Brevet FR3083307A1 — publié le 20200103

CAPTEUR DE TEMPERATURE La présente invention concerne un capteur de température des vapeurs de carburants. Ce capteur est conçu pour gérer les surpressions dans le réservoir de carburant vis-à-vis des nouvelles normes environnementales en vigueur et à venir. Les vapeurs de carburant sont de nature explosive, le capteur ne doit donc en aucun cas déclencher une détonation pour éviter toute explosion avec le capteur. Généralement pour ce type d'application, le capteur de température utilisé est un capteur à Coefficient Température Négatif également appelé CTN. En cas de court-circuit avec l'alimentation électrique, la CTN subit un auto-échauffement qui peut générer des températures atteignant la température de détonation des vapeurs de carburants. Pour éviter cela, les solutions actuellement consistent à recouvrir la CTN d'un capuchon en plastique ou autre matière. Cette solution évite seulement le contact de la CTN avec les vapeurs de carburants. Elle ne permet pas de supprimer l'auto-échauffement de la CTN, et par conséquent le risque que la protection ne résiste pas à la chaleur produite pas la CTN, engendrant ainsi le contact de la CTN avec les vapeurs de carburant. Ce type de configuration, à également pour inconvénient une mise en oeuvre complexe, couteuse et ne permet pas d'obtenir un temps de réponse rapide de la mesure de la 20 température. La présente invention a donc pour objet de pallier un ou plusieurs des inconvénients des capteurs de l'art antérieur en proposant un dispositif de protection d'un capteur de température de type CTN. Pour cela la présente invention propose un capteur de température comprenant une 25 CTN et au moins une résistance montée en série avec la CTN. Selon un mode de réalisation de l'invention, le capteur de température comprend une CTN, deux résistances montées en série avec la CTN et entre elles, et une diode de limitation de tension. Selon un mode de réalisation de l'invention, la LIN et la résistance sont dans un 30 même boitier. Selon un mode de réalisation de l'invention, la CTN, les résistances et la diode sont dans un même boîtier. 2 Selon un mode de réalisation de l'invention, la première résistance a une valeur de 650 Ohm. Selon un mode de réalisation de l'invention, la deuxième résistance a une valeur de 120 Ohm. L'invention concerne également, l'utilisation du capteur selon l'invention, pour gérer les surpressions dans un réservoir de carburant. Les caractéristiques de l'invention seront décrites plus en détail en se référant aux figures suivantes et non limitatives: 10 - la figure 1 est une représentation schématique d'une première variante de réalisation de l'invention, - la figure 2 illustre l'auto-échauffement d'une CTN avec ou sans protection, courbe a) avec une résistance en série, courbe b) sans résistance, - la figure 3 illustre Exemple de précision de mesure avec Résistance en série de 15 l'ordre de 165Ohm. - la figure 4 illustre Exemple de précision de mesure avec Résistance en série de l'ordre de 750 Ohm, - la figure 5 est une représentation schématique d'une deuxième variante de réalisation de l'invention, - la figure 6 illustre avec une protection 2eme niveau - la tension maximale aux bornes de la CTN en série avec Rs1 de 6V. L'invention concerne un dispositif électronique permettant, en cas de court-circuit de la résistance de charge intégrée au circuit sur lequel est disposé la CTN, et/ou de défaut de l'alimentation, de limiter le courant traversant la thermistance CTN et ainsi de limiter son 25 échauffement. Une première variante de l'invention, illustrée figure 1, consiste à limiter le courant traversant la thermistance du capteur à Coefficient Température Négatif, également appelé CTN 10 et par conséquent l'auto-échauffement de la CTN par l'ajout d'une résistance 20 en série avec celle-ci dans le capteur 1 de température. 30 Selon un mode de réalisation de l'invention, la CTN et la résistance 20 sont dans un même boitier. 3 Le capteur est disposé sur un circuit comportant en amont une résistance de charge 30. La valeur de la résistance 20 ajoutée Rs1 est définie en fonction de la courbe de résistance de thermistance (R(T)) de la CTN, du niveau d'alimentation et de la température 5 admise sans risque de détonation des vapeurs carburants. Cette solution permet de se prémunir contre les défauts du type court-circuit de la résistance de charge et d'une suralimentation. La figure 2 illustre l'effet de la résistance sur l'auto-échauffement. L'auto-échauffement diminue avec l'ajout de la résistance. La valeur Rs1 de la résistance est adaptée en fonction de la température choisie et de 10 la CTN choisie. Ainsi, pour chaque CTN choisie, une valeur de Rsl correspondantes est déterminée à partir de la température d'auto-inflammation du carburant, de la température d'environnement et la tension d'alimentation aux bornes de celle-ci. Pour permettre d'avoir une précision maximum de la mesure de température, la 15 valeur de la résistance ajoutée ne doit pas présenter une valeur en Ohm importante vis-à vis des valeurs en Ohm de la CTN sur toute la gamme de mesure en température. Les figures 3 et 4 illustrent les erreurs de mesure suivant la valeur de la résistance ajoutée. Figure 3, pour une résistance de 1650hm et figure 4, pour une résistance de 750h m. 20 Une première variante de l'invention, illustrée figure 1, consiste à limiter le courant et par conséquent l'auto-échauffement de la CTN par l'ajout d'un jeu de deux résistances 10, 40 en série et d'une diode 50 de limitation de tension. Selon un mode de réalisation de l'invention, la CTN, les résistances et la diode sont dans un même boitier. La diode est ajoutée da façon à être en contact avec les 2 résistances 10, 40. Comme pour la solution de la première variante, les résistances Rsl et Rs2 limitent le courant et l'auto-échauffement dans la CTN 10. En cas d'une suralimentation exceptionnelle, le circuit formé par la diode Z1 50 et la deuxième résistance Rs2, qui est la plus éloignée de la CTN permet de limiter la tension aux bornes du circuit de protection du premier niveau. La valeur de Z1 est choisie de telle sorte qu'elle n'intervient pas lors du fonctionnement normal du produit. 4 Pour un système de mesure utilisant une plage de tension de 0 à SVolt, une diode de type Zener ayant un seuil de commutation compris entre 5 et 6 Volt est utilisée. Les valeurs des résistances Rsl et Rs2 sont définies en fonction de la courbe R(T) de la CTN, du Niveau d'alimentation et de la température admise sans risque de détonation des 5 vapeurs carburants. Le rôle de la deuxième résistance Rs2 est double: 1- Permettre de choisir une diode Zener de puissance limitée, gain d'encombrement et de coût. 2- En cas de suralimentation excessive, la deuxième résistance Rs2 fonctionne comme un 10 fusible pour protéger le circuit capteur. Il n'existe ainsi pas de valeur de tension maximale au delà de laquelle cette protection est inefficace. La valeur de la résistance et sa puissance sont aussi fonction des caractéristiques de la Diode Zener. En cas de défaut du circuit d'alimentation, Il faut s'assurer que la Puissance limite de Rs2 est atteinte avant celle de la Diode Zener. La puissance de cette dernière est au moins 15 égale au double de Rs2. Exemple d'application: Le circuit d'alimentation est composé de: 20 * d'une alimentation 5V mais en cas de défaut pouvant allé au-delà de48V * d'une résistance de charge allant de 1 kOhm à 4 kOhm Le circuit de mesure et de protection: * CTN : avec résistance nominale de Rnom-25° = 5 k Ohm / Beta (25/100) = 3400 °K - Rs1 = 165 Ohm, 0,1% 100 ppm 25 * Rs2 = 120 Ohm, 0,1% 100 ppm * Diode Zener = V = 6V, Puissance = 500 mW En considérant le défaut cumulé d'un court-circuit de la résistance de charge et de défaut de suralimentation avec l'alimentation supérieur à 5V. La tension aux bornes de la CTN et de Rsl reste limitée à 6V. Dans ce cas la puissance 30 aux bornes de la CTN et donc l'auto-échauffement est limitée 80°C. La figure 6 illustre l'effet des deux résistances sur l'auto-échauffement. L'auto-échauffement diminue avec l'ajout des deux résistances. 5 La portée de la présente invention ne se limite pas aux détails donnés ci-dessus et permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans s'éloigner du domaine d'application de l'invention. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, REVENDICATIONS1. Capteur (1) de température comprenant une CTN (10) et au moins une résistance (20) montée en série avec la CTN. 2. Capteur (1) de température selon la revendication 1, comprenant une CTN (10), deux résistances (20, 40) montées en série avec la CTN et entre elles, et une diode (50) de limitation de tension. 3. Capteur selon une des revendications 1 ou 2, dans lequel la CTN et la résistance sont dans un même boitier. 4. Capteur selon une des revendications 1 ou 2, dans lequel la CTN, les résistances et la diode sont dans un même boitier. 5. Capteur selon une des revendications 1 à 4, dans lequel la première résistance (20) a une valeur de 650 Ohm. 6. Capteur selon une des revendications 1 à 5, dans lequel la deuxième résistance (40) a une valeur de 120 Ohm. 7. Utilisation du capteur selon une des revendications 1 à 6, pour gérer les surpressions dans un réservoir de carburant. 20