JPH04505809A - 内燃機関の燃焼室内の圧力を検出するための圧力信号発生器 - 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】 背景技術 本発明は請求項１の上位概念に記載の圧力信号発生器に関する。この種の、米国 特許第４６２０４３８号明細書に開示されている圧力信号発生器にあっては、電 装部品がセラミック板の上に配置されており、該セラミ、り板は、圧力センサの 長手方向で対応支承部の後方のケーシングに固定されている。圧電素子は対応支 承部の別の側面に位置している。このため圧電素子と電装部品とは、絶縁された ワイヤ部材によってコストの嵩む形式でこれらを互いに結合しなければならない 。これによって圧力センサの構造は、更に延長されて大きくなる。

発明の利点 請求項１に記載の特徴を備えた本発明の圧力センサは、電装部品と、１つ又は複 数の圧電素子と、圧電素子と薄膜との間に位置している突き棒とが、唯１つのセ ラミック板であるハイプツト板の上に位置しているという利点を有している。こ れによって、実用上確認済みの簡単な標準ボンディング技術を電装部品と圧電素 子との接続部のために使用することができる。電装品及び圧電素子を含んだ全ハ イブリッドは、組み込む前に既に、これをセンサケーシング内で検査することが できる。これによって圧力センサの簡単な組立てが可能となる。特にその組立て 長さが短かくなっている。つまり圧力センサはコスト的に有利に製作可能となる 。電装部品と圧電素子とは、その空間的な配置のため、特にハイブリッド自体の 上に互いに直接隣接して配置されているためこれらを殆んど同一の温度に保って おくことができる。これによって温度補償のための、経費の嵩む対策を省くこと ができる。更に電装部品によって、圧電素子として使用されている圧電セラミッ クの温度経過の系統的な補償を実現することも可能である。更に圧電素子とケー シングとの電気的な接続部が非導電的に接続されており、これによってセンサの ポテンシャルフリーな組立てが可能となり、ひいては測定信号が殆んど欠陥なし で伝達されるようになる請求項２以下に述べられている対策により、請求項１で 説明した圧力センサの別の有利な構成が可能である。

図　面 本発明の実施例を図面に図示し、次にこれを詳細に説明する。図１は、圧力信号 発生器の断面図を示している。

実施例の説明 図１では符号１０で、内燃機関の燃焼室内の圧力を測定するための圧力センサ１ １のケーシングを表わしている。ケーシング１０は、中央部を貫通している段付 き孔１２を有している。燃焼室に向い合うケーシング１０の開口部１３は、薄膜 １４によって閉鎖されている。薄膜１４は所謂キャップ薄膜として形成されてお り、その際薄膜１４の縁部は折り曲げられており、かつケーシング１０のシャフ ト１５の端部を介して押し込まれている。これによって薄膜１４は、ケーシング １０に不動に位置せしめられるが、薄膜１４の運動を保証するため、シャフト１ ５の端面１６には直接当接していない。これによって薄膜１４の屈曲領域は、自 由に運動できるようになる。薄膜１４は、縁部の領域でシャフト１５に溶接され ている。特に有利な場合にあっては、薄膜１４は特殊合金、即ち例えば約５０％ Ｎｉ、２０％Ｃｒ、２０％Ｆｅの合金から成っている。薄膜１４の中心領域では 、突き棒１８がその端部で当接しており、該突き棒１８は、その他方の端部がセ ンサブロック１９に当接している。突き棒１８は、ガラスセラミックから形成可 能であり、更にセンサブロック１９と突き棒との間には熱転導箔が位置している 。センサブロック１９は、例えばクォーツディスクである少（とも１つの圧電素 子２１から成っており、該素子２１は、例えばアンバから成る２つの電気的な接 触ディスク２２．２３の間に配置されている。接触ディスク２２．２３と圧電素 子２１と突き棒１８との間の接触面は接着されており、その際例えば耐高温熱伝 導接着剤が使用されている。更に接触ディスク２３は、例えばＡｌ２Ｏ３ハイブ リッドであるセラミックのディスクの上に接着されている。プレート２４は、孔 １２内に押し込まれた対応支承体２５に貼着されている。対応支承体２５は、軸 方向で孔１２にほぼ平行に延びてこれを貫通している孔２６を有しており、導出 導線２７が、両接触ディスクから該孔２６内に案内されている。導線２７は、孔 １２を閉鎖しているカバー３０の漏斗部２９に固定されている。測定値は、導線 ２７を介し図示なしの評価回路及び制御装置に案内される。孔１２の代りに対応 支承部２５に、導線２７を案内するための扇形部を形成することも可能である。

センサブロック１９の近傍のプレート２４自体の面の上には、例えば抵抗体やト ランジスタのような電装部品３３が位置している。電装部品３３及び接触部材２ ２乃至２３は、ボンディングワイヤ３４及び厚膜プリント配線路３５に接続され ている。

例えば湿分のような有害な環境影響からこれらを防護するため、センサブロック １９及び電装部品３３の領域の孔１２、及び対応支承部２５とカバー３０との間 の領域の孔１２、に充填材３６が注入されている。

圧力信号発生器の機能は一般に公知であるので、ここでは詳細には説明しない。

薄膜１４及び突き棒］８を介してセンサブロック１９の上に作用する力は、分極 変化によって惹き起される圧電素子又はクォーツ素子２１の表面電荷を発生せし める。表面電荷は、測定信号として接触ディスク２２．２３を介してタップされ る。電装部品３３は、プレート２４のそれ自体の面の上に、センサブロック１９ の周辺部に位置しているため、測定信号の評価はこれを、測定信号の利得部の直 ぐ近くで行うことができる。接触ディスク２３と電装部品３３との間乃至は電装 部品相互の間には、簡単なポンド結合が必要なだけである。突き棒１８の長さが 比較的長いので、電装部品３３は比較的遠くに離れており、ひいては燃焼室の温 度の影響から免れることができる。

更にプレート２４上への電装部品３３及びセンサブロック１９の本発明の配置に よって、圧力センサ１１の組立を特に簡単に行うことができる。突き欅１８、セ ンサブロック１９、電装部品３３、プレート２４及び導出導線２７を備えた対応 支承部２４は、ケーシング１０の外方において予め前以って組み立て可能である 。ひいては電装部品３３及びセンサブロック１９は、圧力センサ１１のケーシン グの外方に於て、その機能能力について前以ってこれを検査することができる。

つまり最終組立ての際には、前以って組み立てられて検査済みのユニットを孔１ ２の開口部からケーシング１０内に、これが薄膜１４に当接するようになるまで 押し込むだけでよい。対応支承体２５はケーシング１０内に押し込まれているの で、ユニ、トは、ケーシング１０内で容易にセンタリングされかつ固定可能であ る。

イ１４ 要　約　書 圧力信号発生器（１１）にあっては、少くとも１つの圧電材料（２１）と少くと も１つの接触ディスク（２２，２３）とから成るセンサブロック（１９）と、電 気的な評価回路の電装部品（３３）とが、薄膜（１４）に向い合うセラミックブ レー）　（２４）の面の上に配置されている。プレート（２４）は、その別の面 が対応支承部（２５）に当接している。電装部品（３３）及び接触ディスク（２ ２，２３）は、簡単な標準ポンディングワイヤによって互いに接続されている。

それによって圧力信号発生器（１１）は比較小さく組ろ立てることができ、かつ 安価に製作可能となる。更にセンサブロック（１９）及び電気的な評価回路は、 前以って組み立てた状態で予め検査可能である。

国際調査報告 国際調査報告 ＰＣＴ／ＤＥ　９１１００１６１ ＳＡ　ｕ６９３

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．内燃機関の燃焼室内の圧力を検査するための圧力信号発生器（１１）であっ て、ケーシング（１０）内には、圧電的に作用する少くとも１つの材料（２１） と電気的に良導体の少くとも１つの接触ディスク（２２，２３）とから成るセン サブロック（１９）と、少くとも１つの突き棒（１８）と、対応支承部（２５） と、ケーシング（１０）を閉鎖して突き棒（１８）に当接している薄膜（１４） と、電気的な評価装置と、が配置されている形式のものにおいて、センサブロッ ク（１９）と評価装置の電装部品（３３）とが、少くとも部分的に対応支承部（ ２５）に当接している１つのセラミックのプレート（２４）の上に配置されてお り、また電装部品（３３）が、薄膜（１４）に向い合うプレート（２４）の面の 上に位置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査するため の圧力信号発生器。
2. ２．電装部品（３３）とセンサブロック（１９）の接触ディスク（２２，２３） とが、ボンディングワイヤ（３４）及び厚膜プリント配線路（３５）によって接 続されていることを特徴とする、請求項１記載の圧力信号発生器。
3. ３．プレート（２４）、圧電材料（２１）及び接触ディスク（２２，２３）の間 の接続面が貼着されていることを特徴とする、請求項１又は２記載の圧力信号発 生器。
4. ４．プレート（２４）がＡ１２Ｏ３から成っていることを特徴とする、請求項１ から３までのいづれか１項記載の圧力信号発生器。
5. ５．対応支承部（２５）がケーシング（１０）内に押し込まれていることを特徴 とする、請求項１から４までのいづれか１項記載の圧力信号発生器。
6. ６．対応支承部（２５）内に、評価回路の電気的な導線（２７）を貫通せしめる ための孔（２６）が形成されていることを特徴とする、請求項１から５までのい づれか１項記載の圧力信号発生器。
7. ７．対応支承部（２５）に、電気的な導線（２７）を貫通せしめるための面取り された扇形部（２６）が形成されていることを特徴とする、請求項１から５まで のいづれか１項記載の圧力信号発生器。
8. ８．突き棒（１８）がガラスセラミックから成っていることを特徴とする、請求 項１から６までのいづれか１項記載の圧力信号発生器。
9. ９．ケーシング（１０）は、センサブロック（１９）及び電装部品（３３）の領 域内で充填材によって充填されていることを特徴とする、請求項１から７までの いづれか１項記載の圧力信号発生器。