Brevet FR2780603A1 — publié le 19991231

L'invention concerne un appareil de commande pour véhicule automobile. Il est déjà connu d'intégrer des appareils de commande de moteur et appareils de commande de boîte de vitesses dans les groupes structurels d'un véhicule automobile qui sont à commander (à savoir le moteur ou la boîte). De tels appareils de commande intégrés doivent être étanches vis-à-vis de fluides environnants, tels que par exemple huile, essence et eau, rester aptes au fonctionnement sur un large domaine de températures (d'environ moins 40 C à 140 C) et présenter un niveau élevé de résistance aux vibrations (jusqu'à environ 40 g). Un appareil de commande remplissant ces conditions est décrit dans le brevet allemand non publié antérieurement DE 197 12 842 C1. L'appareil de commande comprend un boîtier de structure simple et pouvant être réalisé économiquement. L'électronique de l'appareil de commande est portée par une plaque de fond et le couvercle de boîtier de l'appareil de commande est réalisé d'une pièce avec un corps porteur. La connexion électrique des conducteurs passant dans le corps porteur avec l'électronique de l'appareil de commande s'effectue au moyen de broches de pistes conductrices qui sont prévues dans la zone d'appui du couvercle de boitier et qui pénètrent dans des douilles d'isolation de la plaque de fond et y produisent chacune une liaison électrique respective avec une patte de piste conductrice du support flexible de pistes conductrices qui s'étend dans la douille d'isolation. Une plaque à pistes conductrices, dont des pistes conductrices peuvent être connectées sans soudure à des conducteurs de raccordement, est décrite dans la demande de brevet allemand DE 28 41 443 Ai. A cet effet, les pistes conductrices de la plaque comportent des oeillets de raccordement qui sont traversés par les conducteurs de raccordement. Le modèle d'utilité allemand DE 295 01 849 décrit un boîtier comportant une plaque porte-circuit dans la zone de contact de laquelle sont insérées à force des bornes qui font saillie hors du boîtier. Une boîte de vitesses automatique, qui comporte une partie supérieure de carter sur laquelle est montée, sur sa face supérieure, une plaque à pistes conductrices préassemblée, est décrite dans le brevet allemand DE 43 44 584 C2. La présente invention a pour but de fournir un appareil de commande dans lequel la connexion électrique du circuit électronique avec les conducteurs électriques passant dans le corps porteur est réalisée d'une manière économique et respectant en même temps totalement les conditions d'utilisation pratique. A cet effet, l'invention a pour objet un appareil de commande pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend une plaque de fond, un porte-pistes conductrices monté sur la plaque de fond, un circuit électronique relié électriquement au porte-pistes conductrices, un couvercle de boîtier accouplé à la plaque de fond d'une manière étanche à l'huile, un panneau de mise en contact en matière plastique, raccordé à la plaque de fond et comportant au moins une ouverture d'insertion à force venue de matière, et un corps porteur en matière plastique, dans lequel au moins un conducteur électrique passe en y étant noyé, tandis que le porte-pistes conductrices s'étend jusqu'à l'ouverture d'insertion à force, le corps porteur recouvre le panneau de mise en contact au moins par sections, et le conducteur électrique passe dans la section du corps porteur qui est superposée au panneau de mise en contact, une extrémité de ce conducteur fait saillie en cet endroit hors du corps porteur, pénètre dans l'ouverture d'insertion à force du panneau de mise en contact et réalise en cet endroit une liaison électriquement conductrice avec une piste conductrice du porte-pistes conductrices. Le panneau de mise en contact en matière plastique, prévu conformément à l'invention, fournit un support de mise en contact qui peut être configuré librement et qui déplace hors de la zone de la plaque de fond les emplacements de mise en contact entre les conducteurs et le porte-pistes conductrices. Cela permet une conception de la plaque de fond qui est indépendante des conditions exigées de mise en contact, ainsi qu'un agencement du panneau de mise en contact qui est très variable en ce qui concerne la disposition et la forme des ouvertures d'insertion à force, le panneau de mise en contact pouvant par exemple être réalisé d'une manière simple sous forme d'une pièce en matière plastique moulée par injection d'un seul tenant. Ces mesures permettent d'obtenir une structure d'ensemble de l'appareil de commande qui est particulièrement économique du point de vue de la technique de fabrication. Une mise en oeuvre préférée de l'invention se caractérise par le fait que le panneau de mise en contact est réalisé sous forme d'un cadre faisant le tour de la plaque de fond sur son bord. Ainsi, une possibilité de mise en contact de tous côtés est offerte à la plaque de fond, ce qui permet un trajet particulièrement court aussi bien des pistes conductrices du porte-pistes conductrices flexible que des conducteurs électriques situés dans le corps porteur. De préférence, le panneau de mise en contact est accouplé à la plaque de fond au moyen d'une liaison par insertion à force, par enclenchement, par emboîtement, par vissage ou par rivetage. Une réalisation structurelle avantageuse du panneau de mise en contact se caractérise par le fait que celui-ci est en une matière plastique résistant à l'huile et possédant une faible tendance au fluage, notamment un polyamide renforcé de fibre de verre. De cette manière, il est possible d'obtenir une résistance mécanique élevée et une bonne stabilité à long terme de la liaison par insertion à force. De préférence, pour des raisons de protection vis-à-vis des copeaux, l'ouverture d'insertion à force est fermée du côté du fond. A cet effet, l'ouverture d'insertion à force peut être réalisée avec des prolongements de paroi en saillie sur la face inférieure du panneau de mise en contact, de sorte qu'en outre, la stabilité mécanique et la sûreté de mise en contact électrique de la liaison par insertion à force sont assurées. Une autre variante préférée de mise en oeuvre de l'invention se caractérise par le fait que l'ouverture d'insertion à force présente une section transversale d'ouverture essentiellement polygonale. Une telle forme de l'ouverture d'insertion à force permet de faciliter l'enfoncement d'une patte de mise en contact, prévue sur le porte-pistes conductrices flexible, dans l'ouverture. Une forme particulièrement préférée de mise en oeuvre de l'invention se caractérise par le fait que le corps porteur et le couvercle de boîtier sont réalisés d'une pièce. Dans ce cas, l'appareil de commande conforme à l'invention est fermé du côté du couvercle en même temps que les extrémités de conducteur sont enfoncées dans les ouvertures d'insertion à force du panneau de mise en contact. L'appareil de commande conforme à l'invention peut aussi présenter une ou plusieurs des particularités suivantes: - le porte-pistes conductrices comporte une patte électriquement conductrice qui est en contact électrique avec la piste conductrice et qui pénètre dans l'ouverture d'insertion à force et y vient en contact électrique avec l'extrémité de conducteur, - une garniture d'étanchéité qui fait tout le tour est prévue entre la plaque de fond et le couvercle de boîtier, - l'appareil de commande est disposé dans un carter de boîte de vitesses ou un carter de moteur. L'invention est exposée ci-après à titre d'exemple, à l'aide d'un exemple de mise en oeuvre et en regard des dessins. Sur ceux-ci, on voit: à la figure 1, en vue de dessus, une représentation schématique d'un appareil de commande, avec un couvercle de boîtier présentant un arrachement et représenté uniquement en partie, à la figure 2, une vue en coupe de l'appareil de commande représenté à la figure 1, par la ligne I-I, à la figure 3, une vue en perspective d'un cadre de mise en contact, à la figure 4, une vue schématique d'une extrémité de conducteur sortant d'un corps porteur, avant la mise en place dans une ouverture d'insertion à force du cadre de mise en contact, aux figures 5a-c, des vues, à la fois de dessus et en coupe longitudinale, de différents exemples d'une ouverture d'insertion à force et, aux figures 6a-e, des vues de dessus de différents exemples d'une patte de piste conductrice au-dessous de laquelle est disposée une ouverture d'insertion à force. La figure 1 représente, en vue de dessus, un appareil de commande 1 qui est prévu pour être monté dans une boîte de vitesses automatique. Le boîtier est constitué d'un corps porteur 30, illustré avec arrachement et uniquement par sections à la figure 1 à des fins de représentation, et d'une plaque de fond 10 située au-dessous. Le corps porteur 30 est fixé, d'une manière non représentée, sur une plaque de changement de vitesse hydraulique de la boîte de vitesses et constitue, dans une section centrale, le couvercle de boîtier prévu pour le boîtier d'appareil de commande 10, 30. Il sert à loger des capteurs, des actionneurs, des conducteurs électriques 31 et un connecteur, ces composants étant disposés en dehors de l'espace intérieur de boîtier de l'appareil de commande 1. La plaque de fond 10 est de préférence en aluminium et comporte, dans sa zone périphérique, des prolongements 14 orientés vers l'extérieur et présentant des trous de passage 13. Dans sa zone centrale, la plaque de fond 10 porte un circuit électronique 23 qui est réalisé au moyen d'un substrat en céramique garni de composants électroniques. La liaison mécanique entre la plaque de fond 10 et le substrat en céramique peut être réalisée au moyen d'une colle thermoconductrice. La chaleur qui est dégagée par les composants situés sur le substrat en céramique est cédée à la plaque de fond 10 par l'intermédiaire de la colle thermoconductrice. La plaque de fond 10 métallique sert ainsi de corps de refroidissement pour le circuit électronique 23. Dans sa zone périphérique, la plaque de fond 10 est entourée par un cadre 11 en matière plastique. Le cadre 11 en matière plastique est essentiellement de niveau avec la plaque de fond 10 et prolonge celle-ci vers l'extérieur en formant une surface plane. Le cadre 11 en matière plastique est accouplé solidement à la plaque de fond 10 au moyen de liaisons mécaniques, par insertion à force, enclenchement, emboîtement, rivetage ou vissage, venant en prise dans les trous de passage 13. L'accouplement entre la plaque de fond 10 et le cadre 11 en matière plastique peut aussi s'obtenir au moyen de crochets de verrouillage 15 qui sont montés sur le côté intérieur du cadre 11 en matière plastique et réalise un verrouillage s'accrochant derrière la plaque de fond 10. Le cadre 11 en matière plastique comporte de multiples ouvertures d'insertion à force 12 qui s'étendent sur la forme profilée du cadre aussi bien suivant une seule rangée que suivant plusieurs et qui peuvent être étroitement voisines les unes des autres. La figure 2 représente une vue en coupe transversale du boîtier d'appareil de commande 10, 30, représenté à la figure 1, par la ligne I- I. Le circuit électronique 23 est entouré d'un porte-pistes conductrices qui n'est pas représenté à la figure 1. Celui-ci est constitué d'une feuille 20 en polyimide souple et à deux couches. Des pistes conductrices non représentées sont enfermées entre les deux couches de la feuille 20 de polyimide. La feuille 20 de polyimide est déposée par stratification ou collée sur la plaque de fond 10 et comporte une zone de chevauchement avec le circuit électronique 23. Les pistes conductrices s'étendent jusqu'à cette zone de chevauchement et sont reliées électriquement en cet endroit au circuit électronique 23 par bonding ou collage de contact. Le corps porteur 30 comporte une section centrale en forme de capuchon qui constitue le couvercle de boîtier 30' et est délimitée latéralement par une section de paroi 34 venue de matière et qui en fait tout le tour. La section de paroi 34 présente, du côté du fond, une surface d'appui qui repose sur la feuille 20 en polyimide. Une garniture d'étanchéité 33 qui fait tout le tour est placée dans une gorge ménagée dans la surface d'appui, cette garniture d'étanchéité étant prévue pour assurer l'étanchéité vis-à-vis d'une huile de boîte de vitesses. La garniture d'étanchéité 33 qui vient en appui entre le couvercle de boîtier 30' et la plaque de fond 10 ne doit pas être intégrée dans le couvercle de boîtier 30', mais elle peut également être mise en place directement sur la feuille 20 flexible en polyimide, par exemple par dépôt par pulvérisation, insertion, pose ou analogue. A l'extérieur de la section de paroi 34 périphérique dans le sens radial, le corps porteur 30 est pourvu d'un rebord périphérique 36 en forme de jupe. Un espace annulaire analogue à une chambre est ménagé entre la section de paroi 34, le rebord périphérique 36 et le cadre 11 en matière plastique. A l'extérieur de la garniture d'étanchéité 33 dans le sens radial, des pistes conductrices de la feuille 20 flexible en polyimide, qui ne sont pas représentées, s'étendent jusqu'aux ouvertures d'insertion à force 12 du cadre 11 en matière plastique qui sont situées dans l'espace annulaire 35 et, en cet endroit, elles sont en contact avec des pattes 21 de la feuille 20 flexible qui sont pourvues de surfaces de contact métalliques (voir figure 4). Des conducteurs électriques 31 s'étendent dans le corps porteur 30 à partir des composants, tels que connecteur, capteurs et actionneurs, qui sont, comme déjà indiqué, situés à l'extérieur, et ils comportent des extrémités 32 qui sortent du corps porteur 30. Comme on peut le constater à la figure 2, les extrémités de conducteur 32 traversent l'espace annulaire 35 et pénètrent, à l'état assemblé du boîtier 10, , dans les ouvertures d'insertion à force 12 du cadre 11 en matière plastique. En cet endroit, elles sont serrées avec les pattes 21 de la feuille 20 en polyimide, en formant une liaison solide sur le plan mécanique et sûre sur le plan électrique. L'espace annulaire 35 formé sur le cadre 11 en matière plastique dans la zone d'appui du corps porteur 30 permet d'obtenir une liberté de positionnement et une flexibilité des extrémités de conducteur 32 très grandes dans la zone des ouvertures d'insertion à force 12. Cela facilite l'opération d'emboîtement et rend en même temps difficile une séparation involontaire de la liaison à l'état fini sous l'effet de vibrations ou d'un comportement de la matière dû à la température. Le rebord périphérique 36 joue le rôle de protection vis-à-vis des copeaux et empêche la pénétration de copeaux métalliques dans l'espace annulaire 35 qui n'est pas étanche vis-à-vis de l'huile de boîte de vitesses. En variante, le corps porteur 30 peut également être réalisé, sans espace annulaire 35, avec une zone d'appui sur toute la surface, une protection vis-à-vis des copeaux étant également obtenue. La figure 3 représente le cadre 11 en matière plastique en vue en perspective. Le cadre 11 est en une matière plastique constituée de polyamide et il comporte une épaisseur qui suffit pour assurer une indéformabilité à long terme. Les crochets de verrouillage 15 sont réalisés d'une pièce avec le cadre 11 en matière plastique. Les ouvertures d'insertion à force 12 présentent une section transversale de forme triangulaire et sont pourvues, du côté de la face supérieure, d'une entrée chanfreinée 16. Sur la face inférieure du cadre 11, les ouvertures d'insertion à force 12 sont prolongées par des prolongements de paroi 17 réalisés au formage. La figure 4 représente la position de la feuille 20 en polyimide, comportant une patte 21, au- dessus de la plaque de fond 10 et du cadre 11 en matière plastique avant l'assemblage du boîtier d'appareil de commande 10, 30. La zone d'appui entre le corps de support 30 et le cadre 11 en matière plastique est ici réalisée d'une manière continue, sans espace annulaire. L'ouverture d'insertion à force 12 est recouverte, au moins partiellement, par la patte 21 et est orientée coaxialement à l'extrémité de conducteur 32. Lorsqu'on enfonce l'extrémité de conducteur 32, la patte 21 est tirée dans l'ouverture d'insertion à force 12. La patte 21 est alors serrée entre la périphérie extérieure 37 de l'extrémité de conducteur 32 et la périphérie intérieur 38 de l'ouverture 12. Ce serrage assure la mise en contact électrique. Il se forme une liaison électrique et mécanique sûre qui est suffisamment solide et qui respecte également totalement les conditions d'environnement prévues dans une boite de vitesses en ce qui concerne l'huile, les vibrations et les changements de température. La figure 5a représente une ouverture d'insertion à force 12 de forme triangulaire en section transversale et comportant une entrée chanfreinée 16. L'ouverture 12 traverse le cadre 11 en matière plastique presque totalement et est fermée à son extrémité côté fond. La figure 5b représente une ouverture d'insertion à force 12 en forme de trou cylindrique et comportant une entrée chanfreinée 16. La figure 5c représente une ouverture d'insertion à force 12 qui est également réalisée sous forme de trou borgne et qui présente une section transversale rectangulaire qui va en rétrécissant lorsque la profondeur de l'ouverture augmente. De telles ouvertures 12 en forme de fente sont avantageuses lorsque les conducteurs électriques 31 logés dans le couvercle de boîtier sont des fils obtenus par estampage ou des grilles obtenues par découpage. A la figure 6a, une patte 21 dégagée par découpage dans la feuille 20 en polyimide recouvre l'ouverture d'insertion à force 12 représentée à la figure 5. Lorsqu'elle est tirée dans l'ouverture 12, la patte 21 vient en appui sur toute la surface sur une section de paroi plane de l'ouverture et forme alors avec l'extrémité de conducteur 32 un contact qui est sûr sur le plan électrique et solide sur le plan mécanique. A la figure 6b, la feuille 20 en polyimide située au- dessus de l'ouverture d'insertion à force 12 est fendue en x. La patte 21 forme ainsi quatre languettes 22 qui sont tirées dans l'ouverture 12 lorsqu'on enfonce l'extrémité de conducteur 32. On réalise également de cette manière une liaison solide sur le plan mécanique et sûre sur le plan électrique. A la figure 6c, un trou cylindrique réalisé par exemple le conformément à la figure 5b est recouvert par une patte 21 allongée unique. La mise en contact électrique s'effectue sur un côté de paroi du trou cylindrique. A la figure 6d, la patte 21 est formée de deux languettes 22 en forme d'aile 20 qui sont écartées de force l'une de l'autre lorsqu'on enfonce l'extrémité de conducteur 32 et qui réalisent une mise en contact électrique sûre sur des côtés de paroi qui se font face. Conformément à la figure 6e, la feuille 20 en polyimide recouvre l'ouverture d'insertion à force 12 en forme de fente représentée à la figure 5c. Il est formé deux languettes 22 qui sont dirigées dans des sens opposés et sont orientées chacune suivant un angle droit par rapport à la fente d'ouverture. La mise en contact électrique s'obtient là également sur des côtés de paroi de l'ouverture 12 en forme de fente qui se font face. Un avantage de la présente invention réside dans le fait que, dans le cas d'un couvercle de boîtier 30' intégré dans le corps porteur 30, la mise en contact électrique s'obtient au moyen d'une liaison par insertion à force 32, 12 en même temps qu'au moyen de la fixation mécanique du couvercle de boîtier 30'. A cet effet, il est possible que soient formées, dans le couvercle de boîtier 30', des broches de fixation mécanique, venues de matière, qui permettent un ancrage de la plaque de fond 10 sur le couvercle de boîtier 30'. En outre, la fixation mécanique peut également être réalisée d'une manière habituelle au moyen d'opérations de rivetage, soudage ou vissage. Toutefois, dans une réalisation appropriée des extrémités de conducteur 32 et des ouvertures d'insertion à force 12, il est également possible de réaliser une fixation durable de la plaque de fond 10 et du cadre 11 en matière plastique sur le corps porteur 30 uniquement au moyen de l'ajustement serré des liaisons d'insertion à force 32, 12. En outre, d'une manière non représentée, des broches d'ajustement serré, prévues spécialement pour la fixation mécanique, peuvent être disposées sur le corps de support 30 au voisinage des extrémités de conducteur 32 en saillie, ces broches d'ajustement serré faisant saillie par une extrémité libre hors du corps porteur 30, du côté du fond, comme les extrémités de conducteur 32, et coopérant avec des trous d'ajustement serré prévus en propre pour elles et ménagés dans le cadre 11 en matière plastique. Lors de l'assemblage du boîtier, les broches d'ajustement serré assurent alors un ancrage du cadre 11, avec la plaque de fond 10, sur le corps porteur 30. Dans le cas de l'utilisation supplémentaire de broches d'ajustement serré pour la fixation mécanique du boîtier, il est tout aussi bien possible de disposer les broches d'ajustement serré sur le cadre 11 en matière plastique et de faire passer les trous d'ajustement serré dans le corps porteur 30. Dans le cas de la réalisation du corps porteur 30 avec le couvercle de boîtier 30', les fils conducteurs électriques 31 et les broches d'ajustement serré éventuellement prévues soit sont placés directement dans un moule d'injection, soit sont au préalable immobilisés entre eux dans leur position relative, par exemple par réalisation de voiles en matière plastique par projection, puis sont ensuite enveloppés à l'injection dans le moule d'injection. Cela rend minimaux les moyens nécessaires pour le boîtier, étant donné que le corps porteur, de toute façon présent dans une boîte de vitesses automatique, peut également, grâce aux mesures structurelles précitées, être rendu utilisable en même temps en tant que couvercle de boîtier 30', de sorte que, pour la réalisation du boîtier 10, 30 à l'état fini, il suffit de fixer la plaque de fond 10 métallique au cadre 11 en matière plastique et au corps porteur 30. REVENDICATIONS 1. Appareil de commande pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend: - une plaque de fond (10), - un porte-pistes conductrices (20), monté sur la plaque de fond (10), - un circuit électronique (23), relié électriquement au porte-pistes conductrices (20), - un couvercle de boîtier (30'), accouplé à la plaque de fond (10) d'une manière étanche à l'huile, - un panneau de mise en contact (11) en matière plastique, raccordé à la plaque de fond (10) et comportant au moins une ouverture d'insertion à force (12) venue de matière, et - un corps porteur (30) en matière plastique, dans lequel au moins un conducteur électrique (31) passe en y étant noyé, tandis que - le porte-pistes conductrices (20) s'étend jusqu'à l'ouverture d'insertion à force (12), - le corps porteur (30) recouvre le panneau de mise en contact (11) au moins par sections, et - le conducteur électrique (31) passe dans la section du corps porteur (30) qui est superposée au panneau de mise en contact (11), une extrémité (32) de ce conducteur fait saillie en cet endroit hors du corps porteur (30), pénètre dans l'ouverture d'insertion à force (12) du panneau de mise en contact (11) et réalise en cet endroit une liaison électriquement conductrice avec une piste conductrice du porte-pistes conductrices (20). 2. Appareil de commande suivant le revendication 1, caractérisé en ce que le panneau de mise en contact (11) est réalisé sous forme d'un cadre faisant le tour de la plaque de fond (10) sur son bord. 3. Appareil de commande suivant le revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le panneau de mise en contact (11) est accouplé à la plaque de fond (10) au moyen d'une liaison par insertion à force, par enclenchement, par emboîtement, par vissage ou par rivetage. 4. Appareil de commande suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le panneau de mise en contact (11) est en une matière plastique résistant à l'huile et possédant une faible tendance au fluage, notamment un polyamide renforcé de fibre de verre. 5. Appareil de commande suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ouverture d'insertion à force (12) est fermée du côté du fond et notamment est réalisée avec des prolongements de paroi (17) en saillie sur la face inférieure du panneau de mise en contact (11). 6. Appareil de commande suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ouverture d'insertion à force (12) présente une section transversale d'ouverture essentiellement polygonale. 7. Appareil de commande suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le porte-pistes conductrices (20) comporte une patte (21) électriquement conductrice qui est en contact électrique avec la piste conductrice et qui pénètre dans l'ouverture d'insertion à force (12) et y vient en contact électrique avec l'extrémité de conducteur (32). 8. Appareil de commande suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps porteur (30) et le couvercle de boîtier (30') sont réalisés d'une pièce. 9. Appareil de commande suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une garniture d'étanchéité (33) qui fait tout le tour est prévue entre la plaque de fond (10) et le couvercle de boîtier (30'). 10. Appareil de commande suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'appareil de commande (1) est disposé dans un carter de boîte de vitesses ou un carter de moteur.