组合的温度传感器、绝对压力传感器和压差传感器组件的制作方法
【专利摘要】本发明提供用于组合的温度传感器、绝对压力传感器和压差传感器组件的方法和设备。传感器组件包括壳体，该壳体包括承载件、压差传感器、歧管绝对压力传感器、由压差传感器和歧管绝对压力传感器共用的孔口、印刷电路板(PCB)、热敏电阻、引线脚和覆盖件。
【专利说明】
组合的温度传感器、绝对压力传感器和压差传感器组件
技术领域
[0001]本发明整体涉及传感器，更具体地，本发明涉及组合的温度传感器、绝对压力传感器和压差传感器组件。
【背景技术】
[0002]—般来讲，歧管压力传感器(MAP传感器)是内燃机的电子控制系统中使用的传感器之一O
[0003]使用MAP传感器的发动机通常是燃料喷射式发动机。歧管绝对压力传感器向发动机的电子控制单元(ECU)提供瞬时歧管压力信息。该数据用来计算空气密度并确定发动机的空气质量流率(mass flow rate)，继而确定最佳燃烧所需的燃料计量，并影响点火正时的提前或延迟。
[0004]如今，制造商将废气再循环(EGR)引入发动机，以提高燃料经济性并改善排放。
[0005]需要一种装置，其能够将空气质量中的EGR百分比组成与压力和温度数据结合起来，从而提供最佳的发动机性能。
【发明内容】
[0006]以下内容给出了对本发明的简要概括，以便提供对本发明某些方面的基本理解。
【发明内容】
并不是对本发明的综述。其既不用来确定本发明的关键或重要元素，也不是用来界定本发明的范围。其唯一目的在于以简化的形式呈现本发明的某些概念，作为下文所呈现的更详细描述的前序部分。
[0007]本发明提供用于组合的温度传感器、绝对压力传感器和压差传感器组件的方法和设备。
[0008]总来的来说，在一个方面中，本发明的特征在于一种传感器组件，其包括壳体，该壳体包括承载件、压差传感器、歧管绝对压力传感器、由压差传感器和歧管绝对压力传感器共用的孔口、印刷电路板(PCB)、热敏电阻、引线脚和覆盖件。
[0009]在另一个方面中，本发明的特征在于一种传感器组件，其包括壳体，该壳体包括承载件、输出废气再循环(EGR)阀两侧上的压差的压差传感器、输出歧管绝对压力的歧管绝对压力传感器、用于压差传感器和歧管绝对压力传感器的共用孔口、印刷电路板(PCB)、输出歧管空气温度的热敏电阻、引线脚和覆盖件。
[0010]本发明的实施例可以具有以下优点中的一个或多个。
[0011]本发明的传感器组件提供对进气歧管的温度和压力的压力测量，以便确定提供至发动机的进气阀的空气质量流量大小。此外，同样的设备提供在进气歧管之前但是废气再循环(EGR)阀之后的孔口上的压差测量值，以便计算正与进入空气混合的废气量。
[0012]本发明的传感器组件使用单个压差元件，从而使得部件数量最小化，并消除了需要两个用于压差计算的感测元件的设计中存在的高共模不精确性。
[0013]本发明的传感器组件包括壳体，该壳体被设计成使得能够感测歧管空气压力以及真实压差，而不需要减去两个独立感测元件的输出信号。
[0014]本发明的传感器组件适于配合到现有歧管绝对压力/温度和歧管绝对压力(MAP/TMAP)传感器当中。
[0015]通过阅读以下的详细说明并查看相关的附图，这些和其它特征和优点将是明显的。应当理解，前文的整体描述和下文的详细描述仅仅是解释性的，并非用来限制要求保护的各个方面。
【附图说明】
[0016]通过参考以下结合附图的详细说明，将更全面地理解本发明，在附图中:
[0017]图1为示例性传感器组件的分解图。
[0018]图2为图1的传感器组件的剖视图。
【具体实施方式】
[0019]现在参考附图描述本发明，其中在全文中相同的附图标记表示相同的部件。为了解释的目的，在以下的描述中列出了多个具体的细节以便提供对发明的理解。然而显然的是，本发明可以在没有这些特定细节的情况下实施。
[0020]在以下的说明中，术语“或”旨在表示包括“或”而不是排除“或”。也就是，除非另外说明或从文本中清楚地得出，否则“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两者，那么，“X米用A或B”对任何前述情况都是满足的。此外，如本申请说明书和附图中所用的冠词“一”通常应当被翻译为指的是“一个或多个”，除非另外说明或从文本中清楚地得出为指的是单数形式。
[0021]如图1所示，示例性传感器组件10的分解图包括壳体15，该壳体容装有承载件20、压差感测元件25、歧管绝对压力感测元件30、印刷电路板(PCB) 35、热敏电阻40、O形环45、弓丨线脚50和覆盖件55。传感器组件10提供对进气歧管的温度和压力的压力测量，以便确定正提供至内燃机上的进气阀的空气密度和空气质量流量。此外，传感器组件10提供对进气歧管之前、废气再循环(EGR)阀之后的压力孔口的压差测量，以便计算正与进入空气混合的废气量。压差测量可以仅仅用于测量EGR质量流量，或者还可以用作用于EGR阀的闭环反馈。
[0022]在优选的实施例中，压差传感器25与陶瓷基底上的贵金属一起使用，以感测压力孔口上游的再循环废气压力。传感器壳体15和覆盖件55被构造成用以能够将腐蚀性废气流与任何可能易于腐蚀的电子部件分隔开。
[0023]如图2所示，在传感器组件10的剖视图中，壳体15包括三个感测元件，即压差传感器25、歧管绝对压力传感器30和热敏电阻40。后绝对腔体(absolute cavity)60由压差传感器25和歧管绝对压力传感器30共用。这使得能够实现对进气歧管绝对压力的直接测量以及不受共模效应或特性相异性影响的真实(即非计算的)的压差测量。两个元件25、30暴露于共模绝对压力，这使得能够使用更加敏感的压差感测元件，而不是两个较低灵敏度的绝对压力感测元件，从而能够提高压差感测测量的精确度。
[0024]在优选实施例中，传感器组件10生成三个离散的输出。第一输出是来自歧管绝对压力传感器30的歧管绝对压力。第二输出是来自压差传感器25的在EGR阀下游的孔口两侧上的压差，即压力Pl-压力P2。第三输出是来自热敏电阻40的歧管空气温度。
[0025]在另一个实施例中，可以在EGR阀上使用传感器，以便计算EGR阀两侧上的压差。
[0026]将压差传感器25、歧管绝对压力传感器30结合在单个壳体15中，这使得能够输出真实的P2-P1压差。现有的方案使用两个绝对压力传感器管芯，并且通过专用集成电路计算P2-P1。这种类型的计算由于绝对压力传感器管芯的不规则性而引入了过多的误差，这在暴露于相同的压力、温度和环境时会产生更大的测量误差。
[0027]单个壳体15不需要用于压差部分的计算压力信号。
[0028]传感器组件10使用覆盖件55至凝胶屏障65的附接(the cover 55to gel dam65attach)，以形成高压腔体60，该高压腔体将上游腐蚀性介质带到压差传感器25的高压侧。凝胶屏障65至覆盖件的密封能够对比Pl腔体压力介质更具有腐蚀性的介质加以介质隔绝。传感器组件10还包括氧化铝电路板70和保护凝胶75。使用凝胶屏障65至覆盖件的密封能够在传感器组件的其余部分中使用坚固性不高(即不太昂贵)的材料，原因在于该设计允许进行介质隔绝。
[0029]承载件20的结合能够在子组件水平上进行传感器组件10的校准，与最终成品水平相比，这方便了传感器组件10的大量生产。子组件水平上的校准能够具有更高的产量，并且从整体上降低了生产线副产品和废料。使用具有低弹性模量的粘合剂允许校准子组件与整个包装件的应力隔绝，从而消除传递到校准子组件的包装应力。
[0030]传感器组件10包括利用热敏电阻40进行的空气热测量。热敏电阻40通过焊料或电阻焊连接到壳体15。壳体15适于包括凹部，该凹部便于将环氧树脂/硅树脂粘合剂分配在暴露的热敏电阻40和引线脚50的顶部上。这使得热敏电阻40能够用于腐蚀环境，并通过保护热敏电阻40和引线脚50免于腐蚀环境而使得它们不被腐蚀。这样的灌封还防止了在不同电势区域之间的端子金属迀移。
[0031]传感器组件10还可以包括嵌件成型衬套(未示出)，其与热敏电阻遮蔽件一起用来将传感器组件10安装到进气歧管中，使得传感器组件10能够顺便替换现有的MAP/TMAP传感器，并且还能够测量来自上游(较高)前孔口压力的压差。该压差能够形成EGR阀的废气的重复且闭合的反馈回路，以计算进入进气歧管的废气的百分比。
[0032]在优选实施例中，来自传感器组件10的电子信号输出由一个独立的专用集成电路进行补偿，该专用集成电路补偿各个感测元件25、30的热和压力依赖性。另外，传感器组件10能够使用单个数字专用集成电路(ASIC)，该单个数字专用集成电路使得能够经由单边半字节传输(SENT)数字通信协议(参见SAE J2716)向用户控制模块(未示出)提供补偿的离散输出。
[0033]传感器组件10还可以用作来自每个感测元件25、30的半桥，以便向用户控制模块提供模拟信号。半桥设计折衷了全桥设计的某些诊断能力，但是能够使用单个ASIC，这降低了成本。
[0034]某些实施例可以利用表达“一个实施例”或“实施例”以及它们的衍生词进行描述。这些术语指的是与实施例相关地描述的具体特征、结构或特性包括在至少一个实施例中。在说明书中各个位置出现的短语“在一个实施例中”不必全部指的是相同的实施例。
[0035]虽然参考本发明的优选实施例已经具体示出和描述了本发明，但是本领域技术人员应当理解，在不脱离所附权利要求限定的本申请的精神和范围的情况下，可以进行形式和细节上的各种改变。这样的改变将由本申请的范围所覆盖。因此，本申请的实施例的前述说明并不是限制性的。相反，在以下的权利要求中记载了本发明的任何限制。
【主权项】
1.一种传感器组件，包括: 壳体，所述壳体包括: 承载件； 压差传感器； 歧管绝对压力传感器； 由所述压差传感器和所述歧管绝对压力传感器共用的孔口； 印刷电路板(PCB); 热敏电阻； 引线脚；以及 覆盖件。2.根据权利要求1所述的传感器组件，其中所述歧管绝对压力传感器输出歧管绝对压力。3.根据权利要求1所述的传感器组件，其中所述压差传感器输出废气再循环(EGR)阀两侧上的压差。4.根据权利要求1所述的传感器组件，其中所述压差传感器输出在EGR阀之后的孔口两侧上的测量值。5.根据权利要求1所述的传感器组件，其中所述热敏电阻输出歧管空气温度。6.根据权利要求1所述的传感器组件，其中所述压差传感器与陶瓷基底上的贵金属一起使用，以感测孔口上游的再循环废气压力。7.根据权利要求1所述的传感器组件，其中所述传感器壳体和所述覆盖件被构造成用以能够将腐蚀性废气流与可能易于腐蚀的电子部件分隔开。8.根据权利要求1所述的传感器组件，其中所述覆盖件形成所述孔口，以将上游腐蚀性压力介质带到所述压差传感器的高压侧。9.根据权利要求1所述的传感器组件，其中所述承载件使得能够在子组件水平上对所述压差传感器和所述歧管绝对压力传感器进行校准。10.根据权利要求1所述的传感器组件，其中所述热敏电阻通过焊接连接到所述壳体。11.根据权利要求1所述的传感器组件，其中所述壳体还包括嵌件成型衬套，所述嵌件成型衬套与热敏电阻遮蔽件以及O形环一起用来将所述壳体安装到内燃机的进气歧管中。12.根据权利要求1所述的传感器组件，其中来自所述压差传感器和所述歧管绝对压力传感器的输出由两个独立的专用集成电路(ASIC)进行补偿。13.根据权利要求1所述的传感器组件，其中来自所述压差传感器和所述歧管绝对压力传感器的输出由一个独立的专用集成电路进行补偿。14.根据权利要求1所述的传感器组件，其中来自所述压差传感器和所述歧管绝对压力传感器的输出来自于单个数字专用集成电路，该单个数字专用集成电路经由SENT域向用户控制模块提供输出。15.根据权利要求1所述的传感器组件，其中所述壳体和所述覆盖件由塑料构成。16.一种传感器组件，包括: 壳体，所述壳体包括: 承载件； 压差传感器，所述压差传感器输出废气再循环(EGR)阀的孔口两侧上的压差； 歧管绝对压力传感器，所述歧管绝对压力传感器输出歧管绝对压力； 用于所述压差传感器和所述歧管绝对压力传感器的共用孔口； 印刷电路板(PCB); 热敏电阻，所述热敏电阻输出歧管空气温度； 引线脚；以及 覆盖件。17.根据权利要求16所述的传感器组件，其中所述压差传感器与陶瓷基底上的贵金属和保护凝胶一起使用，以感测孔口上游的再循环废气压力。18.根据权利要求16所述的传感器组件，其中所述传感器壳体和所述覆盖件被构造成用以能够将腐蚀性废气流与可能易于腐蚀的电子部件分隔开。19.根据权利要求16所述的传感器组件，其中所述覆盖件形成所述孔口，以将上游腐蚀性压力介质带到所述压差传感器的高压侧。20.根据权利要求16所述的传感器组件，其中所述承载件使得能够在子组件水平上对所述压差传感器和所述歧管绝对压力传感器进行校准。21.根据权利要求16所述的传感器组件，其中所述热敏电阻通过焊接连接到所述壳体。22.根据权利要求16所述的传感器组件，其中所述壳体和所述覆盖件由塑料构成。
【文档编号】G01L11/00GK106052944SQ201610203065
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年4月1日 公开号201610203065.5, CN 106052944 A, CN 106052944A, CN 201610203065, CN-A-106052944, CN106052944 A, CN106052944A, CN201610203065, CN201610203065.5
【发明人】C·查普特, T·弗洛约, C·C·利奥诺, S·S·兰哈诺嘉
【申请人】森萨塔科技公司