JP6855590B2 - 物理量検出装置 - Google Patents
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Description
主通路を流れる被計測気体の複数の物理量を検出する物理量検出装置であって、
前記主通路の内壁から前記主通路の通路中心に向かって突出する計測部を有し、
該計測部には、前記被計測気体の流量を検出する流量センサと、前記被計測気体の温度を検出する吸気温度センサと、前記被計測気体の圧力を検出する圧力センサまたは前記被計測気体の湿度を検出する湿度センサのすくなくともいずれかを備え、前記計測部の突出方向に沿って配置されていることを特徴とする。
本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、上記した以外の、課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
エアクリーナ21から取り込まれ主通路22を流れる吸入空気である被計測気体2の流量、温度、湿度、圧力などの物理量が物理量検出装置20により検出され、物理量検出装置20から吸入空気の物理量を表す電気信号が制御装置4に入力される。また、スロットルバルブ25の開度を計測するスロットル角度センサ26の出力が制御装置4に入力され、さらに内燃機関のエンジンピストン12や吸気弁15や排気弁16の位置や状態、さらに内燃機関の回転速度を計測するために、回転角度センサ17の出力が、制御装置4に入力される。排気ガス3の状態から燃料量と空気量との混合比の状態を計測するために、酸素センサ28の出力が制御装置4に入力される。
物理量検出装置20が搭載される車両は、温度や湿度の変化が大きい環境で使用される。物理量検出装置20は、その使用環境における温度や湿度の変化への対応や、塵埃や汚染物質などへの対応も、考慮されていることが望ましい。
図2Aから図2Fは、物理量検出装置の外観を示す図である。なお、以下の説明では、主通路の中心軸に沿って被計測気体が流れるものとする。
物理量検出装置20は、主通路22の通路壁に設けられた取り付け孔から主通路22の内部に挿入されて利用される。物理量検出装置20は、ハウジング201と、ハウジング201に取り付けられるカバー202とを備えている。ハウジング201は、合成樹脂製材料を射出成形することによって構成されており、カバー202は、例えばアルミニウム合金などの導電性材料からなる板状部材によって構成されている。カバー202は、薄い板状に形成されて、広い平坦な冷却面を有している。
つまり、計測部213は、主通路22における被計測気体2の流れ方向上流側に向かって対向配置される第1壁部(一方側の側面223)と、第1壁部よりも計測部213の先端部側でかつ主通路22における被計測気体2の流れ方向下流側の位置において被計測気体2の流れ方向上流側に向かって対向配置されて副通路の入口231が開口する第2壁部(段差面228)とを有する。
物理量検出装置20は、図2Bに示すように、計測部213の先端部に、温度検出部である吸気温度センサ203が設けられている。吸気温度センサ203は、計測部213の外に露出して設けられている。具体的には、被計測気体2の流れ方向において、計測部213の一方側の側面よりも下流側の位置でかつ計測部213の段差面228よりも上流側の位置に配置されている。計測部213の段差面228には、副通路の入口231が開口して設けられており、吸気温度センサ203は、副通路の入口231よりも上流側に配置されている。
そして、第1壁部223による剥離による増速影響が出やすく、かつ、流体抵抗となる障害物が下流側に存在していないポイント(2)、ポイント(3)が特に優れた結果となっている。
物理量検出装置20の計測部213は、主通路22に設けられた取り付け孔から内部に挿入され、物理量検出装置20のフランジ211が主通路22に当接され、ねじで主通路22に固定される。フランジ211は、所定の板厚からなる平面視略矩形状を有しており、図2E及び図2Fに示すように、対角線上の角部には固定穴部241が対をなして設けられている。固定穴部241は、フランジ211を貫通する貫通孔242を有している。フランジ211は、固定穴部241の貫通孔242に、不図示の固定ネジが挿通されて主通路22のネジ穴に螺入されることにより主通路22に固定される。
図6Aは、カバーが取り外された状態のハウジングの正面図、図6Bは、図6AのVIB−VIB線断面図である。なお、図6A及び図6Bでは、回路基板を封止している封止材を省略している。
回路室235の上流側の壁部を、一方側の側面223とすることで、省スペース化が可能となる。
図6Aに示すように、回路室235は、計測部213の短手方向一方側に設けられており、回路基板207が収容されている。回路基板207は、計測部の長手方向に沿って延在する長方形状を有しており、その表面には、チップパッケージ208と、圧力センサ204と、湿度センサ206が実装されている。
図8Aは、カバーが取り外されたハウジングの正面図、図8Bは、回路基板207の正面図、図8Cは、図8BのVIIIC−VIIIC線断面図である。
なお、第2室R2と第3室R3を仕切る構造について例示したが、仕切らずに同一空間としてもよい。
図9Aは、カバーと基板が取り外されたハウジングの正面図、図9Bは、図9AのIXB−IXB線断面図、図9Cは、図9AのIXC−IXC線断面図である。
カバー202は、例えばアルミニウム合金やステンレス合金などの金属製の導電性材料や、導電性の樹脂といった導電性材料で形成される。カバー202は、計測部213の正面を覆う平板形状を有しており、接着剤によって計測部213に固定される。カバー202は、計測部213の回路室235を覆い、また、計測部213の副通路溝250との協働により副通路を構成する。カバー202は、回路基板207、あるいはコネクタターミナル214との間に導電性の中間部材を介在させることによってグランドに電気的に接続されており、副通路壁面に除電機能を持たせている。帯電粒子の帯電を除去し、流量センサ205へ汚損が付着することを抑制できる。
図10Aは、チップパッケージと回路部品が実装された回路基板の正面図、図10Bは、図10AのXB−XB線断面図、図10Cは、図10AのXC−XC線断面図である。そして、図11Aは、図10Aに示す回路基板が複数形成された基板シートを示す図、図11Bは、図11AのXIB部を拡大して示す図、図11Cは、図11BのXIC−XIC線断面図、図12は、比較例の回路基板が複数形成された基板シートを示す図である。
回路基板としては、プリント基板やセラミック基板が例として挙げられる。
図13Aは、チップパッケージの正面図、図13Bは、チップパッケージの背面図、図13Cは、チップパッケージの左側面図、図13Dは、チップパッケージの右側面図、図13Eは、チップパッケージの下面図、図14は、回路部品が未実装である回路基板の正面図である。
2 被計測気体
20 物理量検出装置
22 主通路
201 ハウジング
202 カバー
203 吸気温度センサ
204 圧力センサ
205 流量センサ
206 湿度センサ
207 回路基板
208 チップパッケージ
209 ホットメルト接着剤
211 フランジ
212 コネクタ
213 計測部
214 コネクタターミナル
215 リブ(回路室底面)
221 正面
222 背面
223 一方側の側面
224 他方側の側面
226 一方側の下面
227 他方側の下面
228 段差面
231 入口
232 第1出口
233 第2出口
234 副通路
235 回路室
237 リブ(回路室底面)
238 位置決め用の凹溝
241 固定穴部
242 貫通孔
243 第1リブ
244 第2リブ
245 第3リブ
246 第4リブ
247 外部端子
248 補正用端子
250 副通路溝
251 第1副通路溝
252 第2副通路溝
253 突起部
261 スルーホール(プレスフィット用)
262 スルーホール(リード用)
263 パッド(吸気温度センサ用)
264 パッド(チップパッケージ端子用)
265 位置決め穴
271 パッケージ本体
272 接続端子
273 通路溝
274 換気口
275 位置決め凸部
276 突起部
Claims (10)
- 主通路を流れる被計測気体の複数の物理量を検出する物理量検出装置であって、
前記主通路の内壁から前記主通路の通路中心に向かって突出する計測部を有し、
該計測部には、前記被計測気体の圧力を検出する圧力センサと、前記被計測気体の流量を検出する流量センサと、前記被計測気体の湿度を検出する湿度センサと、前記被計測気体の温度を検出する吸気温度センサとが、前記計測部の突出方向に沿って順に配置されている物理量検出装置。 - 前記計測部は、回路基板を収容する回路室と、前記主通路から前記被計測気体を取り込む副通路とを有し、
前記回路基板に、前記圧力センサ、前記吸気温度センサ、前記流量センサ、前記湿度センサが実装されている請求項1に記載の物理量検出装置。 - 前記主通路に固定するためのフランジと、
前記フランジから近い順に、前記圧力センサが実装可能な圧力センサ実装部と、前記流量センサが実装できる流量センサ実装部と、前記湿度センサが搭載可能な湿度センサ実装部と、前記吸気温度センサが搭載可能な温度センサ実装部と、を備える回路基板と、を備え、
少なくとも前記流量センサと前記吸気温度センサが実装されている請求項2に記載の物理量検出装置。 - 前記回路基板は、縦横アスペクト比が1より大きい長方形状であり、
その長辺方向が前記計測部の突出方向と平行となるように前記回路室に配置される請求項2または3の物理量検出装置。 - 前記流量センサが熱硬化性樹脂で封止され、接続端子が設けられたチップパッケージを有し、
該チップパッケージは、前記接続端子を前記回路基板にハンダ付けして固定されていることで、前記流量センサが前記回路基板に実装される請求項4に記載の物理量検出装置。 - 前記チップパッケージは、前記回路室と前記副通路との間に亘って配置され、
前記流量センサは、前記副通路内に露出して配置されている請求項5に記載の物理量検出装置。 - 前記回路室の上流側壁よりも下流側に前記副通路の入口が設けられている請求項6に記載の物理量検出装置。
- 前記吸気温度センサは、リード形状の接続端子を有し、
前記接続端子が前記回路基板にハンダ付けまたは導通部材を介して固定されている請求項7に記載の物理量検出装置。 - 前記吸気温度センサの計測部は、前記副通路の入口よりも上流であって、前記回路室の上流側壁の下流側に位置する請求項8に記載の物理量検出装置。
- 前記圧力センサおよび前記湿度センサは、接続端子が設けられた樹脂で形成されたパッケージに格納され、
該パッケージは、前記接続端子を前記回路基板にハンダ付けして固定されている請求項9に記載の物理量検出装置。
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