Brevet FR2901877A1 — publié le 20071207

Capteur de température et du niveau d'un liquide La présente invention concerne un capteur combiné de température et du niveau d'un liquide, en particulier pour la détection de ces deux paramètres, température et niveau d'un liquide à surveiller dans un véhicule automobile, comme par exemple le niveau d'huile de carter ou de la boîte de vitesses. Le contrôle de la température et du niveau de liquide dans le domaine automobile est une préoccupation permanente, car il en dépend le bon fonctionnement du véhicule, voir la sécurité des utilisateurs. La Demanderesse a développé des dispositifs pour la détection d'un niveau de liquide fonctionnant sur la base de la technique du fil chaud. A titre d'exemple, on cite des brevets au nom la Demanderesse publiés sous les N FR 2 367 276, FR 2 514 497, FR 2 690 521 et FR 2-703 775. Ces dispositifs comportent de manière générale une sonde résistive qui, à l'état monté sur le véhicule, est partiellement immergée dans le liquide à surveiller. Cette sonde est réalisée sous forme d'un fil électriquement résistif qui s'échauffe lorsqu'il est parcouru par un courant du fait que la résistivité présente un coefficient élevé de température. Le plus souvent, les sondes sont formées par un fil très fin en métal à base de nickel chrome, plié à mi-longueur pour former deux brins parallèles portés par un support électriquement isolant. Pour assurer un bon fonctionnement, il est nécessaire que le fil soit tendu. C'est pourquoi on prévoit dans le boîtier en matière plastique un crochet souple venu de matière avec le boîtier qui sert à tendre le fil au niveau du pli. Toutefois, on a constaté que lorsque le capteur est exposé à des températures élevées, la tension appliquée au fil diminue du fait d'une déformation thermique du crochet tendeur ce qui peut avoir des conséquences négatives pour le résultat de mesure du niveau de liquide. Par ailleurs, pour répondre à des besoins des constructeurs de véhicules, la Demanderesse a proposé un dispositif modifié de détection du niveau d'un liquide en rajoutant dans le même boîtier une thermistance pour pouvoir mesurer la température du liquide à surveiller. La thermistance est disposée à l'extrémité libre du capteur, à l'opposé du connecteur électrique. Les éléments sensibles de ce capteur, c'est-à-dire la thermistance et la sonde résistive sont reliés chacun par deux fils électriques (en tout quatre fils électriques) via un connecteur à des moyens d'alimentation et d'exploitation du signal de mesure.30 2 La présente invention vise à optimiser ce capteur combiné de température et de niveau de liquide tel que décrit ci-dessus. En effet. les inventeurs de la présente invention ont fait le constat surprenant qu'il était possible d'utiliser pour les deux éléments sensibles du capteur une même connexion commune à la masse sans que cela affecte le résultat de mesure de l'un ou de l'autre des éléments sensibles. En particulier, les inventeurs ont mesuré et constaté que la sonde résistive garde son comportement linéaire en fonction du niveau de liquide à surveiller. A cet effet, l'invention a pour objet un capteur combiné de température et du niveau d'un liquide comprenant deux éléments sensibles dont d'une part une thermistance pour la mesure de température et d'autre part une sonde résistive destinée à être partiellement immergée dans le liquide à surveiller, et des moyens de connexion de chaque élément sensible à une unité d'alimentation et d'exploitation des signaux de mesure, caractérisé en ce que les deux éléments sensibles sont reliés ensemble via une connexion commune à la masse. Le capteur selon l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : le capteur comprend deux attaches de sonde et la sonde résistive comprend un fil résistif tendu entre les deux attaches et soudé à celles-ci, le fil résistif est un fil monobrin tendu comme fil simple entre les deux attaches, les deux attaches sont réalisées en métal, dans le cas où le capteur comprend un boîtier en matière plastique, chaque attache comprend un pied inséré à force dans un logement associé du boîtier, chaque pied d'attache comprend des dents de non retour, l'attache disposée à proximité de la thermistance comprend un bras de connexion à la masse sensiblement perpendiculaire au plan défini par le pied et une partie d'accrochage de la sonde, le bras de connexion à la masse comprend une extrémité libre en forme de rigole pour recevoir le fil de niasse nu venant de la thermistance pour assurer le contact électrique. D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description de l'invention, ainsi que sur les figures annexées sur lesquelles : la figure 1 est un schéma partiel d'un capteur selon l'invention, la figure 2 est une vue en perspective de l'extrémité libre du capteur selon l'invention, dont la moitié supérieure de boîtier a été enlevée, la figure 3 est une vue en perspective d'une première attache de sonde du capteur selon l'invention, et la figure 4 est une vue en perspective d'une seconde attache de sonde du capteur selon l'invention. SFR7177 3 La figure 1 présente de façon schématique un capteur combiné 1 de température et de détection du niveau d'un liquide. Sur cette figure on a représenté la partie du boîtier 3 du capteur 1 formant la partie sensible. Le boîtier 3 est formé de deux demi coquilles formant à l'état assemblé un cylindre destiné à être plongé dans le liquide. Sur la figure 1, seule une demi coquille est représentée à l'état ouvert de sorte que l'on puisse voir les éléments montés dans le boîtier. Le boîtier 3 est réalisé en un matériau électriquement isolant, de préférence en matière plastique. Il comprend à son extrémité libre 5 un premier logement 7 pour le premier élément sensible 9 formé par une thermistance pour mesurer la température du liquide à surveiller. Avantageusement, la thermistance est enrobée d'une couche protectrice pour prévenir toute dégradation par un contact direct avec le liquide à surveiller. La thermistance est de préférence un composant céramique présentant un coefficient de température négative (communément appelé composant NTC pour negative temperature coefficient ). Bien entendu, d'autre thermistances peuvent être utilisées, comme par exemple des composants à coefficient de température positive (communément appelé composant PTC pour positive temperature coefficient). A l'état monté du capteur, la thermistance enrobée 9 est en contact direct avec le liquide. En effet, le boîtier 3 n'est pas étanche et présente des ouvertures 11 permettant au liquide de pénétrer à l'intérieur du boîtier. Le boîtier 3 reçoit dans un second logement 13 un second élément sensible 15 formé par une sonde résistive pour détecter le niveau du liquide à surveiller. La sonde résistive est réalisée en un fil 17 en nickel chrome tendu entre une première attache métallique 19 à proximité de la thermistance 9 (représenté sur cette figure schématiquement et décrit en détail au regard des figures 2 et 3) et une seconde attache métallique 21 (représenté sur cette figure schématiquement et décrit en détail au regard de la figure 4) sur le côté opposé proche du connecteur. A cet effet, les extrémités du fil résistif 17 sont soudées aux attaches 19 et 21. La sonde résistive 15 est destinée à être partiellement immergée dans un liquide à surveiller, tel que de l'huile moteur, de l'huile de la boîte à vitesse, de l'huile pour le circuit d'assistance à la direction. Au lieu de quatre fils de connexion pour deux éléments sensibles comme dans l'art antérieur, le présent capteur ne présente que trois fils de connexion 23, 25 et 27 pour deux éléments sensibles 9 et 15. En effet, les fils de connexion 25 et 27 sont branchés à une entrée correspondante de potentiel élevé d'une unité d'alimentation et d'exploitation des signaux de mesure (non représenté). Le fil de connexion 23 qui représente la connexion à la masse est dans le capteur selon l'invention un fil commun aux deux éléments sensibles 9 et 15. Ce fil commun 23 débouchera dans le connecteur du SFR7177 4 capteur en une broche commune de connexion à la masse. Ce connecteur peut donc aussi avoir une structure simplifiée. L'attache 19 est directement connectée électriquement au fil de connexion à la masse 23 en provenance de la thermistance. De façon surprenante, les inventeurs ont constaté que cette mise en commun des fils de connexion à la masse n'affecte pas les mesures de la thermistance 9 ni celles de la sonde 15. On constate par ailleurs que cette disposition permet d'économiser un fil de connexion à la masse, une broche de connexion au niveau du connecteur du capteur, et la moitié du fil résistif de la sonde 15 étant donné que le fil résistif est maintenant un fil simple tendu entre deux attaches 19 et 21. La figure 2 montre l'extrémité 5 plus en détail avec une vue en perspective. Par rapport à la figure 1, on constate que la thermistance 7 est retenue dans son logement par une protubérance 31 venue de matière avec le boîtier 3 et on voit mieux l'attache 19 qui sera décrite plus en détail en rapport à la figure 3. En effet, l'attache 19 en métal est réalisée par exemple par découpage et estampage. Elle comprend un pied 41 destiné à être inséré à force dans un logement associé sous forme de fente du boîtier. Afin de prévenir tout risque de désolidarisation, le pied 41 comprend des dents de non retour ou dents d'accrochage 43. Le pied 41 est surmonté d'une partie 45 en forme générale en U dont une branche 47 se rajeunit vers le haut et sert pour attacher le fil résistif 17 par soudure et dont l'autre branche 49, après une petite partie 51 dirigée vers le haut, se poursuit par une partie 53 pliée perpendiculairement par rapport au pied 41 pour se terminer en une extrémité 55 ayant une forme de rigole destinée à recevoir le fil 29 nu pour établir la connexion électrique à la masse commune entre la thermistance et la sonde. L'attache 21 sur la figure 4 présente une forme légèrement différente. En effet, elle comporte également un pied 61 avec des dents de non retour ou dents d'accrochage 63. Ce pied 61 est surmonté d'une structure 65 avec un crochet 67 d'attache du fil résistif 17 et d'autre part d'une extrémité 69 d'accroche du fil électrique 25. On comprend que le capteur selon la présente invention est optimisé en termes de coût tout en présentant une fiabilité de mesure satisfaisante et en fonctionnant de la même façon et selon les mêmes principes de mesure que les capteurs connus de l'art antérieur. SFR7177 REVENDICATIONS 1. Capteur combiné de température et du niveau d'un liquide comprenant deux éléments sensibles (9,15) dont d'une part une thermistance (9) pour la mesure de température et d'autre part une sonde résistive (17) destinée à être partiellement immergée dans le liquide à surveiller, et des moyens de connexion de chaque élément sensible à une unité d'alimentation et d'exploitation des signaux de mesure, caractérisé en ce que les deux éléments sensibles (9,15) sont reliés ensemble via une connexion commune (23) à la masse. 2. Capteur combiné selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend deux attaches (19, 21) de sonde et en ce que la sonde résistive (15) comprend un fil résistif (17) tendu entre les deux attaches (19,21) et soudé à celles-ci. 3. Capteur combiné selon la revendication 2, caractérisé en ce que le fil résistif (17) est un fil monobrin et en ce qu'il est tendu comme fil simple entre les deux attaches (19,21). 4. Capteur combiné selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les deux attaches (19, 21) sont réalisées en métal. 5. Capteur combiné selon la revendication 4, comprenant un boîtier (3) en matière plastique, caractérisé en ce que chaque attache (19, 21) comprend un pied inséré à force dans un logement associé du boîtier (3). 6. Capteur combiné selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque pied (41, 61) comprend des dents de non retour (43, 63). 7. Capteur combiné selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que l'attache (19) disposée à proximité de la thermistance (9) comprend un bras de connexion à la masse sensiblement perpendiculaire (5 3) au plan défini par le pied (41) et une partie d'accrochage (55) de la sonde. 8. Capteur combiné selon la revendication 7, caractérisé en ce que le bras de connexion à la masse comprend une extrémité libre (55) en forme de rigole pour recevoir le fil de masse nu (29) venant de la thermistance (9) pour assurer le contact électrique. SFR7177