(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体システムを流れる流体の絶対圧力および差圧を測定するための方法であって、
第１の圧力タップおよび第２の圧力タップを含むように前記流体システムを構成するステップであって、前記第１および第２の圧力タップは、流れの方向において前記第２の圧力タップが前記第１の圧力タップの下流になるように互いに間隔を置かれる、ステップと、
第１の非圧縮性流体を含む高圧側キャビティ内に１つの絶対圧力検知エレメントを提供して、前記第１の圧力タップに対する前記絶対圧力検知エレメントの流体的結合を行うステップであって、前記絶対圧力検知エレメントは、前記第１の圧力タップにおいて前記流れる流体を表す絶対圧力を測定する、ステップと、
前記第２の圧力タップに対して流体的に結合され、第２の非圧縮性流体を含む低圧側キャビティを提供するステップと、
前記高圧側キャビティ内に１つの差圧検知エレメントを提供するステップであって、前記差圧検知エレメントは、前記高圧側キャビティと前記低圧側キャビティとの間に流体的に接続されて、前記第１および第２の圧力タップの間の前記流れる流体の差圧を測定する、ステップと、を含む、方法。
【請求項２】
前記第２の圧力タップと前記差圧検知エレメントとの間に流体チャネルを提供するステップであって、前記流体チャネルは前記第２の非圧縮性媒体を含有し、前記流体チャネルは、前記第２の圧力タップの場所における前記流れる流体を表す第２の圧力を前記差圧検知エレメントに伝達するように構成されて配置される、ステップと、前記第１の圧力タップの場所における前記流れる流体を表す第１の圧力を前記差圧検知エレメントに伝達するステップと、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１および第２の圧力タップの間に配される前記流体システム内の制限圧力デバイスを、前記第１の圧力タップが前記第２の圧力タップよりも高圧になるように置くステップをさらに含み、前記制限圧力デバイスは制限ベンチュリ、オリフィス、またはスロットルプレートの１つである、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
少なくとも１つのデジタル処理機構を提供するステップをさらに含み、
前記少なくとも１つのデジタル処理機構の各々は、前記絶対圧力検知エレメントの動作を制御するため、および前記差圧検知エレメントの動作を制御するために構成されて配置され、
前記少なくとも１つのデジタル処理機構の各々は、測定された前記絶対圧力を表す出力を提供するため、および測定された前記差圧を表す出力を提供するために構成されて配置され、
前記少なくとも１つのデジタル処理機構の各々は、ＡＳＩＣであり、
少なくとも１つのデジタル処理機構を提供する前記ステップは、第１のデジタル処理機構および第２のデジタル処理機構を提供するステップを含み、前記第１のデジタル処理機構は、前記絶対圧力検知エレメントの動作を制御するため、および測定された前記絶対圧力を表す出力を提供するために構成されて配置され、前記第２のデジタル処理機構は、前記差圧検知エレメントの動作を制御するため、および測定された前記差圧を表す出力を提供するために構成されて配置される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記流れる流体はガスであり、
前記方法は、温度検知デバイスを提供して、前記温度検知デバイスが前記流れるガスの温度を測定して前記測定された温度の出力を提供するように前記流体システムを構成するステップをさらに含み、前記絶対圧力検知エレメントは前記測定された絶対圧力の出力を提供し、前記差圧検知エレメントは前記測定された差圧の出力を提供し、
前記方法は、前記流体システムにおける前記流れるガスの質量流量を定めるために、前記測定された温度、絶対圧力および差圧の前記出力を用いるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記絶対圧力検知エレメントおよび前記差圧検知エレメントの各々はＭＥＭ検知エレメントを含み、前記流れる流体は、排気ガス再循環システムの排気ガスまたは吸気システムの吸気空気の１つである、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
流体システムを流れるガスの質量流量を定めるための方法であって、
第１の圧力タップ、第２の圧力タップ、制限圧力デバイス、および温度検知デバイスを含むように前記流体システムを構成するステップであって、
前記第１および第２の圧力タップは、流れの方向において前記第２の圧力タップが前記第１の圧力タップの下流になるように互いに間隔を置かれ、
前記制限圧力デバイスは、前記第１の圧力タップが前記第２の圧力タップよりも高圧になるように前記第１および第２の圧力タップの間に配され、
前記温度検知デバイスは、前記温度検知デバイスが前記流れるガスの温度を測定して前記測定された温度の出力を提供するように、前記流体システムに結合および配置される、ステップと、
非圧縮性流体を含む高圧側キャビティ内に１つの絶対圧力検知エレメントを提供して、前記第１の圧力タップに対する前記絶対圧力検知エレメントの流体的結合を行うステップであって、前記絶対圧力検知エレメントは、前記第１の圧力タップにおける前記流れるガスを表す絶対圧力を測定してその出力を提供する、ステップと、
前記高圧側キャビティ内に１つの差圧検知エレメントを提供するステップであって、前記差圧検知エレメントは、低圧側キャビティに流体的に結合されて、前記第１および第２の圧力タップの間の前記流れるガスの差圧を測定してその出力を提供する、ステップと、
前記流体システムにおける前記流れるガスの質量流量を定めるために、前記測定された温度、絶対圧力および差圧の前記出力を用いるステップと、を含む、方法。
【請求項８】
前記流れるガスは、内燃機関の排気ガス再循環システムの排気ガスまたは内燃機関の吸気システムの吸気空気の一方である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
流体システムを流れる流体の絶対圧力および差圧を測定するための装置であって、
ベースプレートと、
第１の圧力タップに対して流体的に結合される高圧側キャビティと、
第２の圧力タップに対して流体的に結合される低圧側キャビティと、
前記ベースプレートに装着された検知モジュールと、を含み、
前記検知モジュールは、
前記第１の圧力タップに流体的に結合される、前記高圧側キャビティ内の１つの絶対圧力検知エレメントであって、前記絶対圧力検知エレメントは、前記第１の圧力タップでの前記流れる流体を表す絶対圧力を測定する、絶対圧力検知エレメントと、
前記高圧側キャビティ内の１つの差圧検知エレメントであって、前記差圧検知エレメントは、前記低圧側キャビティに流体的に接続されて、前記第１および第２の圧力タップの間の前記流れる流体の差圧を測定する、差圧検知エレメントと、
前記高圧側キャビティ内に配される第１の非圧縮性流体および前記低圧側キャビティ内に配される第２の非圧縮性媒体であって、前記第１の非圧縮性流体および前記第２の非圧縮性媒体は、前記検知エレメントが前記流れる流体の前記圧力に応答できるようにする一方で、前記流れる流体から前記検知エレメントを分離する、第１の非圧縮性流体および第２の非圧縮性媒体と、を含む、装置。
【請求項１０】
前記検知モジュールは、前記低圧側キャビティと前記差圧検知エレメントとの間に流体的に結合されるように配置された流体チャネルをさらに含み、前記流体チャネルは前記第２の非圧縮性媒体を含有し、前記流体チャネルは、前記第２の圧力タップにおける前記流れる流体を表す第２の圧力を、前記差圧検知エレメントに伝達するように構成されて配置される、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記流体システムは制限圧力デバイスを含み、前記ハウジングは、前記１つのキャビティおよび前記別のキャビティが前記流れる流体の方向において前記制限圧力デバイスの上流および下流に配されるように配置され、前記制限圧力デバイスは制限ベンチュリ、オリフィス、またはスロットルプレートの１つである、請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
少なくとも１つのデジタル処理機構をさらに含み、
前記少なくとも１つのデジタル処理機構の各々は、前記絶対圧力検知エレメントの動作を制御するため、および前記差圧検知エレメントの動作を制御するために構成されて配置され、
前記少なくとも１つのデジタル処理機構の各々は、測定された前記絶対圧力を表す出力を提供するため、および測定された前記差圧を表す出力を提供するために構成されて配置される、請求項９に記載の装置。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのデジタル処理機構の各々は、ＡＳＩＣであり、前記ハウジングに結合された温度検知デバイスであって、前記温度検知デバイスは前記流れる流体の温度を測定して前記測定された温度の出力を提供する、温度検知デバイスをさらに含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記流れる流体はガスであり、
前記装置は、第３のデジタル処理デバイスであって、前記第１および第２のデジタル処理機構の各々ならびに前記温度検知デバイスは第３のデジタル処理デバイスに動作的に結合され、前記第３のデジタル処理デバイスは、前記測定された温度、絶対圧力および差圧の前記出力が前記流体システムにおける前記流れるガスの質量流量を定めるために用いられるように構成されて配置される、第３のデジタル処理デバイス、をさらに含み、
前記絶対圧力検知エレメントおよび前記差圧検知エレメントの各々はＭＥＭ検知エレメントを含み、前記流れる流体は、排気ガス再循環システムの排気ガスまたは吸気システムの吸気空気の１つである、請求項１２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、差圧および絶対圧力を測定するためのシステム、装置、デバイスおよび方法に関する。より特定的に、本発明は、２つのＭＥＭＳ検知エレメントおよび油が充填された圧力センサを使用する、こうしたシステム、装置、デバイスおよび方法に関する。さらにより特定的に、本発明は、質量流量を測定するために温度検知エレメントと組み合わせて使用される、こうしたシステム、装置、デバイスおよび方法に関する。より特定的に、本発明は、ＥＧＲシステムにおけるＥＧＲパイプの内側の圧力および／または流量を検出するため、ならびに内燃機関（例、ディーゼル、天然ガス）の吸気口における圧力および／または流量を検出するために使用され得る、こうしたシステム、装置、デバイスおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車産業においては、内燃プロセスからもたらされる排気を制限または低減するために、長年にわたり多大な努力が行われてきた。特に、ディーゼルエンジンによって生成されるＮＯｘおよび微粒子状物質（ＰＭ：ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  ｍａｔｔｅｒｓ）の排出の低減が目標とされてきた。特にＮＯｘを低減するためのシステムとして使用することが予期された技術の１つは、排気ガス再循環（ＥＧＲ：Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）システムである。
【０００３】
公知のプロセスは、たとえばベンチュリ、スロットル、またはオリフィスなどの制限を通る流れの測定圧力を用いて、パイプを通る媒体の質量流を算出する。このプロセスの一般的な適用は、エンジンにおける排気ガス再循環ループまたはスロットルシステム内にある。これは典型的に、制限の対向側部にある２つの別個の絶対圧力センサを用いるか、または制限を横切る差圧センサと、一方側における別個の絶対圧力センサとを用いて行われる。これらの構成はどちらも、２つのセンサ間の誤差を複合することによって、質量流算出に固有の誤差をもたらす。
【０００４】
ここで図１を参照すると、たとえばディーゼルエンジンなどの例示的内燃機関とともに用いるための、従来のＥＧＲループ設計またはＥＧＲシステムが例示される。以下にさらに考察されるとおり、こうしたＥＧＲシステムは、ＥＧＲガスの質量流量を定める目的のために、制限を横切る差圧センサと、一方側（すなわち上流側）における別個の絶対圧力センサとを具現化する。こうしたＥＧＲシステムにおいては、エンジンシリンダに向かう吸気ガスの酸素濃度を下げるため、およびシリンダ内の温度を下げることによってＮＯｘの生成を低減させるために、排気ガスの一部がエンジンの吸気側に戻される。加えて、例示的な燃料運搬システム、およびたとえばディーゼル微粒子フィルタ（ＤＰＦ：ｄｉｅｓｅｌ  ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  ｆｉｌｔｅｒ）などの、望ましくない排気生成物に対処するために提供されるその他の機構が示される。加えて、例示的エンジンの例示される吸気口は、エンジンに供給される吸気空気を過給するために用いられるタービンおよび圧縮機を含む。
【０００５】
こうしたＥＧＲシステムにおいては、排気側から吸気側に戻す量を制御することが重要である。上に示したとおり、ＥＧＲ質量流量を測定するために、通例ではＥＧＲパイプの内側にオリフィスまたはベンチュリ（例、制限ベンチュリ）を配して、そのオリフィスまたはベンチュリの前後の部分の排気ガスの圧力差を検出する。こうした圧力センサとの接続部分におけるＥＧＲパイプの内部構成は、オリフィスの上流側圧力Ｐ１を放出するための上流側圧力放出経路と、オリフィスの下流側圧力Ｐ２を放出するための下流側圧力放出経路とを含む。加えて上に示したとおり、こうした制限ベンチュリを用いて質量流を算出するために、次の因子、すなわち高圧側絶対圧力、ベンチュリを横切る差圧、および再循環排気温度またはＥＧＲ温度の温度が測定される。
【０００６】
ここで図２を参照すると、こうしたＥＧＲループ／システムに対する従来の配置が示され、この配置は高圧側絶対圧力の信号を測定して出力する絶対圧力送信機（ＡＰＴ：ａｂｓｏｌｕｔｅ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）と、ＥＧＲ温度の信号を測定して出力する温度送信機（ＴＥＭＰ：ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）と、制限ベンチュリを横切って生じる差圧（高圧−低圧）を表す出力を測定して提供するモジュール（ＨＣＭ）とを含む。こうしたシステムおよびモジュールのさらなる例示として、（本発明と共有される）特許文献１が参照され、その教示は本明細書において引用により援用される。この文献に関する以下の考察も参照されたい。
【０００７】
絶対圧力、ＥＧＲ温度および差圧を表すこれらの出力は、エンジン制御ユニット（ｅｎｇｉｎｅ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｕｎｉｔ）すなわちＥＣＵ（たとえばマイクロプロセッサ、ＡＳＩＣ、またはデジタル信号プロセッサなどのデジタル処理デバイス／機構を具現化するユニット）に提供され、このＥＣＵはハードウェアおよび／またはソフトウェアにおいて、ＥＧＲパイプ（例、ベンチュリ）を流れる排気ガスの質量流量を定めるための機構（例、アルゴリズム）を具現化する。次いでＥＣＵはこの情報を用いて、吸気側に戻される排気ガスの流れを適切な値に調整できる。加えてこうしたＥＣＵが、エンジン、またはエンジンもしくはエンジン制御に関する自動車両のその他の構成要素（例、自動変速装置）の動作を制御するように構成されて配置されてもよい。
【０００８】
加えて特許文献１には、検知エレメントモジュールが装着されたハウジングを含む差動流体圧センサ装置が見出される。検知エレメントモジュールは、共通の方向に外向きに面する第１および第２のダイヤフラム装着表面と、モジュール内に形成され、それぞれのダイヤフラム装着表面の間に延在してその各々の内側に開口部を形成する通路とを有する。加えて、各ダイヤフラム装着表面の各開口部の上にそれぞれの柔軟な金属ダイヤフラムが装着され、通路の開口部の１つに圧力応答性検知エレメントが配される。非圧縮性の流体が通路を満たし、ダイヤフラムに係合し、その中を封止する。加えて、圧力応答性検知エレメントに動作的に接続された電気信号調整回路と、モニタリングのために柔軟なダイヤフラムにそれぞれの高流体圧および低流体圧を提供するための第１および第２の流体圧接続手段とが含まれる。上に示したとおり、こうした装置は差圧のみを検知するために構成される。
【０００９】
加えて、こうした圧力検知適用に用いられるこうした固体圧力検知エレメント（例、ピエゾ抵抗性圧力検知エレメント）は、排気ガスの苛酷な性質からこうした検知エレメントを保護するために、媒体に対して頑強な柔軟な金属ダイヤフラムによって検知される媒体から分離されることが提供される。非圧縮性（ｉｎｃｏｍｐｒｅｓｓｉｂｌｅ）流体または非圧縮性（ｎｏｎ−ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｂｌｅ）流体、典型的にシリコーン油は、検知エレメントとダイヤフラムとの間に位置して、ダイヤフラムから検知エレメントに圧力を伝達するために用いられる。このやり方で、検知エレメントは媒体の圧力を検知および測定できる。
【００１０】
特許文献２には、オリフィスの前または上流（高圧）部分とオリフィスの後または下流（低圧）部分との圧力差を検出するために、排気ガス再循環（ＥＧＲ）パイプに配されたオリフィスを横切って流体的に結合された圧力差（相対圧力）検出型圧力センサが見出される。より特定的に、このＥＧＲパイプは、オリフィスの上流側圧力を提供する上流圧力放出経路と、オリフィスの下流側圧力を提供する下流圧力放出経路とを含むように構成される。上流および下流圧力放出経路は圧力センサと流体的に結合されているため、圧力センサは差圧を検出または検知できる。加えてこの特許は、記載される差圧センサが、エンジンの吸気パイプの内側の吸気圧力、または排気パイプの内側の排気圧力を検出するためのセンサとして適用され得ることを示唆する。さらに、ディーゼル微粒子フィルタ（ＤＰＦ）の圧力損失を検出するために、このセンサを排気パイプ内に配してもよいことが示唆される。
【００１１】
以下に識別される米国特許および米国特許出願公報に対する考察は、いくつかの共通テーマを示している。すなわち、１つのＭＥＭＳダイ内に位置する差圧および絶対圧力検知エレメント；２つの絶対圧力検知エレメントを用いて差圧および絶対圧力測定値を出力するセンサ；２つの絶対圧力検知エレメントを用いて差圧および２つの絶対圧力測定値を出力するセンサ；ならびに、ダイヤフラムプレートに装着された１つの差動および１つの絶対容量に基づく変形センサを用いて差圧および絶対圧力測定値を出力するシステムである。
【００１２】
特許文献３には、内燃機関のための電子燃料噴射システムと組み合わせて用いるための多機能圧力センサが見出される。こうした圧力センサは、単一ハウジング内に２つの感圧エレメントを含み、それらの感圧エレメントは、エンジンの吸気マニホールド内の絶対圧力と、周囲圧力または大気圧の絶対値とを示す信号を生成する。加えて、大気圧の値からエンジンのマニホールド圧力の値を引いて、マニホールド圧力と大気圧との差を示す第３の圧力信号を生成する電子回路が含まれる。これら３つの圧力信号は、電子燃料噴射システムにおいて、さまざまな動作条件下でのエンジンの燃料要求を算出するために使用される。
【００１３】
特許文献４には、化学プラントなどにおける流れ（または流れの量）または圧力を検出するための圧力および差圧送信機において使用される統合マルチセンサまたは複合センサが見出され、さらにこうした統合マルチセンサを使用するインテリジェント差圧送信機およびプラントシステムにも関する。こうした統合マルチセンサは、静圧検出ダイヤフラムに形成された一対の静圧ゲージと、差圧検出ダイヤフラムの中心近くの固定部分の位置に形成された別の対の静圧ゲージとを含む。ブリッジ回路を形成するように静圧センサを構築することによって、差圧の影響のない静圧値を検出でき、それによって正確な差圧および静圧を定めることが可能になる。
【００１４】
特許文献５には、交換可能な差動、絶対、およびゲージ型の圧力送信機が見出される。こうした圧力送信機は、対応する第１および第２のプロセス入口からプロセス圧力を受取る第１および第２の絶対圧力センサを含む。第１および第２の絶対圧力センサに結合される送信機回路は、差圧型の出力を生成する。加えてこうした圧力送信機は、第３の入口から大気圧を受取る、回路に結合された第３の絶対圧力センサを含む。送信機回路は、ゲージまたは絶対圧力型であり得る第２のタイプの送信機出力を生成する。さらに、送信機回路は３つの絶対圧力センサに結合し、送信機は差動および非差動の設置の間で交換可能に適応可能であるように、送信機回路は差動および非差動型の出力を生成することが提供される。
【００１５】
特許文献６には、センサシステムおよび方法が見出される。こうしたシステムは、絶対微細機械加工圧力検知ダイを用いた排気背圧センサを具現化する。さらに、こうした排気背圧センサシステムに対するコア技術は絶対圧力センサダイであることが提供される。加えてこうしたシステムは、絶対および差動測定値の両方に対する信号を処理して出力する１つまたはそれ以上のＡＳＩＣを組み込むことのできる、センサの電子回路を含む。自動車のガソリンエンジンとともに使用される排気ガス再循環（ＥＧＲ）システムにおける使用のために、こうしたセンサが適応され得る。加えてこうしたセンサは、ディーゼル微粒子フィルタを横切る差圧を測定するため、ならびに／または、システム制御および／もしくはモニタリングの目的のために差圧が必要とされる適用のために使用され得る。したがって、記載される絶対圧力センサは、自動車のエンジンならびにその他の機械的および／または電気機械的なデバイスおよび機械における排気圧力を検知できる。
【００１６】
特許文献７には、少なくとも第１の媒体の第１の圧力を測定するためのマイクロメカニカルセンサが見出され、それはより特定的には組み合わされた絶対圧力および相対圧力センサである。こうしたマイクロメカニカルセンサは、少なくとも２つのセンサエレメントを有する少なくとも１つの基体を有する。この基体は、少なくとも第１の媒体の絶対圧力変数を測定するための第１のセンサエレメントと、第１の媒体の相対圧力変数を測定するための第２のセンサエレメントとを有する。
【００１７】
特許文献８には、低差圧トランスデューサが見出される。こうした圧力トランスデューサは、前および後セクションを有するＨ形のヘッダを含み、この前および後セクションは等しい直径であり、かつ円形である。各々の前および後セクションはくぼみを有し、第１および第２のダイヤフラムがそれぞれのくぼみを覆っている。各ダイヤフラムは等しいサイズであり、くぼみはＨの中央アーム内の中央チャネルを介して互いに連絡する。圧力センサはこのチャネルと連絡し、圧力センサは第１のダイヤフラムに加えられた第１の圧力および第２のダイヤフラムに加えられた第２の圧力に応答する。圧力センサは、圧力の差に等しい出力を生成する。
【００１８】
特許文献９には、コンプリメンタリー・デュアル絶対圧力センサを有する差圧送信機が見出される。より特定的には、プロセス流体の圧力を測定するためのこうしたプロセス変数送信機は、第１のプロセス圧力に結合するように構成された第１のポートと、第２のプロセス圧力に結合するように構成された第２のポートとを有するプロセス結合を含むことが提供される。差圧センサは、第１および第２のポートに結合されて、第１の圧力と第２の圧力との差圧に関係する出力を提供する。第１および第２の圧力センサは、それぞれ第１および第２のポートに結合して、第１および第２の圧力に関係する出力を提供する。送信機回路は、差圧センサならびに／または第１および／もしくは第２の圧力センサからの出力に基づいて送信機出力を提供するように構成される。
【００１９】
特許文献１０には、デュアル背面絶対圧力検知を用いた差圧センサが見出される。シリコンまたはガラスのスペーサの対向側に取り付けられた２つの分離したシリコンダイによって、ＭＥＭＳ差圧検知エレメントが提供され、そのスペーサの側部はくぼんでおり、その中に形成されたくぼみは少なくとも部分的に排気される。シリコンスペーサが用いられるとき、酸化ケイ素層によって部分的に提供されるシリコン対シリコンボンディングを用いて、ダイがスペーサに取り付けられる。ガラススペーサが用いられるときは、陽極ボンディングを用いてダイがスペーサに取り付けられてもよい。
【００２０】
特許文献１１には、苛酷な媒体検知および柔軟なパッケージングのための圧力センサが見出される。より特定的には、苛酷な媒体の絶対圧力検知のためのやり方を提供して、先行技術で用いられるゲルによって引き起こされる負の影響をなくす、ＭＥＭＳ圧力検知エレメントである。こうした圧力センサは、封入された回路を外側に電気的に接続するための鉛直伝導性ビアを使用し、かつ圧力を検知するためにたとえばピエゾ抵抗性ホイートストンブリッジなどの回路を有するデバイスダイの上に埋め込み型伝導性ビアを有するキャップを取り付けるために、融合結合法を使用する。こうしたセンサは２ポケットハウジング構造を含み、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ：ｂａｌｌ  ｇｒｉｄ  ａｒｒａｙ）によって１つのポケット内に検知エレメントを取り付けるために表面装着法を使用し、さらに従来のダイ取り付けおよびワイヤボンディングを用いた単一ポケット構造を含む。どちらも、先行技術におけるゲルによって引き起こされる負の影響なしに苛酷な媒体圧力検知のために用いられ得る。さらに、測定される圧力によってダイヤフラム偏向がもたらされるようにセンサが配置されることが提供され、こうした実施形態は絶対圧力センサと呼ばれる。代替的実施形態において、センサは差圧センサとして機能するように構成され得る。
【００２１】
特許文献１２には、ライン圧力測定を伴う差圧センサが見出される。より特定的には、プロセス流体の圧力を検知するための圧力センサアセンブリが見出され、こうしたアセンブリは、中に形成されたキャビティと、第１および第２の圧力を加えるように構成されたキャビティに対する第１および第２の開口部とを有するセンサ本体を含む。キャビティ内のダイヤフラムは、第１の開口部と第２の開口部とを分離し、かつ第１の圧力と第２の圧力との差圧に応答して偏向するように構成される。容量に基づく変形センサが提供され、これはセンサ本体に加えられたライン圧力に応答したセンサ本体の変形を検知するように構成される。
【００２２】
特許文献１３には、差動油充填ダイヤフラムにおける背圧を適合するために構成された差圧トランスデューサが見出される。より特定的に、こうした差圧トランスデューサは、異なる構成すなわち異なる直径および／または厚さの第１および第２のダイヤフラムを含む。ダイヤフラムは異なる構成であっても実質的に類似の背圧を維持し得るため、この圧力トランスデューサは先行技術の設計よりも高い多機能性を提供する。したがって、ダイヤフラムからの背圧はセンサの差圧測定において最終的に打ち消されるため、通常の背圧に関連する誤差がなくなる。
【００２３】
特許文献１４には、プロセス流体の差圧、絶対圧力、およびプロセス温度を検知する２ワイヤ送信機が見出される。この情報は、パイプを通る質量流を表す出力を提供するために用いられ得る。この送信機は、センサモジュールハウジングに取り付けられたエレクトロニクスモジュールハウジングを有する。
【００２４】
特許文献１５には、単一の統合スケールにおいて広範囲の圧力にわたる仮想絶対圧力測定値を提供するための、差圧測定値と絶対圧力測定値とを統合する方法および装置が見出される。前述の目的を達成するために、チャンバ内の絶対圧力を測定するための方法および装置は、チャンバ内の絶対圧力を正確に測定できる圧力において同時に取得された絶対圧力および差圧測定値の相関因子を定めるステップと、仮想絶対圧力測定値を提供するためにその相関因子によって差圧測定値を調整するステップとを含む。
【００２５】
よって、２つの圧力検知エレメントを用いて絶対圧力および差圧を定めるための新たなシステム、装置および方法を提供することが望ましい。特に、ＥＧＲ適用における排気ガスの質量流量および／または吸気空気の質量流量を定めるための他のデバイスと組み合わせて使用され得る、こうしたシステム、装置および方法を提供することが望ましい。好ましくは、こうしたシステムおよび装置は、先行技術のシステム／装置に匹敵する正確さを維持しながら、先行技術のシステムおよび装置よりも単純であるか、または複雑さの少ない構成をもたらす。加えて、好ましくはこうしたシステムおよび装置は、特に製造されるエンジンの数に関連するコスト節約を考えるときに、先行技術のシステム／装置に比べて部品数および設置コストを低減する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２６】
【特許文献１】米国特許第７，５７８，１９４号明細書
【特許文献２】米国特許第７，１９７，９３６号明細書
【特許文献３】米国特許第４，１３１，０８８号明細書
【特許文献４】米国特許第５，２５９，２４８号明細書
【特許文献５】米国特許第６，４７３，７１１号明細書
【特許文献６】米国特許第７，０７３，３７５号明細書
【特許文献７】米国特許第７，２７０，０１１号明細書
【特許文献８】米国特許第７，７４３，６６２号明細書
【特許文献９】米国特許第８，１３２，４６４号明細書
【特許文献１０】米国特許第８，１７１，８００号明細書
【特許文献１１】米国特許第８，２１５，１７６号明細書
【特許文献１２】米国特許第８，２３４，９２７号明細書
【特許文献１３】米国特許出願公開第２０１４／０１６５７３５号明細書
【特許文献１４】国際公開第１９９５００８７５８号明細書
【特許文献１５】国際公開第２００５０５２５３５号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００２７】
一般的な局面および／または実施形態における本発明は、差圧および絶対圧力を測定するためのシステム、装置、デバイスおよび方法を特徴とする。より特定的に、こうしたシステム、装置、デバイスおよび方法は、ＥＧＲシステムにおけるＥＧＲパイプの内側の圧力および／または流量を測定するため、ならびに自動車適用に対する内燃機関（例、ディーゼル）の吸気口における圧力および／または流量を測定するために使用され得る。さらにより特定的に、こうしたシステム、装置、デバイスおよび方法は、２つのＭＥＭＳ検知エレメントおよび油が充填された圧力センサを使用する。さらにより特定的に、こうしたシステム、装置、デバイスおよび方法は、質量流を測定するための温度検知エレメントと組み合わせて使用される。
【００２８】
さらにより特定的に、こうしたシステム、装置、デバイスおよび方法は、圧力（例、絶対または差動）が単独で測定もしくは検知されるか、またはたとえば温度検知エレメントなどの別の検知エレメントと組み合わせて検知されるようないくつかの適用のいずれにおいても使用され得る。よって、本発明は圧力検知と温度検知との組み合わせのみを含む適用に限定されないことが認識されるべきである。
【００２９】
加えて、本明細書に記載される本発明のさまざまな局面または実施形態は、流体システムを流れる流体の流量または質量流量を定めることにおけるその使用を示すが、本発明は本明細書に記載されるそれらの特定の実施形態、技術または方法に限定されないことが認識されるべきである。たとえば、当業者に公知であるか、または今後開発されるいくつかの技術、アルゴリズム、および／または方法のいずれかを用いて、質量流量または流量が定められ得る。よって、こうしたその他の技術などに適合するように本発明の圧力検知能力を配置することは、本発明の範囲内である。
【００３０】
本発明の一局面に従うと、流体システムを流れる流体（例、気体、液体）の絶対圧力および差圧を測定するための方法が特徴とされる。こうした方法は、第１の圧力タップおよび第２の圧力タップを含むように流体システムを構成するステップを含み、それらの圧力タップは、流体の流れの方向において第２の圧力タップが第１の圧力タップの下流になるように、互いに間隔を置かれる。さらなる実施形態において、流体システムは、第１および第２の圧力タップを具現化する配管部分、配管セクションまたは構成要素を具現化するように構成される。より特定的な局面／実施形態において、流れる流体は、たとえば自動車両の排気口または吸気口に見出されるものなどのガスである。
【００３１】
加えてこうした方法は、絶対圧力検知エレメントを提供して、第１または第２の圧力タップの一方に対するこの絶対圧力検知エレメントの第１の流体的結合を行うことによって、それが流体的に結合されたそれぞれの圧力タップにおいて流れる流体を表す絶対圧力を測定するステップと、差圧検知エレメントを提供して、第１および第２の圧力タップの各々に対するこの差圧検知エレメントの第２の流体的結合を行うことによって、第１および第２の圧力タップの間の流れる流体の差圧を測定するステップとを含む。
【００３２】
こうした方法において、こうした第１および第２の流体的結合を行うステップはさらに、それぞれの絶対圧力および差圧検知エレメントと、それぞれの第１および第２の圧力タップとの間に非圧縮性媒体を配するステップを含む。例示的実施形態において、こうした非圧縮性媒体はシリコーン（例、シリコーン油）を含む。加えて、絶対圧力検知エレメントおよび差圧検知エレメントの各々は、ＭＥＭ検知エレメントを含む。
【００３３】
本発明のさらなる局面／実施形態において、こうした方法は、検知エレメントおよび非圧縮性媒体を流れる流体から分離するように、すなわち流れる流体を構成する成分から検知エレメントを分離するように、流れる流体または流体媒体と非圧縮性媒体および検知エレメントとの間に配される媒体分離ダイヤフラムを提供するステップを含む。こうした媒体分離ダイヤフラムは流れる媒体に対する圧力バリアを形成し、かつ検知エレメントが流れる流体の圧力（例、高圧および低圧）に対して応答できるように構成されて配置される。
【００３４】
本発明の実施形態に従うと、こうした第１の流体的結合を行うステップはさらに、絶対圧力検知エレメントを第１の圧力タップと流体的に結合することによって、第１の圧力タップの場所において流れる流体を表す絶対圧力を測定するステップを含む。
【００３５】
別の実施形態に従うと、こうした方法はさらに、第２の圧力タップと差圧検知エレメントとの間に流体チャネルを提供するステップを含み、この流体チャネルは非圧縮性媒体を含有する。加えて流体チャネルは、第２の圧力タップの場所において流れる流体を表す第２の圧力を差圧検知エレメントに伝達するように構成されて配置される。こうした方法はさらに、第１の圧力タップの場所において流れる流体を表す第１の圧力を差圧検知エレメントに伝達するステップを含む。
【００３６】
さらに別の実施形態に従うと、こうした方法はさらに、流体システム内に制限圧力デバイスを置くステップを含み、この制限圧力デバイスは、第１の圧力タップが第２の圧力タップよりも高圧になるように第１および第２の圧力タップの間に配されるか、または置かれる。こうした制限圧力デバイスは、制限ベンチュリ、オリフィス、スロットルプレート、またはデバイスを流体が流れる際に圧力降下もしくは予め定められた圧力降下を生じるいくつかのその他のデバイスのいずれかのうちの１つである。
【００３７】
さらに別の実施形態に従うと、こうした方法はさらに、少なくとも１つまたは１つのデジタル処理機構を提供するステップを含む。この少なくとも１つまたは１つのデジタル処理機構は、絶対圧力検知エレメントの動作を制御するため、および差圧検知エレメントの動作を制御するために構成されて配置される。加えてこうしたデジタル処理機構は、測定された絶対圧力を表す出力を提供するため、および測定された差圧を表す出力を提供するために構成されて配置される。さらに、少なくとも１つのデジタル処理機構の各々、または１つのデジタル処理機構は、ＡＳＩＣまたはたとえばマイクロプロセッサなどのその他のデジタル処理デバイスである。
【００３８】
少なくとも１つのデジタル処理機構が提供された、さらに別の実施形態に従うと、第１のデジタル処理機構および第２のデジタル処理機構を提供するステップがさらに含まれる。第１のデジタル処理機構は、絶対圧力検知エレメントの動作を制御するため、および測定された絶対圧力を表す出力を提供するために構成されて配置される。第２のデジタル処理機構は、差圧検知エレメントの動作を制御するため、および測定された差圧を表す出力を提供するために構成されて配置される。さらに、第１および第２のデジタル処理機構の各々は、ＡＳＩＣまたはたとえばマイクロプロセッサなどのその他のデジタル処理デバイスである。
【００３９】
さらに別の実施形態に従うと、こうした方法はさらに、温度検知デバイスを提供して、この温度検知デバイスが流れる流体の温度を測定して、測定された温度の出力を提供するように流体システムを構成するステップを含む。加えて、絶対圧力検知エレメントは測定された絶対圧力の出力を提供し、差圧検知エレメントは測定された差圧の出力を提供する。こうした方法はさらに、測定された温度、絶対圧力および差圧の出力を用いて、流体システムを流れる流体の質量流量を定めるステップを含む。本明細書に示されるとおり、特定の実施形態において、流れる流体は、たとえば自動車両の排気口または吸気口において見出されるものなどのガスである。
【００４０】
本発明の別の局面に従うと、流体システムを流れる流体（例、液体、気体）の質量流量を定めるための方法が特徴とされる。こうした方法は、第１の圧力タップ、第２の圧力タップ、制限圧力デバイス、および温度検知デバイスを含むように流体システムを構成するステップを含む。第１および第２の圧力タップは、流体の流れの方向において第２の圧力タップが第１の圧力タップの下流になるように互いに間隔を置かれ、制限圧力デバイスは、第１の圧力タップが第２の圧力タップよりも高圧になるように第１および第２の圧力タップの間に配される。さらなる実施形態において、流体システムは、第１および第２の圧力タップを具現化する配管部分を具現化するように構成される。本明細書に示されるとおり、流れる流体は、たとえば自動車両の排気口または吸気口において見出されるものなどのガスである。さらに、吸気ガスはガス状または微粒化した燃料を含み得る。
【００４１】
温度検知デバイスが流れる流体の温度を測定して、測定された温度の出力を提供するように、温度検知デバイスは流体システムに結合および配置される。より特定的な例示的実施形態において、温度検知デバイスは、流れの方向において制限圧力デバイスの上流または下流の一方を流れる流体の温度を測定するように、流体システム内に置かれる。さらなる実施形態において、流体システム配管部分はさらにポートなどとともに構成され、そのポートに温度検知デバイスが固定される。
【００４２】
こうした方法はさらに、絶対圧力検知エレメントを提供して、第１または第２の圧力タップの一方に対するこの絶対圧力検知エレメントの第１の流体的結合を行うことによって、それが流体的に結合されたそれぞれの圧力タップにおいて流れる流体を表す絶対圧力を測定し、かつその出力を提供するステップを含む。加えて含まれるのは、差圧検知エレメントを提供して、第１および第２の圧力タップの各々に対するこの差圧検知エレメントの第２の流体的結合を行うことによって、第１および第２の圧力タップの間の流れる流体の差圧を測定し、かつその出力を提供するステップである。こうした第１および第２の流体的結合を行うステップはさらに、それぞれの絶対圧力および差圧検知エレメントと、それぞれの第１および第２の圧力タップとの間に非圧縮性媒体を配するステップを含む。例示的実施形態において、非圧縮性媒体は、たとえばシリコーン油などの流体を含む。
【００４３】
本発明のさらなる局面／実施形態において、こうした方法は、検知エレメントおよび非圧縮性媒体を流れる流体から分離するように、すなわち流れる流体を構成する成分から検知エレメントを分離するように、流れる流体または流体媒体と非圧縮性媒体および検知エレメントとの間に配される媒体分離ダイヤフラムを提供するステップを含む。こうした媒体分離ダイヤフラムは流れる媒体に対する圧力バリアを形成し、かつ検知エレメントが流れる流体の圧力（例、高圧および低圧）に対して応答できるように構成されて配置される。
【００４４】
加えてこうした方法は、流体システムを流れる流体の質量流量を定めるために、測定された温度、絶対圧力および差圧の出力を用いるステップを含む。こうした方法の実施形態において、流れる流体は、いずれも内燃機関の排気ガス再循環システムの排気ガスまたは吸気システムの吸気空気の一方である。
【００４５】
本発明のさらに別の局面に従うと、流体システムを流れる流体（例、気体、液体）の絶対圧力および差圧を測定するための装置が特徴とされる。こうした装置は、ハウジングと検知モジュールとを含む。ハウジングは、間隔を置かれた関係において流体システムと流体的に結合されることによって流れる流体と流体的に結合される複数のキャビティを含む。
【００４６】
検知モジュールはハウジングに装着される。こうした検知モジュールは、絶対圧力検知エレメントおよび差圧検知エレメントを含む。絶対圧力検知エレメントは、複数のキャビティの１つと第１の流体的結合をされることによって、前記１つのキャビティが流体的に結合された流れる流体を表す絶対圧力を測定する。差圧検知エレメントは、前記１つのキャビティおよび複数のキャビティのうちの別のものと第２の流体的結合をされるために、差圧検知エレメントは前記第１のキャビティおよび前記別のキャビティが流体的に結合された流れる流体の差圧を測定する。
【００４７】
加えてこうした装置は、前記１つのキャビティおよび前記別のキャビティ内に配される非圧縮性媒体（例、シリコーン油）を含む。このやり方で、検知エレメントが流れる流体の圧力に応答できるようにする一方で、流れる流体から検知エレメントを分離する（例、流れる流体を構成する成分から分離する）ために、非圧縮性媒体は、それぞれの絶対圧力および差圧検知エレメントと流れる流体との間に位置する。
【００４８】
本発明のさらなる局面／実施形態において、こうした装置は、検知エレメントおよび非圧縮性媒体を流れる流体から分離するように、すなわち流れる流体を構成する成分から検知エレメントを分離するように、流れる流体または流体媒体と非圧縮性媒体および検知エレメントとの間に配される媒体分離ダイヤフラムを含む。こうした媒体分離ダイヤフラムは流れる媒体に対する圧力バリアを形成し、かつ検知エレメントが流れる流体の圧力（例、高圧および低圧）に対して応答できるように構成されて配置される。
【００４９】
より特定的な実施形態において、絶対圧力検知エレメントおよび差圧検知エレメントの各々は、ＭＥＭ検知エレメントを含む。
【００５０】
さらなる実施形態において、検知モジュールはさらに、前記別のキャビティと差圧検知エレメントとの間に流体的に結合されるように配置された流体チャネルを含み、この流体チャネルは非圧縮性媒体を含有する。流体チャネルは、前記別のキャビティの場所を流れる流体を表す第２の圧力を、差圧検知エレメントの一方側に伝達するように構成されて配置される。
【００５１】
さらなる実施形態において、流体システムは制限圧力デバイスを含み、前記１つのキャビティおよび前記別のキャビティが流れる流体の方向において制限圧力デバイスのそれぞれ上流および下流に配されるように、ハウジングは構成されて配置される。加えて、制限圧力デバイスは制限ベンチュリ、オリフィス、またはスロットルプレートの１つである。
【００５２】
さらなる実施形態において、こうした装置は、第１のデジタル処理機構および第２のデジタル処理機構を含む。第１のデジタル処理機構は、絶対圧力検知エレメントの動作を制御するため、および測定された絶対圧力を表す出力を提供するために構成されて配置される。より特定的に、第１のデジタル処理機構は、絶対圧力検知エレメントの動作を制御するため、および測定された絶対圧力を表す出力を提供するために構成されて配置されたハードウェアおよび／またはソフトウェアを含む。
【００５３】
第２のデジタル処理機構は、差圧検知エレメントの動作を制御するため、および測定された差圧を表す出力を提供するために構成されて配置される。より特定的に、第２のデジタル処理機構は、差圧検知エレメントの動作を制御するため、および測定された差圧を表す出力を提供するために構成されて配置される。さらに、第１および第２のデジタル処理機構の各々は、ＡＳＩＣまたは当該技術分野において公知でありかつ意図される使用に対して適切なその他のデジタル処理デバイスを含む。
【００５４】
さらなる実施形態において、こうした装置はさらに、ハウジングに結合された温度検知デバイスを含み、この温度検知デバイスは流れる流体の温度を測定する。より特定的には、上流圧力タップの上流または制限圧力デバイスの上流を流れる流体の温度である。代替的には、温度検知デバイスが上流圧力タップの下流または制限圧力デバイスの下流を流れる流体の温度を測定するように、温度検知デバイスはハウジングに結合される。加えて、こうした温度検知デバイスは、測定された温度の出力を提供する。本明細書に示されるとおり、流れる流体は、たとえば自動車両の排気口または吸気口において見出されるものなどのガスである。
【００５５】
本明細書に示されるとおり、装置が流体的に結合され得る第１および第２の圧力タップを具現化する配管部分、配管セクションまたは構成要素を含むように流体システムを構成できる。より特定的に、複数のキャビティは、流体システムにおいて間隔を置かれた関係になるように、かつ流れる流体と流体的に結合されるように、第１および第２の圧力タップと流体的に結合される。さらなる実施形態において、この配管部分、配管セクションまたは構成要素はさらに、本明細書に記載される温度検知デバイスに対する別のポートを具現化するように構成される。本明細書のさらなる実施形態においてさらに説明されるとおり、こうした温度検知デバイスは、圧力検知アセンブリが絶対圧力、差圧および温度を表す信号をＥＣＵに送信できるように、圧力検知アセンブリに動作的に結合されてもよい。
【００５６】
さらなる実施形態において、こうした装置は第３のデジタル処理デバイスを含み、第１および第２のデジタル処理機構の各々ならびに温度検知デバイスは、第３のデジタル処理デバイスに動作的に結合される。流れる流体の質量流量を定めるために、測定された温度、絶対圧力および差圧の出力が用いられるように、第３のデジタル処理デバイスが構成されて配置される。例示的実施形態において、第３のデジタル処理デバイスは、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）などを含み、このエンジン制御ユニットは、それが動作的に結合された内燃機関の動作を一般的に制御するように信号および／または入力を処理する。さらなる実施形態において、第３のデジタル処理機構は、ＡＳＩＣまたは当業者に公知でありかつ意図される使用に対して適切なその他のデジタル処理デバイス（例、マイクロプロセッサ）を含む。
【００５７】
本発明のさらなる局面に従うと、流れる流体の少なくとも絶対圧力および差圧を測定するためのシステムが特徴とされる。こうしたシステムは、流体システム部分と、測定および信号出力デバイスとを含む。こうした流体は流体システム部分を流れ、流体システム部分は、第１の圧力タップおよび第２の圧力タップを含み、これらの圧力タップは、流体の流れの方向において第２の圧力タップが第１の圧力タップの下流になるように、互いに間隔を置かれる。測定および信号出力デバイスは、流体システム部分を流れる流体の絶対圧力および差圧を測定し、測定された絶対圧力および差圧の信号出力を提供する。
【００５８】
測定および信号出力デバイスは、間隔を置かれた関係において流体システム部分と流体的に結合されることによって流れる流体と流体的に結合される複数のキャビティを有するハウジングと、ハウジングに装着された検知モジュールとを含む。こうした検知モジュールは、複数のキャビティの１つと第１の流体的結合をされることによって、前記１つのキャビティが流体的に結合された流れる流体を表す絶対圧力を測定する、絶対圧力検知エレメントを含む。加えて検知モジュールは、前記１つのキャビティおよび複数のキャビティのうちの別のものと第２の流体的結合をされた差圧検知エレメントを含み、よって差圧検知エレメントは、前記第１のキャビティおよび別のキャビティが流体的に結合された流れる流体の差圧を測定する。さらにより特定的な実施形態において、絶対圧力検知エレメントおよび差圧検知エレメントの各々は、ＭＥＭ検知エレメントを含む。
【００５９】
さらに、前記１つのキャビティおよび前記別のキャビティ内に非圧縮性媒体が配されることにより、非圧縮性媒体はそれぞれの絶対圧力および差圧検知エレメントと流れる流体との間に位置することによって、検知エレメントが流れる流体の圧力に応答できるようにする一方で、流れる流体から検知エレメントを分離する。本明細書に示されるとおり、流体は、たとえばガソリン、ディーゼルまたはプロパンなどの炭化水素を燃料とする従来の内燃機関の排気または吸気空気などの液体または気体を含む。
【００６０】
さらなる局面／実施形態において、こうしたシステムはさらに、信号分析デバイスを含む。より特定的に、測定および信号出力デバイスは信号分析デバイスに動作的に結合されることによって、測定された絶対圧力および差圧の信号出力を信号分析デバイスに提供できる。信号分析デバイスは、関連するエンジンを含むシステム／自動車両が所望の態様で動作されるように、機能およびプロセスパラメータ（例、流体の流れ、圧力など）を制御するために、これらの信号出力（または信号入力）を処理し、さらにシステム構成要素に出力または信号（例、制御信号または出力）を提供できるように、適切に構成されて配置される。
【００６１】
より特定的な局面／実施形態において、信号分析デバイスは、こうした信号入力（例、測定された温度、絶対圧力および差圧の出力）を受信して処理し、かつ制御信号および／または流体システムのその他の機能を制御するために用いられる出力を出力するために構成されて配置されたデジタル処理デバイス（たとえばマイクロプロセッサまたはＡＳＩＣなど）を具現化する。より特定的に、こうしたデジタル処理デバイスは、流体システムの動作およびプロセスパラメータ、たとえば内燃機関の動作などを制御するために、流体システムの制御機能がどのように配置されるべきかを定めるために、こうした信号出力を処理するための命令、基準、コードセグメントを（ハードウェアおよび／またはソフトウェア内に）含む。より特定的な局面／実施形態において、信号分析デバイス、より特定的にはそのデジタル処理デバイスは、流体システムを流れるガスの質量流量を定めるためにこれらの入力（例、測定された温度、絶対圧力および差圧の出力）を処理し、次いで流体システム機能をどのように制御すべきかを定めるためにこの質量流量が用いられ得る。
【００６２】
たとえば、適用が排気ガス再循環（ＥＧＲ）である場合、信号分析デバイスは、エンジンの吸気側に再循環される排気ガスの量を制御するために、適切なＥＧＲシステム機能に制御信号または制御出力を提供するために、入力を処理する。適用がエンジンに対する吸気空気である場合、信号分析デバイスは、エンジンに提供される吸気空気の量を制御するために、適切な吸気機能（例、スロットルバルブ）に制御信号または制御出力を提供する。加えてこうした信号分析デバイスは、こうした機能を制御する目的のために、他のデバイスから他の入力または信号（例、流体温度、エンジン速度、ドライバからのスロットル入力（例、加速ペダルの降下））を受信できる。
【００６３】
さらなる局面／実施形態において、こうした検知モジュールはさらに、前記別のキャビティと差圧検知エレメントとの間に流体的に結合されるように配置された流体チャネルを含み、この流体チャネルは非圧縮性媒体を含有する。加えて流体チャネルは、前記別のキャビティの場所において流れる流体を表す第２の圧力を差圧検知エレメントに伝達するように構成されて配置される。さらなる実施形態において、絶対圧力検知エレメントおよび差圧検知エレメントは、前記１つのキャビティ内に配される。
【００６４】
さらなる局面／実施形態において、流体システム部分は、第１および第２の圧力タップの間に配される制限圧力デバイスを含むように配置され、前記１つのキャビティおよび前記別のキャビティがそれぞれ第１および第２の圧力タップに接続されるために前記１つのキャビティおよび前記別のキャビティが流れるガスの方向において制限圧力デバイスの上流および下流に配されるように、測定および出力デバイスハウジングが配置される。さらなる実施形態において、制限圧力デバイスは制限ベンチュリ、オリフィス、またはスロットルプレートの１つである。
【００６５】
さらなる実施形態において、測定および出力デバイスはさらに、第１および第２のデジタル処理機構を含む。第１のデジタル処理機構は、絶対圧力検知エレメントの動作を制御するため、および測定された絶対圧力を表す出力を提供するために構成されて配置される。第２のデジタル処理機構は、差圧検知エレメントの動作を制御するため、および測定された差圧を表す出力を提供するために構成されて配置される。さらなる実施形態において、第１および第２のデジタル処理機構の各々は、ＡＳＩＣまたは当業者に公知でありかつ意図される使用に対して適切なその他のデジタル処理機構を含む。さらなる局面／実施形態において、第１および第２のデジタル処理デバイスの各々は、信号分析デバイスデジタル処理デバイスに動作的または通信的に結合される。
【００６６】
さらなる実施形態において、流体システム部分はさらに、流体システム部分に配置された温度検知デバイスを含み、この温度検知デバイスは流れる流体の温度を測定するため、温度検知デバイスは測定された温度の出力を提供する。
【００６７】
さらなる局面／実施形態において、温度検知デバイスは信号分析デバイスデジタル処理デバイスに動作的または通信的に結合されるため、測定された温度出力は信号分析デバイスデジタル処理デバイスに提供される。さらなる実施形態において、信号分析デバイスデジタル処理デバイスは、測定された温度、絶対圧力および差圧の出力を処理し、かつ流体システム部分を流れる流体の質量流量を定めるように構成されて配置される。
【００６８】
本明細書に示されるとおり、たとえばベンチュリ、スロットル、またはオリフィスなどの制限を通じて流れる流体（例、気体、液体）の圧力を測定し、かつパイプを通る媒体の質量流を算出するための公知のプロセスは、制限を横切る差圧センサと、一方側（例、流れの方向において上流側）における別個の絶対圧力センサとを配するステップを含み得る。当業者に公知であるとおり、こうした構成は、２つのセンサ（すなわち、差圧および絶対圧力センサ）の間の誤差を複合することによって、質量流算出に固有の誤差をもたらし得る。
【００６９】
これに対して本発明は、絶対および差動センサを１つのパッケージに組み込むことによって、複合される誤差を除去しないまでも、少なくとも実質的に最小化する。本発明において、絶対圧力検知エレメントおよび差圧検知エレメントは、媒体の高圧側圧力ポートまたはタップ内に装着され、分離された差圧検知エレメントには非圧縮性流体が充填される。これらの検知エレメントを同じ圧力ポートまたはタップ内にともに置くことによって、センサの間隔による精度の影響およびたとえばポート直径許容差などの媒体接続変動を除去／実質的に最小化できる。加えて、媒体分離ダイヤフラムを水平に向けるセンサに本発明を組み込むことによって、センサの精度に影響し得るたとえばすすまたは水などの混入の蓄積が低減される。さらに、２つの別個のセンサを用いる構成に比べて、１つの完全なセンサポートを除去することによっても、混入蓄積部位が低減されて、算出される質量流の精度が改善する。
【００７０】
本発明のその他の局面および実施形態を以下に考察する。
【００７１】
定義
本発明は、次の定義を参照して最も明瞭に理解される。
【００７２】
ＵＳＰは米国特許番号を意味することが理解され、Ｕ．Ｓ．公報Ｎｏ．は米国特許出願公開番号を意味することが理解される。
【００７３】
本発明および請求項に向けられた考察において用いられる「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」および「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」という用語は、オープンエンドの態様で使用されるため、「含むが、それに限定されない」ことを意味するものと解釈されるべきである。加えて「結合する（ｃｏｕｐｌｅ）」または「結合する（ｃｏｕｐｌｅｓ）」という用語は、間接的または直接的な接続のいずれも意味することが意図される。よって、第１の構成要素が第２の構成要素に結合されるとき、その接続は直接的接続によるものであってもよいし、他の構成要素、デバイスおよび接続を介した間接的接続によるものであってもよい。さらに、「軸方向の」および「軸方向に」という用語は一般的に、中心軸または長手軸に沿うか、または実質的に平行であることを意味し、「半径方向の」および「半径方向に」という用語は一般的に、中心軸、長手軸に対して垂直であることを意味する。
【００７４】
加えて、たとえば「上」、「下」、「上側」、「下側」などの方向性の用語は、添付の図面の参照において簡便のために用いられる。一般的に、「上」、「上側」、「上向き」および類似の用語は、機器、デバイス、装置またはシステムの基端部に向かう方向を示し、「下」、「下側」、「下向き」および類似の用語は、機器、デバイス、装置またはシステムの末端部に向かう方向を示すが、それは例示の目的のためのみの意味であり、これらの用語が本開示を限定することは意味しない。
【００７５】
ＡＳＩＣは、特定用途向け集積回路（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）を意味することが理解される。
【００７６】
ＰＭは微粒子状物質、特にディーゼルエンジンの内燃プロセスの結果もたらされる微粒子状物質を意味することが理解される。
【００７７】
ＥＧＲは、一般的に排気ガス再循環を意味するか、それに関係することが理解され、ＥＧＲシステムはより特定的に排気ガス再循環システムを意味するか、それに関係することが理解される。こうしたＥＧＲシステムにおいては、エンジンシリンダに向かう空気の酸素濃度を下げるため、およびエンジンシリンダ内の吸気空気の温度を下げることによってＮＯｘを低減させるために、排気ガスの一部が冷却された後に吸気側（例、吸気空気プレナム、吸気マニホールド）に戻される。
【００７８】
ＥＣＵは、エンジン制御ユニットなどを意味することが理解される。
【００７９】
ＰＥＩは、ポリエーテルイミド（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｉｍｉｄｅ）を意味することが理解される。
【００８０】
デジタル処理デバイスまたは機構は、ハードウェアおよび／またはソフトウェア（例、デジタルプログラム命令、データ、基準、および／またはコードセグメント）において、車両および／またはそのエンジンの動作を制御するために、自動車両のものを含むいくつかの構成要素、機器、および／またはセンサからの入力を受信して処理し、かつたとえば制御出力などの適切な出力をエンジンまたは車両のその他の構成要素に提供するための機能を具現化する、マイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、またはデジタル信号プロセッサなどを含むことが理解される。
【００８１】
本発明の性質および所望の目的をより完全に理解するために、添付の図面とともに以下の詳細な説明が参照され、図面において類似の参照文字は、いくつかの図面にわたって対応する部分を示す。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】排気ガス再循環適用に用いられるときに、質量流量を定めることに用いるための従来のアセンブリの概略的ブロック図である。
【図２】従来のＥＧＲループを示す、従来のターボチャージャー付きディーゼルエンジンの概略的ブロック図である。
【図３】本発明に従う例示的統合排気ガス再循環検知システム／アセンブリの概略的ブロック図である。
【図４】絶対圧力および差圧検知または検知エレメントと、流れる流体または媒体（例、液体または気体）との流体結合を示す概略図である。
【図５】本発明に従う圧力検知アセンブリの等角図である。
【図６】図６〜図９は、図５の圧力検知アセンブリのさまざまな図面であり、より特定的に、図６は端部図である。
【図７】図６〜図９は、図５の圧力検知アセンブリのさまざまな図面であり、より特定的に、図７は側部図である。
【図８】図６〜図９は、図５の圧力検知アセンブリのさまざまな図面であり、より特定的に、図８は上面図である。
【図９】図６〜図９は、図５の圧力検知アセンブリのさまざまな図面であり、より特定的に、図９は底面図である。
【図１０Ａ】図１０Ａ、図１０Ｂは、高圧側キャビティに配されたとき（図１０Ａ、図１０Ｂ）、ならびに高圧側および低圧側の油／キャビティと流体的に結合されたとき（図１０Ｂ）の、絶対圧力および差圧検知エレメントの配置を示す、さまざまな例示的概略図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａ、図１０Ｂは、高圧側キャビティに配されたとき（図１０Ａ、図１０Ｂ）、ならびに高圧側および低圧側の油／キャビティと流体的に結合されたとき（図１０Ｂ）の、絶対圧力および差圧検知エレメントの配置を示す、さまざまな例示的概略図である。
【図１０Ｃ】圧力検知アセンブリ、より特定的には絶対圧力および差圧検知エレメントと、その回路基板またはデジタル処理デバイスとを含むがそれらに限定されない圧力検知アセンブリにおいて具現化される、例示的な電気回路および関連する機能エレメントの相互関係の概略的ブロック図である。
【図１１】図５の圧力検知アセンブリの、図８の切断線１１−１１に沿った断面図である。
【図１２Ａ】明瞭にするために上側ハウジングを有さない、図５の圧力検知アセンブリの、図８の切断線１１−１１に沿った断面図である。
【図１２Ｂ】明瞭にするために上側ハウジングを有さない、図５の圧力検知アセンブリの、図８の切断線１１−１１に沿った断面図であり、図１２Ｂはより特定的に高圧および低圧側油キャビティを示す。
【発明を実施するための形態】
【００８３】
ここで、類似の参照文字が類似の部分を示す図面のさまざまな図を参照すると、図３には本発明に従う例示的統合排気ガス再循環（ＥＧＲ）検知システム２００の概略的ブロック図が示される。こうしたＥＧＲ検知システム２００は、ＥＧＲシステムの適切な適応によって、たとえば図１に示されるものなどの当業者に公知の任意のＥＧＲシステムまたはＥＧＲループ内に置かれてもよい。
【００８４】
たとえば、ＥＧＲ検知システム２００が配される流体システムまたは流体システム配管（例、ＥＧＲ配管２４０）は、ＥＧＲ検知システムが適切に結合され得るように、必要な圧力タップまたはポート２４２ａ、２４２ｂを具現化するように構成されて配置されてもよい。代替的に、流体システム配管は、溶接、ボルトおよびフランジの使用、ロウ付け、ならびにクランプを含むがそれらに限定されない、意図される使用／適用（例、排気ガスまたは吸気ガス）に対して適切ないくつかの技術または方法のいずれかを用いて残りの流体システム配管２４０にそれぞれ流体的に結合された、配管セクション２０１、配管部分または配管構成要素を含むように構成されて配置されてもよい。加えてこうした配管セクション２０１、配管部分または配管構成要素は、本明細書にさらに記載されるとおり、圧力検知アセンブリ３００への結合のための圧力タップ２４２ａ、２４２ｂを具現化するように構成され得る。
【００８５】
以下は、ＥＧＲ検知システム２００またはループと関連して、および質量流量の決定における特定の使用に対して、本発明に従う圧力検知アセンブリ３００の使用を記載しているが、これは限定と考えられるべきではない。なぜなら、こうした圧力検知アセンブリ３００を単独または温度検知エレメント２２０と組み合わせて使用すること、ならびにたとえば内燃機関の吸気口および／または吸気空気と関連するものなどのエンジンの他の機能に関連してこうした圧力検知アセンブリを使用することは、本発明の範囲内だからである。
【００８６】
加えて、本発明のこうしたシステム、装置、デバイスおよび方法は、圧力（例、絶対または差動）が単独で測定もしくは検知されるか、またはたとえば温度検知エレメントなどの別の検知エレメントと組み合わせて検知されるようないくつかの適用のいずれにおいても使用され得る。よって、本発明は圧力検知と温度検知との組み合わせのみを含む適用に限定されないことが認識されるべきである。
【００８７】
加えて、本明細書に記載される本発明のさまざまな局面または実施形態は、流体システムを流れる流体の流量または質量流量を定めることにおけるその使用を示すが、本発明は本明細書に記載されるそれらの特定の実施形態、技術または方法に限定されないことが認識されるべきである。たとえば、質量流量または流量は、当業者に公知であるか、または今後開発されるいくつかの技術、アルゴリズム、および／または方法のいずれを用いて定められてもよい。よって、こうしたその他の技術などに適合するように本発明の圧力検知能力を配置することは、本発明の範囲内である。
【００８８】
本明細書において用いられる流れる流体という用語は、流れる液体または気体（ガス）を含む。より特定的な局面において、流れるガスとは自動車両の排気口または吸気口において見出されるものである。さらに、流れるガスはその他の成分を含んでもよく、たとえば吸気ガスはガス状（例、プロパン、天然ガス）または微粒化した燃料（例、ガソリン）成分、および排気ガスに対する燃焼成分を含んでもよい。
【００８９】
こうしたＥＧＲ検知システム２００は、結合された内燃機関（例、ディーゼルエンジン）の動作を少なくとも制御するように構成されて配置されたエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）４００などに動作的かつ通信的に結合される。こうしたＥＣＵ４００は典型的に、意図される動作モニタリングおよび制御機能を行うためのハードウェアおよびソフトウェアを含む。ＥＧＲ適用の場合、ＥＣＵ４００はＥＧＲ検知システム２００からさまざまな入力を受信し、それらの入力は、排気ガスをエンジンの吸気口に再循環させるべきか、およびどれだけ再循環させるべきかを定めるためにＥＣＵによって使用される。吸気空気適用の場合、ＥＧＲ検知システム２００は、結果として得られるシステムが吸気空気および関連構成要素とともに用いられ得るように適応される。結果として得られる検知システムの出力は、エンジンへの吸気燃料−空気混合物を含む吸気空気の流れを制御するために用いられ得る。
【００９０】
特定的な実施形態において、ＥＣＵ４００は、マイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、またはデジタル信号プロセッサなどを具現化できるデジタル処理デバイスまたは機構である。こうしたデジタル処理デバイスまたは機構はさらに、ハードウェアおよび／またはソフトウェア（例、デジタルプログラム命令、データ、基準および／またはコードセグメント）において、車両および／またはそのエンジンの動作を制御するために、自動車両のいくつかの構成要素、機器および／またはセンサからの入力を受信して処理し、かつエンジンまたは車両のその他の構成要素に制御出力を提供する機能を具現化する。本明細書の記載および考察、ならびに自動車およびコンピュータ技術分野の当業者の一般的知識に基づいて、こうしたデジタルプログラム命令、データ、基準および／またはコードセグメントを開発することは、当業者の技術の範囲内である。
【００９１】
本明細書にさらに記載されるとおり、本発明の圧力検知アセンブリ３００は、自動車流体システム（例、ＥＧＲまたは吸気空気）に対する絶対圧力および差圧を検知および測定するための機能エレメントを具現化および統合するように構成されて配置される。こうした圧力検知アセンブリ３００は、当業者に公知でありかつ意図される使用に対して適切ないくつかの技術のいずれかを用いて、流体システム（例、ＥＧＲ配管）と流体的に結合される。例示的な実例の実施形態において、こうした圧力検知アセンブリ３００は、ＥＧＲ配管２４０内に設けられた２つの圧力タップ２４２ａ、２４２ｂと流体的に結合される。より特定的な局面／実施形態において、圧力検知アセンブリ３００を含むＥＧＲ検知システム２００を含むＥＧＲ配管の部分は、ＥＧＲ配管システムに設置または取り付け（例、結合）された、分離した配管部分２０１、分離した配管セクションまたは配管構成要素であってもよい。
【００９２】
より特定的に、圧力検知アセンブリ３００またはデバイスは、ＥＧＲ配管または配管のセクションに配されるベンチュリ（制限ベンチュリ）、オリフィス（制限オリフィス）、スロットル／スロットルプレートもしくはその他の制限圧力デバイス２４４、または当該技術分野において公知のその他の機構の両側に位置する圧力タップ２４２ａ、２４２ｂと流体的に結合される。当該技術分野において公知であるとおり、こうした制限圧力デバイス２４４は配管システムに圧力効果（例、圧力降下）を導入し、この圧力効果は差圧として測定され得る。加えてこうした差圧は、流れる流体／媒体（例、排気ガス）のその他の流れ特性、たとえば配管内の流量または質量流量などを定めるために用いられ得る。より特定的に、圧力タップの一方すなわち高圧タップ２４２ａは、制限圧力デバイス２４４の（流れの方向において）上流側すなわち高圧側（高圧側圧力）に配され、他方の圧力タップすなわち低圧タップ２４２ｂは、制限圧力デバイス２４４の（流れの方向において）下流側すなわち低圧側（低圧側圧力）に配される。
【００９３】
ここで図４も参照すると、絶対圧力および差圧検知エレメントの、ＥＧＲ配管内を流れる媒体（すなわち排気ガス）、より特定的にはＥＧＲループを流れる媒体に対する流体結合を示す概略図が示される。示される実施形態において、制限圧力デバイス２４４の高圧側は、圧力検知アセンブリ３００内のたとえばシリコーン油（高圧側油）などの非圧縮性流体３３２と流体的に結合され、この非圧縮性流体３３２は次いで絶対圧力検知エレメント３２２と流体的に結合される。高圧側油３３２は、差圧検知エレメント３２４とも流体的に結合される。より特定的に、高圧側油は差圧検知エレメント３２４の一方側と流体的に結合される。
【００９４】
加えて、示される実施形態において、制限圧力デバイス２４４の低圧側は、圧力検知アセンブリ内のたとえばシリコーン油（低圧側油）などの別の非圧縮性流体３３４と流体的に結合され、この非圧縮性流体３３４は次いで差圧検知エレメント３２４と流体的に結合される。より特定的に、低圧側油３３４は差圧検知エレメント３２４の別の側と流体的に結合されるため、検知エレメントは制限圧力デバイス２４４の高圧および低圧側の間の差圧を検知する。代替的実施形態において、絶対圧力検知エレメント３２２は、制限圧力デバイス２４４の低圧側に結合された非圧縮性流体３３４と流体的に結合されるように位置する。
【００９５】
絶対圧力および差圧検知エレメント３２２、３２４は、当該技術分野において公知でありかつ意図される使用に対して適切ないくつかの圧力検知デバイスのいずれかを含む。特定的な実施形態において、絶対圧力および差圧検知エレメントは、ＭＥＭＳ検知エレメントである。さらにより特定的な実施形態において、ＭＥＭＳ検知エレメントは統合ホイートストン抵抗器ブリッジを具現化する。検知／測定される圧力はそれぞれの検知エレメントを偏向させることによって、ホイートストンブリッジの抵抗を変える。それぞれの検知エレメントに動作的に結合されたＡＳＩＣが、この抵抗差を電圧出力に変換し、この電圧出力はＥＣＵ４００に伝達される。さらなる実施形態において、検知エレメントは圧電型のデバイスである。２つの圧力の差が検知エレメントを偏向させ、ホイートストンブリッジの抵抗を変える。実例の例示的実施形態において、絶対圧力検知エレメント／デバイスは、シリコン・マイクロストラクチャーズ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ）、メレキシス（Ｍｅｌｅｘｉｓ）、ファースト・センサー（Ｆｉｒｓｔ  Ｓｅｎｓｏｒ）、およびＥＰＣＯＳによって製造される絶対圧力検知デバイスを含み、差圧検知エレメント／デバイスは、シリコン・マイクロストラクチャーズ、メレキシス、ファースト・センサー、およびＥＰＣＯＳによって製造される差圧検知デバイスを含む。
【００９６】
図３に示される実施形態において、例示的なＥＧＲ検知システム２００は、加えてＥＣＵ４００に動作的かつ通信的に結合された温度検知デバイス／送信機２２０を含む。こうした温度検知デバイス／送信機２２０は、当業者に公知でありかつ意図される使用に対して適切ないくつかのデバイス／送信機のいずれかである。実例の例示的実施形態において、ＥＧＲ適用に対するこうした温度検知デバイス／送信機は、センサータ・テクノロジーズ（Ｓｅｎｓａｔａ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）によって製造されるものを含むこうした温度検知デバイス／送信機を含み、吸気空気適用に対しても、それはセンサータ・テクノロジーズによって製造される温度検知デバイス／送信機を含む。
【００９７】
本明細書に記載されるとおり、ＥＣＵ４００は温度検知デバイス／送信機２２０から入力を受信し、その入力は、排気ガスをエンジンの吸気口に再循環させるべきか、およびどれだけ再循環させるべきかを定めるためにＥＣＵによって使用される。吸気空気適用の場合、温度検知デバイス／送信機２２０は、同様に再循環されるべきＥＧＲガスの量を制御するために所与のエンジンの吸気側に提供される吸気空気の量および／または空気−燃料混合物の量を制御するために、吸気空気および関連構成要素とともに用いるために適応される。
【００９８】
本明細書に示されるとおり、本発明のこうしたシステム、装置、デバイスおよび方法は、圧力（例、絶対または差動）が単独で測定もしくは検知されるか、またはたとえば温度検知エレメントなどの別の検知エレメントと組み合わせて検知されるような、いくつかの適用のいずれにおいても使用され得る。よって、本発明は圧力検知と温度検知との組み合わせのみを含む適用に限定されないことが認識されるべきである。
【００９９】
たとえば圧力、差圧および／または流体温度などの流体パラメータを用いてＥＧＲ制御を行うための、当該技術分野において公知のいくつかの技術、方法またはアルゴリズムが存在することが認識されるべきである。より特定的には、再循環される排気ガスの質量流量を定め、よって排気ガス再循環を制御するための、当該技術分野において公知のいくつかの技術、方法またはアルゴリズムが存在する。本明細書にさらに記載されるものは、これを行うための１つの技術、方法またはアルゴリズムを例示するものである。よって、本発明は記載される技術に限定されないことが理解されるべきである。
【０１００】
本明細書に示されるとおり、シリンダの温度を下げることによって、燃焼中のＮＯｘ生成の低減をもたらすために、排気ガスはエンジン吸気口に導入されるか、またはエンジン吸気口によって再循環される。これに関して、ＥＧＲシステムまたはループを制御するために、吸気口に戻されるＥＧＲの質量流が用いられる。排出および燃料効率の両方を調整するために、新鮮な空気とＥＧＲとの混合を制御するためにこうした制御が行われ、それによってＥＣＵとＥＧＲバルブとの間にフィードバックループを作製する。加えて本明細書に示されるとおり、ＥＧＲ質量流を算出するためにベンチュリ制限が使用されてもよい。
【０１０１】
以下は、質量流量を定めるための方法の１つを数学的に示したものであり、ここでＣ＝オリフィス流れ係数、Ｙ＝膨張係数、Ａ２＝オリフィス面積、Ｐ１＝高圧側絶対圧力、ΔＰ＝差圧、およびＭＷ＝ＥＧＲの分子量である。
【０１０２】
【数１】
0006752730.tif 000002
【０１０３】
圧力検知アセンブリ３００と、温度検知デバイス／送信機２２０と、ＥＣＵ４００とのこうした動作的通信的結合は、一般的に配線を用いて達成され、この配線は典型的には１つまたはそれ以上の配線ハーネス２９０ａ、２９０ｂの形である。配線ハーネスの１つは圧力検知アセンブリ３００（ＩＮＴＥＧＲ）への接続のためのものであり、１つは温度検知デバイス／送信機２２０（ＴＥＭＰ）への接続のためのものである。当該技術分野において公知であるとおり、こうした個々の配線ハーネスは後で他の配線ハーネスと組み合わされてもよく、それらの配線ハーネスは自動車両内でＥＣＵまたはその他の終端点に対して適切に配線される。加えて、こうした配線ハーネスには典型的に、配線ハーネス／複数のハーネスのエレメントまたはワイヤと、温度エレメント２２０、圧力検知アセンブリ３００およびＥＣＵ４００との相互接続を容易にするための適切な終端またはワイヤカプラが設けられる。
【０１０４】
本明細書に記載されるとおり、本発明において圧力検知アセンブリ３００は、流体システム（例、ＥＧＲまたは吸気空気）に対する絶対圧力および差圧を検知および測定するための機能エレメントを具現化および統合するように構成されて配置される。これらの絶対圧力および差圧の機能が圧力検知アセンブリ３００内に統合されるため、検知および測定された絶対圧力および差圧の両方をＥＣＵ４００に通信するために、そこからの１つの配線ハーネス２９０ａが構成される。
【０１０５】
従来の圧力検知システムとは対照的に、本発明の圧力検知アセンブリ３００は、図２に示されるような別個の絶対圧力送信機も、こうした送信機にＥＣＵを通信的に結合するための配線ハーネスも設ける必要がないため、部品数を低減させる。加えて、こうした別個の送信機のために流体システム（例、ＥＧＲ配管、吸気空気配管）に別個の圧力タップ配置を設ける必要も、こうした自動車両にこうした別個の送信機を設置する必要もないために、コストが低減される。さらに、自動車両の組み立ての際にこうした別個のハーネスを配線でつなぐ必要がないために、コストが節約される。
【０１０６】
本明細書に示されるとおり、パイプを通る媒体の質量流を算出するために、制限（たとえばベンチュリ、スロットル、またはオリフィスなど）を通る流れの測定圧力を用いるいくつかの従来のプロセスは、制限を横切る差圧センサと、その一方側における別個の絶対圧力センサまたは制限を横切る２つの絶対圧力センサとの使用を伴う。しかしこうした構成は、２つのセンサの間の誤差を複合することによって、質量流算出に固有の誤差をもたらす。
【０１０７】
本発明は、絶対および差動センサを１つのパッケージに組み込むことによって、複合される誤差を除去しないまでも、実質的に最小化するものであり、ここで絶対圧力検知エレメントおよび差圧検知エレメントはどちらも、非圧縮性流体が充填された媒体分離差圧検知エレメントの高圧側圧力ポート内に装着される。これらの検知エレメントを同じ圧力ポート内にともに置くことによって、センサの間隔による精度の影響およびたとえばポート直径許容差などの媒体接続変動を最小化／除去できる。
【０１０８】
加えて本発明は、媒体分離ダイヤフラムを水平に向けることによって、センサの精度に影響し得るたとえばすすまたは水などの混入の蓄積を低減するセンサを具現化する。さらに、２つの別個のセンサを用いる構成に比べて、１つの完全なセンサポートを除去することによっても、混入蓄積部位が低減されて、算出される質量流の精度が改善する。
【０１０９】
さらに、本発明には別個の絶対圧力センサ／送信機がないため、これは必然的に、温度検知デバイスを圧力検知アセンブリ３００に関してより最適な場所に置くことができることを意味する。
【０１１０】
さらなる実施形態において、配管、配管部分２０１、配管セクションまたは構成要素は、流体温度を測定するために温度検知デバイス２２０を結合できるポートを具現化するように構成できる。さらなる実施形態において、圧力検知アセンブリ３００は、温度検知アセンブリが圧力検知アセンブリ３００を介してＥＣＵ４００に通信的に結合されるように、温度検知デバイスに動作的および／または通信的に結合されるように適応され得る。さらなる実施形態において、圧力検知アセンブリ３００は、温度検知機能および検知エレメントをさらに具現化するように適応されてもよく、それは配管システムに設けられた適切な圧力ポートに結合される。これらのさらなる実施形態において、圧力検知アセンブリは、これらの温度出力がＥＣＵに適切に通信されるようにさらに適応される。
【０１１１】
ここで図５〜図９を参照すると、本発明に従う圧力検知アセンブリ３００のさまざまな図面、より特定的には等角図（図５）、端部図（図６）、側部図（図７）、上面図（図８）、および底面図（図９）が示される。加えて図１０Ａ、図１０Ｂには、高圧側キャビティに配されたとき（図１０Ａ、図１０Ｂ）、ならびに高圧側および低圧側の油／キャビティと流体的に結合されたとき（図１０Ｂ）の、絶対圧力および差圧検知エレメント３２２、３２４の配置を示す、さまざまな例示的概略図が示される。さらに図１１には、図５の圧力検知アセンブリ３００の、図８の切断線１１−１１に沿った断面図が示されており、図１２Ａ、図１２Ｂは、明瞭にするために上側ハウジング３４０を有さない、図５の圧力検知アセンブリの、図８の切断線１１−１１に沿った付加的な断面図である。図１２Ｂにおいて、断面図はより特定的に高圧および低圧側油キャビティを示す。以下に別様に記載されていないこうした圧力検知アセンブリの詳細については、共有されかつその教示が本明細書において引用により援用される特許文献１が参照されるべきである。
【０１１２】
こうした圧力検知アセンブリ３００は上側ハウジング３４０を含み、この上側ハウジング３４０はコネクタ部分３４２を含み、かつそのくぼみ３４４に圧力検知エレメントモジュール３２０を受取る。本明細書に記載されるとおり、圧力検知エレメントモジュール３２０は本体３２１を含み、この本体３２１内で差圧検知エレメント３２４が高圧および低圧側油３３２、３３４の両方と流体的に結合され、かつ絶対圧力検知エレメントが高圧側油３３２と流体的に結合される。結果として、差圧検知エレメント３２４は制限デバイス２４４の高圧および低圧側と流体的に結合され、絶対圧力検知エレメントは制限デバイス２４４の高圧側と流体的に結合される。加えて、圧力検知アセンブリ３００は第１および第２のポート接続３５２を有する下側ハウジング３５０を含み、これらのポート接続３５２はＥＧＲ流体システムもしくは配管２４０または吸気流体システムと流体的に結合され、かつ下側ハウジング３５０は圧力検知アセンブリの下側表面に配される。より特定的な実施形態において、下側ハウジング３５０は、上側ハウジング３４０内の圧力検知エレメントモジュール３２０の下のくぼみ３４４の一部分に受取られる（図１１を参照）。
【０１１３】
コネクタ部分３４２は複数のピン３４３を含むように構成されて配置され、それらのピン３４３の基端部は、圧力検知アセンブリ３００をＥＣＵ４００に動作的かつ通信的に結合する。より特定的な実施形態において、コネクタ部分は４つのこうしたピンを含むように構成されて配置される。コネクタ部分３４２およびピン３４３の基端部はさらに、絶対圧力および差圧検知エレメント３２４、３２２に関連する出力信号が配線ハーネスを介してＥＣＵ４００に出力されるように、関連する配線または配線ハーネス４９０ａの終端がコネクタ部分およびピンと動作的に結合され得るように構成されて配置される。実例の例示的実施形態において、コネクタ部分３４２およびピン３４３は、２×２ピンレイアウトの円筒形のピンを有するタイコ・アンプシール（Ｔｙｃｏ  Ａｍｐｓｅａｌ）１６  ４ピンコネクタシステムを含む。上側ハウジング３４０はさらに、コネクタ部分３４２の垂下を防ぐように配置されたコネクタ支持３４１を含む。
【０１１４】
さらなる実例の例示的実施形態において、上側ハウジング３４０は、流体システム（例、ＥＧＲループ／システム２４０または吸気空気システム）に圧力検知アセンブリ３００を装着および固定するために用いられる１つまたはそれ以上（例、複数）の貫通アパーチャを含むように構成されて配置される。こうした貫通アパーチャはさらに、たとえば金属ブッシングなどのブッシングを含むように構成されてもよい。圧力検知アセンブリ３００を流体システム配管２４０または配管部分２０１、配管セクション、またはこうした流体システムにおいて具現化される構成要素に固定するために、当業者に公知でありかつ意図される適用に対して適切ないくつかの留め具（例、ボルト、スタッド、ナットなど）のいずれかが用いられ得る。
【０１１５】
加えて下側ハウジング３５０は、圧力検知アセンブリ３００が流体システム（例、ＥＧＲループ／システム２４０または吸気空気システム）に装着および固定されるときに、封止デバイス３５４が圧力検知アセンブリ３００と、流れる流体（例、排気ガス、吸気空気）の高圧および低圧供給源を有する流体システムとの間に流体封止を提供するように、第１および第２のポート接続３５２の各々に関して配されたたとえばＯリングなどの複数の封止デバイス３５４を含むように構成されて配置される。より特定的な実施形態において、封止デバイス３５４は、たとえば下側ハウジング３５０の底面における好適なＯリングシートなどにおける、第１および第２のポート接続３５２の周りに配されることによって流体封止を提供するＯリングである。さらなる実施形態において、第１および第２のポート接続３５２はさらに、流体が中を流れることを可能にするための開口部を定めるたとえばクロスバーなどのグリル状配置を含むように構成される。
【０１１６】
上側および下側ハウジング３４０、３５０は、意図される使用／適用に対して好適であるいくつかの材料（例、成形可能な材料）のいずれかで作られる。例示的実施形態において、こうした材料は、たとえばポリエーテルイミド（ＰＥＩ）などを含む。
【０１１７】
こうした圧力検知エレメントモジュール３２０は、絶対圧力検知エレメント３２２および差圧検知エレメント３２４に加えて、絶対圧力および差圧検知エレメントに動作的かつ通信的に結合された印刷回路基板３２６を含む。圧力検知エレメント３２０が上側ハウジング３４０のくぼみ３４４に配されるとき、回路基板３２６は圧力検知エレメントモジュール３２０の頂部または頂面に配されるように配置される。
【０１１８】
印刷回路基板３２６は、その中に２つのＡＳＩＣ３２８、すなわち絶対圧力検知エレメント３２２に対する１つのＡＳＩＣおよび差圧検知エレメント３２４に対する第２のＡＳＩＣと、回路エレメントを適切に相互接続するための回路または配線トレースとを具現化するように構成されて配置される。図１０Ｃには、圧力検知アセンブリ３００、より特定的には絶対圧力および差圧検知エレメントと、その回路基板またはデジタル処理デバイスとを含むがそれらに限定されない圧力検知エレメント３２０において具現化される例示的な電気回路および関連する機能エレメントの相互関係の概略的ブロック図が示される。図１０Ｃに示されるとおり、印刷回路基板は、絶対圧力検知エレメント３２２および差圧検知エレメント３２４の両方に対する１つのＡＳＩＣ３２８を具現化するようにも構成できる。
【０１１９】
より特定的には、圧力検知エレメントモジュール３２０および回路基板３２６において具現化される例示的な電気回路の例示的ブロック図の概略図が示されており、ここでＡＢＳすなわち絶対圧力（ａｂｓｏｌｕｔｅ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ）は絶対圧力検知エレメント３２２に関係し、ＤＰすなわち差圧（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ）は差圧検知エレメント３２４に関係する。本明細書にさらに記載されるとおり、こうしたＡＳＩＣは、それぞれの圧力検知エレメントの動作を制御し、かつＥＣＵ４００による受信のために適切な信号出力を提供するためのハードウェアおよびソフトウェアを具現化する集積回路である。当業者に公知であるとおり、当該技術分野において公知であるか、または今後開発されるいくつかのデジタル処理デバイスの任意のものが、こうしたＡＳＩＣの代わりに用いるために当業者によって容易に適応され得る。
【０１２０】
加えて図１０Ｃに示されるとおり、こうした電気回路は、それぞれ絶対圧力および差圧検知エレメント３２２、３２４からの入力信号をフィルタリングするための入力フィルタリングネットワーク３２９ａ、ｂと、ＡＳＩＣ３２８から出力される信号をフィルタリングするための出力フィルタリングネットワーク３２９ｃとを含んでもよい。こうしたフィルタリングネットワークは当業者の技術の範囲内であるため、本明細書においてさらに説明は行わない。
【０１２１】
各々のＡＳＩＣ３２８は、より特定的には各々の圧力検知エレメント３２２、３２４の伝達関数、応答時間、および電気的性能を適合させるように構成されて配置される。加えて各々のＡＳＩＣは、絶対圧力および差圧検知エレメント３２２の各々から入来する電気信号（例、電圧）を受信し、かつ測定圧力を表す信号をＥＣＵ４００に出力するように構成されて配置される。加えてこうしたＡＳＩＣ３２８は、それが結合されている個々の圧力検知エレメントの動作を制御し、かつ出力される信号を制御するように構成されて配置される。たとえば、検知エレメントからの出力がプリセット値よりも高いかまたは低いときにプリセット圧力信号が出力されるように、ＡＳＩＣが構成されて配置されてもよい。
【０１２２】
圧力検知エレメントモジュール３２０の頂面と上側ハウジング３４０との間に延在するように、複数の接触ばね３２６が配置される。より特定的には、４つの接触ばねが提供される。提供された接触ばね３２６の各々は、上側ハウジング内の各端子３４３のそれぞれの末端部と、回路基板３２６のそれぞれの回路フィーチャまたはエレメントとの間に延在するように、上側ハウジング３４０の壁の好適な孔の中に配される。こうした配置は、それぞれの配線ハーネスを介した回路基板（例、ＡＳＩＣ３２８）とＥＣＵ４００との動作的かつ通信的な結合を可能にする。さらなる局面／実施形態において、たとえば組み立ておよび較正の後などに、たとえばＲＴＶなどの好適な材料によって、孔が封止されてもよい。
【０１２３】
圧力検知エレメントモジュール３２０の頂面および上側ハウジング３４０は、上側ハウジングのくぼみ３４４および検知エレメントモジュール３２０の頂面に形成されたシート内に環境Ｏリングまたはその他の封止デバイスが配され得るように、好適に構成されて配置される。この封止構造が提供されるために、圧力検知エレメントモジュール３２０は環境条件から保護または分離される。
【０１２４】
図１０Ａにより特定的に示されるとおり、圧力検知エレメントモジュール３２０はさらにベースプレート３２３を含み、このベースプレート３２３に絶対圧力および差圧検知エレメント３２２、３２４が装着される。こうしたベースプレート３２３は、たとえばポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ：ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ  ｓｕｌｆｉｄｅ）などの好適な材料で作られる。さらに、絶対圧力および差圧検知エレメント３２２、３２４の各々は、ワイヤ３６０によってそれぞれの電気端子ピン３６２からそれぞれのＡＳＩＣに動作的に結合される。より特定的に、絶対圧力検知エレメント３２２は電気端子ピン３６２のうちの４つに結合され、差圧検知エレメント３２４は別の４つの電気端子ピン３６２に結合される。
【０１２５】
例示的実施形態において、圧力検知エレメントモジュール３２０はさらに、ベースプレート３２３の対応する開口部に挿入されたＵ形状部材３６４を含む。このＵ形状部材は、絶対圧力検知エレメント３２２がそれに適切に固定されるように、かつ電気端子ピン３６２を保持するように、構成されて配置される。差圧検知エレメント３２４は、当業者に公知のいくつかの技術のいずれかを用いてベースプレートに装着される。例示的実施形態において、端子ピンと周囲の材料（例、ベースプレート、ベースプレートに結合されたＵ形状部材など）との間の耐圧封止を提供するために、圧縮封止または溶接が用いられる。
【０１２６】
図１０Ｂに概略的に示されるとおり、差圧検知エレメント３２４の一方側と絶対圧力検知エレメント３２２とは高圧側油３３２と流体的に結合されるように配置され、高圧側油３３２は高圧側キャビティ３５５ａと流体的に結合される。差圧検知エレメントの別の側は、チャネル３２７を介して低圧側油３３４と流体的に結合され、低圧側油３３４は低圧側キャビティ３５５ｂと流体的に結合される。
【０１２７】
圧力検知アセンブリ３００はさらに、下側ハウジング３５０と圧力検知エレメントモジュール３２０との間の界面に置かれる複数の金属ディスクまたは柔軟な金属ダイヤフラム３７０を含む。下側ハウジング３５０はさらに、ダイヤフラム３７０を密閉的に係合することによって非圧縮性流体（すなわち、高圧側油３３２および低圧側油３３４）のためのチャンバを作製し、かつ絶対圧力および差圧検知エレメント３２２、３２４を検知媒体から分離するための封止機構（例、Ｏリング、接着剤など）を含むように構成されて配置される。ダイヤフラム３７０も圧力検知アセンブリ３００内に配置される。
【０１２８】
ダイヤフラム３７０は、たとえば長期間の使用などで検知される媒体に対して不浸透性かつ頑強である。たとえば、検知される媒体が酸性の排気ガス媒体であるとき、好適な材料はタンタル、ニオブ、チタン、およびステンレス鋼を含み得る。吸気空気適用において、燃料−空気混合物の燃料も、ダイヤフラムに対する同様に頑強な材料を必要とする成分を含有し得る。上に示されるとおり、加えてダイヤフラム３７０は好ましくは柔軟であって、流れる媒体または流体（例、排気ガス）によって引き起こされる任意の圧力変化に応答するように構成される。このやり方で、それぞれの非圧縮性流体３３２、３３４は、検知される流体流の圧力が増加または減少する際に適切に応答する。
【０１２９】
図１１、図１２に示されるとおり、ダイヤフラム３７０は、圧力検知アセンブリ３００がＥＧＲループ／システムまたは吸気空気流体システムに装着されるときに、ダイヤフラムが重力に対して概ね垂直な面に位置するように装着される。圧力検知アセンブリの上述の配置では、一部分の下側ハウジング３５０のみが検知される媒体に対して頑強である必要があるため、他の部分（例、上側ハウジング３４０）は、意図される使用に対して適切なより安価な材料を用いて作製され得る。
【０１３０】
さらなる局面／実施形態において、ベースプレート３２３の頂面に充填孔が設けられ、この充填孔は、それぞれの絶対圧力および差圧検知エレメント３２２、３２４に対する非圧縮性流体（すなわち、高圧側油３３２および低圧側油３３４）のためのチャンバと流体的に結合されるように配置される。圧力検知アセンブリ３００の組み立ての際に、非圧縮性流体はこれらの充填孔を介して絶対圧力および差圧検知エレメントに対するそれぞれのチャンバ内に導入される。チャンバが充填された後、たとえば所定の位置に溶接されることによって充填孔を閉じるボールなどによって、充填孔は適切に封止される（例、図１１を参照）。
【０１３１】
本明細書に記載されるとおり（図１０Ｂを参照）、チャネル３２７は低圧側油３３４のためのチャンバの一部を形成するため、差圧検知エレメント３２４の一方側と流体連絡する非圧縮性媒体／流体は、低圧側キャビティ３５５ｂと流体連絡するダイヤフラム３７０とも流体連絡する。このように構成されるため、差圧検知エレメント３２４は、差圧検知エレメントのこの一方側に影響する、流れる流体／媒体の圧力変化に対応または関係する低圧側キャビティ３５５ｂ内の圧力変化に応答する。したがって、差圧検知エレメント３２４の他方側は、差圧検知エレメントのこの他方側に影響する、流れる流体／媒体の圧力変化に対応または関係する高圧側キャビティ３５５ａ内の圧力変化に応答する。このやり方で、差圧検知エレメントは制限圧力デバイス２４４を横切る差圧を検出および測定できる。
【０１３２】
絶対圧力検知エレメント３２２は、高圧側キャビティ３５５ａと流体連絡するダイヤフラムと流体連絡する高圧側油３３２と流体連絡しているため、絶対圧力検知エレメントは高圧側キャビティ３５５ａ内の圧力変化に応答する。このやり方で、絶対圧力検知エレメントは制限圧力デバイス２４４の一方側における絶対圧力を検出および測定できる。
【０１３３】
さらなる実施形態において、圧力検知アセンブリ３００の構成要素、たとえば上側ハウジング３４０および圧力検知エレメントモジュール３２０などは、本明細書に記載される成形可能なプラスチック以外の材料で形成されてもよい。それらの構成要素は、当該技術分野において公知でありかつ意図される使用に対して適切ないくつかの材料のいずれか、たとえば好適な金属（例、ステンレス鋼）またはセラミックス（例、アルミナ）などで作られてもよい。
【０１３４】
本明細書に記載されるとおり、加えて本発明は、流れる流体の少なくとも絶対圧力および差圧を測定するためのシステムを特徴とする。こうしたシステムは、流体システム部分または流体システム配管２４０（たとえば図１にも示されるもの）と、測定および信号出力デバイス（例、圧力検知アセンブリ３００）とを含む。流体（例、液体または気体）は流体システム配管内を流れ、流体システムは第１の圧力タップ２４２ａおよび第２の圧力タップ２４２ｂを含むように構成されて配置され、それらの圧力タップは、流体の流れの方向において第２の圧力タップが第１の圧力タップの下流になるように、互いに間隔を置かれる。測定および信号出力デバイス（圧力検知アセンブリ３００）は、流体システム部分を流れる流体の絶対圧力および差圧を測定し、測定された絶対圧力および差圧の信号出力を提供する。
【０１３５】
測定および信号出力デバイス／圧力検知アセンブリ３００は、間隔を置かれた関係において流体システム配管（例、第１および第２の圧力タップ２４２ａ、２４２ｂ）と流体的に結合されることによって流れる流体と流体的に結合される複数のキャビティを有するハウジング３４０と、ハウジングに装着された圧力検知エレメントモジュール３２０または圧力検知モジュールとを含む。こうした圧力検知エレメントモジュール３２０は、複数のキャビティの１つと第１の流体的結合をされることによって、前記１つのキャビティが流体的に結合された流れる流体を表す絶対圧力を測定する、絶対圧力検知エレメント３２２を含む。加えて圧力検知エレメントモジュール３２０は、前記１つのキャビティおよび複数のキャビティのうちの別のものと第２の流体的結合をされた差圧検知エレメント３２４を含み、よって差圧検知エレメントは、前記第１のキャビティおよび別のキャビティが流体的に結合された流れる流体の差圧を測定する。本明細書に記載されるとおり、絶対圧力検知エレメントおよび差圧検知エレメントの各々は、ＭＥＭ検知エレメントを含む。
【０１３６】
さらに、前記１つのキャビティおよび前記別のキャビティ内に非圧縮性媒体３３２、３３４が配されることにより、非圧縮性媒体はそれぞれの絶対圧力および差圧検知エレメント３２２、３２４と流れる流体との間に位置することによって、検知エレメントが流れる流体の圧力に応答できるようにする一方で、流れる流体から圧力検知エレメントを分離する。本明細書に示されるとおり、流れる流体は、たとえばガソリン、ディーゼルまたはプロパンなどの炭化水素を燃料とする従来の内燃機関の排気または吸気空気などの流れる液体または気体を含む。
【０１３７】
こうしたシステムはさらに、たとえばＥＣＵ４００などの信号分析デバイスを含む。より特定的に、圧力検知アセンブリ３００／測定および信号出力デバイスは信号分析デバイス／ＥＣＵ４００に動作的に結合されることによって、圧力検知アセンブリは測定された絶対圧力および差圧の信号出力を信号分析デバイス／ＥＣＵ４００に提供できる。信号分析デバイス／ＥＣＵ４００は、関連するエンジンを含むシステム／自動車両が所望の態様で動作されるように、機能およびプロセスパラメータ（例、流体の流れ、圧力など）を制御するために、これらの信号出力（または信号入力）を処理し、さらにシステム構成要素（例、エンジン構成要素）に出力または信号（例、制御信号または出力）を提供できるように、適切に構成されて配置される。
【０１３８】
より特定的に、信号分析デバイス／ＥＣＵ４００は、こうした信号入力（例、測定された温度、絶対圧力および差圧の出力）を受信して処理し、かつ制御信号および／または流体システムのその他の機能を制御するために用いられる出力を出力するために構成されて配置されたデジタル処理デバイス（たとえばマイクロプロセッサまたはＡＳＩＣなど）を具現化する。より特定的に、こうしたデジタル処理デバイスは、流体システムの動作およびプロセスパラメータ、たとえば内燃機関の動作などを制御するために、流体システムの制御機能がどのように配置されるべきかを定めるために、こうした信号出力を処理するための命令、基準、コードセグメントを（ハードウェアおよび／またはソフトウェア内に）含む。より特定的に、信号分析デバイス／ＥＣＵ、より特定的にはそのデジタル処理デバイスは、流体システムを流れるガスの質量流量を定めるためにこれらの入力（例、測定された温度、絶対圧力および差圧の出力）を処理し、次いで流体システム機能をどのように制御すべきかを定めるためにこの質量流量が用いられ得る。
【０１３９】
たとえば、適用が排気ガス再循環（ＥＧＲ）である場合、信号分析デバイス／ＥＣＵは、エンジンの吸気側に再循環される排気ガスの量を制御するために、適切なＥＧＲシステム機能に制御信号または制御出力を提供するために、入力を処理する。適用がエンジンに対する吸気空気である場合、信号分析デバイスは、エンジンに提供される吸気空気の量を制御するために、適切な吸気機能（例、スロットルバルブ）に制御信号または制御出力を提供する。加えてこうした信号分析デバイス／ＥＣＵは、こうした機能を制御する目的のために、他のデバイスから他の入力または信号（例、センサ、流体温度、エンジン速度、ドライバからのスロットル入力（例、加速ペダルの降下））を受信できる。
【０１４０】
本明細書に示されるとおり、圧力検知エレメントモジュール３２０／検知モジュールはさらに、前記別のキャビティと差圧検知エレメント３２４との間に流体的に結合されるように配置された流体チャネルを含む。この流体チャネルも非圧縮性媒体３３４を含有する。加えて流体チャネルは、前記別のキャビティの場所において流れる流体を表す第２の圧力を差圧検知エレメント３２４に伝達するように構成されて配置される。本明細書にさらに記載されるとおり、絶対圧力検知エレメント３２２および差圧検知エレメント３２４は、前記１つのキャビティ内に配される。
【０１４１】
さらなる局面／実施形態において、流体システム２４０または配管部分２０１はより特定的に、第１および第２の圧力タップ２４２ａ、２４２ｂの間に配される制限圧力デバイス２４４を含むように配置される。加えて、前記１つのキャビティおよび前記別のキャビティがそれぞれ第１および第２の圧力タップに接続されるために前記１つのキャビティおよび前記別のキャビティが流れる流体（例、流れる液体または気体）の方向において制限圧力デバイスの上流および下流に配されるように、ハウジング３４０が配置される。こうした制限圧力デバイスは、制限ベンチュリ、オリフィス、またはスロットルプレートの１つである。
【０１４２】
こうした圧力検知エレメントモジュール３２０／測定および出力デバイスはさらに、第１および第２のデジタル処理機構を含む。第１のデジタル処理機構は、絶対圧力検知エレメント３２２の動作を制御するため、および測定された絶対圧力を表す出力を提供するために構成されて配置される。第２のデジタル処理機構は、差圧検知エレメント３２４の動作を制御するため、および測定された差圧を表す出力を提供するために構成されて配置される。さらなる実施形態において、第１および第２のデジタル処理機構の各々は、ＡＳＩＣ３２８または当業者に公知でありかつ意図される使用に対して適切なその他のデジタル処理機構を含む。加えて、第１および第２のデジタル処理デバイスの各々は、信号分析デバイスデジタル処理デバイス／ＥＣＵ４００に動作的または通信的に結合される。
【０１４３】
本明細書に示されるとおり、流体システム２４０または配管部分２０１はさらに、流体システムに配置された温度検知デバイス２２０を含み、この温度検知デバイスは流れる流体の温度を測定するため、温度検知デバイスは測定された温度の出力を提供する。
【０１４４】
より特定的に、温度検知デバイス２２０は信号分析デバイスデジタル処理デバイス／ＥＣＵ４００に動作的または通信的に結合されるため、測定された温度出力は信号分析デバイスデジタル処理デバイス／ＥＣＵに提供される。加えて、信号分析デバイスデジタル処理デバイス／ＥＣＵは、測定された温度、絶対圧力および差圧の出力を処理し、かつ流体システム部分を流れる流体の質量流量を定めるように構成されて配置される。
【０１４５】
特定の用語を用いて本発明の好ましい実施形態を説明したが、こうした説明は例示の目的のみのためのものであり、以下の請求項の趣旨または範囲から逸脱することなく、変更および変動が行われてもよいことが理解されるべきである。
【０１４６】
引用による援用
本明細書に開示されるすべての特許、公開特許出願およびその他の参考文献は、参照によってその全体が明白に引用により援用される。
【０１４７】
均等物
当業者は、ルーチン実験以外のものを用いることなく、本明細書に記載される本発明の特定の実施形態の多くの均等物を認識するか、または確認できるだろう。こうした均等物は以下の請求項に包含されることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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