DE112017003315T5

DE112017003315T5 - Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe

Info

Publication number: DE112017003315T5
Application number: DE112017003315.2T
Authority: DE
Inventors: Nozomi Yatsumonji; Hiroaki Hoshika; Takayuki Yogo; Takahiro Miki; Hiroyuki Abe
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2016-08-22
Filing date: 2017-06-30
Publication date: 2019-04-04
Also published as: JPWO2018037716A1; JP6786606B2; CN109642831B; US11137292B2; WO2018037716A1; CN109642831A; US20190170589A1

Abstract

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe bereitzustellen, die in der Lage ist, einen auslegerförmigen Abschnitt einer Leiterplatte daran zu hindern, in Resonanz zu geraten.
Eine Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe umfasst: eine Leiterplatte 400, die aufweist: einen ersten Stützabschnitt 403, auf dem ein Element zum Detektieren einer physikalischen Größe implementiert ist, wobei das Element zum Detektieren einer physikalischen Größe dazu ausgelegt ist, eine physikalische Größe eines Fluids zu detektieren; und einen zweiten Stützabschnitt 460, auf dem ein Temperaturdetektionselement implementiert ist, wobei das Temperaturdetektionselement dazu ausgelegt ist, eine Temperatur des Fluids zu detektieren, wobei der zweite Stützabschnitt 460 aus einer Kante der Leiterplatte 400 hervorsteht, wobei bei dem zweiten Stützabschnitt 460 das Temperaturdetektionselement an einem Vorderendabschnitt 700a, der in einem freien Ende enthalten ist, angeordnet ist; und ein Gehäuse 302, das durch Spritzgießen ausgebildet ist, wobei das Gehäuse 302 die Leiterplatte trägt, wobei der zweite Stützabschnitt 460 einen dritten Stützabschnitt 701 oder 701a aufweist, der den zweiten Stützabschnitt 460 in Verbindung mit dem Gehäuse 302 trägt, wobei der dritte Stützabschnitt 701 oder 701a in Bezug auf einen Basisendabschnitt 700b auf einer Seite, auf der sich der Vorderendabschnitt 700a befindet, angeordnet ist, wobei der dritte Stützabschnitt 701 oder 701a in Bezug auf einen Implementierungsabschnitt, auf dem das Temperaturdetektionselement implementiert ist, auf einer Seite, auf der sich der Basisendabschnitt 700b befindet, angeordnet ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe, die eine physikalische Größe eines Fluids detektiert.
Stand der Technik
WO 2015/117971 A1 (PTL 1) beschreibt eine Sensorvorrichtung, die die Temperatur eines fließenden Mediums misst. Die Sensorvorrichtung umfasst: ein Gehäuse, in dem eine Leiterplatte angeordnet ist; und ein Temperatursensorelement, das mechanisch in einem zuvor bestimmten Sensorelementbereich der Leiterplatte gehalten wird, wobei das Temperatursensorelement von dem Gehäuse getrennt ist. Dann wird das Temperatursensorelement so angeordnet, dass es dem Fluss des Mediums ausgesetzt ist (siehe Zusammenfassung). Das heißt, die Sensorvorrichtung weist einen Vorsprungsabschnitt auf, der an der Leiterplatte in einer Auslegerform bereitgestellt ist, wobei das Temperatursensorelement an dem vorderen Ende des Vorsprungsabschnitts bereitgestellt ist.
Entgegenhaltungsliste
Patentdokument(e)
PTL1: WO 2015/117971 A1
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Da die Sensorvorrichtung in PTL 1 den Vorsprungsabschnitt der Leiterplatte, an dem das Temperatursensorelement bereitgestellt ist, in der Auslegerform aufweist, besteht die Möglichkeit, dass der Vorsprungsabschnitt bei einer Vibration des Gehäuses mit niedriger Frequenz in Resonanz gerät und intensiv schwingt. In diesem Fall besteht, da an der Basis der Auslegerform eine sich wiederholende Belastung (mechanische Spannung) erzeugt wird, die Gefahr, dass die sich wiederholende Belastung die Leiterplatte und einen Leiter auf der Leiterplatte zerstört. Um zu verhindern, dass die Schaltung und der Leiter zerstört werden, ist es erforderlich, dass der auslegerförmige Abschnitt an der Resonanz gehindert wird. Das heißt, es ist notwendig, die Resonanzfrequenz (Eigenfrequenz) des auslegerförmigen Abschnitts zu verbessern.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe zu schaffen, die in der Lage ist, einen auslegerförmigen Abschnitt einer Leiterplatte daran zu hindern, in Resonanz zu geraten.
Lösung des Problems
Um die Aufgabe zu lösen, umfasst eine Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe gemäß der vorliegenden Erfindung: eine Leiterplatte, die aufweist: einen ersten Stützabschnitt, auf dem ein Element zum Detektieren einer physikalischen Größe implementiert ist, wobei das Element zum Detektieren einer physikalischen Größe dazu ausgelegt ist, eine physikalische Größe eines Fluids zu detektieren; und einen zweiten Stützabschnitt, auf dem ein Temperaturdetektionselement implementiert ist, wobei das Temperaturdetektionselement dazu ausgelegt ist, eine Temperatur des Fluids zu detektieren, wobei der zweite Stützabschnitt aus einer Kante der Leiterplatte hervorsteht, wobei bei dem zweiten Stützabschnitt das Temperaturdetektionselement an einem Vorderendabschnitt, der in einem freien Ende enthalten ist, angeordnet ist; und ein Gehäuse, das die Leiterplatte trägt, wobei der zweite Stützabschnitt einen dritten Stützabschnitt aufweist, der den zweiten Stützabschnitt in Verbindung mit dem Gehäuse trägt, wobei der dritte Stützabschnitt in Bezug auf einen Basisendabschnitt, der ein Endabschnitt an einer dem Vorderendabschnitt gegenüberliegenden Seite ist, auf einer Seite, auf der sich der Vorderendabschnitt befindet, angeordnet ist, wobei der dritte Stützabschnitt in Bezug auf einen Implementierungsabschnitt, auf dem das Temperaturdetektionselement implementiert ist, auf einer Seite, auf der sich der Basisendabschnitt befindet, angeordnet ist.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine einfache Struktur den auslegerförmigen Abschnitt der Leiterplatte daran hindern, in Resonanz zu geraten, so dass verhindert werden kann, dass die Leiterplatte und ein Leiter zerstört werden. Es ist zu beachten, dass andere Probleme, Konfigurationen und Effekte als die oben genannten in den Beschreibungen der folgenden Ausführungsformen ersichtlich werden.
Figurenliste

1 ist eine Systemansicht, die eine Ausführungsform zeigt, in der eine Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Brennkraftmaschinen-Steuersystem verwendet wird.
2-1 ist eine Vorderansicht der Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe.
2-2 ist eine Rückansicht der Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe.
2-3 ist eine linksseitige Ansicht der Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe.
2-4 ist eine rechtsseitige Ansicht der Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe.
2-5 ist eine Draufsicht der Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe.
2-6 ist eine Unteransicht der Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe.
3-1 ist eine Vorderansicht, die die Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe mit abgenommener Vorderabdeckung zeigt.
3-2 ist eine Rückansicht, die die Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe mit abgenommener Rückabdeckung zeigt.
3-3 ist eine linksseitige Ansicht, die die Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe mit abgenommener Vorderabdeckung und Rückabdeckung zeigt.
3-4 ist eine rechtsseitige Ansicht, die die Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe mit abgenommener Vorderabdeckung und Rückabdeckung zeigt.
3-5 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie A-A von 3-1, die entlang der Pfeile A-A von 3-1 betrachtet wird.
4-1 ist eine Rückansicht zum Beschreiben einer weiteren Ausführung eines Gehäuses.
4-2 ist eine rechtsseitige Ansicht des in 4-1 gezeigten Gehäuses.
5 ist eine Ansicht zum Beschreiben der Konfiguration der Vorderseitenabdeckung.
6 ist eine Ansicht zum Beschreiben der Konfiguration der Rückseitenabdeckung.
7-1 ist eine Vorderansicht einer Leiterplatte.
7-2 ist eine rechtsseitige Ansicht der Leiterplatte.
7-3 ist eine Rückansicht der Leiterplatte.
7-4 ist eine linksseitige Ansicht der Leiterplatte.
7-5 ist eine Schnittansicht, die entlang einer Linie B-B von 7-1 entnommen ist.
7-6 ist eine Ansicht, die eine weitere Ausführungsform entsprechend dem Schnitt entlang der Linie B-B von 7-1 zeigt.
7-7 ist eine Schnittansicht, die entlang einer Linie C-C von 7-1 entnommen ist.
8-1 ist eine Ansicht zum Beschreiben der Struktur eines Sensorraums, wobei (a) eine vergrößerte Ansicht des Sensorraums ist und (b) eine entlang einer Linie E1-E1 von (a) entnommene Schnittansicht ist.
8-2 ist eine Ansicht zum Beschreiben der Struktur einer weiteren Ausführungsform des Sensorraums, wobei (a) eine vergrößerte Ansicht des Sensorraums ist und (b) eine entlang einer Linie E2-E2 von (a) entnommene Schnittansicht ist.
8-3 ist eine Ansicht zum Beschreiben der Struktur einer weiteren Ausführungsform des Sensorraums, wobei (a) eine vergrößerte Ansicht des Sensorraums ist und (b) eine entlang einer Linie E3-E3 von (a) entnommene Schnittansicht ist.
9-1 ist eine Vorderansicht, die eine weitere Ausführungsform der Leiterplatte zeigt.
9-2 ist eine Vorderansicht, die eine weitere Ausführungsform der Leiterplatte zeigt.
9-3 ist eine Vorderansicht, die eine weitere Ausführungsform der Leiterplatte zeigt.
9-4 ist eine Vorderansicht, die eine weitere Ausführungsform der Leiterplatte zeigt.
9-5 ist eine Vorderansicht, die eine weitere Ausführungsform der Leiterplatte zeigt.
9-6 ist eine Vorderansicht, die eine weitere Ausführungsform der Leiterplatte zeigt.
9-7 ist eine Vorderansicht, die eine weitere Ausführungsform der Leiterplatte zeigt.
9-8 ist eine Vorderansicht, die eine weitere Ausführungsform der Leiterplatte zeigt.
10-1 ist eine Ansicht zum Beschreiben der Struktur einer Anschlussverbindungseinheit.
10-2 ist eine Ansicht zum Beschreiben der Struktur der Anschlussverbindungseinheit.
10-3 ist eine entlang einer Linie F-F von 10-1 entnommene Schnittansicht.
10-4 ist eine entlang einer Linie G-G von 10-2 entnommene Schnittansicht.
11-1 ist eine Darstellung zum Beschreiben einer beispielhaften Schaltungskonfiguration der Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe.
11-2 ist eine Darstellung zum Beschreiben einer weiteren Ausführungsform der Schaltungskonfiguration der Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe.
12-1 ist eine Ansicht, die ein Vergleichsbeispiel der Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe zeigt und ist eine Rückansicht, die die Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe mit abgenommener Rückabdeckung zeigt.
12-2 ist eine Rückansicht, die eine Temperaturdetektionseinheit, die an einem auslegerförmigen Abschnitt der in 12-1 gezeigten Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe bereitgestellt ist, zeigt.
12-3 ist eine Ansicht, die eine Ausführungsform (erste Ausführungsform) der Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, und ist eine Rückansicht, die die Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe mit abgenommener Rückabdeckung zeigt.
12-4 ist eine Rückansicht, die eine Temperaturdetektionseinheit, die an einem auslegerförmigen Abschnitt der in 12-3 gezeigten Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe bereitgestellt ist, zeigt.
12-5 ist eine Ansicht, die eine Ausführungsform (zweite Ausführungsform) der Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe nach der vorliegenden Erfindung zeigt, und ist eine Rückansicht, die die an dem auslegerförmigen Abschnitt bereitgestellte Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe zeigt.
12-6 ist eine Ansicht, die eine Ausführungsform (dritte Ausführungsform) der Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, und ist eine Rückansicht, die die an dem auslegerförmigen Abschnitt bereitgestellte Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe zeigt.
12-7 ist eine Schnittansicht, die den Schnitt B-B von 12-6 zeigt.
12-8 ist eine Ansicht, die eine Ausführungsform (vierte Ausführungsform) der Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, und ist eine Rückansicht, die die an dem auslegerförmigen Abschnitt bereitgestellte Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe zeigt.
12-9 ist eine Schnittansicht, die den Schnitt B-B von 12-8 zeigt.
12-10 ist eine Ansicht, die eine Ausführungsform (fünfte Ausführungsform) der Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, und ist eine Rückansicht, die die an dem auslegerförmigen Abschnitt bereitgestellte Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe zeigt.
12-11 ist eine Schnittansicht, die den Schnitt B-B von 12-10 zeigt.

Beschreibung von Ausführungsformen
Die im Folgenden zu beschreibenden Arten zum Ausführen der Erfindung (hiernach als Ausführungsformen bezeichnet) haben verschiedene Probleme, die für ein praktisches Produkt aufgetreten sind, gelöst und haben insbesondere verschiedene Probleme, deren Lösung für den Gebrauch einer Detektionsvorrichtung, die eine physikalische Größe der Ansaugluft in einem Fahrzeug detektiert, erwünscht ist, gelöst und verschiedene Effekte erzielt. Eines der verschiedenen in den folgenden Ausführungsformen gelösten Probleme ist der im Bereich der technischen Probleme vorstehend beschriebene Inhalt und einer der verschiedenen, in den folgenden Ausführungsformen erzielten Effekte ist der im Bereich der vorteilhaften Effekte der Erfindung beschriebene Effekt. Die verschiedenen, in den folgenden Ausführungsformen gelösten Probleme und ferner die verschiedenen, in den folgenden Ausführungsformen erzielten Effekte sind in den Beschreibungen der folgenden Ausführungsformen beschrieben. Daher umfassen die in den Ausführungsformen gelösten Probleme und die Effekte, die in den folgenden Ausführungsformen beschrieben sind, Inhalt, die über den Inhalt in dem Bereich des technischen Problems und dem Inhalt des Bereichs der vorteilhaften Effekte der Erfindung hinausgehen.
In den folgenden Ausführungsformen geben gleiche Bezugszeichen unabhängig von den verschiedenen Figurennummern die gleichen Konfigurationen an und somit werden dieselben funktionalen Effekte erzielt. Für schon beschriebene Konfigurationen werden in einigen Fällen nur die Bezugszeichen in den Figuren angegeben und die Beschreibungen davon werden weggelassen.
Eine Ausführungsform, in der die Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Brennkraftmaschinen-Steuersystem verwendet wird.
1 ist eine Systemansicht, die eine Ausführungsform zeigt, in der eine Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe in einem Brennkraftmaschinen-Steuersystem mit elektronischer Kraftstoffeinspritzung verwendet wird. Auf der Basis des Betriebs einer Brennkraftmaschine 110, die einen Kraftmaschinenzylinder 112 und einen Kraftmaschinenkolben 114 umfasst, wird Ansaugluft als zu messendes Gas 30 aus einem Luftreiniger 122 angesaugt und wird dann durch einen Einlasskörper, der ein Beispiel eines Hauptkanals 124 ist, einen Drosselkörper 126 und einen Einlasskrümmer 128 in eine Brennkammer des Kraftmaschinenzylinders 112 geführt. Die physikalische Größe des zu messenden 30 Gases, das die in die Brennkammer zu führende Ansaugluft ist, wird durch die Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300 gemäß der vorliegenden Erfindung detektiert. Ein Kraftstoffeinspritzventil 152 liefert Kraftstoff auf der Basis der detektierten physikalischen Größe und der Kraftstoff wird zusammen mit der Ansaugluft 30 in einem Luft-Kraftstoff-Gemisch in die Brennkammer geführt. Es ist zu beachten, dass in der vorliegenden Ausführungsform das Kraftstoffeinspritzventil 152 an einer Einlassöffnung der Brennkraftmaschine bereitgestellt ist. Der in den Einlassanschluss eingespritzte Kraftstoff bildet zusammen mit dem zu messenden Gas 30, d. h. der Ansaugluft, das Luft-Kraftstoff-Gemisch. Dann wird das Luft-Kraftstoff-Gemisch durch ein Einlassventil 116 in die Brennkammer geführt und verbrannt, um mechanische Energie zu erzeugen.
Die Luft und der Kraftstoff, in die Brennkammer geführt werden und die im Mischzustand des Kraftstoffs und der Luft sind, verbrennen wegen der Funkenzündung einer Zündkerze 154 explosiv, um mechanische Energie zu erzeugen. Das Gas nach der Verbrennung wird aus einem Auslassventil 118 zu einem Auslassrohr geführt und wird dann als Abgas 24 aus dem Auslassrohr aus dem Fahrzeug abgelassen. Die Durchflussmenge des zu messenden Gases 30, das die Ansaugluft ist, die in die Brennkammer geführt wird, wird durch ein Drosselventil 132 gesteuert, bei dem der Öffnungsgrad basierend auf einer Betätigung eines Fahrpedals variiert. Da die Lieferung des Kraftstoffs auf der Basis der Durchflussmenge der in die Brennkammer zu führenden Ansaugluft gesteuert wird, steuert eine Bedienperson den Öffnungsgrad des Drosselventils 132, um die Durchflussmenge der in die Brennkammer zu führenden Ansaugluft so zu steuern, dass die mechanische Energie, die durch die Brennkraftmaschine erzeugt werden soll, gesteuert werden kann.
Überblick über die Steuerung des Brennkraftmaschinen-Steuersystems
Die Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300 detektiert eine physikalische Größe wie beispielsweise die Durchflussmenge, die Temperatur, die Feuchte oder den Druck des zu messenden Gases 30, das die Ansaugluft ist, die in dem Hauptkanal 124 fließt, aus dem Luftreiniger 122 entnommen. Ein elektrisches Signal, das die physikalische Größe der Ansaugluft angibt, wird aus der Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300 in eine Steuervorrichtung 200 eingespeist. Eine Ausgabe eines Drosselwinkelsensors 144, der den Öffnungsgrad des Drosselventils 132 misst, wird in die Steuervorrichtung 200 eingespeist. Zusätzlich wird, um die Positionen und die Zustände des Kraftmaschinenkolbens 114, des Einlassventils 116 und des Auslassventils 118 in der Brennkraftmaschine und darüber hinaus die Drehzahl der Brennkraftmaschine zu messen, eine Ausgabe eines Drehwinkelsensors 146 in die Steuervorrichtung 200 eingespeist. Um den Zustand des Mischungsverhältnisses zwischen der Kraftstoffmenge und der Luftmenge aus dem Zustand des Abgases 24 zu messen, wird eine Ausgabe eines Sauerstoffsensors 148 in die Steuervorrichtung 200 eingespeist.
Die Steuervorrichtung 200 berechnet die Einspritzmenge des Kraftstoffs und die Zündungszeitvorgabe auf der Basis der physikalischen Größe der Ansaugluft, die die Ausgabe der Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300 ist, und der Drehzahl der Brennkraftmaschine, die auf der Basis der Ausgabe des Drehwinkelsensors 146 gemessen wird. Basierend auf den Ergebnissen der Berechnung werden die aus dem Kraftstoffeinspritzventil 152 zu liefernde Kraftstoffmenge und die Zündungszeitvorgabe der Zündung der Zündkerze 154 gesteuert. Die Lieferung des Kraftstoffs und der Zündungszeitvorgabe wird in der Praxis ferner basierend auf der durch die Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300 detektierten Temperatur, dem Zustand einer Variation in dem Drosselwinkel, dem Zustand einer Variation in der Kraftmaschinendrehzahl und dem Zustand eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, das durch den Sauerstoffsensor 148 gemessen wird, feingesteuert. Wenn die Brennkraftmaschine in einem Leerlaufbetrieb ist, steuert die Steuervorrichtung 200 ferner mit einem Leerlaufluftsteuerventil 156 die Luftmenge, die das Drosselventil 132 umgeht, um die Drehzahl der Brennkraftmaschine in dem Leerlaufbetrieb zu steuern.
Bedeutung der Verbesserung der Detektionsgenauigkeit der Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe und fahrzeuginterne Umgebung der Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe
Die Lieferung des Kraftstoffs und die Zündungszeitvorgabe, die Hauptregelgrößen in der Brennkraftmaschine sind, werden jeweils mit der Ausgabe der Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300 als Hauptparameter berechnet. Daher sind eine Verbesserung der Detektionsgenauigkeit, eine Alterungshemmung und eine Verbesserung der Zuverlässigkeit der Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300 wichtig für eine Verbesserung der Steuerungsgenauigkeit und ein Sicherstellen der Zuverlässigkeit des Fahrzeugs.
Insbesondere wachsen in jüngster Zeit der Bedarf an Fahrzeugen mit niedrigem Kraftstoffverbrauch und auch der Bedarf an Abgasreinigungen beträchtlich. Es ist äußerst wichtig, die Detektionsgenauigkeit für die physikalische Größe der Ansaugluft 30, die von der Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300 detektiert werden soll, zu verbessern, um diesen Bedarf zu befriedigen. Es ist bedeutsam, dass die Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300 hohe Zuverlässigkeit behält.
Das mit der Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300 ausgestattete Fahrzeug wird in einer Umgebung verwendet, in der eine Variation der Temperatur oder der Feuchte groß ist. Für die Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300 ist es wünschenswert, dass eine Maßnahme gegen eine Variation der Temperatur oder der Feuchte in der Nutzungsumgebung und beispielsweise eine Maßnahme gegen Staub oder Verunreinigungen berücksichtigt wird.
Die Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300 ist an einem Einlassrohr so angebracht, dass sie durch den Einfluss von Wärmeerzeugung aus einer Brennkraftmaschine beeinflusst wird. Somit wandert die erzeugte Wärme der Brennkraftmaschine durch das Einlassrohr, d. h. den Hauptkanal 124, zu der Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300. Da die Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300 Wärmeübertragung mit dem zu messenden Gas durchführt, um die Durchflussmenge des zu messenden Gases zu detektieren, ist es wichtig, den Einfluss von äußerer Wärme weitestmöglich zu verhindern.
Wie unten beschrieben löst die an dem Fahrzeug montierte Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300 nicht nur das Problem in dem Bereich des technischen Problems und erreicht den in dem Bereich vorteilhafte Effekte der Erfindung beschriebenen Effekt, sondern löst wie unten beschrieben verschiedene Probleme, deren Lösung für ein Produkt gefordert ist, unter ausreichender Berücksichtigung der verschiedenen oben beschriebenen Probleme und erzielt verschiedene Effekte. Spezifische Probleme und Effekte, die die Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300 löst bzw. erzielt, sind in der Beschreibung der folgenden Ausführungsformen erörtert.
Konfiguration der Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300
Externe Struktur der Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300
2-1 bis 2-6 sind Ansichten, die jeweils das externe Erscheinungsbild der Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300 zeigen. 2-1, 2-2, 2-3, 2-4, 2-5 und 2-6 sind eine Vorderansicht, eine Rückansicht, eine linksseitige Ansicht, eine rechtsseitige Ansicht, eine Draufsicht bzw. eine Unteransicht der Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300.
Die Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300 umfasst ein Gehäuse 302, eine Vorderabdeckung 303 und eine Rückabdeckung 304. Das Gehäuse 302, das mit Formen angewandtes Kunstharzmaterial enthält, weist Folgendes auf: einen Flansch 311 zum Fixieren der Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300 an dem Einlasskörper, d. h. dem Hauptkanal 124; eine externe Verbindungseinheit 321, die aus dem Flansch 311 hervorsteht, wobei die externe Verbindungseinheit 321 einen Verbinder zum elektrischen Verbinden mit externer Ausrüstung aufweist; und eine Messeinheit 331, die sich so erstreckt, dass die Messeinheit 331 aus dem Flansch 311 in die Mitte des Hauptkanals 124 hervorsteht.
Die Messeinheit 331 ist aufgrund von Einlageformung beim Anwenden des Formens auf das Gehäuse 302 einstückig mit der Leiterplatte 400 bereitgestellt (vgl. 3-1 und 3-2). Die Leiterplatte 400 ist mit Folgendem versehen: mindestens einer Detektionseinheit, die die physikalische Größe des zu messenden Gases 30, das in dem Hauptkanal 124 strömt, detektiert; und einer Schaltungseinheit, die ein Signal, das durch die Detektionseinheit detektiert wird, verarbeitet. Die Detektionseinheit ist an einer Position angeordnet, die dem zu messenden Gas 30 ausgesetzt ist, und die Schaltungseinheit ist in einem Schaltungsraum, der durch die Vorderabdeckung 303 fest abgedichtet ist, angeordnet.
Die Vorderseite und die Rückseite der Messeinheit 331 sind jeweils mit einer Unterkanalnut versehen und ein erster Unterkanal 305 ist durch die Unterkanalnuten in Kooperation mit der Vorderabdeckung 303 und der Rückabdeckung 304 ausgebildet. Der Vorderendabschnitt der Messeinheit 331 ist mit dem Folgenden versehen: einem ersten Unterkanaleinlass 305a zum Führen eines Teils des zu messenden Gases 30, beispielsweise der Ansaugluft, in den ersten Unterkanal 305; und einem ersten Unterkanalauslass 305b zum Zurückführen des zu messenden Gases 30 aus dem ersten Unterkanal 305 in den Hauptkanal 124. Ein Teil der Leiterplatte 400 ragt an einem Mittelkanal des ersten Unterkanals 305 hervor und eine Durchflussmengendetektionseinheit 602, die eine Detektionseinheit ist, ist am Vorsprung (vgl. 3-1) angeordnet und detektiert die Durchflussmenge des zu messenden Gases 30.
Ein zweiter Unterkanal 306 zum Führen eines Teils des zu messenden Gases 30 wie beispielsweise der Ansaugluft in einen Sensorraum Rs ist an einem Zwischenabschnitt der Messeinheit 331, der in Bezug auf den ersten Unterkanal 305 näher an dem Flansch 311 liegt, bereitgestellt. Der zweite Unterkanal 306 ist durch die Messeinheit 331 und die Rückabdeckung 304 in Kooperation ausgebildet. Der zweite Unterkanal 306 weist Folgendes auf: einen zweiten Unterkanaleinlass 306a, der an einer stromaufwärtsseitigen Außenwand 336 offen ist, um das zu messende Gas 30 einzuleiten; und einen zweiten Unterkanalauslass 306b, der an einer stromabwärtsseitigen Außenwand 338 offen ist, um das zu messende Gas 30 aus dem zweiten Unterkanal 306 in den Hauptkanal 124 zurückzuführen. Der zweite Unterkanal 306 steht mit dem Sensorraum Rs, der an der Rückflächenseite der Messeinheit 331 ausgebildet ist, in Verbindung. Ein Drucksensor und ein Feuchtesensor, die Detektionseinheiten sind, die an der Rückseite der Leiterplatte 400 bereitgestellt sind, sind in dem Sensorraum Rs angeordnet.
Auf einer externen Struktur der Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300 basierender Effekt
Die Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300 weist Folgendes auf: den zweiten Unterkanaleinlass 306a, der an dem Zwischenabschnitt in der Messeinheit 331 bereitgestellt ist, der sich von dem Flansch 311 in die Mitte des Hauptkanals 124 erstreckt; und den ersten Unterkanaleinlass 305a, der an dem Vorderendabschnitt der Messeinheit 331 bereitgestellt ist. Daher kann das Gas, das nicht in der Nähe der Innenwandseite des Hauptkanals 124, sondern in einem Bereich nahe einem Mittelabschnitt von der Innenwandseite entfernt ist, sowohl in den ersten Unterkanal 305 als auch in den zweiten Unterkanal 306 eingeleitet werden. Daher kann die Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300 die physikalische Größe des Gases in dem Bereich, der von der Innenwandseite des Hauptkanals 124 entfernt ist, messen, so dass ein Messfehler in der physikalischen Größe reduziert werden kann, wobei der Messfehler sich auf Wärme oder eine Reduktion in der Durchflussrate in der Nähe der Innenwandseite bezieht.
Die Messeinheit 331 weist eine längliche Form entlang einer Achse von der Außenwand zu der Mitte des Hauptkanals 124 auf und die Breite in der Dickenrichtung weist eine schmale Form wie in 2-3 und 2-4 gezeigt auf. Das heißt, dass die Messeinheit 331 der Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300 Folgendes aufweist: eine Vorderseite mit einer im Wesentlichen rechteckigen Form; und Seitenflächen, die in der Breite dünn sind. Diese Anordnung ermöglicht es, dass die Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300 einen ersten Unterkanal 305 aufweist, der ausreichend in der Länge ist und den Fluidwiderstand für das zu messende Gas 30 auf einen kleinen Wert drückt. Somit kann die Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300 die Durchflussmenge des zu messenden Gases 30 mit dem auf einen kleinen Wert gedrückten Fluidwiderstand höchst genau messen.
Struktur und Effekt des Flansches 311
Da der Flansch 311 mehrere Hohlräume 313 aufweist, die auf der dem Hauptkanal 124 gegenüberliegenden Unterfläche 312 bereitgestellt sind, verringert sich die Wärmeübertragungsfläche zwischen dem Flansch 311 und dem Hauptkanal 124, so dass die Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300 weniger wahrscheinlich durch den Einfluss von Wärme betroffen ist. Bei der Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300 ist die Messeinheit 331 aus einem Befestigungsloch, das in dem Hauptkanal 124 bereitgestellt ist, nach innen eingesetzt und die Unterfläche 312 des Flansches 311 liegt dem Hauptkanal 124 gegenüber. Der Hauptkanal 124 umfasst z. B. einen Einlasskörper und der Hauptkanal 124 wird oft auf einer hohen Temperatur gehalten. Umgekehrt dazu wird angenommen, dass der Hauptkanal 124 während der Aktivierung in einem kalten Gebiet äußerst niedrige Temperaturen aufweist. Wenn der Zustand des Hauptkanals 124 bei hohen Temperaturen oder niedrigen Temperaturen Einfluss auf die Messung verschiedener physikalischer Größen hat, verschlechtert sich die Messgenauigkeit. Da der Flansch 311 die Hohlräume 313 an der Unterfläche 312 aufweist, werden Räume zwischen der Unterfläche 312 gegenüber dem Hauptkanal 124 und dem Hauptkanal 124 ausgebildet. Daher wird eine Wärmeübertragung von dem Hauptkanal 124 zu der Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300 verringert, so dass ein Verschlechtern der Messgenauigkeit aufgrund der Wärme verhindert werden kann.
Gewindelöcher 314 des Flansches 311 dienen zum Fixieren der Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300 an dem Hauptkanal 124 und ein Raum wird zwischen einer Fläche, die dem Hauptkanal 124 gegenüberliegt, auf dem Umfang jedes Gewindelochs 314 und dem Hauptkanal 124 so ausgebildet, dass die Flächen, die dem Hauptkanal 124 gegenüberliegen, auf dem Umfang der Gewindelöcher 314 von dem Hauptkanal 124 beabstandet sind. Diese Anordnung ergibt eine Struktur, in der die Reduktion der Wärmeübertragung aus dem Hauptkanal 124 zu der Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300 verhindern kann, dass sich die Messgenauigkeit aufgrund der Wärme verschlechtert.
Struktur der externen Verbindungseinheit 321
Die externe Verbindungseinheit 321 weist den Verbinder 322, der auf der Oberfläche des Flansches 311 bereitgestellt ist, den Verbinder 322, der aus dem Flansch 311 auf der Stromabwärtsseite in der Strömungsrichtung des zu messenden Gases 30 hervorsteht, auf. Der Verbinder 322 ist mit einem Sockel 322a versehen, in den ein Kommunikationskabel gesteckt werden soll, wobei das Kommunikationskabel dazu da ist, den Verbinder 322 mit der Steuervorrichtung 200 zu verbinden. Das Innere des Sockels 322a ist mit vier externen Anschlüssen 323 wie in 2-4 gezeigt versehen. Die externen Anschlüsse 323 dienen als ein Anschluss zum Ausgeben von Informationen in Bezug auf die physikalische Größe, die ein gemessenes Ergebnis der Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300 ist, und als ein Leistungsversorgungsanschluss zum Liefern von Gleichstromleistung, mit der die Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300 betrieben wird.
Der Verbinder 322 ragt aus dem Flansch 311 in die Stromabwärtsseite in der Strömungsrichtung des zu messenden Gases 30 und weist eine Form zum Einstecken von der Stromabwärtsseite zu der Stromaufwärtsseite in der Strömungsrichtung auf, ist aber nicht auf diese Form beschränkt. Zum Beispiel kann der Verbinder 322 vertikal aus der Oberfläche des Flansches 311 hervorstehen und kann eine Form zum Einstecken entlang der Erstreckungsrichtung der Messeinheit 331 aufweisen und somit können verschiedene Abwandlungen vorgenommen werden.
Gesamtstruktur des Gehäuses 302 und Effekt davon
Zunächst ist die Gesamtstruktur des Gehäuses 302 unter Bezugnahme auf 3-1 bis 3-5 beschrieben. 3-1 bis 3-5 sind Ansichten, die jeweils das Gehäuse 302 in der Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300 mit abgenommener Vorderabdeckung 303 und abgenommener Rückabdeckung 304 zeigen. 3-1, 3-2, 3-3, 3-4 und 3-5 sind jeweils eine Vorderansicht des Gehäuses 302, eine Rückansicht des Gehäuses 302, eine rechtsseitige Ansicht des Gehäuses 302, linksseitige Ansicht des Gehäuses 302 bzw. eine Schnittansicht, die entlang der Linie A-A von 3-1 genommen ist.
Das Gehäuse 302 weist eine Struktur auf, in der sich die Messeinheit 331 von dem Flansch 311 zu der Mitte des Hauptkanals 124 erstreckt. Die Leiterplatte 400, die dem Einlageformen unterzogen wird, ist an der Basisendseite der Messeinheit 331 bereitgestellt. Die Leiterplatte 400 ist an einer Zwischenposition zwischen der Vorderfläche und der Rückfläche der Messeinheit 331 parallel zu den Flächen der Messeinheit 331 angeordnet, wobei die Leiterplatte 400 einstückig mit dem Gehäuse 302 gegossen ist und die Leiterplatte 400 die Basisendseite der Messeinheit 331 in eine Seite und die andere Seite in der Dickenrichtung aufteilt.
Der Schaltungsraum Rc ist an der Vorderflächenseite der Messeinheit 331 ausgebildet, wobei der Schaltungsraum Rc die Schaltungseinheit der Leiterplatte 400 aufnimmt. Der Sensorraum Rs ist auf der Rückseite ausgebildet, wobei der Sensorraum Rs den Drucksensor 421 und den Feuchtesensor 422 aufnimmt. Der Schaltungsraum Rc wird durch Befestigung der Vorderabdeckung 303 an dem Gehäuse 302 fest abgedichtet und ist dann von der Umgebung komplett isoliert. Währenddessen bildet die Befestigung der Rückabdeckung 304 an dem Gehäuse 302 den zweiten Unterkanal 306 und den Sensorraum Rs, der ein Innenraum ist, der durch den zweiten Unterkanal 306 mit der Außenseite der Messeinheit 331 in Verbindung steht. Der Teil der Leiterplatte 400 ragt aus einer Trennwand 335, die den Schaltungsraum Rc und den ersten Unterkanal 305 der Messeinheit 331 trennt, in den ersten Unterkanal 305 und die Durchflussmengendetektionseinheit 602 ist an einer Messdurchflusskanalfläche 430 des Vorsprungs bereitgestellt.
Struktur der Unterkanalnut
Eine Unterkanalnut zum Ausbilden des ersten Unterkanals 305 ist an der Vorderendseite in der Längenrichtung der Messeinheit 331 bereitgestellt. Die Unterkanalnut zum Ausbilden des ersten Unterkanals 305 weist eine Vorderseiten-Unterkanalnut 332, die in 3-1 gezeigt ist, und eine Rückseiten-Unterkanalnut 334, die in 3-2 gezeigt ist, auf. Wie in 3-1 gezeigt biegt sich die Vorderseiten-Unterkanalnut 332 allmählich zu der Flanschseite 311, die die Basisendseite der Messeinheit 331 ist, da die Vorderseiten-Unterkanalnut 332 von dem ersten Unterkanalauslass 305b, der zu der stromabwärtsseitigen Außenwand 338 der Messeinheit 331 offen ist, zu der stromaufwärtsseitigen Außenwand 336 führt. Die Vorderseiten-Unterkanalnut 332 steht mit einem Öffnungsabschnitt 333, der in der Dickenrichtung der Messeinheit 331 eindringt, an einer Position nahe der stromaufwärtsseitigen Außenwand 336 in Verbindung. Der Öffnungsabschnitt 333 ist entlang der Strömungsrichtung des zu messenden Gases 30 in dem Hauptkanal 124 so ausgebildet, dass der Öffnungsabschnitt 333 sich zwischen der stromaufwärtsseitigen Außenwand 336 und der stromabwärtsseitigen Außenwand 338 erstreckt.
Wie in 3-2 gezeigt führt die rückseitige Unterkanalnut 334 von der stromaufwärtsseitigen Außenwand 336 zu der stromabwärtsseitigen Außenwand 338 und verzweigt sich an einer Zwischenposition zwischen der stromaufwärtsseitigen Außenwand 336 und der stromabwärtsseitigen Außenwand 338 in zwei Teile. Ein Teil erstreckt sich gerade als ein Ableitungskanal, der intakt bleibt, und hat eine Öffnung an einem Ableitungsauslass 305c der stromabwärtsseitigen Außenwand 338. Der andere Teil biegt sich allmählich zu der Seite des Flansches 311, die die Basisendseite der Messeinheit 331 ist, da der andere Teil zu der stromabwärtsseitigen Außenwand 338 führt, und steht mit dem Öffnungsabschnitt 333 an einer Position in der Nähe der stromabwärtsseitigen Außenwand 338 in Verbindung.
Die rückseitige Unterkanalnut 334 bildet eine Einlassnut, in die das zu messende Gas 30 aus dem Hauptkanal 124 strömt, und die vorderseitige Unterkanalnut 332 bildet eine Auslassnut, aus der das zu messende Gas 30, das aus der rückseitigen Unterkanalnut 33 entnommen ist, in den Hauptkanal 124 zurückströmt. Da die vorderseitige Unterkanalnut 332 und die rückseitige Unterkanalnut 334 an dem Vorderendabschnitt des Gehäuses 302 bereitgestellt sind, kann das Gas in dem von der Innenwand entfernten Bereich, mit anderen Worten das Gas, das in dem Bereich in der Nähe des Mittelabschnitts des Hauptkanals 124 strömt, als das zu messende Gas 30 hergenommen werden. Das Gas, das in der Nähe der Innenwandfläche des Hauptkanal 124 strömt, wird durch den Einfluss der Wandflächentemperatur des Hauptkanals 124 beeinflusst und weist daher häufig eine Temperatur auf, die sich von der Durchschnittstemperatur des in dem Hauptkanal 124 strömenden Gases wie beispielsweise der Ansaugluft 20 unterscheidet. Das Gas, das in der Nähe der Innenwandfläche des Hauptkanals 124 strömt, gibt oft eine Durchflussrate an, die langsamer ist als die durchschnittliche Durchflussrate des Gases, das in dem Hauptkanal 124 strömt. Weil es weniger wahrscheinlich ist, dass die Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300 in der Ausführungsform von dem Einfluss beeinträchtigt wird, kann verhindert werden, dass sich die Messgenauigkeit verschlechtert.
Wie in 3-2 gezeigt wird ein Teil des zu messenden Gases 30, das in dem Hauptkanal 124 strömt, aus dem ersten Unterkanaleinlass 305a in die rückseitige Unterkanalnut 334 geführt und strömt in die rückseitige Unterkanalnut 334. Dann strömen Fremdstoffe mit einer großen Masse, die in dem zu messenden Gas enthalten sind, zusammen mit dem zu messenden Teilgas aus dem Zweig in den Ableitungskanal, der sich gerade erstreckt und intakt bleibt, und werden dann aus dem Ableitungsauslass 305c der stromabwärtsseitigen Außenwand 338 in den Hauptkanal 124 abgegeben.
Da die rückseitige Unterkanalnut 334 eine sich vertiefende Form aufweist, bewegt sich das zu messende Gas 30 allmählich zu der Vorderseite der Messeinheit 331, während es entlang der rückseitigen Unterkanalnut 334 strömt. Insbesondere ist die rückseitige Unterkanalnut 334 mit einem steilen Steigungsabschnitt 334a versehen, der sich auf der nahen Seite des Öffnungsabschnitts 333 rasch vertieft und ein Teil der Luft mit geringer Masse bewegt sich entlang des steilen Steigungsabschnitts 334a und strömt dann auf der Seite der Messdurchflusskanalfläche 430 der Leiterplatte 400 in dem Öffnungsabschnitt 333. Unterdessen haben Fremdstoffe mit einer großen Masse Schwierigkeiten, einen Kurs schnell zu ändern, und sie strömen daher auf der Rückseite der Messdurchflusskanalfläche 431.
Wie in 3-1 gezeigt bewegt sich das zu messende Gas 30 auf der Vorderseite in dem Öffnungsabschnitt 333, strömt entlang der Messdurchflusskanalfläche 430 der Leiterplatte und eine Wärmeübertragung zwischen dem zu messenden Gas 30 und der Durchflussmengendetektionseinheit 602, die auf der Messdurchflusskanalfläche 430 bereitgestellt ist, findet statt, so dass die Durchflussmenge gemessen wird. Die Luft, die von dem Öffnungsabschnitt 333 zu der vorderseitigen Unterkanalnut 332 strömt, strömt entlang der vorderseitigen Unterkanalnut 332 zusammen und wird dann aus dem ersten Unterkanalauslass 305b, der an der stromabwärtsseitigen Außenwand 338 offen ist, in den Hauptkanal 124 abgeleitet.
Da Stoffe mit großer Masse wie beispielsweise Abfallstoffe, die mit dem zu messenden Gas 30 vermischt sind, eine große Trägheitskraft erfahren, haben die Stoffe Schwierigkeiten, den Kurs entlang des vorderseitigen Abschnitts des steilen Steigungsabschnitts 334a, der eine Nut aufweist, die rasch an Tiefe gewinnt, in der Tiefenrichtung der Nut rasch zu ändern. Somit bewegen sich die Fremdstoffe mit der großen Masse zu der Seite der Messdurchflusskanalfläche 431, so dass verhindert werden kann, dass die Fremdstoffe die Durchflussmengendetektionseinheit 602 durchlaufen. In der vorliegenden Ausführungsform kann, da eine Reihe von Fremdstoffen mit großer Masse außer dem Gas die Messdurchflusskanalflächen-Rückfläche 431, die die Rückfläche der Messdurchflusskanalfläche 430 ist, passieren kann, der Einfluss der Verschmutzung durch Fremdstoffe wie z. B. Ölgehalt, Kohlenstoff und Abfallstoffe reduziert werden und es kann verhindert werden, dass sich die Messgenauigkeit verschlechtert. Das heißt, da die Form, in der sich der Kurs des zu messenden Gases 30 entlang einer Achse entlang der Strömungsachse des Hauptkanals 124 schnell ändert, bereitgestellt wird, kann der Einfluss von Fremdstoffen, die mit dem zu messenden Gas 30 vermischt sind, verringert werden.
Strukturen und Effekte des zweiten Unterkanals und des Sensorraums
Der zweite Unterkanal 306 ist gerade von dem zweiten Unterkanaleinlass 306a zu dem zweiten Unterkanalauslass 306b parallel zu dem Flansch 311 entlang der Strömungsrichtung des zu messenden Gases 30 ausgebildet. Der zweite Unterkanaleinlass 306a wird durch Wegschneiden eines Teils der stromaufwärtsseitigen Außenwand 336 gebildet und der zweite Unterkanalauslass 306b wird durch Wegschneiden eines Teils der stromabwärtsseitigen Außenwand 338 gebildet. Speziell wird wie in 3-3 gezeigt der zweite Unterkanaleinlass 306a durch Wegschneiden des Teils der stromaufwärtsseitigen Außenwand 336 und des Teils der stromabwärtsseitigen Außenwand 338 von der Rückseite der Messeinheit 331 an Positionen, die sich entlang der oberen Fläche einer Trennwand 335 fortsetzen, ausgebildet. Der zweite Unterkanaleinlass 306a und der zweite Unterkanalauslass 306b werden jeweils an einer Tiefenposition, die mit der Rückseite der Leiterplatte 400 bündig ist, weggeschnitten. Weil das zu messende Gas entlang der Rückseite eines Plattenkörpers 401 der Leiterplatte 400 strömt, fungiert der zweite Unterkanal 306 als ein Kühlkanal, der den Plattenkörper 401 kühlt. Die Leiterplatte 400, die eine Anzahl von Elementen wie z. B. ein LSI und einen Mikrocomputer aufweist, die Wärme erzeugen, übertragt die Wärme an die Rückseite des Plattenkörpers 401 und dann kann die Wärmeabfuhr durch das zu messende Gas 30 durchgeführt werden, das durch den zweiten Unterkanal 306 strömt.
Der Sensorraum Rs ist auf der Basisendseite der Messeinheit 331 in Bezug auf den zweiten Unterkanal 306 vorgesehen. Das zu messende Gas 30 strömt von dem zweiten Unterkanaleinlass 306a in den zweiten Unterkanal 306, strömt teilweise in den Sensorraum Rs und der Druck und die relative Feuchte werden durch den Drucksensor 421 und. den Feuchtesensor 422 in dem Sensorraum Rs detektiert. Da der Sensorraum Rs an der Basisendseite der Messeinheit 331 in Bezug auf den zweiten Unterkanal 306 angeordnet ist, kann der Einfluss des dynamischen Drucks des zu messenden Gases 30, das durch den zweiten Unterkanal 306 strömt, reduziert werden. Daher kann die Detektionsgenauigkeit des Drucksensors 421 in dem Sensorraum Rs verbessert werden.
Da der Sensorraum Rs an der Basisendseite der Messeinheit 331 in Bezug auf den zweiten Unterkanal 306 angeordnet ist, kann beispielsweise in einem Fall, in dem die Messeinheit 331, die eine Lage aufweist, in der die Vorderendseite nach unten zeigt, an dem Einlasskanal angebracht ist, verhindert werden, dass Verunreinigungen oder Wassertröpfchen, die zusammen mit dem zu messenden Gas 30 in den zweiten Unterkanal 306 strömen, an dem Drucksensor 421 oder an dem stromabwärts davon angeordneten Feuchtesensor 422 anhaften.
Insbesondere haften gemäß der vorliegenden Ausführungsform, weil der Drucksensor 421 mit einer relativ großen äußeren Form stromaufwärts angeordnet ist und der Feuchtesensor 422 mit einer relativ kleinen äußeren Form stromabwärts des Drucksensors 421 in dem Sensorraum Rs angeordnet ist, Verunreinigungen oder Wassertröpfchen, die zusammen mit dem zu messenden Gas 30 strömen, an dem Drucksensor an und es kann daher verhindert werden, dass sie an dem Feuchtesensor 422 anhaften, der einen geringen Widerstand gegen die Verunreinigungen oder die Wassertröpfchen hat. Daher kann der Feuchtesensor 422, der einen geringen Widerstand gegen die Verunreinigungen oder die Wassertröpfchen hat, geschützt werden.
Es ist weniger wahrscheinlich, dass der Drucksensor 421 und der Feuchtesensor 422 durch den Durchfluss des zu messenden Gases 30 beeinflusst werden als die Durchflussmengendetektionseinheit 602, und insbesondere muss der Feuchtesensor 422 zumindest den Diffusionsgrad der Feuchtigkeit in dem zu messenden Gas 30 sicherstellen. Somit können der Drucksensor 421 und der Feuchtesensor 422 in dem Sensorraum Rs benachbart zu dem geraden zweiten Unterkanal 306 bereitgestellt sein. Im Gegensatz dazu benötigt die Durchflussmengendetektionseinheit 602 mindestens eine bestimmte Durchflussmenge. Darüber hinaus ist es erforderlich, Staub oder Verunreinigungen getrennt zu halten oder den Einfluss der Pulsation zu berücksichtigen. Daher ist die Durchflussmengendetektionseinheit 602 in dem ersten Unterkanal 305 bereitgestellt, der eine zirkuläre Schleifenform aufweist.
4-1 und 4-2 sind Ansichten, die eine weitere Ausführungsform des zweiten Unterkanals zeigen.
Anstatt die stromaufwärtsseitige Außenwand 336 und die stromabwärtsseitige Außenwand 338 auszuschneiden, bildet in der Ausführungsform eine Bereitstellung eines Durchgangslochs 337 jeweils an der stromaufwärtsseitigen Außenwand 336 und der stromabwärtsseitigen Außenwand 338 den zweiten Unterkanaleinlass 306a und den zweiten Unterkanalauslass 306b. Ähnlich wie bei dem in 3-2 bis 3-5 vorstehend beschriebenen zweiten Unterkanal besteht dann, wenn Ausschneiden der stromaufwärtsseitigen Außenwand 336 und der stromabwärtsseitigen Außenwand 338 den zweiten Unterkanaleinlass 306a und den zweiten Unterkanalauslass 306b bildet, weil die Breite der stromaufwärtsseitigen Außenwand 336 und die Breite der stromabwärtsseitigen Außenwand 338 an den Positionen örtlich schmal sind, die Gefahr, dass sich die Messeinheit 331 an den weggeschnittenen Teilen als Ursprung im Wesentlichen V-förmig verformt, beispielsweise aufgrund von Wärmesenkenstellen während des Formens. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann aufgrund des Bereitstellens der Durchgangslöcher anstelle der weggeschnittenen Teile verhindert werden, dass sich die Messeinheit 331 im Wesentlichen in einer V-Form verformt. Daher kann verhindert werden, dass die Detektionsgenauigkeit durch eine Variation der Position oder Orientierung jeder Detektionseinheit zu dem zu messenden Gas 30 aufgrund einer Verformung des Gehäuses 302 beeinflusst wird, so dass eine Detektionsgenauigkeit, die ohne individuellen Unterschied immer konstant ist, sichergestellt werden kann.
8-1, 8-2 und 8-3 sind Ansichten, die andere Ausführungsformen des zweiten Unterkanals zeigen.
Die Rückabdeckung 304 kann mit einer Segmentierungswand versehen sein, die den zweiten Unterkanal 306 und den Sensorraum Rs teilt. Die Konfiguration ermöglicht, dass das zu messende Gas 30 indirekt von dem zweiten Unterkanal 306 in den Sensorraum Rs strömt, so dass der Einfluss des dynamischen Drucks auf den Drucksensor reduziert werden kann und das Anhaften von Verunreinigungen oder Wassertröpfchen an dem Feuchtesensor verhindert werden kann.
In dem in 8-1 gezeigten Beispiel sind zwei Drucksensoren 421A und 421B in einer Linie entlang des zweiten Unterkanals 306 in dem Sensorraum Rs bereitgestellt und stromabwärts davon ist ein Feuchtesensor 422 bereitgestellt. Segmentierungswände 352A und 352B sind an der Rückabdeckung 304 bereitgestellt und die Anbringung der Rückabdeckung 304 an dem Gehäuse 302 ordnet die Segmentierungswände 352A und 352B so an, dass sich die Segmentierungswände 352A und 352B zwischen dem zweiten Unterkanal 306 und dem Sensorraum Rs erstrecken. Speziell ist die Segmentierungswand 352A zwischen dem Drucksensor auf der stromaufwärtigen Seite und der stromaufwärtigen Wand des Sensorraums Rs angeordnet und die Segmentierungswand 352B ist entlang dem Feuchtesensor gegenüber dem Drucksensor auf der stromabwärtigen Seite zu der stromabwärtigen Wand des Sensorraums Rs angeordnet.
Das in 8-2 gezeigt Beispiel gibt eine Spezifikation an, in der nur der Drucksensor 421B auf der stromabwärtigen Seite bereitgestellt ist und der Drucksensor 421A auf der stromaufwärtigen Seite weggelassen ist, und somit eine Segmentierungswand 352c durch das Weglassen lang ist. Eine Segmentierungswand 352D auf der stromabwärtigen Seite ist entlang des Feuchtesensors gegenüber dem Drucksensor auf der stromabwärtigen Seite bis zu der stromabwärtigen Wand des Sensorraums Rs angeordnet, ähnlich wie die Segmentierungswand 352B von 8-1. Daher können die Segmentierungswände 352A und 352C bewirken, dass das zu messende Gas 30 nicht direkt auf die Drucksensoren trifft, so dass der Einfluss des dynamischen Drucks reduziert werden kann. Die Segmentierungswände 352B und 352D können verhindern, dass die Verunreinigungen oder Wassertröpfchen an dem Feuchtesensor anhaften.
Das in 8-3 gezeigte Beispiel gibt eine Spezifikation an, in der beide Drucksensoren 421A und 421B weggelassen sind und nur ein Feuchtesensor 422 in dem Sensorraum Rs bereitgestellt ist. Eine Segmentierungswand 352E auf der stromaufwärtigen Seite hat im Wesentlichen eine L-Form, die sich von der stromaufwärtigen Wand des Sensorraums Rs zu der stromaufwärtigen Position des Feuchtesensors zwischen dem zweiten Unterkanal 306 und dem Sensorraum Rs erstreckt, wobei sich die ungefähre L-Form an einem stromabwärtigen Ende verzieht, wobei die ungefähre L-Form der stromaufwärtigen Seite des Feuchtesensors gegenüberliegt. Eine Segmentierungswand 352F ist entlang des Feuchtesensors gegenüber dem Drucksensor auf der stromabwärtigen Seite bis zu der stromabwärtigen Wand des Sensorraums Rs angeordnet, ähnlich den Segmentierungswänden 352B und 352D. Daher kann die Segmentierungswand 352E verhindern, dass die in dem zu messenden Gas 30 enthaltenen Verunreinigungen oder Wassertröpfchen, die den zweiten Unterkanal 306 durchlaufen, sich zu dem Feuchtesensor bewegen, so dass der Feuchtesensor beispielsweise vor den Verunreinigungen geschützt werden kann.
Formen und Effekte der Vorderabdeckung 303 und der Rückabdeckung 304
5 ist eine Ansicht, die das äußere Erscheinungsbild der Vorderabdeckung 303 zeigt, und 5(a) und 5(b) sind eine Vorderansicht bzw. eine Schnittansicht entlang der Linie B-B von 5(a). 6 ist eine Ansicht, die das äußere Erscheinungsbild der Rückabdeckung 304 darstellt, und 6(a) und 6(b) sind eine Vorderansicht bzw. eine Schnittansicht entlang der Linie B-B von 6(a).
Die Vorderabdeckung 303 und die Rückabdeckung 304 in 5 und 6 bedecken die vorderseitige Unterkanalnut 332 bzw. die rückseitige Unterkanalnut 334 des Gehäuses 302, um den ersten Unterkanal 305 zu bilden. Die Vorderabdeckung 303 bildet den Schaltungsraum Rc dicht verschlossen, und die hintere Abdeckung 304 bedeckt den Aussparungsabschnitt auf der Rückflächenseite der Messeinheit 331, um den zweiten Unterkanal 306 und den Sensorraum Rs, der mit dem zweiten Unterkanal 306 in Verbindung steht, zu bilden.
Die Vorderabdeckung 303 hat einen Vorsprungsabschnitt 356 an einer Position gegenüber der Durchflussmengendetektionseinheit 602, und der Vorsprungsabschnitt 356 wird verwendet, um einen Engpass zwischen der Vorderabdeckung 303 und der Messdurchflusskanalfläche 430 herzustellen. Daher ist es wünschenswert, dass die Formgenauigkeit hoch ist. Weil die Vorderabdeckung 303 und die Rückabdeckung 304 in einem Harzformungsprozess ausgebildet werden, in dem das thermoplastische Harz in eine Form eingespritzt wird, können die Vorderabdeckung 303 und die Rückabdeckung 304 mit hoher Formgenauigkeit geformt werden.
Die Vorderabdeckung 303 und die Rückabdeckung 304 sind jeweils mit mehreren Befestigungslöchern 351 versehen, in die mehrere Fixierungsstifte 350, die aus der Messeinheit 331 hervorstehen, eingesetzt werden soll. Die Vorderabdeckung 303 und die Rückabdeckung 304 werden jeweils an der Vorderseite bzw. der Rückseite der Messeinheit 331 angebracht. In diesem Fall werden die Fixierungsstifte 350 in die Fixierungslöcher 351 eingesetzt und die Positionierung wird vorgenommen. Dann werden die Vorderabdeckung 303 und die Rückabdeckung 304 entlang der Kanten der vorderseitigen Unterkanalnut 332 und der rückseitigen Unterkanalnut 334 beispielsweise durch Laserschweißen verbunden. In ähnlicher Weise werden die Vorderabdeckung 303 und die Rückabdeckung 304 entlang der Kanten des Schaltungsraums Rc und des Sensorraums Rs beispielsweise durch Laserschweißen verbunden.
Fixierte Struktur und Effekt der Leiterplatte 400 aufgrund des Gehäuses 302
Als nächstes ist das Fixieren der Leiterplatte 400 an dem Gehäuse 302 mit einem Harzformprozess beschrieben. Die Leiterplatte 400 wird einstückig mit dem Gehäuse 302 so geformt, dass die Durchflussmengendetektionseinheit 602 der Leiterplatte 400 an einer vorbestimmten Stelle der Unterkanalnut angeordnet wird, um den Unterkanal zu bilden, beispielsweise gemäß der vorliegenden Ausführungsform an dem Öffnungsabschnitt 333, der ein Abschnitt ist, an dem die vorderseitige Unterkanalnut 332 und die rückseitige Unterkanalnut 334 in Verbindung stehen.
Die Messeinheit 331 des Gehäuses 302 ist mit Abschnitten als Fixierungsabschnitten 372 und 373 versehen, an denen der Außenumfangskantenabschnitt eines Basisabschnitts 402 der Leiterplatte 400 aufgrund der Harzformung in das Gehäuse 302 eingebettet und befestigt ist. Die Fixierungsabschnitte 372 und 373 klemmen und fixieren den Außenumfangskantenabschnitt des Basisabschnitts 402 der Leiterplatte 400 von der Vorderseite und der Rückseite.
Das Gehäuse 302 wird in dem Harzformprozess hergestellt. In dem Harzformprozess wird die Leiterplatte 400 in das Harz des Gehäuses 302 eingebaut und dann durch das Harzformen im Gehäuse 302 fixiert. Diese Anordnung kann mit extrem hoher Genauigkeit die Beziehung zu dem Unterkanal, in dem die Durchflussmengendetektionseinheit 602 eine Wärmeübertragung mit dem zu messenden Gas 30 durchführt, um die Durchflussmenge zu messen, beispielsweise die Positionsbeziehung oder Orientierungsbeziehung, die die Beziehung zu den Formen der vorderseitigen Unterkanalnut 332 und der rückseitigen Unterkanalnut 334 ist, aufrechterhalten, so dass Fehler oder Variationen, die für jede Leiterplatte 400 auftreten, auf einen ziemlich kleinen Wert gedrückt werden kann. Folglich kann sich die Messgenauigkeit der Leiterplatte 400 erheblich verbessern. Zum Beispiel kann sich die Messgenauigkeit im Vergleich zu einem herkömmlichen Verfahren zum Fixieren mit Klebstoff wesentlich verbessern.
Die Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300 wird häufig in Massenproduktion hergestellt, bei der ein Haftverfahren 40 mit einem Haftmittel mit genauer Messung eine Beschränkung bei der Verbesserung der Messgenauigkeit aufweist. Wie in der vorliegenden Ausführungsform kann jedoch das Fixieren der Leiterplatte 400 gleichzeitig mit dem Ausbilden des Unterkanals in dem Harzformprozess, in dem der Unterkanal, in den das zu messende Gas 30 strömen soll, gebildet wird, eine Schwankung der Messgenauigkeit massiv reduzieren, so dass sich die Messgenauigkeit jeder Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300 massiv verbessern kann.
Beispielsweise kann die Leiterplatte 400 gemäß einer weiteren Beschreibung mit der in 3-1 bis 3-5 gezeigten Ausführungsform mit hoher Genauigkeit an dem Gehäuse 302 fixiert werden, so dass die Beziehung zwischen der vorderseitigen Unterkanalnut 332, der rückseitigen Unterkanalnut 334 und der Durchflussmengendetektionseinheit 602 eine vorgeschriebene Beziehung erfüllt. Diese Anordnung kann in jeder Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300, die massenhaft hergestellt werden soll, kontinuierlich die Positionsbeziehung oder die Formbeziehung zwischen der Durchflussmengendetektionseinheit 602 in der Leiterplatte 400 und dem ersten Unterkanal 305 mit ziemlich hoher Genauigkeit erzielen.
Für den ersten Unterkanal 305, in dem die Durchflussmengendetektionseinheit 602 der Leiterplatte 400 fest angeordnet ist, entspricht, weil beispielsweise die vorderseitige Unterkanalnut 332 und die rückseitige Unterkanalnut 334 mit hoher Genauigkeit ausgebildet werden können, die Arbeit des Ausbildens des ersten Unterkanals 305 aus den Unterkanalnuten 332 und 334 der Arbeit, beide Seiten des Gehäuses 302 mit der Vorderabdeckung 303 und der Rückabdeckung 304 abzudecken Die Arbeit ist im Wesentlichen einfach und umfasst einen Arbeitsprozess, in dem es nur wenige Faktoren gibt, die die Messgenauigkeit beeinträchtigen. Die Vorderabdeckung 303 und die Rückabdeckung 304 werden in dem Harzformprozess mit hoher Formgenauigkeit hergestellt. Daher kann der Unterkanal, der in der vorgeschriebenen Beziehung mit der Durchflussmengendetektionseinheit 602 der Leiterplatte 400 bereitgestellt ist, mit hoher Genauigkeit fertiggestellt werden. Mit diesem Verfahren kann neben der Verbesserung der Messgenauigkeit eine hohe Produktivität erzielt werden.
Im Gegensatz dazu wird herkömmlicherweise ein Unterkanal hergestellt und als nächstes wird eine Messeinheit mit Haftmittel an dem Unterkanal angeklebt, so dass ein thermischer Durchflussmesser hergestellt wird. Das derartige Verfahren mit dem Haftmittel weist eine große Variation in der Dicke des Haftmittels und eine Variation in der Anhaftungsposition oder in dem Anhaftungswinkel für jedes Produkt auf. Daher gibt es eine Grenze für die Erhöhung der Messgenauigkeit. Darüber hinaus ist es in einem Fall, in dem die Arbeit in einem Massenproduktionsprozess ausgeführt wird, sehr schwierig, die Messgenauigkeit zu verbessern.
In der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Leiterplatte 400 durch das Harzformen fixiert und gleichzeitig wird die Unterkanalnut zum Ausbilden des ersten Unterkanals 305 durch das Harzformen gebildet. Diese Anordnung ermöglicht, dass die Durchflussmengendetektionseinheit 602 mit extrem hoher Genauigkeit an der Form der Unterkanalnut und der Unterkanalnut fixiert wird.
Teile, die mit der Messung der Durchflussmenge in Zusammenhang stehen, beispielsweise die Durchflussmengendetektionseinheit 602 und die Messdurchflusskanalfläche 430, an der die Durchflussmengendetektionseinheit 602 angebracht ist, sind an der Vorderfläche der Leiterplatte 400 bereitgestellt. Die Durchflussmengendetektionseinheit 602 und die Messdurchflusskanalfläche 430 sind von dem Harz, das das Gehäuse 302 bildet, freigelegt. Das heißt, die Durchflussmengendetektionseinheit 602 und die Messdurchflusskanalfläche 430 sind nicht von dem Harz, das das Gehäuse 302 bildet, bedeckt. Die Durchflussmengendetektionseinheit 602 und die Messdurchflusskanalfläche 430 der Leiterplatte 400 werden nach dem Harzformen des Gehäuses 302 intakt gelassen und werden zur Messung der Durchflussmenge der Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300 verwendet. Diese Anordnung bewirkt, dass sich die Messgenauigkeit verbessert.
Da bei der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung das einstückige Ausbilden der Leiterplatte 400 mit dem Gehäuse 302 die Leiterplatte 400 an dem Gehäuse 302 mit dem ersten Unterkanal 305 fixiert, kann die Leiterplatte 400 zuverlässig an dem Gehäuse 302 befestigt werden. Insbesondere da die Anordnung bereitgestellt ist, bei der der Vorsprungsabschnitt 403 der Leiterplatte 400 die Trennwand 335 durchdringt und zu dem ersten Unterkanal 305 vorsteht, ist das Dichtungsvermögen zwischen dem ersten Unterkanal 305 und dem Schaltungsraum Rc hoch und das zu messende Gas 30 wird daran gehindert, aus dem ersten Unterkanal 305 in den Schaltungsraum Rc zu gelangen, so dass beispielsweise verhindert werden kann, dass die Schaltungskomponenten oder die Verdrahtung der Leiterplatte 400 in Kontakt mit dem zu messenden Gas 30 korrodieren.
Struktur und Effekt der Anschlussverbindungseinheit 320
Als Nächstes ist die Struktur einer Anschlussverbindungseinheit mit 10-1 bis 10-4 beschrieben. 10-1 und 10-2 sind Ansichten zum Beschreiben der Struktur der Anschlussverbindungseinheit und 10-3 und 10-4 sind Schnittansichten entlang der Linie F-F von 10-1 bzw. eine Schnittansicht entlang der Linie G-G von 10-2.
Die Anschlussverbindungseinheit 320 weist Innenendabschnitte 361 der externen Anschlüsse 323 auf, die mit den Verbindungsanschlüssen 412 der Leiterplatte 400 über Golddrähte 413 verbunden sind. In 10-1 sind die jeweiligen Innenendabschnitte 361 der externen Anschlüsse 323 in vorbestimmten Intervallen angeordnet, wobei die Innenendabschnitte 361 die Positionen der Verbindungsanschlüsse 412 der Leiterplatte 400 treffen, wobei die Innenendabschnitte 361 von der Seite des Flansches 311 in den Schaltungsraum Rc ragen.
Wie in 10-3 gezeigt ist der Innenendabschnitt 361 an einer Position angeordnet, die im Wesentlichen bündig mit der Vorderseite der Leiterplatte 400 ist. Dann ist das vordere Ende davon im Wesentlichen in einer L-Form von der Vorderseite zu der Rückseite der Messeinheit 331 gebogen und ragt zu der Rückseite der Messeinheit 331. In 10-4(a) werden die jeweiligen Vorderenden der Innenendabschnitte 361 durch einen Verknüpfungsabschnitt 365 miteinander verbunden. In 10-4(b) wird der Verbindungsabschnitt 365 nach dem Formen abgeschnitten, so dass die Innenendabschnitte 361 einzeln eingeteilt sind.
Jeder Innenendabschnitt 361 wird durch das Harzformen im Formprozess an dem Gehäuse 302 so fixiert, dass die Innenendabschnitte 361 und die Leiterplatte 400 in derselben Ebene angeordnet sind. Die Innenendabschnitte 361, die durch den Verbindungsabschnitt 365 einstückig miteinander verbunden sind, um eine Verformung oder eine Verschiebung der Anordnung zu verhindern, werden an dem Gehäuse 302 fixiert. Dann wird nach der Fixierung an dem Gehäuse 302 der Verbindungsabschnitt 365 abgeschnitten.
Die Innenendabschnitte 361, die von der Vorderseite und der Rückseite der Messeinheit 331 eingeklemmt worden sind, werden der Harzformung unterzogen. In diesem Fall liegt eine Form an der Gesamtheit der Vorderflächen der Innenendabschnitte 361 an und ein Sicherungsstift liegt an der Rückseite jedes Innenendabschnitts 361 an. Daher kann die Vorderfläche jedes Innenendabschnitts 361, an die der Golddraht geschweißt werden soll, vollständig freigelegt werden, ohne durch Harzaustritt mit dem Gießharz bedeckt zu sein, so dass das Schweißen des Golddrahts leicht durchgeführt werden kann. Es ist zu beachten, dass Stiftlöcher 340, die Spuren des Haltens der Innenendabschnitte 361 mit den Sicherungsstiften sind, in der Messeinheit 331 ausgebildet sind.
Die vorderen Enden der Innenendabschnitte 361 ragen in einem Aussparungsabschnitt 341 vor, der an der Rückfläche der Messeinheit 331 ausgebildet ist. Der Aussparungsabschnitt 341 wird mit der Rückabdeckung 304 bedeckt und dann wird der Umfang des Aussparungsabschnitts 341 beispielsweise durch Laserschweißen durchgehend mit der Rückabdeckung 304 verbunden, so dass ein dichter Innenraum gebildet wird. Daher kann verhindert werden, dass die Innenendabschnitte 361 in Kontakt mit dem zu messenden Gas 30 korrodieren.
Äußeres Erscheinungsbild der Leiterplatte 400
Ausbilden der Messdurchflusskanalfläche 430 mit der Durchflussmengendetektionseinheit 602
7-1 bis 7-6 zeigen jeweils das äußere Erscheinungsbild der Leiterplatte 400. Es ist zu beachten, dass die schraffierten Abschnitte, die auf dem äußeren Erscheinungsbild der Leiterplatte 400 dargestellt sind, fixierte Flächen 432 und 434 angeben, an denen die Leiterplatte 400 beim Ausbilden des Gehäuses 302 im Harzformprozess mit dem Harz bedeckt und fixiert werden sollen.
7-1, 7-2, 7-3, 7-4, 7-5, 7-6 und 7-7 sind eine Vorderansicht der Leiterplatte, eine rechtsseitige Ansicht der Leiterplatte, eine Rückansicht der Leiterplatte, eine linkseitige Ansicht der Leiterplatte, eine Schnittansicht entlang der Linie BB, die einen Schnitt eines LSI-Abschnitts von 7-1 darstellt, eine Ansicht, die eine weitere Ausführungsform darstellt, die dem Schnitt entlang der Linie B-B von 7-1 entspricht, bzw. eine Schnittansicht entlang der Linie C-C der Detektionseinheit von 7-1.
Die Leiterplatte 400 weist den Leiterplattenkörper 401 auf, wobei die Vorderseite des Leiterplattenkörpers 401 mit der Schaltungseinheit und der Durchflussmengendetektionseinheit 602, die ein Erfassungselement ist, versehen ist, und die Rückseite des Leiterplattenkörpers 401 mit dem Drucksensor 421 und dem Feuchtesensor 422, die Erfassungselemente sind, versehen ist. Der Plattenkörper 401, der Glas-Epoxidharz-Material enthält, hat den gleichen Wert oder. einen ungefähren Wert für den Wärmeausdehnungskoeffizienten wie das das Gehäuse 302 bildende thermoplastische Harz. Daher können Spannungen aufgrund eines Unterschieds im Wärmeausdehnungskoeffizienten in der Einlage, die das Gehäuse 302 bildet, verringert werden, so dass eine Verformung der Leiterplatte 400 reduziert werden kann.
Der Plattenkörper 401, der eine flache Form mit einer konstanten Dicke hat, hat in der Draufsicht im Wesentlichen eine T-Form und weist auf: den Basisabschnitt 402, der eine im Wesentlichen vierseitige Form aufweist; und der Vorsprungsabschnitt 403, der eine im Wesentlichen vierseitige Form 48a aufweist, die eine kleinere Größe als der Basisabschnitt 402 hat, den Vorsprungsabschnitt 403, der aus einer Seite des Basisabschnitts 402 hervorsteht. Die Vorderfläche des Basisabschnitts 402 ist mit der Schaltungseinheit versehen. Die Schaltungseinheit enthält elektronische Komponenten wie beispielsweise eine LSI 414, einen Mikrocomputer 415, einen Leistungsversorgungsregler 416 und Chipkomponenten 417 wie beispielsweise einen Widerstand und einen Kondensator, die auf einer nicht dargestellten Schaltungsverdrahtung implementiert sind. Da der Leistungsversorgungsregler 416 eine größere Wärmeerzeugungsmenge als die anderen elektronischen Komponenten, beispielsweise der Mikrocomputer 415 und die LSI 414, aufweist, ist der Leistungsversorgungsregler 416 auf der relativ stromaufwärtigen Seite in dem Schaltungsraum Rc angeordnet. Die gesamte LSI 414 ist mit einem Kunstharzmaterial 419 so abgedichtet, dass Golddrähte 411 enthalten sind, und somit wird die Handhabung der Leiterplatte 400 beim Einlageformen verbessert.
Wie in 7-5 gezeigt ist die Vorderseite des Plattengehäuses 401 mit einem Aussparungsabschnitt 402a versehen, in den die LSI 414 einzupassen ist. Der Plattenkörper 401 wird einer Laserbearbeitung unterzogen, so dass der Aussparungsabschnitt 402a gebildet werden kann. Der Glas-Epoxidharz-Plattenkörper 401 ist einfacher zu verarbeiten als ein Keramik-Plattenkörper und somit kann der Aussparungsabschnitt 402 leichter bereitgestellt werden. Der Aussparungsabschnitt 402 weist eine solche Tiefe auf, dass die Vorderfläche der LSI 414 mit der Vorderfläche des Plattenkörpers 401 bündig ist. Die derartige Übereinstimmung in der Höhe zwischen der Vorderfläche der LSI 414 und der Vorderfläche des Plattenkörpers 401 erleichtert das Drahtbonden zum Verbinden der LSI 414 und des Plattengehäuses 401 mit den Golddrähten 411, so dass die Herstellung der Leiterplatte 400 erleichtert wird. Wie in 7-6 gezeigt kann die LSI 414 beispielsweise direkt auf der Vorderseite des Plattengehäuses 401 bereitgestellt sein. Obwohl das Kunstharzmaterial 419, das die LSI 414 bedeckt, weiter vorsteht, ist für die Struktur die Verarbeitung zum Ausbilden des Aussparungsabschnitts 402 auf dem Plattenkörper 401 nicht erforderlich, so dass die Herstellung vereinfacht werden kann.
Beim Einlageformen der Leiterplatte 400 in das Gehäuse 302 wird der Vorsprungsabschnitt 403 in dem ersten Unterkanal 305 angeordnet, und die Messdurchflusskanalfläche 430, die die Vorderfläche des Vorsprungsabschnitts 403 ist, erstreckt sich entlang der Strömungsrichtung des zu messenden Gases 30. Die Messdurchflusskanalfläche 430 des Vorsprungsabschnitts 403 ist mit der Durchflussmengendetektionseinheit 602 versehen. Die Durchflussmengendetektionseinheit 602 führt eine Wärmeübertragung mit dem zu messenden Gas 30 durch, misst den Zustand des zu messenden Gases 30, beispielsweise die Durchflussrate des zu messenden Gases 30, und gibt ein elektrisches Signal aus, das die in dem Hauptkanal 124 strömende Durchflussmenge angibt. Es ist wünschenswert, dass das in der Nähe der Messdurchflusskanalfläche 430 strömende Gas eine laminare Strömung mit weniger Turbulenz aufweist, so dass die Durchflussmengendetektionseinheit 602 den Zustand des zu messenden Gases 30 mit hoher Genauigkeit misst. Somit ist es wünschenswert, dass die Vorderfläche der Durchflussmengendetektionseinheit 602 und die Fläche der Messdurchflusskanalfläche 430 miteinander bündig sind oder die Differenz dazwischen kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert ist.
Die Vorderseite der Messdurchflusskanalfläche 430 ist mit einem Aussparungsabschnitt 403a versehen und die Durchflussmengendetektionseinheit 602 ist darin eingepasst. Der Aussparungsabschnitt 403a kann durch Anwendung einer Laserbearbeitung gebildet werden. Der Aussparungsabschnitt 403a hat eine solche Tiefe, dass die Vorderfläche der Durchflussmengendetektionseinheit 602 mit der Vorderfläche der Messdurchflusskanalfläche 430 bündig ist. Die Durchflussmengendetektionseinheit 602 und deren Verdrahtungsabschnitt sind mit einem Kunstharzmaterial 418 beschichtet, das verhindert, dass elektrolytische Korrosion aufgrund von Adhäsion von Salzwasser auftritt.
Die Rückseite des Plattenkörpers 401 ist mit den beiden Drucksensoren 421A und 421B und dem einen Feuchtesensor 422 versehen. Die zwei Drucksensoren 421A und 421B sind in einer Linie angeordnet, wobei die beiden Drucksensoren 421A und 421B auf der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite getrennt sind. Dann ist der Feuchtesensor 422 auf der stromabwärtigen Seite des Drucksensors 421B angeordnet. Die zwei Drucksensoren 421A und 421B und der eine Feuchtesensor 422 sind in dem Sensorraum Rs angeordnet. Der Fall, in dem die zwei Drucksensoren 421A und 421B und der eine Feuchtesensor 422 bereitgestellt sind, wurde in dem in 7-3 dargestellten Beispiel beschrieben, es können aber auch nur der Drucksensor 421B und der Feuchtesensor 422 bereitgestellt sein wie in 8-2(a) gezeigt oder nur der Feuchtesensor 422 bereitgestellt sein wie in 8-3(a) gezeigt.
Die Leiterplatte 400 weist den zweiten Unterkanal 306 auf, der auf der Rückseite des Plattenkörpers 401 angeordnet ist. Daher kann der gesamte Plattenkörper 401 durch das zu messende Gas 30 gekühlt werden, das durch den zweiten Unterkanal 306 strömt.
Struktur der Temperaturdetektionseinheit 451
Eine Temperaturdetektionseinheit 451 ist an dem Eckabschnitt auf der Seite des Vorsprungsabschnitts 403 der Stirnseite auf der stromaufwärtigen Seite des Basisabschnitts 402 bereitgestellt. Die Temperaturdetektionseinheit 451 ist eine Detektionseinheit, die die physikalische Größe des zu messenden Gases 30, das in den Hauptkanal 124 fließt, detektiert und ist an der Leiterplatte 400 bereitgestellt. Die Leiterplatte 400 weist einen Vorsprungsabschnitt 450 auf, der stromaufwärts des zu messenden Gases 30 aus dem zweiten Unterkanaleinlass 306a des zweiten Unterkanals 306 vorsteht. Die Temperaturdetektionseinheit 451 hat einen Chiptyp-Temperatursensor 453, der an dem Vorsprungsabschnitt 450 auf der Rückseite der Leiterplatte 400 bereitgestellt ist. Der Temperatursensor 453 und der Verdrahtungsabschnitt davon sind mit einem Kunstharzmaterial beschichtet, das elektrolytische Korrosion durch Adhäsion von Salzwasser verhindert.
Zum Beispiel ist wie in 3-2 gezeigt die stromaufwärtsseitige Außenwand 336 in der Messeinheit 331, die in dem Gehäuse 302 enthalten ist, an der stromabwärtigen Seite an dem mittleren Abschnitt der Messeinheit 331, der mit dem zweiten Unterkanaleinlass 306a versehen ist, ausgehöhlt. Der Vorsprungsabschnitt 450 der Leiterplatte 400 steht aus der stromaufwärtsseitigen Außenwand 336 mit der hohlen Form zu der stromaufwärtigen Seite hin vor. Das vordere Ende des Vorsprungsabschnitts 450 ist an einer Position angeordnet, die in Bezug auf die Fläche auf der am weitesten stromaufwärtigen Seite der stromaufwärtsseitigen Außenwand 336 ausgespart ist. Die Temperaturdetektionseinheit 451 ist an dem Vorsprungsabschnitt 450 so bereitgestellt, dass die Temperaturdetektionseinheit 451 sich auf der Rückseite der Leiterplatte 400 befindet, d. h. der Seite des zweiten Unterkanals 306 zugewandt ist.
Da der zweite Unterkanaleinlass 306a auf der stromabwärtigen Seite der Temperaturdetektionseinheit 451 ausgebildet ist, kommt das zu messende Gas 30, das von dem zweiten Unterkanaleinlass 306a zu dem zweiten Unterkanal 306 strömen soll, mit der Temperaturdetektionseinheit 451 in Kontakt und strömt dann in den zweiten Unterkanaleinlass 306a. Die Temperatur wird bei Kontakt mit der Temperaturdetektionseinheit 451 detektiert. Das mit der Temperaturdetektionseinheit 451 in Kontakt gebrachte zu messende Gas 30 strömt von dem zweiten Unterkanaleinlass 306a zu dem zweiten Unterkanal 306. Dann tritt das zu messende Gas 30 durch den zweiten Unterkanal 306 und wird von dem zweiten Unterkanalauslass 306b an den Hauptkanal 123 abgegeben.
Fixieren der Leiterplatte 400 in dem Harzformprozess und Effekt davon
Der schattierte Abschnitt in 9-1 gibt die fixierten Flächen 432 und 434 an, an denen die Leiterplatte 400 mit dem thermoplastischen Harz, das in dem Harzformprozess verwendet wird, bedeckt werden soll, so dass die Leiterplatte 400 an dem Gehäuse 302 im Harzformprozess fixiert wird. Es ist wichtig, dass die Beziehung zwischen der Messdurchflusskanalfläche 430 und der Durchflussmengendetektionseinheit 602, die an der Messdurchflusskanalfläche 430 bereitgestellt ist, und die Form des Unterkanals mit hoher Genauigkeit aufrechterhalten werden, um die vorgeschriebene Beziehung einzuhalten.
Da in dem Harzformprozess der Unterkanal ausgebildet wird und gleichzeitig die Leiterplatte 400 an dem Gehäuse 302, das den Unterkanal bildet, fixiert wird, kann die Beziehung zwischen dem Unterkanal und der Messdurchflusskanalfläche 430 und die Durchflussmengendetektionseinheit 602 mit extrem hoher Genauigkeit aufrechterhalten werden. Das heißt, da die Leiterplatte 400 in dem Harzformprozess an dem Gehäuse 302 fixiert wird, kann die Leiterplatte 400 mit hoher Genauigkeit in der Form positioniert und fixiert werden, um das Gehäuse 302 mit dem Unterkanal auszubilden. Das Einspritzen des thermoplastischen Harzes bei hoher Temperatur in die Form ermöglicht, dass der Unterkanal mit hoher Genauigkeit ausgebildet wird und zusätzlich die Leiterplatte 400 mit hoher Genauigkeit fixiert wird. Daher können Fehler oder Variationen, die für jede Leiterplatte 400 auftreten, auf einen ziemlich kleinen Wert gedrückt werden. Folglich kann sich die Messgenauigkeit der Leiterplatte 400 erheblich verbessern.
In der vorliegenden Ausführungsform sind die fixierten Flächen 432 und 434, die den Umfang des Basisabschnitts 402 des Plattenkörpers 401 umfassen, der durch die Befestigungsabschnitte 372 und 373 des Gießharzes bedeckt ist, das das Gehäuse 302 bildet, bereitgestellt. Wie in 9-1 gezeigt werden, als Fixierungsmittel zum festeren Fixieren, Durchgangslöcher 404 an dem Plattenkörper 401 der Leiterplatte 400 bereitgestellt und dann werden die Durchgangslöcher 404 mit dem Gießharz gefüllt, so dass die Fixierungskraft des Plattenkörpers 401 steigt. Die Durchgangslöcher 404 sind an Stellen, die durch die Trennwände 335 fixiert werden sollen, bereitgestellt und die Trennwand 335 an der Vorderseite und die Trennwand 335 an der Rückseite sind durch die Durchgangslöcher 404 miteinander verbunden.
Es ist vorteilhaft, dass die Durchgangslöcher 404 an Stellen bereitgestellt sind, die den Trennwänden 335 entsprechen. Da die chemische Bindungswirkung zwischen dem Gießharz, das das thermoplastische Harz enthält, und dem Plattenkörper 401, der Glas-Epoxid enthält, gering ist, neigen das Gießharz und der Plattenkörper 401 weniger dazu, aneinander zu haften. Dann haben die Trennwände 335 jeweils eine Länge, die länger als ihre Breite ist, und neigen daher dazu, sich von dem Plattenkörper 401 weg auszudehnen. Daher ermöglicht das Bereitstellen der Durchgangslöcher 404 an den Stellen, die den Trennwänden 335 entsprechen, dass die Trennwände 335 den Plattenkörper 401 dazwischen einklemmen, um durch die Durchgangslöcher physisch verbunden zu werden. Daher kann die Leiterplatte 400 fester an dem Gehäuse 302 fixiert werden, so dass verhindert werden kann, dass ein Spalt zu dem Vorsprungsabschnitt 403 gebildet wird. Daher kann verhindert werden, dass das zu messende Gas 30 durch den Spalt zwischen der Trennwand 335 und dem Vorsprungsabschnitt 403 hindurchtritt und in den Schaltungsraum Rc eintritt, so dass das Innere des Schaltungsraums Rc absolut dicht verschlossen werden kann.
In einer in 9-2 gezeigten Ausführungsform sind zusätzlich zu den Durchgangslöchern 404 die Stirnseite auf der stromaufwärtigen Seite und die Stirnseite auf der stromabwärtigen Seite des Basisabschnitts 402 jeweils mit kreislochförmigen Durchgangslöchern 405 versehen. Ein Füllen der Durchgangslöcher 405 mit dem Gießharz erhöht weiter die Fixierungskraft des Plattenkörpers 401. Die Stirnseite auf der stromaufwärtigen Seite und die Stirnseite auf der stromabwärtigen Seite des Basisabschnitts 402 werden durch die Fixierungsabschnitte 372 und 373 von beiden Seiten in der Dickenrichtung eingeklemmt und außerdem sind die Vorderseite und die Rückseite durch die Durchgangslöcher 405 verbunden. Daher kann die Leiterplatte 400 fester an dem Gehäuse 302 fixiert werden.
Es ist zu beachten, dass es vorteilhaft ist, dass die Durchgangslöcher 404 an den Trennwänden 335 bereitgestellt sind, und in einem Fall, in dem die Trennwände 335 durch eine vorbestimmte Fixierungskraft an dem Plattenkörper 401 fixiert sind, können die Durchgangslöcher 404 weggelassen werden. In einer in 9-3 gezeigten Ausführungsform sind die Durchgangslöcher 404 weggelassen und die Stirnseite auf der stromaufwärtigen Seite und die Stirnseite auf der stromabwärtigen Seite des Basisabschnitts 402 sind jeweils mit den Durchgangslöchern 405 versehen. Die Konfiguration ermöglicht es, den Plattenkörper 401 der Leiterplatte 400 fest an dem Gehäuse 302 zu fixieren.
Es ist zu beachten, dass die Durchgangslöcher nicht auf eine Kreislochform beschränkt sind und somit wie in 9-4 dargestellt längliche Durchgangslöcher 406 bereitgestellt werden können. In der vorliegenden Ausführungsform sind die länglichen Durchgangslöcher 406 derart bereitgestellt, dass sich die länglichen Durchgangslöcher 406 entlang der Stirnseite auf der stromaufwärtigen Seite und der Stirnseite der stromabwärtigen Seite des Basisabschnitts 402 erstrecken. Die Durchgangslöcher 406 haben eine größere Harzmenge zum Verbinden der Vorderseite und der Rückseite der Messeinheit 331 als die kreislochförmigen Durchgangslöcher und somit kann eine stärkere Fixierungskraft erhalten werden.
In jeder oben beschriebenen Ausführungsform ist der Fall der Durchgangslöcher 404, 405 oder 406 als beispielhafte Fixierungsmittel beschrieben worden, aber die Fixierungsmittel sind nicht auf die Durchgangslöcher beschränkt. Zum Beispiel sind in einer in 9-5 gezeigten Ausführungsform die stromaufwärtsseitige Stirnseite und die stromabwärtsseitige Stirnseite des Basisabschnitts 402 jeweils mit einem großen Ausschnittsabschnitt 407 versehen, der sich in Längsrichtung davon erstreckt. In einer in 9-6 gezeigten Ausführungsform sind zwischen dem Basisabschnitt 402 und dem Vorsprungsabschnitt 403 Ausschnittsabschnitte 408 bereitgestellt. In einer in 9-7 gezeigten Ausführungsform sind die Stirnseite auf der stromaufwärtigen Seite und die Stirnseite auf der stromabwärtigen Seite des Basisabschnitts 402 jeweils mit mehreren Ausschnittsabschnitten 409 in vorbestimmten Intervallen versehen. Dann ist in einer in 9-8 gezeigten Ausführungsform ein Paar von Ausschnittsabschnitten 410 bereitgestellt, die von beiden Seiten des Vorsprungsabschnitts 403 zu dem Basisabschnitt 402 weggeschnitten sind. Die Konfigurationen ermöglichen es, dass der Plattenkörper 401 der Leiterplatte 400 fest an dem Gehäuse 302 fixiert wird.
Schaltungskonfiguration der Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300
Gesamtkreiskonfiguration der Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300
11-1 ist ein Schaltungsdiagramm der Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300. Die Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300 weist eine Durchflussmengendetektionsschaltung 601 und eine Temperatur-und-Feuchtedetektionsschaltung 701 auf.
Die Durchflussmengendetektionsschaltung 601 umfasst die Durchflussmengendetektionseinheit 602, die ein Heizelement 608 und eine Verarbeitungseinheit 604 aufweist. Die Verarbeitungseinheit 604 steuert die Wärmeerzeugungsmenge des Heizelements 608 der Durchflussmengendetektionseinheit 602 und gibt zusätzlich ein Signal, das die die Durchflussmenge angibt, auf der Basis einer Ausgabe der Durchflussmengendetektionseinheit 602 durch einen Anschluss 662 an den Mikrocomputer 415 aus. Um die Verarbeitung durchzuführen, umfasst die Verarbeitungseinheit 604 eine zentrale Verarbeitungseinheit (im Folgenden als CPU bezeichnet) 612, eine Eingangsschaltung 614, eine Ausgangsschaltung 616, einen Speicher 618, der einen Korrekturwert und Daten, die die Beziehung zwischen einem gemessenen Wert und der Durchflussmenge angeben, enthält und eine Leistungsversorgungsschaltung 622, die eine konstante Spannung an jede Schaltung, die die konstante Spannung benötigt, liefert. Die Leistungsversorgungsschaltung 622 wird über einen Anschluss 664 und einen nicht dargestellten Masseanschluss mit Gleichstrom aus einer externen Leistungsversorgung wie beispielsweise einer Fahrzeugbatterie versorgt.
Die Durchflussmengendetektionseinheit 602 ist mit dem Heizelement 608 versehen, das das zu messende Gas 30 aufheizt. Die Leistungsversorgungsschaltung 622 liefert eine Spannung V1 an den Kollektor eines Transistors 606, der in einer Stromversorgungsschaltung des Heizelements 608 enthalten ist, und die CPU 612 fügt ein Steuersignal an die Basis des Transistors 606 über die Ausgangsschaltung 616 hinzu. Auf der Basis des Steuersignals liefert der Transistor 606 dem Heizelement 608 über einen Anschluss 624 Strom. Die Strommenge, die an das Heizelement 608 zu liefern ist, wird durch das Steuersignal gesteuert, das über die Ausgangsschaltung 616 von der CPU 612 an den in der Stromversorgungsschaltung des Heizelements 608 enthaltenen Transistor 606 angelegt wird. Die Verarbeitungseinheit 604 steuert die Wärmeerzeugungsmenge des Heizelements 608 derart, dass die Temperatur des zu messenden Gases 30 aufgrund der Erwärmung durch das Heizelement 608 um eine vorbestimmte Temperatur, beispielsweise 100 °C, über der ursprünglichen Temperatur liegt.
Die Durchflussmengendetektionseinheit 602 hat eine Heizsteuerungsbrücke 640, die die Wärmeerzeugungsmenge des Heizelements 608 steuert, und eine Durchflussmengendetektionsbrücke 650, die die Durchflussmengen misst. Ein Ende der Heizsteuerungsbrücke 640 wird über einen Anschluss 626 von der Leistungsversorgungsschaltung 622, 61 mit einer konstanten Spannung V3 versorgt und das andere Ende der Heizsteuerungsbrücke 640 ist mit einem Masseanschluss 630 verbunden. Eine Ende der Durchflussmengendetektionsbrücke 650 wird über einen Anschluss 625 von der Leistungsversorgungsschaltung 622 mit einer konstanten Spannung V2 versorgt und das andere Ende der Durchflussmengendetektionsbrücke 650 ist mit dem Masseanschluss 630 verbunden.
Die Heizsteuerungsbrücke 640 weist einen Widerstand 642 auf, der ein temperaturfühlendes Widerstandselement mit einem Widerstandswert, der auf der Basis der Temperatur des erwärmten, zu messenden Gases 30 variiert, umfasst, und der Widerstand 642 und Widerstände 644, 646 und 648 sind in einer Brückenschaltung enthalten. Die Potentialdifferenz zwischen dem Schnittpunkt A der Widerstände 642 und 646 und dem Schnittpunkt B der Widerstände 644 und 648 wird über die Anschlüsse 627 und 628 in die Eingangsschaltung 614 eingespeist und die CPU 612 steuert die von dem Transistor 606 zu liefernde Stromstärke und steuert die Wärmeerzeugungsmenge des Heizelements 608 derart, dass die Potentialdifferenz zwischen den Schnittpunkten A und B ein vorbestimmter Wert ist, der in der Ausführungsform null Volt beträgt. Die Durchflussmengendetektionsschaltung 601, die in 11-1 gezeigt ist, erwärmt das zu messende Gas 30 mit dem Heizelement 608 derart, dass die ursprüngliche Temperatur des zu messenden Gases 62 um eine bestimmte Temperatur zunimmt, beispielsweise konstant um 100 °C. Um die Heizsteuerung mit hoher Genauigkeit durchzuführen, wird der Widerstandswert jedes Widerstands, der in der Heizsteuerungsbrücke 640 enthalten ist, so eingestellt, dass die Potentialdifferenz zwischen den Schnittpunkten A und B null Volt beträgt, wenn die Temperatur des zu messenden Gases 30, das durch das Heizelement 608 erwärmt wird, um die bestimmte Temperatur, beispielsweise konstant 100 °C, über der ursprünglichen Temperatur liegt. Daher steuert die CPU 612 in der Durchflussmengendetektionsschaltung 601 die Stromstärke, die an das Heizelement 608 zu liefern ist, derart, dass die Potentialdifferenz zwischen den Schnittpunkten A und B null Volt beträgt.
Die Durchflussmengendetektionsbrücke 650 umfasst vier temperaturfühlende Widerstandselemente in den Widerständen 652, 654, 656 und 658. Die vier temperaturfühlenden Widerstandselemente sind entlang der Strömung des zu messenden Gases 30 angeordnet. Die Widerstände 652 und 654 sind auf der stromaufwärtigen Seite des Strömungskanals des zu messenden Gases 30 in Bezug auf das Heizelement 608 angeordnet und die Widerstände 656 und 658 sind auf der stromabwärtigen Seite des Strömungskanals des zu messenden Gases 30 angeordnet in Bezug auf das Heizelement 608 angeordnet. Um die Messgenauigkeit zu verbessern, sind die Widerstände 652 und 654 so angeordnet, dass sie beide im Wesentlichen die gleichen Abstände zu dem Heizelement 608 aufweisen, und die Widerstände 656 und 658 sind im Wesentlichen in den gleichen Abständen zu dem Heizelement 608 angeordnet.
Die Potentialdifferenz zwischen dem Schnittpunkt C der Widerstände 652 und 656 und dem Schnittpunkt D der Widerstände 654 und 658 wird über Anschlüsse 631 und 632 in die Eingangsschaltung eingespeist. Um die Messgenauigkeit zu verbessern, ist beispielsweise jeder Widerstand der Durchflussmengendetektionsbrücke 650 so eingestellt, dass die Potentialdifferenz zwischen den Schnittpunkten C und D null ist, wenn der Durchfluss des zu messenden Gases 30 null beträgt. Daher gibt die CPU 612 in einem Zustand, in dem die Potentialdifferenz zwischen den Schnittpunkten C und D beispielsweise null Volt beträgt, auf der Basis eines Messergebnisses, bei dem die Durchflussmenge des zu messenden Gases 30 null beträgt, ein elektrisches Signal aus dem Anschluss 662 aus, das angibt, dass die Durchflussmenge in dem Hauptkanal 124 null ist.
In einem Fall, in dem das zu messende Gas 30 in der Pfeilrichtung von 11-1 strömt, werden die auf der stromaufwärtigen Seite angeordneten Widerstände 652 und 654 durch das zu messende Gas 30 gekühlt und die auf der stromabwärtigen Seite des zu messenden Gases 30 angeordneten Widerstände 656 und 658 durch das zu messende Gas 30, das durch das Heizelement 608 erwärmt wird, erwärmt, wodurch die Widerstände 656 und 658 an Temperatur gewinnen. Somit tritt eine Potentialdifferenz zwischen den Schnittpunkten C und D der Durchflussmengendetektionsbrücke 650 auf und die Potentialdifferenz wird über die Anschlüsse 631 und 632 in die Eingangsschaltung 614 eingespeist. Auf der Grundlage der Potentialdifferenz zwischen den Schnittpunkten C und D der Durchflussmengendetektionsbrücke 650 ruft die CPU 612 die Daten ab, die die in dem Speicher 618 gespeicherte Beziehung zwischen der Potentialdifferenz und der Durchflussmenge in dem Hauptkanal 124 angeben, und erfasst die Durchflussmenge in dem Hauptkanal 124. Ein elektrisches Signal, das die auf diese Weise erfasste Durchflussmenge in dem Hauptkanal 124 angibt, wird über den Anschluss 662 ausgegeben. Es ist zu beachten, dass die Anschlüsse 664 und 662, die in 1-1 dargestellt sind, mit neuen Bezugszeichen bezeichnet sind, aber in den Verbindungsanschlüssen 412 enthalten sind, die in 9-1 dargestellt sind.
Der Speicher 618 speichert die Daten, die die Beziehung zwischen der Potentialdifferenz zwischen den Schnittpunkten C und D und der Durchflussmenge in dem Hauptkanal 124 angeben, und speichert ferner Korrekturdaten zum Reduzieren eines Messfehlers wie etwa einer Variation, die auf der Grundlage eines tatsächlichen gemessenen Wertes des Gases nach der Herstellung der Leiterplatte 400 gewonnen werden.
Die Temperatur-und-Feuchtedetektionsschaltung 701 umfasst: eine Eingangsschaltung, die beispielsweise einen Verstärker und einen A/D enthält und in die detektierte Signale aus dem Temperatursensor 453 und dem Feuchtesensor 422 eingespeist werden; eine Ausgangsschaltung; einen Speicher, der einen Korrekturwert und Daten, die die Beziehung zwischen Temperatur und absoluter Feuchte angeben, enthält; und eine Leistungsversorgungsschaltung 622, die jeder Schaltung, die eine konstante Spannung benötigt, die konstante Spannung zuführt. Das von der Durchflussmengendetektionsschaltung 601 ausgegebene Signal und ein von der Temperatur-und-Feuchtedetektionsschaltung 701 ausgegebenes Signal werden in den Mikrocomputer 415 eingespeist. Der Mikrocomputer 415, der eine Durchflussmengenberechnungseinheit, eine Temperaturberechnungseinheit und einen Berechnungseinheit für die absolute Feuchte aufweist, berechnet auf der Grundlage der Signale die Durchflussmenge, die Temperatur und die absolute Feuchte, die in der physikalischen Größe des zu messenden Gases 30 enthalten sind, und gibt die Durchflussmenge, die Temperatur und die absolute Feuchte an die ECU 200 aus
Die Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300 und die ECU 200 sind mit einem Kommunikationskabel verbunden und Kommunikation wird mit einem digitalen Signal gemäß einem Kommunikationsstandard wie SENT, LIN oder CAN durchgeführt. In der vorliegenden Ausführungsform gibt der Mikrocomputer 415 ein Signal in einen LIN-Treiber 420 ein und dann wird die LIN-Kommunikation aus dem LIN-Treiber 420 durchgeführt. Die aus dem LIN-Treiber der Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300 an die ECU 200 auszugebenden Informationen werden überlagert und in digitaler Kommunikation mit einem einzelnen Kommunikationskabel oder zwei Kommunikationskabel ausgegeben.
Die Berechnungseinheit für die absolute Feuchte des Mikrocomputers 415 berechnet die absolute Feuchte auf der Grundlage der Informationen zur relativen Feuchte und der von dem Feuchtesensor 422 ausgegebenen Temperaturinformationen und führt eine Verarbeitung zum Korrigieren der absoluten Feuchte auf der Grundlage des Fehlers aus. Die korrigierte absolute Feuchte, die von der Berechnungseinheit für die absolute Feuchte berechnet wird, wird in einer Steuereinheit der ECU 200 für verschiedene Arten der Kraftmaschinenantriebssteuerung verwendet. Die ECU 200 kann Informationen bezüglich eines umfänglichen Fehlers direkt für die verschiedenen Arten der Kraftmaschinenantriebssteuerung verwenden.
Es ist zu beachten, dass der Fall, in dem die Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300 mit dem LIN-Treiber 420 die LIN-Kommunikation durchführt, in der in 11-1 dargestellten Ausführungsform beschrieben ist, aber die Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300 nicht darauf beschränkt ist. Wie in 11-2 gezeigt kann eine direkte Kommunikation mit dem Mikrocomputer 415 anstelle der LIN-Kommunikation durchgeführt werden.
Die Grundkonfiguration der Temperaturdetektionseinheit 451 ist bei der oben beschriebenen Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300 angegeben worden. In der oben beschriebenen Grundkonfiguration ragt der Vorsprungsabschnitt 450 stromaufwärts des zu messenden Gases 30 aus dem zweiten Unterkanaleinlass 306a des zweiten Unterkanals 306 vor. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ragt jedoch ein Vorsprungsabschnitt 460, der dem Vorsprungsabschnitt 450 entspricht, entlang der Ausdehnungsrichtung der stromaufwärtsseitigen Außenwand 336 der Messeinheit 331 vor. Die Konfiguration der Temperaturdetektionseinheit 451 gemäß der vorliegenden Erfindung ist im Folgenden unter Bezugnahme auf 12-1 bis 12-11 im Einzelnen beschrieben.
Struktur der Temperaturdetektionseinheit 451 gemäß der vorliegenden Erfindung
Struktur der Struktur der Temperaturdetektionseinheit 451 in einem Vergleichsbeispiel zu der vorliegenden Erfindung
12-1 ist eine Ansicht, die ein Vergleichsbeispiel für die Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe darstellt und ist eine Rückansicht, die die Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe mit abgenommener Rückabdeckung darstellt. 12-2 ist eine Rückansicht, die die Temperaturdetektionseinheit darstellt, die an einem auslegerförmigen Abschnitt der Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe, die in 12-1 dargestellt ist, bereitgestellt ist.
In dem Vergleichsbeispiel, wie es in 12-1 und 12-2 gezeigt ist, ist an dem Mittelabschnitt der Messeinheit 331, der mit dem zweiten Unterkanaleinlass 306a versehen ist, die stromaufwärtsseitige Außenwand 336 in der Messeinheit 331, die in dem Gehäuse 302 enthalten ist, so zu der Seite des zweiten Unterkanaleinlasses 306a des zweiten Unterkanals 306, nämlich zu der Seite der stromabwärtsseitigen Außenwand 338 der Messeinheit 331, vertieft, dass ein hohlförmiger Abschnitt 336a bereitgestellt ist. Der hohlförmige Abschnitt 336a bildet einen Temperaturdetektionseinheit-Aufnahmeraum 336b, in dem die Temperaturdetektionseinheit 451 aufgenommen ist, und der zweite Unterkanaleinlass 306a öffnet sich innerhalb des Temperaturdetektionseinheit-Aufnahmeraums 336b.
Der Vorsprungsabschnitt 460 der Leiterplatte 400 ist in dem Temperaturdetektionseinheit-Aufnahmeraum 336b angeordnet. Der Vorsprungsabschnitt 460 ragt aus dem hohlförmigen Abschnitt 336a, der an der stromaufwärtsseitigen Außenwand 336 ausgebildet ist, in den Temperaturdetektionseinheit-Aufnahmeraum 336b entlang der Ausdehnungsrichtung der stromaufwärtsseitigen Außenwand 336. Das heißt, der Vorsprungsabschnitt 460 ragt aus dem hohlförmigen Abschnitt 336a in entgegengesetzter Richtung zu der Seite, auf der der Flansch 311 bereitgestellt ist. Der Vorsprungsabschnitt 460 umfasst dann einen auslegerförmigen Abschnitt 700.
Wie in 12-2 dargestellt ist das vordere Ende des Vorsprungsabschnitts 460 an einer Position angeordnet, die in Bezug auf die Fläche an der am weitesten stromaufwärtigen Seite der stromaufwärtsseitigen Außenwand 336 in der Strömungsrichtung des zu messenden Gases 30 ausgespart ist. In 12-2 ist die Fläche an der am weitesten stromaufwärtigen Fläche der stromaufwärtsseitigen Außenwand 336 durch eine strichpunktierte Linie angegeben und das vordere Ende des Vorsprungsabschnitts 460 ist innerhalb des Temperaturdetektionseinheit-Aufnahmeraums 336b um δ1 in Bezug auf die strichpunktierte Linie positioniert. Das zu messende Gas 30 strömt aus dem Temperaturdetektionseinheit-Aufnahmeraum 336b in den zweiten Unterkanal 306. Somit ist das vordere Ende des Vorsprungsabschnitts 460 auf der stromabwärtigen Seite in Bezug auf die Fläche auf der am weitesten stromaufwärtigen Seite der stromaufwärtsseitigen Außenwand 336 in der Strömungsrichtung des zu messenden Gases 30 positioniert.
Die Temperaturdetektionseinheit 451 mit dem Temperatursensor (Temperaturdetektionselement) 453 ist an der Rückfläche der Leiterplatte 400 bereitgestellt und ist der Seite des zweiten Unterkanals 306 zugewandt angeordnet. Der Vorsprungsabschnitt 460 (auslegerförmige Abschnitt 700), bei dem die Temperaturdetektionseinheit 451 an seinem vorderen Ende vorgesehen ist, umfasst einen Stützabschnitt der Temperaturdetektionseinheit 451, der in einer Auslegerform ausgebildet ist.
Fixierte Struktur und Effekt der Leiterplatte 400 aufgrund des Gehäuses 302
Das Fixieren der Leiterplatte 400 an dem Gehäuse 302 in dem Harzformprozess wird mit getrennten Ausführungsformen beschrieben. Es ist zu beachten, dass jede der nachstehend beschriebenen Ausführungsformen auf die oben beschriebene Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300 angewendet wird.
Es ist zu beachten, dass die Leiterplatte 400 eine im Wesentlichen rechteckige Form aufweist und der Vorsprungsabschnitt 403, der die Messdurchflusskanalfläche 430 und deren Rückseite 431 aufweist, und der Vorsprungsabschnitt 460, an dem die Temperaturdetektionseinheit 451 implementiert ist, aus einer Seite 400a der Leiterplatte 400 mit der im Wesentlichen rechteckigen Form vorstehen. Das heißt, der Vorsprungsabschnitt 403 und der Vorsprungsabschnitt 460 ragen aus derselben Seite (Kante) 400a der Leiterplatte 400 mit der rechteckigen Form in derselben Richtung vor. Es ist zu beachten, dass der Vorsprungsabschnitt 460 auf der stromaufwärtigen Seite in Bezug auf den Vorsprungsabschnitt 403 in der Strömungsrichtung des zu messenden Gases 30 angeordnet ist.
Der Endabschnitt auf der Seite 400a in dem Vorsprungsabschnitt 460 wird als ein Basisendabschnitt 700b bezeichnet und der Endabschnitt auf der dem Basisendabschnitt 700b gegenüberliegenden Seite in Strömungsrichtung des zu messenden Gases 30 wird als Vorderendabschnitt 700a bezeichnet. Der Basisendabschnitt 700b ist der Endabschnitt auf der Seite, auf der der Vorsprungsabschnitt 460 mit der Leiterplatte 400 verbunden ist, und der Vorderendabschnitt 700a ist der Endabschnitt auf der Seite des freien Endes des Vorsprungsabschnitts 460, der in der Auslegerform gestützt wird. Der Basisendabschnitt 700b des Vorsprungsabschnitts 460 befindet sich auf der Seite 400a oder auf der Verlängerungslinie der Seite 400a (doppelt gestrichelte Linie).
Das Bereitstellen der Temperaturdetektionseinheit 451 in der Nähe des Vorderendabschnitts 700a des Vorsprungsabschnitts 460, der in der Auslegerform gestützt wird, ermöglicht es der Temperaturdetektionseinheit 451, die Wärmeübertragung aus der Leiterplatte 400 oder dem Gehäuse 302 zu reduzieren und zu verhindern, dass sich die Messgenauigkeit der Temperatur verschlechtert.
Die Konfiguration des oben beschriebenen Vergleichsbeispiels wird auf jede Ausführungsform angewendet, die im Folgenden beschrieben wird. Es ist zu beachten, dass eine Konfiguration, die sich von der des Vergleichsbeispiels unterscheidet, in jeder Ausführungsform speziell beschrieben wird.
[Erste Ausführungsform]
12-3 ist eine Ansicht, die eine Ausführungsform (erste Ausführungsform) der Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, und ist eine Rückansicht, die die Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe bei abgenommener Rückabdeckung darstellt.
12-4 ist eine Rückansicht, die die Temperaturdetektionseinheit darstellt, die an dem auslegerförmigen Abschnitt der in 12-3 dargestellten Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe bereitgestellt ist.
Die Leiterplatte 400 umfasst den Vorsprungsabschnitt 460 (auslegerförmiger Abschnitt 700), an dem die Temperaturdetektionseinheit 451 implementiert ist, ähnlich wie bei dem oben beschriebenen Vergleichsbeispiel.
In der vorliegenden Ausführungsform ist ein stufenförmiger Abschnitt 701 zwischen dem Vorderendabschnitt 700a und dem Basisendabschnitt 700b des Vorsprungsabschnitts 460 vorgesehen. Der stufenförmige Abschnitt 701 umfasst einen in der Breite erweiterten Abschnitt, der aus dem Vorsprungsabschnitt 460 zu der Seite der unteren Fläche 336c des Temperaturdetektionseinheit-Aufnahmeraums 336b ragt, wobei der in der Breite erweiterte Abschnitt in Bezug auf die Implementierungsfläche, auf der die Temperaturdetektionseinheit 451 (das Temperaturdetektionselement 453) implementiert ist, in der Breite erweitert ist. Der stufenförmige Abschnitt 701 ist mit einem Seitenkantenabschnitt 701a auf der in der Breite erweiterten Seite (Seite der unteren Fläche 336c), die in das Gehäuse 302 eingebettet ist, fixiert. Der stufenförmige Abschnitt 701 umfasst einen Abschnitt, der in dem Basisendabschnitt 700b des Vorsprungsabschnitts 460 enthalten ist. Diese Anordnung ermöglicht es, dass der stufenförmige Abschnitt 701 auf der Seite des Basisendabschnitts 700b in Bezug auf einen Implementierungsabschnitt der Temperaturdetektionseinheit 451 bereitgestellt wird, und ermöglicht, dass ein auslegerförmiger Abschnitt an dem Abschnitt 10a ausgebildet wird, an dem die Temperaturdetektionseinheit 451 implementiert ist.
Der stufenförmige Abschnitt 701 ist in die Harzform des Gehäuses 302 eingebettet. Diese Anordnung kann die Länge des Abschnitts, der in der Auslegerform in dem Vorsprungsabschnitt 460 (auslegerförmigen Abschnitt 700) gestützt werden muss, reduzieren. Dann kann die Resonanzfrequenz, bei der der Vorsprungsabschnitt 460 aufgrund von Vibration in Resonanz gerät, steigen. Infolgedessen kann verhindert werden, dass der Vorsprungsabschnitt 460 in der Leiterplatte 400 in Resonanz gerät.
Die Bereitstellung des stufenförmigen Abschnitts 701 auf der Seite des Basisendabschnitts 700b des Vorsprungsabschnitts 460 kann die Wärme reduzieren, die durch den stufenförmigen Abschnitt 701 auf die Temperaturdetektionseinheit 451 übertragen wird. Um die Wärme zu reduzieren, die auf die Temperaturdetektionseinheit 451 übertragen wird, ist es wünschenswert, dass der stufenförmige Abschnitt 701 auf der Seite des Basisendabschnitts 700b mit einem großen Intervall zu dem Implementierungsabschnitt der Temperaturdetektionseinheit 451 ausgebildet ist.
Es ist zu beachten, dass obwohl in der vorliegenden Ausführungsform die Länge des Abschnitts in der Auslegerform, der zu tragen ist, kurz ist, weil der auslegerförmige Abschnitt 700 den stufenförmigen Abschnitt 701 aufweist, der Abschnitt zwischen dem Vorderendabschnitt 700a und dem Basisendabschnitt 700b des Vorsprungsabschnitts 460 als der auslegerförmige Abschnitt 700 betrachtet wird. Der auslegerförmige Abschnitt 700 ist in jeder später beschriebenen Ausführungsform ähnlich definiert.
[Zweite Ausführungsform]
12-5 ist eine Ansicht, die eine Ausführungsform (zweite Ausführungsform) der Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, und ist eine Rückansicht, die die Temperaturdetektionseinheit darstellt, die an dem auslegerförmigen Abschnitt bereitgestellt ist.
In der vorliegenden Ausführungsform ragt als Mittel zum Verkürzen der Länge des zu tragenden Abschnitts in der Auslegerform des Vorsprungsabschnitts 460 (auslegerförmigen Abschnitts 700) ein Teil des Vorsprungsabschnitts 460 zu der Seite des Gehäuses 302, so dass ein vorsprungsförmiger Abschnitt 702 gebildet wird. Der vorsprungsförmige Abschnitt 702 umfasst einen in der Breite erweiterten Abschnitt, der in Bezug auf die Implementierungsfläche, auf der die Temperaturdetektionseinheit 451 (das Temperaturdetektionselement 453) implementiert ist, in der Breite erweitert ist. Der vorsprungsförmige Abschnitt 702 ist mit einem Seitenkantenabschnitt 702a auf der in der Breite erweiterten Seite (Seite der unteren Fläche 336c), die in das Gehäuse 302 eingebettet ist, fixiert. Der vorsprungsförmige Abschnitt 702 ist an einer von dem Basisendabschnitt 700b des Vorsprungsabschnitts 460 entfernten Position zwischen dem Vorderendabschnitt 700a und dem Basisendabschnitt 700b des Vorsprungsabschnitts 460 bereitgestellt. Ein Teil des vorsprungsförmigen Abschnitts 702 ist aufgrund des Harzformens in das Gehäuse 302 eingebettet.
Der vorsprungsförmige Abschnitt 702 ist auf der Seite des Basisendabschnitts 700b in Bezug auf den Implementierungsabschnitt der Temperaturdetektionseinheit 451 so ausgebildet, dass der auslegerförmige Abschnitt an dem Abschnitt ausgebildet ist, an dem die Temperaturdetektionseinheit 451 implementiert ist. Diese Anordnung kann die Länge des Abschnitts verkürzen, der in der Auslegerform in dem Vorsprungsabschnitt 460 (auslegerförmigen Abschnitt 700) gestützt wird. Solange sich der vorsprungsförmige Abschnitt 702 auf der Seite des Basisendabschnitts 700b in Bezug auf die Temperaturdetektionseinheit 451 befindet, kann der vorsprungsförmige Abschnitt 702 an beliebiger Stelle angeordnet sein. Ein einzelner vorsprungsförmiger Abschnitt 702 oder mehrere vorsprungsförmige Abschnitte 702 können in Bezug auf die Anzahl nach bereitgestellt sein.
Der Vorsprungsabschnitt 460 weist einen berührungslosen Abschnitt 700c zu dem Gehäuse 302 zwischen dem vorsprungsförmigen Abschnitt 702 und dem Basisendabschnitt 700b auf. Das heißt, der berührungslose Abschnitt 700c ist auf der Seite des Basisendabschnitts 700b in Bezug auf den vorsprungsförmigen Abschnitt 702 des Vorsprungsabschnitts 460 bereitgestellt. Diese Anordnung ermöglicht, dass die Umgebung des Vorderendabschnitts 700a des Vorsprungsabschnitts 460 gestützt wird und dessen Stützbereich reduziert wird. Somit kann die Länge des Abschnitts, der in der Auslegerform des Vorsprungsabschnitts 460 gestützt werden soll, verkürzt werden kann und zusätzlich die Wärmeübertragung auf die Temperaturdetektionseinheit 451 unterdrückt werden kann.
Der vorsprungsförmige Abschnitt 702 der vorliegenden Ausführungsform ist an einer Position angeordnet, die näher an dem Implementierungsabschnitt der Temperaturdetektionseinheit 451 liegt als der stufenförmige Abschnitt 701 der ersten Ausführungsform. Somit ist die Wärmemenge, die durch den vorsprungsförmigen Abschnitt 702 auf die Temperaturdetektionseinheit 451 übertragen wird, groß. Daher ist es wünschenswert, dass die Breitenabmessung W2 des vorsprungsförmigen Abschnitts 702 in der Vorsprungsrichtung des Vorsprungsabschnitts 460 so klein wie möglich gemacht wird, so dass die Wärmemenge, die auf die Temperaturdetektionseinheit 451 übertragen wird, klein ist.
[Dritte Ausführungsform]
12-6 ist eine Ansicht, die eine Ausführungsform (dritte Ausführungsform) der Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, und ist eine Rückansicht, die die Temperaturdetektionseinheit zeigt, die an dem auslegerförmigen Abschnitt bereitgestellt ist. 12-7 ist eine Schnittansicht, die den Schnitt B-B von 12-6 zeigt.
In der vorliegenden Ausführungsform ist als Mittel zum Verkürzen der Länge des Abschnitts, der in der Auslegerform des Vorsprungsabschnitts 460 (auslegerförmigen Abschnitts 700) gestützt werden soll, ein Stützabschnitt (Fundamentabschnitt) 380 an dem Gehäuse bereitgestellt. Der Stützabschnitt 380 ist als ein vorsprungsförmiger Abschnitt ausgebildet, der aus dem Gehäuse 302 zu der Seite des Vorsprungsabschnitts 460 vorsteht. Der Stützabschnitt 380 ist in einem Bereich, der den Basisendabschnitt 700b enthält, zwischen dem Basisendabschnitt 700b und dem Vorderendabschnitt 700a des Vorsprungsabschnitts 460 bereitgestellt. Das heißt, der Stützabschnitt 380 ist auf der Seite des Basisendabschnitts 700b in Bezug auf den Implementierungsabschnitt der Temperaturdetektionseinheit 451 des Vorsprungsabschnitts 460 ausgebildet. Diese Anordnung ermöglicht es, dass der auslegerförmige Teil in der Nähe des Implementierungsabschnitts der Temperaturdetektionseinheit 451 an dem Vorderendabschnitt 700a des Vorsprungabschnitts 460 bereitgestellt wird.
Der Stützabschnitt 380 ist auf der Fläche (Rückseite) auf der der Vorderseite des Vorsprungsabschnitts 460 gegenüberliegenden Seite auf der Seite, auf der die Temperaturdetektionseinheit 451 implementiert ist, bereitgestellt. Der Vorsprungsabschnitt 460 und der Stützabschnitt 380 sind mit einem Bindemittel 703, beispielsweise einem Haftmittel, befestigt. Die Anhaftung des auslegerförmigen Abschnitts und des Stützabschnitts 380 ermöglicht, dass der Vorsprungsabschnitt 460 durch den Stützabschnitt 380 gestützt wird und die Länge des auslegerförmigen Teils verkürzt wird.
Es ist zu beachten, dass in der vorliegenden Ausführungsform der Stützabschnitt 380 einen in der Breite erweiterten Abschnitt 700d aufweist, der von dem Vorsprungsabschnitt 460 zu der Seite der unteren Fläche 336c des Temperaturdetektionseinheit-Aufnahmeraums 336b ragend ausgebildet ist, wobei der sich in der Breite erweiterte Abschnitt 700d in Bezug auf die Implementierungsfläche, auf der die Temperaturdetektionseinheit 451 (das Temperaturdetektionselement 453) implementiert ist, in der Breite erweitert ist. Der in der Breite erweiterte Abschnitt 700d erweitert die Fixierungsfläche, auf der der Vorsprungsabschnitt 460 mit dem Bindemittel 703 fixiert werden soll (Verbindungsfläche, Haftfläche).
Der Stützabschnitt 380 kann an einer Position, die von dem Basisendabschnitt 700b beabstandet ist, zwischen dem Vorderendabschnitt 700a und dem Basisendabschnitt 700b des Vorsprungsabschnitts 460 bereitgestellt sein, so dass der berührungslose Abschnitt 700c der zweiten Ausführungsform angeordnet ist.
[Vierte Ausführungsform
12-8 ist eine Ansicht, die eine Ausführungsform (vierte Ausführungsform) der Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, und ist eine Rückansicht, die die Temperaturdetektionseinheit zeigt, die an dem auslegerförmigen Abschnitt bereitgestellt ist. 12-9 ist eine Schnittansicht, die den Schnitt B-B von 12-8 darstellt.
In der vorliegenden Ausführungsform ist als Mittel zum Verkürzen der Länge des zu stützenden Abschnitts in der Auslegerform des Vorsprungsabschnitts 460 (auslegerförmigen Abschnitts 700) ein vorsprungsförmiger Abschnitt 381 an dem Gehäuse 302 bereitgestellt, wobei der vorsprungsförmige Abschnitt 381 der zu dem auslegerförmigen Abschnitt ragt. Der vorsprungsförmige Abschnitt 381 trägt einen Seitenkantenabschnitt des Vorsprungsabschnitts 460 (Seitenkantenabschnitt, der auf der stromabwärtigen Seite positioniert ist) derart, dass die Leiter 461 freigelegt sind. Der vorsprungsförmige Abschnitt 381 ist an einer von dem Basisendabschnitt 700b des Vorsprungsabschnitts 460 entfernten Position zwischen dem vorderen Endabschnitt 700a und dem Basisendabschnitt 700b des Vorsprungsabschnitts 460 bereitgestellt. Der vorsprungsförmige Abschnitt 381 ist auf der Seite des Basisendabschnitts 700b bezüglich des Implementierungsabschnitts der Temperaturdetektionseinheit 451 des Vorsprungsabschnitts 460 derart ausgebildet, dass der auslegerförmige Teil an dem Abschnitt ausgebildet ist, an dem die Temperaturdetektionseinheit 451 implementiert ist. Diese Anordnung kann die Länge des Abschnitts verkürzen, der in der Auslegerform in dem Vorsprungsabschnitt 460 (auslegerförmigen Abschnitt 700) gestützt wird.
Der Vorsprungsabschnitt 460 weist den berührungslosen Abschnitt 700c zu dem Gehäuse 302 zwischen dem vorsprungsförmigen Abschnitt 381 und dem Basisendabschnitt 700b auf. Das heißt, der berührungslose Abschnitt 700c ist auf der Seite des Basisendabschnitts 700b in Bezug auf den vorsprungsförmigen Abschnitt 381 des Vorsprungsabschnitts 460 bereitgestellt. Diese Anordnung ermöglicht es, dass die Umgebung des Vorderendabschnitts 700a des Vorsprungsabschnitts 460 gestützt wird und der Stützbereich davon reduziert wird. Somit kann die Länge des Abschnitts, der in der Auslegerform des Vorsprungsabschnitts 460 zu stützen ist, verkürzt werden und zusätzlich kann die Wärmeübertragung auf die Temperaturdetektionseinheit 451 unterdrückt werden.
Der vorsprungsförmige Abschnitt 381 kann derart bereitgestellt sein, dass die Umgebung des Vorderendabschnitts 700b des Vorsprungsabschnitts 460 gestützt wird, ohne dass der berührungslose Abschnitt 700c angeordnet ist.
[Fünfte Ausführungsform]
12-10 ist eine Ansicht, die eine Ausführungsform (fünfte Ausführungsform) der Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, und ist eine Rückansicht, die die Temperaturdetektionseinheit zeigt, die an dem auslegerförmigen Abschnitt bereitgestellt ist. 12-11 eine Schnittansicht, die den Schnitt B-B von 12-10 zeigt.
In der vorliegenden Ausführungsform ist als Mittel zum Verkürzen der Länge des zu stützenden Abschnitts in der Auslegerform des Vorsprungsabschnitts 460 (auslegerförmigen Abschnitts 700) ein vorsprungsförmiger Abschnitt 382 an dem Gehäuse 302 bereitgestellt, wobei der vorsprungsförmige Abschnitt 382 zu dem Vorsprungsabschnitt 460 ragt. Der vorsprungsförmige Abschnitt 382 ist zwischen dem Vorderendabschnitt 700a und dem Basisendabschnitt 700b des Vorsprungsabschnitts 460 in Kontakt mit der Rückfläche und den Seitenflächen des Vorsprungsabschnitts 460 bereitgestellt. Der vorsprungsförmige Abschnitt 382 ist in einem Bereich bereitgestellt, der den Basisendabschnitt 700b des Vorsprungsabschnitts 460 enthält. Diese Anordnung ermöglicht es, dass der vorsprungsförmige Abschnitt 382 auf der Seite des Basisendabschnitts 700b in Bezug auf den Implementierungsabschnitt der Temperaturdetektionseinheit 451 des Vorsprungsabschnitts 460 bereitgestellt wird und der auslegerförmige Teils an dem Abschnitt ausgebildet wird, an dem die Temperaturdetektionseinheit 451 implementiert ist.
Der vorsprungsförmige Abschnitt 382 stützt die Rückflächenseite des Vorsprungsabschnitts 460 derart, dass die Leiter 461 freigelegt sind. Somit ist der vorsprungsförmige Abschnitt 382 nicht auf der Vorderflächenseite des Vorsprungsabschnitts 460 (Seite, auf der die Leiter 461 vorgesehen sind) bereitgestellt. Die Unterstützung des vorsprungförmigen Abschnitts 382 für den Abschnitt, der den Basisendabschnitt 700b des Vorsprungsabschnitts 460 enthält, kann die Länge des auslegerförmigen Abschnitts in dem Vorsprungsabschnitt 460 verkürzen.
Der vorsprungsförmige Abschnitt 382 kann an einer Position, die von dem Basisendabschnitt 700b beabstandet ist, zwischen dem Vorderendabschnitt 700a und dem Basisendabschnitt 700b des Vorsprungsabschnitts 460 so bereitgestellt sein, dass der berührungslose Abschnitt 700c der vierten Ausführungsform angeordnet ist.
Die Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe 300 gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: die Leiterplatte 400, die aufweist: den ersten Stützabschnitt 403, auf dem ein Element zum Detektieren einer physikalischen Größe, das die physikalische Größe des Fluids detektiert, (z. B. die Durchflussmengendetektionseinheit 602) implementiert ist; und den zweiten Stützabschnitt 460, auf dem das Temperaturdetektionselement 453, das die Temperatur des Fluids detektiert, implementiert ist; und das Gehäuse 302, das. durch Spritzgießen geformt ist und die Leiterplatte trägt. Der stufenförmige Abschnitt 701, der vorsprungsförmige Abschnitt 702, der Stützabschnitt 84 (Fundamentabschnitt) 380, der vorsprungsförmige Abschnitt 381 und der vorsprungsförmige Abschnitt 382 der ersten bis fünften Ausführungsform sind jeweils in einem dritten Stützabschnitt enthalten, der den zweiten Stützabschnitt 460 in Verbindung mit dem Gehäuse 302 stützt, wobei sich der dritte Stützabschnitt auf der Seite des Vorderendabschnitts 700a in Bezug auf den Basisendabschnitt 700b, der der Endabschnitt auf der dem Vorderendabschnitt 700a gegenüberliegenden Seite des zweiten Stützabschnitts ist, befindet, wobei sich der dritte Stützabschnitt auf der Seite des Basisendabschnitts 700a in Bezug auf den Implementierungsabschnitt, auf dem das Temperaturdetektionselement 453 implementiert ist, befindet.
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind im Einzelnen beschrieben worden, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungsformen beschränkt. Somit können verschiedene Änderungen an der Gestaltung vorgenommen werden, ohne vom Umfang des Gedankens der vorliegenden Erfindung abzuweichen, der in den Ansprüchen beschrieben ist. Beispielhaft sind die Ausführungsformen zum leichteren Verständnis der vorliegenden Erfindung im Einzelnen beschrieben worden. Die vorliegende Erfindung ist nicht notwendigerweise darauf beschränkt, alle beschriebenen Konfigurationen einzuschließen. Ein Teil der Konfiguration einer Ausführungsform kann durch die Konfiguration einer anderen Ausführungsform ersetzt werden oder die Konfiguration in einer Ausführungsform und die Konfiguration in einer anderen Ausführungsform können kombiniert werden. Ferner kann für einen Teil der Konfiguration in jeder Ausführungsform ein Hinzufügen, Entfernen oder Ersetzen einer anderen Konfiguration vorgenommen werden.
Bezugszeichenliste

30: Zu messendes Gas
124: Hauptkanal
300: Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe
302: Gehäuse
306: Zweiter Unterkanal
331: Messeinheit
336: Stromaufwärtsseitige Außenwand der Messeinheit 331
336a: Hohlförmiger Abschnitt, der an der stromaufwärtsseitigen Außenwand 336 ausgebildet ist
336b: Temperaturdetektionseinheit-Aufnahmeraum
336c: Untere Fläche des Temperaturdetektionseinheit-Aufnahmeraums 336b
380: Stützabschnitt (Fundamentabschnitt), der an dem Gehäuse 302 bereitgestellt ist
381: Vorsprungsförmiger Abschnitt 381, der an dem Gehäuse 302 bereitgestellt ist
382: Vorsprungsförmiger Abschnitt, der an dem Gehäuse 302 bereitgestellt ist
400: Leiterplatte
400a: Seite der Leiterplatte 400
403: Vorsprungsabschnitt mit Messdurchflusskanalfläche 430
421A, 421B: Drucksensor (dritte Detektionseinheit)
422: Feuchtesensor (zweite Detektionseinheit)
430: Messdurchflusskanalfläche des Vorsprungsabschnitts 403
451: Temperaturdetektionseinheit
453: Temperatursensor (Temperaturdetektionselement)
460: Vorsprungsabschnitt mit implementierter Temperaturdetektionseinheit 451
461: Leiter
602: Durchflussmengendetektionseinheit (erste Detektionseinheit)
700: Auslegerförmiger Abschnitt
700a: Vorderendabschnitt des auslegerförmigen Abschnitts (Vorsprungsabschnitts 460)
700b: Basisendabschnitt des auslegerförmigen Abschnitts (Vorsprungsabschnitts 460)
701: Stufenförmiger Abschnitt
702: Vorsprungsförmiger Abschnitt, der an dem Vorsprungsabschnitt 460 bereitgestellt ist

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2015/117971 A1 [0002, 0003]

Claims

Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe, die Folgendes umfasst: eine Leiterplatte, die aufweist: einen ersten Stützabschnitt, auf dem ein Element zum Detektieren einer physikalischen Größe implementiert ist, wobei das Element zum Detektieren einer physikalischen Größe dazu ausgelegt ist, eine physikalische Größe eines Fluids zu detektieren; und einen zweiten Stützabschnitt, auf dem ein Temperaturdetektionselement implementiert ist, wobei das Temperaturdetektionselement dazu ausgelegt ist, eine Temperatur des Fluids zu detektieren, wobei der zweite Stützabschnitt aus einer Kante der Leiterplatte hervorsteht, wobei bei dem zweiten Stützabschnitt das Temperaturdetektionselement an einem Vorderendabschnitt, der in einem freien Ende enthalten ist, angeordnet ist; und ein Gehäuse, das die Leiterplatte trägt, wobei der zweite Stützabschnitt einen dritten Stützabschnitt aufweist, der den zweiten Stützabschnitt in Verbindung mit dem Gehäuse trägt, wobei der dritte Stützabschnitt in Bezug auf einen Basisendabschnitt, der ein Endabschnitt an einer dem Vorderendabschnitt gegenüberliegenden Seite ist, auf einer Seite, auf der sich der Vorderendabschnitt befindet, angeordnet ist, wobei der dritte Stützabschnitt in Bezug auf einen Implementierungsabschnitt, auf dem das Temperaturdetektionselement implementiert ist, auf einer Seite, auf der sich der Basisendabschnitt befindet, angeordnet ist.
Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe nach Anspruch 1, wobei der zweite Stützabschnitt einen in der Breite erweiterten Abschnitt aufweist, der in Bezug auf die Implementierungsfläche, auf der das Temperaturdetektionselement implementiert ist, in der Breite erweitert ist, und der in der Breite erweiterte Abschnitt den dritten Stützabschnitt umfasst.
Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe nach Anspruch 2, wobei die Leiterplatte fixiert ist, wobei die Leiterplatte in das Gehäuse eingebettet ist, und der dritte Stützabschnitt mit einem Seitenkantenabschnitt auf einer in der Breite erweiterten Seite, der in das Gehäuse eingebettet ist, fixiert ist.
Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe nach Anspruch 3, wobei der dritte Stützabschnitt an einer von dem Basisendabschnitt beabstandeten Position bereitgestellt ist.
Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe nach Anspruch 1, wobei der dritte Stützabschnitt einen vorsprungsförmigen Abschnitt aufweist, der aus dem Gehäuse zu einer Seite vorsteht, auf der sich der zweite Stützabschnitt befindet, wobei der vorsprungsförmige Abschnitt an dem zweiten Stützabschnitt mit Haftmittel haftet.
Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe nach Anspruch 1, wobei der dritte Stützabschnitt einen vorsprungsförmigen Abschnitt aufweist, der von dem Gehäuse zu einer Seite vorsteht, auf der sich der zweite Stützabschnitt befindet, und der zweite Stützabschnitt fixiert ist, wobei der zweite Stützabschnitt in den vorsprungsförmigen Abschnitt so eingebettet ist, dass ein Leiter freigelegt ist.
Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe nach Anspruch 6, wobei bei dem vorsprungsförmigen Abschnitt der zweite Stützabschnitt derart eingebettet ist, dass eine Rückseite des zweiten Stützabschnitts in einer Richtung quer zu einer Richtung, in der der zweite Stützabschnitt vorsteht, abgedeckt ist.
Vorrichtung zum Detektieren einer physikalischen Größe nach Anspruch 6, wobei der zweite Stützabschnitt an einer von dem Basisendabschnitt beabstandeten Position in dem vorsprungsförmigen Abschnitt eingebettet ist.