CN114112183A - 一种汽车刹车助力制动真空度压力传感器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车刹车助力制动真空度压力传感器，包括壳体，壳体上设置有连接管和连接器，所述壳体内设置有第一腔室、第二腔室和第三腔室，所述第一腔室与连接管连通，第一腔室内设置有第一压力芯片，所述第二腔室连通外界，所述第二腔室内设置有第二压力芯片和处理芯片，所述第三腔室为密闭腔室，所述第三腔室内充入气体作为标准气体，第三腔室内设置有第三压力芯片，所述壳体上还设置有检测环境温度的温度传感器，所述第一压力芯片、第二压力芯片和第三压力芯片相同且均信号连接处理芯片，本发明能够实时获得当前温度下压力芯片的畸变值，并进行补偿计算，使得最终的气压准确真实。

Description

一种汽车刹车助力制动真空度压力传感器

技术领域

本发明属于压力传感器技术领域，更具体的说涉及一种汽车刹车助力制动真空度压力传感器。

背景技术

在目前真空度检测技术领域中，对该领域的检测对象包括汽车刹车助力器，传统真空度压力传感器直接安装到汽车(或其他机器)的助力器上，能直接测量助力器内部的真空相对于助力器外部环境的压力差值(此为相对助力器内外差异的相对压强)。虽然传感器技术日益完善，但该领域目前所用真空度压力传感器只能通过压强差检测汽车真空助力器压力值，即大气压与真空助力器压强差。

一般的压力传感器受温度变化影响很大，特别在低温环境下，压力传感器应变材料的电阻率、压阻系数、泊松比即弹性模量等因素都将会发生变化，直接导致测试结果与实际情况产生极大的差异，因此普通的压力传感器根本无法在极寒地区准确测量刹车助力制动真空度，也无法准确获知室外空气的压力，即难以控制刹车助力泵工作，使得刹车助力在非正常条件下工作。

拥有当前压力测量器件最先进技术的Kulite公司可提供的压力传感器的温度范围为-195.5～+480℃，其中CT-190(M)系列小螺纹低温压力传感器和CT-375(M)系列小螺纹低温压力和传感器的温度范围为-195.5～+120℃。美国PCB公司生产的压电式压力传感器的温度范围可达到-270～+350℃，但由于这些产品价格昂贵，难以得到广泛的应用。目前国内尚无厂家能够生产在低温下使用的压力传感器，普通压力传感器的温度适用范围一般在-20～70℃，由于其价格便宜而获得了大量的应用，不论采用特殊的低温压力传感器，还是采用普通的压力传感器测量低温下的压力，都存在着大小不等的误差。

特别是在我国地域广袤，各地即使在同一季节都存在着较大的温差，而在不同季节其温差变化则更大，同一辆车在不同时间位置其刹车助力不同这将导致驾驶员难以控制车辆。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种能够实时获得当前温度下压力芯片的畸变率，进而检测计算获得外界的实际气压和汽车真空助力器压力值，得到准确的压力差，实时调整真空助力器的气压，保证刹车助力保持不变，提高车辆可控性。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种汽车刹车助力制动真空度压力传感器，包括壳体，壳体上设置有连接管和连接器，所述壳体内设置有第一腔室、第二腔室和第三腔室，所述第一腔室与连接管连通，第一腔室内设置有第一压力芯片，所述第二腔室连通外界，所述第二腔室内设置有第二压力芯片和处理芯片，所述第三腔室为密闭腔室，所述第三腔室内充入气体作为标准气体，第三腔室内设置有第三压力芯片，所述壳体上还设置有检测环境温度的温度传感器，所述第一压力芯片、第二压力芯片和第三压力芯片相同且均信号连接处理芯片。

进一步的所述第三腔室包括金属密闭盒。

进一步的所述外壳包裹于第三腔室外，所述第三腔室的外壁和第一腔室均设置有连通外界的金属棒。

进一步的所述第一压力芯片连接有第一PCB板，第二压力芯片连接有第二PCB板，第三压力芯片连接有第三PCB板，所述温度传感器置于第三PCB板上。

进一步的所述金属棒与金属密闭盒为相同材质，所述第一PCB板贴在其所在处的金属棒上，所述第二PCB板贴在金属密闭盒的内壁上。

进一步的还包括如下处理方法：

S1：由处理芯片记录第三压力芯片在0-30℃时检测标准气体的气压P1；

S2：由温度传感器检测环境温度，第三压力芯片实时检测当前环境温度下标准气体的气压P2；

S3：处理芯片根据理想气体方程计算当前环境温度下标准气体的理想气压P3；

S4：处理芯片通过比较P2和P3获得第三压力芯片在当前环境温度下的畸变率A；

S5：由第一压力芯片和第二压力芯片分别检测获得当前环境温度下第一腔室和第二腔室的所反馈的数值，通过处理芯片使此数值乘以畸变率(1+A)而获得第一腔室和第二腔室在当前环境温度下的真实气压P4和P5。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过增设一密闭的第三腔室，其内部的标准气体在当前环境温度下的理想气压能够根据理想气体方程进行计算，使之与实际第三压力芯片测量的值进行比较，可获得第三压力芯片在当前温度下的畸变率，同时第三压力芯片与第一压力芯片和第二压力芯片相同，即三者的畸变率相同，进而在第一压力芯片和第二压力芯片测得第一腔室和第二腔室的气压后可以进行计算得到实际的准确的气压，以保证真空助力器能够准确的稳定的工作。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中数据处理的方法。

附图标记：1、壳体；11、第一腔室；12、第二腔室；13、第三腔室；2、连接管；3、连接器；41、第一PCB板；42、第二PCB板；43、第三PCB板；51、第一压力芯片；52、第二压力芯片；53、第三压力芯片；6、温度传感器；7、处理芯片；8、金属密闭盒；9、金属棒。

具体实施方式

参照图1和图2对本发明一种汽车刹车助力制动真空度压力传感器的实施例做进一步说明。

在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向(X)”、“纵向(Y)”、“竖向(Z)”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。

此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本发明描述中，“数个”、“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

一种汽车刹车助力制动真空度压力传感器，包括壳体1，壳体1上设置有连接管2和连接器3，所述壳体1内设置有第一腔室11、第二腔室12和第三腔室13，所述第一腔室11与连接管2连通，第一腔室11内设置有第一压力芯片51，所述第二腔室12连通外界，所述第二腔室12内设置有第二压力芯片52和处理芯片7，所述第三腔室13为密闭腔室，所述第三腔室13内充入气体作为标准气体，第三腔室13内设置有第三压力芯片53，所述壳体1上还设置有检测环境温度的温度传感器6，所述第一压力芯片51、第二压力芯片52和第三压力芯片53相同且均信号连接处理芯片7。

其中连接管2用以连接检测真空助力器的负压，连接器3用以连接汽车的控制器。

在本发明中第三腔室13内的标准气体优选的为标准大气条件下的空气或其他气体，其可以为近似理论上的理想气体。

其中处理芯片7用于处理各个芯片的数据。

在本实施例中所述第三腔室13包括金属密闭盒8，且所述外壳包裹于第三腔室13外，所述第三腔室13的外壁和第一腔室11均设置有连通外界的金属板9。

通过金属板9和金属密闭盒8的作用，使金属密闭盒8内的标准气体能够快速的达到外界环境的温度，而第三腔室13内的标准气体其由于处于密闭空间中，其总量保持不变，因而其在当前环境温度下的理想气压则可以根据理想气体方程pV＝nRT进行计算获得。

为使得第一压力芯片51、第二压力芯片52和第三压力芯片53在同一温度下保持相同的测压能力，本发明优选的所述第一压力芯片51连接有第一PCB板41，第二压力芯片52连接有第二PCB板42，第三压力芯片53连接有第三PCB板43，所述温度传感器6置于第三PCB板43上；所述金属板9与金属密闭盒8为相同材质，所述第一PCB板41贴在其所在处的金属板9上，所述第二PCB板42贴在金属密闭盒8的内壁上，当然也可以使第二PCB板42连接一金属板9。

本实施例优选的还包括如下处理方法：

S1：由处理芯片7记录第三压力芯片53在0-30℃时检测标准气体的气压P1；

在此步骤中，第三压力芯片53处于正常工作条件，即其测得的气压P1为准确值；

S2：由温度传感器6检测环境温度，第三压力芯片53实时检测当前环境温度下标准气体的气压P2；

在此步骤中，若环境温度为第三压力芯片53正常工作条件，那么气压P2为准确值，若非正常工作条件，那么P2为测得的非准确值；

S3：处理芯片7根据理想气体方程计算当前环境温度下标准气体的理想气压P3；

当步骤S2中环境温度为正常工作条件时，那么P2＝P3，当环境温度为非正常工作条件时，那么P2≠P3；

S4：处理芯片7通过比较P2和P3获得第三压力芯片53在当前环境温度下的畸变率A；

本实施例中的畸变率A＝(P3-P2)/P2，畸变率在不同温度下其结果不同，因而，通过处理芯片7能够实时进行计算获得；

S5：由第一压力芯片51和第二压力芯片52分别检测获得当前环境温度下第一腔室11和第二腔室12的所反馈的数值，通过处理芯片7使此数值乘以(1+A)而获得第一腔室11和第二腔室12在当前环境温度下的真实气压P4和P5；

本实施例中最终获得的P4和P5为补偿计算后的真实气压，通过二者相减即可获得准确的气压差值，减小甚至消除在极端温度下第一压力芯片51和第二压力芯片52测得气压的误差。

本实施例优选的在步骤S2中，还包括判断当前环境温度是否为第三压力芯片正常工作条件；

若温度传感器6所检测的环境温度为第三压力芯片(也包括第一压力芯片和第二压力芯片)正常工作条件(此条件可以预先设定，如在-10～50℃为正常工作条件，其余为非正常工作条件)，那么则无需补偿处理，此时第一压力芯片和第二压力芯片测得的气压值则为准确的气压值；

若温度传感器所检测的环境温度为第三压力芯片非正常工作条件，那么将进入步骤S3，开始计算畸变率并补偿处理。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种汽车刹车助力制动真空度压力传感器，其特征在于：包括壳体，壳体上设置有连接管和连接器，所述壳体内设置有第一腔室、第二腔室和第三腔室，所述第一腔室与连接管连通，第一腔室内设置有第一压力芯片，所述第二腔室连通外界，所述第二腔室内设置有第二压力芯片和处理芯片，所述第三腔室为密闭腔室，所述第三腔室内充入气体作为标准气体，第三腔室内设置有第三压力芯片，所述壳体上还设置有检测环境温度的温度传感器，所述第一压力芯片、第二压力芯片和第三压力芯片相同且均信号连接处理芯片。

2.根据权利要求1所述的汽车刹车助力制动真空度压力传感器，其特征在于：所述第三腔室包括金属密闭盒。

3.根据权利要求2所述的汽车刹车助力制动真空度压力传感器，其特征在于：所述外壳包裹于第三腔室外，所述第三腔室的外壁和第一腔室均设置有连通外界的金属棒。

4.根据权利要求3所述的汽车刹车助力制动真空度压力传感器，其特征在于：所述第一压力芯片连接有第一PCB板，第二压力芯片连接有第二PCB板，第三压力芯片连接有第三PCB板，所述温度传感器置于第三PCB板上。

5.根据权利要求4所述的汽车刹车助力制动真空度压力传感器，其特征在于：所述金属棒与金属密闭盒为相同材质，所述第一PCB板贴在其所在处的金属棒上，所述第二PCB板贴在金属密闭盒的内壁上。

6.根据权利要求5所述的汽车刹车助力制动真空度压力传感器，其特征在于，还包括如下处理方法：

S1：由处理芯片记录第三压力芯片在0-30℃时检测标准气体的气压P1；

S2：由温度传感器检测环境温度，第三压力芯片实时检测当前环境温度下标准气体的气压P2；

S3：处理芯片根据理想气体方程计算当前环境温度下标准气体的理想气压P3；

S4：处理芯片通过比较P2和P3获得第三压力芯片在当前环境温度下的畸变率A；

S5：由第一压力芯片和第二压力芯片分别检测获得当前环境温度下第一腔室和第二腔室的所反馈的数值，通过处理芯片使此数值乘以(1+A)而获得第一腔室和第二腔室在当前环境温度下的真实气压P4和P5。

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