Brevet FR2972554A1 — publié le 20120914

Dispositif et procédé de contrôle automatique de la qualité du serrage d'une connexion électrique La présente invention concerne un dispositif de contrôle automatique de la qualité de serrage d'une connexion électrique par mesure en temps réel de la résistance de contact de la connexion. Elle concerne de même un procédé de contrôle automatique de la qualité de serrage d'une connexion électrique. L'invention s'applique aux connexions électriques utilisées dans tout véhicule ou machine soumis à des conditions d'exploitation particulièrement sévères sur le plan des vibrations ou des chocs de plus grande importance. Dans les véhicules automobiles l'alimentation et la distribution électrique de puissance ou de signaux occupent une place importante car les normes actuelles de conception obligent les constructeurs à développer un grand nombre de fonctions concernant la sécurité et le confort pour les occupants d'un véhicule. Les équipements de distribution des courants et signaux de commande de ces fonctions sont généralement constitués par des harnais de fils équipés à leurs extrémités de cosses, de vis, de douilles, de fiches. Les cosses peuvent être serties sur un câble ou dans une douille. Elles peuvent être fixées sur un goujon ou un plot faisant partie intégrante d'un organe de transmission et de gestion des signaux. Elles peuvent être insérées et bloquées par vissage sur un plot de batterie par exemple. Lors de l'assemblage il est très important de s'assurer que la pression de contact sur la surface des éléments à accoupler est de très bonne qualité car un assemblage défectueux peut entraîner des ruptures d'alimentation électrique, des micro-ruptures perturbant les fonctionnalités de l'informatique embarquée, de la corrosion sous-contrainte détériorant à terme les composants. Le contrôle de la pression de contact peut être effectué lors de l'assemblage des composants par un moyen mécanique étalonné qui toutefois n'assure pas avec certitude l'absence de résistance de contact entre les éléments accouplés. Cette absence de contrôle peut constituer un handicap car la résistance de contact est plus élevée lorsque l'assemblage mécanique est incomplet ou défectueux. I1 existe déjà des dispositifs embarqués pour le contrôle de la qualité des connexions dans l'industrie automobile. C'est ainsi que le brevet DE 10 332 410 (B3) décrit un dispositif de contrôle de la tension et de la température d'une connexion à l'aide d'une résistance située entre les extrémités de deux câbles d'alimentation d'un composant automobile. Le modèle d'utilité DE 2020 060 11 953 (U 1) décrit la connexion d'une cosse sur un plot de batterie. Cette cosse comporte une ouverture latérale dans laquelle une résistance de mesure est insérée. Toutefois ces dispositifs de mesure entraînent des modifications des 20 composants usuels et sont compliqués à mettre en oeuvre. C'est le but de la présente invention de proposer un dispositif de contrôle automatique de la qualité de serrage d'une connexion électrique lors de la fabrication et lors de l'exploitation des véhicules ou machines équipés de telles connexions afin de les sécuriser et de les garantir. 25 C'est aussi le but de la présente invention de proposer un procédé de contrôle automatique de la qualité de serrage d'une telle connexion électrique. Dans ce but, la présente invention concerne un dispositif de contrôle de la qualité de serrage d'une connexion électrique comportant un premier élément de distribution faisant partie intégrante d'un composant d'alimentation électrique relié à une première borne d'un organe de contrôle-commande, un second élément d'alimentation faisant partie intégrante d'un composant de distribution, un détecteur de courant situé près de ladite connexion relié à une seconde borne dudit organe de contrôle-commande, dans lequel le détecteur de courant est un fil métallique conducteur de l'électricité isolé et qui comporte une partie dénudée assurant un contact électrique avec la surface du second élément d'alimentation lorsque ce dernier est connecté au premier élément de distribution. De préférence le premier élément de distribution est un goujon de fixation lié à un bus barre ou un circuit imprimé. De préférence le premier élément de distribution est un plot de batterie. De préférence le second élément d'alimentation est une cosse. Selon une caractéristique le premier élément de distribution et le second élément d'alimentation constituent une liaison vissée. Selon l'invention le procédé de contrôle de la qualité de serrage d'une connexion électrique d'un véhicule par mesure en temps réel de la résistance de contact de la connexion dans lequel la première borne de l'organe de contrôle-commande est alimentée par la tension de distribution de la barre de liaison électrique, la seconde borne de l'organe de contrôle-commande est alimentée par la tension mesurée à la surface du second élément d'alimentation connecté par le détecteur de courant et dans lequel l'organe de contrôle-commande détermine en temps réel la résistance de contact de la connexion par le calcul de la chute de tension existant entre la tension de la première borne et la tension de la seconde borne. De préférence l'organe de contrôle-commande comprend un 5 convertisseur analogique digital pour permettre l'obtention de niveaux de tensions exploitables. Selon l'invention l'organe de contrôle-commande génère des signaux vers le calculateur du véhicule et/ou les écrans d'aide à la conduite du véhicule. 10 L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit à titre d'exemple et à l'aide des dessins annexés dans lesquels Fig. 1 représente une vue en perspective d'un composant d'alimentation de tension dans un véhicule automobile ; Fig. 2a et Fig. 2b représentent schématiquement une liaison vissée avant 15 et après assemblage ; Fig. 3 représente schématiquement et en coupe la liaison vissée après assemblage ; Fig. 4 représente schématiquement et en coupe la liaison vissée après assemblage et vissage ; 20 Fig. 5 représente un schéma fonctionnel de l'organe de contrôle-commande. Fig. 1 représente un composant 1 d'alimentation de tension dans un véhicule automobile. Ce composant a pour fonction de maintenir les tensions du réseau du véhicule mais il est évident que l'invention 25 s'applique à tout organe de protection, d'alimentation et de gestion des réseaux d'un véhicule automobile. Sur la partie droite du composant des éléments de distribution ou goujons 2 sont fixés à une barre de liaison électrique ou bus barre 3 par vissage ou soudage. L'ensemble est surmoulé dans un socle en matière plastique 4. Fig. 2a et Fig. 2b représentent schématiquement la connexion du premier élément de distribution ou goujon 2 et du second élément d'alimentation ou cosse 5 constituant une liaison vissée (LEV) ainsi que l'organe de contrôle-commande 6 en charge de vérifier en temps réel la qualité du serrage de la LEV. Un détecteur de courant 7 est monté en surface sur le bus barre 3. Le détecteur se compose d'un fil métallique 8 inséré dans un isolant 9 dont un secteur opposé à la surface du bus barre 3 est supprimé afin de constituer une partie dénudée 10 assurant le contact avec la surface de la cosse 5 lorsque l'ouverture 11 de la cosse est insérée et vissée sur le goujon 2. En variante le détecteur de courant peut être une piste du type des pistes utilisées sur les circuits imprimés. Le bus barre 3 et le détecteur de courant 7 sont surmoulés dans le support en matière plastique isolant 4 constituant aussi le support du composant de distribution 1. Selon cette disposition la surface dénudée 10 se situe au même niveau que la face supérieure du bus barre 3 permettant d'assurer leur contact respectif avec la surface de la cosse 5 . Fig. 3 représente schématiquement une coupe de la LEV après assemblage. Sur cette figure, le goujon 2 est inséré et fixé sur le bus barre 3. L'ouverture 11 de la cosse 5 est insérée sur le goujon 2. La cosse 5 vient alors au contact de l'isolant 9 et de la surface dénudée 10 du fil métallique 8. Le fil métallique est relié à une borne, non représentée, de l'organe de contrôle-commande 6. Fig. 4 représente schématiquement une coupe de la LEV après assemblage et serrage. Sur cette figure le goujon 2 est inséré et fixé sur le bus barre 3. Comme sur Fig. 3, l'ouverture 11 de la cosse 5 est insérée sur le goujon 2. Un écrou de serrage 17 des composants assemblés est vissé sur le filetage du goujon 2 et applique sa force de serrage sur la cosse qui vient alors au contact de l'isolant 9 et de la surface dénudée 10 du fil métallique 8. Le fil métallique, dans ce cas, est aussi relié à une borne, non représentée, de l'organe de contrôle-commande 6. La réalisation spécifique décrite ci-dessus des composants de la LEV que sont le goujon 2, la cosse 5 et le détecteur de courant 7, permet ainsi de transmettre à l'organe de contrôle-commande, en temps réel les valeurs des tensions du bus barre 3 et de la cosse 5 et ainsi de permettre le calcul de la résistance de contact durant l'exploitation du véhicule tout en garantissant la bonne connexion électrique et mécanique de la LEV. Fig. 5 représente le schéma fonctionnel de l'organe de contrôle- commande 6. Cet organe comprend un convertisseur analogique/digital 14 qui permet d'obtenir des niveaux de tensions qui seront plus facilement exploités car la chute de tension mesurée entre les bornes 12 et 13 respectivement reliées au bus barre 3 et au détecteur de courant 7 est de valeur très faible, de l'ordre de quelques millivolts. Un microcontrôleur 15 permet de contrôler en permanence la résistance de contact par corrélation entre la tension de base et la chute de tension et vérifie ainsi qu'il n'y a pas de dégradation de la pression de contact, perte de serrage, élévation de température, oxydation des surfaces du fait de la corrosion sous contrainte, exercée par les éléments de la connexion. En cas de dérive de la valeur de la résistance de contact par rapport aux valeurs de la première mise en exploitation du véhicule et à une valeur limite programmée au préalable, l'organe de contrôle-commande 6 va générer des signaux vers le calculateur du véhicule 16 et/ou vers les écrans d'aide à la conduite du véhicule. En variante de ce mode de réalisation où l'ensemble de mesure est positionné sur la surface principale d'une cosse de raccordement on ajoutera que le détecteur de courant peut être aussi disposé sur le champ de la cosse. La présente description se rapporte particulièrement aux assemblages goujon/cosse vissés, mais il est bien évident que tous les postes de distribution électrique équipés de cosses, de douilles, serties ou insérées en force sont concernés par ce dispositif de mesure de la résistance de contact. REVENDICATIONS1. Dispositif de contrôle de la qualité de serrage d'une connexion électrique comportant un premier élément de distribution (2) faisant partie intégrante d'un composant d'alimentation électrique (1) relié à une première borne (12) d'un organe de contrôle-commande (6), un second élément d'alimentation (5) faisant partie intégrante d'un composant de distribution, un détecteur de courant (7) situé près de ladite connexion relié à une seconde borne (13) dudit organe de contrôle-commande (6), caractérisé en ce que le détecteur de courant (7) est un fil métallique (8) 15 conducteur de l'électricité isolé qui comporte une partie dénudée (10) assurant un contact électrique avec la surface du second élément d'alimentation (5) lorsque ce dernier est connecté au premier élément de distribution (2). 20 2. Dispositif de contrôle de la qualité de serrage d'une connexion électrique selon la revendication 1 caractérisé en ce que le premier élément de distribution (2) est un goujon de fixation lié à un bus barre (3) ou un circuit imprimé. 25 3. Dispositif de contrôle de la qualité de serrage d'une connexion électrique selon la revendication 1 caractérisé en ce que le premier élément de distribution (2) est un plot de batterie. 4. Dispositif de contrôle de la qualité de serrage d'une connexion électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second élément d'alimentation (5) est une cosse. 5. Dispositif de contrôle de la qualité de serrage d'une connexion électrique selon les revendications 1-2 et 4, caractérisé en ce que le premier élément de distribution (2) et le second élément d'alimentation (5) constituent une liaison vissée. 10 6. Procédé de contrôle de la qualité de serrage d'une connexion électrique d'un véhicule par mesure en temps réel de la résistance de contact de la connexion selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la première borne 15 (12) de l'organe de contrôle-commande (6) est alimentée par la tension de distribution de la barre de liaison électrique (3), la seconde borne (13) de l'organe de contrôle-commande (6) est alimentée par la tension mesurée à la surface du second élément d'alimentation (5) connecté par le détecteur de courant (7), et en ce 20 que l'organe de contrôle-commande (6) détermine en temps réel la résistance de contact de la connexion par calcul de la chute de tension existant entre la tension de la première borne (12) et la tension de la seconde borne (13). 25 7. Procédé de contrôle de la qualité de serrage d'une connexion électrique selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'organe de contrôle-commande (6) comprend un convertisseur analogique /digital (14) pour permettre l'obtention de niveaux de tensions exploitables.5Zo 8. Procédé de contrôle de la qualité de serrage d'une connexion électrique selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'organe de contrôle-commande (6) génère des signaux vers le calculateur du véhicule (16) et/ou les écrans d'aide à la conduite du véhicule.