EP3341594A1 - Connecteur électrique d'un actionneur électromagnétique pour soupape - Google Patents

Connecteur électrique d'un actionneur électromagnétique pour soupape

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EP3341594A1
EP3341594A1 EP16744821.6A EP16744821A EP3341594A1 EP 3341594 A1 EP3341594 A1 EP 3341594A1 EP 16744821 A EP16744821 A EP 16744821A EP 3341594 A1 EP3341594 A1 EP 3341594A1
Authority
EP
European Patent Office
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primary
assembly
connector
terminal
coil
Prior art date
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EP16744821.6A
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German (de)
English (en)
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EP3341594B1 (fr
Inventor
Zlatina DIMITROVA
Luiz Gustavo PORTO MENDES
Zbigniew KOSSOWSKI
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PSA Automobiles SA
Original Assignee
PSA Automobiles SA
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Publication date
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Application granted granted Critical
Publication of EP3341594B1 publication Critical patent/EP3341594B1/fr
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/20—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/20—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means
    • F01L9/21—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means actuated by solenoids
    • F01L2009/2115—Moving coil actuators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/20—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means
    • F01L9/21—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means actuated by solenoids
    • F01L2009/2161—Wiring

Definitions

  • a first objective is to provide a control assembly of an electromagnetic actuator for engine valve internal combustion device, this assembly comprising an electromagnetic actuator, an electrical control circuit and a connector electrically connecting the electromagnetic actuator and the electrical control circuit, this electrical connector being flexible, compact, lightweight and reliable.
  • this coil having a primary end and a secondary end;
  • bearing and contact surfaces are flat and positioned so that distances OS and OC are equal
  • the length L flat of the electrical connector is defined such that:
  • ⁇ R is the radius of the circle of center O passing respectively through the embedding point S and the embedding point C;
  • the thickness Ec of the primary and secondary conductors is between 0.04 mm and 0.12 mm and is advantageously 0.08 mm;
  • FIG. 3 is a sectional view along the plane III-III of FIG. 2 with two medallions of detail on an enlarged scale;
  • FIG. 5 is a perspective view of detail of the attachment of a sole of the electrical connector on a support
  • Figure 8 is a front view of the electrical connector
  • Figure 9 is a bottom view of the electrical connector.
  • the engine 2 comprises, for each cylinder, at least one intake valve and an exhaust valve.
  • valve is generalized so that the valve 3 shown and described can be likened to either an intake valve or a valve of exhaust.
  • a control assembly 8 can control each valve 3 of the internal combustion engine 2.
  • a control assembly 8 comprises an electromagnetic actuator 9 actuating the valve 3, an electric control circuit 10 controlling the actuator 9 and an electrical connector 11 electrically connecting the electromagnetic actuator 9 and the electrical control circuit 10.
  • the various electrical control circuits associated with the various valves 3 of the engine 2 are themselves under control of a computer (also called engine control).
  • the computer independently controls each electromagnetic actuator 9 via the electrical control circuit 10 with which it is associated, in order to synchronize the valves 3 with the other elements of the engine 2, such as the pistons.
  • each actuator 9 comprises, on the one hand, an armature 12 fixed relative to the cylinder head 6 and defining a magnetic circuit 13, and on the other hand, a mobile crew 14 .
  • the magnetic circuit 13 includes on the one hand an annular magnet 15 which extends symmetrically about the central axis X, and on the other hand, an upper annular pole piece 16 and a lower annular pole piece 17. , these pole pieces 16, 17 being symmetrical about the central axis X and sandwiching the magnet 15.
  • the magnetic circuit 13 further comprises a central core 18 which is in the form of a cylinder of revolution around the central X axis.
  • the magnetic circuit 13 generates a magnetic field whose field lines are toric around the central axis X.
  • the coil 22 further has a primary end 23 and a secondary end 24 through which the coil 22 is supplied with current, these ends 23, 24 primary and secondary projecting out of the carcass 19 near the base 20 as shown in Figure 4.
  • valve 3 is integrated with the moving crew 14 being secured to the carcass 19, for example by means of screws.
  • the supply of the coil 22 with a positive current allows the displacement of the valve 3 in one direction and respectively in a reverse direction when the coil 22 is supplied with a negative current.
  • the electrical control circuit 10 is fixed relative to the armature 12, and comprises a primary terminal 25 and a secondary terminal 26, the terminals 25, 26 primary and secondary being respectively able to be connected to the ends 23, 24 of the reel
  • each terminal 25, 26 has a flexible, electrically conductive extender 27, for example in the form of an electric cable, this flexible extension 27 making it possible to adapt to the external environment between the electrical control circuit and the electrical connector 11.
  • the electrical connector 11 comprises on the one hand a primary conductor 28 electrically connecting the primary terminal 25 of the electrical control circuit 10 to the primary end 23 of the coil 22, and on the other hand, a secondary conductor 29 connecting electrically the secondary terminal 26 of the electrical control circuit 10 at the secondary end 24 of the coil 22.
  • the primary and secondary conductors 28, 29 are each in the form of a flexible blade and are contiguous with the interposition of a layer Insulation.
  • the electrical connector 11, in the mounted position, has a curved body 32 (in particular circular or elliptical) delimited laterally by a primary sole 33 and a sole 34 secondary.
  • the soles 33, 34 primary and secondary each represent an end portion of the electrical connector 11 in contact respectively with a bearing surface 35 of the support 31 and a contact surface 38 of the carcass 19.
  • the body 32 is circular, each sole 33, 34 being flat and tangential to the body 32.
  • the primary sole 33 is fixed on the flat support surface 35 of the support 31, via a washer 36 shouldered and a screw 37.
  • the secondary sole 34 is fixed on the flat contact surface 38 of the carcass 19 via a washer 36 shouldered and a screw 37.
  • Shouldered washers 36 and screws 37 are made of a non-electrically conductive material, for example a polymeric material.
  • the flat length L (in the rest position) of the connector 11 is expressed in the following manner (A being expressed in degrees):
  • the angle A is between 180 ° and 225 °, and is preferably 215 °.
  • the heights Hs and Hc are between 1 mm and 7 mm, and are advantageously 4 mm.
  • the radius R is between 4 mm and 12 mm, and is advantageously 8.6 mm.
  • the soles 33, 34 primary and secondary respectively have a height equal to the heights Hs and Hc, and the body 32 of the electrical connector 11 is defined according to the geometric characteristics of the arc 40, namely an outside radius R and an angle A.
  • the primary conductor 28 (respectively the secondary conductor 29) comprises two tongues 41, each tongue 41 extending in axial projection at a sole 33, 34, both tongues 41 facing one another, each tongue 41 comprising a hole 42 adapted to receive either one of the ends 23, 24 of the coil 22 or the extension 27 of one of the terminals 25, 26 of the electrical control circuit 10.
  • the tabs 41 of the primary conductor 28 are opposed to the tabs 41 of the secondary conductor 29.
  • the primary end 23 of the coil 22 and the primary terminal 25 of the electrical control circuit 10 are electrically connected to the primary conductor 28 via the tongues 41.
  • the secondary end 24 of the coil 22 and the terminal 26 secondary of the electric control circuit 10 are electrically connected to the secondary conductor 29 via the tabs 41.
  • each end 23, 24 of the coil 22 is first introduced into the hole 42 of the corresponding tongue 41, then in a second step, the end 23, 24 is for example welded to the tongue 41 so as to have electrical continuity.
  • each denuded extension 27 is first introduced into the hole 42 of the corresponding tongue 41, then in a second step, the stripped portion of the extension 27 is welded to the tongue 41, so as to have a electrical continuity.
  • the conductors 28, 29 primary and secondary are in the form of a flexible blade made of a conductive material having a high electrical conductivity, such as copper, these conductors 28, 29 having a thickness Ec and a width The (width measured at the body 32 of the connector 11 and in other words not taking into account the tongue 41), as illustrated in FIGS. 8 and 9.
  • the thickness Ec is for example between 0.04 mm and 0.12 mm, and is preferably 0.08 mm.
  • the width Le is for example between 2 mm and 8 mm, and is advantageously 5 mm.
  • the insulating layer 30 is made of a non-electrically conductive material, such as cardboard or a polymeric material.
  • the insulating layer 30 has the function of electrically isolating the conductors 28, 29 from each other.
  • the electrical connector 11 comprises an additional insulating layer 30 which is contiguous to the primary conductor 28, so that the primary conductor 28 is interposed between two insulating layers 30.
  • the electrical connector 11 comprises two additional insulating layers 30 which are respectively contiguous to the primary conductor 28 and the secondary conductor 29, so that each conductor 28, 29 is interposed between two layers 30 insulating.
  • control assembly 8 which has just been described offers the following advantages.
  • the mounting of the electrical connector 11 is formed by means of two washers 36 stepped and two screws 37 for the benefit of productivity.
  • the low mass of the connector 11 can participate in the decrease in fuel consumption and pollutant emissions of the vehicle 1.
  • the electrical connector 11 is compact to the benefit of the overall size of the engine 2.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

Ensemble (8) de commande d'un actionneur électromagnétique pour soupape (3) de moteur, qui comprend : un actionneur (9) électromagnétique comportant : • une armature (12); • un équipage (14) mobile par rapport à l'armature et comprenant : o une carcasse (19); o une bobine enroulée sur la carcasse, cette bobine ayant une extrémité (23) primaire et une extrémité (24) secondaire; o une soupape (3); un circuit (10) électrique incluant une borne (25) primaire et une borne (26) secondaire; un connecteur (11) électrique comprenant un conducteur primaire reliant la borne primaire à l'extrémité primaire, et un conducteur secondaire reliant la borne secondaire à l'extrémité secondaire; les conducteurs primaire et secondaire se présentant chacun sous la forme d'une lame flexible et étant accolés avec interposition d'une couche isolante.

Description

CONNECTEUR ÉLECTRIQUE D'UN ACTIONNEUR
ÉLECTROMAGNÉTIQUE POUR SOUPAPE
[0001] L'invention a trait à l'alimentation électrique d'un actionneur électromagnétique pour soupape d'un moteur à combustion interne.
[0002] Traditionnellement, la commande des soupapes dans les moteurs à combustion interne est réalisée mécaniquement, par un système de distribution comprenant un ou plusieurs arbre(s) à cames qui entraînent les soupapes, soit directement, soit indirectement par l'intermédiaire de culbuteurs. Un arbre à came est couplé en rotation au vilebrequin par une courroie ou une chaîne de distribution.
[0003] Une technique alternative de commande des soupapes est l'actionnement électromagnétique. Dans cette technique, chaque soupape est entraînée au moyen d'un actionneur électromagnétique. Un ou plusieurs aimants génèrent un champ électromagnétique apte à mouvoir, par la force de Laplace, une carcasse sur lequel est enroulée une bobine parcourue par un courant électrique et dont est solidaire la soupape. La soupape est ainsi apte à se mouvoir linéairement dans un sens, par la force de Laplace, lorsque la bobine est alimentée par un courant positif, et respectivement dans le sens inverse lorsqu'elle est alimentée par un courant négatif.
[0004] Un circuit électrique de commande pilote chaque actionneur électromagnétique et autrement dit chaque soupape. Les différents circuits électriques de commande associés aux soupapes du moteur sont eux-mêmes sous contrôle d'un calculateur (également appelé contrôle moteur). Le calculateur est relié à différents capteurs qui lui fournissent en temps réel des données sur le moteur et notamment des données relatives à la position du vilebrequin et à la position de chaque soupape par rapport à la culasse. Le calculateur, via les circuits électriques de commande, permet de synchroniser les soupapes avec les autres éléments du moteur tels que les pistons.
[0005] Chaque circuit électrique de commande est par exemple fixe par rapport à la culasse et comprend deux bornes aptes à être reliées électriquement aux deux extrémités de la bobine. Plus précisément, chaque borne est reliée, via une voie conductrice d'électricité (par exemple sous la forme d'un fil ou d'un connecteur), à une extrémité de la bobine, ce câblage permettant de former un circuit électrique fermé, apte à piloter électriquement la bobine.
[0006] Il est connu de relier les bornes du circuit électrique de commande et les extrémités de la bobine via deux fils électriques standards, montés en parallèle. Dans ce montage, chaque fil est légèrement dénudé puis soudé respectivement à l'une des bornes du circuit électrique de commande et à l'une des extrémités de la bobine. Cependant, même si les fils électriques ont l'avantage d'avoir un faible encombrement et une faible masse, il n'en reste pas moins qu'ils sont inadaptés aux mouvements cycliques de la carcasse sur laquelle est enroulée la bobine, dont la fréquence peut atteindre 3000 cycles par minute, un cycle étant considéré comme une descente et une montée de la soupape. En effet, on constate à court terme, une rupture de la liaison soudée entre la borne du circuit de commande et le fil et/ou entre l'extrémité de la bobine et le fil.
[0007] Il est également connu de relier les bornes du circuit électrique de commande et les extrémités de la bobine via deux connecteurs électriques standards, montés en parallèle, chaque connecteur électrique définissant une voie conductrice d'électricité. Dans ce montage, chaque connecteur électrique comprend un corps flexible conducteur d'électricité (par exemple une tresse ou une superposition de fines lamelles) délimité par deux armatures rigides conductrices d'électricité, la portion située entre les colliers étant recouverte d'une enveloppe isolante, une première armature étant par exemple fixée sur la culasse et la deuxième armature opposée étant fixée sur la carcasse. Chaque connecteur est relié électriquement au circuit électrique de commande et à la bobine, via un premier fil reliant une borne et une première armature et un second fil reliant une extrémité de la bobine et la seconde armature.
[0008] Par rapport à un câblage uniquement réalisé avec des fils électriques mentionné ci-dessus, l'utilisation de connecteurs électriques permet d'accroître la fiabilité. Toutefois, les connecteurs électriques représentent un encombrement et une masse non négligeables. De plus, le montage des connecteurs nécessite de nombreuses opérations, au détriment de la productivité.
[0009] Un premier objectif est de proposer un ensemble de commande d'un actionneur électromagnétique pour soupape de moteur à combustion interne, cet ensemble comprenant un actionneur électromagnétique, un circuit électrique de commande et un connecteur reliant électriquement l'actionneur électromagnétique et le circuit électrique de commande, ce connecteur électrique étant flexible, compact, léger et fiable.
[0010] Un deuxième objectif est de proposer un moteur comprenant un ensemble de commande répondant à l'objectif ci-dessus exprimé.
[0011] Un troisième objectif est de proposer véhicule automobile comprenant un moteur répondant à l'objectif ci-dessus exprimé.
[0012] A cet effet, il est proposé, en premier lieu, un ensemble de commande d'un actionneur électromagnétique pour soupape de moteur à combustion interne, qui comprend :
un actionneur électromagnétique comportant :
• une armature ;
· un équipage mobile par rapport à l'armature et comprenant :
o une carcasse munie d'une ossature tubulaire ;
o une bobine enroulée sur l'ossature de la carcasse, cette bobine ayant une extrémité primaire et une extrémité secondaire ;
o une soupape solidaire de la carcasse ;
un circuit électrique de commande incluant une borne primaire et une borne secondaire, les bornes primaire et secondaire étant fixes par rapport à l'armature ;
un connecteur électrique comprenant :
· un conducteur primaire reliant la borne primaire du circuit électrique de commande à l'extrémité primaire de la bobine ;
• un conducteur secondaire reliant la borne secondaire du circuit électrique de commande à l'extrémité secondaire de la bobine ; les conducteurs primaire et secondaire se présentant chacun sous la forme d'une lame flexible et étant accolés avec interposition d'une couche isolante.
[0013] Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaison :
le connecteur électrique est flexible de sorte à pouvoir se déformer d'une position repos dans laquelle le connecteur est plat à une position montée dans laquelle le connecteur est d'une part fixé sur une surface de contact d'une base de la carcasse et d'autre part sur une surface d'appui d'un support fixe par rapport à l'armature, le connecteur présentant en position montée un corps courbe délimité par une semelle primaire et une semelle secondaire, les semelles primaire et secondaire représentant chacune une portion extrême du connecteur électrique en contact respectivement avec la surface d'appui et la surface de contact;
les surfaces d'appui et de contact sont planes et positionnées de sorte que des distances OS et OC soient égales,
où :
• S est en section le point d'encastrement situé à une extrémité inférieure de la surface d'appui ;
• C est en section le point d'encastrement situé à une extrémité inférieure de la surface de contact;
· O est le point d'intersection des normales aux surfaces d'appui et de contact passant respectivement par le point d'encastrement S et le point d'encastrement C.
la longueur L à plat du connecteur électrique est définie telle que:
AnR
L >—— + Hs + Hc
180
où:
· R est le rayon du cercle de centre O passant respectivement par le point d'encastrement S et le point d'encastrement C ;
• A est l'angle, mesuré en degrés, défini entre lesdites normales;
• Hs est la hauteur de la surface d'appui ;
• Hc est la hauteur de la surface de contact ;
- l'angle A est compris en 180° et 225° et est avantageusement de 215° ;
les conducteurs primaire et secondaire sont collés sur la couche isolante ;
l'épaisseur Ec des conducteurs primaire et secondaire est comprise entre 0.04 mm et 0.12 mm et est avantageusement de 0.08 mm ;
les conducteurs primaire et secondaire comprenant chacun deux languettes en saillie, l'extrémité primaire et la borne primaire étant chacune fixées sur l'une des languettes du conducteur primaire, l'extrémité secondaire et la borne secondaire étant chacune fixées sur l'une des languettes du conducteur secondaire.
[0014] Il est proposé, en deuxième lieu, un moteur à combustion interne comprenant un ensemble de commande tel que présenté précédemment.
[0015] Il est proposé, en troisième lieu, un véhicule automobile comprenant un moteur tel que présenté précédemment.
[0016] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement et de manière concrète à la lecture de la description ci-après de modes de réalisation, laquelle est faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :
la figure 1 est une vue en perspective d'un véhicule automobile (en traits pointillés) comprenant un moteur (en traits continus) comportant au moins un ensemble de commande d'un actionneur électromagnétique pour soupape ;
la figure 2 est une vue en perspective d'un ensemble de commande comprenant un actionneur électromagnétique, un circuit électrique de commande et un connecteur électrique reliant électriquement le circuit électrique de commande à l'actionneur ;
- la figure 3 est une vue en coupe selon le plan lll-lll de la figure 2 avec deux médaillons de détail à échelle agrandie ;
la figure 4 est une vue en perspective de détail de la fixation d'une semelle du connecteur électrique sur une carcasse de l'actionneur électromagnétique ;
- la figure 5 est une vue en perspective de détail de la fixation d'une semelle du connecteur électrique sur un support ;
la figure 6 est une vue en coupe de détail selon le plan lll-lll de la figure 2 ;
la figure 7 est une vue en coupe de détail selon le plan lll-lll de la figure 2 ;
la figure 8 est une vue de face du connecteur électrique ;
la figure 9 est une vue de dessous du connecteur électrique.
[0017] Sur la figure 1 est représenté un véhicule 1 automobile - ici un véhicule 1 particulier mais il pourrait s'agir de tout autre type de véhicule : utilitaire, camion, engin de chantier.
[0018] Le véhicule 1 est équipé d'un moteur 2 à combustion interne muni de cylindres définissant des chambres de combustion et dans lesquels des pistons sont montés coulissants, ces pistons étant liés, par des bielles, à un vilebrequin dont la rotation entraîne les roues du véhicule 1, via une transmission.
[0019] Le moteur 2 comprend, pour chaque cylindre, au moins une soupape d'admission et une soupape d'échappement.
[0020] Sur les figures et dans la suite de la description, pour des raisons de clarté, on généralise le terme soupape de sorte que la soupape 3 représentée et décrite puisse être assimilée soit à une soupape d'admission soit à une soupape d'échappement.
[0021] Tel qu'illustré sur les figures et notamment les figures 2 et 3, chaque soupape 3 comprend une tige 4 qui s'étend suivant un axe X central qui définit une direction verticale. A une extrémité de la tige 4 est formée une tête 5. Chaque soupape 3 est mobile en translation par rapport à une culasse 6 (partiellement représentée) du moteur 2 entre une position fermée, dans laquelle la tête 5 de la soupape 3 s'appuie contre un siège 7 pour obturer un conduit d'admission (ou, respectivement, un conduit d'échappement) et une position ouverte dans laquelle la tête 5 est écartée du siège 7 pour mettre en communication la chambre de combustion avec le conduit d'admission (ou, respectivement, avec le conduit d'échappement).
[0022] Par convention, on définit le positionnement en hauteur d'un élément par rapport à l'axe X. Par convention, la hauteur est croissante depuis la tête 5 de la soupape 3 jusqu'à la tige 4 de la soupape 3. Les termes "inférieur(e)" et "supérieur(e)" associés aux différents éléments font référence à cette convention.
[0023] Tel qu'illustré sur la figure 2, un ensemble 8 de commande permet de piloter chaque soupape 3 du moteur 2 à combustion interne. Un ensemble 8 de commande comprend un actionneur 9 électromagnétique actionnant la soupape 3, un circuit 10 électrique de commande pilotant l'actionneur 9 et un connecteur 11 électrique reliant électriquement l'actionneur 9 électromagnétique et le circuit 10 électrique de commande. Les différents circuits 10 électriques de commande associés aux différentes soupapes 3 du moteur 2 sont eux- mêmes sous contrôle d'un calculateur (également appelé contrôle moteur).
[0024] Le calculateur est relié à différents capteurs qui lui fournissent en temps réel des données sur le moteur 2 et notamment sur la position du vilebrequin et la position de chaque soupape 3 par rapport à la culasse 6.
[0025] Grâce à ce retour d'informations, le calculateur pilote indépendamment chaque actionneur 9 électromagnétique via le circuit 10 électrique de commande auquel il est associé, afin de synchroniser les soupapes 3 avec les autres éléments du moteur 2, tels que les pistons.
[0026] Selon le mode de réalisation illustré sur les figures, chaque actionneur 9 comprend, d'une part, une armature 12 fixe par rapport à la culasse 6 et définissant un circuit 13 magnétique, et d'autre part, un équipage 14 mobile.
[0027] Le circuit 13 magnétique inclut d'une part un aimant 15 annulaire qui s'étend de manière symétrique autour de l'axe X central, et d'autre part, une pièce 16 polaire annulaire supérieure et une pièce 17 polaire annulaire inférieure, ces pièces 16, 17 polaires étant symétriques autour de l'axe X central et prenant en sandwich l'aimant 15. Le circuit 13 magnétique comprend en outre un noyau 18 central qui se présente sous la forme d'un cylindre de révolution autour de l'axe X central.
[0028] Le noyau 18 est logé de manière concentrique dans un alésage défini intérieurement et conjointement par l'aimant 15 et les pièces 16, 17 polaires. En d'autres termes, l'aimant 15 et les pièces 16, 17 polaires s'étendent de manière annulaire autour du noyau 18. Le diamètre externe du noyau 18 est inférieur au diamètre interne de l'alésage, de sorte qu'est défini un entrefer, entre le noyau 18 et les pièces 16, 17 polaires, c'est-à-dire un espace dans lequel le champ magnétique est dirigé sensiblement radialement, et plus précisément, un entrefer supérieur entre le noyau 18 et la pièce 16 polaire supérieure, et un entrefer inférieur entre le noyau 18 et la pièce 17 polaire inférieure.
[0029] Le circuit 13 magnétique génère un champ magnétique dont les lignes de champs sont toriques autour de l'axe X central.
[0030] L'équipage 14 mobile inclut une carcasse 19 qui comprend une base 20 s'étendant hors de l'armature 12 et une ossature 21 tubulaire s'étendant en saillie verticale à partir de la base 20. Cette carcasse 19 est réalisée dans un matériau non conducteur d'électricité, par exemple dans un matériau polymère. [0031] L'ossature 21 s'étend sensiblement sur toute la hauteur de l'armature 12 entre le noyau 18 et l'aimant 15. L'ossature 21 présente une section supérieure plongée dans l'entrefer supérieur et une section inférieure plongée dans l'entrefer inférieur.
[0032] L'équipage 14 mobile comprend en outre une bobine 22 réalisée par enroulement hélicoïdal d'un fil réalisé dans un matériau conducteur en électricité, cette bobine 22 comprenant :
une portion supérieure enroulée, dans un sens primaire, autour de la section supérieure de l'ossature 21 et plongée dans l'entrefer supérieur ;
une portion inférieure enroulée, dans un sens secondaire opposé au sens primaire, autour de la section inférieure de l'ossature
21 et plongée dans l'entrefer inférieur.
[0033] La bobine 22 présente en outre une extrémité 23 primaire et une extrémité 24 secondaire au travers desquelles la bobine 22 est alimentée en courant, ces extrémités 23, 24 primaire et secondaire faisant saillie hors de la carcasse 19 à proximité de la base 20, tel que représenté sur la figure 4.
[0034] Tel que représenté sur les figures et notamment les figures 2 et 3, la soupape 3 est intégrée à l'équipage 14 mobile en étant solidaire de la carcasse 19, par exemple au moyen de vis.
[0035] La circulation d'un courant dans la bobine 22 génère, par l'interaction avec le champ magnétique, une force connue sous le nom de force de Laplace, qui produit un déplacement de la bobine 22 entraînant avec elle la soupape 3.
[0036] La force de Laplace est proportionnelle au champ magnétique, à l'intensité du courant et à la longueur du solénoïde constituant la bobine 22.
[0037] L'alimentation de la bobine 22 avec un courant positif permet le déplacement de la soupape 3 dans un sens et respectivement dans un sens inverse lorsque la bobine 22 est alimentée avec un courant négatif.
[0038] Le circuit 10 électrique de commande est fixe par rapport à l'armature 12, et comprend une borne 25 primaire et une borne 26 secondaire, les bornes 25, 26 primaire et secondaire étant respectivement aptes à être reliées aux extrémités 23, 24 de la bobine
22 via le connecteur 11 électrique flexible. Selon l'exemple illustré sur les figures et notamment les figures 2 et 5, chaque borne 25, 26 présente une rallonge 27 conductrice d'électricité, flexible, se présentant par exemple sous la forme d'un câble électrique, cette rallonge 27 flexible permettant de s'adapter à l'environnement extérieur entre le circuit 10 électrique de commande et le connecteur 11 électrique.
[0039] Le connecteur 11 électrique comprend d'une part un conducteur 28 primaire reliant électriquement la borne 25 primaire du circuit 10 électrique de commande à l'extrémité 23 primaire de la bobine 22, et d'autre part, un conducteur 29 secondaire reliant électriquement la borne 26 secondaire du circuit 10 électrique de commande à l'extrémité 24 secondaire de la bobine 22. Les conducteurs 28, 29 primaire et secondaire se présentent chacun sous la forme d'une lame flexible et sont accolés avec interposition d'une couche 30 isolante.
[0040] Le connecteur 11 électrique est flexible, de sorte à pouvoir se déformer d'une position repos (non montée et non alimentée en courant, voir figures 8 et 9) dans laquelle il est sensiblement plat, à une position montée (non alimentée en courant, voir figures 2, 3, 4, 5 et 7) dans laquelle le connecteur 11 est d'une part fixé sur la base 20 de la carcasse 19 et d'autre part sur un support 31 fixe par rapport à l'armature 12.
[0041] Le connecteur 11 électrique, en position montée, présente un corps 32 courbe (notamment circulaire ou elliptique) délimité latéralement par une semelle 33 primaire et une semelle 34 secondaire. Les semelles 33, 34 primaire et secondaire représentent chacune une portion extrême du connecteur 11 électrique en contact respectivement avec une surface 35 d'appui du support 31 et une surface 38 de contact de la carcasse 19.
[0042] Selon le mode de réalisation illustré sur les figures, le corps 32 est circulaire, chaque semelle 33, 34 étant plate et tangente au corps 32.
[0043] Selon le mode de réalisation illustré sur les figures, plus précisément, la semelle 33 primaire est fixée sur la surface 35 d'appui plane du support 31, via une rondelle 36 épaulée et une vis 37. De la même manière, la semelle 34 secondaire est fixée sur la surface 38 de contact plane de la carcasse 19 via une rondelle 36 épaulée et une vis 37. Les rondelles 36 épaulées et les vis 37 sont réalisées dans un matériau non conducteur d'électricité, par exemple un matériau polymère.
[0044] L'exemple illustré n'est en rien limitatif, les surfaces 35, 38 d'appui et de contact pourraient être de toute autre forme.
[0045] Tel qu'illustré sur la figure 6, dans le but de déterminer la longueur L à plat (en position repos) du connecteur 11 électrique nécessaire pour obtenir le profil souhaitée de celui-ci en position montée, on définit un point d'encastrement S du connecteur 11 électrique sur le support 31 et un point d'encastrement C du connecteur 11 électrique sur la carcasse 19. En section, le point d'encastrement S est situé sur la surface 35 d'appui, à une extrémité inférieure de cette surface d'appui 35. De la même manière, en section, le point d'encastrement C est situé sur la surface 38 de contact, à une extrémité inférieure de la base 20 de la carcasse 19. On définit le point O comme étant le point d'intersection des normales 39 aux surfaces 35, 38 d'appui et de contact passant respectivement par les points S et C, les distances OS et OC étant égales. On a représenté en outre, en trait mixte, l'arc 40 du cercle de centre O passant par les points S et C, cet arc 40 ayant un rayon R (égal aux distances OS et OC) et un angle A (également angle entre les normales 39). On note en outre respectivement Hs et Hc, la hauteur de la surface 35 d'appui et la hauteur de la surface 38 de contact, mesurées en section, tel qu'illustré sur la figure 6.
[0046] Avantageusement, la longueur L à plat (en position repos) du connecteur 11 est exprimée de la manière suivante (A étant exprimé en degrés):
AnR
L>—— +Hs + Hc
180
[0047] Cette exigence dimensionnelle associée au connecteur 11 électrique, définie ci-dessus, permet à l'équipage 14 mobile de réaliser sa course prédéfinie (environ 8 mm) à des fréquences importantes tout en limitant les efforts résiduels générés par le connecteur 11 sur la carcasse 19 au bénéfice de la consommation d'électricité et du contrôle de la soupape 3.
[0048] L'angle A est compris entre 180° et 225°, et est avantageusement de 215°. Les hauteurs Hs et Hc sont comprises entre 1 mm et 7 mm, et sont avantageusement de 4 mm. Le rayon R est compris entre 4 mm et 12 mm, et est avantageusement de 8,6 mm.
[0049] Selon le mode de réalisation représenté sur les figures et notamment la figure 2, en position montée, les semelles 33, 34 primaire et secondaire ont respectivement une hauteur égales aux hauteurs Hs et Hc, et le corps 32 du connecteur 11 électrique est défini selon les caractéristiques géométriques de l'arc 40 à savoir un rayon extérieur R et un angle A.
[0050] Selon le mode de réalisation illustré sur les figures, le conducteur 28 primaire (respectivement le conducteur 29 secondaire) comprend deux languettes 41, chaque languette 41 s'étendant en saillie axiale au niveau d'une semelle 33, 34, les deux languettes 41 étant en regard l'une de l'autre, chaque languette 41 comprenant un trou 42 apte à recevoir soit l'une des extrémités 23, 24 de la bobine 22 soit la rallonge 27 de l'une des bornes 25, 26 du circuit 10 électrique de commande. Les languettes 41 du conducteur 28 primaire sont opposées aux languettes 41 du conducteur 29 secondaire. L'extrémité 23 primaire de la bobine 22 et la borne 25 primaire du circuit 10 électrique de commande sont reliées électriquement au conducteur 28 primaire via les languettes 41. De la même manière, l'extrémité 24 secondaire de la bobine 22 et la borne 26 secondaire du circuit 10 électrique de commande sont reliées électriquement au conducteur 29 secondaire via les languettes 41.
[0051] Plus précisément, chaque extrémité 23, 24 de la bobine 22 est dans un premier temps introduite dans le trou 42 de la languette 41 correspondante, puis dans un second temps, l'extrémité 23, 24 est par exemple soudée à la languette 41 de sorte à avoir une continuité électrique. De la même manière, chaque rallonge 27 dénudée est dans un premier temps introduite dans le trou 42 de la languette 41 correspondante, puis dans un second temps, la portion dénudée de la rallonge 27 est soudée à la languette 41, de sorte à avoir une continuité électrique.
[0052] Les conducteurs 28, 29 primaire et secondaire se présentent sous la forme d'une lame flexible réalisée dans un matériau conducteur ayant une conductivité électrique élevée, tel que le cuivre, ces conducteurs 28, 29 ayant une épaisseur Ec et une largeur Le (largeur mesurée au niveau du corps 32 du connecteur 11 et autrement dit ne prenant pas en compte la languette 41), tel qu'illustré sur les figures 8 et 9.
[0053] L'épaisseur Ec est par exemple comprise entre 0.04 mm et 0.12 mm, et est avantageusement de 0.08 mm. La largeur Le est par exemple comprise entre 2 mm et 8 mm, et est avantageusement de 5 mm.
[0054] La couche 30 isolante est réalisée dans un matériau non conducteur en électricité, tel que le carton ou un matériau polymère. La couche 30 isolante a pour fonction d'isoler électriquement les conducteurs 28, 29 l'un de l'autre.
[0055] Les conducteurs 28, 29 primaire et secondaire ainsi que la couche 30 isolante sont avantageusement collés entre eux.
[0056] Selon un mode de réalisation non représenté, le connecteur 11 électrique comprend une couche 30 isolante supplémentaire qui est accolée au conducteur 28 primaire, de sorte que le conducteur 28 primaire soit intercalé entre deux couches 30 isolantes.
[0057] Selon un autre mode de réalisation non représenté, le connecteur 11 électrique comprend deux couches 30 isolantes supplémentaires qui sont respectivement accolées au conducteur 28 primaire et au conducteur 29 secondaire, de sorte que chaque conducteur 28, 29 soit intercalé entre deux couches 30 isolantes.
[0058] L'ensemble 8 de commande qui vient d'être décrit offre les avantages suivants.
[0059] Premièrement, par ses caractéristiques géométriques et structurelles, le connecteur 11 électrique possède une faible masse et une grande flexibilité, ces propriétés permettant de réduire considérablement les efforts résiduels générés par le connecteur 11 sur la carcasse 19 au bénéfice de la consommation d'électricité et du contrôle de la soupape 3.
[0060] Deuxièmement, le montage du connecteur 11 électrique est réalisé par l'intermédiaire de deux rondelles 36 épaulées et deux vis 37 au bénéfice de la productivité.
[0061] Troisièmement, étant donné le nombre important de soupapes 3 au sein du moteur 2, la faible masse du connecteur 11 permet de participer à la diminution de la consommation en carburant et des émissions polluantes du véhicule 1. [0062] Quatrièmement, le connecteur 11 électrique est compact au bénéfice de l'encombrement général du moteur 2.

Claims

REVENDICATIONS
1. Ensemble (8) de commande d'un actionneur (9) électromagnétique pour soupape (3) de moteur (2) à combustion interne, qui comprend :
un actionneur (9) électromagnétique comportant :
• une armature (12) ;
• un équipage (14) mobile par rapport à l'armature (12) et comprenant :
o une carcasse (19) munie d'une ossature (21) tubulaire ;
o une bobine (22) enroulée sur l'ossature (21) de la carcasse (19), cette bobine (22) ayant une extrémité (23) primaire et une extrémité (24) secondaire ;
o une soupape (3) solidaire de la carcasse (19) ;
- un circuit (10) électrique de commande incluant une borne (25) primaire et une borne (26) secondaire, les bornes (25, 26) primaire et secondaire étant fixes par rapport à l'armature (12) ;
un connecteur (11) électrique comprenant :
• un conducteur (28) primaire reliant la borne (25) primaire du circuit (10) électrique de commande à l'extrémité (23) primaire de la bobine (22) ;
• un conducteur (29) secondaire reliant la borne (26) secondaire du circuit (10) électrique de commande à l'extrémité (24) secondaire de la bobine (22) ;
caractérisé en ce que les conducteurs (28, 29) primaire et secondaire se présentent chacun sous la forme d'une lame flexible et sont accolés avec interposition d'une couche (30) isolante.
2. Ensemble (8) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le connecteur (11) électrique est flexible de sorte à pouvoir se déformer d'une position repos dans laquelle le connecteur (11) est plat à une position montée dans laquelle le connecteur (11) est d'une part fixé sur une surface (38) de contact d'une base (20) de la carcasse (19) et d'autre part sur une surface (35) d'appui d'un support (31) fixe par rapport à l'armature (12), le connecteur (11) présentant en position montée un corps (32) courbe délimité par une semelle (33) primaire et une semelle (34) secondaire, les semelles (33, 34) primaire et secondaire représentant chacune une portion extrême du connecteur (11) électrique en contact respectivement avec la surface (35) d'appui et la surface (38) de contact.
3. Ensemble (8) selon la revendication 2, caractérisé en ce que les surfaces (35, 38) d'appui et de contact sont planes et positionnées de sorte que des distances OS et OC soient égales,
où :
- S est en section le point d'encastrement situé à une extrémité inférieure de la surface (35) d'appui ;
C est en section le point d'encastrement situé à une extrémité inférieure de la surface (38) de contact;
O est le point d'intersection des normales (39) aux surfaces (35, 38) d'appui et de contact passant respectivement par le point d'encastrement S et le point d'encastrement C.
4. Ensemble (8) selon la revendication 3, caractérisé en ce que la longueur L à plat du connecteur (11) électrique est définie telle que:
AnR
L>—— +Hs + Hc
180
où:
R est le rayon du cercle de centre O passant respectivement par le point d'encastrement S et le point d'encastrement C ;
A est l'angle, mesuré en degrés, défini entre lesdites normales
(39);
- Hs est la hauteur de la surface (35) d'appui ;
Hc est la hauteur de la surface (38) de contact.
5. Ensemble (8) selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'angle A est compris en 180° et 225° et est avantageusement de 215°.
6. Ensemble (8) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les conducteurs (28, 29) primaire et secondaire sont collés sur la couche (30) isolante.
Ensemble (8) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'épaisseur Ec des conducteurs (28, 29) primaire et secondaire est comprise entre 0.04 mm et 0.12 mm et est avantageusement de 0.08 mm.
8. Ensemble (8) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les conducteurs (28, 29) primaire et secondaire comprennent chacun deux languettes (41) en saillie, l'extrémité (23) primaire et la borne (25) primaire étant chacune fixées sur l'une des languettes (41) du conducteur (28) primaire, l'extrémité (24) secondaire et la borne (26) secondaire étant chacune fixées sur l'une des languettes (41) du conducteur (29) secondaire.
9. Moteur (2) à combustion interne comprenant un ensemble (8) de commande selon l'une des revendications précédentes.
10. Véhicule (1) automobile comprenant un moteur (2) selon la revendication 9.
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