FR2901758A1 - Electrohydraulic unit for e.g. wheel anti blocking system, has rolls connected to electronic card so that electronic unit having card and rolls is separable from electrohydraulic unit without disassembling elements of motor - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention appartient au domaine des systèmes de contrôle duThe present invention belongs to the field of control systems of the
freinage des roues des véhicules automobiles. Plus particulièrement l'invention concerne un groupe électro-hydraulique mis en oeuvre par de tels systèmes. braking of motor vehicle wheels. More particularly, the invention relates to an electro-hydraulic unit implemented by such systems.
Le contrôle dynamique du freinage des roues d'un véhicule automobile est aujourd'hui largement utilisé en raison de la sécurité et du confort de conduite que ce type de contrôle apporte. Différents systèmes de contrôle plus ou moins élaborés sont mis en oeuvre suivant les fonctions recherchées. Par exemple les systèmes pour éviter le blocage d'une roue lors d'un freinage (ABS pour Anti Blocking System), les systèmes antipatinage (TCS pour Traction Control System), les systèmes de contrôle de trajectoire (ESP pour Electronic Stability Program) ou les systèmes d'aide au freinage d'urgence (BAS pour Brake Assistance System) sont aujourd'hui utilisés sous des appellations diverses. The dynamic brake control of the wheels of a motor vehicle is nowadays widely used because of the safety and driving comfort that this type of control brings. Different control systems more or less elaborate are implemented according to the desired functions. For example, systems to prevent blockage of a wheel during braking (ABS for Anti Blocking System), traction control systems (TCS for Traction Control System), Electronic Stability Program (ESP) or emergency brake assist systems (BAS for Brake Assistance System) are nowadays used under various names.
Un point commun à tous ces systèmes est la mise en oeuvre de moyens qui agissent sur les pressions hydrauliques appliquées dans les freins des différentes roues d'un véhicule. Ces moyens comportent en général : - une partie hydraulique, ou bloc hydraulique, comportant une pompe pour générer la pression hydraulique nécessaire et des vannes pour agir sur la pression hydraulique dans chaque frein de roue, - une partie électronique pour élaborer les ordres de freinage devant être appliqués à chaque roue et pour piloter la position des vannes hydrauliques au moyen de bobines électriques agissant sur des noyaux magnétiques des vannes, - un moteur électrique pour entraîner la pompe hydraulique. Ces parties sont généralement regroupées dans un ensemble unique, désigné sous le nom de groupe électro-hydraulique, pour en faciliter le montage dans le véhicule et limiter les connexions entre les différentes parties. A common point to all these systems is the implementation of means that act on the hydraulic pressures applied in the brakes of the different wheels of a vehicle. These means generally comprise: a hydraulic part, or hydraulic block, comprising a pump for generating the necessary hydraulic pressure and valves for acting on the hydraulic pressure in each wheel brake; an electronic part for preparing the braking commands in front of be applied to each wheel and to control the position of the hydraulic valves by means of electric coils acting on the magnetic cores of the valves, - an electric motor for driving the hydraulic pump. These parts are usually grouped in a single set, referred to as the electro-hydraulic unit, to facilitate mounting in the vehicle and limit connections between different parts.
Afin d'améliorer l'intégration des différentes parties d'un tel groupe électro-hydraulique et de le rendre plus compact, il est connu de disposer les vannes du bloc hydraulique de telle sorte que les bobines de commande desdites vannes soient disposées autour du moteur et utilisent pour réaliser les circuits magnétiques nécessaires au fonctionnement de chaque électrovanne, (composée d'une vanne et de la bobine qui lui est associée) une partie du circuit magnétique du stator du moteur. Les circuits magnétiques sont en général réalisés avec un matériau ferreux pour des raisons de coût, mais tout matériau, simple ou composite, ayant des propriétés magnétiques équivalentes est utilisable. In order to improve the integration of the various parts of such an electro-hydraulic unit and to make it more compact, it is known to arrange the valves of the hydraulic unit so that the control coils of said valves are arranged around the engine. and use to realize the magnetic circuits necessary for the operation of each solenoid valve, (composed of a valve and the coil associated therewith) a portion of the magnetic circuit of the motor stator. The magnetic circuits are generally made of a ferrous material for cost reasons, but any material, simple or composite, having equivalent magnetic properties is usable.
La demande internationale WO2005/087564 décrit un tel agencement dans lequel le circuit fer du stator du moteur est disposé sur une face du bloc hydraulique et comporte à son extrémité opposée au bloc hydraulique un rebord annulaire utilisé pour réaliser une partie du circuit fer des bobines des électrovannes et qui assure également le maintien mécanique des bobines. The international application WO2005 / 087564 describes such an arrangement in which the iron circuit of the motor stator is disposed on one face of the hydraulic block and comprises at its end opposite the hydraulic block an annular rim used to make part of the iron circuit of the coils of the solenoid valves and which also ensures the mechanical maintenance of the coils.
Un tel agencement permet de réduire les dimensions du groupe électrohydraulique mais il n'est pas possible de démonter les bobines elles-mêmes solidaires de la partie électronique sans démonter le stator du moteur, dont le rebord annulaire maintient les bobines, et donc sans démonter le rotor du moteur lui même solidaire de la pompe hydraulique. Such an arrangement makes it possible to reduce the dimensions of the electrohydraulic unit, but it is not possible to dismantle the coils which are themselves integral with the electronic part without dismounting the stator of the motor, the annular flange of which holds the coils, and therefore without dismounting the motor rotor itself secured to the hydraulic pump.
La séparation de la partie électronique du groupe électro-hydraulique s'avère pourtant nécessaire lorsque la réparation, ou le remplacement, de la partie électronique doit être réalisé. La fiabilité du bloc hydraulique et celle du moteur d'entraînement de la pompe étant actuellement très supérieures à celle de la partie électronique et la plupart des pannes, nécessitant une intervention sur le bloc électro-hydraulique, ayant une origine électronique, il est essentiel de pouvoir démonter la partie électronique et les bobines associées du groupe électro-hydraulique sans démonter le rotor du moteur, qui est couplé au bloc hydraulique, tout en conservant un groupe électro-hydraulique aussi compact que possible. However, the separation of the electronic part of the electro-hydraulic unit is necessary when the repair or replacement of the electronic part has to be performed. The reliability of the hydraulic block and the drive motor of the pump is currently much higher than that of the electronic part and most failures, requiring intervention on the electro-hydraulic block, having an electronic origin, it is essential to ability to dismantle the electronic part and the associated coils electro-hydraulic group without disassembling the rotor of the engine, which is coupled to the hydraulic block, while maintaining an electro-hydraulic group as compact as possible.
La présente invention propose un agencement compact des composants d'un groupe électro-hydraulique pour système de contrôle de freinage des roues d'un véhicule qui permet d'accéder à la partie électronique du groupe électro-hydraulique sans démonter les autres parties et en particulier sans nécessiter que le moteur soit séparé du bloc hydraulique. L'invention consiste en un groupe électro-hydraulique pour système de contrôle de freinage des roues d'un véhicule comportant : - un bloc électro-hydraulique comportant: - un bloc hydraulique réalisé dans un matériau non magnétique comportant une surface de référence et comportant une pluralité de vannes hydrauliques agencées sur ladite surface de référence, - un moteur électrique, comportant un rotor et un stator fixé à une de ses extrémités au bloc hydraulique, l'autre extrémité étant dite extrémité libre, - un ensemble électronique, comportant une pluralité de bobines disposées autour des vannes hydrauliques, les dites vannes hydrauliques étant réparties à la périphérie du moteur. 15 Selon l'invention les bobines sont connectées à une carte électronique de telle sorte que l'ensemble électronique comportant ladite carte et lesdites bobines, soit séparable du bloc électro-hydraulique sans démontage d'éléments du moteur. On notera que cette configuration permet un montage et un démontage 20 rapide et simplifié de l'ensemble électronique, sans démontage du stator ou d'éléments du moteur solidaires mécaniquement du groupe hydraulique (comme par exemple le rotor). Le stator du moteur comporte un rebord annulaire, extérieur au moteur, fixé sur la surface de référence du bloc hydraulique, de telle sorte que ledit 25 rebord annulaire, le stator et une couronne rapportée sur les bobines à l'extrémité libre du stator constituent un circuit magnétique pour chaque bobine. Le rebord annulaire est pourvu d'une pluralité d'ouvertures traversées par les vannes hydrauliques ce qui assure la qualité du circuit magnétique de chaque bobine. 30 La couronne rapportée sur les bobines comporte de préférence une ouverture axiale qui permet d'accéder à l'extrémité du moteur, en particulier aux connexions électriques et à des balais de collecteur. 10 Avantageusement, un soyage au niveau de ladite ouverture assure le positionnement de la couronne et la continuité magnétique en prenant appui sur le stator à son extrémité libre. De plus, un capot, apte à couvrir l'ensemble électronique et le moteur électrique afin de protéger les composants électroniques des agressions de l'environnement, comporte des moyens pour maintenir la couronne en position. La description détaillée d'un groupe électro-hydraulique conforme à l'invention est faite en référence aux figures qui représentent : Figure 1, en section partielle une vue schématique d'un groupe électro-10 hydraulique ; Figure 2, une vue d'ensemble éclatée dans un ordre de montage des principaux éléments entrant dans la réalisation d'un groupe électro-hydraulique. Un groupe électro-hydraulique 1, figures 1 et 2, pour un système de contrôle de freinage des roues d'un véhicule suivant la présente invention 15 comporte trois sous ensembles principaux : - un bloc hydraulique 2, - un ensemble électronique 3, - un moteur électrique 4. Le bloc hydraulique 2 comporte une pompe hydraulique (non 20 représentée) qui fournit la pression hydraulique nécessaire aux freins et une pluralité de vannes 21 qui assurent la distribution de la pression hydraulique aux freins des différentes roues. Le bloc hydraulique est de préférence réalisé dans un alliage économique à base d'aluminium, facile à usiner. 25 Le nombre de vannes 21 varie en pratique suivant les fonctions qui doivent être assurées par le système de contrôle de freinage. Par exemple huit vannes sont nécessaires pour un système ABS et douze sont nécessaires pour un système ESP. Le moteur électrique 4 est monté saillant sur une des faces 22 du bloc 30 hydraulique, dite surface de référence, de telle sorte que le rotor 41 dudit moteur entraîne la pompe hydraulique. Le moteur électrique 4 comporte un stator 4:2 avec un circuit magnétique, de forme sensiblement cylindrique. Le bloc hydraulique étant réalisé pour des raisons économiques dans un matériau non magnétique, ledit stator 42 est réalisé par un élément séparé qui prend appui sur la surface de référence 22 du bloc hydraulique 2 et comporte avantageusement à son extrémité opposée à ladite surface de référence des balais électriques 44 de 5 contact avec le collecteur 45 du rotor lorsque la technologie du moteur utilise de tels balais. Afin de réduire l'encombrement du groupe électro-hydraulique, les vannes 21, d'axes 211, sont agencées en barillet autour du moteur 4 sur la surface de référence 22 du bloc hydraulique, c'est à dire avec leurs axes parallèles entre eux et parallèles à l'axe de rotation 411 du moteur. De préférence, les vannes 21 sont disposées sur la surface de référence sensiblement suivant un cercle centré sur l'axe 411 du moteur 4. Le stator 42 est une pièce du moteur, en matériau magnétique et comporte un rebord annulaire 46 qui s'étend dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe moteur 411, conformé pour prendre appui sur la surface de référence 22 du bloc hydraulique. Ce rebord annulaire est avantageusement réalisé d'une pièce avec la paroi du stator. Des ouvertures 47 dans le rebord annulaire 46 correspondent à l'emplacement des vannes 21 lorsque le stator 42 du moteur est mis en place 20 sur la surface de référence 22. Des bobines électriques 31, aptes à actionner les vannes 21 (en agissant sur un noyau en matériau magnétique non représenté) avec lesquelles elles forment des électrovannes, sont placées autour desdites vannes sur la face 461 du rebord annulaire 46 opposée à la surface d'appui sur le bloc 25 hydraulique 2, et une couronne 5 en matériau magnétique, de forme et dimensions comparables au rebord annulaire 46, est positionnée à l'extrémité desdites bobines opposée à l'extrémité en contact avec le rebord annulaire 46. Une ouverture axiale 51 sur la couronne 5 permet d'accéder à l'extrémité du moteur 4 opposée au bloc hydraulique 2, notamment pour le 30 raccordement des contacts électriques d'alimentation du moteur. Un soyage 52 au niveau de l'ouverture axiale 51 permet à la couronne 5 de prendre appui sur le stator 42 avec un léger encastrement qui assure le positionnement et le maintien latéral de ladite couronne et qui assure une surface de contact entre la couronne et le stator favorable à une bonne continuité magnétique entre ces deux éléments. Le rebord annulaire 46, la paroi du stator 42 du moteur et la couronne 5 forment un circuit magnétique pour chaque bobine 31 qui referme les lignes de champ magnétique afin d'obtenir un fonctionnement optimal des vannes 21. L'ensemble électronique 3 comporte une carte électronique 32 qui commande le fonctionnement du moteur et des électrovannes. La dite carte électronique reçoit des signaux en provenance de capteurs et des alimentations électriques (non représentés) par des moyens de connexion 33 et est raccordée électriquement aux bobines 31 par des liaisons 311. Avantageusement ladite carte électronique est placée du côté des bobines, opposé au bloc hydraulique 2 et les liaisons 311 comportent des terminaisons 312 pour insertions en force sans soudure dans des trous métallisés de la carte électronique. The present invention proposes a compact arrangement of the components of an electro-hydraulic unit for a wheel brake control system of a vehicle which makes it possible to access the electronic part of the electro-hydraulic unit without dismantling the other parts and in particular without requiring the motor to be separated from the hydraulic block. The invention consists of an electro-hydraulic unit for a vehicle wheel braking control system comprising: an electro-hydraulic block comprising: a hydraulic block made of a non-magnetic material comprising a reference surface and comprising a plurality of hydraulic valves arranged on said reference surface, - an electric motor, comprising a rotor and a stator fixed at one of its ends to the hydraulic block, the other end being said free end, - an electronic assembly, comprising a plurality of coils disposed around the hydraulic valves, said hydraulic valves being distributed at the periphery of the engine. According to the invention, the coils are connected to an electronic card in such a way that the electronic assembly comprising said card and said coils is separable from the electro-hydraulic block without disassembling elements of the motor. Note that this configuration allows a quick and simplified assembly and disassembly of the electronic assembly, without disassembly of the stator or mechanically integral motor elements of the hydraulic unit (such as for example the rotor). The motor stator has an annular flange, external to the motor, fixed on the reference surface of the hydraulic block, such that said annular flange, the stator and a ring attached to the coils at the free end of the stator constitute a magnetic circuit for each coil. The annular flange is provided with a plurality of openings traversed by the hydraulic valves which ensures the quality of the magnetic circuit of each coil. The ring gear on the coils preferably has an axial opening which provides access to the end of the motor, particularly electrical connections and commutator brushes. Advantageously, a sinking at said opening ensures the positioning of the ring and the magnetic continuity by bearing on the stator at its free end. In addition, a hood, adapted to cover the electronic assembly and the electric motor to protect the electronic components from environmental damage, comprises means for holding the crown in position. The detailed description of an electro-hydraulic unit according to the invention is made with reference to the figures which represent: FIG. 1, in partial section a diagrammatic view of an electro-hydraulic unit; Figure 2, an exploded overview in an assembly order of the main elements involved in the production of an electro-hydraulic unit. An electro-hydraulic unit 1, FIGS. 1 and 2, for a braking control system of the wheels of a vehicle according to the present invention comprises three main subassemblies: a hydraulic block 2, an electronic assembly 3, a electric motor 4. The hydraulic block 2 comprises a hydraulic pump (not shown) which provides the hydraulic pressure necessary for the brakes and a plurality of valves 21 which provide the distribution of the hydraulic pressure to the brakes of the different wheels. The hydraulic block is preferably made of an economical aluminum alloy, easy to machine. The number of valves 21 varies in practice according to the functions to be performed by the braking control system. For example, eight valves are required for an ABS system and twelve are needed for an ESP system. The electric motor 4 is mounted projecting on one of the faces 22 of the hydraulic block 30, referred to as the reference surface, so that the rotor 41 of said motor drives the hydraulic pump. The electric motor 4 comprises a 4: 2 stator with a magnetic circuit, of substantially cylindrical shape. The hydraulic block being made for economic reasons in a non-magnetic material, said stator 42 is formed by a separate element which bears on the reference surface 22 of the hydraulic block 2 and advantageously comprises at its end opposite to said reference surface of electric brushes 44 of 5 contact with the collector 45 of the rotor when the engine technology uses such brushes. In order to reduce the bulk of the electro-hydraulic unit, the valves 21, with axes 211, are arranged in a cylinder around the engine 4 on the reference surface 22 of the hydraulic block, ie with their axes parallel to each other and parallel to the axis of rotation 411 of the engine. Preferably, the valves 21 are disposed on the reference surface substantially in a circle centered on the axis 411 of the motor 4. The stator 42 is a motor part made of magnetic material and comprises an annular rim 46 which extends into a plane substantially perpendicular to the motor axis 411, shaped to bear on the reference surface 22 of the hydraulic block. This annular flange is advantageously made in one piece with the wall of the stator. Apertures 47 in the annular flange 46 correspond to the location of the valves 21 when the stator 42 of the motor is put in place 20 on the reference surface 22. Electric coils 31, able to actuate the valves 21 (acting on a core of magnetic material not shown) with which they form solenoid valves, are placed around said valves on the face 461 of the annular flange 46 opposite the bearing surface on the hydraulic block 2, and a ring 5 of magnetic material, of shape and dimensions comparable to the annular flange 46, is positioned at the end of said coils opposite the end in contact with the annular flange 46. An axial opening 51 on the ring 5 provides access to the end of the opposite motor 4 to the hydraulic block 2, in particular for the connection of the electrical supply contacts of the motor. A trimming 52 at the axial opening 51 allows the ring 5 to bear on the stator 42 with a slight recess which ensures the positioning and lateral maintenance of said ring and which ensures a contact surface between the ring and the stator favorable to good magnetic continuity between these two elements. The annular flange 46, the wall of the stator 42 of the motor and the ring 5 form a magnetic circuit for each coil 31 which closes the magnetic field lines in order to obtain optimum operation of the valves 21. The electronic assembly 3 comprises a card 32 which controls the operation of the motor and solenoid valves. Said electronic card receives signals from sensors and power supplies (not shown) by connection means 33 and is electrically connected to the coils 31 by links 311. Advantageously, said electronic card is placed on the coils side, opposite the hydraulic block 2 and the links 311 have terminations 312 for seamless force insertions in metallized holes of the electronic card.
On notera que l'ensemble électronique 3 est constitué par l'assemblage des bobines 31, de la couronne 5 et de la carte électronique 31. Cet ensemble peut être préparé à part et être assemblé ou démonté du groupe hydraulique sans démontage et séparation du moteur et du bloc hydraulique. Le groupe électro-hydraulique suivant l'invention est assemblé dans 20 l'ordre suivant : a- le rotor 41 du moteur est assemblé sur le bloc hydraulique 2, b- le stator 42 du moteur est fixé, sur la surface de référence 22 du bloc hydraulique de sorte que les vannes 21 traversent le rebord annulaire 46 par les ouvertures 47 et que le rotor 41 du moteur soit 25 maintenu. Un joint 26 est avantageusement disposé entre la surface de référence 22 du bloc hydraulique et le rebord annulaire 46 pour contenir d'éventuelles remontées de fluide hydraulique vers les composants électroniques. c- Les bobines 31 sont placées autour des vannes 21. 30 d- La couronne 5 est placée sur les bobines 31 en appui sur le stator 42. e- La carte électronique 32 est raccordée aux bobines 31, par exemple, par insertion des terminaisons 312 des bobines dans des trous de la 7 carte 32. f- Un capot de protection 34 est fixé, par exemple avec des vis 342, sur le bloc hydraulique 2 pour protéger les composants électroniques des agressions de l'environnement. De préférence ledit capot prend appui sur la surface de référence 22 et le joint périphérique 26 qui s'étend au-delà du rebord annulaire 46 assure l'étanchéité entre le volume intérieur du capot et l'extérieur. Avantageusement, ledit capot comporte des moyens de maintien de la couronne 5, par exemple un épaulement 341 qui interdit à la couronne 5 de se séparer du stator 42. Le capot 34 peut également comporter des moyens de connexion électrique 33. Cette séquence donne un ordre de montage des éléments essentiels du groupe électro-hydraulique qui conduit à un agencement correct des éléments. D'autres éléments non décrits sont au besoin assemblés lors du montage dudit groupe à l'étape la plus appropriée. Il est également possible d'assembler certains éléments séparément sans qu'il en résulte un ordre différent dans le groupe assemblé. En particulier, l'invention permet de réaliser un sous-ensemble, par exemple sur un gabarit de montage, en assemblant les bobines 31, la couronne 5 et la carte électronique 32 pour former l'ensemble électronique 3. Un tel sous-ensemble est apte à être monté ou clémonté du groupe électro-hydraulique sans qu'il soit nécessaire de séparer le moteur électrique du bloc hydraulique. L'invention permet donc d'obtenir un groupe électro-hydraulique 1 très compact, de dimensions réduites, dont l'ensemble électronique 3, qui est actuellement la source principale de défaillance de tels groupes, est aisément démontable et remplaçable sans nécessité de démontage des parties non électroniques et en particulier sans nécessiter de démonter le moteur 4 du bloc hydraulique 2. On notera que l'ensemble électronique 3 peut être démonté sans avoir à démonter des éléments du moteur solidaires du groupe hydraulique (par exemple, le rotor...). L'invention présente l'avantage de proposer un circuit magnétique à deux pièces, quel que soit le nombre de bobines à commander. En outre l'invention permet également de dissocier l'électronique des autres éléments mécaniques sans démontage de ces derniers, ceci de manière économique. Note that the electronic assembly 3 is constituted by the assembly of the coils 31, the ring gear 5 and the electronic card 31. This assembly can be prepared separately and be assembled or removed from the hydraulic unit without disassembly and separation of the engine and the hydraulic block. The electro-hydraulic unit according to the invention is assembled in the following order: a- the rotor 41 of the engine is assembled on the hydraulic block 2, b- the stator 42 of the engine is fixed on the reference surface 22 of the hydraulic block so that the valves 21 pass through the annular flange 46 through the openings 47 and that the rotor 41 of the motor is maintained. A gasket 26 is advantageously disposed between the reference surface 22 of the hydraulic block and the annular rim 46 to contain any possible hydraulic fluid lift to the electronic components. c. The coils 31 are placed around the valves 21. The crown 5 is placed on the coils 31 resting on the stator 42. The electronic card 32 is connected to the coils 31, for example by insertion of the terminations In the case of coils 32, the coils 34 are fastened, for example with screws 342, to the hydraulic block 2 to protect the electronic components from damage to the environment. Preferably said cover is supported on the reference surface 22 and the peripheral seal 26 which extends beyond the annular flange 46 seals between the interior volume of the cover and the outside. Advantageously, said cover comprises means for holding the ring gear 5, for example a shoulder 341 which prevents the ring gear 5 from separating from the stator 42. The cap 34 may also include electrical connection means 33. This sequence gives an order mounting essential elements of the electro-hydraulic group that leads to a correct arrangement of the elements. Other elements not described are assembled if necessary when mounting said group at the most appropriate stage. It is also possible to assemble certain elements separately without resulting in a different order in the assembled group. In particular, the invention makes it possible to produce a subassembly, for example on a mounting jig, by assembling the coils 31, the ring gear 5 and the electronic card 32 to form the electronic assembly 3. Such a subset is adapted to be mounted or clémonté of the electro-hydraulic group without it being necessary to separate the electric motor from the hydraulic block. The invention thus makes it possible to obtain a very compact electro-hydraulic unit 1, of reduced dimensions, whose electronic assembly 3, which is currently the main source of failure of such groups, is easily removable and replaceable without the need to dismantle non-electronic parts and in particular without the need to dismantle the motor 4 of the hydraulic block 2. It will be noted that the electronic assembly 3 can be dismounted without dismantling the integral motor elements of the hydraulic unit (for example, the rotor ... ). The invention has the advantage of providing a two-piece magnetic circuit, regardless of the number of coils to be controlled. In addition, the invention also makes it possible to dissociate the electronics from the other mechanical elements without disassembling them, this in an economical manner.
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