物理量检测装置的制作方法

本发明涉及内燃机的吸入空气的物理量检测装置。

背景技术：

专利文献1中展示了如下的热式空气流量传感器的结构：具有用于测量空气流量的流量传感器元件和测量物理量的环境传感器元件，流量传感器元件配置在副通路，在与副通路隔开间隔的测量室中配置环境传感器，环境传感器配置得比流量传感器靠主空气流中心侧。专利文献1中，作为环境传感器元件，在共用的半导体基板上一体地形成有湿度传感器元件、压力传感器元件、温度传感器元件。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-151795号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

在专利文献1所述在半导体基板上一体地形成湿度传感器元件和压力传感器元件的结构中，存在水滴或尘埃混在空气流中流入而附着于各元件的可能性。尤其是湿度传感器元件，如果水滴附着，则存在水滴干燥之前妨碍正确的测量的隐患。而且存在因尘埃附着于湿度传感器元件而使特性变化的隐患。为了提高湿度传感器元件的检测精度和降低尘埃导致的特性变化，需要采用水滴、尘埃不易到达湿度传感器元件的结构。

本发明鉴于上述点而提出，其目的为提供能够减少水、尘埃对湿度传感器元件的附着的物理量检测装置。

用于解决课题的技术方案

为了解决上述问题，本发明的物理量检测装置的特征在于：将湿度传感器元件和温度传感器元件配置在同一电路基板上，将上述湿度传感器元件和压力传感器元件配置在同一通路的流线上，在上述湿度传感器元件的上游配置至少一个上述压力传感器元件。

发明效果

通过本发明，能够以简单的结构减少湿度传感器元件的粘水、粘尘。此外，除此之外的问题、结构和效果通过以下实施方式的说明可得以明了。

附图说明

图1是表示内燃机控制系统中使用本发明的物理量检测装置的一个实施例的系统图。

图2是物理量检测装置的主视图。

图3是物理量检测装置的后视图。

图4是物理量检测装置的左侧视图。

图5是物理量检测装置的右侧视图。

图6是物理量检测装置的仰视图。

图7是表示从物理量检测装置取下正面罩后的状态的主视图。

图8A是表示从物理量检测装置取下背面罩后的状态的后视图。

图8B说明其它实施例的后视图。

图8C说明其它实施例的后视图。

图8D说明其它实施例的后视图。

图8E说明其它实施例的后视图。

图9是图7的A-A截面向视图。

图10是说明正面罩的结构的图。

图11是说明背面罩的结构的图。

图12是电路基板的主视图。

图13是电路基板的右侧视图。

图14是电路基板的后视图。

图15是电路基板的左侧视图。

图16是说明物理量检测装置的输入输出的框图。

图17是说明物理量检测装置的电路结构的一个例子的图。

具体实施方式

以下说明的用于实施发明的方式(以下称为实施例)解决作为实际产品所期望的各种研究问题，尤其解决为了作为检测车辆的吸入空气的物理量的检测装置使用而希望解决的各种研究问题，达到各种效果。下述实施例解决的各种研究问题的其中之一是在上述发明要解决的课题栏中记载的内容，并且下述实施例达到的各种效果的其中之一是发明效果栏中记载的效果。对于下述实施例解决的各种研究问题以及通过下述实施例达到的各种效果，在下述实施例的说明中叙述。因此，下述实施例中叙述的实施例解决的研究问题和效果也记载了发明要解决的课题栏和发明效果栏的内容之外的内容。

以下的实施例中，相同的附图标记即使图号不同也表示相同的结构，达到相同的作用效果。对于已说明的结构，存在仅在图中标出附图标记而省略说明的情况。

1.在内燃机控制系统中使用本发明的物理量检测装置的一个实施例

图1是表示在电子燃料喷射方式的内燃机控制系统中使用本发明的物理量检测装置的一个实施例的系统图。基于包括发动机气缸112和发动机活塞114的内燃机110的动作，吸入空气作为被测量气体30从空气滤清器122吸入，经作为主通路124的吸气体、节气门体126、吸气歧管128等导入发动机气缸112的燃烧室。作为导入燃烧室的吸入空气的被测量气体30的物理量由本发明的物理量检测装置300检测，基于其检测出的物理量从燃料喷射阀152供给燃料，与吸入空气一起以混合气体的状态导入燃烧室。此外，在本实施例中，燃料喷射阀152设在内燃机的吸气口上，喷射到吸气口的燃料与作为吸入空气的被测量气体30一起形成混合气体，经吸气阀116导入燃烧室，燃烧而产生机械能。

被导入燃烧室的燃料和空气形成燃料和空气的混合状态，通过火花塞154的火花点火，爆发地燃烧而产生机械能。燃烧后的气体从排气阀118导入排气管，作为排出气体24从排气管排出到车外。作为导入上述燃烧室的吸入空气的被测量气体30的流量通过基于油门踏板的操作来改变其开度的节气阀132控制。通过基于导入上述燃烧室的吸入空气的流量来控制燃料供给量，驾驶者控制节气阀132的开度来控制导入上述燃烧室的吸入空气的流量，从而能够控制内燃机产生的机械能。

1.1内燃机控制系统的控制概要

作为从空气滤清器122吸入并流入主通路124的吸入空气的被测量气体30的流量、温度、湿度、压力等物理量由物理量检测装置300检测，表示吸入空气的物理量的电信号从物理量检测装置300输入到控制装置200。此外，测量节气阀132的开度的节气阀角度传感器144的输出也被输入到控制装置200，进一步地，内燃机的发动机活塞114、吸气阀116和排气阀118的位置、状态以及用于测量内燃机的转速的旋转角度传感器146的输出也被输入到控制装置200。为了根据排出气体24的状态来测量燃料量与空气量的混合比的状态，氧气传感器148的输出被输入到控制装置200。

控制装置200基于作为物理量检测装置300的输出的吸入空气的物理量和根据旋转角度传感器146的输出而测得的内燃机转速，计算燃料喷射量和点火时间。基于这些运算结果来控制从燃料喷射阀152供给的燃料量和由火花塞154点火的点火时期。燃料供给量和点火时期实际上进一步基于物理量检测装置300所检测出的温度、节气阀角度的变化状态、发动机转速的变化状态、氧传感器148测得的空燃比的状态，精细地进行控制。进而在内燃机的怠速运行状态中，控制装置200通过怠速空气控制阀156对旁通节气阀132的空气量进行控制，控制怠速运行状态的内燃机转速。

1.2物理量检测装置的检测精度提高的重要性和物理量检测装置的安装环境

作为内燃机的主要控制量的燃料供给量和点火时间均是将物理量检测装置300的输出作为主参数来计算得到的。因此，物理量检测装置300的检测精度的提高、随时间变化的抑制和可靠性的提高对于车辆的控制精度的提高和可靠性的确保是重要的。

尤其是近年来关于车辆燃料节省的需求非常高，并且关于排出气体净化的需求也非常高。为了满足这些需求，通过物理量检测装置300检测出的吸入空气的物理量的检测精度的提高非常重要。此外，维持物理量检测装置300的高可靠性也很重要。

安装了物理量检测装置300的车辆在温度和湿度的变化较大的环境中使用。期望物理量检测装置300考虑到应对该使用环境的温度和湿度变化的对策以及应对尘埃和污染物质等的对策。

此外，物理量检测装置300安装在受到来自内燃机的发热的影响的吸气管中。因此，内燃机发出的热经由作为主通路124的吸气管传递到物理量检测装置300。物理量检测装置300通过与被测量气体30进行热传递来检测被测量气体30的流量，因此尽可能地抑制来自外部的热的影响是重要的。

车上安装的物理量检测装置300不仅如下所述解决发明要解决的课题栏中记载的课题，达到发明效果栏中记载的效果，而且如下所述，充分地考虑了上述各种课题，解决作为产品所要求的各种课题，达到各种效果。物理量检测装置300所解决的具体课题和达到的具体效果在以下实施例的记载中进行说明。

2.物理量检测装置300的结构

2.1物理量检测装置300的外观结构

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

物理量检测装置300包括壳体302、正面罩303和背面罩304。壳体302通过将合成树脂材料模塑成形而构成，包括用于将物理量检测装置300固定在作为主通路124的吸气体的凸缘311、具有从凸缘311突出而用于进行与外部设备的电连接的连接器的外部连接部321、以从凸缘311向主通路124中心突出的方式延伸的测量部331。

在测量部331，通过在对壳体302进行模塑成形时进行嵌件成形而一体地设置电路基板400(参考图7)。在电路基板400设有用于检测流过主通路124的被测量气体30的物理量的至少一个检测部和用于对检测部检测出的信号进行处理的电路部。检测部配置于曝露在被测量气体30中的位置，电路部配置在被正面罩303密封的电路室内。

测量部331的正面和背面设有副通路槽，通过与正面罩303和背面罩304的联合而形成第一副通路305。测量部331的前端部设有用于使吸入空气等被测量气体30的一部分进入第一副通路305的第一副通路入口305a和用于使被测量气体30从第一副通路305返回主通路124的第一副通路出口305b。在第一副通路305的通路中途，电路基板400的一部分突出，该突出部分配置了作为检测部的流量检测部602(参考图7)，使得能够检测被测量气体30的流量。

在比第一副通路305靠凸缘部311的测量部331中间部分设有用于使吸入空气等被测量气体30的一部分进入传感器室Rs的第二副通路306。第二副通路306由测量部331和背面罩304的联合而形成。第二副通路306设有为了使被测量气体30进入而在上游侧外壁336开口的第二副通路入口306a和为了使被测量气体30从第二副通路306返回主通路124而在下游侧外壁338开口的第二副通路开口306b。第二副通路306与形成在测量部331的背面侧的传感器室Rs连通。传感器室Rs中配置有设于电路基板400背面的作为检测部的压力传感器和湿度传感器。

2.2基于物理量检测装置300的外观结构的效果

物理量检测装置300在从凸缘部331向主通路124的中心方向延伸的测量部331的中间部分设有第二副通路入口306a，在测量部331的前端部设有第一副通路入口305a。因此，不仅使主通路124的内壁面附近的气体，还能够使离开内壁面的中央部附近的气体分别进入第一副通路305和第二副通路306中。因此，物理量检测装置300能够测量离开主通路124的内壁面的部分的气体的物理量，能够减少由热或内表面附近的流速降低导致的物理量测量误差。

测量部331形成为沿着从主通路124的外壁向中央的轴较长地延伸的形状，厚度大小如图4和图5记载，形成为狭窄的形状。即，物理量检测装置300的测量部331形成为侧面宽度薄、正面为大致长方形的形状。由此，物理量检测装置300能够具有长度足够的第一副通路305，能够将对于被测量气体30的流体阻力抑制在较小的值。由此，物理量检测装置300能够在将流体阻力抑制在较小的值的同时以高精度测量被测量气体30的流量。

2.3凸缘311的结构和效果

在凸缘311，在与主通路124相对的下表面312设有多个凹陷313，减小与主通路124之间的热传递面，物理量检测装置300不易受热的影响。物理量检测装置300中，测量部331从设置在主通路124的安装孔插入内部，凸缘311的下表面312与主通路124相对。主通路124例如为吸气体，主通路124维持高温的情况较多。反之在寒冷地区启动时，有主通路124为极低温度的情况。如果这样的主通路124的高温或低温的状态对各种物理量的测量造成影响，则测量精度降低。凸缘311在下表面312具有凹陷313，在与主通路124相对的下表面312与主通路124之间形成空间。因此，降低了从主通路124向物理量检测装置300的热传递，能够防止热导致的测量精度的降低。

凸缘311的螺纹孔314用于将物理量检测装置300固定在主通路124，因此在各螺纹孔314周围的与主通路124相对的面与主通路124之间形成空间，使得这些螺纹孔314周围的与主通路124相对的面远离主通路124。通过这样，形成能够减少从主通路124到物理量检测装置300的热传递、防止热导致的测量精度的降低的结构。

2.4外部连接部321的结构

外部连接部321具有从设于凸缘311的上表面的凸缘311向被测量气体30的流动方向下游侧突出的连接器322。连接器322设有插入孔322a，用于在其中插入与控制装置200之间进行连接的通信线缆。在插入孔322a内，如图5所示，在内部设有4个外部端子323。外部端子323为用于输出作为物理量检测装置300的测量结果的物理量的信息的端子和用于供给使物理量检测装置300工作的直流电力的电源端子。

连接器322具有从凸缘311向被测量气体30的流动方向下游侧突出、从流动方向下游侧向上游侧插入的形状，但并不限定于该形状，例如可具有从凸缘311的上表面垂直地突出、沿测量部331的延伸方向插入的形状，能够进行各种变更。

3.壳体的整体结构及其效果

3.1壳体302的整体结构

接着，针对壳体302的整体结构利用图7、图8A～图8F、图9进行说明。图7、图8A～图8F是表示从物理量检测装置300取下正面罩303和背面罩304后的壳体302的状态的图，图7是壳体302的主视图、图8A～图8F是壳体302的后视图，图9是图7的A-A截面图。

壳体302形成为测量部331从凸缘311向主通路124的中心延伸的结构。电路基板400在测量部331的基端侧嵌件成形(insert molding)。电路基板400沿测量部331的面平行地配置在测量部331的正面与反面的中间位置，与壳体302一体地模塑，将测量部331的基端侧划分为厚度方向的一侧和另一侧。

在测量部331的正面侧形成容纳电路基板400的电路部的电路室Rc，背面侧形成容纳压力传感器421和湿度传感器422的传感器室Rs。电路室Rc通过将正面罩303安装于壳体302来密封，与外部完全地隔离。另一方面，传感器室Rs通过将背面罩304安装于壳体302而形成与测量部331的外部连通的室内空间，作为第二副通路306的一部分。电路基板400的一部分从将测量部331的电路室Rc与第一副通路305之间分隔的分隔壁335向第一副通路305内突出，在该突出部分的测量用流路面430设有流量检测部602。

3.2副通路槽的结构

在测量部331的长度方向前端侧设有用于形成第一副通路305的副通路槽。用于形成第一副通路305的副通路槽具有图7所示的正面侧副通路槽332和图8A所示的背面侧副通路槽334。如图7所示，正面侧副通路槽332随着从在测量部331的下游侧外壁338开口的第一副通路出口305b向上游侧外壁336去而逐渐向处于测量部331的基端侧的凸缘311侧弯曲，在上游侧外壁336的附近位置与在厚度方向上贯通测量部331的开口部333连通。开口部333以在上游侧外壁336与下游侧外壁338之间延伸的方式沿主通路124的被测量气体30的流动方向形成。

如图8A所示，背面侧副通路槽334从上游侧外壁336向下游侧外壁338去，在上游侧外壁336与下游侧外壁338的中间位置分为两条，一条作为排出通路，维持原样直线状地延伸，在下游侧外壁338的排出口305c开口，另一条随着向下游侧外壁338去而逐渐向处于测量部331的基端侧的凸缘311侧弯曲，在下游侧外壁338的附近位置与开口部333连通。

背面侧副通路槽334形成被测量气体30从主通路124流入的入口槽，正面侧副通路槽332形成使从背面侧副通路槽334进入的被测量气体30返回主通路124的出口槽。由于正面侧副通路槽332和背面侧副通路槽334设置在壳体302的前端部，因此能够将离开主通路124的内壁面的部分的气体、换言之将流过靠近主通路124中央部的部分的气体作为被测量气体30取入。流过主通路124的内壁面附近的气体受主通路124的壁面温度的影响，经常具有与吸入空气等流过主通路124的气体的平均温度不同的温度。此外，流过主通路124的内表面附近的气体经常显现出比在主通路124中流动的气体的平均流速低的流速。由于实施例的物理量检测装置300不易受这样的影响，因此能够抑制测量精度的降低。

如图8A所示，流过主通路12的被测量气体300的一部分从第一副通路入口305a进入背面侧副通路槽334内，在背面侧副通路槽334内流动。然后，被测量气体30中所包含的质量大的异物和一部分被测量气体一起从分支处维持原样地流入直线状延伸的排出通路，从下游侧外壁338的排出口305c排出到主通路124。

背面侧副通路槽334形成为随着前进而变深的形状，被测量气体30随着沿背面侧副通路槽334流动而逐渐地移动到测量部331的正面侧。尤其是背面侧副通路槽334在开口部334跟前设有迅速变深的陡倾斜部334a，质量小的空气的一部分沿着陡倾斜部334a移动，在开口部333内在电路基板400的测量用流路面430侧流动。另一方面，质量大的异物由于难以突然变更路线，因此在测量用流路面背面431侧流动。

如图7所示，在开口部333在正面侧移动的被测量气体30沿电路基板的测量用流路面430流动，与设于测量用流路面430的流量检测部602之间进行热传递，进行流量的测量。从开口部333流到正面侧副通路槽332的空气一起沿着正面侧副通路槽332流动，从在下游侧外壁338开口的第一副通路出口305b排出到主通路124。

混入被测量气体30的尘土等质量大的物质由于惯性力大，难以沿着槽深度迅速变深的陡倾斜部334a部分的表面迅速向槽深的方向改变线路。因此，质量大的异物向测量用流路面背面431移动，能够抑制异物经过流量检测部602的附近。在本实施例中构成为使气体之外的质量大的异物大多数经过作为测量用流路面430的背面的测量用流路面背面431，因此能够减少油份、碳或尘土等异物导致的污染的影响，能够抑制测量精度的降低。即，由于具有沿横穿主通路124的流动轴的轴使被测量气体30的前进路线迅速变化的形状，因此能够减少被测量气体30中混入的异物的影响。

3.3第二副通路和传感器室的结构和效果

第二副通路306以沿着被测量气体30的流动方向的方式与凸缘311平行地在第二副通路入口306a与第二副通路出口306b之间形成。通过切去上游侧外壁336的一部分而形成第二副通路入口306a，切去下游侧外壁338的一部分而形成第二副通路出口306b。具体地说，在连续地沿着分隔壁335的上表面的位置，从测量部331的背面侧切去上游侧外壁336的一部分和下游侧外壁338的一部分而形成(参考图4和图5)。第二副通路入口306a和第二副通路出口306b切开至与电路基板400的背面共面的深度位置。第二副通路306中，由于被测量气体30沿电路基板400的基板主体401的背面经过，因此起到冷却基板主体401的冷却通道的功能。电路基板400中LSI或微机等发热部件较多，它们的热传递到基板主体401的背面，由通过第二副通路306的被测量气体30散热。

第二副通路306在其流路中途具有传感器室Rs。传感器室Rs以比第二副通路入口306a和第二副通路出口306b向凸缘311侧膨出的方式，即从分隔壁335向测量部331的基端侧扩展的方式形成。从第二副通路入口306a流入第二副通路306的被测量气体30由传感器室Rs内的压力传感器421检测压力，由湿度传感器422检测相对湿度和温度。为了计算燃料控制所用的混合比，需要温度、相对湿度、压力的信息。为了高精度地计测混合比，优选将各传感器配置在处于彼此接近的位置的同一传感器室Rs内，能够提高它们的检测精度。

压力传感器421和湿度传感器422与流量检测部602相比，不易因被测量气体30的流动而受到影响，尤其是湿度传感器422只需获取被测量气体30的水分扩散水平即可，因此能够设置在沿被测量气体30的流动方向一条直线状地延伸的第二副通路306内。与此相对，流量检测部602需要一定程度以上的流速，并且还必须考虑远离尘埃或污损物的必要性和对脉动的影响。因此，流量检测部602设置在具有环状旋转的形状的第一副通路305内。

图8A中表示湿度传感器422和压力传感器421的一个实施例。湿度传感器422和压力传感器421沿经过第二副通路306的被测量气体30的流动方向排成一列地配置，压力传感器421配置在湿度传感器422的上游。压力传感器421中，两个压力传感器421A、421B沿被测量气体30的流动方向排成一列地配置在第二副通路306内，在这两个压力传感器421A、421B的下游侧配置湿度传感器422。

与湿度传感器422相比，两个压力传感器421A、421B具有较大的外形，在第二副通路306内的被测量气体30的流动方向的投影面积比湿度传感器422大。与此相对，湿度传感器422在被测量气体30的流动方向的投影面积比压力传感器421A、421B小，配置于包含在压力传感器421A、421B的投影面积的范围内的位置。因此，湿度传感器422形成为在被测量气体30的流动方向上被隐藏在压力传感器421A、421B的阴影中的形式。

这样，在传感器室Rs内，外形较大的压力传感器421A、421B配置在上游侧，外形较小的湿度传感器422配置在压力传感器421A、421B的下游侧，因此与被测量气体30一起流入的水滴或污损物附着在压力传感器421A、421B上。并且，被测量气体30的流向因压力传感器421A、421B而向与电路基板400分离的方向改变，能够阻止被测量气体30直接碰到湿度传感器422。

因此，在经过第二副通路306的被测量气体30中包含水滴或污损物的情况下，能够抑制水滴或污损物附着在湿度传感器422上。因此，能够保护相比压力传感器421对水滴或污损物的耐性较低的湿度传感器422，能够测量正确的湿度。

图8B～图8E是表示湿度传感器和压力传感器的另一个实施例的图。并且，通过对与图8A相同的构成要素标注相同的附图标记，省略其详细说明。

图8B所示的实施例中，压力传感器421A和421B配置在湿度传感器422的上游和下游。即，将湿度传感器422隔在中间地在被测量气体30的上游侧和下游侧配置压力传感器421A和421B。因此，成为不仅对于来自第二副通路306的上游侧的被测量气体30，对于因主通路内的脉动等而从第二副通路306的下游侧逆流过来的被测量气体30也隐藏在阴影中的形式，能够防止逆流的被测量气体30直接碰到湿度传感器422。因此，对于被测量气体30中所含的水滴同样能够抑制沾水，并且能够抑制尘埃等污损物附着在湿度传感器422上。

图8C所示的实施例中，仅在湿度传感器422的上游配置一个压力传感器421。这种情况下也与图8A所示的实施例同样地构成为将湿度传感器422隐藏在压力传感器421的阴影中的形式，能够防止被测量气体30直接碰到湿度传感器422。因此，能够抑制水滴或污损物附着在湿度传感器422上，能够保护湿度传感器422。

图8D所示的实施例中，湿度传感器422与压力传感器421的相对位置与图8C不同，湿度传感器422在压力传感器421的下游侧中心偏移地配置。具体地说，在图8C所示的例子中，以彼此的中心位置沿着被测量气体30的流动方向位于同一直线上的方式配置，而在图8D中，以湿度传感器422比压力传感器421定位得更靠凸缘311侧，即测量部331的基端侧的方式配置。此外，在该实施例中，湿度传感器422也配置在包含在压力传感器421沿被测量气体30的流动方向的投影面积的范围内的位置，构成为隐藏在压力传感器421的阴影中的形式。湿度传感器422偏离连接第二副通路入口306a与第二副通路出口306b之间的直线，配置在偏向凸缘311侧的位置，因此更加不易受到被测量气体30的直接冲击，更进一步保护不受水滴或污损物影响。

图8E所示的实施例中，两个压力传感器421A、421B和湿度传感器422配置在从连接第二副通路入口306a与第二副通路出口306b之间的直线偏向凸缘311侧的位置。因此，能够减小经过第二副通路306的被测量气体30的动压的影响，能够提高压力传感器421A、421B的检测精度。此外，例如在以测量部331的前端侧朝向下方的姿态将物理量检测装置300安装在吸气通路中的情况下，由于两个压力传感器421A、421B和湿度传感器422被配置得比连接第二副通路入口306a与第二副通路出口306b之间的直线靠上方，因此能够抑制污损物或水滴附着。

3.4正面罩303和背面罩304的形状和效果

图10是表示正面罩303的外观的图，图10(a)是主视图，图10(b)是图10(a)的B-B截面图。图11是表示背面罩304的外观的图，图11(a)是主视图，图11(b)是图11(a)的B-B截面图。

在图10和图11中，正面罩303和背面罩304通过覆盖壳体302的正面侧副通路槽332和背面侧副通路槽334而形成第一副通路305。此外，正面罩303形成密封的电路室Rc，背面罩304封闭测量部331的背面侧的凹部，形成第二副通路306和与第二副通路306连通的传感器室Rs。

正面罩303在与流量检测部602相对的位置设置有突起部356，用于在与测量用流路面430之间形成缩细部。因此，期望成形精度高。正面罩303和背面罩304由于通过在模具中注入热可塑性树脂的树脂模塑工艺制作得到，因此能够以高的成形精度制作出来。

正面罩303和背面罩304设有多个固定孔351，以分别供从测量部331突出的多个固定销350插入。正面罩303和背面罩304分别安装在测量部331的正面和背面，此时，在固定孔351中插入固定销350来定位。然后，利用激光焊接等沿着正面侧副通路槽332和背面侧副通路槽334的边缘进行接合，同样地，利用激光焊接等沿着电路室Rc和传感器室Rs的边缘进行接合。

3.5电路基板400的基于壳体302的固定结构和效果

接着，针对电路基板400通过树脂模塑工艺对壳体302的固定进行说明。在形成副通路的副通路槽的规定位置，例如在本实施方式中是在作为正面侧副通路槽332和背面侧副通路槽334的连接部分的开口部333，配置电路基板400的流量检测部602，通过该方式来将电路基板400一体地模塑成形于壳体302。

在壳体302的测量部331，将电路基板400的基部402的外周缘部通过树脂模塑埋设于壳体302而固定的部分设置为固定部372、373。固定部372、373从正面侧和背面侧夹着电路基板400的基部402的外周缘部而固定。

壳体302利用树脂模塑工艺制造。该树脂模塑工艺中，将电路基板400内置在壳体302的树脂内，通过树脂模塑固定在壳体302内。通过这样，能够将流量检测部602与用于在流量检测部602与被测量气体30之间进行热传递来测量流量的副通路例如正面侧副通路槽332、背面侧副通路槽334的形状的关系例如位置关系和方向关系等维持在极高精度，能够将每块电路基板400产生的误差或偏差抑制在非常小的值。结果能够大幅度改善电路基板400的测量精度。与以往例如使用粘合剂固定等方式相比，能够飞跃性地提高测量精度。

物理量检测装置300通过量产来生产的情况较多，严格地进行测量并且利用粘合剂进行粘合的方法在测量精度的提高上存在极限。但通过如本实施例所示那样利用形成流动被测量气体30的副通路的树脂模塑工艺在形成副通路的同时固定电路基板400，能够大幅度地减小测量精度的偏差，能够大幅度提高各物理量检测装置300的测量精度。

例如使用图7、图8A所示的实施例进一步进行说明，能够以高精度将电路基板400固定在壳体302，使得正面侧副通路槽332和背面侧副通路槽334与流量检测部602之间的关系为规定的关系。由此，在量产的各物理量检测装置300中，能够以非常高的精度稳定地获得各电路基板400的流量传感装置602与第一副通路305的位置关系和形状等关系。

固定配置电路基板400的流量检测部602的第一副通路305中，例如正面侧副通路槽332和背面侧副通路槽334能够以非常高的精度形成，因此由这些副通路槽332、334形成第一副通路305的作业是利用正面罩303和背面罩304覆盖壳体302的两面的作业。该作业非常简单，是导致测量精度下降的因素较少的作业工序。此外，正面罩303和背面罩304通过成形精度高的树脂模塑工艺生产。因此，能够以高精度完成与电路基板400的流量检测部602以规定关系设置的副通路。通过这样的方法，能够提高测量精度而且获得高生产效率。

与此相对，现有技术中通过制造副通路然后在副通路利用粘合剂粘合测量部来生产热式流量计。这种使用粘合剂的方法中，粘合剂厚度的偏差大，而且粘合位置和粘合角度在每个产品中有偏差。因此，测量精度的提高有限。进一步，在以量产工艺进行这些作业时，非常难提高测量精度。

在本发明的实施例中，通过树脂模塑固定电路基板400同时通过树脂模塑形成用于形成第一副通路305的副通路槽。通过这样做，能够限定副通路槽的形状而且以极高精度将流量检测部602固定在副通路槽。

与流量测量相关的部分，例如流量检测部602和安装流量检测部602的测量用流路面430设置在电路基板400的表面。流量检测部602和测量用流路面430从形成壳体302的树脂露出。即，使得流量检测部602和测量用流路面430不被形成壳体302的树脂覆盖。电路基板400的流量检测部602和测量用流路面430在壳体302的树脂模塑后原样地使用，用于物理量检测装置300的流量测量。通过这样来提高测量精度。

本发明的实施例中，将电路基板400一体地成形于壳体302，由此在具有第一副通路305的壳体302固定电路基板400，因此能够可靠地将电路基板400固定于壳体302。尤其是电路基板400的突出部403具有贯通分隔壁335而突出到第一副通路305中的结构，因此第一副通路305与电路室Rc之间的密封性高，能够防止被测量气体30从第一副通路305流入电路室Rc，防止电路基板400的电路部件和配线等与被测量气体30接触而腐蚀。

4.电路基板400的外观

4.1具有流量检测部602的测量用流路面430的成形

图12～图15表示电路基板400的外观。此外，电路基板400的外观上记载的斜线部分表示在利用树脂模塑工艺形成壳体302时用树脂覆盖电路基板400而固定的固定面432和固定面434。

图12是电路基板的主视图，图13是电路基板的右侧视图，图14是电路基板的后视图，图15是电路基板的左侧视图。

电路基板400具有基板主体401，在基板主体401的表面设有电路部和作为感应元件的流量检测部602，在基板主体401的背面设有作为感应元件的压力传感器421和湿度传感器422。基板主体401通过玻璃环氧树脂制的材料形成，相比于陶瓷材料，具有与形成壳体302的热可塑性树脂的热膨胀系数相近的值。因此，在壳体302进行嵌件成形时，能够减小热膨胀系数的差导致的应力，能够减小电路基板400的变形。

基板主体401为具有一定厚度的平板形状，具有大致四边形的基部402和从基部402的一边突出且比基部402小一圈的大致四边形的突出部403，俯视大致形成为T字形状。在基部402的表面设有电路部。电路部在未图示的电路配线上安装LSI 414、微机415、电源调节器(稳压器)416、电阻和电容等芯片部件417等电子部件而构成。电源调节器416与微机415或LSI 414等其它电子部件相比发热量较大，因此在电路室Rc中配置得比较靠上游侧。LSI 414以包括铝线、金线等金属线的方式整体被合成树脂材料419封装，提高嵌件成形时电路基板400的可操作性。

在将电路基板400在壳体302嵌件成形(插入成形)时，将突出部403配置在第一副通路305内，作为突出部403的表面的测量用流路面430沿被测量气体30的流动方向延伸。在突出部403的测量用流路面430设有流量检测部602。流量检测部602与被测量气体30进行热传递，测量被测量气体30的状态，例如被测量气体30的流速，输出表示流过主通路124的流量的电信号。为了使流量检测部602高精度地测量被测量气体30的状态，期望测量用流路面430附近流过的气体为层流，乱流较少。因此期望流量检测部602的表面与测量用流路面430的面共面，或者差值在规定值以下。

在测量用流路面430的表面凹陷地设置有凹部403a，嵌入流量检测部602。该凹部403a也能够通过进行激光加工而形成。凹部403a具有使流量检测部602的表面与测量用流路面430的表面共面的深度。流量检测部602和其配线部分由合成树脂材料418覆盖，防止盐水的附着导致的电腐蚀。

在基板主体401的背面设有两个压力传感器421A、421B和一个湿度传感器422。两个压力传感器421A、421B分成上游侧和下游侧地配置成一列。在压力传感器421B的下游侧配置湿度传感器422。这两个压力传感器421A、421B和一个湿度传感器422配置在传感器室Rs内。图14所示的例子中，针对具有两个压力传感器421A、421B和一个湿度传感器422的情况进行了说明，但如图8C或图8D所示，仅一个压力传感器421和一个湿度传感器422即可。

电路基板400在基板主体401的背面侧配置了第二副通路306。因此，能够由经过第二副通路306的被测量气体30冷却基板主体401整体。

4.2温度检测部451的结构

在基部402的上游侧的端边且在突出部403侧的角部，设有温度检测部451。温度检测部451构成用于检测流过主通路124的被测量气体30的物理量的一个检测部，设置于电路基板400。电路基板400具有从第二副通路306的第二副通路入口306a向被测量气体30的上游突出的突出部450，温度检测部451具有设置在突起部450且设置在电路基板400背面的芯片型温度传感器453。温度传感器453及其配线部分由合成树脂材料覆盖，防止盐水附着导致产生电腐蚀。

例如如图8A所示，在设有第二副通路入口306a的测量部331的中央部，构成壳体302的测量部331内的上游侧外壁336向下游侧凹陷，电路基板400的突出部450从上述凹陷形状的上游侧外壁336向上游侧突出。突出部450的前端配置在比上游侧外壁336最靠上游侧的面更为凹陷的位置。温度检测部451以面向电路基板400的背面即面向第二副通路306侧的方式设置于突出部450。

在温度检测部451的下游侧形成有第二副通路入口306a，因此从第二副通路入口306a流入第二副通路306的被测量气体30与温度检测部451接触后流入第二副通路入口306a，在与温度检测部451接触时检测温度。与温度检测部451接触后的被测量气体30原样地从第二副通路入口306a流入第二副通路306，通过第二副通路306而从第二副通路出口306b排出到主通路124。

4.3基于树脂模塑工艺的电路基板400的固定及其效果

图12、图14斜线的部分表示的是，在树脂模塑工艺中，为了在壳体302固定电路基板400，用于由在树脂模塑工艺中使用的热可塑性树脂覆盖电路基板400的固定面432和固定面434。为了使得测量用流路面430和设于测量用流路面430的流量检测部602与副通路的形状的关系为规定的关系，以高精度进行维持是重要的。

在树脂模塑工艺中，在形成副通路的同时在形成副通路的壳体302固定电路基板400，因此能够以极高的精度维持上述副通路与测量用流路面430和流量检测部602的关系。即，由于在树脂模塑工艺中将电路基板400固定于壳体302，因此能够在用于形成具有副通路的壳体302的模具内以高精度定位电路基板400而固定。通过在该模具内注入高温的热可塑性树脂，以高精度形成副通路并且以高精度固定电路基板400。因此，能够将每块电路基板400产生的误差或偏差抑制在非常小的值。结果能够大幅度地改善电路基板400的测量精度。

在本实施例中，将基板主体401的基部402的外周作为由形成壳体302的模塑树脂的固定部372、373覆盖的固定面432、434。

5.物理量检测装置300的电路结构

5.1物理量检测装置300的信号处理

图16表示物理量检测装置300的信号的输入输出关系。在本实施例中，在一块电路基板400的正面和背面这两面分别安装物理量检测传感器，实现基板的小型化。因此，在信号处理中，为了减少电子电路部件，通过一个微机415读入来自各物理量传感器的所有信号，由控制装置200进行可读取的信号的生成和修正。此外，如图7和图9所示，电路基板400通过AL线324和外部端子323将电信号传输到控制装置200。

5.2物理量检测装置300的电路结构的整体

图17是物理量检测装置300的电路图。物理量检测装置300具有流量检测电路601和温湿度检测电路701。

流量检测电路601包括具有发热体608的流量检测部602和处理部604。处理部604控制流量检测部602的发热体608的发热量，并且基于流量检测部602的输出将表示流量的信号经由端子662输出到微机415。为了进行上述处理，处理部604包括中央处理器(Central Processing Unit，以下记为CPU)612、输入电路614、输出电路616、保存表示修正值和测量值与流量的关系的数据的存储器618、将一定的电压分别供给到所需的各电路的电源电路622。从车载电池等外部电源经端子664和未图示的接地端子向电源电路622供给直流电力。

在流量检测部602设有用于加热被测量气体30的发热体608。从电源电路622向构成发热体608的电流供给电路的晶体管606的集电极供给电压V1，从CPU 612经输出电路616向上述晶体管606的基极施加控制信号，基于该控制信号从上述晶体管606经端子624向发热体608供给电流。供给到发热体608的电流量利用从上述CPU 612经输出电路616施加到构成发热体608的电流供给电路的晶体管606的控制信号来控制。处理部604使发热体608发热，由此控制发热体608的发热量，从而使被测量气体30的温度比当初的温度高出规定温度，例如100℃。

流量检测部602具有用于控制发热体608的发热量的发热控制电桥640和用于测量流量的流量检测电桥650。从电源电路622经端子626向发热控制电桥640的一端供给一定电压V3，发热控制电桥640的另一端连接于接地端子630。此外，从电源电路622经端子625向流量检测电桥650的一端供给一定电压V2，流量检测电桥650的另一端连接于接地端子630。

发热控制电桥640具有作为电阻值基于被加热的被测量气体30的温度而变化的测温电阻体的电阻642，电阻642、电阻644、电阻646和电阻648构成电桥电路。电阻642与电阻646的交点A和电阻644与电阻648的交点B的电位差经端子627和端子628输入到输入电路614，CPU 612控制从晶体管606供给的电流，来控制发热体608的发热量，使得交点A与交点B之间的电位差为规定值，在本实施例中为0V。图17记载的流量检测电路601由发热体608加热被测量气体30，使其比被测量气体30的原温度高出一定温度，例如总是高出100℃。为了高精度地进行该加热控制，设定构成发热控制电桥640的各电阻的电阻值，使得在被发热体608加热的被测量气体30的温度比当初的温度高出一定温度、例如总是高出100℃时，上述交点A与交点B的之间的电位差为0伏特。因此，流量检测电路601中，CPU612控制对发热体608的供给电流，使得交点A与交点B之间的电位差为0伏特。

流量检测电桥650由电阻652、电阻654、电阻656和电阻658这四个测温电阻构成。这四个测温电阻沿着被测量气体30的流向而配置，电阻652和电阻654相比于发热体608配置在被测量气体30的流路的上游侧，电阻656和电阻658相比于发热体608配置在被测量气体30的流路的下游侧。此外，为了提高测量精度，电阻652和电阻654配置为到发热体608的距离大致相同，电阻656和电阻658配置为到发热体608的距离大致相同。

电阻652与电阻656的交点C和电阻654与电阻658的交点D之间的电位差通过端子632和端子631输入到输入电路614中。为了提高测量精度，设定流量检测电桥650的各电阻，使得例如在被测量气体30的流动为0的状态下，上述交点C与交点D之间的电位差为0。因此，在例如上述交点C与交点D之间的电位差为0伏特的状态下，CPU 612基于被测量气体30的流量为0的测量结果，将意味着主通路124的流量为0的电信号从端子662输出。

在被测量气体30沿图17的箭头方向流动时，配置在上游侧的电阻652和电阻654由被测量气体30冷却，配置在下游侧的电阻656和电阻658因被发热体608加热的被测量气体30而被加热，这些电阻656和电阻658的温度上升。因此，流量检测电桥650的交点C与交点D之间产生电位差，该电位差经端子631和端子632输入到输入电路614。CPU 612基于流量检测电桥650的交点C与交点D之间的电位差，检索保存在存储器618中的表示上述电位差与主通路124的流量的关系的数据，求出主通路124的流量。表示这样求出的主通路124的流量的电信号经端子662输出。此外，图17所示的端子664和端子662虽然标了新的附图标记，但包含在图12所示的连接端子412中。

上述存储器618中保存了表示上述交点C与交点D的电位差与主通路124的流量的关系的数据，进而在电路基板400生产后，保存了基于气体的实测值而求得的、用于降低偏差等测量误差的修正数据。

温湿度检测电路701包括从温度传感器453和湿度传感器422输入检测信号的放大器·A/D等输入电路、输出电路、保存表示修正值、温度与绝对湿度的关系的数据的存储器、将一定电压供给到各个所需的电路的电源电路。从流量检测电路601和温湿度检测电路701输出的信号输入到微机415。微机415具有流量计算部、温度计算部和绝对湿度计算部，基于信号计算出作为被测量气体30的物理量的流量、温度、绝对湿度，输出到控制装置200。

物理量检测装置300与控制装置200之间由通信线缆连接，通过SENT、LIN、CAN等通信标准进行使用数字信号的通信。在本实施例中，信号从微机415输入到LIN驱动器420中，从LIN驱动器420进行LIN通信。从物理量检测装置300的LIN驱动器向控制装置200输出的信息利用单线或双线的通信线缆通过数字通信重叠输出。

微机415的绝对湿度计算部基于从湿度传感器422输出的相对湿度的信息和温度信息来计算绝对湿度，基于误差进行修正该绝对湿度的处理。由绝对湿度计算部计算出的修正后的绝对湿度在控制装置200中用于各种发动机运行控制。此外，控制装置200也能够将综合误差的信息直接用于各种发动机运行控制中。

以上针对本发明的实施方式进行了详细说明，但本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离权利要求书范围中记载的本发明的精神的范围内，能够进行各种设计变更。例如，上述实施方式为了使本发明简单易懂而详细地进行了说明，并非必须具有所说明的全部结构。此外，能够将某实施方式的结构的一部分替换成其它实施方式的结构，或者能够在某实施方式的结构中添加其它实施方式的结构。另外，针对各实施方式的结构的一部分，能够进行其它结构的添加、删除、替换。

附图记号说明

30……被测量气体

124……主通路

300……物理量检测装置

302……壳体

400……电路基板

404、405、406……贯通孔

407、408……缺口部

421A、421B……压力传感器(第三检测部)

422……湿度传感器(第二检测部)

602……流量检测部(第一检测部)。