(57)【要約】  温度センサ、およびそれを形成する方法は、金属ハウジングを有する温度感知部を含み、金属ハウジングの表面に少なくとも１つの円形フィンが構成される。温度感知素子は一般に温度感知部に付随し、ポッティングが、温度感知素子と金属ハウジングの間に形成されたギャップ内に配置され、かつ温度感知部まで往復する複数の高温金属リード線を保持するためのセラミック管と接合され、それによって、排気ガス環境中で温度を測定するために利用される温度センサが形成され、対流熱伝達のための、所与の熱質量に対するセンサチップの表面積が増加することにより温度センサの応答時間および精度が改善する。【選択図】図１
2009535653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属ハウジングを有し、前記金属ハウジングの表面に突起が構成され、前記突起がその対流熱伝達のために前記表面の表面積を改善する温度感知部と、
前記温度感知部に付随する温度感知素子と、を含む温度センサであって、
ポッティングが、前記温度感知素子と前記金属ハウジングの間に形成されたギャップ内に配置され、かつ前記温度感知部まで往復する複数の高温金属リード線を保持するためのセラミック管と接合され、それによって、排気ガス環境中で温度を測定するために利用される温度センサが形成され、前記温度センサの応答時間および精度が、対流熱伝達のための前記表面積が増加することにより改善し、一方、低温の用途にも適用可能である、温度センサ。
【請求項２】
請求項１に記載のセンサにおいて、
前記温度感知素子が抵抗温度検出器（ＲＴＤ）、サーミスタ、熱電対構成要素、または金属酸化膜半導体構成要素を含む、センサ。
【請求項３】
金属ハウジングを有し、前記金属ハウジングの表面に突起が構成され、前記突起がその対流熱伝達のために前記表面の表面積を改善する温度感知部と、
前記温度感知部に付随する温度感知素子と、
を含む温度センサであって、
前記温度感知素子が抵抗温度検出器（ＲＴＤ）を含み、ポッティングが、前記温度感知素子と前記金属ハウジングの間に形成されたギャップ内に配置され、かつ前記温度感知部まで往復する複数の高温金属リード線を保持するためのセラミック管と接合され、それによって、排気ガス環境中で温度を測定するために利用される温度センサが形成され、前記温度センサの応答時間および精度が、対流熱伝達のための前記表面積が増加することにより改善し、一方、低温の用途にも適用可能である、温度センサ。
【請求項４】
温度感知部に金属ハウジングを備えるステップと、
前記金属ハウジングの表面に、その対流熱伝達のために前記表面の表面積を改善する突起を構成するステップと、
前記温度感知部に温度感知素子を付随させるステップとを含む、
温度センサを形成する方法であって、
ポッティングが、前記温度感知素子と前記金属ハウジングの間に形成されたギャップ内に配置され、かつ前記温度感知部まで往復する複数の高温金属リード線を保持するためのセラミック管と接合され、それによって、排気ガス環境中で温度を測定するために利用される温度センサが形成され、前記温度センサの応答時間および精度が、対流熱伝達のための前記表面積が増加することにより改善し、一方、低温の用途にも適用可能である、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実施形態は、一般的にはセンサのシステムおよび方法に関する。実施形態はまた、温度センサにも関する。実施形態はさらに、例えば自動車の排気ガスにさらされるなど、過酷で腐食する状態で利用される温度センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
温度センサは多様な用途で利用される。例えば、オーブンと組み合わせて使用される温度センサは、一般に金属管を備え、その内部の一端に温度感知素子が配置され、導線が温度感知素子から管の他端の開口まで管内に延びる。金属管は、温度感知素子がオーブンの内部空洞と熱的に連絡して配置されるように、オーブンの壁を貫通して挿入される。温度感知素子は一般に、抵抗温度検出器すなわちＲＴＤである。温度センサはまた、サーミスタまたは熱電対構成、金属酸化膜半導体、あるいは他の任意の種類の温度感知素子をベースとすることもできる。
【０００３】
温度センサの有用性が特に見出される１つの領域は、排気ガス環境の領域にある。様々な用途で、高温における単ガスまたは混合ガスの温度測定が必要とされる。１つのこのような用途には、自動車用途または燃焼用途が含まれ、これらの用途では、選択的な触媒還元（ＳＣＲ）および排気ガス再循環（ＥＧＲ）をベースとした排気後処理を用いて排気を制御するために、排気ガス温度を測定する必要がある。センサは、例えば、すす粒子、ＳＯｘ、湿気、ディーゼル油、ＮＨ３、ＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯ、ＣＯ２などを含む、過酷で腐食性の自動車排気ガス環境中で機能しなければならない。
【０００４】
排気ガス温度（ＥＧＴ）は、例えば自動車エンジンの動作を評価するために利用することができる。排気ガス温度はまた、自動車エンジン構成要素の劣化速度の目安も与える。すなわち、排気ガス温度がエンジンの状態の指標であるので、それを用いてエンジンの動作特性および機能特性を評価し制御することができる。
【０００５】
排気ガス温度レベルの正確な測定は重要である。排気ガス温度を正確に測定するには、ＥＧＴ測定システムの性能低下を最小限にする必要がある。したがって、ＥＧＴ測定システムがエンジン間のばらつき、および燃焼室出口の温度プロファイルを補償することが望ましい。さらに、測定システムは、エンジン構成要素の進行する劣化に伴い起こりうるエンジンプロファイルの変化を補償しなければならない。
【０００６】
排気ガスの温度プロファイルによって、特定のセンサを貫入することが決定されうる。排気ガス温度プロファイルは、燃焼室内の燃焼ノズルの数、タイプおよび配置によって決まる。特定のエンジンの排気ガス温度プロファイルは、排気ガス通路の周辺で様々な貫入深さにあるいくつかのセンサ内に配置された、多数の熱電対素子を使用して決定される。排気ガス温度プロファイルが特定のタイプのエンジンに対して規定されると、それを用いて、正常なエンジン動作時の排気ガス温度を監視するために必要なＥＧＴセンサの数および配置を計算することができる。
【０００７】
上記に示したように、排気ガス温度センサに関しては多様な温度感知素子を利用することができる。抵抗温度検出器（ＲＴＤ）素子を温度測定機器に使用することができる。ＲＴＤ素子は、白金、ニッケルまたは類似の金属の薄膜／厚膜抵抗を備えたセラミック基板を有し、この抵抗は、良熱伝導体であるガラス、セラミックまたは他の任意の材料のグレージングのような保護層の被覆を備える。巻線ＲＴＤ素子もまた利用可能である。例えば白金またはニッケルなどの材料は正の温度係数を有し、その抵抗は温度の増加とともに直線的に増加する。
【０００８】
サーミスタもまた温度測定機器に利用される。サーミスタは本質的に半導体デバイスであり、高い負または正の温度係数の抵抗を有する熱抵抗器として動作する。サーミスタは、ビーズ、円板またはロッドの形をした、鉄、マグネシウム、ニッケル、コバルトおよび銅の酸化物のような焼結金属酸化物セラミックでできている。温度変化は非線形であり、抵抗が負温度係数（ＮＴＣ）のサーミスタの場合には、温度の上昇とともに抵抗が減少し、抵抗が正温度係数（ＰＴＣ）のサーミスタの場合には、温度の上昇とともに抵抗が増大する。
【０００９】
例えば熱電対は、最も一般的に使用される温度感知デバイスであり、いわゆるゼーベック効果の原理に基づいて動作する。すなわち、異種の金属、セラミックまたは金属酸化膜半導体の２つの接合部が異なる温度に保たれると、温度差に比例する起電力が接合部に誘起する。一般に白金を銅、コンスタンタン、ニッケル、ロジウム、鉄、金、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＣｅＯ２などとともに利用することができる。
【００１０】
感知素子は、適切にパッケージしてガス流路内に配置することができ、温度は、適切な電子回路を使用して抵抗または電圧を変換することにより測定される。一般に、２つの種類のパッケージング方法が利用可能である。第１の方法は、いわゆる開放形感知チップセンサ方法であり、感知素子はガス流に直接さらされる。第２の方法は、密閉形感知チップセンサ方法であり、感知素子はガス流に直接さらされないで、感知素子を取り囲む高温ポッティングを使用して金属ハウジング内にパッケージされる。これらの技法には、以下の表１にまとめた特有の欠点がある。
【００１１】
【表１】
2009535653.tif 000003
【００１２】
排気ガス環境中で温度を正確に測定する能力は、いくつかの重要な要素に基づきうる。例えば、いくつかの用途では、自動車環境での排気ガスの温度測定を目的としたＲＴＤベースの密閉形センサは、１５秒未満の動的応答時間ｔ６３、およびある静的応答を実現することが望ましい。動的応答ｔ６３は、特定の試験条件（例えば媒体で、媒体の温度、媒体の流量、媒体の密度など）で、媒体の温度の６３．２％にセンサが達するのに要する時間を表す。一方、静的応答は、静的な安定状態の条件での金属ハウジングの外面とＲＴＤ表面の間の温度差となり、センサの精度に重大な影響を及ぼしうる。このような密閉形センサが、例えばディーゼル油、湿気、振動および／または他の流体とともに過酷な高温排気ガスにさらされ、かつ／または、例えば−４０℃〜７５０℃の温度範囲にわたるガスにさらされるには好ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従来技術の手法には、ＲＴＤ感知素子を収容する小さなチップ構造を利用することが含まれる。しかし、このようなデバイスは、応答時間を決定する質量対面積比（ｍ／ａ）の物理的制限のために、そのよう状況で動作することが確認されていない。したがって、ＲＴＤをベースとする温度センサを利用して、ガス排気環境でのより高い効率および正確な指示値を実現するために、応答時間を低減するようにｍ／ａ比を小さくする必要がある。本明細書で詳細に開示するシステムおよび方法は、この重要な、従来は満たされていない必要性を解決すると考えられる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
以下の要約は、完全な説明としてではなく、実施形態に固有の新規な特徴のいくつかについて理解を容易にするために提供するものである。開示する実施形態の様々な態様の完全な理解は、全部の明細書、特許請求の範囲、図面および要約を総じて読めば得ることができる。
【００１５】
したがって、本発明の一態様は、改善された温度センサを提供することである。
【００１６】
本発明のもう１つの態様は、改善された排気ガス温度センサを提供することである。
【００１７】
本発明の他の一態様は、自動車排気ガス環境で利用されるＲＴＤベースの密閉形温度センサにおいて速い応答時間を達成するシステムおよび方法を提供することである。
【００１８】
本発明の一態様はまた、応答および精度が改善された温度感知素子を収容する密閉形感知チップを提供することでもある。
【００１９】
本発明の他の一態様は、自動車の排気ガス中に見られるような、過酷で、腐食性があり、高温高圧の、ガス密度が変動する環境中で長期にわたり的確に機能する適切なパッケージングを提供することである。
【００２０】
本明細書で説明するように、本発明の前述の態様、ならびに他の目的および利点を実現することができる。温度センサ、およびそれを形成する方法を開示する。この温度センサは、金属ハウジングを有する温度感知部を含み、この金属ハウジングの表面に少なくとも１つの円形フィンが構成される。温度感知素子は一般に温度感知部に付随し、ポッティングが、温度感知素子と金属ハウジングの間に形成されたギャップ内に配置され、かつ温度感知部まで往復する複数の高温金属リード線を保持するためのセラミック管と接合され、それによって、排気ガス環境中で温度を測定するために利用される温度センサが形成され、対流熱伝達のための表面積が増加することにより温度センサの応答時間および精度が改善する。
【００２１】
添付の図では、別々の図にわたって同じ参照数字が同じまたは機能的に類似の要素を指す。図は、本明細書に組み込まれてその一部を形成し、さらに実施形態を示し、詳細な説明とともに、開示する実施形態の原理を説明するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
これらの非限定的な例で論じる特定の値および構成は、変更することができ、少なくとも１つの実施形態を単に説明するために引用され、本発明の範囲を限定するものではない。
【００２３】
図１は、好ましい一実施形態により実施することができる温度センサ１００の部分断面図を示す。図２は、好ましい一実施形態による、図１に示した温度センサ１００の拡大断面図を示す。図１〜２では、同じまたは類似の部品または要素が、同じ参照数字によって共通して示されることに注意されたい。図１〜２は、温度センサ１００の温度感知部１が、円形のフィン２ａをその表面に有する金属ハウジング２を用いて実現されることを示し、温度感知部１は、温度感知素子３と、温度感知素子３とフィン付金属ハウジング２の間のギャップに充填された高温ポッティング４とからなり、高温金属リード線６を保持するセラミック管５を備える。
【００２４】
いくつかの実施形態では、セラミック管５は、高温金属リード線６を保持する穴を備えた円筒形に構成することができる。他の実施形態では、セラミック管５は、高温金属リード線６の組立を容易にするために、１つまたは複数の半分割円筒構成部品から構成することができる。セラミック管５はまた、本明細書でより詳細に説明するポッティングコンパウンドの充填を容易にするために、管５の外面に管５の全長に沿った溝を備えて構成することもできる。さらに、セラミック管５はまた、金属ハウジング内に同じものを配置するための段差を備えて構成することもできる。他の実施形態では、金属ハウジング２を実際にはプラスチックで構成することができる。金属ハウジング２の材料は、高温の用途では例えば高温金属（例えばステンレス鋼）とすることができる。しかし、低温の用途では、設計上の考慮事項に応じて、ハウジング２を形成する金属の代わりに、またはハウジング２を形成するために使用される金属に追加してプラスチックを利用することができる。
【００２５】
温度センサ１００は、排気ガス環境中で、その温度を測定するために使用することができ、それによってセンサの応答時間および精度が、対流熱伝達のための表面積が大きくなったことにより改善され、また過酷で腐食性の自動車排気ガス環境に対する温度感知素子３のより優れた保護が実現する。円形フィン２ａは、円形フィンに加えて他の形状にも構成できることに注意されたい。つまり、円形フィン２ａは、金属ハウジング２の表面に形成された１つまたは複数の突起を構成するが、対流熱伝達のために表面積を改善するのに、金属ハウジング２の表面で、例えば直線状フィン、らせん状フィン、または他の任意の種類の突起とすることができる。
【００２６】
本明細書に開示する実施形態をさらに理解するには、基本的な熱力学および熱伝達の概念を参照することが有用であるため、これらの概念を過渡的熱伝達に一般に関係する式（１）および（２）について以下に提示する。一般に、センサは、その本体の温度が時間とともに変動するが、どの時点でもそれが固体全体にわたって均一なままである集中システムとして考えることができる。こうすると解析を著しく簡単にすることができる。支配的な式（１）を以下に示す。
【００２７】
【数１】
2009535653.tif 000004
【００２８】
ここで、
Ｔ∞は媒体（排気ガス）の温度、
Ｔｉは温度感知部１の初期温度、
Ｔ（ｔ）は時間ｔにおける温度感知部１の温度、
ｔは特定の温度Ｔ（ｔ）に達するのに要する時間、
ｈは媒体（排気ガス）と温度感知部１の間の対流熱伝達係数、
Ａは対流熱伝達に利用可能な温度感知部１の表面積、
ρは温度感知部１の全体密度、
Ｖは温度感知部１の全体積、
Ｃｐは温度感知部１の全体比熱である。
【００２９】
集中システム解析およびｔ６３条件では、上記の式（１）は、以下の式（２）に示されるように簡略化することができる。
【００３０】
【数２】
2009535653.tif 000005
【００３１】
ここで、Ｍは温度感知部１の全質量（ρ×Ｖ）である。
【００３２】
所与の媒体では、その流量、温度感知部１の特定の構成要素材料、Ｃｐおよびｈは一定である。したがって、上記の式（１）および（２）から、温度感知部１の質量を低減し、温度感知部１の対流熱伝達のために表面積を大きくすることによって、応答時間を低減できることが明らかである。言い換えると、同じ構成要素材料を使用して温度感知部１の質量対表面積比を小さくすると、応答時間が短くなる。
【００３３】
金属ハウジングの様々な形状および寸法について、一連の計算および実験を行うことができる。もちろん、通常の密閉形感知チップを用いて実現できる質量対表面積比には物理的な限界があるので、応答時間は、ある特定の値を上回っては改善できないことを理解されたい。したがって、ある手法を実施して、温度感知部１の表面に円形フィン２ａを追加することによって、温度感知部１の質量対表面積比を低減することができる。この改変により温度感知部１の表面積が温度感知部１の質量と比べて著しく増大し、それによって温度感知部１の質量対表面積比が効果的に低減した。
【００３４】
この概念の詳細は、実施形態の１つによる温度センサ１００の全体構成を示す図１で得られる。図２は、図１の温度感知部１を構成する金属ハウジング２内の部分構造の拡大図を示す。この温度センサ１００は、例えば約７５０℃以上の高温環境中で使用される排気ガス温度センサに適用することができる。この温度センサ１００はまた、例えば温度範囲−４０℃〜７５０℃以上における他のどんな温度測定の用途にも使用することができる。
【００３５】
図２を参照すると、温度感知部１がより詳細に示されている。参照数字２は、例えば耐熱性に優れるステンレス鋼などの金属で構成された金属ハウジングを示す。図２で示された図では、金属ハウジング２は円筒形に成形されており、一端に底部、他端に開口を有し、外面を取り囲む円形フィン２ａを備える。温度感知素子３は、金属ハウジング２内の一端（底部が設けられた端部）に収容することができ、高温ポッティング４（すなわちポッティングコンパウンド）が、金属ハウジング１と温度感知素子３の間すべてに充填されている。
【００３６】
温度感知素子３は、サーミスタ、ＲＴＤ、熱電対ビーズ、または他の任意の種類の温度感知素子とすることができる。高温ポッティング４は、セラミック（例えばマグネシウム酸化物）でできている。金属ハウジング２はまた、開いた底部２ｂを有して高温ポッティング４を簡単に充填し、次に、溶接によって接合される金属底蓋で覆うこともできる。高温の用途に使用されるポッティングコンパウンド４は、セラミックベースのものにできることに注意されたい。しかし、コンパウンド４を構成する場合に、低温の用途では、様々な種類のエポキシなどのコンパウンドをセラミックベースの材料の代わりに利用することができる。
【００３７】
温度感知素子３は、高温（例えば７５０℃以上）での使用に耐えることができ、もちろん設計上の考慮事項に応じて、焼結成形体の帽子のような長方形のブロック形に構成することもできる。さらに、高温金属リード線対６を温度感知素子３に接続して出力信号を検出することもできる。高温金属リード線６は、温度感知素子３の信号リード線３ａに溶接によって接続し、次に、金属ハウジング２の長手方向に延びる２穴円筒セラミック管５内に挿入することができる。高温金属リード線６の材料は、耐熱性に優れるステンレス鋼などの金属であり、その抵抗温度係数は非常に小さく、温度感知素子３の出力信号に加わるどんなエラーも低減する。
【００３８】
セラミック管５はまた、温度感知素子３と高温金属リード線６の組立を容易にするために分割円筒形とすることもできる。セラミック管５は、例えば高温セラミック（例えばジルコニウム酸化物）などの材料で形成することができる。温度感知部１内のすべての構成要素は、線形膨張係数が一致するように選択されている。
【００３９】
金属ハウジング２は、溶接によってカラー取付部品７に接合することができる。カラー取付部品７もまた、例えば耐熱性に優れるステンレス鋼などの金属材料で形成することができる。カラー取付部品７の他端には、耐熱性に優れるステンレス鋼などの金属でつくられた延長管１０を溶接によって接合することができる。固定ナット９を延長管１０にかぶせて挿入することができ、固定ナット９は、カラー取付部品７の上で一般に回転自在である。固定ナット１０の目的は、温度センサを取付穴に固定することである。固定ナット９もまた、耐熱性に優れるステンレス鋼などの金属材料で構成することができる。固定ナット９は、カラー取付部品７（簡単に「カラー」とも呼ばれる）のまわりで回転するようにゆるく、固定せずに構成することができる。しかし、代わりに、顧客またはユーザの要望に応じて、固定部品９をカラー７に一体化した部分とすることもできる。
【００４０】
次に、高温金属リード線６が延長管セラミック８に通される。この延長管セラミック８は、高温セラミック（例えばジルコニウム酸化物）でつくられた２穴円筒セラミック絶縁体として構成することができる。高温金属リード線６は、金属スプライス１２に接続することができる。金属スプライス１２は、高温ケーブルアセンブリ１４からの一次線１４ａのリード線に溶接で圧着され、高温熱収縮絶縁体１３で被覆される。高温ケーブルアセンブリ１４は、耐高温ポリマーまたはゴムの外被、および２本の一次線１４ａを有することができ、一次線１４ａは、耐高温ポリマーで絶縁された裸銅またはめっき銅のリード線を有する。高温金属リード線６は、高温ケーブルアセンブリ１４に接続して外部に接続することができる。高温ケーブルアセンブリ１４は、外部回路（図示せず）に電気的に接続されるように構成することができ、温度センサ１００と外部回路は、信号を交換し合うために互いに通信することができる。
【００４１】
高温プラスチックスリーブ１１は、延長管１０と高温ケーブルアセンブリ１４の間に、それが延長管セラミック８と接触するまで挿入することができ、次に、延長管１０が２箇所で環状に圧着され、高温ケーブルアセンブリ１４とプラスチックスリーブ１１が所定の位置に保持される。高温プラスチックスリーブ１１の材料は、＞２００℃の温度に継続して耐えることができるポリマーである。
【００４２】
以上が温度センサ１００の構造の細部の説明のすべてである。この温度センサ１００は、例えば自動車の排気管に形成された取付穴（図示せず）に挿入することができ、温度センサ１００は、取付台の内側にカラー取付部品７の接合面７ａが位置するように配置し、次に、固定ナット９を用いて取付台に固定することができる。
【００４３】
次に、温度が測定されるべき流体（例えば排気ガス）が、排気管内に突き出た温度感知部１と接触したときに、測定されるべき流体の温度に対応する信号が、高温金属リード線６および高温ケーブルアセンブリ１４を介して、温度感知素子３からの信号として外部回路に出力されるように設計されている。
【００４４】
前述したように、この実施形態は、温度センサ１００の温度感知部１の一部を形成する金属ハウジング２の外面のまわりに円形フィン２ａを追加することを主な特徴とする。前述のように、温度感知部１は温度感知素子３、高温ポッティング４、セラミック管５、および高温金属リード線６を含むことができる。
【００４５】
この実施形態によれば、円形のフィン２ａを金属ハウジング２ａの外面に配置して、温度感知部１の対流熱伝達のために表面積を改善し、それによって、質量に比べて温度センサ１００の応答時間ｔ６３および精度を著しく改善することができる。
【００４６】
ここで、応答時間ｔ６３試験における改善の具体的な評価結果を以下に示す。この実施形態の場合のように、円形フィン２ａを備えたサンプルが用意されたが、円形フィン２ａのないサンプルと、温度感知素子３が直接露出する別のサンプル（高温ポッティングと、温度感知素子３を露出するための開口付きの金属ハウジングとで被覆されていない）も比較サンプルとして用意された。応答時間Ｔ６３試験は、温度ステップおよびガス流量が同じ試験条件のもとで３つのサンプルすべてについて実施された。
【００４７】
図３はグラフ３００を示し、その曲線３０２は、従来の密閉形感知チップセンサの応答時間を示す。図４はグラフ４００を示し、その曲線４０２は、開放形感知チップセンサの応答時間を示す。同様に、図５はグラフ５００を示し、その曲線５０２は、好ましい実施形態により実施することができる、フィン付金属ハウジングを備えたフィン付密閉形感知チップセンサの応答時間を示す。
【００４８】
実施された試験の結果として得られた応答曲線は、円形フィン２ａのないサンプル、温度感知素子３が直接露出したサンプル、および円形フィン２ａを備えたサンプルについて、それぞれ図３、図４および図４に示される。図３、図４および図５で、グラフは、応答時定数試験において時間に対してグラフ化された、試験の媒体温度に対応する温度感知素子３の出力抵抗を示すことに注意されたい。これらの結果はまた、以下の表２に示されるように、主要動作パラメータの結果比較表の形式にまとめることもできる。
【００４９】
【表２】
2009535653.tif 000006
【００５０】
表２に示された主要動作パラメータのデータから、フィン付密閉形感知チップ温度センサ１００の応答時間ｔ６３は、従来の密閉形感知チップセンサと比べて大幅に６．９秒改善することができ、開放形感知チップセンサの応答時間と非常に近く、その差がわずか０．４秒であることがわかる。同様の結果のパターンは応答時間Ｔ９０の比較の場合でも見ることができ、フィン付密閉形感知チップ温度センサ１００と開放形感知チップセンサの値は非常に近いのに対し、従来の密閉形感知チップセンサは約１５秒遅い。
【００５１】
フィン付密閉形感知チップ温度センサ１００の流体（排気ガス）温度に対応する整定抵抗値は、開放形感知チップセンサの整定抵抗値に非常に近い。従来の密閉形感知チップセンサの整定抵抗値と開放形感知チップセンサの整定抵抗値とでは違いがあり、このため温度センサ１００が不正確になる。
【００５２】
さらに、フィン付密閉形感知チップ温度センサ１００の信号安定性は非常に良好であり、出力信号は、開放形感知チップセンサと類似したある一定の抵抗値で安定化している。従来の密閉形感知チップセンサは信号の変動を示しており、それによって温度感知部内に熱エネルギーの不均衡がありうることが示される。
【００５３】
表２はまた、フィン付密閉形感知チップ温度センサ１００と開放形感知チップセンサの両方で示された応答の種類が集中指数関数であり、同じ試験条件のもとで繰り返して試験したときの再現性がよいことも表している。
【００５４】
さらに、金属ハウジング２内に適切にパッケージされ、高温ポッティング４がまわりに充填されて、すす粒子、ＳＯ２、湿気、ディーセル油などを含む過酷な自動車排気ガス環境に直接さらされないように保護される温度感知素子３によって、温度センサ１００をより高信頼性にすることもできる。温度感知素子３はまた、開放形感知チップ構成の場合のようなカンチレバーではなく、振動に対しても十分に保護される。従来の密閉形感知チップセンサと開放形感知チップセンサの両方の欠点が、本発明により著しく緩和された。
【００５５】
要約すると、温度感知素子をフィン付密閉金属ハウジング内に、２穴セラミック管と、金属ハウジングと温度感知素子の間のギャップに充填された高温ポッティングとともにパッケージすることができる温度センサであって、開放形感知チップセンサに非常に近い応答時間および正確な動作と、過酷な自動車排気ガス環境に対する従来の密閉形感知チップセンサのような保護とを実現する温度センサ。
【００５６】
上記に開示の、また他の特徴および機能の変形形態、またはそれらの代替形態が、望ましくは他の多くの異なるシステムまたは用途に組み合わせることができることを理解されよう。また、現在は予想または予期されないそれらの代替形態、改変形態、変形形態または改善が当業者によって引き続きもたらされる可能性があり、これらもまた添付の特許請求の範囲に包含されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】一実施形態による温度センサの全体構造を示す部分断面図である。
【図２】一実施形態による、図１に示した温度センサの拡大断面図である。
【図３】従来の密閉形感知チップセンサの応答時間を示すグラフである。
【図４】開放形感知チップセンサの応答時間を示すグラフである。
【図５】好ましい一実施形態により実施することができる、フィン付金属ハウジングを用いたフィン付密閉形感知チップセンサの応答時間を示すグラフである。
【図１】
2009535653.tif 000007
【図２】
2009535653.tif 000008
【図３】
2009535653.tif 000009
【図４】
2009535653.tif 000010
【図５】
2009535653.tif 000011
【国際調査報告】
2009535653.tif 000012
2009535653.tif 000013