[發明專利]用于利用兩個MEMS感測元件測量差壓和絕對壓力的系統、設備和方法

有效

• 申請號: 201710070514.8
• 申請日: 2017-02-09
• 公開（公告）號: CN107063555B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 皮特·祖莫;維克多·本德爾
• 申請（專利權）人: 森薩塔科技有限公司
• 主分類號: G01L13/00
• 分類號: G01L13/00;G01L15/00;G01F1/86;G01F1/88
• 代理公司: 北京鍾維聯合知識產權代理有限公司 11579
• 代理人: 羅銀燕

特征是用于測量流體系統中的流動的流體/氣體的差壓和絕對壓力的系統和方法。在所述方法中，流體系統被配置有第一和第二壓力嘴，第一和第二壓力嘴彼此間隔開使得第二壓力嘴沿流方向位于第一壓力嘴的下游。提供了絕對壓力感測元件和差壓感測元件，絕對壓力感測元件第一流耦合至所述第一或第二壓力嘴之一測量表示流動的流體/氣體的絕對壓力。差壓感測元件第二流耦合至第一和第二壓力嘴中的每個以測量第一壓力嘴與第二壓力嘴之間的流動的流體/氣體的差壓。

技術領域

本發明涉及用于測量差壓和絕對壓力的系統、裝置、設備和方法。更具體地，本發明涉及利用兩個MEMS感測元件和充油壓力傳感器的系統、裝置、設備和方法。然而更具體地，本發明涉及結合溫度感測元件被利用以測量質量流率的系統、裝置、設備和方法。更特別地，本發明涉及可被利用以測量EGR系統中的EGR管內的壓力和/或流率以及檢測內燃機(例如，柴油、天然氣)的攝入部中的壓力和/或流率的系統、裝置、設備和方法。

背景技術

在汽車工業中，多年來進行了無數努力來限制或減少由內燃過程導致的噴射。具體地，目標是減少由柴油機產生的NOx和顆粒物(PM)的噴射。設想具體被用作減少NOx的系統的一種技術是排氣再循環(EGR)系統。

已知的工序使用所測量的通過限制器(例如，文丘里管、節流器、或孔口)的流的壓力來計算通過管的介質的質量流。此工序的常見應用是在發動機中的排氣再循環回路或節流系統內。此典型地使用下面的任一種實現：位于限制器相反兩側的兩個分立的絕對壓力傳感器；或橫跨限制器的差壓傳感器和位于限制器一側的分離的絕對壓力傳感器。這兩種配置都因混合兩個傳感器之間的誤差導致質量流計算的固有誤差。

現在參考圖1，示出了與示例性內燃機(例如，柴油機)一起使用的傳統EGR回路設計或EGR系統。如下面進一步討論的，該EGR系統實施橫跨限制器的差壓傳感器和位于限制器一側(即，上游側)的分離的絕對壓力傳感器用于確定EGR氣體的質量流率。在該EGR系統中，排放氣體的一部分被返回到發動機的攝入側以降低去往發動機汽缸的攝入氣體的氧濃度并且降低汽缸內的溫度，由此減少NOx的產生。而且顯示了示例性燃料輸送系統和被提供以處理非期望的排放產物的其它機構，例如柴油顆粒過濾器(DPF)。示例性發動機的所示攝入部還包括用于對被供給發動機的攝入空氣進行渦輪增壓的渦輪機和壓縮機。

在該EGR系統中，控制從排放側至攝入側的返回質量是至關重要的。如上面所指示的，為了測量EGR質量流率，習慣性地將孔口或文丘里管(例如，限制文丘里管)設置在EGR管內并且檢測孔口或文丘里管前后部分之間的排放氣體的壓力差。具有壓力傳感器的連接部分處的EGR管的內部結構包括用于釋放孔口的上游側壓力P1的上游側壓力釋放路徑和用于釋放孔口的下游側壓力P2的下游側壓力釋放路徑。而且如上面所指示的，為了使用限制文丘里管計算質量流，測量下列因子：高側絕對壓力、橫跨文丘里管的差壓和再循環的排放溫度或EGR溫度的溫度。

現在參考圖2，示出了EGR回路/系統的傳統布置，該EGR回路/系統包括測量和輸出高側絕對壓力的信號的絕對壓力發送器(APT)、測量和輸出EGR溫度的信號的溫度發送器(TEMP)以及測量和提供表示橫跨限制文丘里管發展的差壓(高壓-低壓)的輸出的模塊(HCM)。作為該系統和模塊的進一步說明，在本文中參考USP 7,578,194(一般為本發明所擁有)，該申請的教導通過引用被并入本文。還參考下面關于相同內容的討論。

表示絕對壓力、EGR溫度和差壓的這些輸出被提供給在硬件和/或軟件中實施用于確定流過EGR管(例如，文丘里管)的排放氣體的質量流率的機制(例如，算法)的發動機控制單元或ECU(實施數字處理設備/機構的單元，例如微處理器、ASIC、數字信號處理器等)。通過使用此信息，ECU然后可將返回攝入側的排放氣體的流動調整至適當的值。ECU還可被配置和布置為控制機動車輛的發動機或其它部件的與發動機或發動機控制(例如，自動換擋)相關的操作。