Brevet FR2866436A1 — publié le 20050819

La présente invention concerne un dispositif qui permet d'effectuer les mesures et les test nécessaires à diagnostiquer un dysfonctionnement sur des circuits équipés de relais électromagnétiques 4 et 5 bornes notamment sur les véhicules (Voitures de tourisme, véhicules utilitaires, bateaux, . ) ou engins divers (machines agricoles, engins de génie civil, militaires...) dont la tension de service est comprise entre 0 et 42 volts...DTD: Actuellement le contrôle des relais ou circuits équipés de cet accessoire s'effectue soit: - directement sur le circuit fonctionnel donc contrôle difficile et mesures incomplètes souvent impossibilité d'effectuer le contrôle en dynamique. - à l'aide d'un borniez spécifique (nombreuses mesures à effectuer avec lectures décalées). - Relais déconnecté. La mesure de la résistance des contacts n'est pas significative et ne permet pas de déceler une anomalie fugitive sous forte intensité. Le dispositif de mesure selon l'invention permet un contrôle complet, précis et rapide du relais, du circuit de puissance fermé par le relais et du circuit de commande (schéma de principe fig. 1). Le dispositif s'intercale entre la platine de servitude et le relais. Il se branche à l'aide d'un connecteur (P2) et des adaptateurs (P3) et reçoit le relais sur un support (S3) avec des adaptateurs (Rl) ou (et) sur un des emplacementtd'un support multiple (S3, S4, S5). Le système comprend des appareils de mesure et d'affichage incorporés ou externes (Ul, U2, U3, U4, U5, U6, Il, L1), des bornes de mesure (+, M, A, B, C, D, E, F), un port (P 1) pour connecter un système de traitement de données et d'affichage numérique, un moyen de test de la diode de dissipation des courants de self induction (Li, L2) et d'un coupe circuit (L3) permettant d'une part la mesure de la résistance de la bobine d'excitation en isolant le système de mesure et d'autre part de provoquer des ouvertures de relais. La figure 4 représente un exemple de conception de ce dispositif Sur la platine le système de mesure et de prélèvement de données permet d'analyser le fonctionnement du relais et les anomalies sur le circuit en une seule lecture par 30 phase de fonctionnement: - valeurs au repos valeurs circuit actif relais non excité. - valeurs circuit actif relais excité. Le dispositif permet: a) l'afl"tchage et la lecture simultanée des valeurs suivantes: - de la tension de la source d'énergie électrique (Ul batterie) - tension d'alimentation du circuit de puissance (U2). - chute de tension sur le contact de puissance repos (U3). - chute de tension sur le contact de puissance travail (U4). - tension de commande (Enroulement d'excitation) (U6). - chute de tension de commande (bobine d'excitation)(US). - intensité du courant de puissance (1, Il). b) de tester la présence d'une tension de self induction lors de la coupure du courant d'excitation de la bobine (L 1). 15 40 5' Seule une mesure simultanée des paramètres donne les éléments d'une analyse complète, par exemple une mesure d'intensité sans connaissance de la tension n'a aucune signification. On peut aussi mesurer les résistances ou toutes valeurs électriques sur les relais électromagnétiques 4 et 5 bornes ou circuits équipés de ces relais à partir des bornes normalisées +, A, B, C, D, E F & M. avec un instrument de mesure externe (multimètre, oscilloscope, ....). Les points (+, A, B, C, D, E, F & M) de mesure sont aussi connectés à un port (P 1), comportant une prise suivant la norme retenue et, si nécessaire, intégrant un interface rendant les données exportables (Série, USB...); permettant une exploitation des données par un système de traitement et d'affichage numérique. L'interface peut être aussi connecté entre la prise du dispositif de contrôle et le système de traitement et d'affichage numérique donc externe et indépendante du boîtier de contrôle. Les mesures précises effectués simultanément en fonctionnement permettent de situer le dysfonctionnement soit: - sur le circuit de commande (UI, U5, U6). - sur le circuit de puissance (UI, U2, U3, U4. II). II étant mesuré par un détecteur (1) (Ex: shunt calibré, capteur à effet hall, élément sensible au champ magnétique, ...) sensible à l'intensité. Leur interprétation facilite la localisation de la cause du dysfonctionnement soit: - en amont du relais. - au niveau du relais. - en aval du relais. - au niveau du récepteur. Il est nécessaire de contrôler la résistance de la bobine d'excitation du relais (points de contrôle D et E, bornes 1 et 2 du relais) le coupe circuit (L3), ouvert au moment d'effectuer la mesure à l'ohmmètre, élimine les résistances en parallèle des appareils de mesures qui viendraient introduire une erreurs et fausser ainsi la valeur recherchée. Sur le circuit de puissance soumis à une forte intensité la mesure de la résistance des contacts repos (bornes A et C) et travail (bornes A et D) à l'ohmmètre, couramment pratiquée, n'est pas significative. Il est préférable, comme le fait le système, de mesurer les chutes de tension (U3 et U4) qui, sous l'intensité consommée par le récepteur avec des contacts détériorés, aurons une valeurs importante par application de la loi d'ohm. D'autre part, en cas d'échauffement du à la résistance des contacts, on constatera une augmentation de ces chutes de tension dans l'instant qui suit la fermeture du circuit de puissance par une observation dynamique. Si le dysfonctionnement est fugitif on peut commander le relais un grand 80 nombre de cycle (L3) pour provoquer l'anomalie et repérer la parme. Le dispositif doit être adapté à de nombreux modèles de relais 4 ou 5 bornes que l'on trouve sur tous types de véhicule et de matériel. Afin de rendre polyvalent le dispositif: -du côté platine de servitude, le connecteur (P2) correspondant à un seul modèle de relais 5 bornes, on utilisera pour les autres modèles un interface désigné ici adaptateur (P3). - du côté dispositif le support (S3) accepte un seul modèle de relais 5 bornes, on utilisera pour les autres modèles un interface désigné ici adaptateur 65 (R1) ou une platine multi-format (figure 3) (S3, S4, S5) qui dans cet exemple peut recevoir 3 types de relais différents sans adaptateur. On désigne par adaptateur un élément intermédiaire qui a en entrée un format de connectique de relais et en sortie un autre format connectable à un support de platine: - P3 entrée au format de P2, sortie au format du type de relais à tester. - R1 entrée au format du type de relais à tester et sortie au format de la platine du dispositif. Les types de connecteurs (P2, S3, S4, S5) et d'adaptateurs (P3, RI) à prévoir sont fonction du domaine d'utilisation du dispositif de contrôle. (P2, P3, S3, S4, S5, MR, RI) sont des exemples décrits en aucun cas limitatifs. Certains relais sont munis d'une diode de dissipation des courants de self induction créés au moment de l'ouverture du circuit de commande. En provoquant l'ouverture du circuit de commande si un éclat apparaît au niveau du dispositif (Li), qui peut être une mini lampe aux caractéristiques judicieusement choisie ou tout autre moyen qui émet un éclat sur une pointe de tension de self induction, alors que l'interrupteur (L2) est fermé,la diode est coupée ou le relais n'est pas à l'origine protégé. La figure 1 représente le principe de câblage du dispositif de mesure et ne correspond pas à l'implantation physique des éléments ni a la disposition des bornes d'un boîtier. La figure 2 montre le principe des adaptateurs (RI) avec un exemple de relais 110 à la connectique différente (MR) de la une platine unique (S3). La figue 3 représente une variante de platine avec emplacements multiples (S3, S4, S5) qui évitent l'utilisation d'adaptateurs. Les bornes (1, 2, 3, 4, 5) de différents socles (S3, S4, S5) sont branchés en parallèle avec le dispositif de mesure. La figure 4 représente une des possibilités de réalisation d'un contrôleur, suivant la présente invention, de relais et circuits comportant des relais conçu en utilisant un boîtier dans lequel en intègre les voltmètres (U1, U2, U3, U4, U5, U6) et l'ampèremètre (Il) avec son capteur (1), une platine pour recevoir différents types de relais (S3, S4, S5), les bornes normalisées de mesures pour instruments externes (+, A, B, C, D, E, F, M), un port (Pi) pour l'exploitation des valeurs par un système de traitement et d'affichage numérique des données, le dispositif de visualisation des courants de self (Ll), les moyens d'ouverture et fermeture des circuits (L2, L3) et la connectique nécessaire (P2, P3) auxquels il convient d'ajouter les adaptateurs des différents formats des relais. Cet outil de contrôle en ce qui concerne l'alimentation de son système d'affichage, pour une option affichage intégré, utilise le courant de la batterie régulé ou une source d'énergie interne (pile). Le schéma en façade du boîtier et l'implantation des bornes permet au technicien de comprendre les mesures. Les moyens de protection des divers composants ne sont pas mentionnés dans cette description. On peut aussi réaliser un boîtier sans dispositif d'affichage et diriger les données vers un moyen de traitement et d'affichage externe (Pl) qui remplira les mêmes fonctions que l'affichage intégré. Toutes les valeurs à visualiser sont en volts et sous multiples, même si la valeur de l'intensité est exprimée en ampères, le système de prélèvement de l'information la traduit en volts et l'afficheur indique des ampères. L'affichage des valeurs peut être un 95 120 125 nombre, un système graphique à barre de niveau, un moyen par seuil, zones verte orange ou rouge, une simulation d'affichage analogique, une trace graphique ou tout moyen pour indiquer la valeur simultanées des mesures avec précision. Comme indiquée plus haut la présence des courantsde self se constate par un éclat au niveau de (LI). Pour la réalisation de nombreux composants normalisés existent dans l'industrie (boîtier, bornes, modules voltmètre, ...) cependant des pièces sont spécifiques, par exemple: la platine support relais, les adaptateurs, le dessus du boîtier... Le système est muni, d'un câble de liaison 5 fils platine (S3) vers fiche P2 et des adaptateurs (P3, RI) correspondant au test des différents relais et d'un câble d'alimentation (+, M) depuis la batterie. Le système décrit ci-dessus l'est â titre d'exemple parmi toutes les réalisations possibles de cette invention et n'est en aucun cas limitatif. REVENDICATIONS 1) Dispositif pour effectuer le contrôle des relais de différents types et des circuits commandés par relais en situation fonctionnelle caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de connexiont.â l'emplacement du relais sur la platine d'origine)(P2) avec adaptateurs (P3) , un support relais (S3) avec adaptateurs (RI) ou (et) un support multiple (S3, S4, S5), des appareils de mesure et d'affichage incorporés ou externes (U1, U2, U3, U4, U5, U5, Il, LI), des bornes de connexion pour mesures externes (+, M, A, B, C, D, E, F) un port (P1) pour connecter un système de traitement de données et d'affichage externe, un moyen de test de la diode de dissipation des courants de self induction (Li, L2) et d'un coupe circuit (L3) permettant d'une part la mesure de la résistance de la bobine d'excitation en isolant le système de mesure et d'autre part de provoquer des ouvertures de relais.. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif de contrôle s'intercale entre la platine du relais (S2) où se connecte la fiche P2 et le relais placé sur un support (S3) avec, si nécessaire, l'utilisation d'adaptateurs (P3) et (RI) permettant la liaison entre différents formats de connectique. 3) Dispositif selon la revendication 1 et 2 caractérisé en ce que dès la mise en situation le dispositif de contrôle permet de mesurer simultanément les valeurs nécessaires, tout ou partie des valeurs cidessous, à l'analyse complète du fonctionnement du relais et du circuit au repos et en fonctionnement: Tension batterie (UI) Tension de puissance borne 3 du relais (U2) Chute de tension entre les contacts repos (U3) Chute de tension entre les contacts travail (U4) Chute de tension entre les bornes (1, 2) de la bobine d'excitation (U5) Tension d'alimentation de la bobine d'excitation (116) Intensité dans le circuit de puissance (1, II). Données exploitables par un système de traitement et d'affichage 30 numérique par l'intermédiaire du port (PI). 4) Dispositif selon la revendication let 2 caractérisé en ce que soit effectué la mesure de la résistance de la bobine d'excitation du relais avec un ohmmètre entre les bornes (D, E), sans résistance en parallèle, par une ouverture du contact (L3) au moment de la mesure qui isole les appareils de mesure internes ou externes. 5) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que soit effectué le test de contrôle de la diode de dissipation des courants de self induction lors de la rupture par visualisation d'un éclat (LI) indiquant la présence du phénomène, donc l'absence ou la coupure de la diode, lorsque I'on maintien le circuit fermé (L2) au moment de l'ouverture (L3) du circuit de commande du relais. 6) Dispositif selon la revendication I et 2 caractérisé en ce que le système soit muni d'une platine (figure 3) comportant les différents types de brochage des relais à tester (S3, S4, S5) existants ou à venir branchés en parallèle avec le système de contrôle (schéma figure 3). 7) Dispositif selon la revendication 1, 2 et 6 caractérisé en ce que soit autorisé le contrôle des relais et des circuits équipés des relais modèles 4 et 5 bornes de différents formats avec Ies adaptateurs (P3, RI). 8) Dispositif selon la revendication I, 2 caractérisé en ce que le système soit équipé d'un câble de liaison de 5 conducteurs depuis le système (S3, S4, S5 bornes 1,,2, 3, 4 & 5) de section suffisante pour ne pas provoquer des chutes de tension avec à son extrémité un connecteur (P2) 5 broches (1, 2, 3, 4 &5) et d'un câble 2 conducteurs pour une connexion à la batterie (+, M). 9) Dispositif selon la revendication 1, 2 et 5 caractérisé en ce que le système soit équipé d'un moyen d'ouverture (L3) du circuit de commande du relais pour provoquer des ouvertures et fermetures, depuis le système, du circuit de puissance et la détection des courants de self induction du circuit de commande lors de recherche de pannes.