ITTO20100490A1

ITTO20100490A1 - INTEGRATED DEVICE FOR DETECTION OF THE PRESSURE AND TEMPERATURE OF A FUEL FLOW.

Info

Publication number: ITTO20100490A1
Application number: IT000490A
Authority: IT
Inventors: Emanuele Cavallo
Original assignee: Bitron Spa
Priority date: 2010-06-10
Filing date: 2010-06-10
Publication date: 2011-12-11

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Dispositivo integrato per la rilevazione della pressione e della temperatura di un flusso di car-burante" DESCRIPTION of the industrial invention entitled: "Integrated device for detecting the pressure and temperature of a fuel flow"

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione si riferisce in genera-le ai sistemi di alimentazione di carburante per i motori a combustione interna di autoveicoli, quali autovetture, veicoli commerciali, veicoli per agri-coltura, macchine per movimento terra, ecc. The present invention generally relates to fuel supply systems for internal combustion engines of motor vehicles, such as cars, commercial vehicles, agricultural vehicles, earth moving machines, etc.

Più specificamente l'invenzione riguarda un dispositivo per la rilevazione della pressione e della temperatura di un flusso di carburante, in particolare per un motore a ciclo Diesel. More specifically, the invention relates to a device for detecting the pressure and temperature of a fuel flow, in particular for a Diesel cycle engine.

Secondo la tecnica anteriore, per rilevare la pressione e la temperatura di un flusso di carbu-rante si ricorre a sensori separati e distinti de-stinati a fornire segnali elettrici, rispettivamen-te indicativi della pressione e della temperatura di tale flusso. According to the prior art, separate and distinct sensors are used to detect the pressure and temperature of a fuel flow, designed to provide electrical signals, respectively indicative of the pressure and temperature of this flow.

Tale soluzione risulta sconveniente sia dal punto di vista della fabbricazione che dell'instal-lazione, nonché dei cablaggi necessari per collega-re i sensori di pressione e di temperatura ad un'associata unità elettronica di controllo. This solution is inconvenient both from the manufacturing and installation point of view, as well as from the wiring necessary to connect the pressure and temperature sensors to an associated electronic control unit.

Uno scopo della presente invenzione è di ovvi-are agli inconvenienti sopra delineati delle solu-zioni secondo la tecnica anteriore. An object of the present invention is to obviate the drawbacks outlined above of the solutions according to the prior art.

Questo ed altri scopi vengono realizzati se-condo l'invenzione con un dispositivo integrato, comprendente This and other objects are achieved according to the invention with an integrated device, comprising

un involucro di supporto, includente a support envelope, including

un primo guscio, nel quale è definita una ca-mera che tramite una prima ed una seconda apertura comunica con un condotto destinato ad essere attra-versato da un flusso di carburante; a first shell, in which a chamber is defined which, by means of a first and a second opening, communicates with a duct intended to be crossed by a flow of fuel;

un secondo guscio che, unitamente con il pri-mo, delimita detta camera e nel quale è realizzato un connettore elettrico multipolare, includente una pluralità di organi di connessione elettricamente conduttori; e a second shell which, together with the first, delimits said chamber and in which a multipolar electrical connector is formed, including a plurality of electrically conductive connection members; And

un gruppo di rilevazione, montato in detta ca-mera ed includente un supporto a circuiti stampati cui sono collegati un sensore elettrico di pressio-ne ed un sensore elettrico di temperatura affaccia ti su detto condotto attraverso dette prima e se-conda apertura del primo guscio; detto supporto in-cludendo un'appendice flessibile a circuiti stampa-ti, collegata agli organi conduttori del suddetto connettore. a detection unit, mounted in said chamber and including a printed circuit support to which an electrical pressure sensor and an electrical temperature sensor facing said duct through said first and second opening of the first shell are connected ; said support including a flexible appendage to printed circuits, connected to the conducting members of the aforesaid connector.

Il dispositivo rilevatore integrato secondo la presente invenzione forma dunque un complesso mono-litico, singolarmente interponibile lungo una con-duttura di alimentazione del carburante, e presen-tante un unico connettore elettrico e richiedente pertanto un unico cablaggio per trasferire i segna-li del sensore di pressione e del sensore di tempe-ratura ad un'associata unità elettronica di con-trollo. The integrated detector device according to the present invention therefore forms a mono-lithic assembly, singularly interposable along a fuel supply pipe, and having a single electrical connector and therefore requiring a single wiring for transferring the signals of the sensor. pressure and temperature sensor to an associated electronic control unit.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'in-venzione appariranno dalla descrizione dettagliata che segue, effettuata a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali: Further characteristics and advantages of the invention will appear from the following detailed description, carried out purely by way of non-limiting example, with reference to the attached drawings, in which:

la figura 1 è una vista prospettica di un di-spositivo rilevatore integrato secondo la presente invenzione; Figure 1 is a perspective view of an integrated detector device according to the present invention;

la figura 2 è una vista in sezione longitudinaie secondo la linea II-II della figura 1; Figure 2 is a longitudinal section view along the line II-II of Figure 1;

la figura 3 è una vista prospettica, parzialmente esplosa, del dispositivo secondo le figure precedenti; figure 3 is a partially exploded perspective view of the device according to the previous figures;

la figura 4 è una vista prospettica di un gruppo di rilevazione compreso nel dispositivo in-tegrato secondo la presente invenzione; Figure 4 is a perspective view of a detection unit included in the integrated device according to the present invention;

la figura 5 è una vista prospettica esplosa del gruppo di rilevazione mostrato nella figura 4; e Figure 5 is an exploded perspective view of the detection assembly shown in Figure 4; And

la figura 6 è una vista sezionata, in scala ingrandita, che mostra una capsula ceramica con elemento sensibile a film spesso, per la rilevazione della pressione in un dispositivo secondo la pre-sente invenzione. Figure 6 is a sectional view, on an enlarged scale, showing a ceramic capsule with a thick film sensitive element, for detecting the pressure in a device according to the present invention.

Nei disegni, ed in particolare nelle figure da 1 a 3, con 1 è complessivamente indicato un dispo-sitivo integrato secondo la presente invenzione per la rilevazione della pressione e della temperatura di un flusso di carburante, in particolare per un motore a ciclo Diesel. Tale dispositivo è destinato nell'uso a rendere disponibili segnali di pressione e di temperatura del carburante, utilizzabili per il pilotaggio di un'elettropompa di alimentazione che preleva il carburante da un associato serbato-io. In the drawings, and in particular in Figures 1 to 3, 1 generally indicates an integrated device according to the present invention for detecting the pressure and temperature of a fuel flow, in particular for a Diesel cycle engine. Said device is intended in use to make available fuel pressure and temperature signals, which can be used for driving an electric feed pump which takes fuel from an associated tank.

Nella realizzazione illustrata, il dispositivo integrato 1 comprende un involucro di supporto com-plessivamente indicato con 2 nelle figure 1 e 2. In the illustrated embodiment, the integrated device 1 comprises a support casing indicated as a whole with 2 in Figures 1 and 2.

L'involucro di supporto 2 nella realizzazione illustrata comprende un guscio inferiore 3 ed un guscio superiore 4, entrambi convenientemente rea-lizzati con una materia plastica stampata, ad esem-pio una poliammide 6-6. The support casing 2 in the illustrated embodiment comprises a lower shell 3 and an upper shell 4, both conveniently made of a molded plastic material, for example a polyamide 6-6.

Come si vede nella figura 2, nel guscio infe-riore 3 è realizzato un condotto passante orizzon-tale 5, che si prolunga in due raccordi tubolari contrapposti 6 e 7, realizzati integrali con il se-miguscio 3. Tali raccordi presentano rispettivi ri-salti anulari 6a e 7a, per l'attestamento in battu-ta di corrispondenti spezzoni di tubazioni flessi-bili (non illustrate) destinate a veicolare un flusso di carburante attraverso il dispositivo ri-levatore integrato 1. As can be seen in Figure 2, a horizontal through duct 5 is formed in the lower shell 3, which extends into two opposed tubular fittings 6 and 7, made integral with the half-shell 3. These fittings have respective re- splices. annular jumps 6a and 7a, for abutting corresponding sections of flexible pipes (not shown) intended to convey a flow of fuel through the integrated sensing device 1.

Con riferimento alla figura 2, i gusci 3 e 4 definiscono nel loro complesso una camera 8. Attra-verso una prima ed una seconda apertura 9 e 10 (fi-gura 2) la camera 8 comunica con il condotto 5. With reference to Figure 2, the shells 3 and 4 as a whole define a chamber 8. Through a first and a second opening 9 and 10 (Figure 2) the chamber 8 communicates with the duct 5.

Nel guscio superiore 4 è integralmente realiz-zato un connettore elettrico multipolare, comples-sivamente indicato con 11, includente una pluralità di organi di connessione 12 elettricamente conduttori . In the upper shell 4 there is integrally realized a multipolar electrical connector, indicated as a whole with 11, including a plurality of electrically conductive connection members 12.

Nella camera 8 è disposto un gruppo di rileva-zione, complessivamente indicato con 13 nelle figu-re da 2 a 5. A detection unit is arranged in the chamber 8, indicated as a whole with 13 in Figures 2 to 5.

Il gruppo di rilevazione 13 include un suppor-to 14 a circuiti stampati, preferibilmente di tipo flessibile, meglio visibile nella figura 5. Tale supporto nella realizzazione illustrata comprende una prima porzione tondeggiante 14a, alla cui fac-cia inferiore è fissato un sensore elettrico di pressione 15, ed alla cui faccia superiore sono connessi dispositivi elettronici integrati 16 di elaborazione e trattamento del segnale del sensore 15 . The detection unit 13 includes a printed circuit support 14, preferably of the flexible type, better visible in Figure 5. This support in the illustrated embodiment comprises a first rounded portion 14a, to whose lower face an electrical sensor is fixed. pressure 15, and to whose upper face are connected integrated electronic devices 16 for processing and processing the signal of the sensor 15.

Il supporto a circuiti stampati 14 comprende una seconda porzione 14b, anch'essa tondeggiante, a cui è connesso un sensore elettrico di temperatura, complessivamente indicato con 17 nelle figure da 2 a 5. Nella realizzazione illustrata tale sensore comprende un astuccio 18 di materiale buon condut-tore del calore, ad esempio ottone, nella cui cavi-tà è inserito un elemento termosensibile 19, quale un resistore a coefficiente negativo di temperatura (NTC). L'elemento sensibile 19 può essere sigillato nella cavità dell'astuccio 18 ad esempio a mezzo di una resina elettricamente isolante ed i suoi reo-fori sono convenientemente saldati a corrispondenti piste conduttrici afferenti alla porzione 14b del supporto a circuiti stampati 14 (figura 5). The printed circuit support 14 comprises a second portion 14b, also rounded, to which an electrical temperature sensor is connected, indicated as a whole with 17 in figures 2 to 5. In the illustrated embodiment, this sensor comprises a case 18 of good material heat conductor, for example brass, in whose hollow a thermosensitive element 19 is inserted, such as a resistor with negative temperature coefficient (NTC). The sensitive element 19 can be sealed in the cavity of the case 18 for example by means of an electrically insulating resin and its reo-holes are conveniently welded to corresponding conductive tracks afferent to the portion 14b of the printed circuit support 14 (figure 5) .

Come si vede nella figura 2, il sensore di pressione 15 è disposto affacciato all'apertura 9 che comunica con il condotto 5 interessato operati-vamente dal passaggio di un flusso di carburante. Inoltre, il sensore di temperatura 17 è inserito nell'apertura 10 che parimenti afferisce al condot-to 5. As can be seen in Figure 2, the pressure sensor 15 is arranged facing the opening 9 which communicates with the duct 5 concerned operatively by the passage of a fuel flow. Furthermore, the temperature sensor 17 is inserted in the opening 10 which likewise pertains to the duct 5.

Come si vede nella figura 2, il sensore di temperatura 17 risulta direttamente immerso nel flusso di carburante transitante nel condotto 5, e ciò consente una misurazione della temperatura con elevata precisione e ridotti tempi di risposta. As can be seen in Figure 2, the temperature sensor 17 is directly immersed in the fuel flow passing through the duct 5, and this allows a temperature measurement with high precision and reduced response times.

Il gruppo di rilevazione 13 è rinserrato nella camera 8 a mezzo di un dispositivo di ritegno che comprende un organo di riscontro 20, essenzialmente a forma di piastra o disco, convenientemente di ma-teria plastica stampata, ed un associato organo di blocco 21. The detection unit 13 is closed in the chamber 8 by means of a retaining device which comprises an abutment member 20, essentially in the form of a plate or disk, conveniently made of molded plastic material, and an associated locking member 21.

Come si vede nella figura 2, la faccia infe-riore dell'organo di riscontro 20 può convenientemente presentare recessi in corrispondenza delle posizioni dei dispositivi di elaborazione e controllo 16 e delle giunzioni fra i reofori del sen-sore di temperatura 17 e il supporto a circuiti stampati 14. As can be seen in Figure 2, the lower face of the abutment member 20 can conveniently have recesses in correspondence with the positions of the processing and control devices 16 and of the junctions between the leads of the temperature sensor 17 and the support a printed circuits 14.

L'organo di riscontro 20 viene disposto sopra il gruppo di rilevazione 13, e la sua posizione viene quindi stabilizzata a mezzo dell'organo di blocco 21 che nella realizzazione illustrata è es-senzialmente a guisa di copiglia, con due rami pa-ralleli che si introducono nella camera 8 del di-spositivo attraverso corrispondenti fori predispo-sti nel guscio inferiore 3. The abutment member 20 is arranged above the detection unit 13, and its position is then stabilized by means of the locking member 21 which in the illustrated embodiment is essentially in the manner of a split pin, with two parallel branches which they are introduced into the chamber 8 of the device through corresponding holes provided in the lower shell 3.

Con riferimento in particolare alla figura 5, 11 supporto a circuiti stampati 14 presenta conve-nientemente un'appendice flessibile 14c, che si estende verso l'alto, e la cui estremità distale è destinata al collegamento con gli organi conduttori 12 del connettore 11. Tale appendice flessibile 14c si estende convenientemente a lato dell'organo di riscontro 20, e quindi nella parte superiore della camera 8 ove è collegata agli organi conduttori di detto connettore. With reference in particular to Figure 5, the printed circuit board support 14 conveniently has a flexible appendix 14c, which extends upwards, and whose distal end is intended for connection with the conducting members 12 of the connector 11. Said flexible appendage 14c conveniently extends to the side of the abutment member 20, and therefore in the upper part of the chamber 8 where it is connected to the conducting members of said connector.

I gusci 3 e 4 sono connessi fra loro a tenuta, preferibilmente mediante saldatura a laser. The shells 3 and 4 are tightly connected to each other, preferably by laser welding.

Con riferimento alla figura 6, il sensore di pressione 15 può essere convenientemente del tipo includente una capsula 22 di ceramica, includente una membrana o lastra sottile 23, parimenti di ma-teriale ceramico, su una cui faccia è depositato almeno un resistore a film spesso 24 atto a fungere da trasduttore piezoresistivo della deformazione di tale membrana o lastra 23 per effetto della pres-sione del carburante nel condotto 5 del dispositivo rilevatore integrato. With reference to Figure 6, the pressure sensor 15 can conveniently be of the type including a ceramic capsule 22, including a membrane or thin plate 23, likewise of ceramic material, on one face of which at least one thick film resistor is deposited. 24 adapted to act as a piezoresistive transducer of the deformation of said membrane or plate 23 due to the pressure of the fuel in the duct 5 of the integrated detection device.

Convenientemente, in modo per sé noto, sulla membrana o lastra 23 può essere depositata una plu-ralità di resistori a film spesso, interconnessi a formare un cosiddetto ponte di Wheatstone. Conveniently, in a per se known manner, a plurality of thick film resistors, interconnected to form a so-called Wheatstone bridge, can be deposited on the membrane or plate 23.

Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, le forme di attuazione ed i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto è stato descritto ed illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione come de-finito nelle annesse rivendicazioni. Naturally, the principle of the invention remaining the same, the forms of embodiment and details of construction may be varied widely with respect to what has been described and illustrated purely by way of non-limiting example, without thereby departing from the scope of the invention as described - defined in the attached claims.

Claims

CLAIMS 1. Integrated device (1) for detecting the pressure and temperature of a fuel flow, particularly for a Diesel cycle engine comprising a support casing (2), including a first shell (3), in which a chamber (8) is defined which through a first and a second opening (9, 10) communicates with a duct ((5) intended for being traversed by a flow of fuel; a second shell (4) which, together with the first (3), delimits said chamber (8), and in which a multipolar electrical connector (11) including a plurality of electrically conductive connection members (12) is made; And a detection unit (13), mounted in said chamber (8) and including a printed circuit support (14) to which an electric pressure sensor (15) and an electric temperature sensor (17) facing each other are connected on said duct (5) through said first and second openings (9, 10) of the first shell (3); said support (14) including a flexible printed circuit appendage (14c), connected to the conductive members (12) of said connector (11).

2. Device according to claim 1, wherein said printed circuit board support (14) comprises a first portion (14a) on one face of which the pressure sensor (15) is fixed, and on the other face of which circuit means (16) for processing and processing the signal of the pressure sensor (15) are connected; And a second portion (14b) to one face of which the temperature sensor (17) is connected.

3. Device according to claim 1 or 2, wherein the detection unit (13) is arranged in said chamber (8) on the side facing said first and second openings (9, 10) and is locked therein by means of a device retaining element (20, 21) comprising an essentially plate-like abutment member (20), arranged in the chamber (8) on the opposite side to said first and second opening (9, 10), and a locking member (21 ) which can be inserted in a removable manner through at least a corresponding passage provided in said shell (3) and capable of passing through said chamber (8) while maintaining the abutment member (20) against the sensing unit (13) ).

4. Device according to any one of the preceding claims, in which the first and second shells (3, 4) are sealed together, in particular by laser welding.

5. Device according to any one of the preceding claims, in which the pressure sensor (15) comprises a thin plate (23) of ceramic material, carrying at least one thick film resistor (24) adapted to act as a piezoresistive transducer of the deformation of said plate (23), caused by the pressure of the fuel in said duct (5).

6. Device according to any one of the preceding claims, wherein the temperature sensor (17) comprises a negative temperature coefficient resistor (19).

7. Integrated device for detecting the pressure and temperature of a fuel flow, particularly for a Die-sel cycle engine, substantially as described and illustrated, and for the specified purposes.