Brevet FR2549600A1 — publié le 19850125

1. Dispositif de mesure d'une masse d'air L'invention part d'un dispositif de mesure d'une masse d'air avec un circuit électronique de régula5 tion et avec une résistance de mesure dépendante de la température disposée dans une section transversale d'écoulement, et qui, ainsi qu'également une résistance de référence, est disposée comme élément d'un circuit de pont commun sur une structure porteuse, la résistance de référence 10 étant constituée par un fil métallique résistant de référence bobiné sur la structure porteuse. Il est déjà connu un dispositif de mesure d'une masse d'air, avec un encombrement très important, de sorte que, non seulement, il arrive à perturber de façon 15 non souhaitable l'écoulement, mais qu'également sa possibilité de mise en place est limitée. Le dispositif de mesure d'une masse d'air conforme à l'invention est un dispositif caractérisé en ce que la structure porteuse est de forme cylindrique et com20 porte, s'étendant parallèlement à la direction d'écoulement, un ajour de forme rectangulaire, recevant la résistance de mesure, et dans lequel est disposée, en amont de la résistance de mesure et aussi éloignée que possible de la résistance de référence, bobinée à une certaine distance de l'ajour sur la périphérie de la structure porteuse, une résistance de compensation. Il présente l'avantage d'un encombrement 2. réduit, de sorte que ce dispositif de mesure d'une masse d'air peut 8 tre utilisé, selon une réalisation essentiellement identique, aussi bien pour la mesure d'une masse d'air directement dans le canal d'écoulement de l'air que dans une dérivation par rapport à ce canal d'écoulement, avec la mtme précision souhaitée pour la mesure. Grâce aux dispositions exposées dans la suite, d'autres formes avantageuses et des améliorations du dispositif selon l'invention, de mesure d'une masse d'airs 10 sont possibles et exposées dans la suite. Il est particulièrement avantageux que la structure porteuse soit mise en place dans une paroi d'un canal d'écoulement d'air et traverse une dérivation par rapport à ce canal d'écoulement d'air de façon que l'ajour 15 soit aligné par rapport à la dérivation et détermine, dans cette zone, la section transversale de la dérivation Il est, en outre, avantageux que la résistance de mesure revêtant la forme d'un fil métallique soit guidée dans l'ajour par l'intermédiaire d'emplacements d'appui sur les diffé20 rents c 8 tés de cet ajour, de sorte qu'un tronçon de fil, s'étendant à peu près en direction de l'axe longitudinal de l'ajour, soit aménagé entre les emplacements d'appui des c 8 tés les plus courts de cet ajour Il est également avantageux de constituer la résistance de mesure et la résis25 tance de compensation par des résistances sous forme de films. Des exemples de réalisation de l'invention sont représentés de façon simplifiée par les dessins et sont exposés plus en détail dans la description qui suit: 30 la figure 1 est un schéma de branchement d'un dispositif de mesure d'une masse d'air, la figure 2 montre un premier exemple de réalisation d'un dispositif de mesure d'une masse d'air, la figure 3 est une coupe le long de la 35 ligne III-III de la figure 2, -3 la figure 4 montre un second exemple de réalisation d'un dispositif de mesure d'une rasse d'air, la figure 5 est une coupe le long de la ligne V-V de la figure 4, la figure 6 montre un troisième exemple de réalisation d'un dispositif de mesure d'une masse d'air. En figure 1, une section transversale d'écoulement, par exemple une tubulure d'aspiration d'air d'un moteur à combustion interne, non représenté, est indiquée 10 par 1, section à travers laquelle s'écoule, en direction de la flèche 2, un fluide, par exemple l'air aspiré par le moteur à combustion interne Dans cette section transversale d'écoulement 1, se trouve par exemple une résistance de mesure 3 dépendante de la température, constituant une partie 15 d'un organe de mesure du débit, par exemple un fil chaud, qui est parcouru par les grandeurs de sortie d'un régulateur et qui délivre simultanément les grandeurs d'entrée pour ce régulateur La température de la résistance de mesure 3 dépendant du débit, est réglée par le régulateur 20 sur une valeur fixe située au- dessus de la température moyenne du fluide Si maintenant, la vitesse d'écoulement, c'est-à-dire la masse de fluide s'écoulant par unité de temps avec une valeur de débit Q augmente, la résistance de mesure 3 dépendant de la température se refroidit for25 tement Ce refroidissement est répercuté à l'entrée du régulateur, de sorte que celui-ci augmente sa grandeur de sortie, de sorte que la valeur de température définie sur la résistance de mesure 3 dépendant de la température se rétablit La grandeur de sortie du régulateur, règle cha30 que fois, à la valeur prédéterminée, la température de la résistance de mesure 3 dépendant de la température lors de modifications de la valeur Q du débit de fluide, qui constitue en même temps une mesure pour la masse de fluide en écoulement, et qui peut être appliquée en tant que va35 leur de mesure du débit US, par exemple à un circuit de 4. dosa-e d'un moteur à combustion interne pour l'adaptation de la asse de carburant nécessaire à la mnsse d'air asrirée par unité de temps. La résistance de mesure 3 dépendante de la température est disposée dans un circuit de mesure de résistance, par exemple un circuit de pont, et constitue, avec une résistance de référence 4, une première branche du pont, sur laquelle est branchée en parallèle, une seconde branche du pont constituée des deux résistances fixes 10 5 et 6 Entre les résistances 3 et 4 se trouve la prise 7 et, entre les résistances 5 et 6, la prise 8 Les deux branches du pont sont branchées en parallèle aux points 9 et La tension diagonale du pont intervenant entre les points 7 et 8 est appliquée à l'entrée d'un amplificateur 15 11, aux bornes de sortie duquel sont raccordés les points 9 et 10, de sorte que la grandeur de sortie de cet amplificateur alimente le pont en tension de fonctionnement ou bien en courant de fonctionnement La valeur de mesure du débit Us, servant en même temps de grandeur de réglage, est susceptible d'être prélevée entre les bornes 12 et 13, comme cela est indiqué. La résistance de mesure 3 dépendant de la température est échauffée par le courant qui la traverse jusqu'à une valeur pour laquelle la tension d'entrée de 25 l'amplificateur 1 i, qui est la tension diagonale du pont, est nulle ou bien prend une valeur prédéfinie De la sortie de l'amplificateur 11, un courant déterminé circule alors dans le circuit de pont Si, par suite de modifications de la masse Q du fluide en écoulement, la températu30 re de la résistance de mesure 3 dépendante de la température se modifie, la tension sur la diagonale du pont est modifiée et l'amplificateur 11 règle la tension d'alimentation du pont ou bien le courant d'alimentation du pont à une valeur pour laquelle le pont est à nouveau équilibré 35 ou bien est désaccordé d'une façon prédéfinie La grandeur 5. de sortie de l'amplificateur 11, à savoir la grandeur de réglage US, constitue, tout co Pme le courant dans la résistance de mesure 3 dépendante de la température, une valeur de mesure du débit pour la masse de fluide en écoulement, par exemple la masse d'air aspirée par un moteur à combustion interne et peut être introduite dans un appareil électronique de commande 29 qui commande, par exemple, au moins une soupape d'injection de carburant 30 Pour compenser l'influence de la température 10 du fluide sur le résultat de la mesure, il peut être avantageux de brancher dans la seconde branche du pont, une seconde résistance de compensation 14, dépendante de la température et baignée par le fluide Les grandeurs des résistances 5, 6 et 14 doivent alors être choisies de façon 15 que la puissance perdue par la résistance de compensation 14 dépendante de la température, puissance qui est engendrée par le courant de branche traversant cette résistance, soit si faible que la température de la résistance de compensation 14 ne varie pratiquement pas avec les modifica20 tions de la tension du pont, mais corresponde en permanence à la température du fluide qui la baigne. La résistance de référence 4 est avantageusement disposée également dans la section transversale d'écoulement 1, ou bien en liaison conductrice de la chaleur par 25 rapport à la paroi 31 du canal d'écoulement, de sorte que la chaleur perdue par la résistance de référence 4 puisse être évacuée par l'air en écoulement ou bien par la paroi 31 du canal d'écoulement A cet effet, la résistance de référence 4, comme également la résistance de mesure 3, peuvent être disposées de façon correspondante à l'exemple de réalisation selon les figures 2 et 3, sur une structure porteuse cylindrique 33 Dans le cas de la représentation selon la figure 2, l'air s'écoule perpendiculairement au plan du dessin et baigne la structure porteuse 33 péné35 trant partiellement dans la section transversale d'écoule- 6. ment 1 à travers une ouverture 41 de la paroi 31 du canal d'écoulement, ou bien traverse un ajour 34, de forme rectangulaire et parallèle à la direction d'écoulement 2, de la structure porteuse 33, ajour dans lequel la résistance de mesure 3 est montée sur, par exemple, quatre emplacements d'appui 35, 36, 37, 38 Les extrémités de la résistance de mesure 3 sous forme de fil, sont alors reliées aux emplacements d'appui 35, 37 sur les côtés les plus longs 39 de l'ajour 34, tandis que le fil de la résistance de mesure 10 3 est guidé en formant des boucles autour des deux points d'appui médians 36, 38 sur les c 8 tés les plus courts 40, cependant que les tronçons de fil se croisant sont soudés l'un à l'autre au point de croisement Le tronçon de fil 43 ainsi aménagé entre les points d'appui 36, 38 s'étend 15 alors à peu près dans l'axe longitudinal de l'ajour 34. La résistance de référence 4 est constituée par un fil de résistance de référence 4 bobiné sur un tronçon 44 pénétrant égalemeht dans la section d'écoulement, de la structure pbrteuse 33 La résistance de référence 4 est dispo20 sée sur la structure porteuse 33 à une certaine distance par rapport à l'ajour 34 La résistance de compensation 14 mesurant la température de l'air en écoulement est disposée à la plus grande distance possible de la résistance de référence 4 dans l'ajour 34 en amont de la résistance 25 de mesure 3, c'est-à-dire, comme cela est représenté, au voisinage du c 8 té le plus court 40, opposé à la résistance de référence 4, de l'ajour 34 L'extrémité opposée à l'ajour 34 de la structure porteuse 33 est reliée à un bottier de circuit 45 monté contre la paroi 31 du canal d'écoulement 30 en dehors de la section d'écoulement, et qui comporte un raccordement électrique par fiches 46 pour l'alimentation en courant et la délivrance des signaux. Dans le cas de l'exemple de réalisation représenté aux figures 4 et 5, les parties restant identiques 35 et jouant le même rôle que celles des figures 1 à 3, sont 7. désignées par les mêmes références Dans une tubulure 31 d'aspiration d'air, en aval d'un filtre d'air, non représenté, est disposée, concentriquement, une soupape d'injection de carburant 48 actionnée, par exemple, électromagné5 tiquement, de sorte que le carburant éjecté en forme de c 8 ne arrive dans une fente d'ouverture sur un clapet d'étranglement 49 disposé en aval de la soupape d'injection de carburant 48 dans la section transversale d'écoulement 1, constituée par la tubulure d'aspiration d'air 31 Un tron10 çon de rétrécissement 50 est ménagé dans la tubulure d'aspiration 31 par le revêtement de la soupape d'injection de carburant 48, l'embouchure d'une canalisation 52 de dérivation par rapport à ce tronçon de rétrécissement 50 étant avantageusement disposée à l'endroit le plus étroit de ce tronçon Le début 53 de la canalisation de dérivation 52 se trouve avantageusement sur la tubulure d'aspiration d'air 31 en aval du filtre d'air La structure porteuse 33 est mise en place dans un logement 55 percé dans la paroi de la tubulure d'aspiration d'air 31 perpendiculairement 20 à la direction d'écoulement de l'air aspiré, de façon que l'ajour 34 soit dans l'alignement de la canalisation de dérivation 52 et détermine, dans cette zone, la section transversale de cette dérivation De faon correspondante à l'exemple de réalisation selon les figures 2 et 3, la résistance de compensation 14 est, dans le cas de l'exemple de réalisation selon les figures 4 et 5, disposée en amont de la résistance de mesure 3. Dans le cas de l'exemple de réalisation selon la-figure 6, les parties restant identiques par rap30 port aux exemples de réalisation précédents et remplissant le même rôle sont également désignées par les mêmes références A la différence des exemples de réalisation précédemment décrits, la résistance de mesure 3 et la résistance de compensation 14 sont constituées par des résistances sous forme de films ou de couches La résistance de mesure 3 8. et la résistance de ccmpenrsation 14 sont alors décalées l'une par rapport à l'autre dans l'ajour 34. 9. REVENDICATION 85 R E E ND IC A I N S 1. Dispositif de mesure d'une masse d'air avec un circuit électronique de régulation et avec une résistance de mesure dépendante de la température disposée dans une section transversale d'écoulement et qui, ainsi qu'également une résistance de référence, est disposée comme élément d'un circuit de pont commun sur une structure porteuse, la résistance de référence étant constituée par un fil métallique résistant de référence bobiné sur 10 la structure porteuse, dispositif caractérisé en ce que la structure porteuse ( 33) est de forme cylindrique et comporte, s'étendant parallèlement à la direction d'écoulement ( 2), un ajour ( 34) de forme rectangulaire, recevant la résistance de mesure ( 3) et dans lequel est disposée, 15 en amont de la résistance de mesure ( 3) et aussi éloignée que possible de la résistance de référence ( 4) bobinée à une certaine distance de l'ajour ( 34) sur la périphérie de la structure porteuse ( 33), une résistance de compensation ( 14). 2 Dispositif de mesure d'une masse d'air selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure porteuse est maintenue contre une paroi ( 31) d'un canal d'écoulement et fait saillie dans l'écoulement d'air ( 2) dans une mesure telle que la partie comportant l'ajour 25 ( 34) et la partie ( 44) recevant le fil résistant de référence ( 4) sont baignées par l'air. 3. Dispositif de mesure d'une masse d'air selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure porteuse ( 33) est mise en place perpendiculairement à la direction d'écoulement ( 2) dans un logement ( 55) percé dans une paroi ( 31) d'un canal d'écoulement d'air, et traverse une dérivation ( 52) par rapport au canal d'écoulement d'air de façon que l'ajour ( 34) soit en alignement par rapport à cette dérivation ( 52) et détermine dans cette zone la section transversale de la dérivation, 10. 4. Dispositif de mesure d'une masse d'air selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la résistance de mesure ( 3) est constituée par un fil métallique monté respectivement sur des empla5 cements d'appui ( 35, 36, 37, 38) prévus sur chaque côté ( 39, 40) de i'ajour ( 34), et est guidé, entre ces extrémités placées aux emplacements d'appui ( 35, 37) des c 8 tés les plus longs ( 39), en passant par les emplacements d'appui ( 36, 38) des côtés les plus courts ( 40), tandis qu'entre ces emplacements d'appui ( 36, 38) des c 8 tés les plus courts ( 40) de l'ajour ( 34) est aménagé un tronçon de fil métallique ( 43) s'étendant à peu près dans la direction de l'axe longitudinal de l'ajour ( 34). 5. Dispositif de mesure d'une masse d'air 15 selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la résistance de mesure ( 3) et la résistance de compensation ( 14) sont des résistances sous forme de film, 6. Dispositif de mesure d'une masse d'air 20 selon la revendication 5, caractérisé en ce que la résistance de mesure ( 3) et la résistance de compensation ( 14) sont décalées l'une par rapport à l'autre dans l'ajour ( 34).