Brevet FR2667395A1 — publié le 19920403

La présente invention concerne le domaine des dispositifs de mesure de la pression d'admission du mélange air/carburant dans un moteur de véhicule automobile. On a déjà proposé différents dispositifs comprenant un transducteur piézorésistif, généralement un transducteur piézorésistif au silicum apte à mesurer la pression d'admission du mélange air/carburant dans un moteur de véhicule automobile. A titre d'exemple non limitatif, on peut citer le capteur commercialisé par la Société MOTOROLA sous la référence MPX100 ou encore le capteur commercialisé par la Société SENSORTECHNICS sous les références SCC, SPX, SCX, etc... Ces capteurs piézorésistifs comprennent généralement une structure du type pont de Wheatstone à quatre éléments implantés dans une pastille de silicium, de sorte que la résistance des éléments du pont varie en fonction d'une pression à mesurer appliquée au capteur. Le capteur se présente donc sous la forme d'un quadripole alimenté entre deux bornes d'entrée et délivrant entre ses deux bornes de sortie une tension proportionnelle à la pression à mesurer. Plus précisément les capteurs connus comprennent généralement une référence de pression interne de sorte que la tension de sortie obtenue entre leurs bornes soit proportionnelle à la pression différentielle entre la pression de référence et la pression à mesurer. Ces transducteurs sont placés dans un corps qui communique avec le milieu à mesurer. Plus précisément, pour limiter la pollution des transducteurs par le carburant, dans les dispositifs jusqu'ici proposés, les transducteurs sont placés dans la chambre interne d'un corps dont la pression suit la pression à mesurer, mais les transducteurs sont séparés du milieu air/carburant à mesurer par une membrane souple ou un gel silicone. Les premiers dispositifs de mesure ainsi proposés n'ont pas donné satisfaction. Ils ont en effet révélé une pollution non négligeable. Pour réduire encore cette pollution des transducteurs, la tendance actuelle est donc d'éloigner le dispositif de mesure de pression de l'admission air/carburant, en plaçant un conduit de liaison entre cette admission et le dispositif de mesure. Ces dispositions nouvelles préconisées de nos jours ne sont pas non plus totalement satisfaisantes. Ce conduit de liaison entraîne en particulier une perte de charge non négligeable et la réponse du dispositif est assez lente. La présente invention a pour but d'éliminer les inconvénients de la technique antérieure en proposant un nouveau dispositif de mesure de la pression d'admission du mélange air/carburant dans un moteur de véhicule automobile, conçu pour être placé directement sur une tubulure d'admission, afin de présenter une réponse rapide. Le dispositif de mesure conforme à la présente invention est du type comprenant un transducteur piézorésistif placé dans la chambre interne d'un corps communiquant avec le milieu à mesurer, caractérisé par le fait que le transducteur piézorésistif est recouvert d'une couche de polymère cationique réticulable. La demanderesse après de nombreux essais et études a constaté qu'un tel polymère cationique réticulable permettait d'assurer une bonne protection du transducteur piézorésistif, sans perturber la réponse de celui-ci. Par ailleurs, ce polymère cationique réticulable semble présenter une excellente fiabilité dans le temps. Enfin, l'utilisation d'un tel polymère cationique réticulable permet d'améliorer nettement les propriétés du dispositif de mesure connu, sans élever le prix de ceux-ci. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard du dessin unique annexé qui représente une vue schématique en coupe axiale d'un dispositif de mesure conforme à un mode de réalisation préférentiel de la présente invention. Le corps 10 du dispositif de mesure peut faire l'objet de nombreuses variantes de réalisation. Selon le mode de réalisation particulier représenté sur la figure 1 annexée, ce corps 10 est formé par la combinaison d'une embase 20 et d'un chapeau 30. L'embase 20 est réalisée de préférence en métal, très avantageusement en acier. L'embase 20 est composée d'une pièce unique comprenant essentiellement une coupelle 22 et une tubulure 24. De préférence l'embase 20 présente une symétrie de révolution par rapport à l'axe O-O. La tubulure 24 possède un canal traversant 25 coaxial à l'axe O-O et qui débouche dans la chambre interne 23 de la coupelle 22. Le chapeau 30 est de préférence réalisé par moulage en matière plastique. Le chapeau 30 est fixé à l'aide de tous moyens classiques appropriés sur l'embase 20. De préférence, comme représenté sur la figure 1, l'embase 20 est sertie sur le chapeau 30 au niveau du bord libre de la coupelle 22, qui est référencée 26 sur la figure annexée. Pour l'essentiel, le chapeau 30 est formé d'un disque 32 de part et d'autre duquel sont disposés respectivement, venus de moulage, un collet cylindrique 34 et un corps de connecteur 36. Le collet cylindrique 34 est conçu pour être engagé dans la coupelle 22. Ainsi la chambre interne du corps du dispositif de mesure est délimitée par la coupelle 22, le collet 34 et le disque de base 32 du chapeau. Un joint annulaire 40 est de préférence inséré entre le sommet 35 du collet et la base 21 de la coupelle. Ce joint annulaire 40 peut être logé dans une rainure prévue sur la paroi de base 21 de l'embase 20 ou sur le sommet du collet 34. Le chapeau 30 est surmoulé sur des lamelles métalliques 50. Le nombre de lamelles 50 est égal au nombre de sorties électriques du dispositif de mesure. Une seule lame conductrice est visible sur la figure 1. Les autres lames conductrices nécessaires sont juxtaposées à celle représentée sur la figure 1, en étant bien entendu séparées électriquement de celle-ci. Les lames conductrices 50 traversent le chapeau 30 afin d'être accessible de part et d'autre de celui-ci. Plus précisément, selon le mode de réalisation représenté sur la figure 1 annexée, chaque lame électriquement conductrice 50 est formée de trois branches orthogonales deux à deux. La branche médiane 51 des lames s'étendant parallèlement au plan moyen du disque 32. La branche médiane 51 est prolongée, respectivement de part et d'autre, par des branches qui lui sont orthogonales référencées 52, 53. La branche 52 est accessible au niveau du corps de connecteur 36. Elle s'étend perpendiculaire au plan moyen du chapeau 32. La seconde branche extrême 53 des lames 50 est accessible dans la chambre interne du dispositif de mesure. Elle s'étend également perpendiculairement au plan moyen du disque 32. Selon une autre caractéristique importante de la présente invention, le chapeau 30 est également surmoulé sur un blindage 60. Ce dernier est formé d'une plaque circulaire plane en matériau conducteur, par exemple en métal. Le blindage 60 est de préférence situé sensiblement à mi-épaisseur du disque 32 formant le chapeau 30. Pour assurer une liaison entre les deux parties de matière du chapeau 30 situées respectivement de part et d'autre du blindage 60, celui-ci est pourvu d'une pluralité d'ouvertures traversantes. Le transducteur piézorésistif utilisé pour la mesure est représenté schématiquement sous la référence 70 sur la figure 1. Ce transducteur 70 est placé sur un support plan en matériau électriquement isolant 80, de préférence de la céramique. Ce support 80 en matériau électriquement isolant peut supporter également d'autres composants associés au transducteur 70 et conçus pour assurer le traitement et/ou la mise en forme du signal de sortie du transducteur et/ou une compensation en température du transducteur 70. Les composants associés aux transducteurs pour assurer la compensation en température de celui-ci peuvent correspondre par exemple aux dispositions décrites et représentées dans la demande de brevet déposée par la demanderesse le 9 Mars 1990 sous le n" 90 03022. Le support en matériau électriquement isolant 80 est fixé par tous moyens classiques appropriés sur la surface interne 33 du chapeau, de préférence par collage. La liaison entre les branches internes 53 des lames 50 et les sorties du circuit prévu sur le support isolant 80 sont assurées par des connexions 90. I1 est bien entendu prévu un nombre de connexions 90 identique au nombre de lames 50. De préférence comme représenté sur la figure 1 annexée, chaque connexion 90 comprend une âme 91 cambrée en U et munie respectivement à ses extrémités d'une pince 92 et d'un oeillet 93. Les pinces 92 sont prévues pour être engagées sur les pattes de sortie du support 80. I1 s'agit de préférence de pinces à trois doigts deux doigts destinés à être placés d'un côté du support 80 et le troisième doigt destiné à être placé sur le second côté de celui-ci. De préférence après assemblage mécanique des pinces 92 sur le support 80, les pinces 92 sont soudées sur les pattes de sortie du circuit prévu sur ce support 80. Les oeillets prévus au niveau des secondes extrémités des connexions 90 reçoivent les branches internes 53 des lames 50 et sont soudés sur celles-ci. On notera que des connexions similaires aux connexions 90 représentées sur la figure 1 annexée, sont disponibles couramment dans le commerce sous forme de bandes de connexion liées entre elles selon un pas normalisé et aisément détachables après assemblage. L'âme cambrée 91 permet par ailleurs d'éviter toute transmission de vibration du support 80 vers les lames 50 et inversement. Selon la caractéristique essentielle de la présente invention, le transducteur piézorésistif 70 et de préférence les autres composants associés prévus sur le support isolant 80 sont revêtus d'un polymère cationique réticulable. I1 peut s'agir par exemple du vernis commercialisé par la Société HOLDEN EUROPE sous la dénomination CEI 9346. Des essais conduits par la demanderesse à l'aide d'un tel vernis ont donné pleinement satisfaction. Le polymère cationique réticulable ou vernis précité est polymérisable notamment aux ultra-violets. On notera enfin, à l'examen de la figure 1 annexée, la présence d'un manchon de protection additionnel référencé 100. Le manchon de protection est de préférence réalisé en caoutchouc. I1 est placé dans la chambre interne 23 du dispositif. Plus précisément, le manchon 100 est disposé coaxialement à l'axe O-O, entre le support 80 qui s'étend perpendiculairement à l'axe O-O et un décrochement 27 prévu dans la tubulure 24 au niveau du canal 25. Le décrochement 27 est dirigé vers la chambre interne 23 du dispositif. Ce manchon caoutchouc 100 d'une part, assure un support élastique de la plaque de céramique 80 pour limiter les vibrations de celle-ci, d'autre part limite les risques de pollution des composants associés au transducteur 70 sur la plaquette 80 et disposés à l'extérieur du manchon 100. Comme illustré sur la figure 1, le transducteur piézorésistif 70 est placé au centre du manchon 100 de sorte que celui-ci ne perturbe pas la mise en communication de ce transducteur avec le milieu air/carburant à mesurer par l'intermédiaire du canal 25. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation particulier qui vient d'être décrit mais s'étend à toutes variantes conformes à son esprit. REVENDICATIONS 1. Dispositif de mesure de la pression d'admission du mélange air/carburant dans un moteur de véhicule automobile du type comprenant un transducteur piézorésistif (70) placé dans la chambre interne (23) d'un corps (10) communiquant avec le milieu à mesurer, caractérisé par le fait que le transducteur piézorésistif (70) est recouvert d'une couche de polymère cationique réticulable. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le polymère cationique est réticulable aux ultra-violets. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le corps (10) est formé par la combinaison d'une embase (20) et d'un chapeau (30). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le chapeau (30) est surmoulé sur une plaque de blindage (60). 5. Dispositif selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé par le fait que le chapeau (30) est surmoulé sur des lames conductrices (50). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le transducteur piézorésistif (70) est placé sur une plaquette (80) en matériau électriquement isolant dont les bornes de sortie sont reliées aux lames conductrices (50) par l'intermédiaire de connexions à pinces (90). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les connexions (90) comprennent une âme (91) cambrée en U pourvue respectivement à ses extrémités d'une pince (92) et d'un oeillet (93). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que les connexions sont soudées, respectivement par leurs extrémités sous forme de pinces et d'oeillets, d'une part sur les bornes de sortie du circuit prévu sur le support isolant (80) et d'autre part, sur les lames conductrices (50). 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que le support en matériau électriquement isolant (80) portant le transducteur piézorésistif (70) est collé sur le chapeau (30). 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre un manchon protecteur (100) engagé sur le transducteur piézorésistif (70) entre le support (80) de celui-ci et l'embase (24) du corps.