EP3341594B1 - Electrical connector for electromagnetic valve actuator - Google Patents

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EP3341594B1
EP3341594B1 EP16744821.6A EP16744821A EP3341594B1 EP 3341594 B1 EP3341594 B1 EP 3341594B1 EP 16744821 A EP16744821 A EP 16744821A EP 3341594 B1 EP3341594 B1 EP 3341594B1
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primary
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coil
electrical connector
connector
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Luiz Gustavo PORTO MENDES
Zbigniew KOSSOWSKI
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Description

L'invention a trait à l'alimentation électrique d'un actionneur électromagnétique pour soupape d'un moteur à combustion interne.The invention relates to the power supply of an electromagnetic actuator for a valve of an internal combustion engine.

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.Traditionally, the control of the valves in the internal combustion engines is carried out mechanically, by a distribution system comprising one or more camshaft (s) which drive the valves, either directly or indirectly via rockers. A camshaft is rotatably coupled to the crankshaft by a timing belt or chain.

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.An alternative valve control technique is electromagnetic actuation. In this technique, each valve is driven by means of an electromagnetic actuator. One or more magnets generate an electromagnetic field capable of moving, by the force of Laplace, a carcass on which is wound a coil traversed by an electric current and which is secured to the valve. The valve is thus able to move linearly in one direction, by Laplace force, when the coil is supplied with a positive current, and respectively in the opposite direction when it is supplied with a negative current.

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.An electric control circuit controls each electromagnetic actuator and in other words each valve. The various control circuits associated with the engine valves are themselves under control of a computer (also called engine control). The computer is connected to different sensors that provide real-time data on the engine including data on the position of the crankshaft and the position of each valve relative to the cylinder head. The computer, via the electrical control circuits, makes it possible to synchronize the valves with the other elements of the engine such as the pistons.

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.Each electrical control circuit is for example fixed relative to the cylinder head and comprises two terminals adapted to be electrically connected to both ends of the coil. More specifically, each terminal is connected via an electrically conductive path (for example in the form of a wire or a connector) to an end of the coil, this wiring for forming a closed electrical circuit, adapted to electrically control the coil.

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.It is known to connect the terminals of the electrical control circuit and the ends of the coil via two standard electrical wires, connected in parallel. In this arrangement, each wire is slightly stripped and soldered respectively to one of the terminals of the electrical control circuit and to one end of the coil. However, even if the electric wires have the advantage of having a small footprint and a low mass, the fact remains that they are unsuitable for the cyclic movements of the carcass on which the coil is wound, whose frequency can reach 3000 cycles per minute, a cycle being considered as a descent and a rise of the valve. Indeed, it is found in the short term, a break in the welded connection between the control circuit terminal and the wire and / or between the end of the coil and the wire.

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.It is also known to connect the terminals of the electrical control circuit and the ends of the coil via two standard electrical connectors, connected in parallel, each electrical connector defining an electrically conductive path. In this arrangement, each electrical connector comprises an electrically conductive flexible body (for example a braid or a superposition of thin strips) delimited by two rigid electrically conductive frames, the portion situated between the collars being covered with an insulating envelope. , a first armature being for example fixed on the cylinder head and the second opposite armature being fixed on the carcass. Each connector is electrically connected to the electrical control circuit and to the coil, via a first wire connecting a terminal and a first armature and a second wire connecting one end of the coil and the second armature.

un exemple d'actionneur électromagnétique est décrit dans le document US 5983847 A .an example of an electromagnetic actuator is described in the document US 5983847 A .

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.Compared to wiring only made with electrical wires mentioned above, the use of electrical connectors increases reliability. However, the electrical connectors represent a significant bulk and mass. In addition, the assembly of connectors requires many operations, to the detriment of productivity.

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.A first objective is to propose a control assembly of an electromagnetic actuator for an 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.

Un deuxième objectif est de proposer un moteur comprenant un ensemble de commande répondant à l'objectif ci-dessus exprimé.A second objective is to propose an engine comprising a command set corresponding to the objective expressed above.

Un troisième objectif est de proposer véhicule automobile comprenant un moteur répondant à l'objectif ci-dessus exprimé.A third objective is to propose a motor vehicle comprising an engine meeting the above stated objective.

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 :
      • ∘ une carcasse munie d'une ossature tubulaire ;
      • ∘ une bobine enroulée sur l'ossature de la carcasse, cette bobine ayant une extrémité primaire et une extrémité secondaire ;
      • ∘ 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.
For this purpose, it is proposed, in the first place, a control assembly of an electromagnetic actuator for an internal combustion engine valve, which comprises:
  • an electromagnetic actuator comprising:
    • an armature;
    • a moving element relative to the frame and comprising:
      • ∘ a carcass provided with a tubular framework;
      • Bobine a coil wound on the framework of the carcass, this coil having a primary end and a secondary end;
      • ∘ a valve integral with the carcass;
  • an electrical control circuit including a primary terminal and a secondary terminal, the primary and secondary terminals being fixed relative to the armature;
  • an electrical connector comprising:
    • a primary conductor connecting the primary terminal of the electrical control circuit to the primary end of the coil;
    • a secondary conductor connecting the secondary terminal of the electrical control circuit to the secondary end of the coil;
    the primary and secondary conductors each being in the form of a flexible blade and being contiguous with the interposition of an insulating layer.

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: L AπR 180 + Hs + Hc
    Figure imgb0001
    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.
Various additional features may be provided, alone or in combination:
  • the electrical connector is flexible so as to be deformable from a rest position in which the connector is flat to a mounted position in which the connector is on the one hand fixed on a contact surface of a base of the carcass and secondly on a support surface of a fixed support relative to the frame, the connector having in mounted position a curved body delimited by a primary sole and a secondary sole, the primary and secondary soles each representing an end portion of the electrical connector in contact respectively with the bearing surface and the contact surface;
  • the bearing and contact surfaces are flat and positioned so that distances OS and OC are equal,
    or :
    • S is in section the embedding point located at a lower end of the bearing surface;
    • C is in section the embedding point located at a lower end of the contact surface;
    • O is the point of intersection of the normals to the bearing and contact surfaces passing respectively through the embedding point S and the embedding point C.
  • the length L flat of the electrical connector is defined such that: The AπR 180 + Hs + hc
    Figure imgb0001
    or:
    • R is the radius of the center circle O passing respectively through the embedding point S and the embedding point C;
    • A is the angle, measured in degrees, defined between said normals;
    • Hs is the height of the bearing surface;
    • Hc is the height of the contact surface;
  • the angle A is 180 ° and 225 ° and is advantageously 215 °;
  • the primary and secondary conductors are bonded to the insulating layer;
  • the thickness Ec of the primary and secondary conductors is between 0.04 mm and 0.12 mm and is advantageously 0.08 mm;
  • the primary and secondary conductors each comprising two protruding tabs, the primary end and the primary terminal being each attached to one of the tabs of the primary conductor, the secondary end and the secondary terminal being each fixed on one of the tabs of the secondary conductor.

Il est proposé, en deuxième lieu, un moteur à combustion interne comprenant un ensemble de commande tel que présenté précédemment.It is proposed, secondly, an internal combustion engine comprising a control assembly as presented above.

Il est proposé, en troisième lieu, un véhicule automobile comprenant un moteur tel que présenté précédemment.It is proposed, thirdly, a motor vehicle comprising a motor as presented above.

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 III-III 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 III-III de la figure 2 ;
  • la figure 7 est une vue en coupe de détail selon le plan III-III 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.
Other characteristics and advantages of the invention will appear more clearly and concretely on reading the following description of embodiments, which is made with reference to the appended drawings in which:
  • the figure 1 is a perspective view of a motor vehicle (in broken lines) comprising a motor (in solid lines) comprising at least one control assembly of an electromagnetic actuator for a valve;
  • the figure 2 is a perspective view of a control assembly comprising an electromagnetic actuator, an electrical control circuit and an electrical connector electrically connecting the electrical control circuit to the actuator;
  • the figure 3 is a sectional view according to plane III-III of the figure 2 with two medallions of detail on an enlarged scale;
  • the figure 4 is a detailed perspective view of the attachment of a soleplate of the electrical connector to a carcass of the electromagnetic actuator;
  • the figure 5 is a detailed perspective view of the attachment of a soleplate of the electrical connector to a support;
  • the figure 6 is a detail sectional view according to plan III-III of the figure 2 ;
  • the figure 7 is a detail sectional view according to plan III-III of the figure 2 ;
  • the figure 8 is a front view of the electrical connector;
  • the figure 9 is a bottom view of the electrical connector.

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.On the figure 1 is represented a vehicle 1 automobile - here a vehicle 1 particular but it could be any other type of vehicle: utility, truck, construction equipment.

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.The vehicle 1 is equipped with an internal combustion engine 2 equipped with cylinders defining combustion chambers and in which pistons are slidably mounted, these pistons being connected, by connecting rods, to a crankshaft whose rotation drives the wheels of the vehicle 1 , via a transmission.

Le moteur 2 comprend, pour chaque cylindre, au moins une soupape d'admission et une soupape d'échappement.The engine 2 comprises, for each cylinder, at least one intake valve and one exhaust valve.

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.In the figures and in the following description, for the sake of clarity, the term "valve" is generalized so that the valve 3 shown and described can be likened to either an intake valve or an exhaust valve.

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).As illustrated in the figures and in particular the figures 2 and 3 each valve 3 comprises a rod 4 which extends along a central axis X which defines a vertical direction. At one end of the rod 4 is formed a head 5 . Each valve 3 is movable in translation relative to a cylinder head 6 (partially shown) of the engine 2 between a closed position, in which the head 5 of the valve 3 bears against a seat 7 to close off an intake duct (or , respectively, an exhaust duct) and an open position in which the head 5 is spaced from the seat 7 to put the combustion chamber into communication with the intake duct (or, respectively, with the exhaust duct).

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.By convention, the height positioning of an element with respect to the X axis is defined. By convention, the height is increasing from the head 5 of the valve 3 to the stem 4 of the valve 3 . The terms "inferior (e)" and "superior (e)" associated with the different elements refer to this convention.

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).As illustrated on the figure 2 , a control assembly 8 makes it possible to 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 circuits 10 control power associated with the various valves 3 of the engine 2 are themselves under control of a computer (also called engine control).

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.The computer is connected to various sensors that provide real-time data on the engine 2 and in particular on the position of the crankshaft and the position of each valve 3 with respect to the cylinder head 6 .

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.Thanks to this feedback, 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.

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.According to the embodiment illustrated in the figures, each actuator 9 comprises, on the one hand, an armature 12 fixed with respect to the yoke 6 and defining a magnetic circuit 13 , and on the other hand, a mobile equipment 14 .

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.The magnetic circuit 13 includes on the one hand an annular magnet 15 which extends symmetrically around the X-axis central, and secondly, a top part 16 annular pole piece 17 and a lower annular polar, these parts 16 , 17 polar being symmetrical around 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 about the central X axis.

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.The core 18 is housed concentrically in a bore defined internally and jointly by the magnet 15 and the parts 16 , 17 polar. In other words, the magnet 15 and the pole pieces 16 , 17 extend annularly around the core 18 . The outer diameter of the core 18 is smaller than the internal diameter of the bore, so that an air gap is defined between the core 18 and the pole pieces 16 , 17 , that is to say a space in which the field magnetic is directed substantially radially, and more specifically, an upper air gap between the core 18 and the upper pole piece 16 , and a lower air gap between the core 18 and the lower pole piece 17 .

Le circuit 13 magnétique génère un champ magnétique dont les lignes de champs sont toriques autour de l'axe X central.The magnetic circuit 13 generates a magnetic field whose field lines are toric about the central X axis.

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.The mobile crew 14 includes a carcass 19 which includes a base 20 extending out of the armature 12 and a tubular frame 21 extending vertically projecting from the base 20. This carcass 19 is made of a non-electrically conductive material, for example in a polymeric material.

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.The frame 21 extends substantially over the entire height of the frame 12 between the core 18 and the magnet 15 . The frame 21 has an upper section dipped in the upper air gap and a lower section dipped in the lower air gap.

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.
The mobile equipment 14 further comprises a coil 22 made by helically winding a wire made of an electrically conductive material, this coil 22 comprising:
  • an upper portion wound in a primary direction around the upper section of the frame 21 and immersed in the upper gap;
  • a lower portion wound, in a secondary direction opposite the primary direction, around the lower section of the frame 21 and immersed in the lower air gap.

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.The coil 22 further has a primary end 23 and a secondary end 24 through which the coil 22 is supplied with current, these primary and secondary ends 23 , 24 projecting out of the carcass 19 near the base 20 , such as represented on the figure 4 .

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.As shown in the figures and in particular the figures 2 and 3 , the valve 3 is integrated with the mobile crew 14 being integral with the carcass 19 , for example by means of screws.

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 entrainant avec elle la soupape 3.The circulation of a current in the coil 22 generates, by the interaction with the magnetic field, a force known as the Laplace force, which produces a displacement of the coil 22 driving with it the valve 3 .

La force de Laplace est proportionnelle au champ magnétique, à l'intensité du courant et à la longueur du solénoïde constituant la bobine 22.The Laplace force is proportional to the magnetic field, the intensity of the current and the length of the solenoid constituting the coil 22 .

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.The supply of the coil 22 with a positive current allows the displacement of the valve 3 in a direction and respectively in a reverse direction when the coil 22 is supplied with a negative current.

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.The electrical control circuit 10 is fixed relative to the armature 12, and 25 includes a primary terminal and a secondary terminal 26, terminals 25, 26 being primary and secondary respectively adapted to be connected to the ends 23, 24 of the coil 22 via the flexible electrical connector 11 . According to the example shown on the figures and in particular the figures 2 and 5 each terminal 25 , 26 has a flexible, electrically conductive extension 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 circuit 10 of control and the electrical connector 11 .

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.The electrical connector 11 comprises firstly a primary conductor 28 electrically connecting the primary terminal 25 of the 10 electric control circuit to the end 23 of the primary coil 22, and secondly, a secondary conductor 29 electrically connecting the 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 an insulating layer 30 .

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.The electrical connector 11 is flexible, so that it can be deformed from a rest position (unmounted and unpowered, see Figures 8 and 9 ) in which it is substantially flat, at a mounted position (not powered, see figures 2 , 3 , 4, 5 and 7 ) in which the connector 11 is on the one hand fixed on the base 20 of the carcass 19 and on the other hand on a support 31 fixed with respect to the armature 12 .

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.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 secondary sole 34 . 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 .

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.According to the embodiment illustrated in the figures, the body 32 is circular, each sole 33 , 34 being flat and tangential to the body 32 .

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.According to the embodiment illustrated in the figures, more specifically, the primary boom 33 is fixed on the surface 35 of planar support of the carrier 31 via a stepped washer 36 and a screw 37. In the same way, the secondary sole 34 is fixed on the flat contact surface 38 of the carcass 19 via a shoulder washer 36 and a screw 37 . The washers 36 shouldered and the screws 37 are made of a non-electrically conductive material, for example a polymeric material.

L'exemple illustré n'est en rien limitatif, les surfaces 35, 38 d'appui et de contact pourraient être de toute autre forme.The illustrated example is in no way limiting, the surfaces 35 , 38 of support and contact could be of any other form.

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.As illustrated on the figure 6 , in order to determine the flat length L (in the rest position) of the electrical connector 11 needed to obtain the desired profile thereof in the mounted position, a mounting point S of the electrical connector 11 is defined on the support 31 and an embedding point C of the electrical connector 11 on the carcass 19 . In section, the clamping point S is located on the surface 35 bearing, at a lower end of this support surface 35. In the same manner, in section, the embedding point C is located on the contact surface 38 , at a lower end of the base 20 of the carcass 19 . The point O is defined as being the point of intersection of the normals 39 with the bearing and contact surfaces 35 , 38 passing respectively through the points S and C , the distances OS and OC being equal. It is also represented, in phantom, the arc 40 of the circle of center O passing through the points S and C , this arc 40 having a radius R (equal to the distances OS and OC ) and an angle A (also angle between the normals 39 ). It is further noted respectively Hc and Hs, the height of the box 35 support and the height of the surface 38 contact, measured in section, as illustrated in figure 6 .

Avantageusement, la longueur L à plat (en position repos) du connecteur 11 est exprimée de la manière suivante (A étant exprimé en degrés): L A π R 180 + Hs + Hc

Figure imgb0002
Advantageously, the flat length L (in the rest position) of the connector 11 is expressed as follows (A being expressed in degrees): The AT π R 180 + Hs + hc
Figure imgb0002

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.This dimensional requirement associated with the electrical connector 11 , defined above, allows the mobile crew 14 to achieve its predefined stroke (about 8 mm) at high frequencies while limiting the residual forces generated by the connector 11 on the carcass 19 for the benefit of electricity consumption and control of the valve 3 .

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.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.

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.According to the embodiment shown in the figures and in particular the figure 2 in the mounted position, 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 outer radius R and an angle A.

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.According to the embodiment illustrated in the figures, 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 , the two tongues 41 being next to each other, 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 circuit 10 control. 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 tabs 41 . In the same way, the secondary end 24 of the coil 22 and the secondary terminal 26 of the electrical control circuit 10 are electrically connected to the secondary conductor 29 via the tongues 41 .

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.More specifically, each end 23 , 24 of the coil 22 is first introduced into the hole 42 of the corresponding tab 41 , then in a second step, the end 23 , 24 is for example welded to the tongue 41 so to have an electrical continuity. In the same way, 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.

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 Lc (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.The primary and secondary conductors 28 , 29 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 Lc (measured width at the body 32 of the connector 11 and in other words not not taking into account tab 41 ), as illustrated in Figures 8 and 9 .

L'épaisseur Ec est par exemple comprise entre 0.04 mm et 0.12 mm, et est avantageusement de 0.08 mm. La largeur Lc est par exemple comprise entre 2 mm et 8 mm, et est avantageusement de 5 mm.The thickness Ec is for example between 0.04 mm and 0.12 mm, and is advantageously 0.08 mm. The width Lc is for example between 2 mm and 8 mm, and is advantageously 5 mm.

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.The insulating layer 30 is made of an electrically non-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.

Les conducteurs 28, 29 primaire et secondaire ainsi que la couche 30 isolante sont avantageusement collés entre eux.The primary and secondary conductors 28 , 29 and the insulating layer 30 are advantageously bonded together.

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.According to an embodiment not shown, 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 .

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.According to another embodiment not shown, 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 insulating layers 30 .

L'ensemble 8 de commande qui vient d'être décrit offre les avantages suivants.The control assembly 8 which has just been described offers the following advantages.

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.Firstly, by virtue of its geometric and structural characteristics, the electrical connector 11 has a low mass and great flexibility, these properties making it possible to considerably reduce the residual forces generated by the connector 11 on the carcass 19 in favor of the consumption of electricity and the check valve 3 .

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.Second, the mounting of the electrical connector 11 is achieved by means of two washers 36 shouldered and two screws 37 for the benefit of productivity.

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.Thirdly, given the large number of valves 3 in the engine 2 , the low mass of the connector 11 helps to reduce the fuel consumption and pollutant emissions of the vehicle 1 .

Quatrièmement, le connecteur 11 électrique est compact au bénéfice de l'encombrement général du moteur 2.Fourthly, the electrical connector 11 is compact to the benefit of the overall size of the engine 2 .

Claims (10)

  1. A control assembly (8) of an electromagnetic actuator (9) for a valve (3) of an internal combustion engine (2), which includes:
    - an electromagnetic actuator (9) comprising:
    • an armature (12);
    • a moving gear (14) able to move with respect to the armature (12) and including:
    ∘ a carcass (19) provided with a tubular framework (21);
    ∘ a coil (22) wound on the framework (21) of the carcass (19), this coil (22) having a primary end (23) and a secondary end (24);
    ∘ a valve (3) integral with the carcass (19) ;
    - an electrical control circuit (10) including a primary terminal (25) and a secondary terminal (26), the primary and secondary terminals (25, 26) being fixed with respect to the armature (12) ;
    - an electrical connector (11) including:
    • a primary conductor (28) connecting the primary terminal (25) of the electrical control circuit (10) to the primary end (23) of the coil (22);
    • a secondary conductor (29) connecting the secondary terminal (26) of the electrical control circuit (10) to the secondary end (24) of the coil (22);
    characterized in that the primary and secondary conductors (28, 29) each have the form of a flexible blade and adjoin one another with interposition of an insulating layer (30).
  2. The assembly (8) according to Claim 1, characterized in that the electrical connector (11) is flexible so as to be able to deform from a position of rest, in which the connector (11) is flat to a mounted position, in which the connector (11) is, on the one hand, fixed on a contact surface (38) of a base (20) of the carcass (19) and, on the other hand, on a bearing surface (35) of a fixed support (31) with respect to the armature (12), the connector (11) having, in mounted position, a curved body (32) delimited by a primary bed (33) and a secondary bed (34), the primary and secondary beds (33, 34) each representing an extreme portion of the electrical connector (11) in contact respectively with the bearing surface (35) and the contact surface (38).
  3. The assembly (8) according to Claim 2, characterized in that the bearing and contact surfaces (35, 38) are flat and are positioned such that distances OS and OC are equal,
    where:
    - S is in section the embedding point situated at a lower end of the bearing surface (35);
    - C is in section the embedding point situated at a lower end of the contact surface (38);
    - O is the point of intersection of the normals (39) to the bearing and contact surfaces (35, 38) passing respectively through the embedding point S and the embedding point C.
  4. The assembly (8) according to Claim 3, characterized in that the flat length L of the electrical connector (11) is defined such that: L AπR 180 + Hs + Hc
    Figure imgb0005
    where:
    - R is the radius of the circle of centre 0 passing respectively through the embedding point S and the embedding point C;
    - A is the angle, measured in degrees, defined between said normals (39);
    - Hs is the height of the bearing surface (35);
    - Hc is the height of the contact surface (38).
  5. The assembly (8) according to Claim 4, characterized in that the angle A is comprised between 180° and 225° and is advantageously 215°.
  6. The assembly (8) according to any one of the preceding claims, characterized in that the primary and secondary conductors (28, 29) are bonded to the insulating layer (30).
  7. The assembly (8) according to any one of the preceding claims, characterized in that the thickness Ec of the primary and secondary conductors (28, 29) is comprised between 0.04 mm and 0.12 mm and is advantageously 0.08 mm.
  8. The assembly (8) according to any one of the preceding claims, characterized in that the primary and secondary conductors (28, 29) each include two projecting tabs (41), the primary end (23) and the primary terminal (25) each being fixed to one of the tabs (41) of the primary conductor (28), the secondary end (24) and the secondary terminal (26) each being fixed to one of the tabs (41) of the secondary conductor (29).
  9. An internal combustion engine (2) including a control assembly (8) according to one of the preceding claims.
  10. A motor vehicle (1) including an engine (2) according to Claim 9.
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