Brevet FR2917890A1 — publié le 20081226

.R442.12FR.51 DA dépôt 1 L'invention concerne un relais pour véhicule automobile, un circuit électrique sécurisé et fiable pour véhicule automobile incluant au moins un tel relais ainsi qu'un véhicule automobile en tant que tel équipé d'un tel circuit électrique. Les relais sont couramment utilisés dans les circuits électriques des véhicules automobiles pour remplir une fonction d'interrupteur. Ils permettent ainsi notamment de conduire au non l'électricité vers des éléments de puissance comme des moteurs, par exemple celui dédié au fonctionnement de l'essuie-glace. La figure 1 illustre un tel relais de l'état de la technique présentant un contact double position. Il dispose de deux bornes de commande 1, 2, reliées à une bobine 3, positionnée en face d'une lamelle mobile 4, possédant une première extrémité liée à une troisième borne 5 et une seconde extrémité mobile pouvant être reliée soit à une quatrième borne 6 soit à une cinquième borne 7, ces trois dernières bornes de puissance 5, 6, 7 permettant une intégration sur un circuit intégrant des éléments de puissance pour commuter ce circuit dit de puissance, c'est-à-dire pour remplir la fonction d'interrupteur sur ce circuit, et seront dénommées bornes de puissance. En variante, seules deux bornes de puissance 5, 7 peuvent exister. Les deux bornes 1, 2 permettent, en fonction de la tension reçue sur ces bornes, de commander la position de la lamelle mobile 4 par l'intermédiaire de la bobine 3 qui crée un champ magnétique agissant sur cette lamelle 4 et sont donc dénommées bornes de commandes. Une fragilité de ces circuits provient du fait que ces relais sont susceptibles d'être endommagés dans leur utilisation avec des éléments de puissance fortement inductifs. En effet, lors d'une commande d'ouverture d'un relais, l'énergie emmagasinée par ces éléments inductifs s'oppose au mouvement d'ouverture du relais et .R442.I2FR.51 DA dépôt 2 des arcs électriques peuvent survenir au niveau des contacts du relais liés aux bornes de puissance 5, 6, 7 et l'endommager, voire le détruire. Ces arcs électriques peuvent de plus avoir d'autres effets nuisibles indirects comme la perturbation d'autres systèmes électroniques, par exemple la radio. Il existe certaines solutions dans l'état de la technique pour pallier à ce problème technique. Une première famille de solutions repose sur des relais modifiés, intégrant des solutions souvent mécaniques, reposant par exemple sur des contacts plus éloignés ou sur l'utilisation de plusieurs lamelles montées en parallèle. Toutes ces solutions augmentent de manière importante le volume des relais et ne sont pas adaptées à l'automobile où le volume disponible est très restreint. De plus, ces solutions ne correspondent plus aux standards, ce qui représente un obstacle supplémentaire à leur implémentation. Une seconde famille de solutions, incluant par exemple celle décrite dans le document WO2006026545, repose sur l'ajout de composants indépendants sur les circuits électriques des véhicules automobiles pour remplir la fonction de protection des relais. Cette solution est aussi encombrante, nécessite l'ajout de connecteurs et de fils électriques. Elle est donc complexe et coûteuse et non satisfaisante. Le but de l'invention est de proposer une solution pour protéger les circuits électriques et les relais des véhicules automobiles, répondant au moins partiellement aux inconvénients cités précédemment. .R442.12FR.51 DA dépôt 3 Plus précisément, un premier objet de l'invention est de fournir une solution permettant d'éviter l'effet destructeur des arcs électriques dans les circuits électriques des véhicules automobiles. Un second objet de l'invention consiste à proposer une solution d'encombrement négligeable et de faible coût. L'invention repose sur un relais pour circuit électrique, comprenant deux bornes de commande permettant la commande du relais, et au moins deux bornes de puissance destinée à un montage sur un circuit de puissance, la seconde borne de puissance pouvant être liée ou non à la première borne de puissance au niveau de contacts intérieurs commutables, sous la commande d'un circuit de commande lié aux deux bornes de commande du relais, de manière à permettre l'interruption ou non d'un circuit de puissance lié aux bornes de puissance du relais, caractérisé en ce qu'il comprend une diode de protection montée sur une voie électrique en aval des contacts intérieurs commutables du relais et en parallèle à la voie liée à la seconde borne de puissance. Le relais peut en outre comprendre une troisième borne de puissance, la diode étant montée sur une voie liée à cette troisième borne. En variante, la diode peut être placée sur une voie reliée à la seconde borne de commande. Selon une implémentation intéressante, la diode peut être une diode Transil mono ou bidirectionnelle. L'invention concerne aussi un circuit électrique caractérisé en ce qu'il 30 comprend un relais tel que décrit précédemment, la première borne de25 .R442.12FR.51 DA dépôt 4 puissance étant liée à une source de puissance, un moteur étant lié d'une part à la masse et d'autre part à la seconde borne de puissance. Dans un tel circuit électrique, le relais peut comprendre une troisième borne de puissance reliée à la masse, la diode de protection étant montée au sein du relais sur une voie liée à cette troisième borne de sorte que la diode de protection se trouve montée en parallèle du moteur en aval des contacts commutables du relais. L'invention porte aussi sur un véhicule automobile comprenant un circuit électrique tel que décrit précédemment. Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de modes d'exécution particuliers faits à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : La figure 1 représente un relais de l'état de la technique ; la figure 2 représente un relais selon un premier mode d'exécution de l'invention ; la figure 3 représente le relais précédent utilisé dans un circuit électrique selon l'invention ; la figure 4 représente un relais selon un second mode d'exécution de l'invention. Dans toutes les figures, les mêmes éléments seront désignés par les mêmes références. La figure 2 illustre un relais selon un premier mode d'exécution de l'invention. Ce relais se distingue de celui représenté à la figure 1 en ce .R442.12FR.51 DA dépôt 5 qu'une diode 8 a été intégrée au sein du relais, sur une nouvelle voie électrique montée en parallèle de la borne 7, en aval de son contact correspondant coopérant avec la lamelle mobile 4, et débouchant sur une borne 9 disposée selon une géométrie correspondant à la borne 6 décrite sur la figure 1. Une diode 8 communément dénommée Transi) par sa marque de commercialisation peut être utilisée, qui peut être de type monodirectionnel ou bidirectionnel. Un tel relais utilise ainsi le même boîtier que celui des solutions de l'état de la technique, de type relais enfichable ou micro relais enfichable, et toutes ses bornes correspondent à une structure standardisée. La figure 3 illustre l'utilisation du relais décrit précédemment dans un circuit électrique de véhicule automobile, le relais servant à l'actionnement d'un moteur 10. Pour cela, le moteur 10 est relié d'une part à la cinquième borne 7 du relais et d'autre part à la masse du véhicule, qui représente de manière plus générale la borne négative du circuit électrique. La borne 9 du relais est de même reliée à la masse. La borne 5 du relais est liée à la borne positive du véhicule, c'est-à-dire par exemple aux 12 volts d'une batterie. Dans un mode de fonctionnement et d'alimentation électrique du moteur 10, la lamelle 4 du relais est reliée au contact correspondant à la borne 7 du relais permettant la réalisation d'un circuit électrique fermé de la borne 5 vers la borne 7 et l'alimentation du moteur 10 ainsi relié à la tension positive. Lors de la commande de changement de position du relais par une modification de la tension reliée à la borne de commande 1, la seconde borne 2 étant liée à la masse, la lamelle 4 va s'écarter de ce contact lié à la borne 7 pour ouvrir le circuit précédent et déconnecter le moteur 10 de la batterie. Simultanément, l'énergie emmagasinée par le moteur 10 va être évacuée par le circuit parallèle depuis la borne 9 jusqu'à la masse, en traversant la voie ajoutée au travers de la diode 8. Ainsi, aucun arc électrique ne va se produire au niveau des contacts .R442.12FR.51 DA dépôt 6 commutables du relais, ainsi protégés par cette voie ajoutée en parallèle du moteur 9 en aval de ces contacts, du côté de la borne de puissance 7 liée au moteur 10. La diode 8 remplit donc bien la fonction de protection électrique contre les sur-intensités. La figure 4 illustre un second mode d'exécution de l'invention dans lequel le relais se présente selon une géométrie habituelle standardisée dans le cas de deux bornes 5, 7 uniquement pour le circuit de puissance. Une diode 8 est toujours ajoutée dans le relais, en parallèle avec le circuit débouchant sur la borne 7, sur une nouvelle voie électrique 9' partant d'une position en aval des contacts du relais sur la voie liée à la borne 7 et se terminant sur la voie liée à la borne 2 du relais, destinée à une liaison à la masse au niveau du circuit de commande du relais. Ce schéma permet ainsi un fonctionnement équivalent du relais, dans un schéma d'utilisation de toutes ses bornes tel que celui de la figure 3. Dans un tel cas, les masses électroniques et les masses de puissance ne sont plus isolées. Finalement, la solution atteint bien les objets recherchés en exploitant le concept de l'intégration d'une diode de protection au sein du volume même d'un relais standard, conservant donc un boîtier et des bornes standardisés, ce qui n'augmente pas l'encombrement du relais, n'exige aucune modification des circuits électriques existants sur les véhicules, limite donc grandement les surcoûts et présente une grande simplicité d'utilisation. L'efficacité en terme de protection apportée par la diode est de plus nettement supérieure aux solutions mécaniques existantes. L'invention a été illustrée précédemment dans le cadre d'une implémentation sur un véhicule automobile, puisqu'elle est particulièrement bien adaptée du fait des contraintes de faible volume .R442.12FR,51 DA dépôt 7 disponible dans un véhicule. Elle peut toutefois être aussi efficace dans tout autre domaine utilisant des circuits électriques intégrant des relais. Revendications 1. Relais pour circuit électrique, comprenant deux bornes (1, 2) de commande permettant la commande du relais, et au moins deux bornes (5, 7) de puissance destinée à un montage sur un circuit de puissance, la seconde borne (7) de puissance pouvant être liée ou non à la première borne (5) de puissance au niveau de contacts intérieurs commutables, sous la commande d'un circuit de commande lié aux deux bornes de commande (1, 2) du relais, de manière à permettre l'interruption ou non d'un circuit de puissance lié aux bornes (5, 7) de puissance du relais, caractérisé en ce qu'il comprend une diode (8) de protection montée sur une voie électrique en aval des contacts intérieurs commutables du relais et en parallèle à la voie liée à la seconde borne (7) de puissance. 2. Relais selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une troisième borne (6) de puissance, la diode (8) étant montée sur une voie liée à cette troisième borne (6). 3. Relais selon la revendication 1, caractérisé en ce que la diode (8) est placée sur une voie (9') reliée à la seconde borne de commande (2). 4. Relais selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la diode (8) est une diode Transil mono ou bidirectionnelle. 5. Circuit électrique caractérisé en ce qu'il comprend un relais selon l'une des revendications précédentes, la première borne (5) de puissance étant liée à une source de puissance, un moteur (10) étant lié d'une part à la masse et d'autre part à la seconde borne (7) de puissance. 6. Circuit électrique de véhicule automobile selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le relais comprend une troisième borne (6) de puissance reliée à la masse, la diode (8) de protection étant montée au sein du relais sur une voie liée à cette troisième borne (6) de sorte que.R442.12FR.51 DA dépôt 9 la diode (8) de protection se trouve montée en parallèle du moteur (10) en aval des contacts commutables du relais. 7. Véhicule automobile comprenant un circuit électrique selon l'une des revendications 5 ou 6.5