Brevet FR2784635A1 — publié le 20000421

Disposition de câblage pour véhicules à moteur ou similaires La présente invention concerne une disposition de câblage pour véhicules à moteur ou similaires comportant un réseau d'alimentation électrique, un système de transmission de données par barre de bus, vers lequel des composants sont adressés séparément par un procédé de multiplexage. De telles dispositions de câblage, qui fonctionnent à l'aide d'un système de transmission de données par barre de bus, sont connues par exemple de l'article " Neue Werkstoffe und Techniken fur die Verkabelung im Automobil " de Reinhard Felgenhauer dans le journal ATZ Automobiltechnische Zeitschrift 99 (1997), numéro 3, pages 148 et suite. La disposition de câblage qui y est présentée a été développée à partir du besoin de réduire considérablement le nombre de câbles individuels dans un véhicule à moteur et par la même occasion, de réduire le poids d'un tel faisceau de câbles. On estime qu'une voiture de haute gamme complètement équipée abrite jusqu'à 80 servomoteurs et que la gestion des fonctions de contrôle et de commande du moteur ainsi que divers programmes de stabilité et de guidage et autres ont besoin de plus en plus de capteurs. Le poids seul d'un faisceau de câbles traditionnel devient donc un inconvénient principal et un frein au développement technique. On a donc pensé à utiliser dans la construction automobile des systèmes de transmission de données par lignes en boucle, chaque composant présentant une prise multiplexée de manière à prélever à son endroit des informations particulières ou à les envoyer sur la ligne en boucle. De telles transmissions de données sont en général réalisées avec des courants de quelques dizaines de milliampères et une tension de l'ordre de 5 Volts. La sensibilité vis-à- vis des perturbations provenant de l'extérieur ainsi que des perturbations des courants de commande dans des câbles voisins représente cependant un problème. De plus, les systèmes de barres de bus présentés n'incluent pas de lignes de distribution de courant pour les composants particuliers qui sont connectés suivant une méthode traditionnelle, lignes dans lesquelles circulent des courants de 160 A avec une tension de 12 V. L'utilisation d'une telle barre de bus permet de réduire déjà considérablement la quantité de câbles utilisés. Le réseau total demeure cependant compliqué et sensible aux perturbations électromagnétiques. La présente invention a pour objet une disposition de câblage pour véhicules à moteur ou similaires, grâce à laquelle le câblage est considérablement simplifié, le poids largement réduit et la sensibilité aux perturbations électromagnétiques également significativement diminuée. Ce but est atteint du fait que la disposition présente au moins une première barre de bus, avec au moins deux conducteurs de puissance pour l'alimentation électrique des composants et au moins deux conducteurs pour le système de transmission de données par barre de bus, tous les conducteurs étant réalisés en bandes de métal, qui sont séparées les unes des autres par des feuilles isolantes, et montées stratifiées en une structure sandwich, et chaque composant ou deuxième barre de bus secondaire prélevant le courant de commande et d'alimentation sur la barre de bus par des connecteurs correspondants. Dans la suite, des modes de réalisations préférés suivant l'invention sont décrits. L'idée de la présente invention consiste en la réalisation de conducteurs de courant d'alimentation et de conducteurs de courant de commande chacun sous forme de plaques minces, disposées selon une méthode sandwich et séparées les uns des autres par des feuilles très isolantes. Cette disposition a l'avantage, vis-à-vis des fils métalliques à section essentiellement ronde, que les barres de bus ainsi formées agissent comme des capacités, de manière à obtenir une protection des transmissions des données vis à vis des perturbations extérieures. De plus, de telles barres de bus sont aisées à mettre en forme, se laissent très bien poser, également d'une manière automatisée, et représentent vis-à-vis des systèmes de faisceaux de câbles décrits au début une économie de poids pouvant aller jusqu'à un tiers selon le modèle. La constitution rigide réduit le danger de confusion des connexions et simplifie le montage. La grande section du conducteur et les matériaux utilisés évitent toute chute de tension notable dans la barre de bus. En outre, avant le montage, les barres de bus peuvent déjà se voir donner une forme qui tient compte de l'endroit d'attache, pour l'essentiel du contour du châssis ou de la tôle du véhicule, de telle manière qu'une disposition peu encombrante est possible. On a précisément décrit ci-après l'invention en s'appuyant sur la description d'exemples de réalisations avec référence au dessin, dans lequel: la figure 1 est le schéma de la structure d'une disposition de câblage en barre de bus conforme à l'invention; les figures 2a et 2b présentent deux dispositions différentes des lignes de courant d'alimentation et de commande; la figure 3 est le schéma d'une première manière de connecter les barres de bus; la figure 4 est le schéma d'une deuxième forme de réalisation de raccord entre barres de bus; la figure 5 est le schéma d'une troisième forme de réalisation de raccord entre barres de bus; et la figure 6 montre un exemple de réalisation d'une disposition de fils avec une barre de bus suivant l'invention La figure 1 montre, de manière non limitative, une représentation de principe d'une barre de bus 1 comme elle est utilisée dans la présente invention, conservant en mémoire que toute forme et dimensions sont possibles. L'extrémité de droite sur la figure 1, pour une meilleure appréhension du dispositif selon l'invention, montre une barre de bus aux conducteurs décollés, dont les conducteurs 2, 3 et 4 sont chacun séparés les uns des autres par des feuilles 5 diélectriques très isolantes. Les couches conductrices extérieures 2 et 4 sont recouvertes de la même façon sur leur face extérieure par une feuille 5. Les conducteurs électriques 2, 3 et 4 ont des sections de conduction différentes, à cause des puissances de courant différentes que ces conducteurs doivent transporter. Sur l'extrémité de gauche de la figure 1 une dérivation 6, c'est-à-dire une languette conductrice, est présentée, qui est en contact conducteur avec les conducteurs 2, 3 ou 4, et à travers laquelle un raccord avec une autre barre de bus ou un composant électrique peut être réalisé. Il est possible de prévoir plusieurs sorties par conducteur ou de regrouper des sorties différentes sous forme de connecteur. La figure 2 montre deux dispositions différentes de conducteurs de courant d'alimentation et de conducteurs de courant de commande. La figure 2a montre deux conducteurs de courant de commande 7a et 7b et deux conducteurs de courant d'alimentation 8 et 9, les conducteurs de courant de commande 7a et 7b reposant d'un côté des lignes d'alimentation de courant, empilées les unes sur les autres, séparées par des feuilles isolantes. Dans une variante, les conducteurs de courant de commande 7a et 7b reposent, conformément à la disposition de la figure 2b, entre les deux conducteurs de courant d'alimentation 8 et 9. Cette disposition a lI'avantage que les conducteurs de courant de commande se trouvent quasiment dans un condensateur formé à partir des conducteurs 8 et 9, o ils sont protégés des influences EMI/RFI. Un blindage extérieur sur la disposition présentée sur la figure 2a est nécessaire. Selon une variante, les signaux de transmission de données et de fourniture de l'alimentation sont superposés et transmis sur les mêmes connecteurs. Sur les figures 3, 4 et 5, trois formes de réalisation différentes d'un raccord entre deux barres de bus ou entre une barre de bus et un composant électrique ou électronique, sont expliquées. La figure 3 montre trois barres de bus la, lb, lc, dont une vue détaillée en perspective est représentée au-dessous. Les barres de bus présentent chacune des languettes 6, parmi lesquelles de préférence les plus larges sont connectées aux conducteurs de courant d'alimentation et les plus étroites aux conducteurs de courant de commande. Les connecteurs 10 sont fixés sur des dispositions de languettes. Les connecteurs 10 connectent les languettes 6 à un fil de repiquage, qui est connecté à un autre connecteur , qui est fixé sur une autre disposition de languettes 6 sur une autre barre de bus. Ainsi, deux barres de bus sont connectées entre elles par l'intermédiaire de câbles flexibles 11, tel que les barres de bus sont orientables les unes par rapport aux autres d'une manière quelconque. la figure 4 montre, sur la moitié supérieure, une vue en perspective d'une deuxième forme de réalisation d'un raccord entre différentes barres de bus. On voit que différentes bandes de conducteurs, plus étroites que la largeur des barres de bus, sortent des extrémités des fronts des barres de bus, et débouchent sur des connecteurs, dans lesquels elles sont fixées. Ces connecteurs sont disposés dans des blocs composés d'un matériau isolant et qui sont superposables, de telle manière que différents conducteurs d'une barre de bus, séparés les uns des autres par des feuilles isolantes, puissent être raccordés au connecteur. Sur la face opposée du bloc, des conducteurs, sortant de la face d'un front d'une autre barre de bus, peuvent également être fixés, ou bien, tel que l'on peut le constater sur le haut de la figure 4, des dérivations peuvent y être prévues. Elles sont chacune prévues avec des connecteurs qui peuvent être placés dans des logements superposables. De telles dispositions de connecteurs sont présentés sur la moitié inférieure de la figure 4 en vue de dessus et en coupe. La figure 5 montre une troisième forme de réalisation de raccord entre deux barres de bus, des bandes du conducteur stratifié sortant de la face d'un front d'une barre de bus pouvant être utilisées comme lames de contact, et fixées dans un boîtier de connecteur, un boîtier connecteur femelle d'un conducteur d'une deuxième barre de bus y étant mis en contact. La moitié inférieure de la figure 5 montre cette disposition en coupe et en vue de dessus. La figure 6 montre schématiquement une disposition de câblage avec une barre de bus, sur laquelle différents connecteurs sont raccordés, et qui présente une capacité de multiplexage. Dans ces connecteurs, sont prévus des éléments de multiplexage CAN (Controller Area Network) pouvant communiquer d'une manière sélective des signaux prévus pour des composants particuliers ou pouvant lancer sur la ligne en boucle des signaux provenant de capteurs. Les éléments CAN permettent alors, lorsqu'ils sont intégrés à un connecteur, de mettre en oeuvre et exploiter des connecteurs qualifiés d'intelligents à partir desquels ces éléments CAN commandent et contrôlent les fonctions à piloter. Revendications 1. Disposition de câblage pour véhicules à moteur o similaires comportant - un réseau d'alimentation électrique - un système de transmission de données par barre de bus (1), vers lequel des composants sont adressés séparément par un procédé de multiplexage, caractérisée en ce que, la disposition présente au moins une première barre de bus (1), avec au moins deux conducteurs de puissance (2, 3) pour l'alimentation électrique des composants et au moins deux conducteurs (4) pour le système de transmission de données par barre de bus (1), tous les conducteurs (2, 3, 4) étant réalisés en bandes de métal, qui sont séparées les unes des autres par des feuilles isolantes (5), et montées stratifiées en une structure sandwich, et chaque composant ou deuxième barre de bus secondaire (lb) prélevant le courant de commande et d'alimentation sur la barre de bus (lb) par des connecteurs correspondants. 2. Disposition de câblage selon la revendication 1, caractérisée en ce que, les conducteurs de puissance (2, 3) pour le système de transmission de données par bus sont disposés entre au moins deux bandes de métal, qui conduisent le courant d'alimentation électrique, et qui sont séparées par des feuilles isolantes (5). 3. Disposition de câblage d'après l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le raccord entre la première barre de bus (la) et la seconde barre de bus secondaire (lb) est réalisé par des connecteurs qui présentent des câbles flexibles (11), de manière à permettre une orientation libre entre les barres de bus (la, lb). 4. Disposition de câblage selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que, le raccord entre les barres de bus est réalisé par des pièces d'accouplement (12), qui lient des conducteurs de puissance (2, 3) avec les bandes de métal correspondantes, qui sont isolées les unes des autres. 5. Disposition de câblage selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le raccord entre les barres de bus (la, lb, lc) est réalisé par des dispositions connecteurs/douilles montées ou surmoulées sur les conducteurs de puissance. 6. Disposition de câblage selon l'une quelconque des revendications ci-dessus, caractérisée en ce que le connecteur présente un bloc fonctionnel CAN. 7. Disposition de câblage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les barres de bus sont vissées ou clipsées sur des parties du châssis d'un véhicule à moteur et prennent la forme de la partie du châssis correspondante. 8. Disposition de câblage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les barres de bus (1) sont montées d'une façon prépondérante dans ou sous le toit du véhicule à moteur. 9. Disposition de câblage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les barres de bus (1) sont montées le long de l'essieu médian longitudinal, dans la zone de la plaque du châssis. 10. Disposition de câblage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que des courants de commande analogiques ou numériques sont superposés sur les courants d'alimentation. 11. Disposition de câblage selon la revendication 1, caractérisée en ce que les signaux de transmission de données et de fourniture de l'alimentation sont superposés et transmis sur les mêmes conducteurs.