Brevet FR3014285A1 — publié le 20150605

DP-321137 Module à circuits relais électrique et centre électrique pour véhicule comprenant un tel module à circuits relais électrique. Domaine technique de l'invention L'invention concerne de manière générale un module à circuit relais électrique enfichable, et plus particulièrement elle concerne un module à circuit relais électrique enfichable configuré pour être utilisé 10 dans un centre de distribution électrique pour véhicule. Arrière-plan technique de l'invention Les centres électriques pour véhicules combinent de façon centrale des fonctions de commutation de circuits, typiquement mises 15 en oeuvre en utilisant des relais électromécaniques, et des fonctions de protection de circuits typiquement implantées en utilisant des liaisons fusibles (fusibles) ou des coupe-circuits. Les centres électriques actuels pour véhicules utilisent des relais électromécaniques qui sont montés en surface sur une carte à circuits imprimés contenue dans le 20 centre électrique du véhicule afin de commander des fonctions du véhicule comme les lampes antibrouillard, un embrayage de climatisation, ou un klaxon. Typiquement, les circuits relais incluent une surface résistive montée sur la carte à circuits imprimés et connectée en parallèle au circuit de bobine du relais et peuvent inclure 25 une diode de protection vis-à-vis d'une inversion de tension, montée sur la carte à circuits imprimés. Comme le nombre de circuits commandés par des relais dépend du contenu des fonctions électriques du véhicule, il peut être nécessaire de proposer plusieurs ensembles différents de cartes de circuits imprimés avec un nombres variable de 30 circuits commandés par relais pour convenir d'un contenu électrique différent dans différents modèles de véhicules. Une autre variante consiste à proposer un assemblage de la carte à circuits imprimés conçu pour recevoir le plus grand nombre de circuits commandés par relais ; certains de ces circuits seront inutilisés dans des véhicules ayant un faible nombre d'appareils électriques. Ces deux approches ajoutent des frais non désirés au centre électrique pour véhicule. Le sujet discuté dans la section concernant l'arrière-plan technique ne devrait pas être compris comme l'art antérieur du simple fait de sa mention dans la section de l'arrière-plan technique. De manière similaire, un problème mentionné dans la section de l'arrière-plan technique ou associé au sujet de la section concernant l'arrière-plan technique ne sera pas supposé avoir été antérieurement reconnu dans l'art antérieur. Le sujet divulgué dans la section sur l'arrière-plan représente simplement différentes approches, qui peuvent être également par elles-mêmes des inventions. Bref sommaire de l'invention L'invention décrit un module à circuits relais électrique configuré pour être utilisé dans un centre de distribution électrique pour véhicule. Le module à circuits relais électrique comprend une carte à circuits imprimés, caractérisé par des pistes électriquement conductrices disposées sur au moins une première surface de la carte à circuits imprimés. Le module à circuits relais électrique comprend de plus un relais électromécanique ayant une pluralité de bornes de circuits de bobine et une pluralité de bornes de circuits de commutation disposées sur ladite première surface et électriquement couplées auxdites pistes conductrices. Le module à circuits relais électrique comprend aussi une première borne électriquement conductrice disposée sur une seconde surface de la carte à circuits imprimés et électriquement couplée via lesdites pistes conductrices à une première borne de circuit de bobine. Le module à circuits relais électrique comprend une seconde borne électriquement conductrice disposée sur ladite seconde surface et électriquement couplée via lesdites pistes conductrices à une seconde borne de circuit de bobine. Le module à circuits relais électrique comprend en outre une troisième borne électriquement conductrice disposée sur ladite seconde surface et électriquement couplée via lesdites pistes conductrices à une première borne de circuit de commutation. Le module à circuits relais électrique comprend aussi une résistance disposée sur ladite première surface et électriquement couplée à des bornes d'entrée et de sortie du circuit de bobine via lesdites pistes conductrices. Le module à circuits relais électrique comprend en outre une quatrième borne électriquement conductrice qui pénètre dans la carte à circuits imprimés de manière à être disposée à la fois sur la première et sur la seconde surface. Le module à circuits relais électrique comprend de plus une cinquième borne électriquement conductrice disposée sur la première surface et électriquement couplée à une seconde borne de circuit de commutation via les pistes conductrices, telles que la quatrième et la cinquième borne configurées pour recevoir une liaison fusible et un couvercle configuré pour enfermer au moins la première surface de la carte à circuits imprimés. Le module à circuits relais électrique comprend en outre une diode disposée sur ladite première surface et électriquement couplée à la première borne de circuit de commutation, et une sixième borne électriquement conductrice disposée sur la seconde surface via les pistes conductrices. Le couvercle définit une ouverture configurée pour permettre un accès à la quatrième et à la cinquième borne. Le module à circuits relais électrique comprend en outre une liaison fusible électriquement couplée à la quatrième borne et à la cinquième borne. La liaison fusible est un fusible du type à cartouche MCASETM La liaison fusible est un fusible du type à mini-lame ATM. Le couvercle a des dimensions d'environ 24 mm de longueur, par environ 19 mm de largeur et environ 26 mm de hauteur. La première, la seconde, la troisième, la quatrième, la cinquième et la sixième borne se projettent sur environ 11 mm depuis la seconde surface de la carte à circuits imprimés. La première, la seconde, la troisième, la quatrième, la cinquième et la sixième borne ont une largeur d'environ 2,8 mm et une épaisseur d'environ 0,825 mm. L'invention concerne également un centre électrique pour véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend un module à circuits relais électrique tel que décrit ci-dessus et une carte à circuits imprimés ayant une pluralité de réceptacles à bornes configurés pour recevoir la première, la seconde, la troisième, la quatrième, la cinquième et la sixième borne dudit module à circuits relais électrique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui va suivre du mode de réalisation préféré de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif uniquement et en se référant aux dessins ci-25 joints. Brève description des diverses vues des dessins. La présente invention sera maintenant décrite à titre d'exemple en se référant aux dessins ci-joints, dans lesquels : la figure 1 est une vue en perspective d'un centre électrique pour véhicule incluant un module à circuits relais électrique en accord avec un mode de réalisation ; la figure 2 est un diagramme schématique de la carte à circuits imprimés du module à circuits relais électrique de la figure 1 en accord avec un mode de réalisation ; la figure 3 est une vue en perspective du module à circuits relais électrique de la figure 1, dépourvu de couvercle en accord avec un mode de réalisation ; la figure 4 est une vue en perspective et en coupe partielle d'un module à circuits relais électrique en accord avec un mode de réalisation ; la figure 5A est une vue de dessus de la carte à circuits imprimés du module à circuits relais électrique de la figure 1 en accord avec un mode de réalisation ; la figure 5B est une vue de dessous de la carte à circuits 20 imprimés du module à circuits relais électrique de la figure 1 en accord avec un mode de réalisation ; la figure 6A est une vue de face d'un module à circuits relais électrique en accord avec un mode de réalisation ; la figure 6B est une vue de côté d'un module à circuits relais 25 électrique en accord avec un mode de réalisation ; la figure 6C est une vue de dessous d'un module à circuits relais électrique en accord avec un mode de réalisation ; et la figure 7 est une vue en perspective d'un module à circuits relais électrique en accord avec un autre mode de réalisation. Description détaillée de l'invention Ce que l'on présente ici c'est un module à circuit relais électrique qui est configuré pour être utilisé dans un centre électrique pour véhicule. Le module inclut un relais qui est configuré pour commander un circuit électrique dans le véhicule, ainsi que des composants électriques et des circuits nécessaires pour protéger le relais en fonctionnement. Le module est encapsulé pour être enfichable dans les bornes du centre électrique pour véhicule. La figure 1 illustre un exemple non limitatif d'un centre électrique 10 pour véhicule. Le centre électrique est connecté à une source d'alimentation électrique, comme une batterie (non représentée), et à des faisceaux de fils électriques (non représentés) qui transportent la puissance électrique à des dispositifs dans tout le véhicule. Le centre électrique contient des dispositifs de protection de circuits 12, comme des fusibles 12, qui protègent le centre électrique et les faisceaux de fils vis-à-vis de conditions de surintensité qui pourraient les endommager. Le centre électrique inclut aussi des assemblages de circuits électriques 14 qui sont configurés pour mettre en route ou arrêter l'alimentation électrique réalisée à travers le centre électrique vers des dispositifs dans le véhicule, comme des moteurs d'essuie-glace, des lampes antibrouillard, etc. La figure 2 illustre un diagramme électrique schématique d'un exemple non limitatif d'un module à circuits relais électrique 14, désigné dans ce qui suit par "module 14". Le module 14 inclut un relais 16, dans cet exemple un relais unipolaire bidirectionnel 16 du type "SPDT" (single pole double throw/ unipolaire et bidirectionnel). Le module 14 inclut aussi une liaison fusible 18, désignée dans ce qui suit par "fusible 18", en série avec le circuit du relais 16 pour protéger le relais 16 vis-à-vis de conditions de sur-courant. Le module 14 inclut aussi une résistance 20 en parallèle avec le circuit de bobine (bornes 85, 86) pour supprimer des tensions transitoires associés à l'activation et à la désactivation de la bobine du relais. Le module 14 peut en outre inclure une diode 22 configurée pour protéger le module vis-à-vis de conditions d'inversion de tension. Le fonctionnement de ce circuit électrique devrait être bien compris par les hommes de métier. Comme illustré dans la figure 3, le module 14 inclut en outre une carte à circuits imprimés 24. La carte à circuits imprimés 24 peut être une carte à circuits imprimés 24 contenant des pistes conductrices configurées pour connecter des composants électriques, comme le relais 16, la résistance 20, le fusible 18 et la diode 22. La carte à circuits imprimés 24 peut être réalisée en résine époxy ou en résine polyimide. La résine peut être renforcée avec un tissu en verre tissé ou une autre matrice, comme des fibres hachées. Les cartes à circuits imprimés formées de tels matériaux qui sont typiquement appelées cartes à circuits imprimés de type FR-4 ou G-10. En variante, la carte à circuits imprimés 24 peut être réalisée en céramique ou en polymère rigide. Cette liste de matériaux acceptables pour la carte à circuits imprimés 24 n'est pas exhaustive et l'on pourra aussi utiliser avec succès d'autres matériaux. Les matériaux et les techniques de fabrication utilisé(e)s pour former des cartes à circuits imprimés sont bien connu(e)s des hommes de métier. Comme illustré dans la figure 4, la carte à circuits imprimés 24 comporte un côté supérieur 26 enfermé par un couvercle protecteur 3 0 142 85 8 28. Le relais 16, la résistance 20, le fusible 18, et la diode 22 sont disposés sur le côté supérieur 26 de la carte à circuits imprimés 24, de telle façon qu'ils sont protégés vis-à-vis de la poussière, de l'humidité et autres contaminants par le couvercle 28. 5 Le module 14 inclut aussi une pluralité de bornes attachées au côté inférieur 34 de la carte à circuits imprimés 24 et configurées pour être connectées à des bornes appariées (non représentées) dans le centre électrique. Les bornes disposées sur le côté inférieur 34 de la carte à circuits imprimés 24 dans cet exemple sont des bornes mâles 10 (broches) en forme de laines ayant une section transversale généralement rectangulaire. On pourra envisager d'autres modes de réalisation du module 14 en utilisant des bornes mâles ayant des sections transversales rondes ou carrées. D'autres modes de réalisation encore du module 14 pourront inclure des bornes a réceptacle femelle. 15 Une première borne 32 disposée sur le côté inférieur 34 de la carte à circuits imprimés 24 est électriquement couplée via les pistes conductrices à la borne d'entrée 85 du circuit de bobine du relais 16. Une seconde borne 36 disposée sur le côté inférieur 34 de la carte à circuits imprimés 24 est électriquement couplée via les pistes 20 conductrices à la borne de sortie 86 du circuit de bobine du relais 16. Une troisième borne 38 disposée sur le côté inférieur 34 de la carte à circuits imprimés 24 est électriquement couplée via les pistes conductrices à la borne de sortie 87 du relais. Une quatrième borne 40 pénètre dans la carte à circuits imprimés 24 de manière à être disposée 25 à la fois sur le côté supérieur et sur le côté inférieur 26, 34 de la carte à circuits imprimés 24. Une cinquième borne 42, disposée sur le côté supérieur 26 de la carte à circuits imprimés 24, est électriquement couplée à la borne d'entrée de relais commune 30 via les pistes 3 0 142 85 9 conductrices. La portion de la quatrième borne 40 disposée sur le côté supérieur 26 de la carte à circuits imprimés 24 et la cinquième borne sont configurées pour recevoir un fusible 18. Le module 14 peut encore inclure une sixième borne 44 disposée sur le côté inférieur 34 5 de la carte à circuits imprimés 24 et connectée à la diode 22 via les pistes conductrices. La diode 22 est aussi connectée à la borne de sortie 87 du relais. La portion de la quatrième borne 40 disposée sur le côté supérieur 26 de la carte à circuits imprimés 24 et la cinquième borne 10 42 peuvent être des bornes mâles en forme de laines ayant une section transversale généralement rectangulaire, qui sont configurées pour recevoir un fusible du type à cartouche, comme un fusible du type MCASETM ou JCASETM (conception avec borne femelle, ayant une augmentation retard et une faible chute de tension pour protéger les 15 circuits de courant élevées et gérer les courants d'appel), disponibles auprès de la société Littlefuse de Chicago, Illinois. En variante, la quatrième et la cinquième borne peuvent être des bornes en fourche d'accord définissant des fentes dans l'extrémité libre des bornes, configurées pour recevoir un fusible ayant des bornes en forme de 20 laines, comme un fusible du type ATM ou ATC, disponible auprès de la société Cooper Industries, de Ellisville, Missouri. Le relais 16, la résistance 20, et la diode 22 peuvent être configuré(e)s pour être soudé(e)s directement sur des plots conducteurs des pistes conductrices. Il s'agit de dispositifs 25 habituellement connus sous la désignation "dispositif monté en surface" (SMD Surface mount Device / CMS Composant monté en surface). En variante, le relais 16, la résistance 20 et la diode 22 peuvent inclure des fils conducteurs et être soudé(e)s à des trous traversants conducteurs dans la carte à circuits imprimés 24. Les bornes 32, 36, 38, 40, 42, 44 peuvent être également soudées à des trous traversants conducteurs 46 dans la carte à circuits imprimés 24. Comme illustré dans la figure 6, en accord avec un mode de réalisation particulier, le couvercle 28 a pour dimension : 24 +-1 min de longueur par 19 +- 1 mm de largeur et 26 +-1 min de hauteur. Les cinq bornes 32, 36, 38, 40, 44 disposées sur le côté inférieur 34 de la carte à circuits imprimés 24 ont chacune une largeur de 2,8 +- 0,15 min et une épaisseur d'environ 0,25 +- 0,0 35 mm Ces bornes 32, 36, 38, 40, 44 disposées sur le côté inférieur 34 de la carte à circuits imprimés 24 ont chacune une largeur de 2,8 +- 0,15 mm et une épaisseur d'environ 0,825 +- 0,035 mm Ces bornes (32, 36, 38, 40, 44) disposées sur le côté inférieur 34 de la carte à circuits imprimés 24 ont chacune une largeur de 2,8 +- 0,15 mm et une épaisseur d'environ 0,825 +- 0,035 mm Ces bornes (32, 36, 38, 40, 44) se projettent depuis le côté inférieur 34 de la carte à circuits imprimés 24 sur 11 +1 mm En variante, les dimensions et la configuration des bornes du module 14 pourront être adaptées pour correspondre à d'autres contours de modules. La figure 7 illustre une variante de mode de réalisation du module 14 dans laquelle le couvercle 28 définit une ouverture 48 qui permet d'accéder à la quatrième et à la cinquième borne 40, 42, de sorte que le fusible 18 peut être inséré et/ou remplacé sans qu'il soit nécessaire d'enlever le couvercle 28 du module 14. Le couvercle 28 peut aussi définir une encoche 50 de telle façon que le fusible 18 ne fasse pas saillie au-delà de la surface supérieure 52 du couvercle 28. Ainsi, on propose un centre électrique pour véhicule et un module à circuits relais électrique. Le module à circuit relais électrique ici décrit peut être utilisé pour commander un certain nombre de différents dispositifs dans un véhicule incluant : - pompe de lave-glace avant - pompe de lave-glace arrière - verrouillage des portes - klaxon de sécurité - lampe antibrouillard avant - verrouillage de sécurité des portes - klaxon double - lève glace à gauche - lampe de manoeuvre - pompe de réfrigérant - réchauffeur de carburant - embrayage de climatisation (A/C air conditioning / climatisation) - feux de route - système de stationnement - système antivol - libération du coffre - portillon du carburant - système d'émission Le module 14 procure l'avantage de la modularité, c'est-à-dire que le centre électrique pourra être rempli uniquement avec le nombre de relais nécessaires pour les caractéristiques contenues dans un véhicule particulier en évitant des conceptions de centres électriques à construction séparée pour les divers véhicules ou ajoutant des relais supplémentaires non utilisés dans le centre électrique, comme décrit dans le chapitre Arrière-plan de l'invention. Le module 14 inclut aussi 12 sa propre liaison fusible 18 pour protéger le circuit de commutation du relais 16 et le dispositif commandé par le relais 16. Cela procure l'avantage de réduire le nombre des socles de fusibles requis dans le centre électrique. Un mode de réalisation du module 14 inclut un 5 fusible accessible 18, permettant ainsi au fusible 18 d'être remplacé plutôt que d'exiger le remplacement du module entier 14 dans le cas où le fusible 18 s'ouvre en raison d'une condition de sukintensité. L'utilisation de ce module 14 n'est pas restreinte à un centre électrique 10. Le module 14 peut être également embroché dans un faisceau de 10 câbles contenant un connecteur apparié de configuration appropriée, placé à distance du centre électrique. Alors que cette invention a été décrite en termes de modes de réalisation préférés de celle-ci, elle n'est pas entendue comme étant limitée de cette façon, mais au contraire uniquement avec l'étendue 15 conforme à la présente demande de brevet. REVENDICATIONS1. Module à circuits relais électrique (14) configuré pour être utilisé dans un centre de distribution électrique pour véhicule, comprenant : une carte à circuits imprimés (24), caractérisé par des pistes électriquement conductrices disposées sur au moins une première surface de la carte à circuits imprimés (24) ; un relais électromécanique (16) ayant une pluralité de bornes de circuits de bobine et une pluralité de bornes de circuits de commutation disposées sur ladite première surface et électriquement couplées auxdites pistes conductrices ; une première borne (32) électriquement conductrice disposée sur une seconde surface de la carte à circuits imprimés et électriquement couplée via lesdites pistes conductrices à une première borne de circuit de bobine ; une seconde borne (36) électriquement conductrice disposée sur ladite seconde surface et électriquement couplée via lesdites pistes conductrices à une seconde borne de circuit de bobine ; une troisième borne (38) électriquement conductrice disposée sur ladite seconde surface et électriquement couplée via lesdites pistes conductrices à une première borne de circuit de commutation ; une résistance (20) disposée sur ladite première surface et électriquement couplée à des bornes d'entrée (85) et de sortie (86) du 25 circuit de bobine via lesdites pistes conductrices ; une quatrième borne (40) électriquement conductrice qui pénètre dans la carte à circuits imprimés (24) de manière à être disposée à la fois sur la première et sur la seconde surface ; 3 0 142 85 14 une cinquième borne (42) électriquement conductrice disposée sur la première surface et électriquement couplée à une seconde borne de circuit de commutation via les pistes conductrices, telles que la quatrième et la cinquième borne sont configurées pour recevoir une 5 liaison fusible (18) ; et un couvercle (28) configuré pour enfermer au moins la première surface de la carte à circuits imprimés (24). 2. Module (14) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il 10 comprend en outre une diode (22) disposée sur ladite première surface et électriquement couplée à la première borne de circuit de commutation, et une sixième borne (44) électriquement conductrice disposée sur la seconde surface via les pistes conductrices. 15 3. Module (14) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le couvercle (28) définit une ouverture configurée pour permettre un accès à la quatrième (40) et à la cinquième borne (42). 4. Module (14) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il 20 comprend en outre une liaison fusible (18) électriquement couplée à la quatrième borne (40) et à la cinquième borne (42). 5. Module (14) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la liaison fusible (18) est un fusible (18) du type à cartouche MCASETM 6. Module (14) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la liaison fusible (18) est un fusible (18) du type à mini-lame ATM. 3 0 142 85 15 7. Module (14) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit couvercle (28) a des dimensions d'environ 24 mm de longueur, par environ 19 mm de largeur et environ 26 mm de hauteur. 5 8. Module (14) selon la revendication 7, caractérisé en ce que la première (32) , la seconde (36) , la troisième (38), la quatrième (40), la cinquième (42) et la sixième (44) borne se projettent sur environ 11 min depuis la seconde surface de la carte à circuits imprimés (24). 10 9. Module (14) selon la revendication 8, caractérisé en ce que la première (32), la seconde (36), la troisième (38), la quatrième (40), la cinquième (42) et la sixième borne (44) ont une largeur d'environ 2,8 min et une épaisseur d'environ 0,825 mm. 15 10. Centre électrique pour véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend un module à circuits relais électrique (14) selon la revendication 1 ; et une carte à circuits imprimés (24) ayant une pluralité de 20 réceptacles à bornes configurés pour recevoir la première (32), la seconde (36), la troisième (38), la quatrième (40), la cinquième (42) et la sixième borne (44) dudit module à circuits relais électrique (14).