[發明專利]探測內燃機的燃燒室內壓力的燃燒室壓力傳感器

有效

• 申請號: 201210004137.5
• 申請日: 2012-01-09
• 公開（公告）號: CN102589798B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: C·德林;J·沃爾夫
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: G01L23/22
• 分類號: G01L23/22;G01L19/04
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司72002
• 代理人: 曾立

背景技術

從現有技術已知多種壓力傳感器，它們能夠使用在奧托發動機或狄賽爾發動機中，用于探測內燃機燃燒室的壓力。這種裝置是構成現代發動機自動控制的基本部件，因為為了減小燃料消耗和排放量，必須非常精確地探測燃燒室的壓力。

例如，從本發明的申請人同一地址的德國專利申請DE?102009026436.1已知一種用于探測內燃機燃燒室壓力的不同裝置。在這個燃燒室壓力傳感器中，傳感器殼體在燃燒室側具有至少一個用至少一個膜封閉的開口。在所述傳感器殼體內部容納至少一個機電轉換元件，其中，至少一個由傳感器殼體分開地構成的傳遞膜的變形的傳遞元件設置在機電轉換上。

為了針對燃燒室環境密封燃燒室壓力傳感器中的傳感器殼體，還例如DE?102009026436.1中，一般使用一種柔性膜，例如金屬膜。因為柔性膜雖然小，但是所謂力的路徑或者力的傳遞路徑的部分的可用剛度一般仍然存在，通過力的路徑或力的傳遞路徑，或者在存在多個可用力的路徑或傳遞路徑的情況下，通過它們將因燃燒室壓力產生的力傳遞到真實的傳感器元件，例如所述機電轉換元件。現在如果在燃燒過程期間，火焰正面至少部分地達到膜上表面，然而在膜中得到在燃燒室分配的前側和相對布置的后側之間具有一定梯度的過熱溫度。因此對火焰正面同步調整溫度曲線。然而，該溫度曲線一般引起所述膜變形，作為反應力影響力的路徑，并且因此作為誤差信號疊加期望的壓力信號。它具有出現誤差信號的燃燒循環的時間常數，也表示為熱沖擊或瞬時漂移。為了避免或者減小這種效應，能夠采用間接措施。例如屏蔽火焰正面。然而，這種間接措施總是發現該措施對所述膜上的壓力曲線的反作用的危險，該壓力曲線同樣能夠產生信號誤差。

因此，值得期望的，燃燒室壓力傳感器盡可能地避免上述效應。特別地，所述效應的避免應以直接措施為基礎，盡可能小地影響測量的壓力曲線，并且通過所述膜的幾何造型優選至少盡可能地減小上述熱沖擊效應。

發明內容

因此，本發明提出一種探測內燃機燃燒室的壓力的燃燒室壓力傳感器，本發明至少盡可能地完成這個任務。本發明以下述發現為基礎，即通過膜的適應性造型和優選通過一個或多個所述膜的定位器的適當定位，所述膜中溫度梯度的作用力能夠具有最小軸向分量，即影響信號的分量。在不避免溫度梯度的作用力的徑向分量的情況下，一般是不嚴重的，這是因為它大部分不作用在力的路徑方向上。

本發明提出的燃燒室壓力傳感器具有殼體，所述殼體具有由所述殼體至少部分地包圍的內部空間。例如，該殼體適當布置，以便引入到所述內燃機的汽缸頭中。例如，該殼體能夠整體地或部分地由金屬材料制造，然而，替代地或附加地，原則上也能夠使用其他材料，例如陶瓷材料和/或塑料材料。在這里，在所述殼體下面一般設置一個元件，所述元件至少盡可能地給予所述燃燒室壓力傳感器它的外部形狀，并且所述燃燒室壓力傳感器的內部防護機械載荷，優選也防護化學載荷。所述殼體能夠具有例如圓柱形造型，其中，優選在所述殼體的燃燒室分配的側表面上設置倒角邊緣和/或一個或多個另外類型的密封面，在所述殼體引入所述汽缸頭中時實現密封效果。所述內部空間至少部分地由所述殼體包圍，從而所述內部空間至少盡可能地通過所述殼體限定，其中也能夠設置多個內部空間。在所述殼體中，優選在所述內部空間中接收至少一個用于探測壓力的機電轉換元件。在這里，所述機電轉換元件原則上可以是任意元件，布置成將機械信號轉換為電信號，例如壓力和/或力轉換成電壓和/或電流。在后面沒有對這樣的機電轉換元件的進一步可能的設計方案進行限制，所述機電轉換元件包括至少一個壓電元件，例如至少一個壓電陶瓷。

所述殼體具有至少一個殼體開口。所述殼體開口能夠特別地分配所述燃燒室，例如在分配燃燒室的所述殼體的側面上。例如，如上所述，所述殼體能夠具有大致圓柱形的造型，其中，在所述邊緣能夠設置不同于圓柱形的形狀，其中，所述殼體開口能夠例如布置在所述氣缸的燃燒室分配的側面中。所述殼體開口能夠原則上布置成將所述燃燒室壓力傳遞到所述機電轉換元件上或者實現這種壓力的傳遞。所述殼體開口能夠具有基本上任意的造型，例如多邊形的造型或環形的造型，優選圓形造型。

所述殼體開口通過至少一個膜進行密封。所述密封優選整體地進行，以使燃燒室氣體能夠不通過所述殼體開口流入所述內部空間中。為此，所述膜能夠單獨設置或者能夠如下面所詳細說明的，例如也利用一個或多個另外的元件共同起作用，例如壓力傳遞元件，所述壓力傳遞元件優選引入所述殼體開口中或者穿過所述殼體開口。例如，所述膜和壓力傳遞元件一起密封所述殼體開口，從而所述燃燒室氣體不能夠流入到所述內部空間中。