JP2011053049A - Alcohol detection device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the accuracy for detecting an alcohol concentration in an alcohol detection device. <P>SOLUTION: In the alcohol detection device 101 comprising a combined gas sensor, a fan 6 is disposed on the upstream side of an apparatus body 7, and a temperature sensor 9, a humidity sensor 11, an alcohol detection sensor 12 and an oxygen sensor 13 are disposed in the described order on its downstream side so that the temperature sensor 9 and the humidity sensor 11 may not affected by an effect due to heat generated by the alcohol detection sensor 12 and the oxygen sensor 13. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、使用者から排出される呼気中のアルコール濃度を検出するために、複数種類のセンサを備えてなる複合ガスセンサから構成されるアルコール検出装置に関するものである。   The present invention relates to an alcohol detection device including a composite gas sensor including a plurality of types of sensors in order to detect an alcohol concentration in exhaled breath discharged from a user.

本明細書では、車両（例えば、自動車）に搭載されるアルコール検出装置について説明する。   This specification demonstrates the alcohol detection apparatus mounted in a vehicle (for example, motor vehicle).

近年、車両の飲酒運転は重大な社会問題となっていて、運転者が酒気を帯びた状態で車両を運転することは厳禁とされている。これを担保するため、各種の車両用アルコール検出装置の発明が出願されている（例えば、特許文献１を参照）。   In recent years, drunk driving of vehicles has become a serious social problem, and it is strictly forbidden for a driver to drive a vehicle in a drunk state. In order to ensure this, inventions of various types of vehicle alcohol detection devices have been filed (for example, see Patent Document 1).

従来のアルコール検出装置は、その検出精度が低いことが問題となっている。例えば、複合ガスセンサよりなるアルコール検出装置の場合、自己発熱するセンサを使用する場合がある。いずれかのセンサが自己発熱すると、その発熱が他のセンサに影響を及ぼし、検出精度を低下させてしまうおそれがある。   Conventional alcohol detection devices have a problem of low detection accuracy. For example, in the case of an alcohol detection device including a composite gas sensor, a sensor that generates heat may be used. If any one of the sensors generates heat, the generated heat may affect other sensors, and the detection accuracy may be reduced.

特許第４２０８８７１号公報Japanese Patent No. 4208871

本発明は上記した事情に鑑み、アルコール検出装置におけるアルコール濃度の検出精度を向上させることを課題としている。   This invention makes it a subject to improve the detection precision of the alcohol concentration in an alcohol detection apparatus in view of the above situation.

上記した課題を解決するための本発明は、
使用者から排出された呼気中のアルコール濃度を検出するために、複数種類のセンサを備えてなる複合ガスセンサから構成されるアルコール検出装置であって、
その装置本体部には、前記装置本体部に流入した呼気を含む空気を下流側に送るための空気送出手段と、
前記装置本体部における前記空気送出手段の上流側又は下流側に配置され、前記空気中のアルコール濃度を検出するアルコール検出センサと、
前記アルコール検出センサの上流側又は前記空気の送出方向における同位置に配置され、前記空気の温度を検出する温度センサと、
同じく、前記空気の湿度を検出する湿度センサと、
前記アルコール検出センサの下流側又は前記空気の送出方向における同位置に配置され、前記空気中の酸素濃度を検出することにより前記空気に使用者の呼気が含まれているか否かの判定をする酸素センサと、
前記温度センサ、前記湿度センサ及び前記酸素センサの検出値に基づき、前記アルコール検出センサの検出値を補正する制御手段と、
を備えることを特徴としている。 The present invention for solving the above problems is as follows.
In order to detect the alcohol concentration in exhaled breath discharged from the user, an alcohol detection device comprising a composite gas sensor comprising a plurality of types of sensors,
In the apparatus main body part, air delivery means for sending air containing exhaled air flowing into the apparatus main body part downstream,
An alcohol detection sensor which is disposed on the upstream side or the downstream side of the air delivery means in the apparatus main body and detects the alcohol concentration in the air;
A temperature sensor that is arranged upstream of the alcohol detection sensor or at the same position in the air delivery direction and detects the temperature of the air;
Similarly, a humidity sensor for detecting the humidity of the air;
Oxygen that is arranged downstream of the alcohol detection sensor or at the same position in the air delivery direction and that determines whether or not the user's breath is contained in the air by detecting the oxygen concentration in the air A sensor,
Control means for correcting the detection value of the alcohol detection sensor based on the detection values of the temperature sensor, the humidity sensor and the oxygen sensor;
It is characterized by having.

本発明に係るアルコール検出装置は複合ガスセンサの形態であり、空気送出手段の上流側又は下流側に配置されたアルコール検出センサの上流側又は同位置に温度センサと湿度センサとが配置され、アルコール検出センサの下流側又は同位置に酸素センサが配置されている。使用者から排出された呼気は、外気と混ざり合うことにより希釈されて各センサと接触する。このため、アルコール検出センサによって検出された値が、現実の使用者の呼気（使用者から排出された直後の呼気）のアルコール濃度と異なるおそれがある。しかし、本発明に係るアルコール検出装置では、温度センサ、湿度センサ及び酸素センサによって検出された温度、湿度及び酸素濃度に応じて、制御手段がアルコール検出センサの検出値を補正する。これにより、使用者の呼気のアルコール濃度を高精度に検出することかできる。   The alcohol detection device according to the present invention is in the form of a composite gas sensor, and a temperature sensor and a humidity sensor are arranged upstream or at the same position of the alcohol detection sensor arranged upstream or downstream of the air delivery means, and alcohol detection is performed. An oxygen sensor is disposed downstream of the sensor or at the same position. The exhaled air discharged from the user is diluted by mixing with the outside air and comes into contact with each sensor. For this reason, there is a possibility that the value detected by the alcohol detection sensor is different from the alcohol concentration of the actual user's expiration (exhalation immediately after being discharged from the user). However, in the alcohol detection device according to the present invention, the control unit corrects the detection value of the alcohol detection sensor according to the temperature, humidity, and oxygen concentration detected by the temperature sensor, the humidity sensor, and the oxygen sensor. Thereby, the alcohol concentration of the user's breath can be detected with high accuracy.

しかも、温度センサと湿度センサは、発熱量が最も大きい酸素センサから離れて配置されている。これにより、酸素センサの発熱の影響が温度センサと湿度センサに及びにくくなり、温度センサと湿度センサの検出誤差が少なくなるため、アルコール検出センサによるアルコール濃度の検出値の正確性が確保される。なお、温度センサと湿度センサの発熱量は僅かなので、空気の送出方向における同位置に配置しても、異なる位置に配置してもよい。また、いずれを上流側に配置してもよい。   Moreover, the temperature sensor and the humidity sensor are arranged away from the oxygen sensor that generates the largest amount of heat. Thereby, the influence of heat generation of the oxygen sensor is less likely to affect the temperature sensor and the humidity sensor, and the detection error of the temperature sensor and the humidity sensor is reduced, so that the accuracy of the detected value of the alcohol concentration by the alcohol detection sensor is ensured. In addition, since the calorific values of the temperature sensor and the humidity sensor are small, they may be arranged at the same position in the air sending direction or at different positions. Any of them may be arranged on the upstream side.

前記各センサを、前記装置本体部におけるそれぞれの周方向の位相を異ならせて配置してもよい。このとき、空気の送出方向における各センサの位置は、同じであっても、異なっていてもよい。これにより、発熱量が最も大きい酸素センサと、発熱量が酸素センサに次いで大きいアルコール検出センサとの発熱の影響が、温度センサと湿度センサに及ばないようにしたまま、装置本体部の全長（空気の送出方向の長さ）を短くすることができる。   The sensors may be arranged with different circumferential phases in the apparatus main body. At this time, the position of each sensor in the air sending direction may be the same or different. This prevents the influence of heat generation from the oxygen sensor having the largest calorific value and the alcohol detection sensor having the second calorific value next to the oxygen sensor from affecting the temperature sensor and the humidity sensor, while maintaining the total length (air ) In the sending direction).

そして、前記温度センサ、前記湿度センサ、前記アルコール検出センサ及び前記酸素センサを、前記空気の送出方向にこの順で配置することができる。このとき、前記空気の送出方向における各センサ同士の距離のうち、前記湿度センサと前記アルコール検出センサとの距離が最も長くなるようにすることが望ましい。なお、このときの空気送出手段の位置は、各センサの上流側であっても、下流側であっても、それらの間であってもよい。   The temperature sensor, the humidity sensor, the alcohol detection sensor, and the oxygen sensor can be arranged in this order in the air delivery direction. At this time, it is desirable that the distance between the humidity sensor and the alcohol detection sensor be the longest among the distances between the sensors in the air delivery direction. Note that the position of the air delivery means at this time may be on the upstream side, the downstream side, or between the sensors.

このアルコール検出装置を、車両に搭載することができる。この場合、アルコール検出装置の検出結果を、車両のエンジン等と連動させてもよい。もろん、アルコール検出装置を単独として使用することもできる。   This alcohol detection device can be mounted on a vehicle. In this case, the detection result of the alcohol detection device may be linked with a vehicle engine or the like. Of course, the alcohol detector can be used alone.

第１実施例のアルコール検出装置１０１が搭載された運転席の概略図である。It is the schematic of the driver's seat where the alcohol detection apparatus 101 of 1st Example was mounted. アルコール検出装置１０１の全体斜視図である。1 is an overall perspective view of an alcohol detection device 101. FIG. アルコール検出装置１０１の分解斜視図である。1 is an exploded perspective view of an alcohol detection device 101. FIG. アルコール検出装置１０１の装置本体部７の断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of the apparatus main body part 7 of the alcohol detection apparatus 101. アルコール検出装置１０１の作用を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the effect | action of the alcohol detection apparatus 101. （ａ）は第２実施例のアルコール検出装置１０２の装置本体部７の断面模式図、（ｂ）は（ａ）のＸ１−Ｘ１線断面模式図、（ｃ）は同じくＸ２−Ｘ２線断面模式図である。(A) is the cross-sectional schematic diagram of the apparatus main-body part 7 of the alcohol detection apparatus 102 of 2nd Example, (b) is the X1-X1 line cross-sectional schematic diagram of (a), (c) is the same X2-X2 line cross-sectional model. FIG. （ａ）は第３実施例のアルコール検出装置１０３の装置本体部７の断面模式図、（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ線断面模式図である。(A) is the cross-sectional schematic diagram of the apparatus main body part 7 of the alcohol detection apparatus 103 of 3rd Example, (b) is the YY sectional view schematic drawing of (a). 第４実施例のアルコール検出装置１０４の装置本体部７の断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of the apparatus main-body part 7 of the alcohol detection apparatus 104 of 4th Example. 第５実施例のアルコール検出装置１０５の装置本体部７の断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of the apparatus main-body part 7 of the alcohol detection apparatus 105 of 5th Example.

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、本明細書では、車両に搭載されたアルコール検出装置について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. In this specification, an alcohol detection device mounted on a vehicle will be described.

図１は第１実施例のアルコール検出装置１０１が搭載された運転席の概略図、図２はアルコール検出装置１０１の全体斜視図、図３はアルコール検出装置１０１の分解斜視図、図４はアルコール検出装置１０１の装置本体部７の断面模式図、図５はアルコール検出装置１０１の作用を示すフローチャートである。   1 is a schematic diagram of a driver's seat on which the alcohol detection device 101 of the first embodiment is mounted, FIG. 2 is an overall perspective view of the alcohol detection device 101, FIG. 3 is an exploded perspective view of the alcohol detection device 101, and FIG. FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the alcohol detection device 101. FIG.

図１に示されるように、車両（自動車）の運転席に第１実施例のアルコール検出装置１０１が取り付けられている。このアルコール検出装置１０１は、例えば運転席のインストゥルメントパネル１に対して着脱自在に、ケーブル２で連結されている。運転席に着席した運転者Ｍ（使用者）が、車両のエンジンを始動させようとするとき、アルコール検出装置１０１に呼気を吹き付ける。この呼気中のアルコール濃度が所定値以下であれば、アルコール検出ＥＣＵ（図示せず）は、運転者Ｍが酒気帯び状態ではないと判断し、エンジンの始動を許可する。もし、呼気中のアルコール濃度が所定値を超えるものであれば、アルコール検出装置１０１のＥＣＵ（図示せず）は、運転者Ｍが酒気帯び状態であると判断し、エンジンの始動を許可しない。これにより、飲酒運転を防止する。   As shown in FIG. 1, the alcohol detection device 101 of the first embodiment is attached to the driver's seat of a vehicle (automobile). For example, the alcohol detection device 101 is detachably connected to the instrument panel 1 of the driver's seat with a cable 2. When the driver M (user) seated in the driver's seat tries to start the engine of the vehicle, the driver M blows the breath on the alcohol detection device 101. If the alcohol concentration in the exhalation is equal to or less than a predetermined value, the alcohol detection ECU (not shown) determines that the driver M is not in a drunk state and permits the engine to start. If the alcohol concentration in the exhalation exceeds a predetermined value, the ECU (not shown) of the alcohol detection device 101 determines that the driver M is in a drunk state and does not allow the engine to start. This prevents drunk driving.

図２及び図３に示されるように、第１実施例のアルコール検出装置１０１は、フロントパネル３とリアケース４とを備えるケース体に、複数種類のセンサ（後述）が装着された複合ガスセンサの形態としてなる。フロントパネル３とリアケース４には支持部材５が内装されていて、この支持部材５にファン６と筒状のアルコール検出装置１０１の装置本体部７と、基板８に実装された各センサ（温度センサ９、湿度センサ１１、アルコール検出センサ１２及び酸素センサ１３）が支持されている。フロントパネル３には、運転者Ｍが吹き付けた呼気を通すための吸気孔１４が設けられている。支持部材５に取り付けられたファン６は、吸気孔１４に対向配置されて組み付けられる。また、支持部材５には、スピーカ１５、表示器１６及びスイッチ１７が取り付けられる基板１８が装着される。表示器１６は、運転者Ｍのアルコール濃度の検出結果を液晶で文字表示するものであり、フロントパネル３の表示窓１９から運転者Ｍが視認可能である。また、スイッチ１７は、ファン６、各センサ９，１１，１２，１３、スピーカ１５に通電して、アルコール検出装置１０１を作動可能とするものである。   As shown in FIGS. 2 and 3, the alcohol detection device 101 of the first embodiment is a composite gas sensor in which a plurality of types of sensors (described later) are mounted on a case body including a front panel 3 and a rear case 4. As a form. The front panel 3 and the rear case 4 have a support member 5 built therein. The support member 5 has a fan 6, a device main body portion 7 of the cylindrical alcohol detection device 101, and each sensor (temperature) mounted on the substrate 8. A sensor 9, a humidity sensor 11, an alcohol detection sensor 12 and an oxygen sensor 13) are supported. The front panel 3 is provided with an intake hole 14 through which exhaled air blown by the driver M is passed. The fan 6 attached to the support member 5 is assembled so as to face the intake hole 14. The support member 5 is mounted with a substrate 18 to which a speaker 15, a display 16 and a switch 17 are attached. The display 16 displays the detection result of the alcohol concentration of the driver M in liquid crystal, and is visible to the driver M from the display window 19 of the front panel 3. The switch 17 energizes the fan 6, the sensors 9, 11, 12, 13 and the speaker 15 to enable the alcohol detection device 101 to operate.

なお、図３において２１は、アルコール検出装置１０１と車両のインストゥルメントパネル１（図１参照）とを連結するケーブル２を保護するためのブッシュであり、２２は、スイッチ１７をカバーするためのノブである。   In FIG. 3, reference numeral 21 denotes a bush for protecting the cable 2 connecting the alcohol detection device 101 and the vehicle instrument panel 1 (see FIG. 1), and 22 is a cover for covering the switch 17. It is a knob.

運転者Ｍがフロントパネル３の吸気孔１４に吹き付けた呼気は、吸気孔１４を通過し、ファン６によって装置本体部７に送出される。このとき、呼気が攪拌され、呼気と外気（呼気と同時に流入する空気、及び予め装置本体部７内に存する空気）とが混ざり合う。そして、装置本体部７において、各センサ９，１１，１２，１３に接触することにより呼気を含む空気中のアルコール濃度が検出された後、リアケース４の排気孔２３から外部（車両の室内）に排気される。   The exhaled air blown to the intake hole 14 of the front panel 3 by the driver M passes through the intake hole 14 and is sent to the apparatus main body 7 by the fan 6. At this time, exhaled air is agitated, and exhaled air and outside air (air flowing in simultaneously with exhaled air and air existing in the apparatus main body 7 in advance) are mixed. Then, after the alcohol concentration in the air including exhaled air is detected by contacting the sensors 9, 11, 12, and 13 in the apparatus main body 7, the outside (vehicle interior) from the exhaust hole 23 of the rear case 4 is detected. Exhausted.

図４に示されるように、本実施例のアルコール検出装置１０１は、装置本体部７の上流側（呼気が流入する側で、図３の図面視における左側）の端部にファン６が配置され、ファン６の下流側に、温度センサ９、湿度センサ１１、アルコール検出センサ１２及び酸素センサ１３が、呼気の送出方向Ｐにこの順で配置されている。次に、各センサ９，１１，１２，１３について説明する。   As shown in FIG. 4, the alcohol detection device 101 of the present embodiment has a fan 6 disposed at the end of the device main body 7 on the upstream side (the side into which exhaled air flows and the left side in the drawing of FIG. 3). On the downstream side of the fan 6, a temperature sensor 9, a humidity sensor 11, an alcohol detection sensor 12, and an oxygen sensor 13 are arranged in this order in the exhalation delivery direction P. Next, each sensor 9, 11, 12, 13 will be described.

温度センサ９は、例えば「サーミスタ」と称され、ニッケル、コバルト、マンガン等の酸化物よりなるセラミクス半導体である。呼気の温度は、運転者Ｍによる呼気の吹付け方法によって変化する。例えば、運転者Ｍが吹き付けた呼気が運転者Ｍの体内（肺）から生じたものである場合、その温度は高く、しかもアルコールを含んでいるか否かの判定が容易である。しかし、運転者Ｍの口腔内から生じたものであったり、風船等を使用した不正手段によって吹き付けたものであったりする場合、その温度は低い。また、外気温によっても変化する。このため、温度センサ９により、呼気の温度を検出することにより、それが運転者Ｍの肺からの呼気であるか否かを判定する。そして、温度センサ９の作動中の発熱量は僅かである。   The temperature sensor 9 is called a “thermistor”, for example, and is a ceramic semiconductor made of an oxide such as nickel, cobalt, or manganese. The temperature of the exhalation changes depending on the method of blowing the exhalation by the driver M. For example, when the exhaled breath that the driver M blows is generated from the body (lung) of the driver M, the temperature is high and it is easy to determine whether or not alcohol is included. However, the temperature is low when it originates in the mouth of the driver M or is sprayed by unauthorized means using a balloon or the like. It also changes depending on the outside temperature. For this reason, the temperature sensor 9 detects the temperature of the exhalation to determine whether or not it is the exhalation from the lungs of the driver M. The amount of heat generated during operation of the temperature sensor 9 is very small.

湿度センサ１１は、空気中の水分量の変化によってセンサ素子の導電率や静電容量が変化することによって、当該空気の湿度を計測するセンサ（例えば、容量変化型湿度センサ）である。アルコール検出センサ１２は、外気中の湿度にも反応してしまう場合がある。また、運転者Ｍの呼気には、当該運転者Ｍが酒気帯び状態でなくてもアルコールを含んでいるため、アルコール検出センサ１２が通常状態（酒気を帯びていない状態）の呼気のアルコール濃度を検出してしまう場合がある。このため、湿度センサ１１が検出する湿度をモニタすることにより、アルコール検出センサ１２が外気の湿度や通常状態の呼気のアルコール濃度を検出しても、それらの検出値を採用しないようにすることができる。そして、湿度センサ１１の作動中の発熱量は僅かである。   The humidity sensor 11 is a sensor (for example, a capacitance change type humidity sensor) that measures the humidity of the air by changing the conductivity or capacitance of the sensor element due to a change in the amount of moisture in the air. The alcohol detection sensor 12 may react to humidity in the outside air. Further, since the breath of the driver M includes alcohol even if the driver M is not drunk, the alcohol detection sensor 12 sets the alcohol concentration of the breath in a normal state (a state of not drunk). It may be detected. For this reason, by monitoring the humidity detected by the humidity sensor 11, even if the alcohol detection sensor 12 detects the humidity of the outside air or the alcohol concentration of the breath in the normal state, the detected values may not be adopted. it can. The amount of heat generated during operation of the humidity sensor 11 is small.

アルコール検出センサ１２は、アルコール（例えば、エチルアルコール）に特化された触媒が設けられた半導体ガスセンサである。半導体ガスセンサは、ヒータを有しているため、作動中に自己発熱する。   The alcohol detection sensor 12 is a semiconductor gas sensor provided with a catalyst specialized for alcohol (for example, ethyl alcohol). Since the semiconductor gas sensor has a heater, it self-heats during operation.

酸素センサ１３は、外気と混ざり合うことによって希釈される呼気の酸素濃度を検出するものであり、例えば限界電流式の酸素センサ１３を用いる場合、アルコール検出センサ１２と同様、ヒータを有しており、作動中に自己発熱する。その発熱量は、上記の各センサ９，１１，１２，１３の中で最も大きい。ここで、車室内の外気の酸素濃度は、天候や乗員の数が変化してもほぼ一定である。しかし、呼気の酸素濃度（換言すれば、呼気の希釈率）は、外気によって希釈された場合であっても外気の酸素濃度よりも低い。即ち、酸素センサが検出する酸素濃度の変化をモニタすることにより、装置本体部７内の空気に呼気が含まれているか否かを判定することができる。   The oxygen sensor 13 detects the oxygen concentration of exhaled breath that is diluted by mixing with the outside air. For example, when the limiting current type oxygen sensor 13 is used, the oxygen sensor 13 has a heater similar to the alcohol detection sensor 12. Self-heating during operation. The calorific value is the largest among the sensors 9, 11, 12, and 13 described above. Here, the oxygen concentration in the outside air in the passenger compartment is almost constant even when the weather and the number of passengers change. However, the oxygen concentration of exhaled air (in other words, the dilution rate of exhaled air) is lower than the oxygen concentration of outside air even when diluted with outside air. That is, by monitoring the change in the oxygen concentration detected by the oxygen sensor, it is possible to determine whether or not exhaled air is contained in the air inside the apparatus main body 7.

本実施例のアルコール検出装置１０１の作用について、図５のフローチャートを参照しながら説明する。図１に示されるように、運転者Ｍは、運転席に着席した状態でインストゥルメントパネル１に引っ掛けられているアルコール検出装置１０１を取り外し、スイッチ１７を押す。これにより、アルコール検出装置１０１が通電され、各センサ９，１１，１２，１３が検出待機状態となる（ステップＳ１）。運転者Ｍは、アルコール検出装置１０１を自身の口に近づけてフロントパネル３の吸気孔１４に呼気を吹き付ける（ステップＳ２）。呼気は、外気（車室内の空気）又は予め装置本体部７に存する空気と混ざり合って装置本体部７に流入する。以下、呼気が混入した空気を、「呼気混合空気」と記載する。   The operation of the alcohol detection device 101 of this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. As shown in FIG. 1, the driver M removes the alcohol detection device 101 that is hooked on the instrument panel 1 while seated in the driver's seat, and presses the switch 17. As a result, the alcohol detection device 101 is energized, and the sensors 9, 11, 12, and 13 enter the detection standby state (step S1). The driver M brings the alcohol detection device 101 close to his / her mouth and blows exhalation into the intake hole 14 of the front panel 3 (step S2). The exhaled air mixes with outside air (air in the passenger compartment) or air previously existing in the apparatus main body 7 and flows into the apparatus main body 7. Hereinafter, the air mixed with exhaled air is referred to as “exhaled air mixture”.

この呼気混合空気は、ファン６によって攪拌されながら装置本体部７の下流側に送出される。ファンによって攪拌されるため、呼気混合空気中の呼気の分布が一定になる。そして、呼気混合空気が、温度センサ９、湿度センサ１１、アルコール検出センサ１２及び酸素センサ１３に接触しながら装置本体部７を通過し、リアケース４の排気孔２３から排気される。このとき、温度センサ９により呼気混合空気の温度が検出され、湿度センサ１１により呼気混合空気の湿度が検出され、アルコール検出センサ１２によって呼気混合空気中のアルコール濃度が検出され、酸素センサ１３によって呼気混合空気中の酸素濃度が検出される。これらの検出値は、制御手段（図示せず）に記憶される。   This exhaled air mixture is sent to the downstream side of the apparatus body 7 while being agitated by the fan 6. Since the air is agitated by the fan, the distribution of exhaled air in the exhaled air mixture becomes constant. The exhaled air mixture passes through the apparatus main body 7 while being in contact with the temperature sensor 9, the humidity sensor 11, the alcohol detection sensor 12, and the oxygen sensor 13, and is exhausted from the exhaust hole 23 of the rear case 4. At this time, the temperature sensor 9 detects the temperature of the breath mixture air, the humidity sensor 11 detects the humidity of the breath mixture air, the alcohol detection sensor 12 detects the alcohol concentration in the breath mixture air, and the oxygen sensor 13 detects the breath. The oxygen concentration in the mixed air is detected. These detected values are stored in a control means (not shown).

このアルコール検出装置１０１が、運転者Ｍの呼気中のアルコール濃度を検出するためには、最初に、装置本体部７に運転者Ｍの呼気が吹き込まれたことを検出する必要がある。本実施例のアルコール検出装置１０１の場合、呼気の検出は、酸素センサ１３が呼気混合空気中の酸素濃度を検出することによって行われる。即ち、装置本体部７内の空気に呼気が含まれていると、その酸素濃度が低下する。このときの酸素濃度が予め定められた一定値以上であれば、制御手段は呼気が含まれていると判断し（ステップＳ３における「Ｙｅｓ」）、呼気混合空気の温度、湿度及びアルコール濃度を検出する（ステップＳ４，Ｓ５，Ｓ６）。   In order for the alcohol detection device 101 to detect the alcohol concentration in the expiration of the driver M, it is first necessary to detect that the expiration of the driver M has been blown into the device main body 7. In the case of the alcohol detection apparatus 101 according to the present embodiment, the detection of expiration is performed by the oxygen sensor 13 detecting the oxygen concentration in the expiration mixture air. That is, if exhaled air is contained in the air inside the apparatus main body 7, the oxygen concentration is lowered. If the oxygen concentration at this time is equal to or greater than a predetermined value, the control means determines that exhalation is included (“Yes” in step S3), and detects the temperature, humidity, and alcohol concentration of the exhaled air mixture. (Steps S4, S5, S6).

もし、運転者Ｍによる呼気の吹付けが弱いと、呼気混合空気の酸素濃度はそれ程低下しない（ステップＳ３における「Ｎｏ」）。この場合、制御手段がスピーカ１５や表示器１６を作動させ、運転者Ｍに検出エラーを報知する（ステップＳ７）。   If the breathing of the exhaled air by the driver M is weak, the oxygen concentration of the exhaled air mixture air does not decrease so much (“No” in step S3). In this case, the control means activates the speaker 15 and the display 16 to notify the driver M of a detection error (step S7).

ここで、アルコール検出センサ１２によって検出されたアルコール濃度は、呼気混合空気のアルコール濃度であり、運転者が排出した直後の呼気ではない。このため、外気の混合度合いにより、実際に検出されたアルコール濃度では運転者Ｍの酒気帯び状態を正確に把握できないおそれがある。これを防止するため、本実施例のアルコール検出装置１０１は、温度センサ９、湿度センサ１１及び酸素センサ１３によって検出された値により、アルコール検出センサ１２の検出値を補正する制御手段（図示せず）を備えている。即ち、温度センサ９によって検出された呼気混合空気の温度と湿度センサ１１によって検出された呼気混合空気の湿度（相対湿度）とから、呼気混合空気の絶対湿度（呼気混合空気中の水蒸気の量）が計測される。   Here, the alcohol concentration detected by the alcohol detection sensor 12 is the alcohol concentration of the exhaled air mixture air, not the exhaled air immediately after being discharged by the driver. For this reason, depending on the degree of mixing of the outside air, the alcohol concentration of the driver M may not be accurately grasped with the actually detected alcohol concentration. In order to prevent this, the alcohol detection apparatus 101 according to the present embodiment includes a control unit (not shown) that corrects the detection value of the alcohol detection sensor 12 based on the values detected by the temperature sensor 9, the humidity sensor 11, and the oxygen sensor 13. ). That is, the absolute humidity of the exhaled air mixture (the amount of water vapor in the exhaled air mixture) from the temperature of the exhaled air mixture detected by the temperature sensor 9 and the humidity (relative humidity) of the exhaled air mixture detected by the humidity sensor 11. Is measured.

更に、酸素センサ１３によって検出された呼気混合空気中の酸素濃度より、呼気の希釈率が計測される。上記で計測された絶対湿度及び希釈率より、制御手段がアルコール濃度を補正する（ステップＳ８）。そして、補正されたアルコール濃度より運転者Ｍの酒気帯び状態が判断され、その結果をアルコール検出装置１０１に設けられたスピーカ１５や表示器１６によって運転者Ｍに報知する。これにより、運転者Ｍが酒気帯び状態と判断されれば、制御手段がエンジンの始動をさせなくする等の措置をする。   Further, the dilution rate of expiration is measured from the oxygen concentration in the expiration mixture air detected by the oxygen sensor 13. The control means corrects the alcohol concentration from the absolute humidity and dilution rate measured above (step S8). Then, the driver M's drunken state is determined from the corrected alcohol concentration, and the result is notified to the driver M through the speaker 15 and the display 16 provided in the alcohol detection device 101. Thus, if the driver M is determined to be drunk, the control means takes measures such as preventing the engine from starting.

図４に示されるように、本実施例のアルコール検出装置１０１は、装置本体部７の最も上流側にファン６が取り付けられ、呼気混合空気の送出方向Ｐに温度センサ９、湿度センサ１１、アルコール検出センサ１２及び酸素センサ１３がこの順で配置されている。換言すれば、温度センサ９と湿度センサ１１は、アルコール検出センサ１２と酸素センサ１３から離れて配置されている。次に、各センサ９，１１，１２，１３をこのように配置した理由を説明する。   As shown in FIG. 4, in the alcohol detection device 101 of the present embodiment, the fan 6 is attached to the most upstream side of the device main body 7, and the temperature sensor 9, the humidity sensor 11, alcohol The detection sensor 12 and the oxygen sensor 13 are arranged in this order. In other words, the temperature sensor 9 and the humidity sensor 11 are arranged apart from the alcohol detection sensor 12 and the oxygen sensor 13. Next, the reason why the sensors 9, 11, 12, and 13 are arranged in this way will be described.

前述したように、アルコール検出センサ１２と酸素センサ１３は半導体ガスセンサであるため、作動中に自己発熱する。この発熱により呼気混合空気が加熱され、温度センサ９と湿度センサ１１の検出精度が低下してしまうおそれがある。このため、本実施例のアルコール検出装置１０１では、温度センサ９と湿度センサ１１とを、呼気混合空気の送出方向Ｐにおいてアルコール検出センサ１２と酸素センサ１３とからできるだけ離すように配置している。更に、各センサ９，１１，１２，１３同士の距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３のうち、湿度センサ１１とアルコール検出センサ１２との距離Ｌ２が最も大きくなるように配置している（Ｌ２＞Ｌ１，Ｌ２＞Ｌ３）。これにより、温度センサ９と湿度センサ１１に、アルコール検出センサ１２と酸素センサ１３の発熱の影響が及びにくくなり、温度センサ９と湿度センサ１１の検出精度の低下を防止できる。   As described above, since the alcohol detection sensor 12 and the oxygen sensor 13 are semiconductor gas sensors, they self-heat during operation. The exhaled air mixture is heated by this heat generation, and the detection accuracy of the temperature sensor 9 and the humidity sensor 11 may be reduced. For this reason, in the alcohol detection apparatus 101 of the present embodiment, the temperature sensor 9 and the humidity sensor 11 are arranged as far as possible from the alcohol detection sensor 12 and the oxygen sensor 13 in the delivery direction P of the exhaled air mixture. Furthermore, among the distances L1, L2, and L3 between the sensors 9, 11, 12, and 13, the distance L2 between the humidity sensor 11 and the alcohol detection sensor 12 is arranged to be the largest (L2> L1, L2). > L3). As a result, the temperature sensor 9 and the humidity sensor 11 are hardly affected by the heat generated by the alcohol detection sensor 12 and the oxygen sensor 13, and a decrease in detection accuracy of the temperature sensor 9 and the humidity sensor 11 can be prevented.

次に、第２実施例のアルコール検出装置１０２について説明する。図６に示されるように、第２実施例のアルコール検出装置１０２では、湿度センサ１１の位相を周方向にずらす（異ならせる）ことにより、温度センサ９と湿度センサ１１を呼気混合空気の送出方向Ｐにおける同位置に配置し、同様に酸素センサ１３の位相を周方向にずらすことにより、アルコール検出センサ１２と酸素センサ１３を呼気混合空気の送出方向Ｐにおける同位置に配置している。これにより、温度センサ９と湿度センサ１１に及ぶアルコール検出センサ１２と酸素センサ１３の発熱の影響を少なくして、しかも装置本体部７の全長Ｌを短くすることができる。この結果、アルコール検出装置１０２の全体の大きさをコンパクトなものにすることができる。   Next, the alcohol detection apparatus 102 of 2nd Example is demonstrated. As shown in FIG. 6, in the alcohol detection device 102 of the second embodiment, the temperature sensor 9 and the humidity sensor 11 are sent out in the exhalation mixed air sending direction by shifting (differentiating) the phase of the humidity sensor 11 in the circumferential direction. The alcohol detection sensor 12 and the oxygen sensor 13 are arranged at the same position in the exhalation mixed air delivery direction P by disposing the oxygen sensor 13 at the same position in P and similarly shifting the phase of the oxygen sensor 13 in the circumferential direction. As a result, the influence of heat generated by the alcohol detection sensor 12 and the oxygen sensor 13 on the temperature sensor 9 and the humidity sensor 11 can be reduced, and the overall length L of the apparatus body 7 can be shortened. As a result, the overall size of the alcohol detection device 102 can be made compact.

また、図７に示される第３実施例のアルコール検出装置１０３のように、温度センサ９、湿度センサ１１及びアルコール検出センサ１２を呼気混合空気の送出方向Ｐにおける同位置で、かつアルコール検出センサ１２が温度センサ９と湿度センサ１１からできるだけ離れるように周方向に位相をずらして配置させるとともに、最も発熱量の大きい酸素センサ１３が送出方向Ｐに離れるように下流側に配置させてもよい。この実施例のアルコール検出装置１０３は、第２実施例のアルコール検出装置１０２と同様な効果が奏される。   Further, like the alcohol detection device 103 of the third embodiment shown in FIG. 7, the temperature sensor 9, the humidity sensor 11, and the alcohol detection sensor 12 are in the same position in the exhalation mixed air delivery direction P and the alcohol detection sensor 12. May be arranged with the phase shifted in the circumferential direction so as to be as far as possible from the temperature sensor 9 and the humidity sensor 11, and the oxygen sensor 13 having the largest calorific value may be arranged on the downstream side so as to be separated in the delivery direction P. The alcohol detector 103 of this embodiment has the same effect as the alcohol detector 102 of the second embodiment.

上記した第１ないし第３の実施例のアルコール検出装置１０１〜１０３では、装置本体部７の最上流側にファン６が取り付けられている。しかし、図８に示される第４実施例のアルコール検出装置１０４のように、装置本体部７の最下流側にファン６を取り付けてもよい。   In the alcohol detection devices 101 to 103 according to the first to third embodiments described above, the fan 6 is attached to the most upstream side of the device main body 7. However, the fan 6 may be attached to the most downstream side of the apparatus main body 7 like the alcohol detection device 104 of the fourth embodiment shown in FIG.

また、図９に示される第５実施例のアルコール検出装置１０５のように、装置本体部７における各センサ同士の間（例えば、湿度センサ１１とアルコール検出センサ１２との間）にファン６を取り付けてもよい。第４実施例のアルコール検出装置１０４の場合、アルコール検出センサ１２と酸素センサ１２の発熱の影響が、温度センサ９と湿度センサ１１とに最も及びにくくなるという利点がある。   Further, like the alcohol detection device 105 of the fifth embodiment shown in FIG. 9, the fan 6 is attached between the sensors in the device main body 7 (for example, between the humidity sensor 11 and the alcohol detection sensor 12). May be. In the case of the alcohol detection device 104 of the fourth embodiment, there is an advantage that the influence of heat generated by the alcohol detection sensor 12 and the oxygen sensor 12 is least affected by the temperature sensor 9 and the humidity sensor 11.

本明細書では、車両に搭載されるアルコール検出装置１０１〜１０５の場合について説明した。しかし、本実施例のアルコール検出装置１０１〜１０５を、車両に搭載される形態以外の形態（例えば、単体として使用されるもの）であってもよいのはもちろんである。   In this specification, the case of the alcohol detection apparatuses 101-105 mounted in a vehicle was demonstrated. However, it goes without saying that the alcohol detection devices 101 to 105 of the present embodiment may be in a form other than the form mounted on the vehicle (for example, used as a single unit).

本発明は、車両（例えば、自動車）のアルコール検出装置に利用することができる。   The present invention can be used for an alcohol detection device of a vehicle (for example, an automobile).

１０１〜１０５ アルコール検出装置
７ 装置本体部
６ ファン（空気送出手段）
９ 温度センサ
１１ 湿度センサ
１２ アルコール検出センサ
１３ 酸素センサ
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３ 距離
Ｍ 運転者（使用者）
Ｐ 送出方向 101-105 Alcohol detection device 7 Device main body 6 Fan (air sending means)
9 Temperature sensor 11 Humidity sensor 12 Alcohol detection sensor 13 Oxygen sensors L1, L2, L3 Distance M Driver (user)
P Sending direction

Claims (5)

使用者から排出された呼気中のアルコール濃度を検出するために、複数種類のセンサを備えてなる複合ガスセンサから構成されるアルコール検出装置であって、
その装置本体部には、前記装置本体部に流入した呼気を含む空気を下流側に送るための空気送出手段と、
前記装置本体部における前記空気送出手段の上流側又は下流側に配置され、前記空気中のアルコール濃度を検出するアルコール検出センサと、
前記アルコール検出センサの上流側又は前記空気の送出方向における同位置に配置され、前記空気の温度を検出する温度センサと、
同じく、前記空気の湿度を検出する湿度センサと、
前記アルコール検出センサの下流側又は前記空気の送出方向における同位置に配置され、前記空気中の酸素濃度を検出することにより前記空気に使用者の呼気が含まれているか否かの判定をする酸素センサと、
前記温度センサ、前記湿度センサ及び前記酸素センサの検出値に基づき、前記アルコール検出センサの検出値を補正する制御手段と、
を備えることを特徴とするアルコール検出装置。 In order to detect the alcohol concentration in exhaled breath discharged from the user, an alcohol detection device comprising a composite gas sensor comprising a plurality of types of sensors,
In the apparatus main body part, air delivery means for sending air containing exhaled air flowing into the apparatus main body part downstream,
An alcohol detection sensor that is disposed on the upstream side or the downstream side of the air delivery means in the apparatus main body and detects the alcohol concentration in the air;
A temperature sensor that is disposed upstream of the alcohol detection sensor or at the same position in the air delivery direction and detects the temperature of the air;
Similarly, a humidity sensor for detecting the humidity of the air;
Oxygen that is arranged downstream of the alcohol detection sensor or at the same position in the air delivery direction and that determines whether or not the user's breath is contained in the air by detecting the oxygen concentration in the air A sensor,
Control means for correcting the detection value of the alcohol detection sensor based on the detection value of the temperature sensor, the humidity sensor and the oxygen sensor;
An alcohol detection device comprising: 前記各センサは、前記装置本体部におけるそれぞれの周方向の位相を異ならせて配置されていることを特徴とする請求項１に記載のアルコール検出装置。   2. The alcohol detection device according to claim 1, wherein the sensors are arranged with different phases in the circumferential direction of the device main body. 前記温度センサ、前記湿度センサ、前記アルコール検出センサ及び前記酸素センサが、前記空気の送出方向にこの順で配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のアルコール検出装置。   The alcohol detection device according to claim 1, wherein the temperature sensor, the humidity sensor, the alcohol detection sensor, and the oxygen sensor are arranged in this order in the air sending direction. 前記空気の送出方向における各センサ同士の距離のうち、前記湿度センサと前記アルコール検出センサとの距離が最も長くなるようにしたことを特徴とする請求項３に記載のアルコール検出装置。   The alcohol detection device according to claim 3, wherein a distance between the humidity sensor and the alcohol detection sensor is the longest among distances between the sensors in the air sending direction. 車両に搭載されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のアルコール検出装置。   The alcohol detection apparatus according to claim 1, wherein the alcohol detection apparatus is mounted on a vehicle.
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