FR2775539A1 - Car circuit breaker mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF DISJONCTEUR POUR VEHICULE AUTOMOBILE
La présente invention concerne un dispositif disjoncteur pour circuit électrique de véhicule automobile.CIRCUIT-BREAKER DEVICE FOR A MOTOR VEHICLE
The present invention relates to a circuit breaker device for an electrical circuit of a motor vehicle.
Afin de réduire les risques de génération d'étincelles ou de forte augmentation de la température des conducteurs qui résultent de courtcircuits intervenant dans le circuit électrique d'un véhicule, il est nécessaire de pouvoir déconnecter la batterie de service du réseau électrique du véhicule.In order to reduce the risk of generation of sparks or of a sharp increase in the temperature of the conductors which result from short circuits occurring in the electrical circuit of a vehicle, it is necessary to be able to disconnect the service battery from the electrical network of the vehicle.
Les court-circuits peuvent faire suite aux déformations du véhicule entraînées par un choc violent. Dans ce cas il est nécessaire d'assurer la déconnexion de la batterie de façon préventive, autrement dit avant l'apparition des court-circuits, de manière à éviter la génération d'étincelles d'origine électrique en présence de vapeurs de carburant dans le compartiment moteur. Ce cas peut être détecté en exploitant le signal d'accélération délivré par un capteur de type de ceux utilisés par les coussins de sécurité. Suite à cette détection, la déconnexion de la batterie peut être réalisée par un dispositif pyrotechnique, par exemple du type décrit dans la publication DE29700594, qui sectionne les câbles du circuit électrique relié à l'une des bornes de la batterie.Short circuits can result from deformation of the vehicle caused by a violent impact. In this case it is necessary to ensure the disconnection of the battery in a preventive manner, in other words before the appearance of short circuits, so as to avoid the generation of sparks of electrical origin in the presence of fuel vapors in the engine compartment. This case can be detected by exploiting the acceleration signal delivered by a sensor of the type used by the airbags. Following this detection, the battery can be disconnected by a pyrotechnic device, for example of the type described in publication DE29700594, which cuts the cables of the electrical circuit connected to one of the terminals of the battery.
Les court-circuits peuvent avoir une origine non prévisible. Dans ce cas la déconnexion de la batterie doit se faire aussi rapidement que possible après l'apparition du court-circuit de manière à en limiter les conséquences. A cet effet, il est connu d'utiliser des fusibles, calibrés pour résister aux courants de démarrage, lesdits fusibles étant insérés entre la borne batterie et les branches à protéger du réseau électrique du véhicule, de façon à assurer la déconnexion en cas de court-circuit sur toutes les branches ainsi protégées. De tels fusibles rapportés présentent cependant le désavantage d'augmenter la résistance électrique entre la borne de la batterie et les branches alimentées, essentiellement en raison des fixations du fusible.Short circuits may have an unforeseeable origin. In this case the disconnection of the battery must be done as quickly as possible after the appearance of the short-circuit so as to limit the consequences. For this purpose, it is known to use fuses, calibrated to resist starting currents, said fuses being inserted between the battery terminal and the branches to be protected from the vehicle's electrical network, so as to ensure disconnection in the event of a short -circuit on all the branches thus protected. Such added fuses, however, have the disadvantage of increasing the electrical resistance between the battery terminal and the supplied branches, mainly due to the fuse attachments.
Les dispositifs de l'état de l'art assurent la déconnexion de la batterie seulement dans l'un ou l'autre des deux cas précédemment exposés (choc violent, court-circuit sans choc).The state-of-the-art devices ensure that the battery is disconnected only in one or the other of the two cases described above (violent shock, short-circuit without shock).
Pour effectuer une protection couvrant les deux cas il est donc nécessaire d'implanter dans le véhicule deux dispositifs couvrant chacun l'un des deux cas. Ceci présente le désavantage d'augmenter le volume, le poids et le coût de la protection globale. La connexion entre ces deux dispositifs entraîne par ailleurs une résistance de ligne supplémentaire qui dégrade les conditions de fonctionnement du démarreur et des unités électroniques de commande embarquées.To provide protection covering both cases, it is therefore necessary to install two devices in the vehicle, each covering one of the two cases. This has the disadvantage of increasing the volume, weight and cost of the overall protection. The connection between these two devices also leads to an additional line resistance which degrades the operating conditions of the starter and the on-board electronic control units.
L'objet de la présente invention est de pallier les inconvénients de l'art antérieur en proposant un dispositif qui intègre les deux fonctionnalités de déconnexion de la batterie, respectivement par anticipation en cas de choc violent du véhicule ou lors de l'apparition d'un court-circuit.The object of the present invention is to overcome the drawbacks of the prior art by proposing a device which integrates the two functions of disconnecting the battery, respectively in anticipation in the event of a violent impact from the vehicle or during the appearance of A short-circuit.
Le fait que les deux fonctions de déconnexion, à savoir en cas de choc ou après l'apparition d'un court-circuit, soient intégrées dans un seul dispositif permet d'obtenir un dispositif compact, léger et moins coûteux que deux dispositif de déconnexion séparés. En outre, cela permet d'éviter les résistances de ligne supplémentaires générées par la connexion l'un à l'autre de deux dispositifs séparés.The fact that the two disconnection functions, namely in the event of an impact or after the appearance of a short circuit, are integrated in a single device makes it possible to obtain a compact, light and less expensive device than two disconnection devices separated. In addition, this avoids the additional line resistances generated by the connection of two separate devices to each other.
Selon l'invention, le dispositif disjoncteur pour circuit électrique de véhicule automobile qui comprend au moins un dispositif de sécurité, par exemple un coussin gonflable, déclenché par le signal, généré d'un capteur accélérométrique en cas de choc, et représentatif du dépassement d'une valeur seuil de décélération par le véhicule, ledit véhicule comprenant en outre un dispositif pyrotechnique déclenché par ledit signal pour provoquer la coupure d'au moins une branche du réseau électrique du véhicule, est caractérisé en ce qu'il comprend, logé dans un même boîtier, des fusibles de protection de différentes branches du réseau ainsi que le dispositif pyrotechnique.According to the invention, the circuit breaker device for an electrical circuit of a motor vehicle which comprises at least one safety device, for example an airbag, triggered by the signal, generated by an accelerometric sensor in the event of an impact, and representative of the overshoot d a threshold value for deceleration by the vehicle, said vehicle further comprising a pyrotechnic device triggered by said signal to cause the interruption of at least one branch of the electrical network of the vehicle, is characterized in that it comprises, housed in a same case, protection fuses from different branches of the network as well as the pyrotechnic device.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les fusibles sont d'un seul tenant avec un élément conducteur connecté à l'une des bornes de la batterie.According to another characteristic of the invention, the fuses are in one piece with a conductive element connected to one of the terminals of the battery.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les fusibles sont constitués par des parties de moindre section de l'élément conducteur.According to another characteristic of the invention, the fuses consist of parts of smaller cross section of the conductive element.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif pyrotechnique coupe les branches du circuit électrique au niveau des fusibles.According to another characteristic of the invention, the pyrotechnic device cuts the branches of the electrical circuit at the fuses.
On comprendra mieux les buts, aspects et caractéristiques de la présente invention, d'après la description donnée ci-après d'un mode de réalisation de l'invention présenté à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est un schéma de principe illustrant un dispositif de déconnexion selon l'invention, - la figure 2 est une vue de détail du dispositif de la figure 1.The aims, aspects and characteristics of the present invention will be better understood from the description given below of an embodiment of the invention presented by way of non-limiting example, with reference to the accompanying drawings, in which - Figure 1 is a block diagram illustrating a disconnection device according to the invention, - Figure 2 is a detail view of the device of Figure 1.
Conformément à la figure 1, le dispositif comprend
Un élément conducteur 1 reliant la borne 2 positive de la batterie respectivement à un câble 3 relié à l'alternateur et au démarreur, au support 4 d'un fusible 6 protégeant les équipements de sécurité qui doivent rester alimentés même en cas de choc du véhicule et à un câble 5 alimentant les autres équipements électriques du véhicule. L'élément conducteur 1 est connecté directement à la borne 2 de la batterie.In accordance with FIG. 1, the device comprises
A conductive element 1 connecting the positive terminal 2 of the battery respectively to a cable 3 connected to the alternator and to the starter, to the support 4 of a fuse 6 protecting the safety equipment which must remain supplied even in the event of a vehicle impact and to a cable 5 supplying the other electrical equipment of the vehicle. The conductive element 1 is connected directly to the terminal 2 of the battery.
Comme représenté à la figure 2, l'élément conducteur 1 présente deux tronçons calibrés 7 et 8 de façon à autoriser des courants maximaux prédéfinis sur les câbles 3 et 5 et de servir de fusible en cas de courtcircuit sur ces câbles. Un support de fusible 4 et le fusible associé 6 sont montés entre un élément conducteur 9 relié à un câble 14 alimentant les équipements de sécurité et l'élément conducteur 1.As shown in Figure 2, the conductive element 1 has two calibrated sections 7 and 8 so as to allow predefined maximum currents on the cables 3 and 5 and to serve as a fuse in the event of a short circuit on these cables. A fuse holder 4 and the associated fuse 6 are mounted between a conductive element 9 connected to a cable 14 supplying the safety equipment and the conductive element 1.
Un dispositif pyrotechnique 10 de type connu en soi, est agencé dans le boîtier 13 sensiblement perpendiculairement à l'élément conducteur 1. Cet actionneur comprend une charge pyrotechnique 1 1 disposée dans un cylindre entre son extrémité fermée et un élément de cisaillement constitué d'une partie cylindrique qui se prolonge à l'une des extrémités par une partie tranchante biseautée réalisée en un matériau isolant électrique. La charge est mise à feu par un allumeur (non représenté) commandé par un dispositif de déclenchement du type de ceux utilisés pour actionner un coussin gonflable.A pyrotechnic device 10 of a type known per se, is arranged in the housing 13 substantially perpendicular to the conductive element 1. This actuator comprises a pyrotechnic charge 11 arranged in a cylinder between its closed end and a shearing element consisting of a cylindrical part which is extended at one end by a bevelled cutting part made of an electrically insulating material. The load is ignited by an igniter (not shown) controlled by a trigger device of the type used to actuate an airbag.
L'élément conducteur 1 ainsi que le dispositif pyrotechnique sont montés dans un même boîtier 13, ce boîtier entourant et protégeant l'une des bornes de la batterie à laquelle l'élément conducteur 1 est solidarisé.The conductive element 1 as well as the pyrotechnic device are mounted in the same housing 13, this housing surrounding and protecting one of the terminals of the battery to which the conductive element 1 is secured.
Dans la solution proposée la cisaille pyrotechnique coupe les fusibles constitués par les tronçons 7 et 8. Ces tronçons opposent une résistance mécanique réduite, ce qui limite la puissance à développer par l'actionneur pyrotechnique. Une seule cisaille pyrotechnique est utilisée pour couper les deux tronçons 7 et 8, ce qui permet de réduire l'encombrement. Les fusibles constitués par les tronçons 7 et 8 sont formés d'un seul tenant avec l'élément conducteur 1. Ceci permet d'éviter les résistances de contact introduites par les fixations de fusibles rapportés. Les résistances de ligne entre la borne 2 de la batterie et les connexions des câbles 3 et 5 se trouvent ainsi minimisées.In the proposed solution, the pyrotechnic shears cut the fuses formed by sections 7 and 8. These sections offer reduced mechanical resistance, which limits the power to be developed by the pyrotechnic actuator. A single pyrotechnic shear is used to cut the two sections 7 and 8, which makes it possible to reduce the bulk. The fuses formed by the sections 7 and 8 are formed integrally with the conductive element 1. This makes it possible to avoid the contact resistances introduced by the attached fuse attachments. The line resistances between terminal 2 of the battery and the connections of cables 3 and 5 are thus minimized.
Le principe de fonctionnement du dispositif est le suivant:
En cas de court-circuit sur le câble 3 le tronçon 7 fond et le câble 3 est isolé électriquement de la borne 2 de la batterie. De même, en cas de court-circuit sur le câble 5 le tronçon 8 fond et le câble 5 est isolé électriquement de la borne 2 de la batterie. En cas de court-circuit sur le câble 14 le fusible 6 fond et le câble 14 est isolé électriquement de la borne 2 de la batterie.The operating principle of the device is as follows:
In the event of a short circuit on cable 3, the section 7 melts and cable 3 is electrically isolated from terminal 2 of the battery. Similarly, in the event of a short circuit on the cable 5, the section 8 bottom and the cable 5 is electrically isolated from the terminal 2 of the battery. In the event of a short circuit on cable 14, fuse 6 blows and cable 14 is electrically isolated from terminal 2 of the battery.
En cas de choc violent du véhicule, une unité électronique (non représentée) du type de celle qui commande les coussins gonflables exploite le signal délivré par un capteur d'accélération (non représenté) et génère un signal de mise à feu sur les lignes de commande 15 de la charge pyrotechnique. Les gaz générés par la charge pyrotechnique 1 1 propulsent la cisaille 12 dans le cylindre et son extrémité tranchante rompt les tronçons calibrés 7 et 8. L'extrémité tranchante de la cisaille 12 étant en matériau isolant électrique, la borne 2 de la batterie est ainsi isolée des câbles 3 et 5. Les deux câbles 3 et 5 étant également isolés l'un de l'autre, l'alternateur du véhicule, qui pourrait éventuellement continuer à fonctionner, ne peut plus alimenter les équipements connectés au câble 5.In the event of a violent impact from the vehicle, an electronic unit (not shown) of the type which controls the airbags uses the signal delivered by an acceleration sensor (not shown) and generates a firing signal on the lines of control 15 of the pyrotechnic charge. The gases generated by the pyrotechnic charge 1 1 propel the shears 12 into the cylinder and its cutting end breaks the calibrated sections 7 and 8. The cutting end of the shears 12 being made of electrical insulating material, the terminal 2 of the battery is thus isolated from cables 3 and 5. Since the two cables 3 and 5 are also isolated from each other, the vehicle's alternator, which could possibly continue to operate, can no longer supply the equipment connected to cable 5.
Le dispositif proposé intègre les fonctions de déconnexion de la batterie, soit par anticipation en cas de choc violent du véhicule, soit lors de l'apparition d'un court-circuit. I1 est en outre moins volumineux, moins lourd, moins cher à réaliser et entraîne moins de résistance de ligne que deux dispositifs distincts assurant individuellement les fonctions de protection citées.The proposed device integrates the battery disconnection functions, either in advance in the event of a violent impact from the vehicle, or when a short circuit appears. I1 is also less bulky, less heavy, less expensive to produce and results in less line resistance than two separate devices providing the cited protection functions individually.
Le dispositif pyrotechnique réalise non seulement la déconnexion entre la borne batterie et le câble 3 alternateur/démarreur d'une part et le câble d'alimentation 5 du réseau du véhicule d'autre part mais également la déconnexion entre ces deux câbles 3 et 5. I1 n'y a donc pas de risque d'alimentation du réseau connecté au câble 5 par alternateur du véhicule qui pourrait éventuellement continuer à fonctionner durant le choc.The pyrotechnic device not only performs the disconnection between the battery terminal and the alternator / starter cable 3 on the one hand and the power cable 5 from the vehicle network on the other hand but also the disconnection between these two cables 3 and 5. There is therefore no risk of supplying the network connected to the cable 5 by the vehicle's alternator which could possibly continue to operate during the impact.
En outre, comme le boîtier 13 englobe la borne 2 de la batterie, tout contact accidentel entre la borne 2 et des pièces conductrices, y compris celles qui pourraient être projetées pendant le choc est évité. In addition, as the housing 13 includes the terminal 2 of the battery, any accidental contact between the terminal 2 and conductive parts, including those which could be projected during the impact is avoided.
Le dispositif pyrotechnique 10 étant commandé par un signal électrique issu d'une électronique de commande similaire à celle des coussins de sécurité gonflables, il est possible d'implanter dans le véhicule une logique de commande évoluée qui assure la pertinence de la déconnexion batterie effectuée.The pyrotechnic device 10 being controlled by an electrical signal coming from a control electronics similar to that of the airbags, it is possible to install in the vehicle an advanced control logic which ensures the relevance of the battery disconnection carried out.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple.Of course, the invention is in no way limited to the embodiment described and illustrated, which has been given only by way of example.
Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. On the contrary, the invention includes all the technical equivalents of the means described and their combinations if these are carried out according to the spirit.
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