(57)【要約】      （修正有）【課題】温度、絶対圧および差圧が組み合わされたセンサアセンブリのための方法および装置を提供する。【解決手段】センサアセンブリは、ハウジング１５を含み、当該ハウジング１５は、キャリア２０、差圧センサ２５、マニホールド絶対圧センサ３０、当該差圧センサ２５および当該マニホールド絶対圧センサ３０の両者に共有されるオリフィス、プリント回路基板（ＰＣＢ）３５、サーミスタ４０、端子ピン５０およびカバー５５を含む。【選択図】図１
2016197105.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングを含み、前記ハウジングは、
キャリアと、
差圧センサと、
マニホールド絶対圧センサと、
前記差圧センサおよび前記マニホールド絶対圧センサの両方に共有されたオリフィスと、
プリント回路基板（ＰＣＢ）と、
サーミスタと、
端子ピンと、
カバーと、を含むセンサアセンブリ。
【請求項２】
前記マニホールド絶対圧センサは、マニホールド絶対圧を出力する、請求項１に記載のセンサアセンブリ。
【請求項３】
前記差圧センサは、排気ガス再循環（ＥＧＲ）弁間の差圧を出力する、請求項１に記載のセンサアセンブリ。
【請求項４】
前記差圧センサは、前記ＥＧＲ弁の後の前記オリフィス間測定を出力する、請求項１に記載のセンサアセンブリ。
【請求項５】
前記サーミスタは、マニホールド空気温度を出力する、請求項１に記載のセンサアセンブリ。
【請求項６】
前記差圧センサは、前記オリフィスの再循環された排気ガス圧力の上流を感知するために、セラミック基板上の貴金属化（貴金属メタライゼーション）とともに使用される、請求項１に記載のセンサアセンブリ。
【請求項７】
前記センサハウジングおよび前記カバーは、腐食を受けやすいだろう電子部品から腐食性の排気流の分離を可能にするように構成される、請求項１に記載のセンサアセンブリ。
【請求項８】
前記カバーは、前記差圧センサの高い圧力側に腐食性の圧力媒体の上流をもたらすように前記オリフィスを生成する、請求項１に記載のセンサアセンブリ。
【請求項９】
前記キャリアは、サブアッセンブリ段階で前記差圧センサおよび前記マニホールド絶対圧センサのキャリブレーションを可能にする、請求項１に記載のセンサアセンブリ。
【請求項１０】
前記サーミスタは、溶接によって前記ハウジングに接続される、請求項１に記載のセンサアセンブリ。
【請求項１１】
前記ハウジングはさらに、サーミスタシュラウドおよびＯリングに沿うインサートモールドされたブッシュを含み、内燃機関エンジンの吸気マニホールド内に前記ハウジングを搭載するために使用される、請求項１に記載のセンサアセンブリ。
【請求項１２】
前記差圧センサおよび前記マニホールドマニホールド絶対圧センサからの出力は、２つの独立した特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣｓ）によって補償される、請求項１に記載のセンサアセンブリ。
【請求項１３】
前記差圧センサおよび前記マニホールドマニホールド絶対圧センサからの出力は、１つの独立したＡＳＩＣによって補償される、請求項１に記載のセンサアセンブリ。
【請求項１４】
前記差圧センサおよび前記マニホールドマニホールド絶対圧センサからの出力は、ＳＥＮＴドメインを介してカスタマー制御モジュールに出力を提供する単一のデジタル特定用途向け集積回路から生じる、請求項１に記載のセンサアセンブリ。
【請求項１５】
前記ハウジングおよびカバーは、プラスチックから構成される、請求項１に記載のセンサアセンブリ。
【請求項１６】
ハウジングを含み、前記ハウジングは、
キャリアと、
排気ガス再循環（ＥＧＲ）弁のオリフィスの差圧を出力する差圧センサと、
マニホールド絶対圧を出力するマニホールド絶対圧センサと、
前記差圧センサおよび前記マニホールド絶対圧センサの両者のための共有されたオリフィスと、
プリント回路基板（ＰＣＢ）と、
マニホールド空気温度を出力するサーミスタと、
端子ピンと、
カバーと、を含むセンサアセンブリ。
【請求項１７】
前記差圧センサは、前記オリフィスの再循環された排気ガス圧力の上流を感知するために、セラミック基板上の貴金属化および保護ゲルとともに使用される、請求項１６に記載のセンサアセンブリ。
【請求項１８】
前記センサハウジングおよび前記カバーは、腐食を受けやすいだろう電子部品から腐食性排気流の分離を可能にするように構成される、請求項１６に記載のセンサアセンブリ。
【請求項１９】
前記カバーは、前記差圧センサの高い圧力側に上流の腐食性圧力媒体をもたらすように前記オリフィスを生成する、請求項１６に記載のセンサアセンブリ。
【請求項２０】
前記キャリアは、サブアッセンブリ段階での前記差圧センサおよび前記マニホールド絶対圧センサのキャリブレーションを可能にする、請求項１６に記載のセンサアセンブリ。
【請求項２１】
前記サーミスタは、溶接によって前記ハウジングに接続される、請求項１６に記載のセンサアセンブリ。
【請求項２２】
前記ハウジングおよびカバーは、プラスチックから構成される、請求項１６に記載のセンサアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概してセンサに関し、具体的には温度、絶対圧および差圧が組み合わされたセンサアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、マニホールド圧力センサ（ＭＡＰセンサ）は、内燃機関の電子制御システムにおいて使用されるセンサの１つである。
【０００３】
ＭＡＰセンサを使用するエンジンは、典型的に燃料噴射である。マニホールド絶対圧センサは、瞬時のマニホールド圧力情報をエンジンの電子制御ユニット（ＥＣＵ）に提供する。このデータは、空気密度を計算し、かつエンジンの空気質量流量を決定するために使用され、これらは、最適な燃焼のために必要とされる燃料計量を決定し、かつ点火時期の進行または遅延の影響を決定する。
【０００４】
今日では、製造業者は、増大された燃費節約および改善された排気を提供するために排気ガス再循環（ＥＧＲ）をエンジンに取り入れている。
【０００５】
必要とされているものは、最適なエンジン性能を提供するために、空気質量の百分率ＥＧＲ組成と圧力および温度のデータを含むことができる装置である。
【発明の概要】
【０００６】
以下は、本発明のいくつかの態様の基本的な理解を提供するために、本革新の簡単な概要を示す。この概要は、本発明の広範な概説ではない。これは、本発明の重要または不可欠の要素を特定することも、本発明の範囲を示すことも意図していない。この唯一の目的は、後述のより詳細な説明の前触れとして、簡単な形で本発明のいくつかの概念を示すことである。
【０００７】
本発明は、温度、絶対圧および差圧が組み合わされたセンサアセンブリに係る方法および装置を提供する。
【０００８】
一般的に、一つの態様において、本発明は、ハウジングを含み、当該ハウジングは、キャリア、差圧センサ、マニホールド絶対圧センサ、差圧センサおよびマニホールド絶対圧センサの両方で共有されるオリフィス、プリント回路基板（ＰＣＢ）、サーミスタ、端子ピン、およびカバーを含む、センサアセンブリを特徴とする。
【０００９】
他の態様において、本発明は、ハウジングを含み、当該ハウジングは、キャリア、排気ガス再循環（ＥＧＲ）弁の差圧を出力する差圧センサ、マニホールド絶対圧を出力するマニホールド絶対圧センサ、差圧センサおよびマニホールド絶対圧センサの両方で共有されるオリフィス、プリント回路基板（ＰＣＢ）、マニホールド空気温度を出力するサーミスタ、端子ピン、およびカバーを含むセンサアセンブリを特徴とする。
【００１０】
実施形態は、以下の利点のうちの１つまたは複数を有することができる。
【００１１】
本発明のセンサアセンブリは、エンジンの吸気弁に提供される空気質量流量の量を決定するために、吸気マニホールド温度および圧力の圧力測定を提供する。加えて、同装置は、吸気と混合される排気空気の量を計算するために、排気ガス再循環弁から吸気マニホールドまでのオリフィスに関して差圧測定を提供する。
【００１２】
本発明のセンサアセンブリは、素子数を最小にし、かつ差圧計算のために２つの感知素子を必要とする設計において高いコモンモードの不正確さの存在を除去するために、単一の差圧素子を使用する。
【００１３】
本発明のセンサアセンブリは、２つの独立した感知素子の出力信号を差し引く必要がなく、真の差圧とともにマニホールド空気圧の両方の感知を可能にするように設計されたハウジングを含む。
【００１４】
本発明のセンサアセンブリは、現在のマニホールド絶対圧／温度およびマニホールド絶対圧（ＭＡＰ／ＴＭＡＰ）センサの既存のフットプリントに適合するように順応される。
【００１５】
これらおよび他の特徴および利点は、以下の詳細な説明を読み、関連する図面を検討することから明らかとなろう。前述の一般的な説明および以下の詳細な説明は、単に説明的なものであり、請求される態様を限定するものではないことを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
本発明は、以下の図面に関連した詳細な説明を参照することにより、より十分に理解されよう。
【００１７】
【図１】例示的なセンサアセンブリの分解立体図である。
【００１８】
【図２】図１のセンサアセンブリの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
主題の革新は、図面を参照して次に説明される。同様の参照番号は、全体を通して同様の要素を参照するのに使用される。以下の説明において、説明の目的のために、多数の具体的な詳細が本発明の十分な理解を提供するために述べられる。しかし、本発明がこれらの具体的な詳細なしで実施できることは明らかであろう。
【００２０】
以下の説明において、「または（ｏｒ）」という語は、排他的な「または（ｏｒ）」ではなく、包括的な「または（ｏｒ）」を意味すると意図される。すなわち、特別の定めがない限り、または文脈から明らかでない限り、「ＸはＡまたはＢを用いる」は、いずれの自然な包括的置換を意味することが意図される。すなわち、ＸがＡを用い、ＸがＢを用い、またはＸがＡとＢの両方を用いる場合、「ＸはＡまたはＢを用いる」は、いずれの前述の例にも適合する。さらに、本明細書および添付の図面において使用される冠詞「ａ」および「ａｎ」は、一般に、特別の定めがない限り、または単数形に向けられるように文脈から明らかでない限り、「１つまたは複数の」を意味するように解釈すべきである。
【００２１】
図１に示されるように、例示的なセンサアセンブリ１０の分解立体図は、ハウジング１５を含み、当該ハウジング１５は、キャリア２０、差圧感知素子２５、マニホールド絶対圧感知素子３０、プリント回路基板（ＰＣＢ）３５、サーミスタ４０、Ｏリング４５、端子ピン５０およびカバー５５を含む。センサアセンブリ１０は、内燃機関エンジンの吸気弁（インテークバルブ）に提供される空気密度および空気質量流量を決定するために、吸気マニホールドの温度および圧力の圧力測定を提供する。加えて、センサアセンブリ１０は、吸気エアーと混合される排気ガス量を計算するために、吸気マニホールドの前であって、排気ガス再循環（ＥＧＲ）弁の後の圧力オリフィスの差圧測定を提供する。当該差圧測定は、ＥＧＲ質量流量の測定のためだけに使用されることができ、または、ＥＧＲ弁のための閉じられたループフィードバックとして使用されることもできる。
【００２２】
好適な実施例では、差圧センサ２５は、圧力オリフィスの上流の再循環された排気ガス圧力を感知するために、セラミック基板上の貴金属化（メタライゼーション）とともに使用される。センサハウジング１５およびカバー５５は、腐食を受けやすいであろう電子部品から、腐食性の排気流を分離することができるように構成される。
【００２３】
図２に示されるように、センサアセンブリ１０の断面図では、ハウジング１５は、３つの感知する素子、すなわち、差圧センサ２５、マニホールド絶対圧センサ３０およびサーミスタ４０を含む。後方の完全な空洞６０は、差圧センサ２５およびマニホールド絶対圧センサ３０の両方によって共有される。これは、吸気マニホールドの絶対圧の直接の測定を可能にするとともに、コモンモードの影響または性質の相違にさらされていない真の、すなわち、計算されていない差圧測定を可能にする。コモンモード絶対圧への素子２５、３０の両者の露出は、２つの低感度の絶対圧感知素子の代わりに、より感度の高い差圧感知素子の使用を可能にし、差圧感知測定の増加された正確性を可能にする。
【００２４】
好適な実施例では、センサアセンブリ１０は、３つの別々の出力を発生させる。第１の出力は、マニホールド絶対圧センサ３０からのマニホールド絶対圧である。第２の出力は、差圧センサ２５からの、ＥＧＲ弁の下流のオリフィスとの間の差圧、すなわち、圧力Ｐ１−圧力Ｐ２である。第３の出力は、サーミスタ４０からのマニホールド空気温度である。
【００２５】
他の実施例では、センサは、ＥＧＲ弁または弁間の差圧を計算するために、ＥＧＲ弁で使用されることができる。
【００２６】
単一のハウジング１５内に差圧センサ２５とマニホールド絶対圧センサ３０の両者を包含することは、真のＰ２−Ｐ１の差圧を出力することを可能にする。従来の解決策は、２つの絶対圧センサダイを使用しており、そして、Ｐ２−Ｐ１は、特定用途向け集積回路によって計算された。この計算のタイプは、同一の圧力、温度および環境にさらされたときに、より大きな測定誤差を生成し得る絶対圧センサダイにより過度の誤差をもたらす。
【００２７】
単一のハウジング１５は、差圧部分のために圧力信号の計算の必要性を取り除く。
【００２８】
センサアセンブリ１０は、差圧センサ２５の高圧側に、上流の腐食性圧力媒体を搬送する高圧空洞６０を生成するため、ゲルダム６５の取付けにカバー５５を使用する。シールを覆うゲルダム６５は、Ｐ１の空洞圧力媒体よりもさらに腐食性のある媒体の媒体分離を可能にする。センサアセンブリ１０はさらに、アルミナ回路基板７０および保護ゲル７５も含む。シールを覆うゲルダム６５の使用は、当該設計が媒体分離を可能にするため、センサアセンブリの残りの部分において、さほど頑丈でない（すなわち、より高価でない）材料の使用を可能にする。
【００２９】
キャリア２０の包含は、完成品段階とは対照的に、センサアセンブリ１０の大量生産を容易にするサブアッセンブリ段階でのセンサアセンブリ１０のキャリブレーションを可能にする。サブアッセンブリでのキャリブレーションは、より高いスループットを可能にし、そして進行ラインでの脱落や廃棄の作業の全体の有用性を減らす。低い弾性率の接着剤の使用は、全体のパッケージからサブアッセンブリのキャリブレーションのストレス分離を可能にし、取り除いたパッケージストレスがサブアッセンブリのキャリブレーションに伝えられる。
【００３０】
センサアセンブリ１０は、サーミスタ４０を使用する空気の熱測定を含む。サーミスタ４０は、はんだまたは抵抗溶接部によってハウジング１５に結合される。ハウジング１５は、露出されたサーミスタ４０の先端および端子ピン５０上に、エポキシ／シリコーン接着剤の分配を容易にするポケットを含むように適合される。これは、サーミスタ４０が腐食環境において使用されることを可能にし、サーミスタ４０および端子ピン５０を腐食環境から保護することにより、非腐食性のサーミスタ４０および端子ピン５０の使用を可能にする。ポッティングはまた、異なる電圧ポテンシャルの領域間における端子金属のマイグレーションも防ぐ。
【００３１】
センサアセンブリ１０は、サーミスタの覆い（シュラウド）に沿うインサート成形されたブッシュ（図示しない）を含むことができ、これは、センサアセンブリを吸気マニホールド内に搭載するために使用され、従来のＭＡＰ／ＴＭＡＰセンサに代えてセンサアセンブリ１０が降下され、上流の（より高い）オリフィス前の圧力から差圧を測定する追加の機能を有する。この差圧は、吸気マニホールドへの排気ガスの百分率を計算するためにＥＧＲ弁の排気ガスの冗長で閉じられたフィードバックループを可能にする。
【００３２】
好適な実施例では、センサアセンブリ１０からの電子信号出力は、各々の感知素子２５、３０の温度および圧力の依存性を補償する１つの独立した特定用途向け集積回路によって補償される。加えて、センサアセンブリ１０は、補償された個々の出力がシングルエッジニブル伝達（ＳＥＮＴ）デジタル通信プロトコル（ＳＡＥ  Ｊ２７１６を参照）を介してカスタマー制御モジュール（図示されず）に与えられることを可能にする単一のデジタル特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）の使用を可能にする。
【００３３】
センサアセンブリ１０は、カスタマー制御モジュールにアナログ信号を提供するために、各感知素子２５、３０からのハーフブリッジとして使用されても良い。ハーフブリッジ設計は、フルブリッジ設計の診断能力の一部を損なうが、単一のＡＳＩＣの使用を可能にし、その結果はコスト削減である。
【００３４】
いくつかの実施形態は、それらの派生物とともに「一実施形態」または「実施形態」という表現を用いて説明できる。これらの用語は、少なくとも１つの実施形態に含まれる実施形態に関して説明された特定の特徴、構造、または特性を意味するものである。本明細書の様々な箇所における「一実施形態において」というフレーズの出現は、必ずしも全てが同一の実施形態を参照するとは限らない。
【００３５】
本発明が、その好ましい実施形態を参照して詳細に示され、且つ説明されてきたが、添付の特許請求の範囲により規定される本願の精神および範囲から逸脱することなく、形状および詳細の様々な変更がなされてもよいことが、当業者によって理解されよう。このような変形形態は、本願の範囲に含まれることが意図される。従って、本願の実施形態の上記説明は、限定することを意図していない。むしろ、本発明に対するあらゆる限定は、以下の特許請求の範囲に表される。
【図１】
2016197105.tif 000003
【図２】
2016197105.tif 000004