Brevet FR3090869A1 — publié le 20200626

Description Titre de l'invention : Capteur de pression à la pression atmo- sphérique [0001] La présente invention concerne un capteur de pression pour mesurer la pression dans un organe d'un moteur thermique de véhicule et un organe de moteur comprenant un tel capteur. [0002] Un tel capteur de pression est utilisé dans les systèmes de gaz (l'échappement de véhicules thermiques. Il peut par exemple être utilisé pour mesurer une différence de pression ou deux pressions absolues à deux endroits différents d'une ligne d'échappement, comme par exemple avant et après un filtre à particules. [0003] Par exemple, cc capteur de pression peut être utilisé dans un système dc rccirculation des gaz d'échappement EGR (Exhaust Gas Rccirculation). Il peut également être utilisé dans un système DPF (Diesel Particulatc Filtcr) ou GPF (Gasoline Particulatc Filtcr) pour vérifier si les durites sont propres et s'assurer qu'il n'y a pas de fuites dans ces dernières, c'est-à-dire si elles ne sont pas abîmées. [0004] On connaît de l'art antérieur des capteurs de pression différentielle comprenant un boîtier de protection comportant un circuit imprimé comprenant deux éléments sensibles à la pression. [0005] Lc circuit imprimé peut être en céramique ou polymère et comprendre une ouverture fermée par chaque élément sensible à la pression et des composants électroniques connectés électriquement à l'élément sensible à la pression. [0006] Lc boîtier de protection comprend une première entrée de pression Pl communicant avec un premier élément sensible à la pression pour mesurer une première pression dans l'organe du moteur et une deuxième entrée de pression P2 communicant avec un deuxième élément sensible à la pression pour mesurer une deuxième pression dans l'organe du moteur. [0007] Chaque élément sensible à la pression comprend une première face en commu- nication avec une des entrées dc pression et une deuxième face en communication avec une troisième entrée de pression reliée à la pression atmosphérique. Ces deux faces de l'élément sensible à la pression sont isolées hermétiquement. [0008] Une chambre de mise à la pression atmosphérique est prévue entre la troisième entrée de pression et les deuxièmes faces des éléments sensibles à la pression. [0009] La chambre de mise à la pression atmosphérique et la troisième entrée de pression sont séparées par une membrane respirante permettant à l'air de passer tout en empêchant la pénétration d'eau, de condensats et de particules venant de l'extérieure dans la chambre de mise à la pression atmosphérique. Cependant, la fabrication du 2 capteur de pression nécessite d'utiliser une membrane respirante qui est un composant supplémentaire. [0010] La fabrication de ce capteur de pression nécessite également une étape supplé- mentaire de positionnement de la membrane respirante entre la chambre de mise à la pression atmosphérique et la troisième entrée de pression. [0011] L'invention a donc pour objectif de pallier à ces inconvénients de l'art antérieur en proposant un capteur de pression plus simple et de conception simplifiée par rapport aux capteurs de l'art antérieur tout en garantissant une protection contre la pénétration d'eau et des poussières au moins équivalente à celle de l'art antérieur. [0012] L'invention concerne un capteur de pression destiné à être monté sur un organe d'un moteur de véhicule, le capteur comprenant: un circuit imprimé comportant au moins un élément sensible à la pression connecté électriquement au circuit imprimé, et un boîtier de protection dans lequel est logé le circuit imprimé et l'élément sensible à la pression, le boîtier de protection comprenant une chambre à la pression atmosphérique. L'élément sensible à la pression comprend une première face en communication fluidique avec une cavité reliée à une entrée de pression pour mesurer une pression dans l'organe du moteur et une deuxième face, opposée à la première face, en communication fluidique avec la chambre. La chambre et la cavité sont séparées hermétiquement l'une de l'autre par l'élément sensible à la pression. [0013] Selon l'invention, la chambre est délimitée en partie par une enveloppe externe comprenant deux chemins de circulation d'air distincts reliés à l'atmosphère dont un premier chemin de circulation d'air et un deuxième chemin de circulation d'air. L'enveloppe externe est positionnée à une partie inférieure du boîtier de protection qui est destinée à être orientée vers une partie basse du véhicule lorsque le capteur de pression est monté sur l'organe du moteur de véhicule. [0014] De préférence, l'enveloppe externe comprend une paroi périphérique formée sur un corps du boîtier de protection et qui entoure la chambre, et un couvercle amovible comprenant une face principale s'emboitant dans la paroi périphérique du corps pour refermer la chambre. Les deux chemins de circulation d'air sont formés entre la paroi périphérique du corps et le couvercle. [0015] La paroi périphérique peut comprendre deux parois longitudinales de grande dimension, opposées l'une à l'autre, et deux parois latérales de plus petite dimension, opposées l'une à l'autre. Le premier chemin de circulation d'air est formé dans l'une des parois longitudinales et le deuxième chemin de circulation d'air est formé dans l'une des parois latérales. Les parois longitudinales sont perpendiculaires aux parois latérales. [0016] La paroi périphérique du corps du boîtier de protection peut comprendre deux ou- 3 vcrtures chacune délimitée par un rebord d'ouverture. Le couvercle comprend deux languettes s'étendant perpendiculairement à la face principale du couvercle depuis un bord périphérique du couvercle. Chaque languette est destinée à obturer partiellement l'une des ouvertures pour former un des chemins de circulation d'air, lorsque le couvercle est emboité sur le corps. [0017] Les première et deuxième faces de l'élément sensible à la pression sont perpendi- culaires aux deux ouvertures. [0018] Chaque chemin de circulation d'air peut comprendre un premier espace, un deuxième espace et un troisième espace de façon à former un chemin de circulation d'air non linéaire. [0019] Les ouvertures peuvent être entourées par un évidemment creusé dans la paroi péri- phérique du corps. L'évidemment est délimité par une partie de paroi d'épaisseur plus faible que le reste de la paroi périphérique. Les languettes présentent une largeur et une longueur supérieures à celles des chemins de circulation d'air de façon à s'insérer dans l'évidemment. Chaque languette présente une zone périphérique en regard et distante de la partie de paroi de façon à former le premier espace entre la zone périphérique de la languette et la partie de paroi. [0020] L'évidemment peut être entouré par une bordure perpendiculaire à la partie de paroi. Chaque languette présente une bordure avant en regard et distante de la bordure entourant l'évidemment de façon à former le deuxième espace entre cette bordure et la bordure avant de la languette lorsque le couvercle est emboité dans le corps. [0021] Lorsque le couvercle est emboité dans la paroi périphérique du corps, le troisième espace est formé entre le rebord d'ouverture de la paroi périphérique du corps du boîtier de protection et la face principale du couvercle. [0022] Le capteur de pression comprend deux éléments sensibles à la pression connectés électriquement au circuit imprimé. Les deux éléments sensibles à la pression ont chacune une première face en communication fluidique avec une cavité reliée à une entrée de pression pour mesurer deux pressions distinctes dans l'organe du moteur. [0023] L'invention concerne également un organe de moteur de véhicule monté sur un châssis comprenant un capteur de pression tel que défini précédemment. La partie inférieure du boîtier de protection du capteur de pression est orientée vers le châssis du véhicule. La face principale du couvercle et les faces de l'élément sensible à la pression sont sensiblement parallèles au châssis et orientées vers ce dernier. Les ouvertures du boîtier de protection s'étendent selon un plan perpendiculaire au châssis. [0024] L'invention fournit ainsi un capteur de pression plus simple que ceux de l'art antérieur tout en garantissant une protection contre la pénétration d'eau et des poussières au moins équivalente à celle de l'art antérieur. [0025] Afin de limiter l'écart de sensibilité et d'homogénéiser la mesure du capteur de pression, les deux éléments sensibles à la pression sont soumis à la pression atmosphérique sur leur deuxième face qui est en regard de la chambre à pression atmosphérique. [0026] Le risque de pénétration d'eau et de condensats dans la chambre à la pression atmo- sphérique du capteur de pression est réduit, évitant d'endommager l'élément sensible. De plus, la position des chemins de circulation d'air et l'orientation du capteur de pression permet de chasser facilement l'eau de la chambre. [0027] Le premier chemin de circulation d'air se trouve dans la partie inférieure du capteur de pression, lorsque celui-ci est fixé sur l'organe du moteur, afin de minimiser l'entrée d'eau ou de condensats venant naturellement du haut, et de les chasser facilement. [0028] Le deuxième chemin de circulation d'air est situé, dans un plan horizontal, à 90° par rapport au premier chemin de circulation d'air, permettant de créer un appel d'air nécessaire à l'évacuation des condensats. [0029] L'orientation des faces principales des éléments sensibles à la pression doit être per- pendiculaire à l'axe d'évacuation des liquides et condensats via les chemins de circulation d'air. [0030] Autrement dit, les ouvertures formées sur le corps du boiticr de protection sont par- tiellement recouvertes par les languettes situées sur le couvercle, empêchant la poussière et les particules de pénétrer dans la chambre à pression atmosphérique. [0031] La fabrication de ce capteur de pression est également simplifiée étant donné que l'étape de positionnement de la membrane est supprimée. [0032] Il est possible de réaliser les ouvertures et le boitier de protection lors d'une même étape de moulage. [0033] De même, il est possible de réaliser le couvercle et les languettes lors d'une même étape de moulage. [0034] Le nombre de pièces à référencer diminue. [0035] Les caractéristiques de l'invention seront décrites plus en détail en se référant aux dessins annexés dans lesquels : [0036] La [Fig. 1] est une représentation schématique en coupe d'un capteur de pression différentiel selon l'invention ; La [Fig. 2] est une représentation schématique en vue éclatée de ce capteur de pression; La [Fig. 3] est une autre représentation schématique en coupe de ce capteur montrant deux éléments sensibles à la pression. [0037] La figure 1 représente schématiquement un capteur de pression 1 pour mesurer une différence de pression dans un organe d'un moteur de véhicule tel un système de gaz d'échappement, par exemple. [0038] Ce capteur de pression 1 comprend un circuit imprimé 3 comportant au moins un élément sensible à la pression 2a, 2h connecté électriquement au circuit imprimé 3. [0039] Dans l'exemple des figures 1 à 3, le capteur de pression 1 est un capteur de pression différentiel ayant un circuit imprimé 3 comprenant un premier élément sensible à la pression 2a et un deuxième élément sensible à la pression 2b connectés électriquement au circuit imprimé 3. [0040] Le capteur de pression 1 comprend également un boîtier de protection 5 dans lequel est logé le circuit imprimé 3 et les éléments sensibles à la pression 2a, 2h. Le boîtier de protection 5 comprend une chambre 6 reliée à la pression atmosphérique. [0041] Le premier élément sensible à la pression 2a comprend une première face 7 en com- munication fluidique avec une première cavité 8a reliée à une première entrée de pression P1 pour mesurer une première pression dans l'organe du moteur et une deuxième face 9, opposée à la première face 7, en communication fluidique avec la chambre 6. [0042] De même, le deuxième élément sensible à la pression 2b comprend une première face 7 en communication fluidique avec une deuxième cavité Rb reliée à une deuxième entrée de pression P2 pour mesurer une deuxième pression dans l'organe du moteur et une deuxième face 9, opposée à la première face 7, en communication fluidique avec la chambre 6. [0043] La chambre 6 et la première cavité 8a sont séparées hermétiquement l'une de l'autre par le premier élément sensible à la pression 2a. De même, la chambre 6 et la deuxième cavité 8b sont séparées hermétiquement l'une de l'autre par le deuxième élément sensible à la pression 2b. [0044] Les deux éléments sensibles à la pression 2a, 2b sont des éléments sensibles à la pression mesurant une pression différentielle. A titre d'exemple, la première face 7 du premier élément sensible à la pression 2a est en contact avec un milieu ayant une pression PI. La première face 7 du deuxième élément sensible à la pression 2b est en contact avec un milieu ayant une pression P2. [0045] Les deuxièmes faces 9 du premier 2a et du deuxième élément sensible à la pression 2b sont en communication fluidique avec la chambre 6 qui est à la pression atmosphérique P,','. [0046] Le circuit imprimé 3 peut être un circuit imprimé appelé FR4 PCB (« Flamme Resistant 4 Printed Circuit Board ») qui est un composite de résine époxy renforcé de fibre de verre ou un circuit céramique. [0047] Le circuit imprimé 3 comprend des composants électroniques connectés élec- triquement aux éléments sensibles à la pression 2a, 2b au moyen de connections électriques (non représentés). [0048] Le capteur de pression 1 comprend deux supports d'élément sensible 30 supportant chacun un des éléments sensibles à la pression 2a, 2b. 6 [0049] Un orifice 31 est prévu dans chaque support d'élément sensible 30. Chaque orifice 31 est fermé par un des éléments sensibles à la pression 2a, 2h. [0050] Le capteur de pression 1 comprend un connecteur 32 pour le relier à un dispositif électronique de contrôle externe (non représentés). [0051] Le circuit imprimé 3 est relié à des contacts électriques de cc connecteur 32 au moyen de liaisons électriques 33. [0052] Selon l'invention, la chambre 6 est délimitée en partie par une enveloppe externe 10 comprenant deux chemins de circulation d'air 11, 12 distincts reliés à l'atmosphère dont un premier chemin de circulation d'air 11 et un deuxième chemin de circulation d'air 12. [0053] L'enveloppe externe 10 est positionnée à une partie inférieure 13 du boîtier de protection 5 qui est destinée à être orientée vers une partie basse ou inférieure du véhicule lorsque le capteur de pression 1 est monté sur l'organe du moteur de véhicule (non représenté). [0054] Autrement dit, la partie inférieure 13 est la partie du capteur de pression 1 qui est la plus proche du sol ou bien celle qui est orientée vers le sol, en condition normale de fonctionnement du véhicule. [0055] La deuxième face 9 de l'élément sensible à la pression 2a, 2h est orientée vers la chambre 6, l'enveloppe externe 10 et vers le sol, en condition normale de fonctionnement du véhicule. [0056] Ceci permet de minimiser l'entrée d'eau ou de condensats venant naturellement du haut dans la chambre 6 à la pression atmosphérique du capteur de pression 1, et de les chasser facilement de la chambre 6. [0057] L'enveloppe externe 10 comprend une paroi périphérique 14 formée sur un corps 39 du boîtier de protection 5 et un couvercle 15 amovible comprenant une face principale 20. La face principale 20 est de préférence plane. [0058] Le corps 39 comprend une paroi de séparation 41 séparant la chambre 6 des éléments sensibles à la pression 2a, 2b. [0059] La paroi de séparation 41 comprend deux ouvertures 42 positionnés chacun en regard d'un des éléments sensibles à la pression 2a, 2b et permettant une communication entre la chambre 6 et la deuxième face 9 des éléments sensibles à la pression 2a, 2b. [0060] La chambre 6 est délimitée par la paroi de séparation 41 et l'enveloppe externe 10 comprenant la paroi périphérique 14 et la face principale 20 du couvercle 15. [0061] Le couvercle 15 s'emboîte ou se clipse dans la paroi périphérique 14 du corps 39 pour refermer la chambre 6. [0062] Les deux chemins de circulation d'air 11, 12 sont formés entre la paroi périphérique 14 du corps 39 et le couvercle 15. [0063] La paroi périphérique 14 s'étend depuis le boîtier de protection 5 vers l'extérieur, par 7 rapport à des faces latérales 34, 35, 36, 37 du boîtier de protection 5 et parallèlement à ces faces latérales 34, 35, 36, 37. [0064] La paroi périphérique 14 comprend deux parois longitudinales 16 de grande dimension, opposées l'une à l'autre, et deux parois latérales 17 de plus petite dimension, opposées l'une à l'autre. [0065] Le premier chemin de circulation d'air 11 est formé dans l'une des parois longi- tudinales 16. [0066] Le deuxième chemin de circulation d'air 12 est formé dans l'une des parois latérales 17. [0067] Les parois longitudinales 16 sont sécantes et de préférence perpendiculaires aux parois latérales 17. [0068] Le couvercle 15 comprend un rebord 38 à sa périphérie s'étendant perpendicu- lairement à la face principale 20 du couvercle 15. [0069] La paroi périphérique 14 du corps 39 du boîtier de protection 5 comprend un rebord externe 18. [0070] Le rebord 38 du couvercle 15 s'emhoite dans le rebord externe 18 de la paroi péri- phérique 14 du corps 39. [0071] La paroi périphérique 14 du corps 39 du boîtier de protection 5 comprend deux ou- vertures 11 a, 12a chacune délimitée par un rebord d'ouverture 29, comme illustrées sur la figure 2. [0072] Les première et deuxième faces 7, 9 de l'élément sensible à la pression 2a, 2b sont perpendiculaires aux deux ouvertures Ila, 12a. [0073] Le couvercle 15 comprend deux languettes 19 s'étendant perpendiculairement à la face principale 20 du couvercle 15 depuis un bord périphérique 21 du couvercle 15. [0074] Chaque languette 19 est destinée à obturer partiellement l'une des ouvertures Ila, 12a pour former une partie d'un des chemins de circulation d'air 11, 12. [0075] Les deux ouvertures Ila. 12a et les languettes 19 présentent une forme parallélé- pipédique, rectangulaire par exemple. [0076] Les ouvertures Ila. 12a sont entourées par un évidemment 22 creusé dans la paroi périphérique 14 du corps 39. [0077] L'évidemment 22 est délimité par une partie de paroi 23 d'épaisseur plus faible que le reste de la paroi périphérique 14. [0078] Les languettes 19 présentent une largeur et une longueur supérieures à celles des chemins de circulation d'air 11. 12 de façon à s'insérer dans l'évidemment 22. [0079] Chaque languette 19 présente une zone périphérique 24 en regard et distante de la partie de paroi 23 de façon à former un premier espace 25 entre la zone périphérique 24 de la languette 19 et la partie de paroi 23. [0080] Le premier espace 25 forme une partie d'un des chemins de circulation d'air 11, 12. 8 [0081] L'évidemment 22 est entouré par une bordure 26 perpendiculaire à la partie de paroi 23. [0082] Chaque languette 19 présente une bordure avant 27 en regard et distante de la bordure 26 entourant l'évidemment 22 de façon à former un deuxième espace 28 entre cette bordure 26 et la bordure avant 27 de la languette 19 lorsque le couvercle 15 est emboité dans le corps 39. [0083] Le deuxième espace 25 forme une partie d'un des chemins de circulation d'air 11, 12. [0084] Lorsque le couvercle 15 est emboité dans la paroi périphérique 14 du corps 39, un troisième espace 40 est formé entre le rebord d'ouverture 29 de la paroi périphérique 14 du corps 39 du boîtier de protection 5 et la face principale 20 du couvercle 15. [0085] Le troisième espace 40 forme une partie d'un des chemins de circulation d'air 11, 12. [0086] Ainsi, chaque chemin de circulation d'air 11, 12 comprend le premier espace 25, le deuxième espace 28 et le troisième espace 40 de façon à former un chemin de circulation d'air 11, 12 non linéaire. [0087] Dans les exemples des figures 1 à 3, chaque chemin de circulation d'air 11, 12 comprend deux courbures à 90°. [0088] Ces espaces 25, 28, 40 forment des chicanes permettant de laisser passer l'air mais de retenir l'eau et les poussières. [0089] L'invention concerne également un organe de moteur de véhicule comprenant un capteur de pression 1 tel que défini précédemment. [0090] La partie inférieure 13 du boîtier de protection 5 du capteur de pression 1 est orientée vers le sol en condition normale de fonctionnement du véhicule ou vers le châssis du véhicule. [0091] La face principale 20 du couvercle 15 et les faces 7, 9 de l'élément sensible à la pression 2a, 2b sont sensiblement parallèles au châssis du véhicule et orientées vers ce dernier ou le sol. [0092] Les ouvertures Ila, 12a s'étendent selon un plan perpendiculaire au châssis. 9 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3]