L'invention concerne un filtre atténuateur/éliminateur de bande des inductions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais.

Les moteurs à courant continu utilisés pour l'équipement des véhicules automobiles, notamment les moteurs d'essuie-glaces, comportent un collecteur tournant sur les secteurs duquel des balais en contact avec ces secteurs permettent l'alimentation de l'induit et l'entraînement du moteur.

Au cours du fonctionnement de ce type de moteur, le contact des balais sur les secteurs discrets successifs du collecteur provoque des phénomènes transitoires de commutation, lors de la commutation du contact électrique successif des balais avec les secteurs discrets du collecteur tournant.

Ces phénomènes transitoires sont générateurs de parasites et/ou d'interférences, lesquels peuvent être analysés en des impulsions à structure fréquentielle harmonique erratique, à très haute fréquence, pouvant être comprise entre 1 00 MHz et 1 GHz, mais de niveau d'amplitude élevée, en particulier lors de la commutation du contact des balais sur les secteurs successifs du collecteur.

Ces parasites et/ou interférences se propagent sans grande difficulté sur les l ignes d'al imentation et/ou de transmission de signaux du véhicule automobile.

En cela, ils apparaissent préjudiciables non seulement au confort des utilisateurs du véhicule, lorsque ces parasites et/ou interférences se propagent, par exemple, sur les circuits audio d'un récepteur radiofréquence du véhicule, mais également au bon fonctionnement, voire à la sécurité, du véhicule, lorsque ces derniers se propagent sur les lignes de commande, de contrôle ou de régulation des organes du véhicule, tels que notamment les organes de contrôle de vitesse et/ou de freinage.

Ces parasites et/ou interférences sont en outre préjudiciables au bon fonctionnement des circuits mémoire et de calcul embarqués équipant les véhicules automobiles actuels.

Parmi les solutions de l'art antérieur utilisées pour réduire le niveau d'amplitude de ces parasites et/ou interférences, on peut citer les filtres EMC, pour Electronic Magnetic Çpmpatibility en anglais, lesquels comportent, habituellement, un système de filtre à inductances intercalées entre les bornes de connexion du moteur et les bornes d'alimentation de la batterie.

Compte tenu des valeurs d'inductances normalement utilisées, ce type de filtre permet d'obtenir une atténuation convenable des parasites et/ou des interférences pour des fréquences dont les composantes harmoniques sont inférieures à 100 MHz environ.

D'autres solutions ont été proposées pour tenter de réduire ou supprimer les parasites et/ou interférences engendrés par le contact des balais sur les secteurs du collecteur dans un moteur à courant continu.

Parmi celles-ci, on a proposé des circuits du type filtre capacitif auxquels sont ajoutées une ou plusieurs diodes. Les diodes introduites ont pour objet d'effectuer essentiellement un écrêtage des impulsions ou pics des signaux parasites et/ou interférences. Une telle solution est par exemple décrite par le brevet US 3 732 285.

Une autre solution, telle que décrite par la demande EP 336 530, consiste par exemple à prévoir un filtrage en bande HF par un circuit HF et un filtrage en bande BF par un circuit BF.

Cette solution apparaît complexe à mettre en œuvre et implique la construction et l'implantation de circuits multiples.

La présente invention à pour objet de remédier aux inconvénients des solutions de filtrage des inductions électromagnétiques des moteurs à courant continu de l'art antérieur par la mise en œuvre d'une structure de filtrage à bande unique dans une plage de fréquences comprises entre 100 MHz et 1 GHz.

Un autre objet de la présente invention est en outre la mise en œuvre d'un filtre atténuateur/éliminateur de bande des inductions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais totalement compatible avec les filtres EMC actuels et pouvant, en conséquence, être intégré dans ces derniers, ou partiellement ajoutés à ces derniers, sans toutefois introduire une augmentation du volume et de l'encombrement du moteur.

Le filtre atténuateur/éliminateur de bande des inductions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais, objet de l'invention, est plus particulièrement destiné aux moteurs d'essuie-glaces.

Il est remarquable en ce qu'il comporte au moins, intégrées à un filtre à inductances de compatibilité électromagnétique formé par au moins une première impédance réactive insérée entre la borne d'alimentation positive moteur et la borne positive de la batterie et une deuxième impédance réactive insérée entre la borne d'alimentation négative moteur et la masse du véhicule, une première impédance capacitive connectée en parallèle entre la borne positive et la borne négative d'alimentation moteur, et, une deuxième impédance capacitive de capacité électrique inférieure à celle de la première impédance capacitive et connectée en parallèle entre la borne positive de la batterie et la borne de masse du moteur.

Le filtre atténuateur/éliminateur de bande des inductions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais, objet de l'invention, est en outre remarquable en ce que la deuxième impédance capacitive est constituée par des capacités électriques connectées en série, le point milieu des deux capacités électriques étant connecté à la carcasse métallique du moteur.

Le filtre atténuateur/éliminateur de bande des inductions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais objet de l'invention, est également remarquable en ce que la première, la deuxième et la troisième capacité électrique ont une même valeur, inférieure à 1 F.

Le fi ltre atté n uateu r/él i m i n ateu r de ban de des inductions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais, objet de l'invention, est en outre remarquable en ce qu'il comporte en outre au moins une troisième impédance réactive insérée en série entre la borne d'entrée de la première impédance réactive et la borne positive de la batterie, et, entre la borne de sortie de la deuxième impédance réactive et la borne de masse du véhicule.

Le filtre atténuateur de bande des inductions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais, objet de l'invention, est en outre remarquable en ce qu'il comprend une quatrième impédance réactive insérée en série sur un circuit d'alimentation auxiliaire du moteur.

Le filtre atténuateur de bande des inductions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais, objet de l'invention, est également remarquable en ce que la troisième et la quatrième impédance réactive ont une impédance de valeur identique, supérieure à 50 ohms dans une bande de fréquences comprises entre 100 MHz et 1GHz.

Le filtre atténuateur/éliminateur de bande des inductions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais, objet de l'invention, est également remarquable en ce que la troisième et la quatrième impédance réactive sont constituées chacune par une inductance à noyau de ferrite.

Le filtre atténuateur/éliminateur de bande des inductions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais, objet de l'invention, est également remarquable en ce que les self inductances à noyau de ferrite sont placées sur la plaque de fermeture du moteur de façon à entourer chaque piste conductrice d'alimentation reliée à la borne d'alimentation batterie respectivement à la borne de masse du véhicule ou aux circuits d'alimentation auxiliaire du moteur.

Le filtre atténuateur/éliminateur de bande des inductions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais, objet de l'invention, est en outre remarquable en ce que les self inductances à noyau de ferrite sont formées chacune par un premier élément de noyau de ferrite présentant un logement longitudinal central, et, par un deuxième élément de noyau de ferrite présentant un logement longitudinal central, identique à celui du premier élément de noyau ferrite, le premier et le deuxième élément de noyau de ferrite étant placés en vis-à-vis de façon à former, au niveau de leur logement longitudinal central en vis-à-vis, un manchon de passage entourant l'une au moins des pistes conductrices d'alimentation.

Le filtre atténuateur/éliminateur de bande des inductions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais, objet de l'invention, est enfin remarquable en ce que les self inductances à noyau de ferrite entourant chaque piste conductrice d'alimentation et chacune des pistes conductrices d'alimentation ou d'al imentation auxiliaire sont placées sur la plaque de fermeture du moteur, le premier et le deuxième élément de noyau de ferrite formant chaque inductance à noyau de ferrite étant maintenus chacun en vis-à- vis par un doigt à cliquet venu de matière de la plaque de fermeture.

L'invention a également pour objet une impédance réactive à noyau de ferrite pour filtrage des inductions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais. Cette impédance réactive est remarquable en ce qu'elle est formée par un premier élément de noyau de ferrite présentant un logement longitudinal central, et, par un deuxième élément de noyau de ferrite présentant un logement longitudinal central, identique à celui du premier élément de noyau ferrite. Le premier et le deuxième élément de noyau de ferrite sont placés en vis- à-vis de façon à former, au niveau de leur logement longitudinal central en vis-à- vis, un manchon de passage entourant l'une au moins des pistes conductrices d'alimentation.

L' impédance réactive objet de l'invention est en outre remarquable en ce que cette impédance est placée de façon à entourer au moins une piste d'alimentation principale ou auxiliaire du moteur.

Le fi ltre attén uate u r/él i m i n ateu r de bande des i nd uctions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais, objet de l'invention, trouve application à l'équipement d'essuie-glaces de véhicules automobiles de tout type.

Il sera mieux compris à la lecture de la description et à l'observation des dessins ci-après dans lesquels :

-la figure 1 représente, à titre illustratif, le schéma électrique du filtre atténuateur/éliminateur de bande des inductions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais, objet de l'invention ;

-la figure 2 représente un mode de mise en œuvre préférentiel non l i m itatif d u fi l tre atté n uate u r/é l i m i n ate u r d e ba n de d es i n d u cti on s électromagnétiques objet de l'invention, tel que représenté en figure 1 ; -la figure 3a représente une vue de dessus de l'implantation d'éléments spécifiques d u fi ltre atténuateur/él i mi nateur de bande des i nductions électromagnétiques, objet de l'invention tel que représenté en figure 2 ;

-la figure 3b représente, à titre illustratif, selon un plan de coupe PP de la figure 3a , représenté par sa trace dans le plan de cette figure, une étape de montage des éléments spécifiques représentés en figures 3a, ces éléments spécifiques étant constitués par des impédances réactives à noyau de ferrite plus spécialement adaptées à la réalisation industrielle du filtre objet de la présente invention ;

-la figure 3c représente, selon la vue en coupe précitée, les éléments spécifiques constitués par des impédances réactives placées sur la plaque de fermeture du moteur à balais considéré ;

-la figure 4 représente le schéma électrique d'un filtre objet de l'invention dans lequel une impédance réactive conforme à l'objet de la présente invention est placée sur un circuit auxiliaire d'alimentation, outre le circuit principal d'alimentation moteur ; et

-la figure 5 représente une vue en perspective d'un circuit de prise de masse pour connexion de balai d'un moteur à courant continu représentant l'implantation d'éléments spécifiques du filtre atténuateur/éliminateur de bande des inductions électromagnétiques, objet de l'invention, dans le moteur.

Une description plus détaillée du filtre atténuateur/éliminateur de bande des inductions électromagnétiques pour moteur M à courant continu à balais, objet de l'invention, sera maintenant donnée en liaison avec les figures 1 , 2 et les figures suivantes.

En référence à la figure 1 , on observe que le filtre objet de l'invention comporte au moins, intégrées à un filtre à inductances de compatibilité électromagnétique, noté EMC, formé par au moins une première impédance réactive L1 insérée entre la borne d'alimentation positive moteur et la borne positive de la batterie +Bat et par une deuxième impédance réactive L2 insérée entre la borne d'alimentation négative moteur et la masse du véhicule, notée - Bat, une première impédance électrique capacitive, C1 , connectée en parallèle entre la borne positive et la borne négative d'alimentation moteur et une deuxième impédance électrique capacitive, notée C2, C3, présentant une capacité électrique inférieure à celle de la première impédance capacitive C1 et connectée en parallèle entre la borne positive de la batterie +Bat et la borne de masse du moteur. Par convention, la borne de masse du moteur M est notée sur la figure 1 et sur les figures suivantes par un point noir de connexion à la carcasse métallique du moteur CM. On note que la borne de masse du moteur, c'est-à-dire la carcasse métallique CM de ce dernier, peut être avantageusement connectée à la masse du véhicule -Bat.

D'une manière plus spécifique, on indique que la deuxième impédance capacitive C2,C3 est constituée par des capacités électriques C2 respectivement C3 connectées en série, le point milieu des deux capacités électriques étant connecté à la carcasse métallique CM du moteur M.

De manière avantageuse, la première C1 , la deuxième C2 et la troisième C3 capacité électrique ont une même valeur de capacité électrique, inférieure à 1 F .

De préférence, le filtre atténuateur/éliminateur de bande des inductions électromagnétiques, objet de l'invention, est implanté dans le moteur M. La figure

5 représente un exemple d'implantation non limitatif de ce filtre, les impédances réactives L1 , L2 et les impédances électriques capacitives C1 , C2, appartiennent dans cet exemple à un circuit de prise de masse pour connexion de balai de moteur à courant continu.

Dans l'exemple de réalisation de la figure 5, le circuit de prise de masse comprend des charbons ou balais B1 , B2, chaque charbon B1 , B2 est connecté par une lame souple et une impédance réactive L1 , L2 à un plot de connexion

P+, P- à la borne positive respectivement à la borne négative d'alimentation par la batterie du véhicule.

De plus, le circuit de prise de masse comprend au moins une plaquette métallique 2 présentant à chacune de ses extrémités une zone de contact électrique 21 respectivement 22. Chaque zone de contact électrique est destinée à être placée en contact électrique avec l'inducteur du moteur, connecté à la masse du moteur, par l'intermédiaire du carter métallique du moteur.

Les impédances électriques capacitives C1 , C2 comportent une première branche électriquement connectée à la plaquette métallique 2 et une deuxième branche électriquement connectée au plot de connexion P+ à la borne positive respectivement au plot de connexion P- à la borne négative d'alimentation par la batterie.

De préférence, les impédances électriques capacitives C1 et C2 ont une branche commune reliée directement à la plaquette métallique 2, leur autre branche respective étant connectée directement à l'impédance réactive L1 qui est connectée au charbon B 1 et au plot de connexion P- respectivement à l'impédance réactive L2 qui est connectée au charbon B2 et au plot de connexion P+.

Le filtre objet de l'invention, tel que défini en référence à la figure 1 , permet d'obteni r une atténuation/él i mi nation de bande des inductions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais comprise entre 5 et 1 0 dB sur la bande de fréquences comprises entre 100 MHz et 1 GHz, en comparaison des filtres EMC classiques.

Une variante de mise en œuvre préférentielle non limitative du filtre objet de l'invention est maintenant décrite en liaison avec la figure 2.

Alors que la première et la deuxième impédance capacitive sont d i rectem ent i ntég rées au fi ltre à i nductance capacité de compatibilité électromagnétique EMC, dans un mode de réalisation préférentiel, le filtre atténuateur/éliminateur de bande des inductions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais, objet de l'invention, comporte en outre au moins une troisième impédance réactive Z3, connectée en série entre la borne d'entrée de la première impédance réactive L1 et la borne positive de la batterie +Bat et entre la borne de sortie de la deuxième impédance réactive L2 et la borne de masse du véhicule.

On comprend que, par convention, la borne d'entrée de la première impédance réactive L1 et la borne de sortie de la deuxième impédance réactive L2 font référence au sens de circulation du courant continu d'alimentation délivré par les bornes +Bat, -Bat de la batterie, mais que la troisième impédance réactive précitée introduit une atténuation sélective sur les circuits externes d'alimentation pour les signaux parasite engendrés par la commutation des balais du moteur vers les circuits externes de la batterie et du véhicule.

De préférence, la troisième impédance réactive Z3 peut être constituée par une impédance à noyau de ferrite unique entourant les pistes principales P1 , P2 d'alimentation moteur. Des impédances Z3 séparées sur chaque piste d'alimentation moteur P1 , P2 peuvent en outre être mises en œuvre

En outre, lorsque le moteur comporte des pistes d'alimentation auxiliaire, ces pistes auxiliaires alimentant une ou plusieurs fonctions auxiliaires par exemple, le filtre objet de l'invention peut comprendre avantageusement au moins une autre impédance réactive insérée en série sur le circuit d'alimentation auxiliaire précité. Une telle impédance réactive est désignée quatrième impédance réactive et référencée Z4 sur la figure 3a.

De préférence, la troisième Z3 et la quatrième Z4 impédance réactive ont une impédance de valeur identique, supérieur à 50 ohms, dans la bande d'atténuation de fréquences comprises entre 100 M H z et 1 GH z .

Dans cette configuration, le filtre objet de l'invention, permet l'obtention d'une atténuation/élimination de bande des inductions électromagnétiques comprise entre 15 dB et 20 dB, sur la bande de fréquences comprise entre 100 MHz et 1 GHz, en comparaison des filtres EMC classiques.

Dans un mode de réalisation préférentiel, la troisième Z3 et la quatrième Z4 impédance réactive sont constituées chacune par une inductance à noyau de ferrite.

Sur la figure 3a , on a représenté l'agencement de la troisième Z3 et de la quatrième Z4 impédance réactive, constituées par les selfs inductances précitées à noyau de ferrite, placées sur la plaque de fermeture PF du moteur M. La figure 3a représente une vue de dessus du moteur M et des circuits électriques de ce dernier placés sur la plaque de fermeture PF, le capot d'étanchéité CE de l'ensemble moteur étant supprimé.

Ainsi qu'il apparaît à l'observation de la figure 3a, les self inductances Z3 et Z4 sont placées sur la plaque de fermeture PF de façon à entourer chaque piste conductrice d'alimentation moteur, P1 , P2, respectivement les pistes d'alimentation auxiliaire P3, P4, reliées à la borne d'alimentation batterie +Bat respectivement à la borne de masse du véhicule -Bat. Ainsi, on comprend que les self inductances précitées à noyau de ferrite permettent d'opposer la valeur de la troisième et de la quatrième impédance réactive Z3 et Z4 aux seuls signaux parasites engendrés par la commutation des balais du moteur respectivement par la fonction alimentée par les pistes d'alimentation auxiliaire P3,P4.

Un mode de mise en œuvre préférentiel non l i mitatif des self inductances à noyau de ferrite constituant la troisième Z3 et la quatrième Z4 impédance réactive sera maintenant décrit en liaison avec les figures 3a ,3b et 3c.

En référence à la figure 3b, laquelle est une vue en coupe selon le plan de coupe PP de la figure 3a, on indique que les selfs inductances Z3 et Z4 à noyau de ferrite sont formées chacune par un premier élément de noyau de ferrite Z3a et Z4a, présentant un logement longitudinal central Z3alc et Z4alc respectivement, et par un deuxième élément de noyau de ferrite Z3b et Z4b , sensiblement identique au premier élément de noyau de ferrite. Sur la figure 3b, en raison de l'observation du plan de coupe PP, seuls sont représentés le premier et le deuxième élément de ferrite Z3a et Z3b et leur logement longitudinal central correspondant.

Selon un mode de mise en œuvre préférentiel avantageux, le premier et le deuxième élément de noyau de ferrite Z3a, Z3b respectivement Z4a, Z4b constitutif des inductances Z3 et Z4 sont placés en vis-à-vis de façon à former, au niveau de leur logement longitudinal central mis en vis-à-vis, un manchon de passage entourant l'une au moins des pistes d'alimentation moteur P1 , P2.

Sur la figure 3b, on comprend que le premier élément de noyau de ferrite Z3a est ainsi enfiché sur le deuxième élément de noyau de ferrite Z3b lequel repose sur la plaque de fermeture moteur PF, le montage par en fichage du premier élément de ferrite sur le deuxième étant représenté par la flèche F en trait mixte sur la figure 3b. De préférence, ainsi que représenté en figure 3b, le premier et le deuxième élément de noyau de ferrite formant chaque inductance à noyau de ferrite sont maintenus chacun en vis-à-vis pour former le manchon entourant la piste conductrice considérée par un doigt à cliquet, noté d3a, d3b respectivement d4a, d4b, représentés sur la figure 3a. Les doigts à cliquet précités sont de préférence venus de matière de la plaque de fermeture PF, lors de la fabrication de cette dernière par moulage.

Une vue générale de l'ensemble ainsi constitué est représentée en figure 3c, selon la vue en coupe selon le plan de coupe de la figure 3a, lorsque le capot d'étanchéité moteur CE a été replacé sur l'ensemble ainsi constitué. On note, par exemple, qu'un doigt de maintien dm venu de matière du capot d'étanchéité moteur CE peut avantageusement être prévu afin de maintenir la cohésion mécanique de l'empilement des premiers et deuxième élément de noyau de ferrite constituant les selfs inductance Z3 et Z4.

Enfin, l'impédance à noyau de ferrite Z3,Z4 est formée ainsi que décrit en liaison avec les figures 3b et 3c.

L'impédance à noyau de ferrite, objet de l'invention, est alors remarquable en ce que cette dernière peut être placée de façon à entourer au moins une piste d'alimentation principale moteur ou finalement toute piste d'alimentation auxiliaire de ce dernier.

Un exemple de mise en œuvre du filtre objet de l'invention et d'au moins une impédance réactive sur les pistes d'alimentation auxiliaire de la commande « Arrêt fixe » d'un moteur d'essuie glace de véhicule automobile est donnée en liaison avec la figure 4.

Sur cette figure, on observe le filtre objet de l'invention, tel que représenté en figure 2, et l'impédance réactive formant la quatrième impédance réactive Z4 représentée en figure 3a.

Le filtre atténuateur/éliminateur de bande des inductions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais, selon l'invention, est aisément mis en œuvre à partir de composants électroniques réactifs et capacitifs passifs normalement disponibles dans le commerce et n'implique aucune modification importante des dimensions et de l'encombrement du moteur. Ce dernier, muni d'un filtre selon l'invention, peut être prévu pour équiper des véhicules automobiles de tout type, en première ou deuxième monte.