Brevet FR2883380A1 — publié le 20060922

La présente invention concerne un dispositif de mesure de courant perfectionné, notamment de courant de batterie. Elle s'applique plus particulièrement à la mesure de courants faibles et/ou forts dans un circuit électrique relié à une batterie de véhicule automobile. Cette batterie est destinée généralement à alimenter des organes électriques dont les intensités d'alimentation peuvent être très diverses. En effet, lorsque le véhicule est en fonctionnement, au moins certains organes électriques requérant un courant d'alimentation d'intensité élevé (par exemple un démarreur, un groupe moto-ventilateur) sont activés. Par contre, lorsque le véhicule est à l'arrêt, en stationnement, les organes électriques requérant un courant d'alimentation d'intensité élevé sont généralement désactivés, alors que certains organes électriques (par exemple un ordinateur de bord) requérant un courant d'alimentation d'intensité faible peuvent être maintenus en état de veille. L'intensité des courants faibles est, par exemple, comprise entre 0 et 5A et celle des courants forts est, par exemple, comprise entre 5A et 100A. On connaît déjà, dans l'état de la technique, un dispositif de mesure de courant, du type comprenant un organe conducteur destiné à être raccordé à un circuit électrique dans lequel circule le courant à mesurer, des premiers et seconds moyens de mesure d'un courant destiné à circuler dans l'organe conducteur, les premiers moyens de mesure étant adaptés à la mesure de courants faibles et les seconds moyens de mesure étant adaptés à la mesure de courants forts, d'intensités plus fortes que celles des courants faibles. Un dispositif de mesure de courant de ce type est destiné notamment à gérer la charge d'une batterie de véhicule. En général, l'organe conducteur comprend une seule branche dans laquelle circulent les courants à mesurer et les premiers et seconds moyens de mesure de courant comprennent des moyens magnétiques comprenant des tores magnétiques entourant l'organe conducteur. Par conséquent, il convient de prévoir des moyens de gestion du fonctionnement des premiers et seconds moyens de mesure de courant pour que les courants forts traversant l'organe conducteur ne soient pas susceptibles de gêner, voire d'endommager, le fonctionnement des premiers moyens de mesure de courant adaptés à la mesure de coui.ants faibles. De ce fait, un dispositif de mesure de courant classique, du type précité, a généralement une structure relativement complexe et coûteuse. L'invention a pour but de proposer un dispositif de mesure de courant du type précité susceptible de mesurer de façon fiable aussi bien des courants faibles que des courants forts, ceci à l'aide de moyens relativement simples et peu coûteux. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de mesure de courant, du type précité, caractérisé en ce que l'organe conducteur comprend des première et seconde branches de passage des courants faibles et forts respectivement, ces première et seconde branches étant reliées à une branche commune de passage du courant à mesurer, les premiers moyens de mesure étant affectés à la mesure de courant dans la première branche et les seconds moyens de mesure étant affectés à la mesure de courant dans une autre des branches. Du fait que les premiers moyens de mesure de courant faible sont affectés à la mesure de courant dans la première branche de l'organe conducteur, dans laquelle passent les courants faibles, et que les seconds moyens de mesure de courant fort sont affectés à la mesure de courant dans les deux autres branches dans lesquelles passent les courants forts, les moyens de gestion du fonctionnement des premiers et seconds moyens de mesure sont susceptibles d'être réalisés avec des moyens simples spécifiques aux courants qu'ils mesurent. En particulier, les premiers moyens de mesure adaptés à la mesure de courants faibles peuvent comprendre des moyens simples, tels qu'un shunt, ce dernier ne risquant pas d'être détruit par le passage de courants forts. Du fait que, dans le dispositif de mesure de courant selon l'invention, on utilise des premiers moyens de mesure adaptés à la mesure de courants faibles et des seconds moyens de mesure adaptés à la mesure de courants forts, on peut obtenir des mesures de courant fiables, dans des gammes de courants d'intensités notablement différentes. Suivant d'autres caractéristiques optionnelles du dispositif de courant selon l'invention: - les seconds moyens de mesure sont affectés à la mesure de courant circulant dans la branche commune; - les premiers moyens de mesure comprennent un capteur choisi parmi un capteur formant un shunt et un capteur magnéto-résistif; - les seconds moyens de mesure comprennent un capteur de courant à effet Hall; - le dispositif comprend des premiers et seconds moyens d'activation/désactivation respectivement des premiers et seconds moyens de mesure; - les premiers et seconds moyens d'activation/désactivation sont pilotés par un paramètre dépendant de la position d'un contacteur de démarrage d'un véhicule automobile; -la première branche est munie d'un premier interrupteur susceptible d'adopter deux états dits ouvert et fermé, la première branche étant reliée à la branche commune lorsque le premier interrupteur est dans l'état fermé, et séparée de la branche commune lorsque le premier interrupteur est dans l'état ouvert; - le dispositif comprend des moyens de pilotage du premier interrupteur en fonction d'un paramètre formant un seuil de courant dans la première branche; - la seconde branche est munie d'un second interrupteur susceptible d'adopter deux états dits ouvert et fermé, la seconde branche étant reliée à la branche commune lorsque le second interrupteur est dans l'état fermé, et séparée de la branche commune, lorsque le second interrupteur est dans l'état ouvert; - le dispositif comprend des moyens de pilotage du second interrupteur en fonction d'un paramètre choisi parmi un seuil de courant, une temporisation, un paramètre dépendant de la position d'un contacteur de démarrage de véhicule automobile; - les premiers et seconds moyens d'activation/désactivation respectivement des premiers et seconds moyens de mesure, les moyens de pilotage du premier interrupteur et les moyens de pilotage du second interrupteur sont regroupés dans une carte électronique; - la carte électronique comprend un microcontrôleur formant au moins une partie des moyens choisis parmi les premiers et seconds moyens d'activation/désactivation, les moyens de pilotage du premier interrupteur, les moyens de pilotage du second interrupteur. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins de la figure unique. On a représenté sur la figure un dispositif de mesure du courant selon l'invention désigné par la référence générale 10. Dans cet exemple, le dispositif 10 est destiné à mesurer des courants faibles et/ou forts dans un circuit électrique C relié à une batterie de véhicule automobile (non représentée). Cette batterie alimente des organes électriques dont les intensités d'alimentation peuvent être très diverses. Le dispositif 10 comprend un organe conducteur 12, qui est destiné à être raccordé au circuit électrique C dans lequel circule le courant à mesurer. L'organe conducteur 12 comporte une première branche conductrice 14 affectée aux courants faibles, une deuxième branche conductrice 16 affectée aux courants forts et une branche commune 18 qui relient les deux branches 14 et 16 et dans laquelle circulent, selon les cas, des courants faibles ou forts. Le cas échéant, les sections des branches 14, 16, et 18 diffèrent entre elles de façon à être adaptées à l'intensité des courants qui les traversent. Les branches 14 et 16 sont destinées à être reliées respectivement à des premiers 20 et seconds 22 moyens de répartition de courant dans différentes branches de distribution parallèles. Des organes électriques du véhicule automobile, tels que des moyens électroniques Al d'identification d'un utilisateur autorisé ou un ordinateur de bord A2, sont alimentés avec des courants faibles circulant dans la branche 14 par l'intermédiaire des premiers moyens de distribution du courant 20. D'autres organes électriques du véhicule automobile, tels qu'un démarreur B1 ou un groupe motoventilateur B2, sont alimentés avec des courants forts par l'intermédiaire des seconds moyens de distribution du courant 22. Le dispositif 10 comprend un premier 24 et un second 28 interrupteur, chacun étant susceptible d'adopter deux états respectivement ouvert et fermé. Le premier interrupteur 24 est relié à la première branche 14. Lorsque le premier interrupteur 24 est dans l'état fermé, la première branche 14 est reliée à la branche commune 18. Lorsque le premier interrupteur 24 est dans l'état ouvert, la première branche 14 est séparée de la branche commune 18. Des premiers moyens 26 pilotent le premier interrupteur 24 en fonction d'un paramètre formant un seuil de courant dans la première branche 14. Le second interrupteur 28 est relié à la seconde branche 16. Lorsque le second interrupteur 28 est dans l'état fermé, la seconde branche 16 est reliée à la branche commune 18. Lorsque le second interrupteur 28 est dans l'état ouvert, la seconde branche 16 est séparée de la branche commune 18. Des seconds moyens 30 pilotent le second interrupteur 28 en fonction d'au moins un paramètre choisi, par exemple, parmi un seuil de courant dans la seconde branche 16, une temporisation, un paramètre dépendant de la position d'un contacteur de démarrage d'un véhicule automobile. Le dispositif 10 comprend également des premiers moyens de mesure 32 adaptés à la mesure de courants faibles et affectés à la première branche 14 dans laquelle circulent ces courants faibles. Le dispositif 10 comprend encore des seconds moyens de mesure 34 adaptés à la mesure de courants forts et affectés à l'une des deux autres branches 16 ou 18 dans laquelle circulent ces courants forts. Dans le mode de réalisation de l'invention représenté sur la figure, les seconds moyens de mesure 34 sont affectés à la branche commune 18. En variante, les seconds moyens de mesure 34 peuvent être affectés à la branche 16. Dans ce cas, le courant dans la branche commune 18 correspond à la somme des courants faible et fort, mesurés respectivement par les premiers moyens de mesure 32 et les seconds moyens de mesure 34. Les premiers moyens de mesure 32 peuvent, par exemple, comporter un capteur formant un shunt. Ce shunt est un composant électrique classique, en général constitué d'un matériau résistif tel qu'un alliage désigné par le nom commercial Manganin , Zéranin , etc... En variante, les premiers moyens de mesure 32 peuvent comporter un capteur magnétorésistif. Les seconds moyens de mesure 34 peuvent, par exemple, comporter un capteur de courant à effet Hall. Le dispositif 10 comprend des premiers 36 et seconds 37 moyens d'activation/désactivation respectivement des premiers 32 et seconds 34 moyens de mesures. Les moyens 36 n'existent pas lorsque les premiers moyens de mesure 32 comportent un capteur formant un shunt, car dans ce cas, le shunt ne peut pas être désactivé. Dans l'exemple décrit, les moyens d'activation/désactivation 36 et 37 sont pilotés par un paramètre dépendant de la position d'un contacteur de démarrage d'un véhicule automobile. Les moyens d'activation/désactivation 36 et 37, les premiers moyens 26 de pilotage du premier interrupteur 24 et les seconds moyens 30 de pilotage du second interrupteur 28 sont regroupés dans une carte électronique 38. Cette carte électronique 38 comprend un microcontrôleur formant au moins une partie des moyens d'activation/désactivation 36, 37 et des moyens de pilotage 26 et 30. La carte électronique 38 comporte une première entrée 40, destinée à recevoir un paramètre dépendant de la position du contacteur de démarrage du véhicule automobile, et des deuxième 44 et troisième 42 entrées, destinées à recevoir chacune une grandeur permettant la mesure du courant. Cette grandeur est fournie respectivement par les premiers 32 et seconds 34 moyens de mesure. La carte électronique 38 comporte également une sortie 46 destinée à fournir une mesure de courant et des moyens de comparaison 48 de cette mesure de courant avec des seuils de courant. De façon classique, le contacteur de démarrage comporte un rotor déplaçable, par exemple, successivement dans une position STOP , une première position intermédiaire ACCESSOIRES , une deuxième position intermédiaire CONTACT et une position DEMARRAGE permettant la mise en marche du moteur. La position DEMARRAGE est temporaire et le rotor du contacteur est rappelé dans la position intermédiaire CONTACT après démarrage du moteur du véhicule automobile. On va maintenant décrire les principaux aspects du fonctionnement du dispositif 10 liés à l'invention. On considère initialement le véhicule à l'arrêt. Le rotor du contacteur du démarrage est en position STOP . Dans ce cas, les organes électriques habituellement alimentés en courants forts sont désactivés alors qu'au moins certains organes électriques sont alimentés en courants faibles. L'interrupteur 24 est dans l'état fermé afin de relier les branches 14 et 18 dans lesquelles circulent les courants faibles. Le cas échéant, les moyens 36 activent les moyens de mesure 32. L'interrupteur 28 est dans l'état ouvert et les moyens de mesure 34 sont désactivés. Si les moyens de comparaison 48 détectent un dépassement d'un seuil maximum de courant faible dans la branche 14, les premiers moyens 26 pilotent l'interrupteur 24 de façon à le placer dans son état ouvert et les premiers moyens 36 désactivent, le cas échéant, les premiers moyens de mesure 32. Le seuil maximum de courant faible est choisi par exemple, de manière à ce que son dépassement corresponde à une intensité excessive dans la branche 14 par rapport au fonctionnement normal des organes électriques en état de veille. Lorsque le rotor du contacteur de démarrage est placé dans une des positions intermédiaires, la carte électronique 38 reçoit en entrée 40, un paramètre signalant le déplacement du rotor dans une des positions intermédiaires. Les moyens 26 et 30 pilotent respectivement les interrupteurs 24 et 28 de façon à les placer dans leur état fermé. Au moins certains organes électriques alimentés en courants forts sont activés. Le cas échéant, les premiers moyens 36 désactivent les premiers moyens de mesure 32 et les seconds moyens 37 activent les seconds moyens de mesure 34. Si les moyens de comparaison 48 détectent un dépassement d'un seuil maximum de courant fort dans la branche 18, les seconds moyens 30 pilotent le second interrupteur 28 de façon à le placer dans son état ouvert. Le seuil maximum de courant fort est choisi par exemple, de manière à ce que son dépassement corresponde à une intensité excessive dans la branche 18 par rapport au fonctionnement normal des organes électriques activés lorsque le véhicule automobile est en fonctionnement. Lorsque le rotor du contacteur de démarrage est replacé dans la position STOP , l'intensité des courants forts diminue dans la branche 16. Dès que les moyens de comparaison 48 détectent un courant dans la branche 16 d'intensité inférieure à celle d'un seuil minimum de courant fort, les premiers moyens 36 activent, le cas échéant, les premiers moyens de mesure 32, les seconds moyens 37 désactivent les seconds moyens de mesure 34 et les seconds moyens 30 pilotent l'interrupteur 28 de façon à le placer dans son état ouvert. En variante, les seconds moyens 30 peuvent retarder l'ouverture du second interrupteur 28 d'une durée prédéterminée (temporisation) correspondant, par exemple, au souhait de maintenir certains organes électriques activés pendant cette durée. REVENDICATIONS 1. Dispositif de mesure de courant, du type comprenant un organe conducteur (12) destiné à être raccordé à un circuit électrique dans lequel circule le courant à mesurer, des premiers (32) et seconds (34) moyens de mesure d'un courant destiné à circuler dans l'organe conducteur (12), les premiers moyens (32) de mesure étant adaptés à la mesure de courants faibles et les seconds moyens (34) de mesure étant adaptés à la mesure de courants forts, d'intensités plus fortes que celles des courants faibles, caractérisé en ce que l'organe conducteur (12) comprend des première (14) et seconde (16) branches de passage des courants faibles et forts respectivement, ces première (14) et seconde (16) branches étant reliées à une branche commune (18) de passage du courant à mesurer, les premiers moyens (32) de mesure étant affectés à la mesure de courant dans la première branche (14) et les seconds moyens (34) de mesure étant affectés à la mesure de courant dans une autre des branches(16, 18). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les seconds moyens (34) de mesure sont affectés à la mesure de courant circulant dans la branche commune (18). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les premiers moyens (32) de mesure comprennent un capteur choisi parmi un capteur formant un shunt et un capteur magnéto-résistif. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les seconds moyens (34) de mesure comprennent un capteur de courant à effet Hall. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend des premiers (36) et seconds (37) moyens d'activation/désactivation respectivement des premiers (32) et seconds (34) moyens de mesure. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les premiers (36) et seconds (37) moyens d'activation/désactivation sont pilotés par un paramètre dépendant de la position d'un contacteur de démarrage de véhicule automobile. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la première branche (14) est munie d'un premier interrupteur (24) susceptible d'adopter deux états dits ouvert et fermé, la première branche (14) étant reliée à la branche commune (18) lorsque le premier interrupteur (24) est dans l'état fermé, et séparée de la branche commune (18) lorsque le premier interrupteur (24) est dans l'état ouvert. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de pilotage (26) du premier interrupteur (24) en fonction d'un paramètre formant un seuil de courant dans la première branche (14). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la seconde branche (16) est munie d'un second interrupteur (28) susceptible d'adopter deux états dits ouvert et fermé, la seconde branche (16) étant reliée à la branche commune (18) lorsque le second interrupteur (28) est dans l'état fermé, et séparée de la branche commune (18), lorsque le second interrupteur (28) est dans l'état ouvert. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de pilotage (30) du second interrupteur (28) en fonction d'un paramètre choisi parmi un seuil de courant, une temporisation, un paramètre dépendant de la position d'un contacteur de démarrage de véhicule automobile. 11. Dispositif selon les revendications 5, 8,et 10 prises ensemble, caractérisé en ce que les premiers (36) et seconds (37) moyens d'activation/désactivation respectivement des premiers (32) et seconds (34) moyens de mesure, les moyens de pilotage (26) du premier interrupteur (24) et les moyens de pilotage (30) du second interrupteur (28), sont regroupés dans une carte électronique (38). 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que la carte électronique (38) comprend un microcontrôleur formant au moins une partie des moyens choisis parmi les premiers (36) et seconds (37) moyens d'activation/désactivation des premiers (32) et seconds (34) moyens de mesure, les moyens de pilotage (26) du premier interrupteur (24) , les moyens de pilotage (30) du second interrupteur (28).