本發(fā)明涉及安裝于汽車的內(nèi)燃機(jī)的吸氣系統(tǒng)中的濕度檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

以往，一般是使用了電子控制燃料噴射系統(tǒng)的汽車，但是該情況下，在發(fā)動(dòng)機(jī)室內(nèi)的內(nèi)部配置有各種各樣的傳感器、控制設(shè)備。其中之一是濕度檢測(cè)裝置。近年來(lái)，濕度檢測(cè)裝置對(duì)燃料控制用途表現(xiàn)出利用實(shí)績(jī)，但是以往主要用于車室內(nèi)的空調(diào)管理等。對(duì)車室內(nèi)的用途，沒(méi)有對(duì)設(shè)想了嚴(yán)酷環(huán)境的耐久性等的要求，用于發(fā)動(dòng)機(jī)控制，例如在與所述的吸入空氣流量測(cè)定裝置、其他傳感器等一體地使用的情況下，要求與吸入空氣流量測(cè)定裝置等價(jià)的耐環(huán)境性能。

特別地，濕度檢測(cè)裝置厭惡的環(huán)境有以檢測(cè)元件部的結(jié)露等為發(fā)端的濕度檢測(cè)部附著有水滴等，若空氣中的水分達(dá)到飽和點(diǎn)(相對(duì)濕度100％)則產(chǎn)生結(jié)露。將產(chǎn)生結(jié)露的溫度稱為露點(diǎn)，但是若濕度傳感器結(jié)露，則針對(duì)濕度的變化的檢測(cè)響應(yīng)性產(chǎn)生顯著的延遲，對(duì)濕度的測(cè)量精度本身造成惡劣影響。并且，可能導(dǎo)致濕度檢測(cè)裝置失去功能。當(dāng)濕度檢測(cè)部產(chǎn)生了結(jié)露時(shí)，輸出表示最大濕度或者最小濕度的信號(hào)值，在檢測(cè)元件部干燥之前暫時(shí)失去作為濕度檢測(cè)裝置的功能。結(jié)果為，在濕度檢測(cè)裝置失去功能的期間中，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)造成惡劣影響。特別是在車輛吸氣管內(nèi)等的氣氛急劇變化的環(huán)境下，若使用高分子靜電容量式的濕度傳感器，則該問(wèn)題顯著，針對(duì)這些的明確的技術(shù)課題是必須的。

作為進(jìn)行這樣的結(jié)露對(duì)策的濕度檢測(cè)裝置的示例，有專利文獻(xiàn)1。在專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)了如下內(nèi)容：具有加熱單元，其求出露點(diǎn)溫度，并將濕度檢測(cè)部加熱到傳感器溫度相對(duì)于露點(diǎn)具有恒定的溫度差那樣的溫度，由此，防止?jié)穸葯z測(cè)部的結(jié)露。

現(xiàn)有專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2001-281182

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

由于求出露點(diǎn)溫度的計(jì)算式是多項(xiàng)式，因此，每次計(jì)算露點(diǎn)溫度時(shí)造成微處理器的處理負(fù)載變大。汽車的內(nèi)燃機(jī)的吸氣系統(tǒng)因來(lái)自內(nèi)燃機(jī)的熱影響而暴露于高溫狀態(tài)，因此，需要降低濕度檢測(cè)裝置的微處理器的處理負(fù)載。此外，伴隨著高性能化、多功能化，微處理器要進(jìn)行的處理處于增加的趨勢(shì)，希望微處理器中的防止結(jié)露的控制的處理負(fù)載降低。專利文件1對(duì)于上述的課題留有研究的余地。

本發(fā)明的目的在于，提供一種降低防止結(jié)露的處理負(fù)載的、可靠性高的濕度檢測(cè)裝置。

用于解決課題的手段

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的濕度檢測(cè)裝置具有：濕度傳感器，其具有濕度檢測(cè)部和溫度檢測(cè)部；發(fā)熱部，其用于加熱所述濕度檢測(cè)部；以及加熱溫度控制部，其對(duì)所述發(fā)熱部的加熱溫度進(jìn)行控制，所述濕度檢測(cè)裝置的特征在于，具有：目標(biāo)溫度存儲(chǔ)部，其對(duì)應(yīng)于所述濕度傳感器的檢測(cè)信息即溫度和濕度，存儲(chǔ)多個(gè)預(yù)先設(shè)定的所述發(fā)熱部的目標(biāo)溫度。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種降低防止結(jié)露的處理負(fù)載的、可靠性高的濕度檢測(cè)裝置。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的一實(shí)施例涉及的濕度傳感器的立體圖。

圖2是本發(fā)明的一實(shí)施例涉及的濕度傳感器的結(jié)構(gòu)圖。

圖3是本發(fā)明的一實(shí)施例涉及的濕度傳感器的加熱控制裝置的框圖。

圖4是表示本發(fā)明的一實(shí)施例涉及的發(fā)熱電阻體加熱目標(biāo)溫度值檢索單元的框圖。

圖5是本發(fā)明的一實(shí)施例涉及的濕度傳感器的加熱控制裝置的流程圖。

圖6是表示本發(fā)明的一實(shí)施例涉及的發(fā)熱電阻體通電/非通電邊界線的框圖。

圖7是表示本發(fā)明的一實(shí)施例涉及的溫度/濕度的控制目標(biāo)區(qū)域的框圖。

具體實(shí)施方式

以下，根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。

使用圖1至圖5來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的第一實(shí)施例。

如圖1以及圖2所示，安裝于吸氣管或者專用體(未圖示)的濕度檢測(cè)裝置具有：殼體(housing)3、罩(cover)2、以及搭載于殼體3上的電子電路基板23。微處理器26、濕度傳感器24、發(fā)熱電阻體24搭載于電路基板23上。

殼體3具有：連接器1，其用于與發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置的電線束嵌合；殼體支撐部4，其固定于吸氣管或者專用體；以及金屬軸襯5，其在殼體支撐部4通過(guò)金屬螺釘?shù)扰c吸氣管或者專用體固定時(shí)用于增強(qiáng)。

殼體3具有構(gòu)成副通道的副通道結(jié)構(gòu)槽，通過(guò)與罩2的協(xié)作而構(gòu)成副通道，所述副通道取入在吸氣管內(nèi)流動(dòng)的空氣的一部分。副通道具有：取入流經(jīng)吸氣管的空氣的一部分的第一副通道21、從第一副通道向第二副通道22的流入通道20A、以及從第二副通道22向第一副通道21的流入通道20B。濕度傳感器24和發(fā)熱電阻體25配置于第二副通道22內(nèi)，通過(guò)濕度傳感器24來(lái)檢測(cè)流經(jīng)吸氣管的空氣的濕度。構(gòu)成為在以繞過(guò)第一副通道21的方式而設(shè)置的、換言之以從第一副通道21進(jìn)行分支的方式而設(shè)置的第二副通道22上配置濕度傳感器24，污染物難以侵入到第二副通道內(nèi)，因此，能夠抑制污染物向濕度傳感器飛來(lái)。

接下來(lái)，使用圖3至圖5來(lái)說(shuō)明濕度傳感器24的結(jié)露對(duì)策。圖3是對(duì)濕度傳感器24進(jìn)行加熱的發(fā)熱電阻體26的加熱溫度控制裝置30的框圖。

如圖3所示，加熱溫度控制裝置30具有：濕度傳感器24、微處理器26、以及發(fā)熱電阻體25。濕度傳感器24除了濕度檢測(cè)功能之外還具有溫度檢測(cè)功能，由濕度傳感器24檢測(cè)出的溫度信息和濕度信息使用濕度傳感器控制用的信號(hào)線31B而被輸送至微處理器26。微處理器26具有：濕度傳感器信號(hào)處理電路43，其對(duì)來(lái)自濕度傳感器24的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行處理；目標(biāo)溫度檢索單元40，其從來(lái)自濕度傳感器24的檢測(cè)信號(hào)中檢索目標(biāo)溫度TT；以及發(fā)熱體控制單元26，其根據(jù)由目標(biāo)溫度檢索單元40檢索到的目標(biāo)溫度TT來(lái)控制發(fā)熱電阻體25的加熱溫度。發(fā)熱電阻體控制單元對(duì)發(fā)熱電阻體的加熱溫度進(jìn)行控制以便成為檢索到的目標(biāo)溫度TT。這里，通過(guò)對(duì)來(lái)自未圖示的電源供給單元的供給電壓進(jìn)行未圖示的開(kāi)關(guān)電路的導(dǎo)通/斷開(kāi)控制，來(lái)控制發(fā)熱電阻體的加熱溫度。也可以與微處理器26分開(kāi)地構(gòu)成電源供給單元以及開(kāi)關(guān)電路，此外也可以一體地構(gòu)成。微處理器26以該溫度信息與濕度信息為基礎(chǔ)使用發(fā)熱電阻體控制用的信號(hào)線31A，來(lái)控制發(fā)熱電阻體。

如圖4所示，對(duì)應(yīng)于溫度ts、濕度Hs的目標(biāo)溫度TT作為映射數(shù)據(jù)而存儲(chǔ)于微處理器26的目標(biāo)溫度存儲(chǔ)單元41中。換言之，濕度檢測(cè)裝置具有將目標(biāo)溫度TT作為映射數(shù)據(jù)而保存的存儲(chǔ)器。將測(cè)量狀態(tài)、換言之檢索條件即由濕度傳感器24檢測(cè)出的溫度ts與濕度Hs使用濕度傳感器控制用的信號(hào)線31B而被輸送至微處理器26，目標(biāo)溫度檢索單元40從映射數(shù)據(jù)中檢索對(duì)應(yīng)于該檢索條件的目標(biāo)溫度。這里，目標(biāo)溫度TT是預(yù)先計(jì)算出的值。

以下表示目標(biāo)溫度TT的計(jì)算例。

若設(shè)為e：露點(diǎn)溫度的飽和水蒸汽氣壓[Pa]，es：飽和水蒸汽氣壓[Pa]，ln：自然對(duì)數(shù)(以自然指數(shù)e為底的對(duì)數(shù)log ex)，T：絕對(duì)溫度[k]＝(t℃+273.15)，則通過(guò)式1來(lái)表示相對(duì)濕度的計(jì)算式。

U[RH％]＝e/es×100...(式1)

通過(guò)式2來(lái)表示求出水的飽和水蒸汽氣壓(ew)的計(jì)算式。

In(ew)[Pa]＝-6096.9385×T^-1+21.2409642-2.711193×10^-2×T+1.673952×10^-5×T²+2.433502×ln(T)···(式2)

從飽和水蒸汽氣壓來(lái)計(jì)算露點(diǎn)溫度的計(jì)算式如下。

y＝ln(e/611.213)...(式3)

y≥0時(shí)，

TDP[℃]＝13.715×y+8.4262×10-1×y²+1.9048×10^-2×y³+7.8158×10^-3×y⁴···(式4)

y＜0時(shí)，

TDP[℃]＝13.7204×y+7.36631×10^-1×y²+3.32136×10^-2×y³+7.78591×10^-4×y⁴···(式5)

以下表示直到求出發(fā)熱電阻體加熱目標(biāo)溫度值TT為止的流程。

作為直到求出露點(diǎn)溫度T_DP[℃]為止的計(jì)算流程的一例，將由濕度傳感器測(cè)量出的測(cè)量溫度設(shè)為ts[℃]，將測(cè)量濕度設(shè)為Hs[rh％]。

通過(guò)測(cè)量溫度ts來(lái)求出飽和水蒸汽氣壓es。

從式2得到：

es＝E×P^(-6096.9385×(ts+273.15)^-1+21.2409642-2.711193×10^-2×(ts+273.15)+1.673952×10^-5×(ts+273.15)²+2.433502×In(ts+273.15))···(式6)

由于是測(cè)量濕度Hs＝U，因此，從式1、式6得到：

e＝U/100×es＝Hs/100×E×P^(-6096.9385×(ts+273.15)^-7+21.2409642-2.711193×10^-2×(ts+273.15)+1.673952×10^-5×(ts+273.15)²+2.433502×ln(ts+273.15))···(式7)

從式3得到：

y＝In(e/611.213)＝In(Hs/100×EXP^(-6096.9385×(ts+273.15)^-1+21.2409642-2.711193×10^-2×(ts+273.15)+1.673952×10^-5×(ts+273.15)²+2.433502×In(ts+273.15))/611.23)···(式8)

通過(guò)由式8求出的y的值，在y≥0時(shí)代入到式4計(jì)算出露點(diǎn)溫度T_DP[℃]，在y＜0時(shí)代入到式5計(jì)算出露點(diǎn)溫度T_DP[℃]。

關(guān)于直到求出目標(biāo)溫度TT[℃]為止的計(jì)算，首先，預(yù)先設(shè)定相距于露點(diǎn)溫度的余量溫度TT_DP[℃]，判定為：

ts-T_DP≥TT_DP，不控制發(fā)熱電阻體；

ts-T_DP＜TT_DP，控制發(fā)熱電阻體，

并根據(jù)圖4所示的由濕度傳感器24測(cè)量出的溫度ts與濕度Hs的測(cè)量值，在TT＝TT_DP+T_DP的計(jì)算的基礎(chǔ)上，導(dǎo)出發(fā)熱電阻體加熱目標(biāo)溫度值。

在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，構(gòu)成為微處理器26將在各溫度和各濕度下通過(guò)上述的計(jì)算式求出的發(fā)熱電阻體加熱目標(biāo)溫度值TT設(shè)為映射數(shù)據(jù)而預(yù)先存儲(chǔ)于目標(biāo)溫度存儲(chǔ)單元41中，通過(guò)目標(biāo)溫度檢索單元40從存儲(chǔ)的目標(biāo)溫度值中檢索在測(cè)量狀態(tài)下的目標(biāo)溫度。

以往，為了結(jié)露對(duì)策而使微處理器每次進(jìn)行該計(jì)算處理，因此存在微處理器的處理負(fù)載變大的課題，但是在本實(shí)施例中，構(gòu)成為不通過(guò)微處理器26來(lái)處理露點(diǎn)溫度的運(yùn)算，而在測(cè)量狀態(tài)下檢索預(yù)先存儲(chǔ)的發(fā)熱電阻體加熱目標(biāo)溫度TT，因此，能夠使微處理器26的運(yùn)算處理負(fù)載降低。

并且，在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，通過(guò)內(nèi)置于濕度傳感器24中的溫度傳感器27來(lái)測(cè)定用于檢索目標(biāo)溫度的被測(cè)定氣氛的溫度。換言之，構(gòu)成為通過(guò)具有溫度檢測(cè)部的濕度傳感器24，測(cè)定用于檢索目標(biāo)溫度的被測(cè)量氣氛的溫度。根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，通過(guò)正在測(cè)定被測(cè)定氣氛的濕度的濕度傳感器24來(lái)檢測(cè)(也檢測(cè))被測(cè)定氣氛的溫度，因此，能夠高精度、且響應(yīng)性良好地測(cè)定想要避免結(jié)露狀態(tài)的濕度傳感器24附近的被測(cè)定氣氛的溫度。

特別是，在檢測(cè)汽車的內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣的濕度的濕度測(cè)定裝置的情況下，在吸入空氣的狀態(tài)時(shí)刻地發(fā)生變化的狀況下，需要與濕度檢測(cè)并行地進(jìn)行防止結(jié)露的控制。根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，能夠高精度且響應(yīng)性良好地測(cè)定濕度傳感器24附近的測(cè)定氣氛的狀態(tài)，因此，即使在這樣的情況下也能夠與濕度檢測(cè)并行地進(jìn)行防止結(jié)露的控制。

此外，以往，為了每次都求出露點(diǎn)溫度，需要測(cè)量出對(duì)濕度檢測(cè)部進(jìn)行加熱之前的正確的空氣溫度，因此，需要與設(shè)置于濕度檢測(cè)部的溫度傳感器不同地(獨(dú)立地)將專用的空氣溫度傳感器設(shè)置于濕度檢測(cè)部的加熱影響小的部位。即，必須將空氣溫度傳感器配置于傳感器殼體內(nèi)，傳感器殼體大型化而產(chǎn)生吸氣管內(nèi)的壓力損失增加、電路空間的限制等，進(jìn)而可能產(chǎn)生性能降低、成本上升。根據(jù)本實(shí)施例，通過(guò)使用濕度傳感器的溫度來(lái)控制發(fā)熱電阻體而沒(méi)有追加的溫度傳感器，與以往相同環(huán)境下使用的濕度傳感器相比，能夠低成本地實(shí)現(xiàn)因結(jié)露引起的測(cè)量精度的惡化。

使用圖6來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施例。另外，對(duì)于與第一實(shí)施例相同的結(jié)構(gòu)省略說(shuō)明。

在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，構(gòu)成為在測(cè)量溫度ts與露點(diǎn)溫度T_DP的差為余量溫度TT_DP以上、換言之在測(cè)量溫度ts是目標(biāo)溫度TT以上的情況下不進(jìn)行發(fā)熱電阻體控制。具體來(lái)說(shuō)，在測(cè)量狀態(tài)為低溫高濕狀態(tài)(ts₁、Hs₁)時(shí)，目標(biāo)溫度TT₁≥測(cè)量溫度ts₁，使發(fā)熱電阻體通電，直到測(cè)量溫度ts₁成為對(duì)應(yīng)于測(cè)量狀態(tài)的加熱目標(biāo)溫度值TT₁。若通過(guò)該加熱控制使得溫度上升且濕度降低，則測(cè)量狀態(tài)超過(guò)發(fā)熱電阻體加熱邊界線50，例如成為測(cè)量狀態(tài)(ts₂、Hs₂)，目標(biāo)溫度TT₂≤測(cè)量溫度ts₂。該情況下，作為非通電而不進(jìn)行發(fā)熱電阻體控制。這里，超過(guò)發(fā)熱電阻加熱邊界線50的目標(biāo)溫度TT被設(shè)定為加熱對(duì)象的耐熱溫度以下。

若將濕度檢測(cè)部加熱到比露點(diǎn)溫度高的溫度，則能夠防止結(jié)露。但是，電流只是簡(jiǎn)單地流過(guò)電阻體，在高溫環(huán)境下會(huì)對(duì)濕度檢測(cè)部進(jìn)行進(jìn)一步加熱，因此，存在如下課題：成為加熱對(duì)象的耐熱溫度以上的加熱或過(guò)熱、因高溫造成的極端的低濕狀態(tài)，測(cè)量精度惡化。根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，由于以不到加熱對(duì)象的耐熱溫度的方式進(jìn)行發(fā)熱電阻體的加熱溫度控制，因此能夠避免過(guò)熱或極端的低濕狀態(tài)，能夠抑制測(cè)量精度的惡化。

使用圖7對(duì)本發(fā)明的第三實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。另外，對(duì)于與第一實(shí)施例相同的結(jié)構(gòu)省略說(shuō)明。

在本發(fā)明的第三實(shí)施例中，在結(jié)露風(fēng)險(xiǎn)高的低溫高濕度區(qū)域中，將余量溫度TT_DP設(shè)為較大的值，增加加熱量，由此，降低結(jié)露風(fēng)險(xiǎn)。另一方面，在結(jié)露風(fēng)險(xiǎn)低的區(qū)域中將余量溫度TT_DP設(shè)為較小的值，降低消耗電力。

使用圖7來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的第四實(shí)施例。另外，對(duì)于與第一實(shí)施例相同的結(jié)構(gòu)省略說(shuō)明。

處理上述記載之外，通過(guò)將進(jìn)行加熱的目標(biāo)溫度設(shè)為根據(jù)混合比與作為目標(biāo)的相對(duì)濕度而求出的值，能夠預(yù)先預(yù)測(cè)出要到達(dá)的溫度/相對(duì)濕度，能夠向濕度傳感器固有存在的精度和響應(yīng)性優(yōu)良的溫/濕度區(qū)域推移，低成本地獲得與以往方法的結(jié)果全部相同的結(jié)果。

符號(hào)說(shuō)明

1····連接器、

2····罩、

3····殼體、

4····殼體支撐部、

5····金屬軸襯、

20A··流入通道、

20B··流入通道、

21···第一副通道、

22···第二副通道、

23···電子電路基板、

24···濕度傳感器、

25···發(fā)熱電阻體、

26···微處理器、

27···溫度傳感器、

30···加熱控制裝置、

31A··信號(hào)線、

31B··信號(hào)線、

40···目標(biāo)溫度檢索單元、

41···目標(biāo)溫度存儲(chǔ)單元、

42···發(fā)熱電阻體控制單元、

43···溫度傳感器信號(hào)處理電路、

50···發(fā)熱電阻體通電/非通電邊界線、51···目標(biāo)溫度數(shù)據(jù)、

TT_DP··余量溫度、

T_DP···露點(diǎn)溫度、

TT···目標(biāo)溫度、

ts···測(cè)量溫度、

Hs···測(cè)量濕度、

TT₁···目標(biāo)溫度、

ts₁···測(cè)量溫度、

Hs₁···測(cè)量濕度、

TT₂···目標(biāo)溫度、

ts₂···測(cè)量溫度、

Hs₂···測(cè)量濕度。