CN102564678A - 高压共轨压力传感器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压共轨压力传感器，包括：一金属膜片；在该金属膜片的一端面上生长一个由电阻构成的惠斯通电桥，该惠斯通电桥中的电阻阻值随金属膜片的形变而改变；在所述端面上还生长一个电阻，该电阻的阻值不跟随金属膜片的形变而改化，而在温度变化的时候，电阻值发生改变；该电阻的阻值远小于惠斯通电桥中的电阻的阻值。本发明能够同时测量喷油压力和油温，在降低成本的同时，不降低系统喷油的精度。

Description

高压共轨压力传感器

技术领域

本发明涉及汽车电子领域，特别是涉及一种高压共轨压力传感器。

背景技术

高压共轨压力传感器其功用是测量燃油的实时压力，并将测量结果传输ECU(电子控制装置)作为燃油分配管内油压的反馈控制信号。

高压共轨压力传感器由膜片、求值电路板、电器接头和外壳等构成。燃油分配管内的燃油压力作用于由半导体压电敏感元件制成的膜片上，膜片因受压而变形，从而使膜片表面涂层的电阻值发生改变，并在电阻电桥中转换为电压信号，此电压信号经求值电路放大后传输给ECU。

电控柴油喷射系统由传感器、ECU和执行机构三部分组成。其任务是对喷油系统进行电子控制，实现对喷油量以及喷油定时随运行工况的实时控制。采用转速、温度、压力等传感器，将实时检测的参数同步输入ECU，与已储存的参数值进行比较，经过处理计算按照最佳值对喷油泵、废气再循环阀、预热塞等执行机构进行控制，驱动喷油系统，使柴油机运作状态达到最佳。

发动机的燃油喷射是通过ECU采集踏板指令、发动机状态参数(转速、扭矩、进气温度、水温、油温等)后经过自身程序计算得到标定好的燃油喷射时间、喷射量。ECU可以对发动机的喷油量、喷油时间、喷油压力和喷油率进行最佳控制，从而实现了柴油发动机综合性能的又一次飞跃。

使用电控高压共轨系统有以下几个特点：

1.自由调节喷油压力(共轨压力控制)，通过控制共轨压力而控制喷油压力。利用共轨压力传感器测量燃油压力，从而调整供油泵的供油量、调整共轨压力。此外，还可以根据发动机转速、喷油量的大小与设定的最佳值(指令值)始终一致地进行反馈控制。

2.自由调节喷油量，以发动机的转速及油门开度信号为基础，计算机计算出最佳喷油量，并控制喷油器的通断电时间。

3.自由调节喷油率形状，根据发动机用途的需要，设置并控制喷油率形状(预喷射、后喷射、多段喷射等)。分层喷射使得柴油机燃烧过程变得柔和，喷射的燃油量和剂量可以非常准确的控制，而且确保极好的循环。

4.自由调节喷油时间，根据发动机的转速和喷油量等参数，计算出最佳喷油时间，并控制电控喷油器在适当的时刻开启，在适当的时刻关闭等，从而准确控制喷油时间。

在高压电控共轨系统中，喷油压力(共轨压力)与发动机的转速和负荷无关，是可以独立控制的。由共轨压力传感器测出燃油压力，并与设定的目标燃油压力进行比较后进行反馈控制。

在高压电控共轨系统中，由各种传感器——发动机转速传感器、油门开度传感器、各种温度传感器等——实时检测出发动机的实际运行状态，由ECU根据预先设计的计算程序进行计算后，定出适合于该运行状态的喷油量、喷油叶间、喷油率模型等参数，使发动机始终都能在最佳状态下工作。

高压共轨压力传感器测量出来的喷油压力是决定喷油量的最主要因素之一，是保证发动机始终在最佳状态下工作的要素。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高压共轨压力传感器，能够同时测量喷油压力和油温，在降低成本的同时，不降低系统喷油的精度。

为解决上述技术问题，本发明的高压共轨压力传感器，包括：

一金属膜片；

在该金属膜片的一端面上生长一个由电阻构成的惠斯通电桥，该惠斯通电桥中的电阻阻值随金属膜片的形变而改变；

在所述端面上还生长一个电阻，该电阻的阻值不跟随金属膜片的形变而改化，而在温度变化的时候，电阻值发生改变；该电阻的阻值远小于惠斯通电桥中的电阻的阻值。

本发明的高压共轨压力传感器集成了压力传感器和温度传感器，不仅可以测量得到喷油压力，同时可以测量得到油温，节省额外的一个温度传感器，在降低成本的同时，不降低系统喷油的精度，能精确实现发动机燃油供给。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是高压共轨压力传感器结构示意图；

图2是图1的等效电路图。

具体实施方式

参见图1所示，在一实施例中，所述高压共轨压力传感器，包括：一金属膜片。在该金属膜片的一端面上生长电阻Ra、Rb、Rc、Rd(结合图2所示)，并由电阻Ra、Rb、Rc、Rd构成惠斯通电桥，该惠斯通电桥中的电阻阻值随金属膜片的形变而改变。

在所述端面上还生长一个电阻Re(结合图2)，该电阻Re的阻值不跟随金属膜片的形变而改化，而在温度变化的时候，电阻值发生改变；该电阻Re的阻值远小于惠斯通电桥中的电阻Ra、Rb、Rc、Rd的阻值。

图2是图1所示高压共轨压力传感器的等效电路图。其中，惠斯通电桥的两个对应端2、4与压力表Vp相连接，输出检测的压力值。惠斯通电桥的另外两个对应端3、5中，3端连接电源的正极，5端与电阻Re的一端相连接，电阻Re的另一端1端连接电源的负极；电阻Re的两端(即1端和5端)与电压表Vt相连接，输出检测的微小的电压值。

被测量液体直接接触所述金属膜片的另外一面，在液体压力的作用下，金属膜片变形，产生形变，导致惠斯通电桥中的电阻发生形变，电阻值改变，惠斯通电桥的平衡被打破，通过惠斯通电桥的输出变化获得对应于压力的微小的电压信号，该信号在0-20mV之间。在对输出的微小电压信号进行放大、过滤、调制及标定后，获得0-5V内的输出电压。

图1、2中1端和5端之间的电阻Re，由于方向与构成惠斯通电桥的电阻方向不同，不随着受到的液压形变而产生电阻值上的形变，电阻值随着温度变化而有很小的变化，可用于温度测量。在温度变化的时候，电阻Re的阻值发生改变，产生微小的输出电压信号，在进行放大、过滤、调制及标定后，通过对应于测量温度范围内不同温度进行标定，可获得对应于温度变化的电压信号输出。

本发明所述的高压共轨压力传感器，可同时测量油轨中的高压柴油压力和温度。工作压力可以达到220MPa，冲击压力达到250MPa，工作温度为-40到+140℃，输出电压可在0-5V范围内调节。测量的数据提供给ECU，作为ECU计算的数据来源，定出适合于该运行状态的喷油量、喷油叶间、喷油率模型等参数。

Claims (1)

1.一种高压共轨压力传感器，包括：

一金属膜片；其特征在于：还包括，

在该金属膜片的一端面上生长一个由电阻构成的惠斯通电桥，该惠斯通电桥中的电阻阻值随金属膜片的形变而改变；

在所述端面上还生长一个电阻，该电阻的阻值不跟随金属膜片的形变而改化，而在温度变化的时候，电阻值发生改变；该电阻的阻值远小于惠斯通电桥中的电阻的阻值。

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