DE2908808A1

DE2908808A1 - Drucksensor, insbesondere zur erfassung des ansaugluftdruckes

Info

Publication number: DE2908808A1
Application number: DE19792908808
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl Phys Dr Handtmann; Helmut Rau; Erich Dipl Ing Dr Zabler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1979-03-07
Filing date: 1979-03-07
Publication date: 1980-09-18
Also published as: FR2451025B3; FR2451025A1; US4269069A; IT8020400A0; IT1130321B

Description

R. 5 3 39
15.2.1979 Lr/Sm

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1

Drucksensor, insbesondere zur Erfassung des Ansaugluftdruckes

Die Erfindung betrifft einen Drucksensor, insbesondere zur Erfassung des in Ansaugrichtung hinter der Drosselklappe im Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine herrschenden Luftdruckes und zu dessen Umwandlung in eine elektrische Größe, mit einer dem Druck ausgesetzten Druckvorrichtung, deren Verstellweg gegenüber einem zum Drucksensor gehörenden Referenzteil ein Maß für den Druck ist.

030038/0120

- Lr/Sm .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem. Drucksensor dieser Art eine Einrichtung vorzusehen,- mit welcher der jeweilige Verstellweg der Druckvorrichtung berührungslos und gegen Erschütterungen unempfindlich gemessen werden kann. Hierzu ist die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebene Merkmalskombination vorgesehen.

Nachstehend sind verschiedene Drucksensoren als Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben, die in der ■Zeichnung dargestellt sind.

Der Drucksensor nach Figur 1 weist eine Druckdose 1 auf, welche auf einem Gehäuse 2 sitzt und aus einem stumpfkegeligen Deckel 3 und aus einer gewellten Membran 4 besteht, welche druckdicht auf der Stirnseite des Gehäuses befestigt ist und zusammen mit dem Deckel 3 einen Druckraum 5 umschließt, der über einen zentralen Nippel 6 des Deckels 3 mit dem Ansaugrohr einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine verbunden ist.

Das Gehäuse 2 sitzt auf einem Tragrohr 7, über welches der Innenraum 8 des Gehäuses mit dem bei p2 angedeutetem Außenluftdruck verbunden, jedoch durch ein als Polytetrafluoräthylen-Filter ausgebildetes Druckausgleichselement 9 gegen eindringende Flüssigkeit geschützt ist. Im Gehäuse 2 ist eine Tragplatte 10 angeordnet, welche als Referenzfläche bei der Messung der durch Änderung des Ansaugluftdruckes pl entstehenden Verstellbewegurigen dient und eine elektrooptische Abtasteinrichtung Ii trägt, die in Figur 2 im einzelnen wiedergegeben ist.

0 3 0 0 3 8/0120 ORIGINAL INSPECTED

Lr/Sm

Die Abtasteinrichtung 11 steht einer im Zentrum der Membran H angeordneten Scheibe 12 aus Keramik (Al₂O,) gegenüber, deren freie Stirnfläche als Remissionsfläche für das von der Äbtasteinrichtung 11 gegen die Keramikscheibe gerichtete Licht dient, mit welchem der Verstellweg s erfaßt wird.

Im einzelnen enthält die Abtasteinrichtung 11 eine als Mikroglühlampe oder Lumineszenzdiode ausgebildete Lichtquelle 13j welche auf der Tragplatte 10 angeordnet ist. Das von der Lichtquelle 13 ausgesandte Licht beleuchtet die Remissionsflache der Keramikscheibe 12. Auf der Tragplatte 10 ist ein erstes lichtempfindliches Empfängerelement 17 und ein zweites lichtempfindliches Empfängerelement l8 angedeutet, welches mit einer nichtdargesteilten Regelschaltung zusammenarbeitet, die den Betriebsstrom der Lichtquelle einstellt.

Die Messung der jeweiligen Entfernung e der Keramikscheibe 12 von der Tragplatte 10 erfolgt durch optische Remission des aus der lichtquelle austretenden Lichtes an der Remissionsfläche der Keramikscheibe 12. Das dort reflektierte Licht erzeugt in dem lichtempfindlichen Empfängerelement 17 und dem lichtempfindlichen Regelelement 18 Fotoströme, wobei der an dem lichtempfindlichen Empfängerelement 17 erzeugte Fotostrom ein analoges Maß für die Entfernung e und demzufolge der Verstellbewegung s ist. Durch das lichtempfindliche Regelelement 18 wird die Intensität der Lichtquelle 13 derart nachgeregelt, daß an dem lichtempfindlichen Regelelement 18 immer ein kon- · stanter Fotostrom fließt. Hierdurch werden Schwankungen

030038/012 0

2308808 -Λ R.53 39

Lr /Sm

des Lichterzeugungswirkungsgrades der Lichtquelle 13, der Empfindlichkeit der als Fotodioden ausgebildeten lichtempfindlichen Elemente 17 und 18, sofern diese gleichartig verlaufen, und Änderungen des Remissionsvermögens an der Stirnfläche des Keramikscheibchens 12 kompensiert. Um die Grund-Entfernung zwischen dem Keramikscheibchen 12 und der Abtasteinrichtung einstellen zu können, ist die Tragplatte 10 auf drei Zapfen 20 und 21 geführt und wird durch eine Stellschraube 22 gegen den Druck von Schraubenfedern 23 gespanntgehalten. ·

Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 3 ist eine Doppelmembrandose 25 vorgesehen, die mit ihrem Zentrum auf einem längsdurchbohrten Schraubzapfen 26 sitzt, durch dessen Bohrung 27 der Innenraum der Membrandose 25 an den Ansaugluftdruck pl angeschlossen werden kann. Im Zentrum der freibeweglichen Membran 28 ist wie im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 ein Keramikplättehen 12 befestigt, dessen freie Stirnseite als Remissionsfläche für die gegenüberstehende Abtasteinrichtung 11 dient, welche in der aus Figur 2 erkennbaren Weise aufgebaut ist. Unterhalb der Abtasteinrichtung 11 ist beim Ausführungsbeispiel nach Figur 3 eine bei 29 angedeutete Auswerteschaltung angeordnet, die zwischen Dämpfungskörpern 30 gehalten wird.

Im Gegensatz zu den Ausführungsbeispielen nach Figuren und 3 sind die Ausführungsbeispiele nach den Figuren 4 und 5 so gestaltet, daß die Remissionsfähigkeit an dem hier ebenfalls mit 12 bezeichneten Keramikscheibchen von außen her zur Beeinflussung des Kennlinienverlaufs, beispielsweise mit einer partiellen Abtragung mit Hilfe von Laserstrahlen abgeglichen werden kann. Sowohl in Figur H als

../5 030038/0120

Lr/Sm

auch in Figur 5 ist das Keramikscheibchen 12 an seiner von der Abtasteinrichtung 11 abgekehrten Rückseite durch eine für Fremdlicht undurchlässige Haube 31 bzw. 32 so abgedeckt, daß die Remissionsfläche an der Stirnseite des Keramikscheibchens durch Fremdlicht nicht beeinflußt werden kann. Wenn der notwendige Abgleich mit Hilfe von auf die Rückseite des Keramikscheibchens 12 gerichteten Laserstrahlen erfolgt ist, werden die Hauben 31 bzw. 32 über das Keramikscheibchen gestülpt und mit diesem so verbunden, daß sie die bei Druckänderungen entstehenden Versteilbewegungen mitmachen.

030038/0120

Claims

R. 5 3 3 9

15.2.1979 Lr/Sm

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

Ansprüche

Iy Drucksensor, insbesondere zur Erfassung des in Ansaugrichtung hinter der Drosselklappe im Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine herrschenden Luftdruckes und zu dessen Umwandlung in eine elektrische Größe, mit einer dem Druck ausgesetzten Druckvorrichtung, deren Verstellweg gegenüber einem Referenzteil ein Maß für den Druck ist, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Druckvorrichtung (1) eine optische Remissionsfläche (12) verbunden ist, welcher eine an dem Referenzteil (10) angeordnete, optische Abrasteinrichtung (11) gegenübersteht, die eine

../2 03 0 0 38/0120

- 2 - R. 5 3 3 9

Lr/Sm

gegen die Remissionsfläche gerichtete Lichtquelle (13) und zwei seitlich von der Lichtquelle angeordnete lichtelektrische Empfänger (17, 18) umfaßt, von denen einer mit einer Regeleinrichtung zusammenarbeitet, die den elektrischen Versorgungsstrom der Lichtquelle derart regelt j daß der in diesem Empfänger (18) erzeugte Fotostrom unabhängig vom jeweiligen Abstand (e) der Remissionsfläche vom Referenzteil wenigstens annähernd konstant gehalten wird.
2. Drucksensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Remissionsfläche (12) aus einer hellen, matten Beschichtung besteht.
3. Drucksensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Remissionsfläehe an der freien Stirnseite eines aus Keramik bestehenden Scheibchens (12) liegt.
4. Drucksensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramikscheibchen (12) im Zentrum einer Membran (H) oder Membrandose (23) angeordnet ist.
5. Drucksensor nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramikscheibchen (12) an seiner von der Abtasteinrichtung (11) abgekehrten Rückseite freiliegt.

030038/0120

- 3 - R. 5 3 3 9

Lr/Sm
6. Drucksensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramikscheibchen (12) durch eine abnehmbare_s lichtundurchlässige Haube (31, 32) abgedeckt ist.

03 0 0 38/0120