DE19517676A1 - Drucksensor für eine Brennkraftmaschine mit einem Ansaugrohr - Google Patents
Drucksensor für eine Brennkraftmaschine mit einem AnsaugrohrInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Drucksensor für eine
Brennkraftmaschine mit einem Ansaugrohr nach der Gattung des
Anspruchs 1. Es ist schon ein Drucksensor bekannt
(DE-OS 43 17 312), der ein Kunststoffgehäuse mit einem
stutzenförmigen Druckanschluß besitzt und der im eingebauten
Zustand am Ansaugrohr im wesentlichen bündig mit einer
Innenwandung des Ansaugrohres der Brennkraftmaschine
abschließt oder von dieser nur wenige Millimeter absteht.
Bei derartigen, direkt am Ansaugrohr angebrachten
Drucksensoren besteht jedoch die Gefahr einer Vereisung des
Druckanschlusses, so daß es schlimmstenfalls zum Ausfall des
Drucksensors kommen kann. Die Vereisungsgefahr ist
insbesondere bei Brennkraftmaschinen mit Abgasrückführung
und Kurbelwellengehäuseentlüftung in das Ansaugrohr
besonders hoch, da das strömende Medium einen hohen Anteil
an gasförmig gelöstem Wasser aufweist, das sich bei
niedriger Temperatur in Form von Eis, vorzugsweise im Innern
eines dünnen metallischen Sensorröhrchens einer
Druckmeßeinrichtung des Drucksensors, niederschlagen kann.
Der erfindungsgemäße Drucksensor mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß
eine Vereisung des Drucksensors mit sehr hoher Sicherheit
ausgeschlossen ist. Vorteilhafterweise wird auch die
Anlagerung flüssiger Bestandteile des im Ansaugrohr
strömenden Mediums am Drucksensor verhindert, wodurch sich
die Gefahr einer Vereisung des Drucksensors weiter
verringert.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind
vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im
Anspruch 1 angegebenen Drucksensors möglich. Von besonderem
Vorteil ist es, daß, ohne große konstruktive Änderungen
vorzunehmen zu müssen, bereits vorhandene Drucksensoren in
einfacher Art und Weise umgerüstet werden können, wodurch
sich die Herstellungskosten nur wenig erhöhen. Darüber
hinaus benötigt der erfindungsgemäße Drucksensor
vorteilhafterweise keinen zusätzlichen Platzbedarf am
Einbauort des Drucksensors.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden
Beschreibung näher erläutert.
In der Zeichnung ist ein mit 1 gekennzeichneter Drucksensor
dargestellt, dessen wesentlicher Bestandteil eine
Druckmeßeinrichtung ist, die beispielsweise in Form einer
Sensorzelle 3 ausgebildet und in einem Gehäuse 6 des
Drucksensors 1 untergebracht ist. Das Gehäuse 6 ist
zweiteilig aufgebaut und setzt sich aus einem
stutzenförmigen Druckanschluß 7 und einem kappenförmigen
Gehäuseteil 8 zusammen. Der Druckanschluß 7 und der
Gehäuseteil 8 sind vorzugsweise aus Kunststoff,
beispielsweise in Kunststoffspritzgußtechnik, hergestellt.
Die Sensorzelle 3 ist aus Metall gefertigt und in einer
wannenförmigen Vertiefung 9 im Gehäuseteil 8 untergebracht
und in dieser formschlüssig eingesetzt. Die Sensorzelle 3
ist in der wannenförmigen Vertiefung 9 zum Beispiel durch
einen Kleber gehalten, so daß die Sensorzelle 3 bis auf den
Eingang eines an der Sensorzelle 3 angebrachten, dünnen
metallischen Sensorröhrchens 4 hermetisch von der Umgebung
abgeschlossen ist. Der Drucksensor 1 dient bekanntermaßen
zur Messung des Innendrucks eines in einem Ansaugrohr 5 der
Brennkraftmaschine strömenden Mediums, insbesondere der von
der Brennkraftmaschine angesaugten Luft. Mittels des
Innendrucks des Ansaugrohres und der Motordrehzahl der
Brennkraftmaschine ist es möglich, die von der
Brennkraftmaschine angesaugte Luftmenge zu bestimmen. Die
Strömungsrichtung des Mediums im Ansaugrohr 5 ist in der
Zeichnung durch eingezeichnete Pfeile 30 gekennzeichnet und
verläuft von links nach rechts.
Die Sensorzelle 3 besteht aus einem aus Silizium
hergestellten Sensorchip, in den eine Druckmembran eingeätzt
ist. Eine Druckänderung führt zu einer Dehnung der
Druckmembran, die über Widerstandsänderungen erfaßt wird
(piezoresistiver Effekt). Die Auswerteschaltung
einschließlich des Abgleichs ist mit auf dem Sensorchip
integriert. Der zu messende Druck wird über das
Sensorröhrchen 4 und einem im Innern der Sensorzelle
vorgesehenen Glassockel zu einer Rückseite der Druckmembran
geführt, die mit einem Referenzvakuum in Verbindung steht,
um so eine Messung des Absolutdruckes zu ermöglichen. Das
Ausgangssignal der Auswerteschaltung wird über eine
Leiterplatte 12 und einen an der Leiterplatte 12
angebrachten, abgewinkelten Metallstift 14 zu einer am
Gehäuseteil 8 ausgebildeten Steckerkontur 15 geführt. Die
Steckerkontur 15 dient zur steckbaren Aufnahme eines
Steckers, um über den Stecker die elektrischen Signale der
Druckmeßeinrichtung beziehungsweise der Auswerteschaltung
des Sensorchips einem elektronischen Steuergerät zuzuführen.
Das Sensorröhrchen 4 der Sensorzelle 3 mündet in eine im
Druckanschluß 7 vorgesehene Durchgangsöffnung 17, die sich
vom Sensorröhrchen 4 bis an ein zum strömenden Medium hin
offenes Ende 18 des Druckanschlusses 7 erstreckt, so daß
eine Verbindung vom Innern der Sensorzelle 3 über das
Sensorröhrchen 4 und den Druckanschluß 7 zum strömenden
Medium vorhanden ist. Ein zum Beispiel in Form eines O-Rings
ausgebildeter Dichtring 23 dichtet dabei das Sensorröhrchen
4 im Druckanschluß 7 ab. Der Druckanschluß 7 ist auf
Seitenwände 20 des Gehäuseteils 8 aufgesetzt und
beispielsweise in Nuten 21 mit Hilfe eines dort
eingebrachten Klebstoffs 22 gehalten. Der Gehäuseteil 8
besitzt seitlich eine Anformung 24 mit einer Öffnung 25, in
welche eine Schraube 26 einführbar ist, um den Drucksensor 1
zum Beispiel in ein Innengewinde 27 am Ansaugrohr 5
festzuschrauben. Der Drucksensor 1 wird beim Einbau mit
seinem stutzenförmigen Druckanschluß 7 in eine
Durchgangsöffnung 16 des Ansaugrohres 5 eingeführt und ragt
dann mit einem Anschlußteil 19 aus einer Innenwandung 29 des
Ansaugrohres 5 in dieses hinein. Dabei dichtet eine
beispielsweise in Form eines O-Rings ausgebildete, zwischen
der Innenwandung 29 und einer Außenwandung 33 des
Ansaugrohres 5 am Druckanschluß 7 vorgesehene Dichtung 28
die Atmosphäre vom strömenden Medium ab.
Erfindungsgemäß erstreckt sich der stutzenförmige
Druckanschluß 7 des Drucksensors 1 relativ weit aus der
Innenwandung 29 des Ansaugrohres 5 in das strömende Medium
hinein, so daß das offene Ende 18 des Druckanschlusses 7
etwa bis zu einer von einer Längsachse 31 gekennzeichneten
Mitte des Ansaugrohres 5 oder sogar über die Mitte des
Ansaugrohres 5 hinaus reicht. Der mit einer relativ langen
Erstreckung ausgebildete Druckanschluß 7 verhindert, daß es
bei niedriger Temperatur zu einer Vereisung des
Druckanschlusses 7, insbesondere an einer Innenfläche 34 der
Durchgangsöffnung 17 des Druckanschlusses 7 und am
Sensorröhrchen 4 kommen kann, so daß stets eine freie
Durchgangsöffnung 17 beziehungsweise Verbindung vom
Ansaugrohr 5 zur Sensorzelle 3 vorhanden ist.
Wie in der Zeichnung dargestellt ist, kann der Druckanschluß
7 aber auch eine kürzere Erstreckung aufweisen.
Beispielsweise ist es möglich, handelsübliche Drucksensoren
mit kürzerem Druckanschluß 7 im wesentlichen zu verwenden
und diese mittels eines zum Beispiel auf den Druckanschluß 7
des Anschlußteils 19 aufstülpbaren und den Druckanschluß 7
zumindest teilweise umfassenden Schlauches 35 derart zu
verlängern, daß die Durchgangsöffnung 17 über eine
Innenöffnung 32 des Schlauchs 35 mit einem offenen
Schlauchende 36 ebenfalls etwa bis zur Mitte des
Ansaugrohres 5 oder über die Mitte des Ansaugrohres 5 hinaus
reicht. Der Öffnungsquerschnitt der Innenöffnung 32 des
Schlauchs 35 geht dabei beispielsweise am Ende 18 des
Druckanschlusses 17 über einen konisch zulaufenden Teil in
einen beispielsweise etwas größeren Öffnungsquerschnitt als
die Durchgangsöffnung 17 über. Der Öffnungsquerschnitt der
Innenöffnung 32 des Schlauchs 35 ist derart klein gewählt,
daß die Innenöffnung 32 nicht verstopft oder von
Schmutzstoffen zugesetzt werden kann, wobei aber dennoch
eine ausreichende Diffusionsbehinderung vorhanden ist.
Der Schlauch 35 besteht aus brennstoffresistentem Kunststoff
und ist zum Beispiel aus Fluorkautschuk gefertigt. Der
Schlauch 35 ist biegbar ausgebildet und kann, wie in der
Zeichnung gestrichelt dargestellt ist, vom strömenden Medium
mehr oder weniger in Strömungsrichtung 30 des Mediums
abgebogen werden. Die sich beim Betrieb der
Brennkraftmaschine einstellende Biegebewegung des Schlauchs
35 ermöglicht außerdem, daß sich im Schlauch 35
möglicherweise angesammelte und gefrierbare flüssige
Bestandteile des Mediums abgeschüttelt und vom Medium
abtransportiert werden, wodurch sich eine weitere
Verringerung der Vereisungsgefahr des Drucksensors 1 ergibt.
Der biegbar ausgebildete Schlauch 35 bewirkt zudem, daß
auftretende Resonanzen im Ansaugrohr 5 nur in äußerst
abgeschwächter Form bis zur Druckmeßeinrichtung der
Sensorzelle 3 gelangen können, wodurch sich eine präzise
Druckmessung ergibt.
Claims (5)
1. Drucksensor für eine Brennkraftmaschine mit einem
Ansaugrohr, mit einem Druckanschluß zu einem im Ansaugrohr
strömenden Medium, dadurch gekennzeichnet, daß sich der
Druckanschluß (7) des Drucksensors (1) etwa bis zur Mitte
des Ansaugrohres (5) oder über die Mitte des Ansaugrohres
(5) hinaus erstreckt.
2. Drucksensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Druckanschluß (7) des Drucksensors (1) zumindest
teilweise von einem Schlauch (35) gebildet wird, der sich
etwa bis zur Mitte des Ansaugrohres (5) oder über die Mitte
des Ansaugrohres (5) hinaus erstreckt.
3. Drucksensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schlauch (35) über den Druckanschluß (7) gestülpt ist.
4. Drucksensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schlauch (35) biegbar ausgebildet ist.
5. Drucksensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schlauch (35) aus Kunststoff, insbesondere
Fluorkautschuk, besteht.
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