Brevet FR2897689A1 — publié le 20070824

-1- La présente invention concerne un dispositif de mesure de courant, notamment de courant de batterie. Elle s'applique à la mesure d'un courant dans un circuit électrique relié à une batterie de véhicule automobile, l'intensité de ce courant variant dans une large plage de valeur. En effet, lorsque le véhicule est en fonctionnement, au moins certains organes électriques requerrant un courant d'alimentation d'intensité élevée (par exemple un démarreur, un groupe moto-ventilateur) sont activés. En revanche, lorsque le véhicule est à l'arrêt, en stationnement, les organes électriques requerrant un courant d'alimentation d'intensité élevée sont généralement désactivés, alors que certains organes électriques (par exemple un ordinateur de bord) requerrant 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 A et 1 A et celle des courants forts est, par exemple, comprise entre 1 A et 100 A. 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 dans lequel circule un courant à mesurer d'intensité susceptible d'atteindre au plus une intensité maximale, l'organe conducteur comportant des première et deuxième branches respectivement de passage de courants forts et faibles, munies de premières extrémités communes raccordées à une branche commune dans laquelle circule le courant à mesurer, la première branche de passage de courants forts comportant un premier tronçon ayant une première résistance électrique dans lequel circule une première partie du courant à mesurer et la deuxième branche de passage de courants faibles comportant un deuxième tronçon ayant une deuxième résistance électrique dans lequel circule une deuxième partie du courant à mesurer, l'organe conducteur comportant des premiers moyens de raccordement en parallèle des deux tronçons, - des moyens de mesure d'intensité de courant inférieure à un seuil destinés à mesurer les courants faibles dans le deuxième tronçon de la deuxième branche. Un tel dispositif est décrit, par exemple, dans US 5 920 189. Ainsi, ce document décrit un dispositif comprenant une première branche de passage de courants forts munie d'un premier tronçon ayant une résistance électrique relativement faible et une deuxième branche de passage de courants faibles munie d'un deuxième tronçon ayant une résistance électrique relativement élevée, plus élevée que celle du premier tronçon. Les deux branches sont par ailleurs raccordées entre elles et à une branche -2- commune dans laquelle circule le courant à mesurer en des premières extrémités communes. Le premier tronçon de la première branche est munie d'un interrupteur susceptible d'adopter deux états fermé et ouvert respectivement de raccordement ou non en parallèle des deux tronçons. Afin de mesurer l'intensité du courant circulant dans la branche commune sur une large plage de valeur, le dispositif de mesure de courant comprend 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. Les premier moyens de mesure de courants faibles sont affectés au deuxième tronçon de la deuxième branche de passage de courants faibles tandis que les seconds moyens de mesure de courants forts sont affectés à la branche commune. De ce fait, un dispositif de mesure de courant classique, du type précité a 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 des courants dans une large plage de mesure, ceci à l'aide de moyens relativement simples. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de mesure de courant, du type précité, caractérisé en ce que les première et deuxième résistances électriques respectivement des premier et deuxième tronçons ont des valeurs prédéterminées de manière à ce que, pour un courant à mesurer d'intensité maximale, la deuxième partie du courant circulant dans le deuxième tronçon ait une intensité inférieure au seuil. Du fait que la deuxième partie du courant circulant dans le deuxième tronçon de la deuxième branche de passage de courants faibles est inférieure au seuil pour un courant à mesurer d'intensité maximale, les moyens de mesure ne risquent pas d'être endommagés et sont adaptés à la mesure de la deuxième partie du courant. Par ailleurs, il n'est pas nécessaire d'avoir des moyens de mesures supplémentaires pour la mesure des courants forts, car les résistances électriques des tronçons sont prédéterminées. Par conséquent, il est possible de déterminer le courant à mesurer circulant dans le circuit par une relation mathématique relativement simple. En effet, si R1 est la première résistance électrique du premier tronçon, R2 la deuxième résistance électrique du deuxième tronçon et 12 la deuxième partie du courant à mesurer, on obtient le courant I circulant dans la branche commune par la relation : 1 12 R1+R2j R1 Ainsi, le dispositif de mesure du courant est simple et peu coûteux. -3- Un dispositif de mesure du courant selon l'invention peut comporter en outre l'une ou plusieurs des caractéristique suivantes : - les premiers moyens de raccordement comprennent un interrupteur de raccordement en parallèle des tronçons susceptible d'adopter un état fermé et un état ouvert respectivement de raccordement ou non des deux tronçons ; les première et deuxième branches sont munies de deuxièmes extrémités, destinées à être reliées respectivement à des premier et deuxième ensembles d'organes électriques ; la première branche de passage de courants forts comprend un interrupteur de courants forts monté en série avec le premier tronçon, susceptible d'adopter un état fermé dans lequel le premier ensemble d'organes électriques est raccordé à la première branche de passage de courants forts et un état ouvert dans lequel le premier ensemble d'organes électriques est séparé du premier tronçon ; -l'organe conducteur comprend des deuxième moyens de raccordement du premier tronçon et de l'interrupteur de courants forts en parallèle avec le deuxième tronçon ; - les deuxièmes moyens de raccordement comprennent un interrupteur de raccordement du deuxième tronçon avec le premier ensemble d'organes électriques susceptible d'adopter un état fermé dans lequel le deuxième tronçon est raccordé au premier ensemble d'organes électriques et un état ouvert dans lequel le deuxième tronçon est séparé du premier ensemble d'organes électriques ; le dispositif comprend des premiers moyens de pilotage : - de l'interrupteur de raccordement en parallèle des deux tronçons et - de l'interrupteur de courants forts en fonction d'un paramètre dépendant de la position d'un contacteur de démarrage de véhicule automobile, ce paramètre imposant des états identiques : à l'interrupteur de raccordement en parallèle des deux tronçons et - à l'interrupteur de courants forts. le dispositif comprend des deuxièmes moyens de pilotage de l'interrupteur de raccordement du deuxième tronçon avec le premier ensemble d'organes électriques en fonction du paramètre dépendant de la position du contacteur, ce paramètre imposant un état de l'interrupteur de raccordement du deuxième tronçon avec le premier ensemble d'organes électriques différent de l'état de -4-l'interrupteur de raccordement en parallèle des deux tronçons et de l'état de l'interrupteur de courants forts. le rapport de la deuxième résistance électrique sur la première résistance électrique est de 1000 ; les moyens de mesure comprennent des moyens choisis parmi un shunt, un capteur rnagnéto-résistif et un capteur à effet Hall. 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 I. L'organe conducteur 12 comporte une première branche conductrice 14 de passage de courants forts et une deuxième branche conductrice 16 de passage de courants faibles. Les branches 14 et 16 comprennent respectivement des premières extrémités communes 14A et 16A raccordées à une branche commune 18 dans laquelle circule le courant à mesurer I. Les première 14 et deuxième 16 branches sont également munies de deuxièmes extrémités 14B et 16B destinées à être reliées respectivement à des premier 20 et deuxième 22 ensembles d'organes électriques. En particulier, les organes électriques du premier ensemble 20 ont des intensités d'alimentation relativement élevées tandis que les organes électriques du deuxième ensemble 22 ont des intensités d'alimentation relativement faibles. La première branche de passage de courants forts 14 comporte un premier tronçon 24 ayant une première résistance électrique R1 dans lequel circule une première partie 11 du courant à mesurer I. De façon analogue, la deuxième branche de passage de courants faibles 16 comporte un deuxième tronçon 26 ayant une deuxième résistance électrique R2 et dans lequel circule une deuxième partie 12 du courant à mesurer I. Dans l'exemple décrit, les sections des tronçons 24 et 26 diffèrent entre elles de façon à être adaptées à l'intensité des courants qui les traversent. -5- Le dispositif 10 comprend encore des moyens de mesure 28 d'intensité de courant inférieure à un seuil S et destinés à mesurer les courants faibles dans le deuxième tronçon 26 de la deuxième branche 16. Les moyens de mesure 28 comprennent par exemple des moyens choisis parmi un shunt, un capteur magnéto-résistif et un capteur à effet Hall. Le shunt pourra éventuellement être formé par le deuxième tronçon 26 et aura, dans ce cas, une valeur égale à la valeur de la deuxième résistance prédéterminée R2 du deuxième tronçon 26. L'organe conducteur 12 comporte également des premiers moyens 30 de raccordement en parallèle des deux tronçons 24 et 26. De préférence, les premier moyens de raccordement 30 comprennent un interrupteur 32 de raccordement en parallèle des deux tronçons 24 et 26 susceptible d'adopter un état fermé et un état ouvert respectivement de raccordement ou non des deux tronçons 24 et 26. De façon connue en soi, la deuxième partie de courant 12 est liée au courant à mesurer I par la relation mathématique R : I =12(1+ R2j R1 Par exemple, le rapport de la deuxième résistance R2 électrique sur la première résistance électrique R1 est de 1000 et on choisit une résistance R1 d'une 25 valeur de 100 S2 et une résistance R2 d'une valeur de 100 mn. La première branche de passage de courants forts 14 comprend également un interrupteur 34 de courants forts monté en série avec le premier tronçon 24. L'interrupteur 34 est susceptible d'adopter un état fermé dans lequel le premier ensemble d'organes électriques 20 est raccordé à la première branche de passage de courants forts 30 14 et un état ouvert dans lequel le premier ensemble d'organes électriques 20 est séparé du premier tronçon 24. Le dispositif 10 comprend encore des premiers moyens 36 de pilotage de l'interrupteur 32 de raccordement en parallèle des deux tronçons 24 et 26 et de l'interrupteur 34 de courants forts. Conformément à l'invention, les première R1 et deuxième R2 résistances respectivement des premier 24 et deuxième 26 tronçons ont des valeurs prédéterminées de manière à ce que, pour un courant d'intensité maximale Imax la deuxième partie 12 du courant à mesurer circulant dans le deuxième tronçon 22 ait une intensité inférieure au seuil S. -6- En particulier, les premiers moyens 36 sont destinés à pilotés les interrupteurs 32 et 34 en fonction d'un paramètre dépendant de la position d'un contacteur de démarrage de véhicule automobile. Ce paramètre impose des états identiques à l'interrupteur 32 de raccordement en parallèle des deux tronçons 24 et 26 et à l'interrupteur 34 de courants forts. De façon optionnelle, l'organe conducteur 12 comprend des deuxièmes moyens 38 de raccordement du premier tronçon 24 et de l'interrupteur 34 de courants forts en parallèle avec le deuxième tronçon 26. Les deuxièmes moyens de raccordement 38 comprennent un interrupteur 40 de raccordement du deuxième tronçon 26 avec le premier ensemble d'organes électriques 20 susceptible d'adopter un état fermé dans lequel le deuxième tronçon 24 est raccordé au premier ensemble d'organes électriques 20 et un état ouvert dans lequel le deuxième tronçon 26 est séparé du premier ensemble d'organes électriques 20. Le dispositif 10 comporte encore des deuxièmes moyens 42 de pilotage de l'interrupteur de raccordement 40 du deuxième tronçon 26 avec le premier ensemble d'organes électriques 20. Les deuxièmes moyens 42 sont destinés à piloter l'interrupteur 40 en fonction du paramètre dépendant de la position du contacteur. En particulier, ce paramètre impose un état de l'interrupteur de raccordement 40 du deuxième tronçon 26 avec le premier ensemble d'organes électriques 20 différent de l'état de l'interrupteur 32 de raccordement en parallèle des deux tronçons 24 et 26 et de l'état de l'interrupteur 34 de courants forts. Dans l'exemple décrit, les premiers et deuxièmes moyens de pilotage 36 et 42 sont regroupés dans une carte électronique 44. Cette carte électronique 44 comprend un micro contrôleur formant au moins une partie des moyens de pilotage 36 et 42. La carte électronique 44 comportent une première entrée 46 destinée à recevoir un paramètre dépendant de la position du contacteur du démarrage du véhicule automobile et une deuxième entrée 48 destinée à recevoir une grandeur permettant la mesure du courant I. Cette grandeur est fournie par les moyens de mesure 28 et correspond à l'intensité de la deuxième partie 12 du courant à mesurer. On va maintenant décrire les principaux aspects du fonctionnement du dispositif liés à l'invention. On considère initialement le véhicule à l'arrêt. Le rotor du contacteur du démarrage est en position STOP . De façon classique, le contacteur de démarrage comporte un rotor déplaçable, par exemple, successivement dans une position STOP , une première -7- position intermédiaire ACCESSOIRE , 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 le démarrage du moteur du véhicule automobile. Dans ce cas, les organes électriques du premier ensemble 20 habituellement alimentés en courants forts sont désactivés alors que certains organes électriques du second ensemble 22 sont alimentés en courants faibles. De façon optionnelle, certains organes électriques du premier ensemble 20 requerrant un courant d'alimentation d'intensité faible pour être maintenu en état de veille peuvent éventuellement être activés lorsque le véhicule est à l'arrêt. Dans ce cas, l'interrupteur 40 est dans l'état fermé afin de raccorder le deuxième tronçon 26 au premier ensemble 20 d'organes électriques. Les premiers moyens de pilotage 36 imposent un état identique ouvert aux interrupteurs 32 et 34. Les moyens de mesure 28 fournissent en entrée 48 une grandeur correspondant à l'intensité 12 permettant la mesure du courant I. Cette intensité 12 est inférieure au seuil S des moyens de mesure 28. Comme les interrupteurs 32 et 34 sont dans l'état ouvert, l'intensité du courant à mesurer I est égale à l'intensité de la deuxième partie du courant 12. Lorsque le rotor du contacteur du démarrage est déplacé dans une position intermédiaire ACCESSOIRE ou CONTACT , la carte électronique 44 reçoit en entrée 46 un paramètre signalant le déplacement du rotor dans une position intermédiaire. Les premiers moyens 36 pilotent les interrupteurs 32 et 34 de façon à les déplacer dans leur état fermé. De façon optionnelle, les deuxièmes moyens 42 pilotent l'interrupteur 40 de façon à le déplacer dans son état ouvert. Au moins certains organes électriques du premier ensemble 20 alimentés en courants forts sont activés et l'intensité du courant à mesurer I est liée à l'intensité de la deuxième partie 12 du courant à mesurer par la relation R. Comme les résistances R1 et R2 ont des valeurs prédéterminées, l'intensité de la deuxième partie 12 du courant à mesurer a une valeur inférieure au seuil S des moyens de mesure 28, même lorsque le courant à mesurer a une intensité maximale Imax. De ce fait, la mesure du courant est précise et les moyens de mesure 28 ne risquent pas d'être endommagés par un courant d'intensité élevée, notamment supérieure au seuil S. REVENDICATIONS 1. Dispositif (10) de mesure du courant, du type comprenant : - un organe conducteur (12) destiné à être raccordé à un circuit (6) dans lequel circule un courant à mesurer d'intensité (I) susceptible d'atteindre au plus une intensité maximale, l'organe conducteur (12) comportant des première (14) et deuxième (16) branches respectivement de passage de courants forts et faibles, munies de premières extrémités communes (14A, 16A) raccordées à une branche commune (18) dans laquelle circule le courant à mesurer, la première branche de passage de courants forts (14) comportant un premier tronçon (24) ayant une première résistance électrique (R1) dans lequel circule une première partie (11) du courant à mesurer et la deuxième branche de passage de courants faibles (16) comportant un deuxième tronçon (26) ayant une deuxième résistance électrique (R2) dans lequel circule une deuxième partie (12) du courant à mesurer, l'organe conducteur comportant des premiers moyens (30) de raccordement en parallèle des deux tronçons (24, 26), - des moyens de mesure (28) d'intensité de courant inférieure à un seuil destinés à mesurer les courants faibles dans le deuxième tronçon (26) de la deuxième branche (16), caractérisé en ce que les première (R1) et deuxième (R2) résistances électriques respectivement des premier (24) et deuxième (26) tronçons ont des valeurs prédéterminées de manière à ce que, pour un courant à mesurer d'intensité maximale, la deuxième partie du courant circulant dans le deuxième tronçon (26) ait une intensité inférieure au seuil. 2. Dispositif (10) de mesure de courant selon la revendication 1, dans lequel les premiers moyens de raccordement (30) comprennent un interrupteur (32) de raccordement en parallèle des tronçons (24, 26) susceptible d'adopter un état fermé et un état ouvert respectivement de raccordement ou non des deux tronçons (24, 26). 3. Dispositif (10) de mesure de courant selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les première (14) et deuxième (16) branches sont munies de deuxièmes extrémités (14B, 16B), destinées à être reliées respectivement à des premier (20) et deuxième (22) ensembles d'organes électriques. 4. Dispositif (10) de mesure de courant selon la revendication 3, dans lequel la première branche de passage de courants forts (14) comprend un interrupteur (34) de courants forts monté en série avec le premier tronçon (24), susceptible d'adopter un état fermé dans lequel le premier ensemble d'organes électriques (20) est raccordé à la -9- première branche de passage de courants forts (14) et un état ouvert dans lequel le premier ensemble d'organes électriques (20) est séparé du premier tronçon (24). 5. Dispositif (10) de mesure du courant selon la revendication 4, dans lequel l'organe conducteur (12) comprend des deuxième moyens (38) de raccordement du premier tronçon (24) et de l'interrupteur (34) de courants forts en parallèle avec le deuxième tronçon (26). 6. Dispositif (10) de mesure du courant selon la revendication 5, dans lequel les deuxièmes moyens de raccordement (38) comprennent un interrupteur de raccordement (40) du deuxième tronçon (26) avec le premier ensemble d'organes électriques (20) susceptible d'adopter un état fermé dans lequel le deuxième tronçon (26) est raccordé au premier ensemble d'organes électriques (20) et un état ouvert dans lequel le deuxième tronçon (26) est séparé du premier ensemble d'organes électriques (20). 7. Dispositif (10) de mesure du courant selon la revendication 2 prise en combinaison avec l'une quelconque des revendications 4 à 6, comprenant des premiers moyens (36) de pilotage : - de l'interrupteur (32) de raccordement en parallèle des deux tronçons (24, 26) et - de l'interrupteur (34) de courants forts en fonction d'un paramètre dépendant de la position d'un contacteur de démarrage de véhicule automobile, ce paramètre imposant des états identiques : - à l'interrupteur (32) de raccordement en parallèle des deux tronçons (24, 26) et - à l'interrupteur (34) de courants forts. 11. Dispositif (10) de mesure du courant selon la revendication 7, comprenant des deuxièmes moyens (42) de pilotage de l'interrupteur de raccordement (40) du deuxième tronçon (26) avec le premier ensemble d'organes électriques (20) en fonction du paramètre dépendant de la position du contacteur, ce paramètre imposant un état de l'interrupteur de raccordement (40) du deuxième tronçon (26) avec le premier ensemble d'organes électriques (20) différent de l'état de l'interrupteur (32) de raccordement en parallèle des deux tronçons (24, 26) et de l'état de l'interrupteur (34) de courants forts. 12. Dispositif (10) de mesure de courant selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le rapport de la deuxième résistance électrique (R2) sur la première résistance électrique (R1) est de 1000. 13. Dispositif de mesure de courant selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel les moyens de mesure (28) comprennent des moyens choisis parmi un shunt, un capteur magnéto-résistif et un capteur à effet Hall.35