Brevet FR2821521A1 — publié le 20020830

L'objet de l'invention concerne le domaine technique de la protection contre les rayonnements électromagnétiques hautes fréquences, des capteurs magnétiques par exemple de position ou de déplacement, comportant un élément codeur se déplaçant à proximité d'au moins une cellule de détection. L'objet de l'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine automobile, où un tel capteur magnétique peut être utilisé par exemple dans le cadre des fonctions d'allumage, de freinage ou de gestion électronique d'une boîte de vitesses automatique. Il est connu dans le domaine préféré ci-dessus, de mettre en oeuvre un capteur magnétique adapté pour mesurer le changement de l'intensité d'un champ magnétique, lorsqu'un codeur muni d'une série d'éléments générateurs d'un champ magnétique variable, défile devant une cellule de mesure ou de détection. La cellule de détection, telle que par exemple une sonde à effet hall ou magnétorésistive, délivre un signal électrique périodique correspondant à l'évolution de l'intensité du champ magnétique généré par les éléments. La cellule de détection est associée à un comparateur de niveau à hystérésis, tel qu'un trigger de SCHMITT, afin d'obtenir des transitions franches de la tension de sortie pour des valeurs distinctes du champ magnétique, selon qu'il varie en croissant ou en décroissant. Afin de constituer un capteur de détection d'une vitesse, il est connu de réaliser un codeur pourvu d'éléments générateurs d'un champ magnétique variable aménagé de manière régulière selon une circonférence. Selon une première forme de réalisation, les éléments générateurs sont constitués par des éléments perturbateurs d'un champ magnétique créé par un aimant fixe placé à proximité de tels éléments perturbateurs. Par exemple, de tels éléments perturbateurs sont constitués par des dents aménagées dans une bague ferromagnétique. Selon une deuxième forme de réalisation, les éléments générateurs d'un champ magnétique variable sont formés par des pôles magnétiques régulièrement espacés selon un pas donné. Un tel codeur se présente ainsi sous la forme d'un anneau magnétique multipolaire. Pour permettre de déterminer au moins une position correspondant par exemple au point mort haut d'allumage d'un cylindre, il est connu de réaliser un repère sur le codeur magnétique. Quelle que soit l'application d'un tel capteur magnétique, le codeur est calé en rotation avec l'élément pour lequel la position doit être détectée ou le déplacement mesuré. La cellule de détection est montée à proximité du codeur pour délimiter un entrefer dont l'épaisseur est réduite pour augmenter la performance des mesures effectuées. Dans le domaine préféré de l'automobile, il doit être considéré que les capteurs magnétiques montés dans un véhicule sont soumis à des rayonnements électromagnétiques hautes fréquences importants pouvant provenir du milieu environnant, tels que les téléphones portables, les émissions d'antennes ou l'allumage haute tension du véhicule, etc.. Selon l'intensité du rayonnement et la susceptibilité du capteur aux rayonnements ou aux perturbations induites dans la cellule de détection, le capteur peut être défaillant. Pour éviter de telles défaillances, le capteur doit posséder un niveau minimal de susceptibilité aux perturbations électromagnétiques habituelles. Ces perturbations sont décrites par les normes automobiles ou par les cahiers des charges des différents constructeurs ou équipementiers automobiles. Afin qu'un capteur présente un niveau minimal de susceptibilité aux perturbations magnétiques dans une plage de fréquence donnée, il est connu de protéger les composants électroniques de la cellule par des circuits électroniques filtrant les perturbations hautes fréquences induites. Ces circuits filtrants sont dimensionnés de manière à protéger le capteur dans une plage de fréquence donnée ou pour une défaillance particulière. Toutefois, il apparaît difficile, voire impossible, de mettre en oeuvre des circuits filtrants simples et offrant une capacité de filtration dans une plage importante de hautes fréquences. Lors de ces recherches pour tenter de remédier aux inconvénients énoncés cidessus, la déposante a eu le mérite de mettre en évidence le cheminement des courants hautes fréquences induits par les rayonnements électromagnétiques hautes fréquences. La déposante a ainsi constaté la circulation d'un courant induit haute fréquence entre le codeur et la cellule de détection. La déposante a mis en évidence que la circulation d'un tel courant induit entraîne une défaillance du capteur magnétique. Aussi, la déposante, par la présente invention, propose un dispositif permettant de protéger un tel capteur magnétique contre les rayonnements électromagnétiques hautes fréquences s'établissant en particulier entre le codeur et la cellule de détection, un tel dispositif de protection ne réduisant pas la performance des mesures effectuées. Pour atteindre l'objectif de l'invention, le dispositif de protection contre les rayonnements électromagnétiques hautes fréquences, d'un capteur magnétique comporte, d'une part, un codeur entraîné en rotation et muni d'une série d'éléments générateurs d'un champ magnétique variable et, d'autre part, au moins une cellule de détection montée pour délimiter un entrefer avec le codeur qui défile devant la cellule de manière que cette dernière délivre un signal périodique correspondant à l'évolution de l'intensité du champ magnétique généré par les éléments. Selon l'invention, le dispositif comporte un écran amagnétique et conducteur électriquement, disposé dans l'entrefer du capteur en étant relié à une masse électrique du capteur pour assurer, avec le codeur, la circulation des courants hautes fréquences dus aux rayonnements électromagnétiques hautes fréquences, en vue de protéger la cellule de détection. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. Les fig. 1 à 3 sont des vues schématiques de diverses variantes de réalisation d'un dispositif de protection conforme à l'invention. La fig. 1 illustre, de manière schématique, un capteur magnétique 1 comportant un codeur 2 entraîné en rotation selon son axe 3 pour défiler devant au moins une cellule de détection 4. Le codeur 2 est muni d'une série d'éléments générateurs d'un champ magnétique variable. Selon une première forme de réalisation connue en soi, les éléments générateurs sont constitués par des éléments perturbateurs d'un champ magnétique, créé par un aimant fixe placé à proximité de tels éléments perturbateurs réalisés, par exemple, par des dents aménagées dans une bague ferromagnétique. Selon une autre forme de réalisation également connue, les éléments générateurs d'un champ magnétique variable sont formés par des pôles magnétiques régulièrement espacés, de manière à constituer un codeur réalisé sous la forme d'un anneau magnétique multipolaire. De manière connue, la cellule de détection 4 est placée à proximité du codeur rotatif 2 pour délimiter entre eux un entrefer 5. De manière classique, la cellule de détection 4 est réalisée par une sonde à effet Hall ou magnétorésistive. La cellule de détection 4 est montée sur une plaquette 6 formant un circuit imprimé muni de différents composants électroniques, non représentés mais connus en soi. La plaquette 6 est équipée d'un faisceau 7 de raccordement à un circuit de mesure non représenté. La cellule de détection 4 et la plaquette 6 sont montées, de préférence, à l'intérieur d'un boîtier 8 qui est rempli par une résine de protection 9. Le codeur 2 est destiné à être calé en rotation avec la pièce dont la position est à détecter ou la vitesse est à mesurer. La cellule de détection 4 est placée de manière fixe à proximité du codeur 2. Selon une caractéristique de l'invention, le capteur magnétique 1 comporte un dispositif de protection 11 contre les rayonnements électromagnétiques hautes fréquences. Un tel dispositif de protection 11 est constitué par un écran amagnétique et conducteur électriquement, disposé dans l'entrefer 5 du capteur, en étant relié à une masse électrique M du capteur 1 pour assurer, avec le codeur 2, la circulation des courants hautes fréquences dus au rayonnement électromagnétique hautes fréquences, en vue de protéger la cellule de détection 4. Un tel écran 11 est constitué par un film ou un revêtement de faible épaisseur, par exemple compris entre 18 et 50 u. m s'étendant au moins dans l'entrefer 5 entre le codeur 2 et la cellule de détection 4. Cet écran 11 est amagnétique, de manière à ne pas perturber le fonctionnement du capteur magnétique 1. De plus, cet écran 11 est réalisé en un matériau conducteur d'électricité, afin de permettre l'écoulement des courants hautes fréquences induits par les rayonnements électromagnétiques. A cet effet, l'écran 11 est relié à une masse électrique M du capteur 1. Dans l'exemple illustré à la fig. 1, l'écran 11 est relié à la masse électrique M à l'aide d'une liaison capacitive 13, de manière à constituer un écran flottant. A cet effet, l'écran 11 se prolonge par une partie 131 constituant une armature située à proximité d'une autre armature reliée à la masse électrique M et réalisée, de préférence, par la plaquette 6. Dans une autre variante de réalisation illustrée à la fig. 2, l'écran 11 est relié, à l'aide d'une liaison électrique directe 14, à la masse électrique M du capteur 1 disponible à partir, par exemple, de la plaquette 6. Selon les variantes préférées de réalisation, illustrées aux fig. 1 et 2, l'écran 11 est réalisé par un film ou un revêtement placé à l'intérieur du boîtier de montage 8 contre une paroi 81 du boîtier s'étendant au moins entre le codeur 2 et la cellule de détection 4, c'est-à-dire dans l'entrefer 5. L'écran 11 est monté à l'intérieur du boîtier 8, également contre les parois du boîtier, pour venir constituer l'armature 131 s'étendant en vis-à-vis et à distance de la plaquette 6. Bien entendu, il peut être prévu d'interposer l'écran 11 dans l'entrefer 5, en dehors du boîtier de montage 8. Selon une autre variante de réalisation, illustrée à la fig. 3, l'écran 11 est réalisé par la plaquette conductrice 41 de la cellule de détection 4, reliée à la masse électrique M du capteur 1. De manière classique, cette plaquette conductrice 41 comporte, d'un côté, divers composants électroniques 42 et, de l'autre côté, un revêtement diélectrique 43. Conformément à l'invention, la cellule de détection 4 est montée de manière que les composants 42 se trouvent montés en dehors de l'entrefer 5, délimité par la plaquette conductrice 41 et le codeur 2. En d'autres termes, la cellule de détection 4 est montée, par rapport au sens classique de montage, à l'envers vis-à-vis du codeur 2. La circulation des courants induits hautes fréquences, entre le codeur 2 et la plaquette conductrice 41, permet d'éviter une détérioration des composants électroniques de la cellule 4. Le dispositif 11 permet de protéger, de manière simple et sûre, un capteur magnétique contre les rayonnements électromagnétiques hautes fréquences, tout en conservant la performance pour les mesures réalisées. L'objet de l'invention trouve une application particulièrement avantageuse pour protéger les capteurs magnétiques de position ou de déplacement montés dans un véhicule, dans le cadre des fonctions d'allumage, de freinage ou de gestion électronique d'une boîte de vitesses automatique. Ainsi, le dispositif de protection est adapté pour équiper un capteur magnétique adapté pour mesurer le régime moteur d'un véhicule, la position de l'arbre à cames, la vitesse des roues dans le cadre d'un système de freinage avec antiblocage, la vitesse de rotation d'axe dans une boîte de vitesses automatique, etc.. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1-Dispositif de protection contre les rayonnements électromagnétiques hautes fréquences, d'un capteur magnétique (1) comportant, d'une part, un codeur (2) entraîné en rotation et muni d'une série d'éléments générateurs d'un champ magnétique variable et, d'autre part, au moins une cellule de détection (4) montée pour délimiter un entrefer (5) avec le codeur (2) qui défile devant la cellule de détection (4), de manière que cette dernière délivre un signal périodique correspondant à l'évolution de l'intensité du champ magnétique généré par les éléments, caractérisé en ce qu'il comporte un écran (11) amagnétique et conducteur électriquement, disposé dans l'entrefer (5) du capteur en étant relié à une masse électrique (M) du capteur pour assurer, avec le codeur (2), la circulation des courants hautes fréquences dus aux rayonnements électromagnétiques hautes fréquences, en vue de protéger la cellule de détection. 2-Dispositif de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'écran est relié à la masse électrique (M) du capteur à l'aide d'une liaison capacitive (13). 3-Dispositif de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'écran (11) est relié à la masse électrique (M) du capteur à l'aide d'une liaison électrique (14). 4-Dispositif de protection selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'écran (11) est réalisé par un film interposé entre la cellule de détection (4) et le codeur (2). 5-Dispositif de protection selon la revendication 4, caractérisé en ce que le film (11) est placé à l'intérieur d'un boîtier (8) de montage de la cellule de détection (4) en s'étendant contre la paroi (81) du boîtier placée entre le codeur (2) et la cellule de détection (4). 6-Dispositif de protection selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'écran (11) est réalisé par la plaquette conductrice (41) de la cellule de détection (4) dont les composants (42) sont montés en dehors de l'entrefer (5) défini entre le codeur (4) et la plaquette conductrice (41) de la cellule de détection.