[发明专利]用于利用两个MEMS感测元件测量差压和绝对压力的系统、设备和方法

说明书

特征是用于测量流体系统中的流动的流体/气体的差压和绝对压力的系统和方法。在所述方法中，流体系统被配置有第一和第二压力嘴，第一和第二压力嘴彼此间隔开使得第二压力嘴沿流方向位于第一压力嘴的下游。提供了绝对压力感测元件和差压感测元件，绝对压力感测元件第一流耦合至所述第一或第二压力嘴之一测量表示流动的流体/气体的绝对压力。差压感测元件第二流耦合至第一和第二压力嘴中的每个以测量第一压力嘴与第二压力嘴之间的流动的流体/气体的差压。

技术领域

本发明涉及用于测量差压和绝对压力的系统、装置、设备和方法。更具体地，本发明涉及利用两个MEMS感测元件和充油压力传感器的系统、装置、设备和方法。然而更具体地，本发明涉及结合温度感测元件被利用以测量质量流率的系统、装置、设备和方法。更特别地，本发明涉及可被利用以测量EGR系统中的EGR管内的压力和/或流率以及检测内燃机(例如，柴油、天然气)的摄入部中的压力和/或流率的系统、装置、设备和方法。

背景技术

在汽车工业中，多年来进行了无数努力来限制或减少由内燃过程导致的喷射。具体地，目标是减少由柴油机产生的NOx和颗粒物(PM)的喷射。设想具体被用作减少NOx的系统的一种技术是排气再循环(EGR)系统。

已知的工序使用所测量的通过限制器(例如，文丘里管、节流器、或孔口)的流的压力来计算通过管的介质的质量流。此工序的常见应用是在发动机中的排气再循环回路或节流系统内。此典型地使用下面的任一种实现：位于限制器相反两侧的两个分立的绝对压力传感器；或横跨限制器的差压传感器和位于限制器一侧的分离的绝对压力传感器。这两种配置都因混合两个传感器之间的误差导致质量流计算的固有误差。

现在参考图1，示出了与示例性内燃机(例如，柴油机)一起使用的传统EGR回路设计或EGR系统。如下面进一步讨论的，该EGR系统实施横跨限制器的差压传感器和位于限制器一侧(即，上游侧)的分离的绝对压力传感器用于确定EGR气体的质量流率。在该EGR系统中，排放气体的一部分被返回到发动机的摄入侧以降低去往发动机汽缸的摄入气体的氧浓度并且降低汽缸内的温度，由此减少NOx的产生。而且显示了示例性燃料输送系统和被提供以处理非期望的排放产物的其它机构，例如柴油颗粒过滤器(DPF)。示例性发动机的所示摄入部还包括用于对被供给发动机的摄入空气进行涡轮增压的涡轮机和压缩机。

在该EGR系统中，控制从排放侧至摄入侧的返回质量是至关重要的。如上面所指示的，为了测量EGR质量流率，习惯性地将孔口或文丘里管(例如，限制文丘里管)设置在EGR管内并且检测孔口或文丘里管前后部分之间的排放气体的压力差。具有压力传感器的连接部分处的EGR管的内部结构包括用于释放孔口的上游侧压力P1的上游侧压力释放路径和用于释放孔口的下游侧压力P2的下游侧压力释放路径。而且如上面所指示的，为了使用限制文丘里管计算质量流，测量下列因子：高侧绝对压力、横跨文丘里管的差压和再循环的排放温度或EGR温度的温度。

现在参考图2，示出了EGR回路/系统的传统布置，该EGR回路/系统包括测量和输出高侧绝对压力的信号的绝对压力发送器(APT)、测量和输出EGR温度的信号的温度发送器(TEMP)以及测量和提供表示横跨限制文丘里管发展的差压(高压-低压)的输出的模块(HCM)。作为该系统和模块的进一步说明，在本文中参考USP 7,578,194(一般为本发明所拥有)，该申请的教导通过引用被并入本文。还参考下面关于相同内容的讨论。

表示绝对压力、EGR温度和差压的这些输出被提供给在硬件和/或软件中实施用于确定流过EGR管(例如，文丘里管)的排放气体的质量流率的机制(例如，算法)的发动机控制单元或ECU(实施数字处理设备/机构的单元，例如微处理器、ASIC、数字信号处理器等)。通过使用此信息，ECU然后可将返回摄入侧的排放气体的流动调整至适当的值。ECU还可被配置和布置为控制机动车辆的发动机或其它部件的与发动机或发动机控制(例如，自动换挡)相关的操作。