Brevet FR3106436A1 — publié le 20210723

L’invention concerne un comportant un boîtier (40) logeant au moins une carte à circuits imprimés (10, 20) comportant des pistes conductrices sur lesquelles sont assemblés des composants électroniques ou électrotechniques, caractérisé en ce qu’il intègre un dispositif de détection de choc (50) apte à fournir, lorsque ledit calculateur a subi une accélération supérieure ou égale à un seuil prédéterminé, une indication visuelle observable depuis l’extérieur de ce calculateur et traduisant la survenance d’un tel choc. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 2 Calculateur électronique pour véhicule automobile intégrant un dispositif de détection de choc La présente invention concerne le domaine des calculateurs électroniques embarqués dans les véhicules automobiles. Un tel calculateur électronique embarqué décrit par exemple dans le document FR 2 914 108 A1 comporte au moins une carte à circuits imprimés désignée couramment sous l’acronyme anglais PCB (pour « Printed Circuit Board ») et comprenant des pistes conductrices sur lesquelles sont assemblés des composants électroniques ou électrotechniques, de façon à former un ensemble électronique fonctionnel. La ou les cartes à circuits imprimés sont enfermées dans un boîtier constitué de matériaux divers, qui protège les composants de l'environnement hostile (chocs, poussières, rayonnements), permet la jonction avec d’autres éléments du véhicule et assure également la dissipation thermique. Le nombre toujours croissant d'équipements automobiles commandés par de tels calculateurs électroniques embarqués entraine une augmentation proportionnelle de leur nombre et par là même une augmentation correspondante des risques de pannes et incidents sur ces équipements dus la présence de calculateurs défectueux. Les dysfonctionnements de ces calculateurs électroniques embarqués sont souvent causés par des chutes de ces derniers se produisant lors leur acheminement entre le site de fabrication de l’équipementier sous-traitant et celui de livraison du constructeur automobile, durant leur intégration dans les véhicules automobiles sur la ligne de montage du constructeur, ou encore lors d’interventions sur les véhicules réalisées dans le réseau après-vente. Par ailleurs, la présence dans un véhicule de tels calculateurs électroniques défectueux n’est pas toujours aisée à détecter immédiatement ce qui peut provoquer des désagréments au conducteur et l’obliger à amener son véhicule en réparation. La présente invention vise donc à améliorer la situation. Elle propose à cet effet un calculateur électronique embarqué pour véhicule automobile, comportant un boîtier logeant au moins une carte à circuits imprimés comprenant des pistes conductrices sur lesquelles sont assemblés des composants électroniques ou électrotechniques, caractérisé en ce qu’il intègre un dispositif de détection de choc apte à fournir, lorsque ledit calculateur a subi une accélération supérieure ou égale à un seuil prédéterminé, une indication visuelle observable depuis l’extérieur de ce calculateur et traduisant la survenance d’un tel choc. L’adjonction d’un tel dispositif de détection de choc sur le calculateur électronique permet à un opérateur en charge de son montage sur un véhicule d’identifier instantanément d’un simple coup d’œil à ce calculateur si ce dernier a subit un choc au préalable nécessitant sa mise à l’écart. L’invention permet ainsi de gagner un temps non négligeable sur la ligne d’assemblage du véhicule ou en après-vente en évitant le montage et le démontage de calculateurs défectueux. Selon des caractéristiques préférées dudit calculateur électronique selon l’invention : - ledit dispositif de détection de choc comporte une ampoule visible depuis l’extérieur dudit boîtier et configurée pour se casser lorsque ledit calculateur électronique subit une accélération supérieure ou égale audit seuil prédéterminé ; - ladite ampoule est montée sur deux pattes conductrices et en ce qu’elle contient une matière électrolytique conductrice en contact avec les dites pattes conductrices de sorte à réaliser la continuité électrique d’un circuit essentiel de la au moins dite carte dont la rupture s’opérant lors de la cassure de ladite ampoule entraîne la désactivation de l’ensemble des fonctionnalités dudit calculateur ; - ledit dispositif de détection de choc comporte une capsule transparente visible depuis l’extérieur dudit boîtier et hébergeant une membrane séparant son volume interne en deux parties, ainsi qu’une bille logée dans l’une des deux dites parties et traversant partiellement un orifice circulaire de diamètre inférieur ménagé dans ladite membrane, cette dernière étant configurée pour se déformer suffisamment afin de laisser ladite bille la traverser entièrement et passer dans l’autre partie de ladite capsule lorsque ledit calculateur électronique subit une accélération supérieure ou égale audit seuil prédéterminé ; - ladite capsule est montée sur deux pattes conductrices et en ce que ladite bille également conductrice repose sur les deux extrémités desdites pattes saillant à l’intérieur de ladite capsule, de sorte à réaliser la continuité électrique d’un circuit essentiel de la au moins dite carte dont la rupture s’opérant lors du passage de ladite bille dans l’autre partie de ladite capsule entraîne la désactivation de l’ensemble des fonctionnalités dudit calculateur ; - les deux dites pattes conductrices sont emboitées dans deux fentes ménagées sur la au moins dite carte ; - ledit dispositif de détection de choc comporte une zone frangible ménagée sur une patte de fixation que comporte ledit boîtier pour assurer le montage dudit calculateur dans ledit véhicule, ladite zone frangible étant configurée pour rompre lorsque ledit calculateur électronique subit une accélération supérieure ou égale audit seuil prédéterminé ; - ledit seuil prédéterminé d’accélération est compris entre 5 et 15 m/s² ; et/ou - ledit calculateur électronique embarqué est constitué par le boîtier de servitude intelligent dudit véhicule. L’invention vise également sous un second aspect un véhicule automobile intégrant un tel calculateur électronique embarqué. L’exposé de l’invention sera maintenant poursuivi par la description détaillée d’un exemple de réalisation, donnée ci-après à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels : représente une vue éclatée en perspective d’un calculateur électronique embarqué pour véhicule automobile conforme à un premier mode de réalisation de l’invention ; est une vue schématique en coupe du calculateur électronique embarqué de la figure 1 ; représente une vue schématique en coupe d’un calculateur électronique embarqué pour véhicule automobile conforme à un deuxième mode de réalisation de l’invention ; et est une vue en perspective d’un calculateur électronique embarqué pour véhicule automobile conforme à un troisième mode de réalisation de l’invention . La figure 1 représente un calculateur électronique embarqué 1 pour véhicule automobile conforme à un premier mode de réalisation de l’invention. Dans la description qui va suivre et par convention, les termes « inférieur », « supérieur », « longitudinal », « latéral » et « transversal » seront définis par rapport à la position de montage de ce calculateur électronique 1 sur un tel véhicule. Constituant en l’espèce le boîtier de servitude intelligent (BSI) du véhicule, le calculateur électronique 1 comprend deux cartes à circuits imprimés (PCB) sur lesquelles sont gravées, de manière conventionnelle, des pistes conductrices, à savoir : - une première carte d’alimentation 10 assurant la distribution et la protection de la ligne de puissance électrique ; et - une seconde carte de traitement de signaux 20 gérant les réveils et endormissements des réseaux du véhicules, la centralisation du diagnostic des défauts du véhicule, l’acquisition de données issus de capteurs analogiques ou numériques y étant reliés, le pilotage des signaux entrants et des relais électroniques ainsi que l’interconnexion des différents réseaux de communication du véhicule. Tel qu’illustré sur la figure 1, la carte d’alimentation 10 comprend des interfaces de connexion 11 pour des connecteurs d’entrée et de sortie de puissance, ainsi que des fentes 12 pour l’emboitement de fusibles de protection 13. La carte de traitement signaux 20 comprend quant à elle une pluralité de composants électroniques 21 soudés sur ses pistes conductrices. Ces deux cartes à circuits imprimés 10, 20 sont reliées électriquement l’une à l’autre par l’intermédiaire d’une pluralité d’inter-connecteurs électriques 30 interposés entre elles et permettant également de maintenir un écartement prédéterminé assurant une bonne dissipation de la chaleur émises par leurs composant électroniques. Le calculateur électronique 1 comporte également un boîtier 40 qui assure la protection des composants électroniques aux différentes agressions de l'environnement. De forme sensiblement parallélépipédique, ce boîtier 40 est ici constitué ici d’un corps creux 41 ouvert sur le dessus et définissant un volume interne d’accueil pour les cartes à circuits imprimés 10, 20 et les inter-connecteurs 30, ainsi qu’un capot supérieur 42 venant fermer ce corps inférieur 41 en s’y enclipsant le long d’une ligne de jointure périphérique. Le corps creux 41 et le capot 42 sont avantageusement venus chacun de moulage à partir d’un polymère thermoplastique tel que le polyamide (PA), éventuellement chargé en fibres minérales de sorte à renforcer leur tenue mécanique. Le corps creux 41 comprend également une pluralité de pattes de fixation 43, 44 permettant son montage sur un support d’accueil prévu dans le véhicule. Le capot 42 présente en outre une pluralité de fenêtres 45 traversées par les interfaces de connexion 11 et les fusibles 13. Selon l’invention et tel qu’illustré de manière schématique sur la figure 2, le calculateur électronique 1 intègre également un dispositif de détection de choc 50 apte à fournir, lorsque ledit calculateur 1 a subi une accélération supérieure ou égale à un seuil prédéterminé, une indication visuelle observable depuis l’extérieur de ce calculateur 1 et traduisant la survenance d’un tel choc. Le dispositif de détection de choc 50 comporte une ampoule de verre 51 montée sur deux pattes conductrices métalliques 52 emboitées dans deux fentes ménagées sur la carte d’alimentation 10, et saillant partiellement du capot 42 du boîtier 40 au travers d’une fenêtre 46. Cette ampoule de verre 51 contient une matière électrolytique conductrice 53 (par exemple, du chlorure de sodium) en contact avec les deux pattes conductrices 52 de sorte à réaliser la continuité électrique d’un circuit essentiel de la carte d’alimentation 10 (par exemple, celui alimentant le râteau de distribution de cette carte). L’ampoule 51 est configurée pour se casser lorsque le calculateur électronique 1 subit une accélération supérieure ou égale à une valeur seuil prédéterminée, comprise avantageusement entre 5 et 15 m/s² et de préférence égale à 10 m/s², de sorte à fournir une indication visuelle claire de la survenance d’un tel choc à un opérateur manipulant ce calculateur 1 et s’apprêtant à le monter dans un véhicule. Par ailleurs, la cassure de cette ampoule 51 entraîne une rupture de la continuité électrique entre les deux pattes 52 entrainant la désactivation de l’ensemble des fonctionnalités du calculateur électronique 1 (le râteau de distribution de la carte d’alimentation 10 n’étant plus alimenté), de sorte à permettre à l’opérateur n’ayant pas remarqué l’indication visuelle de survenance de choc sur le calculateur 1 de constater son dysfonctionnement après son montage. En variante, l’ampoule 51 peut être intégralement logée dans le boîtier 40 en étant visible au travers d’une paroi transparente. Les pattes conductrices 52 peuvent également être soudées directement sur la carte d’alimentation 10. On peut également prévoir que le dispositif de détection de choc 50 n’assure pas la continuité électrique d’un circuit de la carte d’alimentation 10 (l’ampoule 51 ne contenant alors pas de matière électrolytique conductrice et les pattes conductrices 52 étant absentes) de sorte que le dispositif de détection soit uniquement de type visuel. On va maintenant décrire rapidement un deuxième mode de réalisation du calculateur électronique selon l’invention à l’appui de la figure 3. Dans la suite et sur cette figure 3, on a gardé les mêmes références pour les éléments identiques, tandis que les éléments similaires sont affublés d’un prime. Le calculateur électronique 1’ illustré sur cette figure 3 est semblable au calculateur 1 décrit précédemment à l’exception du dispositif de détection de choc 60. Ce dernier comporte une capsule transparente en matière plastique 61 montée sur deux pattes métalliques conductrices 62 emboitées dans deux fentes ménagées sur la carte d’alimentation 10’, et saillant partiellement du capot 42’ du boîtier 40’ au travers d’une fenêtre 46’. La capsule 61 héberge une membrane isolante électriquement 63 séparant son volume interne en deux parties inférieure 61A et supérieure 61B. Le dispositif de détection de choc 60 comporte également une bille conductrice en métal 64, logée dans la partie inférieure 61A de la capsule 61 et reposant sur les deux extrémités supérieures des pattes conductrices 62 saillant à l’intérieur de cette capsule 61. Tel qu’illustré sur la figure 3, la membrane 63 constituée d’un matériau élastomère tel que le caoutchouc naturel ou l’EPDM (Ethylène-Propylène-Diène Monomère) présente un orifice central circulaire 63A dont le diamètre est inférieur à celui de la bille 64 qui le traverse partiellement. Cette membrane 63 exerce ainsi une contrainte élastique contre la bille 64 la retenant en appui contre les deux pattes 62, de sorte à réaliser la continuité électrique d’un circuit essentiel de la carte d’alimentation 10’ (par exemple, celui alimentant le râteau de distribution de cette carte). La membrane 63 est en outre configurée (notamment son épaisseur, le diamètre de son orifice 63A et son niveau de lubrification) pour se déformer suffisamment afin de laisser la bille 64 la traverser entièrement et passer dans la partie supérieure 61B de la capsule 61 lorsque le calculateur électronique 1’ subit une accélération supérieure ou égale à une valeur seuil prédéterminée, comprise avantageusement entre 5 et 15 m/s² et de préférence égale à 10 m/s², de sorte à fournir une indication visuelle claire de la survenance d’un tel choc à un opérateur manipulant ce calculateur 1’ et s’apprêtant à le monter dans un véhicule. Par ailleurs, le passage de cette bille 64 dans la partie supérieure 61B de la capsule 61 entraîne une rupture de la continuité électrique entre les deux pattes 62 provoquant la désactivation de l’ensemble des fonctionnalités du calculateur électronique 1’, de sorte à permettre à l’opérateur n’ayant pas remarqué l’indication visuelle de survenance de choc sur le calculateur 1’ de constater son dysfonctionnement après son montage. Afin d’éviter tout contact accidentel entre les pattes 62 et la bille 64 après qu’elle a traversé l’orifice 63A de la membrane 63, un ressort non conducteur 65 sollicitant cette bille 64 vers le haut est avantageusement agencé dans la partie inférieure 61A de la capsule 61 entre les deux extrémités supérieures des pattes conductrices 62 saillant à l’intérieur de cette capsule 61. En variante, la capsule 51 peut être intégralement logée dans le boîtier 40’ en étant visible au travers d’une paroi transparente. Les pattes conductrices 62 peuvent également être soudées directement sur la carte d’alimentation 10’. On peut également prévoir que la bille n’assure pas la continuité électrique d’un circuit de la carte d’alimentation de sorte que le dispositif de détection soit uniquement de type visuel. On va maintenant décrire rapidement un troisième mode de réalisation du boîtier électronique selon l’invention à l’appui de la figure 4. Dans la suite et sur cette figure 4, on a gardé les mêmes références pour les éléments identiques, tandis que les éléments similaires sont affublés d’un double prime. Le calculateur électronique 1’’ illustré sur cette figure 4 est semblable au calculateur 1 décrit précédemment à l’exception du dispositif de détection de choc 70. Ce dernier est constitué par une zone frangible 70 ménagée sur un élément du boîtier 40’’ et configurée pour rompre lorsque le calculateur électronique 1’’ subit une accélération supérieure ou égale à une valeur seuil prédéterminée, comprise avantageusement entre 5 et 15 m/s² et de préférence égale à 10 m/s², de sorte à fournir une indication visuelle claire de la survenance d’un tel choc à un opérateur manipulant ce calculateur 1’’ et s’apprêtant à le monter dans un véhicule. L’élément présentant cette zone frangible 70 est avantageusement constitué par l’une 44’’ des pattes de fixation 43, 44’’ du corps creux 41’’ du boîtier 40’’de sorte à permette à l’opérateur n’ayant pas remarqué initialement l’absence de cette patte 44’’ avant le montage du boîtier 1’’ de le constater pendant cette phase de montage. Selon d’autres variantes de réalisation non représentées, le dispositif de détection peut être de type différent. Selon encore d’autres variantes de réalisation non représentées, le calculateur est de type différent, celui-ci pouvant par exemple être constitué par un calculateur gérant le fonctionnement du système de freinage du véhicule. Calculateur électronique embarqué pour véhicule automobile, comportant un boîtier (40 ; 40’, 40’’) logeant au moins une carte à circuits imprimés (10, 10’, 10’’) comprenant des pistes conductrices sur lesquelles sont assemblés des composants électroniques ou électrotechniques, caractérisé en ce qu’il intègre un dispositif de détection de choc (50, 60, 70) apte à fournir, lorsque ledit calculateur a subi une accélération supérieure ou égale à un seuil prédéterminé, une indication visuelle observable depuis l’extérieur de ce calculateur et traduisant la survenance d’un tel choc. Calculateur électronique embarqué selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif de détection de choc (50) comporte une ampoule (51) visible depuis l’extérieur dudit boîtier (40) et configurée pour se casser lorsque ledit calculateur électronique subit une accélération supérieure ou égale audit seuil prédéterminé. Calculateur électronique embarqué selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite ampoule (51) est montée sur deux pattes conductrices (52) et en ce qu’elle contient une matière électrolytique conductrice (53) en contact avec les dites pattes conductrices (52) de sorte à réaliser la continuité électrique d’un circuit essentiel de la au moins dite carte (10) dont la rupture s’opérant lors de la cassure de ladite ampoule (51) entraîne la désactivation de l’ensemble des fonctionnalités dudit calculateur. Calculateur électronique embarqué selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif de détection de choc (60) comporte une capsule transparente (61) visible depuis l’extérieur dudit boîtier (40’) et hébergeant une membrane (63) séparant son volume interne en deux parties (61A, 61B), ainsi qu’une bille (64) logée dans l’une (61A) des deux dites parties et traversant partiellement un orifice circulaire (63A) de diamètre inférieur ménagé dans ladite membrane (63), cette dernière étant configurée pour se déformer suffisamment afin de laisser ladite bille (64) la traverser entièrement et passer dans l’autre partie de ladite capsule (61) lorsque ledit calculateur électronique subit une accélération supérieure ou égale audit seuil prédéterminé. Calculateur électronique embarqué selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite capsule (61) est montée sur deux pattes conductrices (62) et en ce que ladite bille (64) également conductrice repose sur les deux extrémités desdites pattes (62) saillant à l’intérieur de ladite capsule (61), de sorte à réaliser la continuité électrique d’un circuit essentiel de la au moins dite carte (10’) dont la rupture s’opérant lors du passage de ladite bille (64) dans l’autre partie de ladite capsule (61) entraîne la désactivation de l’ensemble des fonctionnalités dudit calculateur. Calculateur électronique embarqué selon l’une des revendications 3 ou 5, caractérisé en ce que les deux dites pattes conductrices (52, 62) sont emboitées dans deux fentes ménagées sur la au moins dite carte (10, 10’). Calculateur électronique embarqué selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif de détection de choc comporte une zone frangible (70) ménagée sur une patte de fixation (44’’) que comporte ledit boîtier (40’’) pour assurer le montage dudit calculateur dans ledit véhicule, ladite zone frangible (70) étant configurée pour rompre lorsque ledit calculateur électronique subit une accélération supérieure ou égale audit seuil prédéterminé. Calculateur électronique embarqué selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit seuil prédéterminé d’accélération est compris entre 5 et 15 m/s². Calculateur électronique embarqué selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu’il est constitué par le boîtier de servitude intelligent dudit véhicule. Véhicule automobile caractérisé en ce qu’il intègre un calculateur électronique selon l’une des revendications 1 à 9.