物理量檢測裝置的制作方法

本發明涉及內燃機的吸入空氣的物理量檢測裝置。

背景技術：

專利文獻1中展示了如下的熱式空氣流量傳感器的結構：具有用于測量空氣流量的流量傳感器元件和測量物理量的環境傳感器元件，流量傳感器元件配置在副通路，在與副通路隔開間隔的測量室中配置環境傳感器，環境傳感器配置得比流量傳感器靠主空氣流中心側。專利文獻1中，作為環境傳感器元件，在共用的半導體基板上一體地形成有濕度傳感器元件、壓力傳感器元件、溫度傳感器元件。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2010-151795號公報

技術實現要素：

發明要解決的課題

在專利文獻1所述在半導體基板上一體地形成濕度傳感器元件和壓力傳感器元件的結構中，存在水滴或塵埃混在空氣流中流入而附著于各元件的可能性。尤其是濕度傳感器元件，如果水滴附著，則存在水滴干燥之前妨礙正確的測量的隱患。而且存在因塵埃附著于濕度傳感器元件而使特性變化的隱患。為了提高濕度傳感器元件的檢測精度和降低塵埃導致的特性變化，需要采用水滴、塵埃不易到達濕度傳感器元件的結構。

本發明鑒于上述點而提出，其目的為提供能夠減少水、塵埃對濕度傳感器元件的附著的物理量檢測裝置。

用于解決課題的技術方案

為了解決上述問題，本發明的物理量檢測裝置的特征在于：將濕度傳感器元件和溫度傳感器元件配置在同一電路基板上，將上述濕度傳感器元件和壓力傳感器元件配置在同一通路的流線上，在上述濕度傳感器元件的上游配置至少一個上述壓力傳感器元件。

發明效果

通過本發明，能夠以簡單的結構減少濕度傳感器元件的粘水、粘塵。此外，除此之外的問題、結構和效果通過以下實施方式的說明可得以明了。

附圖說明

圖1是表示內燃機控制系統中使用本發明的物理量檢測裝置的一個實施例的系統圖。

圖2是物理量檢測裝置的主視圖。

圖3是物理量檢測裝置的后視圖。

圖4是物理量檢測裝置的左側視圖。

圖5是物理量檢測裝置的右側視圖。

圖6是物理量檢測裝置的仰視圖。

圖7是表示從物理量檢測裝置取下正面罩后的狀態的主視圖。

圖8A是表示從物理量檢測裝置取下背面罩后的狀態的后視圖。

圖8B說明其它實施例的后視圖。

圖8C說明其它實施例的后視圖。

圖8D說明其它實施例的后視圖。

圖8E說明其它實施例的后視圖。

圖9是圖7的A-A截面向視圖。

圖10是說明正面罩的結構的圖。

圖11是說明背面罩的結構的圖。

圖12是電路基板的主視圖。

圖13是電路基板的右側視圖。

圖14是電路基板的后視圖。

圖15是電路基板的左側視圖。

圖16是說明物理量檢測裝置的輸入輸出的框圖。

圖17是說明物理量檢測裝置的電路結構的一個例子的圖。

具體實施方式

以下說明的用于實施發明的方式(以下稱為實施例)解決作為實際產品所期望的各種研究問題，尤其解決為了作為檢測車輛的吸入空氣的物理量的檢測裝置使用而希望解決的各種研究問題，達到各種效果。下述實施例解決的各種研究問題的其中之一是在上述發明要解決的課題欄中記載的內容，并且下述實施例達到的各種效果的其中之一是發明效果欄中記載的效果。對于下述實施例解決的各種研究問題以及通過下述實施例達到的各種效果，在下述實施例的說明中敘述。因此，下述實施例中敘述的實施例解決的研究問題和效果也記載了發明要解決的課題欄和發明效果欄的內容之外的內容。

以下的實施例中，相同的附圖標記即使圖號不同也表示相同的結構，達到相同的作用效果。對于已說明的結構，存在僅在圖中標出附圖標記而省略說明的情況。

1.在內燃機控制系統中使用本發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燃機控制系統中使用本發明的物理量檢測裝置的一個實施例的系統圖。基于包括發動機氣缸112和發動機活塞114的內燃機110的動作，吸入空氣作為被測量氣體30從空氣濾清器122吸入，經作為主通路124的吸氣體、節氣門體126、吸氣歧管128等導入發動機氣缸112的燃燒室。作為導入燃燒室的吸入空氣的被測量氣體30的物理量由本發明的物理量檢測裝置300檢測，基于其檢測出的物理量從燃料噴射閥152供給燃料，與吸入空氣一起以混合氣體的狀態導入燃燒室。此外，在本實施例中，燃料噴射閥152設在內燃機的吸氣口上，噴射到吸氣口的燃料與作為吸入空氣的被測量氣體30一起形成混合氣體，經吸氣閥116導入燃燒室，燃燒而產生機械能。

被導入燃燒室的燃料和空氣形成燃料和空氣的混合狀態，通過火花塞154的火花點火，爆發地燃燒而產生機械能。燃燒后的氣體從排氣閥118導入排氣管，作為排出氣體24從排氣管排出到車外。作為導入上述燃燒室的吸入空氣的被測量氣體30的流量通過基于油門踏板的操作來改變其開度的節氣閥132控制。通過基于導入上述燃燒室的吸入空氣的流量來控制燃料供給量，駕駛者控制節氣閥132的開度來控制導入上述燃燒室的吸入空氣的流量，從而能夠控制內燃機產生的機械能。

1.1內燃機控制系統的控制概要

作為從空氣濾清器122吸入并流入主通路124的吸入空氣的被測量氣體30的流量、溫度、濕度、壓力等物理量由物理量檢測裝置300檢測，表示吸入空氣的物理量的電信號從物理量檢測裝置300輸入到控制裝置200。此外，測量節氣閥132的開度的節氣閥角度傳感器144的輸出也被輸入到控制裝置200，進一步地，內燃機的發動機活塞114、吸氣閥116和排氣閥118的位置、狀態以及用于測量內燃機的轉速的旋轉角度傳感器146的輸出也被輸入到控制裝置200。為了根據排出氣體24的狀態來測量燃料量與空氣量的混合比的狀態，氧氣傳感器148的輸出被輸入到控制裝置200。

控制裝置200基于作為物理量檢測裝置300的輸出的吸入空氣的物理量和根據旋轉角度傳感器146的輸出而測得的內燃機轉速，計算燃料噴射量和點火時間。基于這些運算結果來控制從燃料噴射閥152供給的燃料量和由火花塞154點火的點火時期。燃料供給量和點火時期實際上進一步基于物理量檢測裝置300所檢測出的溫度、節氣閥角度的變化狀態、發動機轉速的變化狀態、氧傳感器148測得的空燃比的狀態，精細地進行控制。進而在內燃機的怠速運行狀態中，控制裝置200通過怠速空氣控制閥156對旁通節氣閥132的空氣量進行控制，控制怠速運行狀態的內燃機轉速。

1.2物理量檢測裝置的檢測精度提高的重要性和物理量檢測裝置的安裝環境

作為內燃機的主要控制量的燃料供給量和點火時間均是將物理量檢測裝置300的輸出作為主參數來計算得到的。因此，物理量檢測裝置300的檢測精度的提高、隨時間變化的抑制和可靠性的提高對于車輛的控制精度的提高和可靠性的確保是重要的。

尤其是近年來關于車輛燃料節省的需求非常高，并且關于排出氣體凈化的需求也非常高。為了滿足這些需求，通過物理量檢測裝置300檢測出的吸入空氣的物理量的檢測精度的提高非常重要。此外，維持物理量檢測裝置300的高可靠性也很重要。

安裝了物理量檢測裝置300的車輛在溫度和濕度的變化較大的環境中使用。期望物理量檢測裝置300考慮到應對該使用環境的溫度和濕度變化的對策以及應對塵埃和污染物質等的對策。

此外，物理量檢測裝置300安裝在受到來自內燃機的發熱的影響的吸氣管中。因此，內燃機發出的熱經由作為主通路124的吸氣管傳遞到物理量檢測裝置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，因此盡可能地抑制來自外部的熱的影響是重要的。

車上安裝的物理量檢測裝置300不僅如下所述解決發明要解決的課題欄中記載的課題，達到發明效果欄中記載的效果，而且如下所述，充分地考慮了上述各種課題，解決作為產品所要求的各種課題，達到各種效果。物理量檢測裝置300所解決的具體課題和達到的具體效果在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的外觀結構

圖2～圖6是表示物理量檢測裝置300的外觀的圖，圖2是物理量檢測裝置300的主視圖，圖3是后視圖，圖4是左側視圖，圖5是右側視圖，圖6是仰視圖。

物理量檢測裝置300包括殼體302、正面罩303和背面罩304。殼體302通過將合成樹脂材料模塑成形而構成，包括用于將物理量檢測裝置300固定在作為主通路124的吸氣體的凸緣311、具有從凸緣311突出而用于進行與外部設備的電連接的連接器的外部連接部321、以從凸緣311向主通路124中心突出的方式延伸的測量部331。

在測量部331，通過在對殼體302進行模塑成形時進行嵌件成形而一體地設置電路基板400(參考圖7)。在電路基板400設有用于檢測流過主通路124的被測量氣體30的物理量的至少一個檢測部和用于對檢測部檢測出的信號進行處理的電路部。檢測部配置于曝露在被測量氣體30中的位置，電路部配置在被正面罩303密封的電路室內。

測量部331的正面和背面設有副通路槽，通過與正面罩303和背面罩304的聯合而形成第一副通路305。測量部331的前端部設有用于使吸入空氣等被測量氣體30的一部分進入第一副通路305的第一副通路入口305a和用于使被測量氣體30從第一副通路305返回主通路124的第一副通路出口305b。在第一副通路305的通路中途，電路基板400的一部分突出，該突出部分配置了作為檢測部的流量檢測部602(參考圖7)，使得能夠檢測被測量氣體30的流量。

在比第一副通路305靠凸緣部311的測量部331中間部分設有用于使吸入空氣等被測量氣體30的一部分進入傳感器室Rs的第二副通路306。第二副通路306由測量部331和背面罩304的聯合而形成。第二副通路306設有為了使被測量氣體30進入而在上游側外壁336開口的第二副通路入口306a和為了使被測量氣體30從第二副通路306返回主通路124而在下游側外壁338開口的第二副通路開口306b。第二副通路306與形成在測量部331的背面側的傳感器室Rs連通。傳感器室Rs中配置有設于電路基板400背面的作為檢測部的壓力傳感器和濕度傳感器。

2.2基于物理量檢測裝置300的外觀結構的效果

物理量檢測裝置300在從凸緣部331向主通路124的中心方向延伸的測量部331的中間部分設有第二副通路入口306a，在測量部331的前端部設有第一副通路入口305a。因此，不僅使主通路124的內壁面附近的氣體，還能夠使離開內壁面的中央部附近的氣體分別進入第一副通路305和第二副通路306中。因此，物理量檢測裝置300能夠測量離開主通路124的內壁面的部分的氣體的物理量，能夠減少由熱或內表面附近的流速降低導致的物理量測量誤差。

測量部331形成為沿著從主通路124的外壁向中央的軸較長地延伸的形狀，厚度大小如圖4和圖5記載，形成為狹窄的形狀。即，物理量檢測裝置300的測量部331形成為側面寬度薄、正面為大致長方形的形狀。由此，物理量檢測裝置300能夠具有長度足夠的第一副通路305，能夠將對于被測量氣體30的流體阻力抑制在較小的值。由此，物理量檢測裝置300能夠在將流體阻力抑制在較小的值的同時以高精度測量被測量氣體30的流量。

2.3凸緣311的結構和效果

在凸緣311，在與主通路124相對的下表面312設有多個凹陷313，減小與主通路124之間的熱傳遞面，物理量檢測裝置300不易受熱的影響。物理量檢測裝置300中，測量部331從設置在主通路124的安裝孔插入內部，凸緣311的下表面312與主通路124相對。主通路124例如為吸氣體，主通路124維持高溫的情況較多。反之在寒冷地區啟動時，有主通路124為極低溫度的情況。如果這樣的主通路124的高溫或低溫的狀態對各種物理量的測量造成影響，則測量精度降低。凸緣311在下表面312具有凹陷313，在與主通路124相對的下表面312與主通路124之間形成空間。因此，降低了從主通路124向物理量檢測裝置300的熱傳遞，能夠防止熱導致的測量精度的降低。

凸緣311的螺紋孔314用于將物理量檢測裝置300固定在主通路124，因此在各螺紋孔314周圍的與主通路124相對的面與主通路124之間形成空間，使得這些螺紋孔314周圍的與主通路124相對的面遠離主通路124。通過這樣，形成能夠減少從主通路124到物理量檢測裝置300的熱傳遞、防止熱導致的測量精度的降低的結構。

2.4外部連接部321的結構

外部連接部321具有從設于凸緣311的上表面的凸緣311向被測量氣體30的流動方向下游側突出的連接器322。連接器322設有插入孔322a，用于在其中插入與控制裝置200之間進行連接的通信線纜。在插入孔322a內，如圖5所示，在內部設有4個外部端子323。外部端子323為用于輸出作為物理量檢測裝置300的測量結果的物理量的信息的端子和用于供給使物理量檢測裝置300工作的直流電力的電源端子。

連接器322具有從凸緣311向被測量氣體30的流動方向下游側突出、從流動方向下游側向上游側插入的形狀，但并不限定于該形狀，例如可具有從凸緣311的上表面垂直地突出、沿測量部331的延伸方向插入的形狀，能夠進行各種變更。

3.殼體的整體結構及其效果

3.1殼體302的整體結構

接著，針對殼體302的整體結構利用圖7、圖8A～圖8F、圖9進行說明。圖7、圖8A～圖8F是表示從物理量檢測裝置300取下正面罩303和背面罩304后的殼體302的狀態的圖，圖7是殼體302的主視圖、圖8A～圖8F是殼體302的后視圖，圖9是圖7的A-A截面圖。

殼體302形成為測量部331從凸緣311向主通路124的中心延伸的結構。電路基板400在測量部331的基端側嵌件成形(insert molding)。電路基板400沿測量部331的面平行地配置在測量部331的正面與反面的中間位置，與殼體302一體地模塑，將測量部331的基端側劃分為厚度方向的一側和另一側。

在測量部331的正面側形成容納電路基板400的電路部的電路室Rc，背面側形成容納壓力傳感器421和濕度傳感器422的傳感器室Rs。電路室Rc通過將正面罩303安裝于殼體302來密封，與外部完全地隔離。另一方面，傳感器室Rs通過將背面罩304安裝于殼體302而形成與測量部331的外部連通的室內空間，作為第二副通路306的一部分。電路基板400的一部分從將測量部331的電路室Rc與第一副通路305之間分隔的分隔壁335向第一副通路305內突出，在該突出部分的測量用流路面430設有流量檢測部602。

3.2副通路槽的結構

在測量部331的長度方向前端側設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7所示的正面側副通路槽332和圖8A所示的背面側副通路槽334。如圖7所示，正面側副通路槽332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去而逐漸向處于測量部331的基端側的凸緣311側彎曲，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之間延伸的方式沿主通路124的被測量氣體30的流動方向形成。

如圖8A所示，背面側副通路槽334從上游側外壁336向下游側外壁338去，在上游側外壁336與下游側外壁338的中間位置分為兩條，一條作為排出通路，維持原樣直線狀地延伸，在下游側外壁338的排出口305c開口，另一條隨著向下游側外壁338去而逐漸向處于測量部331的基端側的凸緣311側彎曲，在下游側外壁338的附近位置與開口部333連通。

背面側副通路槽334形成被測量氣體30從主通路124流入的入口槽，正面側副通路槽332形成使從背面側副通路槽334進入的被測量氣體30返回主通路124的出口槽。由于正面側副通路槽332和背面側副通路槽334設置在殼體302的前端部，因此能夠將離開主通路124的內壁面的部分的氣體、換言之將流過靠近主通路124中央部的部分的氣體作為被測量氣體30取入。流過主通路124的內壁面附近的氣體受主通路124的壁面溫度的影響，經常具有與吸入空氣等流過主通路124的氣體的平均溫度不同的溫度。此外，流過主通路124的內表面附近的氣體經常顯現出比在主通路124中流動的氣體的平均流速低的流速。由于實施例的物理量檢測裝置300不易受這樣的影響，因此能夠抑制測量精度的降低。

如圖8A所示，流過主通路12的被測量氣體300的一部分從第一副通路入口305a進入背面側副通路槽334內，在背面側副通路槽334內流動。然后，被測量氣體30中所包含的質量大的異物和一部分被測量氣體一起從分支處維持原樣地流入直線狀延伸的排出通路，從下游側外壁338的排出口305c排出到主通路124。

背面側副通路槽334形成為隨著前進而變深的形狀，被測量氣體30隨著沿背面側副通路槽334流動而逐漸地移動到測量部331的正面側。尤其是背面側副通路槽334在開口部334跟前設有迅速變深的陡傾斜部334a，質量小的空氣的一部分沿著陡傾斜部334a移動，在開口部333內在電路基板400的測量用流路面430側流動。另一方面，質量大的異物由于難以突然變更路線，因此在測量用流路面背面431側流動。

如圖7所示，在開口部333在正面側移動的被測量氣體30沿電路基板的測量用流路面430流動，與設于測量用流路面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流到正面側副通路槽332的空氣一起沿著正面側副通路槽332流動，從在下游側外壁338開口的第一副通路出口305b排出到主通路124。

混入被測量氣體30的塵土等質量大的物質由于慣性力大，難以沿著槽深度迅速變深的陡傾斜部334a部分的表面迅速向槽深的方向改變線路。因此，質量大的異物向測量用流路面背面431移動，能夠抑制異物經過流量檢測部602的附近。在本實施例中構成為使氣體之外的質量大的異物大多數經過作為測量用流路面430的背面的測量用流路面背面431，因此能夠減少油份、碳或塵土等異物導致的污染的影響，能夠抑制測量精度的降低。即，由于具有沿橫穿主通路124的流動軸的軸使被測量氣體30的前進路線迅速變化的形狀，因此能夠減少被測量氣體30中混入的異物的影響。

3.3第二副通路和傳感器室的結構和效果

第二副通路306以沿著被測量氣體30的流動方向的方式與凸緣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。通過切去上游側外壁336的一部分而形成第二副通路入口306a，切去下游側外壁338的一部分而形成第二副通路出口306b。具體地說，在連續地沿著分隔壁335的上表面的位置，從測量部331的背面側切去上游側外壁336的一部分和下游側外壁338的一部分而形成(參考圖4和圖5)。第二副通路入口306a和第二副通路出口306b切開至與電路基板400的背面共面的深度位置。第二副通路306中，由于被測量氣體30沿電路基板400的基板主體401的背面經過，因此起到冷卻基板主體401的冷卻通道的功能。電路基板400中LSI或微機等發熱部件較多，它們的熱傳遞到基板主體401的背面，由通過第二副通路306的被測量氣體30散熱。

第二副通路306在其流路中途具有傳感器室Rs。傳感器室Rs以比第二副通路入口306a和第二副通路出口306b向凸緣311側膨出的方式，即從分隔壁335向測量部331的基端側擴展的方式形成。從第二副通路入口306a流入第二副通路306的被測量氣體30由傳感器室Rs內的壓力傳感器421檢測壓力，由濕度傳感器422檢測相對濕度和溫度。為了計算燃料控制所用的混合比，需要溫度、相對濕度、壓力的信息。為了高精度地計測混合比，優選將各傳感器配置在處于彼此接近的位置的同一傳感器室Rs內，能夠提高它們的檢測精度。

壓力傳感器421和濕度傳感器422與流量檢測部602相比，不易因被測量氣體30的流動而受到影響，尤其是濕度傳感器422只需獲取被測量氣體30的水分擴散水平即可，因此能夠設置在沿被測量氣體30的流動方向一條直線狀地延伸的第二副通路306內。與此相對，流量檢測部602需要一定程度以上的流速，并且還必須考慮遠離塵埃或污損物的必要性和對脈動的影響。因此，流量檢測部602設置在具有環狀旋轉的形狀的第一副通路305內。

圖8A中表示濕度傳感器422和壓力傳感器421的一個實施例。濕度傳感器422和壓力傳感器421沿經過第二副通路306的被測量氣體30的流動方向排成一列地配置，壓力傳感器421配置在濕度傳感器422的上游。壓力傳感器421中，兩個壓力傳感器421A、421B沿被測量氣體30的流動方向排成一列地配置在第二副通路306內，在這兩個壓力傳感器421A、421B的下游側配置濕度傳感器422。

與濕度傳感器422相比，兩個壓力傳感器421A、421B具有較大的外形，在第二副通路306內的被測量氣體30的流動方向的投影面積比濕度傳感器422大。與此相對，濕度傳感器422在被測量氣體30的流動方向的投影面積比壓力傳感器421A、421B小，配置于包含在壓力傳感器421A、421B的投影面積的范圍內的位置。因此，濕度傳感器422形成為在被測量氣體30的流動方向上被隱藏在壓力傳感器421A、421B的陰影中的形式。

這樣，在傳感器室Rs內，外形較大的壓力傳感器421A、421B配置在上游側，外形較小的濕度傳感器422配置在壓力傳感器421A、421B的下游側，因此與被測量氣體30一起流入的水滴或污損物附著在壓力傳感器421A、421B上。并且，被測量氣體30的流向因壓力傳感器421A、421B而向與電路基板400分離的方向改變，能夠阻止被測量氣體30直接碰到濕度傳感器422。

因此，在經過第二副通路306的被測量氣體30中包含水滴或污損物的情況下，能夠抑制水滴或污損物附著在濕度傳感器422上。因此，能夠保護相比壓力傳感器421對水滴或污損物的耐性較低的濕度傳感器422，能夠測量正確的濕度。

圖8B～圖8E是表示濕度傳感器和壓力傳感器的另一個實施例的圖。并且，通過對與圖8A相同的構成要素標注相同的附圖標記，省略其詳細說明。

圖8B所示的實施例中，壓力傳感器421A和421B配置在濕度傳感器422的上游和下游。即，將濕度傳感器422隔在中間地在被測量氣體30的上游側和下游側配置壓力傳感器421A和421B。因此，成為不僅對于來自第二副通路306的上游側的被測量氣體30，對于因主通路內的脈動等而從第二副通路306的下游側逆流過來的被測量氣體30也隱藏在陰影中的形式，能夠防止逆流的被測量氣體30直接碰到濕度傳感器422。因此，對于被測量氣體30中所含的水滴同樣能夠抑制沾水，并且能夠抑制塵埃等污損物附著在濕度傳感器422上。

圖8C所示的實施例中，僅在濕度傳感器422的上游配置一個壓力傳感器421。這種情況下也與圖8A所示的實施例同樣地構成為將濕度傳感器422隱藏在壓力傳感器421的陰影中的形式，能夠防止被測量氣體30直接碰到濕度傳感器422。因此，能夠抑制水滴或污損物附著在濕度傳感器422上，能夠保護濕度傳感器422。

圖8D所示的實施例中，濕度傳感器422與壓力傳感器421的相對位置與圖8C不同，濕度傳感器422在壓力傳感器421的下游側中心偏移地配置。具體地說，在圖8C所示的例子中，以彼此的中心位置沿著被測量氣體30的流動方向位于同一直線上的方式配置，而在圖8D中，以濕度傳感器422比壓力傳感器421定位得更靠凸緣311側，即測量部331的基端側的方式配置。此外，在該實施例中，濕度傳感器422也配置在包含在壓力傳感器421沿被測量氣體30的流動方向的投影面積的范圍內的位置，構成為隱藏在壓力傳感器421的陰影中的形式。濕度傳感器422偏離連接第二副通路入口306a與第二副通路出口306b之間的直線，配置在偏向凸緣311側的位置，因此更加不易受到被測量氣體30的直接沖擊，更進一步保護不受水滴或污損物影響。

圖8E所示的實施例中，兩個壓力傳感器421A、421B和濕度傳感器422配置在從連接第二副通路入口306a與第二副通路出口306b之間的直線偏向凸緣311側的位置。因此，能夠減小經過第二副通路306的被測量氣體30的動壓的影響，能夠提高壓力傳感器421A、421B的檢測精度。此外，例如在以測量部331的前端側朝向下方的姿態將物理量檢測裝置300安裝在吸氣通路中的情況下，由于兩個壓力傳感器421A、421B和濕度傳感器422被配置得比連接第二副通路入口306a與第二副通路出口306b之間的直線靠上方，因此能夠抑制污損物或水滴附著。

3.4正面罩303和背面罩304的形狀和效果

圖10是表示正面罩303的外觀的圖，圖10(a)是主視圖，圖10(b)是圖10(a)的B-B截面圖。圖11是表示背面罩304的外觀的圖，圖11(a)是主視圖，圖11(b)是圖11(a)的B-B截面圖。

在圖10和圖11中，正面罩303和背面罩304通過覆蓋殼體302的正面側副通路槽332和背面側副通路槽334而形成第一副通路305。此外，正面罩303形成密封的電路室Rc，背面罩304封閉測量部331的背面側的凹部，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在與流量檢測部602相對的位置設置有突起部356，用于在與測量用流路面430之間形成縮細部。因此，期望成形精度高。正面罩303和背面罩304由于通過在模具中注入熱可塑性樹脂的樹脂模塑工藝制作得到，因此能夠以高的成形精度制作出來。

正面罩303和背面罩304設有多個固定孔351，以分別供從測量部331突出的多個固定銷350插入。正面罩303和背面罩304分別安裝在測量部331的正面和背面，此時，在固定孔351中插入固定銷350來定位。然后，利用激光焊接等沿著正面側副通路槽332和背面側副通路槽334的邊緣進行接合，同樣地，利用激光焊接等沿著電路室Rc和傳感器室Rs的邊緣進行接合。

3.5電路基板400的基于殼體302的固定結構和效果

接著，針對電路基板400通過樹脂模塑工藝對殼體302的固定進行說明。在形成副通路的副通路槽的規定位置，例如在本實施方式中是在作為正面側副通路槽332和背面側副通路槽334的連接部分的開口部333，配置電路基板400的流量檢測部602，通過該方式來將電路基板400一體地模塑成形于殼體302。

在殼體302的測量部331，將電路基板400的基部402的外周緣部通過樹脂模塑埋設于殼體302而固定的部分設置為固定部372、373。固定部372、373從正面側和背面側夾著電路基板400的基部402的外周緣部而固定。

殼體302利用樹脂模塑工藝制造。該樹脂模塑工藝中，將電路基板400內置在殼體302的樹脂內，通過樹脂模塑固定在殼體302內。通過這樣，能夠將流量檢測部602與用于在流量檢測部602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正面側副通路槽332、背面側副通路槽334的形狀的關系例如位置關系和方向關系等維持在極高精度，能夠將每塊電路基板400產生的誤差或偏差抑制在非常小的值。結果能夠大幅度改善電路基板400的測量精度。與以往例如使用粘合劑固定等方式相比，能夠飛躍性地提高測量精度。

物理量檢測裝置300通過量產來生產的情況較多，嚴格地進行測量并且利用粘合劑進行粘合的方法在測量精度的提高上存在極限。但通過如本實施例所示那樣利用形成流動被測量氣體30的副通路的樹脂模塑工藝在形成副通路的同時固定電路基板400，能夠大幅度地減小測量精度的偏差，能夠大幅度提高各物理量檢測裝置300的測量精度。

例如使用圖7、圖8A所示的實施例進一步進行說明，能夠以高精度將電路基板400固定在殼體302，使得正面側副通路槽332和背面側副通路槽334與流量檢測部602之間的關系為規定的關系。由此，在量產的各物理量檢測裝置300中，能夠以非常高的精度穩定地獲得各電路基板400的流量傳感裝置602與第一副通路305的位置關系和形狀等關系。

固定配置電路基板400的流量檢測部602的第一副通路305中，例如正面側副通路槽332和背面側副通路槽334能夠以非常高的精度形成，因此由這些副通路槽332、334形成第一副通路305的作業是利用正面罩303和背面罩304覆蓋殼體302的兩面的作業。該作業非常簡單，是導致測量精度下降的因素較少的作業工序。此外，正面罩303和背面罩304通過成形精度高的樹脂模塑工藝生產。因此，能夠以高精度完成與電路基板400的流量檢測部602以規定關系設置的副通路。通過這樣的方法，能夠提高測量精度而且獲得高生產效率。

與此相對，現有技術中通過制造副通路然后在副通路利用粘合劑粘合測量部來生產熱式流量計。這種使用粘合劑的方法中，粘合劑厚度的偏差大，而且粘合位置和粘合角度在每個產品中有偏差。因此，測量精度的提高有限。進一步，在以量產工藝進行這些作業時，非常難提高測量精度。

在本發明的實施例中，通過樹脂模塑固定電路基板400同時通過樹脂模塑形成用于形成第一副通路305的副通路槽。通過這樣做，能夠限定副通路槽的形狀而且以極高精度將流量檢測部602固定在副通路槽。

與流量測量相關的部分，例如流量檢測部602和安裝流量檢測部602的測量用流路面430設置在電路基板400的表面。流量檢測部602和測量用流路面430從形成殼體302的樹脂露出。即，使得流量檢測部602和測量用流路面430不被形成殼體302的樹脂覆蓋。電路基板400的流量檢測部602和測量用流路面430在殼體302的樹脂模塑后原樣地使用，用于物理量檢測裝置300的流量測量。通過這樣來提高測量精度。

本發明的實施例中，將電路基板400一體地成形于殼體302，由此在具有第一副通路305的殼體302固定電路基板400，因此能夠可靠地將電路基板400固定于殼體302。尤其是電路基板400的突出部403具有貫通分隔壁335而突出到第一副通路305中的結構，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流入電路室Rc，防止電路基板400的電路部件和配線等與被測量氣體30接觸而腐蝕。

4.電路基板400的外觀

4.1具有流量檢測部602的測量用流路面430的成形

圖12～圖15表示電路基板400的外觀。此外，電路基板400的外觀上記載的斜線部分表示在利用樹脂模塑工藝形成殼體302時用樹脂覆蓋電路基板400而固定的固定面432和固定面434。

圖12是電路基板的主視圖，圖13是電路基板的右側視圖，圖14是電路基板的后視圖，圖15是電路基板的左側視圖。

電路基板400具有基板主體401，在基板主體401的表面設有電路部和作為感應元件的流量檢測部602，在基板主體401的背面設有作為感應元件的壓力傳感器421和濕度傳感器422。基板主體401通過玻璃環氧樹脂制的材料形成，相比于陶瓷材料，具有與形成殼體302的熱可塑性樹脂的熱膨脹系數相近的值。因此，在殼體302進行嵌件成形時，能夠減小熱膨脹系數的差導致的應力，能夠減小電路基板400的變形。

基板主體401為具有一定厚度的平板形狀，具有大致四邊形的基部402和從基部402的一邊突出且比基部402小一圈的大致四邊形的突出部403，俯視大致形成為T字形狀。在基部402的表面設有電路部。電路部在未圖示的電路配線上安裝LSI 414、微機415、電源調節器(穩壓器)416、電阻和電容等芯片部件417等電子部件而構成。電源調節器416與微機415或LSI 414等其它電子部件相比發熱量較大，因此在電路室Rc中配置得比較靠上游側。LSI 414以包括鋁線、金線等金屬線的方式整體被合成樹脂材料419封裝，提高嵌件成形時電路基板400的可操作性。

在將電路基板400在殼體302嵌件成形(插入成形)時，將突出部403配置在第一副通路305內，作為突出部403的表面的測量用流路面430沿被測量氣體30的流動方向延伸。在突出部403的測量用流路面430設有流量檢測部602。流量檢測部602與被測量氣體30進行熱傳遞，測量被測量氣體30的狀態，例如被測量氣體30的流速，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高精度地測量被測量氣體30的狀態，期望測量用流路面430附近流過的氣體為層流，亂流較少。因此期望流量檢測部602的表面與測量用流路面430的面共面，或者差值在規定值以下。

在測量用流路面430的表面凹陷地設置有凹部403a，嵌入流量檢測部602。該凹部403a也能夠通過進行激光加工而形成。凹部403a具有使流量檢測部602的表面與測量用流路面430的表面共面的深度。流量檢測部602和其配線部分由合成樹脂材料418覆蓋，防止鹽水的附著導致的電腐蝕。

在基板主體401的背面設有兩個壓力傳感器421A、421B和一個濕度傳感器422。兩個壓力傳感器421A、421B分成上游側和下游側地配置成一列。在壓力傳感器421B的下游側配置濕度傳感器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。圖14所示的例子中，針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，但如圖8C或圖8D所示，僅一個壓力傳感器421和一個濕度傳感器422即可。

電路基板400在基板主體401的背面側配置了第二副通路306。因此，能夠由經過第二副通路306的被測量氣體30冷卻基板主體401整體。

4.2溫度檢測部451的結構

在基部402的上游側的端邊且在突出部403側的角部，設有溫度檢測部451。溫度檢測部451構成用于檢測流過主通路124的被測量氣體30的物理量的一個檢測部，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具有設置在突起部450且設置在電路基板400背面的芯片型溫度傳感器453。溫度傳感器453及其配線部分由合成樹脂材料覆蓋，防止鹽水附著導致產生電腐蝕。

例如如圖8A所示，在設有第二副通路入口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最靠上游側的面更為凹陷的位置。溫度檢測部451以面向電路基板400的背面即面向第二副通路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流入第二副通路306的被測量氣體30與溫度檢測部451接觸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。與溫度檢測部451接觸后的被測量氣體30原樣地從第二副通路入口306a流入第二副通路306，通過第二副通路306而從第二副通路出口306b排出到主通路124。

4.3基于樹脂模塑工藝的電路基板400的固定及其效果

圖12、圖14斜線的部分表示的是，在樹脂模塑工藝中，為了在殼體302固定電路基板400，用于由在樹脂模塑工藝中使用的熱可塑性樹脂覆蓋電路基板400的固定面432和固定面434。為了使得測量用流路面430和設于測量用流路面430的流量檢測部602與副通路的形狀的關系為規定的關系，以高精度進行維持是重要的。

在樹脂模塑工藝中，在形成副通路的同時在形成副通路的殼體302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和流量檢測部602的關系。即，由于在樹脂模塑工藝中將電路基板400固定于殼體302，因此能夠在用于形成具有副通路的殼體302的模具內以高精度定位電路基板400而固定。通過在該模具內注入高溫的熱可塑性樹脂，以高精度形成副通路并且以高精度固定電路基板400。因此，能夠將每塊電路基板400產生的誤差或偏差抑制在非常小的值。結果能夠大幅度地改善電路基板400的測量精度。

在本實施例中，將基板主體401的基部402的外周作為由形成殼體302的模塑樹脂的固定部372、373覆蓋的固定面432、434。

5.物理量檢測裝置300的電路結構

5.1物理量檢測裝置300的信號處理

圖16表示物理量檢測裝置300的信號的輸入輸出關系。在本實施例中，在一塊電路基板400的正面和背面這兩面分別安裝物理量檢測傳感器，實現基板的小型化。因此，在信號處理中，為了減少電子電路部件，通過一個微機415讀入來自各物理量傳感器的所有信號，由控制裝置200進行可讀取的信號的生成和修正。此外，如圖7和圖9所示，電路基板400通過AL線324和外部端子323將電信號傳輸到控制裝置200。

5.2物理量檢測裝置300的電路結構的整體

圖17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和溫濕度檢測電路701。

流量檢測電路601包括具有發熱體608的流量檢測部602和處理部604。處理部604控制流量檢測部602的發熱體608的發熱量，并且基于流量檢測部602的輸出將表示流量的信號經由端子662輸出到微機415。為了進行上述處理，處理部604包括中央處理器(Central Processing Unit，以下記為CPU)612、輸入電路614、輸出電路616、保存表示修正值和測量值與流量的關系的數據的存儲器618、將一定的電壓分別供給到所需的各電路的電源電路622。從車載電池等外部電源經端子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設有用于加熱被測量氣體30的發熱體608。從電源電路622向構成發熱體608的電流供給電路的晶體管606的集電極供給電壓V1，從CPU 612經輸出電路616向上述晶體管606的基極施加控制信號，基于該控制信號從上述晶體管606經端子624向發熱體608供給電流。供給到發熱體608的電流量利用從上述CPU 612經輸出電路616施加到構成發熱體608的電流供給電路的晶體管606的控制信號來控制。處理部604使發熱體608發熱，由此控制發熱體608的發熱量，從而使被測量氣體30的溫度比當初的溫度高出規定溫度，例如100℃。

流量檢測部602具有用于控制發熱體608的發熱量的發熱控制電橋640和用于測量流量的流量檢測電橋650。從電源電路622經端子626向發熱控制電橋640的一端供給一定電壓V3，發熱控制電橋640的另一端連接于接地端子630。此外，從電源電路622經端子625向流量檢測電橋650的一端供給一定電壓V2，流量檢測電橋650的另一端連接于接地端子630。

發熱控制電橋640具有作為電阻值基于被加熱的被測量氣體30的溫度而變化的測溫電阻體的電阻642，電阻642、電阻644、電阻646和電阻648構成電橋電路。電阻642與電阻646的交點A和電阻644與電阻648的交點B的電位差經端子627和端子628輸入到輸入電路614，CPU 612控制從晶體管606供給的電流，來控制發熱體608的發熱量，使得交點A與交點B之間的電位差為規定值，在本實施例中為0V。圖17記載的流量檢測電路601由發熱體608加熱被測量氣體30，使其比被測量氣體30的原溫度高出一定溫度，例如總是高出100℃。為了高精度地進行該加熱控制，設定構成發熱控制電橋640的各電阻的電阻值，使得在被發熱體608加熱的被測量氣體30的溫度比當初的溫度高出一定溫度、例如總是高出100℃時，上述交點A與交點B的之間的電位差為0伏特。因此，流量檢測電路601中，CPU612控制對發熱體608的供給電流，使得交點A與交點B之間的電位差為0伏特。

流量檢測電橋650由電阻652、電阻654、電阻656和電阻658這四個測溫電阻構成。這四個測溫電阻沿著被測量氣體30的流向而配置，電阻652和電阻654相比于發熱體608配置在被測量氣體30的流路的上游側，電阻656和電阻658相比于發熱體608配置在被測量氣體30的流路的下游側。此外，為了提高測量精度，電阻652和電阻654配置為到發熱體608的距離大致相同，電阻656和電阻658配置為到發熱體608的距離大致相同。

電阻652與電阻656的交點C和電阻654與電阻658的交點D之間的電位差通過端子632和端子631輸入到輸入電路614中。為了提高測量精度，設定流量檢測電橋650的各電阻，使得例如在被測量氣體30的流動為0的狀態下，上述交點C與交點D之間的電位差為0。因此，在例如上述交點C與交點D之間的電位差為0伏特的狀態下，CPU 612基于被測量氣體30的流量為0的測量結果，將意味著主通路124的流量為0的電信號從端子662輸出。

在被測量氣體30沿圖17的箭頭方向流動時，配置在上游側的電阻652和電阻654由被測量氣體30冷卻，配置在下游側的電阻656和電阻658因被發熱體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，流量檢測電橋650的交點C與交點D之間產生電位差，該電位差經端子631和端子632輸入到輸入電路614。CPU 612基于流量檢測電橋650的交點C與交點D之間的電位差，檢索保存在存儲器618中的表示上述電位差與主通路124的流量的關系的數據，求出主通路124的流量。表示這樣求出的主通路124的流量的電信號經端子662輸出。此外，圖17所示的端子664和端子662雖然標了新的附圖標記，但包含在圖12所示的連接端子412中。

上述存儲器618中保存了表示上述交點C與交點D的電位差與主通路124的流量的關系的數據，進而在電路基板400生產后，保存了基于氣體的實測值而求得的、用于降低偏差等測量誤差的修正數據。

溫濕度檢測電路701包括從溫度傳感器453和濕度傳感器422輸入檢測信號的放大器·A/D等輸入電路、輸出電路、保存表示修正值、溫度與絕對濕度的關系的數據的存儲器、將一定電壓供給到各個所需的電路的電源電路。從流量檢測電路601和溫濕度檢測電路701輸出的信號輸入到微機415。微機415具有流量計算部、溫度計算部和絕對濕度計算部，基于信號計算出作為被測量氣體30的物理量的流量、溫度、絕對濕度，輸出到控制裝置200。

物理量檢測裝置300與控制裝置200之間由通信線纜連接，通過SENT、LIN、CAN等通信標準進行使用數字信號的通信。在本實施例中，信號從微機415輸入到LIN驅動器420中，從LIN驅動器420進行LIN通信。從物理量檢測裝置300的LIN驅動器向控制裝置200輸出的信息利用單線或雙線的通信線纜通過數字通信重疊輸出。

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，基于誤差進行修正該絕對濕度的處理。由絕對濕度計算部計算出的修正后的絕對濕度在控制裝置200中用于各種發動機運行控制。此外，控制裝置200也能夠將綜合誤差的信息直接用于各種發動機運行控制中。

以上針對本發明的實施方式進行了詳細說明，但本發明并不限定于上述實施方式，在不脫離權利要求書范圍中記載的本發明的精神的范圍內，能夠進行各種設計變更。例如，上述實施方式為了使本發明簡單易懂而詳細地進行了說明，并非必須具有所說明的全部結構。此外，能夠將某實施方式的結構的一部分替換成其它實施方式的結構，或者能夠在某實施方式的結構中添加其它實施方式的結構。另外，針對各實施方式的結構的一部分，能夠進行其它結構的添加、刪除、替換。

附圖記號說明

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……缺口部

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)。