WO2020003809A1 - 物理量検出装置 - Google Patents

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WO2020003809A1
WO2020003809A1 PCT/JP2019/019853 JP2019019853W WO2020003809A1 WO 2020003809 A1 WO2020003809 A1 WO 2020003809A1 JP 2019019853 W JP2019019853 W JP 2019019853W WO 2020003809 A1 WO2020003809 A1 WO 2020003809A1
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WO
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passage
sub
physical quantity
detection device
quantity detection
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/019853
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English (en)
French (fr)
Inventor
昌道 中村
征史 深谷
暁 上ノ段
忍 田代
河野　務
斉藤　友明
直生 斎藤
Original Assignee
日立オートモティブシステムズ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
    • G01F1/684—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow

Definitions

  • the present disclosure relates to a physical quantity detection device.
  • Patent Document 1 Conventionally, there has been known an invention related to a flow measurement device in which a flow measurement element such as a heater resistor or a sensor resistor is arranged on a surface of a support attached to a housing (see Patent Document 1 below).
  • the flow rate measuring device described in Patent Document 1 includes (a) a housing having a flow path formed therein, and (b) a plate-shaped support member arranged along a flow direction of a fluid flowing through the flow path. , (C) disposed on the surface of the support and detecting a flow rate of a fluid flowing through the flow path.
  • the housing has a flow path restricting portion for reducing the cross-sectional area of the flow path in a predetermined section of the flow path.
  • the flow measuring element is disposed inside the flow path restricting section.
  • the flow path restricting portion has an inner wall surface that gradually reduces the width of the flow path from the center in the height direction of the flow path toward both sides (see the same document, claim 1 and the like).
  • the conventional flow rate measuring device has a flow path restricting portion in the swirling flow path, and a sensing element is arranged inside the flow restricting portion.
  • the sensing element is mounted on the sensor support, and the sensor support protrudes from the outer peripheral wall surface of the swirl flow path toward the inner circumferential side of the swirl flow path.
  • the flow path restricting portion is formed between two projecting walls on the inner peripheral side of the swirling flow path (see the same document, paragraphs 0029, 0038 to 0039, and FIGS. 1 to 3 and the like). See).
  • the air flowing through the swirl flow path is not only deflected to the outer peripheral side of the swirl flow path due to the centrifugal force, but also further protruded from the outer peripheral surface of the swirl flow path by the inner peripheral side of the swirl flow path. Biased to the side. For this reason, the bias of the air flowing through the flow path restricting portion in which the sensing element is disposed toward the outer peripheral side of the swirling flow path becomes excessive, and there is a possibility that the measurement error of the sensing element increases.
  • a physical quantity detection device it is possible to reduce the bias of the fluid flowing in the second sub-passage branched from the first sub-passage as compared with the related art, and to reduce the detection error of the physical quantity of the fluid by the sensor arranged in the second sub-passage.
  • a physical quantity detection device Provided is a physical quantity detection device.
  • One embodiment of the present disclosure is a physical quantity detection device that detects a physical quantity of a gas flowing through a main passage, wherein the first sub-passage extends along a central axis of the main passage and takes in a part of the gas, A second sub-passage branched from a branch portion of the sub-passage; and a flow sensor disposed in the second sub-passage; wherein the second sub-passage has a curved portion and a resistance portion; Has a curved shape that extends in a direction intersecting the central axis and folds back toward the central axis at the curved portion, and the resistance portion is formed on an inner peripheral side of the second sub-passage and a back side of the flow sensor.
  • a physical quantity detection device characterized in that the pressure loss of the flowing gas is higher than the pressure loss of the gas flowing on the outer peripheral side of the second sub-passage and on the surface side facing the detection surface of the flow rate sensor. It is.
  • the bias of the fluid flowing through the second sub-passage branched from the first sub-passage is reduced as compared with the related art, and the detection error of the physical quantity of the fluid by the sensor disposed in the second sub-passage is reduced.
  • FIG. 1 is a system diagram of an internal combustion engine control system using a physical quantity detection device.
  • FIG. 3 is a front view showing a state where a cover of the physical quantity detection device shown in FIG. 2 is removed.
  • FIG. 4 is a schematic enlarged cross-sectional view of the physical quantity detection device shown in FIG. 2 along the line IV-IV.
  • 5 is a graph showing a distribution of a flow rate of a gas to be measured in a second sub-passage shown in FIG. 4.
  • FIG. 6 is an enlarged view of a physical quantity detection device according to a first modification.
  • FIG. 5 is a sectional view corresponding to FIG. 4 of a physical quantity detection device according to a first modification.
  • FIG. 8 is a graph showing a distribution of a flow rate of a gas to be measured in a second sub-passage shown in FIG. 7.
  • FIG. 11 is an enlarged view of a physical quantity detection device according to Modification 2.
  • FIG. 10 is an enlarged view of a physical quantity detection device according to Modification 3.
  • FIG. 13 is a sectional view corresponding to FIG. 4 of the physical quantity detection device according to Modification 4.
  • 12 is a graph showing the distribution of the flow rate of the measured gas in the second sub-passage shown in FIG.
  • FIG. 13 is a sectional view corresponding to FIG. 4 of the physical quantity detection device according to Modification Example 5.
  • FIG. 1 is a system diagram of an electronic fuel injection type internal combustion engine control system 1 using a physical quantity detection device 20 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the intake air is sucked from the air cleaner 21 as the gas to be measured 2 and, for example, the intake body which is the main passage 22, the throttle body 23, and the intake manifold 24 are Through the combustion chamber of the engine cylinder 11.
  • the physical quantity of the measured gas 2 which is the intake air guided to the combustion chamber, is detected by the physical quantity detection device 20, fuel is supplied from the fuel injection valve 14 based on the detected physical quantity, and the air-fuel mixture is mixed with the measured gas 2. Is guided to the combustion chamber.
  • the fuel injection valve 14 is provided at the intake port of the internal combustion engine 10, and the fuel injected into the intake port forms an air-fuel mixture with the gas 2 to be measured, and the fuel is injected into the combustion chamber via the intake valve 15. Guided and burned to generate mechanical energy.
  • the fuel and the air guided to the combustion chamber are in a mixed state of the fuel and the air, and are explosively burned by spark ignition of the ignition plug 13 to generate mechanical energy.
  • the gas after the combustion is guided from the exhaust valve 16 to the exhaust pipe, and is discharged as the exhaust gas 3 from the exhaust pipe to the outside of the vehicle.
  • the flow rate of the gas to be measured 2 which is the intake air guided to the combustion chamber, is controlled by a throttle valve 25 whose opening changes based on the operation of an accelerator pedal.
  • the fuel supply amount is controlled based on the flow rate of the intake air guided to the combustion chamber, and the driver controls the opening degree of the throttle valve 25 to control the flow rate of the intake air guided to the combustion chamber.
  • the mechanical energy generated by the engine can be controlled.
  • the output of the throttle angle sensor 26 for measuring the opening of the throttle valve 25 is input to the control device 4, and further the positions and states of the engine piston 12, the intake valve 15, the exhaust valve 16 of the internal combustion engine, and the rotation of the internal combustion engine.
  • the output of the rotation angle sensor 17 is input to the control device 4 in order to measure the speed.
  • the output of the oxygen sensor 28 is input to the control device 4 in order to measure the state of the mixing ratio between the fuel amount and the air amount from the state of the exhaust gas 3.
  • the control device 4 calculates the fuel injection amount and the ignition timing based on the physical quantity of the intake air which is the output of the physical quantity detection device 20 and the rotation speed of the internal combustion engine measured based on the output of the rotation angle sensor 17. Based on these calculation results, the amount of fuel supplied from the fuel injection valve 14 and the ignition timing of ignition by the ignition plug 13 are controlled. The fuel supply amount and the ignition timing are actually further determined based on the temperature and throttle angle change state detected by the physical quantity detection device 20, the engine rotation speed change state, and the air-fuel ratio state measured by the oxygen sensor 28. It is finely controlled. The control device 4 further controls the amount of air bypassing the throttle valve 25 by the idle air control valve 27 in an idle operation state of the internal combustion engine, and controls the rotation speed of the internal combustion engine in the idle operation state.
  • the fuel supply amount and the ignition timing which are the main control amounts of the internal combustion engine, are all calculated using the output of the physical quantity detection device 20 as a main parameter. Therefore, it is important to improve the detection accuracy of the physical quantity detection device 20, suppress the change with time, and improve the reliability in terms of improving the control accuracy of the vehicle and ensuring the reliability.
  • the physical quantity detection device 20 maintain high reliability.
  • a vehicle on which the physical quantity detection device 20 is mounted is used in an environment where the temperature and humidity change greatly. It is desirable that the physical quantity detection device 20 also considers the response to changes in temperature and humidity in the use environment and the response to dust and contaminants.
  • the physical quantity detection device 20 is mounted on an intake pipe affected by heat generated from the internal combustion engine. Therefore, heat generated by the internal combustion engine is transmitted to the physical quantity detection device 20 via the intake pipe, which is the main passage 22. Since the physical quantity detection device 20 detects the flow rate of the gas to be measured by performing heat transfer with the gas to be measured, it is important to suppress the influence of external heat as much as possible.
  • the physical quantity detection device 20 mounted on the vehicle simply solves the problem described in the column of the problem to be solved by the invention and achieves the effect described in the column of the effect of the invention.
  • the various problems described above are sufficiently considered, and various problems required as products are solved, and various effects are achieved. Specific problems to be solved by the physical quantity detection device 20 and specific effects to be achieved will be described in the description of the following embodiments.
  • FIG. 2 is a front view of the physical quantity detection device 20 shown in FIG.
  • the physical quantity detecting device 20 is used by being inserted into the inside of the main passage 22 from a mounting hole provided in a passage wall of the main passage 22.
  • the physical quantity detection device 20 includes a housing 201 and a cover 202 attached to the housing 201.
  • the housing 201 is formed by injection molding a synthetic resin material
  • the cover 202 is formed by a plate-like member made of a conductive material such as an aluminum alloy.
  • the cover 202 is formed in a thin plate shape and has a wide flat cooling surface.
  • the housing 201 includes a flange 211 fixed to the intake body, which is the main passage 22, a connector 212 protruding from the flange 211 and exposed to the outside from the intake body to make an electrical connection with an external device, and a flange 211.
  • the measuring section 213 extends so as to protrude toward the center of the main passage 22.
  • the flange 211 has, for example, a substantially rectangular shape in plan view having a predetermined plate thickness, and has a through hole at a corner.
  • the flange 211 is fixed to the main passage 22 by, for example, inserting a fixing screw into a through hole at a corner and screwing into a screw hole of the main passage 22.
  • the connector 212 is provided with, for example, four external terminals and a correction terminal therein.
  • the external terminals are a terminal for outputting a physical quantity such as a flow rate or a temperature, which is a measurement result of the physical quantity detection device 20, and a power supply terminal for supplying DC power for operating the physical quantity detection device 20.
  • the correction terminal is a terminal used to measure the produced physical quantity detection device 20, obtain a correction value for each physical quantity detection device 20, and store the correction value in a memory inside the physical quantity detection device 20. .
  • the measurement unit 213 has a thin and long shape extending from the flange 211 toward the center of the main passage 22, and includes a wide front 221 and a back, and a pair of narrow side surfaces, an upstream end surface 223 and a downstream end surface 224. Have.
  • the measuring unit 213 is inserted into the inside from a mounting hole provided in the main passage 22, for example, and the flange 211 is brought into contact with the main passage 22 and fixed to the main passage 22 with a screw. It is fixed to the passage 22.
  • the measuring unit 213 projects from the inner wall of the main passage 22 toward the central axis 22a of the main passage 22 with the physical quantity detection device 20 attached to the main passage 22.
  • the front face 221 and the back face are arranged in parallel along the central axis 22a of the main passage 22, and the upstream end face on one side in the short direction of the measuring section 213 among the narrow upstream end face 223 and the downstream end face 224 of the measuring section 213.
  • 223 is arranged so as to face the upstream side of the main passage 22, and the downstream end face 224 on the other side in the short side direction of the measuring unit 213 is arranged so as to face the downstream side of the main passage 22.
  • the front face 221 of the measuring unit 213 is flat from the upstream end face 223 to the downstream end face 224 along the lateral direction.
  • the back surface of the measuring unit 213 is chamfered at the corner on the downstream end surface 224 side, and is inclined in a direction to gradually approach the front surface as it moves from the middle position in the short direction to the downstream end surface 224.
  • the cross-sectional shape of the measuring unit 213 is a so-called streamline type. Therefore, the measured gas 2 flowing from the upstream of the main passage 22 can be smoothly guided downstream along the front surface 221 and the back surface of the measuring unit 213, and the fluid resistance of the measuring unit 213 to the measured gas 2 is reduced. be able to.
  • the measuring unit 213 has an end in the protruding direction formed in a step shape, and has the physical quantity detection device 20 attached to the main passage 22, and a lower surface 226 on the upstream side of the main passage 22 and a downstream side of the main passage 22. And the lower surface 227.
  • the measurement unit 213 is configured such that the lower surface 227 on the downstream side protrudes in the protruding direction more than the lower surface 226 on the upstream side, and a step surface 228 connecting the lower surface 226 on the upstream side and the lower surface 227 on the downstream side has an upstream surface in the main passage 22. It is arranged to face the side.
  • the measurement unit 213 transfers a part of the gas 2 to be measured, such as intake air, to the sub-passage in the measurement unit 213 on the step surface 228 of the tip 213 a that is opposite to the flange 211 and protrudes from the lower surface 226 on the upstream side.
  • An inlet 231 for taking in the air is provided in an open state.
  • a first outlet 232 and a second outlet 233 for returning the measured gas 2 taken into the sub-passage in the measurement unit 213 to the main passage 22 are opened in the downstream end surface 224 of the tip 213a of the measurement unit 213. It is provided.
  • the measuring section 213 has an upstream end face 223 as a first wall portion disposed toward the upstream side in the flow direction of the gas 2 to be measured in the main passage 22.
  • the measuring unit 213 is disposed at a position downstream of the upstream end face 223 as the first wall in the flow direction of the gas 2 to be measured in the main passage 22 toward the upstream side in the flow direction of the gas 2 to be measured.
  • a step surface 228 of the tip portion 213a as a second wall portion.
  • the entrance 231 of the sub-passage is open at the step surface 228 of the tip 213a.
  • the entrance 231 of the sub-passage is provided at the tip 213a of the measurement unit 213 extending from the flange 211 toward the center of the main passage 22, so that it is not near the inner wall surface of the main passage 22, The gas at a portion near the center away from the inner wall surface can be taken into the sub-passage. For this reason, the physical quantity detection device 20 can measure the flow rate of the gas at a portion distant from the inner wall surface of the main passage 22, and can suppress a decrease in measurement accuracy due to the influence of heat or the like.
  • the temperature of the measured gas 2 is easily affected by the temperature of the main passage 22, which is different from the original temperature of the gas. It will be different from the state.
  • the main passage 22 is an intake body of an engine, it is often maintained at a high temperature under the influence of heat from the engine. For this reason, the gas near the inner wall surface of the main passage 22 is often higher than the original temperature of the main passage 22, which causes a reduction in measurement accuracy.
  • the fluid resistance is large near the inner wall surface of the main passage 22, and the flow velocity is lower than the average flow velocity of the main passage 22. Therefore, if the gas near the inner wall surface of the main passage 22 is taken into the sub-passage as the gas 2 to be measured, a decrease in the flow velocity with respect to the average flow velocity in the main passage 22 may lead to a measurement error.
  • the physical quantity detection device 20 Since the physical quantity detection device 20 is provided with the inlet 231 at the distal end 213a of the thin and long measuring portion 213 extending from the flange 211 toward the center of the main passage 22, the physical quantity detection device 20 is related to a decrease in flow velocity near the inner wall surface of the main passage 22. Measurement error can be reduced.
  • the physical quantity detection device 20 has not only the inlet 231 provided at the distal end 213a of the measuring unit 213 extending from the flange 211 toward the center of the main passage 22, but also the first outlet 232 and the second outlet 232 of the sub-passage. Since 233 is also provided at the tip 213a of the measurement unit 213, the measurement error can be further reduced.
  • the physical quantity detection device 20 has a shape in which the measurement unit 213 extends long from the outer wall of the main passage 22 along the axis toward the center, but the width of the upstream end face 223 and the downstream end face 224 is larger than the width of the front face 221.
  • the measuring section 213 is narrow and has a plate-like shape. Thereby, the physical quantity detection device 20 can suppress the fluid resistance of the measured gas 2 to a small value.
  • FIG. 3 is a front view showing a state where the cover 202 of the physical quantity detection device 20 shown in FIG. 2 is removed.
  • the illustration of a sealing material for sealing the circuit board 207 is omitted.
  • the measuring section 213 is provided with a sub passage groove 250 for forming the sub passage 234 and a circuit chamber 235 for accommodating the circuit board 207.
  • the circuit chamber 235 and the sub passage groove 250 are recessed in front of the measuring unit 213, and are arranged separately on one side and the other side in the lateral direction of the measuring unit 213.
  • the circuit chamber 235 is arranged at an upstream position in the flow direction of the gas 2 to be measured in the main passage 22, and the sub passage 234 is located downstream of the circuit room 235 in the flow direction of the gas 2 to be measured in the main passage 22. Placed in the position.
  • the upstream surface of the wall portion on the upstream side of the circuit chamber 235 is set as the upstream end surface 223 of the measuring section 213, so that space can be saved.
  • the sub-passage groove 250 forms a sub-passage 234 in cooperation with the cover 202.
  • the auxiliary passage 234 is provided to extend along the longitudinal direction of the measuring unit 213, which is the direction in which the measuring unit 213 protrudes.
  • the sub passage groove 250 that forms the sub passage 234 has a first sub passage groove 251 and a second sub passage groove 252 that branches off in the middle of the first sub passage groove 251.
  • the first sub-passage groove 251 extends between an inlet 231 opening on the step surface 228 of the distal end 213a of the measuring unit 213 and a first outlet 232 opening on the downstream end surface 224 of the distal end 213a of the measuring unit 213. , Extending along the short direction of the measuring section 213.
  • the inlet 231 is opened so as to face the upstream side in the flow direction of the gas 2 to be measured in the main passage 22.
  • the first sub-passage groove 251 forms a first sub-passage 234 a extending from the inlet 231 along the central axis 22 a of the main passage 22 to reach the first outlet 232 between the cover 202 and the first sub-passage groove 251.
  • the first sub-passage 234a takes in the measured gas 2 flowing in the main passage 22 from the inlet 231 and returns the taken-in gas 2 to the main passage 22 from the first outlet 232.
  • the first auxiliary passage 234 a extends from the inlet 231 along the flow direction of the gas 2 to be measured in the main passage 22, and is connected to the first outlet 232.
  • the first auxiliary passage 234a has a branch portion 236 between the inlet 231 and the first outlet 232.
  • the branch portion 236 is provided in the first sub-passage 234 a extending along the central axis 22 a of the main passage 22, in the vicinity of the inlet 231 on the upstream side of the measured gas 2 in the forward flow.
  • the measured gas 2 flows along the center axis 22a of the main passage 22 from the air cleaner 21 to the internal combustion engine 10 as shown in FIG.
  • the gas to be measured 2 flowing through the main passage 22 is taken into the first sub-passage 234a from the inlet 231 at the time of the forward flow, flows through the first sub-passage 234a toward the first outlet 232, and the second gas from the branch portion 236. It flows into the sub passage 234b.
  • the second sub-passage groove 252 branches toward the base end of the measuring section 213, that is, the flange 211, at an intermediate position of the first sub-passage groove 251, and extends in the longitudinal direction of the measuring section 213, that is, the center axis 22 a of the main passage 22. It extends in a direction intersecting, for example, a direction substantially orthogonal to the central axis 22a.
  • the second sub-passage groove 252 is bent in a U-shape or an arc shape, for example, in a U-shape or an arc shape in the vicinity of the flange 211 of the measuring portion 213, and is bent in the longitudinal direction of the measuring portion 213, that is, in the main passage 22. It extends in a direction intersecting with the central axis 22a, for example, a direction substantially orthogonal to the central axis 22a.
  • the second sub-passage groove 252 is finally bent toward the downstream end face 224 of the measuring section 213 so as to be curved, for example, in an arc shape, and is connected to the second outlet 233.
  • the second outlet 233 is opened so as to face downstream in the flow direction of the gas 2 to be measured in the main passage 22.
  • the second outlet 233 has an opening area substantially equal to or slightly larger than the first outlet 232, and is formed at a position adjacent to the base end side of the measuring unit 213 in the longitudinal direction with respect to the first outlet 232. .
  • the second sub-passage groove 252 forms a second sub-passage 234b between the cover 202 and the first sub-passage 234a toward the flange 211 to reach the second outlet 233.
  • the second sub-passage 234b allows the gas to be measured 2 branched from the first sub-passage 234a to flow therethrough, and returns from the second outlet 233 to the main passage 22.
  • the second sub-passage 234b has a path that reciprocates along the longitudinal direction of the measurement unit 213. More specifically, the second sub-passage 234b has, for example, a linear upstream portion 237, an arc-shaped or U-shaped curved portion 238, and a linear downstream portion 239.
  • the upstream portion 237 is branched from, for example, the branch portion 236 of the first sub-passage 234a, and extends substantially linearly in a direction intersecting the central axis 22a of the main passage 22.
  • the upstream portion 237 extends, for example, in a direction substantially perpendicular to the center axis 22a of the main passage 22, that is, in a direction from the branch portion 236 of the first sub passage 234a toward the flange 211.
  • the curved portion 238 is connected to, for example, the downstream end of the upstream portion 237 in the vicinity of the flange 211, and is curved so as to be folded toward the central axis 22 a of the main passage 22.
  • the curved portion 238 has, for example, an arc shape or a U shape, and is curved so that the second sub-passage 234b is turned back by 180 degrees in the opposite direction.
  • the downstream portion 239 is connected to, for example, the downstream end of the curved portion 238 near the flange 211, and extends substantially linearly toward the center axis 22a of the main passage 22.
  • the downstream portion 239 extends, for example, substantially parallel to the upstream portion 237 toward the distal end portion 213a of the measuring portion 213, and extends downstream from the branch portion 236 in the first sub-passage 234a.
  • the downstream portion 239 is curved in the direction along the central axis 22a of the main passage 22 near the second outlet 233 of the tip portion 213a, and is connected to the second outlet 233.
  • the second sub-passage 234b has a curved shape. More specifically, the upstream portion 237 of the second sub-passage 234b is branched from the branch portion 236 of the first sub-passage 234a and extends in a direction intersecting the central axis 22a of the main passage 22.
  • the curved portion 238 of the second sub-passage 234 b is curved so as to be folded back from the upstream portion 237 toward the central axis 22 a of the main passage 22.
  • the downstream portion 239 of the second sub-passage 234b extends from the curved portion 238 toward the central axis 22a of the main passage 22.
  • the upstream portion 237, the curved portion 238, and the downstream portion 239 form a curved shape of the second sub-passage 234b.
  • the second outlet 233 is omitted, and the downstream portion 239 of the second sub-passage 234b is connected to the downstream side of the branch portion 236 of the first sub-passage 234a, and the second sub-passage 234b May be joined to the first sub-passage 234a.
  • the flow rate sensor 205 is disposed in the upstream portion 237. More specifically, in the upstream portion 237 of the second sub-passage 234b, the flow sensor 205 is disposed at an intermediate portion between the first sub-passage 234a and the curved portion 238. Since the second sub-passage 234b has the above-mentioned curved shape, a longer passage length can be ensured, and when the measured gas 2 in the main passage 22 pulsates, the flow rate sensor 205 The effect on the vehicle can be reduced.
  • the auxiliary passage 234 can be formed along the longitudinal direction that is the direction in which the measuring section 213 protrudes, and the length of the auxiliary passage 234 can be sufficiently long.
  • the physical quantity detection device 20 can include the sub passage 234 having a sufficient length. Therefore, the physical quantity detection device 20 can measure the physical quantity of the measured gas 2 with high accuracy while suppressing the fluid resistance to a small value.
  • the first sub-passage 234a extends from the inlet 231 in the short direction of the measuring unit 213, that is, along the center axis 22a of the main passage 22 to reach the first outlet 232, and thus has entered the first sub-passage 234a from the inlet 231. Foreign matter such as dust can be discharged from the first outlet 232 as it is. Accordingly, it is possible to suppress the foreign matter from entering the second sub-passage 234b, and to suppress the influence on the flow rate sensor 205 disposed in the second sub-passage 234b.
  • the inlet 231 and the first outlet 232 of the first sub-passage 234a have a larger opening area at the inlet 231 than at the first outlet 232.
  • the opening area of the inlet 231 larger than that of the first outlet 232, the gas 2 to be measured flowing into the first sub-passage 234 a is also transmitted to the second sub-passage 234 b branched in the middle of the first sub-passage 234 a. It can be surely guided.
  • a projection 253 is provided near the entrance 231 of the first sub-passage groove 251 at the center position of the entrance 231 in the longitudinal direction of the measuring section 213.
  • the protrusion 253 divides the size of the inlet 231 into two in the longitudinal direction of the measuring unit 213, and sets the opening area of each of the bisected inlets 231 to be larger than the opening areas of the first outlet 232 and the second outlet 233. I'm making it smaller.
  • the protrusion 253 regulates the size of the foreign matter that can enter the first sub-passage 234a from the inlet 231 to be smaller than the first outlet 232 and the second outlet 233, and the first outlet 232 and the second outlet 232 are controlled by the foreign matter. 233 can be prevented from being blocked.
  • the circuit board 207 is housed in a circuit room 235 provided on one side of the measuring section 213 in the lateral direction.
  • the circuit board 207 has a rectangular shape extending along the longitudinal direction of the measuring unit 213, and has a chip package 208, a pressure sensor 204, a temperature and humidity sensor 206, and an intake air temperature sensor on its surface. 203 are implemented.
  • the circuit board 207 has a mounting section common to all sensors, and can be used in common for mounting patterns of various sensors.
  • the surface of the circuit board 207 is arranged, for example, substantially parallel to the gas 2 to be measured flowing through the main passage 22. Accordingly, the thickness of the measurement unit 213 can be reduced, and the pressure loss of the measurement target gas 2 flowing through the main passage 22 can be reduced.
  • the chip package 208 is mounted on the circuit board 207.
  • a flow sensor 205 and an LSI which is an electronic component for driving the flow sensor 205 are mounted on the chip package 208 and sealed by transfer molding.
  • a part of the chip package 208 is inserted into the second sub-passage 234b from the circuit board 207 at the longitudinal center position of the circuit board 207 so that the flow sensor 205 is disposed in the second sub-passage 234b. It is mounted in a protruding state.
  • the chip package 208 is disposed between the sub passage 234 and the circuit room 235.
  • the circuit chamber 235 and the sub-passage 234 are separated from each other, and the flow to the flow rate sensor 205 disposed in the chip package 208 is limited by the shape of the sub-passage 234. Therefore, there is no barrier in the sub-passage 234 that hinders the flow of the measured gas 2, and a stable flow of the measured gas 2 can be supplied to the flow rate sensor 205. Therefore, it is possible to reduce the size of the measurement unit 213 while maintaining the flow velocity sensitivity, noise performance, and pulsation characteristics of the flow sensor.
  • the flow sensor 205 does not necessarily need to be provided in the chip package 208.
  • the flow sensor 205 may be disposed in the sub passage 234 by projecting a part of the circuit board 207, or the flow sensor 205 mounted on the circuit board 207 may be disposed in the sub passage 234 by a plate-like support. Is also good.
  • the flow rate sensor 205 and the LSI may be formed integrally on the same semiconductor element, or may be formed as separate semiconductor elements.
  • the flow rate sensor 205 is sealed with resin so that at least the flow rate measurement unit on the surface is exposed.
  • a structure in which the LSI is mounted on the circuit board 207 may be adopted.
  • An advantage of providing an LSI on the chip package 208 is that it is not necessary to mount the LSI on the circuit board 207, which contributes to downsizing of the circuit board 207.
  • the chip package 208 has a groove extending along the flow direction of the gas 2 to be measured in the upstream portion 237 of the second sub-passage 234b, and the flow sensor 205 is provided at the bottom of the groove.
  • the concave groove of the chip package 208 has a throttle shape in which the width gradually narrows from both ends in the flow direction of the measured gas 2 flowing in the upstream portion 237 of the second sub-passage 234b toward the center, and is the narrowest.
  • a flow sensor 205 is arranged at the center. Due to this throttle shape, the gas to be measured 2 flowing through the sub-passage 234 is rectified, and the influence of noise can be reduced.
  • the pressure sensor 204 is mounted closer to the longitudinal end of the circuit board 207 than the chip package 208, and the temperature / humidity sensor 206 is mounted closer to the longitudinal end of the circuit board 207 than the chip package 208.
  • the lead of the intake air temperature sensor 203 is connected to the surface of the circuit board 207.
  • a lead is connected to the intake temperature sensor 203 at a position on the distal end side in the longitudinal direction of the circuit board 207 with respect to the temperature and humidity sensor 206, and the sensor body 203 b protrudes in the longitudinal direction from the circuit board 207 and is exposed to the outside of the measuring unit 213. Has been implemented to be placed in.
  • the intake air temperature sensor 203 is arranged between the upstream end surface 223 of the measuring unit 213 on the flange 211 side and the step surface 228 of the front end 213a.
  • the intake air temperature sensor 203 is mounted on the circuit board 207 and provided to be exposed outside the measuring unit 213.
  • the intake air temperature sensor 203 is constituted by an axial lead component having a cylindrical sensor main body and a pair of leads protruding from both axial ends of the sensor main body in a direction away from each other.
  • the measuring unit 213 is provided with a protector 202a for protecting the intake air temperature sensor 203.
  • the measuring unit 213 includes (1) a pressure sensor 204, (2) a flow rate sensor 205, and (2) from a base end side to a distal end side (in a protruding direction of the measuring unit 213) along a longitudinal direction thereof. 3) Temperature and humidity sensor 206 and (4) intake temperature sensor 203 are arranged in order.
  • the pressure sensor 204 detects the pressure of the measured gas 2
  • the flow sensor 205 detects the flow rate of the measured gas 2.
  • the temperature and humidity sensor 206 detects the humidity of the measured gas 2
  • the intake air temperature sensor detects the temperature of the measured gas 2.
  • FIG. 4 is a schematic enlarged cross-sectional view of the physical quantity detection device 20 shown in FIG. 2 along the line IV-IV. Although details will be described later, the physical quantity detection device 20 of the present embodiment has the following features in the following configuration.
  • the first sub-passage 234a extends along the central axis 22a of the main passage 22, and takes in a part of the gas to be measured 2.
  • the second sub-passage 234b is branched from the branch portion 236 of the first sub-passage 234a, and takes in a part of the gas to be measured 2 from the first sub-passage 234a.
  • the flow sensor 205 is arranged in the second sub-passage 234b.
  • the second sub-passage 234b has a curved portion 238 and a resistance portion 240, extends from the branch portion 236 in a direction intersecting the central axis 22a of the main passage 22, and is bent at the curved portion 238 toward the central axis 22a. have.
  • the pressure loss of the gas flowing through the inner side IS of the second sub-passage 234b and the back side BS of the flow rate sensor 205 in the resistance section 240 faces the outer side OS of the second sub-path 234b and the detection surface 205a of the flow rate sensor 205. It is configured to be higher than the pressure loss of the gas flowing through the front side FS.
  • this characteristic portion will be described in more detail.
  • the flow sensor 205 is disposed between the branch portion 236 of the first sub passage 234a and the curved portion 238 of the second sub passage 234b.
  • the flow rate sensor 205 includes a bottom wall 234bb and an upper wall 234bt which are located between the inner peripheral wall 234bi and the outer peripheral wall 234bo opposed in the width direction Dw of the second sub-passage 234b and opposed in the height direction Dh of the second sub-passage 234b.
  • the detection surface 205a faces the upper wall 234bt.
  • the resistance portion 240 includes an inner peripheral wall 234bi protruding in the width direction Dw of the second sub-passage 234b and a bottom wall 234bb protruding in the height direction 234Dh of the second sub-passage 234b. It is constituted by.
  • the resistance section 240 is configured to increase the flow path area of the inner peripheral side IS and the back side BS of the flow sensor 205 by the outer peripheral side OS of the second sub-passage 234b and the front side FS of the flow sensor 205. It is smaller than the flow path area.
  • the resistance section 240 has, for example, a concave curved surface shape in the cross section of the second sub-passage 234b. More specifically, resistance section 240 has, for example, a concave arcuate surface shape in the cross section of second sub-passage 234b. Accordingly, the distance in the height direction Dh between the bottom wall 234bb and the detection surface 205a of the flow rate sensor 205 gradually decreases from the outer peripheral side OS of the second sub-passage 234b toward the inner peripheral side IS. Further, the distance in the width direction Dw between the inner peripheral wall 234bi and the outer peripheral wall 234bo gradually decreases from the front side FS of the second sub-passage 234b toward the rear side BS.
  • the resistance section 240 is provided on the upstream side and the downstream side of the flow sensor 205. More specifically, the resistance portion 240 is continuously provided, for example, from the branch portion 236 of the second sub-passage 234b to the second outlet 233, that is, in the upstream portion 237, the curved portion 238, and the downstream portion 239. I have.
  • the physical quantity detection device 20 is inserted into the inside of the main passage 22 through, for example, a mounting hole provided in a passage wall of the main passage 22, and the flange 211 shown in FIGS. Is fixed to the passage wall.
  • the intake air is sucked from the air cleaner 21 as the gas 2 to be measured, and the gas 2 to be measured flows through the main passage 22.
  • the gas 2 to be measured flowing through the main passage 22 flows substantially along the central axis 22a, and is taken into the first sub-passage 234a from the inlet 231 provided in the measurement unit 213 of the physical quantity detection device 20.
  • the gas to be measured 2 flowing into the second sub-passage 234b flows on the front side FS facing the detection surface 205a of the flow sensor 205 provided in the chip package 208 shown in FIG.
  • the flow rate of the gas to be measured 2 flowing through the concave groove on the front surface side of the chip package 208 is detected by the detection surface 205a of the flow sensor 205.
  • the temperature of the gas to be measured 2 before being taken into the inlet 231 of the measuring unit 213 is detected by the intake air temperature sensor 203 shown in FIG. 3, and the circuit room 235 of the measuring unit 213 is detected by the pressure sensor 204 and the temperature / humidity sensor 206. The pressure and the humidity of the gas 2 to be measured in the inside are detected.
  • the gas to be measured 2 that has flowed into the upstream portion 237 of the second sub-passage 234b and passed through the chip package 208 is turned back toward the distal end portion 213a of the measuring portion 213 by an arc-shaped or U-shaped curved portion 238, After passing through the downstream portion 239 of the second sub-passage 234b, it is discharged from the second outlet 233 and returns to the main passage 22.
  • the second sub-passage 234b does not have the resistance portion 240, the following problem may occur.
  • the gas to be measured 2 flowing along the central axis 22a of the main passage 22 is taken into the measuring unit 213 from the inlet 231 of the physical quantity detection device 20, and is passed through the first sub-passage 234a extending along the central axis 22a of the main passage 22. Flows.
  • the gas to be measured 2 flowing through the first sub-passage 234a flows into the second sub-passage 234b, which extends in a direction substantially orthogonal to the central axis 22a of the main passage 22 at the branch portion 236.
  • a centrifugal force due to the direction change acts on the measured gas 2, and the measured gas 2 is biased toward the inner peripheral side IS of the second sub-passage 234 b having a curved shape.
  • the measured gas 2 passing through the upstream portion 237 of the second sub-passage 234b in which the flow sensor 205 is disposed is biased toward the inner peripheral side IS of the second sub-passage 234b, and the flow rate of the measured gas 2 by the flow sensor 205 is increased. May increase the detection error.
  • the physical quantity detection device 20 of the present embodiment is a device that detects the physical quantity of the gas 2 to be measured flowing through the main passage 22 and has the following configuration.
  • the physical quantity detection device 20 extends along the central axis 22a of the main passage 22 and takes in a part of the gas to be measured 2 and a second sub-passage 234 branched from the branch portion 236 of the first sub-passage 234a.
  • the sub-passage 234b includes a flow sensor 205 disposed in the second sub-passage 234b.
  • the second sub-passage 234 b has a curved portion 238 and a resistance portion 240, and extends from the branch portion 236 in a direction intersecting the central axis 22 a of the main passage 22, and is folded back toward the central axis 22 a at the curved portion 238. have.
  • the pressure loss of the gas flowing through the inner side IS of the second sub-passage 234b and the back side BS of the flow rate sensor 205 in the resistance section 240 faces the outer side OS of the second sub-path 234b and the detection surface 205a of the flow rate sensor 205. It is configured to be higher than the pressure loss of the gas flowing through the front side FS.
  • the gas 2 to be measured flowing through the second sub-passage 234b is kept in the second sub-passage 234b. It is possible to suppress the bias toward the inner peripheral side IS of the passage 234b. That is, even if the measured gas 2 is biased toward the inner peripheral side IS of the second sub-passage 234b by centrifugal force at the branch portion 236 of the first sub-passage 234a, it flows into the second sub-passage 234b and flows into the second sub-passage 234b. In the process of flowing, the bias is alleviated by the resistance portion 240.
  • FIG. 5 is a graph showing the distribution of the flow velocity V of the gas 2 to be measured on the center line C1 extending in the width direction Dw through the center in the height direction Dh in the cross section of the second sub-passage 234b shown in FIG. . 5 shows the distribution of the flow velocity V of the gas 2 to be measured in the width direction Dw between the outer peripheral wall 234bo and the inner peripheral wall 234bi of the upstream portion 237 of the second sub-passage 234b shown in FIG. .
  • FIG. 5 shows the distribution of the flow velocity V of the gas 2 to be measured in the width direction Dw between the inner peripheral wall 234bi and the outer peripheral wall 234bo of the downstream portion 239 of the second sub-passage 234b shown in FIG. .
  • the solid line indicates the distribution of the flow velocity V of the gas 2 to be measured in the physical quantity detection device 20 of the present embodiment
  • the two-dot chain line indicates the measurement target in the physical quantity detection device of the comparative embodiment without the resistor 240.
  • the distribution of the flow velocity V of the gas 2 is shown.
  • the resistance portion 240 shown in FIG. 4 is configured such that the pressure loss of the gas flowing through the inner peripheral side IS of the second sub-passage 234b and the back side BS of the flow sensor 205 causes the outer peripheral side OS of the second sub-passage 234b and
  • the flow rate sensor 205 is configured to have a higher pressure loss than the gas flowing through the front side FS facing the detection surface 205a of the flow sensor 205. Therefore, the pressure loss of the measured gas 2 flowing on the inner peripheral side IS of the second sub-passage 234b and the back side BS of the flow sensor 205 reaches the outer peripheral side OS of the second sub-passage 234b and the detection surface 205a of the flow sensor 205. It becomes higher than the pressure loss of the gas 2 to be measured flowing through the front side FS.
  • the flow resistance of the gas to be measured 2 flowing on the inner peripheral side IS of the second sub-passage 234b and the back side BS of the flow sensor 205 is changed to the outer peripheral side OS of the second sub-passage 234b and the detection surface 205a of the flow sensor 205.
  • the flow resistance is higher than the flow resistance of the gas 2 to be measured flowing on the facing front side FS.
  • the flow of the gas to be measured 2 which is largely biased toward the inner peripheral side IS of the second sub-passage 234b when the resistance portion 240 is not provided, is changed to the outer peripheral side OS of the second sub-passage 234b.
  • the bias of the measured gas 2 is reduced.
  • the flow of the measured gas 2 is shifted from the back side BS to the front side FS of the second sub-passage 234b by the resistance portion 240.
  • the bias of the gas to be measured 2 flowing through the second sub-passage 234b branched from the first sub-passage 234a is reduced as compared with the related art, and the flow rate sensor 205 disposed in the second sub-passage 234b is used.
  • the physical quantity detection device 20 that can reduce the detection error of the flow rate of the measurement target gas 2 can be provided.
  • the flow sensor 205 is disposed between the branch portion 236 of the first sub-passage 234a and the curved portion 238 of the second sub-passage 234b.
  • the flow rate sensor 205 includes a bottom wall 234bb and an upper wall 234bt which are located between the inner peripheral wall 234bi and the outer peripheral wall 234bo facing the width direction Dw of the second sub-passage 234b and oppose in the height direction Dh of the second sub-passage 234b.
  • the detection surface 205a faces the upper wall 234bt.
  • the bias of the measured gas 2 in the second sub-passage 234b having a curved shape branched from the first sub-passage 234a is reduced by the resistance portion 240, and the detection surface 205a of the flow rate sensor 205 is more deviated than before.
  • a small flow of the gas to be measured 2 can be generated. Therefore, the detection error of the flow rate of the measured gas 2 by the flow rate sensor 205 can be reduced more effectively.
  • the resistance portion 240 includes an inner peripheral wall 234bi protruding in the width direction Dw of the second sub-passage 234b and a bottom wall 234bb protruding in the height direction 234Dh of the second sub-passage 234b. It is constituted by.
  • the resistance section 240 is configured to increase the flow path area of the inner peripheral side IS and the back side BS of the flow sensor 205 by the outer peripheral side OS of the second sub-passage 234b and the front side FS of the flow sensor 205. It is smaller than the flow path area.
  • the flow path area of the inner peripheral side IS and the back side BS of the second sub-passage 234b is reduced by the resistance portion 240 to the outer peripheral side OS and the surface of the second sub-passage 234b. It becomes smaller than the flow path area of the side FS. Therefore, the measured gas 2 flowing on the inner peripheral side IS of the second sub-passage 234b and the back side BS of the flow rate sensor 205 is smaller than the measured gas 2 flowing on the outer peripheral side OS and the front side FS of the second sub-passage 234b. It is more susceptible to wall friction.
  • the pressure loss of the gas 2 to be measured flowing through the inner peripheral side IS of the second sub-passage 234b and the back side BS of the flow sensor 205 is transferred to the outer peripheral side OS of the second sub-passage 234b and the detection surface 205a of the flow sensor 205.
  • the pressure loss can be higher than the pressure loss of the gas to be measured 2 flowing on the facing front side FS.
  • the resistance section 240 has, for example, a concave curved surface shape in the cross section of the second sub-passage 234b. Then, the distance in the height direction Dh between the bottom wall 234bb and the detection surface 205a of the flow rate sensor 205 gradually decreases from the outer peripheral side OS of the second sub-passage 234b toward the inner peripheral side IS. Further, the distance in the width direction Dw between the inner peripheral wall 234bi and the outer peripheral wall 234bo gradually decreases from the front side FS of the second sub-passage 234b toward the rear side BS.
  • the flow path area of the inner peripheral side IS and the back side BS of the second sub-passage 234b is reduced by the resistance portion 240 to the outer peripheral side OS and the front side FS of the second sub-passage 234b.
  • the pressure loss of the gas 2 to be measured flowing through the inner peripheral side IS of the second sub-passage 234b and the back side BS of the flow sensor 205 is transferred to the outer peripheral side OS of the second sub-passage 234b and the detection surface 205a of the flow sensor 205.
  • the pressure loss can be higher than the pressure loss of the gas to be measured 2 flowing on the facing front side FS.
  • the measured gas 2 flowing through the main passage 22 may have a reverse flow that flows in the opposite direction to the forward flow due to, for example, the pulsation of the intake air of the internal combustion engine 10.
  • the measured gas 2 flows from the second outlet 233 of the physical quantity detection device 20 to the downstream portion 239 of the second sub-passage 234b.
  • the flow of the gas to be measured 2 changes from the direction along the central axis 22a of the main passage 22 to the direction intersecting with the central axis 22a, and the centrifugal force acts, and the flow of the second sub-passage 234b It is biased toward the inner circumference IS of the downstream portion 239.
  • the resistance portions 240 are provided on the upstream side and the downstream side of the flow sensor 205.
  • the flow of the gas to be measured 2 is shifted to the outer peripheral side OS of the second sub-passage 234b, as in the case of the forward flow, and the flow sensor 205 biases the flow of the gas 2 to be measured. Is alleviated.
  • the flow of the measured gas 2 at the time of backflow shifts from the back side BS to the front side FS of the second sub-passage 234b.
  • the bias of the gas to be measured 2 flowing through the second sub-passage 234b branched from the first sub-passage 234a, regardless of the forward flow or the backward flow, is reduced as compared with the related art, and the second sub-passage 234b It is possible to provide the physical quantity detection device 20 capable of reducing the detection error of the flow rate of the gas 2 to be measured by the disposed flow rate sensor 205.
  • the physical quantity detection device according to the present disclosure is not limited to the configuration of the physical quantity detection device 20 according to the present embodiment. Hereinafter, some modified examples of the physical quantity detection device 20 of the present embodiment will be described.
  • FIG. 6 is an enlarged view of a physical quantity detection device according to a first modification of the physical quantity detection device 20 according to the above-described embodiment.
  • FIG. 6 is an enlarged front view of the physical quantity detection device 20 according to the above-described embodiment, in which the cover 202 corresponding to FIG. 3 is removed.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view corresponding to FIG. 4 of the physical quantity detection device according to the first modification.
  • FIG. 8 is a graph showing the distribution of the flow velocity of the measured gas 2 in the second sub-passage 234b shown in FIG.
  • the same components as those of the physical quantity detection device 20 according to the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • the resistance portion 240 is disposed on the inner peripheral side IS of the second sub passage 234b, protrudes from the bottom wall 234bb of the second sub passage 234b in the height direction Dh, and is formed on the inner peripheral wall 234bi.
  • the partition wall 241 extends from the upstream side to the downstream side of the second sub-passage 234b.
  • the measured gas 2 flowing on the inner peripheral side IS of the second sub-passage 234b and the back side BS of the flow rate sensor 205 flows on the inner peripheral wall 234bi side of the partition wall 241 and on the outer peripheral wall 234bo side of the partition wall 241.
  • the width WI of the flow path of the inner peripheral side IS between the partition wall 241 and the inner peripheral wall 234bi is equal to that of the partition wall 241 and the outer peripheral wall. It is smaller than the width WO of the flow path of the outer peripheral side OS between the wall 234bo.
  • the measured gas 2 flowing through the flow path on the inner peripheral side IS is more distant from the partition wall 241 and the inner peripheral wall 234bi than the measured gas 2 flowing through the flow path on the outer peripheral side OS on the back side BS partitioned by the partition wall 241. It is more susceptible to wall friction.
  • the pressure loss of the gas to be measured 2 flowing on the inner peripheral side IS of the second sub-passage 234b and the back side BS of the flow rate sensor 205 causes the gas to be measured flowing on the outer peripheral side OS and the front side FS of the second sub-passage 234b. 2 is higher than the pressure loss.
  • the flow of the gas to be measured 2 which is largely biased toward the inner peripheral side IS of the second sub-passage 234b when the resistance portion 240 is not provided, is changed to the outer peripheral side OS of the second sub-passage 234b. And the bias of the measured gas 2 is reduced. Similarly, also in the height direction Dh of the second sub-passage 234b, the flow of the measured gas 2 is shifted from the back side BS to the front side FS of the second sub-passage 234b by the resistance portion 240.
  • the bias of the gas to be measured 2 flowing through the second sub-passage 234b branched from the first sub-passage 234a is reduced as compared with the related art, and the second sub-passage 234b It is possible to provide a physical quantity detection device capable of reducing a detection error of the flow rate of the gas to be measured 2 by the flow rate sensor 205 disposed in the apparatus.
  • FIGS. 9 and 10 are enlarged views of the physical quantity detection devices according to Modification 2 and Modification 3 of the physical quantity detection device 20 according to the above-described embodiment, respectively.
  • FIGS. 9 and 10 are enlarged front views of the physical quantity detection device 20 according to the above-described embodiment, in which the cover 202 corresponding to FIG. 3 is removed.
  • the resistance section 240 is provided at a corner between the inner peripheral wall 234bi of the second sub-passage 234b and the bottom wall 234bb of the back side BS, and the inner peripheral wall 234bi
  • the bottom wall 234bb is configured by protrusions 242 protruding in the width direction and the height direction, respectively.
  • the measured gas 2 flowing on the inner peripheral side IS of the second sub-passage 234b and the back side BS of the flow rate sensor 205 is located at the corner between the inner peripheral wall 234bi and the bottom wall 234bb of the second sub-passage 234b.
  • the collision with the provided protrusion 242 causes a collision loss, and the flow resistance increases.
  • the flow of the gas to be measured 2 changes its direction toward the outer peripheral side OS of the second sub-passage 234b and the front side FS facing the detection surface 205a of the flow rate sensor 205.
  • the resistance portion 240 is provided at a corner between the inner peripheral wall 234bi of the second sub-passage 234b and the bottom wall 234bb of the back side BS, and the second sub-passage 234b is formed by a groove 243 extending in the height direction Dh and the width direction Dw.
  • the measured gas 2 flowing on the inner peripheral side IS of the second sub-passage 234b and the back side BS of the flow rate sensor 205 is located at the corner between the inner peripheral wall 234bi and the bottom wall 234bb of the second sub-passage 234b.
  • the fluid flows into the groove 243 provided and the flow resistance increases.
  • the flow of the gas to be measured 2 changes its direction toward the outer peripheral side OS of the second sub-passage 234b and the front side FS facing the detection surface 205a of the flow rate sensor 205.
  • the protrusion 242 and the groove 243 constituting the resistance portion 240 on the upstream side and the downstream side of the flow rate sensor 205, when the measured gas 2 flows backward, the flow of the measured gas 2 The shift is made to the outer peripheral side OS and the front side FS of the second sub-passage 234b, and the bias of the measured gas 2 is reduced.
  • the bias of the measured gas 2 flowing through the second sub-passage 234b branched from the first sub-passage 234a is reduced as compared with the related art. It is possible to provide a physical quantity detection device capable of reducing a detection error of the flow rate of the gas 2 to be measured by the flow rate sensor 205 disposed in the second sub-passage 234b.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 4 of the physical quantity detection device according to Modification 4 of the physical quantity detection device 20 according to the above-described embodiment.
  • FIG. 12 is a graph showing the distribution of the flow velocity of the gas 2 to be measured in the second sub-passage 234b shown in FIG.
  • the second sub-passage 234b has a cross section in the resistance section 240 on the downstream side of the flow sensor 205, which is larger than the flow area of the cross section in the resistance section 240 on the upstream side of the flow sensor 205. Is smaller.
  • the flow of the measured gas 2 flowing from the second outlet 233 into the second sub-passage 234b is shifted to the outer peripheral side OS and the front side FS of the second sub-passage 234b. Get higher. Therefore, according to the present modification, it is possible to provide a physical quantity detection device capable of reducing the detection error of the flow rate of the measured gas 2 by the flow rate sensor 205 regardless of whether the measured gas 2 is flowing forward or backward. it can.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 4 of the physical quantity detection device according to Modification Example 5 of the physical quantity detection device 20 according to the above-described embodiment.
  • the second sub-passage 234b is located on the inner peripheral side IS in the cross section in the resistance part 240 on the downstream side of the flow sensor 205, rather than the resistance part 240 on the upstream side of the flow sensor 205.
  • the flow area of the back side BS of the flow rate sensor 205 is small.
  • the upstream and downstream resistance portions 240 at the time of the forward flow of the measured gas 2 have a concave curved surface shape in the cross section of the second sub-passage 230b as described above. I have.
  • the curvature of the arc-shaped surface shape of the upstream-side resistance section 240 is larger than the curvature of the arc-shaped surface shape of the downstream-side resistance section 240.
  • the measured gas 2 is more downstream than the upstream of the flow rate sensor 205 when the measured gas 2 flows forward.
  • the wall resistance received from the resistance section 240 increases. Therefore, when the measured gas 2 flows backward, the flow of the measured gas 2 flowing from the second outlet 233 into the second sub-passage 234b is shifted to the outer peripheral side OS and the front side FS of the second sub-passage 234b. Get higher.
  • the physical quantity detection capable of reducing the detection error of the flow rate of the measured gas 2 by the flow rate sensor 205.
  • Reference Signs List 20 Physical quantity detection device 22 Main passage 22a Central axis 205 Flow sensor 205a Detection surface 234a First sub-passage 236 Branch 234b Second sub-passage 234bb Bottom wall 234bi Inner peripheral wall 234bo Outer peripheral wall 234bt Top wall 238 Curved portion 240 Resistance portion 241 Partition wall 242 Projection 243 Groove BS Back side Dw Width direction Dh Height direction FS Front side IS Inner circumference OS Outer circumference

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Abstract

第１副通路から分岐した第２副通路を流れる流体の偏りを従来よりも低減し、第２副通路に配置されたセンサによる流体の物理量の検出誤差を低減することが可能な物理量検出装置を提供する。　物理量検出装置は、主通路の中心軸に沿って延びる第１副通路と、その第１副通路の分岐部から分岐された第２副通路２３４ｂと、その第２副通路２３４ｂに配置された流量センサ２０５とを備える。第２副通路２３４ｂは、湾曲部と抵抗部２４０とを有する湾曲形状を有する。抵抗部２４０は、第２副通路２３４ｂの内周側ＩＳかつ流量センサ２０５の背面側ＢＳを流れる気体の圧力損失が、第２副通路２３４ｂの外周側ＯＳかつ流量センサ２０５の検出面２０５ａに臨む表面側ＦＳを流れる気体の圧力損失よりも高くなるように構成されている。

Description

物理量検出装置
　本開示は、物理量検出装置に関する。
　従来から、ハウジングに取り付けられる支持体の表面上に、ヒータ抵抗体やセンサ抵抗体等の流量測定素子を配置した流量測定装置に関する発明が知られている（下記特許文献１を参照）。特許文献１に記載された流量測定装置は、（ａ）内部に流路が形成されたハウジングと、（ｂ）流路を流れる流体の流れ方向に沿うように配置される板状の支持体と、（ｃ）この支持体の表面に配置されて、流路を流れる流体の流量を検出する流量測定素子とを備えている。
　この従来の流量測定装置において、ハウジングは、流路のうちの所定の区間に、流路の断面積を減少させる流路絞り部を有している。また、流量測定素子は、流路絞り部の内部に配置されている。また、流路絞り部は、流路の高さ方向の中央側から両側に向かって流路の幅を徐々に減少させる内壁面を有している（同文献、請求項１等を参照）。この構成により、流量測定素子の出力変動や計測誤差の発生を抑制する効果と低流量側への計測範囲を拡大する効果とを両立させることができる（同文献、第００１２段落等を参照）。
特開２０１２－９３２６９号公報
　前記従来の流量測定装置は、旋回流路に流路絞り部を備え、その流路絞り部の内部に、センシング素子が配置されている。センシング素子は、センサ支持体に搭載され、センサ支持体は、旋回流路の外周側の壁面から旋回流路の内周側に向けて突出している。また、流路絞り部は、旋回流路の内周側の２つの突出壁の間に形成されている（同文献、第００２９段落、第００３８段落から第００３９段落、および図１から図３等を参照）。
　このような構成の流量測定装置において、旋回流路を流れる空気は、遠心力によって旋回流路の外周側に偏るだけでなく、旋回流路の内周側の突出壁によってさらに旋回流路の外周側に偏る。そのため、センシング素子が配置された流路絞り部を流れる空気の旋回流路の外周側への偏りが過大になり、センシング素子の計測誤差が増大するおそれがある。
　本開示は、第１副通路から分岐した第２副通路を流れる流体の偏りを従来よりも低減し、第２副通路に配置されたセンサによる流体の物理量の検出誤差を低減することが可能な物理量検出装置を提供する。
　本開示の一態様は、主通路を流れる気体の物理量を検出する物理量検出装置であって、前記主通路の中心軸に沿って延び前記気体の一部を取り込む第１副通路と、該第１副通路の分岐部から分岐された第２副通路と、該第２副通路に配置された流量センサとを備え、前記第２副通路は、湾曲部と抵抗部とを有し、前記分岐部から前記中心軸に交差する方向に延びて前記湾曲部において前記中心軸へ向けて折り返す湾曲形状を有し、前記抵抗部は、前記第２副通路の内周側かつ前記流量センサの背面側を流れる気体の圧力損失が、前記第２副通路の外周側かつ前記流量センサの検出面に臨む表面側を流れる気体の圧力損失よりも高くなるように構成されていることを特徴とする物理量検出装置である。
　上記一態様によれば、第１副通路から分岐した第２副通路を流れる流体の偏りを従来よりも低減し、第２副通路に配置されたセンサによる流体の物理量の検出誤差を低減することが可能な物理量検出装置を提供することができる。
物理量検出装置を使用した内燃機関制御システムのシステム図。 図１に示す物理量検出装置の正面図。 図２に示す物理量検出装置のカバーを取り外した状態を示す正面図。 図２に示す物理量検出装置のIV－IV線に沿う模式的な拡大断面図。 図４に示す第２副通路における被計測気体の流速の分布を示すグラフ。 変形例１に係る物理量検出装置の拡大図。 変形例１に係る物理量検出装置の図４に相当する断面図。 図７に示す第２副通路における被計測気体の流速の分布を示すグラフ。 変形例２に係る物理量検出装置の拡大図。 変形例３に係る物理量検出装置の拡大図。 変形例４に係る物理量検出装置の図４に相当する断面図。 図１１に示す第２副通路における被計測気体の流速の分布を示すグラフ。 変形例５に係る物理量検出装置の図４に相当する断面図。
　以下、図面を参照して本開示に係る物理量検出装置の実施形態を説明する。
　図１は、本開示の一実施形態に係る物理量検出装置２０を使用した電子燃料噴射方式の内燃機関制御システム１のシステム図である。エンジンシリンダ１１とエンジンピストン１２を備える内燃機関１０の動作に基づき、吸入空気が被計測気体２としてエアクリーナ２１から吸入され、たとえば主通路２２である吸気ボディと、スロットルボディ２３と、吸気マニホールド２４を介してエンジンシリンダ１１の燃焼室に導かれる。燃焼室に導かれる吸入空気である被計測気体２の物理量は、物理量検出装置２０で検出され、その検出された物理量に基づいて燃料噴射弁１４より燃料が供給され、被計測気体２と共に混合気の状態で燃焼室に導かれる。なお、本実施形態では、燃料噴射弁１４は内燃機関１０の吸気ポートに設けられ、吸気ポートに噴射された燃料が被計測気体２とともに混合気を成形し、吸気弁１５を介して燃焼室に導かれ、燃焼して機械エネルギを発生する。
　燃焼室に導かれた燃料および空気は、燃料と空気の混合状態を成しており、点火プラグ１３の火花着火により、爆発的に燃焼し、機械エネルギを発生する。燃焼後の気体は排気弁１６から排気管に導かれ、排気ガス３として排気管から車外に排出される。前記燃焼室に導かれる吸入空気である被計測気体２の流量は、アクセルペダルの操作に基づいてその開度が変化するスロットルバルブ２５により制御される。前記燃焼室に導かれる吸入空気の流量に基づいて燃料供給量が制御され、運転者はスロットルバルブ２５の開度を制御して前記燃焼室に導かれる吸入空気の流量を制御することにより、内燃機関が発生する機械エネルギを制御することができる。
　エアクリーナ２１を介して取り込まれて主通路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。
　制御装置４は、物理量検出装置２０の出力である吸入空気の物理量と、回転角度センサ１７の出力に基づき計測された内燃機関の回転速度とに基づいて、燃料噴射量や点火時期を演算する。これらの演算結果に基づいて、燃料噴射弁１４から供給される燃料量、また点火プラグ１３により点火される点火時期が制御される。燃料供給量や点火時期は、実際にはさらに物理量検出装置２０で検出される温度やスロットル角度の変化状態、エンジン回転速度の変化状態、酸素センサ２８で計測された空燃比の状態に基づいて、きめ細かく制御されている。制御装置４は、さらに内燃機関のアイドル運転状態において、スロットルバルブ２５をバイパスする空気量をアイドルエアコントロールバルブ２７により制御し、アイドル運転状態での内燃機関の回転速度を制御する。
　内燃機関の主要な制御量である燃料供給量や点火時期はいずれも物理量検出装置２０の出力を主パラメータとして演算される。したがって、物理量検出装置２０の検出精度の向上や、経時変化の抑制、信頼性の向上が、車両の制御精度の向上や信頼性の確保に関して重要である。特に近年、車両の省燃費に関する要望が非常に高く、また排気ガス浄化に関する要望が非常に高い。これらの要望に応えるには、物理量検出装置２０により検出される被計測気体２である吸入空気の物理量の検出精度の向上が極めて重要である。また、物理量検出装置２０が高い信頼性を維持していることも大切である。
　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。また、物理量検出装置２０は、内燃機関からの発熱の影響を受ける吸気管に装着される。このため、内燃機関の発熱が主通路２２である吸気管を介して物理量検出装置２０に伝わる。物理量検出装置２０は、被計測気体と熱伝達を行うことにより被計測気体の流量を検出するので、外部からの熱の影響をできるだけ抑制することが重要である。
　車両に搭載される物理量検出装置２０は、以下で説明するように、単に発明が解決しようとする課題の欄に記載された課題を解決し、発明の効果の欄に記載された効果を奏するのみでなく、以下で説明するように、上述した色々な課題を十分に考慮し、製品として求められている色々な課題を解決し、色々な効果を奏している。物理量検出装置２０が解決する具体的な課題や奏する具体的な効果は、以下の実施形態に関する記載の中で説明する。
　図２は、図１に示す物理量検出装置２０の正面図である。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、たと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。
　ハウジング２０１は、主通路２２である吸気ボディに固定されるフランジ２１１と、フランジ２１１から突出して外部機器との電気的な接続を行うために吸気ボディから外部に露出するコネクタ２１２と、フランジ２１１から主通路２２の中心に向かって突出するように延びる計測部２１３を有している。
　フランジ２１１は、たとえば、所定の板厚からなる平面視略矩形状を有しており、角部に貫通孔を有している。フランジ２１１は、たとえば、角部の貫通孔に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。
　コネクタ２１２は、たとえば、その内部に４本の外部端子と、補正用端子とが設けられている。外部端子は、物理量検出装置２０の計測結果である流量や温度などの物理量を出力するための端子および物理量検出装置２０が動作するための直流電力を供給するための電源端子である。補正用端子は、生産された物理量検出装置２０の計測を行い、それぞれの物理量検出装置２０に関する補正値を求めて、物理量検出装置２０内部のメモリに補正値を記憶するのに使用する端子である。
　計測部２１３は、フランジ２１１から主通路２２の中心方向に向かって延びる薄くて長い形状を成し、幅広な正面２２１と背面、および幅狭な一対の側面である上流端面２２３と下流端面２２４を有している。計測部２１３は、たとえば、主通路２２に設けられた取り付け孔から内部に挿入され、フランジ２１１を主通路２２に当接させてねじで主通路２２に固定することで、フランジ２１１を介して主通路２２に固定される。
　計測部２１３は、物理量検出装置２０を主通路２２に取り付けた状態で、主通路２２の内壁から主通路２２の中心軸２２ａに向かって突出している。そして、正面２２１と背面が主通路２２の中心軸２２ａに沿って平行に配置され、計測部２１３の幅狭な上流端面２２３と下流端面２２４のうち計測部２１３の短手方向一方側の上流端面２２３が主通路２２の上流側を向くように配置され、計測部２１３の短手方向他方側の下流端面２２４が主通路２２の下流側を向くように配置される。
　計測部２１３の正面２２１は、短手方向に沿って上流端面２２３から下流端面２２４まで平坦である。一方、計測部２１３の背面は、下流端面２２４側の角部が面取りされており、かつ、短手方向中間位置から下流端面２２４まで移行するにしたがって正面に漸次接近する方向に傾斜している。これにより、計測部２１３の断面形状は、いわゆる流線型になっている。したがって、主通路２２の上流から流れてきた被計測気体２を計測部２１３の正面２２１および背面に沿って円滑に下流に導くことができ、被計測気体２に対する計測部２１３の流体抵抗を小さくすることができる。
　計測部２１３は、突出方向の端部が段差状に形成されており、物理量検出装置２０を主通路２２に取り付けた状態で、主通路２２の上流側の下面２２６と、主通路２２の下流側の下面２２７とを有している。計測部２１３は、上流側の下面２２６よりも下流側の下面２２７の方が突出方向に突出し、上流側の下面２２６と下流側の下面２２７との間を結ぶ段差面２２８が主通路２２の上流側を向くように配置される。
　また、計測部２１３は、フランジ２１１と反対側で上流側の下面２２６よりも突出した先端部２１３ａの段差面２２８に、吸入空気などの被計測気体２の一部を計測部２１３内の副通路に取り込むための入口２３１が開口して設けられている。そして、計測部２１３の先端部２１３ａの下流端面２２４には、計測部２１３内の副通路に取り込んだ被計測気体２を主通路２２に戻すための第１出口２３２および第２出口２３３が開口して設けられている。
　つまり、計測部２１３は、主通路２２における被計測気体２の流れ方向の上流側に向けて配置される第１壁部としての上流端面２２３を有する。また、計測部２１３は、第１壁部としての上流端面２２３よりも主通路２２における被計測気体２の流れ方向の下流側の位置において被計測気体２の流れ方向の上流側に向けて配置される第２壁部として先端部２１３ａの段差面２２８を有する。この先端部２１３ａの段差面２２８に、副通路の入口２３１が開口している。
　物理量検出装置２０は、副通路の入口２３１が、フランジ２１１から主通路２２の中心方向に向かって延びる計測部２１３の先端部２１３ａに設けられているので、主通路２２の内壁面近傍ではなく、内壁面から離れた中央部に近い部分の気体を副通路に取り込むことができる。このため、物理量検出装置２０は、主通路２２の内壁面から離れた部分の気体の流量を測定することができ、熱などの影響による計測精度の低下を抑制できる。
　主通路２２の内壁面近傍では、主通路２２の温度の影響を受け易く、気体の本来の温度に対して被計測気体２の温度が異なる状態となり、主通路２２内の主気体の平均的な状態と異なることになる。特に主通路２２がエンジンの吸気ボディである場合は、エンジンからの熱の影響を受け、高温に維持されていることが多い。このため主通路２２の内壁面近傍の気体は、主通路２２の本来の気温に対して高いことが多く、計測精度を低下させる要因となる。また、主通路２２の内壁面近傍では流体抵抗が大きく、主通路２２の平均的な流速に比べ、流速が低くなる。このため、主通路２２の内壁面近傍の気体を被計測気体２として副通路に取り込むと、主通路２２の平均的な流速に対する流速の低下が計測誤差につながるおそれがある。
　物理量検出装置２０は、フランジ２１１から主通路２２の中央に向かって延びる薄くて長い計測部２１３の先端部２１３ａに入口２３１が設けられているので、主通路２２の内壁面近傍の流速低下に関係する計測誤差を低減できる。また、物理量検出装置２０は、フランジ２１１から主通路２２の中央に向かって延びる計測部２１３の先端部２１３ａに入口２３１が設けられているだけでなく、副通路の第１出口２３２および第２出口２３３も計測部２１３の先端部２１３ａに設けられているので、さらに計測誤差を低減することができる。
　物理量検出装置２０は、計測部２１３が主通路２２の外壁から中央に向かう軸に沿って長く伸びる形状を成しているが、上流端面２２３および下流端面２２４の幅は、正面２２１の幅よりも狭く、計測部２１３が板状の形状を成している。これにより、物理量検出装置２０は、被計測気体２に対しては流体抵抗を小さい値に抑えることができる。
　図３は、図２に示す物理量検出装置２０のカバー２０２を取り外した状態を示す正面図である。なお、図３では、回路基板２０７を封止する封止材の図示を省略している。
　計測部２１３には、副通路２３４を形成するための副通路溝２５０と、回路基板２０７を収容するための回路室２３５が設けられている。回路室２３５と副通路溝２５０は、計測部２１３の正面に凹設されており、計測部２１３の短手方向一方側と他方側に分かれて配置されている。回路室２３５は、主通路２２における被計測気体２の流れ方向の上流側の位置に配置され、副通路２３４は、回路室２３５よりも主通路２２における被計測気体２の流れ方向の下流側の位置に配置される。なお、主通路２２における被計測気体２の流れ方向において、回路室２３５の上流側の壁部の上流側の面を、計測部２１３の上流端面２２３とすることで省スペース化が可能となる。
　副通路溝２５０は、カバー２０２との協働により副通路２３４を形成する。副通路２３４は、計測部２１３の突出方向である計測部２１３の長手方向に沿って延在して設けられている。副通路２３４を形成する副通路溝２５０は、第１副通路溝２５１と、第１副通路溝２５１の途中で分岐する第２副通路溝２５２とを有している。
　第１副通路溝２５１は、計測部２１３の先端部２１３ａの段差面２２８に開口する入口２３１と、計測部２１３の先端部２１３ａの下流端面２２４に開口する第１出口２３２との間に亘って、計測部２１３の短手方向に沿って延在するように形成されている。入口２３１は、主通路２２における被計測気体２の流れ方向の上流側を向くように開口されている。第１副通路溝２５１は、カバー２０２との間に、入口２３１から主通路２２の中心軸２２ａに沿って延びて第１出口２３２に至る第１副通路２３４ａを形成する。
　第１副通路２３４ａは、主通路２２内を流れる被計測気体２を入口２３１から取り込み、その取り込んだ被計測気体２を第１出口２３２から主通路２２に戻す。第１副通路２３４ａは、入口２３１から主通路２２内における被計測気体２の流れ方向に沿って延在し、第１出口２３２に接続されている。第１副通路２３４ａは、入口２３１と第１出口２３２との間に分岐部２３６を有している。
　分岐部２３６は、主通路２２の中心軸２２ａに沿って延びる第１副通路２３４ａにおいて、順流時の被計測気体２の上流側で入口２３１の近傍に設けられている。ここで、被計測気体２は、順流時に、図１に示すように、エアクリーナ２１から内燃機関１０へ向けて主通路２２の中心軸２２ａに沿って流れる。主通路２２を流れる被計測気体２は、順流時に、入口２３１から第１副通路２３４ａに取り込まれ、第１副通路２３４ａ内を第１出口２３２へ向けて流れるととともに、分岐部２３６から第２副通路２３４ｂへ流入する。
　第２副通路溝２５２は、第１副通路溝２５１の途中位置で計測部２１３の基端部すなわちフランジ２１１へ向けて分岐して、計測部２１３の長手方向すなわち主通路２２の中心軸２２ａに交差する方向、たとえば中心軸２２ａにおおむね直交する方向に延びている。さらに、第２副通路溝２５２は、計測部２１３のフランジ２１１の近傍で先端部２１３ａへ向けて、たとえばＵ字状または円弧状に湾曲して折り返し、計測部２１３の長手方向すなわち主通路２２の中心軸２２ａに交差する方向、たとえば中心軸２２ａにおおむね直交する方向に延びている。
　第２副通路溝２５２は、最終的に、計測部２１３の下流端面２２４へ向けて、たとえば円弧状に湾曲するように曲折し、第２出口２３３に接続されている。第２出口２３３は、主通路２２における被計測気体２の流れ方向の下流側を向くように開口されている。第２出口２３３は、第１出口２３２とほぼ同等または若干大きい開口面積を有しており、第１出口２３２よりも計測部２１３の長手方向の基端部側に隣接した位置に形成されている。第２副通路溝２５２は、カバー２０２との間に、第１副通路２３４ａからフランジ２１１へ向けて分岐して第２出口２３３に至る第２副通路２３４ｂを形成する。
　第２副通路２３４ｂは、第１副通路２３４ａから分岐されて流れ込んだ被計測気体２を通過させて第２出口２３３から主通路２２に戻す。第２副通路２３４ｂは、計測部２１３の長手方向に沿って往復する経路を有する。より詳細には、第２副通路２３４ｂは、たとえば、直線状の上流部２３７と、円弧状またはＵ字状の湾曲部２３８と、直線状の下流部２３９とを有している。
　上流部２３７は、たとえば、第１副通路２３４ａの分岐部２３６から分岐され、主通路２２の中心軸２２ａに交差する方向におおむね直線状にまっすぐ延びている。上流部２３７は、たとえば、主通路２２の中心軸２２ａにおおむね直交する方向、すなわち第１副通路２３４ａの分岐部２３６からフランジ２１１へ向かう方向へ延びている。
　湾曲部２３８は、たとえば、フランジ２１１の近傍で上流部２３７の下流側の端部に接続され、主通路２２の中心軸２２ａに向けて折り返すように湾曲している。湾曲部２３８は、たとえば、円弧状またはＵ字状の形状を有し、第２副通路２３４ｂを１８０度、逆方向に折り返すように湾曲している。
　下流部２３９は、たとえば、フランジ２１１の近傍で湾曲部２３８の下流側の端部に接続され、主通路２２の中心軸２２ａに向けておおむね直線状にまっすぐに延びている。下流部２３９は、たとえば、上流部２３７とおおむね平行に計測部２１３の先端部２１３ａへ向けて延び、第１副通路２３４ａにおける分岐部２３６よりも下流側へ向けて延びている。下流部２３９は、先端部２１３ａの第２出口２３３の近傍で主通路２２の中心軸２２ａに沿う方向に湾曲して、第２出口２３３に接続されている。
　第２副通路２３４ｂは、湾曲形状を有している。より具体的には、第２副通路２３４ｂの上流部２３７は、第１副通路２３４ａの分岐部２３６から分岐され、主通路２２の中心軸２２ａに交差する方向に延びている。第２副通路２３４ｂの湾曲部２３８は、上流部２３７から主通路２２の中心軸２２ａに向けて折り返すように湾曲している。第２副通路２３４ｂの下流部２３９は、湾曲部２３８から主通路２２の中心軸２２ａに向けて延びている。これら上流部２３７と湾曲部２３８と下流部２３９とによって、第２副通路２３４ｂの湾曲形状が形成されている。
　なお、図示は省略するが、たとえば、第２出口２３３を省略し、第１副通路２３４ａの分岐部２３６よりも下流側に第２副通路２３４ｂの下流部２３９を接続させ、第２副通路２３４ｂを第１副通路２３４ａに合流させてもよい。
　第２副通路２３４ｂは、たとえば上流部２３７に流量センサ２０５が配置されている。より詳細には、第２副通路２３４ｂの上流部２３７において、流量センサ２０５は、第１副通路２３４ａと湾曲部２３８の中間部に配置されている。第２副通路２３４ｂは、上記のような湾曲形状を有することで、通路長さをより長く確保することができ、主通路２２内の被計測気体２に脈動が生じた場合に、流量センサ２０５への影響を小さくすることができる。
　上記構成によれば、計測部２１３の突出方向である長手方向に沿って副通路２３４を形成することができ、副通路２３４の長さを十分に長く確保できる。これにより、物理量検出装置２０は、十分な長さの副通路２３４を備えることができる。したがって、物理量検出装置２０は、流体抵抗を小さい値に抑えられるとともに高い精度で被計測気体２の物理量を計測することが可能である。
　第１副通路２３４ａは、入口２３１から計測部２１３の短手方向すなわち主通路２２の中心軸２２ａに沿って延びて第１出口２３２に至るので、入口２３１から第１副通路２３４ａ内に侵入した塵埃などの異物をそのまま第１出口２３２から排出させることができる。これにより、異物が第２副通路２３４ｂに侵入するのを抑制し、第２副通路内２３４ｂに配置された流量センサ２０５に影響を与えるのを抑制することができる。
　第１副通路２３４ａの入口２３１と第１出口２３２は、入口２３１の方が第１出口２３２よりも大きな開口面積を有している。入口２３１の開口面積を第１出口２３２よりも大きくすることによって、第１副通路２３４ａに流入した被計測気体２を、第１副通路２３４ａの途中で分岐している第２副通路２３４ｂにも確実に導くことができる。
　第１副通路溝２５１の入口２３１の近傍には、計測部２１３の長手方向における入口２３１の中央位置に突起部２５３が設けられている。突起部２５３は、入口２３１の大きさを計測部２１３の長手方向に二等分し、二等分された入口２３１のそれぞれの開口面積を第１出口２３２および第２出口２３３の開口面積よりも小さくしている。突起部２５３は、入口２３１から第１副通路２３４ａに侵入可能な異物の大きさを第１出口２３２および第２出口２３３よりも小さいものだけに規制し、異物によって第１出口２３２や第２出口２３３が塞がれるのを防ぐことができる。
　回路基板２０７は、計測部２１３の短手方向一方側に設けられた回路室２３５に収容されている。回路基板２０７は、計測部２１３の長手方向に沿って延在する長方形の形状を有しており、その表面には、チップパッケージ２０８と、圧力センサ２０４と、温湿度センサ２０６と、吸気温度センサ２０３とが実装されている。回路基板２０７は、すべてのセンサに共通する搭載部を有しており、様々なセンサの実装パターンに対して共通して利用可能である。回路基板２０７の表面は、たとえば、主通路２２を流れる被計測気体２にほぼ平行に配置される。これにより、計測部２１３の薄型化が可能になり、主通路２２を流れる被計測気体２の圧力損失を低減することができる。
　チップパッケージ２０８は、回路基板２０７に実装されている。チップパッケージ２０８には、流量センサ２０５と、流量センサ２０５を駆動する電子部品であるＬＳＩとが実装され、トランスファーモールドにより封止されている。チップパッケージ２０８は、第２副通路２３４ｂ内に流量センサ２０５が配置されるように、回路基板２０７の長手方向の中央位置で回路基板２０７から第２副通路２３４ｂ内にチップパッケージ２０８の一部が突出した状態で実装されている。
　チップパッケージ２０８は、副通路２３４と回路室２３５との間に亘って配置されている。これにより、回路室２３５と副通路２３４が分離され、チップパッケージ２０８に配置された流量センサ２０５への流れが副通路２３４の形状によって律速される。そのため、副通路２３４内に被計測気体２の流れを阻害する障壁物がない構成となり、被計測気体２の安定的な流れを流量センサ２０５へ供給することができる。したがって、流量センサの流速感度、ノイズ性能や脈動特性を維持しつつ、計測部２１３を小型化することが可能である。
　なお、流量センサ２０５は、必ずしもチップパッケージ２０８に設けられている必要はない。たとえば、回路基板２０７の一部を突出させて流量センサ２０５を副通路２３４に配置してもよく、回路基板２０７に実装された流量センサ２０５を板状の支持体によって副通路２３４に配置してもよい。
　流量センサ２０５とＬＳＩは同一半導体素子に一体に形成されていても、別の半導体素子として形成されていてもよい。流量センサ２０５は、表面の流量計測部が少なくとも露出するように樹脂によって封止されている。チップパッケージ２０８にＬＳＩを設ける構造について説明したが、回路基板２０７にＬＳＩを搭載する構造としてもよい。チップパッケージ２０８にＬＳＩを設ける利点としては、回路基板２０７にＬＳＩを搭載しなくてもよいことから、回路基板２０７の小型化に寄与する点である。
　チップパッケージ２０８は、第２副通路２３４ｂの上流部２３７における被計測気体２の流れ方向に沿って延びる凹溝を有し、この凹溝の底部に流量センサ２０５を備えている。チップパッケージ２０８の凹溝は、第２副通路２３４ｂの上流部２３７を流れる被計測気体２の流れ方向における両端部から中央部へ向けて徐々に幅が狭まる絞り形状を有し、最も幅が狭い中央部に流量センサ２０５が配置されている。この絞り形状により、副通路２３４を流れる被計測気体２が整流され、ノイズの影響を低減することができる。
　圧力センサ２０４は、チップパッケージ２０８よりも回路基板２０７の長手方向基端部側に実装されており、温湿度センサ２０６は、チップパッケージ２０８よりも回路基板２０７の長手方向先端側に実装されている。そして、回路基板２０７の表面には、吸気温度センサ２０３のリードが接続されている。吸気温度センサ２０３は、温湿度センサ２０６よりも回路基板２０７の長手方向先端側の位置にリードが接続され、センサ本体２０３ｂが回路基板２０７から長手方向にはみ出して計測部２１３の外部に露出した位置に配置されるように実装されている。
　吸気温度センサ２０３は、計測部２１３のフランジ２１１側の上流端面２２３と、先端部２１３ａの段差面２２８との間に配置されている。吸気温度センサ２０３は、回路基板２０７に実装され、計測部２１３の外に露出して設けられている。吸気温度センサ２０３は、円柱状のセンサ本体と、センサ本体の軸方向両端部から互いに離間する方向に向かって突出する一対のリードとを有するアキシャルリード部品によって構成されている。計測部２１３には、吸気温度センサ２０３を保護するためのプロテクタ２０２ａが設けられている。
　計測部２１３には、その長手方向に沿って基端部側から先端部側に向かって（計測部２１３の突出方向に向かって）、（１）圧力センサ２０４、（２）流量センサ２０５、（３）温湿度センサ２０６、（４）吸気温度センサ２０３が順番に配置されている。圧力センサ２０４は、被計測気体２の圧力を検出し、流量センサ２０５は、被計測気体２の流量を検出する。温湿度センサ２０６は、被計測気体２の湿度を検出し、吸気温度センサは、被計測気体２の温度を検出する。
　図４は、図２に示す物理量検出装置２０のIV－IV線に沿う模式的な拡大断面図である。
詳細については後述するが、本実施形態の物理量検出装置２０は、次の構成に最大の特徴を有している。
　物理量検出装置２０において、第１副通路２３４ａは、主通路２２の中心軸２２ａに沿って延び、被計測気体２の一部を取り込む。第２副通路２３４ｂは、第１副通路２３４ａの分岐部２３６から分岐され、第１副通路２３４ａから被計測気体２の一部を取り込む。流量センサ２０５は、第２副通路２３４ｂに配置されている。第２副通路２３４ｂは、湾曲部２３８と抵抗部２４０とを有し、分岐部２３６から主通路２２の中心軸２２ａに交差する方向に延び、湾曲部２３８において中心軸２２ａへ向けて折り返す湾曲形状を有している。抵抗部２４０は、第２副通路２３４ｂの内周側ＩＳかつ流量センサ２０５の背面側ＢＳを流れる気体の圧力損失が、第２副通路２３４ｂの外周側ＯＳかつ流量センサ２０５の検出面２０５ａに臨む表面側ＦＳを流れる気体の圧力損失よりも高くなるように構成されている。以下、この特徴部分についてより詳細に説明する。
　本実施形態の物理量検出装置２０において、流量センサ２０５は、第１副通路２３４ａの分岐部２３６と第２副通路２３４ｂの湾曲部２３８との間に配置されている。また、流量センサ２０５は、第２副通路２３４ｂの幅方向Ｄｗに対向する内周壁２３４ｂｉと外周壁２３４ｂｏとの中間かつ第２副通路２３４ｂの高さ方向Ｄｈに対向する底壁２３４ｂｂと上壁２３４ｂｔとの中間に配置され、上壁２３４ｂｔに検出面２０５ａが対向している。
　また、本実施形態の物理量検出装置２０において、抵抗部２４０は、第２副通路２３４ｂの幅方向Ｄｗにせり出した内周壁２３４ｂｉと第２副通路２３４ｂの高さ方向２３４Ｄｈにせり出した底壁２３４ｂｂとによって構成されている。抵抗部２４０は、第２副通路２３４ｂの横断面において、内周側ＩＳかつ流量センサ２０５の背面側ＢＳの流路面積を第２副通路２３４ｂの外周側ＯＳかつ流量センサ２０５の表面側ＦＳの流路面積よりも減少させている。
　また、本実施形態の物理量検出装置２０において、抵抗部２４０は、たとえば、第２副通路２３４ｂの横断面において凹曲線状の表面形状を有している。より具体的には、抵抗部２４０は、たとえば、第２副通路２３４ｂの横断面において凹型の円弧状の表面形状を有している。これにより、第２副通路２３４ｂの外周側ＯＳから内周側ＩＳに向けて底壁２３４ｂｂと流量センサ２０５の検出面２０５ａとの間の高さ方向Ｄｈの間隔が漸次狭くなっている。また、第２副通路２３４ｂの表面側ＦＳから背面側ＢＳに向けて内周壁２３４ｂｉと外周壁２３４ｂｏとの間の幅方向Ｄｗの間隔が漸次狭くなっている。
　また、本実施形態の物理量検出装置２０の第２副通路２３４ｂにおいて、抵抗部２４０は、流量センサ２０５の上流側と下流側に設けられている。より具体的には、抵抗部２４０は、たとえば、第２副通路２３４ｂの分岐部２３６から第２出口２３３まで、すなわち、上流部２３７、湾曲部２３８および下流部２３９において、連続的に設けられている。
　以下、本実施形態の物理量検出装置２０の動作について説明する。
　図１に示すように、物理量検出装置２０は、たとえば、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、図２および図３に示すフランジ２１１が主通路２２の通路壁に固定される。内燃機関１０の動作に基づき、吸入空気が被計測気体２としてエアクリーナ２１から吸入され、被計測気体２が主通路２２を流れる。主通路２２を流れる被計測気体２は、おおむね中心軸２２ａに沿って流れ、物理量検出装置２０の計測部２１３に設けられた入口２３１から、第１副通路２３４ａに取り込まれる。
　物理量検出装置２０の入口２３１から計測部２１３内に取り込まれた被計測気体２の一部は、主通路２２の中心軸２２ａに沿って延びる第１副通路２３４ａを流れ、第１出口２３２から排出されて主通路２２に戻る。また、第１副通路２３４ａを流れる被計測気体２の一部は、第１副通路２３４ａの分岐部２３６からフランジ２１１へ向けて分岐する第２副通路２３４ｂに流入する。
　第２副通路２３４ｂに流入した被計測気体２は、図４に示すチップパッケージ２０８に設けられた流量センサ２０５の検出面２０５ａに臨む表面側ＦＳとその反対の背面側ＢＳを流れる。このとき、流量センサ２０５の検出面２０５ａによって、チップパッケージ２０８の表面側の凹溝を流れる被計測気体２の流量が検出される。また、図３に示す吸気温度センサ２０３によって、計測部２１３の入口２３１に取り込まれる前の被計測気体２の温度が検出され、圧力センサ２０４と温湿度センサ２０６によって、計測部２１３の回路室２３５内の被計測気体２の圧力と湿度が検出される。
　第２副通路２３４ｂの上流部２３７に流入し、チップパッケージ２０８を通過した被計測気体２は、円弧状またはＵ字状の湾曲部２３８で計測部２１３の先端部２１３ａへ向けて折り返され、第２副通路２３４ｂの下流部２３９を通過して第２出口２３３から排出されて主通路２２へ戻る。このような構成の物理量検出装置２０において、仮に第２副通路２３４ｂが抵抗部２４０を有しない場合、次のような問題が生じるおそれがある。
　主通路２２の中心軸２２ａに沿って流れる被計測気体２は、物理量検出装置２０の入口２３１から計測部２１３内に取り込まれ、主通路２２の中心軸２２ａに沿って延びる第１副通路２３４ａを流れる。第１副通路２３４ａを流れる被計測気体２は、分岐部２３６において、主通路２２の中心軸２２ａにおおむね直交する方向に延びる第２副通路２３４ｂに流入する。このとき、被計測気体２に対して方向転換による遠心力が作用し、被計測気体２が湾曲形状を有する第２副通路２３４ｂの内周側ＩＳに偏る。そのため、流量センサ２０５が配置された第２副通路２３４ｂの上流部２３７を通過する被計測気体２が、第２副通路２３４ｂの内周側ＩＳに偏り、流量センサ２０５による被計測気体２の流量の検出誤差が増加するおそれがある。
　これに対し、本実施形態の物理量検出装置２０は、前述のように、主通路２２を流れる被計測気体２の物理量を検出する装置であって、以下の構成を特徴としている。物理量検出装置２０は、主通路２２の中心軸２２ａに沿って延び、被計測気体２の一部を取り込む第１副通路２３４ａと、この第１副通路２３４ａの分岐部２３６から分岐された第２副通路２３４ｂと、この第２副通路２３４ｂに配置された流量センサ２０５とを備える。第２副通路２３４ｂは、湾曲部２３８と抵抗部２４０とを有し、分岐部２３６から主通路２２の中心軸２２ａに交差する方向に延びて湾曲部２３８において中心軸２２ａへ向けて折り返す湾曲形状を有している。抵抗部２４０は、第２副通路２３４ｂの内周側ＩＳかつ流量センサ２０５の背面側ＢＳを流れる気体の圧力損失が、第２副通路２３４ｂの外周側ＯＳかつ流量センサ２０５の検出面２０５ａに臨む表面側ＦＳを流れる気体の圧力損失よりも高くなるように構成されている。
　この構成により、第１副通路２３４ａの分岐部２３６から第２副通路２３４ｂへ流入する被計測気体２に遠心力が作用しても、第２副通路２３４ｂを流れる被計測気体２が第２副通路２３４ｂの内周側ＩＳに偏るのを抑制することができる。すなわち、被計測気体２は、第１副通路２３４ａの分岐部２３６において遠心力で第２副通路２３４ｂの内周側ＩＳに偏っても、第２副通路２３４ｂへ流入して第２副通路２３４ｂを流れる過程で、抵抗部２４０によって偏りが緩和される。
　図５は、図４に示す第２副通路２３４ｂの横断面において、高さ方向Ｄｈの中央を通り幅方向Ｄｗに延びる中心線Ｃ１上の被計測気体２の流速Ｖの分布を示すグラフである。図５の左側のグラフは、図４に示す第２副通路２３４ｂの上流部２３７の外周壁２３４ｂｏと内周壁２３４ｂｉとの間の幅方向Ｄｗにおける被計測気体２の流速Ｖの分布を示している。図５の右側のグラフは、図４に示す第２副通路２３４ｂの下流部２３９の内周壁２３４ｂｉと外周壁２３４ｂｏとの間の幅方向Ｄｗにおける被計測気体２の流速Ｖの分布を示している。なお、図５において、実線は、本実施形態の物理量検出装置２０における被計測気体２の流速Ｖの分布を示し、二点鎖線は、抵抗部２４０を有しない比較形態の物理量検出装置における被計測気体２の流速Ｖの分布を示している。
　前述のように、図４に示す抵抗部２４０は、第２副通路２３４ｂの内周側ＩＳかつ流量センサ２０５の背面側ＢＳを流れる気体の圧力損失が、第２副通路２３４ｂの外周側ＯＳかつ流量センサ２０５の検出面２０５ａに臨む表面側ＦＳを流れる気体の圧力損失よりも高くなるように構成されている。そのため、第２副通路２３４ｂの内周側ＩＳかつ流量センサ２０５の背面側ＢＳを流れる被計測気体２の圧力損失が、第２副通路２３４ｂの外周側ＯＳかつ流量センサ２０５の検出面２０５ａに臨む表面側ＦＳを流れる被計測気体２の圧力損失よりも高くなる。
　その結果、第２副通路２３４ｂの内周側ＩＳかつ流量センサ２０５の背面側ＢＳを流れる被計測気体２の流動抵抗が、第２副通路２３４ｂの外周側ＯＳかつ流量センサ２０５の検出面２０５ａに臨む表面側ＦＳを流れる被計測気体２の流動抵抗よりも高くなる。これにより、図５に示すように、抵抗部２４０を有しない場合に第２副通路２３４ｂの内周側ＩＳに大きく偏っていた被計測気体２の流れが、第２副通路２３４ｂの外周側ＯＳにシフトし、被計測気体２の偏りが緩和される。同様に、第２副通路２３４ｂの高さ方向Ｄｈにおいても、抵抗部２４０によって、被計測気体２の流れが、第２副通路２３４ｂの背面側ＢＳから表面側ＦＳにシフトする。
　したがって、本実施形態によれば、第１副通路２３４ａから分岐した第２副通路２３４ｂを流れる被計測気体２の偏りを従来よりも低減し、第２副通路２３４ｂに配置された流量センサ２０５による被計測気体２の流量の検出誤差を低減することが可能な物理量検出装置２０を提供することができる。
　さらに、本実施形態の物理量検出装置２０において、流量センサ２０５は、第１副通路２３４ａの分岐部２３６と第２副通路２３４ｂの湾曲部２３８との間に配置されている。また、流量センサ２０５は、第２副通路２３４ｂの幅方向Ｄｗに対向する内周壁２３４ｂｉと外周壁２３４ｂｏとの中間かつ第２副通路２３４ｂの高さ方向Ｄｈに対向する底壁２３４ｂｂと上壁２３４ｂｔとの中間に配置され、上壁２３４ｂｔに検出面２０５ａが対向している。
　この構成により、抵抗部２４０によって、第１副通路２３４ａから分岐した湾曲形状を有する第２副通路２３４ｂにおける被計測気体２の偏りを緩和し、流量センサ２０５の検出面２０５ａに従来よりも偏りの少ない被計測気体２の流れを生じさせることができる。したがって、流量センサ２０５による被計測気体２の流量の検出誤差をより効果的に低減することができる。
　また、本実施形態の物理量検出装置２０において、抵抗部２４０は、第２副通路２３４ｂの幅方向Ｄｗにせり出した内周壁２３４ｂｉと第２副通路２３４ｂの高さ方向２３４Ｄｈにせり出した底壁２３４ｂｂとによって構成されている。抵抗部２４０は、第２副通路２３４ｂの横断面において、内周側ＩＳかつ流量センサ２０５の背面側ＢＳの流路面積を第２副通路２３４ｂの外周側ＯＳかつ流量センサ２０５の表面側ＦＳの流路面積よりも減少させている。
　この構成により、第２副通路２３４ｂの横断面において、抵抗部２４０によって、第２副通路２３４ｂの内周側ＩＳかつ背面側ＢＳの流路面積が、第２副通路２３４ｂの外周側ＯＳかつ表面側ＦＳの流路面積よりも狭くなる。そのため、第２副通路２３４ｂの内周側ＩＳかつ流量センサ２０５の背面側ＢＳを流れる被計測気体２が、第２副通路２３４ｂの外周側ＯＳかつ表面側ＦＳを流れる被計測気体２よりも、壁面摩擦を受けやすくなる。これにより、第２副通路２３４ｂの内周側ＩＳかつ流量センサ２０５の背面側ＢＳを流れる被計測気体２の圧力損失を、第２副通路２３４ｂの外周側ＯＳかつ流量センサ２０５の検出面２０５ａに臨む表面側ＦＳを流れる被計測気体２の圧力損失よりも高くすることができる。
　また、本実施形態の物理量検出装置２０において、抵抗部２４０は、たとえば、第２副通路２３４ｂの横断面において凹曲線状の表面形状を有している。そして、第２副通路２３４ｂの外周側ＯＳから内周側ＩＳに向けて底壁２３４ｂｂと流量センサ２０５の検出面２０５ａとの間の高さ方向Ｄｈの間隔が漸次狭くなっている。また、第２副通路２３４ｂの表面側ＦＳから背面側ＢＳに向けて内周壁２３４ｂｉと外周壁２３４ｂｏとの間の幅方向Ｄｗの間隔が漸次狭くなっている。
　この構成により、抵抗部２４０における流路断面積を確保するとともに、乱流の発生を抑制することができる。また、第２副通路２３４ｂの横断面において、抵抗部２４０によって、第２副通路２３４ｂの内周側ＩＳかつ背面側ＢＳの流路面積を、第２副通路２３４ｂの外周側ＯＳかつ表面側ＦＳの流路面積よりも狭くすることができる。これにより、第２副通路２３４ｂの内周側ＩＳかつ流量センサ２０５の背面側ＢＳを流れる被計測気体２の圧力損失を、第２副通路２３４ｂの外周側ＯＳかつ流量センサ２０５の検出面２０５ａに臨む表面側ＦＳを流れる被計測気体２の圧力損失よりも高くすることができる。
　また、主通路２２を流れる被計測気体２が、たとえば内燃機関１０の吸気の脈動によって順流時と逆方向に流れる逆流が発生する場合がある。この逆流時には、物理量検出装置２０の第２出口２３３から第２副通路２３４ｂの下流部２３９へ被計測気体２が流入する。このとき、被計測気体２の流れは、主通路２２の中心軸２２ａに沿う方向から中心軸２２ａに交差する方向へ、流れの方向が変化して遠心力が作用し、第２副通路２３４ｂの下流部２３９の内周側ＩＳへ偏る。
　しかし、本実施形態の物理量検出装置２０の第２副通路２３４ｂにおいて、抵抗部２４０は、流量センサ２０５の上流側と下流側に設けられている。これにより、被計測気体２の逆流時にも、順流時と同様に、被計測気体２の流れを第２副通路２３４ｂの外周側ＯＳにシフトさせ、流量センサ２０５において被計測気体２の流れの偏りが緩和される。同様に、第２副通路２３４ｂの高さ方向Ｄｈにおいても、逆流時の被計測気体２の流れが、第２副通路２３４ｂの背面側ＢＳから表面側ＦＳにシフトする。
　したがって、本実施形態によれば、順流または逆流を問わず、第１副通路２３４ａから分岐した第２副通路２３４ｂを流れる被計測気体２の偏りを従来よりも低減し、第２副通路２３４ｂに配置された流量センサ２０５による被計測気体２の流量の検出誤差を低減することが可能な物理量検出装置２０を提供することができる。
　なお、本開示の物理量検出装置は、本実施形態の物理量検出装置２０の構成に限定されない。以下、本実施形態の物理量検出装置２０のいくつかの変形例について説明する。
　図６は、前述の実施形態に係る物理量検出装置２０の変形例１に係る物理量検出装置の拡大図である。なお、図６は、前述の実施形態に係る物理量検出装置２０の図３に相当するカバー２０２を取り外した物理量検出装置の正面図の拡大図である。図７は、変形例１に係る物理量検出装置の図４に相当する模式的な断面図である。図８は、図７に示す第２副通路２３４ｂにおける被計測気体２の流速の分布を示すグラフである。本変形例において、前述の実施形態に係る物理量検出装置２０と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
　本変形例に係る物理量検出装置において、抵抗部２４０は、第２副通路２３４ｂの内周側ＩＳに配置され、第２副通路２３４ｂの底壁２３４ｂｂから高さ方向Ｄｈに突出し、内周壁２３４ｂｉに沿って第２副通路２３４ｂの上流側から下流側へ延びる隔壁２４１によって構成されている。
　この構成により、第２副通路２３４ｂの内周側ＩＳかつ流量センサ２０５の背面側ＢＳを流れる被計測気体２は、隔壁２４１よりも内周壁２３４ｂｉ側の流れと、隔壁２４１よりも外周壁２３４ｂｏ側の流れに分流される。ここで、隔壁２４１は、第２副通路２３４ｂの内周側ＩＳに配置されているので、隔壁２４１と内周壁２３４ｂｉとの間の内周側ＩＳの流路の幅ＷＩは、隔壁２４１と外周壁２３４ｂｏとの間の外周側ＯＳの流路の幅ＷＯよりも狭くなる。
　そのため、内周側ＩＳの流路を流れる被計測気体２は、隔壁２４１によって区画された背面側ＢＳにおいて、外周側ＯＳの流路を流れる被計測気体２よりも、隔壁２４１および内周壁２３４ｂｉから壁面摩擦を受けやすくなる。その結果、第２副通路２３４ｂの内周側ＩＳかつ流量センサ２０５の背面側ＢＳを流れる被計測気体２の圧力損失が、第２副通路２３４ｂの外周側ＯＳかつ表面側ＦＳを流れる被計測気体２の圧力損失よりも高くなる。
　これにより、図８に示すように、抵抗部２４０を有しない場合に第２副通路２３４ｂの内周側ＩＳに大きく偏っていた被計測気体２の流れが、第２副通路２３４ｂの外周側ＯＳにシフトし、被計測気体２の偏りが緩和される。同様に、第２副通路２３４ｂの高さ方向Ｄｈにおいても、抵抗部２４０によって、被計測気体２の流れが、第２副通路２３４ｂの背面側ＢＳから表面側ＦＳにシフトする。
　したがって、本変形例によれば、前述の実施形態と同様に、第１副通路２３４ａから分岐した第２副通路２３４ｂを流れる被計測気体２の偏りを従来よりも低減し、第２副通路２３４ｂに配置された流量センサ２０５による被計測気体２の流量の検出誤差を低減することが可能な物理量検出装置を提供することができる。
　図９および図１０は、それぞれ、前述の実施形態に係る物理量検出装置２０の変形例２および変形例３に係る物理量検出装置の拡大図である。図９および図１０は、前述の実施形態に係る物理量検出装置２０の図３に相当するカバー２０２を取り外した物理量検出装置の正面図の拡大図である。
　図９に示す変形例２に係る物理量検出装置において、抵抗部２４０は、第２副通路２３４ｂの内周壁２３４ｂｉと背面側ＢＳの底壁２３４ｂｂとの間の角部に設けられ、内周壁２３４ｂｉおよび底壁２３４ｂｂからそれぞれ幅方向および高さ方向に突出した突起２４２によって構成されている。
　この構成により、第２副通路２３４ｂの内周側ＩＳかつ流量センサ２０５の背面側ＢＳを流れる被計測気体２は、第２副通路２３４ｂの内周壁２３４ｂｉと底壁２３４ｂｂとの間の角部に設けられた突起２４２にぶつかって衝突損失を生じ、流動抵抗が増加する。これにより、被計測気体２の流れは、第２副通路２３４ｂの外周側ＯＳかつ流量センサ２０５の検出面２０５ａに臨む表面側ＦＳに向けて方向を変化させる。その結果、抵抗部２４０を有しない場合に第２副通路２３４ｂの内周側ＩＳに大きく偏っていた被計測気体２の流れが、第２副通路２３４ｂの外周側ＯＳかつ表面側ＦＳへシフトし、被計測気体２の偏りが緩和される。
　図１０に示す変形例３に係る物理量検出装置において、抵抗部２４０は、第２副通路２３４ｂの内周壁２３４ｂｉと背面側ＢＳの底壁２３４ｂｂとの間の角部に設けられ、第２副通路２３４ｂの高さ方向Ｄｈおよび幅方向Ｄｗに延びる溝部２４３によって構成されている。
　この構成により、第２副通路２３４ｂの内周側ＩＳかつ流量センサ２０５の背面側ＢＳを流れる被計測気体２は、第２副通路２３４ｂの内周壁２３４ｂｉと底壁２３４ｂｂとの間の角部に設けられた溝部２４３へ流入して流動抵抗が増加する。これにより、被計測気体２の流れは、第２副通路２３４ｂの外周側ＯＳかつ流量センサ２０５の検出面２０５ａに臨む表面側ＦＳに向けて方向を変化させる。その結果、抵抗部２４０を有しない場合に第２副通路２３４ｂの内周側ＩＳに大きく偏っていた被計測気体２の流れが、第２副通路２３４ｂの外周側ＯＳかつ表面側ＦＳへシフトし、被計測気体２の偏りが緩和される。
　また、抵抗部２４０を構成する突起２４２および溝部２４３を流量センサ２０５の上流側と下流側に設けることで、被計測気体２の逆流時に、順流時と同様に、被計測気体２の流れを、第２副通路２３４ｂの外周側ＯＳかつ表面側ＦＳにシフトし、被計測気体２の偏りが緩和される。
　したがって、変形例２および変形例３によれば、前述の実施形態と同様に、第１副通路２３４ａから分岐した第２副通路２３４ｂを流れる被計測気体２の偏りを従来よりも低減し、第２副通路２３４ｂに配置された流量センサ２０５による被計測気体２の流量の検出誤差を低減することが可能な物理量検出装置を提供することができる。
　図１１は、前述の実施形態に係る物理量検出装置２０の変形例４に係る物理量検出装置の図４に相当する断面図である。図１２は、図１１に示す第２副通路２３４ｂにおける被計測気体２の流速の分布を示すグラフである。
　本変形例に係る物理量検出装置において、第２副通路２３４ｂは、流量センサ２０５の上流側の抵抗部２４０における横断面の流路面積よりも、流量センサ２０５の下流側の抵抗部２４０における横断面の流路面積が小さくなっている。この構成により、前述の実施形態に係る物理量検出装置と同様の効果を奏することができるだけでなく、被計測気体２の順流時における流量センサ２０５の上流側よりも下流側において、被計測気体２の流速が高くなる。被計測気体２が第２副通路２３４ｂから受ける壁面抵抗は、被計測気体２の流速の２乗に比例して増加する。
　そのため、被計測気体２の逆流時において、第２出口２３３から第２副通路２３４ｂへ流入した被計測気体２の流れを、第２副通路２３４ｂの外周側ＯＳかつ表面側ＦＳにシフトさせる効果が高くなる。したがって、本変形例によれば、被計測気体２の順流時または逆流時に関わらず、流量センサ２０５による被計測気体２の流量の検出誤差を低減することが可能な物理量検出装置を提供することができる。
　図１３は、前述の実施形態に係る物理量検出装置２０の変形例５に係る物理量検出装置の図４に相当する断面図である。
　本変形例に係る物理量検出装置において、第２副通路２３４ｂは、流量センサ２０５の上流側の抵抗部２４０よりも、流量センサ２０５の下流側の抵抗部２４０において、横断面における内周側ＩＳかつ流量センサ２０５の背面側ＢＳの流路面積が小さくなっている。より具体的には、被計測気体２の順流時の上流側および下流側の抵抗部２４０は、前述のように、第２副通路２３０ｂの横断面において、凹曲線状の表面形状を有している。そして、上流側の抵抗部２４０の円弧状の表面形状の曲率は、下流側の抵抗部２４０の円弧状の表面形状の曲率よりも、大きくなっている。
　この構成により、前述の実施形態に係る物理量検出装置と同様の効果を奏することができるだけでなく、被計測気体２の順流時における流量センサ２０５の上流側よりも下流側において、被計測気体２が抵抗部２４０から受ける壁面抵抗が増加する。そのため、被計測気体２の逆流時において、第２出口２３３から第２副通路２３４ｂへ流入した被計測気体２の流れを、第２副通路２３４ｂの外周側ＯＳかつ表面側ＦＳにシフトさせる効果が高くなる。したがって、本変形例によれば、被計測気体２の逆流時の流速が順流時の流速と異なる場合でも、流量センサ２０５による被計測気体２の流量の検出誤差を低減することが可能な物理量検出装置を提供することができる。
　以上、図面を用いて本開示に係る物理量検出装置の実施形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本開示に含まれるものである。
２　　　　　被計測気体（気体）
２０　　　　物理量検出装置
２２　　　　主通路
２２ａ　　　中心軸
２０５　　　流量センサ
２０５ａ　　検出面
２３４ａ　　第１副通路
２３６　　　分岐部
２３４ｂ　　第２副通路
２３４ｂｂ　底壁
２３４ｂｉ　内周壁
２３４ｂｏ　外周壁
２３４ｂｔ　上壁
２３８　　　湾曲部
２４０　　　抵抗部
２４１　　　隔壁
２４２　　　突起
２４３　　　溝部
ＢＳ　　　　背面側
Ｄｗ　　　　幅方向
Ｄｈ　　　　高さ方向
ＦＳ　　　　表面側
ＩＳ　　　　内周側
ＯＳ　　　　外周側

Claims (10)

  1. 　主通路を流れる気体の物理量を検出する物理量検出装置であって、
    　前記主通路の中心軸に沿って延び前記気体の一部を取り込む第１副通路と、該第１副通路の分岐部から分岐された第２副通路と、該第２副通路に配置された流量センサとを備え、
    　前記第２副通路は、湾曲部と抵抗部とを有し、前記分岐部から前記中心軸に交差する方向に延びて前記湾曲部において前記中心軸へ向けて折り返す湾曲形状を有し、
    　前記抵抗部は、前記第２副通路の内周側かつ前記流量センサの背面側を流れる気体の圧力損失が、前記第２副通路の外周側かつ前記流量センサの検出面に臨む表面側を流れる気体の圧力損失よりも高くなるように構成されていることを特徴とする物理量検出装置。
  2. 　前記流量センサは、前記分岐部と前記湾曲部との間に配置され、前記第２副通路の幅方向に対向する内周壁と外周壁との中間かつ前記第２副通路の高さ方向に対向する底壁と上壁との中間に配置され、前記上壁に前記検出面が対向していることを特徴とする請求項１に記載の物理量検出装置。
  3. 　前記抵抗部は、前記第２副通路の前記幅方向にせり出した前記内周壁と前記第２副通路の前記高さ方向にせり出した前記底壁とによって構成され、前記第２副通路の横断面において内周側かつ前記流量センサの背面側の流路面積を前記第２副通路の外周側かつ前記流量センサの表面側の流路面積よりも減少させていることを特徴とする請求項２に記載の物理量検出装置。
  4. 　前記抵抗部は、前記第２副通路の横断面において凹曲線状の表面形状を有し、前記第２副通路の外周側から内周側に向けて前記底壁と前記検出面との間の前記高さ方向の間隔が漸次狭くなり、前記第２副通路の表面側から背面側に向けて前記内周壁と前記外周壁との間の前記幅方向の間隔が漸次狭くなっていることを特徴とする請求項３に記載の物理量検出装置。
  5. 　前記抵抗部は、前記第２副通路の内周側に配置され、前記第２副通路の前記底壁から前記高さ方向に突出し、前記内周壁に沿って前記第２副通路の上流側から下流側へ延びる隔壁によって構成されていることを特徴とする請求項２に記載の物理量検出装置。
  6. 　前記抵抗部は、前記第２副通路の前記内周壁と前記背面側の底壁との間の角部に設けられ、前記内周壁および前記底壁からそれぞれ前記幅方向および前記高さ方向に突出した突起によって構成されていることを特徴とする請求項２に記載の物理量検出装置。
  7. 　前記抵抗部は、前記第２副通路の前記内周壁と前記背面側の底壁との間の角部に設けられ、前記高さ方向および前記幅方向に延びる溝部によって構成されていることを特徴とする請求項２に記載の物理量検出装置。
  8. 　前記第２副通路において、前記抵抗部は、前記流量センサの上流側と下流側に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の物理量検出装置。
  9. 　前記第２副通路は、前記流量センサの上流側の前記抵抗部における横断面の流路面積よりも、前記流量センサの下流側の前記抵抗部における横断面の流路面積が小さくなっていることを特徴とする請求項８に記載の物理量検出装置。
  10. 　前記第２副通路は、前記流量センサの上流側の前記抵抗部よりも、前記流量センサの下流側の前記抵抗部において、横断面における内周側かつ前記流量センサの背面側の流路面積が小さくなっていることを特徴とする請求項９に記載の物理量検出装置。
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