JPH09152384A - 半導体圧力センサ - Google Patents

半導体圧力センサ

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JPH09152384A
JPH09152384A JP31388895A JP31388895A JPH09152384A JP H09152384 A JPH09152384 A JP H09152384A JP 31388895 A JP31388895 A JP 31388895A JP 31388895 A JP31388895 A JP 31388895A JP H09152384 A JPH09152384 A JP H09152384A
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JP
Japan
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pressure
pressure sensor
valve
semiconductor
diaphragm
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Application number
JP31388895A
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English (en)
Inventor
Koji Akiyama
幸治 秋山
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 内部に入り込んだ燃料、水分等の汚損物質を
除去できる半導体圧力センサを得る。 【解決手段】 被測定気圧の圧力に連通する受圧空間2
8を有する半導体ダイヤフラム26と、このダイヤフラ
ムの変形を検出するゲージ抵抗31,32とを備え、上
記被測定気圧の圧力に応じて変形する上記受圧空間の変
形を上記ゲージ抵抗で電気信号に変換して出力する半導
体圧力センサ50において、外部の大気に連通する大気
取入通路と上記受圧空間との間に形成された連通路30
にバルブを設け、このバルブへの印加電圧の切り換えに
より上記連通路を開閉できるように構成することによ
り、センサ内部の被測定気圧通路に大気を流し得るよう
にし、この大気の流れとともに燃料、水分等の汚損物質
を除去できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、被測定気圧に応
じて変形する半導体ダイヤフラムの変形をゲージ抵抗で
電気信号に変換して出力する半導体圧力センサ、例えば
自動車の燃料噴射制御における内燃機関の吸気圧力測定
に利用される半導体圧力センサに関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4は、例えば実開平4−99048号
公報に記載されている従来の半導体圧力センサによる自
動車内燃機関の燃料噴射電子制御方式を示す構成図で、
図において、50は半導体圧力センサ、51は内燃機
関、52は内燃機関51の吸気管、53は吸気管52に
接続された燃料噴射器、54は噴射器53内に設けられ
た燃料噴射器本体、55はスロットル、56はスロット
ル55のアクセルペタル、57は噴射器53の大気取入
用エアフィルタ、58は三方切換型電磁弁、59は電磁
弁58と吸気管52とを連通する吸気圧連通管、60は
圧力センサ50と電磁弁58とを連通する被測定気圧取
入管、61は電磁弁58に連通する大気取入管、62は
大気取入管61の大気取入口、63は燃料噴射電子制御
装置、64は圧力センサ50と制御装置63とを接続す
る導電線、66、67は電磁弁58と制御装置63とを
接続する一対の導電線、68は噴射器本体54と制御装
置63とを接続する制御系統である。この構成で、内燃
機関51の通常の運転時には、大気取入管61側を閉
じ、吸気圧連通管59と被測定気圧取入管60とを連通
させるように、制御装置63が導電線66、67を通し
て電磁弁58を制御する。この運転状態で吸気管52の
吸気圧力が被測定気圧として圧力センサ50に入力さ
れ、この結果、圧力センサ50からの吸気圧力測定信号
が導電線64によって制御装置63に伝達され、この信
号に基づいて制御装置63が制御系統68を通して燃料
噴射器53の燃料噴射を適正化するように動作するもの
である。このような構成の装置では、運転中に燃料や水
分が上記吸気圧通路内に入り込み、圧力センサ50にも
悪影響を与えていた。このため、従来、内燃機関51の
減速運転時に、制御装置63は電磁弁58で被測定圧力
取入管60側を閉じ、大気取入管61側を開いて、吸気
管52を大気取入口56に連通させることにより、大気
を吸気管52の残留負圧で吸い込ませて、この大気とと
もに吸気圧通路内の燃料や水分を吸気管42内に吸い出
して除去していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の構成
では、除去できる水分等は吸気管52から電磁弁58ま
での被測定気圧の通路内に限られ、圧力センサ50内部
に入り込んだ水分等を完全に除去することが困難であっ
た。この結果、冬期には水分の凍結等により圧力センサ
50の破損事故、その他の動作不良が発生していた。こ
の発明は、上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、内部に入り込んだ燃料、水分等を完全に除去
できる半導体圧力センサを提供することを目的とするも
のである。
【0004】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体圧
力センサは、被測定気圧に連通する受圧空間を有する半
導体ダイヤフラムと、このダイヤフラムの変形を検出す
るゲージ抵抗とを備え、被測定気圧に応じて変形するダ
イヤフラムの変形をゲージ抵抗で電気信号に変換して出
力する半導体圧力センサにおいて、外部の大気に連通す
る大気取入通路を設けると共に、この大気取入通路と受
圧空間との間に形成された連通路にバルブを設け、この
バルブへの通電制御により連通路を開閉することによっ
て、圧力センサ内部の被測定気圧通路に大気を流し得る
ようにし、この大気の流れとともに燃料、水分等を圧力
センサ内部から完全に除去できるように構成したもので
ある。また、バルブは半導体部材によって形成されると
共に、半導体ダイヤフラムと一体に構成されているもの
である。また、バルブは非通電時に連通路を開き、通電
時に連通路を閉じるように構成されているものである。
また、バルブへの通電制御は、外部の制御装置によって
行うように構成されているものである。
【0005】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.以下、この発明の実施の形態1を図につ
いて説明する。図1はこの発明の実施例1として示す円
柱状半導体圧力センサの断面図で、図中、図4と同一符
号は相当部分を示し、10はステム、11は被測定圧力
取入用導通孔、12は大気取入用導通孔、13は導通孔
12の外部開口部、14、15は導電線封入孔、16は
帽子状のキャップ、17はキャップの開口周縁部で、密
封状態に基盤10の周縁部に固着されている。18は基
盤10とキャップ16との間に形成された収納空間で、
被測定気圧に対して基準気圧に保たれている。20は圧
力センサ本体、21は台座、22は被測定気圧用導通
孔、23は大気取入用導通孔、24はシリコンチップ、
25はチップの下部層、26は下部層の中央に下向きに
開口するように形成されたダイヤフラム、27はダイヤ
フラム26の凹部、28は凹部内に形成された被測定気
圧の受圧空間で、内部の圧力に感応して変形するように
設けられている。29は大気取入用導通孔、30は受圧
空間28から下部層25の上面に突き抜ける連通路、3
1、32はダイヤフラム26の変形に対応して抵抗値を
かえるゲージ抵抗で、ダイヤフラム26の上に形成され
ているとともに導電線64を介して、図3に示す増幅回
路65に接続されている。33はチップの上部層、34
は上部層33と一体に形成された中空状バルブ、35は
バルブ34の中空部、36は円盤状固定部、37は椀状
可動部で、固定部36との間の静電力によって上下する
ように形成されている。41は上部層33に設けられた
電極(図では1箇所のみ記載されている)、43、44
は半導体圧力センサ50の電源用導電線で、孔14、1
5から挿入されて封止され、電極41にそれぞれ接続さ
れている。図2は図1の要部拡大断面図で、38は導通
孔29に連通する大気取入用導通孔、39は連通路30
に連通する導通孔、40は導通孔38の上側開口に対向
させて形成された下向きの突起面である。
【0006】この実施の形態1において、電極41に電
圧が印加されていない状態では、バルブ34の突起面が
大気取入用導通孔から離れていて、開口部13からの大
気が導通孔23、バルブ34の中空内部、連通孔30を
経て、ダイヤフラム26の受圧空間28に流入可能とな
る。また、電極41に電圧が印加通電された状態では、
シリコンチップ24の半導電性によりバルブ34の固定
部36と可動部37間に静電力が生じ、この結果、可動
部37が固定部36に吸引され、可動部37の突起面4
0によって固定部36の導通孔38が塞がれ、ダイヤフ
ラム26の受圧空間28は、大気に通じている開口部1
3から遮断される。
【0007】実施の形態2.図3は、この発明の圧力セ
ンサを自動車内燃機関の燃料噴射電子制御に利用した場
合の構成図で、図中、図1、ないし図4と同一符号は同
一または相当部分を示し、導電線43、44は制御装置
63に接続されている。この構成では、内燃機関51の
通常の運転時には、燃料噴射電子制御装置63から導電
線43、44を通して圧力センサ50の電極41に電圧
が印加されているので、内部のバルブ34が閉じてお
り、この結果、開口部13から大気が圧力センサ50内
に流入することなく、吸気管52の吸気圧力がダイヤフ
ラム26の受圧空間28に導入され、この受圧空間28
の変形に対応するゲージ抵抗31、32の吸気圧力測定
信号が制御装置63に伝達され、この信号に基づいて制
御装置63が燃料噴射器53の燃料噴射を適正化するよ
うに制御するものである。この後、内燃機関51の運転
停止操作の開始時に、制御装置63の制御により電極4
1へ電圧が印加されない状態となるので、内部のバルブ
34が開く。この結果、開口部13からの大気が吸気管
52の残留負圧によりバルブ34の内部からダイヤフラ
ム36の受圧空間28を経て吸気管52へ吸い込まれ、
この大気の流れとともに圧力センサ50内部の燃料や水
分が吸気管52内に排出される。なお、吸気管52の負
圧を確実に発生させるため、圧力センサ50の電源オフ
後、一定時間内燃機関51をアイドル運転する方法も効
果的である。また、バルブ34を制御する信号回路を追
加すれば、減速時のパージ動作も可能となる。
【0008】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、外部
の大気に連通する大気取入通路を設けるとともに、この
通路と被測定気圧用ダイヤフラムとの間にバルブによる
開閉自在な連通路を設けることにより、圧力センサ内部
の被測定気圧通路に大気を流し得るようにしたので、こ
の大気の流れとともに水分等の汚損液体を完全に除去で
きるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1の断面図である。
【図2】 図1の要部拡大断面図である。
【図3】 この発明の実施の形態2を示す構成図であ
る。
【図4】 従来の利用例を示す構成図である。
【符号の説明】
10 ステム、11 被測定圧力取入用導通孔、12
大気取入用導通孔、13 開口部、16は帽子状のキャ
ップ、20 圧力センサ本体、22 被測定気圧用導通
孔、23 大気取入用導通孔、24 シリコンチップ、
25 チップの下部層、26はダイヤフラム、28 被
測定気圧の受圧空間、30は連通路、31、32 ゲー
ジ抵抗、33 チップの上部層、34 中空状バルブ、
35 中空部、36 円盤状固定部、37 椀状可動
部、38 大気取入用導通孔、39 導通孔、40 突
起面、41 電極、43、44 導電線、50 半導体
圧力センサ、51 内燃機関、52 吸気管、53 燃
料噴射器、60 被測定気圧取入管、63 燃料噴射電
子制御装置、64、66、67 導電線、65 増幅
器、68 制御系統。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被測定気圧に連通する受圧空間を有する
    半導体ダイヤフラムと、このダイヤフラムの変形を検出
    するゲージ抵抗とを備え、上記被測定気圧に応じて変形
    する上記ダイヤフラムの変形を上記ゲージ抵抗で電気信
    号に変換して出力する半導体圧力センサにおいて、外部
    の大気に連通する大気取入通路を設けると共に、この大
    気取入通路と上記受圧空間との間に形成された連通路に
    バルブを設け、このバルブへの通電を制御することによ
    って上記連通路を開閉できるように構成したことを特徴
    とする半導体圧力センサ。
  2. 【請求項2】 バルブは、半導体部材によって形成され
    ると共に、半導体ダイヤフラムと一体に構成されている
    ことを特徴とする請求項1記載の半導体圧力センサ。
  3. 【請求項3】 バルブは、非通電時に連通路を開き、通
    電時に上記連通路を閉じるように構成されていることを
    特徴とする請求項1または請求項2記載の半導体圧力セ
    ンサ。
  4. 【請求項4】 バルブへの通電制御は、外部の制御装置
    によって行うように構成されていることを特徴とする請
    求項1〜請求項3のいずれか一項記載の半導体圧力セン
    サ。
JP31388895A 1995-12-01 1995-12-01 半導体圧力センサ Pending JPH09152384A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8869623B2 (en) 2010-12-13 2014-10-28 Panasonic Corporation Pressure sensor mounting structure
JP2017090344A (ja) * 2015-11-13 2017-05-25 トヨタ自動車株式会社 圧力センサ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8869623B2 (en) 2010-12-13 2014-10-28 Panasonic Corporation Pressure sensor mounting structure
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