組合的溫度傳感器、絕對壓力傳感器和壓差傳感器組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供用于組合的溫度傳感器、絕對壓力傳感器和壓差傳感器組件的方法和設備。傳感器組件包括殼體，該殼體包括承載件、壓差傳感器、歧管絕對壓力傳感器、由壓差傳感器和歧管絕對壓力傳感器共用的孔口、印刷電路板(PCB)、熱敏電阻、引線腳和覆蓋件。
【專利說明】
組合的溫度傳感器、絕對壓力傳感器和壓差傳感器組件
技術領域
[0001]本發(fā)明整體涉及傳感器，更具體地，本發(fā)明涉及組合的溫度傳感器、絕對壓力傳感器和壓差傳感器組件。
【背景技術】
[0002]—般來講，歧管壓力傳感器(MAP傳感器)是內(nèi)燃機的電子控制系統(tǒng)中使用的傳感器之一O
[0003]使用MAP傳感器的發(fā)動機通常是燃料噴射式發(fā)動機。歧管絕對壓力傳感器向發(fā)動機的電子控制單元(ECU)提供瞬時歧管壓力信息。該數(shù)據(jù)用來計算空氣密度并確定發(fā)動機的空氣質(zhì)量流率(mass flow rate)，繼而確定最佳燃燒所需的燃料計量，并影響點火正時的提前或延遲。
[0004]如今，制造商將廢氣再循環(huán)(EGR)引入發(fā)動機，以提高燃料經(jīng)濟性并改善排放。
[0005]需要一種裝置，其能夠?qū)⒖諝赓|(zhì)量中的EGR百分比組成與壓力和溫度數(shù)據(jù)結(jié)合起來，從而提供最佳的發(fā)動機性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]以下內(nèi)容給出了對本發(fā)明的簡要概括，以便提供對本發(fā)明某些方面的基本理解。
【發(fā)明內(nèi)容】
并不是對本發(fā)明的綜述。其既不用來確定本發(fā)明的關鍵或重要元素，也不是用來界定本發(fā)明的范圍。其唯一目的在于以簡化的形式呈現(xiàn)本發(fā)明的某些概念，作為下文所呈現(xiàn)的更詳細描述的前序部分。
[0007]本發(fā)明提供用于組合的溫度傳感器、絕對壓力傳感器和壓差傳感器組件的方法和設備。
[0008]總來的來說，在一個方面中，本發(fā)明的特征在于一種傳感器組件，其包括殼體，該殼體包括承載件、壓差傳感器、歧管絕對壓力傳感器、由壓差傳感器和歧管絕對壓力傳感器共用的孔口、印刷電路板(PCB)、熱敏電阻、引線腳和覆蓋件。
[0009]在另一個方面中，本發(fā)明的特征在于一種傳感器組件，其包括殼體，該殼體包括承載件、輸出廢氣再循環(huán)(EGR)閥兩側(cè)上的壓差的壓差傳感器、輸出歧管絕對壓力的歧管絕對壓力傳感器、用于壓差傳感器和歧管絕對壓力傳感器的共用孔口、印刷電路板(PCB)、輸出歧管空氣溫度的熱敏電阻、引線腳和覆蓋件。
[0010]本發(fā)明的實施例可以具有以下優(yōu)點中的一個或多個。
[0011]本發(fā)明的傳感器組件提供對進氣歧管的溫度和壓力的壓力測量，以便確定提供至發(fā)動機的進氣閥的空氣質(zhì)量流量大小。此外，同樣的設備提供在進氣歧管之前但是廢氣再循環(huán)(EGR)閥之后的孔口上的壓差測量值，以便計算正與進入空氣混合的廢氣量。
[0012]本發(fā)明的傳感器組件使用單個壓差元件，從而使得部件數(shù)量最小化，并消除了需要兩個用于壓差計算的感測元件的設計中存在的高共模不精確性。
[0013]本發(fā)明的傳感器組件包括殼體，該殼體被設計成使得能夠感測歧管空氣壓力以及真實壓差，而不需要減去兩個獨立感測元件的輸出信號。
[0014]本發(fā)明的傳感器組件適于配合到現(xiàn)有歧管絕對壓力/溫度和歧管絕對壓力(MAP/TMAP)傳感器當中。
[0015]通過閱讀以下的詳細說明并查看相關的附圖，這些和其它特征和優(yōu)點將是明顯的。應當理解，前文的整體描述和下文的詳細描述僅僅是解釋性的，并非用來限制要求保護的各個方面。
【附圖說明】
[0016]通過參考以下結(jié)合附圖的詳細說明，將更全面地理解本發(fā)明，在附圖中:
[0017]圖1為示例性傳感器組件的分解圖。
[0018]圖2為圖1的傳感器組件的剖視圖。
【具體實施方式】
[0019]現(xiàn)在參考附圖描述本發(fā)明，其中在全文中相同的附圖標記表示相同的部件。為了解釋的目的，在以下的描述中列出了多個具體的細節(jié)以便提供對發(fā)明的理解。然而顯然的是，本發(fā)明可以在沒有這些特定細節(jié)的情況下實施。
[0020]在以下的說明中，術語“或”旨在表示包括“或”而不是排除“或”。也就是，除非另外說明或從文本中清楚地得出，否則“X采用A或B”旨在表示任何自然的包含性排列。也就是，如果X米用A、X米用B、或者X米用A和B兩者，那么，“X米用A或B”對任何前述情況都是滿足的。此外，如本申請說明書和附圖中所用的冠詞“一”通常應當被翻譯為指的是“一個或多個”，除非另外說明或從文本中清楚地得出為指的是單數(shù)形式。
[0021]如圖1所示，示例性傳感器組件10的分解圖包括殼體15，該殼體容裝有承載件20、壓差感測元件25、歧管絕對壓力感測元件30、印刷電路板(PCB) 35、熱敏電阻40、O形環(huán)45、弓丨線腳50和覆蓋件55。傳感器組件10提供對進氣歧管的溫度和壓力的壓力測量，以便確定正提供至內(nèi)燃機上的進氣閥的空氣密度和空氣質(zhì)量流量。此外，傳感器組件10提供對進氣歧管之前、廢氣再循環(huán)(EGR)閥之后的壓力孔口的壓差測量，以便計算正與進入空氣混合的廢氣量。壓差測量可以僅僅用于測量EGR質(zhì)量流量，或者還可以用作用于EGR閥的閉環(huán)反饋。
[0022]在優(yōu)選的實施例中，壓差傳感器25與陶瓷基底上的貴金屬一起使用，以感測壓力孔口上游的再循環(huán)廢氣壓力。傳感器殼體15和覆蓋件55被構造成用以能夠?qū)⒏g性廢氣流與任何可能易于腐蝕的電子部件分隔開。
[0023]如圖2所示，在傳感器組件10的剖視圖中，殼體15包括三個感測元件，即壓差傳感器25、歧管絕對壓力傳感器30和熱敏電阻40。后絕對腔體(absolute cavity)60由壓差傳感器25和歧管絕對壓力傳感器30共用。這使得能夠?qū)崿F(xiàn)對進氣歧管絕對壓力的直接測量以及不受共模效應或特性相異性影響的真實(即非計算的)的壓差測量。兩個元件25、30暴露于共模絕對壓力，這使得能夠使用更加敏感的壓差感測元件，而不是兩個較低靈敏度的絕對壓力感測元件，從而能夠提高壓差感測測量的精確度。
[0024]在優(yōu)選實施例中，傳感器組件10生成三個離散的輸出。第一輸出是來自歧管絕對壓力傳感器30的歧管絕對壓力。第二輸出是來自壓差傳感器25的在EGR閥下游的孔口兩側(cè)上的壓差，即壓力Pl-壓力P2。第三輸出是來自熱敏電阻40的歧管空氣溫度。
[0025]在另一個實施例中，可以在EGR閥上使用傳感器，以便計算EGR閥兩側(cè)上的壓差。
[0026]將壓差傳感器25、歧管絕對壓力傳感器30結(jié)合在單個殼體15中，這使得能夠輸出真實的P2-P1壓差?，F(xiàn)有的方案使用兩個絕對壓力傳感器管芯，并且通過專用集成電路計算P2-P1。這種類型的計算由于絕對壓力傳感器管芯的不規(guī)則性而引入了過多的誤差，這在暴露于相同的壓力、溫度和環(huán)境時會產(chǎn)生更大的測量誤差。
[0027]單個殼體15不需要用于壓差部分的計算壓力信號。
[0028]傳感器組件10使用覆蓋件55至凝膠屏障65的附接(the cover 55to gel dam65attach)，以形成高壓腔體60，該高壓腔體將上游腐蝕性介質(zhì)帶到壓差傳感器25的高壓側(cè)。凝膠屏障65至覆蓋件的密封能夠?qū)Ρ萈l腔體壓力介質(zhì)更具有腐蝕性的介質(zhì)加以介質(zhì)隔絕。傳感器組件10還包括氧化鋁電路板70和保護凝膠75。使用凝膠屏障65至覆蓋件的密封能夠在傳感器組件的其余部分中使用堅固性不高(即不太昂貴)的材料，原因在于該設計允許進行介質(zhì)隔絕。
[0029]承載件20的結(jié)合能夠在子組件水平上進行傳感器組件10的校準，與最終成品水平相比，這方便了傳感器組件10的大量生產(chǎn)。子組件水平上的校準能夠具有更高的產(chǎn)量，并且從整體上降低了生產(chǎn)線副產(chǎn)品和廢料。使用具有低彈性模量的粘合劑允許校準子組件與整個包裝件的應力隔絕，從而消除傳遞到校準子組件的包裝應力。
[0030]傳感器組件10包括利用熱敏電阻40進行的空氣熱測量。熱敏電阻40通過焊料或電阻焊連接到殼體15。殼體15適于包括凹部，該凹部便于將環(huán)氧樹脂/硅樹脂粘合劑分配在暴露的熱敏電阻40和引線腳50的頂部上。這使得熱敏電阻40能夠用于腐蝕環(huán)境，并通過保護熱敏電阻40和引線腳50免于腐蝕環(huán)境而使得它們不被腐蝕。這樣的灌封還防止了在不同電勢區(qū)域之間的端子金屬迀移。
[0031]傳感器組件10還可以包括嵌件成型襯套(未示出)，其與熱敏電阻遮蔽件一起用來將傳感器組件10安裝到進氣歧管中，使得傳感器組件10能夠順便替換現(xiàn)有的MAP/TMAP傳感器，并且還能夠測量來自上游(較高)前孔口壓力的壓差。該壓差能夠形成EGR閥的廢氣的重復且閉合的反饋回路，以計算進入進氣歧管的廢氣的百分比。
[0032]在優(yōu)選實施例中，來自傳感器組件10的電子信號輸出由一個獨立的專用集成電路進行補償，該專用集成電路補償各個感測元件25、30的熱和壓力依賴性。另外，傳感器組件10能夠使用單個數(shù)字專用集成電路(ASIC)，該單個數(shù)字專用集成電路使得能夠經(jīng)由單邊半字節(jié)傳輸(SENT)數(shù)字通信協(xié)議(參見SAE J2716)向用戶控制模塊(未示出)提供補償?shù)碾x散輸出。
[0033]傳感器組件10還可以用作來自每個感測元件25、30的半橋，以便向用戶控制模塊提供模擬信號。半橋設計折衷了全橋設計的某些診斷能力，但是能夠使用單個ASIC，這降低了成本。
[0034]某些實施例可以利用表達“一個實施例”或“實施例”以及它們的衍生詞進行描述。這些術語指的是與實施例相關地描述的具體特征、結(jié)構或特性包括在至少一個實施例中。在說明書中各個位置出現(xiàn)的短語“在一個實施例中”不必全部指的是相同的實施例。
[0035]雖然參考本發(fā)明的優(yōu)選實施例已經(jīng)具體示出和描述了本發(fā)明，但是本領域技術人員應當理解，在不脫離所附權利要求限定的本申請的精神和范圍的情況下，可以進行形式和細節(jié)上的各種改變。這樣的改變將由本申請的范圍所覆蓋。因此，本申請的實施例的前述說明并不是限制性的。相反，在以下的權利要求中記載了本發(fā)明的任何限制。
【主權項】
1.一種傳感器組件，包括: 殼體，所述殼體包括: 承載件； 壓差傳感器； 歧管絕對壓力傳感器； 由所述壓差傳感器和所述歧管絕對壓力傳感器共用的孔口； 印刷電路板(PCB); 熱敏電阻； 引線腳；以及 覆蓋件。2.根據(jù)權利要求1所述的傳感器組件，其中所述歧管絕對壓力傳感器輸出歧管絕對壓力。3.根據(jù)權利要求1所述的傳感器組件，其中所述壓差傳感器輸出廢氣再循環(huán)(EGR)閥兩側(cè)上的壓差。4.根據(jù)權利要求1所述的傳感器組件，其中所述壓差傳感器輸出在EGR閥之后的孔口兩側(cè)上的測量值。5.根據(jù)權利要求1所述的傳感器組件，其中所述熱敏電阻輸出歧管空氣溫度。6.根據(jù)權利要求1所述的傳感器組件，其中所述壓差傳感器與陶瓷基底上的貴金屬一起使用，以感測孔口上游的再循環(huán)廢氣壓力。7.根據(jù)權利要求1所述的傳感器組件，其中所述傳感器殼體和所述覆蓋件被構造成用以能夠?qū)⒏g性廢氣流與可能易于腐蝕的電子部件分隔開。8.根據(jù)權利要求1所述的傳感器組件，其中所述覆蓋件形成所述孔口，以將上游腐蝕性壓力介質(zhì)帶到所述壓差傳感器的高壓側(cè)。9.根據(jù)權利要求1所述的傳感器組件，其中所述承載件使得能夠在子組件水平上對所述壓差傳感器和所述歧管絕對壓力傳感器進行校準。10.根據(jù)權利要求1所述的傳感器組件，其中所述熱敏電阻通過焊接連接到所述殼體。11.根據(jù)權利要求1所述的傳感器組件，其中所述殼體還包括嵌件成型襯套，所述嵌件成型襯套與熱敏電阻遮蔽件以及O形環(huán)一起用來將所述殼體安裝到內(nèi)燃機的進氣歧管中。12.根據(jù)權利要求1所述的傳感器組件，其中來自所述壓差傳感器和所述歧管絕對壓力傳感器的輸出由兩個獨立的專用集成電路(ASIC)進行補償。13.根據(jù)權利要求1所述的傳感器組件，其中來自所述壓差傳感器和所述歧管絕對壓力傳感器的輸出由一個獨立的專用集成電路進行補償。14.根據(jù)權利要求1所述的傳感器組件，其中來自所述壓差傳感器和所述歧管絕對壓力傳感器的輸出來自于單個數(shù)字專用集成電路，該單個數(shù)字專用集成電路經(jīng)由SENT域向用戶控制模塊提供輸出。15.根據(jù)權利要求1所述的傳感器組件，其中所述殼體和所述覆蓋件由塑料構成。16.一種傳感器組件，包括: 殼體，所述殼體包括: 承載件； 壓差傳感器，所述壓差傳感器輸出廢氣再循環(huán)(EGR)閥的孔口兩側(cè)上的壓差； 歧管絕對壓力傳感器，所述歧管絕對壓力傳感器輸出歧管絕對壓力； 用于所述壓差傳感器和所述歧管絕對壓力傳感器的共用孔口； 印刷電路板(PCB); 熱敏電阻，所述熱敏電阻輸出歧管空氣溫度； 引線腳；以及 覆蓋件。17.根據(jù)權利要求16所述的傳感器組件，其中所述壓差傳感器與陶瓷基底上的貴金屬和保護凝膠一起使用，以感測孔口上游的再循環(huán)廢氣壓力。18.根據(jù)權利要求16所述的傳感器組件，其中所述傳感器殼體和所述覆蓋件被構造成用以能夠?qū)⒏g性廢氣流與可能易于腐蝕的電子部件分隔開。19.根據(jù)權利要求16所述的傳感器組件，其中所述覆蓋件形成所述孔口，以將上游腐蝕性壓力介質(zhì)帶到所述壓差傳感器的高壓側(cè)。20.根據(jù)權利要求16所述的傳感器組件，其中所述承載件使得能夠在子組件水平上對所述壓差傳感器和所述歧管絕對壓力傳感器進行校準。21.根據(jù)權利要求16所述的傳感器組件，其中所述熱敏電阻通過焊接連接到所述殼體。22.根據(jù)權利要求16所述的傳感器組件，其中所述殼體和所述覆蓋件由塑料構成。
【文檔編號】G01L11/00GK106052944SQ201610203065
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年4月1日 公開號201610203065.5, CN 106052944 A, CN 106052944A, CN 201610203065, CN-A-106052944, CN106052944 A, CN106052944A, CN201610203065, CN201610203065.5
【發(fā)明人】C·查普特, T·弗洛約, C·C·利奧諾, S·S·蘭哈諾嘉
【申請人】森薩塔科技公司