JP6158846B2 - 圧力センサ - Google Patents

Description

本発明は圧力を検出する圧力センサに関する。

特許文献１には、圧力センサとして、ダイヤフラムと、圧力に応じて出力信号が変化する力変換素子と、力変換素子に連結された力伝達ブロックを備えたものが開示されている。この圧力センサでは、力伝達ブロックを介して力変換素子に圧力を伝達することでダイヤフラムに作用した圧力を検出する。

この圧力センサにおける力変換素子は、圧力だけでなく温度に応じても出力信号が変化する。すなわち、力変換素子に伝達された圧力が同一であっても、温度が異なる場合には異なった出力信号が出力される。そのため、特許文献１に記載の圧力センサでは、力変換素子の出力信号に対して温度の影響を取り除く温度補正演算を行い、この演算後の出力に基づき圧力を検出するようにしている。

特開平６‐３４４５５号公報

ところで、上記特許文献１に記載の圧力センサには、温度補正演算を行うための補正係数が予め記憶されている。力変換素子の出力特性には個体差があるため、各素子において温度変化による出力信号の変化分を精度良く補正するためには、素子毎の出力特性に合わせて補正係数を算出して記憶させる必要がある。このため、圧力センサの製造工数が増大し、製造コストが増大するおそれがある。

本発明は、こうした課題に鑑みてなされたものであり、素子毎の出力特性に合わせた補正係数を記憶させる必要なく、圧力が検出可能な圧力センサを提供することにある。

上記課題を解決するための圧力センサは、受圧面に作用する圧力と温度とに応じて出力信号が変化する受圧素子を用いて圧力を検出するものであり、ダイヤフラムと、ダイヤフラムに連結された連結部と、圧力及び温度と出力信号との関係を示す出力特性が同一である２つの前記受圧素子と、を備え、前記２つの受圧素子が、前記ダイヤフラムによって外部と隔てられた同一の収容空間内に配設されていて、２つの前記受圧素子のうち、一方の受圧素子は受圧面が連結部を介してダイヤフラムと接続されている一方で、他方の受圧素子は受圧面がダイヤフラムと接続されておらず、前記２つの受圧素子の出力信号の差に応じた信号を出力する。

上記構成では、２つの受圧素子が同一の出力特性を有するため、これらの受圧素子では、同一圧力及び同一温度のときに出力信号が略同一になるとともに、圧力や温度の変化に応じた出力信号の変化度合いも略同一になる。

なお、２つの受圧素子が同一の出力特性を有するとは、検出可能な圧力の範囲において、一方の受圧素子の出力特性の±２０％の範囲に、他方の受圧素子の出力特性が含まれており、且つ許容可能な温度の範囲において、一方の受圧素子の出力特性の±２０％の範囲に、他方の受圧素子の出力特性が含まれていること、を意味する。

そして、これら出力特性の同一な２つの受圧素子のうち、一方の受圧素子にのみダイヤフラムの変形による圧力が作用するため、一方の受圧素子からは圧力と温度との影響が反映された出力信号が得られる一方で、他方の受圧素子からは温度の影響のみが反映された出力信号が得られる。したがって、一方の受圧素子の出力信号と他方の受圧素子の出力信号との差には、圧力の影響のみが反映されていることになる。

上記構成によれば、一方の受圧素子の出力信号と他方の受圧素子の出力信号との差に応じた信号が出力される。このため、補正係数を用いて信号を補正演算することなく、ダイヤフラムに作用している圧力を検出することができる。これにより、圧力センサを製造するときに、温度補正を行うための補正係数を算出したり記憶させたりする必要がなくなる。

要するに、上記構成の圧力センサによれば、素子毎の特性に合わせた補正係数を記憶させる必要なく、圧力が検出可能になる。その結果、補正係数を記憶させる場合に比べて、製造工数を減少させることができる。ひいては、製造コストの削減を図ることができる。

また、上記圧力センサでは、前記２つの受圧素子が、ダイヤフラムによって外部と隔てられた同一の収容空間内に配設されている。
ダイヤフラムに作用している圧力が伝達されない受圧素子の出力信号を利用してダイヤフラムに作用している圧力が伝達される受圧素子の出力信号における温度の影響を精度良く取り除くためには、これら２つの受圧素子を同一の温度環境下に配設することが好ましい。

上記構成によれば、同じ収容空間内に２つの受圧素子を配設しているため、一方の受圧素子を収容空間内に配設する一方で他方の受圧素子をこの収容空間とは別の場所に配設する場合と比較して、２つの受圧素子の温度が近くなりやすい。このため、ダイヤフラムに作用している圧力が伝達されない受圧素子の出力信号を利用してダイヤフラムに作用している圧力が伝達される受圧素子の出力信号における温度の影響を精度良く取り除くことができ、圧力の検出精度を高めることができる。

また、上記圧力センサでは、前記２つの受圧素子は、互いに隣接して並設されていることが望ましい。
上記構成によれば、２つの受圧素子の温度を更に等しい状態に近づけることができる。このため、ダイヤフラムに作用している圧力が伝達されない受圧素子の出力信号を利用してダイヤフラムに作用している圧力が伝達される受圧素子の出力信号における温度による影響を更に精度良く取り除くことができる。

また、上記圧力センサでは、２つの受圧素子は、１つのウエハから製造されてなることが望ましい。
上記のように、ダイヤフラムに作用している圧力が伝達されない受圧素子の出力信号を利用してダイヤフラムに作用している圧力が伝達される受圧素子の出力信号における温度の影響を精度良く取り除くためには、これら２つの受圧素子の出力特性を近づけることが好ましい。

受圧素子の製造過程では、ウエハ毎に種々の加工が施されるため、同一のウエハから製造された受圧素子同士の出力特性のばらつきは、他のウエハから製造された受圧素子との出力特性のばらつきに比べて小さくなる傾向がある。

したがって、上記構成によれば、２つの受圧素子の出力特性を近づけることができ、圧力センサの検出精度を高めることができる。
また、上記圧力センサでは、前記２つの受圧素子は、同一のウエハにおいて互いに隣接した位置に製造され、一体に切り出されていることが望ましい。

同一ウエハにおいて互いに隣接した位置に製造された２つの受圧素子では、同一のウエハにおいて互いに離れた位置に製造された２つの受圧素子に比べて、出力特性がより近くなる。したがって、上記構成によれば、一方の受圧素子の出力特性と他方の受圧素子の出力特性とを一層近づけることができ、圧力を一層精度良く検出することができる。

また、上記圧力センサでは、前記２つの受圧素子は、直方体状であり、受圧面と平行な断面における長辺同士が全長に亘って当接した状態で並設されていることが望ましい。
直方体状の受圧素子を２つ並べる場合に、短辺同士が当接するように配設すると、少なくとも長辺の２倍の長さを有する収容空間が必要となり、受圧素子の搭載性が悪くなる。一方、長辺同士が当接するように配設すると、長辺の２倍よりも短い長さを有する収容空間に配設することが可能になり、受圧素子の搭載性が向上する。

上記構成によれば、２つの受圧素子は、受圧面と平行な断面における長辺同士が全長に亘って当接するように配設される。したがって、受圧素子の搭載性を向上させることができる。

また、上記圧力センサでは、一方の受圧素子には、連結部として、ダイヤフラムと接続されたガラスブロックが連結されており、他方の受圧素子には、ダイヤフラムと接続されていないガラスブロックが連結されていることが望ましい。

上記構成によれば、他方の受圧素子にも、ガラスブロックが連結されているため、一方の受圧素子のみにガラスブロックが連結される構成を採用した場合と比較して、２つの受圧素子の配設態様をより近づけることができる。したがって、２つの受圧素子における温度変化をより近づけることができ、圧力を精度良く検出することができる。

圧力センサの一実施形態である筒内圧センサを備える内燃機関の構成を示す断面図。 同実施形態の筒内圧センサの先端部を拡大して示す断面図。 同実施形態の筒内圧センサにおける受圧素子を受圧面側から見たときの構成を示す模式図。 同実施形態の筒内圧センサにおける各受圧素子の受圧面に作用する圧力と電圧との関係を示すグラフ。 同実施形態の筒内圧センサにおける各受圧素子の温度と電圧との関係を示すグラフ。 同実施形態の筒内圧センサのダイヤフラムに圧力が作用しているときに受圧素子に作用する圧力を模式的に示す斜視図。 他の実施形態としての筒内圧センサにおける受圧素子の構成を示す斜視図。 他の実施形態としての筒内圧センサにおける受圧素子を受圧面側から見たときの構成を示す模式図。

以下、圧力センサを筒内圧センサに具体化した一実施形態について、図１〜図６を参照して説明する。
図１に示すように、この筒内圧センサ１２を備える内燃機関のシリンダブロック１には、シリンダ２が形成されている。シリンダ２には、ピストン３が往復動可能に設けられている。シリンダブロック１の上部には、シリンダヘッド４が固定されている。シリンダヘッド４、シリンダ２、及びピストン３によって燃焼室５が区画形成されている。シリンダヘッド４には、燃焼室５に吸気を導入する吸気ポート６が設けられている。吸気ポート６には、吸気ポート６と燃焼室５とを連通、遮断する吸気バルブ７が設けられている。また、吸気ポート６には、吸気ポート６内に燃料を噴射する燃料噴射弁８が設けられている。

シリンダヘッド４には、燃料噴射弁８から噴射された燃料と吸気との混合気を燃焼室５で燃焼させるための点火プラグ９が設けられている。燃焼室５内で燃焼した混合気は、排気としてシリンダヘッド４に設けられた排気ポート１０から排出される。排気ポート１０には、排気ポート１０と燃焼室５とを連通、遮断する排気バルブ１１が設けられている。

また、シリンダヘッド４には、燃焼室５内の圧力を検出する筒内圧センサ１２が設けられている。
内燃機関の制御装置１３には、筒内圧センサ１２等の各種センサからの出力信号が入力される。そして、制御装置１３は、こうした信号に基づいて、燃料噴射弁８における燃料噴射量を制御したり、点火プラグ９における点火時期を制御したりする。

次に、図２及び図３を参照して、筒内圧センサ１２の構成について説明する。
図２に示すように、筒内圧センサ１２の先端部には、例えば金属からなるダイヤフラム１４が設けられている。ダイヤフラム１４は、有底筒状をなし、その底部１５に燃焼室５内の圧力が作用する。ダイヤフラム１４の底部１５は、中心部が湾曲しており、同底部１５に作用する圧力により撓んで変形する。また、ダイヤフラム１４には、他の部分よりも径方向に突出したフランジ１６が全周に亘って設けられている。ダイヤフラム１４は、円筒形状のアウターハウジング１７の先端にこのフランジ１６を当接させた状態で、同アウターハウジング１７に固定されている。また、アウターハウジング１７の中には、円筒形状のインナーハウジング１８が収容されている。インナーハウジング１８は、ダイヤフラム１４に固定されている。インナーハウジング１８には、燃焼室５側（図２における左側）に位置する開口を封止するシール部材１９が設けられている。これにより、ダイヤフラム１４の内部の空間が密閉され、筒内圧センサ１２の先端部の内側には、ダイヤフラム１４によって外部と隔てられた収容空間２０が形成されている。

収容空間２０には、シール部材１９に固定された２つの受圧素子２１，２２が設けられている。これら２つの受圧素子２１，２２は、半導体素子であり、同一のシリコンウエハにおいて互いに隣接した位置に製造されたものである。

図２及び図３に示すように、これら２つの受圧素子２１，２２は、直方体状であり、受圧面２３，２４（図２における左側面、図３における正面）と平行な断面における長辺同士が全長に亘って当接した状態で一体に切り出されている。このため、２つの受圧素子２１，２２は、互いに隣接して並設されている。

２つの受圧素子２１，２２は受圧面２３，２４に作用する圧力と温度とに応じて出力信号としての電圧が変化する。なお、これら受圧素子２１，２２は、圧力及び温度と電圧との関係を示す出力特性が同一である。

２つの受圧素子２１，２２は、一方の受圧素子２１がダイヤフラム１４の中心軸ｌと重なる位置に設けられている一方で、他方の受圧素子２２がダイヤフラム１４の中心軸ｌと重ならない位置に設けられている。

各受圧素子２１，２２の受圧面２３，２４には、それぞれゲージ部２５，２６が設けられており、同ゲージ部２５，２６を覆うようにそれぞれガラスブロック２７，２８が連結されている。一方の受圧素子２１に連結されたガラスブロック２７には、ロッド２９が接続されている。ロッド２９には半球形状の当接面が形成されており、この当接面がダイヤフラム１４の底部１５の中心部に接続されている。換言すれば、一方の受圧素子２１には、ロッド２９を介してダイヤフラム１４に接続されたガラスブロック２７が連結されており、この受圧素子２１では受圧面２３がガラスブロック２７を介してダイヤフラム１４と接続されている。なお、このガラスブロック２７は連結部として機能する。

一方、他方の受圧素子２２に連結されたガラスブロック２８は、ロッド２９に接続されておらず、ダイヤフラム１４と接続されていない。換言すれば、他方の受圧素子２２には、ダイヤフラム１４と接続されていないガラスブロック２８が連結されており、この受圧素子２２では受圧面２４がダイヤフラム１４と接続されていない。

図３に示すように、受圧素子２１には一対の電極３０Ａ，３０Ｂが形成されており、受圧素子２２には一対の電極３１Ａ，３１Ｂが形成されている。そして各電極３０Ａ，３０Ｂ，３１Ａ，３１Ｂに接続されたリード線３２を介して一方の受圧素子２１における電極３０Ａ，３０Ｂ間の電圧、及び他方の受圧素子２２における電極３１Ａ，３１Ｂ間の電圧が検出される。なお、リード線３２は、シール部材１９を貫通した状態で同シール部材１９に埋め込まれている。筒内圧センサ１２では、２つの受圧素子２１，２２の電圧を出力信号として検出し、これら受圧素子２１，２２の電圧の差に応じた信号を制御装置１３に出力する。なお、２つの受圧素子２１，２２の電圧の差に応じた信号を出力する方法としては、公知の方法を適宜用いればよく、例えば、オペアンプ等を用いることによって各電圧の差に応じた信号を出力することができる。

次に、図４〜図６を参照して、本実施形態の作用について説明する。
筒内圧センサ１２に設けられた２つの受圧素子２１，２２は、受圧面２３，２４に作用する圧力に応じて電圧が変化する。すなわち、受圧面２３，２４に作用する圧力が高い時ほど大きくなる。２つの受圧素子２１，２２は、同一のウエハにおいて互いに隣接した位置に製造されたものであるため、これら同一のウエハから製造された受圧素子２１，２２同士の出力特性のばらつきは、他のウエハから製造された受圧素子との出力特性のばらつきに比べて小さい。

図４には、検出可能な圧力の範囲において、一方の受圧素子２１における圧力と電圧との関係を示す出力特性を実線で示し、他方の受圧素子２２における圧力と電圧との関係を示す出力特性を一点鎖線で示している。また、一方の受圧素子２１における出力特性の±２０％の範囲を破線で示している。

図４に示すように、検出可能な圧力の範囲において、一方の受圧素子２１における出力特性の±２０％の範囲に、他方の受圧素子２２の出力特性が含まれている。
また、各受圧素子２１，２２の電圧には温度の影響も反映される。すなわち、各受圧素子２１，２２の温度が高いときほど電圧が大きく、または小さくなる。図５には、各受圧素子２１，２２の温度が高いときほど電圧が大きくなる場合を示している。なお、図５には、許容可能な温度の範囲において、一方の受圧素子２１における温度と電圧との関係を示す出力特性を実線で示し、他方の受圧素子２２における温度力と電圧との関係を示す出力特性を一点鎖線で示している。また、一方の受圧素子２１における出力特性の±２０％の範囲を破線で示している。

図５に示すように、許容可能な温度の範囲において、一方の受圧素子２１の出力特性の±２０％の範囲に、他方の受圧素子２２の出力特性が含まれている。
本実施形態では、このように、検出可能な圧力の範囲において、一方の受圧素子２１の出力特性の±２０％の範囲に、他方の受圧素子２２の出力特性が含まれており、且つ許容可能な温度の範囲において、一方の受圧素子２１の出力特性の±２０％の範囲に、他方の受圧素子２２の出力特性が含まれている場合に、双方の受圧素子２１，２２の出力特性が同一であると定義している。

したがって、一方の受圧素子２１の出力特性と他方の受圧素子２２の出力特性とは同一になっている。このため、同一圧力及び同一温度のときに電圧が略同一になるとともに、圧力や温度の変化に応じた電圧の変化度合いも略同一になる。

そして、これら出力特性の同一な２つの受圧素子２１，２２のうち、一方の受圧素子２１は受圧面２３に連結されたガラスブロック２７がロッド２９を介してダイヤフラム１４と接続されている。一方で、他方の受圧素子２２は受圧面２４に連結されたガラスブロック２８がロッド２９に接続されておらず、同ガラスブロック２８はダイヤフラム１４と接続されていない。

したがって、図６に矢印で示すように、燃焼室５内の圧力に応じたダイヤフラム１４の変形による圧力は、ロッド２９及びガラスブロック２７を介して一方の受圧素子２１にのみ作用する。このため、一方の受圧素子２１からは圧力と温度との影響が反映された電圧が検出される一方で、他方の受圧素子２２からは温度の影響のみが反映された電圧が検出される。これら各受圧素子２１，２２において、温度の影響による電圧の変化分は共通しているため、一方の受圧素子２１の電圧と他方の受圧素子２２の電圧との差には、圧力の影響のみが反映されていることになる。

そして、本実施形態では、一方の受圧素子２１の出力信号と他方の受圧素子２２の出力信号との差に応じた信号が出力される。すなわち、温度の影響を取り除いて、圧力の影響のみを反映させた信号が出力される。このため、補正係数を用いて信号を補正演算することなく、ダイヤフラム１４に作用している圧力が検出可能になる。

また、ダイヤフラム１４に作用している圧力が伝達されない他方の受圧素子２２の電圧を利用してダイヤフラム１４に作用している圧力が伝達される一方の受圧素子２１の電圧における温度の影響を精度良く取り除くためには、これら２つの受圧素子２１，２２を同一の温度環境下に配設することが好ましい。

本実施形態では、２つの受圧素子２１，２２が、ダイヤフラム１４によって外部と隔てられた収容空間２０内に配設されているため、一方の受圧素子２１を収容空間２０内に配設する一方で他方の受圧素子２２をこの収容空間２０とは別の場所に配設する場合と比較して、２つの受圧素子２１，２２の温度が近くなる。

また、２つの受圧素子２１，２２が、互いに隣接して並設されているため、２つの受圧素子２１，２２の温度が更に等しい状態に近づく。
また、本実施形態の筒内圧センサ１２のように、ダイヤフラム１４に作用する圧力を受圧素子２１に伝達して圧力を検出する圧力センサでは、ダイヤフラム１４によって外部と隔てられた収容空間２０内に受圧素子２１が収容されている。そのため、ダイヤフラム１４によって外部と隔てられた収容空間２０に２つの受圧素子２１，２２を収容することで、ダイヤフラム１４と接続されない他方の受圧素子２２を収容するための空間を別途設ける必要が無くなる。このため、受圧素子を２つ設けることによる圧力センサの大型化が抑制される。

また、上述したように、ダイヤフラム１４に作用している圧力が伝達されない他方の受圧素子２２の電圧を利用してダイヤフラム１４に作用している圧力が伝達される一方の受圧素子２１の電圧における温度の影響を精度良く取り除くためには、これら２つの受圧素子２１，２２の出力特性を近づけることが望ましい。

受圧素子の製造過程では、ウエハ毎に種々の加工が施されるため、同一のウエハから製造された受圧素子同士の出力特性のばらつきは、他のウエハから製造された受圧素子との出力特性のばらつきに比べて小さい。

本実施形態では、２つの受圧素子２１，２２が１つのウエハから製造されているため、双方の出力特性が近くなる。
さらに、本実施形態では、２つの受圧素子２１，２２が、同一のウエハにおいて互いに隣接した位置に製造され、一体に切り出されているため、同一のウエハにおいて互いに離れた位置に製造された２つの受圧素子を用いる場合に比べて、各受圧素子２１，２２の出力特性がより近くなる。

また、直方体状の２つの受圧素子２１，２２が、受圧面２３，２４と平行な断面における長辺同士が全長に亘って当接した状態で一体に切り出されているため、長辺の２倍よりも短い長さを有する収容空間２０に各受圧素子２１，２２を配設することが可能になる。

また、一方の受圧素子２１には、ダイヤフラム１４と接続されたガラスブロック２７が連結され、他方の受圧素子２２には、ダイヤフラム１４と接続されていないガラスブロック２８が連結されている。このため、一方の受圧素子２１のみにガラスブロック２７が連結される構成を採用した場合と比較して、２つの受圧素子２１，２２の配設態様がより近づき、２つの受圧素子２１，２２における温度変化がより近くなる。

以上説明した一実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）出力特性が同一である２つの受圧素子２１，２２を備え、２つの受圧素子２１，２２のうち、一方の受圧素子２１では受圧面２３をガラスブロック２７を介してダイヤフラム１４と接続した一方で、他方の受圧素子２２では受圧面２４をダイヤフラム１４と接続しないようにした。このため、一方の受圧素子２１の電圧と他方の受圧素子２２の電圧との差から、圧力の影響のみが反映された電圧を検出することができる。そして、一方の受圧素子２１の電圧と他方の受圧素子２２の電圧との差に応じた信号を出力することにより、温度変化による出力信号の変化分を精度良く補正するために素子毎の特性に合わせて算出された補正係数を用いて信号を補正演算することなく、ダイヤフラム１４に作用している圧力を検出することができる。その結果、筒内圧センサ１２を製造するときに、温度補正を行うための補正係数を算出したり記憶させたりする必要がなくなる。したがって、素子毎の特性に合わせた補正係数を記憶させる必要なく、圧力が検出可能になり、補正係数を記憶させる場合に比べて、製造工数を減少させることができる。ひいては、製造コストの削減を図ることができる。

（２）２つの受圧素子２１，２２をダイヤフラム１４によって外部と隔てられた収容空間２０内に配設したため、一方の受圧素子２１を収容空間２０内に配設する一方で他方の受圧素子２２をこの収容空間２０とは別の場所に配設する場合と比較して、２つの受圧素子２１，２２の温度が近くなる。そのため、他方の受圧素子２２の電圧を利用して一方の受圧素子２１の電圧における温度の影響を精度良く取り除くことができる。

（３）２つの受圧素子２１，２２を、互いに隣接して並設したため、２つの受圧素子２１，２２の温度が一層近くなり、他方の受圧素子２２の電圧を利用し一方の受圧素子２１の出力信号における温度による影響を更に精度良く取り除くことができる。

（４）２つの受圧素子２１，２２を同一のウエハから製造するようにしたため、一方の受圧素子２１の出力特性と他方の受圧素子２２の出力特性とが近くなり、圧力を精度良く検出することができる。

（５）２つの受圧素子２１，２２を同一のウエハにおいて互いに隣接した位置に製造し、一体に切り出したため、一方の受圧素子２１の出力特性と他方の受圧素子２２の出力特性とが一層近くなり、圧力を一層精度良く検出することができる。

（６）２つの受圧素子２１，２２を、直方体状にして、受圧面２３，２４と平行な断面における長辺同士が全長に亘って当接した状態で並設したため、長辺の２倍よりも短い長さを有する収容空間２０に配設することが可能になり、受圧素子２１，２２の搭載性が向上する。

（７）一方の受圧素子２１には、ダイヤフラム１４と接続されたガラスブロック２７を連結し、他方の受圧素子２２には、ダイヤフラム１４と接続されていないガラスブロック２８を連結した。このため、２つの受圧素子２１，２２における温度変化をより近づけることができ、圧力を精度良く検出することができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更して実施することができる。
・各受圧素子２１，２２におけるガラスブロック２７，２８の配設態様を変更してもよい。例えば、図７に示すように、一方の受圧素子２１には、ガラスブロック２７を連結する一方、他方の受圧素子２２には、ガラスブロック２８を連結しない構成を採用してもよい。こうした構成によっても、一方の受圧素子２１の受圧面２３をダイヤフラム１４と接続する一方で、他方の受圧素子２２の受圧面２４をダイヤフラム１４と接続しない構成を実現できる。

・２つの受圧素子２１，２２を１つのウエハから別々に切り出して、配設するようにしてもよい。こうした構成であっても、各受圧素子２１，２２を受圧面２３，２４と平行な断面における長辺同士が全長に亘って当接した状態で並設することが望ましい。

・２つの受圧素子２１，２２の配設態様を変更しても良い。例えば、図８に示すように、直方体状の２つの受圧素子２１，２２を別々に切り出して、受圧面２３，２４と平行な断面における短辺３３同士が全長に亘って当接した状態で並設するようにしてもよい。こうした構成であっても、筒内圧センサ１２に、少なくとも長辺の２倍の長さを有する収容空間２０が形成されているのであれば、各受圧素子２１，２２を収容空間２０に搭載することができる。

・同一のウエハにおいて互いに離間した位置に製造された２つの受圧素子を受圧素子２１，２２として用いるようにしてもよい。
・別々のウエハから製造された２つの受圧素子を受圧素子２１，２２として用いるようにしてもよい。

・２つの受圧素子２１，２２を互いに離間した状態で収容空間２０に配設するようにしてもよい。
・２つの受圧素子２１，２２のうち、一方の受圧素子２１をダイヤフラム１４によって外部と隔てられた収容空間２０内に配設する一方で、他方の受圧素子２２をこの収容空間２０とは別の場所、例えばインナーハウジング１８の内部等に配設するようにしてもよい。こうした構成によっても、一方の受圧素子２１の電圧と他方の受圧素子２２の電圧との差に応じた信号を出力することで圧力を検出することが可能になる。なお、各受圧素子２１，２２の配設位置が離れることにより、温度がずれる場合には、一方の受圧素子２１の電圧と他方の受圧素子２２の電圧との差に応じた信号に対して温度補正の演算を行うようにしてもよい。すなわち、各受圧素子２１，２２の離間した距離に応じた補正演算を行うことによって、隣合う位置に配設された場合の電圧差に等しい信号が出力されるようにすればよい。こうした構成では、離間した距離に応じた補正係数を記憶させるだけで、精度良く圧力を検出することができるため、素子毎の特性に合わせた補正係数を記憶させずに、圧力を検出することが可能になる。

・ロッド２９を省略して、ガラスブロック２７を直接ダイヤフラム１４に接続させてもよい。
・連結部としてガラスブロック以外の部材を用いてもよい。なお、シリコンからなる受圧素子との線膨張係数を揃える上では、ガラスブロックを用いることが好ましい。

・本実施形態に記載した構成は、筒内圧センサ１２に限らず、他の圧力センサであっても同様に適用することができる。

１…シリンダブロック、２…シリンダ、３…ピストン、４…シリンダヘッド、５…燃焼室、６…吸気ポート、７…吸気バルブ、８…燃料噴射弁、９…点火プラグ、１０…排気ポート、１１…排気バルブ、１２…筒内圧センサ、１３…制御装置、１４…ダイヤフラム、１５…底部、１６…フランジ、１７…アウターハウジング、１８…インナーハウジング、１９…シール部材、２０…収容空間、２１…一方の受圧素子、２２…他方の受圧素子、２３，２４…受圧面、２５，２６…ゲージ部、２７，２８…ガラスブロック、２９…ロッド、３０Ａ，３０Ｂ，３１Ａ，３１Ｂ…電極、３２…リード線、３３…短辺。

Claims (6)

1. 受圧面に作用する圧力と温度とに応じて出力信号が変化する受圧素子を用いて圧力を検出する圧力センサであり、
   ダイヤフラムと、
   前記ダイヤフラムに連結された連結部と、
   前記圧力及び前記温度と前記出力信号との関係を示す出力特性が同一である２つの前記受圧素子と、を備え、
   前記２つの受圧素子が、前記ダイヤフラムによって外部と隔てられた同一の収容空間内に配設されていて、２つの前記受圧素子のうち、一方の受圧素子は前記受圧面が前記連結部を介して前記ダイヤフラムと接続されている一方で、他方の受圧素子は前記受圧面が前記ダイヤフラムと接続されておらず、
   前記２つの受圧素子の出力信号の差に応じた信号を出力する圧力センサ。
2. 請求項１に記載の圧力センサにおいて、
   前記２つの受圧素子は、互いに隣接して並設されている
   ことを特徴とする圧力センサ。
3. 請求項１または２に記載の圧力センサにおいて、
   前記２つの受圧素子は、同一のウエハから製造されてなる
   ことを特徴とする圧力センサ。
4. 請求項３に記載の圧力センサにおいて、
   前記２つの受圧素子は、同一のウエハにおいて互いに隣接した位置に製造され、一体に切り出されている
   ことを特徴とする圧力センサ。
5. 請求項２又は４に記載の圧力センサにおいて、
   前記２つの受圧素子は、直方体状であり、前記受圧面と平行な断面における長辺同士が全長に亘って当接した状態で並設されている
   ことを特徴とする圧力センサ。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の圧力センサにおいて、
   前記一方の受圧素子には、前記連結部として、前記ダイヤフラムと接続されたガラスブロックが連結されており、
   前記他方の受圧素子には、前記ダイヤフラムと接続されていないガラスブロックが連結されている
   ことを特徴とする圧力センサ。