(57)【要約】【課題】湿度検出素子の正確な温度補償を実現する。【解決手段】ＥＣＵ２０のＲＯＭに湿度信号の温度補償を行うための温度補償マップを記憶し、湿度検出素子１００の湿度信号、温度検出素子１２０の温度信号および予め記憶手段に記憶された温度補償マップに基づき、湿度検出素子１００の湿度信号の温度補償を行う。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
湿度に応じた湿度信号を出力する湿度検出手段（１００）と、
前記湿度検出手段（１００）の近傍の温度に応じた温度信号を出力する温度検出手段（１２０）と、
前記湿度信号の温度補償を行うための温度補償マップを記憶する記憶手段を有し、前記湿度検出手段（１００）の湿度信号、前記温度検出手段（１２０）の前記温度信号および予め前記記憶手段に記憶された温度補償マップに基づき、前記湿度検出手段（１００）の湿度信号の温度補償を行う温度補償手段（２０）を備えたことを特徴とする湿度測定装置。
【請求項２】
前記温度補償手段（２０）の記憶手段に記憶された温度補償マップは、温度により異なる一次関数を用いて湿度信号と湿度データの関係が直線近似されたものであることを特徴とする請求項１に記載の湿度測定装置。
【請求項３】
前記温度検出手段（１２０）は、前記湿度検出手段（１００）の近傍の温度を直接検出するものであることを特徴とする請求項１または２に記載の湿度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、湿度測定装置に関するもので、例えば、車両用空調装置において高分子抵抗型湿度センサを用いた湿度測定装置に適用して好適である。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば、車両用空調装置において、窓ガラスの内面近傍の湿度を検出してデフロスタを制御することにより窓ガラスの曇り防止を行ったり、車室内の湿度を検出して除湿空調することにより、車室内の空調フィーリングを快適に維持する等、湿度を検出する湿度センサが用いられている。
【０００３】
この種の湿度センサとしては、構造が簡単で比較的安価な高分子型抵抗湿度センサが広く用いられている。
【０００４】
この高分子型抵抗湿度センサは、湿度変化に伴い抵抗値が変化する高分子型抵抗湿度センサ素子を有し、高分子膜の水分の吸収・放出に伴う抵抗値変化から雰囲気の相対湿度を測定するものである。
【０００５】
また、この高分子型抵抗湿度センサの出力は温度依存性が大きいため、高分子型抵抗湿度センサの近傍に温度センサを設け、この温度センサの出力で湿度センサの出力を温度補償するように構成されたものがある（例えば、実用新案文献１参照）。
【０００６】
図４に、従来の湿度測定装置の構成例を示す。図に示すように、従来の湿度測定装置は、温湿度センサ１０および電子制御装置（以下、ＥＣＵという）２０により構成されている。
【０００７】
また、温湿度センサ１０は、湿度検出素子１００、温度補償回路１１０および温度検出素子１２０により構成されている。
【０００８】
湿度検出素子１００は、高分子抵抗型湿度センサ素子（図示せず）であって、この高分子抵抗型湿度センサ素子の検出湿度に応じた湿度信号を出力する。
【０００９】
温度補償回路１１０は、温度変化に伴い抵抗値が変化するダイオードおよび調整回路（いずれも図示せず）を有し、このダイオードの検出温度に応じて湿度検出素子１００の湿度信号を補償するとともに、調整回路により湿度検出素子１００の湿度信号の補償特性を調整するようになっている。
【００１０】
温度検出素子１２０は、温度変化に伴い抵抗値が変化するサーミスタ（図示せず）を有し、このサーミスタの検出温度に応じた温度信号を出力する。
【００１１】
このように、温湿度センサ１０は、温度補償回路１１０により湿度検出素子１００の湿度信号を温度補償して出力するとともに、温度検出素子１２０から温度信号を出力している。
【００１２】
また、ＥＣＵ２０は、温度信号および温度補償された湿度データに基づき、窓ガラスの曇り防止を行うためのデフロスタを制御、あるいは、車室内の空調フィーリングを快適に維持するための除湿空調を行う。
【００１３】
【実用新案文献１】
実開昭６２−１４８４１５号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上記湿度測定装置における湿度検出素子１００の湿度信号（出力電圧）の特性例を図５に示す。図において、５℃、２５℃、３５℃の各温度における湿度検出素子１００の出力電圧の湿度特性が示されている。
【００１５】
図に示すように、上記湿度検出素子１００の出力電圧は、４０％ＲＨ（相対湿度）程度以上の湿度領域における温度依存性は小さいが、４０％ＲＨ程度以下の湿度領域における温度依存性が大きくなっている。このように、低湿度領域で温度依存性が大きくなるのは、高分子抵抗型湿度センサ素子の特性によるものである。
【００１６】
また、図６に、上記湿度測定装置において温度補償回路１１０により温度補償された湿度信号（出力電圧）の特性例を示す。なお、図に示した特性は、２５℃における湿度検出素子１００の湿度信号を基準値とし、この基準値と一致するように温度補償回路１１０の調整回路にて補償特性を調整したものである。
【００１７】
図６に示すように、温度が２５℃以上の状態または湿度が２０％ＲＨ以上の状態では、出力電圧のばらつきが小さくなっており、良好な温度補償の結果が得られているが、温度が５℃、湿度が２０％ＲＨ以下の状態では、温度補償回路１１０の特性により湿度変化に対して出力特性が一定となり、正確な温度補償ができないといった問題が生じる。
【００１８】
この結果、低温かつ低湿度の状態において、ＥＣＵ２０は温度補償回路１１０から出力される湿度信号から、正確な湿度情報を得ることができない。
【００１９】
なお、図６に示した特性は一例であり、温度補償回路１１０の構成や調整により変化するが、低温から高温まで正確な温度補償を行うことは困難である。
【００２０】
本発明は上記問題に鑑みたもので、湿度検出素子の正確な温度補償を実現することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、湿度に応じた湿度信号を出力する湿度検出手段（１００）と、湿度検出手段（１００）の近傍の温度に応じた温度信号を出力する温度検出手段（１２０）と、湿度信号の温度補償を行うための温度補償マップを記憶する記憶手段を有し、湿度検出手段（１００）の湿度信号、温度検出手段（１２０）の温度信号および予め記憶手段に記憶された温度補償マップに基づき、湿度検出手段（１００）の湿度信号の温度補償を行う温度補償手段（２０）を備えたことを特徴としている。
【００２２】
このように、温度補償手段（２０）は、湿度信号の温度補償を行うための温度補償マップを記憶する記憶手段を有し、湿度検出手段（１００）の温度信号、温度検出手段（１２０）の温度信号および予め記憶手段に記憶された温度補償マップに基づき、湿度検出手段（１００）の湿度信号の温度補償を行うので、湿度検出素子の正確な温度補償を実現することができる。
【００２３】
また、図５に示した従来の湿度測定装置の温湿度センサ１０における温度補償回路１１０を不要とすることができるので、温度補償回路１１０の調整が不要で、温湿度センサ１０の小型化が可能である。
【００２４】
また、請求項２に記載の発明のように、温度補償手段（２０）の記憶手段に記憶された温度補償マップは、温度により異なる一次関数を用いて湿度信号と湿度データの関係が直線近似されたものであるので、記憶手段の記憶容量が小さくてもよい。
【００２５】
また、請求項３に記載の発明のように、温度検出手段（１２０）は、湿度検出手段（１００）の近傍の温度を直接検出することができる。
【００２６】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態に係る湿度測定装置の構成を図１に示す。本実施形態における湿度測定装置では、湿度信号の温度補償を行うための温度補償マップがＲＯＭに記憶され、湿度検出素子１００の湿度信号、温度検出素子１２０の温度信号および予めＲＯＭに記憶された温度補償マップに基づき、湿度検出素子１００の湿度信号の温度補償を行っている。
【００２８】
図１に示すように、湿度測定装置は、温湿度センサ１０およびＥＣＵ２０（温度補償手段）により構成されている。また、温湿度センサ１０は、湿度検出素子１００（湿度検出手段）および温度検出素子１２０（温度検出手段）により構成されている。なお、温湿度センサ１０は、フロントガラスの近傍に配置され、フロントガラスの内面近傍の湿度および温度を検出する。
【００２９】
湿度検出素子１００は、湿度変化に伴い抵抗値が変化する高分子抵抗型湿度センサ（図示せず）であって、この高分子抵抗型湿度センサの検出湿度に応じた湿度信号を出力する。
【００３０】
温度検出素子１２０は、温度変化に伴い抵抗値が変化するサーミスタ（図示せず）を有し、湿度検出素子１００の近傍の温度を直接検出し、検出温度に応じた温度信号を出力する。
【００３１】
なお、温湿度センサ１０とＥＣＵ２０間はケーブルを介して接続されており、湿度検出素子１００から出力される湿度信号および温度検出素子１２０から出力される温度信号は直接ＥＣＵ２０に入力される。
【００３２】
ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータおよびＡ／Ｄ変換回路等の周辺回路（いずれも図示せず）にて構成されるもので、温湿度センサ１０から入力される湿度信号および温度信号をＡ／Ｄ変換回路によりデジタル信号に変換し、予めＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶されたソフトウェアに従い所定の処理を行う。
【００３３】
また、ＥＣＵ２０のＲＯＭには、温度により異なる複数の一次関数を用いて湿度信号と湿度データの関係が直線近似された温度補償マップが記憶されている。
【００３４】
図３に、一次関数による直線近似についての説明図を示す。温湿度センサ１０から入力される湿度信号が図３のＡ点の湿度信号以上（湿度信号≧Ａ）の領域では、温度によるばらつきが小さいため、湿度信号は近似されていない。
【００３５】
つまり、ＥＣＵ２０のＲＯＭには、２５℃を基準温度とし、この基準温度における湿度信号に対する湿度データが定義され、温度補償マップとして記憶されている。
【００３６】
一方、温湿度センサ１０から入力される湿度信号が図３のＡ点の湿度信号未満（湿度信号＜Ａ）の領域では、温度によるばらつきが大きく、Ａ点を基準とし、温度により異なる一次関数を用いて湿度信号と湿度データの関係が直線近似されている。
【００３７】
図３において、縦軸の湿度信号（出力電圧）をｘ、横軸の湿度データをｙとして、湿度データｙを湿度信号ｘで表すと数式１に示す一次関数となる。
【００３８】
【数１】
ｙ＝ａｘ＋ｂ
ここで、ａは傾き、ｂは切片（Ａ点の湿度データ）である。
【００３９】
つまり、ＥＣＵ２０のＲＯＭには、各温度毎に一次関数の傾きａおよび切片ｂが定義され、温度補償マップとして記憶されている。
【００４０】
以下、ＥＣＵ２０の処理について図２に示すフローチャートに従って説明する。
【００４１】
ＥＣＵ２０は、温湿度センサ１０から湿度信号および温度信号が入力されると（Ｓ３００）、温湿度センサ１０から入力される湿度信号が図３のＡ点の湿度信号以上であるか否かを判定する（Ｓ３２０）。
【００４２】
ここで、温湿度センサ１０から入力される湿度信号が図３のＡ点の湿度信号以上（湿度信号≧Ａ）の場合、温度信号に関わらず、湿度信号および予めＲＯＭに記憶された基準温度における湿度信号に対する湿度データに基づき、湿度データを決定する（Ｓ３４０）。
【００４３】
そして、ＥＣＵ２０は、温度信号および温度補償された湿度データに基づき、窓ガラスの曇り防止を行うためのデフロスタ制御を行う（Ｓ３６０）。
【００４４】
また、ステップ３２０において、温湿度センサ１０から入力される湿度信号が図３のＡ点の湿度信号未満（湿度信号＜Ａ）の場合、温湿度センサ１０から入力される温度信号、湿度信号および予めＲＯＭに記憶された温度補償マップに基づき、湿度データを求める（Ｓ３８０）。つまり、温度信号に応じた一次関数の傾き、切片を用いて湿度信号に対する湿度データを求め、湿度データを決定する（Ｓ３４０）。
【００４５】
そして、ＥＣＵ２０は、温度信号および温度補償された湿度データに基づき、窓ガラスの曇り防止を行うためのデフロスタ制御を行う（Ｓ３６０）。
【００４６】
上記したように、ＥＣＵ２０は、湿度信号の温度補償を行うための温度補償マップを記憶するＲＯＭを有し、温度検出素子１２０の温度信号および予めＲＯＭに記憶された温度補償マップに基づき、湿度検出素子１００の湿度信号の温度補償を行うので、湿度検出素子の正確な温度補償を実現することができる。
【００４７】
また、図５に示した従来の湿度測定装置の温湿度センサ１０における温度補償回路１１０を不要とすることができるので、温度補償回路１１０の調整が不要で、温湿度センサ１０の小型化が可能である。
【００４８】
また、ＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶された温度補償マップは、温度により異なる一次関数を用いて湿度信号と湿度データの関係が直線近似されたものであるので、ＲＯＭの記憶容量が小さくてもよい。
【００４９】
また、温度補償の必要がない領域では、基準温度における湿度信号に対する湿度データが温度補償マップとして記憶されているので、ＲＯＭの記憶容量が小さくてもよい。
【００５０】
また、温度検出素子１２０は、湿度検出素子１００の近傍の温度を直接検出するので、温度センサの温度検出素子としてだけでなく、湿度検出素子１００の温度検出用素子として用いることができる。
【００５１】
なお、上記実施形態では、温度により異なる一次関数を用いて湿度データを求める例について示したが、基準温度（例えば、２５℃）における湿度信号に対する湿度データおよび温度毎に湿度信号の基準温度に対する補償量を予めＲＯＭに記憶しておき、温度信号および湿度信号により基準温度に対する補償量をを求め、この補償量を基準温度における湿度信号に加算することにより湿度データを求めてもよい。
【００５２】
また、上記実施形態では、温度により異なる複数の一次関数を用いて湿度信号と湿度データの関係が直線近似された例について説明したが、温度信号と湿度信号に対する湿度データを任意に定義してもよい。
【００５３】
また、例えば、ニューロ制御あるいはファジー制御による非線形補償を行うようにしてもよい。
【００５４】
また、上記実施形態では、湿度検出素子１００の近傍に配置された温度検出素子１２０により、湿度検出素子１００の近傍の温度を直接検出する例について示したが、温度センサと湿度センサが離れた場所に設置されている場合、環境条件により、湿度センサ近傍の温度を推定し、算出された推定値を補償用の値としてもよい。例えば、湿度センサがフロントガラスに設置されている場合、内気温度、外気温度、車速、日射量のうち少なくとも１つの値から湿度センサ近傍の温度を推定してもよい。
【００５５】
また、上記実施形態では、温湿度センサ１０がフロントガラスの近傍に配置され、フロントガラスの内面近傍の湿度を検出する例について示したが、フロントガラスの近傍に限ることなく、例えば、リアガラスの近傍に配置され、リアガラスの内面近傍の湿度の検出を行ったり、乗員の近くに配置され車室内の湿度を検出を行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における湿度測定装置の構成を示す図である。
【図２】ＥＣＵの処理を示すフローチャートである。
【図３】一次関数による直線近似についての説明図である。
【図４】従来の湿度測定装置の構成例を示す図である。
【図５】湿度検出素子の湿度信号（出力電圧）の特性例を示す図である。
【図６】従来の湿度測定装置において温度補償された湿度信号（出力電圧）の特性例を示す図である。
【符号の説明】
１０…温湿度センサ、１００…湿度検出素子、１１０…温度補償回路、１２０…温度検出素子、２０…ＥＣＵ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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