JP5222688B2 - Temperature measuring sensor and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

ガスの温度を計測するセンサーに関する。特には内燃機関の排気系ガスの温度を計測するセンサーに関する。   The present invention relates to a sensor for measuring a gas temperature. More particularly, the present invention relates to a sensor that measures the temperature of exhaust gas of an internal combustion engine.

本発明の背景として下記のものがある。   The background of the present invention is as follows.

特許文献1の発明は、発熱体を埋設したセラミックヒータと、熱電対が固定されたセラミック製の絶縁板より構成され、熱電対の先端固定部がセラミックヒータに形成された溝の内部に固定される構造で、熱電対をセラミックヒータに固定する方法として、無機接着剤を用いる構造である。   The invention of Patent Document 1 is composed of a ceramic heater in which a heating element is embedded and a ceramic insulating plate to which a thermocouple is fixed, and the tip fixing portion of the thermocouple is fixed inside a groove formed in the ceramic heater. In this structure, an inorganic adhesive is used as a method for fixing the thermocouple to the ceramic heater.

特許文献2の発明は、基板上に形成した薄膜熱電対,薄膜抵抗体の表面に、アルミナ,ガラス,プラスチックで絶縁層を形成し、更に主要部分に、シールド層として、金属,導電性セラミックの層を設けた構造である。   In the invention of Patent Document 2, an insulating layer is formed of alumina, glass or plastic on the surface of a thin film thermocouple or thin film resistor formed on a substrate, and a metal or conductive ceramic is used as a shield layer in the main part. It is a structure in which a layer is provided.

特開2004−296358号公報JP 2004-296358 A 特開平2−171626号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-171626

地球環境の温暖防止策として、自動車用いる化石燃料の使用量を低減することで、二酸化炭素排出低減を図ることは自動車産業の命題となっており、ディーゼル機関や、低燃費のガソリン機関の開発が急がれている。その対応としてディーゼル機関,ガソリン機関においては、燃焼制御の高精度化を図ることで対処する傾向である。この燃焼制御の高精度化に不可欠な情報として、内燃機関各部を通過する燃焼ガスの温度が重要となる。しかしながら、燃焼ガス自体の温度が400℃〜800℃と高い温度領域であること、燃焼ガス自体がSOx,NOx,COx等の腐食性ガス流体であるため、高温酸化,腐食対策として、温度センサーを耐食ステンレスで完全に覆う構造のために、熱応答が悪い欠点があった。   As a measure to prevent global warming, reducing the amount of fossil fuel used in automobiles to reduce carbon dioxide emissions is a proposition of the automobile industry, and the development of diesel engines and fuel-efficient gasoline engines I'm in a hurry. As a countermeasure, diesel engines and gasoline engines tend to cope by improving the accuracy of combustion control. As information indispensable for improving the accuracy of the combustion control, the temperature of the combustion gas passing through each part of the internal combustion engine is important. However, since the temperature of the combustion gas itself is a high temperature range of 400 ° C. to 800 ° C. and the combustion gas itself is a corrosive gas fluid such as SOx, NOx, COx, a temperature sensor is used as a countermeasure against high temperature oxidation and corrosion. Due to the structure completely covered with corrosion-resistant stainless steel, there was a drawback of poor thermal response.

内燃機関の燃焼制御の高精度化には、各部を流通するガスの温度をリアルタイムで検出し、燃焼状態をフィードバックすることで燃焼制御をきめ細かく実施することが重要となるが、温度センサーで計測する信号の熱応答が遅いと制御誤差が増大し、意図した制御が行えないことになる。   To increase the accuracy of combustion control in internal combustion engines, it is important to detect the temperature of the gas flowing through each part in real time and to provide detailed combustion control by feeding back the combustion state. If the thermal response of the signal is slow, the control error increases and the intended control cannot be performed.

現実的に、現在上場されている温度センサーでは、高精度燃焼制御には熱応答が遅く、使用できうる製品はない。   In reality, with the temperature sensors currently listed, there is no product that can be used due to the slow thermal response of high-precision combustion control.

本発明は、自動車用の排気ガス,EGRガス,燃焼ガス,DPF前後の排気ガス等、内燃機関のガス温度センサーとして、高温酸化,耐腐食性を保証しつつ、熱応答性の速い温度センサーを発明しうるものである。   The present invention is a gas temperature sensor for internal combustion engines, such as automobile exhaust gas, EGR gas, combustion gas, exhaust gas before and after DPF, etc., and a temperature sensor with high thermal responsiveness while guaranteeing high temperature oxidation and corrosion resistance. It can be invented.

上記目的は、請求項に記載の発明により達成される。   The above object can be achieved by the invention described in the claims.

例えば上記目的は、熱電対により温度を検出する温度センサーにおいて、前記熱電対と、低温焼成基板(LTCC)と、前記熱電対と前記低温焼成基板とを間に挟んだ2枚の無機部材基板と、を備え、前記低温焼成基板と前記2枚の無機部材基板との界面が、前記低温焼成基板により接着され
前記熱電対を前記無機部材基板に固定する部材として、前記低温焼成基板,ガラス,無機系接着剤であることを特徴とする温度センサーで、それぞれに、無機基板との接着反応性を与える、金属酸化物を配合したことを特徴とする温度センサーにより達成される。

For example above object, Oite temperature Sensor for detecting the temperature by the thermocouple, said thermocouple, the low-temperature co-fired substrate (LTCC), 2 sheets of inorganic sandwiched therebetween and the low-temperature co-fired substrate and the thermocouple comprising a member substrate, the interface between the said low-temperature firing substrate the two inorganic member substrate, is more adhered to the low temperature sintering substrate,
Metals that provide adhesion reactivity with the inorganic substrate to each of the temperature sensors that are the low-temperature fired substrate, glass, and inorganic adhesive as members for fixing the thermocouple to the inorganic member substrate more is achieved temperature sensor, characterized in that blended with oxides.

本発明によると、自動車用の排気ガス,EGRガス,燃焼ガス,DPF前後の排気ガス等、内燃機関のガス温度センサーとして、高温酸化,耐腐食性を保証しつつ、熱応答性の速い温度センサーを提供できうる。   According to the present invention, as a temperature sensor for an internal combustion engine, such as automobile exhaust gas, EGR gas, combustion gas, exhaust gas before and after DPF, etc., a temperature sensor with high thermal responsiveness while guaranteeing high temperature oxidation and corrosion resistance Can be provided.

以下に詳細に説明する。   This will be described in detail below.

本発明の特徴を説明する前に自動車用の内燃機関を説明する。ここでは特にディーゼル機関を簡単に説明する。図1は一般的なディーゼル機関1である。システムとしては、吸入空気2をインテイクマニドルド上流に設置されたスロットルバルブ3により流量調整された空気がシリンダ4に送り込まれ、シリンダ4で圧縮されることで燃焼するシステムである。燃焼ガス5は排気管6を通じて分岐する。一方はターボチャージャー7に送り込まれ過給器による出力付加となる。ターボチャージャー7より排出された燃焼ガス5は排気ガスとして、触媒を設置した浄化装置(DPF)8を通過し、清浄な空気となって外部に排出される。また一方は、燃焼ガス5のおける未燃焼ガスを再度シリンダ4に再還流することで、未燃焼成分に多く含まれるNOx,SOX成分の低減を図る還流システムである。排気管6の一部に設けられた、燃焼ガス5を流すバイパス管があり、燃焼ガス5はバイパス管9を通じて、EGRバルブにより流量制御される。排気ガスである燃焼ガス5は温度が400℃以上と高いため、EGRクーラーを通じて200℃以下にガス温度が低下される。そして、EGR還流管を通じて、スロットルバルブ3下流に送り込まれ、再度シリンダ4で燃焼されるシステムであり、排気ガスの清浄化の大きく貢献している。   Before describing the features of the present invention, an internal combustion engine for an automobile will be described. Here, a diesel engine will be described briefly. FIG. 1 shows a general diesel engine 1. The system is a system in which intake air 2 is combusted when air whose flow rate is adjusted by a throttle valve 3 installed upstream of the intake manifold is sent to the cylinder 4 and compressed by the cylinder 4. The combustion gas 5 branches through the exhaust pipe 6. One is sent to the turbocharger 7 and output is added by the supercharger. The combustion gas 5 discharged from the turbocharger 7 passes through a purification device (DPF) 8 provided with a catalyst as exhaust gas, and is discharged to the outside as clean air. On the other hand, the non-burning gas in the combustion gas 5 is re-refluxed to the cylinder 4 again, thereby reducing the NOx and SOX components contained in the unburned components. There is a bypass pipe that is provided in a part of the exhaust pipe 6 and flows the combustion gas 5, and the flow rate of the combustion gas 5 is controlled by the EGR valve through the bypass pipe 9. Since the temperature of the combustion gas 5 as the exhaust gas is as high as 400 ° C. or higher, the gas temperature is lowered to 200 ° C. or lower through the EGR cooler. This system is sent to the downstream of the throttle valve 3 through the EGR recirculation pipe and burned in the cylinder 4 again, which greatly contributes to the purification of exhaust gas.

このディーゼルシステムに用いられるキーコンポーメントは空気流量計12,インタークーラー13,スロットルバルブ3,EGRバルブ10,EGRクーラー11,ターボチャージャー7,DPF8等であるが、ディーゼルのシステムにおいては、EGRがガソリン機関より流量が大きく、意図的にEGRでの還流を行うために、各部の信頼性が重要となる。   The key components used in this diesel system are an air flow meter 12, an intercooler 13, a throttle valve 3, an EGR valve 10, an EGR cooler 11, a turbocharger 7, a DPF 8, and the like. In the diesel system, EGR is a gasoline engine. Since the flow rate is larger and the recirculation is intentionally performed by EGR, the reliability of each part is important.

特に、ディーゼル機関1では燃料に軽油をもちいるために燃料の着火点が高く、その燃焼ガスは完全燃焼されたガスのみではなく、未燃焼ガスが発生しやすい。未燃焼ガスにはNOx,SOx,COx分が入り乱れた状態で、運転状態,環境状態の変化に応じて成分は刻々変化する。更に、この未燃焼ガスや排気ガスは、NOx,SOx,COx分が混在するために腐食性ガスとなり、一般部材が用いられないために特種な金属や無機部材が用いられる傾向にある。   In particular, the diesel engine 1 uses light oil as the fuel, so the ignition point of the fuel is high, and the combustion gas tends to generate not only completely burned gas but also unburned gas. In the state where NOx, SOx, and COx are mixed in the unburned gas, the components change every moment according to changes in the operating state and the environmental state. Further, the unburned gas and the exhaust gas are corrosive gas because NOx, SOx, and COx are mixed, and special metals and inorganic members tend to be used because general members are not used.

また、燃焼ガスである排気ガスや未燃焼ガスの温度は運転状況や環境状態において変動するが、排気ガスで400℃〜900℃,未燃焼ガスで600℃以上と言われ、一般部材では高温酸化してしまうために特種金属や無機部材を用いられる。   In addition, the temperature of exhaust gas and unburned gas, which are combustion gases, varies depending on the operating conditions and environmental conditions, but is said to be 400 ° C to 900 ° C for exhaust gas and 600 ° C or higher for unburned gas. Therefore, special metals and inorganic members are used.

近年、排気ガスの規制が強化されたために、各カーメーカーは排気ガスからのNOx,SOxを除去した清浄な排気ガスを外部に排出するための改良を検討中であるが、排気ガス対策として、最も実現しやすい方法としては、現行のディーゼル機関1のシステムのコンセプトは、そのままに、より高精度な燃焼制御が行えるシステムを実現することにある。その高精度燃焼制御システムの例が図2に示すシステム構成である。   In recent years, regulations on exhaust gas have been strengthened, so each car manufacturer is considering improvements to exhaust clean exhaust gas from which NOx and SOx have been removed from the exhaust gas. As a method that can be most easily realized, the concept of the system of the current diesel engine 1 is to realize a system that can perform combustion control with higher accuracy as it is. An example of the high-precision combustion control system is the system configuration shown in FIG.

図2において、ディーゼル機関の燃焼システムそのものに変化はない。但し、システム各部にガス温度センサー17を設けた点に変化点がある。ガス温度センサー17は、従来より存在する製品で、主に排気ガス温度測定専用に排気管に取り付けられ、排気ガスの温度を測定する排気ガス温度センサー17であり、エンジン制御用としてではなく、排気温度のモニターとしての機能が主であった。   In FIG. 2, there is no change in the combustion system itself of the diesel engine. However, there is a change point in that the gas temperature sensor 17 is provided in each part of the system. The gas temperature sensor 17 is an existing product, and is an exhaust gas temperature sensor 17 that is attached to an exhaust pipe mainly for exhaust gas temperature measurement and measures the temperature of the exhaust gas. The main function was a temperature monitor.

高精度制御システムにおいては、前述したようにシステム各部にガス温度センサー17を設けたことにより、各部の燃焼状態を監視できることになる。   In the high precision control system, as described above, the gas temperature sensor 17 is provided in each part of the system, so that the combustion state of each part can be monitored.

但し、現行の排気温度センサーは扱いにくい製品となっている。この理由は後述する。   However, current exhaust temperature sensors are difficult to handle. The reason for this will be described later.

ディーゼルシステムにおけるガス温度センサー17装着場所は、排気管の他に、DPF8前後位置14にもガス温度センサー17が設けられる。このDPF8前後のガス温度センサー17を用いることで、DPF8の触媒活性状態を伺うことが可能となり、DPF8触媒のコントロールセンサーと成り得る。   In addition to the exhaust pipe, the gas temperature sensor 17 is provided at the front and rear positions 14 of the DPF 8 in the diesel system. By using the gas temperature sensor 17 before and after the DPF 8, it is possible to check the catalytic activity state of the DPF 8, and it can be a control sensor for the DPF 8 catalyst.

また、同様にEGRクーラー11前後位置15にもガス温度センサー17を設けてEGRクーラーの活性状態をコントロールするセンサーと成り得る。EGRガス温度そのものガス温度を計測するガス温度センサー17をEGRバルブ10位置16に装着しても良い。   Similarly, a gas temperature sensor 17 may be provided at the front-rear position 15 of the EGR cooler 11 to control the active state of the EGR cooler. A gas temperature sensor 17 that measures the gas temperature itself may be attached to the EGR valve 10 position 16.

つまり、ディーゼル機関1のガス流体が流入する各部位にガス温度センサー17を設けることで、排気ガス浄システムや冷却装置の状態を、更には燃焼状態を確認できる副次的な信号と成りえることで、この各部のガス温度をモニターすることで、より高精度な燃焼制御を行うことができるシステムと成りえる。   That is, by providing the gas temperature sensor 17 at each site where the gas fluid of the diesel engine 1 flows, the state of the exhaust gas purification system and the cooling device can be a secondary signal that can further confirm the combustion state. Thus, by monitoring the gas temperature of each part, it can be a system capable of performing more accurate combustion control.

しかしながら、現在上場されている内燃機関用ガス温度センサー17は前述したような環境条件,NOx,SOxのような腐食性ガス,400℃を超える高温環境であることにより、制約条件が多くあり、カーメーカーにとっては扱いにくいセンサーとなっている。   However, the gas temperature sensor 17 for the internal combustion engine currently listed has many restrictions because it is an environmental condition as described above, a corrosive gas such as NOx and SOx, and a high temperature environment exceeding 400 ° C. It is a difficult sensor for manufacturers.

図3は現在上場されている一般的な排気温度を計測するガス温度センサー17の構造である。   FIG. 3 shows the structure of a gas temperature sensor 17 for measuring a general exhaust temperature currently listed.

ガス温度センサー17は一般的にはサーミスタ18を用いられていることが多くようである。このサーミスタ18より出ている信号線19は400℃以上となるために、白金や白金の合金、あるいはステンレス等の耐熱,耐腐食性材料からなる信号線19となるリードである。この信号線19はそのまま延長され、接触防止,耐振動性対応のために、無機物から成る、シース管20内部に設けられた孔を介して信号線19が延長される。そして、更に信号線19は耐熱ゴムから成るグロメット21を介して信号線19が外部へと延長される。信号線19は、グロメット21付近で、通常の銅線と溶接,加締めが成され信号をECUに伝達する。   In general, the thermistor 18 is often used as the gas temperature sensor 17. Since the signal wire 19 extending from the thermistor 18 has a temperature of 400 ° C. or higher, it is a lead that becomes the signal wire 19 made of a heat-resistant and corrosion-resistant material such as platinum, a platinum alloy, or stainless steel. The signal line 19 is extended as it is, and the signal line 19 is extended through a hole formed in the sheath tube 20 made of an inorganic material to prevent contact and cope with vibration resistance. Further, the signal line 19 is extended to the outside through a grommet 21 made of heat-resistant rubber. The signal line 19 is welded and crimped with a normal copper wire in the vicinity of the grommet 21 and transmits a signal to the ECU.

前記、グロメット21や、シース管20は、その外周を覆う、耐熱,耐食部材からなる、取り付け位置決めとなるフランジ22及び、固定ネジを切ってある、フランジ管23内に設置されることにより固定される。ガス温度センサー17のサーミスタ18は排気ガス中の暴露できないために、サーミスタ18を覆う円筒形の袋管24でサーミスタ18を覆い、フランジ管23との接触部を溶接する構造である。   The grommet 21 and the sheath tube 20 are fixed by being installed in a flange tube 23 that is made of a heat-resistant and corrosion-resistant member that covers the outer periphery of the grommet and is positioned and a fixing screw is cut. The Since the thermistor 18 of the gas temperature sensor 17 cannot be exposed in the exhaust gas, the thermistor 18 is covered with a cylindrical bag tube 24 that covers the thermistor 18 and the contact portion with the flange tube 23 is welded.

構造が単純で耐熱構造も優れているが、問題点が2つある。   The structure is simple and the heat resistant structure is excellent, but there are two problems.

一つは、温度計測範囲の狭さである。図4は現在上場されているサーミスターセンサーの特性を示したものである。サーミスタの利点は、安価かつ、温度分解能が高く精度良い計測ができることにあるが、内燃機関に用いられるサーミスタ18に要求される仕様は、900℃対応である。現在の技術において、サーミスタで上限900℃を計測できるサーミスタチップの特性は800℃付近において、0.5〜1(Ω)と上限900℃以上は抵抗値の発現分解能が無くなり温度計測は不可能となる。また逆に、常温ではおおよそ、10(kΩ)以上となり、これ温度以下はほとんど抵抗値がメグオーム、つまり抵抗オープン状態となり、温度計測は不可能となる。従って、サーミスタ18を用いた温度センサーの温度計測範囲は精度を考慮すると、200〜800℃が限界のようであり、1200℃までの温度を計測したいカーメーカーには仕様に準拠しないことになる。   One is the narrow temperature measurement range. FIG. 4 shows the characteristics of the thermistor sensor currently listed. The advantage of the thermistor is that it can be measured with low cost, high temperature resolution and high accuracy, but the specification required for the thermistor 18 used in the internal combustion engine is 900 ° C. compatible. In the current technology, the thermistor chip that can measure the upper limit of 900 ° C with a thermistor has a resistance value expression resolution of 0.5-1 (Ω) and an upper limit of 900 ° C or higher near 800 ° C, making temperature measurement impossible. Become. Conversely, at room temperature, it is approximately 10 (kΩ) or more. Below this temperature, the resistance value is almost megohm, that is, the resistance is open, and temperature measurement is impossible. Therefore, the temperature measurement range of the temperature sensor using the thermistor 18 seems to be the limit of 200 to 800 ° C. in consideration of accuracy, and the car manufacturer who wants to measure the temperature up to 1200 ° C. does not comply with the specification.

二つ目は、サーミスタのような温度計測素子がガス流体と直接、接触せずに、袋管24を通じ、更に袋管24とサーミスタ18との間にある、空気層25を介しての温度伝播となるために、ガス温度が変化した際の熱応答が遅いという欠点がある。   Second, a temperature measuring element such as a thermistor is not in direct contact with the gas fluid, but is propagated through the bag tube 24 and through the air layer 25 between the bag tube 24 and the thermistor 18. Therefore, there is a drawback that the thermal response when the gas temperature changes is slow.

また、同一に袋管24に温度計測センサーとしてサーミスタ18の変わりに熱電対を入れた事例も過去よりあるが、これも上記と同様、熱応答が悪く、扱いにくい温度サンセーのようである。   In addition, there has been a case where a thermocouple is inserted in the bag tube 24 as a temperature measurement sensor instead of the thermistor 18 from the past.

本発明では、上記した一般的なガス温度センサー17の性能上の問題点を解決できる温度センサーを提供できうる構造について発明した。   In the present invention, a structure capable of providing a temperature sensor capable of solving the above-described performance problems of the general gas temperature sensor 17 has been invented.

本発明の詳細をについて図5,図6を用いて説明する。   Details of the present invention will be described with reference to FIGS.

本発明においては、温度計測素子は熱電対26をモデルとしているが、これは、サーミスタでも薄膜抵抗体でも、温度計測センサー全てについて適用出来得ることを述べておく。本発明では温度センサーとして熱電対26を用いるが、これは、図7に示す理由によるものである。熱電対26は多種多様あるが、内燃機関において使用する温度範囲を考慮するに、クロメルーアルメル(K)熱電対、或いは、白金―白金/ロジウム(R)熱電対が用いられることは自明である。熱電対26の利点は低い温度から、高温度までの計測できる測定温度レンジの広さにある。例えばK熱電対はクラス3で1000℃までの温度計測が可能とされているが、実用的には900℃が限界である。対して図7に示すR熱電対は白金と白金/ロジウムの合金なので、その常用耐熱は1400℃にも達する。近年、カーメーカーの要求事項として、より高い温度の計測要求があり、1200℃対応を考慮するのであれば、R熱電対が好適である。白金と白金/ロジウムの合金は共に貴金属なので、高温による酸化劣化の影響は、他にいかなる金属より少なく、自動車の内燃機関のガス温度センサーとして好適である。図7はR熱電対の温度と温度発生起電力の関係を示している。熱電対は2つの異なる金属を溶融した部位の温度差が発生すると、起電力が発生し、この起電力特性は、0℃で0(V)であり、温度が高くなるにつれ、起電力は正方向出力にリニアに変化する。対して、低温側の温度となると、発生起電力はマイナス信号となって発生する。温度分解能が小さいのが難点ではあるが、熱電対自体のトレーサビリティーが確保されているので、計測精度において問題となることはない。一般にR熱電対は、0℃より1600℃までの温度に対する校正が成され、マイナス側の温度においては、校正表がないのが実情である。これは、マイナスの温度を計測するのに、高価なR熱電対を用いる工業的なニーズがないためであり、校正機関に依頼することで、R熱電対のマイナス側の校正も何等問題なく実施できる。   In the present invention, the temperature measuring element is modeled on the thermocouple 26, but it should be noted that this can be applied to all temperature measuring sensors, whether a thermistor or a thin film resistor. In the present invention, a thermocouple 26 is used as a temperature sensor, for the reason shown in FIG. Although there are various thermocouples 26, it is obvious that a chromel-alumel (K) thermocouple or a platinum-platinum / rhodium (R) thermocouple is used in consideration of the temperature range used in an internal combustion engine. . The advantage of the thermocouple 26 lies in the wide measurement temperature range that can be measured from a low temperature to a high temperature. For example, K thermocouples are capable of measuring temperatures up to 1000 ° C in class 3, but practically 900 ° C is the limit. On the other hand, since the R thermocouple shown in FIG. 7 is an alloy of platinum and platinum / rhodium, its normal heat resistance reaches 1400 ° C. In recent years, as a requirement for car manufacturers, there is a demand for measuring higher temperatures, and an R thermocouple is suitable if considering 1200 ° C. support. Since platinum and platinum / rhodium alloys are both noble metals, they are less susceptible to oxidative degradation due to high temperatures than any other metal, and are suitable as gas temperature sensors for automobile internal combustion engines. FIG. 7 shows the relationship between the temperature of the R thermocouple and the temperature generated electromotive force. A thermocouple generates an electromotive force when a temperature difference between two different metals is melted. This electromotive force characteristic is 0 (V) at 0 ° C., and the electromotive force becomes positive as the temperature increases. It changes linearly to the direction output. On the other hand, when the temperature becomes lower, the generated electromotive force is generated as a negative signal. Although it is difficult to reduce the temperature resolution, the traceability of the thermocouple itself is ensured, so there is no problem in measurement accuracy. In general, R thermocouples are calibrated for temperatures from 0 ° C. to 1600 ° C., and there is no calibration table at minus temperatures. This is because there is no industrial need to use an expensive R thermocouple to measure a negative temperature, and the calibration of the negative side of the R thermocouple can be performed without any problem by requesting it from a calibration organization. it can.

ここより、本発明のガス温度センサー17の構造を紹介する。   From here, the structure of the gas temperature sensor 17 of this invention is introduced.

上記、熱電対26は同一部材より形成された無機部材より成る、特に窒化珪素,窒化アルミ,アルミナ,サイアロン等で形成された2枚の基板27の間に、LTCC(低温焼成基板)のグリーンシート,ガラスで挟み込み、その後焼成する。或いは無機接着部材28で接着固定される。   The thermocouple 26 is made of an inorganic member made of the same member, and is a LTCC (low temperature fired substrate) green sheet between two substrates 27 made of silicon nitride, aluminum nitride, alumina, sialon or the like. , Sandwiched with glass, then fired. Alternatively, the inorganic adhesive member 28 is bonded and fixed.

そして、焼成が終了した基板27について、熱電対26をサンドイッチした基板27より出ている、熱電対リード29を、無機接着部材28より成る熱電対リード29の接触防止及び、断熱を目的とした、シース管20を貫通させる。更に、シリコーン,フッ素系の耐熱ゴムより成るグロメット21に貫通させた後に、位置決め用フランジ22と計測位置の固定するネジが切ってある、フランジ管内23に装着する。フランジ22及び、フランジ管23は耐熱,耐食を兼ね合わせステンレス,ニッケル基合金等からなるフランジ管内23に、位置決めしながら、フランジ管23と、基板27の空隙を埋め、かつ基板をフランジ管に固定する無機充填剤30を充填する構造である。   For the substrate 27 that has been baked, the thermocouple lead 29 coming out of the substrate 27 sandwiching the thermocouple 26 is used for the purpose of preventing contact and heat insulation of the thermocouple lead 29 made of the inorganic adhesive member 28. The sheath tube 20 is penetrated. Further, after passing through a grommet 21 made of silicone and fluorine-based heat-resistant rubber, it is mounted in a flange pipe 23 in which a positioning flange 22 and a screw for fixing a measurement position are cut. The flange 22 and the flange tube 23 have heat resistance and corrosion resistance and are positioned in the flange tube inner 23 made of stainless steel, nickel base alloy or the like, and the gap between the flange tube 23 and the substrate 27 is filled and the substrate is fixed to the flange tube. The inorganic filler 30 is filled.

熱電対リード29はグロメット21付近で保証銅線31と接続され、保証銅線31により温度信号を伝達する。   The thermocouple lead 29 is connected to the guarantee copper wire 31 in the vicinity of the grommet 21 and transmits a temperature signal through the guarantee copper wire 31.

本発明では熱応答を改善するために、熱電対26をサンドチッチした基板27を、温度計測対象となるガス流に暴露できうるセンシング部を有する温度センサーであることを特徴とする。そのためにこの基板を窒化珪素,窒化アルミ,サイアロン等の高熱伝導を有しかつ、無機部材であるために、耐熱性,耐腐食性も合わせ持つ基板材料を採用することを特徴とする。   In order to improve the thermal response, the present invention is characterized in that it is a temperature sensor having a sensing unit that can expose a substrate 27 sandwiched by a thermocouple 26 to a gas flow to be measured. Therefore, since this substrate is an inorganic member having high thermal conductivity such as silicon nitride, aluminum nitride, and sialon, a substrate material having both heat resistance and corrosion resistance is employed.

曲げ強度が強く、熱伝導率が高くバランスの良い材料として窒化珪素が好適である。内燃機関の各部ガス温度を計測するガス温度センサー17は、熱応答を改良することが目的であるため、基板の熱伝導率が高いことと、熱容量を小さくすることが重要となる。窒化珪素の強度はアルミナの約2倍もあることで、基板を薄くすることが可能となることで、熱容量を小さくすることが可能となる。更にアルミナの約3倍以上の熱伝導率を持つ窒化珪素基板により、温度変化の発生を瞬時に熱電対に伝達し、熱追従性の高いセンシング部分を有する温度センサーとなる。   Silicon nitride is suitable as a material having high bending strength, high thermal conductivity and good balance. Since the gas temperature sensor 17 that measures the gas temperature of each part of the internal combustion engine is intended to improve the thermal response, it is important to have a high thermal conductivity of the substrate and to reduce the heat capacity. Since the strength of silicon nitride is about twice that of alumina, it is possible to reduce the heat capacity by making the substrate thinner. Furthermore, a silicon nitride substrate having a thermal conductivity approximately three times that of alumina makes it possible to instantaneously transmit the occurrence of temperature change to the thermocouple, thereby providing a temperature sensor having a sensing portion with high thermal followability.

更に、窒化珪素,窒化アルミを含む無機部材は、耐酸性,耐薬品性等の腐食性ガス雰囲気においても、何等腐食することはなく、化学的,物理的に安定した材料であるために、基板27が燃焼ガス5,EGRガスと接触したところで、何等変化はしない。この優れた安定性のために、燃焼ガス5,EGRガスに暴露しても基板自体の破損,腐食の恐れがないために長期信頼性も確保できうる。熱電対26は白金―白金ロジム合金から成るために、一般の金属に比較して酸化,硫化等の腐食に抗力はあるものの、800℃を超える、SOxガス環境に白金を晒すと、白金は硫化が始まり、PtSが形成される。従って、熱電対26を腐食性ガスに晒すことは、長期信頼性を損ない、熱電対の起電力誤差発生要因と成り得る。本発明では、2枚の窒化珪素基板27、及び、LTCCより完全に密閉された空間にあるためおに、計測するガスとは接触しないものの、測定流体が窒化珪素基板と接触した時点で、熱電対を含む基板全体を瞬時に温度を伝達させるために熱応答と腐食信頼性を含む長期信頼性を兼ね揃えた温度サンサーのセンシング部となる。   Furthermore, since inorganic members containing silicon nitride and aluminum nitride do not corrode at all in corrosive gas atmospheres such as acid resistance and chemical resistance, they are chemically and physically stable materials. No change occurs when 27 comes in contact with the combustion gas 5 and EGR gas. Because of this excellent stability, long-term reliability can be secured because there is no risk of damage or corrosion of the substrate itself even when exposed to combustion gas 5 or EGR gas. Since the thermocouple 26 is made of platinum-platinum rhodium alloy, it is more resistant to corrosion such as oxidation and sulfidation than ordinary metals, but when exposed to SOx gas environment exceeding 800 ° C, platinum is sulfided. Begins and PtS is formed. Therefore, exposing the thermocouple 26 to a corrosive gas may impair long-term reliability and cause a thermocouple electromotive force error. In the present invention, since it is in a space completely sealed from the two silicon nitride substrates 27 and LTCC, it does not come into contact with the gas to be measured, but when the measurement fluid comes into contact with the silicon nitride substrate, In order to instantly transfer the temperature of the entire substrate including the pair, it becomes a sensing part of a temperature sensor that combines thermal response and long-term reliability including corrosion reliability.

前記、熱電対26をサンドイッチした温度センサーのセンシング部分の構造について図8を用いて説明する。前記、熱電対26は、先端で溶接され、この溶接部以外の熱電対リード29が接触しないようにフォーミングする。そして、無機基板27の表面に熱電対26を設置する。熱電対26の設置部は基板27の中心部近傍が熱応答の観点より有利である。熱電対26を表面に設置することでは位置決めが不安定と思われるが、現実は異なる。熱電対をフォーミングした後では、形状が固定されているために、基板表面27に形成された溝に埋没さる方法や孔を通過させる工法より、位置決めは安定する。熱電対26の測温部である、先端溶接部が基板27の所定の位置近傍にあれば良いのみである。次に、基板27と基板27を接着剤となる、LTCCグリーンシート32を載せる。LTCCグリーンシート32は焼成前のアルミナとガラスの混在物を有機バインダで混練したシート状の焼成前基板であるが、本発明ではLTCCグリーンシート32を基板27と基板27の間に挟み込み焼成することで、LTCCグリーンシート32界面と基板27は界面でガラス化することで接着する接着剤として活用する。本発明では、熱電対26のリード29を通過する部分の形状に沿い、LTCCグリーンシート32を加工し、接触防止用のシートも熱電対リード29の間に設置しているが、一枚のLTCCグリーンシート32でそのまま覆っても良い。そして、下側基板27と同一の基板27で覆い、この状態でLTCCグリーンシート32を焼成する温度で焼成することにより、熱電対26を固定しかつ、2枚の基板27を接着する接着剤として機能することになる。基板27を接着する部材として、LTCC以外にも、ガラスシートがあるが、ソーダライムガラスのような耐熱性のないガラスが多く、結晶化ガラスのような強化ガラスをシートで供給しているメーカーを発明者は認知しない。一般的な接合部材として、他に無機系の接着剤がある。これは、多くの種類とグレードがあり、組み合わせ性を確認した後に使用する方が良い。   The structure of the sensing part of the temperature sensor sandwiching the thermocouple 26 will be described with reference to FIG. The thermocouple 26 is welded at the tip, and forms so that the thermocouple lead 29 other than the welded portion does not come into contact. Then, a thermocouple 26 is installed on the surface of the inorganic substrate 27. In the installation portion of the thermocouple 26, the vicinity of the center portion of the substrate 27 is advantageous from the viewpoint of thermal response. Positioning the thermocouple 26 on the surface seems unstable, but the reality is different. Since the shape is fixed after the thermocouple is formed, positioning is more stable than a method of burying in a groove formed on the substrate surface 27 or a method of passing a hole. It suffices if the tip welding part, which is the temperature measuring part of the thermocouple 26, is in the vicinity of a predetermined position of the substrate 27. Next, the LTCC green sheet 32 which becomes the adhesive agent for the board | substrate 27 and the board | substrate 27 is mounted. The LTCC green sheet 32 is a sheet-like pre-fired substrate in which a mixture of alumina and glass before firing is kneaded with an organic binder. In the present invention, the LTCC green sheet 32 is sandwiched between the substrate 27 and the substrate 27 and fired. Thus, the interface between the LTCC green sheet 32 and the substrate 27 is utilized as an adhesive that adheres by vitrification at the interface. In the present invention, the LTCC green sheet 32 is processed along the shape of the portion of the thermocouple 26 that passes through the lead 29, and a contact prevention sheet is also installed between the thermocouple leads 29. The green sheet 32 may be covered as it is. Then, it is covered with the same substrate 27 as the lower substrate 27, and is fired at a temperature at which the LTCC green sheet 32 is fired in this state, thereby fixing the thermocouple 26 and bonding the two substrates 27 together. Will work. In addition to LTCC, there is a glass sheet as a member that bonds substrate 27, but there are many non-heat-resistant glasses such as soda lime glass, and manufacturers that supply tempered glass such as crystallized glass as a sheet. The inventor does not recognize. Other common adhesive members include inorganic adhesives. There are many types and grades, and it is better to use them after confirming the combination.

上記により完成した熱電対26を基板27にサンドイッチした構造による、温度センサーを試作して熱応答を計測した結果を以下に述べる。熱電対はRタイプで線形φ0.15を用いた。基板は日立金属製の窒化珪素基板を用いた。厚さ:0.2mm、幅が6mm、長さ25mmの寸法とした。接着剤として、焼成後の厚さが、0.14となるLTCCグリーンシートを用いた。この仕様の温度センサーを用いて、常温より、600℃の温度に急変させた際の熱応答時間(63%)は6secであった。同様な試験において、サーミスタを袋管に入れてタイプの温度センサーは14secであることより、本発明のより構造は高速応答を可能とする、内燃機関用ガス温度センサーとして好適な製品と成り得る。   The result of measuring the thermal response by making a temperature sensor with a structure in which the completed thermocouple 26 is sandwiched between the substrates 27 will be described below. The thermocouple was R type and linear φ0.15 was used. The substrate used was a silicon nitride substrate made by Hitachi Metals. Thickness: 0.2 mm, width 6 mm, length 25 mm. As the adhesive, an LTCC green sheet having a thickness after firing of 0.14 was used. Using the temperature sensor of this specification, the thermal response time (63%) when the temperature was suddenly changed from room temperature to 600 ° C. was 6 seconds. In a similar test, since the thermistor is put in a bag tube and the temperature sensor of the type is 14 seconds, the structure of the present invention can be a product suitable as a gas temperature sensor for an internal combustion engine that enables a high-speed response.

本発明の実施例においては、熱電対26を腐食より保護する基板27には窒化珪素,窒化アルミ,サイアロン等の高伝導率を有する無機部材が好適との事例を示したが、窒化珪素にしろ、窒化アルミにしろ、問題点がある。これは、熱電対26を挟み込み接着固定するLTCCグリーンシート32やガラス,無機系接着剤との相性が悪いことである。一般的にガラスであれ、無機系接着剤は被接着体の酸化物との反応により接着する仕組みであるが、窒化物表面には接着体と反応する官能基がないためにガラスであれ、無機系接着剤は濡れ広がることができずに、窒化膜表面に滴状となっている状態で、温度を加えても滴状のまま硬化する。   In the embodiment of the present invention, an example in which an inorganic member having high conductivity such as silicon nitride, aluminum nitride, and sialon is suitable for the substrate 27 that protects the thermocouple 26 from corrosion has been shown. However, aluminum nitride has problems. This is because the compatibility with the LTCC green sheet 32, the glass, and the inorganic adhesive that sandwich and fix the thermocouple 26 is poor. In general, inorganic adhesives are bonded by reacting with the oxide of the adherend, even if glass, but since there is no functional group that reacts with the adhesive on the nitride surface, glass or inorganic adhesives are used. The system adhesive cannot wet and spread, and is cured in the form of droplets even when a temperature is applied in a droplet state on the nitride film surface.

本発明では、図9に示すように窒化珪素、窒化アルミ表面に酸化膜33を施すことで、LTCCグリーンシート32,ガラス,無機系接着剤との接着性改善を施すことにした。具体的には、基板27表面にアルミナ(Al23),シリカ(SiO2)等の酸化膜33を表面に形成することで、達成できる。着膜は、スパッタ,プラズマ放射が安定した酸化皮膜33が形成できる。その厚さは1μmもあれば十分である。 In the present invention, as shown in FIG. 9, an oxide film 33 is applied on the surface of silicon nitride or aluminum nitride, thereby improving adhesion with the LTCC green sheet 32, glass, and inorganic adhesive. Specifically, this can be achieved by forming an oxide film 33 such as alumina (Al 2 O 3 ) or silica (SiO 2 ) on the surface of the substrate 27. The deposited film can form an oxide film 33 with stable sputtering and plasma radiation. A thickness of 1 μm is sufficient.

別方法として、LTCCグリーンシート32に、金属酸化物を配合し、焼成の際に窒化膜表面と化学反応させることで接着させる方法もある。酸化銅(CuO),亜酸化銅(Cu2O),酸化ホウ素(B23),酸化亜鉛(ZnO),酸化ニッケル(NiO)等は代表的な金属酸化物であり、これらは、焼成される際に、基板に含まれる不純物や、一部の金属成分と化学反応し、基板と接着体界面で、ガラス化したり、結晶を形成したりすることにより、接着(密着)するメカニズムにより接着しにくい窒化膜でも、接着性を改善できうる。 As another method, there is a method in which a metal oxide is blended in the LTCC green sheet 32 and bonded by causing a chemical reaction with the nitride film surface during firing. Copper oxide (CuO), cuprous oxide (Cu 2 O), boron oxide (B 2 O 3 ), zinc oxide (ZnO), nickel oxide (NiO) and the like are typical metal oxides, and these are fired. Adhesion by a mechanism that adheres (adheres) by chemically reacting with impurities contained in the substrate and some metal components and forming a crystal or crystal at the substrate / adhesive interface. Adhesion can be improved even with a nitride film that is difficult to resist.

また、一旦、接着する前に、基板単品を1000℃以上に加熱することで、表面の酸化膜を発現させる方法も有効である。   It is also effective to develop a surface oxide film by heating a single substrate to 1000 ° C. or higher before bonding.

事例として、日立金属(株)の窒化珪素基板を一旦、1200℃に焼成した基板と熱処理なしの基板を準備し、基板表面にLTCCグリーンシートを載せたままで、そのまま焼成した結果、接着されたと確認できる面積が約2倍となったことより、明らかである。特に窒化珪素の場合は、結晶に珪素(Si)があるため、この窒化物との結晶を部分的に熱分解することで、SiO2が析出するシリケート化する現象によるものであることは、各方面の研究報告よりも明らかである。 As an example, Hitachi Metals Co., Ltd.'s silicon nitride substrate was temporarily fired at 1200 ° C and a substrate without heat treatment, and it was confirmed that it was bonded as a result of firing with the LTCC green sheet still on the substrate surface. It is clear from the fact that the area that can be obtained has doubled. In particular, in the case of silicon nitride, since there is silicon (Si) in the crystal, by partially thermally decomposing the crystal with this nitride, it is due to a silicate phenomenon in which SiO 2 precipitates. It is clearer than the research report.

図10は、本発明において、温度センシング部となる熱電対26をサンドイッチした基板27をガス中に暴露させるために、基板27が剥き出しとなるが、センシングの露出が好まれない場合がある。ガス温度センサー17の取り付け作業中に、硬い管部にぶつけて折ってしまったりすることが懸念されるためである。このような場合は、図10に示すプロテクター34を形成し、センシングを覆うと良い。プロテクター34は少なくとも、耐熱,耐食材料,ステンレスやニッケル基合金板を絞りにより、つばの付いた深孔とする。そして、円筒部の一部に貫通孔35があり、この貫通孔35とガス温度センサー17の熱電対26部分が一致するような位置関係を保ち、前記、つば部をフランジ管23に溶接すれば、ハンドリングでもセンシングを破壊しない保護管となりかつ、直接ガス流体をセンシングに接触させる構造となるため、熱応答の遅れを軽減しつつ、ハンドリングミスにも対応できうる構造となる。   FIG. 10 shows that in the present invention, the substrate 27 is exposed to expose the substrate 27 sandwiched with the thermocouple 26 serving as the temperature sensing unit in the gas, but the exposure of the sensing may not be preferred. This is because there is a concern that the gas temperature sensor 17 may be broken by being hit by a hard pipe part during the mounting operation of the gas temperature sensor 17. In such a case, the protector 34 shown in FIG. 10 may be formed to cover the sensing. The protector 34 is at least a heat-resistant, corrosion-resistant material, stainless steel or a nickel-based alloy plate, and is formed into a deep hole with a collar. Then, there is a through hole 35 in a part of the cylindrical portion, and a positional relationship is maintained such that the through hole 35 and the thermocouple 26 portion of the gas temperature sensor 17 coincide with each other, and the collar portion is welded to the flange tube 23. Since it becomes a protective tube that does not destroy the sensing even in handling, and a structure in which the gas fluid is directly brought into contact with the sensing, it becomes a structure that can cope with a handling mistake while reducing a delay in thermal response.

図11は信号処理である。熱電対26の起電力特性は0℃で0(V)であるために、マイナス側の温度での熱電対起電力はマイナス信号となる。従って、自動車の制御では信号が扱いにくくなる。そこで、熱電対の起電力36を演算機37に入れ、ナイナス信号を反転させ、全体でリニアな特性を出力とするようにする。例えば、−50℃で0(V)と設定し、1400℃で5(V)の出力となるように演算機により調整することで、内燃機関のマイクロプロセッサが処理しやすい信号形態となることで、システムとして使い易さが発現する。この演算機は高温度や腐食性ガスが充満する温度センサー設置部近傍より、マイクロプロセッサ内部に設置する方が好適である。   FIG. 11 shows signal processing. Since the electromotive force characteristic of the thermocouple 26 is 0 (V) at 0 ° C., the thermocouple electromotive force at the negative temperature is a negative signal. Therefore, it becomes difficult to handle signals in automobile control. Therefore, the electromotive force 36 of the thermocouple is input to the computing unit 37, the negative signal is inverted, and a linear characteristic as a whole is output. For example, by setting it to 0 (V) at -50 ° C and adjusting it with a calculator so that an output of 5 (V) is obtained at 1400 ° C, the signal form can be easily processed by the microprocessor of the internal combustion engine. Ease of use as a system is manifested. It is preferable to install this calculator inside the microprocessor rather than the vicinity of the temperature sensor installation portion where high temperature or corrosive gas is filled.

本発明によると、内燃機関の各部ガス流体の温度を、熱応答が速くかつ、耐腐食性を兼ね揃えた長期信頼性を保証出来得る温度センサーを供給できる効果が期待できる。   According to the present invention, it can be expected that the temperature of each part gas fluid of the internal combustion engine can be supplied with a temperature sensor that has a quick thermal response and can guarantee long-term reliability that also serves as corrosion resistance.

ディーゼル機関のシステム。Diesel engine system. ガス温度センサー装着部位。Gas temperature sensor mounting part. 一般的な排気温度センサーの構造。General exhaust temperature sensor structure. 一般的な排気温度センサーに用いられるサーミスタ特性。Thermistor characteristics used in general exhaust temperature sensors. 本発明の温度センサー構造(側面図)。The temperature sensor structure (side view) of this invention. 本発明の温度センサー構造(正面図)。The temperature sensor structure (front view) of this invention. 本発明の用いる熱電対の起電力特性。The electromotive force characteristic of the thermocouple used in the present invention. 本発明の温度センサーセンシング部分の組み立て図。The assembly drawing of the temperature sensor sensing part of this invention. 基板表面への酸化処理。Oxidation treatment to the substrate surface. プロテクター付きの本発明の温度センサー。The temperature sensor of the present invention with a protector. 信号処理図。Signal processing diagram.

符号の説明Explanation of symbols

1 ディーゼル機関
2 吸入空気
3 スロットルバルブ
4 シリンダ
5 燃焼ガス(EGRガス)
6 排気管
7 ターボチャージャー
8 DPF
9 バイパス管
10 EGRバルブ
11 EGRクーラー
12 空気流量計
13 インタークーラー
14 DPF前後位置
15 EGRクーラー前後位置
16 EGRバルブ位置
17 ガス温度センサー
18 サーミスタ
19 信号線
20 シース管
21 グロメット
22 フランジ
23 フランジ管
24 袋管
25 空気層
26 熱電対
27 基板
28 無機接着部材
29 熱電対リード
30 無機充填剤
31 保証銅線
32 LTCCグリーンシート
33 酸化膜
34 プロテクター
35 貫通孔
36 熱電対起電力
37 演算機
38 出力信号
1 Diesel Engine 2 Intake Air 3 Throttle Valve 4 Cylinder 5 Combustion Gas (EGR Gas)
6 Exhaust pipe 7 Turbocharger 8 DPF
9 Bypass pipe 10 EGR valve 11 EGR cooler 12 Air flow meter 13 Intercooler 14 DPF longitudinal position 15 EGR cooler longitudinal position 16 EGR valve position 17 Gas temperature sensor 18 Thermistor 19 Signal line 20 Sheath pipe 21 Grommet 22 Flange 23 Flange pipe 24 Bag pipe 25 Air Layer 26 Thermocouple 27 Substrate 28 Inorganic Adhesive Member 29 Thermocouple Lead 30 Inorganic Filler 31 Guaranteed Copper Wire 32 LTCC Green Sheet 33 Oxide Film 34 Protector 35 Through Hole 36 Thermocouple Electromotive Force 37 Calculator 38 Output Signal

Claims (9)

熱電対により温度を検出する温度センサーにおいて、
前記熱電対と、
低温焼成基板(LTCC)と、
前記熱電対と前記低温焼成基板とを間に挟んだ2枚の無機部材基板と、
を備え、
前記低温焼成基板と前記2枚の無機部材基板との界面が、前記低温焼成基板のガラス化により接着され
前記熱電対を前記無機部材基板に固定する部材として、前記低温焼成基板,ガラス,無機系接着剤であることを特徴とする温度センサーで、それぞれに、無機基板との接着反応性を与える、金属酸化物を配合したことを特徴とする温度センサー。
In a temperature sensor that detects the temperature with a thermocouple,
The thermocouple;
A low-temperature fired substrate (LTCC);
Two inorganic member substrates sandwiching the thermocouple and the low-temperature fired substrate;
With
The interface between the low-temperature fired substrate and the two inorganic member substrates is bonded by vitrification of the low-temperature fired substrate ,
Metals that provide adhesion reactivity with the inorganic substrate to each of the temperature sensors that are the low-temperature fired substrate, glass, and inorganic adhesive as members for fixing the thermocouple to the inorganic member substrate A temperature sensor characterized by containing an oxide .
請求項において、
前記低温焼成基板は、アルミナとガラスとを含んでなることを特徴とする温度センサー。
In claim 1 ,
The low-temperature co-fired substrate, the temperature sensor, characterized in that it comprises alumina and glass.
請求項において、
前記基板は、表面に酸化膜を形成、或いは、表面酸化処理を全面或いは一部に施したことを特徴とする温度センサー。
In claim 1 ,
A temperature sensor characterized in that the substrate is formed with an oxide film on the surface or subjected to a surface oxidation treatment on the entire surface or a part thereof.
請求項において、
前記基板は、窒化珪素,窒化アルミ,サイアロンの少なくとも、アルミナより熱伝導率が高い無機部材とすることを特徴とした温度センサー。
In claim 1 ,
The temperature sensor according to claim 1, wherein the substrate is an inorganic member having a thermal conductivity higher than that of alumina, at least of silicon nitride, aluminum nitride, and sialon.
請求項において、
前記熱電対は白金と白金ロジウム合金から成る熱電対、或いは、クロメル,アルメルから成る熱電対であることを特徴とする温度センサー。
In claim 1 ,
The temperature sensor according to claim 1, wherein the thermocouple is a thermocouple made of platinum and a platinum rhodium alloy, or a thermocouple made of chromel or alumel.
請求項において、熱電対を無機材料からなる基板に固定する部材として、LTCC(低温焼成基板),ガラス,無機系接着剤であることを特徴とする温度センサーで、それぞれに、無機基板との接着反応性を与える、金属酸化物を配合したことを特徴とする温度センサー。 The temperature sensor according to claim 1, wherein the thermocouple is a member that fixes the thermocouple to the substrate made of an inorganic material, such as LTCC (low-temperature fired substrate), glass, and an inorganic adhesive. A temperature sensor comprising a metal oxide that gives adhesion reactivity. 請求項において、
前記基板は、その断面を半円形として、半円の平面部に熱電対を挟み込み、半円形の平面部を持って、接着固定部とすることを特徴とする温度センサー。
In claim 1 ,
The temperature sensor characterized in that the substrate has a semicircular cross section, a thermocouple is sandwiched between the semicircular flat portions, and the semicircular flat portion is used as an adhesive fixing portion.
請求項において、
センサー全体を覆いかつ、その一部に貫通穴が空いた筒状成形物をセンサーの保護プロテクターとして備えることを特徴とする温度センサー。
In claim 1 ,
A temperature sensor comprising a cylindrical molded article covering the entire sensor and having a through hole in a part of the sensor as a protective protector of the sensor.
自動車用内燃機関の排気温度,排気触媒温度,EGRガス温度,DPF前のガス温度,DPF排出ガス温度、又は、DPF内部雰囲気温度を計測する請求項記載のいずれか記載の温度計測センサーと、
前記温度計測センサーの計測値にもとづいて、前記内燃機関を制御する制御手段と、
を備えた内燃機関制御システム。
The temperature measurement sensor according to any one of claims 1 to 8, which measures an exhaust temperature, an exhaust catalyst temperature, an EGR gas temperature, a gas temperature before DPF, a DPF exhaust gas temperature, or a DPF internal atmosphere temperature of an automobile internal combustion engine. When,
Control means for controlling the internal combustion engine based on the measurement value of the temperature measurement sensor;
An internal combustion engine control system.
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