本發(fā)明涉及內(nèi)燃機的吸入空氣的物理量檢測裝置。
背景技術:
在專利文獻1中公開了一種空氣流量測定裝置的構造,其在形成有電路部的電路基板設置測量物理量的傳感元件,將電路基板的電路部配置在框體中,并使電路基板的傳感元件暴露于外部。在專利文獻1中,電路基板粘接固定于框體。
現(xiàn)有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2012-163504號公報
技術實現(xiàn)要素:
發(fā)明所要解決的課題
在如專利文獻1所示那樣將電路基板粘接固定于框體的構造的情況下,會在將電路基板安裝于框體時產(chǎn)生偏差。若電路基板相對于框體發(fā)生位置偏移,則會對傳感元件的檢測精度產(chǎn)生影響。為了提高傳感元件的檢測精度,需要減小設置有傳感元件的電路基板的安裝偏差。
本發(fā)明是針對上述問題完成的,其目的在于,提供一種能夠減小電路基板的安裝偏差的物理量檢測裝置。
用于解決課題的方案
為了解決上述課題,本發(fā)明的物理量檢測裝置具有:電路基板,其設置有對通過主通路的被測量氣體的物理量進行檢測的至少一個的檢測部、以及對由該檢測部檢出的物理量進行運算處理的電路部;以及收容該電路基板的殼體,上述物理量測定裝置的特征在于,上述殼體由模制樹脂成形,上述電路基板與上述殼體一體成形。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明,能夠以簡單的構造在電路部與檢測部之間進行分離,并且能夠減小電路基板的安裝偏差。此外,通過以下對實施方式的說明,可以了解上述以外的課題、結構及效果。
附圖說明
圖1是表示在內(nèi)燃機控制系統(tǒng)中使用了本發(fā)明的物理量檢測裝置的一個實施例的系統(tǒng)圖。
圖2-1是物理量檢測裝置的正視圖。
圖2-2是物理量檢測裝置的后視圖。
圖2-3是物理量檢測裝置的左側視圖。
圖2-4是物理量檢測裝置的右側視圖。
圖2-5是物理量檢測裝置的俯視圖。
圖2-6是物理量檢測裝置的仰視圖。
圖3-1是表示從物理量檢測裝置取下了前罩的狀態(tài)的正視圖。
圖3-2是表示從物理量檢測裝置取下了后罩的狀態(tài)的后視圖。
圖3-3是表示從物理量檢測裝置取下了前罩和后罩的狀態(tài)的左側視圖。
圖3-4是表示從物理量檢測裝置取下了前罩和后罩的狀態(tài)的右側視圖。
圖3-5是圖3-1的A-A線剖面向視圖。
圖4-1是說明殼體的另一個實施例的后視圖。
圖4-2是圖4-1所示的殼體的右側視圖。
圖5是說明前罩的結構的圖。
圖6是說明后罩的結構的圖。
圖7-1是電路基板的正視圖。
圖7-2是電路基板的右側視圖。
圖7-3是電路基板的后視圖。
圖7-4是電路基板的左側視圖。
圖7-5是圖7-1的C1-C1線剖視圖。
圖7-6是與圖7-1的C1-C1線剖面相當?shù)谋硎玖硪粋€實施例的圖。
圖7-7是圖7-1的C2-C2線剖視圖。
圖8-1是說明傳感器室的構造的圖,(a)是傳感器室的放大圖,(b)是(a)的E1-E1線剖視圖。
圖8-2是說明傳感器室的另一個實施例的構造的圖,(a)是傳感器室的放大圖,(b)是(a)的E2-E2線剖視圖。
圖8-3是說明傳感器室的又一個實施例的構造的圖,(a)是傳感器室的放大圖,(b)是(a)的E3-E3線剖視圖。
圖9-1是表示電路基板的另一個實施例的正視圖。
圖9-2是表示電路基板的另一個實施例的正視圖。
圖9-3是表示電路基板的另一個實施例的正視圖。
圖9-4是表示電路基板的另一個實施例的正視圖。
圖9-5是表示電路基板的另一個實施例的正視圖。
圖9-6是表示電路基板的另一個實施例的正視圖。
圖9-7是表示電路基板的另一個實施例的正視圖。
圖9-8是表示電路基板的另一個實施例的正視圖。
圖10-1是說明端子連接部的構造的圖。
圖10-2是說明端子連接部的構造的圖。
圖10-3是圖10-1的F-F線剖視圖。
圖10-4是圖10-2的G-G線剖視圖。
圖11-1是說明物理量檢測裝置的電路結構的一例的圖。
圖11-2是說明物理量檢測裝置的電路結構的另一個實施例的圖。
具體實施方式
以下說明的用于實施發(fā)明的方式(以下稱為實施例),解決了作為實際的產(chǎn)品所希望解決的各種課題,特別是解決了作為對車輛的吸入空氣的物理量進行檢測的檢測裝置使用所需解決的各種課題,并取得多種效果。下列實施例解決的各種課題之一是上述發(fā)明要解決的課題段落中記載的內(nèi)容,另外下列實施例取得的各種效果之一是發(fā)明的效果的段落中記載的效果。對于下列實施例解決的各種課題、以及通過下列實施例取得的各種效果,將在對下列實施例的說明中進行記述。因此,在下列實施例中記述的、實施例解決的課題和效果,也包括發(fā)明所要解決的課題段落和發(fā)明效果段落以外的內(nèi)容。
在以下的實施例中,同一參照符號即使在圖號不同的情況下也表示同一結構,達成相同的作用效果。對于已經(jīng)進行過說明的結構,有時僅在圖中附加參照符號而省略說明。
1.在內(nèi)燃機控制系統(tǒng)中使用了本發(fā)明的物理量檢測裝置的一個實施例
圖1是表示在電子燃料噴射方式的內(nèi)燃機控制系統(tǒng)中使用了本發(fā)明的物理量檢測裝置的一個實施例的系統(tǒng)圖?;诰邆浒l(fā)動機氣缸112和發(fā)動機活塞114的內(nèi)燃機110的動作,將吸入空氣作為被測量氣體30從空氣濾清器122吸入,并經(jīng)由主通路124即例如吸氣閥體、節(jié)氣閥體(throttle body)126、吸氣歧管128導入發(fā)動機氣缸112的燃燒室。導入燃燒室的吸入空氣即被測量氣體30的物理量在本發(fā)明的物理量檢測裝置300中被檢出,基于該檢出的物理量由燃料噴射閥152供給燃料,與吸入空氣一起以混合氣體的狀態(tài)導入燃燒室。此外,在本實施例中,燃料噴射閥152設置于內(nèi)燃機的吸氣口,向吸氣口噴射的燃料與吸入空氣即被測量氣體30一起形成混合氣體,并經(jīng)由吸氣閥116導入燃燒室、進行燃燒而產(chǎn)生機械能。
導入燃燒室的燃料及空氣,成為燃料與空氣的混合狀態(tài),通過火花塞154的火花點火,爆發(fā)式地燃燒而產(chǎn)生機械能。燃燒后的氣體從排氣閥118導向排氣管,作為廢氣24從排氣管向車外排出。通過其開度會基于對油門踏板的操作而發(fā)生變化的節(jié)氣閥132,對導入上述燃燒室的吸入空氣即被測量氣體30的流量進行控制?;趯肷鲜鋈紵业奈肟諝獾牧髁縼砜刂迫剂瞎┙o量,而駕駛員則通過控制節(jié)氣閥132的開度,來控制導入上述燃燒室的吸入空氣的流量,從而能夠控制內(nèi)燃機產(chǎn)生的機械能。
1.1內(nèi)燃機控制系統(tǒng)的控制的概要
從空氣濾清器122取入并在主通路124中流動的吸入空氣即被測量氣體30的流量、溫度、濕度、壓力等物理量通過物理量檢測裝置300被檢出,從物理量檢測裝置300向控制裝置200輸入表示吸入空氣的物理量的電信號。另外,對節(jié)氣閥132的開度進行測量的節(jié)氣閥角度傳感器144的輸出被輸入控制裝置200,此外,為了對內(nèi)燃機的發(fā)動機活塞114、吸氣閥116、排氣閥118的位置或狀態(tài)、以及內(nèi)燃機的旋轉(zhuǎn)速度進行測量,旋轉(zhuǎn)角度傳感器146的輸出被輸入控制裝置200。為了根據(jù)廢氣24的狀態(tài)來測量燃料量與空氣量的混合比的狀態(tài),氧傳感器148的輸出被輸入控制裝置200。
控制裝置200基于物理量檢測裝置300的輸出即吸入空氣的物理量、以及基于旋轉(zhuǎn)角度傳感器146的輸出進行測量得到的內(nèi)燃機的旋轉(zhuǎn)速度,來計算燃料噴射量、點火正時?;谶@些計算結果,對從燃料噴射閥152供給的燃料的量、以及通過火花塞154進行點火的點火正時進行控制。實際中還基于通過物理量檢測裝置300檢出的溫度、節(jié)氣閥開啟角度的變化狀態(tài)、發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度的變化狀態(tài)、由氧傳感器148進行測量得到的空燃比的狀態(tài),對燃料供給量、點火正時極為精細地進行控制??刂蒲b置200還在內(nèi)燃機的怠速運轉(zhuǎn)狀態(tài)下,通過怠速空氣控制閥156對繞過節(jié)氣閥132的空氣量進行控制,來控制內(nèi)燃機在怠速運轉(zhuǎn)狀態(tài)下的旋轉(zhuǎn)速度。
1.2提高物理量檢測裝置的檢測精度的重要性和物理量檢測裝置的安裝環(huán)境
內(nèi)燃機的主要的控制量即燃料供給量、點火正時都以物理量檢測裝置300的輸出為主參數(shù)進行運算。因此,物理量檢測裝置300的檢測精度的提高、對經(jīng)時變化的抑制、以及可靠性的提高,對于提高車輛的控制精度、以及確保可靠性至關重要。
特別是近年來對車輛省油的要求高漲,另外對廢氣凈化的要求也非常高。為了應對這些要求,提高通過物理量檢測裝置300檢出的吸入空氣的物理量的檢測精度極為重要。另外,使物理量檢測裝置300維持高可靠性也很重要。
安裝物理量檢測裝置300的車輛會在溫度、濕度變化大的環(huán)境中使用。需要考慮物理量檢測裝置300對其使用環(huán)境的溫度、濕度的變化的適應、以及對塵埃、污染物質(zhì)等的適應。
另外,物理量檢測裝置300裝設于受到內(nèi)燃機發(fā)熱影響的吸氣管。因此,內(nèi)燃機的發(fā)熱會經(jīng)由主通路124即吸氣管傳導至物理量檢測裝置300。物理量檢測裝置300通過與被測量氣體30進行熱傳遞來檢測被測量氣體30的流量,因此盡量對來自外部的熱影響進行抑制就尤其重要。
車中安裝的物理量檢測裝置300,不僅如以下說明的那樣解決了發(fā)明要解決的課題段落中記載的課題,并取得發(fā)明效果段落中記載的效果,而且如以下說明的那樣充分地考慮了上述的各種課題,解決了作為產(chǎn)品所需解決的各種課題,并取得各種效果。對于物理量檢測裝置300解決的具體課題、取得的具體效果,將在對以下實施例的記載中進行說明。
2.物理量檢測裝置300的結構
2.1物理量檢測裝置300的外觀構造
圖2-1~圖2-6是表示物理量檢測裝置300外觀的圖,圖2-1是物理量檢測裝置300的正視圖,圖2-2是后視圖,圖2-3是左側視圖,圖2-4是右側視圖,圖2-5是俯視圖,圖2-6是仰視圖。
物理量檢測裝置300具備殼體302、前罩303、后罩304。通過對合成樹脂制材料進行模制成形而構成殼體302,其具有:凸緣311,其用于將物理量檢測裝置300固定于主通路124即吸氣閥體;外部連接部321,其從凸緣311突出并具有用于與外部設備進行電連接的連接器;以及測量部331,其以從凸緣311向主通路124的中心突出的方式延伸。
在模制成形殼體302時通過插入成形在測量部331一體地設置了電路基板400(參照圖3-1、圖3-2)。在電路基板400上設置有:用于對在主通路124中流動的被測量氣體30的物理量進行檢測的至少一個的檢測部、以及用于對由檢測部檢出的信號進行處理的電路部。檢測部配置在暴露于被測量氣體30的位置,電路部配置于由前罩303密閉的電路室。
在測量部331的表面和背面背面設置有副通路槽,并通過與前罩303及后罩304的配合而形成第一副通路305。在測量部331的前端部設置有:用于將吸入空氣等被測量氣體30的一部分取入第一副通路305的第一副通路入口305a、以及用于使被測量氣體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的通路途中,突出有電路基板400的一部分,在該突出部分配置有檢測部即流量檢測部602(參照圖3-1),對被測量氣體30的流量進行檢測。
在比第一副通路305更靠近凸緣311的測量部331的中間部設置有第二副通路306,其用于將吸入空氣等被測量氣體30的一部分取入傳感器室Rs。通過測量部331與后罩304的配合而形成第二副通路306。第二副通路306為了取入被測量氣體30而具有在上游側外壁336開口的第二副通路入口306a,并且為了使被測量氣體30從第二副通路306回到主通路124而具有在下游側外壁338開口的第二副通路出口306b。第二副通路306與在測量部331的背面?zhèn)刃纬傻膫鞲衅魇襌s連通。在傳感器室Rs配置有在電路基板400的背面背面設置的檢測部即壓力傳感器和濕度傳感器。
2.2基于物理量檢測裝置300外觀構造的效果
物理量檢測裝置300在從凸緣311向主通路124的中心方向延伸的測量部331的中間部設置有第二副通路入口306a,并且在測量部331的前端部設置有第一副通路入口305a。因此,不是將主通路124的內(nèi)壁面附近,而是能夠?qū)膬?nèi)壁面遠離的接近中央部的部分的氣體分別取入第一副通路305及第二副通路306。因此,物理量檢測裝置300能夠?qū)h離主通路124內(nèi)壁面的部分的氣體的物理量進行測定,能夠減小物理量的與熱、內(nèi)壁面附近的流速降低有關的測量誤差。
測量部331構成為沿著從主通路124的外壁朝向中央的軸較長地延伸的形狀,但是寬度范圍如圖2-3及圖2-4記載的那樣構成為狹窄的形狀。即,物理量檢測裝置300的測量部331構成為側面的寬度薄且正面呈大致長方形的形狀。由此,物理量檢測裝置300能夠具備足夠長度的第一副通路305,能夠相對于被測量氣體30將流體阻力抑制為較小的值。因此,物理量檢測裝置300能夠?qū)⒘黧w阻力抑制為較小的值,并且能夠高精度地測量被測量氣體30的流量。
2.3凸緣311的構造和效果
在凸緣311上與主通路124相對的下表面312設置有多個凹陷313,減小了凸緣311與主通路124之間的熱傳遞面,使得物理量檢測裝置300不易受熱的影響。物理量檢測裝置300的測量部331從設置于主通路124的安裝孔插入內(nèi)部,凸緣311的下表面312與主通路124相對。主通路124例如是吸氣閥體,主通路124通常保持高溫。相反地,在寒冷地區(qū)起動時則認為主通路124處于極低的溫度。若主通路124的這種高溫或低溫的狀態(tài),對各種物理量的測量造成影響,則測量精度會降低。在凸緣311的下表面312具有凹陷313,從而在與主通路124相對的下表面312和主通路124之間形成了空間。因此,使從主通路124向物理量檢測裝置300的熱傳遞減小,能夠防止因熱而引起的測定精度的降低。
凸緣311的螺紋孔314用于將物理量檢測裝置300固定于主通路124,以這些螺紋孔314周圍的與主通路124相對的面避開主通路124的方式,在各螺紋孔314周圍的與主通路124相對的面和主通路124之間形成了空間。通過這種方式,減小從主通路124向物理量檢測裝置300的熱傳遞,實現(xiàn)了能夠防止因熱而引起的測定精度降低的構造。
2.4外部連接部321的構造
外部連接部321具有連接器322,該連接器322設置于凸緣311的上表面,并從凸緣311向被測量氣體30的流向下游側突出。在連接器322設置有用于插入通信電纜的插入孔322a,該通信電纜在連接器322與控制裝置200之間進行連接。在插入孔322a內(nèi)如圖2-4所示那樣,在內(nèi)部設置有四根外部端子323。外部端子323成為用于將物理量檢測裝置300的測量結果即物理量的信息輸出的端子、以及用于提供物理量檢測裝置300工作所需的直流電力的電源端子。
連接器322從凸緣311向被測量氣體30的流向下游側突出,具有從流向下游側向上游側插入的形狀,但是并不限定于該形狀,例如也可以從凸緣311的上表面垂直地突出,具有沿著測量部331的延伸方向插入的形狀,并能夠進行各種變更。
3.殼體的整體構造及其效果
3.1殼體302的整體構造
接下來,參照圖3-1~圖3-5對殼體302的整體構造進行說明。圖3-1~圖3-5是表示從物理量檢測裝置300取下了前罩303及后罩304的殼體302的狀態(tài)的圖,圖3-1是殼體302的正視圖,圖3-2是殼體302的后視圖,圖3-3是殼體302的左側視圖,圖3-4是殼體302的右側視圖,圖3-5是圖3-1的A-A線剖視圖。
殼體302形成為測量部331從凸緣311向主通路124的中心延伸的構造。在測量部331的基端側插入成形了電路基板400。電路基板400在測量部331的表面和背面的中間位置沿著測量部331的面平行地配置,與殼體302一體地進行模制,在測量部331的基端側區(qū)劃出厚度方向的一側和另一側。
在測量部331的表面?zhèn)刃纬捎惺杖蓦娐坊?00的電路部的電路室Rc,在背面?zhèn)刃纬捎惺杖輭毫鞲衅?21和濕度傳感器422的傳感器室Rs。電路室Rc通過將前罩303安裝于殼體302而密閉,并與外部完全隔離。另一方面,通過將后罩304安裝于殼體302,從而形成第二副通路306、以及經(jīng)由第二副通路306與測量部331的外部連通的室內(nèi)空間即傳感器室Rs。電路基板400的一部分從在測量部331的電路室Rc與第一副通路305之間進行間隔的間隔壁335向第一副通路305內(nèi)突出,在該突出部分的測量用流路面430設置有流量檢測部602。
3.2副通路槽的構造
在測量部331的長度方向前端側設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的副通路槽具有:圖3-1所示的表側副通路槽332、以及圖3-2所示的背側副通路槽334。表側副通路槽332如圖3-1所示那樣,隨著從在測量部331的下游側外壁338開口的第一副通路出口305b向上游側外壁336過渡而逐漸向測量部331的基端側即凸緣311側彎曲,并在上游側外壁336的附近位置,與在厚度方向上貫通測量部331的開口部333連通。開口部333以在上游側外壁336與下游側外壁338之間連續(xù)地延伸的方式,沿著主通路124的被測量氣體30的流向形成。
背側副通路槽334如圖3-2所示那樣,從上游側外壁336向下游側外壁338過渡,并在上游側外壁336與下游側外壁338的中間位置分為兩股,一方作為排出通路直接呈一條直線狀延伸設置并在下游側外壁338的排出口305c開口,另一方則隨著向下游側外壁338過渡而逐漸向測量部331的基端側即凸緣311側彎曲,并在下游側外壁338的附近位置,與開口部333連通。
背側副通路槽334形成被測量氣體30從主通路124流入的入口槽,表側副通路槽332形成使從背側副通路槽334取入的被測量氣體30回到主通路124的出口槽。因為表側副通路槽332和背側副通路槽334設置于殼體302的前端部,所以能夠?qū)⑦h離主通路124內(nèi)壁面的部分的氣體、換言之即在主通路124中央部分的附近部分流動的氣體作為被測量氣體30取入。在主通路124的內(nèi)壁面附近流動的氣體,受到主通路124的壁面溫度的影響,通常具有與吸入空氣等在主通路124內(nèi)流動的氣體的平均溫度不同的溫度。另外,在主通路124的內(nèi)壁面附近流動的氣體,通常示出比在主通路124內(nèi)流動的氣體的平均流速慢的流速。在實施例的物理量檢測裝置300中,不易受到這種影響,因此能夠抑制測量精度的降低。
如圖3-2所示那樣,在主通路124內(nèi)流動的被測量氣體30的一部分,被從第一副通路入口305a取入到背側副通路槽334內(nèi),在背側副通路槽334內(nèi)流動。于是,被測量氣體30中所含的質(zhì)量大的異物與一部分的被測量氣體一起從分岔直接流入呈一條直線狀延伸設置的排出通路,并從下游側外壁338的排出口305c向主通路124排出。
背側副通路槽334構成為隨著前進而加深的形狀,被測量氣體30隨著沿背側副通路槽334流動而慢慢地向測量部331的表側移動。特別是背側副通路槽334在開口部333的近前設置有急劇地加深的急傾斜部334a,質(zhì)量小的空氣的一部分沿著急傾斜部334a移動,并在開口部333內(nèi),在電路基板400的測量用流路面430側流動。另一方面,質(zhì)量大的異物由于難以急劇地變更前進的路徑,因此在測量用流路面背面431側流動。
如圖3-1所示那樣,在開口部333移動到表側的被測量氣體30,沿著電路基板的測量用流路面430流動,在與設置于測量用流路面430的流量檢測部602之間進行熱傳遞,進行流量的測量。從開口部333流到表側副通路槽332的空氣同時沿著表側副通路槽332流動,從在下游側外壁338開口的第一副通路出口305b向主通路124排出。
混入被測量氣體30中的灰塵等質(zhì)量大的物質(zhì)的慣性力大,因此難以沿著槽的深度急劇加深的急傾斜部334a的部分的表面在槽的較深的方向上急劇地改變前進的路徑。因此質(zhì)量大的異物在測量用流路面背面431側移動,能夠抑制異物通過流量檢測部602附近的情況。在該實施例中構成為,氣體以外的質(zhì)量大的異物的大部分通過測量用流路面430的背面即測量用流路面背面431,因此能夠減小因油分、碳、灰塵等異物而引起的污染的影響,抑制測量精度的降低。即,因為具有使被測量氣體30的前進的路徑沿橫切主通路124的流向軸的軸急劇變化的形狀,所以能夠減小被測量氣體30中混入的異物的影響。
3.3第二副通路和傳感器室的構造和效果
第二副通路306以沿著被測量氣體30的流向的方式,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之間連續(xù)地形成一條直線狀。第二副通路入口306a是通過在上游側外壁336的一部分切口而形成,第二副通路出口306b是通過在下游側外壁338的一部分切口而形成。具體而言,是如圖3-3所示那樣,在連續(xù)地沿著間隔壁335的上表面的位置,從測量部331的背面?zhèn)绕鹪谏嫌蝹韧獗?36的一部分和下游側外壁338的一部分切口而形成。第二副通路入口306a和第二副通路出口306b,切口到達與電路基板400的背面成為表面一致的深度位置。由于被測量氣體30沿著電路基板400的基板主體401的背面通過,因此第二副通路306作為對基板主體401進行冷卻的冷卻通道發(fā)揮功能。電路基板400通常攜帶LSI、微機等的熱,并將這些熱向基板主體401的背面?zhèn)鬟f,能夠利用通過第二副通路306的被測量氣體30進行散熱。
比第二副通路306更靠近測量部331的基端側設置有傳感器室Rs。從第二副通路入口306a流入第二副通路306的被測量氣體30的一部分流入傳感器室Rs,利用傳感器室Rs內(nèi)的壓力傳感器421、濕度傳感器422分別檢測壓力和相對濕度。此外,濕度傳感器422也檢測溫度。傳感器室Rs比第二副通路306更靠近測量部331的基端側配置,因此能夠減小通過第二副通路306的被測量氣體30的動壓力的影響。因此,能夠使傳感器室Rs內(nèi)的壓力傳感器421的檢測精度提高。
并且,由于傳感器室Rs比第二副通路306更靠近測量部331的基端側配置,因此在例如以測量部331的前端側朝向下方的姿勢狀態(tài)安裝于吸氣通路的情況下,能夠抑制與被測量氣體30一起流入第二副通路306的污損物、水滴附著到壓力傳感器421或在其下游配置的濕度傳感器422上的問題。
特別是在本實施例中,在傳感器室Rs內(nèi)將外形比較大的壓力傳感器421配置于上游側,并將外形比較小的濕度傳感器422配置于壓力傳感器421的下游側,因此與被測量氣體30一起流入的污損物、水滴附著于壓力傳感器421,抑制對濕度傳感器422的附著。因此,能夠保護耐受性較低的濕度傳感器422不受污損物、水滴的損害。
壓力傳感器421和濕度傳感器422與流量檢測部602相比,不易受被測量氣體30的流動影響,特別是濕度傳感器422,只要確保被測量氣體30中的水分的擴散等級即可,因此能夠設置于與呈一條直線狀的第二副通路306相鄰的傳感器室Rs。與此對照,流量檢測部602需要一定程度以上的流速,另外還需要避開塵埃、污損物,此外還要考慮對脈動的影響。因此,流量檢測部602設置于具有呈環(huán)狀回繞的形狀的第一副通路305。
圖4-1、圖4-2是表示第二副通路的其它方式的圖。
在該方式中,取代在上游側外壁336和下游側外壁338切口的方式,在上游側外壁336和下游側外壁338設置貫通孔337,從而形成第二副通路入口306a和第二副通路出口306b。若是像上述圖3-2~圖3-5所示的第二副通路那樣,在上游側外壁336和下游側外壁338分別切口而形成第二副通路入口306a和第二副通路出口306b,則會在該位置造成上游側外壁336的寬度和下游側外壁338的寬度局部地變窄,因此會由于模制成形時的熱收縮等而導致測量部331以切口為起點呈大致く字狀變形的問題。根據(jù)本方式,由于取代切口而設置貫通孔,因此能夠防止測量部331折彎成大致く字狀的問題。因此,能夠防止在殼體302上因變形而導致檢測部相對于被測量氣體30的位置或朝向改變而影響檢測精度的問題,能夠消除個體差異而始終確保一定的檢測精度。
圖8-1、圖8-2、圖8-3是表示第二副通路的其它方式的圖。
也可以在后罩304上設置在第二副通路306與傳感器室Rs之間進行區(qū)劃的區(qū)劃壁。根據(jù)該結構,能夠使被測量氣體30從第二副通路306間接地流入傳感器室Rs,減小動壓力對壓力傳感器的影響,抑制污損物、水滴對濕度傳感器的附著。
在圖8-1所示的例子中,在傳感器室Rs中將兩個壓力傳感器421A、421B沿著第二副通路306排成一列進行設置,并在其下游設置了一個濕度傳感器422。區(qū)劃壁352A、352B設置于后罩304,并通過在殼體302上安裝后罩304,以在第二副通路306與傳感器室Rs之間延伸設置的方式進行配置。具體而言,在上游側的壓力傳感器421A與傳感器室Rs的上游壁之間配置區(qū)劃壁352A,在下游側的壓力傳感器421B與傳感器室Rs的下游壁之間連續(xù)而沿著濕度傳感器422配置區(qū)劃壁352B。
在圖8-2所示的例子中,僅有下游側的壓力傳感器421B,是省略了上游側的壓力傳感器421A的規(guī)格,因此相應地加長了區(qū)劃壁352C。下游側的區(qū)劃壁352D與圖8-1的區(qū)劃壁352B同樣地,在下游側的壓力傳感器421B與傳感器室Rs的下游壁之間連續(xù)而沿著濕度傳感器422配置。因此,區(qū)劃壁352A、352C能夠避免被測量氣體30直接沖撞壓力傳感器,減小動壓力的影響。另外,區(qū)劃壁352B、352D能夠抑制污損物、水滴附著到濕度傳感器422上的問題。
在圖8-3所示的例子中,是省略了兩個壓力傳感器421A、421B雙方的規(guī)格,僅在傳感器室Rs中設置了一個濕度傳感器422。上游側的區(qū)劃壁352E沿著第二副通路306與傳感器室Rs之間而從傳感器室Rs的上游壁延伸設置到濕度傳感器422的上游位置,并在下游端折彎而具有相對于濕度傳感器422的上游側呈大致L字的形狀。區(qū)劃壁352F與區(qū)劃壁352B、352D同樣地在下游側的壓力傳感器與傳感器室Rs的下游壁之間連續(xù)而沿著濕度傳感器422配置。因此,區(qū)劃壁352E能夠防止通過第二副通路306的被測量氣體30中所含的污損物、水滴向濕度傳感器422移動的情況,保護濕度傳感器422不受這些污損物等的損害。
3.4前罩303與后罩304的形狀和效果
圖5是表示前罩303外觀的圖,圖5(a)是正視圖,圖5(b)是圖5(a)的B1-B1線剖視圖。圖6是表示后罩304外觀的圖,圖6(a)是正視圖,圖6(b)是圖6(a)的B2-B2線剖視圖。
在圖5及圖6中,前罩303、后罩304覆蓋殼體302的表側副通路槽332和背側副通路槽334而形成第一副通路305。另外,前罩303形成密閉的電路室Rc,后罩304封閉測量部331的背面?zhèn)鹊陌疾慷纬傻诙蓖?06、以及與第二副通路306連通的傳感器室Rs。
前罩303在與流量檢測部602相對的位置具備突起部356,用于在前罩303與測量用流路面430之間產(chǎn)生節(jié)流作用。因此要求成形精度高。前罩303、后罩304通過向模具注入熱塑性樹脂的樹脂模制工藝制造,因此能夠以較高的成形精度制成。
在前罩303和后罩304設置有供從測量部331突出的多個固定銷350分別插入的多個固定孔351。前罩303和后罩304分別安裝于測量部331的表面和背面,此時,將固定銷350插入固定孔351而進行定位。并且,沿著表側副通路槽332和背側副通路槽334的邊緣利用激光焊接等進行接合,同樣地,沿著電路室Rc及傳感器室Rs的邊緣利用激光焊接等進行接合。
3.5電路基板400的利用殼體302的固定構造和效果
接下來,對電路基板400通過樹脂模制工藝在殼體302上的固定進行說明。以在形成副通路的副通路槽的預定的位置、例如在本實施例中是在表側副通路槽332與背側副通路槽334相連的部分即開口部333配置電路基板400的流量檢測部602的方式在殼體302一體地模制電路基板400。
在殼體302的測量部331上,作為固定部372、373設置有將電路基板400的基座部402的外周緣部通過樹脂模制埋設于殼體302并固定的部分。固定部372、373從表側和背側夾入電路基板400的基座部402的外周緣部并固定。
殼體302以樹脂模制工藝制造。在該樹脂模制工藝中,將電路基板400內(nèi)置于殼體302的樹脂內(nèi),并在殼體302內(nèi)通過樹脂模制進行固定。通過這種方式,能夠以極高的精度維持流量檢測部602與用于在其與被測量氣體30之間進行熱傳遞來測量流量的副通路、例如表側副通路槽332、背側副通路槽334的形狀的關系即位置關系、方向的關系等,能夠?qū)⒚總€電路基板400產(chǎn)生的誤差、偏差抑制為非常小的值。結果是能夠極大地改善電路基板400的測量精度。例如與現(xiàn)有的使用粘接劑固定的方式相比,能夠極大地提高測量精度。
物理量檢測裝置300通常以量產(chǎn)方式進行生產(chǎn),在這里嚴格地進行測量并以粘接劑進行粘接的方法在提高測量精度方面存在極限。但是,如本實施例這樣通過成形使被測量氣體30流過的副通路的樹脂模制工藝來成形副通路,同時將電路基板400固定,從而能夠大幅地減小測量精度的偏差,并大幅地提高各物理量檢測裝置300的測量精度。
進一步通過例如圖3-1~圖3-5所示的實施例進行說明,即,能夠以使表側副通路槽332、背側副通路槽334、流量檢測部602之間的關系成為預定的關系的方式,高精度地將電路基板400固定于殼體302。由此能夠穩(wěn)定地在量產(chǎn)的物理量檢測裝置300中分別以非常高的精度獲得各電路基板400的流量檢測部602與第一副通路305的位置關系、形狀等的關系。
固定配置有電路基板400的流量檢測部602的第一副通路305,例如由于表側副通路槽332和背側副通路槽334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)是由前罩303、后罩304覆蓋殼體302的兩面的作業(yè)。該作業(yè)非常簡單,是導致測量精度降低的因素較少的作業(yè)工序。另外,通過成形精度高的樹脂模制工藝來生產(chǎn)前罩303、后罩304。因此,能夠高精度地完成以預定的關系設置電路基板400的流量檢測部602的副通路。采用該方法,除了提高測量精度之外,還能夠提高生產(chǎn)率。
與此對照,以往是通過制造副通路并用粘接劑將測量部粘接于副通路來生產(chǎn)熱式流量計。這種使用粘接劑的方法,粘接劑的厚度偏差大,并且粘接位置、粘接角度會在每件產(chǎn)品中不同。因此,在提高測量精度上存在極限。此外,在以量產(chǎn)工藝進行這些作業(yè)時,提高測量精度非常難。
在本發(fā)明的實施例中,在通過樹脂模制來固定電路基板400的同時,通過樹脂模制來成形用于形成第一副通路305的副通路槽。通過這種方式,能夠以極高的精度確保副通路槽的形狀并以極高的精度將流量檢測部602固定于副通路槽。
與流量的測量有關的部分、例如是流量檢測部602或安裝流量檢測部602的測量用流路面430,設置于電路基板400的表面。流量檢測部602和測量用流路面430,從成形殼體302的樹脂露出。即,使得流量檢測部602和測量用流路面430不會被成形殼體302的樹脂覆蓋。在殼體302的樹脂模制后直接利用電路基板400的流量檢測部602、測量用流路面430,在物理量檢測裝置300的流量測量中使用。通過這種方式來提高測量精度。
在本發(fā)明的實施例中,通過在殼體302一體成形電路基板400,從而在具有第一副通路305的殼體302固定有電路基板400,因此能夠?qū)㈦娐坊?00可靠地固定于殼體302。特別是,由于電路基板400的突出部403具有貫通間隔壁335而向第一副通路305突出的結構,因此第一副通路305與電路室Rc之間的密封性高,能夠防止被測量氣體30從第一副通路305向電路室Rc泄漏,防止電路基板400的電路部件、配線等接觸被測量氣體30而被腐蝕的問題。
3.6端子連接部320的構造和效果
接下來,參照圖10-1至圖10-4對端子連接部的構造進行說明。圖10-1是說明端子連接部的構造的圖,圖10-2是說明端子連接部的構造的圖,圖10-3是圖10-1的F-F線剖視圖,圖10-4是圖10-2的G-G線剖視圖。
端子連接部320具有在外部端子323的內(nèi)端部361與電路基板400的連接端子412之間用鋁線或金線413進行連接的結構。如圖10-1所示那樣,各外部端子323的內(nèi)端部361從凸緣311側向電路室Rc內(nèi)突出,與電路基板400的連接端子412的位置配合并彼此空出預定間隔排列配置。
內(nèi)端部361如圖10-3所示那樣,配置在與電路基板400的表面成為大致表面一致的位置。并且,其前端從測量部331的表面向背面?zhèn)日蹚澇纱笾翷字狀,并向測量部331的背面突出。各內(nèi)端部361如圖10-4(a)所示那樣,前端分別通過連結部365連結,并如圖10-4(b)所示那樣,在模制成形后將連結部365切斷,而各自分割。
內(nèi)端部361和電路基板400以配置于同一平面上的方式用模制工藝將各內(nèi)端部361通過樹脂模制固定于殼體302。各內(nèi)端部361為了防止變形、配置的偏離,而在彼此以連結部365連結而一體化的狀態(tài)下,通過樹脂模制工藝固定于殼體302。并且,在固定于殼體302之后,將連結部365切斷。
內(nèi)端部361在從測量部331的表面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)缺粖A入的狀態(tài)下進行樹脂模制,此時,內(nèi)端部361的表面整面地與模具抵接,在內(nèi)端部361的背面與固定銷抵接。因此,焊接鋁線或金線的內(nèi)端部361的表面,不會因樹脂泄漏而被模制樹脂覆蓋,而能夠完全露出,能夠容易地進行導線的焊接。此外,以固定銷按壓內(nèi)端部361后的銷孔340形成于測量部331。
內(nèi)端部361的前端向形成于測量部331的背面的凹部341內(nèi)突出。凹部341被后罩304覆蓋,并利用激光焊接等將凹部341的周圍與后罩304連續(xù)地接合,形成密閉的室內(nèi)空間。因此,能夠防止內(nèi)端部361接觸被測量氣體30而被腐蝕的問題。
4.電路基板400的外觀
4.1具備流量檢測部602的測量用流路面430的成形
在圖7-1~圖7-6中示出了電路基板400的外觀。此外,在電路基板400的外觀上記載的斜線部分,示出了在以樹脂模制工藝成形殼體302時由樹脂覆蓋電路基板400而進行固定的固定面432及固定面434。
圖7-1是電路基板的正視圖,圖7-2是電路基板的右側視圖,圖7-3是電路基板的后視圖,圖7-4是電路基板的左側視圖,圖7-5是表示圖7-1的LSI部分的剖面的C1-C1線剖視圖,圖7-6是與圖7-1的C1-C1線剖面相當?shù)谋硎玖硪粋€實施例的圖。
電路基板400具有基板主體401,在基板主體401的表面上設置有電路部和傳感元件即流量檢測部602,在基板主體401的背面上設置有傳感元件即壓力傳感器421和濕度傳感器422?;逯黧w401由玻璃環(huán)氧樹脂制的材料構成,與陶瓷材料的基板相比具有與成形殼體302的熱塑性樹脂的熱膨脹系數(shù)近似的值。因此,在殼體302上進行插入成形時,能夠使由熱膨脹系數(shù)的差引起的應力減小,能夠減小電路基板400的變形。
基板主體401呈具有一定厚度的平板形狀,具有大致四邊形的基座部402、從基座部402的一邊突出且比基座部402小一圈的大致四邊形的突出部403而在俯視視角下呈大致T字形狀。在基座部402的表面上設置有電路部。電路部是通過在未圖示的電路配線上安裝LSI414、微機415、電源穩(wěn)壓器416、電阻或電容器等片狀部件417等電子零部件而構成。電源穩(wěn)壓器416與微機415、LSI414等其它的電子零部件相比發(fā)熱量較大,在電路室Rc中相對地配置于上游側。LSI414以包含金線411的方式整體地被合成樹脂材料419封裝,在進行插入成形時使電路基板400的操作性提高。
如圖7-5所示那樣,在基板主體401的表面凹陷地設置有嵌入LSI414的凹部402a。該凹部402a能夠通過對基板主體401實施激光加工而形成。玻璃環(huán)氧樹脂制的基板主體401與陶瓷制的基板主體相比容易加工,能夠容易地設置凹部402a。凹部402a具有使LSI414的表面與基板主體401的表面成為表面一致的深度。這樣使LSI414的表面與基板主體401的表面的高度一致,容易實現(xiàn)在LSI414與基板主體401之間利用金線411連結的導線接合,容易制造電路基板400。LSI414例如也能夠如圖7-6所示那樣在基板主體401的表面直接設置。在該構造的情況下,覆蓋LSI414的合成樹脂材料419會較大幅度地突出,但是不需要在基板主體401上形成凹部402a的加工,從而能夠簡化制造工藝。
突出部403在將電路基板400在殼體302上插入成形時配置于第一副通路305內(nèi),突出部403的表面即測量用流路面430沿著被測量氣體30的流向延伸。在突出部403的測量用流路面430設置有流量檢測部602。流量檢測部602與被測量氣體30進行熱傳遞,對被測量氣體30的狀態(tài)、例如被測量氣體30的流速進行測量,輸出表示流過主通路124的流量的電信號。為了使流量檢測部602高精度地對被測量氣體30的狀態(tài)進行測量,優(yōu)選在測量用流路面430附近流動的氣體為層流而少紊亂。因此優(yōu)選流量檢測部602的表面與測量用流路面430的面為表面一致、或者差值在預定值以下。
在測量用流路面430的表面凹陷地設置有凹部403a,嵌入有流量檢測部602。該凹部403a也能夠通過實施激光加工而形成。凹部403a具有使流量檢測部602的表面與測量用流路面430的表面成為表面一致的深度。流量檢測部602及其配線部分被合成樹脂材料418覆蓋,防止因含鹽分的水的附著而發(fā)生電腐蝕。
在基板主體401的背面設置有兩個壓力傳感器421A、421B和一個濕度傳感器422。兩個壓力傳感器421A、421B分為上游側和下游側并配置成一列。并且,在壓力傳感器421B的下游側配置有濕度傳感器422。這兩個壓力傳感器421A、421B和一個濕度傳感器422配置在傳感器室Rs內(nèi)。在圖7-3所示的例子中,對具有兩個壓力傳感器421A、421B和一個濕度傳感器422的情況進行了說明,但是也可以如圖8-2(a)所示那樣,僅有壓力傳感器421B和濕度傳感器422,另外也可以如圖8-3(a)所示那樣,僅設置有濕度傳感器422。
電路基板400的基板主體401的背面構成了第二副通路306的通路壁面的一部分。因此,能夠利用通過第二副通路306的被測量氣體30對基板主體401整體進行冷卻。
4.2溫度檢測部451的構造
在基座部402的上游側的端邊上且為突出部403側的角部設置有溫度檢測部451。溫度檢測部451構成了一個用于檢測在主通路124中流動的被測量氣體30的物理量的檢測部,且設置于電路基板400。電路基板400具有從第二副通路306的第二副通路入口306a向被測量氣體30的上游突出的突出部450,溫度檢測部451具有在突出部450上且為電路基板400的背面設置的片狀的溫度傳感器453。溫度傳感器453及其配線部分被合成樹脂材料覆蓋,防止因含鹽分的水的附著而發(fā)生電腐蝕。
例如像圖3-2所示那樣,在設置有第二副通路入口306a的測量部331的中央部,構成殼體302的測量部331內(nèi)的上游側外壁336向下游側凹陷,電路基板400的突出部450從上述凹陷形狀的上游側外壁336向上游側突出。突出部450的前端配置在比上游側外壁336的最靠近上游側的面凹陷的位置。溫度檢測部451在電路基板400的背面、即以面向第二副通路306側的方式設置于突出部450。
在溫度檢測部451的下游側形成有第二副通路入口306a,因此從第二副通路入口306a向第二副通路306流入的被測量氣體30是在與溫度檢測部451接觸之后流入第二副通路入口306a,在與溫度檢測部451接觸時檢測溫度。接觸了溫度檢測部451的被測量氣體30直接從第二副通路入口306a流入第二副通路306,并在通過第二副通路306之后從第二副通路出口306b向主通路124排出。
4.3利用樹脂模制工藝對電路基板400的固定及其效果
在圖9-1中,斜線的部分表示固定面432,該固定面432是在樹脂模制工藝中,用于為了在殼體302上固定電路基板400,而以在樹脂模制工藝中使用的熱塑性樹脂覆蓋電路基板400。高精度地將測量用流路面430及在測量用流路面430上設置的流量檢測部602與副通路的形狀的關系維持為預定的關系非常重要。
在樹脂模制工藝中,在成形副通路的同時在成形副通路的殼體302上固定電路基板400,因此能夠以極高的精度維持上述副通路與測量用流路面430及流量檢測部602的關系。即,在樹脂模制工藝中將電路基板400固定于殼體302,因此在用于成形具備副通路的殼體302的模具內(nèi),能夠?qū)㈦娐坊?00高精度地定位并固定。通過向該模具內(nèi)注入高溫的熱塑性樹脂,從而高精度地成形副通路,并且高精度地固定電路基板400。因此,能夠?qū)⒚總€電路基板400產(chǎn)生的誤差、偏差抑制為非常小的值。結果是能夠極大地改善電路基板400的測量精度。
在該實施例中,通過使殼體302成形的模制樹脂的固定部372、373覆蓋基板主體401的基座部402的外周而成為固定面432、434。在圖9-1所示的實施例中,作為進一步牢固地進行固定的固定手段,在電路基板400的基板主體401設置貫通孔404,通過以模制樹脂埋沒該貫通孔404,從而使基板主體401的固定力增加。貫通孔404設置于利用間隔壁335固定的部位,間隔壁335經(jīng)由貫通孔404將基板主體401的表側與背側連結。
優(yōu)選貫通孔404設置于與間隔壁335對應的部位。模制樹脂是熱塑性樹脂,基板主體401是玻璃環(huán)氧制,因此彼此間的化學接合作用弱、不易緊貼。并且,間隔壁335的長度尺寸大于其寬度尺寸,形成了容易在離開基板主體401的方向上包藏的構造。因此,通過將貫通孔404設置于與間隔壁335對應的部位,能夠使將基板主體401夾入其間的間隔壁335彼此之間經(jīng)由貫通孔404物理地相互結合。因此,能夠?qū)㈦娐坊?00更加牢固地固定于殼體302,能夠防止與突出部403之間形成間隙。因此,能夠防止被測量氣體30通過間隔壁335與突出部403之間的間隙侵入電路室Rc的情況,能夠?qū)㈦娐肥襌c內(nèi)部完全密閉。
在圖9-2所示的實施例中,除了貫通孔404之外,還在基座部402的上游側的端邊和下游側的端邊分別設置有圓孔形狀的貫通孔405,并以模制樹脂埋沒該貫通孔405而使基板主體401的固定力進一步增加。基座部402的上游側的端邊和下游側的端邊被測量部331的固定部372、373(參照圖3-1、3-2)從厚度方向兩側夾入,進而經(jīng)由貫通孔405將表側和背側連結。因此,能夠?qū)㈦娐坊?00更加牢固地固定于殼體302。
此外,雖然優(yōu)選在間隔壁335上設置貫通孔404,但是在以預定的固定力將間隔壁335固定于基板主體401的情況下,能夠省略貫通孔404。在圖9-3所示的實施例中,省略了貫通孔404,并在基座部402的上游側的端邊和下游側的端邊設置有貫通孔405。采用該結構也能將電路基板400的基板主體401牢固地固定于殼體302。
此外,貫通孔并不限定于圓孔形狀,例如也可以如圖9-4所示那樣,是長孔形狀的貫通孔406。在本實施例中,長孔形狀的貫通孔406以沿著基座部402的上游側的端邊和下游側的端邊延伸設置的方式進行了設置。該貫通孔406與圓孔形狀相比,將測量部331的表側和背側連結的樹脂的量變多,從而能夠獲得更高的固定力。
另外,在上述各實施例中,作為固定手段的例子對貫通孔404、405、406的情況進行了說明,但是并不限定于貫通孔。例如在圖9-5所示的實施例中,在基座部402的上游側的端邊和下游側的端邊設置有沿著其長度方向延伸設置的較大的切口部407。此外,在圖9-6所示的實施例中,沿著基座部402與突出部403之間設置有切口部408。另外,在圖9-7所示的實施例中,在基座部402的上游側的端邊和下游側的端邊以預定間隔排列設置有多個切口部409。此外,在圖9-8所示的實施例中,設置有從突出部403的兩側向基座部402切口而成的一對的切口部410。采用這些結構,也能夠?qū)㈦娐坊?00的基板主體401牢固地固定于殼體302。
5.物理量檢測裝置300的電路結構
圖11-1是物理量檢測裝置300的電路圖。物理量檢測裝置300具有:流量檢測電路601、溫濕度檢測電路701。
流量檢測電路601具備:具有發(fā)熱體608的流量檢測部602、和處理部604。處理部604對流量檢測部602的發(fā)熱體608的發(fā)熱量進行控制,并且基于流量檢測部602的輸出將表示流量的信號經(jīng)由端子662向微機415輸出。為了進行上述處理,處理部604具備:中央處理器(以下記為CPU)612、輸入電路614、輸出電路616、存儲表示修正值或測量值與流量的關系的數(shù)據(jù)的存儲器618、將恒定電壓向各所需電路供給的電源電路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。
在流量檢測部602設置有用于加熱被測量氣體30的發(fā)熱體608。從電源電路622向構成發(fā)熱體608的電流供給電路的晶體管606的集電極供給電壓V1,從CPU612經(jīng)由輸出電路616向上述晶體管606的基極施加控制信號,并基于該控制信號從上述晶體管606經(jīng)由端子624向發(fā)熱體608供給電流。通過從上述CPU612經(jīng)由輸出電路616向構成發(fā)熱體608的電流供給電路的晶體管606施加的控制信號來控制向發(fā)熱體608供給的電流量。處理部604以通過利用發(fā)熱體608進行加熱而使被測量氣體30的溫度比最初的溫度高出預定溫度、例如100℃的方式來控制發(fā)熱體608的發(fā)熱量。
流量檢測部602具有:用于控制發(fā)熱體608的發(fā)熱量的發(fā)熱控制電橋640、用于測量流量的流量檢測電橋650。從電源電路622經(jīng)由端子626向發(fā)熱控制電橋640的一端供給恒定電壓V3,發(fā)熱控制電橋640的另一端與接地端子630連接。另外,從電源電路622經(jīng)由端子625向流量檢測電橋650的一端供給恒定電壓V2,流量檢測電橋650的另一端與接地端子630連接。
發(fā)熱控制電橋640具有電阻值基于被加熱的被測量氣體30的溫度而發(fā)生變化的測溫電阻器即電阻642,電阻642、電阻644、電阻646以及電阻648構成了電橋電路。將電阻642與電阻646的交點A和電阻644與電阻648的交點B之間的電位差向輸入電路614輸入,CPU612以使交點A與交點B之間的電位差成為預定值、在本實施例中為零伏特的方式對從晶體管606供給的電流進行控制來控制發(fā)熱體608的發(fā)熱量。圖11-1中記載的流量檢測電路601以比被測量氣體30的原始溫度高出恒定溫度、例如始終高出100℃的方式利用發(fā)熱體608對被測量氣體30進行加熱。為了能夠高精度地進行該加熱控制,將構成發(fā)熱控制電橋640的各電阻的電阻值設定為,當被發(fā)熱體608加熱的被測量氣體30的溫度比最初的溫度高出恒定溫度、例如始終高出100℃時,則使上述交點A與交點B之間的電位差變?yōu)榱惴亍R虼?,在流量檢測電路601中,CPU612以使交點A與交點B之間的電位差變?yōu)榱惴氐姆绞絹砜刂葡虬l(fā)熱體608供給的電流。
流量檢測電橋650由電阻652、電阻654、電阻656以及電阻658這四個測溫電阻器構成。這四個測溫電阻器沿著被測量氣體30的流向配置,電阻652和電阻654相對于發(fā)熱體608配置于被測量氣體30的流路中的上游側,電阻656和電阻658相對于發(fā)熱體608配置于被測量氣體30的流路中的下游側。另外,為了提高測量精度,電阻652和電阻654以與發(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以與發(fā)熱體608的距離彼此大致相同的方式配置。
將電阻652與電阻656的交點C、和電阻654與電阻658的交點D之間的電位差經(jīng)由端子632和端子631向輸入電路614輸入。為了提高測量精度,例如將流量檢測電橋650的各電阻設定為,在被測量氣體30的流量為零的狀態(tài)下,上述交點C與交點D之間的電位差為零。因此,上述交點C與交點D之間的電位差為例如零伏特的狀態(tài)下,CPU612基于被測量氣體30的流量為零的測量結果,從端子662輸出表示主通路124的流量為零的電信號。
在被測量氣體30沿著圖11-1的箭頭方向流動的情況下,配置于上游側的電阻652、電阻654被被測量氣體30冷卻,配置于被測量氣體30的下游側的電阻656和電阻658由于經(jīng)過發(fā)熱體608加熱的被測量氣體30而被加熱,這些電阻656和電阻658的溫度上升。因此,會在流量檢測電橋650的交點C與交點D之間產(chǎn)生電位差,將該電位差經(jīng)由端子631與端子632向輸入電路614輸入。CPU612基于流量檢測電橋650的交點C與交點D之間的電位差,檢索在存儲器618中存儲的表示上述電位差與主通路124的流量的關系的數(shù)據(jù),求出主通路124的流量。表示這樣求出的主通路124的流量的電信號經(jīng)由端子662輸出。此外,圖11-1所示的端子664及端子662雖然重新記載了參照編號,但是包含于之前說明的圖9-1所示的連接端子412。
在上述存儲器618中存儲有表示上述交點C與交點D的電位差和主通路124的流量的關系的數(shù)據(jù),此外還存儲有在電路基板400制造后基于氣體的實測值求出的、用于減小偏差等測定誤差的修正數(shù)據(jù)。
溫濕度檢測電路701具備:從溫度傳感器453和濕度傳感器422輸入檢測信號的放大器或A/D等輸入電路、輸出電路、存儲表示修正值或溫度與絕對濕度的關系的數(shù)據(jù)的存儲器、將恒定電壓向各所需電路供給的電源電路。從流量檢測電路601和溫濕度檢測電路701輸出的信號被輸入微機415。微機415具有流量計算部、溫度計算部、以及絕對濕度計算部,基于信號算出被測量氣體30的物理量即流量、溫度、絕對濕度,并向控制裝置200輸出。
在物理量檢測裝置300與控制裝置200之間利用通信電纜進行連接,按照SENT、LIN、CAN等通信標準來進行使用數(shù)字信號的通信。在本實施例中,從微機415向LIN驅(qū)動器420輸入信號,從LIN驅(qū)動器420進行LIN通信。從物理量檢測裝置300的LIN驅(qū)動器向控制裝置200輸出的信息,使用單一或雙線的通信電纜以數(shù)字通信方式進行疊加并輸出。
微機415的絕對濕度計算部基于從濕度傳感器422輸出的相對濕度的信息和溫度信息來計算絕對濕度,并基于誤差對該絕對濕度進行修正處理。通過絕對濕度計算部計算的修正后的絕對濕度,在控制裝置200中用于各種發(fā)動機運轉(zhuǎn)控制。另外,控制裝置200能夠?qū)⒕C合誤差的信息直接用于各種發(fā)動機運轉(zhuǎn)控制。
此外,在上述圖11所示的實施例中,物理量檢測裝置300具有LIN驅(qū)動器420,對進行LIN通信的情況進行了說明,但是并不限定于此,也可以如圖11-2所示那樣,不使用LIN通信而是直接與微機415進行通信。
以上,對本發(fā)明的實施方式進行了詳細說明,但是本發(fā)明并不限定于上述的實施方式,在不脫離權利要求書記載的本發(fā)明的精神的范圍內(nèi)能夠進行各種設計變更。例如,為了容易理解本發(fā)明而對上述實施方式進行了詳細說明,但是并不限定于具有所說明的全部結構。另外,能夠?qū)⒛骋粚嵤┓绞降慕Y構置換為另一實施方式的結構,另外,也能夠向某一實施方式的結構添加另一實施方式的結構。此外,能夠?qū)Ω鲗嵤┓绞降慕Y構的一部分進行其它結構的添加、刪除、置換。
符號說明
30—被測量氣體;124—主通路;300—物理量檢測裝置;302—殼體;400—電路基板;404、405、406—貫通孔;407、408—切口部;421A、421B—壓力傳感器(第三檢測部);422—濕度傳感器(第二檢測部);602—流量檢測部(第一檢測部)。