CN104081169B - 流量计测装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种高精度的流量计测装置，其包括：将在主通路中流动的流体的一部分取入的副通路；计测在上述通路内流动的流体的温度的第一测温单元；计测在上述副通路内流动的流体的温度的第二测温单元；检测在上述副通路内流动的流体的流量的检测单元；和基于上述第一测温单元的输出和上述第二测温单元的输出以及上述检测单元的输出，测定在上述主通路内流动的流体的流量的测定单元。

Description

流量计测装置

技术领域

本发明涉及流量计测装置，特别是涉及设置在汽车发动机的吸气系统中适用于检测发动机的吸入空气量的流量计测装置。

背景技术

近年来，为了降低汽车导致的环境负荷，要求汽车的内燃机中的燃烧控制的高精度化，鉴于这样的情况，希望达到对吸入到内燃机的吸入空气量进行测定的流量计测装置的高精度化。其中，因汽车的内燃机周围的温度由于各种各样的原因而发生较大的变动，所以在大多情况下设置于内燃机附近的流量计测装置中，降低由温度导致的计测误差的技术成为了重要的技术。

例如，基于经验可知，当由于内燃机产生的热量导致流量计测装置的温度上升时，因吸入的空气与流量计测装置的温度差而产生计测误差。作为抑制该计测误差的现有技术，有专利文献1和专利文献2中公开的技术。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006－153694号公报

专利文献2：日本特开2009-8619号公报

专利文献1中公开的技术是，在使背面侧露出于主通路的金属板的正面侧配置电路基板和流量检测元件，由此，易于使主通路的流体温度传导到流量检测元件，并且，通过将流量检测元件与主通路管壁离开地设置，抑制主通路管壁的热量传导到流量检测元件。

根据专利文献1，即使在主通路的内外产生温度差，流量检测元件的温度也易于追随流体的温度。即，由于流量检测元件与流体之间难以产生温度差，所以能够实现准确的流量检测。

专利文献2公开的技术是，在例如由聚对苯二甲酸丁二醇酯形成的树脂板上配置电路基板和流量检测元件，由此抑制主通路管壁和电路基板的热量传导到流量检测元件的技术。

根据专利文献2，即使在主通路的内外产生温度差，由于树脂板的热传导率小，所以能够抑制从主通路管壁对流量检测元件的热影响。即，由于流量检测元件与流体之间难以产生温度差，所以能够实现准确的流量检测。

根据以上所说明的专利文献1和专利文献2中记载的技术，通过获得使流量检测元件的温度接近例如流体的温度等的适当的温度的结构，能够降低流体检测元件与流体的温度差导致的计测误差。

发明内容

发明要解决的课题

但是，基于本申请发明者研讨的结果发现，除了由于所吸入的空气与流量检测元件的温度差而产生的计测误差以外，由于在主通路内流通的流体的温度与在副通路内流通的流体的温度的差异也可以导致产生计测误差。

上述的现有技术中，并没有考虑到由于在主通路内流通的流体的温度与在副通路内流通的流体的温度的差异所导致的计测误差，不能抑制上述计测误差。

[发明目的]

本发明的目的在于提供高精度的流量计测装置。

用于解决课题的方法

为了实现上述目的，本发明的流量计测装置包括：将在主通路中流动的流体的一部分取入的副通路；计测在上述主通路中流动的流体的温度的第一温度传感器；和设置在上述副通路内的、计测与在上述主通路中流动的流体的温度不同的流体的温度的第二温度传感器。

发明效果

根据本发明，能够提供高精度的流量计测装置。

附图说明

图1表示构成第一实施例的流量计测装置的结构图。

图2表示构成第一实施例的流量计测装置的电路图。

图3表示流量计测装置的检测特性的概略图。

图4表示计测误差的比较图。

图5表示构成第二实施例的流量计测装置的结构图。

图6表示构成第三实施例的流量计测装置的结构图。

图7表示构成第四实施例的流量计测装置的结构图。

图8表示构成第四实施例的流量计测装置的A-A’截面图。

图9表示构成第五实施例的流量计测装置的结构图。

图10表示构成第六实施例的流量计测装置的结构图。

图11表示构成第六实施例的流量计测装置的A-A’截面图。

图12表示构成第六实施例的变形例的流量计测装置的A-A’截面图。

图13表示在副通路12内部流动的流体的温度分布图。

图14表示构成第八实施例的流量计测装置的电路图。

图15表示构成第九实施例的流量计测装置的功能块结构。

具体实施方式

以下，使用附图对用于实施本发明的实施方式进行说明。

利用图1～图4对第一实施例进行说明。

如图1所示，构成第一实施例的流量计测装置构成为，在用于对汽车的内燃机(未图示)中供给吸入空气1的配管6形成的主通路7内，设置有壳体8、基板13、电路元件14、传感器元件15、第一温度传感器36和第二温度传感器37。

壳体8包括：突出到配管6外部的连接器部9；将壳体8固定于配管6的凸缘部10；电路室11；和将在主通路7中流通的主流2即吸入空气1的一部分取入的副通路12。

传感器元件15由Si等的半导体基板构成，具备对半导体基板进行加工形成的薄壁状的膜片(diaphragm)19，在膜片19形成：加热器电阻24；电阻值与加热器电阻24的温度相应地发生变化的加热器温度监测电阻25；电阻值与在副通路12中流通的支流3的温度相应地发生变化的参照电阻26、参照电阻27、参照电阻28；相对于支流3的主流动方向位于加热器电阻24的上游侧的上游侧测温电阻31、上游侧测温电阻32；和相对于支流3的主流动方向位于加热器电阻24的下游侧的下游侧测温电阻33、下游侧测温电阻34。

此外，作为本实施例的变形例，也可以将参照电阻26、参照电阻27、参照电阻28设置在膜片19的外部并且位于传感器元件15上。另外，除膜片19以外也可以将第二膜片设置在传感器元件15上，在第二膜片上形成参照电阻26、参照电阻27、参照电阻28。

基板13支承电路元件14和传感器元件15，电路元件14和传感器元件15通过焊丝和基板13电连接。另外，以膜片19暴露于支流3中的方式使基板13的一部分突出到副通路12。

第一温度传感器36利用从电路室11延伸到壳体8的外部的支承部件56，配置在暴露于吸入空气1中的位置。另外，支承部件56兼作将第一温度传感器36和电路元件14电连接的连接媒介。

第二温度传感器37利用从电路室11延伸到副通路12内的支承部件57，配置在暴露于支流3中的位置。另外，支承部件57兼作将第二温度传感器37和电路元件14电连接的连接媒介。

构成第一实施例的流量计测装置，为了保持流量计测灵敏度一定，以加热器电阻24总是比支流3高一定温度的方式进行反馈控制(以下将本控制称为“加热器温度控制”)。

如图2所示，作为检测加热器电阻24的温度的机构，构成包括加热器温度监测电阻25、参照电阻26、参照电阻27和参照电阻28的桥接电路。接着，将加热器温度监测电阻25与参照电路26的中间电位V1、和参照电阻27与参照电阻28的中间电位V2输入到电路元件14，通过装载于电路元件14的AD转换器42将V1和V2的电压差转换为数字信号s1。

接着，将数字信号s1输入到装载于电路元件14的数字信号处理电路48(以下称为DSP48)，DSP48执行加热器温度控制程序49输出加热器温度控制信号s2。接着，将加热器温度控制信号s2通过装载于电路元件14的DA转换器46转换为加热器驱动信号s3，施加于加热器电阻24。

此外，加热器温度控制程序49以数字信号s1成为零的方式进行控制。因此，当忽略AD转换器42的器件偏置时，执行加热器温度控制时的V1和V2为同电位。

在此，如果假定支流3的温度例如上升3K，则在参照电阻26、参照电阻27和参照电阻28产生与3K的温度上升相当的电阻值变化。通常，由于参照电阻26、参照电阻27和参照电阻28的电阻值的温度变化率为同程度，在加热器电阻24的温度不变的情况下，这时的桥接电路的输出仅V1发生变化。于是，加热器温度控制程序49使加热器温度控制信号s2、即加热器驱动信号s3变化，使加热器电阻24的温度上升3K，以使得V1和V2成为同电位。

通过以上的动作实现加热器温度控制。

为了计测流量，构成包括上游侧测温电阻31、上游侧测温电阻32、下游侧测温电阻33、下游侧测温电阻34的桥接电路。接着，将上游侧测温电阻31与下游侧测温电阻33的中间电位V3、和上游侧测温电阻32与下游侧测温电阻34的中间电位V4输入到电路元件14，通过装载于电路元件14的AD转换器43将V3和V4的电压差转换为数字信号s4输入到DSP48。

另外，为了计测吸入空气1的温度T1，构成包括第一温度传感器36和固定电阻29的串联电阻电路40，将第一温度传感器36与固定电阻29的中间电位V5输入到电路元件14，通过装载于电路元件14的AD转换器44转换为数字温度信号St1输入到DSP48。

并且，为了计测支流3的温度T2，构成包括第二温度传感器37和固定电阻30的串联电阻电路41，将第二温度传感器37与固定电阻30的中间电位V6输入到电路元件14，通过装载于电路元件14的AD转换器45转换为数字温度信号St2输入到DSP48。

这时，在吸入空气1的温度T1和支流3的温度T2相对于基准温度Tb为T1≠Tb、T2≠Tb、T1≠T2的关系时，数字信号s4成为包括由T1与T2之差导致的计测误差(以下称为起因于温度差误差)；以及T1或T2与Tb不同导致的计测误差(以下称为起因于绝对温度误差)的信号，检测特性例如表示为图3中的曲线3。

DSP48对上述的起因于温度差误差和起因于绝对温度误差进行修正生成流量信号s8。流量信号s8的检测特性例如为图3中的曲线1。起因于温度差误差的修正使用起因于温度差误差修正部50a，起因于绝对温度误差的修正使用起因于绝对温度误差修正部50b。

起因于温度差误差修正部50a利用修正量导出程序53导出用于修正起因于温度差误差的修正量s5。这时的导出方法可以基于算术运算而导出，也可以利用数据映射(data map)导出。

接着，修正程序51基于修正量s5对数字信号s4加以修正，生成修正了起因于温度差误差之后的修正信号s6。该修正信号s6例如是吸入空气1和支流3的温度都为T2时的输出特性，修正信号s6的检测特性例如是图3中的曲线2所示。此外，修正信号s6是包含因T2与基准温度Tb不同导致的起因于绝对温度误差的信号。

接着，修正信号s6被输入到起因于绝对温度误差修正部50b。起因于绝对温度误差修正部50b利用修正量导出程序54导出用于修正起因于绝对温度误差的修正量s7。此外，修正量s7是抵消修正信号s6所含的起因于绝对温度误差的量。

接着，修正程序52基于修正量s7对数字信号s6修正起因于绝对温度误差生成流量信号s8。

通过以上说明的修正动作，能够生成不包含吸入空气1的温度T1和支流3的温度T2与基准温度Tb的差异导致的计测误差的、高精度的流量信号s8。

接着，流量信号s8通过装载于电路元件14的DA转换器47转换为输出信号s9，从连接器部9输出到设置于配管6的外部的发动机控制单元60(以下，称为ECU60)。

此外，向ECU60的信号传输媒介并没有特别限定。例如，可以代替DA转换器47而设置通信驱动器，代替将模拟信号作为传输媒介的输出方法，而使用将数字通信作为传输媒介的输出方法。另外，可以代替DA转换器47设置可变频率振荡器，采用将频率信号作为传输媒介的输出方法。另外，可以代替DA转换器47设置调制器，采用将调制信号作为传输媒介的输出方法。

接着，对用于修正量导出程序53导出修正量s5的基本原理进行说明。

如专利文献1和专利文献2所公开那样的现有的流量计测装置，将在主通路内流通的流体的一部分取入到副通路中，通过设置在副通路内的流量检测元件检测在副通路内流通的流体的流量，基于该检测结果推定在主通路内流通的流体的流量，由此实现流量计测功能。

该功能的实现必须要已知在主通路内流通的流体的流量和在副通路内流通的流体的流量比率(以下，称为流量比)。如果流量比从已知的值发生了变化的情况下，则不能够根据在副通路内设置的流量检测元件的检测结果准确地推定主通路内的流量，因而产生计测误差。

根据本发明的发明者们的研讨可知，流量比依赖于在主通路内流通的流体的温度和在副通路内流通的流体的温度。

以下，对流量比依赖于各通路的流体温度的原理进行说明。

用式1表示流路的管摩擦损失ΔP。此外，λ：管摩擦系数；L：流路长度；ρ：空气密度；U：流速；d：流路直径。

ΔP＝0.5λLρU²/d ···式1

在由1个流路分支为2个并且再汇合的流路中，设一个流路(以下记作流路1)和另一个流路(以下记作流路2)的管摩擦损失分别为ΔP1、ΔP2，则ΔP1＝ΔP2。如果根据该方程式求在流路1中通过的质量流量Q1和在流路2中通过的质量流量Q2的流量比Q1/Q2，则成为由式2表示的函数。另外，管摩擦系数λ成为空气粘度μ的函数。另外，A、α、β、γ、Δ为依赖于流量的常数。

$\frac{Q1}{Q2}\∝A\sqrt{{\left(\frac{L1}{L2}\right)}^{\mathrm{\α}}{\left(\frac{r2}{r1}\right)}^{\mathrm{\β}}{\left(\frac{\mathrm{\ρ}2}{\mathrm{\ρ}1}\right)}^{\mathrm{\γ}}{\left(\frac{\mathrm{\μ}1}{\mathrm{\μ}2}\right)}^{\mathrm{\δ}}}$ ···式2

根据式2，在流路1和流路2中流通的流体的流量比为温度和流量的函数。L1、L2、r1、r2为各流路的尺寸参数，如果忽略温度变化导致的线性膨胀则不具有温度依赖性和流量依赖性。另一方面，空气密度ρ和空气粘度μ是温度的函数，A、α、β、γ、Δ是依赖于流量的常数。因此，流量比是温度和流量的函数。

也就是说，根据式2可知，为了导出流量比，除了流路的形状尺寸外，还必须知道在流路1内流通的流体的温度和在流路2内流通的流体的温度以及此时的流量。

修正量导出程序53，根据上述作为基础的式2，导出基于s4、St1和St2的修正量s5。此外，修正量导出程序53导出修正量s5时的导出方法，可以是基于算术运算的导出，也可以是使用数据映射的导出。

接着，利用图4说明基于第一实施例的流量计测装置的效果。

根据图4可知，起因于温度差误差有越变成低流量越增大的倾向，基于本发明技术的修正效果显著地被发挥。另外，通过基于本发明技术的修正，计测误差在广泛的流量域中大致成为零。

以上，第一实施例的流量计测装置的优点在于，因为基于第一温度传感器36和第二温度传感器37的温度信息测定吸入空气流量，所以能够高精度地除去由主通路7内的流体温度与副通路12内的流体温度的差异引起的计测误差，所以能够抑制主通路7与副通路12的流量比的变化对流量计测装置的输出造成的影响。特别是由于越变成低流量，在副通路中流通的流体从副通路壁面受到的热的影响变得越大，所以主通路7内的流体温度与副通路12内的流体温度的差异导致的计测误差变大，而在本发明中，由于降低了主通路7内的流体温度与副通路12内的流体温度的差异引起的计测误差，所以越变成低流量，与现有技术相比降低计测误差的效果越显著，能够对低流量域进行更加准确的测定。因此，能够实现比现有技术的流量计测装置更高精度的流量计测。

接着，使用图5对本发明技术的第二实施例进行说明。

构成第二实施例的流量计测装置的特征在于，使副通路12在壳体8内部弯曲，利用通过副通路12的形状将支流3的流动方向变向时的离心效应，抑制进入副通路12的异物58向膜片19的附着和碰撞。副通路以外的结构与第一实施例相同，所以省略说明。

构成第二实施例的流量计测装置的优点是，在第一实施例的优点的基础上，通过上述的特征，还能够抑制由异物58导致的膜片19的破损、异物58附着于膜片19导致的特性变化等的不良发生率。

接着，使用图6对本发明技术的第三实施例进行说明。

构成第三实施例的流量计测装置的特征在于，具备：两端的开口与主通路7连通的第一副通路12a；和两端的开口与第一副通路12a连通的第二副通路12b，第二副通路12b的开口相对于在副通路12a中流通的支流3的主要流动方向倾斜地设置，在第二副通路12b中将膜片19暴露在流体中。副通路以外的结构与第一实施例相同，所以省略说明。

构成第三实施例的流量计测装置，通过计测将在副通路12a内流通的支流3进一步分支的支支流4的流量，而进行吸入空气1的流量检测。由于第二副通路12b的开口相对于在副通路12a中流通的支流3的主要流动方向倾斜地设置，所以侵入到副通路12a中的异物58难以侵入到副通路12b。因此，通过膜片19的周围的异物58的量，比在构成第二实施例的流量计测装置中通过膜片19的周围的异物58的量少，所以能够进一步抑制异物58导致的不良发生率。

而且，构成第三实施例的流量计测装置，以在支支流4从支流3分支的分支部中，支流3的主要流动方向与支支流4的主要流动方向所成的角度θ成为90度以上的方式构成。由此，能够特别显著地抑制侵入到副通路12b的异物58的量，能够进一步抑制异物58导致的不良发生率。

如第二实施例和第三实施例所示，如果想要保护膜片19不受尘埃等损伤，则副通路12的形状变得复杂。因此，在构成为保护膜片19不受尘埃等损伤的结构的情况下，在主通路7中流通的流体的温度与在副通路12中流通的流体的温度的差异变大，由此而引起的计测误差也变大。通过形成为本发明的结构，能够在保护膜片19不受尘埃等损伤的同时，更加准确地测定吸入空气1的流量，所以能够提供可靠性高的流量计测装置。

此外，为了更加准确地测定在副通路中流通的流体的温度，优选在传感器元件15附近设置第二温度传感器37。并且，为了不使传感器元件15测定的流体的流动紊乱，优选相对于传感器元件在流体的流动的下游侧设置第二温度传感器37。

另外，在第三实施例中，为了更高精度地测定吸入空气量，优选在第一副通路12a和第二副通路12b分别设置第二温度传感器，基于第一温度传感器36、和分别设置于第一副通路12a及第二副通路12b的第二温度传感器37的温度信息测定吸入空气流量。

接着，使用图7、图8说明本发明技术的第四实施例。

构成第四实施例的流量计测装置的特征在于，代替构成第一实施例的流量计测装置中的第二温度传感器37，而设置有在传感器元件15上形成的片上(on-chip)温度传感器38。另外，除了片上温度传感器38以外的结构与第一实施例相同，所以省略说明。

片上温度传感器38是例如与膜片19不同的另外形成于传感器元件15的薄壁状的副膜片20、并且在副膜片20上形成有测温电阻体35而成的温度传感器，相对于膜片19设置于流体的流动的上游侧。

这是由于根据经验可知，因加热器电阻24发出的热量通过支流3的流动而向下游方向扩散，所以膜片19的下游侧的区域59的温度变成比支流3的温度高。因此，测温电阻体35计测支流3的温度的位置，必须设置在难以受到加热器电阻24发出的热量的影响的位置。

另外，在副膜片20上设置有片上温度传感器38的结构中，膜片19和副膜片20处于同一半导体基板平面上，片上温度传感器38不成为空气的流动的障碍，具有即使设置在膜片19的上游侧也难以使空气的流动紊乱这样的优点。

此外，片上温度传感器38计测支流3的温度的位置，并不限定于相对于支流3的主流动方向位于比膜片19更靠上游侧。例如，也可以在传感器元件15上、并且是在相对于支流3的主流动方向在膜片19的左右方向偏离的位置，设置片上温度传感器38。

构成第四实施例的流量计测装置，通过设置于传感器元件15的片上温度传感器38计测支流3的温度，所以能够削减支承部件57、构成第二温度传感器37的热敏电阻元件等部件。另外，由于在副膜片20上形成测温电阻体35，所以测温电阻体35的响应与轴向引脚(Axiallead)型或贴片(chip)型热敏电阻相比更高速，能够减轻响应迟缓导致的修正误差。

此外，作为第三实施例的变形例，也可以将在第四实施例中说明的片上温度传感器38设置于在副通路12b内设置的传感器元件15上。由此，能够改善异物58的碰撞等导致的片上温度传感器38的破损率，而且由于片上温度传感器38的热容量非常小，所以即使在由于通路的多重分支而仅有很少流体流入的副通路12b内，也能够高速响应且高精度地测定流体的温度。

接着，使用图9说明书本发明技术的第五实施例。

构成第五实施例的流量计测装置，将第四实施例的流量计测装置的电路元件14和传感器元件15装载于引线框21，并且通过模塑树脂16形成模塑成型的传感器组件22。电路元件14经由从传感器组件22突出的引线框21的突出部，与第一温度传感器36电连接，并且进行与外部的信号传输。另外，传感器组件22具备模塑开口部23，以使得传感器元件15的膜片19和副膜片20暴露于支流3。

构成第五实施例的流量计测装置，由于通过模塑成型形成传感器组件22，所以与使用基板粘接等的组装方法相比，组装精度提高。因此，相对于构成第四实施例的流量计测装置，能够抑制制造时的组装精度导致的成品率的降低。另外，大多情况下模塑树脂16比基板13价格低廉，所以有效地抑制了成本。

接着，使用图10、图11说明本发明技术的第六实施例。

构成第六实施例的流量计测装置的特征在于，代替构成第一实施例的流量计测装置中的第二温度传感器37，而设置形成在电路元件14上的电路内置型温度传感器39。另外，将电路元件14和传感器元件15装载于引线框21，并且通过模塑树脂16形成模塑成型的传感器组件22。电路元件14经由从传感器组件22突出的引线框21的突出部，与第一温度传感器36电连接，并且进行与外部的信号传输。另外，传感器组件22具备模塑开口部23，以使得传感器元件15的膜片19和副膜片20暴露于支流3。

构成第六实施例的流量计测装置，通过将电路内置型温度传感器39设置于电路元件14的内部，具有不产生在构成第五实施例的流量计测装置中产生的、片上温度传感器38的异物的碰撞、附着等导致的破损、特性变化那样的破损模式的优点。因此，能够改善流量计测装置的环境可靠性和长期可靠性。

此外，构成第六实施例的流量计测装置，通过以将电路内置型温度传感器39周边的传感器组件22表面曝露于支流3的方式配置传感器组件22，电路内置型温度传感器39易于追随支流3的温度。

接着，使用图12对用于电路内置型温度传感器39更加易于追随支流3的温度的、传感器组件22的变形例进行说明。

构成第六实施例的流量计测装置的变形例的特征在于，在配置电路内置型温度传感器39的部位周边的传感器组件22表面设置有凹凸部55。

通过设置凹凸部55，传感器组件22的表面积扩大，所以与支流3的交换热量增加，电路内置型温度传感器39能够更加高速地追随支流3的温度。

通过设置凹凸部55，传感器组件22的表面积扩大，所以与支流3的交换热量增加，电路内置型温度传感器39能够更加高速地追随支流3的温度，并且能够使传感器组件22内部的温度分布更加均匀化。

另外，如在第五实施例和第六实施例中所述那样采用树脂模塑安装结构的流量计测装置中，即使构成将电路元件14和传感器元件15复合而成的电路、将传感器复合元件模塑成型而成的传感器组件的情况下，也能够得到同样的优点。此外，在使用电路、传感器复合元件的情况下，作为计测支流3的温度的方法，可以使用中副膜片上形成的感温电阻体，也可以使用在电路内部内置的温度传感器。

接着，使用图13对构成第七实施例的流量计测装置的吸入空气1的温度的计测方法进行说明。

在构成第一实施例的流量计测装置中，利用从壳体8的壁面向主通路7突出的支承部件56支承第一温度传感器36，吸入空气1的温度采用通过第一温度传感器36直接测定的方法。

作为与上述方法不同的吸入空气1的温度计测方法，在构成第七实施例的流量计测装置中，采用将第一温度传感器36和第二温度传感器37配置在副通路12内部的不同的位置，取得副通路12内的支流3的温度变化量，根据该温度变化量进行算术运算并导出吸入空气1的温度的方法。以下，说明导出方法的例子。

由式3表示在副通路12内流通的支流3的温度分布模型。其中，T：表示在温度观测点的支流3的温度；Tw：表示在副通路12内的支流3的终端温度；Tair：表示吸入空气1的温度；k：表示调整常数；Qb：表示支流3的流量；X：表示从副通路12的入口至温度观测点的距离。另外，调整常数k是用于将设想的温度分布模型与从实验得到的现实的温度分布相匹配的调整参数。

T(X)＝(Tw-Tair)exp(k*Qb*X)+Tair ···式3

接着，将由配置在副通路12内的第一温度传感器36得到的温度信息St1、由第二温度传感器37得到的温度信息St2、第一温度传感器36和第二温度传感器37的自副通路入口12的长度X1和X2、以及代替支流3的流量Qb的基于数字信号s4的数值代入式3，组成由式4和式5构成的联立方程式。

T1＝(Tw-Tair)exp(k*f(s4)*X1)+Tair ···式4

T2＝(Tw-Tair)exp(k*f(s4)*X2)+Tair ···式5

在此，由于除Tair和Tw以外为已知的值，所以通过对联立方程式求解，能够求得Tair和Tw。

此外，在本实施例中，使用数字信号s4作为Qb的代替。s4如前所述，是包含主通路7内的流体温度与副通路12内的流体温度的差异引起的计测误差、以及主通路7内的流体温度与副通路12内的流体温度在同等的状况下的环境温度的变化导致的计测误差的信号，所以虽然Tair和Tw也存在产生误差的情况，但通过使第一温度传感器36与副通路12入口的距离X1尽可能接近零，在使第二温度传感器37与副通路12入口的距离X2尽可能大的位置配置第一温度传感器36和第二温度传感器37，能够抑制误差。

构成第7实施例的流量计测装置，由于也可以在壳体8的外部不设置第一温度传感器36，所以能够抑制当将壳体8插入到配管6时，设置在壳体8的外部的第一温度传感器36和支承部件56与配管6接触而产生的破损和变形等的不良。

接着，使用图14说明构成第八实施例的流量计测装置的副通路12内的流体温度的计测方法。

构成第八实施例的流量计测装置通过如下设置而构成：在构成第一实施例的流量计测装置的加热器温度控制电路中，在将AD转换器42的输出传输到加热器温度控制程序49的传输路径上设置开关元件63，另外，设置以参照电阻27与参照电阻28的中间电位V2为输入的AD转换器61，并且将AD转换器61的输出经由开关元件64传输到修正量导出程序53，将参照电阻26和参照电阻28的没有被输入到AD转换器42的一侧的端子分别引导至电路元件14内，在电路元件14内设置有控制参照电阻26和参照电阻28的各端子与接地电位的连接状态的开关元件62a～62c，以及形成在电路元件14内部的固定电阻65。并且，固定电阻65以设置在开关元件62a与接地电位之间的方式配置。

上述开关元件62～64的各开关元件同步地进行切换动作。具体而言，例如在开关元件62a为开启状态(OPEN)的情况下，开关元件62b和开关元件62c以及开关元件63成为连接状态，开关元件64成为开启状态。另一方面，开关元件62a为连接状态的情况下，开关元件62b和开关元件62c以及开关元件63成为开启状态，开关元件64成为连接状态。

在此，由于参照电阻27和参照电阻28与支流3的温度相应地电阻值发生变化，所以如果使开关元件62a和开关元件64为连接状态，开关元件62b和开关元件62c以及开关元件63为开启状态，则中间电位V2成为基于支流3的温度的电位。因此，在上述状态的AD转换器61的输出t2为基于支流3的温度的温度信号。

另一方面，使开关元件62a和开关元件64为开启状态，使开关元件62b和开关元件62c以及开关元件63为连接状态，则构成为与第一实施例中的加热器温度控制电路相同的电路结构，所以能够进行加热器温度控制动作。

此外，开关元件62～64的切换控制周期优选设定为：例如与加热器温度控制程序49读取数字信号s1的时刻相匹配，使开关元件62a和开关元件64为开启状态，使开关元件62b和开关元件62c以及开关元件63为连接状态这样的周期。通过在上述时刻进行开关元件62～64的切换控制，能够防止加热器温度控制的误工作。

构成第八实施例的流量计测装置，仅通过现有的加热器温度控制电路的简单的变更能够实现，并且不需要部件数量的增加和工序的追加而能够实现支流3的温度的计测。

接着，使用图15说明构成第九实施例的流量计测装置。

构成第九实施例的流量计测装置，采用在构成第一实施例的流量计测装置中，代替在电路元件14设置的起因于温度差误差修正部50a和DA转换器47，而设置通信驱动器70，在ECU60设置有修正量导出部71和流量信号修正部72的结构。

通信驱动器70将流量信号s9和数字温度信号St1、St2作为数字信号对ECU60输出。在此，构成第九实施例的流量计测装置的电路元件14不具有修正起因于温度差误差的功能，所以流量信号s9包含起因于温度差误差。

另一方面，ECU60将流量信号s9和数字温度信号St1、St2输入到修正量导出部71，导出用于修正输出信号s9中包含的起因于温度差误差的修正量s10。接着，流量信号修正部72基于上述修正量s10修正流量信号s9，输出不包含起因于温度差误差的流量信号s11。

即，修正量导出部71相当于第一实施例中的修正量导出程序53，流量信号修正部72相当于修正程序51。因此，作为第九实施例的变形例，可以在电路元件14侧设置修正量导出程序53导出修正量s5，将修正量s5与流量信号s9一起传输到ECU60，并且在ECU60侧设置流量信号修正部72，对传输来的修正量s5和流量信号s9进行修正。

另外，在修正起因于温度差误差的功能的基础上，还可以使ECU60具有修正起因于绝对温度误差的功能。这时也同样在ECU60设置修正量导出部和修正部，也可以在ECU60只设置其中任一者。

此外，向ECU60的信号传输媒介并没有特别限定。例如，可以采用设置DA转换器代替通信驱动器70，将模拟信号作为传输媒介的输出方法。此外，也可以采用代替通信驱动器70而设置可变频率振荡器，将频率信号作为传输媒介的输出方法。此外，也可以采用代替通信驱动器70设置调制器，将调制信号作为传输媒介的输出方法。

此外，作为将吸入空气1的温度T1和支流3的温度T2的信息传输到ECU60的方法，可以将第一温度传感器36与固定电阻29的中间电位V5以及第二温度传感器37与固定电阻30的中间电位V6直接输出到ECU60。

构成上述第九实施例的流量计测装置的优点在于，将修正程序51、52、修正量导出程序53、54中必要的功能追加到ECU60中，则不进行电路元件14的变更就能够充分利用本发明的技术。

附图符号说明

1 吸入空气

2 主流

3 支流

4 支支流

5 未使用

6 配管

7 主通路

8 壳体

9 连接器部

10 凸缘部

11 电路室

12 副通路

13 基板

14 电路元件

15 传感器元件

16 模塑树脂

17、18 未使用

19 膜片

20 副膜片

21 引线框

22 传感器组件

23 模塑开口部

24 加热器电阻

25 加热器温度监测电阻

26～28 参照电阻

29、30、65 固定电阻

31、32 上游侧测温电阻

33、34 下游侧测温电阻

35 测温电阻体

36 第一温度传感器

37 第二温度传感器

38 片上温度传感器

39 电路内置型温度传感器

40、41 串联电阻电路

42～45、61 AD转换器

46、47 DA转换器

48 数字信号处理电路(DSP)

49 加热器温度控制程序

50 转换程序

51、52 修正程序

53、54 修正量导出程序

55 凹凸部

56、57 支承部件

58 异物

59 区域

60 发动机控制单元(ECU)

62～64 开关元件

70 通信驱动器

71 修正量导出部

72 流量信号修正部

Claims (17)

1.一种流量计测装置，其特征在于，包括：

将在主通路中流动的流体的一部分取入的副通路；

设置在所述副通路内的传感器元件；

计测在所述主通路中流动的流体的温度的第一温度传感器；和

设置在所述副通路内的、计测与在所述主通路中流动的流体的温度不同的流体的温度的第二温度传感器，

所述流量计测装置基于通过所述第一温度传感器和所述第二温度传感器测定的温度信息测定空气流量，

所述流量计测装置具有测定单元，所述测定单元基于所述第一温度传感器的输出、所述第二温度传感器的输出和所述传感器元件的输出，测定在所述主通路内流动的流体的流量，

所述测定单元包括修正电路，所述修正电路基于所述第一温度传感器的输出和所述第二温度传感器的输出修正所述传感器元件的输出。

2.如权利要求1所述的流量计测装置，其特征在于：

所述修正电路包括：

导出单元，其基于所述第一温度传感器的输出和所述第二温度传感器的输出，导出基于所述主通路与所述副通路的流量比的修正值；和

转换单元，其基于所述修正值将所述传感器元件的输出转换为在所述主通路内流动的流体的流量。

3.如权利要求1所述的流量计测装置，其特征在于：

所述传感器元件包括：形成于半导体基板的膜片；设置在所述膜片上的发热电阻体；和相对于所述发热电阻体设置于流体的流动的上游侧和下游侧的测温电阻体。

4.如权利要求3所述的流量计测装置，其特征在于：

在所述半导体基板设置有副膜片，

在所述副膜片上设置所述第二温度传感器。

5.如权利要求3所述的流量计测装置，其特征在于：

将所述传感器元件和所述修正电路装载于引线框，

形成有将所述传感器元件、所述修正电路和所述引线框一体地模塑密封而成的传感器组件，

所述传感器组件具备模塑开口部，以使得所述膜片暴露于流体中。

6.如权利要求5所述的流量计测装置，其特征在于：

在所述传感器组件内设置所述第二温度传感器，在所述传感器组件表面设置有凹凸部。

7.如权利要求6所述的流量计测装置，其特征在于：

将设置所述第二温度传感器的部分的传感器组件表面做成凹凸形状。

8.如权利要求4所述的流量计测装置，其特征在于：

将所述传感器元件和所述修正电路装载于引线框，

形成有将所述传感器元件、所述修正电路和所述引线框一体地模塑密封而成的传感器组件，

所述传感器组件具备模塑开口部，以使得所述膜片和所述副膜片暴露于流体中。

9.如权利要求3～7中任一项所述的流量计测装置，其特征在于：

所述副通路具有弯曲部，相对于所述弯曲部在流体的流动的下游侧设置所述传感器元件。

10.如权利要求3～7中任一项所述的流量计测装置，其特征在于：

所述副通路包括：具备2个以上与所述主通路连通的开口部的第一副通路；和具备一个以上与所述第一副通路连通的开口部的第二副通路，在所述第二副通路内设置所述传感器元件。

11.如权利要求10所述的流量计测装置，其特征在于：

所述第二副通路相对于在所述第一副通路内流动的流体的主流动方向成90度以上的角度，并且具备一个以上与所述第一副通路连通的开口部。

12.如权利要求9所述的流量计测装置，其特征在于：

所述第二温度传感器设置于所述传感器元件附近。

13.如权利要求1所述的流量计测装置，其特征在于：

所述第一温度传感器以暴露于在所述主通路中流动的流体的方式配置，

所述第二温度传感器以暴露于在所述副通路中流动的流体的方式配置。

14.如权利要求1所述的流量计测装置，其特征在于：

所述第一温度传感器相对于所述第二温度传感器配置在流体的流动的上游侧。

15.如权利要求3所述的流量计测装置，其特征在于，包括：

检测所述发热电阻体的温度的发热温度检测电阻体；和

检测在所述副通路内移动的流体的温度的流体温度检测电阻体，

控制所述发热电阻体的发热量，以使得所述发热温度检测电阻体的温度比所述流体温度检测电阻体的温度高规定温度，

将所述流体温度检测电阻体作为所述第二温度传感器。

16.如权利要求10所述的流量计测装置，其特征在于：

所述第二温度传感器设置于所述传感器元件附近。

17.如权利要求11所述的流量计测装置，其特征在于：

所述第二温度传感器设置于所述传感器元件附近。