JPH0915183A - 結露または湿度検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 結露または湿度検知装置のサイクル時間を短
くし、結露の予知をより確実にすることを目的とする。 【解決手段】 Ｐ／Ｎ型半導体素子からなるペルチェ効
果モジュールに、電流源によって正または負の電流を交
互に供給する。モジュールの一端面には結露または湿度
検知対象面が熱的に結合され、その他端面には検知部材
が熱的に結合される。モジュールに正または負の電流が
供給されることでこの検知部材が加熱または冷却され
る。電流源がモジュールに正または負の電流を供給する
加熱または冷却行程のそれぞれにおいて、各々の行程開
始から行程終了までを少なくとも２つのステップに分割
し、ステップが進むに連れてモジュールに供給する電流
値の絶対値を徐々に小さくしていくようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、結露または湿度検知装
置に関するもので、例えば自動車のフロントウインドウ
など結露（曇り）が発生する可能性のある面について、
その結露を事前に検知するものである。この装置は、ま
た、露点から湿度を算出できるので、湿度検知装置とし
ても用いられる。

【０００２】

【従来の技術】本発明に係わる従来技術としては、例え
ば欧州特許出願公開公報６１３０００号明細書に開示さ
れたものがある。この従来技術を図６、図７に基づいて
説明する。図６は結露検知装置を示す。ペルチェ効果モ
ジュール３５は２つの半導体素子３７、３８からなり、
それぞれＮ型半導体、Ｐ型半導体である。両半導体３
７、３８は電気的に直列接続され、電源３６から電力を
供給される。モジュール３５は、例えばガラスなどの結
露（曇り）が発生する可能性のある面１上に配置され
る。プレート４０は高い熱伝導性を持つ材料からなり、
両半導体３７、３８の上面に熱的に結合して配置され
る。そして、プレート４０はモジュール３５への供給電
流Ｉの変動に伴う熱変動を受ける。モジュール３５に電
流が供給されていなければ、プレート４０の温度は面１
の温度となり、両半導体３７、３８の上下面の温度は同
一である。このとき、ペルチェ効果モジュール３５のゼ
ーベック電圧Ｕｐは０である。

【０００３】サイクルの熱振幅はこのゼーベック電圧Ｕ
ｐを計ることで決められる。ゼーベック電圧は、プレー
ト４０と面１との間の温度差±ΔＴを表わす。従って、
面１の温度Ｔに対して、プレート４０の温度をＴ＋ΔＴ
まで上げたいときには、モジュール３５に電流＋Ｉを供
給し、同時にその電圧Ｕが計られる。この電圧Ｕから系
の持つ抵抗による電圧Ｕｒを差し引けば、ゼーベック電
圧Ｕｐ（＝Ｕ−Ｕｒ）が求められる。モジュール３５へ
の電流（＋Ｉ）供給時間の経過に連れてプレート４０は
暖められていき、それに連れてゼーベック電圧も上昇し
ていく。ゼーベック電圧が、両半導体３７、３８の上下
面の間の温度差ΔＴに相当する値に達したとき、プレー
ト４０の温度はＴ＋ΔＴと考えられる。同様に、面１の
温度Ｔに対して、プレート４０の温度をＴ−ΔＴまで下
げたいときには、モジュール３５に電流−Ｉを供給すれ
ばよく、ゼーベック電圧Ｕｒを監視することでプレート
４０の温度がＴ−ΔＴに達したことが分かる。

【０００４】図７は、横軸に経過時間をとって、ペルチ
ェ効果モジュール３５への電流供給の変化によるプレー
ト４０の温度変化を表わしている。このプレート４０の
温度変化は、言い換えればセーベック電圧の変化でもあ
る。加熱行程Ｐｈはプレート４０の温度がＴ＋ΔＴにな
ったとき終了し、続いて冷却行程Ｐｃはプレート４０の
温度がＴ−ΔＴになったとき終了する。そして、両工程
Ｐｈ、Ｐｃを繰り返していく。なお、加熱行程Ｐｈと冷
却行程Ｐｃではモジュール３５に供給される電流の向き
が逆となる。図７の３サイクル目の第３冷却行程Ｐｃ３
では、その温度変化のカーブからプレート４０に結露が
生じたことを示している。即ち、第３冷却行程Ｐｃ３の
開始と共にプレート４０の温度を示す線は降下してお
り、プレート４０に結露が生じなければ、この線は点Ｐ
ｘを過ぎた後、点線で示すようにやがてＴ- ΔＴに到達
する。しかし、モジュール３５の置かれた雰囲気の湿度
が、温度Ｔと温度Ｔ- ΔＴとの間のある温度において、
雰囲気の水分が凝縮を始めるような湿度であれば、プレ
ート４０に結露が生じる。この結果、モジュール２はプ
レート４０だけでなく結露の持つ熱容量も含めて温度Ｔ
- ΔＴまで冷却させなければならないため、モジュール
２が必要とする電力は多くなり、結露を含めたプレート
４０を冷却するのに必要な時間は、結露が生じない場合
に比べてΔｔ１だけ余分に必要となる。そして、第３加
熱行程Ｐｈ３においても、プレート４０の温度がＴ＋Δ
Ｔに到達するにはプレート４０上の結露を乾燥させなけ
ればならないので、モジュール２が必要とする電力は多
くなり、結露を含めたプレート４０を加熱するのに必要
な時間は、結露が生じない場合に比べてΔｔ２だけ余分
に必要となる。

【０００５】従って、従来技術の結露検知装置では次の
原理により結露を予知できる。基準加熱行程Ｐｈ０の所
要時間ｔ０が測定され、この所要時間ｔ０が次の第１冷
却行程Ｐｃ１と第１加熱行程Ｐｈ１の所要時間ｔの１／
４と比較される。そして、冷却・加熱行程からなる１サ
イクルの所要時間ｔの１／４が所要時間ｔ０よりも長く
なるまで冷却・加熱サイクルを繰り返す。図７では、第
３サイクルで結露が生じているので、先にも述べたとお
りその所要時間はｔ’＝ｔ０＋Δｔ１＋Δｔ２となって
ｔ０よりも長くなり、結露検知装置は結露が起きたこと
を検知できる。サイクル時間はできるだけ短い方が望ま
しい。１サイクルに例えば５〜１０分といった長い時間
を要していては、次のサイクルの加熱行程Ｐｈにおいて
既に結露の可能性があっても、冷却行程が完了するまで
長時間を要し、なかなか結露を検知できない。しかし、
そのために、ペルチェ素子モジュール３５に供給する電
流を大きくして、より早くプレート４０の温度がＴ±Δ
Ｔに到達するようにした場合には次の問題が起きる。即
ち、電流が大き過ぎれば、冷却行程の途中で結露を開始
しても大きな電流エネルギによって、プレート４０上の
結露の熱容量は相対的に小さくなる。結露も含めてプレ
ート４０の温度をＴ−ΔＴにまで冷却させる時間も、結
露がない場合とあまり変わらない。これでは、冷却行程
の所要時間がほとんど変わらず、装置は結露を判断でき
ない。このことは、この装置の結露感度が低いことを示
す。従って、ペルチェ素子モジュールに供給する電流を
大きくして、装置のサイクル時間を短くすることはでき
ない。

【０００６】更には次のような問題点がある。即ち、従
来の結露検知装置はＴ±ΔＴの温度管理をしており、実
際にはゼーベック電圧の変化を管理している。例えば、
冷却行程の終了基準はプレート４０の温度がＴ−ΔＴに
なることであり、この温度に相応するゼーベック電圧
（終了電圧Ｖ０）を制御装置が監視している。しかし、
様々な要因によって制御装置が感知する電圧値には誤差
が含まれ、この電圧誤差によって、ゼーベック電圧が終
了電圧Ｖ０よりも小さな電圧Ｖ１に到達しただけである
にもかかわらず、制御装置が電圧Ｖ１＋電圧誤差＝終了
電圧Ｖ０とみなしてしまう可能性がある。実際には、よ
り小さなゼーベック電圧Ｖ１はプレート４０の温度がＴ
−ΔＴにまで降温していないことを意味し、冷却行程Ｐ
ｃの所要時間が正常な場合よりも短くなってしまう。逆
に、先の電圧誤差によって、ゼーベック電圧が終了電圧
Ｖ０を超えて大きな電圧Ｖ２に到達した時点で、ようや
く制御装置が電圧Ｖ２＋電圧誤差＝終了電圧Ｖ０に達し
たとみなしてしまう可能性もある。この場合は、より大
きなゼーベック電圧Ｖ２はプレート４０の温度がＴ−Δ
Ｔ以上に降温していることを意味し、冷却行程Ｐｃの時
間が正常な場合よりも長くなってしまう。そして、同じ
問題が加熱行程Ｐｈの終了基準をプレート４０の温度が
Ｔ＋ΔＴになることで判断する場合にも起こりうる。従
って、従来技術の装置ではサイクル時間の変化が、本当
に結露のために起こったのか、あるいは制御装置の電圧
誤差によって起こったのかが分かりにくく、正確な結露
判断が難しかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の第１の課題
は、結露または湿度検知装置のサイクル時間の短縮であ
る。本発明の第２の課題は、結露または湿度検知装置に
おいて、制御装置の電圧誤差の影響をより少なくするこ
とである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明において講じた第１の手段は、少なくとも
１対のＰ／Ｎ型半導体素子からなるペルチェ効果モジュ
ールと、該モジュールに正負の電流を交互に供給する電
流源と、前記モジュールの一端面に熱的に結合される結
露または湿度検知対象面と、前記モジュールの他端面に
熱的に結合され、前記モジュールに正負の電流が供給さ
れることで加熱・冷却される検知部材とから結露または
湿度検知装置を構成し、前記電流源が前記モジュールに
正および負の電流を供給する加熱行程および冷却行程の
それぞれにおいて、行程終了時の前記検知部材の到達温
度を前記結露または湿度検知対象面の温度から所定温度
だけ低いおよび高い温度とし、前記加熱行程および冷却
行程のそれぞれにおいて、各々の行程開始から行程終了
までを少なくとも２つのステップに分割し、ステップが
進むに連れてモジュールに供給する電流値の絶対値を徐
々に小さくしていき、加熱行程の温度変化勾配と冷却行
程の温度変化勾配との比が所定値を超えた際に結露が起
こることを予知するようにしたことである。

【０００９】上述した課題を解決するために本発明にお
いて講じた第２の手段は、少なくとも１対のＰ／Ｎ型半
導体素子からなるペルチェ効果モジュールと、該モジュ
ールに正負の電流を交互に供給する電流源と、前記モジ
ュールの一端面に熱的に結合される結露または湿度検知
対象面と、前記モジュールの他端面に熱的に結合され、
前記モジュールに正負の電流が供給されることで加熱・
冷却される検知部材とから結露または湿度検知装置を構
成し、前記電流源が前記モジュールに負の電流を供給す
る冷却行程において、前記検知部材が所定温度にまで冷
却されるのに要した時間を、次に続く前記電流源が前記
モジュールに正の電流を供給する加熱行程の所要時間に
適用し、連続する冷却・加熱行程の所要時間の和が、両
行程の所要時間の和の基準値に比べて長くなることで結
露が起こることを予知するようにしたことである。

【００１０】上述した課題を解決するために本発明にお
いて講じた第３の手段は、少なくとも１対のＰ／Ｎ型半
導体素子からなるペルチェ効果モジュールと、該モジュ
ールに正負の電流を交互に供給する電流源と、前記モジ
ュールの一端面に熱的に結合される結露または湿度検知
対象面と、前記モジュールの他端面に熱的に結合され、
前記モジュールに正負の電流が供給されることで加熱・
冷却される検知部材とから結露または湿度検知装置を構
成し、前記電流源が前記モジュールに正の電流を供給す
る加熱行程において、その所要時間を一定時間とすると
共に、前記電流源が前記モジュールに負の電流を供給す
る冷却行程において、行程終了時の前記検知部材の到達
温度を前記結露または湿度検知対象面の温度から所定温
度だけ低い温度とし、冷却行程の所要時間が基準所要時
間に比べて長くなることで結露が起こることを予知する
ようにしたことである。

【００１１】上述した課題を解決するために本発明にお
いて講じた第４の手段は、少なくとも１対のＰ／Ｎ型半
導体素子からなるペルチェ効果モジュールと、該モジュ
ールに正負の電流を交互に供給する電流源と、前記モジ
ュールの一端面に熱的に結合される結露または湿度検知
対象面と、前記モジュールの他端面に熱的に結合され、
前記モジュールに正負の電流が供給されることで加熱・
冷却される検知部材とから結露または湿度検知装置を構
成し、前記電流源が前記モジュールに正および負の電流
を供給する加熱行程および冷却行程のそれぞれにおい
て、前記モジュールに一定値の電流エネルギを供給し、
連続する冷却・加熱行程の所要時間の和が、両行程の所
要時間の和の基準値に比べて長くなることで結露が起こ
ることを予知するようにしたことである。

【００１２】上述した課題を解決するために本発明にお
いて講じた第５の手段は、上記第２乃至第４の手段のい
ずれかに加えて、前記電流源が前記モジュールに正およ
び負の電流を供給する加熱行程および冷却行程のそれぞ
れにおいて、各々の行程開始から行程終了までを少なく
とも２つのステップに分割し、ステップが進むに連れて
モジュールに供給する電流値の絶対値を徐々に小さくし
ていったことである。

【００１３】

【作用】上述した第１の手段によれば、ペルチェ効果モ
ジュールに電流源が正負の電流を交互に供給すると、モ
ジュールの他端面に熱的に結合された検知部材が交互に
加熱・冷却される。検知部材の加熱行程および冷却行程
のそれぞれの行程開始から行程終了までにおいて、少な
くとも２つに分割されたステップ毎に、ステップが進む
に連れてモジュールに供給する電流値の絶対値が徐々に
小さくされていく。そして、加熱行程の温度変化勾配と
冷却行程の温度変化勾配との比は、検知部材に結露がな
い場合、つまり結露または湿度検知対象面に結露の可能
性がない場合はほぼ１の所定値であり、先の比が所定値
を超えた際に検知対象面に結露が起こることが予知され
る。

【００１４】上述した第２の手段によれば、ペルチェ効
果モジュールに電流源が正負の電流を交互に供給する
と、モジュールの他端面に熱的に結合された検知部材が
交互に加熱・冷却される。電流源がモジュールに負の電
流を供給する冷却行程において、検知部材が所定温度に
まで冷却されるのに要した時間を、次に続く電流源がモ
ジュールに正の電流を供給する加熱行程の所要時間に適
用し、連続する冷却・加熱行程の所要時間の和を監視す
る。検知部材に結露がない場合、つまり結露または湿度
検知対象面に結露の可能性がない場合はこの両行程の所
要時間の和がある一定値（基準値）に落ち着いており、
現在の両工程の所要時間の和が両行程の所要時間の和の
基準値に比べて長くなることで湿度検知対象面に結露が
起こることが予知される。

【００１５】上述した第３の手段によれば、ペルチェ効
果モジュールに電流源が正負の電流を交互に供給する
と、モジュールの他端面に熱的に結合された検知部材が
交互に加熱・冷却される。前記電流源が前記モジュール
に正の電流を供給する加熱行程において、その所要時間
を一定時間とすると共に、前記電流源が前記モジュール
に負の電流を供給する冷却行程において、行程終了時の
前記検知部材の到達温度を前記結露または湿度検知対象
面の温度から所定温度だけ低い温度とし、冷却行程の所
要時間が基準所要時間に比べて長くなることで結露が起
こることを予知される。

【００１６】上述した第４の手段によれば、ペルチェ効
果モジュールに電流源が正負の電流を交互に供給する
と、モジュールの他端面に熱的に結合された検知部材が
交互に加熱・冷却される。電流源が前記モジュールに正
および負の電流を供給する加熱行程および冷却行程のそ
れぞれにおいて、モジュールに一定値の電流エネルギを
供給し、連続する冷却・加熱行程の所要時間の和を監視
する。検知部材に結露がない場合、つまり結露または湿
度検知対象面に結露の可能性がない場合はこの両行程の
所要時間の和がある一定値（基準値）に落ち着いてお
り、現在の両工程の所要時間の和が両行程の所要時間の
和の基準値に比べて長くなることで検知対象面に結露が
起こることが予知される。

【００１７】上述した第５の手段によれば、上記第２乃
至第４の作用のいずれかに加えて、検知部材の加熱行程
および冷却行程のそれぞれの行程開始から行程終了まで
において、少なくとも２つに分割されたステップ毎に、
ステップが進むに連れてモジュールに供給する電流値の
絶対値が徐々に小さくされていく。

【００１８】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は結露または湿度検知装置を示す。ペルチェ効果モ
ジュール２は２つの半導体素子３、４からなり、それぞ
れＮ型半導体、Ｐ型半導体である。両半導体３、４は電
気的に直列接続され、電流源５から電力を供給される。
モジュール２は、ある部材の結露（曇り）が発生する可
能性のある面（結露または湿度検知対象面）１上に配置
される。ある部材とは、例えば自動車のフロントウイン
ドウ、サイドウインドウ、リヤウインドウなどであり、
面１は各ウインドウの車室内側面となって、モジュール
２は各ウインドウの車室内側面に配置される。もちろ
ん、部材は自動車の各ウインドウに限定されず、結露す
る可能性のあるものならば何でも良い。

【００１９】プレート（検知部材）６は高い熱伝導性を
持つ材料からなり、両半導体３、４の上面に熱的に結合
して配置される。そして、プレート６はモジュール２へ
の供給電流Ｉの変動に伴う熱変動を受ける。モジュール
２に電流が供給されていなければ、プレート６の温度は
面１の温度となり、両半導体３、４の上下面の温度は同
一である。このとき、ペルチェ効果モジュール２のゼー
ベック電圧Ｕｐは０である。ゼーベック電圧とはペルチ
ェ効果モジュールの上下面間に温度差があるとき、その
温度差に比例して生じる電位差のことである。

【００２０】第１実施例では、サイクルの熱振幅はこの
ゼーベック電圧Ｕｐを計ることで決められる。ゼーベッ
ク電圧は、プレート６と面１との間（＝両半導体３、４
の上下面の間）の温度差±ΔＴを表わす。従って、面１
の温度Ｔに対して、プレート６の温度をＴ＋ΔＴまで上
げたいときには、モジュール２に電流＋Ｉを供給し、同
時にその電圧Ｕが計られる。この電圧Ｕから系の持つ抵
抗による電圧Ｕｒを差し引けば、ゼーベック電圧Ｕｐ
（＝Ｕ−Ｕｒ）が求められる。モジュール２への電流
（＋Ｉ）供給時間の経過に連れてプレート６は暖められ
ていき、それに連れてゼーベック電圧も上昇していく。
ゼーベック電圧が、両半導体３、４の上下面の間の温度
差ΔＴに相当する値に達したとき、プレート６の温度は
Ｔ＋ΔＴと考えられる。なお、ペルチェ効果によって作
られる熱障害のために起きる面１が受ける温度変化は無
視できる。同様に、面１の温度Ｔに対して、プレート６
の温度をＴ−ΔＴまで下げたいときには、モジュール２
に電流−Ｉを供給すればよく、ゼーベック電圧Ｕｒを監
視することでプレート６の温度がＴ−ΔＴに達したこと
が分かる。

【００２１】図２は、横軸に経過時間をとって、ペルチ
ェ効果モジュール２への電流供給の変化を表わすと共
に、プレート６の温度変化を表わしている。このプレー
ト６の温度変化は、言い換えればセーベック電圧の変化
でもある。加熱行程Ｐｈと冷却行程Ｐｃは、それぞれ２
つのステップを有している。即ち、加熱及び冷却行程Ｐ
ｈ、Ｐｃのいずれにおいても第１ステップではその供給
電流の絶対値がＩ２であって、第２ステップではその供
給電流の絶対値がＩ１である。この２つの電流値の絶対
値の間にはＩ２＞Ｉ１の関係がある。そして、加熱及び
冷却行程Ｐｈ、Ｐｃのいずれにおいても第１ステップで
はプレート６の温度が急激に上昇または下降し、第２ス
テップではプレート６の温度が緩やかに上昇または下降
する。加熱行程Ｐｈはプレート６の温度がＴ＋ΔＴにな
ったとき終了し、続いて冷却行程Ｐｃはプレート６の温
度がＴ−ΔＴになったとき終了する。なお、プレート６
の温度がＴ±ΔＴになったかどうかは、前述のとおりゼ
ーベック電圧を監視することで判断される。そして、両
工程Ｐｈ、Ｐｃを繰り返していく。なお、加熱行程Ｐｈ
と冷却行程Ｐｃではモジュール２に供給される電流の向
きが逆となる。

【００２２】図２の冷却行程Ｐｃでは、その温度変化の
カーブからプレート６に結露（曇り）が生じたことを示
している。即ち、冷却行程Ｐｃの開始と共に急激にプレ
ート６の温度を示す曲線は降下しており、プレート６に
結露（曇り）が生じなければ、この曲線は点Ｐｘを過ぎ
た後、点線で示すようにやがてＴ- ΔＴに到達する。し
かし、モジュール２の置かれた雰囲気の湿度が、温度Ｔ
と温度Ｔ- ΔＴとの間のある温度Ｔｘにおいて、雰囲気
の水分が凝縮を始めるような湿度であれば、プレート６
に結露（曇り）が生じる。この結果、結露の持つ熱容量
も含めて、言い換えれば結露の凝縮熱も考慮してモジュ
ール２はプレート６を温度Ｔ- ΔＴまで冷却させなけれ
ばならないため、モジュール２が必要とする電力は多く
なり、結露を含めたプレート６を冷却するのに必要な時
間は、結露が生じない場合に比べてΔｔだけ余分に必要
となる。

【００２３】図２に示す実施例では次の原理により面１
の結露を予知できる。加熱行程Ｐｈにおいて図２から傾
き（温度変化勾配）ｒ１が求められ、冷却行程Ｐｃにお
いても図２から傾きｒ２が求められる。結露がない場
合、両者の比ｒ１／ｒ２はほぼ１である。しかしなが
ら、プレート６に結露が生じた場合、図２からも明らか
なようにｒ２が小さくなって、比ｒ１／ｒ２は１よりも
大きくなっていく。従って、ｒ１／ｒ２の値が１（所定
値）から外れたかどうかを監視することで結露の可能性
を検知できる。即ち、結露が検知されたということは、
面１の雰囲気湿度が高まってきて面１の温度により面１
上に結露が生じることが近いことが分かり、あるいは面
１の温度が下がってきてその雰囲気湿度が下がってきた
面１の温度により面１上に結露が生じることが近いこと
が分かる。冷却行程Ｐｃでは、その第１ステップで大電
流Ｉ１を供給してすばやく結露する可能性のある温度領
域まで冷却でき、あとは第２ステップで小電流Ｉ２を供
給して結露による時間Δｔを長くとることができる。即
ち、結露する際には小電流であるほどＴ−ΔＴまで降温
する時間が長くとれるので、結果としてΔｔを拡大する
ことができ、確実に比ｒ１／ｒ２の変化をつかむことが
できる。

【００２４】図３の第２実施例では、プレート６の温度
は冷却行程Ｐｃにおいてのみ計測・管理される。即ち、
第１実施例と同様にペルチェ効果モジュール２のゼーベ
ック電圧が計測され、面１とプレート６の温度差が−Δ
Ｔとなったとき、冷却行程Ｐｃが終了される。加熱行程
Ｐｈにおいてプレート６の温度がＴ＋ΔＴになったかど
うかは計測・管理されない。冷却行程Ｐｃと加熱行程Ｐ
ｈをセットとした１サイクルにおいて、冷却行程Ｐｃの
所要時間ｔｉが計測され、同一サイクルにおいて、加熱
行程Ｐｈの加熱時間もｔｉと同一に設定される。いま、
プレート６に結露が生じない場合の冷却行程Ｐｃの所要
時間をｔ１とし、これに続く加熱行程Ｐｈの所要時間も
ｔ１に設定される。この結果、１サイクルの所要時間は
ｔ１の２倍の２ｔ１となる。図３の温度曲線において曲
線のくぼみの部分の長さや傾きから分かるように、点Ｐ
ａでプレート６に結露が生じると、冷却行程Ｐｃの所要
時間ｔｉがｔ２と先のｔ１に比べて長くなり、これに続
く加熱行程Ｐｈの所要時間もｔ２に設定される。この結
果、１サイクルの所要時間はｔ２の２倍の２ｔ２とな
る。従って、２ｔ１をサイクルの基準時間としておき、
サイクルの所要時間２ｔｉが２ｔ１よりも大きくなった
かどうかを監視することで面１の結露の可能性を検知で
きる。

【００２５】尚、加熱行程Ｐｈの所要時間を冷却行程Ｐ
ｃの所要時間と同一にすることで、冷却行程Ｐｃにおい
て結露が生じた場合でも、基準時間における加熱行程Ｐ
ｈの所要時間よりも長く（＝ｔ２＞ｔ１）プレート６が
加熱されるので、プレート６上の結露が確実に乾燥され
る。

【００２６】図４の第３実施例では、加熱行程Ｐｈと冷
却行程Ｐｃは、それぞれ３つのステップを有している。
即ち、加熱及び冷却行程Ｐｈ、Ｐｃのいずれにおいても
第１ステップではその供給電流の絶対値がＩ３であっ
て、第２ステップではその供給電流の絶対値がＩ２であ
って、第３ステップではその供給電流の絶対値がＩ１で
ある。この３つの電流値の絶対値の間にはＩ３＞Ｉ２＞
Ｉ１の関係がある。そして、電流値Ｉ１を特に小さくす
ることで、冷却行程Ｐｃにおいて結露後にプレート６が
温度Ｔ−ΔＴまで到達するのに時間を要し、冷却行程Ｐ
ｃの所要時間の変化をより明確に検知することが可能と
なる。なお、冷却行程Ｐｃ後半の結露の可能性のある温
度領域（Ｔ−ΔＴにより近い領域）でのみモジュール２
への供給電流値をＩ１としているので、結露があった場
合にのみ冷却行程Ｐｃの所要時間が長くなり、結露がな
い場合の冷却行程Ｐｃ（加熱行程Ｐｈも同様である）の
所要時間まで長くするものではない。また、図示しない
が供給電流値の変化は３段階以上に多段階にすること
も、あるいは連続的に変化するようにしても良い。ま
た、この実施例でもプレート６の温度は冷却行程Ｐｃに
おいてのみ計測・管理され、加熱行程Ｐｈでは計測・管
理されない。そして、加熱行程Ｐｈの所要時間ｔが次の
ように決められる。即ち、Ｎ回（Ｎは例えば１〜１０の
任意の数）のサイクルからなる１ピリオドにおいて、冷
却行程Ｐｃの所要時間の平均ｔｋを算出し、加熱行程Ｐ
ｈの所要時間ｔ＝ｔｋとする。図４に示すように、２回
目のサイクルにおいてプレート６に結露があり、冷却行
程Ｐｃの所要時間ｔ２が長くなる。しかしながら、加熱
行程Ｐｈの加熱時間はｔで一定のままであり、ｔ２＞ｔ
のために、加熱行程Ｐｈの終了時においてもプレート６
の温度はＴ＋ΔＴに到達できない。そして、次のサイク
ルでは冷却行程Ｐｃの開始温度がＴ＋ΔＴよりも低く、
より早くプレート６の温度が露点に達し結露を開始す
る。従って前サイクルの冷却行程Ｐｃの所要時間ｔ２に
比べて、今回サイクルの冷却行程Ｐｃの所要時間ｔ３は
僅かに短くなるが、結露のために依然としてその所要時
間は平均ｔｋよりも長い。従って、冷却行程Ｐｃの所要
時間ｔｉを前ピリオドの冷却行程Ｐｃの所要時間の平均
ｔｋと比べると、ｔｉ＞ｔｋの関係から面１の結露の可
能性を判断できる。

【００２７】図５に示す第４実施例では、プレート６の
温度は冷却行程Ｐｃにおいても加熱行程Ｐｈにおいても
計測・管理されない。但し、基準エネルギ値を決定する
際にだけ、結露がない状態で冷却行程Ｐｃの行程終了基
準をＴ−ΔＴとする。この１行程の間にペルチェ効果モ
ジュール２で消費されるエネルギＥを計測し、図示しな
いメモリなどに基準値Ｅｂとして記憶される。また、結
露がない状態で加熱行程Ｐｈと冷却行程Ｐｃからなる基
準サイクルＣｂの所要時間ｔｂもメモリなどに記憶す
る。いま、プレート６に結露がなければ、プレート６の
温度はＴ−ΔＴに到達するはずである。そして、サイク
ル所要時間ｔ０＝ｔｂである。この時、モジュール２で
消費されるエネルギＥ０（＝Ｅｂ）は、図５では、面積
Ｓ１と面積Ｓ２の和で表わされる。そして、以降の加熱
行程Ｐｈ、冷却行程Ｐｃにおいても常にモジュール２で
消費されるエネルギが基準値Ｅｂとなるように制御す
る。次に続くサイクルＣ１の加熱行程Ｐｈでは次のよう
になる。モジュール２で消費されるエネルギＥ２は基準
値Ｅｂと同一であり、面積Ｓ３と面積Ｓ４はそれぞれ面
積Ｓ１と面積Ｓ２と同一である。結露がなければプレー
ト６の温度はＴ＋ΔＴに到達するはずである。プレート
６に結露が生じた場合、冷却行程Ｐｃの所要時間がのび
る。即ち、結露が生じていようとも、その冷却行程Ｐｃ
においてモジュール２で消費されるエネルギは基準値Ｅ
ｂで一定のままだからである。この結果、プレート６の
温度はＴ−ΔＴに到達できない。図５から分かるよう
に、面積Ｓ５は面積Ｓ１と同一であり、面積Ｓ６と面積
Ｓ８の和が面積Ｓ２と同一である。従って、面積Ｓ８は
面積Ｓ７と同一である。この結果、サイクルＣ１の所要
時間ｔ１はｔ０よりも長くなる。

【００２８】つぎの加熱行程Ｐｈでもまた、プレート６
上の結露を乾燥させるためその所要時間がのびる。しか
し、モジュール２で消費されるエネルギの一部はこの乾
燥のために使われるので、プレート６の温度はＴ＋ΔＴ
に到達できない。例えばサイクルＣ３において、その加
熱行程Ｐｈでモジュール２で消費されるエネルギはやは
り基準値Ｅｂなので、図５から明らかなように面積Ｓ１
０、面積Ｓ１１および面積Ｓ１２の和が面積１と面積２
の和と等しく、従って、面積Ｓ１１は面積Ｓ９と面積Ｓ
１３の和に等しい。従って、サイクルが進むに連れて熱
振幅量は小さくなっていき、各サイクルの所要時間もｔ
０＜ｔ１＜ｔ２＜ｔ３と長くなっていく。従って、この
サイクル時間の変化を監視していれば結露の可能性が検
知できる。あるいは、ゼーベック電圧を監視していれ
ば、プレート６に結露が起こる場合には熱振幅量（温度
振幅量）が小さくなっていくことが分かるので、このこ
とからも結露の可能性を予知できる。以上に示したいず
れの実施例においても、結露が起こる露点から湿度が計
算できるので、本発明実施例の装置は湿度検知装置とし
て用いることもできる。

【００２９】

【発明の効果】上述した請求項１記載の発明によれば、
検知部材の加熱行程および冷却行程のそれぞれの行程開
始から行程終了までにおいて、少なくとも２つに分割さ
れたステップ毎に、ステップが進むに連れてモジュール
に供給する電流値の絶対値が徐々に小さくされていくの
で、初期ステップの段階ではより早く冷却・加熱がで
き、結露がない場合の各行程の所要時間を短くできる。
冷却行程において、結露または湿度検知対象面に結露の
可能性がある場合には、結露が起きる露点温度にまでよ
り早くプレートを冷却できる。続いて、中間ステップ以
降のプレートが露点温度に達した後では、より小さな電
流エネルギのもとで結露の凝縮熱を奪う必要が出てくる
ため、プレートを所定の温度にまで冷却するのに、結露
が起こらない場合よりも長い時間を必要とし、所定温度
の値とその所定温度だけ冷却するのに必要な時間の比か
ら求められる温度変化勾配を明確に変化させることがで
きる。引き続いて加熱行程に移ってからも、結露を乾燥
させることのできる温度領域までより早く加熱できる。
そして、乾燥温度に達した後では、より小さな電流エネ
ルギのもとで結露の乾燥をすることになり、プレートを
所定の温度にまで加熱するのに、結露が起こらない場合
よりも長い時間を必要とし、所定温度の値とその所定温
度だけ加熱するのに必要な時間の比から求められる温度
変化勾配をより明確に変化させることができる。そし
て、加熱行程の温度変化勾配と冷却行程の温度変化勾配
との比は、検知部材に結露がない場合、つまり結露また
は湿度検知対象面に結露の可能性がない場合はほぼ１の
所定値であり、先の比が所定値を超えた際に検知対象面
に結露が起こることが予知される。

【００３０】上述した請求項２記載の発明によれば、電
流源がモジュールに負の電流を供給する冷却行程におい
てのみ、検知部材が所定温度にまで冷却されるかどうか
を検知しており、この検知部材が所定温度に到達したか
どうかを判断する際に起こる電圧誤差に基づく、検知部
材が所定温度に到達するのに要した時間の計測・管理誤
差が装置の誤差となり、従来の装置に比べ手より少ない
誤差で結露対象面の結露の可能性を予知できる。また、
冷却行程に要した時間を、それに続く加熱行程の所要時
間に適用することで、冷却行程において結露があった場
合でも加熱行程において確実に結露を乾燥させることが
できる。

【００３１】上述した請求項３記載の発明によれば、電
流源がモジュールに負の電流を供給する冷却行程におい
てのみ、検知部材が所定温度にまで冷却されるかどうか
を検知しており、この検知部材が所定温度に到達したか
どうかを判断する際に起こる電圧誤差に基づく、検知部
材が所定温度に到達するのに要した時間の計測・管理誤
差が装置の誤差となり、従来の装置に比べ手より少ない
誤差で結露対象面の結露の可能性を予知できる。

【００３２】上述した請求項４記載の発明によれば、電
流源が前記モジュールに正および負の電流を供給する加
熱行程および冷却行程のそれぞれにおいて、モジュール
に一定値の電流エネルギを供給し、連続する冷却・加熱
行程の所要時間の和を監視するだけなので、この検知部
材が所定温度に到達したかどうかを判断する必要がな
く、その際に起こる電圧誤差の影響も受けない。従っ
て、高精度に結露対象面の結露の可能性を予知できる。

【００３３】上述した請求項５記載の発明によれば、上
記請求項２乃至４記載の効果のいずれかに加えて、検知
部材の加熱行程および冷却行程のそれぞれの行程開始か
ら行程終了までにおいて、少なくとも２つに分割された
ステップ毎に、ステップが進むに連れてモジュールに供
給する電流値の絶対値が徐々に小さくされていくので、
初期ステップの段階ではより早く冷却・加熱ができ、結
露がない場合の各行程の所要時間を短くできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る結露または湿度検知装置
の構成図である。

【図２】第１実施例の時間−モジュールへの供給電流
値、時間−プレート温度の関係図である。

【図３】第２実施例の時間−プレート温度、時間−モジ
ュールへの供給電流値の関係図である。

【図４】第３実施例の時間−プレート温度、時間−モジ
ュールへの供給電流値の関係図である。

【図５】第４実施例の時間−プレート温度、時間−モジ
ュールへの供給電流値の関係図である。

【図６】従来技術の結露検知装置の構成図である。

【図７】図６に係わる時間−プレート温度の関係図であ
る。

【符号の説明】

１ 面（結露または湿度検知対象面） ２ ペルチェ効果モジュール ５ 電流源 ６ プレート（検知部材） Ｐｈ 加熱行程 Ｐｃ 冷却行程

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 パスカル アンセー フランス国 06130 グラース ブルバー ルキエ 38 マ デ シエヌ ビラ ６

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１対のＰ／Ｎ型半導体素子か
   らなるペルチェ効果モジュールと、 該モジュールに正負の電流を交互に供給する電流源と、 前記モジュールの一端面に熱的に結合される結露または
   湿度検知対象面と、 前記モジュールの他端面に熱的に結合され、前記モジュ
   ールに正負の電流が供給されることで加熱・冷却される
   検知部材とを有し、 前記電流源が前記モジュールに正および負の電流を供給
   する加熱行程および冷却行程のそれぞれにおいて、行程
   終了時の前記検知部材の到達温度を前記結露または湿度
   検知対象面の温度から所定温度だけ低いおよび高い温度
   とし、 前記加熱行程および冷却行程のそれぞれにおいて、各々
   の行程開始から行程終了までを少なくとも２つのステッ
   プに分割し、ステップが進むに連れてモジュールに供給
   する電流値の絶対値を徐々に小さくしていき、 加熱行程の温度変化勾配と冷却行程の温度変化勾配との
   比が所定値を超えた際に結露が起こることを予知する結
   露または湿度検知装置。
2. 【請求項２】 少なくとも１対のＰ／Ｎ型半導体素子か
   らなるペルチェ効果モジュールと、 該モジュールに正負の電流を交互に供給する電流源と、 前記モジュールの一端面に熱的に結合される結露または
   湿度検知対象面と、 前記モジュールの他端面に熱的に結合され、前記モジュ
   ールに正負の電流が供給されることで加熱・冷却される
   検知部材とを有し、 前記電流源が前記モジュールに負の電流を供給する冷却
   行程において、前記検知部材が所定温度にまで冷却され
   るのに要した時間を、次に続く前記電流源が前記モジュ
   ールに正の電流を供給する加熱行程の所要時間に適用
   し、 連続する冷却・加熱行程の所要時間の和が、両行程の所
   要時間の和の基準値に比べて長くなることで結露が起こ
   ることを予知する結露または湿度検知装置。
3. 【請求項３】 少なくとも１対のＰ／Ｎ型半導体素子か
   らなるペルチェ効果モジュールと、 該モジュールに正負の電流を交互に供給する電流源と、 前記モジュールの一端面に熱的に結合される結露または
   湿度検知対象面と、 前記モジュールの他端面に熱的に結合され、前記モジュ
   ールに正負の電流が供給されることで加熱・冷却される
   検知部材とを有し、 前記電流源が前記モジュールに正の電流を供給する加熱
   行程において、その所要時間を一定時間とすると共に、 前記電流源が前記モジュールに負の電流を供給する冷却
   行程において、行程終了時の前記検知部材の到達温度を
   前記結露または湿度検知対象面の温度から所定温度だけ
   低い温度とし、 冷却行程の所要時間が基準所要時間に比べて長くなるこ
   とで結露が起こることを予知するようにしたことであ
   る。
4. 【請求項４】 少なくとも１対のＰ／Ｎ型半導体素子か
   らなるペルチェ効果モジュールと、 該モジュールに正負の電流を交互に供給する電流源と、 前記モジュールの一端面に熱的に結合される結露または
   湿度検知対象面と、 前記モジュールの他端面に熱的に結合され、前記モジュ
   ールに正負の電流が供給されることで加熱・冷却される
   検知部材とを有し、 前記電流源が前記モジュールに正および負の電流を供給
   する加熱行程および冷却行程のそれぞれにおいて、前記
   モジュールに一定値の電流エネルギを供給し、 連続する冷却・加熱行程の所要時間の和が、両行程の所
   要時間の和の基準値に比べて長くなることで結露が起こ
   ることを予知する結露または湿度検知装置。
5. 【請求項５】 請求項２〜４記載の装置において、前記
   電流源が前記モジュールに正および負の電流を供給する
   加熱行程および冷却行程のそれぞれにおいて、各々の行
   程開始から行程終了までを少なくとも２つのステップに
   分割し、ステップが進むに連れてモジュールに供給する
   電流値の絶対値を徐々に小さくしていくことを特徴とす
   る結露または湿度検知装置。