CN106662475A - 物理量检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够使外壳外形小型化的物理量检测装置。物理量检测装置(300)检测流经主通路(124)内的被测量气体30的多个物理量，其特征在于，具有：外壳(302)，其配置在主通路(124)内；电路基板(400)，其嵌件成型于外壳(302)；以及多个检测传感器(452、453、454、455、456)，其分别安装在电路基板(400)的一面和另一面这两个面。

Description

物理量检测装置

技术领域

本发明涉及一种对内燃机的吸入空气的物理量进行检测的物理量检测装置。

背景技术

在汽车区域中燃料效率、CO₂、废气(主要为氮氧化物(NO_x)、颗粒物质(PM))限制逐年变得严格，为了在将来的内燃机控制中达成限制而研究了多种新的控制方法。其中，用于各种控制的物理量检测装置存在多种多样。特别是，由于与内燃机的燃烧室连结的进气管内的空气、温度、湿度、压力等物理量直接影响燃料效率、废气等，所以要求正确地测定这些物理量。

燃料效率、CO₂、废气限制是基于如以欧洲的NEDC为代表的行驶循环来计算并规定的。在将来的限制中，不仅对规定值进行改变，对行驶循环条件和车载诊断系统(OBD)限制值也进行改变。

现在，插入进气管内的物理量检测装置一般测量质量流量、压力、温度，但以上述情况为背景，在内燃机控制中使用绝对湿度(空气中的水分量)的控制正受到关注。

由于内燃机的燃烧控制中空气中的水分影响火焰传播时间，所以例如汽油发动机中燃烧效率变差。或者，众所周知的，在柴油发动机中随着燃烧温度的下降，会受到PM的排出量增加等影响。

在此，绝对湿度表示空气中包含的水分量(g(克)/kg(千克))，可根据空气中的湿度、相对湿度、压力来计算。另一方面，相对湿度表示空气中的水分量的比例(％(百分比))。

如上所述，温度、压力传感器虽然自很早以前就被使用在汽车区域中，但流经进气管的空气中的相对湿度传感器并非是已知的。现在，汽车区域中，将温度传感器一体构成在空气流量检测装置中，作为公知技术而存在(参照专利文献1～3)。

专利文献1及2的控制流量监测装置示出了将空气流量传感器、湿度传感器、压力传感器一体化的示例。空气流量传感器位于将流经主空气通路(也简称为进气管)的空气引入的副通路内，被配置在用金属材料形成的终端构件中。湿度传感器位于将流经副通路的空气引入的第二副通路内，被安装在电子电路基板。最后，压力传感器被配置在外壳构成构件。即，示出了将各物理量检测传感器分别配置在不同构件的情况。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开第2010-43883号公报

专利文献2：日本专利特开第2012-163505号公报

专利文献3：日本专利特开第2013-36892号公报

发明内容

本发明所要解决的技术问题

近年来，在汽车区域中，不仅为了提高车辆基本性能，还为了提高废气限制和安全性、舒适性、便利性等而进行了各种各样的技术改良。在这样进行的技术改良中，使用了多种多样的传感器。所以，将传感器与发动机控制单元(以下记为ECU)连起的线束数增加从而复杂化，由此，存在成本方面以及发动机室内的空间方面的问题。所以，现在对将多个传感器和控制设备进行了一体化的物理量检测装置的需求正在变高。期待通过一体化来消减线束数和实现小型化。

在参照专利文献1～3的空气流量检测装置中，虽然空气流量传感器、压力传感器、湿度传感器被分别配置在不同的构件中，形成为将各个传感器性能考虑在内的配置，但在壳体(以下称作外壳)尺寸上还留有改善的余地。

首先，空气流量检测装置被配置在与内燃机的燃烧室连结的进气管内，配置有传感器的外壳的测量部被安装成露出在进气管内。所以，在进气管内，外壳对空气产生压力损失。即，外壳尺寸变大时压力损失增加，从而导入至燃烧室的空气量减少。通过将燃料及空气的化学反应所产生的热能变换为动能而获得发动机输出。所以，流入燃烧室的最大空气流量由于压力损失而减少，从而造成发动机输出的下降。压力损失的增加不仅影响最大空气流量，也影响可流入燃烧室的最小空气流量。即，由于进气管的内径随着发动机的小型化而缩小，所以今后对于空气流量检测装置要求极低流量的测量精度。

在所述空气流量检测装置中，与外壳一体形成、由进气管支撑固定的凸缘及连接器部不露出在进气管内，而是露出在发动机室内。发动机室由引擎盖及车身构成，配置有各种各样的发动机部件。由于近年来的发动机小型化和步行者头部保护标准等，预期将来空间会进一步减小。其间，对于将所述空气流量检测装置中的多个传感器一体化，必须考虑外壳尺寸。

本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的在于提供一种能够使外壳外形小型化的物理量检测装置。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明中，为了解决上述问题，例如采用权利要求所述的结构。本发明的物理量检测装置检测流经主通路内的被测量气体的多个物理量，其特征在于，具有：外壳，其配置在所述主通路内；电路基板，其嵌件成型在该外壳；以及多个检测传感器，其既被安装在该电路基板的一面，又被安装在该电路基板的另一面。

发明效果

根据本发明，通过使用电子电路基板的两面来配置多个物理量检测传感器，可使电路基板小型化。即，通过电路基板的小型化，可使物理量检测装置的箱体部也小型化，从而有助于解决确保发动机室的空间或者降低进气管内的压力损失的问题。再者，上述以外的问题、结构以及效果，将通过以下的实施方式的说明而阐明。

附图说明

图1是示出在内燃机控制系统中使用了本发明所涉及的物理量检测装置的一实施例的系统图。

图2是物理量检测装置的主视图。

图3是物理量检测装置的后视图。

图4是物理量检测装置的左视图。

图5是物理量检测装置的右视图。

图6是物理量检测装置的仰视图。

图7是示出将从物理量检测装置卸下正面盖后的状态的主视图。

图8是示出将从物理量检测装置卸下背面盖后的状态的后视图。

图9是图7的A-A线剖视向视图。

图10是对正面盖的结构进行说明的图。

图11是对背面盖的结构进行说明的图。

图12是对传感器室的结构进行说明的图，图12(a)是传感器室的放大图，图12(b)是图12(a)的D-D线剖面图。

图13是对传感器室的另一实施例的结构进行说明的图，图13(a)是传感器室的放大图，图13(b)是图13(a)的D-D线剖面图。

图14是对传感器室的又一实施例的结构进行说明的图，图14(a)是传感器室的放大图，图14(b)是图14(a)的F-F线剖面图。

图15对物理量检测装置的输入输出进行说明的图。

具体实施方式

以下所说明的本发明的实施方式(以下记为实施例)，解决了作为实际产品而需要解决的种种问题，特别是解决了为了用作对车辆的吸入空气的物理量进行检测的检测装置而希望解决的各种各样的问题，起到了种种效果。上述“本发明所要解决的技术问题”一栏所述内容为下述实施例所解决的各种各样的问题中的一个，另外，“发明效果”一栏所述效果为下述实施例所起到的种种效果中的一个。对于下述实施例所解决的各种各样的问题，还有对于下述实施例所起到的种种效果，将在下述实施例的说明中进行描述。因此，下述实施例中描述的实施例所解决的问题和效果中记载了“本发明所要解决的技术问题”一栏和“发明效果”一栏的内容以外的内容。

以下实施例中，即使附图编号不同，相同的参照标号也表示相同的结构，达成相同的作用效果。对于已说明的结构，有时仅在附图中标记参照标号而省略其说明。

1.在内燃机控制系统中使用了本发明所涉及的物理量检测装置的一实施例

图1是示出在电子燃料喷射方式的内燃机控制系统中使用了本发明所涉及的物理量检测装置的一实施例的系统图。基于具备发动机气缸112和发动机活塞114的内燃机110的动作，吸入空气作为被测量气体30而被从滤气器122吸入，再经由作为主通路124的例如进气道、节流器体126、进气歧管128而被引导至发动机气缸112的燃烧室。

被测量气体30是被引导至所述燃烧室的吸入空气，被测量气体30的物理量由本发明所涉及的物理量检测装置300来检测，基于该检测出的物理量来从燃料喷射阀152提供燃料，燃料与吸入空气20一起以混合气体的状态被引导至燃烧室。再者，本实施例中，燃料喷射阀152被设置在内燃机的进气口中，喷射到进气口的燃料与作为吸入空气的被测量气体30一起形成混合气体，经由进气阀116而被引导至燃烧室，进行燃烧，从而产生机械能。

近年来，很多车中作为在排气净化和提高燃料效率方面性能优越的方式而采用了以下方式，即，在内燃机的汽缸盖安装燃料喷射阀152，从燃料喷射阀152向各燃料室直接喷射燃料。物理量检测装置300不仅能够用于图1所示的向内燃机的进气口喷射燃料的方式，同样也能够用于向各燃烧室直接喷射燃料的方式。

两方式的将物理量检测装置300的使用方法包含在内的控制参数的测量方法、以及将燃料提供量和点火时期包括在内的内燃机的控制方法的基本概念大致相同，因此，作为两方式的代表例，图1中示出向进气口喷射燃料的方式。

被引导至燃烧室的燃料及空气形成燃料与空气的混合状态，由火花塞154的火花着火引起爆发性地燃烧，从而产生机械能。燃烧后的气体被从排气阀118引导至排气管，作为废气24被从排气管排出到车外。作为被引导至所述燃烧室的吸入空气的被测量气体30的流量由节流阀132来控制，节流阀132的开度基于加速踏板的操作而变化。基于被引导至所述燃烧室的吸入空气的流量来控制燃料提供量，驾驶者对节流阀132的开度进行控制以便控制被引导至所述燃烧室的吸入空气的流量，从而能够控制内燃机所产生的机械能。

1.1内燃机控制系统的控制概要

被测量气体30是从滤气器122引入再流经主通路124的吸入空气，被测量气体30的流量、温度、湿度、压力等物理量由物理量检测装置300来检测，接着，表示吸入空气的物理量的电信号被从物理量检测装置300输入到控制装置200。另外，对节流阀132的开度进行测量的节流角度传感器144的输出被输入到控制装置200，此外，为了测量内燃机的发动机活塞114、进气阀116和排气阀118的位置和状态以及内燃机的转速，旋转角度传感器146的输出被输入到控制装置200。为了根据废气24的状态来测量燃料量与空气量的混合比的状态，氧气传感器148的输出被输入到控制装置200。

控制装置200基于作为物理量检测装置300的输出的吸入空气的物理量以及内燃机的转速，来对燃料喷射量和点火时期进行运算，内燃机的转速是基于旋转角度传感器146的输出而测量出的。基于这些运算结果，来控制从燃料喷射阀152提供的燃料量以及由火花塞154进行点火的点火时期。实际上还进一步基于物理量检测装置300所检测出的温度和节流角度的变化状态、发动机转速的变化状态、氧气传感器148所测量出的空燃比的状态，来细微地控制燃料提供量和点火时期。此外，控制装置200还在内燃机怠速运转状态下通过怠速空气控制阀156来对绕过节流阀132的空气量进行控制，以便控制怠速运转状态下的内燃机的转速。

1.2提高物理量检测装置的检测精度的重要性和物理量检测装置的搭载环境

作为内燃机的主要控制量的燃料提供量和点火时期都是将物理量检测装置300的输出作为主参数而运算出的。因次，对于提高车辆的控制精度和确保可靠性来说，提高物理量检测装置300的检测精度、抑制经时变化、提高可靠性使较为重要的。

特别是近年来，有关车辆节省燃料的需求非常高，且有关废气净化的需求非常高。为了应对这些需求，提高物理量检测装置300检测吸入空气的物理量的检测精度极为重要。另外，物理量检测装置300维持高可靠性也很重要。

可能在温度变化大的环境中以及在风、雨、雪中使用搭载有物理量检测装置300的车辆。当车在雪道上行驶时，会在撒有冻结防止剂的道路上行驶。对于物理量检测装置300对其使用环境中的温度变化的应对以及对尘埃和污染物质等的应对，也优选予以考虑。此外，物理量检测装置300被设置在受到内燃机的振动的环境中。针对振动也需要维持高可靠性。

另外，物理量检测装置300被安装在受到来自内燃机的发热的影响的进气管中。所以，内燃机的发热经由作为主通路124的进气管而传递至物理量检测装置300。物理量检测装置300通过与被测量气体30进行热传递来检测被测量气体30的流量，所以尽可能地抑制来自外部的热量的影响较为重要。

车中搭载的物理量监测装置300不仅如以下所说明的那样解决“本发明所要解决的技术问题”一栏所述的问题、起到“发明效果”一栏所述的效果，而且还如以下所说明的那样充分考虑了上述各种各样的问题、解决了作为产品而需要解决的各种各样的问题、起到了各种各样的效果。对于物理量检测装置300所解决的具体问题和起到的具体效果，将在以下的实施例的记载中进行说明。

2.物理量检测装置300的结构

2.1.物理量检测装置300的外观结构

图2～6是表示物理量检测装置300的外观的图，图2是物理量检测装置300的主视图，图3是后视图，图4是左视图，图5是右视图，图6是仰视图。

物理量检测装置300具备外壳302、正面盖303以及背面盖304来作为构成壳体部的器件。外壳302具有：凸缘311，其用于将物理量检测装置300固定在作为主通路124的进气道；外部连接部321，其具有从凸缘311向外部突出、用于与外部设备电连接的连接器；以及测量部331，其从凸缘311向主通路124的中心突出地延伸。

电路基板400通过嵌件成型而被一体化设置在测量部331(参照图7、图8)。电路基板400具有：多个检测部，其用于对流经主通路124的被测量气体30的各种物理量进行检测；以及电路部，其用于处理这些多个检测部所检测出的信号。

在测量部331的表面和背面设置有副通路槽，通过与正面盖303及背面盖304配合而形成第一副通路305和第二副通路306(参照图7或图8)。在测量部331的前端部设置有：第一副通路入口305a，其用于将吸入空气等被测量气体30的一部分引入第一副通路305；以及第一副通路出口305b，其用于使被测量气体30从第一副通路305回到主通路124。

在比第一副通路305靠近凸缘311的测量部331的中间部设置有：第二副通路入口306a，其用于将吸入空气等被测量气体30的一部分引入第二副通路306；以及第二副通路出口306b，其用于使被测量气体30从第二副通路306回到主通路124。在第一副通路305的通路中途设置有流量检测部456(参照图7)，流量检测部456构成检测部中的一个，检测被测量气体30的流量。第二副通路306具有：通路部，其呈直线状地连结第二副通路入口与第二副通路出口之间；以及传感器室342(参照图8)，其与通路部连通且配置有检测传感器。传感器室342容纳有压力传感器454及455以及温湿传感器452，来作为设置在电路基板400的背面、检测不同于流量的物理量的检测部。

2.2.基于物理量检测装置300的外观结构的效果

物理量检测装置300中，在从凸缘311向主通路124的中心方向延伸的测量部331的中间部设置有第二副通路入口306a，在测量部331的前端部设置有第一副通路入口305a。因次，能够将远离内壁面、靠近中央部的部分的气体而非主通路124的内壁面附近的气体分别引入第一副通路305以及第二副通路306。

因次，物理量检测装置300能够测定远离主通路124内壁面的部分的气体的物理量，从而能够抑制由热量等的影响造成的测量精度的下降。主通路124的内壁面附近，较易受到主通路124的温度的影响，从而变成被测量气体30的温度不同于气体本来的温度的状态，因此与主通路124内的主气体的平均状态不同。特别是在主通路124为发动机的进气道的情况下，往往受到来自发动机的热量的影响而维持在高温。所以，主通路124的内壁面附近的气体相对于主通路124本来的气温往往温度较高，从而成为使测量精度下降的原因。

主通路124的内壁面附近，流体阻力较大，与主通路124的平均流速相比，流速变得较低。所以，若将主通路124的内壁面附近的气体作为被测量气体30而引入第一副通路305和第二副通路306，则流速相对于主通路124的平均流速的下降可能会导致物理量的测量误差。所以，配置有流量检测部的第一副通路305中，在从凸缘311向主通路124的中央延伸的薄且长的测量部331的前端部设置有第一副通路入口305a。

另一方面，第二副通路306中，在测量部331的中间部设置有第二副通路入口306a，配置有可与内壁面附近的流速下降无关地进行物理量测量的湿度及压力检测部。另外，第一副通路305中，在测量部331的前端部设置有第一副通路出口305b，在测量部331的中间部设置有第二副通路出口306b，构成了各自独立的副通路，从而能够确保各检测部所需要的流速，因此能够降低测量误差。

测量部331形成了沿着从主通路124的外壁向中央的轴而伸长的形状，而厚度宽度形成了如图4及图5所示那样狭窄的形状。即，物理量检测装置300的测量部331形成了侧面的厚度较薄而正面为近似矩形的形状。由此，物理量检测装置300能够具备足够长度的副通路，对于被测量气体30能够将流体阻力抑制到较小值。所以，物理量检测装置300能将流体阻力抑制到较小值，并且可高精度地测量被测量气体30的流量。

2.3温度检测部451的结构

温度检测部451构成用于检测流经主通路的被测量气体30的物理量的检测部中的一个，被设置在电路基板400。电路基板400具有从第二副通路306的第二副通路入口306a向被测量气体30的上游突出的突出部450，温度检测部451被设置在突出部450且位于电路基板400的背面。温度检测部451具有贴片型的温度传感器453。温度传感器453及其布线部分被合成树脂材料覆盖，从而防止了盐水附着而产生电腐蚀。合成树脂材料在熔融状态下被涂布到突出部450的背面，涂布后固化，从而将温度传感器453等覆盖。

例如如图8所示，在设置有第二副通路入口306a的测量部331的中央部，构成外壳302的测量部331内的上游侧外壁336向下游侧凹陷，电路基板400的突出部450从所述凹陷形状的上游侧外壁336向上游侧突出。突出部450的前端被配置在比上游侧外壁336的最上游侧的面要凹陷的位置。温度检测部451被设置在电路基板400的背面侧、即，第二副通路306侧且在其上游侧。

由于第二副通路入口306a被连续地形成在温度检测部451的下游侧，所以从第二副通路入口306a流入第二副通路306的被测量气体30接触温度检测部451之后流入第二副通路入口306a，接触温度检测部451时，温度被检测。接触温度检测部451的被测量气体30直接从第二副通路入口306a流入第二副通路306，经过第二副通路306，再从第二副通路出口306b排出到主通路124。

2.4与温度检测部451有关的效果

从被测量气体30的流动方向的上游侧向第二副通路入口306a流入的气体的温度由温度检测部451来测量，接着该气体从突出部450的前端部分向基端部分流动，从而起到将突出部450的基端部分的温度向靠近被测量气体30的温度的方向进行冷却的作用。作为主通路124的进气管的温度通常变得较高，热量从凸缘311或者抵接部315经过测量部331内的上游侧外壁336或者电路基板400而传递到突出部450的基端部分，可能会对温度检测部451的温度测量精度造成影响。如上所述，被测量气体30由温度检测部451进行测量后，沿着突出部450的基端部分流动，从而该基端部分得以冷却。因此，对于热量从凸缘311或者抵接部315经过测量部310内的上游侧外壁336或者电路基板400而传递到突出部450的基端部分的情况，能够得到抑制。

特别是，在突出部450的基端部分，由于测量部331内的上游侧外壁336形成为向下游侧凹陷的形状(参照图7及图8)，所以能够增长从凸缘311至突出部450的基端部分的上游侧外壁336的长度，从而能够增长从凸缘311及抵接部315开始的热传递距离，并且能够增长由被测量气体30进行冷却的部分的距离。因此，能够降低由凸缘311或者抵接部315带来的热量的影响。另外，例如在将物理量检测装置300安装到主通路124的操作中，当在主通路124设置的安装孔由测量部331向内部插通时，突出部450不造成阻碍，能够防止突出部450触碰到主通路124等，从而能够防止破损。

2.5凸缘311的结构和效果

在凸缘311的与主通路124相对的下表面312设置有多个凹陷部313，凹陷部313减少与主通路之间的热传递面，使得物理量检测装置300不易受到热量的影响。物理量检测装置300中，测量部331被从设置于主通路124的安装孔向内部插入，凸缘311的下表面312与主通路124相对。主通路124例如为进气道，大多情况下，主通路124被维持在高温。相反在寒冷地区启动时，要考虑主通路124为极低的温度。若这样的主通路124的高温或者低温的状态影响到温度检测部451和后述的流量测量，则测量精度下降。凸缘311在下表面312具有凹陷部313，在与主通路124相对的下表面312和主通路124之间形成了空间。因此，能够降低主通路124对物理量检测装置300的热传递，能够防止由热量引起的测量精度的下降。

由于凸缘311的螺丝孔314用于将物理量检测装置300固定在主通路124，所以在这些螺丝孔314周围的与主通路124相对的面、和主通路124之间形成了空间，使得这些螺丝孔314周围的与主通路124相对的面远离主通路124。通过这样，能够降低主通路124对物理量检测装置300的热传递，并能防止由热量引起的测量精度的下降。

此外，所述凹陷部313不仅起到降低热传递的效果，还起到以下作用，即，在外壳302成型时降低构成凸缘311的树脂的收缩影响。凸缘311与测量部331相比，树脂的厚度变厚。进行外壳302的树脂成型时，当树脂从高温状态降温至低温从而固化时产生体积收缩，从而由应力的产生造成变形。通过使凹陷部313成型于凸缘311，能够使体积收缩更加均等化，能够降低应力集中。

测量部331被从设置于主通路124的安装孔向内部插入，通过物理量检测装置300的凸缘311用螺钉固定于主通路124。优选物理量检测装置300以预定的位置关系固定于设置在主通路124的安装孔。能够使用设置于凸缘311的凹陷部313来决定主通路124与物理量检测装置300的位置。通过使凸部成型在主通路124，从而可使所述凸部与凹陷部313为具有嵌入关系的形状，因此能够将物理量检测装置300以正确的位置固定到主通路124。

2.6外部连接部321的结构

外部连接部321具有连接器322，连接器322被设置在凸缘311的上表面，从凸缘311向被测量气体30的流动方向下游侧突出。连接器322设置有用于供与控制装置200进行连接的通信缆线插入的插孔322a。如图5所示那样，在插孔322a的内部设置有四根外部端子323。外部端子323成为用于将作为物理量检测装置300的测量结果的物理量信息进行输出的端子、以及用于提供物理量检测装置300工作所需的直流电的电源端子。再者，本实施方式中，以连接器322具有以下形状的情况为例进行了说明，即，从凸缘311向被测量气体30的流动方向下游侧突出，从流动方向下游侧向上游侧插入的形状，但连接器322并不限于此形状，例如也可以具有从凸缘311的上表面垂直地突出，沿着测量部331的延伸方向而插入的形状，可以进行各种变更。

3.外壳302的整体结构及其效果

3.1副通路和流量检测部的结构和效果

图7～图9中示出从物理量检测装置300卸下正面盖303以及背面盖304后的外壳302的状态。图7是外壳302的主视图，图8是外壳302的后视图，图9是图7的A-A线剖面图。

外壳302构成为使测量部331从凸缘311向主通路124的中心延伸，在测量部331的基端侧配置有电路基板400，在测量部331的前端侧设置有用于使第一副通路305成型的副通路槽。

电路基板400具有平板形状，具有：俯视时近似矩形的主体部433，该主体部433将测量部331的基端部分隔为表面侧和背面侧；以及突出部432，其从主体部433的一边突出，被配置在第一副通路305内。

电路基板400如图7及图8所示那样沿着测量部331的平面而设置，如图9所示那样沿着测量部331的面而平行配置，使得在测量部331的表面与背面的中间位置上将测量部331的基端部分隔为表面侧和背面侧。

电路基板400在与安装有微型处理器(以下，称为微机)等电路元器件的安装面同一面的表面(一面)配置作为空气流量传感器的流量检测部456，在其背面(另一面)配置有至少一个以上的物理量检测传感器(例如，湿度传感器和压力传感器等)。即，电路基板400的表面具有：配置作为物理量检测传感器的流量检测部456的检测传感器面区域；以及配置物理量检测传感器以外的LSI等电路元器件的电路元器件面区域。而且，电路基板400的背面具有与电路元器件面区域相对的相对面区域，电路基板背面的相对面区域的至少一部分露出至第二副通路306。

本实施例中，在电路基板400的表面配置LSI和空气流量传感器等引线接合的电路元器件，在电路基板400的背面配置温湿传感器452和压力传感器454、455等焊接的电路元器件。通过这样在电路基板400的一面配置引线接合的电路元器件，从而能够使电路基板400的制造变得较容易。

在测量部331的表面侧形成电路室341，该电路室341容纳安装在电路基板400的表面的LSI、微机等电路元器件。电路室341通过与正面盖303的配合而密闭，与外部完全隔绝。

而且，由电路基板400在其背面侧形成第二副通路306。第二副通路306通过与背面盖304配合而形成。第二副通路306具有：通路部，其沿着流经主通路124内的被测量气体30的流动方向而呈一直线状地延伸；以及传感器室342，其形成在从通路部向与被测量气体30的流动方向正交或交叉的方向偏移的位置。传感器室342虽然形成由背面盖304密封背面侧的预定室内空间，但经由在测量部331的前端侧连续地形成的第二副通路306而与外部连通。传感器室342中容纳有安装在电路板400的背面的压力传感器454、455以及温湿传感器452。

用于形成第一副通路305的副通路槽具有图7所示的正侧副通路槽332、以及图8所示的反侧副通路槽334。正侧副通路槽332随着从在测量部331的下游侧外壁338开口的第一副通路出口305b向上游侧外壁336延伸，而逐渐向作为测量部331的基端侧的凸缘311侧弯曲，从而在上游侧外壁336的附近位置与开口部333连通。开口部333沿厚度方向贯穿测量部331而形成。开口部333以横跨上游侧外壁336与下游侧外壁338之间而延伸的方式、沿着主通路124的被测量气体30的流动方向而形成。

开口部333配置有作为电路基板400的一部分的突出部432。电路基板400的突出部432贯穿分隔壁361、362而向开口部333突出，分隔壁361、362分隔测量部331的电路室341以及第二副通路306之间。突出部432具有在开口部333沿着被测量气体30的流动方向而平行延伸的测量用流路面430及其反面431。

反侧副通路槽334从在测量部331的上游侧外壁336开口的第一副通路入口305a向下游侧外壁338延伸，在上游侧外壁336与下游侧外壁338的中间位置分为两路，一路作为排出通路而仍然呈一直线状地延伸，与在下游侧外壁338开口的排出口305c连通，另一路随着向下游侧外壁338延伸而逐渐向作为测量部331的基端侧的凸缘311侧弯曲，从而在下游侧外壁338的附近位置与开口部333连通。

反侧副通路槽334形成第一副通路305的入口槽，该入口槽使被测量气体30从主通路124流入，正侧副通路槽332形成第一副通路305的出口槽，该出口槽使从反侧副通路槽334引入的被测量气体30回到主通路124。正侧副通路槽332和反侧副通路槽334由于被设置在测量部331的前端侧，所以能够将远离主通路124内壁面的部分的气体、换言之、流经靠近主通路124中央部分的部分的气体作为被测量气体30而引入。流经主通路124的内壁面附近的气体受到主通路124的壁面温度的影响，往往具有与被测量气体30等流经主通路124的气体的平均温度不同的温度。另外，流经主通路124的内壁面附近的气体往往呈现出比流经主通路124的气体的平均流速要慢的流速。实施例的物理量检测装置300由于不易受到这种影响，所以能够抑制测量精度的下降。

此实施例中采用以下结构，即，在外壳302设置用于使第一副通路305成型的副通路槽332、334，通过将盖303、304盖在外壳302的表面及背面，从而由副通路槽332、334以及盖303、304来构成第一副通路305。通过采用这样的结构，能够在外壳302的树脂成型工序中作为外壳302的一部分而使所有的副通路槽成型。另外，由于外壳302成型时在外壳302的两面设置模具，所以可通过使用这两面的模具来将正侧副通路槽332和反侧副通路槽334双方作为外壳302的一部分而全都成型。通过在外壳302的两面设置正面盖303和背面盖304，从而能够形成外壳302两面的副通路。通过利用模具来使正侧副通路槽332和反侧副通路槽334成型在外壳302的两面，从而能够高精度地形成第一副通路305。另外，能获得较高的生产率。

如图8所示，流经主通路124的被测量气体30的一部分被从第一副通路入口305a取入到反侧副通路槽334内，从而流经反侧副通路槽334内。然后，被测量气体30所包含的质量较大的异物与一部分的被测量气体30一起从分岔口直接流入呈一直线状地延伸的排出通路，从下游侧外壁338的排出口305c排出到主通路124。

反侧副通路槽334具有随着进入而变深的形状，被测量气体30沿着反侧副通路槽334而流动时，逐渐向测量部331的正侧移动。特别是，反侧副通路槽334设置有在开口部333的跟前急剧变深的急倾斜部334a，质量较小的空气的一部分沿着急倾斜部334a而移动，在开口部333内流经电路基板400的测量用流路面430一侧。另一方面，质量较大的异物由于急剧的前进方向的变更较困难，所以流经测量用流路面反面431侧。

如图7所示，开口部333中移动到正侧的被测量气体30沿着电路基板的测量用流路面430而流动，与流量检测部456之间进行热传递以进行流量的测量，流量检测部456用于经由在测量用流路面430上设置的热传递面露出部436来测量流量。从开口部333流到正侧副通路槽332的空气一起沿着正侧副通路槽332而流动，从在下游侧外壁338开口的第一副通路出口305b排出到主通路124。

混入到被测量气体30中的杂质等质量较大的物质由于惯性力较大，所以沿着槽深急剧加深的急倾斜部334a的部分的表面而向槽较深的方向急剧地改变前进路径。所以，质量较大的异物向测量用流路面反面431移动，从而能够抑制异物经过热传递面露出部436的附近。此实施例中，构成为使得气体以外的质量较大的异物大多数经过作为测量用流路面430的背面的测量用流路面反面431，所以能够降低由油分或碳、杂质等异物引起的不洁物的影响，从而能够抑制测量精度的下降。即，由于具有使被测量气体30的前进路径沿着横切主通路流向轴的轴而急剧变化的形状，所以能够降低混入被测量气体30中的异物的影响。

本实施例中，反侧副通路槽334所构成的流路呈曲线地从外壳302的前端部朝向凸缘311侧，在最靠凸缘311侧的位置，流经副通路的气体变为与主通路124的流向反向的气体流，在该反向的气体流的部分，作为一侧的背面侧的副通路与成型在作为另一侧的表面侧的副通路相连。通过这样，易于将电路基板400的热传递面露出部436固定于副通路，此外，还易于将被检测气体30在靠近主通路124的中央部的位置引入。

3.2第二副通路和湿度及压力检测部的结构和效果

第二副通路306通过外壳302、图8及图9所示的电路基板400、以及接合在外壳302的背面盖304的配合而构成。电路基板400沿着测量部331的面而设置，沿着测量部331的面而平行地配置成在测量部331的表面与背面的中间位置上将测量部331的基端部分隔为表面侧和背面侧。

在外壳302的上游侧，如图8所示那样以以下方式具有隔离壁307，即，隔离壁307构成第二副通路入口306a的一部分，向作为测量器331的基端侧的凸缘311侧延伸，将被测量气体30隔断。同样地，如图8所示那样在外壳302的下游侧以以下方式具有隔离壁308，即，隔离壁308构成第二副通路出口306b的一部分，向作为测量器331的基端侧的凸缘311侧延伸。另外，外壳上下游的隔离壁307及308由沿着与被检测气体30的流向平行的方向而延伸的隔离壁309来连结，从而在与凸缘311连结的中间部将温湿传感器452以及压力传感器454、455包围。隔离壁307、308、309在测量部331的厚度方向的高度相同，通过安装背面盖304，来形成传感器室342。

第二副通路306沿着流经主通路124内的被测量气体30的流动方向平行地延伸，在沿着与连结第二副通路入口306a和第二副通路出口306b的直线相交的方向隔开距离的位置配置作为物理量检测传感器的温湿传感器452以及压力传感器454、455。第二副通路306的入口306a及出口306b与流经主通路124的被测量气体30垂直地开口，被配置在与被测量气体30的流向平行的同一直线上。另外，在比连结第二副通路入口306a和第二副通路出口306b之间的通路部内的空气流动的动线偏向凸缘311侧的位置，且在隔离壁307、308、309所包围的传感器室342内，配置温湿传感器452、压力传感器454及455。

一般而言，当将多个传感器在同一电子电路中构成时，耗电单纯地随物理量检测传感器的数量而增加。众所周知，耗电(电能)经由电阻而被变换为热(能)，耗电增加，从而电路整体的发热增加。电路自身发热增加会对电路元器件的耐久性或物理量检测传感器的性能造成不良影响。对汽车器件要求的温度范围为较广的范围，即，-40℃～125℃。特别是，物理量检测传感器的电子电路中使用了微机等半导体器件。一般在与高温环境和电路自身发热相结合不超过约150℃的接合温度(也称作结温)的范围内使用半导体器件。接合温度指半导体元件与引线的接合部的温度，若在约150℃以上的环境下使用，则产品的耐久寿命大幅下降。所以，要求极力抑制电路自身发热的放热设计。另外，在物理量检测装置100的性能方面，由于在高温及低温下由温度影响引起的特性变化必然存在，所以由来自电路自身发热的热传递引起的温度上升可能导致检测传感器的测量精度恶化。

针对这样的问题，本实施例中，电路基板400的背面构成第二副通路306的一部分。因此，电路基板400的背面被暴露在流经第二副通路306内的空气中。即，在电路基板400的表面安装的微机605等电路元器件所产生的自身发热向电路基板400的背面热传递，接着向流经第二副通路306内的空气热传递，通过这样，从而可抑制电路基板400整体的发热。

另外，通过将压力传感器455配置在外壳302上游侧的隔离壁307的背后，从而能够防止流入到第二副通路306的被测量气体30直接碰撞压力传感器455，因此能够抑制空气流直接影响压力传感器455。即，无需压力传感器455检测使空气流动产生的动压，而能够对要测量的静压准确地测量，从而能够确保测量精度。

第二副通路的入口306a与出口306b位于同一直线上，将检测传感器(在此，多个检测传感器配置顺序不限于图8所示)从同一直线偏移，配置在外壳302的上下游隔离壁307及308的中间部，通过这样，从而可抑制混入被测量气体30中的杂质和水滴等直接碰撞检测传感器，因此能够降低输出的污损劣化和变动。

3.3背面盖和湿度及压力检测部的结构和效果

图10及图11是示出了正面盖及背面盖的结构的图。另外，图12至图14中示出用背面盖构成的第二副通路的多个实施例。

如上所述，在外壳302的背面形成有用于形成第二副通路303的副通路槽，将背面盖304配置成使得副通路槽的第二副通路入口306a和出口306b以外与被测量气体30分离。

图12中示出在所述电路基板400的背面安装了温湿传感器452以及压力传感器454、455的示例。图11及图12(a)中用虚线示出了在背面盖304形成的上游侧的突起部350以及下游侧的突起部351。图12(b)中示出了图12(a)的剖面D-D，示出了突起部350及351的配置例。

通过安装背面盖304，从而突起部350及351构成将电路基板400的第二副通路306分隔为通路部和传感器室342的分隔壁。上游侧的突起部350被形成为在第二副通路入口306a与上游侧的压力传感器455之间沿着被测量气体30的流动方向而延伸。而且，下游侧的突起部351被形成为在下游侧的压力传感器454与第二副通路入口306b之间沿着被测量气体30的流动方向而延伸。突起部350、351都由薄板状突出片一体成型在背面盖304，沿着测量部331的厚度方向向电路基板400突出，与被测量气体30的流向平行地配置在测量部331的长度方向上彼此相同的高度位置的一直线上。

本实施例中，当被测量气体30从第二副通路入口306a流入时，流动被上下游的突起部350及351矫正，从而经过连结第二副通路入口306a与出口306b的直线上而从出口306b排出到外部。

即，由于传感器室342比第二副通路306的通路部偏向测量部331的基端侧(凸缘侧311侧)，所以从第二副通路入口306a流入第二副通路306的被测量气体30直接在第二副通路306的通路部中直线前进，再从第二副通路出口306b排出到外部，而不直接进入传感器室342中。因此，能够抑制被测量气体30直接碰撞传感器室342内的压力传感器454、455以及温湿传感器452等物理量检测传感器。

一般而言，在进气管内，具有一定质量的水滴和污损物混入被测量气体30中而经过第二副通路306内。所以，通过抑制被检测气体30直接碰撞物理量检测传感器，从而能够抑制由物理量检测传感器的污损劣化或者水滴造成的输出变动，可降低测量误差。具体而言，能够防止被测量气体30直接碰撞压力传感器454、455，从而降低动压的影响，能够防止检测精度恶化。而且，温湿传感器452通过防止被测量气体30直接碰撞，能够防止水滴、污损物附着以至于耐久性降低的情况。

图13中示出在所述电路基板400的背面安装了温湿传感器452以及压力传感器454的示例。图13(a)是传感器室342的放大图，图13(b)是图13(a)的E-E线剖面图。如图13(a)、图13(b)所示，上游侧的突起部350被设置在第二副通路入口306a与压力传感器454之间，由薄板形成为沿着被测量气体30的流动方向而延伸。在此省略已说明过的标号、结构以及效果。本实施例与图12相比，由于压力传感器的数量减少为一个，所以为了填充此部分的空间，上游侧的突起部350的长度变长。

图14中示出在所述电路基板400的背面安装了温湿传感器452的示例。图14(a)是传感器室342的放大图，图14(b)是图14(a)的F-F线剖面图。如图14(a)、(b)所示，上游侧的突起部350被设置在第二副通路入口306a与温湿传感器452之间，沿着被测量气体30的流动方向而延伸，由在温湿传感器452跟前被折弯、再沿着与被测量气体30的流向正交的方向而延伸的薄板来构成。

本实施例中，温湿传感器452被安装在离开外壳302上游的隔离壁307一定距离的位置。因此，为了使盖304的上游侧的突起部350具有与隔离壁307同样的效果，而以与被测量气体30的流向正交的方式构成了薄板350a。由此，对于经过第二副通路306内的空气中混入的水滴、污损物，能够抑制空气直接碰撞传感器，所以能够抑制由传感器的污损劣化或者水滴造成的输出变动，可降低测量误差。

4.物理量检测装置300的信号处理

图15示出物理量检测装置300的信号的输入输出关系。本实施例中，在一块电路基板400的表面和背面双方分别搭载物理量检测传感器，来力图实现基板的小型化。所以，在信号处理中也为了减少电子电路元器件而用一个微机605来获取来自各物理量检测传感器的所有信号，进行控制装置200可读取的信号的生成及校正。另外，如图5及图7所示，电路基板40的电信号经由AL线324及外部端子323而向控制装置200传输。

5.总结

根据上述本实施例的物理量检测装置，由于使电路基板400的一面和另一面这两面均安装各个检测传感器451～456，所以可使电路基板400小型化。通过此电路基板400的小型化，可使物理量检测装置300的壳体部也小型化。因此，有助于确保发动机室的空间或者降低进气管内的压力损失。

另外，本实施例中，电路基板400的一部分构成第二副通路306的一部分。因此，电路基板400的另一面被暴露在流经第二副通路306内的空气中。即，在电路基板400的一面安装的微机605等电路元器件所产生的自身发热向电路基板400的另一面热传递，接着向流经第二副通路306内的空气热传递，通过这样，从而可抑制电路基板400整体的发热。

虽然以上对本发明的实施方式进行了详细描述，但本发明不限于上述实施方式，在不脱离权利要求所述的本发明的主旨的范围内可进行各种设计变更。例如上述实施方式是为了将本发明易于理解地说明而详细说明的方案，并不一定限于具备所说明的所有结构。另外，可以将一实施方式的结构的一部分置换为其他实施方式的结构，另外，可以在一实施方式的结构上增加其他实施方式的结构。此外，对于各实施方式的结构的一部分，可追加其他结构，也可进行删除、置换。

标号说明

24 废气

30 被测量气体

110 内燃机

112 发动机气缸

114 发动机活塞

116 进气阀

118 排气阀

122 滤气器

124 主通路

126 节流器体

128 进气歧管

132 节流阀

144 节流角度传感器

146 旋转角度传感器

148 氧气传感器

152 燃料喷射阀

154 火花塞

156 怠速空气控制阀

200 控制装置

300 物理量检测传感器

302 外壳

303 正面盖

304 背面盖

305 第一副通路

305a 第一副通路入口

305b 第一副通路出口

306 第二副通路

306a 第二副通路入口

306b 第二副通路出口

307 外壳上游侧的隔离壁

308 外壳下游侧的隔离壁

309 隔离壁

311 凸缘

312 与主通路124相对的下表面

313 凹陷部

314 螺丝孔

315 抵接部

321 外部连接部

322 连接器

322a 插孔

323 外部端子

32 4 AL线

332 正侧副通路槽

333 开口部

334 反侧副通路槽

334a 急倾斜部

336 上游侧外壁

338 下游侧外壁

341 电路室

342 传感器室

350 盖上游侧突起部

351 盖下游侧突起部

400 电路基板

430 测量用流路面

431 测量用流路面反面

436 热传递面露出部

450 突出部

451 温度检测部

452 温湿传感器

453 温度传感器

454 压力传感器

455 压力传感器

456 流量检测部

605 电路元器件(微机)

Claims (10)

1.一种物理量检测装置，检测流经主通路内的被测量气体的多个物理量，其特征在于，具有：

外壳，其配置在所述主通路内；

电路基板，其嵌件成型于该外壳；以及

多个检测传感器，其分别安装在该电路基板的一面和另一面这两个面。

2.如权利要求1所述的物理量检测装置，其特征在于，具有：

第一副通路，其从在所述外壳开口的第一副通路入口将所述被测量气体引入，再从在所述外壳开口的第一副通路出口排出；以及

第二副通路，其从在所述外壳开口的第二副通路入口将所述被测量气体引入，再从在所述外壳开口的第二副通路出口排出，

所述第一副通路配置有多个所述检测传感器中的至少一个检测传感器，所述第二副通路配置有与所述检测传感器不同的至少一个检测传感器。

3.如权利要求2所述的物理量检测装置，其特征在于，

在所述电路基板的一面具有：配置所述检测传感器的检测传感器面区域、以及配置所述检测传感器以外的电路元器件的电路元器件面区域，

在所述电路基板的另一面具有与所述电路元器件面区域相对的相对面区域，

所述电路基板的另一面的所述相对面区域的至少一部分露出于所述第二副通路。

4.如权利要3所述的物理量检测装置，其特征在于，

所述第二副通路通过所述外壳、所述电路基板以及接合在所述外壳的盖的配合而构成。

5.如权利要4所述的物理量检测装置，其特征在于，

所述第二副通路沿着流经所述主通路内的被测量气体的流动方向平行地延伸，在从连结所述第二副通路入口和所述第二副通路出口的直线、朝向相交的方向隔开距离的位置，配置有所述检测传感器。

6.如权利要4所述的物理量检测装置，其特征在于，

所述盖具有分隔壁，该分隔壁将所述第二副通路分隔为将所述第二副通路入口和所述第二副通路出口之间连结的通路部、以及配置有所述检测传感器的传感器室。

7.如权利要6所述的物理量检测装置，其特征在于，

所述外壳在比所述第二副通路的所述检测传感器更靠所述被测量气体的上游侧的位置上具有隔离壁。

8.如权利要6所述的物理量检测装置，其特征在于，

所述外壳在比所述第二副通路的所述检测传感器更靠所述被测量气体的下游侧的位置上具有隔离壁。

9.如权利要2所述的物理量检测装置，其特征在于，

在所述第一副通路和所述第二副通路分别配置的检测传感器对种类互不相同的物理量进行检测。

10.如权利要3所述的物理量检测装置，其特征在于，

在所述电路基板的一面配置有引线接合的检测传感器。