Brevet FR2764439A1 — publié le 19981211

La présente invention concerne un dispositif pour relier des masses de références à des circuits intégrés, no- tamment dans des systèmes électroniques de commandes de véhi- cules automobiles, comprenant un dispositif d'interface pour5 relier des branches de circuits externes. telles que par exem- ple des systèmes de réglage et/ou de capteur chaque avec un réseau d'alimentation fournissant la tension d'alimentation à partir d'une tension principale et d'un conducteur de masse commun.10 Lorsqu'on relie des capteurs et des actionneurs à un système de commande électronique dans un véhicule automo- bile, il faut veiller tout particulièrement, pour des raisons de sécurité, à ce que le système de commande ne soit pas to- talement défaillant en cas d'éventuels courts-circuits, no-15 tamment de la tension de la batterie. Cela est vrai en particulier pour la liaison des masses de références de cir- cuits hybrides, micro-hybrides ou de circuits réalisés selon d'autres techniques de supports. Dans ces systèmes de com- mande de véhicules automobiles, en cas de court-circuit de la20 tension de la batterie, il pourrait y avoir une défaillance totale de l'ensemble du faisceau de mise à la masse des mas- ses de références. Exposé de l'invention. La présente invention a pour but de développer un dispositif du type défini ci-dessus pour relier des masses de références à des circuits intégrés en technique hybride, mi- cro-hybride ou autres techniques de supports de façon à ex- clure, en cas de court-circuit de différentes masses de références avec la tension principale (notamment la tension de la batterie du véhicule), une défaillance de l'ensemble du système. Ce problème est résolu dans le cas d'un disposi- tif du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que le dispo- sitif d'interface comprend, pour chaque branche de circuit, chaque fois un connecteur de masse distinct pour relier sépa- rément les masses de références de la branche de circuit res- pective au conducteur de masse commun et chaque connecteur de masse de l'interface comprend un dispositif de sécurité conçu pour qu'un unique court-circuit de sa masse de référence avec la tension principale ne conduise qu'à la défaillance de la branche de circuit concernée par la mise en oeuvre du dispo- sitif de sécurité respectif.5 Le dispositif selon l'invention est conçu pour qu'un seul court-circuit de la tension principale ne mette hors service que la branche de circuit concerné et permette ainsi un fonctionnement de secours du circuit intégré, notam- ment du système de commande du véhicule qui met en oeuvre le dispositif de sécurité respectif lorsqu'un tel court-circuit se produit sur la branche de circuit concerné. Dans les circuits hybrides, le dispositif de sé- curité est de préférence réalisé sous la forme d'une con- nexion à fil mince dans l'organe de branchement de la masse. En variante, selon d'autres techniques de sup- ports, le dispositif de sécurité peut être un point de ruban conducteur, rétréci, dans l'organe de liaison à la masse. De manière avantageuse, la section du ou des fils de liaison du connecteur à fil mince ou la section du rétré- cissement du chemin conducteur ou les rétrécissements des ru- bans conducteurs, qui constituent le ou les dispositifs de sécurité, est choisie en fonction de la capacité de charge en courant de la branche de circuit respective. Le dispositif selon l'invention s'applique de préférence à un système de commande électronique de véhicule automobile dans lequel le circuit intégré est une unité numé- rique de commande du moteur/véhicule et le dispositif d'interface comprend chaque fois un organe de liaison à la masse protégé par un tel dispositif de sécurité, notamment pour relier: - la masse des capteurs, du côté du véhicule, - la masse des capteurs pour un organe de réglage de la va- leur de consigne, - la masse des capteurs, du côté du moteur, - la masse de référence d'une ou plusieurs sondes X au con- ducteur de masse, commun. Si l'on suppose que chaque branche de circuit sé- paré ou sa mise à la masse possède la même capacité de cou- rant, on peut concevoir la section du fil de liaison à fil mince ou la section du rétrécissement du chemin conducteur pour chaque fois la même capacité de réception de courant. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans le dessin annexé. L'unique figure du dessin montre le dispositif selon l'invention pour relier des masses de références à un circuit intégré (CI) dans son application prise à titre d'exemple à un système de commande électronique de véhicule automobile. Le dispositif représenté à la figure peut coopé- rer par exemple avec une unité numérique de commande de mo- teur/véhicule, réalisée sous la forme d'un circuit intégré (CI) 4 tel que celui connu sous la marque " MOTRONIC " et portant la référence CJ910 de la Société Robert Bosch GmbH qui le fabrique et le diffuse. Selon la figure, la référence 1 désigne le côté gauche de l'interface 3 reliée au circuit intégré 4 et la ré- férence 2 le côté droit des capteurs. Le circuit intégré 4 comporte deux sorties de tension d'alimentation qui alimen- tent chaque fois un réseau électrique séparé Gi, G2. Le ré- seau électrique G1 est relié à la masse par un condensateur de lissage Cl et le réseau d'alimentation G2 est relié à la masse par un condensateur de lissage C2. Le réseau d'alimentation électrique Gi est conduit à trois connecteurs a, b, c de l'interface 3. Le connecteur a correspond à l'alimentation électrique des capteurs du côté du moteur; le connecteur b correspond à l'alimentation des connecteurs du côté du véhicule; le connecteur c correspond à l'alimenta- tion d'un potentiomètre à valeur de consigne 21 du côté du véhicule. Le signal de valeur de consigne est transmis par une ligne de signal indiquée par la flèche r. Le réseau d'alimentation électrique G2 est relié à deux autres connecteurs e et f de l'interface 3. Le connec- teur e réalise la liaison avec les capteurs 22, 24 du côté du moteur; le connecteur f réalise la liaison avec un potentio- mètre à valeur de consigne 23. Les flèches s, t et u dési- gnent respectivement les signaux de capteurs ou de potentio- mètre qu'il faut fournir à l'unité de commande 4, numérique du moteur ou véhicule. Le côté 1 à gauche de l'interface 3 comprend une ligne de masse commune 11 reliée à la masse 17 du réseau. Des branches de lignes de masse partent de la ligne de masse com- mune 11 pour aller vers les différents connecteurs de masse d, k, 1, m, n de l'interface 3. Le connecteur de masse d réalise la mise à la masse de la masse du capteur du potentiomètre de valeur de consigne portant la référence 21 du côté du véhicule. Le con- necteur de masse k réalise la liaison à la masse de la masse du capteur du potentiomètre à valeur de consigne représenté par la référence 23. Le connecteur de masse 1 réalise la liaison à la masse pour la masse des capteurs portant les ré- férences 22 et 24 du côté du moteur. Les connecteurs de masse m et n constituent des liaisons de masse distinctes avec les masses de références d'une sonde S. Les connecteurs de masse d, k, 1, m, n évoqués ci-dessus de l'interface 3 ont un dispositif de sécurité réa- lisé sous la forme d'une liaison à fil mince 12-16 qui assure qu'un court-circuit séparé au niveau de la masse de référence respective n'entraîne qu'une défaillance de la branche con- cernée du circuit du fait que le fil mince de liaison de con- nexion disparaît par fusion. Bien que cela ne soit pas représenté, chaque liaison à fil mince peut également être remplacée par un rétrécissement du chemin conducteur de l'organe de liaison de masse. La réalisation du dispositif de sécurité sous la forme d'une liaison à fil mince convient tout particulièrement pour les circuits hybrides. Dans d'autres techniques de supports on peut réaliser avantageuse- ment le dispositif de sécurité comme rétrécissement de chemin conducteur. La section du fil de la liaison de connexion à fil mince ou le rétrécissement du point rétréci du chemin conducteur sont conçus en fonction de la capacité de passage de courant que doit présenter la branche correspondante du circuit. A titre d'exemple, dans un système de commande de véhicule automobile, la liaison de connexion par enfichage à fil mince peut être traversée par un courant d'une intensité de 3,5 A qui représente ainsi le seuil de réponse de chaque5 dispositif de sécurité. Un courant dont l'intensité dépasse 3,5 A fait fondre le fil mince de la liaison par enfichage à film mince respective. Cela permet à un unique court-circuit de n'entraîner que la défaillance de sa branche de circuit. On peut ainsi avoir un fonctionnement de secours à l'unité de commande de moteur/véhicule équipée du disposi- tif de l'invention malgré la défaillance d'une branche de circuit. Il est clair que le dispositif selon l'invention, décrit ci-dessus, peut équiper, outre les systèmes de com- mande électronique de véhicules automobiles, également d'autres systèmes comme par exemple les commandes de procé- dés, les systèmes de mesure et de régulation et autres systè- mes dans lesquels les masses de références sont reliées à des circuits de commande. A la place des dispositifs de sécurité qui fondent en cas de passage d'une surintensité, et qui sont utilisés de manière préférentielle, on peut également réali- ser des dispositifs de sécurité par la liaison d'enfichage à fil mince, évoquée, et le rétrécissement du chemin conducteur de l'organe de liaison à la masse qui peuvent utiliser égale- ment d'autres dispositifs de sécurité active, détectant le passage d'une surintensité et coupant la liaison avec l'organe de mise à la masse jusqu'à ce que le court-circuit ait disparu. R E V E N D I C A T IONS 1 ) Dispositif pour relier des masses de références à des circuits intégrés (CI), notamment dans des systèmes électro- niques de commandes de véhicules automobiles, comprenant un dispositif d'interface (3) pour relier des branches de cir- cuits externes telles que par exemple des systèmes de réglage et/ou de capteur (2; 21- 24) chaque avec un réseau d'alimentation (G1, G2) fournissant la tension d'alimentation à partir d'une tension principale et d'un conducteur de masse commun (11), caractérisé en ce que le dispositif d'interface (3) comprend, pour chaque branche de circuit, chaque fois un connecteur de masse distinct (d, k-n) pour relier séparément les masses de références de la branche de circuit respective au conducteur de masse com- mun (11) et chaque connecteur de masse (d, k-n) de l'interface (3) comprend un dispositif de sécurité (12-16) conçu pour qu'un unique court-circuit de sa masse de réfé- rence avec la tension principale ne conduise qu'à la dé- faillance de la branche de circuit concernée par la mise en oeuvre du dispositif de sécurité respectif (12-16). 2 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ou les dispositifs de sécurité (12-16) sont des liaisons à connexion à fil mince réalisées dans le connecteur de masse. 3 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ou les dispositifs de sécurité (12-16) sont réalisés sous la forme d'un rétrécissement des chemins conducteurs dans l'organe de liaison à la masse. 4 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la section du fil de la liaison de connexion à fil mince ou la section du rétrécissement du chemin conducteur sont con- çues en fonction de la capacité de passage de courant dans la branche de circuit respective. ) Application du dispositif selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 4 à un système électronique de commande de véhicule automobile, caractérisée en ce que le circuit intégré est une unité de commande numérique de mo- teur/véhicule (4),10 - l'interface (3) comporte chaque fois un connecteur de masse protégé par un dispositif de sécurité pour relier au moins - une masse de capteurs du côté du véhicule, - une masse de capteurs pour un organe de réglage de la va- leur de consigne, - une masse de capteurs pour les capteurs du côté du moteur, - une masse de référence d'une sonde X sur un conducteur de masse commun (11). 6 ) Application du dispositif selon la revendication 5, caractérisée en ce que la section des fils de la liaison de connexion à fil mince ou la section du rétrécissement du chemin conducteur sont con- çues chaque fois pour la même capacité de passage de courant. 7 ) Application du dispositif selon l'une quelconque des re- vendications 5 ou 6, caractérisée en ce que la tension principale est la tension de la batterie du véhi- cule. 8 ) Application du dispositif selon l'une quelconque des re- vendications 5 à 7, caractérisée en ce que chaque dispositif de sécurité (12-16) est conçu pour une ca- pacité maximale de passage de courant égale à 3,5 A. 9 ) Application du dispositif selon l'une quelconque des re- vendications 5 à 8, caractérisée en ce que les branches de circuits externes sont le générateur électri- que de signaux et/ou les capteurs réunis en groupes pour l'alimentation électrique et chaque groupe est alimenté en5 courant par un réseau d'alimentation (G1, G2) indépendant, relié à l'unité de commande (4) du véhicule.