CN109804226B - 流量检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种测定范围广、在流体正在发生脉动的状态下也能高精度地检测流量的流量检测装置。本发明的流量检测装置具有：流量检测部(602)，其测定被测量流体的流量；流量状态判定部(415)，其根据来自流量检测部(602)的输出来判定被测量流体的流量状态；多个滤波器(811、812、813)，其处理流量信号；以及滤波器选择部(807、808、815)，其选择处理流量信号的滤波器(811、812、813)，滤波器选择部(807、808、815)根据由流量状态判定部判定的流量状态来选择处理流量信号的滤波器。

Description

流量检测装置

技术领域

本发明涉及一种检测内燃机的吸入空气的物理量的物理量检测装置。

背景技术

日本专利特开2001-003804号公报(专利文献1)中记载了一种进气状态检测装置，其在不导致成本上升等的情况下、在发动机的整个转速区域内从表示吸入空气量等的发动机的进气状态的信号中有效地去除进气脉动所引起的噪声分量。该进气状态检测装置构成为，使来自气流传感器的包含进气脉动所引起的振动分量的空气量信号经由滤波部，所述滤波部具备频带消除滤波器和二阶低通滤波器，所述频带消除滤波器的消除频带的中心频率与上述进气脉动的频率同步变化，所述二阶低通滤波器在该频带消除滤波器的实用频率以上的高频区域内进行滤波(参考摘要)。更具体而言，进气状态检测装置具备：进气参数检测单元，其检测表示发动机的进气状态的参数；发动机转速检测单元，其检测发动机的转速；频带消除滤波器，其消除频带的中心频率根据由发动机转速检测单元检测到的发动机转速而变化，对进气参数检测单元的输出信号进行滤波处理；高阶低通滤波器，其在规定发动机转速以上的高转速区域内对进气参数检测单元的输出信号进行滤波处理；以及滤波功能抑制单元，其在发动机的低负荷区域内降低在规定发动机转速以下的低转速区域内动作的频带消除滤波器的功能(参考段落0011、0015)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2001-003804号公报

发明内容

发明要解决的问题

在专利文献1的进气状态检测装置中，对进气参数检测单元的检测特性的考量并不充分。因此，在发动机的转速和负荷造成的进气脉动与进气参数检测单元的检测特性不符的情况下，有无法去除与进气参数检测单元的检测特性相应的进气脉动所引起的噪声分量的担忧。因此，要提高流量的测定精度，就必须去除与进气参数检测单元的检测特性相应的进气脉动所引起的噪声分量。

本发明的目的在于提供一种测定范围广、在流体正在发生脉动的状态下也能高精度地检测流量的流量检测装置。

解决问题的技术手段

为了达成上述目的，本发明的流量检测装置具有：流量检测部，其测定被测量流体的流量；流量状态判定部，其根据来自所述流量检测部的输出来判定被测量流体的流量状态；多个滤波器，其处理流量信号；以及滤波器选择部，其选择处理流量信号的滤波器，所述滤波器选择部根据由所述流量状态判定部判定的流量状态来选择处理流量信号的滤波器。

发明的效果

根据本发明，在被测量流体正在发生脉动的状态下，主要可以通过运用与进气脉动相对应的滤波器来降低流量的检测误差，另一方面，例如在被测量流体的流量较小的情况下，主要可以通过运用与进气脉动以外的噪声分量相对应的滤波器来降低流量的检测误差。结果，本发明的流量检测装置能够应对宽广的测定流量范围以及各种各样的流量状态。

再者，上述以外的课题、构成及效果将通过以下实施方式的说明来加以明确。

附图说明

图1为表示在内燃机控制系统中使用了本发明的物理量检测装置的一实施例的系统图。

图2-1为物理量检测装置的主视图。

图2-2为物理量检测装置的后视图。

图2-3为物理量检测装置的左视图。

图2-4为物理量检测装置的右视图。

图2-5为物理量检测装置的俯视图。

图2-6为物理量检测装置的仰视图。

图3-1为表示从物理量检测装置上卸下了表盖的状态的主视图。

图3-2为表示从物理量检测装置上卸下了背盖的状态的后视图。

图3-3为表示从物理量检测装置上卸下了表盖和背盖的状态的左视图。

图3-4为表示从物理量检测装置上卸下了表盖和背盖的状态的右视图。

图3-5为图3-1的A-A线截面向视图。

图4-1为说明壳体的另一实施例的后视图。

图4-2为图4-1所示的壳体的右视图。

图5为说明正面盖的构成的图。

图6为说明背面盖的构成的图。

图7-1为电路基板的主视图。

图7-2为电路基板的右视图。

图7-3为电路基板的后视图。

图7-4为电路基板的左视图。

图7-5为图7-1的B-B线截面图。

图7-6为表示相当于图7-1的B-B线截面的另一实施例的图。

图7-7为图7-1的C-C线截面图。

图8-1为说明传感器室的结构的图，(a)为传感器室的放大图，(b)为(a)的E1-E1线截面图。

图8-2为说明传感器室的另一实施例的结构的图，(a)为传感器室的放大图，(b)为(a)的E2-E2线截面图。

图8-3为说明传感器室的又一实施例的结构的图，(a)为传感器室的放大图，(b)为(a)的E3-E3线截面图。

图9-1为表示电路基板的另一实施例的主视图。

图9-2为表示电路基板的另一实施例的主视图。

图9-3为表示电路基板的另一实施例的主视图。

图9-4为表示电路基板的另一实施例的主视图。

图9-5为表示电路基板的另一实施例的主视图。

图9-6为表示电路基板的另一实施例的主视图。

图9-7为表示电路基板的另一实施例的主视图。

图9-8为表示电路基板的另一实施例的主视图。

图10-1为说明端子连接部的结构的图。

图10-2为说明端子连接部的结构的图。

图10-3为图10-1的F-F线截面图。

图10-4为图10-2的G-G线截面图。

图11-1为说明物理量检测装置的电路构成的一例的图。

图11-2为说明物理量检测装置的电路构成的另一实施例的图。

图12-1为表示本发明的一实施例的物理量检测装置的构成的框图。

图12-2为表示本发明的一实施例的物理量检测装置的构成的框图。

图12-3为表示本发明的一实施例的物理量检测装置的构成的框图。

图13为表示流量检测电路的输出特性的图。

图14为表示第1流量特性调整块进行了流量特性调整之后的输出特性的图。

图15-1为本发明的一实施例的判定条件与运用的滤波器特性的关系图。

图15-2为本发明的一实施例的判定条件与运用的滤波器特性的关系图。

图15-3为本发明的一实施例的判定条件与运用的滤波器特性的关系图。

图16为表示进行了第2流量特性调查之后的输出特性的图。

具体实施方式

以下所说明的具体实施方式(以下记作实施例)解决了实际产品期望解决的各种问题，尤其为了用作检测车辆的吸入空气的物理量的检测装置而解决了希望解决的各种各样的问题，取得了各种效果。下述实施例所解决的各种问题之一为上述发明要解决的问题一栏中记载的内容，此外，下述实施例所取得的各种效果之一为发明的效果一栏中记载的效果。在下述实施例的说明中对下述实施例所解决的各种问题、进而对通过下述实施例取得的各种效果进行叙述。因而，下述实施例中叙述的实施例所解决的问题和效果也记载有发明要解决的问题一栏和发明的效果一栏的内容以外的内容。

在以下的实施例中，即便图号不同，同一参考符号也表示同一构成、达到相同作用效果。对于已说明过的构成，有时仅在图中标注参考符号而省略说明。

1.在内燃机控制系统中使用了本发明的物理量检测装置的一实施例

图1为表示在电子燃料喷射方式的内燃机控制系统中使用了本发明的物理量检测装置的一实施例的系统图。根据配备发动机汽缸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从空气滤清器122吸入，并经由作为主通道124的例如进气管体、节气门体126、进气岐管128被引导至发动机汽缸112的燃烧室。作为被引导至燃烧室的吸入空气的被测量气体30的物理量由本发明的物理量检测装置300加以检测，根据该检测到的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引导至燃烧室。再者，在本实施例中，燃料喷射阀152设置在内燃机的进气口，喷射到进气口的燃料与作为吸入空气的被测量气体30一起形成混合气，经由进气门116引导至燃烧室进行燃烧而产生机械能。

被引导到燃烧室的燃料及空气呈燃料与空气的混合状态，借助火花塞154的火花发火以爆炸方式进行燃烧而产生机械能。燃烧后的气体从排气门118引导至排气管，作为废气24从排气管排出至车外。被引导至所述燃烧室的吸入空气即被测量气体30的流量由其开度根据加速踏板的操作而变化的节气门132加以控制。根据被引导至所述燃烧室的吸入空气的流量来控制燃料供给量，驾驶员控制节气门132的开度来控制引导至所述燃烧室的吸入空气的流量，由此，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的概要

从空气滤清器122导入而在主通道124内流动的吸入空气即被测量气体30的流量、温度、湿度、压力等物理量由物理量检测装置300加以检测，从物理量检测装置300将表示吸入空气的物理量的电信号输入至控制装置200。此外，测量节气门132的开度的节气门角度传感器144的输出被输入至控制装置200，进一步地，为了测量内燃机的发动机活塞114、进气门116、排气门118的位置和状态还有内燃机的转速，将旋转角度传感器146的输出输入至控制装置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，将氧传感器148的输出输入至控制装置200。

控制装置200基于物理量检测装置300的输出即吸入空气的物理量和根据旋转角度传感器146的输出测量出的内燃机的转速来运算燃料喷射量和点火时间。根据这些运算结果来控制从燃料喷射阀152供给的燃料量和由火花塞154进行点火的点火时间。实际上，燃料供给量和点火时间是还根据由物理量检测装置300检测到的温度、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来细致地加以控制。控制装置200进而通过怠速空气控制阀156来控制在内燃机的怠速运转状态下绕过节气门132的空气量，对怠速运转状态下的内燃机的转速进行控制。

1.2物理量检测装置的检测精度提高的重要性和物理量检测装置的搭载环境

内燃机的主要控制量即燃料供给量、点火时间都是以物理量检测装置300的输出为主参数加以运算。因而，物理量检测装置300的检测精度的提高、经时变化的抑制、可靠性的提高对于车辆的控制精度的提高、可靠性的确保而言比较重要。

尤其是近年来，车辆的省油相关的要求极高，而且废气净化相关的要求极高。要响应这些要求，由物理量检测装置300加以检测的吸入空气30的物理量的检测精度的提高极为重要。此外，物理量检测装置300维持高可靠性也比较重要。

搭载物理量检测装置300的车辆是在温度、湿度的变化较大的环境下使用。物理量检测装置300较理想为也考虑到对该使用环境下的温度、湿度的变化的应对和对尘埃、污染物质等的应对。

此外，物理量检测装置300安装在受到来自内燃机的发热的影响的进气管上。因此，内燃机的发热经由作为主通道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是通过与被测量气体进行传热来检测被测量气体的流量，因此，尽可能抑制来自外部的热的影响比较重要。

车辆中搭载的物理量检测装置300不仅像以下说明的那样解决了发明要解决的问题一栏中记载的问题并取得了发明的效果一栏中记载的效果，还像以下说明的那样充分考虑上述各种问题而解决了产品上要求解决的各种问题、取得了各种效果。物理量检测装置300所解决的具体问题、取得的具体效果将在以下实施例的记载中进行说明。

2.物理量检测装置300的构成

2.1物理量检测装置300的外观结构

图2-1～图2-6为表示物理量检测装置300的外观的图，图2-1为物理量检测装置300的主视图，图2-2为后视图，图2-3为左视图，图2-4为右视图，图2-5为俯视图，图2-6为仰视图。

物理量检测装置300具备壳体302、表盖303及背盖304。壳体302是通过对合成树脂制材料进行模塑成型而构成，具有：凸缘311，其用于将物理量检测装置300固定至作为主通道124的进气管体；外部连接部321，其从凸缘311突出，具有用于进行与外部设备的电性连接的连接器；以及测量部331，其以从凸缘311朝主通道124的中心突出的方式延伸。

测量部331中，在将壳体302模塑成型时通过嵌件成型一体地设置了电路基板400(参考图3-1、图3-2)。电路基板400上设置有用于检测在主通道124内流动的被测量气体30的物理量的至少一个检测部和用于处理由检测部检测到的信号的电路部。检测部配置在暴露于被测量气体30中的位置，电路部配置在被表盖303密闭的电路室中。

在测量部331的表面和背面设置有副通道槽，通过与表盖303及背盖304的协作而形成第1副通道305。在测量部331的顶端部设置有用于将吸入空气等被测量气体30的一部分导入至第1副通道305的第1副通道入口305a和用于将被测量气体30从第1副通道305送回至主通道124的第1副通道出口305b。在第1副通道305的通道途中，电路基板400的一部分突出来，在该突出部分上配置有作为检测部的流量检测部602(参考图3-1)来检测被测量气体30的流量。

在相较于第1副通道305而言靠凸缘311的测量部331的中间部设置有用于将吸入空气等被测量气体30的一部分导入至传感器室Rs的第2副通道306。第2副通道306是通过测量部331与背盖304的协作而形成。第2副通道306具有为了导入被测量气体30而开设于上游侧外壁336的第2副通道入口306a和为了将被测量气体30从第2副通道306送回至主通道124而开设于下游侧外壁338的第2副通道出口306b。第2副通道306连通到形成于测量部331的背面侧的传感器室Rs。传感器室Rs中配置有设置于电路基板400的背面的检测部即压力传感器和湿度传感器。

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在从凸缘311朝主通道124的中心方向延伸的测量部331的中间部设置有第2副通道入口306a，在测量部331的顶端部设置有第1副通道入口305a。因而，可以将远离内壁面的接近中央部的部分而不是主通道124的内壁面附近的气体分别导入至第1副通道305及第2副通道306。因而，物理量检测装置300可以测定远离主通道124的内壁面的部分的气体的物理量，从而能够降低与热、内壁面附近的流速降低相关的物理量的测量误差。

测量部331呈沿从主通道124的外壁去往中央的轴较长地延伸的形状，但厚度宽度像图2-3及图2-4记载的那样呈狭窄形状。即，物理量检测装置300的测量部331呈侧面的宽度较薄、正面为大致长方形的形状。由此，物理量检测装置300可以具备足够长度的第1副通道305，对于被测量气体30而言，可以将流体阻力抑制在较小值。因此，物理量检测装置300可以将流体阻力抑制在较小值，而且能以高精度测量被测量气体30的流量。

2.5凸缘311的结构和效果

凸缘311上，在与主通道124相对的下表面312设置有多个凹坑313，减少了与主通道124之间的传热面，使得物理量检测装置300不易受到热的影响。物理量检测装置300从主通道124上设置的安装孔朝内部插入测量部331，凸缘311的下表面312与主通道124相对。主通道124例如为进气管体，主通道124大多维持在高温。反过来，在寒冷地区的起动时，认为主通道124为极低温度。当这种主通道124的高温或低温的状态对各种物理量的测量产生影响时，测量精度降低。凸缘311在下表面312具有凹坑313，在与主通道124相对的下表面312与主通道124之间形成了空间。因而，能够减少来自主通道124的对物理量检测装置300的传热、防止热造成的测定精度的降低。

凸缘311的螺孔314用于将物理量检测装置300固定至主通道124，以这些螺孔314周围的与主通道124相对的面离开主通道124的方式在各螺孔314周围的与主通道124相对的面与主通道124之间形成有空间。由此，形成了能够减少来自主通道124的对物理量检测装置300的传热、防止热造成的测定精度的降低的结构。

2.6外部连接部321的结构

外部连接部321设置在凸缘311的上表面，具有从凸缘311朝被测量气体30的流动方向下游侧突出的连接器322。连接器322上设置有用于插入使连接器322与控制装置200之间连接的通信电缆的插入孔322a。在插入孔322a内，如图2-4所示，在内部设置有4根外部端子323。外部端子323成为用于输出物理量检测装置300的测量结果即物理量的信息的端子以及用于供给物理量检测装置300进行动作用的直流电的电源端子。

连接器322从凸缘311朝被测量气体30的流动方向下游侧突出而具有从流动方向下游侧朝上游侧插入的形状，但并不限定于该形状，例如也可从凸缘311的上表面垂直地突出而具有沿测量部331的延伸方向插入的形状，可以进行各种变更。

3.壳体302的整体结构及其效果

接着，使用图3-1～图3-5，对壳体302的整体结构进行说明。图3-1～图3-5为表示从物理量检测装置300上卸下了表盖303及背盖304的壳体302的状态的图，图3-1为壳体302的主视图，图3-2为壳体302的后视图，图3-3为壳体302的右视图，图3-4为壳体302的左视图，图3-5为图3-1的A-A线截面图。

壳体302呈测量部331从凸缘311朝主通道124的中心延伸的结构。在测量部331的基端侧嵌件成型有电路基板400。电路基板400在测量部331的表面与背面的中间位置沿测量部331的面平行配置，一体地模塑在壳体302中，将测量部331的基端侧划分为厚度方向上的一侧和另一侧。

在测量部331的表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通过将表盖303安装至壳体302来加以密闭，与外部完全隔离。另一方面，通过将背盖304安装至壳体302来形成第2副通道306和经由第2副通道306连通至测量部331外部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1副通道305之间隔开的间隔壁335突出到第1副通道305内，在该突出的部分的测量用流路面430上设置有流量检测部602。

3.2副通道槽的结构

在测量部331的长度方向顶端侧设置有用于形成第1副通道305的副通道槽。用于形成第1副通道305的副通道槽具有图3-1所示的表侧副通道槽332和图3-2所示的背侧副通道槽334。如图3-1所示，表侧副通道槽332随着从开设于测量部331的下游侧外壁338的第1副通道出口305b朝上游侧外壁336过渡而逐渐朝测量部331的基端侧即凸缘311侧弯曲，在上游侧外壁336的附近位置连通到沿厚度方向贯通测量部331的开口部333。开口部333以跨及上游侧外壁336与下游侧外壁338之间而延伸的方式沿主通道124的被测量气体30的流动方向形成。

如图3-2所示，背侧副通道槽334从上游侧外壁336朝下游侧外壁338过渡，在上游侧外壁336与下游侧外壁338的中间位置分为两股，一股作为排出通道保持直线状延伸而在下游侧外壁338的排出口305c开口，另一股随着朝下游侧外壁338过渡而逐渐朝测量部331的基端侧即凸缘311侧弯曲，在下游侧外壁338的附近位置连通到开口部333。

背侧副通道槽334形成供被测量气体30从主通道124流入的入口槽，表侧副通道槽332形成将从背侧副通道槽334导入的被测量气体30送回至主通道124的出口槽。表侧副通道槽332和背侧副通道槽334设置在壳体302的顶端部，因此，可以导入远离主通道124的内壁面的部分的气体、换句话说就是在接近主通道124的中央部分的部分流动的气体作为被测量气体30。在主通道124的内壁面附近流动的气体受到主通道124的壁面温度的影响，大多具有与吸入空气20等在主通道124内流动的气体的平均温度不一样的温度。此外，在主通道124的内壁面附近流动的气体大多表现出比在主通道124内流动的气体的平均流速慢的流速。实施例的物理量检测装置300不易受到这种影响，因此能够抑制测量精度的降低。

如图3-2所示，在主通道124内流动的被测量气体30的一部分从第1副通道入口305a导入至背侧副通道槽334内，在背侧副通道槽334内流动。继而，被测量气体30中包含的质量较大的异物与一部分被测量气体一起从岔口流入至保持直线状延伸的排出通道而从下游侧外壁338的排出口305c排出至主通道124。

背侧副通道槽334呈随着前进而变深的形状，被测量气体30随着沿背侧副通道槽334流动而逐渐朝测量部331的表侧移动。尤其是背侧副通道槽334设置有在开口部333近前急剧变深的急倾斜部334a，质量较小的空气的一部分沿急倾斜部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，质量较大的异物难以急剧变更前进路线，因此在测量用流路面背面431侧流动。

如图3-1所示，在开口部333移动到表侧的被测量气体30沿电路基板的测量用流路面430流动，与测量用流路面430上设置的流量检测部602之间进行传热而进行流量的测量。从开口部333流到表侧副通道槽332的空气均沿表侧副通道槽332流动，从开设于下游侧外壁338的第1副通道出口305b排出至主通道124。

混入被测量气体30中的废物等质量较大的物质因惯性力较大，所以难以沿槽的深度急剧变深的急倾斜部334a部分的表面朝槽的较深方向急剧改变前进路线。因此，质量较大的异物在测量用流路面背面431那一方移动，能够抑制异物通过流量检测部602附近。在该实施例中，由于构成为气体以外的质量较大的异物大多通过测量用流路面430的背面即测量用流路面背面431，因此，能够降低油分、碳、废物等异物造成的污染影响，从而能够抑制测量精度的降低。即，由于具有沿横穿主通道124的流动轴的轴急剧改变被测量气体30的前进路线的形状，因此能够降低混入被测量气体30中的异物的影响。

3.3第2副通道和传感器室的结构和效果

第2副通道306以沿着被测量气体30的流动方向的方式与凸缘311平行地跨及第2副通道入口306a与第2副通道出口306b之间而形成为直线状。第2副通道入口306a是将上游侧外壁336的一部分切掉而形成，第2副通道出口306b是将下游侧外壁338的一部分切掉而形成。具体而言，如图3-3所示，是在接连沿着间隔壁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2副通道入口306a和第2副通道出口306b被开口至与电路基板400的背面成同一面的深度位置为止。第2副通道306供被测量气体30沿电路基板400的基板主体401的背面通过，因此作为冷却基板主体401的冷却通道而发挥功能。电路基板400大多具有LSI、微电脑等的热，可以将这些热传递至基板主体401的背面而借助通过第2副通道306的被测量气体30来进行散热。

在较第2副通道306而言靠测量部331的基端侧设置有传感器室Rs。从第2副通道入口306a流入到第2副通道306的被测量气体30的一部分流入至传感器室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。由于传感器室Rs配置在较第2副通道306而言靠测量部331的基端侧，因此能够减小通过第2副通道306的被测量气体30的动压的影响。因而，能够提高传感器室Rs内的压力传感器421的检测精度。

并且，由于传感器室Rs配置在较第2副通道306而言靠测量部331的基端侧，因此，例如在以测量部331的顶端侧朝向下方的姿势状态安装在进气通道上的情况下，能够抑制与被测量气体30一起流入到第2副通道306的污物或水滴附着至压力传感器421和配置在其下游的湿度传感器422。

尤其是在本实施例中，在传感器室Rs内，外形相对较大的压力传感器421配置在上游侧，外形相对较小的湿度传感器422配置在压力传感器421的下游侧，因此，与被测量气体30一起流入的污物或水滴会附着至压力传感器421而抑制在湿度传感器422上的附着。因而，能够保护对污物或水滴的耐性较低的湿度传感器422。

与流量检测部602相比，压力传感器421和湿度传感器422不易受被测量气体30的流动影响，尤其是湿度传感器422，只要能确保被测量气体30中的水分的扩散水平即可，因此，可以设置在邻接于直线状的第2副通道306的传感器室Rs内。相对于此，流量检测部602需要一定程度以上的流速，此外，须避开尘埃、污物，还须考虑对脉动的影响。因而，流量检测部602是设置在具有呈环状回绕的形状的第1副通道305中。

图4-1及图4-2为表示第2副通道的另一形态的图。

在该形态中，不是在上游侧外壁336和下游侧外壁338开切口而是在上游侧外壁336和下游侧外壁338上设置通孔337，由此来形成第2副通道入口306a和第2副通道出口306b。若像上述的图3-2～图3-5所示的第2副通道那样在上游侧外壁336和下游侧外壁338上分别开切口来形成第2副通道入口306a和第2副通道出口306b，则在该位置上，上游侧外壁336的宽度和下游侧外壁338的宽度局部性地变窄，因此，有因模塑成型时的热收缩等而导致测量部331以切口为起点变形为大致<字形的担忧。根据本形态，由于设置通孔代替切口，因此能够防止测量部331弯折为大致<字形。因而，能够防止因壳体302的形变导致检测部相对于被测量气体30的位置或朝向发生变化而对检测精度产生影响，从而能够始终确保一定的检测精度而没有个体差异。

图8-1、图8-2及图8-3为表示第2副通道的其他形态的图。

也可在背盖304上设置划分第2副通道306与传感器室Rs之间的划分壁。根据这种构成，能使被测量气体30从第2副通道306间接地流入至传感器室Rs，从而能够减小动压对压力传感器的影响、抑制污物或水滴在湿度传感器上的附着。

在图8-1所示的例子中，在传感器室Rs内沿第2副通道306呈一列排列设置有2个压力传感器421A、421B，在其下游设置有1个湿度传感器422。划分壁352A、352B设置在背盖304上，通过在壳体302上安装背盖304而以延伸至第2副通道306与传感器室Rs之间的方式配置。具体而言，在上游侧的压力传感器与传感器室Rs的上游壁之间配置划分壁352A，以跨及下游侧的压力传感器与传感器室Rs的下游壁之间的方式沿湿度传感器配置划分壁352B。

图8-2所示的例子是只有下游侧的压力传感器421B、省略了上游侧的压力传感器421A的规格，因此相应地，划分壁352C变长。下游侧的划分壁352D与图8-1的划分壁352B一样，以跨及下游侧的压力传感器与传感器室Rs的下游壁之间的方式沿湿度传感器配置。因而，划分壁352A、352C能够避免被测量气体30直接冲撞压力传感器，从而能够减小动压的影响。此外，划分壁352B、352D能够抑制污物或水滴附着在湿度传感器上。

图8-3所示的例子是省略了2个压力传感器421A、421B两方的规格，传感器室Rs内仅设置有1个湿度传感器422。上游侧的划分壁352E具有大致L字形状，即，沿第2副通道306与传感器室Rs之间从传感器室Rs的上游壁延伸至湿度传感器的上游位置为止，并在下游端弯折而与湿度传感器的上游侧相对。划分壁352F与划分壁352B、352D一样，以跨及下游侧的压力传感器与传感器室Rs的下游壁之间的方式沿湿度传感器配置。因而，划分壁352E能够防止通过第2副通道306的被测量气体30中包含的污物或水滴朝湿度传感器移动，从而能够保护湿度传感器免受这些污物等的影响。

3.4表盖303和背盖304的形状和效果

图5为表示表盖303的外观的图，图5的(a)为主视图，图5的(b)为图5的(a)的B-B线截面图。图6为表示背盖304的外观的图，图6的(a)为主视图，图6的(b)为图6的(a)的B-B线截面图。

图5及图6中，表盖303、背盖304通过盖住壳体302的表侧副通道槽332和背侧副通道334来形成第1副通道305。此外，表盖303形成密闭的电路室Rc，背盖304盖住测量部331的背面侧的凹部来形成第2副通道306和连通至第2副通道306的传感器室Rs。

表盖303在与流量检测部602相对的位置配备有突起部356，用于在表盖303与测量用流路面430之间形成节流体。因此，较理想为成形精度较高。表盖303和背盖304是通过在模具中注入热塑性树脂的树脂模塑工序加以制作，因此能以高成形精度进行制作。

表盖303和背盖304上设置有供从测量部331突出的多个固定销350分别插入的多个固定孔351。表盖303和背盖304分别安装在测量部331的表面和背面，这时，将固定销350插入至固定孔351来进行定位。继而，沿表侧副通道槽332和背侧副通道槽334的边缘通过激光焊接等加以接合，同样地，沿电路室Rc及传感器室Rs的边缘通过激光焊接等加以接合。

3.5壳体302对电路基板400的固定结构和效果

接着，对基于树脂模塑工序的电路基板400在壳体302中的固定进行说明。以在形成副通道的副通道槽的规定位置、例如本实施例中为表侧副通道槽332与背侧副通道槽334的相连部分即开口部333配置有电路基板400的流量检测部602的形态在壳体302中一体地模塑电路基板400。

在壳体302的测量部331中，通过树脂模塑将电路基板400的基部402的外周缘部埋设固定在壳体302中的部分作为固定部372、373而被设置。固定部372、373从表侧和背侧将电路基板400的基部402的外周缘部夹住来进行固定。

壳体302通过树脂模塑工序进行制造。在该树脂模塑工序中，将电路基板400内置于壳体302的树脂内，通过树脂模塑固定在壳体302内。由此，能以极高精度维持与在流量检测部602与被测量气体30之间进行传热来测量流量用的副通道例如表侧副通道槽332、背侧副通道槽334的形状的关系即位置关系、方向的关系等，从而能将每一电路基板400产生的误差、偏差抑制在极小的值。结果，能够大幅改善电路基板400的测量精度。例如与以往的使用粘接剂进行固定的方式相比，能够飞跃性地提高测量精度。

物理量检测装置300大多通过量产来进行生产，此处，在严格进行测量的情况下利用粘接剂进行粘接的方法在测量精度的提高上存在极限。但是，通过像本实施例这样，在通过对流动被测量气体30的副通道成形的树脂模塑工序使副通道成形的同时，对电路基板400进行固定，能够大幅降低测量精度的偏差，从而能够大幅提高各物理量检测装置300的测量精度。

例如，利用图3-1～图3-5所示的实施例进一步进行说明，能以表侧副通道槽332和背侧副通道槽334与流量检测部602之间的关系成为规定关系的方式以高精度将电路基板400固定在壳体302中。由此，在量产的物理量检测装置300中，能够分别以极高精度恒定地获得各电路基板400的流量检测部602与第1副通道305的位置关系、形状等的关系。

关于固定配置有电路基板400的流量检测部602的第1副通道305，由于例如表侧副通道槽332和背侧副通道槽334能以极高精度成形，因此，利用这些副通道槽332、334来形成第1副通道305的作业就是利用表盖303和背盖304来覆盖壳体302的两面的作业。该作业极为简单，是降低测量精度的因素较少的作业工序。此外，表盖303和背盖304通过成形精度较高的树脂模塑工序加以生产。因而，能以高精度完成与电路基板400的流量检测部602以规定关系设置的副通道。通过这种方法，除了测量精度的提高以外，还获得高生产率。

相对于此，以往是制造副通道，接着利用粘接剂在副通道上粘接测量部，由此来生产热式流量计。像这样使用粘接剂的方法中，粘接剂的厚度的偏差较大，而且粘接位置、粘接角度在每一产品中都会发生偏差。因此，在提高测量精度方面存在极限。进而，在通过量产工序来进行这些作业的情况下，测量精度的提高变得极难。

在本发明的实施例中，在通过树脂模塑来固定电路基板400的同时，通过树脂模塑使形成第1副通道305用的副通道槽成形。由此，能够实现高精度的副通道槽的形状以及在副通道槽中以极高精度固定流量检测部602。

与流量的测量相关的部分例如流量检测部602、安装流量检测部602的测量用流路面430设置在电路基板400的表面。流量检测部602和测量用流路面430从形成壳体302的树脂中露出。即，流量检测部602和测量用流路面430不被形成壳体302的树脂覆盖。直接在壳体302的树脂模塑后利用电路基板400的流量检测部602、测量用流路面430，用于物理量检测装置300的流量测量。由此，测量精度提高。

在本发明的实施例中，是通过将电路基板400一体成形于壳体302中而将电路基板400固定在具有第1副通道305的壳体302中，因此能将电路基板400可靠地固定在壳体302中。尤其是具有电路基板400的突出部403贯通间隔壁335而突出至第1副通道305的构成，因此，第1副通道305与电路室Rc之间的密封性较高，防止被测量气体30从第1副通道305漏入至电路室Rc，从而能够防止电路基板400的电路零件、线路等与被测量气体30接触而发生腐蚀。

3.6端子连接部320的结构和效果

接着，下面使用图10-1至图10-4，对端子连接部的结构进行说明。图10-1为说明端子连接部的结构的图，图10-2为说明端子连接部的结构的图，图10-3为图10-1的F-F线截面图，图10-4为图10-2的G-G线截面图。

端子连接部320具有利用金线413来连接外部端子323的内端部361与电路基板400的连接端子412之间的构成。如图10-1所示，各外部端子323的内端部361从凸缘311侧突出至电路室Rc内，配合电路基板400的连接端子412的位置以相互空出规定间隔的方式排列配置。

如图10-3所示，内端部361配置在与电路基板400的表面成大致同一面的位置。并且，其顶端以从测量部331的表面朝背面侧呈大致L字形弯折的方式朝测量部331的背面突出。如图10-4的(a)所示，各内端部361的顶端分别通过连系部365相连，如图10-4的(b)所示，在模塑成型后将连系部365切掉，从而一个一个地加以分割。

以内端部361与电路基板400配置在同一平面上的方式在模塑工序中通过树脂模塑将各内端部361固定在壳体302中。为了防止变形或者配置的偏移，各内端部361在相互通过连系部365相连而一体化的状态下通过树脂模塑工序固定至壳体302。继而，在固定到壳体302之后将连系部365切掉。

内端部361以从测量部331的表面侧和背面侧被夹住的状态加以树脂模塑，这时，模具跨及整面地抵接至内端部361的表面，固定销抵接至内端部361的背面。因而，供金线焊接的内端部361的表面可以完全露出而不通过树脂漏出以模塑树脂加以覆盖，从而可以容易地进行金线的焊接。再者，在测量部331上形成有以固定销按压过内端部361的痕迹即销孔340。

内端部361的顶端突出到形成于测量部331的背面的凹部341内。凹部341被背盖304覆盖，通过激光焊接等将凹部341的周围连续地接合至背盖304，形成密闭的室内空间。因而，能够防止内端部361接触被测量气体30而发生腐蚀。

4.电路基板400的外观

4.1配备流量检测部602的测量用流路面430的成形

图7-1～图7-6表示电路基板400的外观。再者，电路基板400的外观上记载的斜线部分表示通过树脂模塑工序使壳体302成形时利用树脂覆盖固定电路基板400的固定面432及固定面434。

图7-1为电路基板的主视图，图7-2为电路基板的右视图，图7-3为电路基板的后视图，图7-4为电路基板的左视图，图7-5为表示图7-1的LSI部分的截面的B-B线截面图，图7-6为表示相当于图7-1的B-B线截面的另一实施例的图，图7-7为图7-1的检测部的C-C线截面图。

电路基板400具有基板主体401，在基板主体401的表面设置有电路部和作为感测元件的流量检测部602，在基板主体401的背面设置有作为感测元件的压力传感器421和湿度传感器422。基板主体401由玻璃环氧树脂制材料构成，具有与使壳体302成形的热塑性树脂的热膨胀系数相同或近似的值。因而，能够降低在壳体302中进行嵌件成型时因热膨胀系数的差造成的应力，从而能够减小电路基板400的形变。

基板主体401具有有一定厚度的平板形状，俯视时呈具有大致四角形状的基部402和从基部402的一边突出、比基部402小一圈的大致四角形状的突出部403的大致T字形状。在基部402的表面设置有电路部。电路部是在未图示的电路线路上安装LSI 414、微电脑415、电源调节器416、电阻和电容器等薄片零件417等电子零件而构成。电源调节器416的发热量比微电脑415、LSI 414等其他电子零件多，因此在电路室Rc内配置在相对上游侧。LSI414以包含金线411的方式整体被合成树脂材料419密封，提高了进行嵌件成型时的电路基板400的处理性。

如图7-5所示，在基板主体401的表面凹设有供LSI 414嵌入的凹部402a。该凹部402a可以通过对基板主体401实施激光加工来形成。玻璃环氧树脂制基板主体401的加工比陶瓷制基板主体的加工容易，能够容易地设置凹部402。凹部402具有LSI 414的表面与基板主体401的表面成同一面的深度。通过像这样使LSI 414的表面与基板主体401的表面的高度一致，利用金线411连结LSI 414与基板主体401之间的引线接合变得容易，从而使得电路基板400的制造变得容易。LSI 414例如也可以像图7-6所示那样直接设置在基板主体401的表面。在这种结构的情况下，被覆LSI 414的合成树脂材料419会更大地突出，但不需要在基板主体401上形成凹部402的加工，能够简化制造。

在已将电路基板400嵌件成型在壳体302中时，突出部403配置在第1副通道305内，突出部403的表面即测量用流路面430沿被测量气体30的流动方向延伸。在突出部403的测量用流路面430上设置有流量检测部602。流量检测部602与被测量气体30进行传热而测量被测量气体30的状态例如被测量气体30的流速，输出表示在主通道124内流动的流量的电信号。流量检测部602要以高精度测量被测量气体30的状态，较理想为在测量用流路面430的附近流动的气体为层流而紊乱较少。因此，较理想为流量检测部602的表面与测量用流路面430的面为同一面或者差在规定值以下。

在测量用流路面430的表面凹设有凹部403a，嵌入有流量检测部602。该凹部403a也可以通过实施激光加工来形成。凹部403a具有流量检测部602的表面与测量用流路面430的表面成同一面的深度。流量检测部602及其线路部分被合成树脂材料418被覆，防止因盐水的附着而发生电蚀。

在基板主体401的背面设置有2个压力传感器421A、421B和1个湿度传感器422。2个压力传感器421A、421B分为上游侧和下游侧而配置成一列。并且，在压力传感器421B的下游侧配置有湿度传感器422。这2个压力传感器421A、421B和1个湿度传感器422配置在传感器室Rs内。在图7-3所示的例子中，对具有2个压力传感器421A、421B和一个湿度传感器422的情况进行了说明，但也可像图8-2的(a)所示那样只有压力传感器421B和湿度传感器422，此外，也可像图8-3的(a)所示那样仅设置湿度传感器422。

电路基板400中，在基板主体401的背面侧配置有第2副通道306。因而，可以借助通过第2副通道306的被测量气体30来冷却整个基板主体401。

4.2温度检测部451的结构

在基部402的上游侧的端边而且是突出部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道124内流动的被测量气体30的物理量的检测部之一，设置在电路基板400上。电路基板400具有从第2副通道306的第2副通道入口306a朝被测量气体30的上游突出的突出部450，温度检测部451具有设置在突出部450而且是电路基板400的背面的芯片型温度传感器453。温度传感器453及其线路部分被合成树脂材料被覆，防止因盐水的附着而发生电蚀。

例如，如图3-2所示，在设置有第2副通道入口306a的测量部331的中央部，构成壳体302的测量部331内的上游侧外壁336朝下游侧凹陷，电路基板400的突出部450从所述凹坑形状的上游侧外壁336朝上游侧突出。突出部450的顶端配置在较上游侧外壁336的最上游侧的面而言凹陷的位置。温度检测部451以面向电路基板400的背面即第2副通道306侧的方式设置在突出部450上。

由于第2副通道入口306a形成于温度检测部451的下游侧，因此，从第2副通道入口306a流入至第2副通道306的被测量气体30在接触温度检测部451之后流入至第2副通道入口306a，在接触到温度检测部451时进行温度的检测。接触温度检测部451之后的被测量气体30直接从第2副通道入口306a流入至第2副通道306，并通过第2副通道306而从第2副通道出口306b排出至主通道123。

4.4基于树脂模塑工序的电路基板400的固定及其效果

图9-1中，斜线部分表示在树脂模塑工序中为了将电路基板400固定在壳体302中而利用树脂模塑工序中使用的热塑性树脂来覆盖电路基板400用的固定面432及固定面434。测量用流路面430以及设置在测量用流路面430上的流量检测部602与副通道的形状的关系以成为规定关系的方式以高精度加以维持是比较重要的。

在树脂模塑工序中，在使副通道成形的同时在形成副通道的壳体302中固定电路基板400，因此，能以极高精度维持所述副通道与测量用流路面430及流量检测部602的关系。即，由于是在树脂模塑工序中将电路基板400固定至壳体302，因此，能在使具备副通道的壳体302成形用的模具内以高精度定位、固定电路基板400。通过在该模具内注入高温的热塑性树脂，以高精度使副通道成形，而且以高精度将电路基板400固定。因而，能将每一电路基板400产生的误差或偏差抑制在极小的值。结果，能够大幅改善电路基板400的测量精度。

在该实施例中，利用使壳体302成形的模塑树脂的固定部372、373将基板主体401的基部402的外周覆盖而形成固定面432、434。在图9-1所示的实施例中，在电路基板400的基板主体401上设置通孔404作为更牢固地进行固定的固定机构，通过利用模塑树脂将这种通孔404填满来增加基板主体401的固定力。通孔404设置在由间隔壁335加以固定的部位，间隔壁335通过通孔404使表侧与背侧连结在一起。

通孔404优选设置在与间隔壁335相对应的部位。模塑树脂为热塑性树脂，基板主体401为玻璃环氧制，因此，相互的化学键结作用较低，难以紧密贴合。并且，间隔壁335成为相对于宽度而言长度较长、容易朝离开基板主体401的方向鼓起的结构。因而，通过将通孔404设置在与间隔壁335相对应的部位，可以通过通孔404使将基板主体401夹在中间的间隔壁335彼此以物理方式相互结合起来。因而，能将电路基板400更牢固地固定在壳体302中，能够防止间隔壁335与突出部403之间形成间隙。因而，能够防止被测量气体30通过间隔壁335与突出部403之间的间隙侵入至电路室Rc，从而能将电路室Rc内完全密闭。

在图9-2所示的实施例中，除了通孔404以外，还在基部402的上游侧的端边和下游侧的端边分别设置有圆孔形状的通孔405，利用模塑树脂填满这种通孔405来进一步增加基板主体401的固定力。基部402的上游侧的端边和下游侧的端边被固定部372、373从厚度方向两侧夹住，进而通过通孔405将表侧与背侧连结在一起。因而，能将电路基板400更牢固地固定在壳体302中。

再者，虽然优选在间隔壁335上设置通孔404，但在间隔壁335已以规定的固定力固定在基板主体401上的情况下，可以省略通孔404。在图9-3所示的实施例中，省略了通孔404，在基部402的上游侧的端边和下游侧的端边设置有通孔405。通过这种构成，也能将电路基板400的基板主体401牢固地固定在壳体302中。

再者，通孔不限定于圆孔形状，例如也可像图9-4所示那样为长孔形状的通孔406。在本实施例中，长孔形状的通孔406设置成沿基部402的上游侧的端边和下游侧的端边延伸。与圆孔形状的通孔相比，通孔406使得连结测量部331的表侧与背侧的树脂的量增多，能够获得更高的固定力。

此外，在上述各实施例中，作为固定机构的例子，对通孔404、405、406的情况进行了说明，但并不限定于通孔。例如，在图9-5所示的实施例中，在基部402的上游侧的端边和下游侧的端边设置有跨及其长度方向延伸的较大的切口部407。并且，在图9-6所示的实施例中，沿基部402与突出部403之间设置有切口部408。此外，在图9-7所示的实施例中，在基部402的上游侧的端边和下游侧的端边以空出规定间隔加以排列的方式设置有多个切口部409。并且，在图9-8所示的实施例中，设置有从突出部403的两侧朝基部402开切口而得的一对切口部410。通过这些构成，也能将电路基板400的基板主体401牢固地固定在壳体302中。

7.物理量检测装置300的电路构成

7.1物理量检测装置300的电路构成的整体

图11-1为物理量检测装置300的电路图。物理量检测装置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具备具有发热体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，而且根据流量检测部602的输出将表示流量的信号经由端子662输出至微电脑415。为进行所述处理，处理部604具备Central ProcessingUnit(以下记作CPU)612、输入电路614、输出电路616、保持表示修正值或测量值与流量的关系的数据的存储器618、以及将一定电压分别供给至需要的电路的电源电路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对电源电路622供给直流电。

流量检测部602中设置有用于加热被测量气体30的发热体608。从电源电路622对构成发热体608的电流供给电路的晶体管606的集电极供给电压V1，从CPU 612经由输出电路616对所述晶体管606的基极施加控制信号，根据该控制信号从所述晶体管606经由端子624对发热体608供给电流。供给至发热体608的电流量由从所述CPU 612经由输出电路616施加至构成发热体608的电流供给电路的晶体管606的控制信号加以控制。处理部604以被测量气体30的温度因被发热体608加热而比最初的温度升高规定温度例如100℃程度的方式控制发热体608的发热量。

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。一定电压V3从电源电路622经由端子626供给至发热控制桥640的一端，发热控制桥640的另一端连接到接地端子630。此外，一定电压V2从电源电路622经由端子625供给至流量检测桥650的一端，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是电阻值根据被加热的被测量气体30的温度而发生变化的测温电阻器，电阻642和电阻644、电阻646、电阻648构成电桥电路。电阻642与电阻646的交点A以及电阻644与电阻648的交点B的电位差经由端子627及端子628输入至输入电路614，CPU 612以交点A与交点B之间的电位差变为规定值、该实施例中为零伏的方式控制从晶体管606供给的电流来控制发热体608的发热量。图11-1中记载的流量检测电路601以相对于被测量气体30的原本的温度而言高一定温度、例如始终高100℃的方式利用发热体608对被测量气体30进行加热。为了能够高精度地进行该加热控制，是以在被发热体608加热后的被测量气体30的温度变得相对于最初的温度而言高一定温度、例如始终高100℃时所述交点A与交点B之间的电位差变为零伏的方式设定构成发热控制桥640的各电阻的电阻值。因而，在流量检测电路601中，CPU 612控制对发热体608的供给电流，以使交点A与交点B之间的电位差变为零伏。

流量检测桥650由电阻652、电阻654、电阻656、电阻658这4个测温电阻器构成。这4个测温电阻器沿被测量气体30的流动配置，电阻652和电阻654相对于发热体608而言配置在被测量气体30的流路上的上游侧，电阻656和电阻658相对于发热体608而言配置在被测量气体30的流路上的下游侧。此外，为了提高测量精度，电阻652和电阻654以到发热体608的距离大致相同的方式配置，电阻656和电阻658以到发热体608的距离大致相同的方式配置。

电阻652与电阻656的交点C与电阻654与电阻658的交点D之间的电位差经由端子631和端子632输入至输入电路614。为了提高测量精度，是以例如在被测量气体30的流动为零的状态下所述交点C与交点D之间的电位差变为零的方式来设定流量检测桥650的各电阻。因而，在所述交点C与交点D之间的电位差例如为零伏的状态下，CPU 612根据被测量气体30的流量为零这一测量结果从端子662输出表示主通道124的流量为零的电信号。

在被测量气体30沿图11-1的箭头方向流动的情况下，配置在上游侧的电阻652和电阻654由被测量气体30加以冷却，配置在被测量气体30的下游侧的电阻656和电阻658由被发热体608加热后的被测量气体30进行加热，使得这些电阻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输入至输入电路614。CPU 612根据流量检测桥650的交点C与交点D之间的电位差来检索存储器618中存储的表示所述电位差与主通道124的流量的关系的数据，求出主通道124的流量。表示如此求出的主通道124的流量的电信号经由端子662输出。再者，图11-1所示的端子664及端子662虽然新记载了参考编号，但包含在之前说明过的图9-1所示的连接端子412中。

上述存储器618中存储有表示上述交点C与交点D的电位差与主通道124的流量的关系的数据，还存储有在电路基板400的生产后根据气体的实测值求出的、用于减少偏差等测定误差的修正数据。

温湿度检测电路701具备从温度传感器453和湿度传感器422输入检测信号的放大器和A/D等输入电路、输出电路、保持表示修正值和温度与绝对湿度的关系的数据的存储器、以及将一定电压分别供给至需要的电路的电源电路622。从流量检测电路601和温湿度检测电路701输出的信号输入至微电脑415。微电脑415具有流量计算部、温度计算部及绝对湿度计算部，根据信号来算出被测量气体30的物理量即流量、温度、绝对湿度，并输出至ECU200。

在图1所示那样的内燃机110中，在节气门132为全闭状态时，被测量气体30仅以极微量流动，在节气门132为全开状态时，被测量气体30大量地流动。因此，流量检测装置300要求针对流量的宽广的测定范围。进一步地，要求对因进气门116的开闭动作使得被测量气体30自身在发生脉动的情况下流动的状态或者流量发生骤变的状态等各种各样的流量状态的应对。

此处，在流量较小的低流量状态、流量无变化的稳定状态下，进气脉动以外的因素所引起的噪声分量相对增大，因此要求流量输出的稳定化。相对于此，在被测定气体30正在发生脉动的状态下，流量检测电路601的响应特性造成的误差增大，因此要求流量输出的响应修正。因此，在前一种情况和后一种情况下，在流量输出的噪声分量的修正中要求相反的应对。进而，适合上述各流动的状态(以下称为流量状态)的流量的算出方法不一样。因此，在本实施例中，在流量检测装置300内判定流量状态而采用与各流量状态相对应的流量算出方法，由此在广阔的测定流量范围内实现高精度的流量检测装置300。流量状态的判定在微电脑415中进行，因此微电脑415构成流量状态判定部。

再者，在以下的说明中，在进气脉动所引起的噪声分量以及进气脉动以外的因素所引起的噪声分量中，噪声比杂音广，意指信号的紊乱。

下面，对作为本实施例的物理量检测装置的一例的流量检测装置的流量算出方法进行说明。

[第1方法(第1构成)]

对根据各流量状态来切换流量算出方法、由此高精度地检测流量的第1方法进行说明。

图12-1为表示本发明的一实施例的物理量检测装置的构成的框图。

首先，如图12-1所示，第1方法的流量检测装置具备流量检测电路601和处理流量检测电路601的输出值的微电脑415。

流量检测电路601具备检测基于流量的物理量的流量检测部602和根据由流量检测部602检测到的物理量进行处理而输出流量输出的处理部604。

微电脑415具备：第1流量特性调整块(第1流量特性调整部)800，其对流量检测电路601的输出值赋予所期望的特性；第1流量缓冲器801，其对第1流量特性调整块800的输出值进行缓冲；第2流量缓冲器802，其对第1流量特性调整块800的输出值进行缓冲；平均流量算出块(平均流量算出部)803，其算出在第1流量缓冲器801中缓冲后的第1流量特性调整块800的输出值(流量信号)的平均值；振幅量算出块804，其算出在第1流量缓冲器801中缓冲后的第1流量特性调整块800的输出值的振幅量；振幅比算出块(振幅比算出部)805，其利用平均流量算出块803的算出值和振幅量算出块(振幅量算出部)804的算出值来算出流量检测电路601的输出值的振幅比；频率解析块(频率解析部)806，其解析在第2流量缓冲器802中缓冲后的第1流量特性调整块800的输出值的频率；流量修正滤波器810；以及第2流量特性调整块(第2流量特性调整部)809，其对在流量修正滤波器810中进行了滤波处理后的输出值赋予所期望的特性。

流量修正滤波器810具备移动平均滤波器811、脉动误差减少滤波器813、第1滤波器选择部807、计时块(计时部)814及第3滤波器选择部815。脉动误差减少滤波器813也称为脉动减少滤波器或脉动修正滤波器，是在被测定环境中存在使流量信号产生脉动的原因的情况下采用的滤波器，减少流量信号的脉动。移动平均滤波器811是适合用于被测定环境中几乎没有流量的情况的滤波器，具有与低通滤波器同样的功能，减少流量信号中包含的高频侧的噪声。

构成为第1流量特性调整块800的输出值(输出信号)以及平均流量算出块的输出值(输出信号)被输入至移动平均滤波器811及脉动误差减少滤波器813各方，经移动平均滤波器811及脉动误差减少滤波器813处理后的信号分别被输入至第1滤波器选择部807。第1流量特性调整块800的输出值被输入到第1滤波器选择部807，第1滤波器选择部807选择第1流量特性调整块800、移动平均滤波器811或脉动误差减少滤波器813的输出值(输出信号)中的某一方而送至第3滤波器选择部815。再者，设置有使第1流量特性调整块800的输出值绕过第1滤波器选择部807而直接输入至第3滤波器选择部815的信号线。此外，振幅比算出块805及频率解析块806的输出值作为第1滤波器选择部807选择滤波器用的信号分别被输入到第1滤波器选择部807。

计时块814的信号被输入至第3滤波器选择部815，在第3滤波器选择部815中用于进行滤波处理的选择。在该情况下，第3滤波器选择部815要参考振幅比算出块805算出的振幅比，因此，振幅比算出块805算出的振幅比被输入到第3滤波器选择部815。图12-1中，计时块814设置在流量修正滤波器810的外部，但也可视为流量修正滤波器810的一部分。后文叙述的第2方法及第1方法也是一样的。

图13为表示流量检测电路的输出特性的图。图14为表示第1流量特性调整块进行了流量特性调整之后的输出特性的图。

微电脑415要对通过流量检测电路601内的处理部604获得的流量输出进行各种运算。为此，第1流量特性调整块800将图13所示的流量检测电路601的输出特性820转换为图14所示的内部运算用特性821。

第1流量缓冲器801及第2流量缓冲器802以至少保持流量的脉动的1周期程度以上的方式对经第1流量特性调整块800转换后的流量值进行缓冲。

平均流量算出块803算出第1流量缓冲器801中存放的流量值的平均值。振幅量算出块804算出第1流量缓冲器801中存放的流量值的最大值与最小值的差分作为振幅量(脉动的振幅值)。振幅比算出块805使振幅量算出块804算出的振幅量Fam除以平均流量算出块803算出的流量平均值Fav，由此算出相对于流量平均值的振幅比(Fam/Fav)。

频率解析块806对第2流量缓冲器802中存放的流量值进行离散傅里叶变换，由此获得每一解析频率的频谱。再者，解析频率是像数式1所示那样利用发动机汽缸112的数量和例如怠速到最大转速这一发生转速范围来算出。因此，也可预先限定解析频率范围。根据获得的每一解析频率的频谱，例如将最大频谱的频率或者在最大频谱和最大频谱附近通过各种近似方法算出的频率作为被测量气体30的脉动频率。

[数式1]

在数式1中，Freq_min为最低解析频率[Hz]，Freq_max为最大解析频率[Hz]，N_Cylinder为发动机汽缸数，Revolutions_min为最低转速[rpm]，Revolutions_max为最大转速[rpm]。

使用图15-1，对滤波器的切换方法进行说明。图15-1为本发明的一实施例的判定条件与运用的滤波器特性的关系图。

第1滤波器选择部807进行振幅比算出块805算出的振幅比与振幅比阈值807a的比较、以及频率解析块806算出的频率与频率阈值807b的比较。如图15-1所示，在振幅比算出块805算出的振幅比大于振幅比阈值807a、而且频率解析块806算出的频率大于频率阈值807b的情况下，第1滤波器选择部807选择脉动误差减少滤波器813的输出值(输出信号)。由此，在流量检测电路601的响应特性造成的脉动误差容易增大的高频率状态而且是处理部604输出的信号动态地发生变化的状态下，可以修正响应延迟。

另一方面，在振幅比算出块805算出的振幅比小于振幅比阈值807a、而且频率解析块806算出的频率小于频率阈值807b的情况下，第1滤波器选择部807选择移动平均滤波器811的输出值(输出信号)。由此，在流量检测电路601的响应特性造成的脉动误差较小的低频率状态而且是处理部604输出的信号自身较小的状态下，能够抑制相对增大的噪声分量。

此外，在振幅比算出块805算出的振幅比大于振幅比阈值807a、而且频率解析块806算出的频率小于频率阈值807b的情况以及振幅比算出块805算出的振幅比小于振幅比阈值807a、而且频率解析块806算出的频率大于频率阈值807b的情况下，第1滤波器选择部807选择未进行滤波处理的输出值。即，该情况下不进行滤波处理。在为流量检测电路601的响应特性所造成的脉动误差容易增大的高频率状态但为处理部604输出的信号的变化较小的状态、以及为流量检测电路601的响应特性所造成的脉动误差较小的低频率状态但为处理部604输出的信号的变化较大的状态下，可以利用流量检测电路601的响应特性作出响应，因此不运用滤波处理。

在振幅比算出块805算出的振幅比超过了规定阈值的情况下，第3滤波器选择部815通过计时块814进行计时，在一定期间内选择未运用滤波处理的信号。由此，在振幅比算出块805算出的振幅比在振幅比阈值807a附近摆动的情况、频率解析块806算出的频率在频率阈值807b上摆动的情况、以及振幅比算出块805算出的振幅比在振幅比阈值807a附近摆动而且频率解析块806算出的频率在频率阈值807b上摆动的情况下，能够防止频繁发生滤波处理的切换。再者，虽然计时块814是通过倒计数或正计数来判断一定期间的经过，但可以通过计数值的设定来始终运用由第1滤波器选择部807选择的滤波处理。

第2流量特性调整块809将通过由第1滤波器选择部807选择的流量算出方法算出的图14所示的内部运算用特性821中的流量输出转换为图16所示的流量检测装置的输出特性822。

[第2方法(第2构成)]

对根据各流量状态来切换流量算出方法、由此高精度地检测流量的第2方法进行说明。再者，与第1方法相同的部分省略说明。

图12-2为表示本发明的一实施例的物理量检测装置的构成的框图。

如图12-2所示，第2方法的流量检测装置与第1方法的不同点在于，第1方法中的流量修正滤波器810的移动平均滤波器811被替换成了低通滤波器812。低通滤波器812是适合用于流量较少的情况的滤波器，具有与移动平均滤波器同样的功能，减少流量信号中包含的高频侧的噪声。低通滤波器812宜构成为可以根据由流量检测部602检测到的流量的大小或者输入至低通滤波器812的流量信号的值来设定多个运用的截止频率。其他构成包括信号的流通在内与图12-1所示的第1方法中的构成相同。

图15-2为本发明的一实施例的判定条件与运用的滤波器特性的关系图。

在第2方法中，与第1方法同样地设定振幅比阈值807a及频率阈值807b，如图15-2所示，在与在第1方法中选择移动平均滤波器811相同的条件的情况下，第1滤波器选择部807选择低通滤波器812。选择脉动误差减少滤波器813的条件以及不进行滤波处理的条件像图15-2所示那样设定为与第1方法相同的条件。由此，在为流量检测电路601的响应特性所造成的脉动误差较小的低频率状态而且是处理部604输出的信号自身较小的状态下，可以通过低通滤波器812来抑制相对增大的噪声分量。在选择脉动误差减少滤波器813的情况以及不进行滤波处理的情况下，与第1方法中说明过的一致。

[第3方法(第3构成)]

对根据各流量状态来切换流量算出方法、由此高精度地检测流量的第3方法进行说明。再者，与第1方法及第2方法相同的部分省略说明。

图12-3为表示本发明的一实施例的物理量检测装置的构成的框图。

如图12-3所示，第3方法的流量检测装置与第1方法的构成以及第2方法的构成的不同点在于，在流量修正滤波器810中设置有移动平均滤波器811及低通滤波器812两方，还设置有选择移动平均滤波器811或低通滤波器812中的某一方来对第1滤波器选择部807发送信号的第2滤波器选择部808。其他构成与图12-1所示的第1方法中的构成以及图12-2所示的第2方法中的构成相同。

第3方法构成为第1流量特性调整块800的输出值(输出信号)被输入至移动平均滤波器811、低通滤波器812及脉动误差减少滤波器813各方。移动平均滤波器811及低通滤波器812的输出值(输出信号)分别被输入至第2滤波器选择部808，第2滤波器选择部808选择移动平均滤波器811的输出值或者低通滤波器812的输出值中的某一方来送至第1滤波器选择部807。为了进行各滤波器811、812的输出值的选择，平均流量算出块803的输出值(输出信号)被输入到第2滤波器选择部808。

第1流量特性调整块800、第2滤波器选择部808以及脉动误差减少滤波器813的输出值被输入到第1滤波器选择部807，第1滤波器选择部807选择第1流量特性调整块800、第2滤波器选择部808或脉动误差减少滤波器813的输出值中的某一方来送至第3滤波器选择部815。再者，第1流量特性调整块800的输出值绕过第1滤波器选择部807而直接被输入到第3滤波器选择部815。

图15-3为本发明的一实施例的判定条件与运用的滤波器特性的关系图。

选择脉动误差减少滤波器813的条件以及不进行滤波处理的条件像图15-3所示那样设定为与第1方法及第2方法相同的条件。通过该信号处理获得的效果与第1方法中说明过的一致。

另一方面，在振幅比算出块805算出的振幅比小于振幅比阈值807a、而且频率解析块806算出的频率小于频率阈值807b的情况下，第1滤波器选择部807选择第2滤波器选择部的输出。

第2滤波器选择部808进行平均流量算出块803算出的流量平均值与流量阈值808a的比较。如图15-3所示，在所述平均流量算出块803算出的流量平均值大于流量阈值808a的情况下选择低通滤波器812，在所述平均流量算出块803算出的流量平均值小于流量阈值808a的情况下选择移动平均滤波器811。

像第1方法及第2方法中展示过的那样，移动平均滤波器811或低通滤波器812都可使用，在哪一情况下都会像上述那样获得相同的效果。但是，在流量信号存在脉动等的情况下，低通滤波器812存在流量信号的中心值发生偏移的倾向。此外，在以噪声的去除为目的的情况下，有时使用低通滤波器812有优势。因此，在流量较少、更加追求精度的区域内使用移动平均滤波器811，在流量较多的区域内使用低通滤波器812。

[第4方法(第4构成)]

对根据各流量状态来切换流量算出方法、由此高精度地检测流量的第4方法进行说明。再者，与第1方法至第3方法相同的部分省略说明。

在第1流量缓冲器801及第2流量缓冲器802的缓冲长度相等的情况、或者可以改变缓冲的参考范围的情况下，也可不设置多个流量缓冲器而统合为满足所需最大缓冲长度的缓冲器。此外，第2流量缓冲器802也能以至少保持流量的脉动周期程度以上的方式对通过流量检测电路601内的处理部604获得的流量输出进行缓冲。

物理量检测装置300与ECU 200之间由通信电缆连接在一起，通过SENT、LIN、CAN等通信规格来进行使用数字信号的通信。在本实施例中，从微电脑415对LIN驱动器420输入信号，从LIN驱动器420进行LIN通信。从物理量检测装置300的LIN驱动器输出至ECU 200的信息使用单线或双线通信电缆、通过数字通信重叠输出。

由物理量检测装置300的绝对湿度计算部计算出的修正后的绝对湿度由ECU 18的控制部62用于各种发动机运转控制。此外，ECU 18也可以将综合误差的信息直接用于各种发动机运转控制。

再者，在上述的图11所示的实施例中，对物理量检测装置300具有LIN驱动器420而进行LIN通信的情况进行了说明，但并不限定于此，也可像图11-2所示那样不使用LIN通信而直接与微电脑415进行通信。

本实施例的物理量检测装置300包含流量检测装置。流量检测装置300可由单个流量检测装置构成，也可复合湿度检测装置等其他检测装置来构成。

根据本发明，进行基于流量测定值的振幅比和流量测定值的频率解析结果的运用滤波器的切换，由此，在被测定流体正在发生脉动的状态下，主要可以通过运用与进气脉动相对应的滤波器来减少流量检测误差，另一方面，例如在被测定流量较小的情况下，主要可以通过运用与噪声相对应的滤波器来减少流量检测误差。由此，本实施例的物理量检测装置300能够应对宽广的测定流量范围、各种各样的流量状态。此外，由于仅由流量测定值和通过流量测定值算出的物理量构成，因此不需要流量检测电路以外的测定元件，还可以减小系统。

以上，对本发明的实施方式进行了详细叙述，但本发明并不限定于所述实施方式，可以在不脱离权利要求书中记载的本发明的精神的范围内进行各种设计变更。例如，所述实施方式是为了以易于理解的方式说明本发明所作的详细说明，并非一定限定于具备说明过的所有构成。此外，可以将某一实施方式的构成的一部分替换为其他实施方式的构成，此外，也可以对某一实施方式的构成加入其他实施方式的构成。进而，可以对各实施方式的构成的一部分进行其他构成的追加、删除、替换。

符号说明

30 被测量气体

124 主通道

300 物理量检测装置

302 壳体

400 电路基板

404、405、406 通孔

407、408 切口部

421A、421B 压力传感器(第3检测部)

422 湿度传感器(第2检测部)

601 流量检测电路

602 流量检测部(第1检测部)

604 处理部

415 微电脑

800 第1流量特性调整块

801 第1流量缓冲器

802 第2流量缓冲器

803 平均流量算出块

804 振幅量算出块

805 振幅比算出块

806 频率解析块

807 第1滤波器选择部

808 第2滤波器选择部

808a 流量阈值

809 第2流量特性调整块

807a 振幅比阈值

807b 频率阈值

810 流量修正滤波器

811 移动平均滤波器

812 低通滤波器

813 脉动误差减少滤波器

814 计时块

815 第3滤波器选择部

820 流量检测电路的输出特性

821 内部运算用特性

822 流量检测装置的输出特性。

Claims (7)

1.一种流量检测装置，其特征在于，

具有：流量检测部，其测定被测量流体的流量；流量状态判定部，其根据来自所述流量检测部的输出来判定被测量流体的流量状态；多个滤波器，其处理流量信号；以及滤波器选择部，其选择处理流量信号的滤波器，

所述滤波器选择部根据由所述流量状态判定部判定的流量状态来选择处理流量信号的滤波器，

所述流量检测装置还具备：平均流量算出部，其算出流量平均值；振幅量算出部，其算出脉动的振幅值；振幅比算出部，其算出脉动的振幅值相对于流量平均值的比即脉动振幅比；以及频率解析部，其解析脉动频率，

所述流量状态判定部至少根据所述脉动振幅比和所述脉动频率来判定所述流量状态。

2.根据权利要求1所述的流量检测装置，其特征在于，

具备减少所述流量信号的脉动的脉动修正滤波器和减少流量信号的噪声的噪声减少滤波器作为所述多个滤波器，并且，

所述滤波器选择部具备选择所述噪声减少滤波器或所述脉动修正滤波器中的某一方的第1滤波器选择部，

所述第1滤波器选择部在所述脉动振幅比大于规定阈值而且所述脉动频率大于规定阈值的情况下采用所述脉动修正滤波器，在所述脉动振幅比为规定阈值以下而且所述脉动频率为规定阈值以下的情况下选择所述噪声减少滤波器。

3.根据权利要求2所述的流量检测装置，其特征在于，

具备移动平均滤波器和低通滤波器作为所述噪声减少滤波器，并且，

所述滤波器选择部除了具备所述第1滤波器选择部以外，还具备选择所述移动平均滤波器或所述低通滤波器中的某一方的第2滤波器选择部，

所述第2滤波器选择部在选择所述噪声减少滤波器的情况进而是所述流量平均值小于规定阈值的情况下选择所述移动平均滤波器，在所述流量平均值大于所述流量平均值的所述规定阈值的情况下选择所述低通滤波器。

4.根据权利要求2所述的流量检测装置，其特征在于，

所述滤波器选择部具备第3滤波器选择部，所述第3滤波器选择部选择经所述第1滤波器选择部选择的所述噪声减少滤波器或所述脉动修正滤波器处理过的流量信号和未经所述噪声减少滤波器及所述脉动修正滤波器处理过的流量信号中的某一方，

在所述脉动振幅比超过了规定阈值的情况下，所述第3滤波器选择部在一定期间内选择未经所述噪声减少滤波器及所述脉动修正滤波器处理过的流量信号。

5.根据权利要求2所述的流量检测装置，其特征在于，

所述滤波器选择部具备第3滤波器选择部，所述第3滤波器选择部选择经所述第1滤波器选择部选择的所述噪声减少滤波器或所述脉动修正滤波器处理过的流量信号和未经所述噪声减少滤波器及所述脉动修正滤波器处理过的流量信号中的某一方，

在所述振幅比算出部的输出值小于规定阈值而且所述频率解析部的输出值大于规定阈值的情况以及所述振幅比算出部的输出值大于规定阈值而且所述频率解析部的输出值小于规定阈值的情况下，所述第3滤波器选择部选择未经所述噪声减少滤波器及所述脉动修正滤波器处理过的流量信号。

6.根据权利要求5所述的流量检测装置，其特征在于，

在所述脉动振幅比超过了规定阈值的情况下，所述第3滤波器选择部在一定期间内选择未经所述噪声减少滤波器及所述脉动修正滤波器处理过的流量信号。

7.根据权利要求2所述的流量检测装置，其特征在于，

具备能够设定多个截止频率的低通滤波器作为所述噪声减少滤波器。

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