[發明專利]熱式空氣流量傳感器

有效

• 申請號: 201580052281.8
• 申請日: 2015-07-24
• 公開（公告）號: CN106716077B
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 土井良介;小野瀨保夫;松本昌大;中野洋
• 申請（專利權）人: 日立汽車系統株式會社
• 主分類號: G01F1/68
• 分類號: G01F1/68
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 范勝杰;文志

本發明提供一種能夠進行自我診斷的熱式流量傳感器。該熱式流量傳感器在具備設置了用于與外部電氣導通的電極焊盤并檢測流量的半導體元件的熱式流量傳感器中，所述電極焊盤至少設置兩個以上，關于與所述電極焊盤相鄰接的電極焊盤，排列成為在流量檢測時使用的輸出范圍外的電位的電極焊盤。

技術領域

本發明涉及一種檢測物理量的傳感器，特別是涉及一種檢測內燃機的吸入空氣流量的熱式流量傳感器。

背景技術

以前，作為設置在汽車等內燃機的吸入空氣通道中，檢測吸入空氣量的流量傳感器，熱式流量傳感器因為能夠直接檢測質量空氣量而成為主流。

最近，通過半導體微加工技術在硅基板上堆積了電阻和絕緣層膜后，使用以KOH等為代表的溶解去除硅基板的一部分，形成薄膜部(隔膜)的空氣流量元件具有高速響應性，還能夠進行逆流檢測，因此受到關注。

另一方面，為了對上述空氣流量元件進行加熱器加熱驅動，使用LSI、微型計算機等半導體電路元件的情況較多，關于電路元件與空氣流量元件，主流是直接經由金線絲等將各個電極焊盤連接，或者經由支撐電路元件以及空氣流量元件的陶瓷配線基板等分別向電極焊盤和基板配線部電氣連接來進行使用。

另一方面，作為汽車用部件，舉出近年來要求的功能安全性。功能安全例如是指在構成發動機的燃料噴射系統的各傳感器以及各執行器中發生了某種異常時，發動機控制單元(ECU)存儲并檢測異常的發生，使儀表板(儀表盤)的警告燈點亮等，來向駕駛員通知異常發生，從而能夠使駕駛員認識到汽車部件的哪個部分有異常，并能夠停止行駛來盡快進行修理或部件更換從而恢復到安全的狀態。由此，即使在汽車部件具有某種異常的狀態下也能夠防止繼續正常運行這樣的危險行駛。在該功能安全中重要的是各部件(例如，傳感器)能夠診斷當前狀態是正常還是異常，在具有異常時，正確地傳達給ECU。換而言之，重要的是是否具備在單個部件中部分地存在異常時，自身輸出故障信號的功能。該功能一般被稱為自我診斷功能。例如，在專利文獻1中記載了與這些技術相關的內容。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2014-1993號公報

發明內容

發明所要解決的課題

在進行自我診斷時，作為熱式流量傳感器的故障模式的一個，考慮鄰接的電極焊盤間的短路。例如，在電源電位短路為接地電位的情況下等，一般采用通過比較器來檢測短路的方法。然而，至今為止沒有考慮在構成電橋電路來取出其中間電位時中間電位彼此的短路。

關于電極焊盤間的短路，考慮了經由樹脂內的空隙而短路的情況。使用圖3以及圖4來詳細說明該問題。

如圖3所示那樣，將熱式流量傳感器50插入到吸氣管40中。熱式流量傳感器50具有空氣流量檢測元件10和作為驅動電路的LSI70。在圖3的結構中，空氣流量檢測元件10連接到陶瓷基板上，關于電氣導通使用金線90與陶瓷基板內的電氣配線層65相連接。LSI70也同樣地連接到陶瓷基板上，關于電氣導通使用金線90與陶瓷基板內的電氣配線相連接。由此，將所述空氣流量檢測元件10與LSI70電氣連接。在上述結構中，將吸氣管內流過的空氣流的一部分取入到熱式流量傳感器內部使其在空氣流量檢測元件10上流過，由此能夠檢測流量。

并且使用圖4對空氣流量檢測元件10的電氣導通部進行說明。如上述那樣，元件直接暴露在發送機吸氣中，因此水、含硫氣體、燃油這樣的各種物質飛散在元件上。為了保護電極焊盤部30和金線部90不受這些物質的影響，一般使用樹脂密封100。

另一方面，具有在上述樹脂密封內部形成空隙101的情況。形成空隙的情況對于自身作為產品來說完全沒有問題。然而，如上所述，由于該密封部暴露在發動機吸氣這樣非常惡劣的環境下，因此估計到經過長時間會在空隙內滯留水等液體(氣體)物質的情況。