物理量检测装置的制作方法

1.本公开涉及物理量检测装置。


背景技术：

2.以往已知与用于测定流量及流速的装置相关的发明(下述专利文献1)。该以往的测定装置具有分流路径、检测元件和滞留空间。在上述分流路径中导入被测定流体。上述检测元件暴露于分流路径内的流体中，并检测流速和流量等与流体有关的量。上述滞留空间设置在分流路径的中途，位于检测元件和分流路径的导出口之间，并使从导出口反向导入的逆流的至少一部分滞留。该测定装置的特征在于，在导出口附近，随着靠向导出口，在被测定流体沿正向流动时，分流路径向下游侧的方向倾斜(专利文献1、第0006段、权利要求1、图1等)。
3.根据该以往的测定装置，通过在分流路径的中途设置上述滞留空间，减少了逆流对测定精度的影响，进而也减少了脉动的影响(专利文献1、第0007段等)。现有技术文献专利文献
4.专利文献1：日本专利特开2001-255188号公报


技术实现要素：

发明所要解决的技术问题
5.随着车辆小型化的要求，搭载涡轮增压器的内燃发动机汽车有增加的趋势。但由于车辆的小型化，若发动机舱的空间缩小，则用于检测发动机的吸入空气的流量等物理量的物理量检测装置与涡轮增压器之间的距离缩短，由涡轮增压器产生的声波容易到达物理量检测装置。在这种情况下，在上述以往的测定装置中，由涡轮增压器产生的声波的影响会波及检测元件，流量和流速的检测精度可能下降。
6.本公开提供一种物理量检测装置，其能够降低由涡轮增压器产生的声波的影响，并能抑制包括气体流量的物理量的检测精度降低。用于解决技术问题的技术手段
7.本公开的一个方式是一种物理量检测装置，其检测从搭载有涡轮增压器的发动机的进气通路吸入的空气的物理量，该物理量检测装置的特征在于，包括：副通路，该副通路吸入沿着平行于所述进气通路的中心线的第一方向从所述进气通路的上游侧流向下游侧的空气的一部分；以及流量检测部，该流量检测部检测被吸入到该副通路的空气的流量，所述副通路具有：朝向所述第一方向的所述上游侧开口的入口；朝向所述第一方向的所述下游侧开口的出口；以及用于使从所述涡轮增压器传播到所述出口的内侧的声波衰减的衰减室。发明效果
8.根据本公开的上述一个方式，能提供一种物理量检测装置，其能够降低由涡轮增
压器产生的声波的影响，并能抑制包括气体流量的物理量的检测精度降低。
附图说明
9.图1示出了本公开的物理量检测装置的实施方式的发动机系统的示意图。图2是设置在图1的发动机系统的进气通路上的物理量检测装置的背面图。图3是图2的物理量检测装置的左侧视图。图4是图2的物理量检测装置的右侧视图。图5是表示拆下图2的物理量检测装置的盖板的状态的背视图。图6是沿图5的vi-vi线的物理量检测装置的剖视图。图7是将图5中的vii部分放大后的物理量检测装置的衰减室的放大图。图8是图7的衰减室的示意图。图9是表示图8的衰减室的变形例的示意图。图10是表示图8的衰减室的变形例的示意图。
具体实施方式
10.以下，将参照附图说明本公开所涉及的物理量检测装置的实施方式。
11.图1是表示本公开的物理量检测装置的一个实施方式的发动机系统200的示意图。发动机系统200例如搭载在汽车等车辆上，并产生用于使车辆行驶的动力。发动机系统200包括例如作为内燃机的发动机201、以及连接到该发动机201的进气通路202和排气通路203。
12.在进气通路202中设置有例如物理量检测装置100、涡轮增压器204、空气旁通阀205、中冷器206、增压温度传感器207、节流阀208、进气歧管209、增压压力传感器210和流动加强阀211。
13.发动机201包括例如进气阀212、排气阀213、打开关闭位置传感器214、215、燃料喷射阀216、火花塞217、爆震传感器218、曲柄角度传感器219和可变压缩比机构220。
14.在排气通路203中例如设置有废气旁通阀221、空燃比传感器222、排气净化催化剂223、排气再循环(exhaust gas recirculation：egr)管224、egr冷却器225、egr温度传感器226、egr阀227和差压传感器228。
15.发动机系统200还包括例如控制装置230。控制装置230例如由控制发动机201的电子控制装置(electronic control unit：ecu)构成，或者构成ecu的一部分。ecu例如是微控制器，包括省略图示的中央处理器(central processing unit：cpu)、rom、闪存等存储装置、存储在该存储装置中的各种计算机程序和数据、计时器、与周边设备进行通信的输入输出部。
16.物理量检测装置100例如包括温度传感器、流量传感器和湿度传感器，用于测定吸入排气通路203的空气的温度、流量和湿度，并将测定结果输出到控制装置230。涡轮增压器204包括压缩机204a和涡轮204b，通过流过排气通路203的气体使涡轮204b旋转，通过涡轮204b的旋转使压缩机204a旋转。由此，涡轮增压器204将吸入进气通路202的空气压送到发动机201。
17.空气旁通阀205例如设置在旁通通路中，该旁通通路对进气通路202的涡轮增压器
204进行旁通，并且根据来自控制装置230的控制信号打开和关闭，防止压缩机204a和节流阀208之间的空气压力过度上升。例如，在增压状态下节流阀208突然关闭的情况下，空气旁通阀205根据控制装置230的控制打开。由此，压缩机204a下游的被压缩的空气通过旁通通路逆流到压缩机204a的上游，从而降低增压压力。
18.中冷器206冷却由压缩机204a隔热压缩并温度上升的吸入空气从而降低温度。增压温度传感器207测定由中冷器206冷却的吸入空气的温度(增压温度)，并将测定结果输出到控制装置230。节流阀208例如设置在增压温度传感器207的下游，通过控制装置230的控制来控制开度，从而控制流入发动机201的气缸的吸入空气量。节流阀208例如由蝶阀构成，该蝶阀能够独立于车辆驾驶员踩下油门踏板的踩踏量而通过来自控制装置230的控制信号来控制阀门开度。
19.进气歧管209设置在节流阀208的下游，并且组装有增压压力传感器210。增压压力传感器210测定进气歧管209中的吸入空气的压力即增压压力，并将测定结果输出到控制装置230。进气歧管209和中冷器206可以一体化。在这种情况下，能减小从压缩机204a到发动机201的气缸的进气通路202的容积，并且能提高车辆的加减速的响应性。
20.流动加强阀211设置在进气歧管209的下游，使吸入空气中产生偏流，从而加强在发动机201的气缸内的混合气流中产生的散乱。进气阀212和排气阀213分别由控制装置230控制，并包括可变阀机构，该可变阀机构用于使阀的打开和关闭位置的相位连续可变。打开关闭位置传感器214、215分别设置在进气阀212和排气阀213的可变阀机构中，检测进气阀212和排气阀213的打开关闭位置的相位，并将该相位输出到控制装置230。
21.燃料喷射阀216例如设置在发动机201的气缸中，并且是用于将燃料直接喷射到气缸内的直接喷射式。燃料喷射阀216可以是将燃料喷射到进气端口内的端口喷射式。火花塞217设置在发动机201的气缸中，并通过在气缸盖内露出的电极部的火花点燃气缸内的可燃混合气。爆震传感器218设置在发动机201的气缸体中，并检测是否存在在燃烧室内发生的爆震。
22.曲轴角度传感器219组装在发动机201的曲柄轴上，并且在每个燃烧周期中将与曲柄轴的旋转角度对应的信号作为表示曲柄轴的旋转速度的信号输出到控制装置230。可变压缩比机构220设置在发动机201的曲柄机构中，根据发动机201的运行状态，通过控制装置230的控制来改变压缩比，从而在将热效率保持在最佳状态的同时提高最大输出。
23.废气旁通阀221例如是设置在用于对排气通路203中的涡轮增压器204进行旁通的旁通通路中，并且通过来自控制装置230的控制信号控制其开度的电动式阀。例如，控制装置230能基于由增压压力传感器210测定到的增压压力来调整废气旁通阀221的开度，从而使废气的一部分通过排气通路的旁通通路，从而减少废气对涡轮增压器204的涡轮204b做的功。结果，能将增压压力保持在目标压力。
24.例如，空燃比传感器222设置在排气通路203的废气旁通阀221的下游，测定废气的氧气浓度即空燃比，并将测定结果输出到控制装置230。排气净化催化剂223例如设置在排气通路203的空燃比传感器222的下游，并且通过催化反应来净化废气中的一氧化碳、氮化合物和未燃烧的碳化氢等有害废气组分。
25.egr管224连接排气通路203的在排气净化催化剂223下游侧的部分和进气通路202的在涡轮增压器204的压缩机204a上游侧的部分，通过排气净化催化剂223的废气的一部分
回流到压缩机204a的上游侧的进气通路202。egr冷却器225设置在egr管224中并对通过egr管224的废气进行冷却。egr温度传感器226例如设置在egr冷却器225和egr阀227之间，测定流过egr管224的废气的温度，并将其输出到控制装置230。
26.egr阀227例如设置在egr温度传感器226和进气通路202之间，其开度由控制装置230控制，对从排气通路203回流到进气通路202的废气的流量进行控制。差压传感器228设置在egr管224中，并且设置在egr阀227的上游侧和下游侧，测量egr阀227的上游侧的废气的压力与egr阀227的下游侧的废气的压力之间的差压，并将该差压输出到控制装置230。
27.例如，如上所述，控制装置230连接到构成发动机系统200的各种传感器和驱动发动机系统200的各个部分的致动器。控制装置230控制例如节流阀208、具有可变阀机构的进气阀212和排气阀213、燃料喷射阀216、egr阀227等致动器的动作。此外，控制装置230基于从各种传感器输入的信号检测发动机201的运行状态，并在根据该运行状态决定的定时对火花塞217进行点火。
28.物理量检测装置100例如从设置在进气通路202的通路壁上的安装孔插入进气通路202的内部，并在固定在进气通路202的通路壁上的状态下被使用。物理量检测装置100吸入通过省略图示的空气过滤器被吸入并沿着平行于进气通路202的中心线202a的第一方向d1从进气通路202的上游侧流向下游侧的空气的一部分。
29.物理量检测装置100检测吸入的空气的物理量并将其输出到控制装置230。物理量检测装置100在进气通路202的径向上从进气通路202的通路壁朝向进气通路202的中心线202a突出。也就是说，进气通路202中的物理量检测装置100的突出方向例如是与平行于进气通路202的中心线202a的第一方向d1正交的第二方向d2。
30.控制装置230例如根据作为物理量检测装置100的输出的吸入空气的物理量、以及基于曲柄角度传感器219的输出测量到的发动机201的转速来运算燃料喷射量和点火时刻。基于上述运算结果，控制装置230控制燃料喷射阀216的燃料喷射量和火花塞217的点火时刻。
31.实际上，控制装置230还基于吸入空气的温度、节流阀208的开度的变化状态、发动机201的转速的变化状态、废气的空燃比状态来精细地控制燃料供给量和点火时刻。控制装置230还利用省略图示的怠速空气控制阀控制在发动机201的怠速运转状态下对节流阀208进行旁通的空气量，并控制在怠速运转状态下的发动机201的转速。
32.作为发动机201的主要的控制量的燃料供给量和点火时刻都通过将物理量检测装置100的输出作为主要参数来运算。因此，提高物理量检测装置100的测定精度、抑制随时间变化、以及提高可靠性对于提高车辆的控制精度和确保可靠性十分重要。
33.特别是近年来，对于车辆的油耗的期望非常高，另外对于废气净化的期望也非常高。为了满足这些期望，提高由物理量检测装置100检测的吸入空气的物理量的检测精度是极其重要的。另外，物理量检测装置100保持较高的可靠性也很重要。此外，搭载有物理量检测装置100的车辆在温度或湿度变化较大的环境中使用。优选地，还考虑物理量检测装置100对其使用环境中的温度和湿度的变化的应对、对灰尘和污染物等的应对。
34.随着车辆小型化的要求，搭载涡轮增压器204的内燃发动机汽车有增加的趋势。但由于车辆的小型化，若发动机舱的空间缩小，则用于检测发动机201的吸入空气的流量等物理量的物理量检测装置与涡轮增压器204之间的距离缩短，由涡轮增压器204产生的声波容
易到达物理量检测装置100。
35.因此，对于物理量检测装置100，减少由涡轮增压器204产生的声波的影响，抑制包括气体的流量在内的物理量的检测精度的降低十分重要。虽然将在后面详细描述，但是本实施方式的物理量检测装置100的特征在于具有以下结构，从而减小由涡轮增压器204产生的声波的影响，抑制包括气体流量的物理量的检测精度的降低(参照图5和图6)。-{}-36.本实施方式的物理量检测装置100检测从搭载有涡轮增压器204的发动机201的进气通路202吸入的空气的物理量。物理量检测装置100包括：副通路130，其吸入沿着平行于进气通路202的中心线202a的第一方向d1从进气通路202的上游侧流向下游侧的空气的一部分；以及流量检测部151，其检测被吸入该副通路130的空气的流量。副通路130具有：朝向第一方向d1的上游侧开口的入口114；朝向第一方向d1的下游侧开口的出口116；以及用于使从涡轮增压器204传播到出口116的内侧的声波衰减的衰减室134。
37.以下，将参考图2至图10更详细地说明本实施方式的物理量检测装置100。在上述各图中，示出了由平行于图1所示的进气通路202中的物理量检测装置100的突出方向的x轴、平行于进气通路202的中心线202a的y轴、以及平行于物理量检测装置100的厚度方向的z轴构成的直角坐标系。另外，在以下的说明中，通过空气过滤器吸入进气通路202的空气沿着与进气通路202的中心线202a(y轴)平行的第一方向d1从进气通路202的上游侧流向下游侧(y轴正方向)。
38.图2是设置在图1的发动机系统200的进气通路202中的物理量检测装置100的背视图。图3是图2的物理量检测装置100的左侧视图。图4是图2的物理量检测装置100的右侧视图。
39.物理量检测装置100包括例如壳体110和盖板120。壳体110例如通过对合成树脂材料进行射出成型来制造。盖板120例如是以金属或合成树脂为材料的板状的构件。盖板120例如可以使用合成树脂材料的成形品。壳体110和盖板120构成配置在进气通路202内的物理量检测装置100的外壳。
40.壳体110例如具有凸缘111、连接器112和测量部113。凸缘111在沿第二方向d2俯视时具有大致矩形的板状形状，并且在对角线上的角部具有一对固定部111a。固定部111a具有圆筒状的贯通孔111b(参照图6)，该贯通孔111b在中央部贯穿凸缘111并插入固定螺钉。
41.物理量检测装置100例如通过以下步骤固定到进气通路202的通路壁上。首先，将物理量检测装置100的测量部113从设置在进气通路202的通路壁上的安装孔插入进气通路202内，并使凸缘111与进气通路202的通路壁抵接。接下来，将插入物理量检测装置100的凸缘111的贯通孔111b中的固定螺钉拧入进气通路202的通路壁的螺钉孔中并紧固。由此，如图1所示，物理量检测装置100被固定到进气通路202。
42.连接器112从凸缘111突出，经由配置在进气通路202的外部的例如省略图示的连接器和电缆连接到控制装置230。如图4所示，在连接器112的内部设置有多个外部端子112a和校正用端子112b。外部端子112a例如包括：作为物理量检测装置100的测量结果的流量、温度、湿度等物理量的输出端子；以及提供用于使物理量检测装置100动作的直流电的电源端子。
43.校正用端子112b用于在制造物理量检测装置100之后测量物理量，求出对于各个
物理量检测装置100的校正值，并将校正值存储在物理量检测装置100内部的存储器中。在之后由物理量检测装置100测量物理量时，使用基于存储在上述存储器中的校正值的校正数据，而不使用校正用端子112b。
44.测量部113从固定到进气通路202的通路壁的凸缘111朝向进气通路202的中心线202a延伸，并且在与中心线202a正交的进气通路202的径向(第二方向d2)上突出。测量部113具有大致长方体形状的扁平角形的形状。测量部113在进气通路202中的测量部113的突出方向(第二方向d2)上具有长度，并且在进气通路202中的空气的主流方向(第一方向d1)上具有宽度。另外，测量部113在与突出方向(第二方向d2、x轴方向)和宽度方向(第一方向d1、y轴方向)正交的方向(z轴方向)上具有厚度。由此，由于测量部113具有沿着流过进气通路202的吸入空气的主流方向的扁平形状，因此能降低吸入空气的流体阻力。
45.测量部113具有正面113a、背面113b、上游侧的侧面113c、下游侧的侧面113d和下表面113e。正面113a和背面113b的面积大于测量部113的其他表面，并且与测量部113的突出方向(第二方向d2)和进气通路202的中心线202a(第一方向d1)大致平行。上游侧的侧面113c和下游侧的侧面113d具有比正面113a和背面113b的面积更小的细长的形状，并且与进气通路202的中心线202a(第一方向d1)大致正交。下表面113e的面积小于测量部113的其他表面，与进气通路202的中心线202a(第一方向d1)大致平行，且与测量部113的突出方向(第二方向d2)大致正交。
46.测量部113在上游侧的侧面113c具有后述的副通路的入口114，并且在下游侧的侧面113d具有副通路的出口116。另外，测量部113也可以在下游侧的侧面113d具有副通路的异物排出口115。副通路的入口114、出口116和异物排出口115设置在比测量部113的突出方向(第二方向d2)的中央更靠前端侧的测量部113的前端部。由此，远离进气通路202的内壁面的进气通路202的中央部附近的空气可以从入口114吸入。因此，物理量检测装置100能抑制由于发动机201的热量的影响而引起的测量精度的降低。
47.图5是表示拆下了图2的物理量检测装置100的盖板120的状态的背视图。图6是沿着图5中的vi-vi线的物理量检测装置100的剖视图。本实施方式的物理量检测装置100例如包括副通路130、电路基板140和芯片封装150。
48.图4所示的连接器112的外部端子112a例如经由图6所示的接合线143连接到电路基板140的焊盘。例如，电路基板140中，保护电路144被安装在连接有接合线143的面上。保护电路144使电路中的电压稳定并消除噪声。上述接合线143和保护电路144被省略图示的密封材料覆盖并密封。作为密封材料，例如，可以使用硅凝胶或具有比硅基密封材料更高的刚性的环氧基密封材料。
49.如图5所示，壳体110在测量部113的背面113b侧具有凹状的副通路槽117和凹状的电路室118。副通路槽117的开口部被图2所示的盖板120封闭，从而在与盖板120之间形成副通路130。
50.副通路130例如具有入口114、入口侧通路131、出口侧通路132、出口116、异物排出通路133和异物排出口115。例如，副通路130从朝向第一方向d1的上游侧开口的入口114吸入流过进气通路202的空气的一部分，并使其走过入口侧通路131、出口侧通路132和异物排出通路133，并从朝向第一方向d1的下游侧开口的出口116和异物排出口115返回到进气通路202。
51.副通路槽117例如具有第一副通路槽117a、第二副通路槽117b、第三副通路槽117c。如图5所示，第一副通路槽117a从向测量部113的上游侧的侧面113c开口的入口114向第一方向d1延伸，进而从第一方向d1向第二方向d2弯曲，沿着第二方向d2向测量部113的基端部的凸缘111弯曲并延伸。
52.副通路130的入口侧通路131形成在该第一副通路槽117a和盖板120之间。入口侧通路131的上游端连接到入口114。入口侧通路131例如具有从入口114沿第一方向d1延伸的入口侧上游部131a、以及在从该入口侧上游部131a沿与第一方向d1正交的第二方向d2延伸并在下游端配置有流量检测部151的入口侧下游部131b。
53.另外，第三副通路槽117c从第一副通路槽117a分岔，沿着第一方向d1延伸到向测量部113的下游侧的侧面113d开口的异物排出口115。在该第三副通路槽117c和盖板120之间形成有从入口侧上游部131a朝向异物排出口115并沿第一方向d1延伸的异物排出通路133。异物排出通路133将从入口114吸入的空气的一部分与从入口114吸入的灰尘等异物一起从异物排出口115返回到进气通路202。异物排出口115在从出口116越过出口侧下游部132b的下游端并沿第二方向d2远离该出口116的位置处朝向第一方向d1的下游侧开口。
54.另外，第二副通路槽117b弯曲成u字形使得从第一副通路槽117a的下游端向第二方向d2的相反方向折返，并且沿着第二方向d2向测量部113的前端部的出口116延伸。副通路130的出口侧通路132形成在该第二副通路槽117b和盖板120之间。出口侧通路132例如具有出口侧上游部132a和出口侧下游部132b。
55.出口侧上游部132a例如弯曲成u字形使得从入口侧下游部131b朝向第二方向d2的相反方向、即测量部113的突出方向上的前端部折返。例如，出口侧下游部132b从出口侧上游部132a的下游端朝向出口116沿第二方向d2延伸，并且在下游端设置有衰减室134。此外，出口侧下游部132b的下游端例如越过出口116向第二方向d2延伸，并且在衰减室134中形成凹状部134a。
56.凹状部134a中，例如仅出口侧下游部132b的上游侧的端部开放，并且作为出口侧下游部132b的下游侧的端部的底部和该底部的周围的侧壁部被封闭。即，凹状部134a是出口侧下游部132b的下游端的终点或死路。凹状部134a的开放端与在第一方向d1上开口的出口116的一端相邻。
57.图7是形成在图5所示的副通路130的出口侧下游部132b的下游端的衰减室134的ⅶ部的放大图。图8是图7所示的衰减室134的示意图。衰减室134例如是通过使出口侧下游部132b的下游端比其上游侧扩大来形成的。更具体地，例如，衰减室134与在其上游侧的出口侧下游部132b相比，与第二方向d2正交的截面的截面积扩大。
58.衰减室134例如使具有与副通路130的共振频率对应的频率的声波衰减。副通路130的共振频率ω例如可以通过将声速设为c，将出口116的开口面积设为s，将从出口116到入口114的副通路130的流路长度设为l，将从出口116到入口114的副通路130的体积设为v，并基于下记式(1)计算。
59.[数学式1]
[0060]
上述式(1)中的流路长度l例如是从出口侧通路132的下游端到上游端的中心线的长度与从入口侧通路131的下游端到上游端的中心线的长度之和。同样地，上述式(1)中的体积v例如是出口侧通路132的体积与入口侧通路131的体积之和。流路长度l例如可以包括从异物排出口115的中心到异物排出通路133的上游端的中心线的长度，同样地，体积v例如可以包括异物排出通路133的体积。此外，副通路130的共振频率ω例如可以通过实验或计算机的模拟来求出。
[0061]
衰减室134例如具有反射壁134b，该反射壁134b使从涡轮增压器204传播到出口116的内侧的声波穿过出口116的中心，朝向平行于第一方向d1的出口中心线116a反射。反射壁134b与出口中心线116a相对地设置。
[0062]
更具体地，在图7所示的示例中，反射壁134b在相对于第二方向d2倾斜的状态下，与出口中心线116a相对。更详细地，反射壁134b向出口侧下游部132b的外侧倾斜，即，反射壁134b向进气通路202中的测量部113的下游侧的侧面113d倾斜，以使得沿第二方向d2延伸的出口侧下游部132b从上游侧向下游侧扩展。
[0063]
如图8所示，反射壁134b可以平行于出口中心线116a和第一方向d1，并且与第二方向d2正交。也就是说，反射壁134b可以设置为阶梯状，使得出口侧下游部132b从上游侧向下游侧扩展。另外，多个反射壁134b可以以阶梯状设置在衰减室134中，以使得出口侧下游部132b从上游侧向下游侧逐渐扩大。在这种情况下，各个反射壁134b可以相对于出口中心线116a倾斜或与出口中心线116a平行。
[0064]
另外，例如，如图8所示，反射壁134b中，在向出口116的内侧传播的声波的反射方向上的到出口中心线116a的距离d1是其反射的声波的四分之一波长。也就是说，如果将通过反射壁134b和再反射壁134c反射的声波的波长设为λ，则以下的式(2)成立。
[0065]
d1＝λ/4
…
(2)
[0066]
这里，例如，如图8所示，对于反射壁134b的声波的入射方向和反射方向平行于出口侧下游部132b的延伸方向即第二方向d2，并且是与出口中心线116a正交的方向。例如，可以通过计算机模拟来求出对于反射壁134b的声波的入射方向和反射壁134b对声波的反射方向。
[0067]
上述的式(2)中的声波的波长λ是例如对应于副通路130的共振频率ω的波长。即，反射壁134b与出口中心线116a之间的距离d1例如可以通过将声速设为c，用以下的式(3)来表示。
[0068]
d1＝c/4ω
…
(3)
[0069]
衰减室134例如还具有再反射壁134c，该再反射壁134c对由反射壁134b反射的声波再次进行反射。再反射壁134c例如与反射壁134b平行地设置，并且与反射壁134b相对。再反射壁134c到相对的反射壁134b的距离d2是声波的四分之一波长的两倍以上的整数倍。也就是说，如果将被反射壁134b和再反射壁134c反射的声波的波长设为λ，并且将n设为1以上的整数，则下面的式(4)成立。
[0070]
d2＝(n+1)
·
λ/4
…
(4)
[0071]
上述的式(4)中的声波的波长λ是例如对应于副通路130的共振频率ω的波长。即，反射壁134b和再反射壁134c之间的距离d2例如可以通过将声速设为c，用以下的式(5)来表示。
[0072]
d2＝(n+1)
·
c/4ω
…
(5)
[0073]
在图7和图8所示的示例中，一个反射壁134b形成在衰减室134的设置有出口116的内壁上。然而，衰减室134的结构不限于图7和图8所示的示例。以下，参照图9和图10，说明图7和图8所示的衰减室134的变形例。
[0074]
图9是与沿着图8的ix-ix线的截面对应的衰减室134的变形例的示意性的剖视图。例如，衰减室134中，可以在与第一方向d1和第二方向d2正交的物理量检测装置100的测量部113的厚度方向(z轴方向)上的壁面上设置反射壁134b。也就是说，反射壁134b例如可以形成在壳体110的测量部113所设置的第二副通路槽117b的底面或盖板120的内侧的表面上。
[0075]
图10是示出图8的衰减室134的变形例的示意图。在该变形例中，衰减室134包括对应于不同波长的多个声波的多个反射壁134b、134d。也就是说，如果将反射壁134d反射的声波的波长设为λ
′
，则可以通过下面的式(6)来计算反射壁134d与出口中心线116a之间的距离d3。
[0076]
d3＝λ
′
/4
…
(6)
[0077]
虽然图10示出了对应于两个不同波长的声波的两个反射壁134b、134d，但是也可以设置对应于三个以上不同波长的声波的三个以上反射壁。
[0078]
如图5所示，在壳体110的测量部113的背面113b侧且连接到凸缘111的测量部113的基端侧，电路室118被设置成凹形，并且收纳电路基板140。电路室118在比入口侧通路131的入口侧上游部131a更靠测量部113的基端侧，并且在比出口侧通路132更靠第一方向d1的上游侧，与入口侧下游部131b和出口侧上游部132a相邻地设置。
[0079]
如图6所示，芯片封装150包括流量检测部151、电子元器件152、引线框154和树脂密封部155。流量检测部151例如是热式流量传感器。流量检测部151例如包括半导体基板、形成在该半导体基板的表面侧并从树脂密封部155露出的薄膜部、以及形成在该半导体基板的背面侧并形成薄膜部的凹部。另外，流量检测部151包括设置在薄膜部的表面侧的一对温度传感器、和设置在该一对温度传感器之间的加热器，并且被安装在引线框154上。
[0080]
电子元器件152安装在引线框154上，并驱动流量检测部151。引线框154具有从树脂密封部155突出的连接端子。连接端子经由焊料等的接合材料安装在电路基板140上。树脂密封部155例如通过热固性树脂的传递模塑成形，并一体地密封流量检测部151、电子元器件152、和引线框154。
[0081]
例如，如图6所示，流量检测部151检测流过形成在电路基板140和芯片封装150的凹槽之间的流量检测通路131c的气体的流量。流量检测通路131c例如形成在副通路130的入口侧下游部131b内。
[0082]
此外，如图5所示，除了包括流量检测部151的芯片封装150之外，还在电路基板140上安装温度传感器160、压力传感器170和湿度传感器180中的至少一个。各个传感器的连接端子例如被密封材料141密封。在本实施方式中，在电路基板140上安装有温度传感器160、压力传感器170和湿度传感器180，但是可以省略任一个传感器。
[0083]
温度传感器160例如是安装在电路基板140上的贴片型温度传感器。温度传感器160例如配置在测量部113的突出方向即第二方向d2上朝向测量部113的前端延伸的电路基板140的延伸部140c的前端部。如图2所示，温度传感器160配置在测量部113的温度检测通
路190中，并且测定从进气通路202吸入温度检测通路190的气体的温度。
[0084]
温度检测通路190在测量部113的上游侧的侧面113c上具有入口，并且在测量部113的正面113a和背面113b双方具有出口。温度检测通路190从开口于测量部113的上游侧的侧面113c的入口吸入流过进气通路202的空气，并从开口于测量部113的正面113a和背面113b的出口排出到进气通路202。通过这种结构，能提高温度传感器160的散热性。
[0085]
压力传感器170例如安装在电路基板140上并配置在电路室118内。电路室118与在凸缘111的附近弯曲成u字形的副通路130的出口侧上游部132a连通。由此，通过配置在电路室118中的压力传感器170能测定流过副通路130的气体的压力。
[0086]
湿度传感器180例如安装在电路基板140上，并且配置在比电路室118更靠测量部113的前端侧的被划分的区域中。湿度传感器180例如检测从进气通路202吸入副通路130的气体的湿度。
[0087]
以下，说明本实施方式的物理量检测装置100的作用。
[0088]
如上所述，本实施方式的物理量检测装置100是检测从搭载有涡轮增压器204的发动机201的进气通路202吸入的空气的物理量的装置。物理量检测装置100包括：副通路130，其吸入沿着平行于进气通路202的中心线202a的第一方向d1从进气通路202的上游侧流向下游侧的空气的一部分；以及流量检测部151，其检测被吸入该副通路130的空气的流量。副通路130具有：朝向第一方向d1的上游侧开口的入口114；朝向第一方向d1的下游侧开口的出口116；以及用于使从涡轮增压器204传播到出口116的内侧的声波衰减的衰减室134。
[0089]
通过这种结构，本实施方式的物理量检测装置100能通过副通路130的衰减室134使从涡轮增压器204传播到副通路130的出口116的内侧的声波衰减。因此，抑制由于传播到副通路130的出口116的内侧的声波的影响而产生的副通路130内的空气的振动，能抑制流量检测部151检测空气流量的精度的降低。因此，根据本实施方式的物理量检测装置100，例如，即使在与现有技术相比缩短了到涡轮增压器204的距离的情况下，也能减小在涡轮增压器204中产生的声波的影响，从而能抑制包括气体的流量的物理量的检测精度降低。
[0090]
另外，在本实施方式的物理量检测装置100中，衰减室134具有反射壁134b，该反射壁134b使传播到出口116的内侧的声波通过出口116的中心，朝向平行于第一方向d1的出口中心线116a反射。该反射壁134b与出口中心线116a相对地设置，在声波的反射方向上到出口中心线116a的距离d1是声波的四分之一波长。
[0091]
根据该结构，本实施方式的物理量检测装置100中，从涡轮增压器204向出口116的内侧传播并被反射壁134b反射而到达出口中心线116a的声波产生二分之一波长的偏移。结果，从涡轮增压器204新传播到出口116的内侧的声波、和被反射壁134b反射的声波彼此抵消。因此，能在衰减室134中使传播到出口116的内侧的声波衰减。
[0092]
在本实施方式的物理量检测装置100中，衰减室134可以包括与不同波长的多个声波对应的多个反射壁134b、134d。通过这种结构，本实施方式的物理量检测装置100能够在衰减室134中使多个不同的特定波长的声波选择性地衰减。
[0093]
此外，在本实施方式的物理量检测装置100中，衰减室134具有再反射壁134c，该再反射壁134c对被反射壁134b反射的声波再次进行反射。该再反射壁134c到相对的反射壁134b的距离d2被设为其反射的声波的四分之一波长的两倍以上的整数倍。通过这种结构，本实施方式的物理量检测装置100中，被再反射壁134c再次反射的声波与被反射壁134b反
射的声波或新传播到出口116的内侧的声波相互抵消。因此，能在衰减室134中更有效地使传播到副通路130的出口116的内侧的声波衰减。
[0094]
此外，在本实施方式的物理量检测装置100中，副通路130包括连接到入口114的入口侧通路131、以及连接到该入口侧通路131和出口116的出口侧通路132。入口侧通路131具有从入口114沿第一方向d1延伸的入口侧上游部131a、以及从该入口侧上游部131a沿与第一方向d1正交的第二方向d2延伸并配置有流量检测部151的入口侧下游部131b。出口侧通路132还具有：出口侧上游部132a，该出口侧上游部132a弯曲成从入口侧下游部131b朝第二方向d2的相反方向折返；以及出口侧下游部132b，该出口侧下游部132b从该出口侧上游部132a向出口116沿第二方向d2延伸并且在下游端设置有衰减室134。
[0095]
通过这种结构，本实施方式的物理量检测装置100能通过从入口114到出口116的副通路130的弯曲形状，来减小由于进气通路202中的空气回流或脉动而产生的流量检测部151的检测误差。
[0096]
另外，在本实施方式的物理量检测装置100中，副通路130的出口侧通路132的出口侧下游部132b的下游端越过出口116向第二方向d2延伸，从而在衰减室134中形成凹状部134a。通过这种结构，本实施方式的物理量检测装置100能通过在衰减室134的凹状部134a内使声波反复地反射来使声波衰减。
[0097]
此外，在图7所示的示例中，衰减室134的与出口116相对的壁面形成为从与出口116相对的部分到凹状部134a的底面呈朝着出口116的相反侧鼓出的平滑的曲面形状。通过这种结构，容易使声波在衰减室134的凹状部134a内反复地反射。
[0098]
此外，在本实施方式的物理量检测装置100中，副通路130具有异物排出口115，该异物排出口115从出口116越过出口侧下游部132b的下游端并在第二方向d2上远离该出口116的位置上朝向第一方向d1的下游侧开口。此外，副通路130具有从入口侧上游部131a朝向异物排出口115并沿第一方向d1延伸的异物排出通路133。
[0099]
根据这种结构，本实施方式的物理量检测装置100能经由入口侧上游部131a和异物排出通路133从异物排出口115排出从入口114吸入副通路130的灰尘等异物。由此，能减少从入口侧上游部131a流向入口侧下游部131b的空气中包括的异物，并能提高流量检测部151的抗污损性。
[0100]
此外，在本实施方式的物理量检测装置100中，衰减室134使具有与副通路130的共振频率ω对应的频率的声波衰减。通过这种结构，本实施方式的物理量检测装置100能防止由于传播到副通路130的出口116的内侧的声波的影响而导致副通路130的内部的空气共振，能减小流量检测部151检测空气流量的误差。
[0101]
以上，虽然已经使用附图详细说明了本公开所涉及的物理量检测装置的实施方式，但是具体的结构并不限于该实施方式，在不脱离本公开的要旨的范围内进行设计变更等也包括在本公开中。
[0102]
例如，在上述实施方式中，衰减室134具有反射壁134b，其将从涡轮增压器204传播到副通路130的出口116的内侧的声波朝向出口中心线116a反射。反射壁134b与出口中心线116a相对地设置，在声波的反射方向上到出口中心线116a的距离是声波的四分之一波长。然而，本公开的物理量检测装置不限于该实施方式。即，衰减室134可以不具有反射壁134b。在这种情况下，例如，通过在衰减室134的内壁面上设置凹凸或吸声材料，或者使衰减室134
的截面积扩大得比出口侧下游部132b的截面积要大，从而能使声波衰减。标号说明
[0103]
100物理量检测装置114入口115异物排出口116出口116a出口中心线130副通路131入口侧通路131a 入口侧上游部131b 入口侧下游部132出口侧通路132a 出口侧上游部132b 出口侧下游部133异物排出通路134衰减室134a 凹状部134b 反射壁134c 再反射壁134d 反射壁151流量检测部201发动机202进气通路202a中心线204涡轮增压器d1距离d2距离d3距离d1第一方向d2第二方向ω共振频率。

技术特征：
1.一种物理量检测装置，检测从搭载有涡轮增压器的发动机的进气通路吸入的空气的物理量，该物理量检测装置的特征在于，包括：副通路，该副通路吸入沿着平行于所述进气通路的中心线的第一方向从所述进气通路的上游侧流向下游侧的空气的一部分；以及流量检测部，该流量检测部检测被吸入该副通路的空气的流量，所述副通路具有：朝向所述第一方向的所述上游侧开口的入口；朝向所述第一方向的所述下游侧开口的出口；以及用于使从所述涡轮增压器传播到所述出口的内侧的声波衰减的衰减室。2.如权利要求1所述的物理量检测装置，其特征在于，所述衰减室具有反射壁，该反射壁使所述声波通过所述出口的中心，并朝向平行于所述第一方向的出口中心线反射，所述反射壁与所述出口中心线相对地设置，并且在所述声波的反射方向上到所述出口中心线的距离被设为所述声波的四分之一波长。3.如权利要求2所述的物理量检测装置，其特征在于，所述衰减室包括与不同波长的多个所述声波对应的多个所述反射壁。4.如权利要求2所述的物理量检测装置，其特征在于，所述衰减室包括再反射壁，该再反射壁对所述反射壁反射后的所述声波再次进行反射，所述再反射壁到相对的所述反射壁的距离被设为所述声波的四分之一波长的两倍以上的整数倍。5.如权利要求2所述的物理量检测装置，其特征在于，所述副通路包括：连接到所述入口的入口侧通路；以及连接到该入口侧通路和所述出口的出口侧通路，所述入口侧通路包括：入口侧上游部，该入口侧上游部从所述入口沿所述第一方向延伸；以及入口侧下游部，该入口侧下游部从该入口侧上游部沿与所述第一方向正交的第二方向延伸并配置有所述流量检测部，所述出口侧通路包括：出口侧上游部，该出口侧上游部弯曲成从所述入口侧下游部向所述第二方向的相反方向折返；以及出口侧下游部，该出口侧下游部从该出口侧上游部朝向所述出口沿所述第二方向延伸，并且在下游端设置有所述衰减室。6.如权利要求5所述的物理量检测装置，其特征在于，所述出口侧下游部的所述下游端越过所述出口向所述第二方向延伸，并且在所述衰减室中形成有凹状部。7.如权利要求5所述的物理量检测装置，其特征在于，所述副通路包括：
异物排出口，该异物排出口从所述出口越过所述出口侧下游部的所述下游端并在沿所述第二方向远离所述出口的位置处朝向所述第一方向的所述下游侧开口；以及异物排出通路，该异物排出通路从所述入口侧上游部朝向所述异物排出口沿所述第一方向延伸。8.如权利要求1所述的物理量检测装置，其特征在于，所述衰减室使具有与所述副通路的共振频率对应的频率的所述声波衰减。

技术总结
本公开提供一种物理量检测装置，其能够降低由涡轮增压器产生的声波的影响，并能抑制包括气体流量的物理量的检测精度降低。物理量检测装置(100)用于检测从搭载有涡轮增压器的发动机的进气通路吸入的空气的物理量。物理量检测装置(100)包括：副通路(130)，其吸入沿着平行于进气通路的中心线的第一方向(D1)从进气通路的上游侧流向下游侧的空气的一部分；以及流量检测部，其检测被吸入该副通路(130)的空气的流量。副通路(130)具有：朝向第一方向(D1)的上游侧开口的入口(114)；朝向第一方向(D1)的下游侧开口的出口(116)；以及用于使从涡轮增压器传播到出口(116)的内侧的声波衰减的衰减室(134)。减室(134)。减室(134)。


技术研发人员：荒木优志 上之段晓 五来信章
受保护的技术使用者：日立安斯泰莫株式会社
技术研发日：2021.09.07
技术公布日：2023/8/13