EP3857688A1 - Dispositif de commande pour moteur electrique d'un pulseur d'air de vehicule automobile - Google Patents

Dispositif de commande pour moteur electrique d'un pulseur d'air de vehicule automobile

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EP3857688A1
EP3857688A1 EP19795261.7A EP19795261A EP3857688A1 EP 3857688 A1 EP3857688 A1 EP 3857688A1 EP 19795261 A EP19795261 A EP 19795261A EP 3857688 A1 EP3857688 A1 EP 3857688A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
printed circuit
circuit board
control device
electronic component
electric motor
Prior art date
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Pending
Application number
EP19795261.7A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Ismaël FRANCO
Iliass LAAIOUNI
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Valeo Systemes Thermiques SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
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Filing date
Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/02—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for suppression of electromagnetic interference
    • H02K11/026—Suppressors associated with brushes, brush holders or their supports
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K23/00—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors
    • H02K23/66—Structural association with auxiliary electric devices influencing the characteristic of, or controlling, the machine, e.g. with impedances or switches
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2211/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to measuring or protective devices or electric components
    • H02K2211/03—Machines characterised by circuit boards, e.g. pcb

Definitions

  • the invention relates to a control device for an electric motor, in particular an air blower for a ventilation, heating and / or air conditioning device of a motor vehicle.
  • the blower generally comprises an electric motor, in particular with brushes, on which a wheel is mounted to set the air in motion.
  • the pulser also includes a motor support in which the electric motor is housed, as well as the electric motor control device, the motor and the control device being connected to each other.
  • the controller has a male power connector while the electric motor includes an electrical harness and a female power connector.
  • the male connector fits into the female connector, which electrically connects the control device and the motor.
  • blower has the disadvantage that the entire engine, the control device, their connector and the engine support can be bulky in the vehicle, which is of course not optimal depending on the type of vehicle that the team kicker.
  • connection between the motor and the control device must be as reliable as possible, in order to avoid any malfunction of the blower, which would generate a malfunction of the ventilation, heating and / or air conditioning device and would necessarily impact user comfort. of the vehicle.
  • the control device and the motor may move away from one another inappropriately, which can cause deterioration of their electrical connection. Indeed, the losses by heating are all the more important as the electric beam is long.
  • the control device can comprise one or more electronic components comprising two connection tabs, and soldered on a printed circuit according to the technique known as surface mounting.
  • surface mounting is understood to mean that the component is soldered to the surface of the printed circuit.
  • connection tabs In the case where the electronic component has connection tabs, these do not pass through the printed circuit, consequently the latter does not have any insertion holes for the connection tabs.
  • One difficulty with this type of mounting is to ensure the quality of the solder even when the component to be brazed has slight geometric defects, such as two connection tabs which are not entirely coplanar.
  • connection tabs of one of the components are not entirely coplanar, their soldering on the printed circuit is weakened and can break during the life of the vehicle, notably under the effect of vibrations to which the product is subject to during use.
  • the object of the invention is to at least partially remedy these drawbacks.
  • the subject of the invention is a control device for an electric motor comprising a printed circuit board, said printed circuit board being provided with an electronic component comprising at least two legs, at least one of the legs being mounted on the surface of the printed circuit board and another of the tabs being mounted through said printed circuit board.
  • connection tabs make it possible to overcome localization defects in the same plane of the connection tabs.
  • the relative arrangement of a connection tab relative to the other is not important to ensure good contact between the connection tab to be soldered on the surface of the printed circuit and the printed circuit itself.
  • the electronic component has two tabs. In other words, the electronic component includes only two legs.
  • the device comprises an electrical connection crimped with the through lug of the electronic component.
  • the electrical connection comprises a braided wire.
  • the electrical connection is shaped to electrically connect the electronic component to a brush of the electric motor.
  • the electronic component is a coil or a capacitor or a resistor or a transistor or a diode.
  • the printed circuit board comprises a passage of the through lug of the electronic component, the passage being a notch formed in an edge of the printed circuit board or a through hole.
  • the passage has a general circular or oblong or rectangular or square shape.
  • the through tab forms an angle between 88 ° and 92 ° with a plane in which the printed circuit board extends, preferably 90 °.
  • the invention also relates to an air blower for a device for the ventilation, heating and / or air conditioning device of a motor vehicle, comprising a control device as described above.
  • the invention also relates to a heating, ventilation and / or air conditioning device for a motor vehicle, comprising a blower as described above.
  • FIG. 1 illustrates a perspective view of a control device according to the present invention
  • FIG. 1 illustrates a side view of a component of the device of Figure 1;
  • FIG. 3 illustrates a perspective view of the component of Figure 2 connected to a brush of an electric motor configured to be controlled by the control device of Figure 1;
  • - Figure 4 illustrates a variant of the control device of Figure 1;
  • Figure 5 is a top view of a detail of Figure 4.
  • the subject of the invention is a control device, referenced 1 in the figures.
  • the invention also relates to a pulser (not illustrated) comprising the control device 1 as well as an electric motor configured to be controlled by the control device 1.
  • the invention also relates to a ventilation, heating and / or air conditioning device for a motor vehicle (not shown) equipped with the blower fitted with the control device 1.
  • the ventilation, heating and / or air conditioning device makes it possible to regulate the temperature of an air flow intended for the passenger compartment of the vehicle.
  • the blower allows air to enter and circulate in the ventilation, heating and / or air conditioning system.
  • control device 1 comprises a printed circuit board 2.
  • the printed circuit board 2 is delimited by two parallel faces 3, 3 ′ on which electronic components 4 are mounted.
  • the printed circuit board 2 comprises in particular an electronic component, referenced 4L, which is an anti-interference coil in the illustrated embodiment.
  • the coil 4L is a dipole comprising two tabs 5, 6 for electrical connection.
  • the tab 5 is mounted on the face 3 of the printed circuit board 2. More specifically, the tab 5 is soldered on the surface of the printed circuit board 2.
  • the tab 6 is mounted through of the printed circuit board 2, the card 2 comprising a through hole 7 for the passage of the tab 6.
  • the through configuration of the tab 6 makes it possible to avoid having to use a connector between the electric motor and the control device 1, as will be explained later.
  • the dimensions of the orifice 7 and of the tab 6 are chosen so that there is a clearance between the walls of the orifice 7 and the tab 6.
  • the clearance between the surface of the tab 6 and the walls of the orifice 7 is between 1.5 millimeters and 2.5 millimeters. This range of clearance values is particularly suitable for an inductor with a diameter of about 10 millimeters. The insertion of the tab 6 into the printed circuit board 2 is thus greatly facilitated, even when the angle between the tab 5 and the tab 6 of the component does not measure exactly 90 °.
  • the clearance is preferably chosen so that the tab 6 extends orthogonally to the faces 3 and 4, with a deviation of ⁇ 2 °.
  • the orifice 7 allows protection of the tab 6, which prevents the tab 6 from breaking, even in the event of an untimely movement of the control device 1.
  • one end 8 of the tab 6 is free while an opposite end 9 is secured to a body 10 of the coil 4L.
  • the coil 4L is electrically connected to a brush 1 1 of the electric motor.
  • the electrical connection 12 between the end 8 and the brush 1 1 comprises a braided wire.
  • the braided wire is crimped at one of its ends to the tab 6 and at the other of its ends to the brush 11.
  • the crimping of the braided wire directly, reliably and inexpensively ensures the electrical connection between the control device 1 and the electric motor, which makes it possible to eliminate any motor power connector.
  • the configuration according to the present invention also makes it possible to integrate the control device 1 on the motor, which makes the electrical connection shorter and makes the assembly less bulky.
  • the anti-parasite elements are directly integrated into the control device 1, and their assembly does not require wave soldering, unlike the state of the art .
  • the printed circuit board 2 is provided with a notch T.
  • the notch T comprises an inlet 15 for passage of the tab 6, the tab 6 being held against the wall 16 of the notch
  • the through electronic component can be another type of dipole or multipole, such as a capacitor or a resistor or a transistor or a diode.
  • the orifice 7 and the notch T may have different types of section, in particular circular or oblong or rectangular or square.

Landscapes

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  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
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Abstract

L'invention a pour objet un dispositif de commande pour un moteur électrique comprenant une carte de circuit imprimé (2), ladite carte de circuit imprimé étant munie d'un composant électronique (4L) comportant au moins deux pattes (5, 6), au moins l'une (5) des pattes étant montée en surface de la carte de circuit imprimé (2) et une autre (6) des pattes étant montée traversante de ladite carte de circuit imprimé (2).

Description

DISPOSITIF DE COMMANDE POUR MOTEUR ELECTRIQUE D’UN PULSEUR
D’AIR DE VEHICULE AUTOMOBILE
L’invention concerne un dispositif de commande pour un moteur électrique, notamment d’un pulseur d’air pour un dispositif de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation de véhicule automobile.
Il est connu qu’un tel dispositif de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation permet la régulation de la température d’un flux d’air destiné à alimenter l’habitacle du véhicule. Le pulseur d’air permet, quant à lui, de faire entrer et circuler le flux d'air dans le dispositif de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation jusqu’à des bouches de sortie, où l’air pénètre dans l’habitacle.
Le pulseur comporte généralement un moteur électrique, notamment à balais, sur lequel est montée une roue pour mettre l’air en mouvement. Le pulseur comporte également un support moteur dans lequel est logé le moteur électrique, ainsi que le dispositif de commande du moteur électrique, le moteur et le dispositif de commande étant connectés l’un à l’autre.
Par exemple, le dispositif de commande est muni d’un connecteur de puissance mâle tandis que le moteur électrique comprend un faisceau électrique et un connecteur de puissance femelle. Le connecteur mâle s’emmanche dans le connecteur femelle, ce qui relie électriquement le dispositif de commande et le moteur.
Néanmoins, un tel pulseur présente l’inconvénient que l’ensemble du moteur, du dispositif de commande, de leur connecteur et du support moteur peut être encombrant dans le véhicule, ce qui n’est bien entendu pas optimal selon le type de véhicule que le pulseur équipe.
De plus, la connexion entre le moteur et le dispositif de commande doit être la plus fiable possible, afin d’éviter tout dysfonctionnement du pulseur, qui générerait un dysfonctionnement du dispositif de ventilation, chauffage et/ou climatisation et impacterait nécessairement le confort des usagers du véhicule. Or, selon la position du connecteur dans le véhicule, le dispositif de commande et le moteur peuvent s’éloigner inopportunément l’un de l’autre, ce qui peut occasionner une dégradation de leur connexion électrique. En effet, les pertes par échauffement sont d’autant plus importantes que le faisceau électrique est long. D’autre part, le dispositif de commande peut comporter un ou plusieurs composants électroniques comportant deux pattes de connexion, et brasés sur un circuit imprimé selon la technique dite du montage en surface. On entend par le terme « montage en surface » que le composant est brasé sur la surface du circuit imprimé. Dans le cas où le composant électronique possède des pattes de connexion, celles-ci ne traversent pas le circuit imprimé, par conséquent celui-ci ne possède aucun trou d’insertion des pattes de connexion. Une difficulté de ce type de montage est d’assurer la qualité de la brasure même lorsque le composant à braser présente de légers défauts géométriques, comme deux pattes de connexion non tout à fait coplanaires.
En effet, dès que les pattes de connexion de l’un des composants ne sont pas tout à fait coplanaires, leur soudure sur le circuit imprimé est fragilisée et peut se rompre durant la vie du véhicule, sous l’effet notamment des vibrations auxquelles le produit est soumis au cours de son utilisation.
Le but de l’invention est de remédier au moins partiellement à ces inconvénients.
A cet effet, l’invention a pour objet un dispositif de commande pour un moteur électrique comprenant une carte de circuit imprimé, ladite carte de circuit imprimé étant munie d’un composant électronique comportant au moins deux pattes, au moins l’une des pattes étant montée en surface de la carte de circuit imprimé et une autre des pattes étant montée traversante de ladite carte de circuit imprimé.
Ainsi, le composant partiellement traversant et partiellement monté en surface permet de s’affranchir des défauts de localisation dans un même plan des pattes de connexion. En effet, la disposition relative d’une patte de connexion par rapport à l’autre n’est pas importante pour assurer un bon contact entre la patte de connexion devant être brasée sur la surface du circuit imprimé et le circuit imprimé lui-même.
De plus, cette configuration rend possible d’intégrer le dispositif de commande sur le moteur, ce qui réduit la distance entre des balais et un collecteur du moteur ainsi que la distance du faisceau électrique. Selon une autre caractéristique de l’invention, le composant électronique possède deux pattes. En d’autres termes, le composant électronique comprend deux pattes uniquement.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le dispositif comprend une liaison électrique sertie avec la patte traversante du composant électronique.
Ainsi, grâce à la présente invention, il est possible de s’affranchir de tout connecteur mâle/femelle entre le dispositif de commande et le moteur électrique et rend très fiable la connexion électrique entre le dispositif de commande et le moteur électrique.
Selon une autre caractéristique de l’invention, la liaison électrique comprend un fil tressé.
Selon une autre caractéristique de l’invention, la liaison électrique est conformée pour connecter électriquement le composant électronique à un balai du moteur électrique.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le composant électronique est une bobine ou un condensateur ou une résistance ou un transistor ou une diode.
Selon une autre caractéristique de l’invention, la carte de circuit imprimé comprend un passage de la patte traversante du composant électronique, le passage étant une encoche formée dans un bord de la carte de circuit imprimé ou un trou traversant.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le passage présente une forme générale circulaire ou oblongue ou rectangulaire ou carrée.
Selon une autre caractéristique de l’invention, la patte traversante forme un angle compris entre 88° et 92° avec un plan dans lequel s’étend la carte de circuit imprimé, de préférence 90°.
L’invention a également pour objet un pulseur d’air pour un dispositif de dispositif de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation de véhicule automobile, comprenant un dispositif de commande tel que décrit précédemment.
L’invention a également pour objet un dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour véhicule automobile, comprenant un pulseur tel que décrit précédemment. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 illustre une vue en perspective d’un dispositif de commande selon la présente invention ;
- la figure 2 illustre une vue de côté d’un composant du dispositif de la figure 1 ;
- la figure 3 illustre une vue en perspective du composant de la figure 2 relié à un balai d’un moteur électrique configuré pour être commandé par le dispositif de commande de la figure 1 ; - la figure 4 illustre une variante du dispositif de commande de la figure 1 ; et
- la figure 5 est une vue de dessus d’un détail de la figure 4.
Dispositif de commande - Pulseur - Dispositif de ventilation, chauffage et/ou climatisation
L’invention a pour objet un dispositif de commande, référencé 1 dans les figures. L’invention a également pour objet un pulseur (non illustré) comprenant le dispositif de commande 1 ainsi qu’un moteur électrique configuré pour être commandé par le dispositif de commande 1.
L’invention a également pour objet un dispositif de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation pour un véhicule automobile (non illustré) équipé du pulseur muni du dispositif de commande 1.
Le dispositif de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation permet de réguler la température d’un flux d’air à destination de l’habitacle du véhicule.
Le pulseur permet de faire pénétrer et de mettre en circulation l’air dans le dispositif de ventilation, chauffage et /ou climatisation. Dispositif de commande
Comme visible sur la figure 1 , le dispositif de commande 1 comprend une carte de circuit imprimé 2. Comme il ressort également de la figure 1 , la carte de circuit imprimé 2 est délimitée par deux faces parallèles 3, 3’ sur lesquelles sont montées des composants électroniques 4.
La carte de circuit imprimé 2 comprend en particulier un composant électronique, référencé 4L, qui est une bobine anti-parasite sur le mode de réalisation illustré.
La bobine 4L est un dipôle comportant deux pattes 5, 6 de connexion électrique.
Comme particulièrement visible sur la figure 1 , la patte 5 est montée sur la face 3 de la carte de circuit imprimé 2. Plus précisément, la patte 5 est brasée sur la surface de la carte de circuit imprimé 2. La patte 6 est montée traversante de la carte de circuit imprimé 2, la carte 2 comprenant un orifice traversant 7 pour le passage de la patte 6.
La configuration traversante de la patte 6 permet d’éviter de recourir à un connecteur entre le moteur électrique et le dispositif de commande 1 , comme il sera expliqué ultérieurement. Les dimensions de l’orifice 7 et de la patte 6 sont choisies de sorte qu’il existe un jeu entre les parois de l’orifice 7 et la patte 6.
Le jeu entre la surface de la patte 6 et les parois de l’orifice 7 est compris entre 1 ,5 millimètre et 2,5 millimètres. Cette plage de valeurs du jeu est particulièrement adaptée pour une bobine d’inductance d’un diamètre d’environ 10 millimètres. L’insertion de la patte 6 dans la carte de circuit imprimé 2 est ainsi grandement facilitée, même lorsque l’angle entre la patte 5 et la patte 6 du composant ne mesure pas exactement 90°.
Le jeu est de préférence choisi pour que la patte 6 s’étende orthogonalement aux faces 3 et 4, avec un écart de ±2°. L’orifice 7 permet une protection de la patte 6, ce qui évite que la patte 6 casse, même en cas d’un déplacement inopportun du dispositif de commande 1.
Sur la figure 1 , une extrémité 8 de la patte 6 est libre tandis qu’une extrémité opposée 9 est solidaire d’un corps 10 de la bobine 4L. Sur la figure 3, la bobine 4L est reliée électriquement à un balai 1 1 du moteur électrique.
La liaison électrique 12 entre l’extrémité 8 et le balai 1 1 comprend un fil tressé.
De préférence, le fil tressé est serti à l’une de ses extrémités à la patte 6 et à l’autre de ses extrémités au balai 1 1.
Avantages
Le sertissage du fil tressé assure directement, de façon fiable et à moindre coût la liaison électrique entre le dispositif de commande 1 et le moteur électrique, ce qui permet de supprimer tout connecteur de puissance moteur. La configuration selon la présente invention permet également d’intégrer le dispositif de commande 1 sur le moteur, ce qui rend la liaison électrique plus courte et rend l’ensemble moins encombrant.
Grâce à la configuration selon la présente invention, les éléments anti-parasite (la bobine 4L) sont directement intégrés dans le dispositif de commande 1 , et leur assemblage ne nécessite pas de soudure à la vague, contrairement à l’état de l’art.
Variantes de réalisation
L’invention ne se limite bien entendu pas au mode de réalisation illustré aux figures
1 à 3.
Notamment, selon la variante des figures 4 et 5, la carte de circuit imprimé 2 est munie d’une encoche T.
Comme particulièrement visible sur la figure 5, l’encoche T comprend une entrée 15 de passage de la patte 6, la patte 6 étant maintenue contre la paroi 16 de l’encoche
7’.
Par ailleurs, le composant électronique traversant peut être un autre type de dipôle ou de multipôle, tel qu’un condensateur ou une résistance ou un transistor ou une diode.
De plus, l’orifice 7 et l’encoche T peuvent présenter différents types de section, notamment circulaire ou oblongue ou rectangulaire ou carrée.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de commande pour un moteur électrique comprenant une carte de circuit imprimé (2), ladite carte de circuit imprimé étant munie d’un composant électronique (4L) comportant au moins deux pattes (5, 6), au moins l’une (5) des pattes étant montée en surface de la carte de circuit imprimé (2) et une autre (6) des pattes étant montée traversante de ladite carte de circuit imprimé (2).
2. Dispositif selon la revendication 1 , dans lequel le composant électronique (4L) possède deux pattes (5, 6). 3. Dispositif selon l’une des revendications 1 ou 2, comprenant une liaison électrique
(12) sertie avec la patte traversante (6) du composant électronique (4L).
4. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel la liaison électrique (12) comprend un fil tressé.
5. Dispositif selon l’une des revendications 3 ou 4, dans lequel la liaison électrique (12) est conformée pour connecter électriquement le composant électronique (4L) à un balai (1 1 ) du moteur électrique.
6. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le composant électronique est une bobine (4L) ou un condensateur ou une résistance ou un transistor ou une diode. 7. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la carte de circuit imprimé comprend un passage (7, 7’) de la patte traversante du composant électronique, le passage étant une encoche formée (7’) dans un bord de la carte de circuit imprimé ou un trou traversant (7).
8. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel le passage (7, 7’) présente une forme générale circulaire ou oblongue ou rectangulaire ou carrée
9. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la patte traversante (6) forme un angle compris entre 88° et 92° avec un plan dans lequel s’étend la carte de circuit imprimé (2), de préférence 90°.
10. Pulseur d’air pour un dispositif de dispositif de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation de véhicule automobile, comprenant un dispositif de commande (1 ) selon l’une des revendications précédentes.
1 1. Dispositif de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation pour véhicule automobile, comprenant un pulseur d’air selon la revendication précédente.
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