La présente invention concerne un capteur de température, notamment pour mesurer des températures comprises entre -40°C et 300°C.

L'invention s'applique en particulier aux capteurs de température adaptés pour mesurer la température des gaz d'échappement de véhicules automobiles. De tels capteurs de températures sont notamment utilisés dans des systèmes de recirculation des gaz d'échappement EGR (« Exhaust Gas Recirculation ») basse pression et dans des circuits de suralimentation en aval d'un compresseur.

Ces capteurs comprennent généralement un élément sensible à la température, tel qu'une thermistance, relié vers l'extérieur à un circuit électrique / électronique d'exploitation d'un signal de mesure via des fils électriques.

Un tel capteur de température de l'art antérieur comprend à une extrémité une thermistance logée dans une enveloppe de protection. Les fils électriques en contact avec cette thermistance cheminent le long de l'enveloppe de protection pour être accessibles à l'extérieur de celui-ci et pour fournir une information électrique représentative de la résistance de la thermistance et par conséquent de la température mesurée. Pour cela, les fils électriques sont reliés, par exemple par l'intermédiaire d'une pièce de liaison électrique sous forme d'une cosse ou d'une partie repliée telle que décrite dans le brevet FR2983648 par exemple, à un connecteur électrique, lui-même relié au circuit électrique / électronique.

L'enveloppe de protection entoure les fils électriques depuis la thermistance jusqu'à un moyen de fixation comprenant une partie filetée à l'une de ses extrémités destinée à se visser dans un orifice fileté prévu dans une paroi d'un élément du moteur du véhicule. Le moyen de fixation est relié au connecteur électrique à une autre de ses extrémités.

Ce capteur de température est soumis à un environnement relativement sévère en raison de sa position dans le moteur du véhicule.

Lorsqu'il est utilisé en aval d'un compresseur, le capteur est soumis aux conditions de la suralimentation comprenant des puises de pression et une température allant jusqu'à environ en général 160°C, voire jusqu'à 230°C dans les cas extrêmes.

Lorsque ce capteur de température est utilisé en aval du circuit EGR basse pression et à proximité du refroidisseur de l'admission, il est soumis aux produits de combustion complète (CO ₂ ) ou partielle (HC) et aux éléments chimiques présents dans la ligne d'échappement tels que l'urée ; l'ammoniaque (NH ₃ ) et l'acide isocyanique (HNCO) qui se combinent avec l'air et l'humidité ambiante pour se condenser en acides ou bases.

Dans le circuit EGR, la température peut atteindre 300°C.

Pour ces différentes raisons, l'enveloppe de protection du capteur de température est en acier inoxydable. L'acier inoxydable (par exemple en 304L) fournit une très bonne protection chimique et convient bien à un procédé de soudure par laser par son faible taux de carbone, qui lui assure par ailleurs une bonne tenue à la corrosion intergranulaire.

Par ailleurs, pour assurer l'étanchéité avec l'interface client ou paroi de véhicule, le capteur de température est aussi muni d'un joint métallique en cuivre, dit joint imperdable.

Lorsque le capteur de température est vissé dans un orifice fileté prévu dans la paroi du véhicule, le joint imperdable est comprimé entre le moyen de fixation du capteur de température et une butée formée sur la paroi du véhicule de façon à assurer une étanchéité entre l'intérieur du milieu à mesurer et l'extérieur.

Les gaz et condensais acides ou basiques provenant du moteur sont donc stoppés par le joint imperdable. Toutes les parties du capteur de température situées sous le joint imperdables dont l'enveloppe de protection et la partie filetée du moyen de fixation, sont potentiellement exposées à ces éléments chimiques.

Pour résister à ces éléments chimiques et ces températures élevées, l'enveloppe de protection et la partie filetée du moyen de fixation sont constituées d'un acier inoxydable.

Cependant, l'acier inoxydable est un matériau noble qui est coûteux et difficile à usiner. L'acier inoxydable génère une usure des outils de décolletage et augmente le temps d'usinage si on le compare à des aciers classiques.

De plus, cette solution nécessite l'utilisation d'un élément supplémentaire tel le joint imperdable et d'augmenter le diamètre de l'orifice de la paroi du véhicule pour y former une gorge formant un logement pour le joint imperdable.

L'invention a donc pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art antérieur en proposant un capteur de température plus simple, moins cher et plus facile à fabriquer.

L'invention concerne un capteur de température pour véhicule automobile comprenant :

un élément sensible à la température,

deux fils électriques reliant l'élément sensible à la température à un connecteur électrique,

une enveloppe de protection comportant une extrémité fermée dans laquelle est logé l'élément sensible à la température, et

un moyen de fixation relié d'une part à une partie d'extrémité de l'enveloppe de protection opposée à l'extrémité fermée et d'autre part au connecteur électrique, ledit moyen de fixation comprenant une partie filetée située au voisinage de la partie d'extrémité de l'enveloppe de protection destinée à se visser dans un orifice fileté prévu dans une paroi du véhicule.

Selon l'invention, le capteur de température comprend un élément d'étanchéité fixé d'une part à la partie d'extrémité de l'enveloppe de protection et fixé d'autre part à une partie d'extrémité du moyen de fixation. L'élément d'étanchéité vient en butée contre une butée formée dans l'orifice fileté de la paroi du véhicule lorsque le capteur de température est vissé dans l'orifice fileté afin d'assurer l'étanchéité, entre autre, entre la partie d'extrémité du moyen de fixation et la butée de la paroi du véhicule.

Le capteur de température peut en outre comprendre une ou plusieurs caractéristiques suivantes, prises séparément ou en combinaison :

- l'élément d'étanchéité présente une forme générale de disque et comprend une première surface en contact avec une surface d'extrémité de la partie d'extrémité du moyen de fixation et une deuxième surface destinée à venir en butée contre la butée de la paroi du véhicule ;

- l'élément d'étanchéité comprend un orifice central aligné avec un premier canal formé à l'intérieur du moyen de fixation et avec un deuxième canal formé dans l'enveloppe de protection ;

- le diamètre de l'orifice central de l'élément d'étanchéité est sensiblement égal à celui du premier canal formé à l'intérieur du moyen de fixation ;

- l'orifice central de l'élément d'étanchéité est délimité par un tube faisant saillie sur l'une des surfaces de l'élément d'étanchéité. La partie d'extrémité de l'enveloppe de protection est insérée à l'intérieur du tube et soudée à ce dernier ;

- le tube fait saillie sur la première surface de l'élément d'étanchéité. Le tube est inséré à l'intérieur du premier canal du moyen de fixation ;

- l'élément d'étanchéité est soudé sur la partie d'extrémité du moyen de fixation ;

- l'élément d'étanchéité comprend un rebord périphérique sensiblement perpendiculaire à la première surface de l'élément d'étanchéité et s'étendant en direction du connecteur électrique. Le rebord périphérique est serti sur une surface périphérique de la partie d'extrémité du moyen de fixation ;

- le rebord périphérique comprend une nervure latérale circulaire faisant saille sur une surface intérieure du rebord périphérique. La nervure latérale circulaire est destinée à s'insérer dans une gorge circulaire formée sur la surface périphérique de la partie d'extrémité du moyen de fixation ;

- l'élément d'étanchéité comprend au moins une nervure frontale circulaire faisant saillie sur la deuxième surface de l'élément d'étanchéité en direction de l'élément sensible à la température.

L'invention fournit ainsi un capteur de température plus simple, moins cher et plus facilite à fabriquer.

L'élément d'étanchéité permet d'obtenir deux niveaux d'étanchéité dont une première étanchéité entre l'environnement pour lequel on cherche à mesurer la température et la partie fileté du moyen de fixation du capteur de température et une deuxième étanchéité entre cette partie fileté et l'intérieur du moyen de fixation. Ceci permet d'éviter à l'air et à l'humidité de pénétrer à l'intérieur du moyen de fixation et aussi à l'intérieur de l'enveloppe de protection, l'humidité pouvant pénétrer dans l'enveloppe de protection de l'élément sensible, se diffuser jusqu'à l'élément sensible et entraîner une imprécision dans la mesure.

Lors du vissage du capteur de température dans un orifice fileté du conduit du moteur et sous l'action du serrage, l'élément d'étanchéité du capteur est comprimé entre la partie d'extrémité du moyen de fixation et une butée prévue sur l'interface client, à l'intérieure de l'orifice fileté, assurant ainsi les deux niveaux d'étanchéité.

L'élément d'étanchéité épouse la surface du moyen de fixation et de l'interface client, permettant de rattraper les défauts de rugosité et d'assurer une très bonne étanchéité.

La partie filetée du capteur de température est ainsi protégée des éléments chimiques du moteur (acides/bases) et peut être constituée d'un acier simple.

Il est possible d'utiliser un matériau moins noble et moins cher que l'acier inoxydable pour la partie filetée qui peut être réalisée dans un acier revêtu par exemple d'un traitement zinc-nickel.

De plus, l'usinage de la partie filetée du capteur de température est facilité. L'acier génère une usure moins forte des outils de décolletage que l'acier inoxydable.

Il est également possible de supprimer le joint imperdable classiquement utilisé pour réaliser l'étanchéité et de supprimer la gorge prévue sur l'interface client pour le logement du joint imperdable.

Les caractéristiques de l'invention seront décrites plus en détail en se référant aux dessins annexés dans lesquels :

la figure 1 représente une coupe longitudinale d'une partie d'un capteur de température comprenant un élément d'étanchéité avec un rebord périphérique, selon un mode de réalisation l'invention ;

la figure 2 représente une coupe longitudinale d'une partie d'un capteur de température comprenant un élément d'étanchéité avec une nervure frontale, selon un autre mode de réalisation l'invention ;

la figure 3 représente une coupe longitudinale d'une partie d'un capteur de température comprenant un élément d'étanchéité soudé sur un moyen de fixation du capteur, selon un autre mode de réalisation l'invention ;

la figure 4 représente une coupe longitudinale d'une partie d'un capteur de température comprenant un élément d'étanchéité ayant un tube se prolongeant à l'intérieur du moyen de fixation du capteur, selon un autre mode de réalisation l'invention.

La figure 1 représente une coupe longitudinale d'une partie d'un capteur de température 1 pour véhicule automobile (pour simplifier la description), selon un mode de réalisation de l'invention.

Le capteur de température est destiné à mesurer la température des gaz d'échappement de véhicules automobiles. Le capteur de températures peut être utilisé dans des systèmes de recirculation des gaz d'échappement EGR (« Exhaust Gas Recirculation ») basse pression et dans des circuits de suralimentation en aval d'un compresseur.

Le capteur de température est notamment destiné à mesurer des températures dites moyennes comprises entre -40°C et 300°C.

Ce capteur de température 1 comprend un élément sensible à la température 2, deux fils électriques 3 reliant l'élément sensible à la température 2 à un connecteur électrique (non représenté), une enveloppe de protection 4 comportant une extrémité fermée (non représentée) dans laquelle est logé l'élément sensible à la température 2 et un moyen de fixation 6 relié d'une part à une partie d'extrémité 7 de l'enveloppe de protection 4 opposée à l'extrémité fermée et d'autre part à un connecteur électrique. Le connecteur électrique est relié à un dispositif électronique de contrôle (non représenté).

Le moyen de fixation 6 comprend une partie filetée 8 située au voisinage de la partie d'extrémité 7 de l'enveloppe de protection 4 et qui est destinée à se visser dans un orifice fileté prévu dans une paroi du véhicule (non représenté).

Cette paroi délimite un milieu dont on cherche à connaître la température. La paroi peut être une paroi d'un conduit d'un système d'échappement des gaz de combustion, à titre d'exemple.

Le moyen de fixation 6 peut être constitué d'un acier revêtu d'un traitement zinc-nickel, par exemple.

Le moyen de fixation 6 comprend un orifice 25 prévue pour recevoir une partie du connecteur électrique et pour loger deux éléments de liaison électrique (non représentés) permettant de connecter électriquement les deux fils électriques 3 au connecteur électrique.

Les deux éléments de liaison électrique peuvent être des cosses ou des connections repliées comme décrites dans la demande FR2983648, par exemple. Cette demande de brevet décrit une soudure entre les fils électriques et les cosses dite en « portefeuille », permettant un assemblage compact.

Le moyen de fixation 6 comprend une partie formant butée 26 destinée à venir buter contre une surface du conduit du véhicule après serrage du capteur de température 1 dans l'orifice fileté du conduit.

L'enveloppe de protection 4 présente une forme générale tubulaire se prolongeant longitudinalement.

L'enveloppe de protection 4 est réalisée dans un acier inoxydable tel que l'acier inoxydable 304L ou 316L.

L'intérieur de l'enveloppe de protection 4 comprend l'extrémité filaire de l'élément sensible entouré d'air. L'intérieur de l'enveloppe de protection 4 comprend du polyamide imide dans cet exemple. D'autres enveloppes de protection 4 peuvent comprendre une céramique ou du verre.

L'extrémité fermée peut avoir un diamètre plus petit que le reste de l'enveloppe de protection 4. L'élément sensible à la température 2 est disposé au niveau de cette extrémité fermée.

L'élément sensible à la température 2 peut être une thermistance, par exemple. La thermistance est un composant passif en matériau semi-conducteur dont la résistance varie en fonction de la température.

La thermistance peut être du type CTN, coefficient de température négatif (ou NTC, Négative Température Coefficient en anglais) lorsque la résistance décroît en fonction de l'élévation de la température ou de type CTP, coefficient de température positif (ou PTC, Positive Température Coefficient en anglais) dans le cas contraire, telle qu'une thermistance en platine. Selon l'invention, le capteur de température 1 comprend un élément d'étanchéité 9 fixé d'une part à la partie d'extrémité 7 de l'enveloppe de protection 4 et fixé d'autre part à une partie d'extrémité 10 du moyen de fixation 6.

L'élément d'étanchéité 9 vient en butée contre une butée 1 1 formée dans l'orifice fileté de la paroi du véhicule lorsque le capteur de température 1 est vissé dans l'orifice fileté afin d'assurer l'étanchéité entre la partie d'extrémité 1 0 du moyen de fixation 6 et la butée 1 1 de la paroi du véhicule.

L'élément d'étanchéité 9 assure également une deuxième étanchéité entre la partie fileté 8 du moyen de fixation 6 et l'intérieur du moyen de fixation 6.

L'élément d'étanchéité 9 est en acier inoxydable, comme par exemple en inox

304L. L'acier inoxydable doit présenter un faible taux de carbone. L'enveloppe de protection 4 étant en acier inoxydable également, cette dernière est soudée à l'élément d'étanchéité 9.

L'élément d'étanchéité 9 présente une forme générale de disque et comprend une première surface 12 en contact avec une surface d'extrémité 13 de la partie d'extrémité 10 du moyen de fixation 6. L'élément d'étanchéité 9 comprend également une deuxième surface 14 destinée à venir en butée contre la butée 1 1 de la paroi du véhicule, comme représenté sur les figures 1 à 4.

Lors du vissage du capteur de température 1 dans l'orifice fileté du conduit du moteur et sous l'action du serrage, l'élément d'étanchéité 9 du capteur de température 1 est comprimé entre la surface d'extrémité 13 de la partie d'extrémité 10 du moyen de fixation 6 et la butée 1 1 prévue sur l'interface client, à l'intérieur de l'orifice fileté, assurant ainsi l'étanchéité.

Les première et deuxième surfaces 12, 14 sont circulaires et sensiblement planes pour épouser la surface plane de la surface d'extrémité 13 de la partie d'extrémité 10 du moyen de fixation 6 et la surface plane de la butée 1 1 . La partie d'extrémité 10 du moyen de fixation 6 présente une section circulaire.

Le diamètre de l'élément d'étanchéité 9 est sensiblement égal au diamètre de la partie d'extrémité 10 du moyen de fixation 6.

L'élément d'étanchéité 9 comprend un orifice central 15 aligné avec un premier canal 16 formé à l'intérieur du moyen de fixation 6 et avec un deuxième canal 17 formé dans l'enveloppe de protection 4.

Autrement dit, les axes respectifs de l'orifice central 15, du premier canal 16 et du deuxième canal 17 sont confondus en un axe 27 unique.

Les fils électriques 3 traversent le premier canal 16 du moyen de fixation 6 et le deuxième canal 17 de l'enveloppe de protection 4, afin de relier l'élément sensible à la température 2 au connecteur électrique.

Le diamètre de l'orifice central 15 de l'élément d'étanchéité 9 est sensiblement égal à celui du premier canal 16 formé à l'intérieur du moyen de fixation 6.

L'orifice central 15 de l'élément d'étanchéité 9 est délimité par un tube 18 faisant saillie sur l'une des surfaces 12, 14 de l'élément d'étanchéité 9. La partie d'extrémité 7 de l'enveloppe de protection 4 est insérée à l'intérieur du tube 18, comme représenté sur les figures 1 à 4. Le tube 18 est intégré à l'élément d'étanchéité 9.

Les figures 1 à 3 montrent des modes de réalisations dans lesquels le tube 18 fait saillie sur la deuxième surface 14 de l'élément d'étanchéité 9. Le tube 18 se prolonge sensiblement perpendiculaire à la deuxième surface 14 de l'élément d'étanchéité 9 en direction de l'élément sensible à la température 2. Il se prolonge sur une longueur d'au moins 5 mm.

Le tube 18 présente une section circulaire.

Le tube 18 présente un diamètre interne identique à celui de l'orifice central 15 de l'élément d'étanchéité 9 et identique à celui du premier canal 16 formé à l'intérieur du moyen de fixation 6.

La partie d'extrémité 7 de l'enveloppe de protection 4 présente un diamètre externe légèrement inférieur au diamètre interne du tube 18 pour permettre son insertion à l'intérieur du tube 18. La partie d'extrémité 7 de l'enveloppe de protection 4 est ensuite soudée au tube 18. Autrement dit, le tube 18 entoure la partie d'extrémité 7 de l'enveloppe de protection 4.

La figure 3 montre un mode de réalisation dans lequel le tube 18 fait saillie sur la deuxième surface 14 de l'élément d'étanchéité 9.

L'élément d'étanchéité 9 présente un diamètre externe identique à celui de la partie d'extrémité 10 du moyen de fixation 6. Le bord externe circulaire de l'élément d'étanchéité 28 est aligné avec le bord externe de la partie d'extrémité 10 du moyen de fixation 6.

Dans ce mode de réalisation, l'élément d'étanchéité 9 est soudé à la partie d'extrémité 10 du moyen de fixation 6. La soudure peut être une soudure par transparence, réalisée en n'importe quel point de l'élément d'étanchéité 9.

La figure 4 montre un autre mode de réalisation similaire mais dans lequel le tube 1 8 fait saillie sur la première surface 12 de l'élément d'étanchéité 9. Le tube 1 8 est inséré à l'intérieur du premier canal 16 du moyen de fixation 6.

Le tube 18 s'étend au-delà de la première surface 12 de l'élément d'étanchéité 9 en direction du connecteur électrique ou autrement dit de l'orifice 25 prévue pour recevoir une partie du connecteur électrique.

Il peut s'étendre sur toute la longueur du premier canal 16 du moyen de fixation 6. Il peut en variante s'étendre sur une longueur plus courte ou plus grande.

Dans ce mode de réalisation, le tube 18 est soudé à la partie d'extrémité 10 du moyen de fixation 6 puis la partie d'extrémité 7 de l'enveloppe de protection 4 est insérée sous effort à l'intérieur du tube 18.

De préférence, la partie d'extrémité 7 de l'enveloppe de protection 4 est insérée sur toute la longueur du tube 18 pour assurer un bon maintien mécanique. D'autres variantes de longueur d'insertion sont possibles.

La figure 1 représente un mode de réalisation dans lequel l'élément d'étanchéité 9 comprend un rebord périphérique 19 sensiblement perpendiculaire à la première surface 12 de l'élément d'étanchéité 9 et s'étendant en direction du connecteur électrique. Autrement dit, l'extrémité de l'élément d'étanchéité 9 est repliée pour prolonger l'élément d'étanchéité 9 par un rebord périphérique 19. L'élément d'étanchéité 9 présente une forme de coupelle avec un trou en son centre.

Le rebord périphérique 19 présente une longueur d'au moins 5 mm.

Le rebord périphérique 19 est serti sur une surface périphérique 20 de la partie d'extrémité 10 du moyen de fixation 6. Il entoure cette surface périphérique 20 qui est positionnée à la limite de la partie filetée 8 du moyen de fixation 6.

Le rebord périphérique 19 comprend une nervure latérale circulaire 21 faisant saille sur une surface intérieure 22 du rebord périphérique 19.

La nervure latérale circulaire 21 est destinée à s'insérer dans une gorge circulaire 23 formée sur la surface périphérique 20 de la partie d'extrémité 10 du moyen de fixation 6.

La figure 2 représente un autre mode de réalisation similaire mais dans lequel l'élément d'étanchéité 9 comprend une nervure frontale circulaire 24 faisant saillie sur la deuxième surface 14 de l'élément d'étanchéité 9 en direction de l'élément sensible à la température 2.

Une cavité circulaire 29 est formée sous la nervure frontale circulaire 24.

De préférence, la nervure frontale circulaire 24 est positionnée à mi-distance entre le tube 18 et le rebord périphérique 19.

La nervure frontale circulaire 24 est déformée et écrasée contre la butée 1 1 de la paroi du véhicule lors du vissage du moyen de fixation 6 dans l'orifice fileté de la paroi du véhicule.

La nervure frontale circulaire 24 permet d'améliorer les performances d'étanchéité.

Selon un mode de réalisation non représenté, l'élément d'étanchéité 9 comprend plusieurs nervures frontales circulaires 24 concentriques.