JP2003166963A - Controlling apparatus and method of moisture sensor - Google Patents
Controlling apparatus and method of moisture sensorInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば排煙装置や
排気ダクト、或いは内燃機関の排気ガス雰囲気内で使用
されるインピーダンス変化式の湿度センサの制御装置及
び湿度センサの制御方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a humidity sensor control device and a humidity sensor control method for use in, for example, a smoke exhaust device, an exhaust duct, or an exhaust gas atmosphere of an internal combustion engine.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、産業用に市販されているイン
ピーダンス変化式（例えば抵抗変化式）の湿度センサ
は、長期に渡り高精度な湿度検出を可能にするため、定
期的に加熱クリーニングを実施し、感湿素子に付着した
粉塵、デポジット成分、カーボン、結晶水等の汚れ物質
を焼き飛ばしている。2. Description of the Related Art Conventionally, impedance change type (eg resistance change type) humidity sensors that are commercially available for industrial use perform periodic heating cleaning in order to enable highly accurate humidity detection over a long period of time. However, dust, deposit components, carbon, crystal water, and other contaminants adhering to the moisture-sensitive element are burned off.
【０００３】例えば実公平６−３７３２１号公報には、
湿度センサを大気中で長時間使用し、感湿素子にタバコ
のタールが付着して測定精度が下がった時に、セラミッ
クヒータに通電して、感湿素子を５００℃程度に１分間
加熱し、表面に付着した汚れを除去して、測定精度を回
復させる方法が提案されている。For example, Japanese Utility Model Publication No. 6-37321 discloses that
When the humidity sensor is used for a long time in the atmosphere and when the tar of the cigarette adheres to the humidity sensitive element and the measurement accuracy decreases, the ceramic heater is energized to heat the moisture sensitive element to about 500 ° C for 1 minute, There has been proposed a method of removing dirt adhering to and recovering measurement accuracy.
【０００４】一方、内燃機関の排気ガス雰囲気中で使用
される抵抗変化式湿度センサについては、ＥＰ１１３２
５８９号公報に、内燃機関の運転状態（アイドリングの
継続時間等）に応じて、ヒータを作動させ、結露やコー
キングの生じやすい状態を回避する方法が開示されてい
る。On the other hand, regarding a resistance change type humidity sensor used in the exhaust gas atmosphere of an internal combustion engine, EP1132 is used.
Japanese Patent No. 589 discloses a method of operating a heater in accordance with an operating state of an internal combustion engine (such as idling duration) to avoid a state in which dew condensation or coking easily occurs.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記実
公平６−３７３２１号公報に記載されているような１分
程度の加熱クリーニングでは、感湿素子に付着した汚れ
を完全に除去できず、長期に渡り高精度な湿度検出がで
きないという問題があった。However, the heat cleaning for about 1 minute as described in Japanese Utility Model Publication No. 6-37321 cannot completely remove the dirt adhering to the humidity sensitive element, which results in a long period of time. There was a problem that high-precision humidity detection could not be achieved.
【０００６】一方、内燃機関に湿度センサを適用した場
合、図１２に示す様に、湿度センサが取り付けられる車
両の床下位置では、排気ガス温度が全体的に低く、ＥＰ
１１３２５８９号公報に記載されている技術では十分で
はない。つまり、アイドリングが所定時間経過した時の
みにヒータ通電を行っても、加熱温度が低いので、結露
した湿度センサの水分蒸発等には適用できるが、感湿素
子に付着した汚れを完全に除去できず、長期に渡り高精
度な湿度検出ができないという問題があった。On the other hand, when the humidity sensor is applied to the internal combustion engine, as shown in FIG. 12, the exhaust gas temperature is generally low in the underfloor position of the vehicle to which the humidity sensor is attached, and the EP
The technique described in 1132589 is not sufficient. In other words, even if the heater is energized only when the idling has passed for a predetermined time, the heating temperature is low, so it can be applied to moisture evaporation of the humidity sensor with dew condensation, but it can completely remove the dirt attached to the humidity sensing element. However, there is a problem that high-precision humidity detection cannot be performed for a long period of time.
【０００７】本発明は、前記課題を解決するためになさ
れたものであり、加熱クリーニングを好適に実施するこ
とにより、長期に渡り高精度な湿度検出ができる湿度セ
ンサの制御装置及び湿度センサの制御方法を提供するこ
とを目的とする。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and by suitably performing heating cleaning, a humidity sensor control device and a humidity sensor control capable of highly accurate humidity detection for a long period of time. The purpose is to provide a method.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段及び発明の効果】（１）請
求項１の発明は、インピーダンス変化式の湿度センサの
感湿素子部を、ヒータにより加熱して、汚れ物質を除去
する湿度センサの制御装置において、湿度の計測を行わ
ない時間に、前記ヒータにより、前記感湿素子部を５０
０〜８００℃の温度範囲で所定の期間加熱することを特
徴とする。Means for Solving the Problems and Effects of the Invention (1) According to the invention of claim 1, a humidity sensor for removing a contaminant by heating a humidity sensitive element portion of an impedance change type humidity sensor with a heater. In the control device, the humidity sensitive element unit is operated by the heater during the time when the humidity is not measured.
It is characterized by heating in a temperature range of 0 to 800 ° C. for a predetermined period.
【０００９】本発明では、湿度の計測を行わない時間
に、感湿素子部を５００〜８００℃の温度範囲で所定の
期間加熱することにより、汚れ物質を十分に除去するこ
とができる。これにより、長期に渡り高精度な湿度検出
を行うことができる。ここで、加熱温度が５００℃より
低いと十分な効果が得られず、また、８００℃より高い
と感湿素子部が劣化し易くなるため、好ましくない。ま
た、所定の期間とは、上記温度範囲の加熱により十分に
汚れ物質を除去することができる期間であり、実験等に
より設定することができる。According to the present invention, the contaminants can be sufficiently removed by heating the humidity sensitive element portion in the temperature range of 500 to 800 ° C. for a predetermined period while the humidity is not measured. Thereby, highly accurate humidity detection can be performed for a long period of time. Here, if the heating temperature is lower than 500 ° C., a sufficient effect cannot be obtained, and if the heating temperature is higher than 800 ° C., the moisture sensitive element portion is likely to deteriorate, which is not preferable. Further, the predetermined period is a period in which the contaminants can be sufficiently removed by heating in the above temperature range, and can be set by experiments or the like.
【００１０】前記湿度の計測を行う時間に、ヒータによ
る加熱を実施しないのは、ヒータによる加熱によって、
感湿素子部のインピーダンスが変化し、正確な湿度の測
定に支障があるからである。尚、インピーダンス変化式
の湿度センサとしては、感湿素子部の抵抗の変化に基づ
いて湿度（相対湿度及び／又は絶対湿度）を測定する抵
抗変化式湿度センサが挙げられる。The reason why the heating by the heater is not performed during the time when the humidity is measured is that the heating by the heater is performed.
This is because the impedance of the humidity sensing element changes, which hinders accurate humidity measurement. As the impedance change type humidity sensor, there is a resistance change type humidity sensor that measures humidity (relative humidity and / or absolute humidity) based on a change in resistance of the humidity sensitive element.
【００１１】また、感湿素子部の材料としては、湿度に
よりインピーダンスが変化する（例えば湿度が上昇する
と抵抗が低下する）例えばＡｌ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＯ
2、Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＯ2−ＳｎＯ2などの酸化物セラミッ
クス系材料が挙げられる。
（２）請求項２の発明は、前記湿度センサは、内燃機関
の排気ガス中で用いるものであることを特徴とする。As the material of the moisture sensitive element, the impedance changes with humidity (for example, the resistance decreases when the humidity rises), for example, Al 2 O 3 or Al 2 O 3 --TiO 2.
2 , oxide ceramics-based materials such as Al 2 O 3 —TiO 2 —SnO 2 and the like. (2) The invention of claim 2 is characterized in that the humidity sensor is used in exhaust gas of an internal combustion engine.
【００１２】本発明は、湿度センサが使用される対象を
例示したものである。自動車の排気ガス中にて使用され
る湿度センサは、様々なガス成分、エンジンオイル等か
ら排出されるＣａ，Ｐ，Ｍｏ等のデポジット成分、ガソ
リン成分、カーボン、水等が多量に排出される極めて過
酷な環境に曝されるが、上述した加熱を行うことによ
り、汚れ物質を除去して、長期間にわたり高精度な湿度
計測が可能である。The present invention exemplifies an object for which the humidity sensor is used. Humidity sensors used in the exhaust gas of automobiles emit a large amount of various gas components, deposit components such as Ca, P and Mo discharged from engine oil, gasoline components, carbon, water, etc. Although exposed to a harsh environment, by performing the above-mentioned heating, contaminants can be removed and highly accurate humidity measurement can be performed for a long period of time.
【００１３】尚、本発明の湿度センサは、排気ガス中以
外に、排煙装置や排気ダクトなどに適用して、その雰囲
気中の湿度を検出するために用いることができる。ま
た、例えば低酸素濃度や還元性ガスが含まれる雰囲気の
湿度を検出するために用いることができる。The humidity sensor of the present invention can be applied to a smoke exhaust device, an exhaust duct, etc. in addition to the exhaust gas to detect the humidity in the atmosphere. Further, for example, it can be used to detect the humidity of an atmosphere containing a low oxygen concentration or a reducing gas.
【００１４】（３）請求項３の発明は、前記湿度センサ
は、前記内燃機関の排気ガス浄化用付帯装置（炭化水素
及び水分を吸着可能な吸着材、三元触媒等の排気ガスの
浄化材、ゼオライト等を用いたＨＣトラップ材等）の状
態を、排気ガス中の湿度変化から検出するために用いる
ものであることを特徴とする。(3) According to a third aspect of the present invention, the humidity sensor is an auxiliary device for purifying exhaust gas of the internal combustion engine (adsorbent capable of adsorbing hydrocarbon and moisture, exhaust gas purifying material such as three-way catalyst). , An HC trapping material using zeolite, etc.) is used to detect the state of the humidity change in the exhaust gas.
【００１５】本発明は、湿度センサの用途を例示したも
のである。この種の排気ガス浄化用付帯装置は、内燃機
関の排気ガスを浄化するために使用されるが、例えば吸
着材等を含む排気ガス浄化用付帯装置が劣化すると、排
気ガス浄化用付帯装置の下流側の水分の状態も変化す
る。従って、排気ガス浄化用付帯装置の下流側の排気ガ
スの湿度を測定することにより、排気ガス浄化用付帯装
置の劣化の状態を検出することができる。The present invention illustrates the application of the humidity sensor. This kind of exhaust gas purifying auxiliary device is used for purifying exhaust gas of an internal combustion engine. However, when the exhaust gas purifying auxiliary device including an adsorbent or the like is deteriorated, the exhaust gas purifying auxiliary device is downstream. The water condition on the side also changes. Therefore, by measuring the humidity of the exhaust gas on the downstream side of the exhaust gas purifying auxiliary device, the state of deterioration of the exhaust gas purifying auxiliary device can be detected.
【００１６】（４）請求項４の発明は、前記湿度計測を
行わない時間に、前記感湿素子部を常時加熱することを
特徴とする。本発明は、ヒータによる加熱の状態を例示
したものであり、このように常時加熱することにより、
十分に汚れ物質を除去することができる。(4) The invention of claim 4 is characterized in that the humidity sensitive element portion is constantly heated during the time when the humidity measurement is not performed. The present invention exemplifies the state of heating by the heater, and by constantly heating in this way,
Sufficient contaminants can be removed.
【００１７】（５）請求項５の発明は、前記内燃機関の
停止後に、前記感湿素子部を所定時間加熱することを特
徴とする。ヒータによる加熱は、内燃機関の作動中に実
施し、内燃機関の停止と同時に停止しても効果がある
が、内燃機関の停止後に所定時間加熱すると一層大きな
効果が得られる。これは、内燃機関が停止した直後は、
粉塵、デポジット、カーボン、飛散した水等がセンサ付
近の雰囲気に存在しているためである。従って、本発明
では、内燃機関の停止後に感湿素子部を所定時間（例え
ば数秒〜数分）加熱する。(5) The invention of claim 5 is characterized in that the humidity sensitive element is heated for a predetermined time after the internal combustion engine is stopped. The heating by the heater is carried out during the operation of the internal combustion engine, and is effective even if the internal combustion engine is stopped at the same time as the internal combustion engine is stopped. Immediately after the internal combustion engine has stopped,
This is because dust, deposits, carbon, scattered water, etc. are present in the atmosphere near the sensor. Therefore, in the present invention, after the internal combustion engine is stopped, the moisture sensitive element is heated for a predetermined time (for example, several seconds to several minutes).
【００１８】尚、この時のヒータの通電時間は、数秒か
ら１０分程度であれば、十分に効果がある。また、通電
開始のタイミングは、内燃機関の停止後に継続してヒー
タ通電を行ってもよいし、所定時間（例えば内燃機関の
冷却水の温度を検出する水温センサの温度が５０℃以下
となる等）休止してから、ヒータ通電を実施してもよ
い。It should be noted that the heater energization time at this time is sufficiently effective if it is several seconds to 10 minutes. Further, the energization start timing may be such that the heater energization is continued after the internal combustion engine is stopped, or for a predetermined time (for example, the temperature of the water temperature sensor that detects the temperature of the cooling water of the internal combustion engine becomes 50 ° C. or less). ) The heater may be energized after a pause.
【００１９】（６）請求項６の発明は、前記内燃機関の
停止後に、前記感湿素子部を、５００〜１２００℃の温
度範囲で加熱することを特徴とする。本発明は、内燃機
関の停止後の加熱温度を例示したものであり、この温度
範囲にて加熱することにより、好適に汚れ物質を除去す
ることができる。(6) The invention of claim 6 is characterized in that, after the internal combustion engine is stopped, the moisture sensitive element is heated in a temperature range of 500 to 1200 ° C. The present invention exemplifies the heating temperature after the internal combustion engine is stopped, and by heating in this temperature range, it is possible to preferably remove the contaminants.
【００２０】（７）請求項７の発明は、前記加熱（例え
ば内燃機関の停止後の加熱）を行う場合には、前記湿度
センサの状態を示す値に応じて、加熱する温度及び／又
は加熱する時間を設定することを特徴とする。湿度セン
サに汚れ物質が多く付着している場合には、加熱温度を
上げる等の調節が必要である。(7) In the invention of claim 7, when the heating (for example, heating after the internal combustion engine is stopped) is performed, the heating temperature and / or the heating temperature are set according to the value indicating the state of the humidity sensor. It is characterized by setting the time to do. When a lot of dirt substances are attached to the humidity sensor, it is necessary to make adjustments such as raising the heating temperature.
【００２１】従って、本発明では、湿度センサの汚れの
程度を、例えば湿度センサの抵抗値を示す出力の大きさ
等の湿度センサの汚れの状態に対応した値（測定値）に
よって検出し、その検出結果に応じて、加熱する温度や
時間（従ってヒータの通電状態）を調節するのである。Therefore, in the present invention, the degree of contamination of the humidity sensor is detected by a value (measurement value) corresponding to the contamination state of the humidity sensor, such as the magnitude of the output indicating the resistance value of the humidity sensor. The heating temperature and time (hence the heater energization state) are adjusted according to the detection result.
【００２２】これにより、湿度センサの汚れ状態がどの
ようであっても、常に汚れ物質を十分に除去することが
できる。
（８）請求項８の発明は、抵抗体温度センサ又は前記ヒ
ータを、前記感湿素子部の温度を検出する温度検出手段
として用い、当該温度検出手段の抵抗値が所定の抵抗値
となるように、前記ヒータを制御することを特徴とす
る。As a result, no matter how dirty the humidity sensor is, it is possible to always sufficiently remove the contaminants. (8) According to the invention of claim 8, the resistor temperature sensor or the heater is used as a temperature detecting means for detecting the temperature of the humidity sensitive element portion, and the resistance value of the temperature detecting means becomes a predetermined resistance value. In addition, the heater is controlled.
【００２３】ヒータに通電して加熱する方法としては、
例えば予め決められた定電圧を印加することも可能であ
るが、その場合には、排気ガス等の温度によっては、感
湿素子部の温度が所望の適切な温度とならない可能性が
ある。つまり、ヒータを定電圧印加で制御した場合に
は、内燃機関の運転状態によって感湿素子部の温度が変
動してしまい、仮に（上記の好ましい温度範囲から外れ
て）低温状態となると、汚れ物質の付着防止の作用が機
能しなくなり、逆に、高温状態となると、感湿材料や電
極材料の粒成長、偏析、変質等が起こる危険性が高くな
る。As a method of heating by energizing the heater,
For example, it is possible to apply a predetermined constant voltage, but in that case, depending on the temperature of the exhaust gas or the like, the temperature of the humidity sensing element portion may not reach a desired and appropriate temperature. In other words, when the heater is controlled by applying a constant voltage, the temperature of the humidity sensing element portion fluctuates depending on the operating state of the internal combustion engine, and if a low temperature state (outside of the above preferable temperature range) is reached, contaminant substances are generated. If the effect of preventing adherence of the above-mentioned does not work, and conversely the temperature becomes high, the risk of grain growth, segregation, alteration, etc. of the moisture-sensitive material or electrode material becomes high.
【００２４】そこで、本発明では、ヒータ又は抵抗体温
度センサの抵抗値が温度により変化する性質を利用し
て、この温度検出手段の抵抗値に応じて、例えばこの抵
抗値が一定となる様に、ヒータをフィードバック制御す
るのである。例えば温度検出手段の抵抗値が大きくなっ
た場合には、温度が高いのでヒータによる加熱を抑制
し、逆に、温度検出手段の抵抗値が小さくなった場合に
は、温度が低いのでヒータによる加熱を増加させるので
ある。これにより、常に適切な温度で感湿素子部を加熱
することができる。Therefore, in the present invention, by utilizing the property that the resistance value of the heater or the resistor temperature sensor changes depending on the temperature, for example, the resistance value becomes constant according to the resistance value of the temperature detecting means. The feedback control of the heater is performed. For example, when the resistance value of the temperature detection means is high, the temperature is high, so heating by the heater is suppressed, and conversely, when the resistance value of the temperature detection means is low, the temperature is low, so heating by the heater is performed. To increase. Thereby, the humidity sensitive element can be always heated at an appropriate temperature.
【００２５】（９）請求項９の発明は、内燃機関の運転
状態を検出し、当該運転状態に応じて前記ヒータを制御
することを特徴とする。内燃機関の運転状態によって排
気ガスの温度が変化するので、感湿素子部の温度も変化
する。従って、本発明では、例えば吸気圧（負圧）、車
速、エンジン回転数のような運転状態によって、ヒータ
の印加時間や印加電圧などの状態を調節する。これによ
り、適切な温度範囲で感湿素子部を加熱することができ
る。(9) The invention of claim 9 is characterized in that the operating state of the internal combustion engine is detected and the heater is controlled according to the operating state. Since the temperature of the exhaust gas changes depending on the operating state of the internal combustion engine, the temperature of the humidity sensing element part also changes. Therefore, in the present invention, the states of the heater application time and the applied voltage are adjusted according to the operating conditions such as intake pressure (negative pressure), vehicle speed, and engine speed. With this, the moisture sensitive element can be heated in an appropriate temperature range.
【００２６】例えば坂道（上り道）を高速走行する場合
の様に、排気ガス温度が５００℃以上になる場合には、
ヒータ通電は行わず、５００℃より低い温度の場合にヒ
ータ通電を行うように制御することができる。
（１０）請求項１０〜１８の湿度センサの制御方法の発
明は、それぞれ順次対応する前記請求項１〜９の湿度セ
ンサの制御装置の発明と、同様な作用効果を奏する。When the exhaust gas temperature is 500 ° C. or higher, for example, when traveling on a slope (uphill road) at high speed,
It is possible to control so that the heater is not energized but the heater is energized when the temperature is lower than 500 ° C. (10) The invention of the humidity sensor control method according to claims 10 to 18 has the same effects as the invention of the humidity sensor control device according to claim 1 to 9 corresponding to the invention.
【００２７】[0027]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の湿度センサの制
御装置及び湿度センサの制御方法の実施の形態の例（実
施例）について説明する。
（実施例）
ａ）まず、本実施例の湿度センサの構成について説明す
る。尚、図１は湿度センサの全体及びその分解した状態
を示す斜視図、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An example (embodiment) of an embodiment of a humidity sensor control device and a humidity sensor control method according to the present invention will be described below. (Example) a) First, the configuration of the humidity sensor of this example will be described. 1 is a perspective view showing the entire humidity sensor and its disassembled state, and FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG.
【００２８】図１に示す様に、本実施例の湿度センサ１
は、抵抗変化式の湿度センサ１であり、その要部を構成
する感湿素子部３は、アルミナ製の絶縁基板５上に、一
対のリード部７、９が配置されるとともに、一方のリー
ド部７と接するように下部電極１１が配置され、この下
部電極１１の上に感湿材料からなる感湿層１３が配置さ
れ、更に感湿層１３の上に他方のリード部９と接触して
上部電極１５が配置されたものである。As shown in FIG. 1, the humidity sensor 1 of the present embodiment.
Is a resistance change type humidity sensor 1, and a humidity sensitive element part 3 which constitutes a main part thereof has a pair of lead parts 7 and 9 arranged on an insulating substrate 5 made of alumina, and one of the leads The lower electrode 11 is arranged so as to be in contact with the portion 7, the moisture sensitive layer 13 made of a moisture sensitive material is arranged on the lower electrode 11, and further on the moisture sensitive layer 13 is in contact with the other lead portion 9. The upper electrode 15 is arranged.
【００２９】また、図２に示す様に、絶縁基板５内に
は、感湿素子部３を加熱するヒータ１７と測温抵抗体で
ある温度センサ１９が配置されている。前記下部電極１
１及び上部電極１５は、厚膜印刷により形成された膜厚
約１５μｍの主として白金からなる層である。感湿層１
３は、厚膜印刷により形成された膜厚約３０μｍの主と
してＡｌ2Ｏ3−ＳｎＯ2−ＴｉＯ2の感湿材料からなる層
であり、この感湿材料は、周囲の雰囲気の湿度が変化す
ると、その抵抗値が変化する（即ち湿度が増加すると抵
抗が低下する）ものである。また、ヒータ１７は主とし
て白金からなり、温度センサ１９も主として白金からな
る。As shown in FIG. 2, a heater 17 for heating the moisture sensitive element portion 3 and a temperature sensor 19 as a resistance temperature detector are arranged in the insulating substrate 5. The lower electrode 1
1 and the upper electrode 15 are layers mainly made of platinum with a film thickness of about 15 μm formed by thick film printing. Moisture sensitive layer 1
Reference numeral 3 is a layer formed by thick film printing and having a film thickness of about 30 μm and mainly made of a moisture-sensitive material of Al 2 O 3 —SnO 2 —TiO 2 , and this moisture-sensitive material changes when the humidity of the surrounding atmosphere changes. , Its resistance value changes (that is, the resistance decreases as the humidity increases). The heater 17 is mainly made of platinum, and the temperature sensor 19 is also mainly made of platinum.
【００３０】ｂ）次に、上述した構成の湿度センサ１を
制御する制御装置について説明する。図３に湿度を測定
するための回路構成を示す様に、湿度センサ１の感湿素
子部３は、マイコン２１に接続されて、その出力が取り
出されるように構成されている。尚、この出力とは、感
湿素子部３の抵抗値に対応した値であり、抵抗値が増加
するとセンサ出力が増加するように設定されている。B) Next, a control device for controlling the humidity sensor 1 having the above-described structure will be described. As shown in the circuit configuration for measuring humidity in FIG. 3, the humidity sensitive element section 3 of the humidity sensor 1 is connected to the microcomputer 21 and its output is taken out. The output is a value corresponding to the resistance value of the humidity sensitive element unit 3, and is set so that the sensor output increases as the resistance value increases.
【００３１】具体的には、第１比較抵抗２３と（湿度セ
ンサ１の）感湿素子部３と第２比較抵抗２５とが直列に
接続され、この第１比較抵抗２３と感湿素子部３と第２
比較抵抗２５とには、バッファ２７を介して、マイコン
２１のＤ／Ａ部（デジタルアナログ変換部）から、例え
ば２Ｖ以下の直流電圧が印加される。また、感湿素子部
３の両端間の直流電圧出力（直流分圧）は、オペアンプ
２９を介して、マイコン２１のＡ／Ｄ部（アナログデジ
タル変換部）に入力される。更に、マイコン２１から
は、Ｄ／Ａコンバータ３１を介してセンサ出力が取り出
される。Specifically, the first comparative resistor 23, the humidity sensitive element portion 3 (of the humidity sensor 1) and the second comparative resistor 25 are connected in series, and the first comparative resistor 23 and the moisture sensitive element portion 3 are connected. And the second
A DC voltage of, for example, 2 V or less is applied to the comparison resistor 25 from the D / A unit (digital-analog conversion unit) of the microcomputer 21 via the buffer 27. Further, the DC voltage output (DC partial pressure) across the humidity sensing element section 3 is input to the A / D section (analog / digital conversion section) of the microcomputer 21 via the operational amplifier 29. Further, the sensor output is taken out from the microcomputer 21 via the D / A converter 31.
【００３２】更に、図４にヒータ１７を制御するための
回路構成を示す様に、温度センサ１９と比較抵抗３３と
が直列に接続され、温度センサ１９と比較抵抗３３とに
は電源３４から基準電圧が印加される。そして、温度セ
ンサ１９の電圧（電位差）が、オペアンプ３５を介し
て、マイコン２１のＡ／Ｄ部（アナログデジタル変換
部）に入力される。Further, as shown in the circuit configuration for controlling the heater 17 in FIG. 4, the temperature sensor 19 and the comparison resistor 33 are connected in series, and the temperature sensor 19 and the comparison resistor 33 are connected to the reference from the power source 34. A voltage is applied. Then, the voltage (potential difference) of the temperature sensor 19 is input to the A / D unit (analog-digital conversion unit) of the microcomputer 21 via the operational amplifier 35.
【００３３】また、マイコン２１には、スイッチ素子３
７を介してヒータ１７が接続されており、マイコン２１
の信号出力部（ＰＷＭ）からの信号により、ヒータ１７
に定電圧３６が印加される。このヒータ１７のオン・オ
フのタイミングは、図５に例示する様に、例えば３０ｍ
ｓの周期にて、９０％以下の範囲のデューティ比により
設定することができる。そして、ヒータ１７のオフの期
間中に、温度センサ１９の抵抗（従って周囲の温度）を
計測する。Further, the microcomputer 21 includes a switch element 3
The heater 17 is connected via 7 and the microcomputer 21
The signal from the signal output unit (PWM) of the heater 17
A constant voltage 36 is applied to. The timing of turning on / off the heater 17 is, for example, 30 m as shown in FIG.
It can be set by the duty ratio in the range of 90% or less in the cycle of s. Then, while the heater 17 is off, the resistance of the temperature sensor 19 (and therefore the ambient temperature) is measured.
【００３４】尚、ここでは、説明のために、マイコン２
１を図３、図４の様に分けて記載したが、通常は同一の
マイコン２１にて湿度の計測とヒータ１７の制御を行
う。また、それぞれ異なるマイコン２１を使用してもよ
い。
ｃ）次に、前記湿度センサ１の基本的な使用方法につい
て説明する。Here, for the sake of explanation, the microcomputer 2 is used.
Although FIG. 1 is described separately as shown in FIGS. 3 and 4, the same microcomputer 21 normally measures the humidity and controls the heater 17. Also, different microcomputers 21 may be used. c) Next, a basic method of using the humidity sensor 1 will be described.
【００３５】排気ガス浄化用付帯装置の劣化検知方法
本実施例では、車両の排気管の排気ガス浄化用付帯装置
の下流側に湿度センサ１を取り付け、その排気ガスの湿
度を検出する。排気管内は、通常低湿度であり、例えば
内燃機関が始動すると燃焼によって水分が生じるため、
高湿度に推移する。この状態は、内燃機関の始動毎に繰
り返し行われる現象である。Deterioration Detection Method for Exhaust Gas Purifying Auxiliary Device In this embodiment, a humidity sensor 1 is attached to the exhaust pipe of a vehicle downstream of the exhaust gas purifying auxiliary device to detect the humidity of the exhaust gas. The inside of the exhaust pipe is usually low in humidity, and for example, when the internal combustion engine starts, moisture is generated by combustion,
Changes to high humidity. This state is a phenomenon that is repeated every time the internal combustion engine is started.
【００３６】そして、内燃機関が始動する際に、排気ガ
ス浄化用付帯装置が正常である場合には、装置内の触
媒、吸着材等にて、炭化水素や水分が所定の範囲内で吸
着されるので、排気ガス浄化用付帯装置の下流では、特
に始動直後の所定の期間では、排気ガス中の水分量が極
めて少ない。つまり、吸着し切れなくなって排気ガス浄
化用付帯装置から水分が流出するタイミングが遅い。When the auxiliary device for purifying exhaust gas is normal when the internal combustion engine is started, hydrocarbons and moisture are adsorbed within a predetermined range by the catalyst, adsorbent, etc. in the device. Therefore, the amount of water in the exhaust gas is extremely small downstream of the exhaust gas purifying auxiliary device, particularly in a predetermined period immediately after the start. In other words, the timing at which the water cannot flow out from the exhaust gas purifying auxiliary device due to being unable to completely adsorb is late.
【００３７】それに対して、排気ガス浄化用付帯装置が
劣化している場合には、吸着し切れなくなって排気ガス
浄化用付帯装置から水分が流出するタイミングが早く、
排気ガス浄化用付帯装置の下流の排気ガス中には水分量
が早めに多くなる。従って、内燃機関を始動した際に、
排気ガス浄化用付帯装置の下流側の排気ガスの水分の状
態を湿度センサ１によって検出することによって、排気
ガス浄化用付帯装置の劣化の状態を検出することができ
る。On the other hand, when the exhaust gas purifying auxiliary device is deteriorated, the adsorption of the exhaust gas purifying auxiliary device cannot be completed and the timing at which water flows out from the exhaust gas purifying auxiliary device is early,
The amount of water in the exhaust gas downstream of the exhaust gas purifying auxiliary device increases earlier. Therefore, when the internal combustion engine is started,
By detecting the moisture state of the exhaust gas on the downstream side of the exhaust gas purifying auxiliary device with the humidity sensor 1, the state of deterioration of the exhaust gas purifying auxiliary device can be detected.
【００３８】上述した水分の状態に対応した湿度センサ
１のセンサ出力（即ち感湿素子部３の抵抗値）の変化を
図６に示す。排気ガス浄化用付帯装置が劣化していない
場合（同図の実線）には、内燃機関の始動直後に湿度セ
ンサ１をオンして作動させると、始動直後は、排気ガス
浄化用付帯装置にて水分が十分に吸着されて、湿度セン
サ１までに殆ど到らないので高い抵抗値となる。その
後、吸着する限界に達すると、排気ガス中の水分量が増
加して結露するので、時点ｔ０にて、抵抗値が急減す
る。その後、排気ガスの温度が上昇するにつれて結露が
解消されるので、抵抗値が徐々に増加する。FIG. 6 shows a change in the sensor output of the humidity sensor 1 (that is, the resistance value of the humidity sensitive element portion 3) corresponding to the above-mentioned moisture state. When the exhaust gas purifying auxiliary device is not deteriorated (solid line in the figure), the humidity sensor 1 is turned on immediately after the internal combustion engine is started to operate. Since the moisture is sufficiently absorbed and the humidity sensor 1 is hardly reached, the resistance value becomes high. After that, when the adsorption limit is reached, the amount of water in the exhaust gas increases and causes dew condensation, so that the resistance value suddenly decreases at time t0. After that, as the temperature of the exhaust gas rises, dew condensation is eliminated, so that the resistance value gradually increases.
【００３９】それに対して、排気ガス浄化用付帯装置が
劣化している場合（同図の破線）には、始動直後は、排
気ガス浄化用付帯装置にて水分が吸着されるが、劣化し
ていない場合と比べてその吸着量が少ないので、吸着す
る限界により早く達し、そのため早い時点ｔ１にて結露
し、抵抗値が急減する。On the other hand, when the exhaust gas purifying auxiliary device is deteriorated (broken line in the figure), moisture is adsorbed by the exhaust gas purifying auxiliary device immediately after starting, but is deteriorated. Since the amount of adsorption is smaller than that in the case where it is not present, it reaches the limit of adsorption earlier, so that dew condensation occurs at an early point in time t1 and the resistance value sharply decreases.
【００４０】従って、例えば内燃機関が始動してから抵
抗値が急減するまでの時間を測定することにより、排気
ガス浄化用付帯装置の劣化を検出することができる。
湿度センサ１の劣化検知
湿度センサ１の抵抗特性が高抵抗化する現象（湿度セン
サ１の劣化）は、湿度センサ１の感湿素子部３及びリー
ド部７、９等に付着した不純物成分（汚れ物質）が堆積
し、従来の加熱クリーニングを実施しても完全に焼失で
きないために生じる現象である。Therefore, for example, the deterioration of the exhaust gas purifying auxiliary device can be detected by measuring the time from the start of the internal combustion engine until the resistance value suddenly decreases. Deterioration Detection of Humidity Sensor 1 The phenomenon that the resistance characteristic of the humidity sensor 1 becomes high resistance (deterioration of the humidity sensor 1) is caused by the impurity component (dirt) adhered to the humidity sensing element portion 3 and the lead portions 7 and 9 of the humidity sensor 1. This is a phenomenon that occurs when substances are deposited and cannot be completely burned down even if the conventional heat cleaning is performed.
【００４１】図７に湿度センサ１のセンサ出力（即ち感
湿素子部３の抵抗に対応した値）を示す。湿度センサ１
が汚れ物質により劣化していない場合には、同図の実線
で示す様に、内燃機関の始動後、センサ出力が速やかに
増加し、その後急に立ち下がり、その後徐々に増加す
る。FIG. 7 shows the sensor output of the humidity sensor 1 (that is, the value corresponding to the resistance of the humidity sensitive element portion 3). Humidity sensor 1
When is not deteriorated by the dirt substance, as shown by the solid line in the figure, the sensor output rapidly increases after starting the internal combustion engine, then suddenly falls, and then gradually increases.
【００４２】一方、湿度センサ１が劣化している場合に
は、同図の破線で示す様に、ある程度似た変化はするも
のの、その数値等は大きく異なっている。例えば、始動
直後では、劣化した湿度センサ１のセンサ出力は、劣化
していない湿度センサ１のセンサ出力よりも大きな値と
なる。On the other hand, when the humidity sensor 1 is deteriorated, as shown by the broken line in the figure, although the changes are similar to some extent, the numerical values are greatly different. For example, immediately after the start, the sensor output of the deteriorated humidity sensor 1 has a larger value than the sensor output of the humidity sensor 1 which has not deteriorated.
【００４３】従って、この様なセンサ出力の違いによ
り、湿度センサ１の劣化の程度を検出することができ
る。
ｄ）次に、本実施例の要部である、ヒータ１７による加
熱を行って汚れ物質を除去する手法及びその効果につい
て説明する。Therefore, the degree of deterioration of the humidity sensor 1 can be detected by such a difference in sensor output. d) Next, a method of heating the heater 17 to remove contaminants and the effect thereof will be described, which is a main part of the present embodiment.
【００４４】本実施例では、内燃機関の作動中におい
て、湿度の計測を行わない時間帯に、感湿素子部３を５
００〜８００℃の温度範囲で加熱するように、ヒータ１
７に通電する。これにより、湿度センサ１（特に感湿素
子部３）に付着した汚れ物質を十分に除去することがで
きる。In this embodiment, the humidity sensing element unit 3 is turned on during the time period when the humidity is not measured during the operation of the internal combustion engine.
Heater 1 so that it is heated in the temperature range of 00 to 800 ° C.
Energize 7. As a result, it is possible to sufficiently remove the contaminants attached to the humidity sensor 1 (particularly the humidity sensitive element portion 3).
【００４５】例えば図８に、内燃機関の始動後における
運転状態（排気温度、温度センサ１９によるセンサ温
度、車両の速度、内燃機関の回転数、温度センサ１９の
抵抗値）の一例を示す。ここでは、内燃機関が始動（エ
ンジンＯＮ）となってから約６０秒後に、ヒータ１７に
通電する制御を開始している。For example, FIG. 8 shows an example of operating states (exhaust temperature, sensor temperature by the temperature sensor 19, vehicle speed, internal combustion engine speed, resistance value of the temperature sensor 19) after the internal combustion engine is started. Here, the control for energizing the heater 17 is started about 60 seconds after the internal combustion engine is started (engine ON).
【００４６】このヒータ１７に通電する制御としては、
例えば前記図５に示す様に、通電時間の割合を設定する
デューティ比制御を採用できるが、湿度の計測を行わな
い時間帯や結露が生じている期間以外は、常時ヒータ１
７に通電する制御を行ってもよい。The control for energizing the heater 17 is as follows.
For example, as shown in FIG. 5, the duty ratio control for setting the ratio of the energization time can be adopted, but the heater 1 is always operated except during the time period when the humidity is not measured or the dew condensation occurs.
You may perform control which energizes 7.
【００４７】前記デューティ比は、予め設定された値で
もいいが、例えば下記の内燃機関の停止後の加熱の様
に、湿度センサ１の劣化に応じて、（例えば劣化が進ん
でいる場合にはデューテュ比を大きくするよう）に設定
してもよい。
・また、本実施例では、内燃機関の停止後に、感湿素子
部３を５００〜１２００℃の範囲内で、例えば数秒〜１
０分程度の所定時間加熱する。The duty ratio may be a preset value, but depending on the deterioration of the humidity sensor 1 such as the heating after the internal combustion engine is stopped as described below (for example, when the deterioration is advanced, It may be set to increase the duty ratio). Further, in the present embodiment, after the internal combustion engine is stopped, the humidity sensing element portion 3 is set within a range of 500 to 1200 ° C., for example, a few seconds to one.
Heat for a predetermined time of about 0 minutes.
【００４８】この内燃機関の停止後の加熱を行う場合に
は、湿度センサ１の劣化に応じて、加熱する温度や加熱
する時間を設定する。つまり、湿度センサ１に汚れ物質
が多く付着している場合には、加熱温度を上げたり加熱
時間を長くするなどの調節が必要であるので、本実施例
では、湿度センサ１の汚れの程度を、上述した湿度セン
サ１の測定値（例えば前記図７に示す始動直後のセンサ
出力の大きさ）によって検出し、その検出結果に応じ
て、加熱する温度や時間を調節する。When heating the internal combustion engine after stopping, the heating temperature and the heating time are set according to the deterioration of the humidity sensor 1. In other words, when a large amount of dirt substance is attached to the humidity sensor 1, adjustments such as raising the heating temperature and lengthening the heating time are necessary. The measurement value of the humidity sensor 1 described above (for example, the magnitude of the sensor output immediately after the start shown in FIG. 7) is detected, and the heating temperature and time are adjusted according to the detection result.
【００４９】これにより、湿度センサ１の汚れ状態がど
のようであっても、常に汚れ物質を十分に除去すること
ができる。
・更に、本実施例では、前記図５に示す様に、ヒータ１
７に電圧を印加しないタイミングにて、温度センサ１９
の抵抗値を測定し、その抵抗値に応じて、抵抗値が一定
となる様に、内燃機関の運転中又は内燃機関の停止後に
おいて、加熱温度を一定に保つヒータ１７のフィードバ
ック制御を行うので、感湿素子部３の温度が低すぎたり
高すぎたりすることがない。As a result, no matter how dirty the humidity sensor 1 is, it is possible to always sufficiently remove the contaminants. Further, in this embodiment, as shown in FIG. 5, the heater 1
When the voltage is not applied to 7, the temperature sensor 19
Is measured, and feedback control of the heater 17 that keeps the heating temperature constant is performed while the internal combustion engine is operating or after the internal combustion engine is stopped so that the resistance value becomes constant according to the resistance value. The temperature of the humidity sensitive element section 3 is neither too low nor too high.
【００５０】例えば図９に示す様に、ヒータ１７にＤＣ
１３Ｖの定電圧を印加する（定電圧制御）の場合には、
湿度センサ１の温度は、排気ガスの温度とともに変動す
るが、温度センサ１９の抵抗値が一定となるようにヒー
タ１７を制御（定抵抗値制御）する場合には、湿度セン
サ１の感湿素子部３の温度を、所望の一定値（例えば約
６００℃）に保つことができる。For example, as shown in FIG.
In the case of applying a constant voltage of 13V (constant voltage control),
The temperature of the humidity sensor 1 varies with the temperature of the exhaust gas, but when the heater 17 is controlled (constant resistance value control) so that the resistance value of the temperature sensor 19 is constant, the humidity sensing element of the humidity sensor 1 is used. The temperature of the part 3 can be maintained at a desired constant value (for example, about 600 ° C.).
【００５１】これにより、汚れ物質の十分な除去ができ
るとともに、加熱温度が過大になった場合の問題、即
ち、感湿材料や電極材料の粒成長、偏析、変質等を防止
することができる。つまり、感湿素子部３を損なうこと
なく、汚れ物資を十分に除去することができる。As a result, it is possible to sufficiently remove the contaminants, and to prevent problems when the heating temperature is excessive, that is, grain growth, segregation, alteration, etc. of the moisture-sensitive material or the electrode material. That is, the contaminants can be sufficiently removed without damaging the moisture sensitive element section 3.
【００５２】・しかも、本実施例では、内燃機関の運転
状態に対応する吸気圧や車速等の値を求め、その運転状
態に応じてヒータ１７の制御を行うので、常に適切な温
度で感湿素子部３の加熱を行うことができる。この様
に、本実施例では、上述した制御を行うことにより、湿
度センサ１の汚れ状態がどのようであっても、常に汚れ
物質を十分に除去することができる。これにより、湿度
センサ１が、自動車の排気管内等の非常に過酷な環境に
曝された場合においても、長期間にわたり高精度な湿度
計測ができるという顕著な効果を奏する。Moreover, in the present embodiment, since the values of the intake pressure, the vehicle speed, etc. corresponding to the operating state of the internal combustion engine are obtained and the heater 17 is controlled according to the operating state, the humidity sensing is always performed at an appropriate temperature. The element part 3 can be heated. As described above, in the present embodiment, by performing the above-described control, it is possible to always sufficiently remove the contaminant substance regardless of the contamination state of the humidity sensor 1. As a result, even if the humidity sensor 1 is exposed to a very harsh environment such as the inside of an exhaust pipe of an automobile, there is a remarkable effect that it is possible to perform highly accurate humidity measurement for a long period of time.
【００５３】尚、本実施例では、湿度センサ１に直流電
圧を印加し、感湿素子部３の両端間における直流電圧出
力（直流分圧）を測定するようにしたが、それとは別
に、湿度センサ１に例えば５００Ｈｚ以下の交流電圧を
印加し、感湿素子部３の両端間における交流電圧出力
（交流分圧）を測定するようにしてもよい。In this embodiment, a DC voltage is applied to the humidity sensor 1 to measure the DC voltage output (DC partial pressure) between both ends of the humidity sensitive element section 3. For example, an AC voltage of 500 Hz or less may be applied to the sensor 1, and the AC voltage output (AC partial pressure) between both ends of the humidity sensitive element unit 3 may be measured.
【００５４】この交流電圧を印加するタイプの湿度セン
サ１は、感湿素子部３のインピーダンス（Ｒ成分、Ｃ成
分）の変化に基づいて湿度を検出するインピーダンス変
化式の湿度センサ１である。
（実験例）次に、本実施例の効果を確認するために行っ
た実験例について説明する。The humidity sensor 1 of the type for applying the AC voltage is an impedance change type humidity sensor 1 which detects humidity based on a change in impedance (R component, C component) of the humidity sensitive element section 3. (Experimental Example) Next, an experimental example performed to confirm the effect of the present embodiment will be described.
【００５５】本実験例は、ヒータ制御の加熱クリーニン
グによる温度依存性を調べたものである。
ａ）前記実施例と同様な構造の湿度センサ（但しインピ
ーダンス変化式の湿度センサ）を用い、下記の手順で温
度依存性を調べた。In this experimental example, the temperature dependency due to heating cleaning under heater control was investigated. a) Using a humidity sensor having the same structure as that of the above-mentioned embodiment (however, an impedance change type humidity sensor), the temperature dependence was examined by the following procedure.
【００５６】（1）「ＪＩＳ Ｚ ８８０６」の規定に
よる分流式評価法を用いて、初期の感湿特性を計測し
た。この分流式評価法を、図１０に模式的に示す。評価
ガスのＡｉｒを５Ｌ／分供給し、加える水分量を調節し
て、測定湿度を、１０，２０，４０，６０，８０，９０
ＲＨ％に設定するとともに、測定温度を２０℃に設定
し、各湿度における湿度センサの出力を測定した。尚、
正確な温度及び湿度は、周知の温湿度測定器により計測
した。(1) The initial moisture-sensitive property was measured by using the split-flow type evaluation method according to "JIS Z 8806". This split-flow type evaluation method is schematically shown in FIG. Air of the evaluation gas is supplied at 5 L / min, the amount of water added is adjusted, and the measured humidity is set to 10, 20, 40, 60, 80, 90.
The measurement temperature was set to 20 ° C. while the RH% was set, and the output of the humidity sensor at each humidity was measured. still,
The accurate temperature and humidity were measured by a well-known temperature and humidity measuring instrument.
【００５７】その結果を、図１１にて、未耐久品のグラ
フで示す。
(2)また、自動車の排気管内に湿度センサを装着して、
実走試験（シャーシダイナモ上にて、市街地走行、高速
道路走行を想定した約３００ｋｍの走行パターン）を実
施した。The results are shown in the graph of the non-durable product in FIG. (2) Also, install a humidity sensor in the exhaust pipe of the car,
An actual running test (a running pattern of about 300 km on a chassis dynamo assuming city driving and highway driving) was carried out.
【００５８】（3）そして、前記走行試験を行った湿度
センサに対して、下記の６種類の加熱クリーニングを実
施し、その後、前記分流式評価法により、湿度センサの
感湿特性を計測した。下記実施例〜では、実車走行
中に、湿度センサのヒータ抵抗が一定になるようにし
て、上述した実施例と同様に、前記各温度を保つように
常時ヒータ制御を行ったが、比較例では、走行中にその
ようなヒータ制御を実施しなかった。(3) Then, the following six types of heating cleaning were carried out on the humidity sensor which was subjected to the running test, and then the humidity sensitivity characteristic of the humidity sensor was measured by the above-mentioned shunt type evaluation method. In the following Examples to, the heater resistance of the humidity sensor is kept constant while the vehicle is running, and the heater control is always performed so as to maintain the respective temperatures in the same manner as in the above-described Examples. , Such heater control was not implemented during running.
【００５９】・比較例 ：走行中のヒータ制御無し、加
熱クリーニング温度：７５０℃にて２分間加熱
・実施例：走行中のヒータ制御温度：５００℃
測定前の加熱クリーニング無し
・実施例：走行中のヒータ制御温度：５００℃
測定前加熱クリーニング：７５０℃にて２分間加熱
・実施例：走行中のヒータ制御温度：６００℃
測定前加熱クリーニング：７５０℃にて２分間加熱
・実施例：走行中のヒータ制御温度：７００℃
測定前加熱クリーニング：７５０℃にて２分間加熱
・実施例：走行中のヒータ制御温度：８００℃
測定前加熱クリーニング：７５０℃にて２分間加熱
これらの測定結果を、同じく前記図１１に示す。この図
１１に示す結果から、自動車の排気管内に湿度センサを
装着し、約３００ｋｍ走行した後は、比較例において
は、測定前の７５０℃、２分間の加熱クリーニングのみ
では、全く効果が無く、低湿度域においては、１桁程度
高抵抗化し、好ましくないことが分かる。Comparative Example: No heater control during running, heating cleaning temperature: heated at 750 ° C. for 2 minutes Example: Heater control temperature during running: 500 ° C. No heating cleaning before measurement Example: Running Heater control temperature: 500 ° C. Pre-measurement heating cleaning: heating at 750 ° C. for 2 minutes Example: heater control temperature during running: 600 ° C. Pre-measurement heating cleaning: heating at 750 ° C. for 2 minutes Example: running Heater control temperature: 700 ° C. Pre-measurement heating cleaning: heating at 750 ° C. for 2 minutes Example: heater control temperature during running: 800 ° C. pre-measurement heating cleaning: heating at 750 ° C. for 2 minutes Similarly, it is shown in FIG. From the results shown in FIG. 11, after mounting the humidity sensor in the exhaust pipe of the automobile and running for about 300 km, in the comparative example, only heating cleaning at 750 ° C. for 2 minutes before measurement had no effect. It can be seen that in the low humidity region, the resistance is increased by about one digit, which is not preferable.
【００６０】それに対して、本発明の範囲の実施例で
は、走行中に５００℃にて常時加熱し、走行後に分留式
評価法で感湿特性を測定した結果、略未処理品と同様の
感湿特性を示し、好適であった。実施例では、実施例
の条件で走行試験を行い、更に感湿特性測定前に大気
中で７５０℃で２分間ヒータ通電を行なった結果、実施
例よりも効果があり、未耐久品と良く一致した感湿特
性を示し、好適であった。On the other hand, in the examples of the scope of the present invention, the temperature was constantly heated at 500 ° C. during running, and the humidity-sensitive property was measured by the fractional distillation type evaluation method after running. It showed a moisture-sensitive property and was suitable. In the example, a running test was conducted under the conditions of the example, and further, the heater was energized at 750 ° C. for 2 minutes in the atmosphere before the measurement of the moisture sensitivity characteristic. It showed the moisture-sensitive property and was suitable.
【００６１】実施例、、では、実車走行中６００
℃、７００℃、８００℃のヒータ制御を実施し、実施例
と同様に感湿特性測定前に大気中で７５０℃で２分間
ヒータ通電を実施した。その結果、感湿特性は、未処理
品と比較して殆ど変化は無く、好適であった。In the examples and, 600 during actual vehicle running
C., 700.degree. C., and 800.degree. C. were controlled, and the heater was energized for 2 minutes at 750.degree. As a result, the moisture-sensitive property was suitable since it showed almost no change as compared with the untreated product.
【００６２】尚、本発明は前記実施例になんら限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲におい
て種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
（１）例えば、前記実施例では、ヒータのフィードバッ
ク制御を行ったが、（感湿素子部の温度が過度に上昇し
ない様に実験等で求めた）予め規定された期間又は所定
のデューティ比などで、定電圧を印加してもよい。It is needless to say that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments and can be carried out in various modes without departing from the gist of the present invention. (1) For example, in the above-described embodiment, the feedback control of the heater is performed, but a predetermined period or a predetermined duty ratio (obtained by an experiment or the like so that the temperature of the humidity sensitive element portion does not excessively rise), etc. Then, a constant voltage may be applied.
【００６３】（２）更に、前記実施例では、温度センサ
の抵抗値に基づいてヒータのフィードバック制御を行っ
たが、ヒータ自身の抵抗値を求め、このヒータの抵抗値
に基づいてヒータのフィードバック制御を行ってもよ
い。(2) Further, in the above embodiment, the feedback control of the heater is performed based on the resistance value of the temperature sensor. However, the resistance value of the heater itself is obtained, and the feedback control of the heater is performed based on the resistance value of the heater. You may go.
【図１】 実施例の湿度センサの感湿素子部の全体及び
分解した状態を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing an entire humidity sensor element of a humidity sensor of an embodiment and a disassembled state.
【図２】 感湿素子部の図１におけるＡ−Ａ断面図であ
る。2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1 of the moisture sensitive element portion.
【図３】 湿度センサの湿度を検出するための電気的構
成を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an electrical configuration for detecting humidity of a humidity sensor.
【図４】 ヒータ制御のための電気的構成を示す説明図
である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an electrical configuration for controlling a heater.
【図５】 ヒータの通電タイミングを示す説明図であ
る。FIG. 5 is an explanatory diagram showing energization timing of a heater.
【図６】 内燃機関の始動直後の感湿素子部の抵抗の変
化を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing changes in resistance of the moisture sensitive element immediately after the internal combustion engine is started.
【図７】 内燃機関の始動直後の湿度センサの出力の変
化を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing changes in the output of the humidity sensor immediately after starting the internal combustion engine.
【図８】 内燃機関の始動直後の運転状態の変化を示す
グラフである。FIG. 8 is a graph showing changes in the operating state immediately after the internal combustion engine is started.
【図９】 ヒータに印加する電圧の違いによる湿度セン
サの温度変化等を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing a temperature change of the humidity sensor and the like due to a difference in voltage applied to the heater.
【図１０】 分流式評価法に用いる実験装置を示す説明
図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing an experimental device used in the split-flow evaluation method.
【図１１】 感湿特性の実験結果を示すグラフである。FIG. 11 is a graph showing the experimental results of moisture sensitivity characteristics.
【図１２】 内燃機関の始動直後の運転状態の変化を示
すグラフである。FIG. 12 is a graph showing changes in the operating state immediately after the internal combustion engine is started.
１…湿度センサ ３…感湿素子部 ５…絶縁基板 ７、９…リード部 １１…下部電極 １３…感湿層 １５…上部電極 ２１…マイコン 1 ... Humidity sensor 3 Moisture sensitive element 5 ... Insulating substrate 7, 9 ... Lead part 11 ... Lower electrode 13 ... Moisture sensitive layer 15 ... Upper electrode 21 ... Microcomputer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｎ 27/12 Ｇ０１Ｎ 27/12 Ｐ (72)発明者 井上 隆治 愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日 本特殊陶業株式会社内 (72)発明者 石田 昇 愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日 本特殊陶業株式会社内 (72)発明者 大島 崇文 愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日 本特殊陶業株式会社内 Ｆターム(参考） 2G046 AA09 BA01 BA09 BB02 BB04 BC01 BD01 BD05 BD06 BE03 BG02 BJ02 BJ04 CA09 DB01 DB05 DC07 DC14 DC16 DC17 DC18 DD01 EB05 EB06 FB02 FE03 FE39 FE44 2G060 AA01 AB02 AE19 AF02 AF06 AF07 AG11 BA01 BB02 BB09 BB13 BB14 BB15 BD02 HA01 HA02 HB02 HB03 HB06 HC03 HC19 HC21 HC22 HE01 HE03 KA03 KA04 3G084 BA00 BA24 DA00 DA04 DA10 DA30 EB11 FA05 FA11 FA33 3G091 BA26 EA01 EA06 EA39 HA37 HA45 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) G01N 27/12 G01N 27/12 P (72) Inventor Ryuji Inoue 14-18 Takatsuji-cho, Mizuho-ku, Aichi Prefecture Nagoya City No. Nihon Special Ceramics Co., Ltd. (72) Inventor Noboru Ishida No. 14-18 Takatsuji-cho, Mizuho-ku, Nagoya-shi, Aichi Prefecture (72) Inventor Takafumi Oshima 14 Takatsuji-machi, Mizuho-ku, Nagoya-shi, Aichi No. 18 F term in Nihon Special Ceramics Co., Ltd. (reference) 2G046 AA09 BA01 BA09 BB02 BB04 BC01 BD01 BD05 BD06 BE03 BG02 BJ02 BJ04 CA09 DB01 DB05 DC07 DC14 DC16 DC17 DC18 DD01 EB05 EB06 FB02 FE03 FE39 FE44 2G060 AA01 AF02 AF06 AF07 AG11 BA01 BB02 BB09 BB13 BB14 BB15 BD02 HA01 HA02 HB02 HB03 HB06 HC03 HC19 HC21 HC22 HE01 HE03 KA03 KA04 3G084 BA00 BA24 DA00 DA04 DA10 DA30 EB11 FA05 FA11 FA33 3G0 91 BA26 EA01 EA06 EA39 HA37 HA45
Claims (18)
湿素子部を、ヒータにより加熱して、汚れ物質を除去す
る湿度センサの制御装置において、 湿度の計測を行わない時間に、前記ヒータにより、前記
感湿素子部を５００〜８００℃の温度範囲で所定の期間
加熱することを特徴とする湿度センサの制御装置。1. A humidity sensor control apparatus for heating a humidity sensitive element portion of an impedance change type humidity sensor with a heater to remove contaminants. A humidity sensor control device, characterized in that the humidity sensitive element is heated in a temperature range of 500 to 800 ° C. for a predetermined period.
中で用いるものであることを特徴とする前記請求項１に
記載の湿度センサの制御装置。2. The humidity sensor control device according to claim 1, wherein the humidity sensor is used in exhaust gas of an internal combustion engine.
ガス浄化用付帯装置の状態を、排気ガスの湿度変化から
検出するために用いるものであることを特徴とする前記
請求項２に記載の湿度センサの制御装置。3. The humidity sensor according to claim 2, wherein the humidity sensor is used to detect a state of an exhaust gas purifying auxiliary device of the internal combustion engine from a change in exhaust gas humidity. Humidity sensor controller.
湿素子部を常時加熱することを特徴とする前記請求項２
又は３に記載の湿度センサの制御装置。4. The moisture sensitive element unit is constantly heated during the time when the humidity measurement is not performed.
Or the control device of the humidity sensor according to 3.
部を所定時間加熱することを特徴とする前記請求項２〜
４のいずれかに記載の湿度センサの制御装置。5. The method according to claim 2, wherein the humidity sensing element is heated for a predetermined time after the internal combustion engine is stopped.
4. The controller for the humidity sensor according to any one of 4 above.
部を、５００〜１２００℃の温度範囲で加熱することを
特徴とする前記請求項５に記載の湿度センサの制御装
置。6. The humidity sensor control device according to claim 5, wherein the humidity sensitive element portion is heated in a temperature range of 500 to 1200 ° C. after the internal combustion engine is stopped.
サの状態を示す値に応じて、加熱する温度及び／又は加
熱する時間を設定することを特徴とする前記請求項１〜
６のいずれかに記載の湿度センサの制御装置。7. When performing the heating, the heating temperature and / or the heating time is set according to a value indicating the state of the humidity sensor.
6. The control device for the humidity sensor according to any one of 6.
記感湿素子部の温度を検出する温度検出手段として用
い、当該温度検出手段の抵抗値が所定の抵抗値となるよ
うに、前記ヒータを制御することを特徴とする前記請求
項１〜７のいずれかに記載の湿度センサの制御装置。8. A resistor temperature sensor or the heater is used as a temperature detecting means for detecting the temperature of the humidity sensitive element part, and the heater is arranged so that the resistance value of the temperature detecting means becomes a predetermined resistance value. The humidity sensor control device according to any one of claims 1 to 7, which is controlled.
運転状態に応じて前記ヒータを制御することを特徴とす
る前記請求項１〜８のいずれかに記載の湿度センサの制
御装置。9. The humidity sensor control device according to claim 1, wherein an operating state of the internal combustion engine is detected, and the heater is controlled in accordance with the operating state.
感湿素子部を、ヒータにより加熱して、汚れ物質を除去
する湿度センサの制御方法において、 湿度の計測を行わない時間に、前記ヒータにより、前記
感湿素子部を５００〜８００℃の温度範囲で所定の期間
加熱することを特徴とする湿度センサの制御方法。10. A method for controlling a humidity sensor in which a humidity sensitive element portion of an impedance change type humidity sensor is heated by a heater to remove contaminants, the method comprising: A method of controlling a humidity sensor, comprising heating the humidity sensitive element part in a temperature range of 500 to 800 ° C. for a predetermined period.
ス中で用いるものであることを特徴とする前記請求項１
０に記載の湿度センサの制御方法。11. The humidity sensor according to claim 1, wherein the humidity sensor is used in exhaust gas of an internal combustion engine.
The method for controlling the humidity sensor according to 0.
気ガス浄化用付帯装置の状態を、排気ガスの湿度変化か
ら検出するために用いるものであることを特徴とする前
記請求項１１に記載の湿度センサの制御方法。12. The humidity sensor according to claim 11, wherein the humidity sensor is used to detect a state of an auxiliary device for purifying exhaust gas of the internal combustion engine from a change in humidity of exhaust gas. Humidity sensor control method.
感湿素子部を常時加熱することを特徴とする前記請求項
１１又は１２に記載の湿度センサの制御方法。13. The method of controlling a humidity sensor according to claim 11, wherein the humidity sensitive element section is constantly heated during the time when the humidity measurement is not performed.
子部を所定時間加熱することを特徴とする前記請求項１
１〜１３のいずれかに記載の湿度センサの制御方法。14. The moisture sensitive element unit is heated for a predetermined time after the internal combustion engine is stopped.
The method of controlling the humidity sensor according to any one of 1 to 13.
子部を、５００〜１２００℃の温度範囲で加熱すること
を特徴とする前記請求項１４に記載の湿度センサの制御
方法。15. The method of controlling a humidity sensor according to claim 14, wherein the humidity sensing element section is heated in a temperature range of 500 to 1200 ° C. after the internal combustion engine is stopped.
ンサの状態を示す値に応じて、加熱する温度及び／又は
加熱する時間を設定することを特徴とする前記請求項１
０〜１５のいずれかに記載の湿度センサの制御方法。16. The heating temperature and / or heating time is set according to a value indicating the state of the humidity sensor when the heating is performed.
The method for controlling the humidity sensor according to any one of 0 to 15.
前記感湿素子部の温度を検出する温度検出手段として用
い、当該温度検出手段の抵抗値が所定の抵抗値となるよ
うに、前記ヒータを制御することを特徴とする前記請求
項１０〜１６のいずれかに記載の湿度センサの制御方
法。17. A resistor temperature sensor or the heater,
The heater is used as temperature detecting means for detecting the temperature of the humidity sensitive element part, and the heater is controlled so that the resistance value of the temperature detecting means becomes a predetermined resistance value. A method for controlling the humidity sensor according to any one of claims.
記ヒータを制御することを特徴とする前記請求項１０〜
１７のいずれかに記載の湿度センサの制御方法。18. The heater according to claim 10, wherein the heater is controlled according to an operating state of the internal combustion engine.
18. The method for controlling the humidity sensor according to any one of 17.
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