CN109791064A - 空气流量测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种空气流量测量装置，能够抑制被测气体的流动的紊乱，且减小与吸入空气一起流入的水滴对特性的影响。在安装有流量检测部(602)的电路基板(400)的空气流动的上游侧的端缘(800)，形成有分割部(801)，该分割部(801)是分割端缘(800)的半圆形的缺口构造。能够将与被测气体(30)一起流入的水滴捕获到分割部(801)，抑制其到达流量检测部(602)。

Description

空气流量测量装置

技术领域

本发明涉及一种空气流量测量装置。

背景技术

测量内燃机的吸入空气等包含污染物的空气的流量的空气流量测量装置是公知的。

在专利文献1中记载有一种热式空气流量计。在专利文献1记载的技术中，为了防止污损物附着到流量检测部，流量检测部在副通路内露出于沿着被测气体的流动方向配置的露出面而设置，在露出面以围绕流量检测部的周围的方式形成有台阶，构成为由台阶包围的内侧区域比台阶的外侧区域突出。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014－185868号公报

发明内容

发明的概要

发明要解决的技术问题

专利文献1中记载的流量检测部通过由台阶围绕而阻挡台阶外侧区域中包含碳的油雾等污损物，防止污损物的附着。

但是，在专利文献1中记载的技术中，由于在安装流量检测部的平面上设置有台阶，因此流量检测部的气体的流动会大幅紊乱，有可能产生对流量检测的噪音。

另外，虽然能够阻挡污损物，但与吸入空气一起流入的水滴有可能会到达流量检测部，担心会降低流量检测精度。

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种空气流量测量装置，能够抑制被测气体的流动的紊乱，且减小与吸入空气一起流入的水滴对特性的影响。

用于解决技术问题的技术方案

本发明为了达成上述目的，以下述方式构成。

在空气流量测量装置中，包括：具有检测被测气体的流量的流量检测部的基板；和形成取入被测气体的一部分的通路、且以上述流量检测部被配置于上述通路内的方式固定上述基板的外壳，上述基板在相对于上述流量检测部的上述被测气体的气流的上游侧的端缘，具有分割该端缘的一部分的分割部。

发明效果

根据本发明，能够以简单的构造实现测量精度高的空气流量测量装置，能够抑制被测气体的流动的紊乱，且减小与吸入空气一起流入的水滴对特性的影响。

此外，上述内容以外的技术问题、结构及效果通过以下的实施方式的说明能够明确。

附图说明

图1是将本发明的空气流量测量装置的一实施例应用于电子燃料喷射方式的内燃机控制系统的概略系统图。

图2是空气流量测量装置的主视图。

图3是空气流量测量装置的后视图。

图4是空气流量测量装置的左侧视图。

图5是空气流量测量装置的右侧视图。

图6是空气流量测量装置的俯视图。

图7是空气流量测量装置的仰视图。

图8是从空气流量测量装置卸下正面罩及背面罩后的状态的主视图。

图9是从空气流量测量装置卸下正面罩及背面罩后的状态的后视图。

图10是从空气流量测量装置卸下正面罩及背面罩后的状态的左侧视图。

图11是从空气流量测量装置卸下正面罩及背面罩后的状态的右侧视图。

图12是图8的A－A截面图。

图13是表示第二副通路的其他形式的图。

图14是表示第二副通路的其他形式的图。

图15是表示正面罩的外观的图。

图16是表示背面罩的外观的图。

图17是电路基板的主视图。

图18是电路基板的右侧视图。

图19是电路基板的后视图。

图20是空气流量测量装置的电路图。

图21是说明空气流量测量装置的电路结构的其他例子的图。

图22是表示从空气流量测量装置卸下正面罩后的外壳的形状的主视图。

图23是表示图22所示的例子的变形例的图。

图24是表示分割部的形状的变形例的图。

图25是表示分割部的形状的变形例的图。

图26是表示分割部的形状的变形例的图。

具体实施方式

参照附图对本发明的实施方式进行说明。

用于实施发明的实施方式解决作为实际的产品所要求的各种技术问题，特别是解决了为了用作检测车辆的吸入空气的物理量的检测装置而希望解决的各种各样的技术问题，起到各种各样的效果。

实施例

在以下的实施例中，相同的附图标记即使图号不同也表示相同的结构，具有相同的作用效果。另外，对于已经说明的结构，有时只在图中标注附图标记而省略说明。

1.将本发明的物理量检测装置即空气流量测量装置用于内燃机控制系统的一实施例

图1是将本发明的空气流量测量装置的一实施例应用于电子燃料喷射方式的内燃机控制系统的概略系统图。

在图1中，基于包括发动机气缸112和发动机活塞114的内燃机110的动作，吸入空气作为被测气体30从空气净化器122被吸入，经由作为主通路124的例如进气体、节气门体126、进气歧管128被导入发动机气缸112的燃烧室。

被导入燃烧室的吸入空气即被测气体30的物理量，由本发明的一实施例的空气流量测量装置300来检测，基于该检测出的空气量(物理量)，从燃料喷射阀152供给燃料，与吸入空气30一起以混合气的状态被导入燃烧室。

此外，在本实施例中，燃料喷射阀152设置于内燃机的进气口，喷射到进气口的燃料与作为吸入空气的被测气体30一起形成混合气，经由进气阀116导入燃烧室，进行燃烧而产生机械能。

被导入燃烧室的燃料及空气成为燃料和空气的混合状态，通过火花塞154的火花点火而爆炸性地燃烧，产生机械能。燃烧后的气体从排气阀118导入排气管，作为废气24从排气管排出到车外。通过其开度基于车辆的加速踏板的操作而改变的节流阀132来控制导入燃烧室的吸入空气即被测气体30的流量。基于导入燃烧室的吸入空气的流量来控制燃料供给量，驾驶员控制节流阀132的开度，以控制导入燃烧室的吸入空气的流量，由此，能够控制内燃机产生的机械能。

1.1内燃机控制系统的控制的概要

从空气净化器122取入并在主通路124中流动的吸入空气即被测气体30的流量、温度、湿度、压力等物理量通过空气流量测量300来检测，表示吸入空气的流量(物理量)的电信号从该空气流量测量装置300输入到控制装置200。

另外，测量节流阀132的开度的节气门角度传感器144的输出被输入控制装置200，为了进一步测量内燃机的发动机活塞114、进气阀116、排气阀118的位置、状态、进一步测量内燃机的转速，旋转角度传感器146的输出被输入控制装置200。为了根据废气24的状态来测量燃料量和空气量的混合比的状态，氧传感器148的输出被输入控制装置200。

控制装置200基于作为空气流量测量装置300的输出的吸入空气的流量和基于旋转角度传感器146的输出所测量出的内燃机的转速，运算燃料喷射量和点火时间。基于这些运算结果来控制从燃料喷射阀152供给的燃料量及由火花塞154点火的点火时间。

燃料供给量和点火时间实际上还基于由空气流量测量装置300检测出的温度、节气门角度的变化状态、发动机转速的变化状态、由氧传感器148测量出的空燃比的状态，而被精细地控制。控制装置200在内燃机的空转状态下，通过怠速空气控制阀156控制旁通节流阀132的空气量，以控制空转状态下的内燃机的转速。

1.2空气流量测量装置的检测精度提高的重要性和空气流量测量装置的搭载环境

作为内燃机的主要的控制量的燃料供给量及点火时间均将空气流量测量装置300的输出作为主参数来运算。因此，空气流量测量装置300的检测精度的提高、随时间变化的抑制、可靠性的提高对于车辆的控制精度的提高及可靠性的确保是极其重要的。

特别是近年来，对车辆的省燃料的要求非常高，并且对废气净化的要求也非常高。为了应对这些要求，提高由空气流量测量装置300检测出的吸入空气20的流量的检测精度极其重要。另外，空气流量测量装置300维持高的可靠性也是很重要的。

装设有空气流量测量装置300的车辆在温度或湿度的改变较大的环境下使用。理想的是，空气流量测量装置300还考虑到对其使用环境中的温度、湿度的改变的应对方案以及对灰尘、污染物质等的应对方案。

另外，空气流量测量装置300安装在受到来自内燃机的发热的影响的进气管。因此，内燃机的发热经由作为主通路124的进气管传递到空气流量测量装置300。因为空气流量测量300通过与被测气体进行热传递而检测被测气体的流量，所以尽可能地抑制来自外部的热的影响就尤为重要。

如以下所说明的，装设在车上的空气流量测量装置300不仅要解决记载于发明要解决的技术问题一栏的技术问题，起到记载于发明效果一栏中的效果，而且如以下所说明的，还要充分考虑到上述的各种各样的技术问题，解决作为产品所要求的各种各样的技术问题，起到各种各样的效果。

空气流量测量装置300解决的具体的技术问题、起到的具体的效果在以下的实施例的记载中进行说明。

2.空气流量测量装置300的结构

2.1空气流量测量装置300的外观构造

图2～图7是表示空气流量测量装置300的外观的图，图2是空气流量测量装置300的主视图，图3是空气流量测量装置300的后视图，图4是空气流量测量装置300的左侧视图，图5是空气流量测量装置300的右侧视图，图6是空气流量测量装置300的俯视图，图7是空气流量测量装置300的仰视图。

在图2～图7中，空气流量测量装置300包括外壳302、正面罩303和背面罩304。外壳302通过将合成树脂制成的材料进行模塑成形而构成，具有用于将空气流量测量装置300固定于作为主通路124的进气体的凸缘311、从凸缘311突出并具有用于进行与外部设备的电连接的连接器的外部连接部321以及以从凸缘311向主通路124的中心突出的方式延伸的测量部331。

在测量部331，在模塑成形外壳302时通过嵌件成形一体设置有电路基板400(参照图8、图9)。在电路基板400设置有用于检测在主通路124中流动的被测气体30的流量的至少一个检测部和用于处理由检测部检测出的信号的电路部。检测部配置于曝露在被测气体30中的位置，电路部配置于由正面罩303密闭的电路室内。

在测量部331的正面和背面设置有副通路槽，通过与正面罩303及背面罩304的合作而形成第一副通路305。在测量部331的前端部，设置有用于将吸入空气等被测气体30的一部分取入第一副通路305的第一副通路入口305a和用于使被测气体30从第一副通路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，电路基板400的一部分突出，在该突出部分配置有作为检测部的流量检测部602(参照图8)，用来检测被测气体30的流量。

在比第一副通路305靠凸缘311的测量部331的中间部，设置有用于将吸入空气等被测气体30的一部分取入传感器室Rs的第二副通路306。第二副通路306通过与测量部331和背面罩304的合作而形成。第二副通路306具有：为了取入被测气体30，向上游侧外壁336开口的第二副通路入口306a；和为了使被测气体30从第二副通路306返回主通路124，向下游侧外壁338开口的第二副通路出口306b。

第二副通路306与形成于测量部331的背面侧的传感器室Rs连通。在传感器室Rs中配置有设于电路基板400的背面的作为检测部的压力传感器421A、421B和湿度传感器422(参照图19)。

2.2基于空气流量测量装置300的外观构造的效果

空气流量测量装置300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。因此，可以将不是主通路124的内壁面附近而是靠远离内壁面的中央部的部分的气体分别取入第一副通路305及第二副通路306。

因此，空气流量测量装置300能够测量远离主通路124的内壁面的局部气体的物理量，能够减小与热及内壁面附近的流速降低有关系的空气流量的测量误差。

测量部331形成为沿着从主通路124的外壁向中央去的轴伸长的形状，但厚度如图4及图5中记载的那样，形成为狭窄形状。即，空气流量测量装置300的测量部331形成侧面的宽度薄且正面为大致长方形的形状。由此，空气流量测量装置300能够具有足够长度的第一副通路305，对于被测气体30能够将流体阻力抑制在较小的值。

因此，空气流量测量装置300能够将流体阻力抑制为较小的值，并且能够以高精度测量被测气体30的流量。

2.3凸缘311的构造和效果

在凸缘311，在与主通路124相对的下表面312设有多个凹陷313，用来减少与主通路124之间的热传递面，以使空气流量测量装置300不容易受热的影响。空气流量测量装置300中，测量部331从设于主通路124的安装孔插入内部，凸缘311的下表面312与主通路124相对。

主通路124例如是进气体，通常，主通路124被维持在高温。相反，在寒冷地带起动时，可以认为主通路124为极低的温度。当这种主通路124的高温或低温的状态对各种物理量的测量造成影响时，测量精度就会降低。

凸缘311在下表面312具有凹陷313，在与主通路124相对的下表面312与主通路124之间形成有空间。因此，能够减少来自主通路124的热向空气流量测量装置300的传递，能够防止热量造成的测量精度的降低。

凸缘311的螺孔314是用于将空气流量测量装置300固定在主通路124中的孔，在各螺孔314的周围的与主通路124相对的面与主通路124之间形成有空间，使得这些螺孔314周围的与主通路124相对的面远离主通路124。通过采用这样的结构，形成能够减少来自主通路124的热向空气流量测量装置300的传递，防止热量造成的测量精度的降低的构造。

2.4外部连接部321的构造

外部连接部321具有连接器322，该连接器322设置于凸缘311的上表面并从凸缘311向被测气体30的流动方向下游侧突出。在连接器322设置有插入孔322a，该插入孔322a用于将连接连接器322与控制装置200之间的通信电缆插入其中。如图5所示，在插入孔322a内，在内部设置有4个外部端子323。外部端子323是用于输出空气流量测量装置300的测量结果即物理量的信息的端子及用于供给空气流量测量装置300动作用的直流电力的电源端子。

连接器322具有从凸缘311向被测气体30的流动方向下游侧突出并从流动方向下游侧向上游侧插入的形状，但不限于该形状，例如也可以具有从凸缘311的上表面垂直地突出并沿着测量部331的延伸方向插入的形状，能够进行各种变更。

3.外壳302的整体构造及其效果

3.1整体构造

接下来，使用图8～图12对外壳302的整体构造进行说明。图8～图12是表示从空气流量测量装置300卸下了正面罩303及背面罩304的外壳302的状态的图，图8是外壳302的主视图，图9是外壳302的后视图，图10是外壳302的右侧视图，图11是外壳302的左侧视图，图12是图8的A－A截面图。

外壳302形成测量部331从凸缘311向主通路124的中心延伸的构造。电路基板400嵌件成形于测量部331的基端侧。电路基板400在测量部331的正面和背面的中间位置沿着测量部331的面平行配置，与外壳302一体模制而成，将测量部331的基端侧划分成厚度方向一侧和另一侧。

在测量部331的正面侧形成有收纳电路基板400的电路部的电路室Rc，在背面侧形成有收纳压力传感器421和湿度传感器422的传感器室Rs。电路室Rc通过将正面罩303安装于外壳302而被密闭，与外部完全隔离开。另一方面，通过将背面罩304安装于外壳302，形成第二副通路306和经由第二副通路306与测量部331的外部连通的室内空间即传感器室Rs。

电路基板400的一部分从将测量部331的电路室Rc与第一副通路305之间隔开的分隔壁335突出到第一副通路305内，在其突出的部分的测量用流路面430设置有流量检测部602。

3.2副通路槽的构造

在测量部331的长度方向前端侧设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的副通路槽具有图8所示的正面侧副通路槽332和图9所示的背面侧副通路槽334。如图8所示，正面侧副通路槽332随着从向测量部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移行，逐渐向测量部331的基端侧即凸缘311侧弯曲，在上游侧外壁336的附近位置，与在厚度方向上贯通测量部331的开口部333连通。

开口部333以跨上游侧外壁336与下游侧外壁338之间延伸的方式，沿着主通路124的被测气体30的流动方向形成。

如图9所示，背面侧副通路槽334从上游侧外壁336向下游侧外壁338移行，在上游侧外壁336与下游侧外壁338的中间位置被分成两岔，一者作为排出通路保持一直线状延伸并向下游侧外壁338的排出口305c开口，另一者随着向下游侧外壁338移行而逐渐向测量部331的基端侧即凸缘311侧弯曲，在下游侧外壁338的附近位置与开口部333连通。

背面侧副通路槽334形成供被测气体30从主通路124流入的入口槽，正面侧副通路槽332形成使从背面侧副通路槽334取入的被测气体30返回主通路124的出口槽。因为正面侧副通路槽332和背面侧副通路槽334设于外壳302的前端部，所以能够将离开主通路124的内壁面的局部的气体作为被测气体30取入，换言之，能够将流过靠主通路124的中央部分的局部的气体作为被测气体30取入。流过主通路124的内壁面附近的气体受到主通路124的壁面温度的影响，通常具有与吸入空气20等流过主通路124的气体的平均温度不同的温度。

另外，流过主通路124的内壁面附近的气体通常表现出比流过主通路124的气体的平均流速慢的流速。在实施例的物理量检测装置300中，不容易受到这种影响，因此能够抑制测量精度的降低。

如图9所示，流过主通路124的被测气体30的一部分从第一副通路入口305a被取入背面侧副通路槽334内，在背面侧副通路槽334内流动。而且，被测气体30中包含的质量较大的异物与一部分被测气体一起分支，之后直接流入以一直线状延伸的排出通路，从下游侧外壁338的排出口305c排出到主通路124。

背面侧副通路槽334形成为越向前则越深的形状，被测气体30随着沿背面侧副通路槽334流动而逐渐移动到测量部331的正面侧。特别是背面侧副通路槽334在开口部333跟前设置有急剧变深的陡倾斜部334a，质量小的空气的一部分沿着陡倾斜部334a移动，在开口部333内在电路基板400的测量用流路面430侧流动。另一方面，质量大的异物由于难以进行急剧的前进路线变更，因此在测量用流路面背面431侧流动。

如图8所示，在开口部333移动到正面侧的被测气体30沿着电路基板400的测量用流路面430流动，在其与设于测量用流路面430的流量检测部602之间进行热传递，进行流量的测量。从开口部333流到正面侧副通路槽332的空气均沿着正面侧副通路槽332流动，从向下游侧外壁338开口的第一副通路出口305b排出到主通路124。

混入被测气体30的尘土等质量大的物质因为惯性力较大，所以难以沿着槽的深度急剧变深的陡倾斜部334a(图9所示)的局部表面向槽的深度方向急剧地改变前进道路。因此质量较大的异物向测量用流路面背面431这一方移动，能够抑制异物通过流量检测部602附近。在该实施例中，气体以外的质量较大的异物大部分通过测量用流路面430的背面即测量用流路面背面431，因此能够减小油或碳、尘土等异物造成的污染的影响，从而能够抑制测量精度的降低。

即，因为具有使被测气体30的前进道路沿着横穿主通路124的流动轴的轴急剧改变的形状，所以能够减小混入被测气体30的异物的影响。

3.3第二副通路和传感器室的构造和效果

第二副通路306以沿着被测气体30的流动方向的方式，与凸缘311平行地在第二副通路入口306a与第二副通路出口306b之间形成一直线状。第二副通路入口306a通过将上游侧外壁336的一部分切掉而形成，第二副通路出口306b通过将下游侧外壁338的一部分切掉而形成。

具体地说，如图9、图10所示，在连续地沿着分隔壁335的上表面的位置，从测量部331的背面侧将上游侧外壁336的一部分和下游侧外壁338的一部分切掉而形成。第二副通路入口306a和第二副通路出口306b被切到与电路基板400的背面齐平的深度位置。第二副通路306中，被测气体30沿着电路基板400的基板主体401(图19所示)的背面通过，因此作为冷却基板主体401的冷却通道起作用。电路基板400大多是LSI或微机等产生热量的部件，能够使它们的热传递到基板主体401的背面，由通过第二副通路306的被测气体30散热。

传感器室Rs设置在比第二副通路306靠测量部331的基端侧的位置。从第二副通路入口306a流入第二副通路306的被测气体30的一部分流入传感器室Rs，由传感器室Rs内的压力传感器421和湿度传感器422分别检测压力和相对湿度。传感器室Rs配置于比第二副通路306靠测量部331的基端侧的位置，因此能够减小通过第二副通路306的被测气体30的动压的影响。因此，能够提高传感器室Rs内的压力传感器421的检测精度。

而且，因为传感器室Rs配置于比第二副通路306靠测量部331的基端侧的位置，所以例如在测量部331以前端侧朝向下方的姿态状态安装到进气通路中时，能够抑制与被测气体30一起流入第二副通路306的污损物或水滴附着到压力传感器421或配置于其下游的湿度传感器422上。

特别是在本实施例中，在传感器室Rs内，外形比较大的压力传感器421配置在上游侧，外形比较小的湿度传感器422配置在压力传感器421的下游侧，因此能够抑制与被测气体30一起流入的污损物或水滴附着在压力传感器421上以及向湿度传感器422的附着。因此，能够保护对污损物或水滴耐性低的湿度传感器422。

压力传感器421(421A、421B)和湿度传感器422与流量检测部602相比，不易受到被测气体30的流动的影响，特别是湿度传感器422只要确保被测气体30中的水分的扩散水平即可，因此能够设置于与以一直线状的第二副通路306邻接的传感器室Rs。与此不同，流量检测部602要求一定值以上的流速，而且需要远离灰尘或污损物，需要考虑对脉动的影响。因此，流量检测部602设置于具有绕成环状的形状的第一副通路305中。

图13、图14是表示第二副通路的其他方式的图。

在该方式中，代替将上游侧外壁336和下游侧外壁338切开，而在上游侧外壁336和下游侧外壁338设置贯通孔337，由此形成第二副通路入口306a和第二副通路出口306b。如上述的图9～图12所示的第二副通路那样，当将上游侧外壁336和下游侧外壁338分别切开而形成第二副通路入口306a和第二副通路出口306b时，在该位置中，上游侧外壁336的宽度和下游侧外壁338的宽度局部变窄，因此由于模制成形时的加热等，以切口为起点，测量部331有可能变形成大致く字状。根据本方式，因为代替切开而设置了贯通孔，所以能够防止测量部331弯曲成大致く字状的情况。

因此，能够防止外壳302中对被测气体30的检测部的位置、方向由于变形而改变，对检测精度造成影响，能够无个体差异地始终确保一定的检测精度。

3.4正面罩303和背面罩304的形状和效果

图15是表示正面罩303的外观的图，图15的(a)是主视图，图15的(b)是图15(a)的B－B截面图。图16是表示背面罩304的外观的图，图16的(a)是主视图，图16的(b)是图16的(a)的B－B截面图。

在图15及图16中，正面罩303、背面罩304通过将外壳302的正面侧副通路槽332和背面侧副通路334封闭，形成第一副通路305。另外，正面罩303形成密闭的电路室Rc，背面罩304将测量部331的背面侧的凹部封闭而形成第二副通路306和与第二副通路306连通的传感器室Rs。

如图15的(b)所示，正面罩303在与流量检测部602相对的位置包括突起部356，用于在与图8所示的测量用流路面430之间形成缩细部。因此，适于成形精度高。正面罩303或背面罩304通过在模具中注入热塑性树脂的树脂模制工序来制作，因此能够以高的成形精度制作。

在正面罩303和背面罩304设置有多个固定孔351，多个固定孔351供从测量部331突出的多个固定销350(图8、图9所示)分别插入其中。正面罩303和背面罩304分别安装在测量部331的正面和背面，此时，固定销350插入固定孔351中以进行定位。

而且，沿着正面侧副通路槽332和背面侧副通路槽334的边缘通过激光焊接等进行接合，同样，沿着电路室Rc及传感器室Rs的边缘通过激光焊接等进行接合。

3.5电路基板400的外壳302的固定构造和效果

接下来，对通过树脂模制工序向外壳302固定电路基板400的内容进行说明。在本实施例中，以在成形副通路的副通路槽的规定部位、例如作为正面侧副通路槽332和背面侧副通路槽334的连接部分的开口部333，配置电路基板400的流量检测部602的方式，与外壳302一体地模制电路基板400。

在外壳302的测量部331，将电路基板400的基底部402的外周缘部通过树脂模制而埋设于外壳302且固定的部分被设置为固定部372、373(图8、图9)。固定部372、373将电路基板400的基底部402的外周缘部从正面侧和背面侧夹住以将其固定。

外壳302通过树脂模制工序制造。在该树脂模制工序中，将电路基板400内置于外壳302的树脂内，通过树脂模制而固定在外壳302内。通过这样操作，能够以极高的精度维持流量检测部602与用于在与被测气体30之间进行热传递而测量流量的副通路、例如正面侧副通路槽332或背面侧副通路槽334的形状的关系即位置关系或方向的关系等，能够将每个电路基板400中产生的误差或偏差抑制在非常小的值。结果能够很大程度改善电路基板400的测量精度。例如，与目前使用粘接剂进行固定的方式相比，能够显著地提高测量精度。

空气流量测量装置300多是批量生产，在严格地测量并用粘接剂进行粘接的方法中，关于测量精度的提高存在极限。但是，如本实施例这样在成形供被测气体30流动的副通路的树脂模制工序中，在成形副通路的同时将电路基板400固定，从而能够大幅减小测量精度的偏差，能够大幅提高空气流量测量装置300的测量精度。

例如，用图8～图12所示的例子进一步进行说明，能够以使正面侧副通路槽332和背面侧副通路槽334和流量检测部602之间的关系成为规定的关系的方式，以高精度将电路基板400固定于外壳302。

由此，在批量生产的空气流量测量装置300中，均能够以非常高的精度稳定地获得各电路基板400的流量检测部602与第一副通路305的位置关系、形状等关系。

固定配置有电路基板400的流量检测部602的第一副通路305中，例如正面侧副通路槽332和背面侧副通路槽334能够以非常高的精度成形，因此从这些副通路槽332、334成形第一副通路305的操作是用正面罩303和背面罩304覆盖外壳302的两面的操作。该操作是既简单且降低测量精度的因素少的操作工序。另外，正面罩303、背面罩304通过成形精度高的树脂模制工序来生产。因此能够以高精度完成与电路基板400的流量检测部602以规定的关系设置的副通路。通过这样的方法，除了测量精度的提高以外还能够获得高的生产性。

与此不同，现有技术是制造副通路，接着通过用粘接剂将测量部粘接于副通路来生产热式流量计。像这样使用粘接剂的方法中，粘接剂的厚度偏差较大，而且粘接位置或粘接角度按每个产品存在偏差。因此在提高测量精度方面存在极限。另外，在量产工序中进行这些操作时，测量精度的提高是很难的。

在本发明的实施例中，通过树脂模制来固定电路基板400，并且同时用树脂模制成形用于成形第一副通路305的副通路槽。通过这样操作，能够确保副通路槽的形状并且将流量检测部602以极高的精度固定于副通路槽中。

关于流量的测量的部分、例如流量检测部602或安装流量检测部602的测量用流路面430(图8)设置于电路基板400的正面。流量检测部602和测量用流路面430从成形外壳302的树脂中露出。即，不用成形外壳302的树脂覆盖流量检测部602和测量用流路面430。在外壳302的树脂模制后，也能够直接利用电路基板400的流量检测部602、测量用流路面430，以用于空气流量测量装置300的流量测量。通过采用这样的结构，能够提高测量精度。

在本发明的实施例中，通过与外壳302一体成形电路基板400，将电路基板400固定在具有第一副通路305的外壳302，因此能够将电路基板400可靠地固定于外壳302。特别是因为具有电路基板400的突出部403贯通分隔壁335地向第一副通路305突出的结构，因此第一副通路305与电路室Rc之间的密封性高，能够防止被测气体30从第一副通路305漏进电路室Rc，防止电路基板400的电路部件、配线等与被测气体30接触而腐蚀。

4.电路基板400的外观

4.1包括流量检测部602的测量用流路面430的成形

图17～图19中示出电路基板400的外观。此外，在电路基板400的外观上描绘的斜线部分表示在树脂模制工序中成形外壳302时用树脂覆盖电路基板400而固定的固定面432及固定面434。

图17是电路基板的主视图，图18是电路基板的右侧视图，图19是电路基板的后视图。

电路基板400具有基板主体401，在基板主体401的正面设置有电路部和作为传感元件的流量检测部602，在基板主体401的背面设置有作为传感元件的压力传感器421和湿度传感器422。基板主体401由玻璃环氧树脂制的材料构成，与陶瓷材料的基板相比较，具有与成形外壳302的热塑性树脂的热膨胀系数近似的热膨胀系数值。

因此，能够减小在外壳302嵌件成形时由于热膨胀系数的差引起的应力，能够减小电路基板400的变形。

基板主体401具有平板形状，该平板具有一定厚度，形成具有大致四边形状的基底部402和从基底部402的一边突出且比基底部402小的大致四边形状的突出部403的、俯视时大致为T字状的形状。在基底部402的正面设置有电路部。电路部通过在未图示的电路配线之上安装LSI414、微机415、电源调制器(调节器)416、电阻、电容器等芯片部件417等电子部件而构成。电源调制器416与微机415或LSI414等其他电子部件相比，发热量多，因此在电路室Rc中配置于比较靠上游侧的位置。LSI414以包含金引线的方式整体被合成树脂材料419密封，提高了嵌件成形时的电路基板400的处理性。

如图17所示，在基板主体401的正面形成有供LSI414嵌入的凹部402a。该凹部402a能够通过对基板主体401实施激光加工来形成。玻璃环氧树脂制的基板主体401与陶瓷制的基板主体相比，加工容易，能够容易地设置凹部402。凹部402具有LSI414的正面与基板主体401的正面齐平的深度。这样，通过使LSI414的正面和基板主体401的正面的高度一致，用金引线连接LSI414与基板主体401之间的引线结合变得容易，电路基板400的制造变得容易。例如，如图17所示，LSI414能够直接设置于基板主体401的正面。在采用这种构造时，虽然覆盖LSI414的合成树脂材料419变得更加突出，但是不需要在基板主体401形成凹部402的加工，能够简化制造。

突出部403在将电路基板400嵌件成形于外壳302时，配置于第一副通路305内，作为突出部403的正面的测量用流路面430沿着被测气体30的流动方向延伸。在突出部403的测量用流路面430设置有流量检测部602。流量检测部602与被测气体30进行热传递，测量被测气体30的状态、例如被测气体30的流速，输出表示在主通路124中流动的流量的电信号。为了使流量检测部602以高精度测量被测气体30的状态，理想的是，流过测量用流路面430的附近的气体为层流且湍流少。因此理想的是，流量检测部602的正面和测量用流路面430的面齐平或者差值在规定值以下。

如图17所示，在测量用流路面430的正面凹陷地设置有凹部403a，供流量检测部602嵌入。该凹部403a也能够通过实施激光加工来形成。凹部403a具有流量检测部602的正面与测量用流路面430的正面齐平的深度。流量检测部602及其配线部分由合成树脂材料418覆盖，以防由于盐水的附着而产生电腐蚀。

如图19所示，在基板主体401的背面设置有两个压力传感器421A、421B和一个的湿度传感器422。两个压力传感器421A、421B分为上游侧和下游侧地配置成一排。而且，在压力传感器421B的下游侧配置有湿度传感器422。这两个压力传感器421A、421B和一个湿度传感器422配置在传感器室Rs内。

电路基板400在基板主体401的背面侧配置有第二副通路306。因此，能够由通过第二副通路306的被测气体30冷却整个基板主体401。

4.2温度检测部451的构造

如图17、图18所示，在基底部402的上游侧的端边且在突出部403侧的角部，设置有温度检测部451。温度检测部451构成用于检测在主通路124流动的被测气体30的物理量的检测部之一，设置于电路基板400。

电路基板400具有突出部450，该突出部450从第二副通路306的第二副通路入口306a向被测气体30的上游突出，温度检测部451具有设置于突出部450且位于电路基板400的背面的芯片式温度传感器453。温度传感器453及其配线部分由合成树脂件覆盖，防止由于盐水的附着而产生电腐蚀。

例如，如图9所示，在设有第二副通路入口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(图17所示)从凹陷形状的上游侧外壁336向上游侧突出。突出部450的前端配置于比上游侧外壁336的最上游侧的面凹陷的位置。温度检测部451以面向电路基板400的背面、即第二副通路306侧的方式设于突出部450。

因为第二副通路入口306a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的被测气体30接触到温度检测部451之后流入第二副通路入口306a，在接触到温度检测部451时检测温度。接触到温度检测部451的被测气体30直接从第二副通路入口306a流入第二副通路306，通过第二副通路306后从第二副通路出口306b排出到主通路123。

4.4树脂模制工序中的电路基板400的固定及其效果

在图19中用斜线表示的部分表示在树脂模制工序中，为了将电路基板400固定到外壳302，用于利用在树脂模制工序中使用的热塑性树脂覆盖电路基板400的固定面432(图17)及固定面434。测量用流路面430及设置于测量用流路面430的流量检测部602与副通路的形状的关系以高精度维持在规定关系尤为重要。

在树脂模制工序中，因为在成形副通路的同时将电路基板400固定于成形副通路的外壳302，所以能够以极高的精度维持副通路和测量用流路面430及流量检测部602的关系。即，在树脂模制工序中将电路基板400固定于外壳302，因此能够将电路基板400以高精度定位并固定在用于成形包括副通路的外壳302的模具内。通过向该模具内注入高温的热塑性树脂，副通路以高精度成形，并且电路基板400以高精度被固定。

因此，能够将在每个电路基板400产生的误差或偏差抑制在非常小的值。结果能够很大程度改善电路基板400的测量精度。

5.空气流量测量装置300的电路结构

5.1空气流量测量装置300的电路结构的整体

图20是空气流量测量装置300的电路图。空气流量测量装置300具有流量检测电路601和温湿度检测电路701。

流量检测电路601包括具有发热体608的流量检测部602和处理部604。处理部604控制流量检测部602的发热体608的发热量，并且基于流量检测部602的输出将表示流量的信号经由端子662输出到微机415。

为了进行上述处理，处理部604包括Central Processing Unit(以下记为CPU)612和输入电路614、输出电路616、保持表示修正值、测量值与流量的关系的数据的存储器618、向各个必要电路供给一定电压的电源电路622。从车载电池等外部电源，经由端子664和未图示的接地端子向电源电路622供给直流电力。

在流量检测部602设置有用于加热被测气体30的发热体608。从电源电路622向构成发热体608的电流供给电路的晶体管606的集电极供给电压V1，从CPU612经由输出电路616向上述晶体管606的基极施加控制信号，基于该控制信号从上述晶体管606经由端子624向发热体608供给电流。供给发热体608的电流量由从CPU612经由输出电路616施加到构成发热体608的电流供给电路的晶体管606的控制信号来控制。

处理部604控制发热体608的发热量，使得被测气体30的温度通过由发热体608加热而从最初的温度升高规定温度、例如100℃。

流量检测部602具有用于控制发热体608的发热量的发热控制桥640和用于测量流量的流量检测桥650。对发热控制桥640的一端，从电源电路622经由端子626供给一定电压V3，发热控制桥640的另一端连接到接地端子630。另外，对流量检测桥650的一端，从电源电路622经由端子625供给一定电压V3，流量检测桥650的另一端连接到接地端子630。

发热控制桥640具有电阻642，该电阻642是电阻值基于被加热的被测气体30的温度而改变的测温电阻体，电阻642和电阻644、电阻646、电阻648构成桥电路。电阻642与电阻646的交点A及电阻644与电阻648的交点B的电位差经由端子627及端子628输入到输入电路614，CPU612控制从晶体管606供给的电流而控制发热体608的发热量，使得交点A与交点B间的电位差成为规定值，该实施例中为零伏。

图20中记载的流量检测电路601利用发热体608加热被测气体30，使得相比于被测气体30的原温度高一定温度、例如始终100℃。为了高精度地进行该加热控制，由发热体608加温的被测气体30的温度相对于最初的温度升高一定温度、例如始终100℃时，构成发热控制桥640的各电阻的电阻值被设定为上述交点A与交点B间的电位差成为零伏。因此，在流量检测电路601中，CPU612控制向发热体608供给的供给电流，以使交点A与交点B间的电位差为零伏。

流量检测桥650由电阻652和电阻654、电阻656、电阻658这4个测温电阻体构成。这4个测温电阻体沿着被测气体30的流动而配置，电阻652和电阻654相对于发热体608配置于被测气体30的流路中的上游侧，电阻656和电阻658相对于发热体608配置于被测气体30的流路中的下游侧。另外，为了提高测量精度，电阻652和电阻654配置为到发热体608的距离彼此大致相同，电阻656和电阻658配置为到发热体608的距离彼此大致相同。

电阻652和电阻656的交点C、与电阻654和电阻658的交点D之间的电位差经由端子631和端子632输入到输入电路614。为了提高测量精度，例如在被测气体30的流动为零的状态下，以使交点C与交点D之间的电位差为零的方式设定流量检测桥650的各电阻。因此，在交点C与交点D之间的电位差为例如零伏的状态下，CPU612基于被测气体30的流量为零的测量结果，从端子662输出意味着主通路124的流量为零的电信号。

被测气体30沿图20的箭头方向流动时，配置在上游侧的电阻652和电阻654由被测气体30冷却，配置在被测气体30的下游侧的电阻656和电阻658被由发热体608加热的被测气体30加温，这些电阻656和电阻658的温度上升。因此，在流量检测桥650的交点C与交点D之间产生电位差，该电位差经由端子631和端子632输入到输入电路614。CPU612基于流量检测桥650的交点C与交点D之间的电位差，检索存储器618中存储的表示电位差与主通路124的流量的关系的数据，求出主通路124的流量。

这样求出的表示主通路124的流量的电信号经由端子662输出。此外，图20所示的端子664及端子662记载有新的附图标记，但包含于之前说明的图17所示的连接端子412。

在上述存储器618中存储有表示上述交点C与交点D的电位差与主通路124的流量的关系的数据，还存储有在电路基板400生产后，基于气体的实测值求出的、用于减小偏差等测量误差的修正数据。

温湿度检测电路701包括从温度传感器453和湿度传感器422输入检测信号的放大器-A/D等输入电路、输出电路、保持表示修正值、温度与绝对湿度的关系的数据的存储器、以及向各个必要电路供给一定电压的电源电路622。从流量检测电路601和温湿度检测电路701输出的信号被输入到微机415。微机415具有流量计算部、温度计算部及绝对湿度计算部，基于信号计算出作为被测气体30的物理量的流量、温度、绝对湿度，输出到ECU200。

空气流量测量装置300与控制装置(ECU)200之间用通信电缆连接，根据SENT、LIN、CAN等通信标准进行使用数字信号的通信。在本实施例中，信号从微机415输入LIN驱动器420，从LIN驱动器420进行LIN通信。从空气流量测量装置300的LIN驱动器420输出到控制装置(ECU)200的信息，使用单根线或两根线的通信电缆与数字通信重叠输出。

微机415的绝对湿度计算部基于从相对湿度传感器422输出的相对湿度的信息和温度信息来计算绝对湿度，进行基于误差而修正该绝对湿度的处理。由绝对湿度计算部计算出的修正后的绝对湿度在作为ECU的控制装置200中被用于各种发动机运转控制。另外，控制装置200也可以将综合误差的信息直接用于各种发动机运转控制。

此外，在上述的图20所示的实施例中，对空气流量测量装置300具有LIN驱动器420，且进行LIN通信的情况进行了说明，但不限于此，如图21所示，具有调制器416，但与微机415进行直接通信，而不使用LIN通信。

6.电路基板400的构造

图22是表示从空气流量测量装置300卸下正面罩303后的外壳302的形状的主视图。

从外壳302的副通路305的入口305a流入的被测气体30有时也包含水滴，被测气体30与水滴一起通过副通路内305到达流量检测部602。由于流量检测部602具有用于控制发热体的发热量的发热控制桥和用于测量流量的流量检测桥，因此存在当水滴附着时，桥平衡受损而特性变动等问题。

到达流量检测部602的水滴较少的情况下，表现为输出噪音，到达的水滴较多的情况下，检测流量相对于实际流量产生了偏差，因此流量检测精度变差。

在安装有流量检测部602的电路基板400的端缘800的、被测气体30到达流量检测部602之前到达的一侧的部分，形成有分割端缘800的分割部801。通过了副通路305的被测气体30利用由分割部801产生的漩涡，能够使与被测气体30一起流入的水滴向远离流量检测部602的方向流动，从而能够抑制到达流量检测部602的水滴的量。

若水滴从外壳302的副通路305的入口305a流入，则水滴通过副通路305的外壁，集中到电路基板400和副通路305的外周的端缘800部。在没有形成分割部801的情况下，集中到端缘800部的水滴就会变成大的水滴，向流量检测部602流动。当在端缘800形成有分割部801时，到达电路基板400的水滴利用由分割部801产生的漩涡的作用，向远离流量检测部602的方向流动，从而能够抑制到达流量检测部602的水滴的量。

电路基板400在成形外壳302时被插入外壳302中，并由外壳302固定。通过用模具将形成于电路基板400的分割构造部801固定，能够使副通路305的外周和分割构造801的端缘大致一致，因此能够使与被测气体30一起流入的水滴向更加远离流量检测部602的方向流动。

图23是表示从物理量检测装置300将正面罩304卸下后的外壳302的形状的主视图，是表示图22所示的例子的变形例的图。

在图23中，除了图22所示的分割部801以外，还形成有对安装了流量检测部602的电路基板400的下游侧的端缘进行分割的分割部802。空气流量测量装置300根据搭载它的内燃机的不同，有时来自内燃机的回吹也大，有时在回吹中也含有水滴，因此通过在下游侧也形成分割部802，能够抑制输出噪音、输出错位。分割部801、802能够定义为水滴捕获部。

图24～图26是表示分割部801的形状的变形例的图。分割部801不仅可以是图22及图23所示的半圆形形状，而且可以是三角形形状、四边形形状、五边形形状等多边形形状，当分割部801存在于端缘800时，到达电路基板400的水滴利用由分割部801产生的漩涡而向远离流量检测部602的方向流动，能够抑制到达流量检测部602的水滴的量。

如图23所示，这些三角形形状、四边形形状、多边形形状的分割部也能够在上游侧和下游侧形成。

如上所述，根据本发明的一实施例，在安装流量检测部602的电路基板400的空气所流动的上游侧的端缘800形成有分割部801，该分割部801是分割端缘800的半圆形的缺口构造，因此能够将与被测气体30一起流入的水滴捕获到分割部801，抑制其到达流量检测部602。

即，能够实现能够抑制被测气体的流动的湍流，且减小了与吸入空气一起流入的水滴造成的特性影响的空气流量测量装置。

例如，如果安装流量检测部602的基板的横宽为约10.8mm，则分割部801能够是半径约为1.5mm的半圆形的缺口，能够抑制被测气体30的流动的湍流。另外，为半圆形的缺口的情况下，其半径能够是从约0.5mm到向电路基板400的前端部的长度方向极限点的尺寸。

此外，对电路基板400与外壳302一体模塑形成(模制)的例子(一体成形的例子)进行了说明，但电路基板400和外壳302也可以不是一体，而是单独构成。

另外，分割部801形成于形成第一副通路305的外壳302的壁面与基板400的端缘的边界部分附近，但也可以在基板400的端部800的中央附近形成，也可以在前端侧形成。

另外，分割部801只要是使在第一副通路305内流动的水滴远离流量检测部602的形状即可，例如也可以是形成于基板400的端面的槽、多个凹部等上述形状以外的形状。

附图标记说明

30……被测气体，124……主通路，300……空气流量测量装置，302……外壳，305……第一副通路，400……电路基板、404、405、406……贯通孔，407、408……缺口部、421A、421B……压力传感器，422……湿度传感器，602……流量检测部、801……分割部。

Claims (12)

1.一种空气流量测量装置，其特征在于，包括：

具有检测被测气体的流量的流量检测部的基板；和

形成取入被测气体的一部分的通路、以所述流量检测部被配置于所述通路内的方式固定所述基板的外壳，

所述基板相对于所述流量检测部在所述被测气体的气流的上游侧的端缘具有分割该端缘的一部分的分割部。

2.根据权利要求1所述的空气流量测量装置，其特征在于：

所述分割部在所述被测气体的气流的上游侧，形成于水所集中的位置。

3.根据权利要求2所述的空气流量测量装置，其特征在于：

所述分割部形成在形成所述通路的所述外壳的壁面与所述基板的端缘的边界部附近。

4.根据权利要求2所述的空气流量测量装置，其特征在于：

所述分割部是缺口。

5.根据权利要求4所述的空气流量测量装置，其特征在于：

相对于所述流量检测部在所述被测气体的气流的下游侧的端缘也形成有缺口。

6.根据权利要求4或5所述的空气流量测量装置，其特征在于：

所述缺口是半圆形形状。

7.根据权利要求4或5所述的空气流量测量装置，其特征在于：

所述缺口是三角形形状。

8.根据权利要求4或5所述的空气流量测量装置，其特征在于：

所述缺口是四边形形状。

9.根据权利要求4或5所述的空气流量测量装置，其特征在于：

所述缺口是五边形以上的多边形形状。

10.根据权利要求2所述的空气流量测量装置，其特征在于：

所述分割部是使在所述通路内流动的水滴远离所述流量检测部的形状。

11.根据权利要求10所述的空气流量测量装置，其特征在于：

所述分割部是捕获在所述通路内流动的水滴的水滴捕获部。

12.根据权利要求1所述的空气流量测量装置，其特征在于：

所述基板通过一体成形而固定于所述外壳。