(57)【要約】【課題】本発明の目的は、圧力センサ装置の小型化を実現することである。【解決手段】本発明の圧力センサ装置は、前記第１の圧力検出素子の中心位置が前記第１の圧力導入通路の中心線に対して前記第２の圧力検出素子が配置されている方向にずれるように前記第１の圧力検出素子を配置し、前記第２の圧力検出素子の中心位置が前記第２の圧力導入通路の中心線に対して前記第１の圧力検出素子が配置されている方向にずれるように前記第２の圧力検出素子を配置することを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の圧力を導入するための第１の圧力導入通路と第２の圧力を導入するための第２の圧力導入通路とを有するハウジングと、前記ハウジング内に設けられ、前記第１の圧力導入通路から導入された圧力を検出する第１の圧力検出素子と、前記ハウジング内に設けられ、前記第２の圧力導入通路から導入された圧力を検出する第２の圧力検出素子と、を備える圧力センサ装置であって、
前記ハウジングの底面部が長辺と短辺を有する四角形状であり、
前記ハウジングの底面部の長手方向に並ぶように前記第１および第２の圧力検出素子を前記ハウジングの底面部に配置し、
前記第１及び第２の圧力検出素子の上側に回路基板を配置し、
前記第１の圧力検出素子と前記回路基板とを電気的に導通させる第１のターミナルと、前記第２の圧力検出素子と前記回路基板とを電気的に導通させる第２のターミナルとをそれぞれ前記ハウジングにインサートし、
前記第１の圧力検出素子の中心位置が前記第１の圧力導入通路の中心線に対して前記第２の圧力検出素子が配置されている方向にずれるように前記第１の圧力検出素子を配置し、
前記第２の圧力検出素子の中心位置が前記第２の圧力導入通路の中心線に対して前記第１の圧力検出素子が配置されている方向にずれるように前記第２の圧力検出素子を配置することを特徴とする圧力センサ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の圧力センサ装置において、
前記第１の圧力導入通路の内径内に前記第１の圧力検出素子の圧力検出部の一部が含まれるように第１の圧力検出素子を配置し、
前記第２の圧力導入通路の内径内に前記第２の圧力検出素子の圧力検出部の一部が含まれるように第２の圧力検出素子を配置することを特徴とする圧力センサ装置。
【請求項３】
請求項１に記載の圧力センサ装置において、
前記第１の圧力検出素子と前記第１のターミナルとの接続部と、前記回路基板と前記第１のターミナルとの接続部とが、上下方向に重ならないように前記ハウジングの底面部の長辺方向にずらして配置し、
前記第２の圧力検出素子と前記第２の中間ターミナルとの接続部と、前記回路基板と前記第２の中間ターミナルとの接続部とが、上下方向に重ならないように前記ハウジングの底面部の長辺方向にずらして配置していることを特徴とする圧力センサ装置。
【請求項４】
請求項３に記載の圧力センサ装置において、
前記第１および第２のターミナルは、同じハウジングの側壁面にインサートされ、
前記ハウジングの側壁面は、前記ハウジングの底面部の長辺側の側壁面であることを特徴とする。
【請求項５】
請求項１に記載の圧力センサ装置において、
前記第１の圧力導入通路と前記第２の圧力導入通路の通路径を異ならせたことを特徴とする圧力センサ装置。
【請求項６】
請求項１に記載の圧力センサ装置において、
前記第１の圧力検出素子と前記第２の圧力検出素子を前記ハウジングに搭載する際、前記上流側圧力導入通路及び前記下流側圧力導入通路の中心線に対し、前記上流側圧力検出素子及び前記下流側圧力検出素子の圧力検出部が、共に垂直位置となることを特徴とする圧力センサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気系に搭載される圧力センサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンの内燃機関では、内燃機関本体から排出される排ガス中に含まれる排気微粒子（以下、ＰＭと称す）が問題となっており、ＰＭを捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、ＤＰＦと称す）の搭載義務付けがディーゼルエンジン搭載車の普及率が高い欧州中心に進んでいる。ＤＰＦでは、ある一定量のＰＭを捕集したら、ＤＰＦ自体を加熱し、捕集したＰＭを燃焼させている。ＤＰＦが捕集したＰＭの量は、ＤＰＦの上流側の圧力と下流側の圧力差により推定することができる。このようにして、ＤＰＦがＰＭにより目詰まりを起こすことを防止している。そのため、ＤＰＦを搭載する場合には、ＤＰＦの上流側と下流側の圧力を検出する圧力センサ装置を設置する必要がある。
【０００３】
圧力センサ装置の従来例として、特許文献１に記載の発明がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２８４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
現在、自動車全体の小型化、低環境負荷車の台頭によるエンジンルームの一層の複雑化によって、エンジンルーム内に固定して配置する圧力センサ装置のより一層の小型化が求められている。
【０００６】
特許文献１には、センサチップケースに圧力を検出するセンサチップを接着固定し、センサチップケースに一体でモールドされた信号引き出しリード端子とチップ間をワイヤで接続することが開示されている。特許文献１によると、吸入圧力と大気圧力を検出する２つの圧力センサを１つのパッケージ内に収容することによりコンパクト化を図っている。しかしながら、特許文献１では、信号引き出しリード端子をセンサチップケースに一体にモールドする構成となっており、センサチップケースが大きくなってしまい、センサチップケースを収容するハウジングもそれに伴い大きなものとなってしまう。すなわち、特許文献１には、圧力センサ装置の小型化に検討の余地が残されている。
【０００７】
本発明の目的は、圧力センサ装置の小型化を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の圧力を導入するための第１の圧力導入通路と第２の圧力を導入するための第２の圧力導入通路とを有するハウジングと、前記ハウジング内に設けられ、前記第１の圧力導入通路から導入された圧力を検出する第１の圧力検出素子と、前記ハウジング内に設けられ、前記第２の圧力導入通路から導入された圧力を検出する第２の圧力検出素子と、を備える圧力センサ装置であって、前記ハウジングの底面部が長辺と短辺を有する四角形状であり、前記ハウジングの底面部の長手方向に並ぶように前記第１および第２の圧力検出素子を前記ハウジングの底面部に配置し、前記第１及び第２の圧力検出素子の上側に回路基板を配置し、前記第１の圧力検出素子と前記回路基板とを電気的に導通させる第１のターミナルと、前記第２の圧力検出素子と前記回路基板とを電気的に導通させる第２のターミナルとをそれぞれ前記ハウジングにインサートし、前記第１の圧力検出素子の中心位置が前記第１の圧力導入通路の中心線に対して前記第２の圧力検出素子が配置されている方向にずれるように前記第１の圧力検出素子を配置し、前記第２の圧力検出素子の中心位置が前記第２の圧力導入通路の中心線に対して前記第１の圧力検出素子が配置されている方向にずれるように前記第２の圧力検出素子を配置することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、圧力センサ装置の小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施例を示す内燃機関のディーゼルエンジン構成図。
【図２】本発明の第１実施例を示す（ａ）上面概略図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ断面図。
【図３】本発明の第一実施例を示す（ａ）下面概略図、（ｂ）（ａ）の拡大図。
【図４】本発明の第１実施例を示す（ａ）上面概略図、（ｂ）側面概略図、（ｃ）側面概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための実施形態について説明する。
【００１２】
図１に本発明の圧力センサ装置を設けた内燃機関であるディーゼルエンジンの全体構成を示す。
【００１３】
内燃機関１の排気ポートに連なる排気通路２にはターボチャージャー３及びＤＰＦ４が設けられている。圧力センサ装置５は、ホースなどの圧力導入管７、８を介して排気通路６内の圧力を検出する。圧力センサ装置５は、ＤＰＦ４の上流側および下流側の圧力を検出し、ＤＰＦ４の上流側の絶対圧に応じた信号と、ＤＰＦ４の下流側の絶対圧に応じた信号と、ＤＰＦ４の上流側および下流側の圧力の差圧に応じた信号をＥＣＵ９へ出力する。
【００１４】
ＥＣＵ９は圧力センサ装置５が検出した差圧に基づいてＤＰＦ４が目詰まりであるかどうかを判断する。ＤＰＦ４が目詰まりであると判断されたなら、ＤＰＦ４を高温にすることで捕集したＰＭを燃焼させ、目詰まり状態を解消する。
【００１５】
また吸気通路１０には空気流量測定装置１１が設置されており、吸入空気量を検出する。吸気通路１０には、インタークーラー１２と吸気絞り弁１３が備えられており、インテークマニホールド１４に連通している。
【００１６】
更に、排気通路２から排気再循環通路１５が連通され、ＥＧＲクーラー１６及び排気再循環通路絞り弁１７を備えている。
【００１７】
ＥＣＵ９には、圧力センサ装置５と空気流量測定装置１１の出力信号や図示しない各種センサ類の出力信号が入力され、各部の状態が知らされるようになっている。
【００１８】
本発明品は、ディーゼル機関の排気系に設置された排気微粒子を捕集するＤＰＦ４の上流及び下流の圧力を、ホースなどの圧力導入管７、８を介して検出する圧力センサ装置である。１つの圧力センサ装置にて、ＤＰＦ４の上流側と下流側の絶対圧出力、および、ＤＰＦ４の上流側と下流側の圧力差を検知し、ＤＰＦ４の目詰まり状態を判断することが可能である。
【００１９】
本発明の第１実施例を図２および図３を用いて説明する。
【００２０】
図２に示されるように、本発明の第１実施形態をなす圧力センサ装置は、コネクタターミナル２２と上流側圧力導入通路２５と下流側圧力導入通路２６と取付け部１９を有するハウジング１８と、ハウジング１８にインサートされた中間ターミナル２３、２４と、ハウジング１８内に設けられた圧力検出素子２７、２８と、圧力検出素子２７、２８の上に設けられたベース部材２１と、ベース部材２１に設けられた回路基板２０と、カバー２９から構成される。
【００２１】
ハウジング１８の底面部に上流側圧力導入通路２５と下流側圧力導入通路２６が設けられている。ハウジング１８の底面部は長辺と短辺を有する四角形状であって、ハウジング１８の底面部に設けられている上流側圧力導入通路２５と下流側圧力導入通路２６の開口部は、ハウジング１８の底面部の長手方向に並ぶように設けられている。上流側圧力検出素子２７は、上流側圧力導入通路２５の開口部を塞ぐようにハウジング１８に設けられ、ハウジング１８の底面部にエポキシ系の接着剤により接着されている。下流側圧力検出素子２８は、下流側圧力導入通路２６の開口部を塞ぐようにハウジング１８に設けられ、ハウジング１８の底面部にエポキシ系の接着剤により接着されている。上流側圧力検出素子２８と下流側圧力検出素子２９とは、ハウジング１８の底面部の長手方向に並ぶように設けられている。
【００２２】
上流側圧力検出素子２７と中間ターミナル２３の一端とが溶接などで電気的に接続され、下流側圧力検出素子２８と中間ターミナル２４の一端とが溶接などで電気的に接続される。
【００２３】
回路基板２０は、樹脂材で形成されたベース部材２１内にエポキシ系接着剤により接着され、ベース部材２１はハウジング１８にエポキシ系の接着剤により接着される。回路基板２０は長辺と短辺を有する四角形状であり、ベース部材２１も長辺と短辺を有する四角形状である。回路基板２０は、回路基板２０の長手方向がハウジング１８の長手方向と重なるようにハウジング１８内に配置されている。回路基板２０を搭載するベース部材２１も同様である。
【００２４】
中間ターミナル２３、２４をハウジング１８内にインサートし、中間ターミナル２３を介して上流側圧力検出素子２７は回路基板２０に接続され、中間ターミナル２４を介して下流側圧力検出素子２８は回路基板２０に接続されるので、回路基板２０を上流側圧力検出素子２７と下流側圧力検出素子２８の上側に配置、すなわち階層構造とすることができる。上流側圧力検出素子２７と下流側圧力検出素子２８を回路基板２０の長手方向に並べ、その上側に回路基板２０を設ける構成とすることで、水平方向のスペースを有効に活用でき、圧力センサ装置の水平方向の小型化を実現できる。
【００２５】
上流側圧力検出素子２７と下流側圧力検出素子２８の２つを用いて、ＤＰＦ４の上流側と下流側の圧力の絶対圧を測定し、ＤＰＦの目詰まり状態を検出している。そのため、ＤＰＦ４の下流側につながるホースを上流側圧力導入通路２５に誤って繋げてしまうと、上流側圧力検出素子２７がＤＰＦ４の下流側の圧力を検出することとなり、ＤＰＦ４の目詰まり状態を正常に判断できなくなってしまう。そのため、ホースの誤挿入を防止するために、上流側圧力導入通路２５と下流側圧力導入通路２６を異なる径として、上流側圧力導入通路２５と下流側圧力導入通路２６を判断しやすいようにしている。
【００２６】
また、ＤＰＦ４の上流側の空気は下流側よりもＰＭなどの異物を多く含むので、上流側圧力導入通路２５の方の径を大きくして異物による圧力導入通路の詰まりを防止している。特に、上流側圧力導入通路２５の通路内径を５.５mm以上にすると、圧力導入通路に侵入した水が水膜を張ることを抑制できるので、圧力導入通路の詰まりを効果的に防止できる。
【００２７】
上流側圧力検出素子２７は、上流側圧力検出素子２７の中心位置を上流側圧力導入通路の中心線３８に対して下流側圧力検出素子２８が配置されている方向にずらして配置されている。また、下流側圧力検出素子２８は、下流側圧力検出素子２８の中心位置を上流側圧力導入通路の中心線３９に対して上流側圧力検出素子２７が配置されている方向にずらして配置されている。上流側圧力検出素子２７と下流側圧力検出素子２８をハウジング１８の中心側に来るように配置しているので、ハウジング１８の底面部の長手方向、すなわちＸ軸方向の寸法を小さくすることができ、装置の小型化が可能となる。
【００２８】
また、図３に示されるように、上流側圧力導入通路の内径２５ａ内に上流側圧力検出素子の圧力検出部３６の一部が含まれるように、上流側圧力検出素子２７の中心位置を上流側圧力導入通路の中心線３８に対して下流側圧力検出素子２８が配置されている方向にずらして配置すると良い。同様に、下流側圧力導入通路の内径２６ａ内に下流側圧力検出素子の圧力検出部３７の一部が含まれるように、下流側圧力検出素子２８の中心位置を下流側圧力導入通路の中心線３９に対して下流側圧力検出素子２８が配置されている方向にずらして配置すると良い。
【００２９】
上流側圧力導入通路の中心線３７に対して、上流側圧力検出素子２７の中心位置を極端にずらして配置すると、上流側圧力導入通路２５の入口に対して上流側圧力検出素子の圧力検出部３６が隠れてしまう構成となり、また上流側圧力導入通路２５に対して上流側圧力検出素子の検出部３７の位置が遠くなってしまう。そのため、応答性に影響を及ぼす可能性がある。そのため、上流側圧力導入通路の内径２５ａ内に上流側圧力検出素子の圧力検出部３６の一部が含まれるように、上流側圧力検出素子２７をずらす量を制限し、上流側圧力導入通路２５の入口から見たときに上流側圧力装置の圧力検出部３６が完全に隠れないようにしている。そのため、上記構成により小型化と応答性の両立を図っている。下流側圧力検出素子２８の配置についても同様である。
【００３０】
また、圧力検出素子２７、２８の中心位置を圧力導入通路の中心線３７、３８からずらして配置する効果としては圧力センサ装置の耐汚損性が向上することがあげられる。圧力導入管を流れる空気は、中心部分が一番ダストなどの汚損物を含んでおり、内壁方向に行くほど汚損物を含まないきれいな空気となる。本発明では、上流側圧力検出素子２７の中心位置を圧力導入通路の中心線３８からずらして配置し、下流側圧力検出素子２８の中心位置を圧力導入通路の中心線３９からずらして配置しているので、上流側圧力検出部３６と下流側圧力検出部３７に衝突する汚損物の量を少なくすることができ、耐汚損性が向上する。
【００３１】
図４を用いて本発明の第二実施例を説明する。なお、中間ターミナル２３、２４の形状以外の構成は第一実施例と同一のため説明は省略する。
【００３２】
中間ターミナル２３、２４をクランク状に形成し、ハウジング１８の長辺側の側壁面にインサートしている。圧力検出素子２７と中間ターミナル２３の接続部と、回路基板２０と中間ターミナル２３の接続部を上下方向で重ならないようにＸ方向にずらして配置し、圧力検出素子２８と中間ターミナル２４の接続部と、回路基板２０と中間ターミナル２４の接続部を上下方向で重ならないようにＸ方向にずらして配置されている。
【００３３】
上流側圧力検出素子２７および下流側圧力検出素子２８と回路基板２０とを上下構造とする場合、圧力検出素子２７と中間ターミナル２３の接続部と、回路基板２０と中間ターミナル２３の接続部とが、Ｙ方向、すなわち回路基板２０の短手方向で重なっていると、上側にある回路基板２０と中間ターミナル２３の接続部が邪魔となり、下側にある圧力検出素子２７と中間ターミナル２３の接続部を溶接することができない。そのため、回路基板２０と中間ターミナル２３の接続部と上側にある回路基板２０と中間ターミナル２３の接続部が上下方向で重ならないように、Ｙ方向にずらして配置する必要がある。これは下流側の圧力検出素子２８と中間ターミナル２８の接続においても同様である。本発明の第二実施例によると、圧力検出素子２７と中間ターミナル２３の接続部と、回路基板２０と中間ターミナル２３の接続部を上下方向で重ならないようにＸ方向にずらして配置し、圧力検出素子２８と中間ターミナル２４の接続部と、回路基板２０と中間ターミナル２４の接続部を上下方向で重ならないようにＸ方向にずらして配置されている。そのため回路基板２０の接続部と圧力検出素子の接続部をＹ方向にずらして配置することなく上流側圧力検出素子２７と中間ターミナル２３の接続を可能とし、また下流側圧力検出素子２８と中間ターミナル２４の接続を可能としている。第二実施例によれば、Ｘ方向のスペースを有効に使用しているので、Ｘ方向にサイズアップすることなく、Ｙ方向の寸法を第一実施例よりも更に小さくすることが可能となり、より装置を小型化できる。
【００３４】
第２実施例においても、第１実施例同様に上流側圧力検出素子２７と下流側圧力検出素子２８をそれぞれ上流側圧力導入通路の中心線３８と下流側圧力導入通路の中心線３９に対しずらすように配置することで、応答性向上を維持しつつ圧力センサ装置の小型化、耐汚損性向上を実現できる。
【００３５】
なお、中間ターミナル２３、２４はハウジング１８の同一側壁面内にインサートされていると良い。これにより、接続箇所がそれぞれ近くに位置するようになるので、接続工程が簡略化される。また、同一側壁面内に設けることで、スペースを有効活用でき、より小型化が図れる。
【００３６】
本発明によれば、応答性を維持しつつ、圧力センサ装置の小型化、耐汚損性向上が実現できる。
【符号の説明】
【００３７】
１  内燃機関
２、６  排気通路
３  ターボチャージャー
４  ＤＰＦ
５  圧力センサ装置
７  上流側圧力導入管
８  下流側圧力導入管
９  ＥＣＵ
１０  吸気通路
１１  空気流量測定装置
１２  インタークーラー
１３  吸気絞り弁
１４  インテークマニホールド
１５  排気再循環通路
１６  ＥＧＲクーラー
１７  排気再循環通路絞り弁
１８  ハウジング
１９  取付け部
２０  回路基板
２１  ベース部材
２２  コネクタターミナル
２３、２４  中間ターミナル
２５  上流側圧力導入通路
２５ａ  上流側圧力導入通路内径
２６  下流側圧力導入通路
２６ａ  下流側圧力導入通路内径
２７  上流側圧力検出素子
２８  下流側圧力検出素子
２９  カバー
３０  ワイヤボンディング
３６  上流側圧力検出素子の圧力検出部
３７  下流側圧力検出素子の圧力検出部
３８  上流側圧力導入通路の中心線
３９  下流側圧力導入通路の中心線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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