本發(fā)明涉及檢測(cè)例如被吸入內(nèi)燃機(jī)中的吸入空氣的物理量的物理量檢測(cè)裝置。
背景技術(shù):
在專利文獻(xiàn)1中表示了在形成有電路部的電路板設(shè)置測(cè)量物理量的傳感元件,電路板的電路部配置于箱體中,電路板的傳感元件曝露于副通路內(nèi)部的空氣流量測(cè)定裝置的構(gòu)造。在專利文獻(xiàn)1中,電路板的傳感元件用金屬線電接合,接合部被合成樹(shù)脂材料密封。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2012-47660號(hào)公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題
在如專利文獻(xiàn)1所示那樣傳感元件的電接合部曝露于副通路內(nèi)部時(shí),為了保護(hù)其不受空氣中所含的污損物或水滴等的影響而用合成樹(shù)脂材料進(jìn)行保護(hù)是一般的作法。但是,合成樹(shù)脂材料通常由分配器等涂敷,在固化之前存在流動(dòng)性,因此難以進(jìn)行形狀管理。于是,存在各自形狀的偏差導(dǎo)致傳感元件周邊的空氣流動(dòng)發(fā)生變化,測(cè)量穩(wěn)定性變差的情況。因此,必須減少合成樹(shù)脂材料的形狀變化引起的空氣流動(dòng)的影響。
本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而提出的,其目的在于提供能夠減少合成樹(shù)脂材料的形狀變化對(duì)空氣流動(dòng)的影響的物理量檢測(cè)裝置。
用于解決問(wèn)題的技術(shù)方案
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明的物理量檢測(cè)裝置是檢測(cè)通過(guò)主通路的被測(cè)量氣體的物理量的物理量檢測(cè)裝置,其特征在于,包括:插入到上述主通路的內(nèi)部的殼體;罩,其固定于該殼體,通過(guò)與上述殼體的協(xié)作來(lái)構(gòu)成使上述被測(cè)量氣體的一部分從上述主通路流入的副通路;收納于上述殼體并露出到上述副通路內(nèi)的電路板;安裝于該電路板,在上述副通路內(nèi)檢測(cè)上述被測(cè)量氣體的流量的傳感元件;將該傳感元件電連接到上述電路板的連接線;和合成樹(shù)脂件,其通過(guò)涂敷于包括該連接線的上述傳感元件與上述電路板的連接部分后固化,來(lái)密封該連接部分,上述罩具有突出到上述副通路內(nèi)并覆蓋上述合成樹(shù)脂件的至少一部分的突出部。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明,能夠以簡(jiǎn)單的構(gòu)造減少由合成樹(shù)脂材料的形狀偏差引起的被測(cè)量氣體的流體變動(dòng)的影響。另外,上述以外的技術(shù)問(wèn)題、結(jié)構(gòu)和效果可以通過(guò)以下的實(shí)施方式的說(shuō)明得以明確。
附圖說(shuō)明
圖1是表示在內(nèi)燃機(jī)控制系統(tǒng)中使用本發(fā)明的物理量檢測(cè)裝置的一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)圖。
圖2a是物理量檢測(cè)裝置的主視圖。
圖2b是物理量檢測(cè)裝置的后視圖。
圖2c是物理量檢測(cè)裝置的左視圖。
圖2d是物理量檢測(cè)裝置的右視圖。
圖2g是圖2a的iig-iig剖視圖。
圖2e是物理量檢測(cè)裝置的俯視圖。
圖2f是物理量檢測(cè)裝置的仰視圖。
圖2h是圖2g的iih的虛線部的放大圖。
圖3a是表示從物理量檢測(cè)裝置卸下正面罩的狀態(tài)的主視圖。
圖3b是表示從物理量檢測(cè)裝置卸下背面罩的狀態(tài)的后視圖。
圖3c是表示從物理量檢測(cè)裝置卸下正面罩和背面罩的狀態(tài)的左視圖。
圖3d是表示從物理量檢測(cè)裝置卸下正面罩和背面罩的狀態(tài)的右視圖。
圖3e是圖3a的iiie-iiie剖視圖。
圖4a是說(shuō)明殼體的其它實(shí)施例的后視圖。
圖4b是圖4a所示的殼體的右視圖。
圖5a(a)是正面罩的主視圖,圖5a(b)是其va-va剖視圖。
圖5b(a)是正面罩的后視圖,圖5b(b)是其vb-vb剖視圖。
圖5c是圖3a的vc的虛線部的放大圖。
圖6(a)是背面罩的主視圖,圖6(b)是其vi-vi剖視圖。
圖7a是電路板的主視圖。
圖7b是電路板的右視圖。
圖7c是電路板的后視圖。
圖7d是電路板的左視圖。
圖7e是圖7a的viie-viie剖視圖。
圖7f是表示對(duì)應(yīng)于圖7a的viie-viie截面的其它實(shí)施例的圖。
圖7g是圖7a的viig-viig剖視圖。
圖8a是說(shuō)明傳感器室的其它實(shí)施例的圖,圖8a(a)是傳感器室的放大圖,圖8a(b)是圖8a(a)的viiia-viiia剖視圖。
圖8b是說(shuō)明傳感器室的其它實(shí)施例的圖,圖8b(a)是傳感器室的放大圖,圖8b(b)是圖8b(a)的viiib-viiib剖視圖。
圖8c是說(shuō)明傳感器室的其它實(shí)施例的圖,圖8c(a)是傳感器室的放大圖,圖8c(b)是圖8c(a)的viiic-viiic剖視圖。
圖9a是說(shuō)明端子連接部的構(gòu)造的圖。
圖9b是說(shuō)明端子連接部的構(gòu)造的圖。
圖9c是圖9a的ixc-ixc剖視圖。
圖9d是圖9b的ixd-ixd剖視圖。
圖10a是說(shuō)明物理量檢測(cè)裝置的電路結(jié)構(gòu)的一例的圖。
圖10b是說(shuō)明物理量檢測(cè)裝置的電路結(jié)構(gòu)的其它實(shí)施例的圖。
具體實(shí)施方式
以下說(shuō)明的用于實(shí)施發(fā)明的方式(以下稱為實(shí)施例),能夠解決對(duì)實(shí)際產(chǎn)品要求的各種問(wèn)題,特別是能夠解決用作檢測(cè)車輛的吸入空氣的物理量的檢測(cè)裝置時(shí)要解決的各種問(wèn)題,達(dá)到各種效果。下述實(shí)施例要解決的各種問(wèn)題之一是上述發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題的欄中記載的內(nèi)容,此外,下述實(shí)施例達(dá)到的各種效果之一是發(fā)明效果的欄中記載的效果。對(duì)于上述實(shí)施例所解決的各種問(wèn)題,以及由下述實(shí)施例達(dá)到的各種效果,在下述實(shí)施例的說(shuō)明中敘述。由此,下述實(shí)施例中敘述的實(shí)施例要解決的技術(shù)問(wèn)題和技術(shù)效果也記載有發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題的欄和發(fā)明效果的欄的內(nèi)容以外的內(nèi)容。
以下的實(shí)施例中,相同的附圖標(biāo)記即使圖號(hào)不同也表示相同的結(jié)構(gòu),達(dá)到相同的作用效果。對(duì)于已說(shuō)明的結(jié)構(gòu),有時(shí)僅在圖中標(biāo)注附圖標(biāo)記,而省略說(shuō)明。
1.在內(nèi)燃機(jī)控制系統(tǒng)使用本發(fā)明的物理量檢測(cè)裝置300的一個(gè)實(shí)施例
圖1是表示在電子燃料噴射方式的內(nèi)燃機(jī)控制系統(tǒng)中使用本發(fā)明的物理量檢測(cè)裝置300的一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)圖?;诰哂邪l(fā)動(dòng)機(jī)氣缸112和發(fā)動(dòng)機(jī)活塞114的內(nèi)燃機(jī)110的動(dòng)作,吸入空氣作為被測(cè)量氣體30從空氣濾清器122被吸入,經(jīng)由作為主通路124的例如吸氣體、節(jié)流體126、吸氣歧管128被引導(dǎo)至發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸112的燃燒室。作為被引導(dǎo)至燃燒室的吸入空氣的被測(cè)量氣體30的物理量由本發(fā)明的物理量檢測(cè)裝置300檢測(cè),基于其檢測(cè)出的物理量利用燃料噴射閥152供給燃料,與被測(cè)量氣體30一起在混合氣的狀態(tài)下被引導(dǎo)至燃燒室。另外,本實(shí)施例中,燃料噴射閥152設(shè)置于內(nèi)燃機(jī)的吸氣口,在吸氣口噴射的燃料與作為吸入空氣的被測(cè)量氣體30一起形成混合氣,經(jīng)由吸氣閥116被引導(dǎo)至燃燒室,進(jìn)行燃燒而產(chǎn)生機(jī)械能。
被引導(dǎo)至燃燒室的燃料和空氣成為燃料和空氣的混合狀態(tài),通過(guò)火花塞154的火花點(diǎn)火而爆發(fā)性燃燒,產(chǎn)生機(jī)械能。燃燒后的氣體從排氣閥118被引導(dǎo)至排氣管,作為排氣24從排氣管向車外排出。作為被引導(dǎo)至所述燃燒室的吸入空氣的被測(cè)量氣體30的流量,由開(kāi)度基于加速踏板的操作而發(fā)生變化的節(jié)流閥132控制?;诒灰龑?dǎo)至所述燃燒室的吸入空氣的流量控制燃料供給量,駕駛員控制節(jié)流閥132的開(kāi)度以控制被引導(dǎo)至所述燃燒室的吸入空氣的流量,由此能夠控制內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械能。
1.1內(nèi)燃機(jī)控制系統(tǒng)的控制的概要
作為從空氣濾清器122取入且在主通路124中流動(dòng)的吸入空氣的被測(cè)量氣體30的流量、溫度、濕度、壓力等物理量由物理量檢測(cè)裝置300檢測(cè),表示吸入空氣的物理量的電信號(hào)從物理量檢測(cè)裝置300輸入控制裝置200。此外,測(cè)量節(jié)流閥132的開(kāi)度的節(jié)流閥角度傳感器144的輸出被輸入至控制裝置200,進(jìn)而為了測(cè)量?jī)?nèi)燃機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)活塞114、吸氣閥116、排氣閥118的位置、狀態(tài)以及內(nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度,旋轉(zhuǎn)角度傳感器146的輸出被輸入至控制裝置200。為了根據(jù)排氣24的狀態(tài)測(cè)量燃料量和空氣量的混合比的狀態(tài),氧傳感器148的輸出被輸入至控制裝置200。
控制裝置200基于作為物理量檢測(cè)裝置300的輸出的吸入空氣的物理量和基于旋轉(zhuǎn)角度傳感146的輸出來(lái)測(cè)量出的內(nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度,運(yùn)算燃料噴射量、點(diǎn)火時(shí)期?;谶@些運(yùn)算結(jié)果,控制從燃料噴射閥152供給的燃料量、由火花塞154點(diǎn)火的點(diǎn)火時(shí)期。燃料供給量、點(diǎn)火時(shí)期實(shí)際上還基于由物理量檢測(cè)裝置300檢測(cè)出的溫度、節(jié)流閥角度的變化狀態(tài)、發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的變化狀態(tài)、由氧傳感器148測(cè)量出的空燃比的狀態(tài)更為細(xì)致地進(jìn)行控制。控制裝置200進(jìn)而在內(nèi)燃機(jī)的空轉(zhuǎn)狀態(tài)中,由空轉(zhuǎn)空氣控制閥156控制旁通節(jié)流閥132的空氣量,控制空轉(zhuǎn)狀態(tài)的內(nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度。
1.2物理量檢測(cè)裝置300的檢測(cè)精度提高的重要性和物理量檢測(cè)裝置的搭載環(huán)境
作為內(nèi)燃機(jī)的主要控制量的燃料供給量、點(diǎn)火時(shí)期均將物理量檢測(cè)裝置300的輸出作為主要參數(shù)進(jìn)行運(yùn)算。由此,物理量檢測(cè)裝置300的檢測(cè)精度的提高、經(jīng)時(shí)變化的抑制、可靠性的提高對(duì)于車輛的控制精度的提高、可靠性的確保來(lái)說(shuō)是很重要的。
特別是近年來(lái),對(duì)于車輛的節(jié)省燃料的要求非常高,而且對(duì)于排氣凈化的要求也非常高。對(duì)于應(yīng)對(duì)這些要求來(lái)說(shuō),由物理量檢測(cè)裝置300檢測(cè)的吸入空氣的物理量的檢測(cè)精度的提高是極為重要的。此外,物理量檢測(cè)裝置300維持于高可靠性也很重要。
搭載物理量檢測(cè)裝置300的車輛在溫度、濕度的變化大的環(huán)境中使用。物理量檢測(cè)裝置300優(yōu)選也考慮到應(yīng)對(duì)其使用環(huán)境的溫度、濕度的變化,應(yīng)對(duì)塵埃、污染物質(zhì)等。
此外,物理量檢測(cè)裝置300安裝于會(huì)受到來(lái)自內(nèi)燃機(jī)的熱的影響的吸氣管中。因此,內(nèi)燃機(jī)發(fā)出的熱經(jīng)由作為主通路124的吸氣管傳遞至物理量檢測(cè)裝置300。物理量檢測(cè)裝置300通過(guò)與被測(cè)量氣體30進(jìn)行熱傳遞而檢測(cè)被測(cè)量氣體30的流量,因此盡可能控制來(lái)自外部的熱的影響是很重要的。
搭載于車中的物理量檢測(cè)裝置300,不僅是如以下所說(shuō)明的那樣解決在發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題的欄中記載的問(wèn)題,達(dá)到發(fā)明效果的欄中記載的效果,而且,如以下所說(shuō)明的那樣也充分考慮上述各種技術(shù)問(wèn)題,解決作為產(chǎn)品被要求解決的各種技術(shù)問(wèn)題,達(dá)到各種效果。物理量檢測(cè)裝置300所解決的具體的技術(shù)問(wèn)題和達(dá)到的具體的效果在以下的實(shí)施例的記載中進(jìn)行說(shuō)明。
2.物理量檢測(cè)裝置300的結(jié)構(gòu)
2.1物理量檢測(cè)裝置300的外觀構(gòu)造
圖2a~圖2h是表示物理量檢測(cè)裝置300的外觀的圖,圖2a是物理量檢測(cè)裝置300的主視圖,圖2b是后視圖,圖2c是左視圖,圖2d是右視圖,圖2e是俯視圖,圖2f是仰視圖,圖2g是圖2a的iig-iig剖視圖,圖2h是將圖2g的要部iih放大表示的圖。
物理量檢測(cè)裝置300具有殼體302、正面罩303和背面罩304。殼體302通過(guò)將合成樹(shù)脂制材料模塑成形而構(gòu)成,包括:用于將物理量檢測(cè)裝置300固定于作為主通路124的吸氣體的凸緣311;具有從凸緣311突出而用于與外部設(shè)備進(jìn)行電連接的連接器的外部連接部321;和從凸緣311以向主通路124的中心突出的方式延伸的測(cè)量部331。
在測(cè)量部331,在對(duì)殼體302進(jìn)行模塑成形時(shí)通過(guò)嵌入成形來(lái)一體設(shè)置電路板400(參照?qǐng)D3a、圖3b)。在電路板400設(shè)置有:用于檢測(cè)在主通路124流動(dòng)的被測(cè)量氣體30的物理量的至少一個(gè)檢測(cè)部;和用于處理由檢測(cè)部檢測(cè)到的信號(hào)的電路部。檢測(cè)部配置在曝露于被測(cè)量氣體30的位置,電路部配置在被正面罩303封閉的電路室。
在測(cè)量部331的正面和背面設(shè)置有副通路槽,通過(guò)與正面罩303和背面罩304的協(xié)作而形成第一副通路305。在測(cè)量部331的前端部設(shè)置有:用于將吸入空氣等被測(cè)量氣體30的一部分取入到第一副通路305的第一副通路入口305a;和用于使被測(cè)量氣體30從第一副通路305回到主通路124的第一副通路出口305b。在第一副通路305的通路中途,電路板400的一部分突出,在其突出部分配置有作為檢測(cè)部的流量檢測(cè)部602(參照?qǐng)D3a),檢測(cè)被測(cè)量氣體30的流量。
在比第一副通路305靠近凸緣311的測(cè)量部331的中間部,設(shè)置有用于將吸入空氣等被測(cè)量氣體30的一部分取入到傳感器室rs的第二副通路306。第二副通路306通過(guò)測(cè)量部331和背面罩304的協(xié)作而形成。第二副通路306包括:為了取入被測(cè)量氣體30而在上游側(cè)外壁336開(kāi)口的第二副通路入口306a;和為了使被測(cè)量氣體30從第二副通路306回到主通路124而在下游側(cè)外壁338開(kāi)口的第二副通路出口306b。第二副通路306與在測(cè)量部331的背面?zhèn)刃纬傻膫鞲衅魇襯s連通。在傳感器室rs配置有在電路板400的背面設(shè)置的作為檢測(cè)部的壓力傳感器和濕度傳感器。
2.2基于物理量檢測(cè)裝置300的外觀構(gòu)造的效果
物理量檢測(cè)裝置300在從凸緣311向主通路124的中心方向延伸的測(cè)量部331的中間部設(shè)置有第二副通路入口306a,在測(cè)量部331的前端部設(shè)置有第一副通路入口305a。由此,不是將主通路124的內(nèi)壁面附近的氣體,而是能夠?qū)膬?nèi)壁面離開(kāi)的靠近中央部的部分的氣體分別取入到第一副通路305和第二副通路306。由此,物理量檢測(cè)裝置300能夠測(cè)定從主通路124的內(nèi)壁面離開(kāi)的部分的氣體的物理量,能夠減少與熱量、內(nèi)壁面附近的流速低下有關(guān)的物理量的測(cè)量誤差。
測(cè)量部331形成為沿著從主通路124的外壁向中央去的軸較長(zhǎng)地延伸的形狀,如圖2c和圖2d所記載的形成為厚度較窄的形狀。即,物理量檢測(cè)裝置300的測(cè)量部331形成為側(cè)面的寬度薄而正面大致為長(zhǎng)方形的形狀。由此,物理量檢測(cè)裝置300能夠具有足夠長(zhǎng)的第一副通路305,相對(duì)于被測(cè)量氣體30能夠?qū)⒘黧w阻力抑制為較小的值。因此,物理量檢測(cè)裝置300能夠?qū)⒘黧w阻力抑制為較小的值并且以高精度測(cè)量被測(cè)量氣體30的流量。
2.3凸緣311的構(gòu)造和效果
在凸緣311,在與主通路124相對(duì)的下表面312設(shè)置有多個(gè)凹陷部313,以減少與主通路124間的熱傳遞面,物理量檢測(cè)裝置300不易受到熱的影響(圖2f)。物理量檢測(cè)裝置300從設(shè)置于主通路124的安裝孔將測(cè)量部331插入到內(nèi)部,凸緣311的下表面312與主通路124相對(duì)。主通路124例如是吸氣體,主通路124通常維持為高溫。反之,在寒冷場(chǎng)所起動(dòng)時(shí),主通路124處于極低的溫度。這樣的主通路124的高溫或低溫的狀態(tài)對(duì)各種物理量的測(cè)量造成影響,測(cè)量精度變低。凸緣311在下表面312具有凹陷部313,在與主通路124相對(duì)的下表面312與主通路124間形成有空間。由此,能夠減少?gòu)闹魍?24對(duì)物理量檢測(cè)裝置300的熱傳遞,防止由熱引起的測(cè)定精度的下降。
凸緣311的螺紋孔314用于將物理量檢測(cè)裝置300固定于主通路124,以這些螺紋孔314的周圍的與主通路124相對(duì)的面從主通路124遠(yuǎn)離的方式,在各螺紋孔314的周圍的與主通路124相對(duì)的面與主通路124間形成有空間。由此,成為能夠減少?gòu)闹魍?24對(duì)物理量檢測(cè)裝置300的熱傳遞,防止由熱引起的測(cè)定精度的下降的構(gòu)造。
2.4外部連接部321的構(gòu)造
外部連接部321具有連接器322,其設(shè)置在凸緣311的上表面,從凸緣311向著被測(cè)量氣體30的流動(dòng)方向下游側(cè)突出。在連接器322設(shè)置有用于插入與控制裝置200間進(jìn)行連接的通信線纜的插入孔322a。在插入孔322a內(nèi),如圖2d所示,在內(nèi)部設(shè)置有4個(gè)外部端子323。外部端子323是用于輸出作為物理量檢測(cè)裝置300的測(cè)量結(jié)果的物理量的信息的端子和用于供給使物理量檢測(cè)裝置300工作的直流電力的電源端子。
連接器322具有從凸緣311向被測(cè)量氣體30的流動(dòng)方向下游側(cè)突出,從流動(dòng)方向下游側(cè)向上游側(cè)插入的形狀,但不限定于該形狀,例如也可以具有從凸緣311的上表面垂直突出,沿測(cè)量部331的延伸方向插入的形狀,能夠進(jìn)行各種變更。
3.殼體302的整體構(gòu)造及其效果
3.1副通路和流量檢測(cè)部的構(gòu)造和效果
接著,使用圖3a~圖3e說(shuō)明殼體302的整體構(gòu)造。圖3a~圖3e是表示從物理量檢測(cè)裝置300卸下正面罩303和背面罩304的殼體302的狀態(tài)的圖,圖3a是殼體302的主視圖,圖3b是殼體302的后視圖,圖3c是殼體302的左視圖,圖3d是殼體302的右視圖,圖3e是圖3a的iiie-iiie剖視圖。
殼體302形成為測(cè)量部331從凸緣311向主通路124的中心延伸的構(gòu)造。電路板400通過(guò)嵌入成形而形成于測(cè)量部331的基端側(cè)。電路板400在測(cè)量部331的正面與背面的中間位置沿測(cè)量部331的面平行配置,與殼體302一體地進(jìn)行模塑,將測(cè)量部331的基端側(cè)劃分為厚度方向一側(cè)和另一側(cè)。
在測(cè)量部331的正面?zhèn)刃纬捎惺占{電路板400的電路部的電路室rc,在背面?zhèn)刃纬捎惺占{壓力傳感器421和濕度傳感器422的傳感器室rs。電路室rc通過(guò)將正面罩303安裝于殼體302而被密閉,與外部完全隔離。另一方面,通過(guò)將背面罩304安裝于殼體302,形成第二副通路306和作為經(jīng)由第二副通路306與測(cè)量部331的外部連通的室內(nèi)空間的傳感器室rs。電路板400的一部從將測(cè)量部331的電路室rc與第一副通路305間分隔的分隔壁335向第一副通路305內(nèi)突出,在該突出的部分的測(cè)量用流路面430設(shè)置有流量檢測(cè)部602。
3.2副通路槽的構(gòu)造
在測(cè)量部331的長(zhǎng)度方向前端側(cè)設(shè)置有用于形成第一副通路305的副通路槽。用于形成第一副通路305的副通路槽包括圖3a所示的正面?zhèn)雀蓖凡?32和圖3b所示的背面?zhèn)雀蓖凡?34。正面?zhèn)雀蓖凡?32如圖3a所示,隨著從在測(cè)量部331的下游側(cè)外壁338開(kāi)口的第一副通路出口305b向上游側(cè)外壁336去而逐漸向測(cè)量部331的基端側(cè)即凸緣311側(cè)彎曲,在上游側(cè)外壁336的附近位置,與在厚度方向上貫通測(cè)量部331的開(kāi)口部333連通。開(kāi)口部333以在上游側(cè)外壁336與下游側(cè)外壁338之間延伸的方式,沿主通路124的被測(cè)量氣體30的流動(dòng)方向形成。
背面?zhèn)雀蓖凡?34如圖3b所示,從上游側(cè)外壁336向下游側(cè)外壁338去,在上游側(cè)外壁336與下游側(cè)外壁338的中間位置分成兩條,一條作為排出通路保持一條直線狀地延伸且在下游側(cè)外壁338的排出口305c開(kāi)口,另一條隨著向下游側(cè)外壁338去而逐漸向測(cè)量部331的基端側(cè)即凸緣311側(cè)彎曲,在下游側(cè)外壁338的附近位置與開(kāi)口部333連通。
背面?zhèn)雀蓖凡?34形成從主通路124流入被測(cè)量氣體30的入口槽,正面?zhèn)雀蓖凡?32形成使從背面?zhèn)雀蓖凡?34取入的被測(cè)量氣體30回到主通路124的出口槽。正面?zhèn)雀蓖凡?32和背面?zhèn)雀蓖凡?34設(shè)置于殼體302的前端部,因此能夠?qū)㈦x開(kāi)主通路124的內(nèi)壁面的部分的氣體,換言之將在接近主通路124的中央部分的部分流動(dòng)的氣體作為被測(cè)量氣體30取入。在主通路124的內(nèi)壁面附近流動(dòng)的氣體受到主通路124的壁面溫度的影響,通常具有與在被測(cè)量氣體30等的主通路124流動(dòng)的氣體的平均溫度不同的溫度。此外在主通路124的內(nèi)壁面附近流動(dòng)的氣體通常顯示比在主通路124流動(dòng)的氣體的平均流速慢的流速。實(shí)施例的物理量檢測(cè)裝置300不易受到這樣的影響,因此能夠抑制測(cè)量精度的下降。
如圖3b所示,在主通路124流動(dòng)的被測(cè)量氣體30的一部分從第一副通路入口305a取入到背面?zhèn)雀蓖凡?34內(nèi),在背面?zhèn)雀蓖凡?34內(nèi)流動(dòng)。被測(cè)量氣體30中所含的質(zhì)量大的異物與一部分的被測(cè)量氣體30一起從分叉部流入保持一條直線狀地延伸的排出通路,從下游側(cè)外壁338的排出口305c向主通路124排出。
背面?zhèn)雀蓖凡?34形成為隨著前進(jìn)而變深的形狀,被測(cè)量氣體30隨著沿背面?zhèn)雀蓖凡?34流動(dòng)而逐漸向測(cè)量部331的正面?zhèn)纫苿?dòng)。特別是背面?zhèn)雀蓖凡?34在開(kāi)口部333的跟前設(shè)置有急劇變深的陡傾斜部334a,質(zhì)量小的空氣的一部分沿陡傾斜部334a移動(dòng),在開(kāi)口部333內(nèi)在電路板400的測(cè)量用流路面430側(cè)流動(dòng)。另一方面,質(zhì)量大的異物難以進(jìn)行急劇的路徑變更,因此在測(cè)量用流路面背面431側(cè)流動(dòng)。
如圖3a所示,在開(kāi)口部333在正面?zhèn)纫苿?dòng)的被測(cè)量氣體30沿電路板的測(cè)量用流路面430流動(dòng),與設(shè)置于測(cè)量用流路面430的流量檢測(cè)部602間進(jìn)行熱傳遞,進(jìn)行流量的測(cè)量。從開(kāi)口部333流到正面?zhèn)雀蓖凡?32的空氣一起沿正面?zhèn)雀蓖凡?32流動(dòng),從在下游側(cè)外壁338開(kāi)口的第一副通路出口305b向主通路124排出。
混入到被測(cè)量氣體30中的雜質(zhì)等質(zhì)量大的物質(zhì)由于慣性力大,因此難以沿著槽的深度急劇變深的陡傾斜部334a的部分的正面在槽的深的方向上急劇地改變前進(jìn)方向。因此,質(zhì)量大的異物移動(dòng)到測(cè)量用流路面背面431側(cè),能夠抑制異物通過(guò)流量檢測(cè)部602附近。在本實(shí)施例中,氣體以外的質(zhì)量大的異物大多通過(guò)測(cè)量用流路面430的背面的測(cè)量用流路面背面431,因此能夠降低油分、碳、雜質(zhì)等異物導(dǎo)致的污染的影響,能夠抑制測(cè)量精度的下降。即,由于具有沿著橫穿主通路124的流向的軸的軸急劇改變被測(cè)量氣體30的前進(jìn)路徑的形狀,所以能夠降低混入到被測(cè)量氣體30的異物的影響。
3.3第二副通路和傳感器室的構(gòu)造和效果
第二副通路306以沿著被測(cè)量氣體30的流動(dòng)方向的方式,與凸緣311平行地在第二副通路入口306a與第二副通路出口306b之間形成為一條直線狀。第二副通路入口306a通過(guò)將上游側(cè)外壁336的一部分切開(kāi)而形成,第二副通路出口306b通過(guò)將下游側(cè)外壁338的一部分切開(kāi)而形成。具體地說(shuō),如圖3b所示,在連續(xù)地沿著分隔壁335的上表面的位置,從測(cè)量部331的背面?zhèn)葘⑸嫌蝹?cè)外壁336的一部分和下游側(cè)外壁338的一部分切開(kāi)而形成。第二副通路入口306a和第二副通路出口306b切至與電路板400的背面持平的深度位置(圖3c)。第二副通路306沿著電路板400的基板主體401的背面使被測(cè)量氣體30通過(guò),因此作為冷卻基板主體401的冷卻通道起作用。電路板400多會(huì)產(chǎn)生lsi、微機(jī)等的熱量,能夠?qū)⑦@些熱量傳遞至基板主體401的背面,由通過(guò)第二副通路306的被測(cè)量氣體30散熱。
在比第二副通路306靠測(cè)量部331的基端側(cè)的位置設(shè)置有傳感器室rs。從第二副通路入口306a流入第二副通路306的被測(cè)量氣體30的一部分流入到傳感器室rs,利用傳感器室rs內(nèi)的壓力傳感器421和濕度傳感器422分別檢測(cè)壓力和相對(duì)濕度。傳感器室rs相比于第二副通路306配置在測(cè)量部331的基端側(cè),因此能夠使通過(guò)第二副通路306的被測(cè)量氣體30的動(dòng)壓的影響較小。由此,能夠提高傳感器室rs內(nèi)的壓力傳感器421的檢測(cè)精度。
傳感器室rs相比于第二副通路306配置在測(cè)量部331的基端側(cè),因此例如在測(cè)量部331以前端側(cè)朝向下方的姿勢(shì)狀態(tài)安裝于吸氣通路時(shí),能夠抑制與被測(cè)量氣體30一起流入第二副通路306中的污損物、水滴附著于壓力傳感器421、或配置于其下游的濕度傳感器422。
特別是,在本實(shí)施例中,在傳感器室rs內(nèi),外形比較大的壓力傳感器421配置在上游側(cè),外形比較小的濕度傳感器422配置在壓力傳感器421的下游側(cè),因此能夠抑制與被測(cè)量氣體30一起流入的污損物、水滴附著于壓力傳感器421、濕度傳感器422。由此,能夠保護(hù)對(duì)污損物、水滴的耐性較低的濕度傳感器422。
壓力傳感器421和濕度傳感器422與流量檢測(cè)部602相比不易受到被測(cè)量氣體30的流動(dòng)的影響,特別是濕度傳感器422只要能夠確保被測(cè)量氣體30的水分的擴(kuò)散水平即可,因此能夠設(shè)置于與一條直線狀的第二副通路306鄰接的傳感器室rs。與此不同,流量檢測(cè)部602需要一定程度以上的流速,而且也需要考慮必須遠(yuǎn)離塵埃、污損物、以及對(duì)于波動(dòng)的影響。由此,流量檢測(cè)部602設(shè)置于具有環(huán)狀旋轉(zhuǎn)的形狀的第一副通路305。
圖4a、圖4b是表示第二副通路的其它方式的圖。
在該方式中,代替對(duì)上游側(cè)外壁336和下游側(cè)外壁338進(jìn)行切開(kāi),在上游側(cè)外壁336和下游側(cè)外壁338設(shè)置貫通孔337,由此形成第二副通路入口306a和第二副通路出口306b。像上述的圖3b~圖3e所示的第二副通路那樣,將上游側(cè)外壁336和下游側(cè)外壁338分別切開(kāi)而形成第二副通路入口306a和第二副通路出口306b時(shí),在該位置上游側(cè)外壁336的寬度和下游側(cè)外壁338的寬度局部變窄,因此由于模塑成形時(shí)的熱傳遞等,以切口為起點(diǎn),測(cè)量部331可能大致“く”字狀地變形。根據(jù)本方式,代替切口設(shè)置貫通孔,因此能夠防止測(cè)量部331大致“く”字狀地折彎。由此,能夠防止由于殼體302的變形導(dǎo)致相對(duì)于被測(cè)量氣體30的檢測(cè)部的位置和朝向發(fā)生改變而對(duì)檢測(cè)精度造成影響,能夠沒(méi)有個(gè)體差地總是確保一定的檢測(cè)精度。
圖8a、圖8b、圖8c是說(shuō)明第二副通路的其它實(shí)施例的圖。
作為其它實(shí)施例,可以在背面罩304設(shè)置分隔第二副通路306與傳感器室rs之間的分隔壁。根據(jù)該結(jié)構(gòu),能夠從第二副通路306向傳感器室rs間接地流入被測(cè)量氣體30,減少動(dòng)壓對(duì)壓力傳感器的影響,抑制污損物、水滴向濕度傳感器附著。
圖8a是說(shuō)明傳感器室的構(gòu)造的圖,圖8a(a)是傳感器室的放大圖,圖8a(b)是圖8a(a)的viiia-viiia剖視圖。在圖8a所示的例子中,在傳感器室rs中,2個(gè)壓力傳感器421a、421b沿第二副通路306排成一列而設(shè)置,在其下游設(shè)置有1個(gè)濕度傳感器422。劃分壁352a、352b設(shè)置于背面罩304,通過(guò)在殼體302安裝背面罩304,以在第二副通路306與傳感器室rs之間延伸的方式配置。具體地說(shuō),在上游側(cè)的壓力傳感器與傳感器室rs的上游壁之間配置劃分壁352a,遍及下游側(cè)的壓力傳感與傳感器室rs的下游壁之間沿著濕度傳感器配置劃分壁352b。
圖8b是說(shuō)明傳感器室的其它實(shí)施例的構(gòu)造的圖,圖8b(a)是傳感器室的放大圖,圖8b(b)是圖8b(a)的viiib-viiib剖視圖。圖8b所示的例子中,是僅有下游側(cè)的壓力傳感器421b而省略上游側(cè)的壓力傳感器421a的樣式,相應(yīng)地劃分壁352c變長(zhǎng)。下游側(cè)的劃分壁352d與圖8a的劃分壁352b同樣,遍及下游側(cè)的壓力傳感與傳感器室rs的下游壁之間沿濕度傳感器配置。由此,劃分壁352a、352c能夠使得被測(cè)量氣體30不會(huì)直接接觸壓力傳感器,能夠使得動(dòng)壓的影響較小。此外,劃分壁352b、352d能夠抑制污損物、水滴附著于濕度傳感器。
圖8c是說(shuō)明傳感器室的又一實(shí)施例的構(gòu)造的圖,圖8c(a)是傳感器室的放大圖,圖8c(b)是圖8c(a)的viiic-viiic剖視圖。圖8c所示的例子中,是2個(gè)壓力傳感器421a、421b雙方被省略的樣式,在傳感器室rs僅設(shè)置1個(gè)濕度傳感器422。上游側(cè)的劃分壁352e具有沿著第二副通路306與傳感器室rs之間從傳感器室rs的上游壁延伸至濕度傳感器的上游位置,在下游端被折彎而與濕度傳感器的上游側(cè)相對(duì)的大致l字形狀。劃分壁352f與劃分壁352b、352d同樣遍及下游側(cè)的壓力傳感器與傳感器室rs的下游壁之間沿濕度傳感器配置。由此,劃分壁352e能夠防止在通過(guò)第二副通路306的被測(cè)量氣體30中包含的污損物、水滴向濕度傳感器移動(dòng),能夠保護(hù)濕度傳感器不受這些污損物等影響。
3.4正面罩303和背面罩304的形狀和效果
圖5a是表示正面罩303的外觀的圖,圖5a(a)是主視圖,圖5a(b)是圖5a(a)的va-va剖視圖,圖5b(a)是后視圖,圖5b(b)是圖5b(a)的vb-vb剖視圖。圖6是表示背面罩304的外觀的圖,圖6(a)是主視圖,圖6(b)是圖6(a)的vi-vi剖視圖。
如圖5和圖6所示,正面罩303和背面罩304將殼體302的正面?zhèn)雀蓖凡?32和背面?zhèn)雀蓖凡?34封閉,由此形成第一副通路305。此外,正面罩303形成密閉的電路室rc,背面罩304將測(cè)量部331的背面?zhèn)鹊陌疾糠忾]而形成第二副通路306和與第二副通路306連通的傳感器室rs。
正面罩303在與流量檢測(cè)部602相對(duì)的位置具有用于使第一副通路305的流路面積縮小的節(jié)流部356,為了在與測(cè)量用流路面430之間進(jìn)行節(jié)流而使用。因此,優(yōu)選成形精度高。正面罩303和背面罩304通過(guò)在模具中注入熱可塑性樹(shù)脂的樹(shù)脂模塑工序形成,因此能夠以高成形精度制作。
在正面罩303和背面罩304設(shè)置有用于供從測(cè)量部331突出的多個(gè)固定銷350分別插入的多個(gè)固定孔351。正面罩303和背面罩304分別安裝于測(cè)量部331的正面和背面,此時(shí),在固定孔351插入固定銷350而定位。沿正面?zhèn)雀蓖凡?32和背面?zhèn)雀蓖凡?34的邊緣利用激光焊接等接合,同樣沿電路室rc和傳感器室rs的邊緣利用激光焊接等接合。
圖5c是包圍圖3a的流量檢測(cè)部602周邊的虛線部vc的放大圖,圖5c(a)~(d)表示幾個(gè)實(shí)施例。
正面罩303具有突出至第一副通路305內(nèi)且覆蓋合成樹(shù)脂件418的至少一部分的突出部353。如圖2g、圖2h、圖3a所示,流量檢測(cè)部602的一部分和其配線連接部分被合成樹(shù)脂件418密封。合成樹(shù)脂件418涂敷于包括金屬線404的流量檢測(cè)部602與電路板400的連接部分后固化,由此密封連接部分。合成樹(shù)脂件418在固化后成為具有從電路板400突出的臺(tái)階的形狀。合成樹(shù)脂件418曝露于第一副通路305內(nèi)的開(kāi)口部333。
合成樹(shù)脂件418曝露于副通路內(nèi)的開(kāi)口部333,由此在合成樹(shù)脂件418與分隔壁335之間和合成樹(shù)脂件418與正面罩303之間產(chǎn)生規(guī)定的空間。因此,在正面罩303側(cè),沿著合成樹(shù)脂件418和電路板400的突出的臺(tái)階,設(shè)置有在與合成樹(shù)脂件418相對(duì)的位置而且在合成樹(shù)脂件418與分隔壁335間的空間配置的突出部353。
一般來(lái)說(shuō),合成樹(shù)脂件418在固化工序中從常溫過(guò)渡到高溫時(shí)粘彈性下降,因此由于制造時(shí)的環(huán)境變化,在固化后的合成樹(shù)脂件418的高度和形狀會(huì)發(fā)生偏差。合成樹(shù)脂件418的高度和形狀的偏差影響流量檢測(cè)部602周邊的流動(dòng)而使測(cè)量穩(wěn)定性變差。因此,在罩側(cè)設(shè)置突出部353,覆蓋合成樹(shù)脂件418的至少一部分,能夠抑制被測(cè)量氣體30通過(guò)合成樹(shù)脂件418周邊,特別是合成樹(shù)脂件418與分隔壁335之間即合成樹(shù)脂件418上表面,從而減少其影響。
圖5c中,正面罩303側(cè)的突出部353和節(jié)流部356的外形位置由點(diǎn)劃線表示。圖5c(a)和圖5c(b)所示的方式中,構(gòu)成副通路槽的殼體302的分隔壁335具有部分地向電路室rc側(cè)凹陷的形狀。通過(guò)像這樣使分隔壁335成為向電路室rc側(cè)凹陷的形狀,能夠?qū)⒘髁繖z測(cè)部602配置在分隔壁335附近,能夠?qū)⒌谝桓蓖?05以及殼體302的全長(zhǎng)設(shè)計(jì)得較短。此外,圖5c(a)的方式是確保電路板400的安裝面積時(shí)有效的形狀。此外,具有同樣效果的凸形狀并不限于圖5c(a)和圖5c(b)所示的方式。
正面罩303的突出部353向第一副通路305內(nèi)突出,以形成開(kāi)口部333的外周部的方式沿分隔壁335配置。突出部353配置成在從分隔壁335向位于流量檢測(cè)部602側(cè)的第一副通路305的環(huán)形中心部去的軸方向上覆蓋至少1/3以上的合成樹(shù)脂件418。
突出部353具有:與合成樹(shù)脂件418相對(duì)的第一相對(duì)部353a;和在合成樹(shù)脂件418與分隔壁335之間與基板400相對(duì)的第二相對(duì)部353b。第一相對(duì)部353a如圖2h所示,形成于與最靠近流量檢測(cè)部602的節(jié)流部356的最窄部沒(méi)有階差的同一平面,由此能夠減少通過(guò)流量檢測(cè)部602的被測(cè)量氣體30的流體噪音。
第一相對(duì)部353a抑制被測(cè)量氣體30通過(guò)其與合成樹(shù)脂件418之間,第二相對(duì)部353b抑制被測(cè)量氣體30通過(guò)合成樹(shù)脂件418與分隔壁335之間。由此,被測(cè)量氣體30能夠不受合成樹(shù)脂件418的高度、形狀的影響地通過(guò)第一副通路305的開(kāi)口部333,流量檢測(cè)部602能夠得到高的測(cè)量穩(wěn)定性。
第二相對(duì)部353b從合成樹(shù)脂件418與分隔壁335之間延伸至比合成樹(shù)脂件418靠被測(cè)量氣體30的流動(dòng)方向的上游側(cè)的位置和下游側(cè)的位置。在合成樹(shù)脂件418與電路板400間產(chǎn)生階差,被測(cè)量氣體30在上游側(cè)通過(guò)合成樹(shù)脂件418的臺(tái)階時(shí)發(fā)生剝離流,特別是合成樹(shù)脂件418的形狀根據(jù)制造工序的不同而發(fā)生偏差,由此可能導(dǎo)致流量檢測(cè)部602的測(cè)量穩(wěn)定性變差,通過(guò)使第二相對(duì)部353b延伸至合成樹(shù)脂件418的上游側(cè)和下游側(cè)的位置,能夠減小階差的影響。
正面罩303通過(guò)樹(shù)脂模塑工序制作得到,因此能夠以高成形精度形成突出部353。另外,說(shuō)明了使第二相對(duì)部353b向合成樹(shù)脂件418的上游側(cè)和下游側(cè)這兩方延伸的情況,但也可以采用僅向上游側(cè)延伸的結(jié)構(gòu)。
圖5c(c)和圖5c(d)所示的方式中,分隔壁335具有沿被測(cè)量氣體30的流動(dòng)方向一條直線狀地延伸的形狀。此時(shí),以沿著合成樹(shù)脂件418與電路板400的臺(tái)階的形狀配置正面罩303的突出部353。并且,正面罩303的突出部353,以在從分隔壁335向第一副通路305的環(huán)形中心部去的軸向上覆蓋至少1/3以上的合成樹(shù)脂418的方式,配置在上游側(cè)或上下游側(cè)。
在圖5c(d)所示的方式中,突出部353在比流量檢測(cè)部602靠被測(cè)量氣體30的流動(dòng)方向上游側(cè)的位置,具有在隨著向流動(dòng)方向下游側(cè)去而逐漸接近流量檢測(cè)部602的方向上傾斜的傾斜面354。傾斜面354設(shè)置于第二相對(duì)部353b。傾斜面354對(duì)流過(guò)第一副通路305的開(kāi)口部333的被測(cè)量氣體30的流動(dòng)進(jìn)行整流,能夠提高流量檢測(cè)部602的測(cè)量穩(wěn)定性。
3.5電路板400的殼體302的固定構(gòu)造和效果
接著說(shuō)明電路板400向殼體302的利用樹(shù)脂模塑工序的固定。以在成形副通路的副通路槽的規(guī)定部位,例如在本實(shí)施例中在正面?zhèn)雀蓖凡?32和背面?zhèn)雀蓖凡?34連接的部分即開(kāi)口部333,配置電路板400的流量檢測(cè)部602的方式,電路板400與殼體302一體模塑。
在殼體302的測(cè)量部331,將電路板400的基體部402的外周緣部通過(guò)樹(shù)脂模塑埋設(shè)且固定于殼體302的部分設(shè)置為固定部372、373。固定部372、373從正面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)葕A著電路板400的基體部402的外周緣部而固定。
殼體302在樹(shù)脂模塑工序制造。該樹(shù)脂模塑工序,將電路板400內(nèi)置于殼體302的樹(shù)脂內(nèi),通過(guò)樹(shù)脂模塑固定在殼體302內(nèi)。由此,流量檢測(cè)部602與用于在其與被測(cè)量氣體30之間進(jìn)行熱傳遞而測(cè)量流量的副通路例如正面?zhèn)雀蓖凡?32、背面?zhèn)雀蓖凡?34的形狀的關(guān)系即位置關(guān)系、方向的關(guān)系等,能夠以極高的精度得以維持,能夠?qū)⒃诿總€(gè)電路板400產(chǎn)生的誤差、偏差抑制為非常小的值。結(jié)果能夠大幅改善電路板400的測(cè)量精度。與例如現(xiàn)有的使用粘接劑固定的方式相比,能夠極大地提高測(cè)量精度。
物理量檢測(cè)裝置300多通過(guò)量產(chǎn)來(lái)生產(chǎn),進(jìn)行縝密的測(cè)量且用粘接劑粘接的方法在測(cè)量精度的提高方面存在極限。但是,像本實(shí)施例那樣通過(guò)成形流動(dòng)被測(cè)量氣體30的副通路的樹(shù)脂模塑工序來(lái)成形副通路且同時(shí)固定電路板400的話,能夠大幅減少測(cè)量精度的偏差,能夠大幅提高各物理量檢測(cè)裝置300的測(cè)量精度。
以例如圖3a~圖3e所示的實(shí)施例進(jìn)一步進(jìn)行說(shuō)明,能夠以高精度將電路板400固定于殼體302,使得正面?zhèn)雀蓖凡?32和背面?zhèn)雀蓖凡?34和流量檢測(cè)部602之間的關(guān)系成為規(guī)定的關(guān)系。由此在量產(chǎn)的物理量檢測(cè)裝置300中能夠分別以非常高的精度、穩(wěn)定地得到各電路板400的流量檢測(cè)部602與第一副通路305的位置關(guān)系、形狀等的關(guān)系。
固定配置電路板400的流量檢測(cè)部602的第一副通路305,例如正面?zhèn)雀蓖凡?32和背面?zhèn)雀蓖凡?34能夠以非常高的精度成形,因此由這些副通路槽332、334形成第一副通路305的作業(yè)是由正面罩303、背面罩304覆蓋殼體302的兩面的作業(yè)。該作業(yè)非常簡(jiǎn)單,是引起測(cè)量精度下降的因素少的作業(yè)工序。此外,正面罩303、背面罩304由成形精度高的樹(shù)脂模塑的工序生產(chǎn)。由此能夠以高精度完成與電路板400的流量檢測(cè)部602以規(guī)定的關(guān)系設(shè)置的副通路。通過(guò)這樣的方法,能夠提高測(cè)量精度并且得到高的生產(chǎn)性。
與此不同,現(xiàn)有技術(shù)中,制造副通路,接著將測(cè)量部用粘接劑粘接于副通路從而生產(chǎn)熱式流量計(jì)。這樣的使用粘接劑的方法中,粘接劑的厚度偏差較大,而且粘接位置、粘接角度在各個(gè)產(chǎn)品間存在偏差。因此在提高測(cè)量精度方面存在極限。而且在這些作業(yè)通過(guò)量產(chǎn)工序進(jìn)行時(shí),測(cè)量精度的提高更為困難。
本發(fā)明的實(shí)施例中,將電路板400通過(guò)樹(shù)脂模塑固定并且同時(shí)通過(guò)樹(shù)脂模塑成形用于形成第一副通路305的副通路槽。由此,能夠確保副通路槽的形狀且以極高精度在副通路槽固定流量檢測(cè)部602。
關(guān)于流量的測(cè)量的部分,例如流量檢測(cè)部602、安裝流量檢測(cè)部602的測(cè)量用流路面430被設(shè)置在電路板400的正面。流量檢測(cè)部602和測(cè)量用流路面430從成形殼體302的樹(shù)脂露出。即,不將流量檢測(cè)部602和測(cè)量用流路面430用成形殼體302的樹(shù)脂覆蓋。將電路板400的流量檢測(cè)部602、測(cè)量用流路面430保持原樣地在殼體302的樹(shù)脂模塑后也加以利用,在物理量檢測(cè)裝置300的流量測(cè)量中使用。由此,測(cè)量精度得以提高。
本發(fā)明的實(shí)施例中,將電路板400與殼體302一體成形,由此在具有第一副通路305的殼體302固定電路板400,因此能夠?qū)㈦娐钒?00可靠地固定于殼體302。特別是,具有電路板400的突出部403貫穿分隔壁335而突出至第一副通路305的結(jié)構(gòu),因此第一副通路305與電路室rc間的密封性高,能夠防止被測(cè)量氣體30從第一副通路305漏入電路室rc,能夠防止被測(cè)量氣體30與電路板400的電路部件、配線等接觸而將其腐蝕。
3.6端子連接部320的構(gòu)造和效果
接著,以下對(duì)于端子連接部的構(gòu)造使用圖9a至圖9d進(jìn)行說(shuō)明。圖9a是說(shuō)明端子連接部的構(gòu)造的圖,圖9b是說(shuō)明端子連接部的構(gòu)造的圖,圖9c是圖9a的ixc-ixc剖視圖,圖9d是圖9b的ixd-ixd剖視圖。
端子連接部320具有將外部端子323的內(nèi)端部361與電路板400的連接端子412之間用金屬線413連接的結(jié)構(gòu)。如圖9a所示,各外部端子323的內(nèi)端部361從凸緣311側(cè)突出至電路室rc內(nèi),與電路板400的連接端子412的位置相配合地彼此隔開(kāi)規(guī)定間隔地排列配置。
內(nèi)端部361如圖9c所示配置于與電路板400的正面大致持平的位置。其前端從測(cè)量部331的正面向背面?zhèn)却笾耹字狀地折彎而突出至測(cè)量部331的背面。各內(nèi)端部361如圖9d(a)所示,前端分別由連結(jié)部365連接,如圖9d(b)所示,在模塑成形后連結(jié)部365被切離,各內(nèi)端部361的前端被分成單個(gè)。
以內(nèi)端部361和電路板400配置在同一平面上的方式進(jìn)行的模塑工序中,各內(nèi)端部361通過(guò)樹(shù)脂模塑固定于殼體302。各內(nèi)端部361為了防止變形和配置偏移在彼此由連結(jié)部365連接而一體化的狀態(tài)下通過(guò)樹(shù)脂模塑工序固定于殼體302。在固定于殼體302后,連結(jié)部365被切離。
內(nèi)端部361以從測(cè)量部331的正面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)缺粖A著的狀態(tài)被樹(shù)脂模塑,此時(shí),在內(nèi)端部361的正面,遍及整面地與模具抵接,在內(nèi)端部361的背面,與固定銷抵接。由此,焊接金屬線的內(nèi)端部361的正面不會(huì)由于樹(shù)脂漏出而被模塑樹(shù)脂覆蓋,能夠完全露出,能夠容易地進(jìn)行金屬線的焊接。另外,用固定銷按壓內(nèi)端部361而留下的痕跡的銷孔340在測(cè)量部331形成。
內(nèi)端部361的前端突出至在測(cè)量部331的背面形成的凹部341內(nèi)。凹部341被背面罩304覆蓋,通過(guò)激光焊接等,凹部341的周圍與背面罩304連接且接合,形成密閉的室內(nèi)空間。由此,能夠防止內(nèi)端部361與被測(cè)量氣體30接觸而腐蝕。
4.電路板400的外觀
4.1具有流量檢測(cè)部602的測(cè)量用流路面430的成形
在圖7a~圖7f表示電路板400的外觀。另外,在電路板400的外觀上記載的斜線部分表示由樹(shù)脂模塑工序成形殼體302時(shí)由樹(shù)脂覆蓋電路板400而固定的固定面432和固定面434。
圖7a是電路板的主視圖,圖7b是電路板的右視圖,圖7c是電路板的后視圖,圖7d是電路板的左視圖,圖7e是表示圖7a的lsi部分的截面的viie-viie剖視圖,圖7f是與圖7a的viie-viie截面對(duì)應(yīng)的表示其它實(shí)施例的圖,圖7g是圖7a的viig-viig剖視圖。
電路板400具有基板主體401,在基板主體401的正面設(shè)置電路部和作為傳感元件的流量檢測(cè)部602,在基板主體401的背面設(shè)置作為傳感元件的壓力傳感器421和濕度傳感器422?;逯黧w401由玻璃環(huán)氧樹(shù)脂制的材料構(gòu)成,具有與成形殼體302的熱可塑性樹(shù)脂的熱膨脹系數(shù)相同或近似的值。由此,能夠減少在殼體302由嵌入成形時(shí)的熱膨脹系數(shù)的差引起的應(yīng)力,能夠減少電路板400的變形。
基板主體401形成為具有一定厚度的平板形狀,具有大致四邊形狀的基體部402和從基體部402的一邊突出且比基體部402小一圈的大致四邊形狀的突出部403,形成為俯視時(shí)大致為t字形狀。在基體部402的正面設(shè)置有電路部。電路部構(gòu)成為在未圖示的電路配線上,安裝lsi414、微機(jī)415、電源調(diào)節(jié)器416、電阻或電容等芯片部件417等的電子部件。電源調(diào)節(jié)器416與微機(jī)415、lsi414等其它電子部件相比較,發(fā)熱量多,因此配置在電路室rc的比較靠上游側(cè)的位置。lsi414以包括金屬線411的方式整體被合成樹(shù)脂材料419密封,插入成形時(shí)的電路板400的處理性提高。
如圖7e所示,在基板主體401的正面凹陷地設(shè)置有供lsi414嵌入的凹部402a。該凹部402a能夠通過(guò)對(duì)基板主體401實(shí)施激光加工而形成。玻璃環(huán)氧樹(shù)脂制的基板主體401與陶瓷制的基板主體相比較加工容易,容易設(shè)置凹部402a。凹部402a具有使lsi414的正面與基板主體401的正面持平(成為一個(gè)平面)的深度。通過(guò)像這樣使lsi414的正面和基板主體401的正面的高度一致,使用金屬線411將lsi414和基板主體401之間連結(jié)的接線容易進(jìn)行,電路板400的制造變得容易。lsi414例如像圖7f所示的那樣,能夠直接設(shè)置于基板主體401的正面。采用該構(gòu)造時(shí),包覆lsi414的合成樹(shù)脂材料419更大幅地突出,但不需要基板主體401形成凹部402a的加工,能夠使制造簡(jiǎn)單化。
突出部403在將電路板400嵌入成形于殼體302時(shí)配置在第一副通路305內(nèi),突出部403的正面即測(cè)量用流路面430沿被測(cè)量氣體30的流動(dòng)方向延伸。在突出部403的測(cè)量用流路面430設(shè)置有流量檢測(cè)部602。流量檢測(cè)部602與被測(cè)量氣體30進(jìn)行熱傳遞,測(cè)量被測(cè)量氣體30的狀態(tài)例如被測(cè)量氣體30的流速,輸出表示流過(guò)主通路124的流量的電信號(hào)。為了使流量檢測(cè)部602以高精度測(cè)量被測(cè)量氣體30的狀態(tài),優(yōu)選在測(cè)量用流路面430的附近流動(dòng)的氣體為層流而紊流較少。因此優(yōu)選流量檢測(cè)部602的正面和測(cè)量用流路面430的面持平或者其差為規(guī)定值以下。
在測(cè)量用流路面430的正面凹陷地設(shè)置有凹部403a,在其中嵌入流量檢測(cè)部602。該凹部403a也能夠通過(guò)實(shí)施激光加工而形成。凹部403a具有流量檢測(cè)部602的正面與測(cè)量用流路面430的正面持平(為同一平面)的深度。流量檢測(cè)部602由金屬線(連接線)404與電路板400電連接。
流量檢測(cè)部602在分隔壁335側(cè)的端部設(shè)置有連接端子。電路板400在基板主體401的正面且在流量檢測(cè)部602的連接端子的附近位置設(shè)置有未圖示的連接端子。金屬線404將流量檢測(cè)部的連接端子與電路板的連接端子之間連接。
流量檢測(cè)部602和作為其配線部分的連接部分被合成樹(shù)脂件418包覆,防止由于鹽水附著而發(fā)生電蝕。合成樹(shù)脂件418涂敷于包括金屬線404的流量檢測(cè)部602與電路板400的連接部分后固化,由此密封連接部分。流量檢測(cè)部602和合成樹(shù)脂件418在基板主體401的板面在與通過(guò)第一副通路305內(nèi)的被測(cè)量氣體30的流動(dòng)方向交叉的方向上排列配置。
在基板主體401的背面設(shè)置有2個(gè)壓力傳感器421a、421b和1個(gè)濕度傳感器422。2個(gè)壓力傳感器421a、421b分成上游側(cè)和下游側(cè)而配置于一列。在壓力傳感器421b的下游側(cè)配置濕度傳感器422。這2個(gè)壓力傳感器421a、421b和1個(gè)濕度傳感器422配置在傳感器室rs內(nèi)。圖7c所示的例子中,說(shuō)明了具有2個(gè)壓力傳感器421a、421b和一個(gè)濕度傳感器422的情況,但如圖8b(a)所示,也可以僅為壓力傳感器421b和濕度傳感器422,或者如圖8c(a)所示,也可以僅設(shè)置濕度傳感器422。
電路板400在基板主體401的背面?zhèn)扰渲糜械诙蓖?06。由此,能夠利用通過(guò)第二副通路306的被測(cè)量氣體30冷卻基板主體401整體。
4.2溫度檢測(cè)部451的構(gòu)造
在基體部402的上游側(cè)的端邊且在突出部403側(cè)的角部,設(shè)置有溫度檢測(cè)部451。溫度檢測(cè)部451構(gòu)成用于檢測(cè)流過(guò)主通路124的被測(cè)量氣體30的物理量的一個(gè)檢測(cè)部,設(shè)置于電路板400。電路板400具有從第二副通路306的第二副通路入口306a向被測(cè)量氣體30的上游突出的突出部450,溫度檢測(cè)部451具有設(shè)置于突出部450且位于電路板400的背面的芯片型的溫度傳感453。溫度傳感453和其配線部分被合成樹(shù)脂材料包覆,能夠防止由于鹽水附著而發(fā)生電蝕。
例如圖3b所示,在設(shè)置有第二副通路入口306a的測(cè)量部331的中央部,構(gòu)成殼體302的測(cè)量部331內(nèi)的上游側(cè)外壁336向下游側(cè)凹陷,電路板400的突出部450從所述凹陷形狀的上游側(cè)外壁336向上游側(cè)突出。突出部450的前端配置在比上游側(cè)外壁336的最靠上游側(cè)的面更為凹陷的位置。溫度檢測(cè)部451以面向電路板400的背面即第二副通路306側(cè)的方式設(shè)置于突出部450。
在溫度檢測(cè)部451的下游側(cè)形成有第二副通路入口306a,因此從第二副通路入口306a流入第二副通路306的被測(cè)量氣體30與溫度檢測(cè)部451接觸后流入第二副通路入口306a,與溫度檢測(cè)部451接觸時(shí)檢測(cè)溫度。與溫度檢測(cè)部451接觸的被測(cè)量氣體30保持原樣從第二副通路入口306a流入第二副通路306,通過(guò)第二副通路306從第二副通路出口306b排出至主通路124。
5.物理量檢測(cè)裝置300的電路結(jié)構(gòu)
5.1物理量檢測(cè)裝置300的電路結(jié)構(gòu)的整體
圖10a是物理量檢測(cè)裝置300的電路圖。物理量檢測(cè)裝置300具有流量檢測(cè)電路601和溫濕度檢測(cè)電路701。
流量檢測(cè)電路601包括具有發(fā)熱體608的流量檢測(cè)部602和處理部604。處理部604控制流量檢測(cè)部602的發(fā)熱體608的發(fā)熱量,并且將表示基于流量檢測(cè)部602的輸出的流量的信號(hào)經(jīng)由端子662輸出至微機(jī)415。為了進(jìn)行所述處理,處理部604具有centralprocessingunit(以下記為cpu,中央處理單元)612和輸入電路614、輸出電路616、保持表示修正值、測(cè)量值與流量的關(guān)系的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器618,將恒定電壓分別供給至必要的電路的電源電路622。從車載電池等外部電源經(jīng)由端子664和未圖示的接地端子向電源電路622供給直流電力。
在流量檢測(cè)部602設(shè)置有加熱被測(cè)量氣體30的發(fā)熱體608。從電源電路622向構(gòu)成發(fā)熱體608的電流供給電路的晶體管606的集電器供給電壓v1,從cpu612經(jīng)由輸出電路616對(duì)所述晶體管606的基體施加控制信號(hào),基于該控制信號(hào),從所述晶體管606經(jīng)由端子624向發(fā)熱體608供給電流。供給到發(fā)熱體608的電流量由從所述cpu612經(jīng)由輸出電路616施加于構(gòu)成發(fā)熱體608的電流供給電路的晶體管606的控制信號(hào)控制。處理部604控制發(fā)熱體608的發(fā)熱量,使得通過(guò)被發(fā)熱體608加熱,被測(cè)量氣體30的溫度與初始的溫度相比高規(guī)定溫度例如100℃。
流量檢測(cè)部602包括用于控制發(fā)熱體608的發(fā)熱量的發(fā)熱控制橋640和用于測(cè)量流量的流量檢測(cè)橋650。恒定電壓v3從電源電路622經(jīng)由端子626被供給至發(fā)熱控制橋640的一端,發(fā)熱控制橋640的另一端與接地端子630連接。此外,恒定電壓v2從電源電路622經(jīng)由端子625被供給至流量檢測(cè)橋650的一端,流量檢測(cè)橋650的另一端與接地端子630連接。
發(fā)熱控制橋640具有電阻值基于被加熱的被測(cè)量氣體30的溫度而發(fā)生變化的作為測(cè)溫電阻體的電阻642,電阻642和電阻644、電阻646、電阻648構(gòu)成橋電路。電阻642與電阻646的交點(diǎn)a和電阻644與電阻648的交點(diǎn)b的電位差經(jīng)由端子627和端子628輸入至輸入電路614,cpu612以使得交點(diǎn)a和交點(diǎn)b間的電位差成為規(guī)定值在該實(shí)施例中零伏的方式控制從晶體管606供給的電流,控制發(fā)熱體608的發(fā)熱量。圖10a中記載的流量檢測(cè)電路601以使得與被測(cè)量氣體30的初始的溫度相比高一定溫度例如總是高100℃的方式用發(fā)熱體608加熱被測(cè)量氣體30。為了高精度地進(jìn)行該加熱控制,以由發(fā)熱體608加熱后的被測(cè)量氣體30的溫度與最初的溫度相比高一定溫度例如總是高100℃時(shí),所述交點(diǎn)a和交點(diǎn)b間的電位差成為零伏的方式,設(shè)定構(gòu)成發(fā)熱控制橋640的各電阻的電阻值。由此,流量檢測(cè)電路601中,cpu612以使得交點(diǎn)a和交點(diǎn)b間的電位差成為零伏的方式控制向發(fā)熱體608的供給電流。
流量檢測(cè)橋650由電阻652和電阻654、電阻656、電阻658這4個(gè)測(cè)溫電阻體構(gòu)成。該4個(gè)測(cè)溫電阻體沿著被測(cè)量氣體30的流動(dòng)方向配置,電阻652和電阻654相對(duì)于發(fā)熱體608配置在被測(cè)量氣體30的流路中的上游側(cè),電阻656和電阻658相對(duì)于發(fā)熱體608配置在被測(cè)量氣體30的流路中的下游側(cè)。此外,為了提高測(cè)量精度,電阻652和電阻654以到發(fā)熱體608的距離彼此大致相同的方式配置,電阻656和電阻658以到發(fā)熱體608的距離彼此大致相同的方式配置。
電阻652和電阻656的交點(diǎn)c與電阻654和電阻658的交點(diǎn)d之間的電位差經(jīng)由端子631和端子632輸入至輸入電路614。為了提高測(cè)量精度,例如以在被測(cè)量氣體30的流動(dòng)為零的狀態(tài)下,所述交點(diǎn)c與交點(diǎn)d間的電位差成為零的方式設(shè)定流量檢測(cè)橋650的各電阻。由此,所述交點(diǎn)c與交點(diǎn)d間的電位差例如為零伏的狀態(tài)下,cpu612基于被測(cè)量氣體30的流量為零的測(cè)量結(jié)果,將表示主通路124的流量為零的電信號(hào)從端子662輸出。
被測(cè)量氣體30在圖10a的箭頭方向流動(dòng)時(shí),配置在上游側(cè)的電阻652、電阻654由被測(cè)量氣體30冷卻,配置在被測(cè)量氣體30的下游側(cè)的電阻656和電阻658被由發(fā)熱體608加熱后的被測(cè)量氣體30加熱,這些電阻656和電阻658的溫度上升。因此,在流量檢測(cè)橋650的交點(diǎn)c與交點(diǎn)d間產(chǎn)生電位差,該電位差經(jīng)由端子631和端子632輸入至輸入電路614。cpu612基于流量檢測(cè)橋650的交點(diǎn)c與交點(diǎn)d間的電位差,檢索存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器618中的表示所述電位差與主通路124的流量的關(guān)系的數(shù)據(jù),求取主通路124的流量。表示這樣求得的主通路124的流量的電信號(hào)經(jīng)由端子662被輸出。另外,圖10a所示的端子664和端子662標(biāo)注了新的附圖標(biāo)記,但包含于之前說(shuō)明的圖7a所示的連接端子412中。
在上述存儲(chǔ)器618中,存儲(chǔ)有表示上述交點(diǎn)c和交點(diǎn)d的電位差與主通路124的流量的關(guān)系的數(shù)據(jù),而且存儲(chǔ)有在電路板400的生產(chǎn)后,基于氣體的實(shí)測(cè)值求得的用于減少偏差等測(cè)定誤差的修正數(shù)據(jù)。
溫濕度檢測(cè)電路701包括:從溫度傳感453和濕度傳感器422輸入檢測(cè)信號(hào)的放大器和a/d等輸入電路、輸出電路;保持表示修正值、溫度與絕對(duì)濕度的關(guān)系的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器;和將恒定電壓分別供給至需要的電路的電源電路622。從流量檢測(cè)電路601和溫濕度檢測(cè)電路701輸出的信號(hào)輸入微機(jī)415。微機(jī)415具有流量計(jì)算部、溫度計(jì)算部和絕對(duì)濕度計(jì)算部,基于信號(hào)計(jì)算作為被測(cè)量氣體30的物理量的流量、溫度、絕對(duì)濕度,輸出至ecu200。
物理量檢測(cè)裝置300和ecu200之間由通信線纜連接,進(jìn)行根據(jù)sent、lin、can等通信規(guī)格使用數(shù)字信號(hào)的通信。本實(shí)施例中,從微機(jī)415向lin驅(qū)動(dòng)器420輸入信號(hào),從lin驅(qū)動(dòng)器420進(jìn)行l(wèi)in通信。物理量檢測(cè)裝置300的從lin驅(qū)動(dòng)器輸出至ecu200的信息,使用單一或2線的通信線纜以數(shù)字通信重疊輸出。
微機(jī)415的絕對(duì)濕度計(jì)算部基于從濕度傳感器422輸出的相對(duì)濕度的信息和溫度信息計(jì)算絕對(duì)濕度,基于誤差進(jìn)行修正該絕對(duì)濕度的處理。由絕對(duì)濕度計(jì)算部計(jì)算出的修正后的絕對(duì)濕度由ecu18的控制部62用于各種發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)控制。此外,ecu18能夠?qū)⒖偤驼`差的信息直接用于各種發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)控制。
另外,上述圖10所示的實(shí)施例中,說(shuō)明了物理量檢測(cè)裝置300具有l(wèi)in驅(qū)動(dòng)器420,進(jìn)行l(wèi)in通信的情況,但并不限定于此,如圖10b所示,也可以不使用lin通信,而與微機(jī)415直接進(jìn)行通信。
以上詳細(xì)敘述了本發(fā)明的實(shí)施方式,但本發(fā)明并不限定于所述的實(shí)施方式,在不脫離記載于權(quán)利要求書的本發(fā)明的主旨的范圍中,能夠進(jìn)行各種設(shè)計(jì)變更。例如,所述實(shí)施方式為了容易理解本發(fā)明而進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明,并不限定于必須具有說(shuō)明的全部結(jié)構(gòu)。此外,能夠?qū)⒛硨?shí)施方式的結(jié)構(gòu)的一部分置換為其它實(shí)施方式的結(jié)構(gòu),此外,能夠在某實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)上添加其它實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)。進(jìn)而,能夠?qū)Ω鲗?shí)施方式的結(jié)構(gòu)的一部分添加、刪除、置換其它結(jié)構(gòu)。
附圖標(biāo)記說(shuō)明
30被測(cè)量氣體
124主通路
300物理量檢測(cè)裝置
302殼體
303正面罩
304背面罩
332正面?zhèn)雀蓖凡?/p>
333開(kāi)口部
335分隔壁
353突出部
354傾斜部
356節(jié)流部
400電路板
404金屬線(連接線)
418合成樹(shù)脂件
421a、421b壓力傳感器
422濕度傳感器
602流量檢測(cè)部(傳感元件)。