JP2000510956A - 内燃機関の吸気管内の圧力と温度とを検出するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 １つの共通のケーシング内に、温度センサと、ひずみが十分に少ないように支持体上に評価回路と一緒に固定された圧力センサとが配置されている形式の、内燃機関の吸気管内の圧力と温度とを検出するための装置を、製作が簡単であると共に、精密な温度測定及び特に極めて精密な圧力測定が可能であるように改良すべく、加圧下の媒体の導入のために、ケーシングに固定した接続管片部分と、機械的なひずみを絶縁するシール接着部を介して支持体並びに接続管片部分に結合された中間部分とが設けられていることが提案される。

Description

【発明の詳細な説明】 内燃機関の吸気管内の 圧力と温度とを検出するための装置 従来の技術 本発明は内燃機関の吸気管内の圧力と温度とを検出するための装置であって、 １つの共通のケーシング内に、温度センサと、ひずみが少ないように支持体上に 評価回路と一緒に固定された圧力センサとが配置されている形式のものに関する 。 内燃機関の吸気管内の圧力と温度とを検出するための装置であって、１つの共 通のケーシング内に温度センサと圧力センサとが配置されている形式のものは例 えばドイツ連邦共和国特許第２８５１７１６号明細書に開示されている。 例えばドイツ連邦共和国特許公開第４３１７３１２号明細書に開示された圧力 センサと温度センサとの組合せが第５図に示されている。 第５図に示されている圧力センサでは、圧力がダイヤフラムの背面へ誘導され るセンサセルを備えた１・チップ・シリジウム・圧力センサ（図示せず）が使用 されており、かつこの圧力センサではダイヤフラムの前面に絶対圧の測定のため に基準真空が設けられている。圧力センサは気密にシールされたＴＯケーシング ８２内に収納されており、ＴＯケーシング自体は圧力と温度との検出のための装 置全体のケーシング８０内に配置されている。ケーシング８０内にはさらに、電 磁的な整合性に関連して必要なコンデンサを備えたプリント配線板８３が配置さ れている。さらに、プリント配線板は、ケーシング８０に一体成形された接続管 片８５に配置された平形差込コンタクト８４への結合のために役立てられている 。 さらに、圧力接続管片８８内には、射出成形により管状のプラスチックスリー ブ８７内へ挿入されたＮＴＣ抵抗の形状の温度センサ８６が配置されており、そ の接続導線はＮＴＣワイヤに溶接された挿入部分９０を介して平形差込コンタク ト部材８４に導電的に結合されている。 圧力と温度とを検出するためのこの種の装置は極めて不経済にしか製作されず 、要するに、例えば温度センサ８６及び圧力センサ８２の接続導線と、プリント 配線板８５及び平形差込コンタクト部材８４との電気的な結合は組立完了状態で ろう接により形成されなければならない。その上、このろう接は例えばシールの ための接着物質８９の注入により埋め込まれなければならない。 この種の装置では、温度センサ８６がプラスチックスリーブ８７内に配置され ることに問題がある。それというのはこれにより、温度センサの多くの使用にと ってはあまりにも長い応答時間が生じるからである。 さらに、内燃機関の吸気管内の圧力と温度とを検出するための装置であって、 圧力センサがその前面で圧力により負荷される形式のものも公知である。本来の 圧力センサはガラスベース内に配置されている。このガラスベースと圧力センサ との間には基準真空が封じられている。チップの形状のこの圧力センサは小枠に より囲まれており、かつ保護ゲルにより周囲の影響から保護されている。この種 の装置でも、不経済な、部分的には複雑な製作が必要とされる。その上、電圧な どがケーシングを介して極めて敏感な圧力センサへ伝達されて測定結果を損なう ことを排除することができない。 それゆえ、本発明の課題とするところは、冒頭に記載した形式の、内燃機関の 吸気管内の圧力と温度とを検出するための装置を改良して、簡単な製作、正確な 温度測定及び特に極めて正確な圧力測定が可能であるような装置を提供すること にある。 発明の利点 この課題は冒頭に記載した形式の、内燃機関の吸気管内の圧力と温度とを検出 するための装置において、本発明によれば、加圧下の媒体の導入のために、ケー シングに固定した接続管片部分と、機械的なひずみを絶縁するシール接着部を介 して支持体並びに接続管片部分に結合された中間部分とが設けられていることに より解決される。 圧力接続部が接続管片部分と中間部分とにより２部分から構成されていること 、しかもその場合、中間部分がたんにシール接着部によってのみ支持体並びに接 続管片部分に結合されており、その結果、機械的なひずみが著しく絶縁されるこ ととによって得られる特に大きな利点は、例えばケーシング又は圧力接続部に作 用するひずみが圧力センサへ伝達されないため、この構造により圧力測定の測定 精度が向上することにある。さらに、この比較的簡単な機械的な構造により、装 置全体の簡単かつ問題のない製作が保証される。 圧力センサを固定した支持体は純理論的には種々の形式と仕方でケーシングに 固定することができる。特に極めて良好な圧力絶縁を可能ならしめる特別有利な 実施形では、支持体がケーシング内で、予め与えられた複数の支持点上にのみ接 着されている。これらの支持点は、圧力測定を損なうひずみができるだけわずか しか圧力センサへ伝達されないように選択されている。 圧力センサを周囲の影響から保護するために、有利には、圧力センサの周りに リングが配置されており、かつ、このリングと圧力センサとの間の中間スペース が化学的に耐性のゲルによりフルに充填されている。 化学的に耐性のゲルとしては、フルオル・シリコン・ゲルが特別に有利である と認められる。 装置内での温度センサの配置についても、この場合同様に極めてさまざまな実 施形が可能である。測定すべき媒体に温度センサを特に直接的に結合させるのを 可能ならしめるために、有利には１実施例において、温度センサが、接続管片部 分の内部へ突入するように接続管片部分に固定されている。 特に温度センサの特別簡単な組付けに関して、温度センサの接続導線を、接続 管片部分に一体成形されたばね弾性的なクリップ湾曲材により、接続管片部分に 形成された２つのジョーに締付けることができる。このようにして、温度センサ が極めて簡単に接続管片部分に組付けられて位置決めされるのみならず、クリッ プ湾曲材を介した締付け結合により、温度センサの接続導線の損傷のない固定が 可能となる。 温度センサ及びその接続導線が腐食せず、又はその他の周囲の影響により損な われず、かつ攻撃を受けないことを保証するために、有利には、温度センサ及び その接続導線が保護ラッカ又は保護コーティングにより覆われている。 有利にはこの保護ラッカはポリエステルイミド・ラッカである。 特に特別簡単な組立てにより形成される良好な接触接続に関連して、さらに有 利には、温度センサの接続導線と、ケーシング内に配置されていて外向きに案内 された差込コンタクトピンとの接触接続のために切断 式端子接続部が設けられている。 図面 本発明のその他の特徴及び利点が以下の記載及び若干の実施例の図示の対象で ある。 図面において、 第１図は内燃機関の吸気管内の圧力と温度との検出のための本発明にもとづく 装置の断面図を示し、 第２図は第１図に示された本発明にもとづく装置の平面図を示し、 第３図は第１図に示された本発明にもとづく装置の接続管片部分の詳細図と、 接続管片部分に配置されていて温度センサの固定に役立つクリップ湾曲材の平面 図とを示し、 第４図は切断式端子接続部を明瞭にするために第１図に示された本発明にもと づく装置の部分破断平面図を示し、 第５図は内燃機関の吸気管内の圧力と温度とを検出するための従来技術にもと づく装置を示す。 実施例の説明 内燃機関の吸気管内の圧力と温度とを検出するための装置の第１図から第４ま でに示された１実施例は全体を符号１０で示されたケーシングを備えており、こ のケーシング内に、支持体２０、例えばハイブリッドが接着結合部２１を介して 固定されている。 その場合、支持体２０は、ケーシング１０に作用す る力例えば変形力又はケーシングのねじ固定の際に生じる力を、支持体２０ひい てはこれに配置された圧力センサから絶縁するために、ケーシングの、支持体の ために設けられた面上へ全面によらずに接着されている。 それゆえ、支持体２０はそのボンディングランドの領域内でのみ、要するにボ ンディング線２２が接触接続されている箇所でのみ、特にそのために設けられた ウエブ１２上に接着されている。支持体２０はこのウエブ１２とは逆の側では１ つの支持点１３上でのみ接着されている。 圧力センサ３０が支持体２０上に固定されているところでは支持体２０が自由 に位置しており、これにより、曲げモーメントはケーシング１０から支持体２０ へ、かつこれによりこの支持体に配置された圧力センサ３０上へ伝達されること ができない。支持体２０とケーシング１０との間のこの接触接続はボンディング に先立って硬化させられる。 支持体２０上に配置された自体公知の圧力センサ３０はガラスベースとこれに 配置されたシリジウム・チップとを有しており、その表面には例えばピエゾ抵抗 的な抵抗素子から成るホイートストンブリッジが配置されている。圧力検出のた めに必要なダイヤフラムはシリジウム・チップ・背面のエッチングにより製作さ れている。シリジウム・チップとガラスベースとの結 合は真空下で行われ、従って、エッチングにより露出された空洞内には引き続き 真空が存在する。 圧力センサ３０はリング３３、例えばＩＣリングにより囲まれている。リング ３３と圧力センサ３０との間の中間スペース３４はフルオル・シリコン・ゲルに よりフルに充填されている。このフルオル・シリコン・ゲルによって、圧力セン サ３０はその細線ゴールドボンドを含めて、内燃機関内に存在する媒体例えばガ ソリン又は排ガス凝縮物との接触及びコンタクトから保護されている。その際、 リング３３はフルオル・シリコン・ゲルの外向きの仕切り部として、並びに外部 から侵入する例えば接着剤のような媒体に対する保護手段として役立てられる。 ケーシング１０の下方領域内には接続管片部分４０が配置されており、この接 続管片部分は接着結合部４２によりケーシング部分１０に結合されている。吸気 管内へ突入していてその箇所でＯリング４３によりシールされたこの接続管片部 分４０内には温度センサ５０例えばＮＴＣ抵抗が配置されている。 接続管片部分４０と、支持体２０上に配置された圧力センサ３０との間には中 間部分６０が配置されている。この中間部分６０は、機械的なひずみを絶縁する シール接着部６１を介して支持体２０／ケーシング１０並びに接続管片部分４０ に結合されている。 その場合、ケーシング１０には中間部分６０の固定 のために、特にそのことを目的として支持面１９が設けられている。その場合、 シール接着部６１による中間部分６０の固定は、中間部分６０がケーシング１０ に設けた支持面１９にのみ載着されるように、かつリング３３の周りの接着パス に沿って支持体２０に対するコンスタントな接着隙間が生じ、この接着隙間によ り支持体２０が機械的にひずみに対して絶縁されるように実施される。 その場合、接着パスは同時にリング３３の周りの電気的な導体路（図示せず） の直接的な覆いとして役立つと共に、圧力センサ３０のケーシングの内部の圧力 セルの形成及びシールにも役立つ。 このシール接着部６１によれば特別効果的に、機械的なひずみ及び圧力などが 支持体２０及び特に圧力センサ３０へ伝達されることが回避される。 第１図から分かるように、中間部分６０の高さは、組付け状態で接続管片部分 ４０と中間部分６０との間に同様にシール接着部６１のコンスタントな接着隙間 が形成され、この接着隙間により接続管片部分４０から中間部分６０へ伝達され ることのできる力が絶縁されるように選択される。 それゆえ、中間部分６０は圧力セルのシールにのみ役立ち、他面において、ケ ーシング１０の固定により発生する力及び圧力負荷により発生する力は、ケーシ ング１０と接続管片部分４０との間のわずかに弾性的 に形成された接着結合部４２により減衰される。 第１図、第３図から分かるように、ＮＴＣ抵抗の形状の温度センサ５０は、接 続管片部分４０に一体成形されたばね弾性的なクリップ湾曲材４５によって固定 されている。このクリップ湾曲材４５は第３図の下方部分に、まだ組付けられて いない状態で示されている。温度センサ５０の接続導線５２の固定のために、温 度センサ５０の接続導線５２に面した前方領域内に係止突起４７を有する２つの ジョー４６が、クリップ湾曲材４５に設けた係止開口４８内へ矢印Ａで示した方 向に沿って押し入れられ、その結果、ジョー４６に一体成形された締付面が温度 センサ５０の接続導線５２に当接し、接続管片部分４０に一体成形されたチーク ４１に接続導線を固定的に締め付ける。 その場合、クリップ湾曲材４５は、温度センサ５０が記載のクリップ結合によ り既に接続管片部分４０に固定されている場合にのみ接続管片部分４０のシール のためのＯリング４３が接続管片部分４０上へ被せ嵌めることができるように形 成されている。 温度センサ５０のほぼ９０°だけ屈曲した接続導線５２は第１図及び第４図か ら分かる切断式端子接続部５５により差込コンタクトピン１７に導電的に結合さ れる。このことのために、差込コンタクトピン１７はその下方領域内にＶ字形の 開口５７を備えており、この開口内に、温度センサ５０の接続導線５２が押し入 れられる。 温度センサ５０並びにその接続導線５２はポリエステルイミド保護ラッカによ り被覆されており、このことにより、外部から温度センサ５０及びその接続導線 ５２へ作用する媒体に対する保護が行われるのみならず、温度センサの特別に有 利な応答時間も得られる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クラウス ヒルシュベルガー ドイツ連邦共和国 Ｄ―71701 シュヴィ ーバーディンゲン フランケンシュトラー セ 16 (72)発明者 ウーヴェ リップハルト ドイツ連邦共和国 Ｄ―72770 ロイトリ ンゲン コルンビュールヴェーク 15

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 内燃機関の吸気管内の圧力と温度とを検出するための装置であって、１つ の共通のケーシング（１０）内に、温度センサ（５０）と、ひずみが十分に少な いように支持体（２０）上に評価回路と一緒に固定された圧力センサ（３０）と が配置されている形式のものにおいて、 加圧下の媒体の導入のために、ケーシング（１０）に固定した接続管片部分（ ４０）と、機械的なひずみを絶縁するシール接着部（６１）を介して支持体（２ ０）並びに接続管片部分（４０）に結合された中間部分（６０）とが設けられて いることを特徴とする内燃機関の吸気管内の圧力と温度とを検出するための装置 。 2. 支持体（２０）がケーシング（１０）内で、規定された支持点（１２，１ ３）でのみ接着されていることを特徴とする請求項１記載の装置。 3. 圧力センサ（３０）の周りにリング（３３）が配置されており、かつ、こ のリング（３３）と圧力センサ（３０）との間の中間スペース（３４）が化学的 に耐性のゲルによってフルに充填されていることを特徴とする請求項１又は２記 載の装置。 4. 化学的に耐性のゲルがフルオル・シリコン・ゲルであることを特徴とする 請求項３記載の装置。 5. 温度センサ（５０）が接続管片部分（４０）に、その内部に突入するよう に固定されていることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項記載の装 置。 6. 温度センサ（５０）の接続導線（５２）が、接続管片部分（４０）に一体 成形されたばね弾性的なクリップ湾曲材（４５）により、接続管片部分（４０） に形成された２つのチーク（４１）に締付けられていることを特徴とする請求項 ５記載の装置。 7. 温度センサ（５０）及びその接続導線（５２）が保護ラッカ又は保護コー テングにより被覆されていることを特徴とする請求項６記載の装置。 8. 保護ラッカがポリエステルアミドであることを特徴とする請求項７記載の 装置。 9. 温度センサ（５０）の接続導線（５２）と、ケーシング（１０）内に配置 されていて外向きに案内された差込コンタクトピン（１７）との接触接続のため に切断式端子接続部（５５）が設けられていることを特徴とする請求項６から８ までのいずれか１項記載の装置。