FR3018990A1 - Module electronique a element de detecteur integre, pour appareils de commande de boite de vitesses - Google Patents

Abstract

« Module électronique à élément de détecteur intégré, pour appareils de commande de boîte de vitesses » Il est proposé un module électronique (1) comme partie d'un ensemble de détecteurs-capteurs (41) pour un appareil de commande de boite de vitesses dans un véhicule automobile. Un élément de plaque de circuit imprimé (3), un élément de couvercle (5) ainsi qu'éventuellement un élément de cadre (7), enferment hermétiquement un logement de réception (9) dans lequel peuvent être logés des composants électroniques et des éléments de détecteur. L'élément de couvercle comporte au moins une excroissance (21, 23) pour agrandir localement le logement de réception, et dans laquelle peut être logé au moins en partie un élément de détecteur (25, 27), qui peut mesurer de façon précise et fiable un champ magnétique variable produit à l'extérieur par un élément de capteur (37, 39), pour déterminer une position ou une vitesse de rotation de composants de boite de vitesses.

Description

Description Module électronique comprenant un élément de détecteur électronique intégré, notamment pour un appareil de commande de boite de vitesses.

Domaine de l'invention La présente invention concerne un module électronique tel qu'il peut notamment être mis en oeuvre pour un ensemble de détecteurs-capteurs, qui peut être utilisé dans la réalisation d'un appareil de commande de boite de vitesse dans un véhicule automobile.

Etat de la technique Des modules électroniques servent en général à réaliser des circuits électriques de commande. Les circuits électriques de commande peuvent dans ce cas, par exemple faire partie d'un appareil de commande. Notamment dans le domaine de la construction automobile, des modules électroniques sont utilisés pour réaliser des appareils de commande du véhicule. Dans un module électronique sont typiquement prévus, sur un élément de plaque de circuit imprimé, également désigné par platine ou carte de circuit imprimé, une pluralité de composants électroniques, qui sont reliés ou interconnectés électriquement les uns aux autres à l'aide de pistes conductrices. Notamment pour des appareils de commande de boite de vitesses dans un véhicule automobile, il peut s'avérer avantageux d'agencer un module électronique approprié dans une zone dans laquelle il est exposé à des fluides et agents agressifs. Un module électronique d'un appareil de commande de boite de vitesses peut par exemple être agencé à l'intérieur d'une boite de vitesses de véhicule automobile, où de l'huile de boite agressive sur le plan chimique, des crasses ou des copeaux peuvent notamment entrer en contact avec le module électronique. Comme tout au moins des parties des composants, pistes conductrices, etc., prévus sur le module électronique sont sensibles à l'égard de tels agents ou fluides ou particules agressifs, il peut s'avérer nécessaire de les protéger par un boitier hermétiquement étanche. Des modules électroniques sont souvent également mis en oeuvre pour mesurer, à l'aide d'éléments de détecteur, des grandeurs physiques variables. Un élément de détecteur peut dans ce cas être agencé séparément, c'est-à-dire à l'extérieur du module électronique, et être relié électriquement à celui-ci. En variante, un élément de détecteur peut être intégré à l'intérieur du module électronique. Dans le cas d'un élément de détecteur agencé à l'extérieur, une mise en oeuvre supplémentaire peut être nécessaire pour assurer l'interconnexion électrique de celui-ci avec des composants électroniques du module électronique. Dans le cas d'un élément de détecteur intégré au module électronique, il peut être difficile de configurer, voire d'agencer l'élément de détecteur de manière à pouvoir mesurer de manière fiable des grandeurs variables à l'extérieur du module électronique hermétiquement étanche. Exposé et avantages de l'invention Selon des modes de réalisation de la présente invention, il est proposé un module électronique, un ensemble de détecteurs- capteurs comprenant un tel module électronique, et un appareil de commande de boite de vitesses comprenant un tel module électronique, dans lesquels, d'une part un élément de détecteur peut avantageusement être protégé à l'encontre d'une influence, par exemple d'agents agressifs, et l'élément de détecteur peut d'autre part être conçu et agencé de manière à pouvoir mesurer de façon précise et fiable des grandeurs variables à l'extrême. Conformément à un premier aspect de l'invention, il est proposé un module électronique, qui comprend un élément de plaque de circuit imprimé avec au moins un élément de détecteur électronique, et un élément de couvercle. L'élément de plaque de circuit imprimé et l'élément de couvercle enferment en commun, un logement de réception dans lequel est agencé au moins un élément de détecteur électronique. Le module électronique est caractérisé en ce que l'élément de couvercle présente au moins une excroissance pour agrandir localement le logement de réception, et l'élément de détecteur est logé au moins en partie dans l'excroissance. Conformément à un deuxième aspect de l'invention, il est proposé un ensemble de détecteurs-capteurs, qui comporte un mode de réalisation du module électronique selon le premier aspect de l'invention, ainsi qu'un élément de capteur pour produire un signal de détecteur lorsque l'élément de capteur est déplacé au-devant de l'élément de détecteur. L'ensemble de détecteurs-capteurs est ici conçu de manière à ce que l'élément de capteur soit amené, lors du fonctionnement d'une unité à surveiller, à être déplacé au voisinage immédiat de l'excroissance de l'élément de couvercle du module électronique. Par ailleurs, sont proposés un appareil de commande de boite de vitesses comprenant un module électronique selon ledit premier aspect, et respectivement une commande de boite de vitesses comprenant un ensemble de détecteurs-capteurs selon ledit deuxième aspect. Des idées concernant les aspects précités de l'invention, peuvent entre autres être considérées comme se fondant sur les constatations et les principes décrits dans la suite. Comme cela a été décrit en introduction, des modules électroniques, par exemple pour des appareils de commande de boite de vitesses, sont souvent réalisés en tant que modules étanches, notamment encapsulés, dans lesquels des composants électroniques sont logés dans l'intérieur hermétiquement étanche du module. Un espace d'implantation à l'intérieur d'un tel module électronique est typiquement étroit, de sorte que les éléments de détecteurs doivent jusqu'à présent, soit être logés de manière intégrée dans l'espace d'implantation étroit en n'étant ainsi éventuellement pas orientés de façon optimale, soit être agencés séparément et alors être câblés avec des composants électroniques prévus à l'intérieur du module. A présent, il est proposé, dans un module électronique présentant au moins un élément de plaque de circuit imprimé ainsi qu'un élément de couvercle, qui enferment ensemble, un logement de réception et, le cas échéant en commun avec d'autres éléments, rendent le logement de réception hermétiquement étanche à l'encontre d'un environnement, de configurer l'élément de couvercle de manière spéciale, pour permettre ainsi un agencement avantageux d'éléments de détecteur. A cet effet sont prévus des excroissances sur l'élément de couvercle.

Une excroissance peut désigner ici une configuration géométrique de l'élément de couvercle, à l'aide de laquelle le logement de réception peut être partiellement élargi ou agrandi localement. Dans la zone d'une excroissance, l'élément de couvercle peut ainsi être bombé localement de manière convexe vers l'extérieur. Dans le logement de réception agrandi dans la région de l'excroissance, peut alors être agencé de manière appropriée, un élément de détecteur. Une excroissance peut ici être configurée de manière appropriée, de sorte que l'élément de détecteur à y agencer y trouve d'une part suffisamment de place et peut être agencé dans une position et/ou une orientation souhaitée, et d'autre part l'élément de détecteur peut être maintenu de manière adaptée dans la zone de l'excroissance. L'excroissance et l'élément de détecteur à y agencer peuvent avantageusement être configurés de façon à ce que l'élément de détecteur puisse être disposé de manière à ce qu'il permette de mesurer de façon simple et avec une précision suffisante, des grandeurs de mesure physiques, comme celles pouvant par exemple être produites de manière variable par un élément de capteur déplaçable à l'extérieur du module électronique.

L'élément de couvercle peut présenter dans une zone d'une excroissance, une épaisseur moindre que dans des zones avoisinantes. Cela permet entre autres à l'élément de détecteur agencé dans l'excroissance, de mieux pouvoir détecter à travers l'élément de couvercle.

A titre d'exemple, un champ magnétique variable, qui est par exemple produit par un élément de capteur se déplaçant à l'extérieur du module électronique, peut traverser de façon plus intense la zone amincie de l'élément de couvercle, voisine de l'excroissance, et être alors être détecté par l'élément de détecteur logé dans l'excroissance. L'élément de couvercle peut être réalisé sous forme de pièce en matière plastique. Une telle pièce en matière plastique peut d'une part servir, en commun avec l'élément de plaque de circuit imprimé, à enfermer le logement de réception de manière hermétiquement étanche. Un élément de couvercle réalisé en matière plastique peut ici être fabriqué de manière simple et économique. Il peut par exemple se présenter sous la forme d'une pièce de matière plastique moulée par injection. D'autre part, l'élément de couvercle réalisé sous forme de pièce en matière plastique permet généralement de bien détecter, par exemple, une grandeur de mesure à mesurer, tel qu'un champ magnétique variable. Le matériau de l'élément de couvercle peut notamment être choisi pour que, par exemple un champ à mesurer, soit transmis de manière intense, c'est-à-dire ne soit pas absorbé, ni réfléchi.

En variante, l'élément de couvercle peut être réalisé sous forme de pièce en un matériau métallique non magnétique. Un élément de détecteur qui y est logé, peut détecter à travers le matériau métallique non magnétique, par exemple des champs magnétiques, qui varient à l'extérieur du module électronique. L'élément de couvercle métallique peut par exemple être d'un seul tenant, et peut être obtenu à partir d'une tôle, par pliage, étirage, matriçage, découpage ou similaires. L'élément de couvercle et l'élément de plaque de circuit imprimé peuvent être configurés et reliés mutuellement de manière telle qu'à eux seuls déjà, ils enferment et rendent hermétiquement étanche le logement de réception à l'encontre d'influences extérieures. En variante, peuvent être prévus des éléments supplémentaires, comme par exemple un élément de cadre ou un autre élément de plaque, pour enfermer totalement, de manière hermétiquement étanche, le logement de réception, ensemble avec l'élément de couvercle et l'élément de plaque de circuit imprimé. L'élément de détecteur peut être fixé dans l'excroissance associée. En d'autres termes, l'élément de détecteur peut non seulement être logé dans l'excroissance, mais également y être fixé par des mesures appropriées. Il est par exemple possible que des dimensions de l'élément de détecteur et de l'excroissance soient adaptées réciproquement de manière à ce que l'élément de détecteur soit maintenu dans l'excroissance par un ajustement à force. L'élément de détecteur peut également être maintenu en étant serré ou d'une autre manière, grâce à une configuration adaptée de l'excroissance ou d'éléments de serrage qui y sont prévus.

D'après une configuration spéciale, l'élément de détecteur peut être rapporté sur un élément partiel de plaque de circuit imprimé séparé, et l'élément partiel de plaque de circuit imprimé peut faire saillie transversalement de l'élément de plaque de circuit imprimé. En d'autres termes, l'élément de détecteur peut pour sa part être agencé sur un élément partiel de plaque de circuit imprimé additionnel, généralement plus petit par rapport à l'élément de plaque de circuit imprimé proprement dit, et cet élément partiel de plaque de circuit imprimé peut être agencé à l'intérieur du module électronique, selon une autre orientation que l'élément de plaque de circuit imprimé. L'élément de détecteur peut de cette manière être agencé selon une position et une orientation adaptées à sa fonction de mesure, indépendamment de la position et de l'orientation de l'élément de plaque de circuit imprimé. L'élément partiel de plaque de circuit imprimé peut dans ce cas être attaché de manière flexible à l'élément de plaque de circuit imprimé. A cet effet, l'élément partiel de plaque de circuit imprimé peut être fixé à l'élément de plaque de circuit imprimé, par exemple par l'intermédiaire d'une zone partielle flexible, pouvant notamment être pliée. La zone partielle flexible peut ici par exemple être une zone amincie d'un élément partiel de plaque de circuit imprimé où l'élément partiel de plaque de circuit imprimé peut être simplement plié. A l'aide d'un tel attachement flexible, il est d'une part possible d'obtenir un attachement mécanique et/ou électrique fiable de l'élément partiel de plaque de circuit imprimé à l'élément de plaque de circuit imprimé, et d'autre part l'élément de détecteur agencé sur l'élément partiel de plaque de circuit imprimé peut être disposé dans une position/orientation appropriée par rapport à l'élément de plaque de circuit imprimé. Il est à noter que des caractéristiques et avantages possibles de configurations de l'invention, sont ici décrits en se référant en partie à un module électronique et en partie à un ensemble de détecteurs-capteurs, un appareil de commande de boite de vitesses ou une commande de boite de vitesses. L'homme de métier est en mesure de constater qu'il est possible de combiner ou d'échanger de manière appropriée les caractéristiques évoquées, pour parvenir à d'autres modes de réalisation de l'invention. Dessins Dans la suite, des modes de réalisation de l'invention vont être décrits au regard des dessins annexés, ni la description, ni les dessins n'étant à considérer comme limitant l'invention. - La figure 1 montre une vue en coupe d'un module électronique d'un appareil de commande de boite de vitesses. - La figure 2 montre une vue en coupe d'un module électronique conforme à l'invention. - La figure 3 montre une vue en coupe d'une variante de configuration d'un module électronique conforme à l'invention. Les figures sont uniquement schématiques et ne respectent pas les échelles. Des repères identiques désignent des caractéristiques identiques ou d'action identique dans les différentes figures. Description de modes de réalisation de l'invention La figure 1 montre un module électronique 1 traditionnel, tel qu'il peut être mis en oeuvre pour l'implémentation d'appareils de commande de boites de vitesses pour véhicules automobiles. Un élément de plaque de circuit imprimé 3, un élément de couvercle 5, ainsi qu'un élément de cadre 7 agencé entre eux, enferment un logement de réception 9 pour des composants. L'élément de plaque de circuit imprimé 3 est relié à l'élément de cadre 7 le long d'une zone périphérique 11 de forme annulaire, la liaison se faisant de manière fixe sur le plan mécanique et de manière hermétiquement étanche. A cet effet, dans l'élément de plaque de circuit imprimé 3, le plus souvent réalisé en un matériau thermodurcissable, est formée une micro-structuration 13 pour laquelle, dans la zone périphérique 11 de l'élément de plaque de circuit imprimé 3, ont été réalisées des microcavités, par exemple à l'aide d'un usinage par laser. L'élément de cadre 7, qui typiquement est réalisé en un matériau thermoplastique, peut, pour sa liaison avec l'élément de plaque de circuit imprimé 3, être échauffé temporairement dans une zone limitrophe et ainsi être liquéfié ou plastifié, de sorte le matériau thermoplastique de l'élément de cadre 7 peut s'engager dans les microcavités de la micro-structuration 13 et s'y fixer de manière résistante sur le plan mécanique et de façon hermétiquement étanche après refroidissement. L'élément de couvercle 5 peut être rapporté, en périphérie, à l'élément de cadre 7 d'une façon hermétiquement étanche, par exemple par soudage au laser ou collage. Le logement de réception 9 peut ainsi être rendu hermétiquement étanche dans sa totalité, à l'encontre d'un environnement pouvant éventuellement renfermer des fluides ou agents agressifs.

Dans le logement de réception 9 peuvent être agencés différents composants électroniques 15, 17, comme par exemple des résistances électriques, des diodes, des transistors, des circuits intégrés, etc., ainsi qu'au moins un élément de détecteur électronique 19, et être reliés ou interconnectés électriquement ou avec un environnement, par exemple par l'intermédiaire de pistes conductrices de l'élément de plaque de circuit imprimé 3. Dans le cas du module électronique 1 représenté sur la figure 1, l'élément de détecteur 19 doit détecter, par exemple à travers l'élément de couvercle 5, des grandeurs de mesure qui doivent être mesurées à l'extérieur du module électronique 1. A certaines fins de mesure et pour certaines applications, l'élément de détecteur 19 peut ne pas être agencé de manière optimale, ou bien un champ à mesurer peut par exemple ne pas pénétrer suffisamment à l'intérieur du module électronique jusqu'à l'élément de détecteur qui s'y trouve.

La figure 2 montre un module électronique 1 conforme à un mode de réalisation de la présente invention. Un élément de couvercle 5 présente ici des excroissances 21, 23 à l'aide desquelles le logement de réception 9 est agrandi localement et dans chacune desquelles est logé respectivement un élément de détecteur 25, 27. Un élément de plaque de circuit imprimé 3, l'élément de couvercle 5 ainsi qu'un élément de cadre 7 enferment ici de manière hermétiquement étanche, le logement de réception 9, de manière similaire à l'exemple de la figure 1. Toutefois, dans le mode de réalisation représenté sur la figure 2, non seulement des composants électroniques 15, 17 sont prévus sur l'élément de plaque de circuit imprimé 3, mais en complément il est prévu un autre élément de plaque de circuit imprimé 29 à l'intérieur du logement de réception 9, au voisinage immédiat de l'élément de couvercle 5, et sur cet autre élément de plaque de circuit imprimé sont agencés, directement ou par l'intermédiaire d'éléments partiels de plaque de circuit imprimé 35 rattachés de manière flexible, d'autres composants électroniques 31, 33 ainsi que les éléments de détecteur 25, 27. Les éléments de détecteurs 25, 27 s'engagent ici au moins partiellement dans l'une des excroissances 21, 23. Les éléments de détecteur 25, 27 sont ici agencés et orientés à l'intérieur de l'excroissance 25, 27 respective, de manière à être en mesure de détecter approximativement de manière optimale, une grandeur de mesure variant à l'extérieur du module électronique 1.

Une telle grandeur de mesure peut par exemple être un champ magnétique ou électrique, qui est produit par un élément capteur 37, 39 se déplaçant par rapport au module électronique 1, et qui, en raison du balayage de la zone des éléments de détecteur respectivement associée, par l'élément de capteur 37 dans la zone de l'élément de détecteur 25, 27 associée, varie dans le temps. Le module électronique 1 peut réaliser un appareil de commande de boite de vitesses à l'aide duquel, en commun avec les éléments de capteur 37, 39, il est possible d'élaborer un ensemble de détecteurs-capteurs 41 d'une commande de boite de vitesses, de sorte qu'il est par exemple possible d'effectuer de manière fiable et précise, une détermination de position ou une détermination de vitesse de rotation de composants à l'intérieur d'une boite de vitesses de véhicule automobile. Les éléments de capteur 37, 39 peuvent ici être agencés par exemple sur des composants rotatifs d'une boite de vitesses, de sorte qu'il est possible de déterminer à l'aide des éléments de détecteur 25, 27, des informations relatives à des positions actuelles de composants de la boite de vitesses. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 2, l'élément de couvercle 5 est par exemple une pièce en matière plastique moulée par injection. Il peut être relié ou assemblé de manière hermétiquement étanche avec l'élément de cadre 7, par exemple par soudage, collage, matage ou d'une autre manière. L'élément de plaque de circuit imprimé supplémentaire 29 peut par exemple être serré entre l'élément de cadre 7 et l'élément de couvercle 5 qui y est fixé, ou bien être relié de manière mécaniquement résistante à l'un de ces éléments. Dans le mode de réalisation représenté, l'élément de plaque de circuit imprimé supplémentaire 29 est relié à l'élément de plaque de circuit imprimé 3 par l'intermédiaire d'une zone partielle 43 coudée à la verticale, ainsi que de manière électriquement conductrice par l'intermédiaire d'une pastille 45 prévue sur l'élément de plaque de circuit imprimé 3. Par ailleurs, entre l'élément de plaque de circuit imprimé 3 et l'élément de couvercle 5, il est prévu un élément de support 47, pour empêcher par exemple des vibrations et/ou un fléchissement de l'élément de couvercle 5 en raison de différences de pression. La figure 3 montre une zone partielle d'un autre mode de réalisation d'un module électronique 1 conforme à l'invention. Des éléments de détecteur 25, 27 sont à nouveau agencés dans des excroissances 21, 23, qui sont formées en tant que creux partiels dans un élément de couvercle 5 pour agrandir localement le logement de réception 9. Les éléments de détecteur 25, 27 sont ici agencés respectivement sur des éléments partiels de plaque de circuit imprimé 49, 51, qui sont reliés mécaniquement et/ou électriquement soit à l'élément de plaque de circuit imprimé 3, soit par exemple à d'autres composants à l'intérieur du logement de réception 9 (non représentés), par l'intermédiaire d'une zone flexible 53, 55. Pour pouvoir fixer mécaniquement un élément de détecteur 27 à l'intérieur d'une excroissance 23, ces deux composants peuvent être adaptés mutuellement quant à leurs dimensions, de manière à ce que l'élément de détecteur 27 puisse être inséré à force de manière serrée dans l'excroissance 23. En variante, à l'intérieur de l'excroissance 23, un élément de serrage 57 faisant saillie vers l'intérieur, peut servir à la fixation de l'élément de détecteur 27. L'élément de serrage 57 peut présenter, par exemple en raison de sa configuration géométrique et/ou d'un matériau utilisé, une élasticité adaptée à produire un effet de serrage. En vue de pouvoir détecter au mieux une grandeur variant à l'extérieur du module électronique 1 et produite par un élément de capteur 37, 39, l'élément de couvercle 5 peut présenter, dans la zone d'une excroissance 21, 23, de manière locale dans une zone partielle 59, 61 ou également le long de l'ensemble de l'excroissance 21, 23, une épaisseur moindre par rapport à des zones directement avoisinantes. A titre d'exemple, l'épaisseur dans la zone partielle 59, 61 peut valoir moins de 80% ou moins de 50% de l'épaisseur dans des zones directement avoisinantes de l'élément de couvercle 5. Dans une telle zone partielle 59, 61 d'épaisseur de matière réduite, des champs produits par exemple par un élément de capteur 37, 39 peuvent pénétrer plus facilement à l'intérieur du module électronique 1, et y être relevés par l'un des éléments de détecteur 25, 27. 25

Claims (5)

1. REVENDICATIONS1°) Module électronique (1), comprenant un élément de plaque de circuit imprimé (3) avec au moins un élément de détecteur électronique (25, 27) ; et un élément de couvercle (5) ; module électronique dans lequel l'élément de plaque de circuit imprimé (3) et l'élément de couvercle (5) enferment un logement de réception (9) ; et dans lequel ledit au moins un élément de détecteur électronique (25, 27) est agencé dans le logement de réception (9), caractérisé en ce que l'élément de couvercle (5) présente au moins une excroissance (21, 23) pour agrandir localement le logement de réception (9), et l'élément de détecteur (25, 27) est logé au moins en partie dans l'excroissance (21, 23).
2. 2°) Module électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de couvercle (5) présente dans une zone (59, 61) d'une excroissance (21, 23), une épaisseur moindre que dans des zones avoisinantes.
3. 3°) Module électronique selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément de couvercle (5) est réalisé sous forme de pièce en matière plastique.
4. 4°) Module électronique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de couvercle (5) est réalisé en un matériau métallique non magnétique.
5. 5°) Module électronique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de détecteur (25, 27) est fixé dans l'excroissance (21, 23).356°) Module électronique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de détecteur (25, 27) est rapporté sur un élément partiel de plaque de circuit imprimé (49, 51), et l'élément partiel de plaque de circuit imprimé (49, 51) fait saillie transversalement de l'élément de plaque de circuit imprimé (3). 7°) Module électronique selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'élément partiel de plaque de circuit imprimé (49, 51) est attaché de manière flexible à l'élément de plaque de circuit imprimé (3). 8°) Ensemble de détecteurs-capteurs (41) comprenant un module électronique (1) selon l'une des revendications 1 à 7, ainsi qu'un élément de capteur (37, 39) pour produire un signal de détecteur lorsque l'élément de capteur (37, 39) est déplacé au-devant de l'élément de détecteur (25, 27) du module électronique (1), caractérisé en ce que l'ensemble de détecteurs-capteurs (41) est conçu de manière à ce que l'élément de capteur (37, 39) soit amené, lors du fonctionnement d'une unité à surveiller, à être déplacé au voisinage immédiat de l'excroissance (21, 23) de l'élément de couvercle (5) du module électronique (1). 9°) Appareil de commande de boite de vitesses, comprenant un module électronique (1) selon l'une des revendications 1 à 7. 10°) Commande de boite de vitesses comprenant un ensemble de détecteurs-capteurs (41) selon la revendication 8. 35