FR2964821A1 - Circuit electronique et appareil de commande equipe d'un tel circuit - Google Patents

Abstract

Dispositif électronique (3), notamment module de commande d'un véhicule automobile ayant une partie de puissance (4) et une partie logique (5) dans un boîtier commun (13) en étant reliées électriquement par un branchement de contact (6). Selon l'invention, le branchement (6) est un branchement réutilisable (6) et la partie de puissance (4) et/ou la partie logique (5) sont réalisées comme partie remplaçable (11).

Description

1 Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un dispositif électronique, notamment d'un module de commande d'un véhicule automobile comportant une partie de puissance et une partie logique dans un bol- tier relié électriquement par un branchement. L'invention concerne également un module de commande, notamment un module ABS et/ou ESP d'un véhicule automobile ayant un circuit électronique avec une partie de puissance et une partie logique.

Etat de la technique Les circuits ou dispositifs électriques tels que des modules de commande du type évoqué ci-dessus sont connus selon l'état de la technique. Les modules de commande usuels sont fréquemment équipés d'une interface électromagnétique, par exemple entre les sou- papes et les bobines d'un actionneur. Le document DE 10 2006 033 175 Al décrit un dispositif électronique ayant une partie de puissance et une partie logique installées au moins partiellement dans un boîtier de module commun. La partie de puissance et la partie logique sont installées l'une au-dessus de l'autre et sont reliées électri- quement par un branchement formé de liaisons soudées. En particulier, l'intégration dans un boîtier moulé commun interdit toute séparation ultérieure des composants du dispositif ou circuit électronique, par exemple pour des interventions d'entretien. Usuellement, de tels dispositifs électroniques sont installés dans l'application souhaitée ou y sont intégrés en même temps avec un module de commande. Exposé et avantages de l'invention La présente invention a pour objet un dispositif électronique du type défini ci-dessus caractérisé en ce que le branchement est un branchement réutilisable et la partie de puissance et/ou la partie logique sont réalisées sous la forme d'une partie remplaçable. Le dispositif ou circuit électronique selon l'invention a l'avantage de permettre d'une manière simple de s'adapter à différentes exigences ou applications, et cela de manière simple tout en garantissant une fiabilité élevée. Le dispositif ou circuit électronique selon l'invention se caractérise en ce que le branchement est réutilisable et la

2 partie de puissance et/ou la partie logique sont des parties remplaçables ou interchangeables. Un branchement réutilisable selon l'invention désigne un branchement dont les composants ne sont pas détruits lors de l'ouverture du branchement mais peuvent être réutilisés sans être retravaillés ou sans avoir à remettre en état les éléments, contrairement par exemple aux liaisons dites "bond" qui sont détruites lorsqu'on ouvre le branchement et qu'il faut réaliser de nouveau en-suite. Cela permet de manière simple de séparer la partie de puissance et la partie logique et de les remplacer le cas échéant ou de prévoir une partie adaptée sans détruire pour autant le branchement et avoir à le renouveler ensuite. Cette réalisation de la partie de puissance ou de la partie logique comme pièces interchangeables ou remplaçables donne globalement une structure modulaire qui permet une adaptation simple aux applications les plus diverses.

Selon un développement préférentiel, la partie logique est une partie remplaçable et la partie puissance est un composant fixe du module de commande, notamment sous la forme d'un composant intégré d'un module ABS et/ou ESP. Cela signifie que la partie de puissance est intégrée dans une installation comportant les soupapes et/ou bobines ou actionneurs nécessaires à un système ABS et/ou ESP. Selon l'invention, on a ainsi un plan de séparation au niveau électronique. De façon préférentielle, le branchement réutilisable est une connexion. La partie de puissance et la partie logique peuvent ainsi être reliées par connexion, ce qui simplifie le montage et le démontage du dispositif ou circuit électronique. Aussi longtemps que la connexion est normalisée, c'est-à-dire que les contacts de connexion prévus sur la partie de puissance et la partie logique se correspondent, il est possible de combiner un grand nombre de parties logiques et de parties de puissance, différentes. La connexion peut être complétée par un vissage évi- tant qu'elle ne s'ouvre d'elle-même. De manière préférentielle, la partie de puissance comporte un support de puissance portant au moins un élément de puissance. D'une manière particulièrement préférentielle, le support ou substrat de puissance est une plaque de circuit ou un substrat en cé- ramique, de préférence une plaque de circuit PCB (plaque de circuit im-

3 primé) portant en outre au moins un contact de connexion pour réaliser le branchement par connexion. L'élément de puissance, est notamment un élément semi-conducteur. La partie de puissance ou le dispositif ou circuit électronique sont de préférence réalisés pour qu'un puits de cha- leur soit associé au substrat de puissance pour évacuer rapidement et efficacement la chaleur dégagée par la partie puissance. La partie logique comporte de préférence un substrat logique portant au moins un élément logique. Le substrat logique est de préférence également réalisé comme plaque de circuit ou comme subs- trat céramique et en particulier comme plaque de circuit PCB portant en plus d'au moins un élément logique, au moins un élément de connexion pour réaliser le branchement par connexion. Le dispositif ou circuit électronique peut être réalisé par exemple s'il est utilisé dans un appareil de commande pour que la partie de puissance commande et/ou assure la régulation avec l'électronique de puissance d'un moteur électrique comme décrit ci-dessus, de soupape en fonction de la con-signe de la commande assurée par la partie logique. Selon un développement de l'invention, le boîtier comporte un couvercle refermable prévu dans la zone de la partie rempla- çable ou comportant la partie remplaçable. De manière préférentielle, le boîtier pris globalement et ainsi le couvercle sont réalisés en matière plastique, ce qui garantit par des moyens constructifs simples, une liaison étanche entre le couvercle et la partie restante du boîtier à l'état fermé.

Selon un mode de réalisation préférentielle de l'invention, la partie remplaçable comprend le couvercle ou est reliée solidairement à celui-ci. En installant la partie remplaçable dans le dispositif électronique, on installe en même temps le couvercle sur le boîtier. Le couvercle est conçu de préférence pour ne pas avoir de défaut de contact au niveau des contacts électroniques et/ou des composants du dispositif électronique. De préférence, lorsqu'on enlève le couvercle et la partie remplaçable, le contact de connexion du branchement par connexion prévu sur le substrat de puissance est librement accessible. D'une ma- nière particulièrement préférentielle, uniquement le contact de con-

4 nexion de la partie de puissance est librement accessible alors que les autres composants sont par exemple au dos du substrat de puissance ou sont couverts ou protégés par un segment du boîtier. En cas de remplacement, on évite ainsi de salir les composants de la partie puis- sance. De façon préférentielle, la partie remplaçable, notamment la partie logique, comporte un boîtier dégageant un contact de connexion pour la liaison par connexion. De façon particulièrement préférentielle, le boîtier est un boîtier moulé. L'expression « boîtier moulé » selon la présente invention désigne un encapsulage réalisé en particulier par un procédé de moulage-transfert, c'est-à-dire que la partie remplaçable est intégrée dans un matériau en étant de préférence surmoulée par injection avec un matériau, notamment une matière plastique, qui durcit et offre une pro- tection garantie. En dégageant le contact de connexion ou le branche-ment de connexion, l'interface pour réaliser le branchement et utiliser la partie logique reste librement accessible. De façon préférentielle, le boîtier du dispositif électronique est également réalisé comme boîtier moulé. Pour cela, on peut enrober des éléments ou des dispositifs comme ceux décrits ci-dessus tels que des vannes et/ou des bobines avec le boîtier. De façon particulièrement préférentielle, le dispositif ou circuit électronique est réalisé pour que la partie remplaçable comporte les composants du dispositif électronique qui correspondent à un coeffi- cient de défaillance relativement élevé, c'est-à-dire qui sont plus fragiles. Ainsi, en cas de défaillance, on pourra remplacer la partie remplaçable et remédier le cas échéant de manière simple et sure à des défauts. Un tel composant est notamment un capteur de pression. De manière préférentielle, un composant porté par la partie remplaçable, comporte notamment un composant de la partie logique, une unité de calcul avec un programme exécutable pour commander et/ ou réguler la partie de puissance ou le module de commande. De façon particulièrement préférentielle, le dispositif électronique est réalisé comme appareil de commande, notamment pour un système de régulation ABS et/ou ESP d'un véhicule automobile. Le module de commande selon l'invention se caractérise par un appareil de commande ou un dispositif électronique comme ceux décrits ci-dessus. Le module de commande comporte de préférence d'autres éléments de commande tels que par exemple au moins un ac- 5 tionneur électrique, hydraulique et/ou mécanique pour commander certaines fonctions du véhicule automobile. D'une manière particulièrement préférentielle, le module de commande est un module ABS et/ou ESP du véhicule automobile. Dessins i0 La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de dispositif de circuit électronique selon l'invention représenté dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'un module de commande avec un dispositif électronique, 15 - la figure 2 est une vue en perspective du module de commande. Description d'un mode de réalisation de l'invention La figure 1 montre schématiquement un module de commande 1 réalisé comme module ABS et/ou ESP (le module ABS correspond à un système antiblocage ABS ; le module ESP correspond à un 20 module d'un programme de stabilisation électronique de trajectoire. Le module de commande 1 comporte une unité d'actionneur 2, de préférence réalisée comme bloc hydraulique ou unité hydraulique ayant plu-sieurs soupapes ou vannes pour commander et/ou réguler des pressions hydrauliques. Le module de commande 1 comporte également 25 un dispositif ou circuit électronique 3 sur l'unité d'actionneur 2 de façon que l'unité d'actionneur 2 et le dispositif électronique 3 constituent une unité qui se manipule en tant que telle. Le dispositif électronique 3 comporte une partie de puissance 4 ainsi qu'une partie logique 5. La partie de puissance 4 est reliée électriquement au bloc hydraulique ou à 30 l'unité d'actionneur 2 pour commander les actionneurs à commande électrique et/ou magnétique de l'unité d'actionneur 2. La partie logique 5 est reliée à la partie de puissance 4 par un branchement réutilisable 6, pour commander et/ou réguler le fonctionnement. Le dispositif électronique 3 est ainsi réalisé comme appareil de commande.

6 La partie de puissance 4 comporte un support ou substrat de puissance 7 en forme de plaque de circuit, de préférence une plaque de circuit PCB. Un côté du substrat de puissance 7 comporte plusieurs composants de puissance 8 dont au moins certains sont des semi-conducteurs de puissance. Les composants de puissance 8 sont fixés de manière appropriée sur le substrat de puissance 7 et sont reliés électriquement aux chemins conducteurs du substrat. En outre, le substrat de puissance 7 comporte un contact de connexion principal 9 pour brancher l'électronique embarquée du véhicule comportant le module de commande 1. Par exemple, le contact de connexion est réalisé pour que le module de commande puisse être relié par ce contact de connexion 9 à l'appareil de commande du véhicule. La partie logique 5 comporte un substrat ou support logique 10 muni d'au moins un composant logique non représenté. De 15 façon avantageuse, au moins l'un des composants logiques est réalisé pour exécuter un programme enregistré qui commande et/ou régule le module de commande 1 ou la partie de puissance 4. De préférence, un autre composant logique est réalisé comme capteur de pression du module de commande 1. La partie logique 5 est réalisée comme partie 20 remplaçable 11 reliée par un branchement réutilisable 6 à la partie de puissance 4 ou pouvant s'en détacher. Le branchement 6 du présent exemple de réalisation est sous la forme d'une connexion 12 ayant au moins un contact de connexion sur le substrat de puissance 7 ainsi qu'au moins un contact de connexion sur le substrat logique 10 ; les 25 contacts de connexion du substrat de puissance 7 et du substrat logique 6 peuvent être connectés. Comme présenté dans l'exemple de réalisation, les contacts de connexion de la partie de puissance 4 sont prévus sur le côté du substrat de puissance 7 opposé à celui portant les composants de puissance 8. 30 Le dispositif électronique 3 comporte en outre un boîtier 13 entourant la partie de puissance 4 et la partie logique 5. Le cas échéant, le boîtier 13 entoure en outre l'unité d'actionneur 2 ou est fixé ou relié à cette unité 2. Le boîtier 13 est ici en plusieurs parties ; une première partie de boîtier 14 entoure pratiquement la partie de puis- 35 sance 4 ; une seconde partie de boîtier 15 entoure pratiquement la par-

7 tie logique 5 et une troisième partie de boîtier 16 entoure le couvercle 17 et ferme l'ouverture 18 de la partie de boîtier 15. La partie de boîtier 14 reçoit la partie de puissance 4 de façon, au moins pour l'essentiel, que seul soit accessible le côté du substrat de puissance 7 portant les contacts pour la connexion 12. Ain-si les composants de puissance 8 sont protégés contre les influences extérieures, en particulier même si le couvercle 17 a été enlevé du boitier 13. La partie de boîtier 15 couvre pour l'essentiel le côté du substrat de puissance 7 muni des contacts de connexion et l'ouverture 18 de la partie de boîtier 15 est prévue dans la zone du branchement ou de la partie logique 5 ou de la partie remplaçable 11 en étant réalisée pour que la partie logique 5 puisse être enlevée ou introduite à travers l'ouverture 18. Le couvercle 17 est fixé de manière amovible ou refermable sur la partie de boîtier 15 pour qu'il puisse être ouvert le cas échéant et ensuite être refermé de manière étanche. Les parties de boitier 14 et 15 peuvent le cas échéant également être réalisées en une seule pièce. La partie logique 5 comporte en outre un boîtier 19 réalisé pour laisser dégager uniquement les contacts de connexion de la par- tie logique 5. Ainsi, les autres composants logiques installés sur le substrat logique 10 sont protégés en toute sécurité contre les influences extérieures. De manière avantageuse, le boîtier 13 est fabriqué globale-ment en matière plastique, ce qui permet d'assurer simplement l'étanchéité des branchements. On évite ainsi les problèmes de corro- Sion. La réalisation du dispositif ou circuit électronique 3 avec la partie logique 5 comme partie remplaçable 11 permet d'adapter le dispositif électronique 3 aux différentes exigences et/ou à des conditions limites grâce à la partie remplaçable 11. Le dispositif électronique 3 comporte ainsi une interface dans le plan de l'électronique, ce qui offre, par comparaison avec les modules de commande actuels dans lesquels l'interface est uniquement prévue entre l'électronique de puissance et l'unité d'actionneur, notamment sous la forme d'une interface électromagnétique, un potentiel de rationalisation considérable se tra- duisant par une réduction significative du coût. De plus, en supprimant

8 la séparation réservée, on réduit l'encombrement. Les composants logiques qu'il fallait jusqu'à présent remplacer pour adapter la partie logique 5 à certaines conditions globales, peuvent maintenant être installés ou intégrés au substrat logique 10 sans qu'il soit nécessaire de prévoir un point de contact qui puisse se séparer ou se réutiliser. En mettant la partie remplaçable 11 dans un boîtier et en réalisant le boitier 13, on crée un plan de séparation très robuste qui peut également consister, dans le cas d'une atmosphère polluée d'un atelier, à ne laisser librement accessibles les contacts de connexion du branchement par connexion 12. De plus, le boîtier 13 et en particulier le couvercle 17 peuvent être réalisés en matière plastique pour ne pas avoir de défaut de contact, par exemple au niveau des contacts du capteur de pression ou d'autres composants. Pour caractériser sans équivoque la partie remplaçable 11, celle-ci est de préférence munie d'une inscription ap- propriée. Les composants du dispositif ou circuit électronique 3 prévus sur la partie remplaçable 11 sont de préférence ceux qui sont le plus fréquemment défaillants. En cas de défaillance d'un composant, on pourra réparer simplement et de manière économique, c'est-à-dire rem- placer la partie logique 5. On protège de manière ciblée le dispositif électronique 3 contre la surchauffe, de préférence à l'aide d'un puits à chaleur associé à la partie de puissance 4, par exemple sous la forme d'un bloc de refroidissement, notamment en aluminium et en variante ou en plus, on peut également refroidir par la partie remplaçable 11, c'est-à-dire la partie logique 5. La figure 2 est une représentation en perspective du module de commande 1 dont le couvercle 17 avec la partie logique 5 ont été enlevés de la partie de puissance 4. La partie logique 5 est ici de pré- férence intégrée dans le couvercle 17 de sorte qu'en enlevant le couvercle 17, on enlève automatiquement cette partie logique de la partie de puissance 4. De façon préférentielle, sur son côté inférieur 20 tourné vers la partie de boîtier, le couvercle a un joint périphérique 21 qui garantit l'étanchéité du module de commande 1 à l'état installé. Les con- tacts de connexion de la partie logique 5 du branchement par

9 connexion 12 sont réalisés comme connecteurs avec une protection de contacts, ce qui permet de manipuler simplement et en toute sécurité la partie logique 5. Le couvercle 17 avec la partie logique 5 est ici de préférence fixé par quatre vis à la partie de boîtier 15. Mais on peut envisa- ger d'autres modes de fixation. D'une façon particulièrement préférentielle, le boîtier 19 comporte comme représenté, le couvercle 17 recevant la partie logique 5. Selon une variante d'un mode de réalisation non représenté, on peut envisager en variante ou en plus de réaliser la partie de 10 puissance 4 comme partie remplaçable. Ainsi globalement, l'invention concerne une unité ou circuit électronique 3 ou un module de commande 1 qui permettent, de manière simple et économique, une adaptation aux différentes conditions globales et une remise en état simple. 15 NOMENCLATURE

1 Module de commande 2 Unité d'actionneur/ actionneur 3 Dispositif/circuit électronique 4 Partie de puissance 5 Partie logique 6 Branchement réutilisable 7 Substrat de puissance/plaque de circuit 8 Composant de puissance 9 Contact de connexion/contact principal de connexion 10 Substrat logique 11 Partie remplaçable 12 Connexion/branchement de connexion 13 Boîtier 14 Première partie de boîtier 15 Seconde partie de boîtier 16 Troisième partie de boîtier 17 Couvercle 18 Ouverture de la partie de boîtier 15 19 Boîtier 20 Côté inférieur du couvercle 21 Joint périphérique25

Claims (1)

1. REVENDICATIONS1 °) Dispositif électronique (3), notamment d'un module de commande d'un véhicule automobile comportant une partie de puissance (4) et une partie logique (5) dans un boîtier (13) relié électriquement par un bran- chement (6), dispositif caractérisé en ce que le branchement (6) est un branchement réutilisable (6) et la partie de puissance (4) et/ou la partie logique (5) sont réalisées sous la forme d'une partie remplaçable (Il). i0 2°) Dispositif électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le branchement réutilisable (6) est une connexion (12). 15 3°) Dispositif électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier (13) comporte un couvercle (17) refermable prévu dans la zone de la partie remplaçable (11) ou comportant la partie remplaçable (Il). 20 4°) Dispositif électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la connexion amovible (12) est librement accessible lorsqu'on enlève le couvercle (17) et la partie remplaçable (11). 25 5°) Dispositif électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie remplaçable (11) comporte un boîtier (19) laissant dégager un contact de la connexion (12). 30 6°) Dispositif électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie de puissance (4) comporte un substrat de puissance (7) portant au moins un composant de puissance (8), notamment un composant semi-conducteur. 35 12 7°) Dispositif électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie logique (5) comporte un substrat logique (10) portant au moins un élément logique. 8°) Dispositif électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie remplaçable (11) porte les composants les plus fragiles du dis-positif électronique (3). 9°) Dispositif électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' il est réalisé comme appareil de commande. 15 10°) Module de commande (1), notamment module ABS et/ou ESP d'un véhicule automobile comportant un dispositif électronique (3) avec une partie de puissance (4) et une partie logique (5), module caractérisé en ce que le dispositif électronique (3) est réalisé selon l'une quelconque des re-20 vendications précédentes. 10