FR2746736A1 - Electronic control module for motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention est relative aux unités de gestion de véhicules automobiles. The present invention relates to motor vehicle management units.
Plus particulièrement, elle concerne les unités de gestion qui associent d'une part une carte électronique pour la gestion de différentes fonctions sur le véhicule et d'autre part une carte de puissance destinée à assurer la protection des circuits commandés, ainsi que le relayage et la distribution de la puissance. More particularly, it relates to the management units which combine on the one hand an electronic card for the management of different functions on the vehicle and on the other hand a power card intended to ensure the protection of the controlled circuits, as well as the relaying and power distribution.
Une platine de servitude de ce type a notamment déjà été décrite dans la demande de brevet FR 95 04917 de la demanderesse. A service plate of this type has in particular already been described in patent application FR 95 04917 of the applicant.
La principale difficulté technologique rencontrée avec une telle unité de gestion réside dans le couplage mécanique et électronique entre la carte de puissance et la carte de gestion. The main technological difficulty encountered with such a management unit lies in the mechanical and electronic coupling between the power card and the management card.
La carte de puissance est en effet un circuit imprimé destiné à protéger des circuits commutant des courants allant jusqu'à 40 ampères ou supérieurs. Elle intègre des dispositifs de protection, tels que des fusibles et des relais, et doit présenter des épaisseurs de substrat et de couches de cuivre importantes. The power card is indeed a printed circuit intended to protect circuits switching currents up to 40 amps or higher. It incorporates protective devices, such as fuses and relays, and must have significant thicknesses of substrate and copper layers.
L'épaisseur globale de la couche de cuivre est généralement de l'ordre de 200 à 400 microns.The overall thickness of the copper layer is generally of the order of 200 to 400 microns.
La carte de gestion, qui intègre l'électronique de commande, ne nécessite quant à elle qu'un substrat de faible épaisseur. Elle consiste par exemple en un circuit imprimé double faces avec une couche de cuivre de 35 ym d'épaisseur. The management card, which incorporates the control electronics, only requires a thin substrate. It consists, for example, of a double-sided printed circuit with a layer of copper 35 μm thick.
La carte de puissance et la carte de gestion correspondent donc à des technologies de réalisation et de connexion différentes. Compte tenu de l'épaisseur de cuivre de la carte de puissance, ainsi que des techniques de réalisation utilisées (obtention des trous par poinçonnage et non par perçage), il n'est pas possible de disposer sur celle-ci de connecteurs avec des pas entre points de raccordement faibles. Un minimum de 3,5 à 5 mm est nécessaire. The power card and the management card therefore correspond to different production and connection technologies. Given the thickness of copper on the power board, as well as the production techniques used (obtaining holes by punching and not by drilling), it is not possible to have connectors on it with steps between weak connection points. A minimum of 3.5 to 5 mm is required.
A l'inverse, sur la carte de gestion, la technologie de réalisation retenue permet l'utilisation de connecteurs à pas faible (pas de 2,54 mm, voire 1,27 mm). Conversely, on the management card, the selected production technology allows the use of low-pitch connectors (2.54 mm or even 1.27 mm pitch).
De ce fait, le raccordement entre les deux cartes, carte de puissance et carte de gestion, est difficile. Therefore, the connection between the two cards, power card and management card, is difficult.
Cette difficulté est en outre accrue par le fait que la carte de puissance nécessite des pistes de largeur importante et qu'il n'est pas possible de regrouper les points de connexion en un seul lieu, car le routage de la carte de puissance s'avérerait impossible à réaliser. This difficulty is further increased by the fact that the power card requires tracks of large width and that it is not possible to group the connection points in one place, because the routing of the power card is would prove impossible to achieve.
L'objet du présent brevet est de répondre au problème posé par la connexion entre les deux parties par une solution simple, peu coûteuse et adaptée. The object of this patent is to respond to the problem posed by the connection between the two parts by a simple, inexpensive and suitable solution.
L'invention propose à cet effet une unité de gestion de véhicule automobile, comportant au moins une carte électronique de gestion et une carte électronique de puissance rapportées sur un même boîtier, caractérisée en ce qu'elle comporte un circuit imprimé intermédiaire raccordé en une zone de la carte de gestion et s'étendant au droit de la carte de puissance à laquelle il est raccordé en plusieurs points. To this end, the invention provides a motor vehicle management unit, comprising at least one electronic management card and one electronic power card attached to the same housing, characterized in that it comprises an intermediate printed circuit connected in a zone of the management card and extending to the right of the power card to which it is connected at several points.
Avantageusement, le circuit imprimé intermédiaire présente au moins un rabat par lequel il est raccordé à la carte de gestion. Advantageously, the intermediate printed circuit has at least one flap by which it is connected to the management card.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit. Cette description est purement illustrative et non limitative. Elle doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels
- la figure 1 est une représentation schématique en coupe d'une unité de gestion conforme à un mode de réalisation possible pour l'invention
- la figure 2 est une représentation schématique en coupe de la carte de puissance de l'unité de gestion de la figure 1
- la figure 3 est une représentation schématique en coupe de la carte de raccordement de l'unité de gestion de la figure 1 avant pliage;
- la figure 4 est une représentation schématique illustrant l'assemblage de la carte de puissance et de la carte de raccordement des figures 2 et 3 dans un boîtier de puissance
- la figure 5 est une représentation schématique en coupe de la carte de gestion de la figure 1;
- la figure 6 est une représentation schématique illustrant le montage de la carte de gestion et de son capot de protection sur le boîtier de puissance de l'assemblage de la figure 4
- la figure 7 est une représentation schématique semblable à celle de la figure 1 illustrant une autre variante de réalisation possible
- la figure 8 est une représentation schématique en coupe de l'ensemble constitué par la carte intermédiaire et la carte de gestion de la variante de la figure 7
- la figure 9 est une représentation schématique illustrant l'assemblage des différentes cartes sur le boîtier de puissance
- la figure 10 est une représentation schématique en coupe illustrant une autre variante possible pour la carte intermédiaire
- la figure 11 illustre l'assemblage de la carte intermédiaire de la figure 10 et d'une carte de gestion.Other characteristics and advantages of the invention will emerge from the description which follows. This description is purely illustrative and not limiting. It should be read in conjunction with the accompanying drawings on which
- Figure 1 is a schematic sectional representation of a management unit according to a possible embodiment for the invention
- Figure 2 is a schematic sectional representation of the power card of the management unit of Figure 1
- Figure 3 is a schematic sectional representation of the connection card of the management unit of Figure 1 before folding;
- Figure 4 is a schematic representation illustrating the assembly of the power card and the connection card of Figures 2 and 3 in a power box
- Figure 5 is a schematic sectional view of the management card of Figure 1;
- Figure 6 is a schematic representation illustrating the mounting of the management card and its protective cover on the power unit of the assembly of Figure 4
- Figure 7 is a schematic representation similar to that of Figure 1 illustrating another possible alternative embodiment
- Figure 8 is a schematic sectional representation of the assembly formed by the intermediate card and the management card of the variant of Figure 7
- Figure 9 is a schematic representation illustrating the assembly of the different cards on the power box
- Figure 10 is a schematic sectional representation illustrating another possible variant for the intermediate card
- Figure 11 illustrates the assembly of the intermediate card of Figure 10 and a management card.
L'unité de gestion représentée sur la figure 1 est un calculateur d'habitacle et comporte une carte de puissance 1, une carte de gestion 2, ainsi qu'une carte intermédiaire 3 reliant la carte de gestion 2 à la carte de puissance 1. The management unit shown in FIG. 1 is a cabin computer and comprises a power card 1, a management card 2, as well as an intermediate card 3 connecting the management card 2 to the power card 1.
La carte de puissance 1 est reçue avec la carte intermédiaire 3 dans un boîtier constitué d'un demiboîtier inférieur 4 et d'un demi-boîtier supérieur 5. The power card 1 is received with the intermediate card 3 in a box consisting of a lower half-box 4 and an upper half-box 5.
La carte de puissance 1 a été plus particulièrement illustrée sur la figure 2. The power card 1 has been more particularly illustrated in FIG. 2.
Elle comporte un circuit imprimé simple face 6 sur lequel des composants de puissance 7 traversants sont enfichés. Le substrat de ce circuit imprimé 6 présente au moins une rainure de pliage 6a en V qui est ouverte sur sa face opposée à sa face qui porte les conducteurs en cuivre 9 dudit circuit 6. It comprises a single-sided printed circuit 6 on which through power components 7 are inserted. The substrate of this printed circuit 6 has at least one V-shaped folding groove 6a which is open on its face opposite to its face which carries the copper conductors 9 of said circuit 6.
Cette rainure 6a permet de plier un rabat 6b par rapport à la partie principale 6c du circuit imprimé 6. This groove 6a makes it possible to fold a flap 6b relative to the main part 6c of the printed circuit 6.
Ce rabat 6b est destiné à être reçu de façon inclinée dans le boîtier inférieur 4. Il porte des moyens de connectique 10 pour le raccordement aux alimentations de puissance et présente également des moyens femelles 11 destinés à recevoir des fusibles embrochables 12 accessibles de l'extérieur du boîtier (figure 1). This flap 6b is intended to be received in an inclined manner in the lower housing 4. It carries connection means 10 for connection to power supplies and also has female means 11 intended to receive plug-in fuses 12 accessible from the outside. of the housing (Figure 1).
Des moyens de connectique 10 pour le raccordement aux alimentations de puissance sont également prévus sur la partie principale 6a du circuit imprimé 6. Connection means 10 for connection to the power supplies are also provided on the main part 6a of the printed circuit 6.
La carte intermédiaire 3 a été représentée sur la figure 3. The intermediate card 3 has been shown in FIG. 3.
Elle comporte un circuit imprimé simple face 14, ainsi qu'au moins deux rainures de pliage parallèles 15 et 16 qui définissent sur ladite carte 3 deux rabats rigides juxtaposés 17 et 18. La couche de cuivre de ce circuit imprimé 14 est de petite épaisseur (35 pm), puisqu'il ne porte aucun composant de puissance. It comprises a single-sided printed circuit 14, as well as at least two parallel folding grooves 15 and 16 which define on said card 3 two juxtaposed rigid flaps 17 and 18. The copper layer of this printed circuit 14 is of small thickness ( 35 pm), since it does not carry any power component.
Le rabat d'extrémité 18 comporte des moyens de connexion 19 pour le raccordement à la carte 2 qui porte l'électronique de gestion. The end flap 18 includes connection means 19 for connection to the card 2 which carries the management electronics.
La partie principale 14a de la carte 14 porte des barrettes traversantes 13 pour la liaison des conducteurs dudit circuit imprimé 14 avec la carte de puissance 1. The main part 14a of the card 14 carries through bars 13 for the connection of the conductors of said printed circuit 14 with the power card 1.
Elle présente également des évidements 20 destinés à laisser passer les composants de puissance 7 que porte la carte 1.It also has recesses 20 intended to allow the power components 7 carried by the card 1 to pass through.
Le rabat 17 sert d'entretoise intermédiaire. Il permet au rabat d'extrémité 18 de s'étendre de façon décalée au droit de la partie principale 14a, parallèlement à celle-ci. The flap 17 serves as an intermediate spacer. It allows the end flap 18 to extend offset to the right of the main part 14a, parallel to the latter.
Cette carte intermédiaire 3 s'assemble sur la carte de puissance 1, au droit de celle-ci, de la façon qui a été illustrée sur la figure 4. Elle est raccordée à celle-ci en plusieurs points, par l'intermédiaire des barrettes 13, qui traversent la carte 3 et la carte 1 et sont soudées à la vague sur les conducteurs 9. This intermediate card 3 is assembled on the power card 1, to the right of the latter, in the manner which has been illustrated in FIG. 4. It is connected to the latter at several points, by means of the bars. 13, which pass through the card 3 and the card 1 and are wave soldered on the conductors 9.
Une fois assemblées, les deux cartes 1 et 3 sont mises en place dans le boîtier de puissance. Once assembled, the two cards 1 and 3 are placed in the power box.
A cet effet, ils sont dans un premier temps placés dans le demi-boîtier inférieur 4, qui présente un pan d'extrémité incliné 4a dans lequel vient se loger le rabat 6b de la carte de puissance 1. Ce pan incliné 4a présente un évidement pour le passage du fusible 12. To this end, they are initially placed in the lower half-casing 4, which has an inclined end panel 4a in which is housed the flap 6b of the power card 1. This inclined panel 4a has a recess for the passage of fuse 12.
Dans un deuxième temps, le demi-boîtier supérieur 5 est refermé sur cet assemblage. Ce demi-boîtier supérieur 5 présente des évidements 21 destinés à être traversés par les moyens de connectique 10, ainsi qu'un évidement 22 traversé par les rabats 17 et 18 et les moyens de connexion 19 de la carte intermédiaire 3. In a second step, the upper half-casing 5 is closed on this assembly. This upper half-casing 5 has recesses 21 intended to be traversed by the connection means 10, as well as a recess 22 traversed by the flaps 17 and 18 and the connection means 19 of the intermediate card 3.
En sa partie supérieure, c'est-à-dire en sa partie la plus éloignée du demi-boîtier inférieur 4, le demiboîtier 5 présente un logement 23 destiné à recevoir la carte de gestion 2. In its upper part, that is to say in its part farthest from the lower half-casing 4, the half-casing 5 has a housing 23 intended to receive the management card 2.
Ladite carte de gestion 2 a eté illustrée sur la figure 5. Said management card 2 has been illustrated in FIG. 5.
Elle présente une pluralité de composants électroniques 24 portés d'un côté d'un circuit imprimé double faces 25. Elle présente également d'une part des moyens de connexion 26 qui sont disposés au niveau d'une zone d'extrémité de ladite carte 2 et qui sont destinés à coopérer avec les moyens 19 pour le raccordement de la carte de gestion 2 à la carte intermédiaire 3, et d'autre part des moyens de connexion 27 orientés vers l'extérieur du boîtier pour le raccordement de ladite carte de gestion 2 aux différentes électroniques qui sont gérées par l'unité de gestion. It has a plurality of electronic components 24 carried on one side of a double-sided printed circuit 25. It also has, on the one hand, connection means 26 which are arranged at an end zone of said card 2 and which are intended to cooperate with the means 19 for connecting the management card 2 to the intermediate card 3, and on the other hand connection means 27 oriented towards the outside of the housing for the connection of said management card 2 to the various electronics which are managed by the management unit.
Ainsi qu'illustré sur la figure 6, lorsque ladite carte de gestion 2 est en place sur le demi-boîtier supérieur 5, un capot 28 est refermé sur le boîtier de puissance pour la protéger. Ce capot 28 présente également des ouvertures 29, 30 destinées à être traversées par les moyens de connectique 10 et 27 de la carte de puissance 1 et de la carte de gestion 2. As illustrated in FIG. 6, when said management card 2 is in place on the upper half-casing 5, a cover 28 is closed on the power box to protect it. This cover 28 also has openings 29, 30 intended to be crossed by the connection means 10 and 27 of the power card 1 and of the management card 2.
On se réfère maintenant aux figures 7 à 9 sur lesquelles est illustré un autre mode de réalisation possible pour l'unité de gestion conforme à l'invention. Reference is now made to FIGS. 7 to 9 in which another possible embodiment for the management unit according to the invention is illustrated.
On a gardé pour les éléments de la variante des figures 1 à 6 qui se retrouvent sur la variante des figures 7 à 9, la même numérotation de référence augmentée de 100. The elements of the variant of FIGS. 1 to 6 which are found in the variant of FIGS. 7 to 9 have been kept with the same reference numbering increased by 100.
Dans ce mode de réalisation, les moyens de connectique 19 et 26 sont supprimés. Ainsi qu'on l'a illustré sur la figure 8, la carte de gestion 102 est directement fixée à une de ses extrémités sur un rabat 140 que présente la carte intermédiaire 103, par l'intermédiaire d'une barrette de raccordement 141 qui est soudée à la vague (carte sur chant) sur ladite carte 102. In this embodiment, the connection means 19 and 26 are eliminated. As illustrated in FIG. 8, the management card 102 is directly fixed at one of its ends to a flap 140 which the intermediate card 103 presents, by means of a connection strip 141 which is soldered to the wave (card on edge) on said card 102.
Par ailleurs, les rabats rigides 17, 18 sont remplacés, par une portion de conduction souple 142 terminée par le rabat 140. Cette portion souple 142 est réalisée par fraisage du substrat du circuit imprimé 114 sur une certaine largeur. Furthermore, the rigid flaps 17, 18 are replaced by a flexible conduction portion 142 terminated by the flap 140. This flexible portion 142 is produced by milling the substrate of the printed circuit 114 over a certain width.
Le raccordement de la barrette 141 sur la carte intermédiaire 103 est effectué en même temps que l'opération de soudure des barrettes 113 sur les pions 113a que présente le circuit imprimé de la carte 103. The connection of the bar 141 on the intermediate card 103 is carried out at the same time as the operation of soldering the bars 113 on the pins 113a presented by the printed circuit of the card 103.
Les opérations de montage sont identiques à celles décrites précédemment, la carte de gestion 102 étant, ainsi qu'on la illustré sur la figure 9, présentée dans l'ouverture 122 que présente le demi-boîtier supérieur 105 lorsque celui-ci est refermé sur le demi-boîtier inférieur 104. The mounting operations are identical to those described above, the management card 102 being, as illustrated in FIG. 9, presented in the opening 122 that the upper half-housing 105 presents when the latter is closed on the lower half-housing 104.
La carte de gestion 102 est ensuite rabattue dans le logement 123, qui comprend des moyens pour le maintien et le positionnement de ladite carte. The management card 102 is then folded back into the housing 123, which comprises means for maintaining and positioning said card.
Le capot 128 est ensuite mis en place pour protéger ladite carte 102. The cover 128 is then put in place to protect said card 102.
D'autres variantes de réalisation de l'invention sont bien entendu envisageables. Other alternative embodiments of the invention are of course conceivable.
Notamment, ainsi qu'on l'a illustré sur la figure 10, le circuit intermédiaire peut comprendre un circuit imprimé sur film souple 144 fixé porté par un support plastique 145 dans lequel les barrettes 113 pour le raccordement à la carte de puissance 1 sont insérées à force ou surmoulées. In particular, as illustrated in FIG. 10, the intermediate circuit can comprise a printed circuit on flexible film 144 fixed carried by a plastic support 145 in which the bars 113 for connection to the power card 1 are inserted by force or overmolded.
Le film souple du circuit imprimé est par exemple en Mylar (marque déposée). The flexible film of the printed circuit is for example Mylar (registered trademark).
La fixation sur le support 145 est réalisée par collage, maintien mécanique par un cavalier ou soudure à la vague sur des pions ou ergots dépassants du support 145. Une portion 144a de ce film souple 144 est en saillie par rapport au support et constitue la portion souple du rabat du circuit imprimé. The attachment to the support 145 is carried out by gluing, mechanical retention by a jumper or wave soldering on pins or pins projecting from the support 145. A portion 144a of this flexible film 144 is projecting relative to the support and constitutes the portion flexible circuit board flap.
En variante encore, le support plastique pourrait être remplacé par un circuit imprimé rigide muni de barrettes ou de pions de traversée. In another variant, the plastic support could be replaced by a rigid printed circuit provided with bars or crossing pins.
Le raccordement entre le circuit imprimé de la carte de gestion 102 et le circuit souple 144 peut être réalisé par collage. The connection between the printed circuit of the management card 102 and the flexible circuit 144 can be made by gluing.
A cet effet, ainsi qu'illustré sur la figure 11, les pistes étamées sont positionnées en vis à vis du circuit souple et celles du circuit imprimé de la carte de gestion, tandis qu'une électrode 146, qui exerce une pression sur le circuit souple 144, assure un apport de calories contrôlé permettant la soudure de toutes les pistes en vis à vis par refusion de l'étain déposé à la fois sur le circuit imprimé de la carte de gestion 102 et sur les pistes du circuit souple 144. To this end, as illustrated in FIG. 11, the tinned tracks are positioned opposite the flexible circuit and those of the printed circuit of the management card, while an electrode 146, which exerts pressure on the circuit flexible 144, provides a controlled supply of calories allowing the soldering of all the facing tracks by reflowing the tin deposited both on the printed circuit of the management card 102 and on the tracks of the flexible circuit 144.
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