JPH05501307A - 内燃機関の燃焼室内の圧力を検出するための圧力センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 内燃機関の燃焼室内の圧力を検出するための圧力センサ ［技術分野］ 本発明は、請求項１に上位概念として記載した形式の圧力センサに間するもので ある。

［背景技術］ 米国特許第４６２０４３８号明細書に基づいて公知になっている前記形式の圧力 センナでは、電子的な構成素子はセラミックプレート上に配置されており、該セ ラミックプレートは、圧力センサの長手方向で見て対応支承体の後方でセンサケ ーシング内に固定されている６圧電素子は対応支承素子の他方の側に位置してい る。これによって圧電素子と電子的な構成素子は、絶縁された線材片を介して互 いに接続されねばならないので、経費が嵩む。ひいては圧力センサ構造のサイズ がさらに長くなる。

［発明の構成〕 前記背景技術に対比して、請求項１記載の構成手段を備えた本発明の圧力センサ は、該センサの構造が特にスペースを１減するという利点を有している。支持体 の一方の側には圧力ビックアップ素子を、また他方の側には電子的な構成素子を 配置したハイブリッド回特表千５−５０１３０７　（２） 路を使用することによって、ごく僅かな所要スペースしか必要としない。プリン ト配線技術を使用すれば、支持体を貫通するメッキ貫通孔型接続路を介して回路 結線を最小限にすることが可能である。対応支承体内に穿設した切欠ぎ部によっ て電子的な構成素子を配！するための充分なスペースが得られ、更に又、組付け た状態において特にレーザトリミングによって簡便にトリミングを行なうことが 可能である。これによって、予め組付けた状態で電子的な構成素子にトリミング を施した場合に、組付けに起因したオフセットドリフトによって信号誤差を生じ る不都合が避けられる６電子的な構成素子の接続端子へ特に簡単な形式でケーブ ルを導くことが可能である。これによって接点接続の耐久性も改善される。シー ルリングを介して対応支承体にハイブリッド回路を載設することによって、低応 力支承可能性が得られる。また実地で実証済みの標準ボンド技術を、電子的な構 成素子とピックアップ素子との接続のために使用することが可能である。電子的 な構成素子とピックアップとを含めた全ハイブリッド回路はセンサケーシング内 に組み込む前にすでに検査することがちきる。これによって圧力センサの簡便な 組立が可能である。従ってセンサの製造費は割安になる。

素子の占める空間的な位置に基づいて電子的な構成素子とピックアップにはほぼ 等しい温度が生じる。これによって温度補償のために高価な手段を講じる必要も 無くなる。

請求項２以降に記載した手段によって、請求項１に記載した圧力センサの有利な 構成が可能である。

［図面の簡単な説明］ 図１は本発明の１実施例による圧力センサの縦断面図、図２は図１のＩ　Ｉ−Ｉ 　Ｉ線に沿って矢印方向に見た断面図、図３及び図４は夫々細部の変化実施態様 を示す縦断面図である。

［発明を実施するたの最良の形Ｓ３ 次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説する。

図１には、内燃機関の燃焼室内の圧力を測定するたための圧力センサ１１のセン サケーシングが符号ＩＯで示されている。該センサケーシングは中央に段付きの 中心貫通孔１２を有している。センサケーシング１０の、燃焼室寄りの開口１３ はダイヤフラム１４によって密閉される。該ダイヤフラム１４は所謂キャップ型 ダイヤフラムとして構成されており、この場合ダイヤフラム１４０ａ部は屈曲さ れてセンサケーシング１０のシャンク１５の端部に被せ嵌められている。これに よってダイヤフラム１４はセンサケーシング１０に固着されているが、ダイヤフ ラム１４の可動性を保証するためにシャンク１５の内端面１６に直接は接触して いない、これによってダイヤフラム１４の撓み区域は自在に運動することができ る。ダイヤフラム１４は縁部範囲ではシャンク１５に溶着されている。ダイヤフ ラム１４は超合金から成っているのが特に有利である。すなわち該ダイヤフラム は例えば約５０％のＮｉ。

２０％のＣｒ、２０％のＦｅの合金から構成されている。ダイヤフラム１４の中 央区域にはプランジャ１８の一端が接し、該プランジャの他端はピックアップ■ ９に接している。プランジャ１８は、燃焼室とピックアップ１９との間の良好な 熱絶縁を保証するためにガラスセラミックから成ることができる。ピックアップ としては５図１に示したように例えば圧電抵抗素子を使用することが可能である 。このためにハイブリッド回路２２の支持体２１には薄膜抵抗がプリントされて いる０例えばサーミットやプラスチック抵抗を使用することも可能である。支持 体２１のための材料としてはこの場合特にＡ　１　ｚ　Ｏｓが基板として適して いる。しかしピックアップとして例えば圧電セラミック素子、例えば石英円板を 使用することも可能であり、該石英円板は電気的な２つの接点円板間に配置され ている。

接点円板と圧電セラミック素子とプランジャとの間の接触面はこの場合接着され ており、しかも例えば高温度耐性の導電接着剤が使用される。この場合も接点円 板はハイブリッド回路のＡｌｔｏｓから成るセラミック製支持体２１上に接着さ れている。該支持体２１の他方の側には、評価回路の例えばトランジスタ、抵抗 などのような電子的な構成素子２３を配置することも可能である。電子的な構成 素子２３は厚膜導電路又はボンディングワイヤによって互いに接続されている。

支持体２１に穿設された複数の孔を通してメッキ貫通孔型接続路を介してピック アップ１９との接点接続が作られる。支持体２１の下面はピックアップ１９の範 囲内で、中心貫通孔１２内にプレス嵌めされた対応支承体２５に接触している。

該対応支承体２５は電子的な構成素子２３の範囲内に複数の貫通孔２６を有して いる。該貫通孔２６を通して電子的な構成素子２３の接続導線２７を導くことが 可能である。該接続導線２７は中心貫通孔１２を閉鎖するカバー３０のグロメッ ト２９内に固定されている。接続導線２７を介して測定値は評価回路と内燃機関 の制＃装置（図示せず）へ導かれる。ピックアップ１９と電子的な構成素子２３ を周辺の影響に対して防護するためにセンサケーシング１０は少なくとも電子的 な構成素子２３の範囲で充填コンパウンド３１によって充填されている。

図１では対応支承体２５は凸段部３５を有し、該凸段部によってピックアップ１ ９の範囲で支持体２１の下面に接触している。このピックアップ範囲で対応支承 体２５の上に支持体２１を支承することは、ピックアップ１９の範囲で支持体２ １が撓むのを防止するために必要である。さもないと撓みによって測定誤差が生 じることになる。図２に示したように貫通孔２６がセクタ状の切欠き部を成して 、対応支承体２５の星型構造が生じる場合には特に有利である。この場合ハイブ リッド回路２２の電子的な構成素子は複数の構成群に纏められ、該構成群は夫々 貫通孔２６の範囲内で支持体２１の下面に配置されている。ハイブリッド回路２ ２の電子的な構成素子２３は例えば第１の貫通孔２６の範囲内では集積回路（Ｉ Ｃ）群として纏められており、第２の貫通孔の範囲にはトリミング抵抗が、また 第３の貫通孔の［１Ｍ内には接続端子２７が位置している。

図２に示した実施例では対応支承体２５が凸段部３５によってしか支持体２１の 下面を支承しないのに対して、図３に示した実施例では支持体２１を、対応支承 体２５の外周縁部３７でも付加的に支承することが可能である。このために前記 外周縁部３７にはシールリング３８が配置されており、該シールリング上に支持 体２１が載設されている。これによって対応支承体２５上にハイブリッド回路２ ２を低応力で支承することが可能になる。シールリング３８の代わりに、図４に 示したように対応支承体２５ａの外周縁部３７ａが支持体２１の下面に接触する ことも可能である。外周縁部３７ａ又はシールリング３８上に支持体２１の周壁 区域を付加的に載設することによって、規定の最小高さからの落下時における圧 力センサの破損防止が保証される。更にこれによって圧力センサは衝撃負荷に対 しても防護されている。

圧力センサの機能は一般に公知であり、従って二二ではその詳細な説明は省略す る。ダイヤフラム１４とプランジャ１８とを介してピックアップ１９に作用する 力は圧電抵抗素子の場合には抵抗の変化を発生するのに対して、圧電セラミック 素子又は石英素子の場合には分極の変化によって惹起される表面チャージを生ゼ しぬる。抵抗変化又は表面チャージによって惹起されるこの測定信号はハイブリ ッド回路２２の電子的な構成素子２３に供給される。接点円板と電子的な構成素 子との間及び電子的な構成素子相互間には間車なボンド接続しか必要でない。プ ランジャ１８が比較的長いことに基づいて電子的な構成素子２３は燃焼室から比 較的大きく離隔されており、従って温度影響に対して防護されている。

要　約　書 ［要約］ 圧力センサ（１１）では、圧電抵抗性厚膜抵抗又は圧電材料から成るピックアッ プ（１９）及び電気的評価回路の電子的な構成素子（２３）がハイブリッド回路 （２２）の支持体（２１）上に配置されている。該支持体（２１）の下面は前記 ピックアップ（１９）の範囲において対応支承体（２５）に接している。該対応 支承体（２５）内には、前記電子的な構成素子（２３）の範囲に複数の貫通孔（ ２６）が形成されている。該貫通孔（２６）に基づいて電子的な構成素子（２３ ）のための充分な組付はスペースが作られる。更に前記電子的な構成素子（２３ ）は、組付けた状態でも簡単にレーザトリミングによってトリミングすることも できる。これによって圧力センサは比較的小型にかつ低置に製造することができ る。

国際調査報告 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ビックアップ（１９）、少なくとも１つのブランジャ（１８）、対応支承体 （２５）、センサケーシング（１０）を閉鎖していて前記プランジャ（１８）に 接しているダイヤフラム（１４）及び電気的な評価回路を前記センサケーシング （１０）内に配置した形式の、特に自動車の内燃機関の燃焼室内の圧力を検出す るための圧力センサにおいて、対応支承体（２５）が、少なくともビックアップ （１９）の範囲で支持体（２１）に接しており、かつ、前記対応支承体（２５） が電子的な構成素子（２３）の範囲内に、複数の貫通した切欠き部を有している ことを特徴とする、内燃機関の燃焼室内の圧力を検出するための圧力センサ。 ２．対応支承体（２５）が、複数の切欠き部（２６）有し、かつ、リング状の外 周縁部（３７）をもった星型構造を形成している、請求項１記載の圧力センサ。 ３．対応支承体（２５）が、凸設部（３５）によってハイブリッド回路（２２） の支持体（２１）に接触している、請求項１又は２記載の圧力センサ。 ４．対応支承体（２５）の外周縁部（３７）上にシールリング（３８）が載設さ れいる、請求項１から３までのいずれか１項記載の圧力センサ。 ５．対応支承体（２５）が、センサケーシング（１０）内にブレス嵌めされてい る、請求項１から４までのいずれか１項記載の圧力センサ。 ６．他対応支承体（２５）の複数の孔（２６）を通って評価回路の導電線（２７ ）が導かれている、請求項１から５までのいずれか１項記載の圧力センサ。 ７．ハイブリッド回路（２２）の支持体（２１）がＡＩ２Ｏ３から成っている、 請求項１から６までのいずれか１項記載の圧力センサ。 ８．プランジャ（１８）が、ガラスセラミックから成る、請求項１から７までの いずれか１項記載の圧力センサ。 ９．センサケーシング（１０）が、ビックアップ（１９）及び電子的な構成素子 （２３）の範囲において充填コンパウンド（３１）によって充填されている、請 求項１から８までのいずれか１項記載の圧力センサ。