Brevet FR2893365A1 — publié le 20070518

INTERRUPTEUR SECURISE A FAIBLE COURANT ET A FIABILITE AUGMENTEE L'invention concerne un interrupteur électrique à fiabilité augmentée. Elle concerne plus particulièrement mais non exclusivement pour ce qui concerne les commutations électriques ayant un aspect sécuritaire, en particulier pour la mise en marche et l'arrêt d'au moins une unité d'opération d'un véhicule automobile pour lequel il est important que le niveau de sécurité soit nettement amélioré. Elle s'applique d'une façon particulièrement avantageuse dans le cas d'un interrupteur à faible courant intégré à un antivol de véhicule. Sur un antivol de direction par exemple, la commutation électrique présente un aspect sécuritaire. En effet un défaut de commutation peut avoir des conséquences dramatiques pour l'utilisateur du véhicule (incendie, accident...). Ce problème est d'autant plus important que la coupure du moteur n'est gérée que par l'antivol (retour en position "stop" de l'antivol qui entraîne l'arrêt de toute alimentation, hormis l'alimentation à l'interrupteur lui même). D'une façon générale, les verrous d'antivol d'automobile peuvent utiliser des interrupteurs à lame souple sensible aux champs magnétiques. Ces interrupteurs sont usuellement désignés par "interrupteurs ILS" ou "ampoules REED" ou "U.S.". Ces interrupteurs coopèrent avec des aimants permanents solidaires du rotor du verrou de manière à être sensibles à la position après entraînement en rotation du rotor par la clef de contact. Or il s'avère que ces interrupteurs ont le désavantage d'avoir comme mode de défaillance préférentiel un collage permanant des lames car leurs éléments de contacts ont tendance à se coller en position fermée, un arc électrique pouvant se former lors de la fermeture du contact. Il est très difficile d'améliorer cette fiabilité sans augmenter de façon très importante le prix, et/ou le volume occupé. Or les critères de prix et d'espace nécessaire sont très importants dans les domaines actuels de l'industrie comme l'automobile ou l'aéronautique par exemple. Sur un véhicule à architecture "faible courant" l'interrupteur ne donne qu'une information sur la position de la clef, il n'établit pas physiquement les différents contacts. Cette nouvelle façon de gérer l'information, associée à des problèmes liés au mode de fabrication des interrupteurs peut être à l'origine de contacts non désirés. Par exemple un véhicule peut démarrer sans que la clef soit présente dans l'antivol et sans que celui-ci soit commuté en position démarrage. Jusqu'à aujourd'hui, les interrupteurs de démarrage comprennent une alimentation électrique et deux contacts placés en parallèle. En effet placer les deux interrupteurs en série diminue en général la fiabilité globale de l'ensemble. Dans un montage en série la probabilité pour avoir un non démarrage est plus grande que si les deux interrupteurs sont montés en parallèle. Par exemple si la probabilité d'avoir une panne d'un interrupteur est égale à 1/1000e la probabilité d'avoir un non démarrage (pour un montage en série) est égale à 2/1000 alors que la probabilité d'avoir un non démarrage (pour un montage en parallèle est égale à 1/1000. C'est pour cette raison que les deux interrupteurs étaient jusqu'à aujourd'hui montés en parallèle. Dans ce montage le premier interrupteur est un interrupteur général et le deuxième interrupteur est un interrupteur de démarrage. Le premier interrupteur en position fermée permet l'alimentation générale du véhicule (position marche) hormis l'alimentation du démarreur. Le deuxième interrupteur en position fermée permet quant à lui l'alimentation du démarreur. Lorsqu'on réalise une matrice de fonctionnement prenant en compte les configurations possibles et les possibilités de panne et que l'on prend en considération le fait que l'occurrence d'une panne en position fermée est plus probable que l'occurrence d'une panne en position ouverte, on s'aperçoit que l'une des dites configuration est non désirée d'un point de vue fonctionnel et même que cette situation peut avoir des conséquences graves sur la sécurité en actionnant le démarreur de façon intempestive. Pour simplifier la présentation on appellera : le premier interrupteur : K1 - le deuxième interrupteur : K2 - la commande mécanique du premier interrupteur : S1 (S 1 = 1 entraîne la présence d'un signal sur la sortie marche). - la commande mécanique du deuxième interrupteur : S2 (S2 = 1 entraîne la présence d'un signal sur la sortie DEM). l'alimentation de la batterie : +BAT = 0 circuit ouvert (pour K1 ou K2) = 1 circuit fermé (pour K1 et K2) = 0 absence de signal sur les sorties S1 et S2 = 1 signal sur les sorties S 1 et S2 25 Les quatre cas suivants sont alors possibles : 1) K1=0, K2=0, S 1=0, et S2=0: ceci correspond à une position stop (normale) 2) K1=0, K2=1, S1=0, et S2= 0: ceci correspond à une panne car le démarreur est activé suite à une panne de l'interrupteur en position fermée 30 (panne grave) 20 5 3) K1=1, K2=0, S1=1, et S2= 0: ceci correspond à la position marche (normale) 4) K1=1, K2=1, S1=1, et S2= 1: ceci correspond à une position marche du démarreur (normale) Les quatre cas se trouvent illustrés sur le tableau suivant: Tableau 1 Entrées Sorties K1 K2 Si S2 Position de la clef 0 0 0 0 Position stop 0 1 0 0 Panne grave 1 0 1 0 Position marche 1 1 1 1 Position démarreur 10 Lorsque l'on étudie avec soin le tableau précédent représentant les cas de panne possible et lorsque l'on considère que dans ce cas précis la probabilité d'occurrence d'une panne en position fermée est beaucoup plus 15 grande qu'une pane en position ouverte pour chaque interrupteur pris séparément et que l'on considère les incidences de ces pannes sur la sécurité on s'aperçoit que la solution actuelle ne permet pas d'avoir une sécurité suffisante. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients majeurs en proposant un dispositif spécialement bien adapté pour améliorer la sécurité des commutations électriques ayant un aspect sécuritaire, comprenant au moins deux interrupteurs ayant une probabilité non négligeable de tomber en panne en position fermée, et pour lequel il est important que le niveau de sécurité soit nettement amélioré. A cet effet elle propose un dispositif s'appliquant à un véhicule comprenant o une alimentation électrique appelée +BAT, o des équipements électriques o un démarreur o au moins un premier interrupteur commandant l'alimentation générale du véhicule (hors mis celle du démarreur) ayant une probabilité non négligeable de tomber en panne en position fermée, o au moins un deuxième interrupteur commandant l'alimentation du démarreur ayant une probabilité non négligeable de tomber en panne en position fermée, selon l'invention, les éléments suivants - alimentation électrique - le premier interrupteur - le deuxième interrupteur sont placés en série et dans cet ordre, l'alimentation des équipements électriques étant prélevée en un point de la ligne comprise entre les deux interrupteurs, et l'alimentation du démarreur étant prélevée en bout de chaîne après le deuxième interrupteur Avantageusement les caractéristiques suivantes peuvent être intégrées au dispositif précédemment décrit : - Les interrupteurs sont des ampoules REED - Les interrupteurs sont placés dans un organe de contact général 10 d'un véhicule - Les interrupteurs sont des capteurs à effet hall - Les interrupteurs sont des capteurs capacitifs - Les interrupteurs sont des contacts mécaniques Il est important de noter que l'antivol peut comporter plus de deux 15 contacts, commandant par exemple, le contact de la radio K1, le contact des autres équipements Kl bis, puis le contact du démarreur K2. Un mode de réalisation de l'invention sera décrit ci-après à titre 20 d'exemple non limitatif, en faisant référence au dessin annexé dans lequel, La figure 1 montre schématiquement une disposition préférée selon l'invention. 25 Dans l'exemple illustré dans La figure 1 une alimentation batterie appelée +BAT est reliée à une borne K1A d'un premier contact appelé K1. Ce contact est ici une ampoule REED qui comprend un ensemble de bilames qui sont séparées en position repos et qui se ferment lorsque qu'une masselotte magnétique est placée près d'elles. L'autre borne K1B du premier contact est 30 connectée d'une part à l'alimentation (MARCHE Si) des équipements du véhicule et d'autre part à la première borne K2A d'un deuxième contact K2. Le contact K2 est ici également une ampoule REED. La deuxième borne K2B du deuxième contact K2 est reliée au démarreur (DEM S2) Lorsque l'on étudie la matrice des possibilités également appelée table de vérité ou tableau de "Karnaught", on voit qu'il est impossible de générer un démarrage intempestif dans le cas d'une défaillance d'un interrupteur K1 ou K2. En reprenant la terminologie défraie plus haut la matrice s'énonce de la façon suivante : 1) K1=0, K2=0, S1=0, et S2=0: ceci correspond à une position stop 10 (normale) 2) K1=0, K2=1, S 1=0, et S2= 0: pas de démarrage 3) K1=1, K2=0, S1=1, et S2= 0: ceci correspond à la position marche (normale) 4) K1=1, K2=1, S1=1, et S2= 1: ceci correspond à une position 15 marche du démarreur (normale) On voit bien que dans ce cas la sécurité est nettement améliorée car il est impossible d'avoir un démarrage intempestif du démarreur avec une simple panne d'un des deux interrupteurs même bloqués en position fermée. 20 Le dispositif selon l'invention convient bien pour améliorer la sécurité du système contre les démarrages intempestifs. Ce dispositif peut être généralisé à tous les systèmes qui doivent commander de façon sure des fonctionnalités particulière de machines. Ce dispositif, suivant l'invention, n'est donc pas limité aux exemples énoncés plus haut, mais peut être modifié 25 dans le cadre des revendications sans changer la portée de celui-ci. REVENDICATIONS 1. Dispositif de démarrage sécurisé d'un véhicule comprenant : 5 - une alimentation électrique (+BAT), - des équipements électriques (MARCHE S l) - un démarreur - au moins un premier interrupteur (K 1) commandant l'alimentation générale 10 du véhicule (hors mis celle du démarreur) et ayant une probabilité non négligeable de tomber en panne en position fermée, - au moins un deuxième interrupteur (K2) commandant l'alimentation du démarreur et ayant une probabilité non négligeable de tomber en panne en position fermée, 15 caractérisé en ce que les deux interrupteurs (K 1) et (K2) sont placés en série et que les trois éléments alimentation électrique (+BAT), le premier interrupteur (K1), et le deuxième interrupteur (K2) sont placés dans l'ordre suivant 20 - alimentation électrique - le premier interrupteur - le deuxième interrupteur et que l'alimentation des dits équipements électriques (MARCHE 25 Si) est prélevée en un point de la ligne comprise entre les deux interrupteurs, et que l'alimentation du démarreur (DEM S2) est prélevée en bout de chaîne en aval du deuxième interrupteur. 2. Dispositif de démarrage sécurisé suivant la revendication 1 30 caractérisé en ce que les interrupteurs (Ki) et (K2) sont des ampoules REED. 8 10 3. Dispositif de démarrage sécurisé suivant la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que les interrupteurs sont placés dans un organe de contact général d'un véhicule. 4. Dispositif de démarrage sécurisé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les interrupteurs sont des capteurs à effet hall 5. Dispositif de démarrage sécurisé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les interrupteurs sont des capteurs capacitifs. 6. Dispositif de démarrage sécurisé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les interrupteurs sont des contacts mécaniques.