Brevet FR2571440A1 — publié le 19860411

La présente invention se rapporte à une structure de module électronique et à son montage sur le distributeur d'allumage de moteurs à combustion interne, particulièrement ceux des véhicules automobiles. Chacun sait, que dans les dispositifs d'allumage électronique d'automo- biles, le module électronique constitue le dispositif de commande de la bobine d'allumage. Dans ce but, il est relié électriquement, d'un côté au rupteur du distributeur et, de l'autre, à la bobine et à la batterie du véhicule. Un des problèmes qui se posent à propos de la conception de modules électroniques est d'éviter leur réchauffement excessif, ce qui porterait préjudice aux composants électroniques qui les constituent. Pour maintenir le réchauffement dans des limites acceptables, les dispo- sitifs classiques ont été réalisés sur plaque métallique montée sur un support métallique dans le but de dissiper la chaleur du module. La con- nexion électrique du module au distributeur est alors réalisée au moyen d'un câble. Toutefois, une telle solution suppose la présence d'un support de ref- roidissement et d'un cable de liaison dont la présence entraine bien évidemment des problèmes de coût et d'encombrement. Afin d'éliminer le support spécial et le câble, l'objet de la présente invention est de proposer le montage direct du module sur le distribu- teur. Dans ce cas, la plaque métallique du module est en contact avec le corps du distributeur, lequel fait alors fonction de support dissipateur de chaleur. Néanmoins, dans le fonctionnement pratique, le corps du distributeur se trouve réchauffé par le moteur-thermique sur lequel il est monté et le contact direct entre la plaque métallique du module et le corps du distri- buteur crée par conséquent un passage de chaleur du distributeur au module, de sorte que la température de ce dernier dépend, non seulement du réchauf- fement de ses composants électroniques, mais également du réchauffement du distributeur. En pratique, le module se maintient en fait à la même température que le distributeur. Pour l'instant, si cette condition ne présente pas d'in- convénients tant que le véhicule roule, grace à la ventilation naturelle qui assure un refroidissement suffisant du distributeur et donc du module, elle n'est plus acceptable lorsque le véhicule est arrêté avec le moteur allumé, particulièrement après un parcours sur autoroute ou en côte. En effet, la température du distributeur privé de ventilation peut atteindre à cause du "coup de chaleur", des pointes très élevées incompatibles avec les composants électroniques du module. Le but de la présente invention est de prévoir une structure de module pour allumage électronique et son montage sur le distributeur d'allumage qui élimine les inconvénients sus-mentionnés, quelles que soient les con- ditions d'utilisation du véhicule et de fonctionnement du moteur thermique. En particulier, le but de l'invention est de rendre la température et les gradients de température du module indépendants de ceux du distributeur, en maintenant la température à des niveaux compatibles avec ses compo- sants électroniques. Selon l'invention, le but sus-mentionné est atteint grâce à une structure de module électronique constitué d'un corps métallique ayant des fonctions de radiateur thermique, de façon à dissiper à l'extérieur la chaleur gé- nérée par les composants électroniques du module et en fixant une telle structure au corps du distributeur d'allumage par l'intermédiaire d'un moyen isolant thermique, de façon à éliminer le transfert direct de chaleur du moteur thermique à travers le corps du distributeur. Selon une forme de réalisation de l'invention très simple, le corps radia- teur présente la forme d'une boite ouverte dont l'intérieur est occupé en partie par les composants électroniques du module et disponible en partie pour les interconnexions électriques. De préférence, le moyen isolant thermique est formé d'un support en forme de cadre qui définit une face de fermeture du côté interne du corps radiateur, de façon à réaliser une protection du module. Les avantages et caractéristiques ultérieurs de la structure du module et de son montage apparaitront de façon évidente à la lecture des descrip- tions suivantes illustrées par des dessins d'une des formes de réalisation présentée à titre non limitatif. Aux dessins annexes, la figure 1 est une vue latérale schématique d'un distributeur d'allu- mage partiellement sectionné à l'endroit du raccordement avec le module électronique, la figure 2 est une vue en coupe du distributeur de la figure 1 sec- tionné au niveau du module électronique, la figure 3 est une vue en coupe du côté externe du module la figure 4 est une vue du module de la figure 3 du côté des contacts terminaux la figure 5 est une vue en coupe du côté interne du module, la figure 6 est une vue en coupe selon VI-VI de la figure 5, 2l71440 la figure 7 est un diagramme montrant la courbe de température en degrés centigrades du corps du distributeur, du corps du module électro- nique et de la température ambiante en fonction du temps en minutes, lorsque le véhicule roule, et la figure 8 représente le même diagramme lorsque le véhicule roule dans d'autres conditions. Dans le distributeur d'allumage représenté schématiquement aux figures 1 et 2, que l'on suppose monté sur un moteur thermique d'automobile, le repère 1 indique le corps cylindrique normalement en aluminium, le repère 2 0 la calotte distributrice et le repère 3 l'impulseur qui peut être n'"im- porte quel type connu, par exemple magnétique (impulseur magnétique), mécanique (rupteur) ou à effet Hall. Par 4 est indiqué le module électronique comprenant, selon l'invention, un récipient ou corps métallique 5, dont l-a matière est un agent de dis- persion thermique, par exemple l'aluminium, qui est relié au corps 1 du distributeur par l'intermédiaire d'un matériau isolant thermique. Le corps 5 présente la forme d'une boite ouverte avec au moins une partie de superficie externe pourvue d'ailettes de refroidissement 7. L'intérieur de la boite 5 est occupé en partie, voir 8, par les compo- 3 sants électroniques du module, et l'autre partie, voir 9, est disponible pour les interconnexions électriques 10. Les composants électroniques du module sont noyés dans une résine de protection mécanique avec laquelle ils forment une masse 11 remplissant le creux 8 de la boite. Les contacts terminaux 12 du module sont connectés, d'un côté, à l'im- pulseur 3 par les conducteurs 13 et, de l'autre, à l'installation élec- trique du véhicule par les conducteurs 14, et en particulier à la bobine d'allumage et à la batterie d'alimentation (non représentée). La fonction du module électronique est bien connue. Il élabore le signal 0 de phase qui lui est transmis par l'impulseur 3 et interrompt le passage du courant dans la bobine à l'instant de l'allumage. Pour rendre plus aisé l'accès à la partie 8, le corps 5 présente sur le fond une ouverture latérale 16 qui sera fermée par une paroi en matière isolante 6, comme on le verra par la suite. :5 Le corps en forme de boite 5 et la partie 11 sont montés ensemble avec le côté ouvert sur le corps 1 au moyen d'une petite plaque 6 qui consti- tue le moyen isolant thermique interposé entre le corps 1 et le module 4. De cette façon, la chaleur du distributeur ne peut pas se transmettre par conduction au module, de sorte que la température de ce dernier est pra- o tiquement indépendante de celle du distributeur dans n'importe quelle condition de fonctionnement du moteur thermique et du-véhicule. De toute évidence, pour satisfaire à ces conditions, on choisit de façon opportune aussi bien l'épaisseur que la matière, par exemple un polyester thermodurcissable, pour la plaque isolante 6. Non influencé par le réchauffement du distributeur, le module 4 aura une température qui dépendra uniquement du réchauffement de ses composants électroniques. Pour garantir qu'un tel réchauffement reste à l'intérieur de limites com- patibles, le corps radiateur 5 est pourvu d'ailettes de refroidissement 7, O10 dont la superficie qui servira à la dissipation de la chaleur est évi- demment calculée pour garantir de telles conditions. La plaque 6 a également pour fonction de définir une superficie de protec- tion de la partie électronique du module ou de la fermeture des creux 8 et 9. Dans une forme simplifiée de réalisation, la plaque 6, comme on le voit aux figures 1 et 2, présente la forme d'un cadre dont le bord, d'un côté est en contact avec le corps i du distributeur, et du-coté opposé, avec le bord interne du corps radiateur 5. Le cadre permet de disposer d'un espace libre 15 entre le corps 1 et le module 4 (voir figure 1), qui, outre le fait qu'il rend plus aisées les opérations d'insertion et de liaison des conducteurs 13 et 14, réalise un coussin d'air entre le distributeur et le module apte à freiner le transfert de chaleur entre les différentes parties. En outre, pour rendre plus facile l'accès à la boite 9 durant les opé- rations sus-mentionnées, le corps radiateur 5 présente une ouverture la- térale 16 ou overture de fond qui, après le montage du module sur le dis- tributeur, demeure fermée par la paroi 17 sous forme d'une plaque pro- éminente ou cadre 6. De cette façon, l'intérieur de la boite 5, et parti- culièrement la partie 9, sont protégés contre toute projection d'eau, corps étrangers etc. Aux figures 3 à 6, le module 4 est présenté comme une unité en soi, c'est à dire séparé du distributeur. Dans ces dessins, les éléments correspondants sont indiqués avec les mêmes repères numériques. Le montage du module 4 sur le corps du distributeur au moyen ducadre isolant 6 peut être réalisé de n'importe quelle façon, par exemple à l'aide de clous, vis etc. Aux figures 1 et 2, on montre un montage au moyen des vis 17, du cadre 6 sur le corps du distributeur et, au moyen de vis 18, du corps du module sur le cadre 6. 7144 Q Tous les essais pratiques pour vérifier le comportement thermique du module électronique réalisé et monté conformément à l'invention ont été réalisés. Durant ces essais, le distributeur avec le module annexe était monté sur le moteur thermique d'un véhicule roulant à la température ambiante de 30 C. Les résultats de ces essais sont illustrés aux diagrammes des figures 7 et 8, dans lesquels les courbes A-A', B-B' et C-C' montrent respectivement l'évolution en fonction du temps de la température du corps 1 du distribu- teur, du corps 5 du module et du distributeur ambiant, c'est à dire de l'ambiance au dessous du moteur. Diagramme de la figure 7. Il s'agit de relevés de températures effectués sur un véhicule en marche sur autoroute à vitesse maximum et après arrêt 28 minutes après le départ. On note immédiatement que la courbe B représentant la température du corps 5 du module 4 se trouve, aussi bien durant la marche qu'après l'arrêt du véhicule, toujours au dessous de la courbe A. Avant l'arrêt, la température du corps 1 (voir courbe A) ne dépasse pas C; ceci est dû à la ventilation naturelle produite par le véhicule en mouvement. Mais, après 28 minutes de marche, au moment de l'arrêt du véhicule, la courbe A subit une brusque élévation due au "coup de chaleur" qui se manifeste dans le corps du distributeur à la suite de l'arrêt de la ventilation et de la chaleur transférée par le moteur thermique. Dans cette phase, la température du corps 1 atteint et dépasse 120 C. Avec les aménagements suggérés par l'invention, qui prévoient d'un côté l'isolation thermique du module 4 du corps du distributeur au moyen du cadre 6, et d'autre côté une dissipation efficace de la chaleur du module à l'aide du corps à ailettes 5, la courbe B, comme on le remarque dans le diagramme, se maintient au dessous de la courbe A de 25 à 30 C, aussi bien lorsque le véhicule roule qu'après l'arrêt. En outre, le gradient thermique relevé sur le module dans la phase de début du "coup de chaleur" (pente de montée de la courbe B par rapport à la courbe A) est notablement inférieur à celui qui résulterait sur le module directement appliqué au distributeur. Ces effets de température et de gradient thermique inférieurs permettent d'obtenir un bénéfice notable sur la fiabilité en fonctionnement des com- posants électroniques du module. Dans le diagramme, on montre aussi la courbe C qui représente l'évolution de la température de la boite, o est logé le distributeur. 71440 Diagrammede la figure 8. Il s'agit de relevés de température effectués sur un véhicule durant un parcours montagneux avec une charge maximum et après arrêt. On remarque, que dans ce cas également la courbe B' est toujours au dessous de la courbe A', même si les valeurs de température sont plus élevées par rapport à celles des courbes A et B du diagramme de la figure 7, à cause des conditions de marche plus dures du véhicule et de la ventilation réduite du moteur due à la faible vitesse. Ceci justifie la hausse ther- mique inférieure après arrêt, qui concerne les courbes A' et C' et O10 l'adaptation par conséquent plus rapide de la courbe B' à la courbe C'.. REVENDICATIONS. 1. Structure de module électronique et son montage sur un distributeur d'al- lumage de moteur à combustion interne, particulièrement pour véhicules automobiles, caractérisée ence que la structure est constituée d'un corps métallique (5) fonctionnant comme radiateur thermique lequel est fixé au corps (1) du distributeur par l'intermédiaire d'un moyen (6) isolant thermique, ledit radiateur étant apte à dissiper vers l'exté- rieur la chaleur générée par les composants électroniques du module (11). 2. Structure de module électronique selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'au moins une partie de la superficie du corps radiateur (5) présente du côté externe des ailettes de refroidissement. 3. Structure de module électronique selon la revendication 1 ou 2, carac- térisée en ce que le corps radiateur présente la forme d'une boite ouverte dont l'intérieur est en partie (8) occupé par les composants électroniques du module (11) et en partie (9) disponible pour loger les interconnexions électriques (10). 4. Structure de module électronique selon la revendication 3., caractérisée en ce que la boite présente une ouverture latérale (16) pour pouvoir accéder au logement (9) des interconnexions électriques (10). 5. Structure de module électronique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le moyen isolant thermique-est constitué d'une plaque (6) qui définit une superficie de protection du côté interne du corps contenant le module (11). 6. Structure de module électronique selon les revendications 4 et 5, carac- térisée en ce que la plaque a la forme d'un cadre (6) présentant une paroi proéminente (17) pour la fermeture de l'ouverture latérale (16) du corps en forme de boite et qui réalise un espace libre (15) entre le corps du distributeur (1) et le module (11).