Brevet FR3130727A1 — publié le 20230623

Module de déconnexion (30) pour unité de contrôle électronique (20) de véhicule (1) automobile, ladite unité de contrôle électronique (20) comprenant un module de déconnexion (30) configuré pour être relié électriquement à au moins un lien électrique (240), pour déterminer la différence entre la tension mesurée sur l’au moins un lien électrique (240) et une tension de référence et pour commander le déclenchement d’organes de sécurité électrique (216) lorsque la différence de tension déterminée est supérieure à un seuil de claquage prédéterminé. Figure pour l’abrégé : Fig 1 Unité de contrôle électronique pour véhicule à coupure intégrée L’invention se rapporte au domaine technique de l’automobile et concerne plus particulièrement une unité de contrôle électronique et un procédé de protection électrique d’une telle unité. Dans un véhicule automobile, il est connu d’utiliser des unités de contrôle électronique pour contrôler certaines fonctions du véhicule. Ainsi, il est connu d’utiliser une ou plusieurs unités de contrôle électronique pour contrôler le ou les moteurs du véhicule ou pour contrôler des éléments électriques, par exemple de l’habitacle du véhicule, notamment via leur alimentation électrique. Dans certains cas, une unité de contrôle électronique comporte des éléments électriques alimentés par une tension de l’ordre de 12 V, comme par exemple des relais électriques commandant les ampoules des phares ou les essuie-glaces, et des éléments électriques alimentés avec une tension de l’ordre de 1 V à 5 V, comme par exemple un microcontrôleur ou tout autre composant électronique. L’unité de contrôle électronique est alimentée par une batterie du véhicule délivrant une tension de l’ordre de 12 V. L’unité de contrôle électronique utilise cette tension de batterie pour alimenter les éléments électriques alimentés en 12 V et la régule en une tension de l’ordre de 1 à 5 V pour alimenter les éléments électriques alimentés en 1 à 5 V. Electriquement, on peut regrouper les éléments électriques de l’unité de contrôle électronique alimentés en 12 V en un bloc dit « haute-tension » et les éléments électriques de l’unité de contrôle électronique alimentés en 1 à 5 V dans un bloc dit « basse-tension ». De manière connue, ces deux blocs sont reliés par un lien électrique permettant au bloc haute-tension de fournir au bloc basse-tension un courant définissant la tension basse de 1 à 5 V régulée afin d’alimenter électriquement les éléments électriques basse-tension. Le bloc haute-tension et le bloc basse-tension peuvent être reliés par des liens électriques supplémentaires tels que, par exemple, un autre lien d’alimentation électrique, un lien de communication de données, un lien de contrôle des éléments électriques basse-tension, etc. Dans ce type d’architecture, un court-circuit à la tension de batterie peut se produire via le bloc haute-tension sur l’un des liens électriques, délivrant ainsi une tension de l’ordre de 12 V au bloc basse-tension, ce qui peut provoquer un échauffement de l’unité de contrôle électronique au niveau dudit bloc basse-tension. Or, un tel échauffement peut se propager à l’extérieur de l’unité de contrôle électronique et présenter alors un risque d’incendie qui mettrait en danger les occupants du véhicule. Afin de remédier au moins en partie à ces inconvénients, il est connu de munir l’unité de contrôle électronique d’un boîtier réalisé en métal ou en tout autre matériau ignifuge. Cependant, un tel boîtier augmente à la fois le volume, la complexité de fabrication et le coût de l’unité de contrôle électronique, ce qui s’avère être un inconvénient majeur dans le domaine de l’automobile. Il existe donc le besoin d’une solution permettant de remédier au moins en partie à ces inconvénients. L’un des buts de la présente invention est de fournir une solution simple, sécurisée et peu onéreuse d’unité de contrôle électronique. Un autre but de l’invention est de réduire voire de supprimer tout risque d’incendie lié à un court-circuit à la tension de batterie d’un lien électrique reliant le bloc haute-tension et le bloc basse-tension. A cette fin, l’invention a tout d’abord pour objet un module de déconnexion pour unité de contrôle électronique de véhicule automobile, ladite unité de contrôle électronique comprenant : - au moins une entrée d’alimentation adaptée pour recevoir une tension d’une batterie d’alimentation électrique du véhicule comprise entre 10 et 15 V, - un bloc dit « haute-tension » comprenant une pluralité d’éléments électriques dit « haute-tension » configurés pour être alimentés par ladite tension de batterie via au moins une ligne d’alimentation haute-tension, chaque ligne d’alimentation haute-tension comprenant un organe de sécurité électrique adapté pour ouvrir ladite ligne d’alimentation haute-tension lorsque la tension à ses bornes dépasse un seuil de sécurité prédéterminé, ledit bloc haute-tension étant configuré pour convertir la tension de batterie en au moins une tension basse régulée comprise entre 1 et 5 V, - un bloc dit « basse-tension » comprenant une pluralité d’éléments électriques dit « basse-tension » configurés pour être alimentés par l’au moins une tension basse régulée délivrée par le bloc haute-tension sur au moins un lien électrique reliant le bloc haute-tension et ledit bloc basse-tension, le module de déconnexion étant configuré pour être relié électriquement à l’au moins un lien électrique, pour déterminer la différence entre la tension mesurée sur l’au moins un lien électrique et une tension de référence et pour commander le déclenchement des organes de sécurité électrique lorsque la différence de tension déterminée est supérieure à un seuil de claquage prédéterminé. Le module de déconnexion selon l’invention permet ainsi d’ouvrir le lien électrique entre le ou les entrées d’alimentation et le bloc haute-tension lorsqu’un risque de surtension du bloc basse-tension apparaît entre le bloc haute-tension et le bloc basse-tension, évitant ainsi d’endommager les éléments électriques du bloc basse-tension et donc l’unité de contrôle électronique. Le module de déconnexion selon l’invention permet ainsi d’éviter l’utilisation d’un boîtier ignifuge volumineux, complexe à fabriquer et qui augmenterait le prix de l’unité de contrôle électronique. De manière avantageuse, le module de déconnexion est configuré pour commander le déclenchement de tous les organes de sécurité électrique lorsque la différence de tension déterminée est supérieure à un seuil de claquage prédéterminé afin de déconnecter électriquement toutes les entrées d’alimentation du bloc haute-tension. L’unité de contrôle électronique se trouve alors dans ce cas totalement déconnectée de la batterie d’alimentation. Dans une forme de réalisation, le module de déconnexion comprend au moins un interrupteur configuré pour être relié électriquement d’une part à l’au moins une ligne d’alimentation haute-tension, entre l’organe de sécurité électrique et le bloc haute-tension, et d’autre part à une masse, et un comparateur configuré pour recevoir la tension de l’au moins un lien électrique sur une entrée, pour comparer ladite tension avec la tension de référence et pour fournir en sortie une tension de commande en fermeture de l’au moins un interrupteur. L’utilisation d’un comparateur et d’un ou plusieurs interrupteurs permettent de détecter une hausse de tension sur le ou les liens électriques entre le bloc haute-tension et le bloc basse-tension de manière simple et efficace. De manière avantageuse, le module de déconnexion comprend un circuit de verrouillage comportant une alimentation autonome pour maintenir l’au moins un interrupteur fermé au moins pendant une durée prédéterminée lorsque l’au moins un interrupteur n’est plus alimenté par la tension de sortie du comparateur. De préférence, l’alimentation autonome est un condensateur ou une pile. Selon un aspect de l’invention, lorsque l’alimentation autonome est un condensateur, la valeur d’énergie stockée dans le condensateur est choisie de sorte à permettre de maintenir l’au moins un interrupteur fermé pour une durée supérieure à la durée de claquage de l’au moins un organe de sécurité électrique. Avantageusement, le circuit de verrouillage comprend au moins un transistor configuré pour recevoir la tension de commande en sortie du comparateur et pour commander la fermeture de l’au moins un interrupteur à partir de la tension fournie par l’alimentation autonome. L’invention concerne également une unité de contrôle électronique pour véhicule automobile, ladite unité de contrôle électronique comprenant : - au moins une entrée d’alimentation adaptée pour recevoir une tension d’une batterie d’alimentation électrique comprise entre 10 et 15 V, - un bloc dit « haute-tension » comprenant une pluralité d’éléments électriques dit « haute-tension » configurés pour être alimentés par ladite tension de batterie via au moins une ligne d’alimentation haute-tension, chaque ligne d’alimentation haute-tension comprenant un organe de sécurité électrique adapté pour ouvrir la ligne d’alimentation haute-tension lorsque l’intensité du courant à ses bornes dépasse un seuil de sécurité prédéterminé, ledit bloc haute-tension étant configuré pour convertir la tension de batterie en au moins une tension basse régulée comprise entre 1 et 5 V, - un bloc dit « basse-tension » comprenant une pluralité d’éléments électriques dit « basse-tension » configurés pour être alimentés par l’au moins une tension basse régulée délivrée par le bloc haute-tension sur au moins un lien électrique reliant le bloc haute-tension et ledit bloc basse-tension, - au moins un module de déconnexion tel que présenté précédemment. L’invention concerne également un système électrique comprenant une unité de contrôle électronique telle que présentée précédemment et au moins un module de déconnexion, tel que présenté ci-avant, connecté d’une part à l’au moins un lien électrique et d’autre part à l’au moins une ligne d’alimentation haute-tension. De préférence, les organes de sécurité électrique sont de type fusible, piste fusible (« dogbone » en langue anglaise) ou cavalier. Le fusible peut être de tout type, rapide ou lent, afin d’ouvrir le circuit lorsque l’intensité dépasse quelques Ampères, par exemple 5 ou 6 A, de sorte à protéger les composants électroniques basse-tension fragiles. Par exemple, le fusible peut être de type cavalier fusible, par exemple de résistance 0 Ohm, pour réduire les coûts. Selon un aspect de l’invention, l’unité de contrôle électronique comprenant un circuit imprimé sur lequel sont montés les éléments électriques, le fusible est un composant monté en surface sur ledit circuit imprimé, notamment du type composant monté en surface en boîtier 0402. L’invention concerne également un véhicule automobile comprenant une batterie d’alimentation électrique, une unité de contrôle électronique telle que présentée ci-avant ou un système tel que présenté ci-avant, où l’unité de contrôle électronique est électriquement reliée à ladite batterie d’alimentation électrique via l’au moins une entrée d’alimentation. L’invention concerne également un procédé de mise en sécurité d’une unité de contrôle électronique telle que présentée ci-avant ou d’une unité de contrôle électronique d’un système tel que présenté ci-avant, ledit procédé, mis en œuvre par l’au moins un module de déconnexion lorsque ladite unité de contrôle électronique est alimentée par une tension reçue de la batterie d’alimentation électrique du véhicule, comprenant une étape de détermination de la différence entre la tension mesurée sur au moins un lien électrique de l’unité de contrôle électronique et une tension de référence et une étape de déclenchement des organes de sécurité électrique de l’unité de contrôle électronique afin de déconnecter électriquement l’au moins une entrée d’alimentation du bloc haute-tension de l’unité de contrôle électronique lorsque la différence de tension déterminée est supérieure à un seuil de claquage prédéterminé. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : La illustre schématiquement une première forme de réalisation du véhicule selon l’invention. La illustre schématiquement une deuxième forme de réalisation du véhicule selon l’invention. La illustre schématiquement un mode de réalisation du procédé selon l’invention. La illustre un exemple de schéma électrique fonctionnel de l’unité de contrôle électronique de la . La illustre une forme de réalisation de l’unité de contrôle électronique de la . Module de déconnexion (30) pour unité de contrôle électronique (20) de véhicule (1) automobile, ladite unité de contrôle électronique (20) comprenant : - au moins une entrée d’alimentation (210) adaptée pour recevoir une tension d’une batterie d’alimentation électrique (10) comprise entre 10 et 15 V, - un bloc dit « haute-tension » (220) comprenant une pluralité d’éléments électriques dit « haute-tension » (225) configurés pour être alimentés par ladite tension de batterie (10) via au moins une ligne d’alimentation haute-tension (215), chaque ligne d’alimentation haute-tension (215) comprenant un organe de sécurité électrique (216) adapté pour ouvrir ladite ligne d’alimentation haute-tension (215) lorsque la tension à ses bornes dépasse un seuil de sécurité prédéterminé, ledit bloc haute-tension (220) étant configuré pour convertir la tension de batterie (10) en au moins une tension basse régulée comprise entre 1 et 5 V, - un bloc dit « basse-tension » (230) comprenant une pluralité d’éléments électriques dit « basse-tension » (235) configurés pour être alimentés par l’au moins une tension basse régulée délivrée par le bloc haute-tension (220) sur au moins un lien électrique (240) reliant le bloc haute-tension (220) et ledit bloc basse-tension (230), le module de déconnexion (30) étant configuré pour être relié électriquement à l’au moins un lien électrique (240), pour déterminer la différence (∆) entre la tension mesurée sur l’au moins un lien électrique (240) et une tension de référence (Vref) et pour commander le déclenchement des organes de sécurité électrique (216) lorsque la différence de tension déterminée est supérieure à un seuil de claquage prédéterminé. Module de déconnexion (30) selon la revendication 1, comprenant : - au moins un interrupteur (311) configuré pour être relié électriquement d’une part à l’au moins une ligne d’alimentation haute-tension (215), entre l’organe de sécurité électrique (216) et le bloc haute-tension (220), et d’autre part à une masse (M), - un comparateur (320) configuré pour recevoir la tension de l’au moins un lien électrique (240) sur une entrée, pour comparer ladite tension avec la tension de référence et pour fournir en sortie une tension de commande en fermeture de l’au moins un interrupteur (311). Module de déconnexion (30) selon la revendication précédente, comprenant un circuit de verrouillage (330) comportant une alimentation autonome (331) pour maintenir l’au moins un interrupteur (311) fermé au moins pendant une durée prédéterminée lorsque l’au moins un interrupteur (311) n’est plus alimenté par la tension de sortie du comparateur (320). Module de déconnexion (30) selon la revendication précédente, dans lequel l’alimentation autonome est un condensateur (331) ou une pile. Module de déconnexion (30) selon la revendication précédente, dans lequel, lorsque l’alimentation autonome est un condensateur (331), la valeur d’énergie stockée dans le condensateur (331) est choisie de sorte à permettre de maintenir l’au moins un interrupteur (311) fermé pour une durée supérieure à la durée de claquage de l’au moins un organe de sécurité électrique (216). Module de déconnexion (30) selon l’une quelconque des revendications 3 à 5, dans lequel le circuit de verrouillage (330) comprend au moins un transistor configuré pour recevoir la tension de commande en sortie du comparateur (320) et pour commander la fermeture de l’au moins un interrupteur (311) à partir de la tension fournie par l’alimentation autonome (331). Unité de contrôle électronique (20) pour véhicule (1) automobile, ladite unité de contrôle électronique (20) comprenant : - au moins une entrée d’alimentation (210) adaptée pour recevoir une tension d’une batterie d’alimentation électrique (10) comprise entre 10 et 15 V, - un bloc dit « haute-tension » (220) comprenant une pluralité d’éléments électriques dit « haute-tension » (225) configurés pour être alimentés par ladite tension de batterie via au moins une ligne d’alimentation haute-tension (215), chaque ligne d’alimentation haute-tension (215) comprenant un organe de sécurité électrique (216) adapté pour ouvrir la ligne d’alimentation haute tension (215) lorsque l’intensité du courant à ses bornes dépasse un seuil de sécurité prédéterminé, ledit bloc haute-tension (220) étant configuré pour convertir la tension de batterie (10) en au moins une tension basse régulée comprise entre 1 et 5 V, - un bloc dit « basse-tension » (230) comprenant une pluralité d’éléments électriques dit « basse-tension » (235) configurés pour être alimentés par l’au moins une tension basse régulée délivrée par le bloc haute-tension (220) sur au moins un lien électrique (240) reliant le bloc haute-tension (220) et ledit bloc basse-tension (230), - au moins un module de déconnexion (30) selon l’une quelconque des revendications précédentes. Système électrique comprenant une unité de contrôle électronique (20) selon la revendication précédente et au moins un module de déconnexion (30) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6 connecté d’une part à l’au moins un lien électrique (240) et d’autre part à l’au moins une ligne d’alimentation haute-tension (215). Véhicule (1) automobile comprenant une batterie d’alimentation électrique (10), une unité de contrôle électronique (20) selon la revendication 7 ou un système selon la revendication 8, où l’unité de contrôle électronique (20) est électriquement reliée à ladite batterie d’alimentation électrique (10) via l’au moins une entrée d’alimentation (210). Procédé de mise en sécurité d’une unité de contrôle électronique (20) selon la revendication 7 ou d’une unité de contrôle électronique d’un système selon la revendication 8, ledit procédé, mis en œuvre par l’au moins un module de déconnexion (30) lorsque ladite unité de contrôle électronique (20) est alimentée par une tension reçue de la batterie d’alimentation électrique (10) du véhicule (1), comprenant une étape (E1) de détermination de la différence (∆) entre la tension mesurée sur au moins un lien électrique (240) de l’unité de contrôle électronique (20) et une tension de référence (Vref) et une étape de déclenchement des organes de sécurité électrique (216) de l’unité de contrôle électronique (20) afin de déconnecter électriquement l’au moins une entrée d’alimentation du bloc haute-tension (220) de l’unité de contrôle électronique (20) lorsque la différence de tension déterminée est supérieure à un seuil de claquage prédéterminé.