Brevet FR3054389A1 — publié le 20180126

PIECE PORTE-CAPTEUR ET DISPOSITIF DE DETECTION COMPORTANT UNE TELLE PIECE PORTE-CAPTEUR La présente invention concerne une pièce porte-capteur, un dispositif de détection comportant une telle pièce porte-capteur, et un compresseur de suralimentation électrique comportant un dispositif de détection selon l'invention. Dans le cadre de l'invention, un compresseur de suralimentation électrique est un dispositif, utilisé pour suralimenter un moteur thermique, et fonctionnant avec une machine électrique. Plus précisément, le compresseur comporte une roue de compression entrainée par la machine électrique. Typiquement, un compresseur de suralimentation électrique est placé sur la ligne d'admission d'air d'un moteur à combustion interne, notamment d'un véhicule, en complément d'un turbocompresseur. Le compresseur de suralimentation électrique joue le même rôle que le turbocompresseur, à savoir augmenter la pression d'admission des gaz frais dans le moteur à combustion interne, mais est utilisé notamment lors des phases transitoires pour palier aux problèmes de temps de réponse du turbocompresseur. Un convertisseur de tension permet de commander l'énergie alimentant la machine électrique du compresseur. Il est connu d'intégrer ce convertisseur de tension dans le compresseur avec la machine électrique. La publication EP2913909A1 de demande de brevet européen décrit un tel compresseur de suralimentation électrique qui comprend un dispositif de connexion électrique entre la machine électrique et le convertisseur de tension. Ce dispositif de connexion électrique comprend un capteur détectant une position angulaire de la machine. Pour améliorer l'intégration du compresseur de suralimentation électrique dans le véhicule, notamment avec le moteur à combustion interne, il est nécessaire de maitriser son encombrement et de faciliter son assemblage. En particulier, il est peut être compliqué de connecter les bornes du capteur avec le reste de l'électronique du compresseur de suralimentation sans les abimer. Il est donc recherché une solution pour obtenir un compresseur de suralimentation électrique qui présente un agencement de ses composants facilitant son assemblage et diminuant son encombrement. A cet effet, il est proposé une pièce porte-capteur comprenant un corps d'un seul tenant comportant : - une première paroi s'étendant principalement dans un plan, une première face de ladite première paroi comportant une cavité destinée à recevoir une face d'une carte électronique, - au moins une excroissance s'étendant depuis une deuxième face de ladite première paroi, ladite deuxième face étant opposée à la première face, ladite excroissance formant un logement accessible depuis une ouverture dans la première face et ledit logement étant destiné à recevoir un capteur lié électriquement à ladite carte électronique. Grâce à la première cavité recevant la carte électronique, la pièce porte-capteur permet d'établir une liaison électrique au plus proche du capteur, ce qui permet CFR1004 TEXTE DEPOT 3054389 2 d'éviter une déformation intempestive des bornes du capteur lors de l'établissement de la liaison électrique entre le capteur et la carte électronique. Une telle déformation intempestive aurait pu entrainer la rupture des bornes du capteur. En outre, le porte-capteur formant une pièce d'un seul tenant permet de positionner le capteur dans un 5 compresseur de suralimentation électrique indépendamment des autres composants électroniques du compresseur de suralimentation électrique. Selon un mode de réalisation, ledit logement est accessible uniquement à partir de son ouverture dans la première face de la première paroi. Selon un mode de réalisation, la deuxième face de la première paroi comprend 10 un joint d'étanchéité s'étendant autour de l'excroissance, notamment s'étendant au moins en partie sur une périphérie de la première paroi. Selon un mode de réalisation, la pièce porte-capteur comprend des organes de fixation en périphérie de la première paroi ; au niveau desdits organes de fixation, le joint d'étanchéité étant situé radialement entre un centre de la première paroi et lesdits 15 organes de fixation. Selon un mode de réalisation, la pièce porte-capteur comprend une pluralité de ladite excroissance s'étendant depuis la deuxième face de la première paroi. Selon une variante, les logements des excroissances sont régulièrement agencés autour d'un centre de la première paroi. 20 Selon une variante, les logements des excroissances sont au nombre de trois. L'invention concerne aussi un dispositif de détection comportant : - une pièce porte-capteur selon l'invention, chaque logement d'excroissance de la pièce porte-capteur contenant un capteur, et - une carte électronique logée dans la première cavité de la pièce porte-capteur 25 et liée électriquement au capteur, ladite carte électronique étant dédiée à une connexion électrique du ou des capteurs avec un élément extérieur audit dispositif de détection. Selon un mode de réalisation, la cavité de la pièce porte-capteur ne comprend que ladite carte électronique. 30 Selon un mode de réalisation, la carte électronique comprend au moins une piste électrique ayant une première borne destinée à être connectée à l'élément extérieur audit dispositif de détection et une seconde borne connectée électriquement à une borne respective du ou des capteurs, ladite piste électrique étant configurée pour lier électriquement le ou lesdits capteurs à l'élément extérieur au dispositif de détection. 35 L'invention concerne également un compresseur de suralimentation, notamment pour véhicule automobile, comprenant : - une roue de compression de gaz ; - une machine électrique tournante configurée pour entrainer la roue de compression de gaz ; 40 - un convertisseur de tension configure pour alimenter ladite machine électrique à partir d'un réseau électrique ; - un dispositif de détection selon l'invention pour détecter une position du rotor de la machine électrique. CFR1004 TEXTE DEPOT 3054389 3 Selon un mode de réalisation, le dispositif de détection est un élément qui est distinct du convertisseur de tension et/ou d'une barre de connexion électrique reliant la machine électrique et le convertisseur de tension. Selon un mode de réalisation, le convertisseur de tension et le dispositif de 5 détection sont placés à des positions différentes le long de l'arbre de la machine électrique ; une barre de connexion électrique s'étendant suivant l'arbre de la machine de manière à connecter électriquement le convertisseur de tension et le dispositif de détection. 10 L'invention sera mieux comprise en faisant référence aux dessins, dans lesquels : - la figure 1 illustre un exemple de pièce porte-capteur selon l'invention ; - la figure 2 illustre un exemple de compresseur de suralimentation électrique comprenant la pièce porte-capteur illustrée en figure 1 ; 15 - la figure 3 représente un agrandissement de la figure 2 ; - la figures 4 et 5 représentent un exemple de schéma électrique d'un dispositif de détection comprenant la pièce porte-capteur illustrée en figure 1 ; - la figure 6 représente une vue schématique d'une partie du compresseur de suralimentation électrique illustré en figure 2. 20 Un exemple de pièce porte-capteur va être décrit ci-après en faisant référence aux figures 1 et 3. La pièce porte-capteur 100 comprend un corps 102 d'un seul tenant. Le corps 102 comporte une première paroi 104 qui s'étend principalement suivant un plan a. La 25 première paroi 104 comporte une première face 104a et une deuxième face 104b opposée à la première face 104a. La première face 104a de la première paroi 104 comporte une cavité 106 qui reçoit une face d'une carte électronique 150. Plusieurs excroissances 108 s'étendent depuis la deuxième face 104b de la première paroi 104. Ces excroissances 108 forment chacune un logement 110 accessible depuis une 30 ouverture 112 située dans la première face 104a de la première paroi 104. Chaque logement 110 reçoit un capteur 180 lié électriquement à la carte électronique 150. En recevant la carte électronique 150, la cavité 106 permet l'établissement d'une liaison électrique au plus proche de chaque capteur 180. Ainsi, on évite une déformation intempestive des bornes 182 du capteur 180 lors de l'établissement de la 35 liaison électrique entre le capteur 180 et la carte électronique 150. La pièce porte- capteur 100 en ayant un corps 102 d'un seul tenant permet de positionner les capteurs 180 dans un compresseur de suralimentation électrique, notamment dans un exemple de compresseur de suralimentation électrique 1 illustré en figures 2 et 3, indépendamment des autres composants électroniques du compresseur de 40 suralimentation électrique 1. En particulier, l'ouverture 112 constitue un accès pour le logement 110 de l'excroissance 108. Notamment, le logement 110 peut-être accessible uniquement à partir de son ouverture 112. Ainsi, le logement 110 est complètement fermé à CFR1004 TEXTE DEPOT 3054389 4 l'exception de l'ouverture 112, ce qui permet d'éviter un passage entre la première face 104a de la première paroi 104 et la deuxième face 104b de la première paroi 104a, ce qui contribue à une étanchéité lorsque la pièce porte-capteur 100 est montée dans le compresseur de suralimentation électrique 1. 5 En particulier, l'ouverture 112 du logement 110 peut se trouver dans le fond de la cavité 106. Ainsi, lorsque la carte électronique 150 vient contre la première face 104a de la première paroi 104, les bornes 182 du capteur 180 peuvent venir s'introduire dans des ouvertures ajustées de la carte 150 pour une connexion électrique avec celle-ci. En ayant une de ses faces contre la première face 104a de la paroi 104 la 10 carte électronique 150 peut obstruer l'ouverture 112 du logement 110. Notamment, le logement 110 s'étend suivant une direction transversale, notamment perpendiculaire, par rapport au plan a de la première paroi 104. Ainsi, lorsque le capteur 180 est positionné dans le logement 110 son élément sensible est déporté à distance de la première paroi 104. En particulier, lorsque la pièce porte- 15 capteur 110 munie des capteurs 180 et de la carte électronique 150 est montée à une extrémité d'un arbre de rotation, l'élément sensible peut ainsi venir en vis-à-vis avec un élément porté par l'arbre de rotation pour une détection de la rotation de l'arbre. La pièce porte-capteur 100 peut comprendre des organes de fixation 114. Ces organes de fixation 114 permettent notamment de fixer la pièce porte-capteur 100 dans 20 un ensemble dans lequel elle va être intégrée, notamment dans le compresseur de suralimentation électrique 1. L'organe de fixation 114 peut comprendre une ouverture 114a dans la première paroi 104 et une vis 114b qui s'introduit dans l'ouverture 114a pour s'introduire dans un support. L'organe de fixation 114 pourrait être réalisé par tout autre moyen, par exemple par un joint de colle ou par des clips. Les organes de 25 fixation 114 sont notamment en périphérie de la première paroi 104. La seconde face 104b de la première paroi 104 peut comprendre un joint d'étanchéité 116 qui s'étend autour des excroissances 108. Le joint d'étanchéité 116 permet d'éviter une circulation de gaz et/ou de liquide entre les faces opposées 104a, 104 de la première paroi 104 par l'intermédiaire des bords de la première paroi 104. A 30 cet effet, le joint d'étanchéité 116 vient contre le support de la pièce porte-capteur 100 lorsqu'elle est montée dans un ensemble, notamment dans un compresseur de suralimentation électrique, par exemple tel que celui illustré en figures 2 et 3. Le joint d'étanchéité 116 peut s'étendre au moins en partie sur une périphérie de la première paroi 104, et avoir un décrochement vers le centre de la deuxième face 104b de la 35 première paroi 104 lorsqu'il arrive au niveau des organes de fixation 114 pour les contourner. Ainsi, les organes de fixation 114 sont à l'extérieur de la zone étanche ce qui facilite l'assemblage de la pièce porte-capteur 110. La pièce porte-capteur 100 pourrait ne comprendre qu'une seule excroissance 108. Ce serait particulièrement le cas pour une utilisation dans un compresseur de 40 suralimentation similaire à celui illustré en figure 2 et 3 si ce n'est qu'il comprendrait un seul capteur 180 pour une détection de la position angulaire du rotor de la machine. Cependant, plusieurs excroissances 108 permettent de loger plusieurs capteurs 180 qui vont améliorer la précision de détection, notamment la précision de détection de la CFR1004 TEXTE DEPOT 3054389 5 rotation de la machine du compresseur de suralimentation 1. Pour améliorer la détection par les capteurs 180, les logements 110 des excroissances 108 peuvent être régulièrement agencés autour du centre de la première paroi 104. Notamment, trois capteurs 180 logés dans un logement 110 respectif suffisent pour une détection. Les 5 logements 110 sont alors notamment séparés radialement par un angle de 120°. La pièce porte-capteur 100 munie des capteurs 180 et de la carte électronique 150 forme un dispositif de détection permettant une intégration indépendante des capteurs 180, notamment dans un compresseur de suralimentation électrique 1. En particulier, la cavité 106 de la pièce porte-capteur 100 ne comprend que la carte 10 électronique 150. Ce qui permet de faciliter l'intégration du dispositif de détection dans l'ensemble qui l'accueille. La carte électronique 150 est liée électriquement aux capteurs 180 pour permettre une connexion électrique des capteurs 180 avec un élément extérieur audit dispositif de détection. A cet effet, la carte électronique 150 peut comprendre des 15 pistes électriques Vcc, GND, VOUT1, VOUT2, VOUT3, dont des exemples sont illustrés en figures 4 et 5. Chaque piste électrique Vcc, GND, VouTi, VOUT2, VOUT3 a une première borne 118 destinée à être connectée à un élément extérieur au dispositif de détection, et une seconde borne 120 connectée électriquement à une borne 182 d'un ou plusieurs capteurs 180. Notamment, une première piste électrique Vcc permet d'acheminer une 20 alimentation électrique aux capteurs 180 ; une deuxième piste électrique GND assure une liaison de masse électrique pour les capteurs 180 ; une troisième VOUT1, une quatrième VOUT2, et une cinquième piste VOUT3 permettent d'acheminer un signal électrique émis par un capteur 180 respectif vers l'extérieur du dispositif de détection. La carte électronique 150 peut être uniquement dédiée à la connexion électrique 25 des capteurs 180 avec l'extérieur du dispositif de détection. Ainsi, la carte électronique 150 ne comprend pas de fonctionnalités autres que celles liées aux capteurs 180, ce qui permet d'intégrer les capteurs 180 dans un ensemble, notamment dans le compresseur de suralimentation électrique 1, de manière indépendante. Notamment, les capteurs 180 sont des capteurs à effet hall. En particulier, les 30 capteurs 180 détectent un signal magnétique émis par un aimant 14 positionné en regard de l'élément sensible du capteur 180, sur un arbre 8 en rotation, notamment un arbre 8 d'une machine électrique 5 entrainant un compresseur de suralimentation 1. Les figures 2 et 3 présentent un exemple de compresseur de suralimentation électrique 1 comprenant le dispositif de détection. Le compresseur de suralimentation 35 1 comprend une roue de compression 10 destinée à comprimer l'air d'admission d'un moteur à combustion en association duquel le compresseur de suralimentation 1 est monté. La roue de compression est entrainée en rotation par une machine électrique tournante 5. Un convertisseur de tension 2 alimente la machine électrique 5 à partir d'un réseau électrique. Notamment, le compresseur de suralimentation 1 est configuré 40 pour être embarqué dans un véhicule pour comprimer les gaz d'admission du moteur à combustion du véhicule. En particulier, le réseau électrique est un réseau électrique du véhicule et comprend une batterie alimentant ledit réseau. Les capteurs 180 du CFR1004 TEXTE DEPOT 3054389 6 dispositif de détection permettent de détecter une position du rotor de la machine électrique 5. Le convertisseur de tension 2 peut comprendre un module de puissance 202 qui comprend des interrupteurs, notamment des interrupteurs semi-conducteurs, par 5 exemple des transistors IGBT ou MOSFET. Les interrupteurs sont notamment configurés pour recevoir un courant alimentant la machine électrique 5. Le convertisseur de tension 2 peut aussi comprendre un condensateur 204 pour stocker une énergie électrique. La figure 3 représente un agrandissement partiel de la figure 2. Le dispositif de 10 détection peut être placé à une extrémité de la machine électrique 5 opposée à la roue de compression de gaz 10. Le compresseur 1 comprend une deuxième paroi 12 perpendiculaire à l'arbre 8 de la machine 5 sur laquelle la pièce porte-capteur 100 est positionnée. La deuxième paroi 12 comprend une ouverture 13 par laquelle passe l'excroissance 108 de sorte que l'élément sensible du capteur 180 vienne en vis-à- vis 15 d'un aimant 14 porté par l'arbre 8 de la machine 5. Ainsi, le capteur 180 peut détecter une rotation de l'arbre 8 de la machine 5. En particulier, la deuxième paroi 12 délimite un logement 16 qui comprend la machine électrique 5. Le joint d'étanchéité 116 vient contre la deuxième paroi 12 pour assurer une étanchéité autour de la zone comprenant l'ouverture 13 de la deuxième 20 paroi 12 du compresseur 1 et l'ouverture 112 située dans la première face 104a de la première paroi 104. Ainsi, le joint d'étanchéité 116 participe à l'étanchéité du logement 16 contenant la machine électrique 5. Notamment, le convertisseur de tension 2 est au moins en partie situé à une même position que le stator et le rotor de la machine électrique 5 le long de l'arbre 8 25 de la machine. En particulier, le convertisseur de tension 2 est au moins en partie autour radialement de la machine électrique 5. Par exemple, le condensateur 204 et/ou le module de puissance 202 peuvent être alignés radialement au moins en partie avec la machine électrique 5. Notamment, une barre de connexion électrique 190 illustrée schématiquement en 30 figure 6 s'étend suivant l'axe de l'arbre 8 de la machine 5 de manière à connecter électriquement les premières bornes 118 de la carte électronique 150 avec une borne électrique 203 du convertisseur de tension 2, notamment une borne 203 du module de puissance 202. La barre de connexion électrique 190 permet par exemple d'acheminer un signal électrique depuis ou vers les capteurs 180. 35 En particulier, le dispositif de détection comprenant la pièce porte-capteur 100, est donc un élément qui est distinct du convertisseur de tension 2 et/ou d'une barre de connexion électrique reliant la machine électrique 5 et le convertisseur de tension 2. Ainsi les capteurs 180 de position de la machine électrique 5 peuvent être positionnés dans le compresseur de suralimentation 1 indépendamment d'autres fonctions 40 électroniques. Une fois la pièce porte-capteur 100 positionnée dans le compresseur de suralimentation 1, un capot 9 peut venir se positionner pour couvrir le dispositif de détection, et notamment fermer le boitier du compresseur de suralimentation 1. CFR1004 TEXTE DEPOT 3054389 7 L'invention n'est pas limitée à l'exemple décrit précédemment. En particulier, la pièce porte-capteur 100 peut agencée différemment dans le compresseur de suralimentation électrique 1. CFR1004 TEXTE DEPOT REVENDICATIONS1. Pièce porte-capteur (100) comprenant un corps (102) d'un seul tenant comportant : - une première paroi (104) s'étendant principalement dans un plan (a), une première face (104a) de ladite première paroi (104) comportant une cavité (106) destinée à recevoir une face d'une carte électronique (150), - au moins une excroissance (108) s'étendant depuis une deuxième face (104b) de ladite première paroi (104), ladite deuxième face (104b) étant opposée à la première face (104a), ladite excroissance (108) formant un logement (110) accessible depuis une ouverture (112) dans la première face (104a) et ledit logement (110) étant destiné à recevoir un capteur (180) lié électriquement à ladite carte électronique (150). 2. Pièce porte-capteur (100), selon la revendication 1, dans laquelle ledit logement (110) est accessible uniquement à partir de son ouverture (112) dans la première face (104a) de la première paroi (104). 3. Pièce porte-capteur (100) selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle la deuxième face (104b) de la première paroi (104) comprend un joint d'étanchéité (116) s'étendant autour de l'excroissance (108), notamment s'étendant au moins en partie sur une périphérie de la première paroi (104). 4. Pièce porte-capteur (100) selon la revendication précédente, comprenant des organes de fixation (114) en périphérie de la première paroi (104) ; au niveau desdits organes de fixation (114), le joint d'étanchéité (116) étant situé radialement entre un centre de la première paroi (104) et lesdits organes de fixation (114). 5. Pièce porte-capteur (100) selon l'une des revendications précédentes, comprenant une pluralité de ladite excroissance (108) s'étendant depuis la deuxième face (104b) de la première paroi (104). 6. Pièce porte-capteur (100) selon la revendication 5, dans laquelle les logements (110) des excroissances (108) sont régulièrement agencés autour d'un centre de la première paroi (104). 7. Pièce porte-capteur (100) selon la revendication 5 ou 6, dans laquelle les logements (110) des excroissances (108) sont au nombre de trois. 8. Dispositif de détection comportant : - une pièce porte-capteur (100) selon l'une des revendications précédentes, CF R1004 TEXTE DEPOT 3054389 9 chaque logement (110) d'excroissance de la pièce porte-capteur (100) contenant un capteur (180), et - une carte électronique (150) logée dans la cavité (106) de la pièce porte-capteur (100) et liée électriquement au capteur (180), ladite carte électronique (150) 5 étant dédiée à une connexion électrique du ou des capteurs (180) avec un élément extérieur audit dispositif de détection. 9. Dispositif de détection selon la revendication 8, dans lequel la cavité (106) de la pièce porte-capteur (100) ne comprend que ladite carte électronique (150). 10 10. Dispositif de détection selon la revendication 8 ou 9, dans lequel la carte électronique (150) comprend au moins une piste électrique (Vcc, GND, VOUT1, VouT2, VOUT3) ayant une première borne (118) destinée à être connectée à l'élément extérieur audit dispositif de détection et une seconde borne (120) connectée 15 électriquement à une borne (182) respective du ou des capteurs (180), ladite piste électrique (Vcc, GND, Vou-ri, VOUT2, VOUT3) étant configurée pour lier électriquement le ou lesdits capteurs (180) à l'élément extérieur au dispositif de détection. 11. Compresseur de suralimentation (1), notamment pour véhicule 20 automobile, comprenant : - une roue de compression de gaz (10) ; - une machine électrique tournante (5) configurée pour entrainer la roue de compression de gaz (10) ; - un convertisseur de tension (2) configuré pour alimenter ladite machine 25 électrique (5) à partir d'un réseau électrique ; - un dispositif de détection selon l'une des revendications 8 à 10 configuré pour détecter une position du rotor de la machine électrique (5). 12. Compresseur de suralimentation (1) selon la revendication 11, dans 30 lequel le dispositif de détection est un élément qui est distinct du convertisseur de tension (2) et/ou d'une barre de connexion électrique reliant la machine électrique (5) et le convertisseur de tension (2). 13. Compresseur de suralimentation (1) selon la revendication 11 ou 12, 35 dans lequel le convertisseur de tension (2) et le dispositif de détection sont placés à des positions différentes le long de l'arbre (8) de la machine électrique (5) ; une barre de connexion électrique (190) s'étendant suivant l'arbre (8) de la machine (5) de manière à connecter électriquement le convertisseur de tension (2) et le dispositif de détection. CFR1004 TEXTE DEPOT