DE10206389A1 - Halbleiterdrucksensor und Abgasanlage, welche denselben enthält - Google Patents
Halbleiterdrucksensor und Abgasanlage, welche denselben enthältInfo
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Abstract
Die Vollbrückenschaltung in einem Drucksensor, welche piezoelektrische Haltleiterwiderstandselemente in einer Druckerfassungsstruktur enthält, ist mit einem Filter verbunden. Das heißt, es sind erste und zweite Ausgangsanschlüsse der Vollbrückenschaltung mit einem Kondensator verbunden. Ein Ende des Kondensators ist durch einen ersten Widerstand mit dem ersten Ausgangsanschluss verbunden. Das andere Ende des Kondensators ist durch einen zweiten Widerstand mit dem zweiten Ausgangsanschluss verbunden. In einem Abgassystem eines Motors wird der Druck des Abgases erfasst, um ein Verstopfen der Entfernungseinheit von dichtem Rauch zu erfassen. Der Filter entfernt die Pulsationskomponente des aus der Pulsationskomponente in dem Abgas abgeleiteten Erfassungssignals.
Description
Diese Erfindung bezieht sich auf einen Halbleiterdruck
sensor zum Erfassen eines Drucks und auf eine Abgasanlage,
welche denselben enthält.
In einer Abgasanlage für einen Dieselmotor wird eine
Partikelkomponentenentfernungsvorrichtung, welche Dieselpar
tikelfilter (DPF) genannt wird, zum Entfernen einer Parti
kelkomponente in dem Abgas von dem Dieselmotor verwendet.
Fig. 4 zeigt eine derartige Abgasanlage nach dem Stand
der Technik. Der DPF 120 ist an einem Zwischenabschnitt ei
nes Abgasrohrs 122 zwischen einem Motor 121 und einer Muffe
vorgesehen, um Partikelkomponenten von dichtem Rauch im Ab
gas von dem Motor durch einen Abgasverteiler 123 einzufan
gen, um zu verhindern, dass sich der dichte Rauch von der
Muffe aus entleert.
Während des Betriebs des DPF 120 sammeln sich Komponen
ten von dichtem Rauch an dem Filter in dem DPF 120 an. So
mit verstopfen die angesammelten Komponenten von dichtem
Rauch den Filter. Die angesammelten Komponenten von dichten
Rauch werden periodisch mit einem Heizgerät zur Reinigung
beispielsweise verbrannt.
Das Verstopfen des Filters wird auf der Grundlage der
Druckdifferenz zwischen der Vorderseite und der Rückseite
des Filters oder der Druckdifferenz zwischen der Vorder
seite des Filters und dem atmosphärischen Druck erfasst.
Entsprechend diesem Stand der Technik ist ein Halbleiter
drucksensor zwischen dem DPF 120 und dem Motor 121 vorgese
hen, um den Druck an der Vorderseite des Filters zu erfas
sen.
Jedoch enthält das Erfassungssignal von dem Halbleiter
drucksensor 124 wie in Fig. 5 dargestellt eine Pulsations
abgasdruckkomponente.
Der Halbleiterdrucksensor 24 besitzt ein Druckanspre
chen von mehreren Millisekunden. Demgegenüber pulsiert der
Abgasdruck mit einem Zyklus von etwa 15 ms. Dementsprechend
enthält das Erfassungssignal des Halbleiterdrucksensors 124
die Pulsationsabgaskomponente.
Die in Fig. 5 dargestellte Kurve stellt die Druckpulsa
tion des Abgases in dem Fall dar, bei welchem sich ein Mo
torfahrzeug mit einem Dieselturbomotor, welcher ein Hubvo
lumen von 3000 cm3 mit einem Zwischenkühler besitzt, auf
einer Schräge bewegt.
Wenn dabei angenommen wird, dass der Erfassungsbereich
des Halbleiterdrucksensors 124 derart bestimmt wird, dass
der Spitze-Spitze-Wert der Pulsation enthalten ist, würde
der Erfassungsbereich groß werden, da die zu erfassende
Druckänderung infolge eines Verstopfens des Filters bei et
wa 5 kPa liegt, jedoch der Spitze-Spitze-Wert der Pulsation
etwa 40 kPa beträgt. Dementsprechend ist die Auflösung des
Halbleiterdrucksensors 24 verringert. Dies verringert die
Genauigkeit der Erfassungsdruckänderung infolge des Ver
stopfens. Somit sollte die pulsierende Komponente aus dem
Erfassungssignal des Halbleiterdrucksensors 124 entfernt
werden.
Fig. 6A und 6B zeigen Pulsationskomponenten entfer
nende Strukturen nach dem Stand der Technik. Entsprechend
Fig. 6A ist ein kapazitiver Abschnitt in der Röhre 125 zum
Einführen des Drucks dem Halbleiterdrucksensor 124 vorgese
hen, wobei der kapazitive Abschnitt 126 einen größeren
Durchmesser als die Röhre 125 besitzt. Demgegenüber ist
entsprechend Fig. 6B ein Aussparungsabschnitt 127 in der
Röhre 125 zum Einführen des Drucks dem Halbleiterdrucksen
sor 124 vorgesehen, wobei der Aussparungsabschnitt 127 ei
nen kleineren Durchmesser als die Röhre 125 besitzt. Diese
Strukturen verlangsamen die Druckausbreitung zu dem Halb
leiterdrucksensor 124, um die pulsierenden Komponenten zu
entfernen.
Jedoch ist eine Standardisierung dieser Strukturen
schwierig, da die optimalen Formen des kapazitiven Ab
schnitts 126 und des Aussparungsabschnitts 127 von der je
weiligen Form der Röhre 125 abhängen.
Demgegenüber wird in der provisorischen Veröffentli
chung der japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 62-160342
eine Vollbrückenschaltung mit einem Tiefpassfilter
offenbart. Fig. 7 zeigt diese Vollbrückenschaltung nach dem
Stand der Technik in einem Drucksensor, welcher piezoelek
trische Halbleiterwiderstandselemente R101, R102, R103 und
R104 enthält. Eingangsanschlüsse A0 und B0 dieser Voll
brückenschaltung sind mit einer Spannungsversorgung 32 ver
bunden. Die Ausgangsanschlüsse C0 und D0 sind mit einem
nicht invertierenden Eingang bzw. einem invertierenden Ein
gang eines Operationsverstärkers 31 verbunden.
Wenn ein Druck diesem Halbleiterdrucksensor aufgebracht
wird, ändern sich Widerstandswerte der piezoelektrischen
Halbleiterwiderstandselemente R101 bis R104. Dies erzeugt
eine Spannungsdifferenz zwischen den Ausgangsanschlüssen C0
und D0, welche mit den einen Enden der Kondensatoren C10
bzw. C20 verbunden sind. Die anderen Enden der Kondensato
ren C10 und C20 sind mit Masse verbunden.
Daher bilden die Kondensatoren C10 und C20 und die pie
zoelektrischen Halbleiterwiderstandselemente R101, R102,
R103 und R104 Tiefpassfilter.
Diese Tiefpassfilter verlangsamen das Ansprechen der
Vollbrückenschaltung. Somit kann diese Vollbrückenschaltung
in dem Drucksensor 124 die Pulsationskomponenten entfernen.
Diese Vollbrückenschaltung besitzt zwei Kondensatoren,
welche relativ große Widerstandswerte besitzen, so dass die
Chipgröße einschließlich dem Halbleiterdrucksensor relativ
groß wird.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab einen überra
genden Halbleiterdrucksensor und eine überragende Abgasan
lage, welche den Halbleiterdrucksensor enthält, bereitzu
stellen.
Entsprechend einem ersten Gesichtspunkt der vorliegen
den Erfindung wird ein Halbleiterdrucksensor bereitgestellt
mit:
einer Vollbrückenschaltung, welche sensitive Halblei terelemente in einer drucksensitiven Struktur und erste und zweite Ausgangsanschlüsse enthält; und
einem Filter, welcher Ausgangssignale aus den ersten und zweiten Ausgangsanschlüssen filtert, wobei der Filter: erste und zweite Widerstände; und
einen Kondensator enthält, wobei ein Ende des Kondensa tors durch den ersten Widerstand mit dem ersten Ausgangsan schluss verbunden ist und das andere Ende des Kondensators durch den zweiten Widerstand mit dem zweiten Ausgangs anschluss verbunden ist.
einer Vollbrückenschaltung, welche sensitive Halblei terelemente in einer drucksensitiven Struktur und erste und zweite Ausgangsanschlüsse enthält; und
einem Filter, welcher Ausgangssignale aus den ersten und zweiten Ausgangsanschlüssen filtert, wobei der Filter: erste und zweite Widerstände; und
einen Kondensator enthält, wobei ein Ende des Kondensa tors durch den ersten Widerstand mit dem ersten Ausgangsan schluss verbunden ist und das andere Ende des Kondensators durch den zweiten Widerstand mit dem zweiten Ausgangs anschluss verbunden ist.
Entsprechend einem zweiten Gesichtspunkt der vorliegen
den Erfindung wird eine Abgasanlage für ein Kraftfahrzeug
bereitgestellt mit:
einem Motor;
einer Partikelkomponentenentfernungseinrichtung, welche Partikelkomponenten in einem Abgas von dem Motor entfernt; und
einem Halbleiterdrucksensor, welcher zwischen dem Motor und der Partikelkomponentenentfernungseinrichtung vor gesehen ist und einen Druck eines Abgases von dem Motor vor der Partikelkomponentenentfernungseinrichtung erfasst, mit:
einer Vollbrückenschaltung, welche sensitive Halblei terelemente in einer drucksensitiven Struktur zur Aufnahme des Drucks und erste und zweite Ausgangsanschlüsse enthält; und
einem Filter, welcher Ausgangssignale von den ersten und zweiten Ausgangsanschlüssen filtert, wobei der Filter:
erste und zweite Widerstände; und
einen Kondensators enthält, wobei ein Ende des Konden sators durch den ersten Widerstand mit dem ersten Ausgangs anschluss verbunden ist und das andere Ende des Kondensa tors durch den zweiten Widerstand mit dem zweiten Ausgangs anschluss verbunden ist.
einem Motor;
einer Partikelkomponentenentfernungseinrichtung, welche Partikelkomponenten in einem Abgas von dem Motor entfernt; und
einem Halbleiterdrucksensor, welcher zwischen dem Motor und der Partikelkomponentenentfernungseinrichtung vor gesehen ist und einen Druck eines Abgases von dem Motor vor der Partikelkomponentenentfernungseinrichtung erfasst, mit:
einer Vollbrückenschaltung, welche sensitive Halblei terelemente in einer drucksensitiven Struktur zur Aufnahme des Drucks und erste und zweite Ausgangsanschlüsse enthält; und
einem Filter, welcher Ausgangssignale von den ersten und zweiten Ausgangsanschlüssen filtert, wobei der Filter:
erste und zweite Widerstände; und
einen Kondensators enthält, wobei ein Ende des Konden sators durch den ersten Widerstand mit dem ersten Ausgangs anschluss verbunden ist und das andere Ende des Kondensa tors durch den zweiten Widerstand mit dem zweiten Ausgangs anschluss verbunden ist.
Entsprechend einem dritten Gesichtspunkt der vorliegen
den Erfindung wird die Abgasanlage auf der Grundlage des
zweiten Gesichtspunkts bereitgestellt, wobei der Filter ei
ne Pulsationskomponente in dem Abgas von dem Motor ent
fernt.
Entsprechend einem vierten Gesichtspunkt der vorliegen
den Erfindung wird die Abgasanlage auf der Grundlage des
zweiten Gesichtspunkt bereitgestellt, wobei eine Zeitkon
stante des Filters entsprechend einer Pulsationsfrequenz
des Abgases von dem Motor bestimmt ist.
Die Aufgabe und Merkmale der vorliegenden Erfindung
werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Ver
bindung mit den zugehörigen Zeichnungen leicht ersichtlich,
wobei:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht des Halbleiterdrucksen
sors dieser Ausführungsform zeigt;
Fig. 2 eine vergrößerte Teilseitenansicht des Drucker
fassungsabschnitts des Halbleiterdrucksensors bezüglich ei
ner in Fig. 1 dargestellten Richtung betrachtet zeigt;
Fig. 3A ein äquivalentes Schaltungsdiagramm der
Brückenschaltung und eine Verarbeitungsschaltung dieser
Ausführungsform zeigt;
Fig. 3B ein teilweise äquivalentes Schaltungsdiagramm
der Brückenschaltung und einen Filter dieser Ausführungs
form zeigt;
Fig. 4 eine Veranschaulichung einer Abgasanlage nach
dem Stand der Technik zeigt;
Fig. 5 eine graphische Darstellung von Pulsationskompo
nenten in dem Abgas bei dem Stand der Technik zeigt;
Fig. 6A und 6B Veranschaulichungen von Filterstruk
turen nach dem Stand der Technik zeigen;
Fig. 7 ein schematisches Schaltungsdiagramm einer Voll
brückenschaltung nach dem Stand der Technik zeigt; und
Fig. 8 eine Veranschaulichung der Abgasanlage dieser
Erfindung zeigt.
Dieselben oder entsprechende Elemente oder Teile sind
überall in den Zeichnungen mit ähnlichen Bezugszeichen be
zeichnet.
Der Halbleiterdrucksensor dieser Erfindung wird zum Er
fassen einer Verstopfung in dem Dieselpartikelfilter (DPF)
für ein Dieselmotorfahrzeug beispielsweise verwendet.
Fig. 1 zeigt eine Querschnittsansicht des Halbleiter
drucksensors dieser Ausführungsform. Fig. 2 zeigt eine ver
größerte Teilseitenansicht des Druckerfassungsabschnitts
des Halbleiterdrucksensors bezüglich einer in Fig. 1 darge
stellten Richtung betrachtet. Fig. 3A zeigt ein äquivalen
tes Schaltungsdiagramm des Halbleiterdrucksensors 40 ein
schließlich der Brückenschaltung und einer auf der Oberflä
che des Druckerfassungsabschnitts 3 gebildeten Verarbei
tungsschaltung.
Entsprechend Fig. 1 enthält der Halbleiterdrucksensor
dieser Ausführungsform einen Sensorchip 1 und einen Glas
sockel 2, welche den Druckerfassungsabschnitt 3 mit einem
rechteckigen Querschnitt bilden. Der Druckerfassungsab
schnitt 3 besitzt die Verarbeitungsschaltung zum Umwandeln
des erfassten Drucks in ein elektrisches Erfassungssignal
durch eine vorbestimmte Funktion.
Der Druckerfassungsabschnitt 3 ist elektrisch mit Ver
bindungsanschlussstiften 6 durch Drähte 4 und Leiter 5 ver
bunden. Somit kann das von den Druckerfassungsabschnitten 3
elektrische Erfassungssignal einer externen Schaltung durch
die Verbindungsanschlussstifte 6 zugeführt werden.
Darüber hinaus ist der Druckerfassungsabschnitt 3 an
einen hohlen Abschnitt in einem gegossenen Plastikteil 7
mit einem Haftmittel eines Fluorosilikontyps geklebt. Das
gegossene Plastikteil 7 ist an ein Gehäuse 9 mit einem Flu
orgummi 8 geklebt und ebenfalls mit dem Fluorgummi 8 be
deckt.
Der Druckerfassungsabschnitt 3 und die Drähte 4 sind
mit Parylen (Parylene) ummantelt, um elektrisch isoliert zu
sein, und sind des weiteren mit einem Gel 10 bedeckt, wel
ches in den hohlen Abschnitt des gegossenen Plastikteils 7
eingeflößt worden ist, um es vor Verunreinigungssubstanzen
wie einem trüben Motoröl oder Kohlenstoff zu schützen.
Der Druckerfassungsabschnitt 3 ist mit einer Haube 12
bedeckt, welche eine Haubenform mit einem Druckeinführungs
loch 11 besitzt, um Luftdichtigkeit zu schaffen und den zu
erfassenden Druck einzuführen. Der Anschluss 12 ist auf das
Gehäuse 9 mit einem Epoxidharzhaftmittel geklebt.
Der Anschluss 12 besitzt eine stufenförmig konische In
nenwand, deren Querschnitt sich in radialer Richtung auf
den Druckerfassungsabschnitt 3 zu erweitert. Mit anderen
Worten, es wird ein konischer Raum zwischen dem Anschluss
12 und dem Erfassungsabschnitt 3 bereitgestellt.
Entsprechend Fig. 2 besitzt der Druckerfassungsab
schnitt 3 einen Siliziumchip 1 auf dem Glassockel 2. An der
Mitte des Sensorchips 1 ist ein Diaphragma 13 durch ani
sotropes Ätzen gebildet.
An der Oberfläche des Sensorchips 1 sind die piezoelek
trischen Halbleiterwiderstandselemente R1, R2, R3 und R4
durch Dotieren mit einer P-Typ Verunreinigung wie Bor in
den Siliziumchip (Substrat) 1 durch Ioneninjektion gebil
det. Darüber hinaus bilden die piezoelektrischen Halblei
terwiderstandselemente R1, R2, R3 und R4 und die (in Fig. 2
nicht dargestellten) Verdrahtungsstrukturen wie Diffusions
störstellenstrukturen und Aluminiumstrukturen eine Voll
brücke.
Wenn ein Druck dem Diaphragma 13 aufgebracht wird, wird
das Diaphragma 13 elastisch deformiert, d. h. gekrümmt. Dar
aufhin ändern sich die Widerstandswerte der piezoelektri
schen Widerstandselemente R1, R2, R3 und R4 entsprechend
der Größe des Drucks.
Darüber hinaus ist an dem Rand des Sensorchips 1 ein
(in Fig. 2 nicht dargestellter) Kontaktstellenabschnitt ge
bildet, um das elektrische Erfassungssignal auszugeben und
eine Versorgungsspannung zu empfangen und eine Verbindung
zur Masse herzustellen.
Entsprechend Fig. 3A besitzt der Halbleiterdrucksensor
40 die Vollbrückenschaltung mit den piezoelektrischen Halb
leiterwiderstandselementen R1, R2, R3 und R4. Mit einem An
steigen des Drucks erhöhen sich die Widerstandswerte eines
Paars von piezoelektrischen Halbleiterwiderstandselementen
R1 und R5, die an den gegenüberliegenden Seiten in dem
Viereck der Vollbrücke in dem äquivalenten Schaltungsdia
gramm angeordnet sind. Demgegenüber verringern sich mit ei
nem Ansteigen des Drucks die Widerstandswerte eines Paars
von piezoelektrischen Halbleiterwiderstandselementen R2 und
R3, welche an den gegenüberliegenden Seiten in dem Viereck
der Vollbrücke in dem äquivalenten Schaltungsdiagramm ange
ordnet sind.
Der Vollbrückenschaltung wird ein konstanter Strom von
einer Konstantsstromquelle zugeführt, welche die Wider
stände R7, R8 und R9 und den Operationsverstärker 41 ent
hält.
Insbesondere wird der Strom, welcher durch Teilen einer
Spannungsdifferenz zwischen der Versorgungsspannung und ei
ner Bezugsspannung bestimmt wird, die durch Teilen der Ver
sorgungsspannung mit den Widerständen R7 und R8 erlangt
wird, dem Anschluss A (Verbindungspunkt zwischen den pie
zoelektrischen Halbleiterwiderstandselementen R1 und R3)
zugeführt.
Mit dem zugeführten konstanten Strom gibt die Voll
brückenschaltung Spannungen V1 und V2 aus, deren Größen von
der Größe des aufgebrachten Drucks abhängen.
Die Ausgangsspannungen V1 und V2 werden von einer Dif
ferenzverstärkerschaltung verarbeitet, welche Operations
verstärker 43, 44 und 45 und Transistoren 46, 47 und Wider
stände R10, R11 und R12 enthält.
Insbesondere wird dem nicht invertierenden Eingang des
Operationsverstärkers 44 durch einen Widerstand R5 die
Spannung V1 von dem Anschluss C zwischen den piezoelektri
schen Halbleiterwiderstandselementen R1 und R2 zugeführt,
welche in der Vollbrückenschaltung zueinander benachbart
sind. Dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers
44 wird die Spannung V22 von dem Anschluss D
(Verbindungspunkt zwischen den piezoelektrischen Halblei
terwiderstandselementen R3 und R4, welche zueinander be
nachbart sind) durch den Widerstand R6, den Operationsver
stärker 43, welcher als Puffer arbeitet, und den Widerstand
R10 zugeführt. Somit wird die verstärkte Differenz zwischen
der Spannung V1 und V2 durch den Operationsverstärker 44
ausgegeben.
Der Ausgang von dem Operationsverstärker 44 steuert die
Transistoren 46 und 47.
Diese Operation wandelt die Ausgangsspannung der
Brückenschaltung (V1-V2) in einen Strom um, welcher von
dem Operationsverstärker 45 weiter verstärkt wird. Der Aus
gang des Operationsverstärkers 45 wird als das elektrische
Erfassungssignal an dem Sensorausgangsanschluss ausgegeben.
Bei dieser Ausführungsform ist ein Ende eines Kondensa
tors C1 mit dem Verbindungspunkt C durch den Widerstand R5
verbunden, und das andere Ende des Kondensators C1 ist
durch den Widerstand R6 mit dem Verbindungspunkt D verbun
den.
Als Ergebnis bilden die Widerstände R5 und R6 und der
Kondensator C1 einen Tiefpassfilter, welcher das Ansprechen
auf die Spannung V1 und V2 verlangsamt. Dadurch wird die
Pulsationskomponente in den Spannungen V1 und V2 entfernt.
Darüber hinaus verringert diese Struktur die Anzahl und
die Kapazität der in dem Drucksensor verwendeten Kondensa
toren.
Wenn insbesondere beispielsweise ein Kraftfahrzeug mit
einem Vierzylindermotor mit 5000 UpM angetrieben wird, wird
der Zyklus der Pulsationskomponente gegeben durch:
60[s]/500[UpM]/2 = 0,24[s]
An dieser Stelle erfolgt ein Vergleich zwischen dieser
Erfindung und dem in Fig. 7 dargestellten Stand der Tech
nik.
Es wird angenommen, dass die Widerstandswerte der pie
zoelektrischen Halbleiterwiderstandselemente R101 bis R104
bei dem in Fig. 7 dargestellten Stand der Technik 15 kΩ be
tragen.
Die Kapazitäten der Kondensatoren C10 und C20 werden
gegeben durch:
0,24[s]/15[kΩ] = 20[µF]
Demgegenüber besitzt die Schaltungsstruktur des Halb
leiterdruckssensors dieser Ausführungsform den Kondensator
C1, dessen Enden mit den Verbindungspunkten C und D durch
die Widerstände R5 bzw. R6 verbunden sind. Ferner kann der
imaginäre Mittelpunkt zwischen den Verbindungspunkten C und
D als Festspannungspunkt angesehen werden. Dementsprechend
kann der Tiefpassfilter in dem in Fig. 3A dargestellten
äquivalenten Schaltungsdiagramm in ein anderes in Fig. 3B
dargestelltes äquivalentes Schaltungsdiagramm umgewandelt
werden.
In Fig. 3B ist der Kondensator C1 in zwei Kondensatoren
C' geteilt, und eine imaginäre Masse 48 ist zwischen den
Kondensatoren C dargestellt.
Unter der Annahme, dass die Widerstandswerte der pie
zoelektrischen Halbleiterwiderstandselemente R1 bis R4 und
der Widerstände R5 und R6 bei dieser Ausführungsform 15 kΩ
betragen, wird die Kapazität des Kondensators C1 gegeben
durch:
0,24[s]/15[kΩ]/2 = 10[µF]
Der Kondensator C1 entspricht den in Reihe angeschlos
senen zwei Kondensatoren C', so dass die Kapazität des Kon
densators C1 halb so groß wie diejenige des Kondensators
C10 oder C20 (20 µF) bei dem Stand der Technik ist, d. h.
10 µF.
Somit kann bei dieser Ausführungsform die Anzahl der
Kondensatoren von zwei auf eins verringert werden, und die
Kapazität des Kondensators C1 kann halbiert werden.
Die oben beschriebene Ausführungsform kann modifiziert
werden. Beispielsweise wird bei dieser Ausführungsform an
genommen, dass die Widerstandswerte der Widerstände R5 und
R6 15 kΩ betragen und die Kapazität des Kondensators C1
10 µF beträgt. Jedoch können diese Werte modifiziert werden.
Darüber hinaus ist bei dieser Ausführungsform die An
zahl von piezoelektrischen Halbleiterwiderstandselementen
auf einer Seite der Brückenschaltung gleich eins. Jedoch
kann ein derartiges piezoelektrisches Halbleiterwider
standselement an einer Seite der Brückenschaltung in zwei
oder mehr geteilt werden.
Fig. 8 zeigt eine Veranschaulichung einer Auspuffanlage
für einen Dieselmotor entsprechend dieser Erfindung. Es
wird eine Partikelkomponentenentfernungsvorrichtung, welche
als Dieselpartikelfilter (DPF) 20 bezeichnet wird, zum Ent
fernen einer Partikelkomponente aus dem Abgas von dem Die
selmotor verwendet.
Entsprechend Fig. 8 ist eine als Dieselpartikelfilter
(DPF) 20 bekannte Partikelkomponentenentfernungsvorrichtung
an einem Zwischenabschnitt eines Abgasrohrs 22 vorgesehen,
d. h. zwischen einem Motor 21 und einer Muffe 26 angeordnet;
um Partikelkomponenten von dichtem Rauch in dem Abgas von
dem Motor 21 durch einen Abgasverteiler 23 aufzufangen, um
zu verhindern, dass dichter Rauch von der Muffe 26 aus ent
leert wird.
Während des Betriebs des DPF 20 werden Komponenten von
dichtem Rauch an dem Filter in dem DPF 20 angesammelt. So
mit verstopfen die angesammelten Komponenten von dichtem
Rauch den Filter. Die angesammelten Komponenten von dichtem
Rauch werden periodisch mit einem Heizgerät in dem DPF 20
zur Reinigung beispielsweise verbrannt.
Das Verstopfen des Filters wird auf der Grundlage der
Druckdifferenz zwischen der Vorderseite des Filters und dem
atmosphärischen Druck durch den zwischen dem DPF 20 und dem
Motor 21 angeordneten Halbleiterdrucksensor 40 erfasst, um
den Druck an der Vorderseite des Filters zu erfassen. Ins
besondere liegt an einem Zwischenabschnitt des Abgasrohrs
22 eine Aufteilung in zwei vor. Insbesondere ist eine mit
der Muffe 26 verbunden, und die andere ist mit der Sen
soranordnung 2, welche den Drucksensor 40 enthält, durch
ein Rohr 25 verbunden.
Die Zeitkonstante des Filters, welcher die Widerstände
R5 und R6 und die Kapazität des Kondensators C1 beinhaltet,
wird entsprechend der Pulsationsfrequenz des Abgases von
dem Dieselmotor 21 bestimmt, um die durch den Drucksensor
erfasste Pulsationskomponente zu unterdrücken. Insbesondere
kann die Zeitkonstante des Filters, welche die Widerstände
R5 und R6 und die Kapazität des Kondensators C1 beinhaltet,
entsprechend einer Motorgeschwindigkeit des Dieselmotors 21
bestimmt werden.
Claims (4)
1. Halbleiterdrucksensor mit:
einer Vollbrückenschaltung, welche sensitive Halblei terelemente in einer drucksensitiven Struktur und erste und zweite Ausgangsanschlüsse enthält; und
einem Filter, welcher Ausgangssignale aus den ersten und zweiten Ausgangsanschlüssen filtert, wobei der Filter:
erste und zweite Widerstände; und
einen Kondensator enthält, wobei ein Ende des Konden sators durch den ersten Widerstand mit dem ersten Ausgangs anschluss verbunden ist und das andere Ende des Kondensa tors durch den zweiten Widerstand mit dem zweiten Ausgangs anschluss verbunden ist.
einer Vollbrückenschaltung, welche sensitive Halblei terelemente in einer drucksensitiven Struktur und erste und zweite Ausgangsanschlüsse enthält; und
einem Filter, welcher Ausgangssignale aus den ersten und zweiten Ausgangsanschlüssen filtert, wobei der Filter:
erste und zweite Widerstände; und
einen Kondensator enthält, wobei ein Ende des Konden sators durch den ersten Widerstand mit dem ersten Ausgangs anschluss verbunden ist und das andere Ende des Kondensa tors durch den zweiten Widerstand mit dem zweiten Ausgangs anschluss verbunden ist.
2. Abgasanlage für ein Kraftfahrzeug mit:
einem Motor;
einer Partikelkomponentenentfernungseinrichtung, wel che Partikelkomponenten in einem Abgas von dem Motor ent fernt; und
einem Halbleiterdrucksensor, welcher zwischen dem Mo tor und der Partikelkomponentenentfernungseinrichtung vor gesehen ist und einen Druck eines Abgases von dem Motor vor der Partikelkomponentenentfernungseinrichtung erfasst, mit:
einer Vollbrückenschaltung, welche sensitive Halblei terelemente in einer drucksensitiven Struktur zur Aufnahme des Drucks und erste und zweite Ausgangsanschlüsse enthält; und
einem Filter, welcher Ausgangssignale von den ersten und zweiten Ausgangsanschlüssen filtert, wobei der Filter:
erste und zweite Widerstände; und
einen Kondensators enthält, wobei ein Ende des Konden sators durch den ersten Widerstand mit dem ersten Ausgangs anschluss verbunden ist und das andere Ende des Kondensa tors durch den zweiten Widerstand mit dem zweiten Ausgangs anschluss verbunden ist.
einem Motor;
einer Partikelkomponentenentfernungseinrichtung, wel che Partikelkomponenten in einem Abgas von dem Motor ent fernt; und
einem Halbleiterdrucksensor, welcher zwischen dem Mo tor und der Partikelkomponentenentfernungseinrichtung vor gesehen ist und einen Druck eines Abgases von dem Motor vor der Partikelkomponentenentfernungseinrichtung erfasst, mit:
einer Vollbrückenschaltung, welche sensitive Halblei terelemente in einer drucksensitiven Struktur zur Aufnahme des Drucks und erste und zweite Ausgangsanschlüsse enthält; und
einem Filter, welcher Ausgangssignale von den ersten und zweiten Ausgangsanschlüssen filtert, wobei der Filter:
erste und zweite Widerstände; und
einen Kondensators enthält, wobei ein Ende des Konden sators durch den ersten Widerstand mit dem ersten Ausgangs anschluss verbunden ist und das andere Ende des Kondensa tors durch den zweiten Widerstand mit dem zweiten Ausgangs anschluss verbunden ist.
3. Auspuffanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
dass der Filter eine Pulsationskomponente in dem Abgas von
dem Motor entfernt.
4. Abgasanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
dass eine Zeitkonstante des Filters entsprechend einer
Pulsationsfrequenz des Abgases von dem Motor bestimmt ist.
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