DE10206389A1 - Halbleiterdrucksensor und Abgasanlage, welche denselben enthält - Google Patents

Halbleiterdrucksensor und Abgasanlage, welche denselben enthält

Info

Publication number
DE10206389A1
DE10206389A1 DE10206389A DE10206389A DE10206389A1 DE 10206389 A1 DE10206389 A1 DE 10206389A1 DE 10206389 A DE10206389 A DE 10206389A DE 10206389 A DE10206389 A DE 10206389A DE 10206389 A1 DE10206389 A1 DE 10206389A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pressure
filter
capacitor
engine
pressure sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10206389A
Other languages
English (en)
Inventor
Hironobu Baba
Kazuyoshi Nagase
Yukihiro Kato
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Publication of DE10206389A1 publication Critical patent/DE10206389A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D46/00Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/0084Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours provided with safety means
    • B01D46/0086Filter condition indicators
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D46/00Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/42Auxiliary equipment or operation thereof
    • B01D46/44Auxiliary equipment or operation thereof controlling filtration
    • B01D46/446Auxiliary equipment or operation thereof controlling filtration by pressure measuring
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2279/00Filters adapted for separating dispersed particles from gases or vapours specially modified for specific uses
    • B01D2279/30Filters adapted for separating dispersed particles from gases or vapours specially modified for specific uses for treatment of exhaust gases from IC Engines
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484Connecting portions
    • H01L2224/48463Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
    • H01L2224/48465Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond the other connecting portion not on the bonding area being a wedge bond, i.e. ball-to-wedge, regular stitch
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/85909Post-treatment of the connector or wire bonding area
    • H01L2224/8592Applying permanent coating, e.g. protective coating

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

1. Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf einen Halbleiterdruck­ sensor zum Erfassen eines Drucks und auf eine Abgasanlage, welche denselben enthält.
2. Beschreibung des Stands der Technik
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.
Kurzfassung der Erfindung
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.
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.
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.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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.
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.
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.
DE10206389A 2001-02-19 2002-02-15 Halbleiterdrucksensor und Abgasanlage, welche denselben enthält Withdrawn DE10206389A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001042068A JP2002243566A (ja) 2001-02-19 2001-02-19 半導体式圧力センサ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10206389A1 true DE10206389A1 (de) 2002-08-29

Family

ID=18904419

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10206389A Withdrawn DE10206389A1 (de) 2001-02-19 2002-02-15 Halbleiterdrucksensor und Abgasanlage, welche denselben enthält

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6718829B2 (de)
JP (1) JP2002243566A (de)
DE (1) DE10206389A1 (de)
FR (1) FR2821157A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005013914A1 (de) * 2005-03-24 2006-07-20 Siemens Ag Vorrichtung zur Druckmessung

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3870918B2 (ja) * 2002-10-23 2007-01-24 株式会社デンソー 温度センサ一体型圧力センサ装置
JP2004279089A (ja) * 2003-03-13 2004-10-07 Denso Corp 半導体圧力センサ
JP2004279091A (ja) * 2003-03-13 2004-10-07 Denso Corp 圧力センサ
JP4249193B2 (ja) * 2006-02-20 2009-04-02 三菱電機株式会社 半導体圧力センサ装置
US8814996B2 (en) * 2010-12-01 2014-08-26 University Of South Carolina Methods and sensors for the detection of active carbon filters degradation with EMIS-ECIS PWAS
JP6315025B2 (ja) * 2016-04-26 2018-04-25 株式会社デンソー 物理量センサおよびその製造方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51106475A (en) 1975-03-17 1976-09-21 Automobile Antipollution Atsuryokukenshutsusochi
JPS61201866A (ja) 1985-03-05 1986-09-06 Fujitsu Ten Ltd 負圧信号処理回路
JPS62160342A (ja) 1986-01-08 1987-07-16 ナショナル住宅産業株式会社 パネルの取付構造
JPS62175631A (ja) 1986-01-30 1987-08-01 Mitsubishi Electric Corp プログラム可能な半導体圧力センサ
JPH063140Y2 (ja) * 1986-03-17 1994-01-26 トヨタ自動車株式会社 排気ガス背圧測定装置の背圧ポ−ト構造
JPS62160342U (de) * 1986-03-31 1987-10-12
DE4103704A1 (de) * 1990-07-18 1992-01-23 Bosch Gmbh Robert Druckgeber zur druckerfassung im brennraum von brennkraftmaschinen
JPH04241761A (ja) 1991-01-14 1992-08-28 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の吸気圧力検出装置
US5606117A (en) * 1991-02-27 1997-02-25 Robert Bosch Gmbh Pressure sensor for measuring pressure in an internal combustion engine
JPH05113379A (ja) * 1991-10-22 1993-05-07 Shimadzu Corp 圧力・差圧伝送器
JPH0945855A (ja) 1995-07-28 1997-02-14 Denso Corp 半導体装置
DE19630150B4 (de) 1995-07-28 2009-03-05 Denso Corp., Kariya-shi Verfahren zum Entwerfen einer Halbleitervorrichtung
DE19531386C2 (de) * 1995-08-26 2000-04-06 Haldex Brake Prod Gmbh & Co Kg Auswerteschaltung für einen Dickfilm-Drucksensor
DE19926138A1 (de) * 1999-06-09 2000-12-14 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen des Abgases einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Diesel-Brennkraftmaschine
US6422088B1 (en) * 1999-09-24 2002-07-23 Denso Corporation Sensor failure or abnormality detecting system incorporated in a physical or dynamic quantity detecting apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005013914A1 (de) * 2005-03-24 2006-07-20 Siemens Ag Vorrichtung zur Druckmessung

Also Published As

Publication number Publication date
US6718829B2 (en) 2004-04-13
FR2821157A1 (fr) 2002-08-23
US20020112610A1 (en) 2002-08-22
JP2002243566A (ja) 2002-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102005029174A1 (de) Halbleitervorrichtung mit einem Erfassungsabschnitt und Verfahren zum Herstellen des Gleichen
DE102005020901A1 (de) Verfahren und System zur Diagnose von mechanischen, elektromechanischen oder fluidischen Komponenten
DE10206389A1 (de) Halbleiterdrucksensor und Abgasanlage, welche denselben enthält
WO1996016317A1 (de) Vorrichtung zur messung der masse eines strömenden mediums
DE102015208612A1 (de) Drucksensoreinrichtung mit hoher Sensitivität und hoher Genauigkeit
DE112016004587T5 (de) Vorrichtung zum Erfassen einer Drehzahl
DE102005030901A1 (de) Differenzdruckerfassungssensor und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102013204804A1 (de) Sensorvorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Sensorvorrichtung
DE10224790B4 (de) Beschleunigungssensor und Verfahren zum Herstellen eines Beschleunigungssensors
WO2015104076A1 (de) Drucksensor zur erfassung eines drucks eines fluiden mediums
EP0551538A1 (de) Ladungsverstärker
DE102005010941A1 (de) Elektrische Abschirmstruktur für einen Drucksensor
DE19622418C2 (de) Halbleiter-Sensor
EP1332374B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum elektrischen nullpunktabgleich für ein mikromechanisches bauelement
DE102009047352A1 (de) Schichtaufbau zu elektrischen Kontaktierung von Halbleiterbauelementen
DE102004026971A1 (de) Mikromechanischer Sensor mit Fehlererkennung
DE4408243B4 (de) Einrichtung zur Erfassung einer pulsierenden Größe
DE102019209393A1 (de) Drucksensor zur Druckerfassung fluider Medien und Drucksensoreinrichtung mit einem solchen Drucksensor
CN209728467U (zh) 基于整车控制器的模拟信号采集电路及整车控制器
DE102011088474A1 (de) Druckmesseinrichtung, insbesondere Druckmessglühkerze
DE19961299B4 (de) Sensor zur Erkennung des Klopfens bei einer Brennkraftmaschine
DE3414896A1 (de) Vorrichtung zur verringerung der temperaturabhaengigkeit eines kapazitiven einkammerdifferenzdrucksensors
DE102008041937A1 (de) Drucksensoranordnung und Verfahren zur Herstellung einer Drucksensoranordnung
WO2019224401A1 (de) Bauteil zum führen eines fluids mit einem sensor
DE102018207210A1 (de) Sensoreinheit für ein Fahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20110901