Brevet FR2782190A1 — publié le 20000211

L'invention concerne un procédé et un dispositif pour le déclenchement d'un coupe-circuit à fusible pour des conducteurs électriques dans un véhicule automobile. En particulier dans des véhicules automobiles, on insère des coupecircuits à fusible dans les conducteurs, pour assurer la protection de composants électriques. La protection réalisée avec des coupe-circuits à fusible présente l'inconvénient consistant en ce qu'avec ces coupe- circuits à fusible on ne peut pas obtenir une protection optimale d'un conducteur. Lors de l'apparition de surintensités de brève durée, un conducteur électrique usuel dans le véhicule peut véhiculer un courant nettement plus intense que ne le fait le coupe- circuit à fusible de sorte qu'un coupe-circuit à fusible usuel est sous- dimensionné pour des surintensités de brève durée. Au contraire dans le cas de surintensités de plus longue durée, le coupe-circuit à fusible réalise une interruption trop tardivement de sorte que dans ce cas un conducteur électrique et/ou un appareil d'utilisation électrique n'est pas protégé de façon suffisante. Dans le cas d'une surintensité de 35 % par rapport au courant de déclenchement du coupe- circuit à fusible, il peut s'écouler jusqu'à une demi-heure avant qu'un coupe-circuit à fusible se déclenche de façon effective. Dans le cas d'une surintensité de 250 % par rapport au courant de déclenchement du coupe-circuit à fusible, il peut encore s'écouler une durée de 5 secondes avant le déclenchement du fusible. Dans le cas de coupe-circuits à fusible passifs, il existe différents procédés pour influer sur la caractéristique de déclenchement. D'une part on utilise différents matériaux (par exemple Cu ou Zn) en tant qu'éléments fusibles. D'autre part on dépose de l'étain dans des zones déterminées pour adapter la caractéristique de déclenchement. Cependant un inconvénient réside dans la dépense élevée étant donné que le processus d'optimisation devrait être à nouveau exécuté pour chaque système de câblage. Ceci est dû au fait qu'en dehors des caractéristiques de l'élément fusible, également les conditions marginales, comme par exemple des sections transversales de conducteurs raccordés, la température ambiante, ont une influence sur la caractéristique de déclenchement. Par conséquent, ce mode opératoire ne permet qu'une adaptation limitée, et ce également avec une dépense élevée. C'est pourquoi, on utilise des coupe-circuits à fusible standards, qui assurément sont bon marché, mais fournissent seulement une protection limitée. D'après le document allemand DE 195 27 997 A1 on connaît un procédé dans lequel le courant traversant le coupe-circuit à fusible est mesure. Si le courant dépasse une valeur de déclenchement prédéterminée, un déclenchement actif du coupe-circuit à fusible est exécuté. Un inconvénient réside dans le fait que la valeur de déclenchement est prédéterminée de façon fixe et que par conséquent les réserves de puissance du conducteur ne peuvent pas être utilisées complètement. Dans le document allemand DE 44 45 061 on décrit un interrupteur de puissance, qui possède un déclencheur électronique pour le traitement de paramètres réglables, notamment le courant de déclenchement et le temps de temporisation. Un circuit de dérivation provoque un déclenchement forcé de l'interrupteur de puissance dans le cas o le courant de déclenchement réglé est dépassé sans qu'il se produise un déclenchement. Le circuit de dérivation contient des moyens de commutation servant à réaliser une courbe caractéristique de réponse qui dépend du courant, ce qui améliore la protection vis-à-vis d'une destruction de l'interrupteur de puissance. La courbe caractéristique de réponse du circuit de dérivation peut être variable automatiquement en fonction de paramètres réglés pour le déclenchement normal. Un inconvénient réside dans le fait qu'un circuit de dérivation coûteux est nécessaire et que ce circuit de dérivation apporte une amélioration en tant que système de protection supplémentaire de l'interrupteur de puissance vis-à-vis d'une destruction dans le cas d'une défaillance du déclencheur électronique, mais ne sert pas lui- même à exécuter le déclenchement. L'invention a pour but d'indiquer, et ce pour une dépense et un coût faibles, un procédé et un dispositif pour des coupe-circuits à fusible, qui utilisent d'une manière optimale les réserves de puissance d'un conducteur de telle sorte que le fusible est toujours activé à l'instant correct avant qu'il se produise une destruction de composants importants. Ce problème est résolu conformément à l'invention à l'aide d'un procédé pour déclencher un coupe-circuit à fusible pour des conducteurs électriques dans un véhicule automobile, selon lequel la valeur d'un paramètre électrique est détectée par un capteur et comparée à une valeur de déclenchement, caractérisé en ce que - lors du dépassement d'une première valeur constante de déclenchement, cette valeur est accrue à une deuxième valeur variable plus élevée de déclenchement, qui dépend du temps, - la seconde valeur variable plus élevée de déclenchement, qui dépend du temps, retombe pendant un intervalle de temps prédéterminé et d'une manière prédéterminée à la première valeur de déclenchement, et - la destruction du coupe-circuit à fusible s'effectue lorsque la valeur mesurée du paramètre dépasse la seconde valeur variable de déclenchement, qui dépend du temps. Selon cette solution, lors du dépassement d'une première valeur de déclenchement fixe, cette valeur est accrue à une valeur plus élevée. La seconde valeur de déclenchement variable plus élevée dépend du temps et retombe à nouveau pendant un intervalle de temps prédéterminé et d'une manière prédéterminée à la première valeur de déclenchement fixe, un déclenchement du coupe- circuit à fusible s'effectuant uniquement lorsque la valeur mesurée du paramètre dépasse la valeur de déclenchement actuellement valable. Les avantages fournis par l'invention résident dans le fait qu'un déclenchement précoce du coupe-circuit à fusible est empêché dans le cas de courants intenses de brève durée, mais diminuant rapidement, comme par exemple lors du démarrage du moteur. Selon une autre caractéristique de l'invention, au moins la première ou la seconde valeur de déclenchement, qui dépend du temps et conduit au déclenchement du coupe- circuit à fusible, est appelée à partir d'une unité de mémoire. Selon une autre caractéristique de l'invention, au moins la première ou la seconde valeur de déclenchement, qui dépend du temps et conduit au déclenchement du coupe- circuit à fusible, est calculée dans une unité d'exploitation. L'invention a trait également à un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé, comportant une unité d'exploitation, caractérisé en ce que l'unité d'exploitation contient une memoire ou est reliée à une telle mémoire. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'unité d'exploitation contient un microprocesseur ou est reliée à un tel microprocesseur. Selon une autre caractéristique de l'invention, la diminution depuis le maximum de la seconde variable de déclenchement, qui dépend du temps, à la première valeur de déclenchement est exponentielle. Selon une autre caractéristique de l'invention, la diminution depuis le maximum de la seconde valeur variable de déclenchement, qui dépend du temps, à la première valeur de déclenchement est linéaire. Selon une autre caractéristique de l'invention, la diminution depuis le maximum de la seconde valeur variable de déclenchement, qui dépend du temps, à la première valeur de déclenchement est de forme parabolique. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 représente un dispositif pour le déclenchement d'un coupe- circuit à fusible; - la figure 2A représente une variation exponentielle dans le temps de la valeur de déclenchement; - la figure 2B représente une variation linéaire dans le temps de la valeur de déclenchement; et - la figure 2C représente une variation quadratique dans le temps de la valeur de déclenchement. La figure 1 représente un dispositif pour le déclenchement d'un coupecircuit à fusible. Le conducteur 1 contient un coupe-circuit à fusible 2. En parallèle avec ce coupe-circuit à fusible 2 est disposé un capteur de courant 3 qui détecte le courant d'un conducteur 1 ou un autre paramètre électrique. Le courant détecté par le capteur 3 est traité dans une unité d'exploitation 4. Le traitement dans l'unité d'exploitation 4 est exécuté sous la forme d'une comparaison de la valeur de courant mesurée à une première valeur de déclenchement fixe. Dans l'unité d'exploitation 4, différentes valeurs de déclenchement fixes ou bien qui sont fonction du temps, sont fournies ou calculées pour la comparaison avec la valeur de courant mesuree. Une première valeur de déclenchement fixe déclenche la production d'une seconde valeur de déclenchement qui dépend du temps. C'est seulement lorsque la valeur de mesure actuelle est supérieure à la seconde valeur de déclenchement qui dépend du temps, que l'unité de déclenchement 5 est activée. De ce fait le coupe-circuit à fusible 2 est déclenché et le conducteur 1 est rompu. La figure 2A représente la première valeur de déclenchement et la variation exponentielle dans le temps de la seconde valeur de déclenchement. La valeur Il est la première valeur de déclenchement. Sur les figures, on a représenté essentiellement trois courbes. La courbe m représente la variation dans le temps de la valeur du courant mesuré par le capteur. La courbe horizontale a représente la variation constante dans le temps de la première valeur de déclenchement. La courbe a* représente au contraire la variation de la seconde valeur de déclenchement, qui dépend du temps, et présente le maximum I2. C'est la courbe caractéristique de déclenchement proprement dite. Si la courbe de mesure m passe au-dessus de la courbe caractéristique a* à l'instant tA, le déclenchement du coupe-circuit à fusible s'effectue par l'intermédiaire de l'unité de déclenchement et le conducteur est rompu. La variation jusqu'au déclenchement du coupecircuit à fusible va être décrite ci-après. A l'instant to, le capteur détecte un courant qui est inférieur à I1. A l'instant tl, la valeur de mesure atteint la première valeur de déclenchement Il. A cet instant, à la place du déclenchement du coupe-circuit à fusible il se produit un accroissement jusqu'à la seconde valeur maximale de déclenchement I2. Un déclenchement s'effectue uniquement lorsqu'à cet instant la valeur de mesure dépasse également la nouvelle seconde valeur de déclenchement I2. Mais dans cet exemple d'application, ce n'est pas le cas. Ensuite la seconde valeur de déclenchement I2 ne reste pas constante, mais diminue de façon exponentielle. A l'instant tA, la valeur de mesure atteint la seconde valeur de déclenchement actuelle A, qui dépend du temps et est représentée sur la courbe caractéristique a*. Le déclenchement du coupe- circuit a fusible se produit alors et peu de temps après le conducteur est rompu et par conséquent le flux de courant est interrompu. Si les critères de déclenchement à l'instant tA n'étaient pas satisfaits, la valeur constante de déclenchement actuelle A continuerait à diminuer de façon exponentielle jusqu'à l'instant t2. A cet instant la première valeur de déclenchement I1 serait à nouveau atteinte. Pendant une durée fixée le déclenchement s'effectue également lorsque la valeur de mesure dépasse la valeur I1. Après la durée fixée, qui dépend de l'évacuation de chaleur à partir du conducteur, lorsque la première valeur de déclenchement I1 est atteinte. Cette valeur est accrue à la seconde valeur de déclenchement maximum I2. La figure 2B représente la variation linéaire dans le temps des valeurs de déclenchement. La valeur I1 est la première valeur de déclenchement. Sur la figure 1, on a représenté essentiellement trois courbes. La courbe m représente la variation dans le temps de la valeur du courant mesuré par le capteur. La courbe horizontale a représente la variation constante dans le temps de la première valeur de déclenchement. La courbe a* représente au contraire la variation de la seconde valeur de déclenchement, qui dépend du temps, avec son maximum I2, c'est-à-dire la courbe caractéristique de déclenchement proprement dite. Si la courbe de mesure m passe au-dessus de la courbe caractéristique a* à l'instant tA, le déclenchement du coupe-circuit à fusible est exécuté par l'intermédiaire de l'unité de déclenchement et le conducteur est rompu. La variation jusqu'au déclenchement du coupe- circuit à fusible va être décrite ci-après. A l'instant to, le capteur détecte un courant qui est inférieur à I1. A l'instant t1, la valeur de mesure atteint la première valeur de déclenchement I1. A cet instant il se produit, non pas le déclenchement du coupe-circuit à fusible, mais un accroissement de la première valeur de déclenchement, jusqu'au maximum de la seconde valeur de déclenchement I2. Un déclenchement se produirait uniquement si à cet instant la valeur de mesure dépassait la seconde valeur maximum de déclenchement I2. Cependant dans cet exemple d'application, ce n'est pas le cas. Ensuite, la seconde valeur de déclenchement diminue linéairement à partir de I2. A l'instant tA, la valeur de mesure atteint la seconde valeur de déclenchement actuelle A représentée sur la courbe caractéristique a*. Le déclenchement du coupe- circuit à fusible se produit et peu de temps après le conducteur est rompu et par conséquent le flux de courant est interrompu. Si les critères de déclenchement a l'instant tA n'étaient pas satisfaits, la seconde valeur actuelle de déclenchement continuerait à diminuer linéairement jusqu'à l'instant t2. A cet instant la première valeur de déclenchement I1 serait à nouveau atteinte. Pendant une durée fixée, le déclenchement se produit également lorsque la valeur de mesure dépasse la valeur I1. Après la durée fixée, qui dépend de l'évacuation de chaleur à partir du conducteur, lorsque la première valeur de déclenchement Il est atteinte, cette valeur est accrue à la seconde valeur de déclenchement maximale I2. La figure 2C représente la variation dans le temps, en forme de parabole, des valeurs de déclenchement. La valeur I1 est la première valeur de déclenchement. Sur la figure, on a représenté essentiellement trois courbes. La courbe m représente la variation dans le temps de la valeur du courant mesuré par le capteur. La courbe horizontale a représente la variation constante dans le temps de la première valeur de déclenchement. La courbe a* représente au contraire la variation de la seconde valeur de déclenchement, qui dépend du temps, avec son maximum I2, c'est-à- dire la courbe caractéristique de déclenchement proprement dite. Si à l'instant tA la courbe de mesure m passe au-dessus de la courbe caractéristique a*, le déclenchement du coupe-circuit à fusible est réalisé par l'intermédiaire de l'unité d'enclenchement et le conducteur est rompu. La variation jusqu'au déclenchement du coupe- circuit à fusible va être décrite comme indiqué ci-après. A l'instant to, le capteur détecte un courant qui est inférieur à I1. A l'instant t1, la valeur de mesure atteint la première valeur de déclenchement I1. A cet instant il se produit non pas un déclenchement du coupe- circuit à fusible, mais un accroissement jusqu'au maximum de la seconde valeur de déclenchement I2. Un déclenchement ne se produirait que si à cet instant la valeur de mesure dépassait également la seconde valeur de déclenchement actuelle I2. Cependant, dans cet exemple d'application, ce n'est pas le cas. Ensuite la seconde valeur maximale de déclenchement I2 diminue selon une courbe en forme de parabole. A l'instant tA, la valeur de mesure atteint la valeur de déclenchement actuelle A représentée sur la courbe caractéristique a*. Le déclenchement du coupe- circuit à fusible se produit et peu de temps après le conducteur est rompu et par conséquent le flux de courant est interrompu. Si les critères de déclenchement n'étaient pas satisfaits à l'instant tA, la valeur actuelle de déclenchement A continuerait à diminuer selon une courbe de forme parabolique jusqu'à l'instant t2. A cet instant la première valeur de déclenchement I1 serait à nouveau atteinte. Pendant une durée fixée, le déclenchement s'effectue également lorsque la valeur de mesure dépasse la valeur I1. Au bout d'un intervalle de temps fixé, qui dépend de l'évacuation de chaleur à partir du conducteur, lorsque la première valeur de déclenchement Il est atteinte, cette valeur est accrue jusqu'à la seconde valeur maximale de déclenchement I2. Ce procédé peut être également combiné à des procédés de déclenchement, qui sont liés à l'événement et selon lesquels par exemple l'accroissement de la valeur de déclenchement n'est pas provoqué par le fait que la première valeur de déclenchement est atteinte, mais est5 provoqué par exemple par un démarrage du moteur. REVENDICATIONS 1. Procédé pour déclencher un coupe-circuit à fusible (2) pour des conducteurs électriques (1) dans un véhicule automobile, selon lequel la valeur (I) d'un paramètre électrique est détectée par un capteur (3) et comparée à une valeur de déclenchement, caractérisé en ce que - lors du dépassement d'une première valeur constante de déclenchement (Il), cette valeur est accrue à une deuxième valeur variable plus élevée de déclenchement (A), qui dépend du temps, - la seconde valeur variable plus élevée de déclenchement (A), qui dépend du temps, retombe pendant un intervalle de temps prédéterminé et d'une manière prédéterminée à la première valeur de déclenchement (I1), et - la destruction du coupecircuit à fusible (2) s'effectue lorsque la valeur mesurée du paramètre dépasse la seconde valeur variable de déclenchement (A), qui dépend du temps. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins la première ou la seconde valeur de déclenchement, qui dépend du temps et conduit au déclenchement du coupe-circuit à fusible, est appelée à partir d'une unité de mémoire (4). 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins la première ou la seconde valeur de déclenchement, qui dépend du temps et conduit au déclenchement du coupe-circuit à fusible, est calculée dans une unité d'exploitation (4). 4. Dispositif pour un procédé selon la revendication 2, comportant une unité d'exploitation, caractérisé en ce que l'unité d'exploitation (4) contient une mémoire ou est reliée à une telle mémoire. 5. Dispositif pour un procédé selon la revendication 2, comportant une unité d'exploitation (4), caractérisé en ce que l'unité d'exploitation (4) contient un microprocesseur (7) ou est reliée à un tel microprocesseur. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la diminution depuis le maximum de la seconde variable de déclenchement (A = I2), qui dépend du temps, à la première valeur de déclenchement (Il) est exponentielle. 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la diminution depuis le maximum de la seconde valeur variable de déclenchement (A = I2), qui dépend du temps, à la première valeur de déclenchement (I1) est linéaire. 8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la diminution depuis le maximum de la seconde valeur variable de déclenchement (A = I2), qui dépend du temps, à la première valeur de déclenchement (Il) est de forme parabolique.