(57)【要約】【課題】差圧だけでなく、絶対圧も検出することができる圧力センサを提供する。【解決手段】第１センサチップ３０で検出された大気圧と第１圧力導入ポート１１に導入された圧力との差圧である第１差圧と、大気圧と第２圧力導入ポート１２に導入された圧力との差圧である第２差圧との差分を取得することで、各圧力導入ポート１１、１２に導入される各圧力の差圧を取得し、第１差圧と大気圧と真空圧との差圧である第３差圧との差分を取得することで第１圧力導入ポート１１に導入される絶対圧を取得する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力媒体を導入する第１、第２圧力導入ポート（１１、１２）を備えたケース（１０）と、
板状であって、当該板の表面側と裏面側とに印加される圧力の差圧に応じたレベルの電気信号を発生する第１〜第３センサチップ（３０、４０、５０）と、
前記各センサチップ（３０、４０、５０）で検出された各差圧に基づいて、前記第１圧力導入ポート（１１）に導入される圧力と前記第２圧力導入ポート（１２）に導入される圧力との差圧、前記第１圧力導入ポート（１１）に導入される絶対圧を取得する回路チップ（６０）とを備え、
前記第１センサチップ（３０）は、前記第１圧力導入ポート（１１）に導入される圧力が当該第１センサチップ（３０）の裏面側に印加されると共に表面側に基準圧力が印加されるように前記ケース（１０）に収納され、当該第１センサチップ（３０）の表面側に印加される基準圧力と裏面側に印加される前記第１圧力導入ポート（１１）に導入された圧力との第１差圧を検出し、
前記第２センサチップ（４０）は、前記第２圧力導入ポート（１２）に導入される圧力が当該第２センサチップ（４０）の裏面側に印加されると共に表面側に前記基準圧力が印加されるように前記ケース（１０）に収納され、当該第２センサチップ（４０）の表面側に印加される基準圧力と裏面側に印加される前記第２圧力導入ポート（１２）に導入された圧力との第２差圧を検出し、
前記第３センサチップ（５０）は、当該第３センサチップ（５０）の裏面側に真空圧が印加されると共に表面側に前記基準圧力が印加されるように前記ケース（１０）に収納され、当該第３センサチップ（５０）の表面側に印加される前記基準圧力と裏面側に印加される前記真空圧との第３差圧を検出し、
前記回路チップ（６０）は、前記第１センサチップ（３０）で検出された前記第１差圧と前記第２センサチップ（４０）で検出された前記第２差圧との差分を取得することで、前記各圧力導入ポート（１１、１２）に導入される各圧力の差圧を取得し、前記第１センサチップ（３０）で検出された前記第１差圧と前記第３センサチップ（５０）で検出された前記第３差圧との差分を取得することで前記第１圧力導入ポート（１１）に導入される絶対圧を取得するようになっていることを特徴とする圧力センサ。
【請求項２】
前記回路チップ（６０）は、前記第１センサチップ（３０）で検出された前記第１差圧と前記第２センサチップ（４０）で検出された前記第２差圧との差分を取得することで、前記各圧力導入ポート（１１、１２）に導入される各圧力の差圧を取得し、前記第２センサチップ（４０）で検出された前記第２差圧と前記第３センサチップ（５０）で検出された前記第３差圧との差分を取得することで前記第２圧力導入ポート（１２）に導入される絶対圧を取得するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
【請求項３】
前記回路チップ（６０）は、前記第１センサチップ（３０）で検出された前記第１差圧と前記第２センサチップ（４０）で検出された前記第２差圧との差分を取得することで、前記各圧力導入ポート（１１、１２）に導入される各圧力の差圧を取得し、前記第１センサチップ（３０）で検出された前記第１差圧と前記第３センサチップ（５０）で検出された前記第３差圧との差分を取得することで前記第１圧力導入ポート（１１）に導入される絶対圧を取得し、前記第２センサチップ（４０）で検出された前記第２差圧と前記第３センサチップ（５０）で検出された前記第３差圧との差分を取得することで前記第２圧力導入ポート（１２）に導入される絶対圧を取得するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
【請求項４】
前記回路チップ（６０）は、前記第１センサチップ（３０）で検出された前記第１差圧と前記第３センサチップ（５０）で検出された前記第３差圧との差分を取得することで前記第１圧力導入ポート（１１）に導入される絶対圧を取得し、前記第２センサチップ（４０）で検出された前記第２差圧と前記第３センサチップ（５０）で検出された前記第３差圧との差分を取得することで前記第２圧力導入ポート（１２）に導入される絶対圧を取得するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
【請求項５】
圧力媒体を導入する第１、第２圧力導入ポート（１１、１２）を備えたケース（１０）と、
前記ケース（１０）に収納され、板状であって、当該板の表面側と裏面側とに印加される圧力の差圧に応じたレベルの電気信号を発生する第１、第２センサチップ（１１０、１２０）と、
前記各センサチップ（１１０、１２０）で検出された各差圧に基づいて、前記第１圧力導入ポート（１１）に導入される圧力と前記第２圧力導入ポート（１２）に導入される圧力との差圧、前記第１圧力導入ポート（１１）に導入される絶対圧を取得する回路チップ（６０）とを備え、
前記第１センサチップ（１１０）は、前記第１圧力導入ポート（１１）に導入される圧力が当該第１センサチップ（１１０）の表面側に印加されると共に裏面側に真空圧が印加されるように前記ケース（１０）に収納され、当該第１センサチップ（３０）の表面側に印加される前記第１圧力導入ポート（１１）に導入される圧力と裏面側に印加される前記真空圧との第１差圧を検出し、
前記第２センサチップ（１２０）は、前記第２圧力導入ポート（１２）に導入される圧力が当該第２センサチップ（１２０）の表面側に印加されると共に裏面側に真空圧が印加されるように前記ケース（１０）に収納され、前記第２圧力導入ポート（１２）に導入される圧力と裏面側に印加される前記真空圧との第２差圧を検出するようになっており、
前記回路チップ（６０）は、前記第１センサチップ（１１０）で検出された前記第１差圧と前記第２センサチップ（１２０）で検出された前記第２差圧との差分を取得することで、前記各圧力導入ポート（１１、１２）に導入される各圧力の差圧を取得し、前記第１センサチップ（１１０）で検出された前記第１差圧を前記第１圧力導入ポート（１１）に導入される絶対圧として取得するようになっていることを特徴とする圧力センサ。
【請求項６】
前記回路チップ（６０）は、前記第１センサチップ（１１０）で検出された前記第１差圧と前記第２センサチップ（１２０）で検出された前記第２差圧との差分を取得することで、前記各圧力導入ポート（１１、１２）に導入される各圧力の差圧を取得し、前記第２センサチップ（１２０）で検出された前記第２差圧を前記第２圧力導入ポート（１２）に導入される絶対圧として取得するようになっていることを特徴とする請求項５に記載の圧力センサ。
【請求項７】
前記回路チップ（６０）は、前記第１センサチップ（１１０）で検出された前記第１差圧と前記第２センサチップ（１２０）で検出された前記第２差圧との差分を取得することで、前記各圧力導入ポート（１１、１２）に導入される各圧力の差圧を取得し、前記第１センサチップ（１１０）で検出された前記第１差圧を前記第１圧力導入ポート（１１）に導入される絶対圧として取得し、前記第２センサチップ（１２０）で検出された前記第２差圧を前記第２圧力導入ポート（１２）に導入される絶対圧として取得するようになっていることを特徴とする請求項５に記載の圧力センサ。
【請求項８】
前記回路チップ（６０）は、前記第１センサチップ（１１０）で検出された前記第１差圧を前記第１圧力導入ポート（１１）に導入される絶対圧として取得し、前記第２センサチップ（１２０）で検出された前記第２差圧を前記第２圧力導入ポート（１２）に導入される絶対圧として取得するようになっていることを特徴とする請求項５に記載の圧力センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センシング部の裏面で受圧する圧力センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、車両から排出されるＮＯｘ（窒素酸化物）やＰＭ（粒子状物質）を低減させるＤＰＦシステムが普及し始めている。ＤＰＦは、ＰＭを排出するディーゼル車に装備され、エンジンの燃焼室から排出された排気ガスに含まれるＰＭを捕集して大気に放出しないようにするフィルタである。
【０００３】
図３は、上記ＤＰＦシステムのブロック図である。この図に示されるように、ＤＰＦシステムでは、エンジン２１０から排出された排気ガスはＤＰＦ２２０を介して浄化され、マフラー２３０から大気に排出されるようになっている。また、当該ＤＰＦシステムには、ＤＰＦ２２０を通過する排気ガスの通過前と通過後との差圧を検出することでＤＰＦ２２０の目詰まりの検出に用いられる差圧センサ２４０が備えられている。このようなＤＰＦシステムは図示しないＥＣＵによって制御される。
【０００４】
図４は、従来の差圧センサ２４０の概略断面図である。この図に示されるように、差圧センサ２４０は、ケース３１０と、ケース３１０に収納され、演算を行う回路を備えた基板３２０と、２つのセンサチップ３３０、３４０とを備えて構成されている。各センサチップ３３０、３４０は、基板３２０上に接着剤７０で固定された台座３５０、３６０上にそれぞれ設置されている。
【０００５】
各センサチップ３３０、３４０はそれぞれ裏面受圧方式で圧力検出を行うようになっているため、各センサチップ３３０、３４０の各ダイヤフラム３３１、３４１の裏面側が台座３５０、３６０に対向するように台座３５０、３６０上にそれぞれ固定されている。そして、台座３５０、３６０および基板３２０には、各圧力導入ポート３１１、３１２と繋がる貫通した貫通孔３５１、３６１および圧力導入孔３２１、３２２がそれぞれ設けられている。そして、各センサチップ３３０、３４０はケース３１０に備えられた図示しない電気回路にボンディングワイヤ３７１、３７２で電気的に接続された状態になっている。
【０００６】
このような差圧センサ２４０では、各圧力導入ポート３１１、３１２の一方がＤＰＦ２２０の上流側、他方がＤＰＦ２２０の下流側にそれぞれ接続され、各圧力導入ポート３１１、３１２に導入された圧力がそれぞれ各センサチップ３３０、３４０にて検出され、基板２０に備えられた回路で差圧が演算されて上記ＥＣＵに出力されるようになっている。
【０００７】
上記のような差圧センサ２４０を備えたＤＰＦシステムにおいて、ＤＰＦ２２０の目詰まりを正確に検出するためには、ＤＰＦ２２０の上流側および下流側の差圧と、ＤＰＦ２２０の上流側の絶対圧の両方が必要である。そこで、従来では、差圧センサ２４０からＤＰＦ前絶対差圧としての出力１とＤＰＦ前後差圧としての出力２との差圧を取得し、ＥＵＣにて差圧に大気圧とマフラー２３０の圧損とを足し合わせることでＤＰＦ２２０の上流側の絶対圧を推定していた。なお、マフラー２３０の圧損は一定値であり、大気圧のデータと共にＥＣＵに記憶されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来の技術では、差圧センサ２４０にてＤＰＦ２２０の上流側と下流側との差圧を検出することはできるものの、ＤＰＦ２２０の上流側の絶対圧については検出した差圧、大気圧、そしてマフラー２３０の圧損のパラメータから推定しなければならず、ＤＰＦ２２０の上流側の絶対値を直接検出することできなかった。
【０００９】
本発明は、上記点に鑑み、差圧だけでなく、絶対圧も検出することができる圧力センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の第１の特徴では、前記回路チップ（６０）は、前記第１センサチップ（３０）で検出された基準圧力と第１圧力導入ポート（１１）に導入された圧力との差圧である第１差圧と、基準圧力と第２圧力導入ポート（１２）に導入された圧力との差圧である第２差圧との差分を取得することで、各圧力導入ポート（１１、１２）に導入される各圧力の差圧を取得し、第１差圧と基準圧力と真空圧との差圧である第３差圧との差分を取得することで第１圧力導入ポート（１１）に導入される絶対圧を取得する。
【００１１】
このように、第１、第２センサチップ（３０、４０）で検出された第１、第２差圧の差分を取得することで、基準圧力を相殺することができ、ひいては各圧力導入ポート（１１、１２）に導入される各圧力の差圧を取得することができる。また、第１、第３センサチップ（３０、５０）で検出された第１、第３差圧の差分を取得することで、基準圧力を相殺することができ、真空圧に対する第１圧力導入ポート（１１）に導入された圧力、すなわち第１圧力導入ポート（１１）に導入された圧力の絶対圧を取得することができる。以上のようにして、１つの圧力センサで各圧力導入ポート（１１、１２）の導入される各圧力の差圧、第１圧力導入ポート（１１）に導入される圧力の絶対圧をそれぞれ取得することができる。
【００１２】
この場合、回路チップ（６０）は、第１センサチップ（３０）で検出された第１差圧と第２センサチップ（４０）で検出された第２差圧との差分を取得することで、各圧力導入ポート（１１、１２）に導入される各圧力の差圧を取得し、第２センサチップ（４０）で検出された第２差圧と第３センサチップ（５０）で検出された第３差圧との差分を取得することで第２圧力導入ポート（１２）に導入される絶対圧を取得することができる。
【００１３】
また、回路チップ（６０）は、第１センサチップ（３０）で検出された第１差圧と第２センサチップ（４０）で検出された第２差圧との差分を取得することで、各圧力導入ポート（１１、１２）に導入される各圧力の差圧を取得し、第１センサチップ（３０）で検出された第１差圧と第３センサチップ（５０）で検出された第３差圧との差分を取得することで第１圧力導入ポート（１１）に導入される絶対圧を取得し、第２センサチップ（４０）で検出された第２差圧と第３センサチップ（５０）で検出された第３差圧との差分を取得することで第２圧力導入ポート（１２）に導入される絶対圧を取得することができる。
【００１４】
さらに、回路チップ（６０）は、第１センサチップ（３０）で検出された第１差圧と第３センサチップ（５０）で検出された第３差圧との差分を取得することで第１圧力導入ポート（１１）に導入される絶対圧を取得し、第２センサチップ（４０）で検出された第２差圧と第３センサチップ（５０）で検出された第３差圧との差分を取得することで第２圧力導入ポート（１２）に導入される絶対圧を取得することもできる。
【００１５】
本発明の第２の特徴では、前記回路チップ（６０）は、第１圧力導入ポート（１１）に導入される圧力と真空圧との差圧である第１差圧と第２圧力導入ポート（１２）に導入される圧力と真空圧との差圧である第２差圧との差分を取得することで、各圧力導入ポート（１１、１２）に導入される各圧力の差圧を取得し、第１センサチップ（１１０）で検出された第１差圧を第１圧力導入ポート（１１）に導入される絶対圧として取得する。
【００１６】
これにより、各センサチップ（１１０、１２０）にて各圧力導入ポート（１１、１２）に導入される圧力をそれぞれ検出することができる。したがって、各センサチップ（１１０、１２０）で検出された各圧力の差分を取得することで、各圧力導入ポート（１１、１２）に導入される各圧力の差圧を取得することができる。また、第１センサチップ（１１０）は第１圧力導入ポート（１１）に導入される圧力そのものを検出しているので、第１圧力導入ポート（１１）に導入される圧力の絶対圧を取得することができる。
【００１７】
この場合、回路チップ（６０）は、第１センサチップ（１１０）で検出された第１差圧と第２センサチップ（１２０）で検出された第２差圧との差分を取得することで、各圧力導入ポート（１１、１２）に導入される各圧力の差圧を取得し、第２センサチップ（１２０）で検出された第２差圧を第２圧力導入ポート（１２）に導入される絶対圧として取得することができる。
【００１８】
また、回路チップ（６０）は、第１センサチップ（１１０）で検出された第１差圧と第２センサチップ（１２０）で検出された第２差圧との差分を取得することで、各圧力導入ポート（１１、１２）に導入される各圧力の差圧を取得し、第１センサチップ（１１０）で検出された第１差圧を第１圧力導入ポート（１１）に導入される絶対圧として取得し、第２センサチップ（１２０）で検出された第２差圧を第２圧力導入ポート（１２）に導入される絶対圧として取得することができる。
【００１９】
さらに、回路チップ（６０）は、第１センサチップ（１１０）で検出された第１差圧を第１圧力導入ポート（１１）に導入される絶対圧として取得し、第２センサチップ（１２０）で検出された第２差圧を第２圧力導入ポート（１２）に導入される絶対圧として取得することもできる。
【００２０】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００２２】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。以下では、図３、図４に示す構成要素と同一のものには、同一符号を記してある。
【００２３】
本実施形態で示される圧力センサは、図３に示されるようにエンジン２１０から排出される排気ガスを浄化するＤＰＦシステムにおいて、フィルタとして機能するＤＰＦ２２０を通過する排気ガスの通過前と通過後との差圧およびＤＰＦ２２０の上流側の絶対圧を検出することでＤＰＦ２２０の目詰まりの診断する際に用いられるものである。
【００２４】
図１は、本発明の第１実施形態に係る圧力センサの概略断面図である。この図に示されるように、圧力センサは、ケース１０と、基板２０と、第１〜第３センサチップ３０、４０、５０、回路チップ６０とを備えて構成されている。
【００２５】
ケース１０は、圧力センサの外形をなすものであり、例えばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）やエポキシ樹脂等の樹脂材料を型成形してなるものである。このケース１０内に基板２０が収納され、当該基板２０の一面側にセンサチップ３０、４０、５０および回路チップ６０が設置されている。
【００２６】
ケース１０には、筒状の第１、第２圧力導入ポート１１、１２が備えられており、第１圧力導入ポート１１に例えばＤＰＦ２２０の上流側の圧力が導入され、第２圧力導入ポート１２に例えばＤＰＦ２２０の下流側の圧力が導入される。
【００２７】
各センサチップ３０、４０、５０は、圧力を検出してその圧力に応じたレベルの電気信号を発生するものであり、ピエゾ抵抗効果を利用した周知構成のものである。各センサチップ３０、４０、５０は、表面側に薄肉部であり歪み部であるダイヤフラム３１、４１、５１を有し、裏面側にダイヤフラム３１、４１、５１を構成するために異方性エッチング等により形成された凹部３２、４２、５２をそれぞれ有している。これらダイヤフラム３１、４１、５１に拡散抵抗などにより形成されたブリッジ回路などが形成されている。
【００２８】
各センサチップ３０、４０、５０は、接着剤７０で基板２０の一面側に固定された台座８１、８２、８３上に設置されている。この場合、各センサチップ３０、４０、５０は、各ダイヤフラム裏面側が台座８１、８２、８３上にそれぞれ固定される。
【００２９】
そして、各センサチップ３０、４０、５０のうち第１、第２センサチップ３０、４０については、裏面受圧方式にて圧力が検出されるようになっている。具体的には、台座８１、８２および基板２０のうち第１、第２センサチップ３０、４０のダイヤフラム裏面側が対向する場所にそれぞれ貫通した貫通孔８１ａ、８２ａおよび圧力導入孔２１、２２が設けられている。
【００３０】
第１センサチップ３０の凹部３２に繋がる貫通孔８１ａおよび圧力導入孔２１は、第１圧力導入ポート１１に繋がり、第２センサチップ４０の凹部４２に繋がる貫通孔８２ａおよび圧力導入孔２２は、第２圧力導入ポート１２に繋がる。これにより、ＤＰＦ２２０の上流側の圧力は第１センサチップ３０にて検出され、ＤＰＦ２２０の下流側の圧力は第２センサチップ４０にて検出される。
【００３１】
より具体的には、第１、第２センサチップ３０、４０のダイヤフラム表面側には大気圧が印加され、ダイヤフラム裏面側に圧力媒体の圧力が印加されるため、第１、第２センサチップ３０、４０ではそれぞれ圧力媒体の圧力と大気圧との差圧が検出されることとなる。
【００３２】
また、第３センサチップ５０では、大気圧が検出されるようになっている。具体的には、第３センサチップ５０のダイヤフラム裏面側が台座８３上に固定され、台座８３によって密閉された第３センサチップ５０の凹部５２内が真空になっている。これにより、第３センサチップ５０のダイヤフラム表面側には大気圧が印加され、ダイヤフラム裏面側には真空圧が印加されるため、第３センサチップ５０では大気圧が検出されるようになっている。なお、この大気圧は、本発明の基準圧力に相当する。
【００３３】
回路チップ６０は、ボンディングワイヤ９１、９２、９３等を介して各センサチップ３０、４０、５０から入力される電圧信号に基づいて、ＤＰＦ２２０の上流側と下流側との差圧、ＤＰＦ２２０の上流側の絶対圧を取得し、その差圧、絶対圧に相当する電圧信号を増幅して外部に出力するものである。回路チップ６０で取得された電圧値は、例えば図示しないターミナルを介してケース１０の外部に出力される。以上が、本実施形態に係る圧力センサの構成である。
【００３４】
なお、図示していないが、上記圧力センサは、排気ガスという腐食性の高い圧力媒体にさらされる厳しい環境に置かれるため、ＤＰＦ２２０の上流側、下流側の圧力を検出する第１、第２センサチップ３０、４０の凹部３２、４２内に少なくとも耐食性の高いゲル部材が充填される。
【００３５】
次に、上記圧力センサが、図３に示されるＤＰＦシステムにて使用される場合、ＤＰＦ２２０の上流側と下流側との差圧、ＤＰＦ２２０の上流側の絶対圧を検出する方法について説明する。上述のように、各センサチップ３０、４０、５０で検出される物理量は圧力に応じたレベルの電圧信号であるが、以下では、各センサチップ３０、４０、５０で検出された電圧信号によって得られる各圧力値を用いて説明する。
【００３６】
まず、ＤＰＦ２２０の上流側の圧力をＡ、下流側の圧力をＢ、大気圧をＣ、真空圧をＤと定義する。そして、第１センサチップ３０のダイヤフラム３１には表面側に大気圧Ｃが印加され、裏面側にＤＰＦ２２０の上流側の圧力Ａが印加されるので、第１センサチップ３０で検出される圧力は、
（１）  第１センサチップ３０で検出される圧力＝圧力Ａ−圧力Ｃ
となる。なお、（１）式で得られる圧力は、本発明の第１差圧に相当する。
【００３７】
同様に、第２センサチップ４０のダイヤフラム４１には表面側に大気圧Ｃが印加され、裏面側にＤＰＦ２２０の下流側の圧力Ｂが印加されるので、第２センサチップ４０で得られる圧力は、
（２）  第２センサチップ４０で検出される圧力＝圧力Ｂ−圧力Ｃ
となる。なお、（２）式で得られる圧力は、本発明の第２差圧に相当する。
【００３８】
また、第３センサチップ５０のダイヤフラム５１には表面側に大気圧Ｃが印加され、裏面側に真空圧Ｄが印加されるので、第３センサチップ５０で得られる圧力は、
（３）  第３センサチップ５０で検出される圧力＝圧力Ｄ−圧力Ｃ
となる。なお、（３）式で得られる圧力は、本発明の第３差圧に相当する。
【００３９】
上記（１）〜（３）式で示される各圧力は、各圧力に相当する電圧信号が回路チップ６０に入力されることで取得される。このようにして各センサチップ３０、４０、５０で得られる各圧力に基づいて、ＤＰＦ２２０の上流側と下流側との差圧、およびＤＰＦ２２０の上流側の絶対圧は回路チップ６０にて以下のように演算される。
【００４０】
具体的には、ＤＰＦ２２０の上流側と下流側との差圧は、
（４）  差圧＝（１）−（２）＝圧力Ａ−圧力Ｂ
として得られる。また、ＤＰＦ２２０の上流側の絶対圧は、
（５）  絶対圧＝（１）−（３）＝圧力Ａ−圧力Ｄ
として得られる。圧力Ｄは真空圧であり、圧力は０であるので、（５）式による演算では圧力Ａのみが得られる。
【００４１】
こうして得られた差圧、絶対圧は、それぞれ電圧信号として回路チップ６０にて増幅処理等されてＤＰＦシステムを制御するＥＣＵに出力されると共に、当該ＥＣＵにて圧力値に変換され、排気制御に利用される。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態では、ＤＰＦ２２０の上流側および下流側の各圧力を検出する第１、第２センサチップ３０、４０に加えて、大気圧を検出する第３センサチップ５０を圧力センサに備えたことが特徴となっている。
【００４３】
これにより、第１、第２センサチップ３０、４０で検出された圧力値を減算し、大気圧を相殺することで、ＤＰＦ２２０の上流側と下流側との差圧を取得することができる。さらに、第３センサチップ５０にて検出される大気圧を用いて、第１センサチップ３０にて検出されるＤＰＦ２２０の上流側の圧力と大気圧との差圧から大気圧を相殺させることで、ＤＰＦ２２０の上流側の絶対圧を取得することができる。
【００４４】
このようにして、１つの圧力センサでＤＰＦ２２０の上流側と下流側との差圧、ＤＰＦ２２０の上流側の絶対圧をそれぞれ取得することができる。
【００４５】
（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。上記第１実施形態では、各センサチップ３０、４０、５０は裏面受圧方式にて圧力検出を行っているが、本実施形態ではダイヤフラム表面側で受圧することが特徴となっている。
【００４６】
図２は、本発明の第２実施形態に係る圧力センサの概略断面図である。本実施形態では、回路チップ６０が基板２０の表面側に設置されている。また、第４、第５センサチップ１１０、１２０が、接着剤７０を介して基板２０の裏面側に固定された台座１３１、１３２上に設置されている。なお、各センサチップ１１０、１２０は、本発明の第１、第２センサチップに相当する。
【００４７】
この場合、各センサチップ１１０、１２０の各ダイヤフラム１１１、１２１を構成する各凹部１１２、１２２内が真空となるように、各センサチップ１１０、１２０が台座１３１、１３２にそれぞれ固定されている。したがって、各センサチップ１１０、１２０は絶対圧を検出するセンサとして用いられる。また、各センサチップ１１０、１２０はボンディングワイヤ１４１、１４２で基板２０に設けられた回路を介して回路チップ６０に接続されている。
【００４８】
そして、基板２０がケース１０に収納されることで、各センサチップ１１０、１２０は各圧力導入ポート１１、１２内に配置される。すなわち、各センサチップ１１０、１２０はダイヤフラム１１１、１２１の表面側で受圧する。なお、各センサチップ１１０、１２０を腐食性の高い圧力媒体から保護するため、耐食性の高い図示しないゲル部材で各センサチップ１１０、１２０を被覆保護してある。以上が、本実施形態に係る圧力センサの構成である。
【００４９】
次に、上記圧力センサにてＤＰＦ２２０の上流側と下流側との差圧、ＤＰＦ２２０の上流側の絶対圧を検出する方法について説明する。まず、ＤＰＦ２２０の上流側の圧力をＡ、下流側の圧力をＢ、真空圧をＤと定義する。そして、第４センサチップ１１０のダイヤフラム１１１には表面側にＤＰＦ２２０の上流側の圧力Ａが印加され、裏面側に真空圧Ｄ印加されるので、第４センサチップ１１０で検出される圧力は、
（１）  第４センサチップ１１０で検出される圧力＝圧力Ａ−圧力Ｄ
となる。なお、（１）式で得られる圧力は、本発明の第１差圧に相当する。
【００５０】
同様に、第５センサチップ１２０のダイヤフラム１２１には表面側にＤＰＦ２２０の下流側の圧力Ｂが印加され、裏面側に真空圧Ｄが印加されるので、第５センサチップ１２０で得られる圧力は、
（２）  第５センサチップ１２０で検出される圧力＝圧力Ｂ−圧力Ｄ
となる。なお、（２）式で得られる圧力は、本発明の第２差圧に相当する。
【００５１】
上記（１）、（２）式で示される各圧力に基づいて、ＤＰＦ２２０の上流側と下流側との差圧、およびＤＰＦ２２０の上流側の絶対圧は回路チップ６０にて以下のように演算される。すなわち、ＤＰＦ２２０の上流側と下流側との差圧は、
（３）  差圧＝（１）−（２）＝圧力Ａ−圧力Ｂ
として得られる。
【００５２】
また、ＤＰＦ２２０の上流側の絶対圧は、
（４）  絶対圧＝（１）＝圧力Ａ−圧力Ｄ
として得られる。圧力Ｄは真空圧であり、圧力は０であるので、第４センサチップ１１０で検出される圧力は、ＤＰＦ２２０の上流側の絶対圧そのものとなる。こうして得られた差圧、絶対圧は、それぞれ電圧信号として回路チップ６０にて増幅処理等されてＤＰＦシステムを制御するＥＣＵに出力される。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態では絶対圧を検出する２つのセンサチップ１１０、１２０にてＤＰＦ２２０の上流側、下流側の圧力を検出し、各圧力値を演算することでＤＰＦ２２０の上流側と下流側との差圧、ＤＰＦ２２０の上流側の絶対圧を取得することが特徴となっている。
【００５４】
これにより、第４センサチップ１１０を差圧検出および絶対圧検出の両方に使用することができる。すなわち、第１実施形態の場合と比較して、圧力センサに備えるチップの数を減らすことができる。これに伴い、１つのセンサチップに関わる増幅用チップ等の数も減らすことができる。
【００５５】
（他の実施形態）
上記各実施形態では、各センサチップ３０、４０、５０、１１０、１２０をケース１０に収納するに際し、台座８１、８２、８３、１３１、１３２や基板２０を用いているが、これらを用いずにケース１０に直接設置しても構わない。
【００５６】
すなわち、第１実施形態では、第１センサチップ３０は、第１圧力導入ポート１１に導入される圧力が当該第１センサチップ３０の裏面側に印加されると共に表面側に大気圧が印加されるようにケース１０に収納され、第２センサチップ４０は、第２圧力導入ポート１２に導入される圧力が当該第２センサチップ４０の裏面側に印加されると共に表面側に大気圧が印加されるようにケース１０に収納され、第３センサチップ５０は、当該第３センサチップ５０の裏面側に真空圧が印加されると共に表面側に大気圧が印加されるようにケース１０に収納されていれば良い。
【００５７】
同様に、第２実施形態では、第４センサチップ１１０は、第１圧力導入ポート１１に導入される圧力が当該第４センサチップ１１０の表面側に印加されると共に裏面側に真空圧が印加されるようにケース１０に収納され、第５センサチップ１２０は、第２圧力導入ポート１２に導入される圧力が当該第５センサチップ１２０の表面側に印加されると共に裏面側に真空圧が印加されるようにケース１０に収納されていれば良い。
【００５８】
上記第１実施形態では、差圧や絶対圧を演算する回路チップ６０が単独で設けられていたが、大気圧を検出するための第３センサチップ５０に回路チップ６０に備えられた演算・増幅回路を作り込むようにしても構わない。これにより、回路チップ６０が不要となり、基板２０に搭載するチップの数を減らすことができる。
【００５９】
上記第１実施形態では、各センサチップ３０、４０、５０と回路チップ６０とを基板２０上の回路を介して電気的に接続していたが、各センサチップ３０、４０、５０と回路チップ６０とをボンディングワイヤ９１、９２、９３で直接接続することもできる。なお、この場合、第３センサチップ５０については、ボンディングワイヤ９３で回路チップ６０に直接接続できる場所に配置させることが好ましい。
【００６０】
上記第２実施形態では、第４センサチップ１１０でＤＰＦ２２０の上流側の絶対圧を取得していたが、第５センサチップ１２０でＤＰＦ２２０の下流側の絶対圧を取得することもできる。
【００６１】
例えば、ＤＰＦ２２０の上流側の圧力を基板２０の裏面側に設置された第４センサチップ１１０で検出し、ＤＰＦ２２０の下流側の圧力を基板２０の表面側に設置された裏面受圧方式の第２センサチップ４０で検出するようにしても構わない。もちろん、ＤＰＦ２２０の上流側を裏面受圧方式で圧力検出し、下流側を表面受圧によって圧力検出しても良い。
【００６２】
上記第１実施形態では、差圧と第１圧力導入ポートに導入される圧力媒体の絶対圧を取得していたが、回路チップ６０は、第２センサチップ４０で検出された第２差圧と第３センサチップ５０で検出された第３差圧との差分を取得することで第２圧力導入ポート２２に導入される絶対圧を取得するようにしても構わない。また、回路チップ６０は、各圧力導入ポート１１、１２に導入される各圧力の差圧、第１圧力導入ポート１１に導入される絶対圧、第２圧力導入ポート２２に導入される絶対圧を取得するようにしても構わない。さらに、回路チップ６０は、各圧力導入ポート１１、１２に導入される各絶対圧をそれぞれ取得するようにしても構わない。
【００６３】
第２実施形態についても同様に、回路チップ６０は、第２圧力導入ポート１２に導入される絶対圧を取得するようにしても構わない。また、回路チップ６０は、第１センサチップ１１０で検出された第１差圧を第１圧力導入ポート１１に導入される絶対圧として取得し、第２センサチップ１２０で検出された第２差圧を第２圧力導入ポート１２に導入される絶対圧としてそれぞれ取得するようにしても構わない。さらに、回路チップ６０は、各圧力導入ポート１１、１２に導入される各絶対圧を各センサチップ１１０、１２０でそれぞれ取得するようにしても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る圧力センサの概略断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る圧力センサの概略断面図である。
【図３】ＤＰＦシステムのブロック図である。
【図４】従来の差圧センサの概略断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０…ケース、１１、１２…第１、第２圧力導入ポート、３０、４０、５０…第１〜第３センサチップ、６０…回路チップ、１１０、１２０…第４、第５センサチップ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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