JP2020008370A - 風状態検出装置 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、第1実施形態について説明する。図1に示すように、車両10は、エンジン114が車両前方に搭載されたエンジン車両である。車両10は、車両ボデー116、車両フード118、エンジン114、シャッター115、クーリングモジュール120等を備えている。
Ts=a×θ2+b×φ2+c×θ+d×φ+e (1)
ここで、Tsは、対象となる感温素子の温度、θおよびφは当該感温素子の中心位置の極角および方位角である。またa、b、c、d、eは定数である。
Tx1=a×θ12+b×φ12+c×θ1+d×φ1+e (2)
Tx2=a×θ22+b×φ22+c×θ2+d×φ2+e (3)
Tx3=a×θ32+b×φ32+c×θ3+d×φ3+e (4)
Tx4=a×θ42+b×φ42+c×θ4+d×φ4+e (5)
Tx5=a×θ52+b×φ52+c×θ5+d×φ5+e (6)
風向風速算出回路74は、この連立方程式を解いてa、b、c、d、eを算出する。そして、算出したa、b、c、d、eを式(1)に代入し、更に式(1)の1階全微分がゼロになるθ、φを算出する。風向風速算出回路74は、算出したθ、φの位置から筐体2の中心に向かう方向を、風向として決定する。
次に第2実施形態について説明する。本実施形態は、第2実施形態に対して、台座11の構成が変更されている。本実施形態の台座11の形状は、第1実施形態と同じである。ただし、本実施形態の台座11が有する第1カバー部11a、第2カバー部11bは、第1実施形態と異なる。
次に第3実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対して、断熱層15が追加されている。断熱層15は、信号処理基板7の裏側面113側の表面と第2カバー部11bとの間に封入されている。信号処理基板7の裏側面113側の表面は、感温特性検出部X1、…、X16、感温素子電源回路71、AD変換回路72、ヒータ電源回路73、風向風速算出回路74等の電子部品が実装された実装面である。また、第2カバー部11bは、台座11のうち上記実装面と対向する対向壁である。断熱層15の熱伝導率は、第2カバー部11bよりも熱伝導率が低い。
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記実施形態において、センサから車両の外部環境情報(例えば車外の湿度)を取得することが記載されている場合、そのセンサを廃し、車両の外部のサーバまたはクラウドからその外部環境情報を受信することも可能である。あるいは、そのセンサを廃し、車両の外部のサーバまたはクラウドからその外部環境情報に関連する関連情報を取得し、取得した関連情報からその外部環境情報を推定することも可能である。特に、ある量について複数個の値が例示されている場合、特に別記した場合および原理的に明らかに不可能な場合を除き、それら複数個の値の間の値を採用することも可能である。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。また、本発明は、上記各実施形態に対する以下のような変形例および均等範囲の変形例も許容される。なお、以下の変形例は、それぞれ独立に、上記実施形態に適用および不適用を選択できる。すなわち、以下の変形例のうち任意の組み合わせを、上記実施形態に適用することができる。
上記実施形態では、感温素子3−1、…、3−16の各々は、温度に応じて抵抗値が変化する素子であった。しかし、感温素子は、そのようなものに限られず、自己の温度に応じて電気的特性が変化する素子ならばどのようなものでもよい。例えば、感温素子3−1、…、3−16は、熱電対であってもよい。
上記実施形態では、風向風速計1は車両に搭載されているが、車両以外の環境で、取付対象が高温かつ微風の環境に搭載されていてもよい。
上記実施形態において、ヒータ32は廃されてもよい。その場合、感温素子3−1、…、3−16は、感温素子3−1、…、3−16自体が通電によって発した熱によって温度が上昇する。
上記実施形態では、感温素子3−1、…、3−16の数は16個設けられている。しかし、感温素子の数は16個より多くてもよいし少なくてもよい。感温特性検出部X1、…、X16の個数についても同様である。
上記実施形態においては、風状態検出装置の一例として、風向と風速の両方を計測する風向風速計1が例示されている。しかし、上記実施形態の風向風速計1は、風向のみを計測する風向計に置き換えられてもよいし、風速のみを計測する風速計に置き換えられてもよい。風向計も風速計も、風状態検出装置に該当する。
上記実施形態では、ヒータ32の使用電力(すなわち単位時間当たりの発熱量)が一定である例が示されている。しかし、ヒータ32は、使用電力が一定となっていなくてもよい。例えば、ヒータ32の温度と外気温の温度差が一定になるように、ヒータ32の使用電力がフィードバック制御されてもよい。また例えば、感温素子3−1、…、3−16の温度の平均値と外気温との温度差が一定になるように、ヒータ32の使用電力がフィードバック制御されてもよい。
上記実施形態における感温特性検出部X1、…、X16は、それぞれ、感温素子3−1、…、3−16の両端にかかる電圧を感温特性として検出しているが、かならずしもこのようになっていなくてもよい。例えば、感温素子電源回路71が定電流回路ではなく定電圧回路である場合、感温特性検出部X1、…、X16は、それぞれ、感温素子3−1、…、3−16に流れる電流値を感温特性として検出してもよい。
上記実施形態では、感温特性検出部X1、…、X16は、どの2つを取っても作動時間が一部も重ならないようになっている。しかし、必ずしもこのようになっておらずともよい。感温特性検出部X1、…、X16のうち、作動時間が部分的に重なる組み合わせがあったとしても、結果的に、信号処理基板7に実装された電子部品全体の1計測周期に亘る消費電力がヒータ32の1計測周期に亘る消費電力よりも低ければよい。
上記実施形態では、筐体2も支柱4も、台座11の高熱伝導部よりも熱伝導率が低くなっている。しかし、筐体2および支柱4のうち筐体2だけが台座11の高熱伝導部よりも熱伝導率が低くなっていてもよい。例えば、支柱4が金属製であってもよい。あるいは、筐体2および支柱4のうち支柱4だけが台座11の高熱伝導部よりも熱伝導率が低くなっていてもよい。これらいずれの場合も、台座11から支柱4、筐体2を介して感温素子3−1、…、3−16に伝わる熱の量を低減することができる。
上記実施形態では、信号処理基板7が台座11の高熱伝導部よりも熱伝導率が低くなっている。しかし、信号処理基板7に実装されている電子部品を保護する必要性が低ければ、信号処理基板7が台座11の高熱伝導部と同じか高い熱伝導率を有していてもよい。
上記第3実施形態における、第1実施形態に対する変更点は、第2実施形態に対する変更点として適用してもよい。
(まとめ)
上記各実施形態の一部または全部で示された第1の観点によれば、台座は、支柱または筐体よりも熱伝導率が高い高熱伝導部を含み、高熱伝導部は、支柱側の表面から支柱側とは反対側の表面まで繋がる部分を含む。
2 筐体
4 支柱
7 信号処理基板
11 台座
63 感温素子配線
Claims (6)
- 流れる空気から熱的に影響を受ける位置に配置され、前記空気から伝達される熱以外の熱によって温度上昇し、自己の温度に応じて電気的特性が変化する複数個の感温素子(3−1、…、3−16)と、
前記複数個の感温素子が取り付けられる筐体(2)と、
前記複数個の感温素子に接続された複数本の配線(63)と、
前記複数本の配線からの信号に基づいて前記空気の風向または風速を算出する算出回路(74)が実装される信号処理基板(7)と、
前記信号処理基板を収容する台座(11)と、
前記台座と前記筐体とを繋ぐ支柱(4)と、を備え、
前記台座は、前記支柱または前記筐体よりも熱伝導率が高い高熱伝導部を含み、
前記高熱伝導部は、前記支柱側の表面から前記支柱側とは反対側の表面まで繋がる部分を含む風状態検出装置。 - 前記高熱伝導部は、前記信号処理基板よりも熱伝導率が高い請求項1に記載の風状態検出装置。
- 前記台座は、前記信号処理基板の前記筐体側を覆う第1カバー部(11a)と、
前記信号処理基板の前記筐体側とは反対側を覆う第2カバー部(11b)と、を備え、
前記第1カバー部は前記高熱伝導部を含み、前記第2カバー部は前記高熱伝導部を含まずに前記第1カバー部よりも熱伝導率が低い請求項1または2に記載の風状態検出装置。 - 前記信号処理基板において電子部品(71〜74、X1〜X16)が実装されている側の実装面と、前記台座のうち実装面と対向する対向壁(11b)との間に、前記対向壁よりも熱伝導率が低い断熱層(15)を備える請求項1ないし3のいずれか1つに記載の風状態検出装置。
- 前記筐体の内部に配置されて発熱するヒータ(32)を備え、
前記ヒータが発熱しているときにおいて、前記信号処理基板に実装されているすべての電子部品(71〜74、X1〜X16)の発熱量は、前記ヒータの発熱量よりも小さい請求項1ないし4のいずれか1つに記載の風状態検出装置。 - 前記信号処理基板に実装されて、前記複数個の感温素子の電気的特性に応じた量をそれぞれが検出する複数個の感温特性検出部(X1〜X16)を備え、
前記複数個の感温特性検出部は、すべてが同時に作動しないよう、順番に作動する請求項1ないし5のいずれか1つに記載の風状態検出装置。
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