[发明专利]用于检测内燃发动机中的燃烧室压力的装置

说明书

现有技术

一般通过燃烧室压力传感器检测内燃发动机气缸中的压力变化。由此可以评价在气缸中发生的燃烧过程。通常区分直接与间接测量的燃烧室压力传感器。在直接测量的燃烧室压力传感器中传感元件直接处于燃烧室氛围下。为此这样设计燃烧室压力传感器，使它在600℃的温度下还发挥功能。

在间接测量的燃烧室压力传感器中这个传感器组合在点火塞或者预热塞或者燃料喷射器里面，其中传感元件位于远离燃烧室，由此减小作用于间接测量的燃烧室压力传感器上的温度负荷。

DE19680912C2公开了一种用于检测自点火的内燃发动机里面的气缸压力的装置。该装置包括压力传感器，具有预热塞的加热段，该预热段面对自点火内燃发动机气缸的内室并且可以通过气缸压力加载。此外设有用于固定加热段在预热塞基体里面的固定体。压力传感器设置在预热塞中的加热段与固定体之间。加热段设计成传递气缸压力到压力传感器上。预热塞的电流输入末端可以与电流源为了加热加热段连接，如果电流输入末端与电流源分开，可以通过电流输入末端取出压力传感器的输出信号。

DE102005026074A1涉及一种具有组合的燃烧室压力传感器的预热塞。为了实现高效且低有害物的发动机控制，需要关于内燃发动机燃烧室里面燃烧压力的信息。因此按照DE102005026074A1对于自点火的内燃发动机建议一种预热塞形式的组合的燃烧室压力传感器。预热塞具有加热体和塞壳体，此外预热塞具有至少一个测力膜元件，其中至少一测力膜元件这样与加热体连接，通过加热体可以传递力到至少一测力膜元件。至少一测力膜元件尤其可以具有至少一压电膜、例如由高度极化的聚偏氟乙烯（PVDF）制成的压电膜。

发明内容

本发明的目的是，组合燃烧室压力传感器的传感元件以及从属的评价电路到预热塞、燃料喷射器或者点火塞里面并且通过无接触的评价实现燃烧室与压力传感元件的按照温度的去耦联。

按照本发明建议一种用于检测在内燃发动机气缸里面的燃烧室压力的装置，在该装置中，一个涡流传感器定位在用作密封元件的薄膜后面，其中该薄膜在位于气缸里面的燃烧室压力影响下变形。由此得到例如涡流传感器与内燃发动机燃烧室中存在的温度水平的热去耦联。此外与另一些借助于低溶点的气体钎焊涂覆硅延展测量带在特种钢薄膜上的解决方案相比，可以省去复杂的结构和连接工艺。

通过按照本发明建议的解决方案能够无接触地通过涡流测量检测在燃烧室压力影响下的薄膜变形。

如果按照本发明建议的组合的燃烧室压力传感器例如组合到预热塞里面，该预热塞附属于自点火的内燃发动机的气缸，对于用于检测压力的线圈设计不同的线圈形状可以是适宜的。在此关于线圈理解为产生磁场的线圈。按照本发明所述线圈形状的特征例如在于圆形或矩形的几何形状；但是也能够有利地使用复杂的线圈形状。例如所述线圈可以具有平面的形状。在本发明的优选实施例中花环式地设置许多线圈。此外在本发明的优选实施例中至少一第一线圈也可以在多个位于上下的平面里面构成。

在本发明的优选实施例中，层式地构造薄膜，其中至少所述薄膜的侧面导电地构成，该侧面面对至少一线圈。这种构造允许，在面对线圈的一侧上测量技术地利用产生的涡流效应，同时减小电感。此外所述薄膜具有最小厚度，用于在评价频率时考虑集肤效应。

可以选择由铁磁材料制成薄膜，该材料具有高的磁导率μ_r。在以高磁导率的铁磁材料制成的薄膜接近至少一线圈时所述磁场聚焦，这导致增加的电感。

在基于本发明思想的另一可能的扩展结构中，组合的燃烧室传感器，它例如组合到自点火的内燃发动机的预热塞里面，具有用于检测距离的第一和第二线圈。第二线圈用于检测金属基体的距离，并由此用于补偿干扰影响，它们例如可能由于温度变化引起的距离变化产生。此外存在可能性，代替只一个线圈设置多个面对薄膜的线圈，由此可以同时读出多个磁线圈的薄膜偏转，由此得到冗余的传感器信号。

按照本发明建议的燃烧室压力传感器可以直接在电路板上建立，也可以选择地，设想微机械的硅加工工艺。在使用电路板时与微机械的硅加工工艺相比能够实现成本优势。在直接在电路板上加工燃烧室压力传感器单元时也可以实现这种加工工艺，以更大的形状、即直到厘米且更大的直径加工线圈。在线圈形状造型中可以适宜地使用不同的线圈形状，例如圆形或矩形的几何形状；也可以设想复杂的线圈形状。

所述至少一线圈也可以涂覆在陶瓷衬底上，这种衬底的特征在于高度耐腐蚀性和耐高温。

本发明的优点