專利名稱：組合式傳感器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分的組合式傳感器以及一種內燃機。
背景技術：
內燃機、尤其是往復活塞式內燃機在運行中被控制單元優化，以便例如減少燃料消耗或改善廢氣值。控制單元為此需要不同的參數，這些參數由不同的傳感器檢測。例如由傳感器檢測內燃機的轉速和發動機負載，以便優化點火和/或向燃燒室中的燃料噴射。燃燒空氣通常通過抽吸管被輸入給內燃機。在抽吸管上因此通常設有一個用于檢測抽吸空氣的壓力的傳感器、一個用于檢測抽吸管中的節流閥的旋轉角的傳感器和一個用于檢測抽吸空氣的溫度的傳感器。不同的傳感器在此分別單獨地借助一個電纜與內燃機的控制單元連接。在電纜中分別設有用于相應的傳感器的電壓供電線和信號傳輸線。EP1676990A1示出一個用于內燃機的具有殼體的傳感器、一個用于檢測抽吸空氣的壓力的傳感器、一個用于檢測節流閥的旋轉角的傳感器和一個用于檢測抽吸空氣的溫度的傳感器。在這里用于檢測溫度的傳感器在抽吸空氣的流動方向上在節流閥前面設置在抽吸管中。
發明內容
按照本發明的用于內燃機、尤其是用于機動車的內燃機的組合式傳感器包括一個殼體；一個用于傳導用于內燃機的燃燒空氣的管；一個用于檢測所述管中的燃燒空氣的壓力的傳感器，其中，通過一個連接通道存在從所述管通向用于檢測燃燒空氣的壓力的傳感器的傳導流體的連接；優選一個用于檢測所述管中的節流裝置的位置的傳感器；優選一個用于檢測所述管中的燃燒空氣的溫度的傳感器，其中，所述組合式傳感器設有一個用于所述連接通道的排出通道并且所述排出通道通入到所述連接通道和所述管中。連接管道中的氣態、液態或固態物質的沉積由此可以通過排出通道從連接通道導出到管中，從而在連接通道中基本上不形成沉積物。連接通道中的沉積物要被避免，因為它們能夠不利地影響、干擾通過用于檢測壓力的傳感器對燃燒空氣的壓力的測量或使其失真。在另一種設計方案中，連接通道基本上水平地定向，和/或用于檢測燃燒空氣的壓力的傳感器設置在所述連接通道中、尤其是設置在所述連接通道的端部的區域中。在一種變型中，排出通道在所述連接通道的端部的區域中通入到所述連接通道中，和/或所述排出通道在所述連接通道下方通入到所述管中。排出通道通入到管中的通口設置在連接通道通入到管中的通口下方，從而從排出通道排出的固態或液態物質不能進入到連接通道中。優選排出通道具有從通入到所述連接通道中的通口向著通入到所述管中的通口的坡度。由此能通過排出通道將固態、液態或也有氣態物質排出到管中。尤其是用于檢測燃燒空氣的溫度的傳感器在燃燒空氣的流動方向上在所述節流裝置后面設置在所述管中，和/或用于檢測壓力的傳感器和/或用于檢測所述節流裝置的位置的傳感器和/或用于檢測溫度的傳感器被集成到所述殼體中。這些傳感器由此被集成到組合式傳感器的殼體中，從而通過將組合式傳感器的殼體安裝到一個抽吸管或一個節流閥殼體上，在抽吸管上存在用于檢測壓力和/或位置和/或溫度的參數的傳感器。由此能夠在制造內燃機時避免裝配耗費，因為這些傳感器通過組合式傳感器的裝配被固定。在另一種設計方案中，用于檢測壓力的傳感器和/或用于檢測所述節流裝置的位置的傳感器和/或用于檢測溫度的傳感器至少部分地被所述殼體包圍。在另一種設計方案中，殼體至少部分地由金屬和/或塑料制成。在一種補充的實施方式中殼體是單部分或多部分的。在一種變型中，管中的測量接管用于檢測溫度。尤其是測量接管是殼體的組成部分。在將組合式傳感器安裝到抽吸管上時，測量接管也被作為殼體的組成部分被插入到抽吸管的內部空間中以便在抽吸管內部在必要的位置或部位上檢測溫度和壓力。適宜的是在測量接管上或在測量接管的區域中設置用于檢測溫度的傳感器。尤其是該管是一個抽吸管。在另一種設計方案中，由用于檢測所述節流裝置的位置的傳感器能夠相對于所述節流裝置和/或所述節流裝置的一個部件、例如軸接觸式地檢測所述位置或能夠相對于所述節流裝置和/或所述節流裝置的一個部件、例如軸無接觸地檢測所述位置。當相對于所述節流裝置和/或所述節流裝置的一個部件、例如軸接觸式地檢測節流裝置的位置時可以例如借助一個電位計檢測該位置。當相對于所述節流裝置和/或所述節流裝置的一個部件、例如軸無接觸地檢測節流裝置的位置時可以例如借助一個霍爾傳感器檢測該位置。在另一個設計方案中，節流裝置的位置通過兩個冗余的傳感器借助兩個電位計線圈或無接觸地執行。在一種附加的實施方式中，用于檢測節流裝置的位置的傳感器是EGAS的傳感器。在一種補充的變型中，傳感器的電壓供電線和/或信號傳輸線被組合成一個電纜束或一個電纜。以有利的方式由此對于不同的傳感器在組合式傳感器上不再需要不同的電纜，而是他們全部一起組成在一個電纜束或電纜中。在另一個變型中，所有的傳感器的電壓供電線和/或信號傳輸線能夠借助僅一個插接器與所述內燃機的一個供電單元、尤其是控制單元和/或電流源連接。在將組合式傳感器安裝到抽吸管上之后，因此僅需將一個插接器與一個相應的配對插接器連接，從而組合式傳感器的所有傳感器與內燃機的控制單兀和電源連接以便信號傳輸和電壓供電。在另一種設計方案中，節流裝置是一個節流閥和/或能夠由用于檢測節流裝置的位置的傳感器來檢測一個旋轉角。適宜地該管是一個單獨的部件或該管是殼體的組成部分。按照本發明的尤其是用于機動車或摩托車的內燃機包括一個在保護申請中描述的組合式傳感器。按照本發明的機動車包括一個在保護申請中描述的組合式傳感器和/或一個在保護申請中描述的內燃機。
在下面參照附圖詳細描述本發明的一個實施例。其示出圖1抽吸管上的組合式傳感器的橫截面；圖2根據圖1的組合式傳感器的部分剖面A-A ;和圖3機動車的視圖。
具體實施例方式在圖1中以橫截面示出在一個管10上的組合式傳感器I。該構造為抽吸管11的管10用于使作為流體的空氣或燃燒空氣通過抽吸管11傳導至機動車3的內燃機2。組合式傳感器I具有一個用于檢測燃燒空氣的壓力的傳感器5、一個用于檢測在抽吸管11中構造為節流閥9的節流裝置8的旋轉角的傳感器6和一個用于檢測燃燒空氣的溫度的傳感器
7。所有的傳感器5、6和7設置在組合式傳感器I的多部分式的塑料殼體4上或者集成在該殼體中。在抽吸管11上存在一個構造為節流閥殼體26的連接元件21。組合式傳感器I的殼體4通過兩個構造為螺栓20的固定裝置19機械地固定在該連接元件21上。殼體4尤其是包括一個蓋29和一個軀干殼體30。蓋29能夠可拆卸地或者不可拆卸地固定在軀干殼體30上。用于使蓋9與軀干殼體30連接的連接裝置在圖1中未示出。一個基本上水平定向的連接通道32通入到作為抽吸管11的管10中(圖1和2)。在連接通道32的一個端部34的區域中設置用于檢測燃燒空氣的溫度的傳感器5。連接通道32建立通向抽吸管11的傳導流體的連接，從而在連接通道32中基本上存在與在連接通道32通到抽吸管11中的通口區域中相同的空氣壓力。由此由傳感器5檢測在抽吸管11中在燃燒空氣的流動方向上在節流閥9之后的燃燒空氣的空氣壓力，因為連接通道32在燃燒空氣的流動方向上在節流裝置8之后通入到管10中。連接通道32具有一個任意的橫截面形狀，例如圓形的或矩形的橫截面形狀并且基本上水平地構成，即連接通道32的(向上)坡度或(向下)坡度小于10%、5%、2%或1%。在連接通道32中可以形成氣態、液態或固態物質的沉積和/或水作為冷凝水聚集，因為在連接通道中通過管10傳送的燃燒空氣可能含有這些物質或濕氣。為了避免和阻止在連接通道32中的這種聚集，一個排出通道33在連接通道32的端部34的區域中通入到連接通道32中。排出通道33通入到連接通道32中的通口 36設置在連接通道32的端部34的區域中，即通口 36與端部34相距的距離為連接通道32的長度的至少50%、30%或10%。排出通道33從通口 35至通入管10中的通口 35具有在1%和20%之間、優選在2%和10%之間的坡度，從而液體、尤其是冷凝水能夠從通口 35排出到管10中。由此基本上沒有冷凝水能夠在連接通道32中聚集或者形成氣態、液態或固態物質的沉積，因為他們通過排出通道33被導入到管10中。在連接通道32中以及在排出通道33中還形成非常弱的空氣流，以便能夠將氣體從連接通道32導出。但是空氣流很小，使得通過傳感器5在連接通道32中的壓力測量不會失真。排出通道33具有一個任意的橫截面形狀，例如圓形或矩形。傳感器5設置在殼體4外部或集成在殼體4中，其中，在圖2中不示出或僅部分地示出殼體4以及連接元件21。對連接通道32和排出通道33限界的材料由一個部件制成并且優選是殼體4的組成部分，但是作為對其余的殼體4構成補充的部件。在殼體4的延長線中在連接通道32上此外存在一個測量接管12作為殼體4的組成部分。當連接通道32和排出通道33固定在管10上時，在這里測量接管12插入到抽吸管11的內部空間中。用于檢測抽吸空氣的溫度的傳感器7在這里位于測量接管12的端部上，從而由此測量基本上在抽吸管11的流動空間的中心的抽吸空氣的溫度。燃燒空氣的流動方向圖1中通過箭頭24表示。抽吸管11中的空氣的溫度由此在燃燒空氣的流動方向上在節流閥9之后被測量。測量接管12由此用于檢測在燃燒空氣的流動方向上在節流閥9之后的燃燒空氣的溫度。節流閥9固定在一個用作節流閥9的部件31的軸23上。基于圖1中的剖視圖，在節流閥9中僅僅可見到一個較小的橫截面，從而在節流閥9的縱向上的顯著較大的膨脹垂直于圖1的圖平面。用于節流閥9的軸23和由此還有節流閥9被電伺服馬達22驅動。這由此涉及EGAS原理。與此不同，節流閥9也可以機械地借助一個滑車組通過一個油門踏板驅動(未示出)。傳感器5、6和7必須被供給電流。由傳感器5、6和7檢測的數據此外被模擬地或數字地傳送給內燃機2的控制單元18。所有的傳感器5、6和7的所有的電壓供電線15和所有的傳感器5、6和7的所有的信號傳輸線16被組合成一個電纜束13或一個電纜14或者說設置在其中，從而由此有利地對于組合式傳感器I僅需要一個電纜14或者說電纜束
13。在電纜14或者說電纜束13的端部上僅存在一個具有接觸元件25的插接器17。在將組合式傳感器I安裝到連接元件21上之后，因此僅僅仍必須將插接器17插入到相應的和未示出的配對插接器中，以使所有的電壓供電線15與作為供電單元27的電源28連接并且使所有的信號傳輸線16與作為供電單元27的控制單元18連接。傳感器5、6和7的不同電壓供電線15出于簡化原因在圖1中僅僅通過一個電壓供電線15示出。圖1中的不同的信號傳輸線16以相同的方式在圖1中僅通過一個信號傳輸線16簡化地且象征性地示出或
LU o在圖3中示出具有內燃機2以及作為供電單元27的電源28和控制單元18的機動車3。在未示出的第二實施例中，用于檢測抽吸管11中的燃燒空氣的溫度的傳感器7在燃燒空氣的流動方向上在節流裝置8之前構成，其中，測量接管12不構造在連接通道32上。為此測量接管12在燃燒空氣的流動方向上位于節流閥9前面。通過傳感器5和連接通道32檢測在燃燒空氣的流動方向上在節流閥9后面的燃燒空氣的壓力。只要沒有提到相反內容，不同實施例的細節可以相互組合。總而言之，按照本發明的組合式傳感器I具有重要優點。排出通道33將沉積物從連接通道32導出到管10中，從而在連接通道32中基本上不形成沉積物，沉積物可能使通過傳感器5的壓力測量失真。
權利要求
1.用于內燃機(2)、尤其是用于機動車(3)的內燃機的組合式傳感器(1)，包括: 一個殼體(4)； 一個用于傳導用于所述內燃機(2)的燃燒空氣的管(10)， 一個用于檢測所述管(10)中的燃燒空氣的壓力的傳感器(5)，其中，通過一個連接通道(32)存在從所述管(10)通向用于檢測燃燒空氣的壓力的傳感器(5)的傳導流體的連接，優選一個用于檢測所述管(10)中的節流裝置(8)的位置的傳感器(6)， 優選一個用于檢測所述管(10 )中的燃燒空氣的溫度的傳感器(7 )， 其特征在于，所述組合式傳感器(I)設有一個用于所述連接通道(32 )的排出通道(33 )并且所述排出通道(33)通入到所述連接通道(32)和所述管(10)中。
2.根據權利要求1的組合式傳感器，其特征在于， 所述連接通道(32 )基本上水平地定向，和/或 用于檢測燃燒空氣的壓力的傳感器(5)設置在所述連接通道(32)中、尤其是設置在所述連接通道(32)的端部(34)的區域中。
3.根據權利要求1或2的組合式傳感器，其特征在于， 所述排出通道(33)在所述連接通道(32)的端部(34)的區域中通入到所述連接通道(32)中，和/或 所述排出通道(33 )在所述連接通道(32 )下方通入到所述管(10 )中。
4.根據以上權利要求中的一項或多項的組合式傳感器，其特征在于， 所述排出通道(33 )具有從通入到所述連接通道(32 )中的通口( 35 )向著通入到所述管(10)中的通口的坡度。
5.根據以上權利要求中的一項或多項的組合式傳感器，其特征在于， 用于檢測燃燒空氣的溫度的傳感器(7 )在燃燒空氣的流動方向上在所述節流裝置(8 )后面設置在所述管(10)中，和/或 用于檢測壓力的傳感器(5)和/或用于檢測所述節流裝置(8)的位置的傳感器(6)和/或用于檢測溫度的傳感器(7)被集成到所述殼體(4)中。
6.根據以上權利要求中的一項或多項的組合式傳感器，其特征在于， 用于檢測壓力的傳感器(5)和/或用于檢測所述節流裝置(8)的位置的傳感器(6)和/或用于檢測溫度的傳感器(7)至少部分地被所述殼體(4)包圍。
7.根據以上權利要求中的一項或多項的組合式傳感器，其特征在于， 所述殼體(4)是單部分或多部分的。
8.根據以上權利要求中的一項或多項的組合式傳感器，其特征在于， 所述管(10)中的一個測量接管(12)用于檢測溫度。
9.根據權利要求8的組合式傳感器，其特征在于， 用于檢測溫度的傳感器(7)設置在所述測量接管(12)上或在所述測量接管(12)的區域中。
10.根據以上權利要求中的一項或多項的組合式傳感器，其特征在于， 所述管(10)是抽吸管(11)。
11.根據以上權利要求中的一項或多項的組合式傳感器，其特征在于， 由用于檢測所述節流裝置(8)的位置的傳感器(6)能夠相對于所述節流裝置(8)和/或所述節流裝置(8)的一個部件(31)、例如軸(23)接觸式地檢測所述位置或能夠相對于所述節流裝置(8 )和/或所述節流裝置(8 )的一個部件(31)、例如軸(23 )無接觸地檢測所述位置。
12.根據以上權利要求中的一項或多項的組合式傳感器，其特征在于， 所有的傳感器(5，6，7)的電壓供電線(15)和/或 信號傳輸線(16 )被組合成一個電纜束(13 )或一個電纜(14 )。
13.根據以上權利要求中的一項或多項的組合式傳感器，其特征在于， 所有的傳感器(5，6，7)的電壓供電線(15)和/或 信號傳輸線(16 )能夠借助僅一個插接器(17 )與所述內燃機(2 )的一個供電單元(27 )、尤其是控制單元(18 )和/或電流源(28 )連接。
14.根據以上權利要求中的一項或多項的組合式傳感器，其特征在于， 所述節流裝置(8 )是一個節流閥(9 )和/或由用于檢測所述節流裝置(8 )的位置的傳感器(6)能夠檢測一個旋轉角。
15.內燃機(2)、尤其是用于機動車(3)的內燃機，其特征在于，所述內燃機(2)包括一個根據以上權利要求中的一項或多項的組合式傳感器(I)。
全文摘要
本發明涉及一種用于內燃機、尤其是用于機動車的內燃機的組合式傳感器(1)，包括一個殼體(4)；一個用于傳導用于所述內燃機(2)的燃燒空氣的管(10)；一個用于檢測所述管(10)中的燃燒空氣的壓力的傳感器(5)，其中，通過一個連接通道(32)存在從所述管(10)通向用于檢測燃燒空氣的壓力的傳感器(5)的傳導流體的連接，優選一個用于檢測所述管(10)中的節流裝置(8)的位置的傳感器(6)，優選一個用于檢測所述管(10)中的燃燒空氣的溫度的傳感器(7)，其中，所述組合式傳感器(1)設有一個用于所述連接通道(32)的排出通道(33)并且所述排出通道(33)通入到所述連接通道(32)和所述管(10)中。
文檔編號G01K13/00GK103080713SQ201180041920
公開日2013年5月1日 申請日期2011年7月25日 優先權日2010年8月31日
發明者R·沃爾夫, M·戴斯勒, J·朗格, P·阿爾布雷希特 申請人:羅伯特·博世有限公司