Brevet FR2664785A1 — publié le 19920117

L'invention est relative à un dispositif de surveillance de circuits électriques, destiné à détecter une anomalie dans le fonctionnement d'un tel circuit mettant en oeuvre au moins un élément principal de signalisation lumineuse et/ou d'éclairage, ainsi qu'a une application du dit dispositif à un système d'éclairage et/ou de signalisation de véhicule. Dans de nombreux cas, dans le domaine industriel ou domestique, il est courant d'avoir recours à un élément de signalisation et/ou d'éclairage, cet élément étant intégré dans un circuit électrique plus ou moins élaboré. Par exemple, dans de nombreux circuits électriques, on visualise des défauts ou des évènements quelconques par l'allumage d'un voyant de signalisation. Dans d'autres cas, on utilise des éléments d'éclairage tels que lampes ou ampoules électriques en fonction d'une commande déterminée. La surveillance de tels circuits électriques incombe généralement à l'utilisateur qui doit s'assurer du bon fonctionnement des différents éléments et notamment de l'élément de signalisation et/ou d'éclairage. Un entretien préventif est alors souhaitable. Toutefois, il arrive que le dit élément soit défecteux en cours d'utilisation et il est alors difficile de le remplacer pendant la marche. Dans d'autres domaines, du bon fonctionnement de l'élément de signalisation et/ou d'éclairage, dépend la sécurité de l'utilisateur ou des tiers. Par exemple, dans le cas des circuits d'éclairage et/ou de signalisation destinés aux véhicules, le défaut de l'élément de signalisation et/ou d'éclairage est non souhaitable, mais il est constant de voir de tels véhicules privés de signalisation et/ou d'éclairage du fait du non constat du défaut voire même de la négligence. A titre d'exemple, pour ne prendre que le cas de la bicyclette, il apparaît que 20 % des accidents sont dus à un manque de signalisation. Le but de la présente invention est de proposer un dispositif de surveillance de circuits électriques, destiné à détecter une anomalie dans le fonctionnement d'un tel circuit mettant en oeuvre au moins un élément principal de signalisation et/ou d'éclairage qui permette de pallier aux inconvénients précités et qui permette d'accroître la sécurité. Selon la présente invention, le dispositif de surveillance de tels circuits électriques est caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens pour contrôler le fonctionnement correct du dit élément principal de signalisation et/ou d'éclairage. Ainsi, le dispositif de la présente invention présente l'avantage de vérifier le bon état de l'élément de signalisation et/ou d'éclairage mais également permet de vérifier s'il n'y a pas d'autres avaris dans le circuit d'alimentation du dit élément, tel qu'au niveau de son câblage, voire même de la source d'alimentation. Un autre but de la présente invention est de proposer une application du dispositif de surveillance de circuit électrique de la présente invention à un système d'éclairage et/ou de signalisation de véhicules tels que par exemple cycles. Le système de la présente invention permettra notamment de contrôler le bon état de l'ampoule électrique, mais également de vérifier son alimentation correcte. En outre, si une anomalie est constatée, dans un mode de réalisation de la présente invention, on fera appel alors à des moyens de signalisation et/ou d'éclairage complémentaires. A cet égard, selon une caractéristique additionnelle de la présente invention, le dispositif comporte des moyens de signalisation et/ou d'éclairage complémentaires, commandés par les dits moyens pour contrôler le fonctionnement correct du dit élément principal de signalisation et/ou d'éclairage, et mis en oeuvre lors du défaut de fonctionnement du dit élément principal. De telles dispositions augmentent la sécurité et permettent même de pallier certains inconvénients des circuits électriques proposés. En effet, en matière de circulation routière, il existe des normes et règlementations particulières auxquelles les circuits d'éclairage et/ou de signalisation doivent répondre. Par exemple, pour ce qui est des bicylclettes, la règlementation prévoit que chacune de celles-ci soit équipée d'un protecteur avant et d'un feu de signalisation arrière, assujettis à un générateur entraîné lors du déplacement de la bicyclette. Le générateur, bien souvent du type alternateur, doit présenter une tension, une puissance, un fonctionnement et une installation rigoureusement homologuées. En particulier, il existe des diagrammes de tension de générateurs auxquels chacun d'eux doit correspondre, définissant des valeurs de tension minimum et maximum aux bornes du générateur en fonction de la vitesse kilométrique de déplacement du cycle. Néanmoins de telles dispositions, bien que règlementaires, ne sont pas sans poser certains problèmes qui se répercutent sur la sécurité du cycliste. En particulier, lorsque le cycliste roule à une vitesse lente, l'éclairage est réduit voire même insignifiant. De même, si le cycliste est à l'arrêt, il n'existe aucun éclairage nis signalisation. Un des avantages du dispositif de la présente invention sera de maintenir l'éclairage et/ou la signalisation s'il y a un défaut dans le circuit principal du véhicule, ou s'il y a un défaut d'éclairage, notamment du fait du non avancement du véhicule. Autrement dit, dans le cas du cycle par exemple, l'éclairage ou la signalisation sera maintenu, lorsque la bicyclette est à l'arrêt, cet arrêt étant dû soit à la signalisation routière, soit inhérent au véhicule ou au cycliste, ou encore provoqué lorsque le système d'éclairage règlementaire est déficient, en particulier lorsque l'ampoule est grillée ou s'il y a un défaut sur le générateur ou le câblage du circuit principal. Dans cette utilisation, c'est-à-dire dans l'application du dispositif de surveillance de circuits électriques à un dispositif d'éclairage et/ou de signalisation de véhicules, on aura l'avantage d'avoir un dispositif indépendant de l'éclairage classique règlementaire et homologué, ce qui permet en cas de non sollicitation, de restituer l'éclairage principal traditionnel. Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif de surveillance de circuits électriques, ainsi qu'un dispositif d'éclairage et/ou de signalisation de véhicules mettant en oeuvre le dit dispositif, qui soit de conception simple et d'un coût de revient faible évitant ainsi d'augmenter les coûts des dispositifs utilisés, tout en permettant d'accroître la sécurité de l'utilisateur et des tiers. Par exemple, dans le cas du cycle, le dispositif de la présente invention, prévu pour la partie arrière du cycle, peut être inclus dans des dimensions d'un boîtier arrière traditionnel de signalisation. D'autres buts et avantages de la présente invention, apparaîtront au cours de la description qui va suivre, qui n' est cependant donnée qu'à titre indicatif et qui n' a pas pour but de la limiter. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description accompagnée des dessins en annexe qui en font partie intégrante. La figure 1 montre schématiquement le principe de fonctionnement du dispositif de surveillance de circuits électriques selon l'invention. La figure 2 montre une mode de réalisation d'un tel dispositif fonctionnant selon le principe de la figure 1. La figure 3 montre une application du dispositif de surveillance de circuits électriques de la figure 2 à un système d'éclairage et/ou de signalisation de véhicules. Les figures 4a et 4b montrent respectivement le fonctionnement de deux états du circuit illustré à la figure 3. L'invention concerne un dispositif de surveillance de circuits électriques, destiné à détecter une anomalie dans le fonctionnement d'un tel circuit, ainsi qu'une application du dit dispositif à un système d'éclairage et/ou de signalisation de véhicules. Il est à noter toutefois que cette application n'est pas limitative car le dispositif de surveillance de circuits électriques peut être destiné à détecter une anomalie dans le fonctionnement d'un circuit mettant en oeuvre au moins un élément principal de signalisation et/ou d'éclairage. Un tel dispositif peut être en particulier utilisé dans des circuits électriques dans lesquels certains voyants ou éléments d'éclairage ont un rôle capital pour la sécurité par exemple. Par ailleurs, le dispositif de surveillance peut réagir soit en donnant un signal d'anomalie, soit en autorisant l'alimentation d'un circuit auxiliaire qui prend le relais, soit permettant deux solutions. La figure 1 montre le schéma de principe général du dispositif de surveillance de circuits électriques selon l'invention, le dit circuit surveillé mettant en oeuvre au moins un élément principal 3 de signalisation et/ou d'éclairage, tel que notamment une ampoule électrique à filament. En outre, le dit élément 3 est connecté sur un circuit principal d'alimentation 1 présentant au moins une source d'alimentation, repérée 2. Cela étant, selon la présente invention, le dispositif comporte des moyens 4 pour contrôler le fonctionnement correct du dit élément principal 3 de signalisation et/ou d'éclairage. Plus précisément, dans le mode de réalisation tel que représenté aux figures, ces dits moyens 4 se présentent sous la forme de moyens de détection 5, 6 du courant traversant le dit élément 3. Ces moyens de détection sont notamment constitués par un élément passif 5, placé en série avec le dit élément principal 3 de signalisation et/ou d'éclairage, aux bornes duquel élément passif 5 est placé un circuit de détection 6 de seuil de tension, comme le montre particulièrement la figure 1. Ainsi, en supposant la tension U d'alimentation correcte de l'élément 3, dans l'élément passif 5, on crée une chute de tension U', et le circuit de détection de seuil 6 sera tel qu'il permette la détection de la présence et/ou de l'absence de tension U', ceci étant dû à une anomalie au niveau de l'élément 3 en tant que tel, soit à une anomalie dans le circuit d'alimentation 1 ainsi qu'à son câblage. En sortie de ce circuit de détection 6, on pourra obtenir une information qui permettra, soit de déclencher une alarme, soit d'alimenter un circuit auxiliaire prenant le relais du circuit principal. La figure 2 montre un mode de réalisation particulier du dispositif de l'invention dans lequel le dit élément passif 5 se présente sous la forme d'une résistance électrique Rî, et le circuit de détection de seuil de tension 6 est constitué d'au moins un transistor T1 dont la base est commandée par la tension U' recueillie aux bornes du dit élément passif R1. Lorsqu'aux bornes de la résistance R1, la tension U' est nulle, c'est-à-dire s'il y a défaut dans le circuit principal, le transistor T1 sera bloqué, ce qui constituera un premier état du circuit de détection de seuil 6. En revanche, lorsque le circuit principal de signalisation fonctionne correctement, aux bornes de la résistance R1 apparaîtra la tension U' qui va commander la base du transistor T1 et le débloquer. On sera donc en présence d'un second état du circuit de détection de seuil. Il est à noter que l'homme du métier adaptera l'utilisation du transistor en fonction de ses connaissances générales, notamment pour obtenir un fonctionnement en "tout ou rien Par ailleurs, pour ne pas gêner le bon fonctionnement nominal de l'élément principal 3 de signalisation et/ou de signalisation, on choisira avantageusement une chute de tension U' aux bornes du dit élément passif 5 telle qu'elle soit inférieure ou égale à 10 % de la tension nominale U d'alimentation du dit élément principal 3. Cela aura l'avantage d'utiliser des éléments dont la tension nominale est prévue en fonction de la source d'alimentation. A titre d'exemple, on a obtenu de bons résultats lorsque la tension d'alimentation U est de 6 volts, en utilisant un élément de signalisation constitué par une ampoule à filament de tension nominale 6 volts et de puissance nominale de 0,6 watts, la dite résistance R1 présentant alors une valeur ohmique de 6,8 ohms. Néanmoins, il est à noter qu'on pourrait envisager une autre répartition des tensions et par exemple utiliser un élément principal 3 de tension nominale de valeur moitié de celle de la tension nominale de la source d'alimentation 2; la résistance R1 étant alors prévue également pour former la chute de tension correspondante complémentaire. La figure 3 montre une des applications du dispositif de surveillance de circuits électriques selon l'invention, à un dispositif d'éclairage et/ou de signalisation de véhicules. Précisément, comme dans les cas décrits précédemment, on retrouve un circuit principal d'éclairage et/ou de signalisation constitué au moins par un élément 3 principal de signalisation et un générateur 2. Il peut s'agir, par exemple, d'un circuit d'éclairage et/ou de signalisation de cycle dans lequel l'élément 3 constitue notamment le feu arrière et le générateur 2 se présente sous la forme d'un alternateur entraîné lors du déplacement du cycle. On retrouve également des moyens 4 pour contrôler le fonctionnement correct du dit élément principal 3 de signalisation et/ou d'éclairage. Cependant, en sortie de ces moyens 4, on a prévu des moyens 7 de signalisation et/ou d'éclairage complémentaire, commandés par les dits moyens 4 pour contrôler le fonctionnement du dit élément 3, et mis en oeuvre lors du défaut de fonctionnement du circuit principal 1, 2, 3. Les moyens 4 de contrôle du fonctionnement correct sont, comme dans le cas de la figure 2, constitués par un élément passif 5, tel que par exemple une résistance R1, placée en série avec le dit élément principal de signalisation 3, et par un circuit de détection 6 de seuil de tension. Ce circuit 6 est avantageusement constitué d'au moins un transistor T1 dont la base est commandée par la tension U' recueillie aux bornes de la dite résistance R1. Les éléments de ces circuits sont déterminés en fonction des impératifs et des connaissances de l'homme du métier. Toutefois, il est à noter que, dans le cas du cycle pour respecter la règlementation en vigueur, on choisira une chute de tension U' aux bornes de la résistance R1 de façon à ce qu'elle soit inférieure ou égale à 10 % de la tension nominale U de l'élément principal 3. A titre d'exemple, les valeurs précisées ci-dessus peuvent être employées. Cela étant, la tension issue de la génératrice 2 étant alternative, les moyens 4 comporteront avantageusement un élément de filtrage 8, notamment monté en série dans le collecteur du transistor T1, afin de lisser la tension. Cet élément de filtrage 8 pourra être constitué par un ensemble résistance-capacité R2 C1, comme le montre la figure 3. Le transistor T1 fonctionnera en "tout ou rien", comme évoqué ci-dessus, et il apparaîtra alors une chute de tension E entre le collecteur et l'émetteur du transistor T1 que l'on pourra utiliser pour actionner les dits moyens 7 de signalisation complémentaire. Ces moyens 7 sont, dans le mode de réalisation représenté à la figure 3, constitués sous la forme d'au moins une diode D1 électroluminescente 9, et d'un circuit d'alimentation auxiliaire 10, 11 de la dite diode 9. Le circuit d'alimentation auxiliaire se présente notamment sous la forme d'un montage 10 à transistor T1 alimenté depuis une source auxiliaire 11 de tension V continue. Un tel montage est à la portée de l'homme du métier et nécessite l'utilisation de résistances de protection et de polarisation R3, R4. Ce circuit d'alimentation auxiliaire 9, 10, 11 fonctionne en "tout ou rien", c'est-à-dire: si à son entrée, on note la présence d'une tension E, le transistor T2 sera bloqué et inversement. Le fonctionnement d'un tel circuit est particulièrement illustré aux figures 4a et 4b qui montrent respectivement le non fonctionnement du circuit de signalisation complémentaire, et le cas du non fonctionnement du circuit de signalisation principal. Dans le cas où le circuit principal de signalisation du cycle est correct, c'est-à-dire si la bicyclette roule à une vitesse suffisante et/ou si l'ensemble génératrice 2, circuit de câblage, et ampoule 3 sont en état correct, le circuit de signalisation complémentaire n'est pas activé comme le montre notamment la figure 4a. En effet, la tension U' aux bornes de la résistance R1, dans le cas des paramètres choisis précédemment, est voisine de 0,7 volts. Ainsi, le transistor T1 est débloqué, le courant traverse le transistor T1 du collecteur vers l'émetteur, et la résistance de protection R3 empêche le courant d'aller vers le transistor T2. En fonction du montage, le transistor T2 est bloqué et l'élément de signalisation secondaire 9, à savoir la diode électroluminescente T1, est non parcourue par un courant et donc éteinte. En revanche, lorsque le circuit principal de signalisation de fonctionnement, c'est-à-dire lorsque la bicyclette est à l'arrêt, et/ou lorsqu'il y a un défaut dans le circuit principal, le circuit d'éclairage et/ou de signalisation secondaire est mis en service comme le montre la figure 4b. En effet, la tension U' aux bornes de la résistance R1 est nulle, ce qui implique le blocage du transistor T1. Ainsi, l'alimentation auxiliaire 11 impose un courant traversant la résistance R2 qui alimente la base du transistor T2, via la résistance R3. De ce fait, le transistor T2 est débloqué, laissant circuler un courant au-travers de l'élément de signalisation complémentaire 9, c'est-à-dire au-travers de la diode luminescente D1, via la résistance R4. Dans ce cas, les moyens de signalisation complémentaire prennent le relais de l'élément de signalisation principal 3. Entre ces deux états de tout ou rien, il se peut qu'il existe un état intermédiaire, c'est par exemple le cas lorsque la génératrice du cycle tourne lentement. Alors, la tension U' aux bornes de la résistance R1 est comprise entre 0 et 0,7 volts. Le transistor T1 fonctionne donc en régime linéaire en applicateur de courant. Alors le courant de base étant alternatif, le courant circulant dans le transistor T1 est une succession d'alternances positives de même fréquence. Toutefois, le condensateur C1 associé à la résistance R2 permettent le filtrage. Cela étant, il existe une certaine valeur minimale de la tension U' aux bornes de la résistance R1 jusqu'à laquelle on considère l'éclairage de l'ampoule du circuit principal suffisant. Toutefois, en-deçà de ce seuil, il faudra actionner le circuit de signalisation et/ou d'éclairage complémentaire. Il apparaît que ce seuil soit voisin de 0,4 volts, c'est-à-dire qu'on considère que l'éclairage principal est suffisant lorsque la chute de tension aux borne de la résistance R1 est comprise entre 0,4 volts et 0,7 volts. En-deçà de ce seuil, on aura recours au dispositif de l'invention. Ceci est autorisé en prévoyant les éléments de façon à ce que tant que la tension aux bornes de la résistance R1 reste supérieure au seuil choisi, ici 0,4 volts, on s'arrange pour que la base du transistor T2 ne reçoive pas assez de courant, autrement dit pour que le transistor T2 reste bloqué, et on se retrouve alors dans le cas de la figure 4a. En revanche, si la tension aux bornes de la résistance R1 devient inférieure à 0,4 volts, le courant traversant le transistor T1 diminuera, et par suite, le courant de base du transistor T2 autorisera l'éclairement de la diode électroluminescente D1. Un tel dispositif permet un progrès important en matière de sécurité car, comme il a été évoqué précédemment, si le cycle est à l'arrêt, celui-ci sera automatiquement néanmoins signalé grâce à la brillance de la diode 9 de signalisation complémentaire. I1 est à noter que l'on a obtenu de bons résultats en utilisant une diode électroluminescente haut luminosité, telle que celle commercialisée par la Société TOSHIBA sous la référence T LRA 180-C par exemple. Naturellement, d'autres mises en oeuvre de la présente invention, à la portée de l'homme de l'art, auraient pu être envisagées, sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de surveillance de circuits électriques, destiné à détecter une anomalie dans le fonctionnement d'un tel circuit (1-3) mettant en oeuvre au moins un élément principal (3) de signalisation et/ou d'éclairage, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens (4) pour contrôler le fonctionnement correct du dit élément principal (3) de signalisation et/ou d'éclairage. 2. Dispositif de surveillance selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les dits moyens (4) se présentent sous la forme de moyens de détection (5, 6) du courant traversant le dit élément (3). 3. Dispositif de surveillance selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les dits moyens de détection (5, 6) sont constitués par un élément passif (5), placé en série avec le dit élément principal (3) de signalisation et/ou d'éclairage, aux bornes duquel élément passif (5) est placé un circuit (6) de détection du seuil de tension. 4. Dispositif de surveillance selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le dit élément passif (5) se présente sous la forme d'une résistance électrique R1. 5. Dispositif de surveillance selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le dit circuit (6) de détection de seuil de tension est constitué d'au moins un transistor T1 dont la base est commandée par la tension U' recueillie aux bornes du dit élément passif (5). 6. Dispositif de surveillance selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la chute de tension U' aux bornes du dit élément passif (5) est inférieure ou égale à 10 % de la tension nominale U d'alimentation du dit élément principal (3) de signalisation et/ou d'éclairage. 7. Dispositif de surveillance selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens (7) de signalisation et/ou d'éclairage complémentaire, commandés par les dits moyens (4) pour contrôler le fonctionnement du dit élément principal (3) de signalisation et/ou d'éclairage, et mis en oeuvre lors du défaut de fonctionnement du dit circuit principal (1-3). 8. Dispositif de surveillance selon la revendication 7, caractérisé par le fait que les dits moyens (7) de signalisation complémentaire se présentent sous la forme d'au moins une diode (D1) électroluminescente (9) et d'un circuit (10, 11) d'alimentation auxiliaire de cette dernière déclenchée par les dits moyens (4) pour contrôler le fonctionnement correct de l'élément principal (3). 9. Application du dispositif de surveillance de circuit électrique, selon l'une quelconque des revendications précédentes, à un dispositif d'éclairage et/ou de signalisation de véhicules. 10. Dispositif d'éclairage et/ou de signalisation pour cycles, selon la revendication 9, caractérisé par le fait que le dit élément principal (3) de signalisation et/ou d'éclairage est constitué par une ampoule à filament de tension 6 volts et de puissance nominale de 0,6 watts, et que la dite résistance (5) présente une valeur ohmique de 6,8 ohms, la tension d'alimentation nominale étant de 6 volts.