JP2007001571A

JP2007001571A - 車室の空気汚染監視制御装置および車室の空気汚染監視制御方法

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Publication number: JP2007001571A
Application number: JP2006171192A
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Inventors: Laurent Rede; ルドローラン
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Abstract

【課題】車室の空気汚染の監視と制御を十全に行いつつ、フラップの開閉回数を大幅に減らすことにより、フラップ駆動装置の磨耗を遅らせ、かつ騒音および温度の観点から乗員の快適さを向上しうる装置と方法を提供する。
【解決手段】車室へ送られる空気の汚染に関する情報を提供しうる空気汚染センサ30と接続された車室の空気汚染監視制御装置に、予め設定された先行する継続時間内の各時間間隔における空気汚染の発生回数に関連するデータを蓄積しうるメモリ40と、メモリ40から引き出された空気汚染の発生回数に関連するデータから、予め設定された将来の継続時間内の各時間間隔における空気汚染の可能性を予測しうる汚染予測モジュール10とを設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、車室の空気汚染を監視、かつ制御する装置およびその方法に係り、特に、車室へ送られる空気の汚染に関する情報を提供する空気汚染センサに接続された空気汚染監視制御装置に関する。

空気の汚染された地域を自動車で通過するときには、光触媒式またはプラズマ触媒式の空気浄化装置、送風機、空気流入口のフラップ等の車室に流入する空気の汚染に対処する装置を適切に作動させるため、車室へ送られる空気の汚染を監視するのが望ましい。

現状では、特に空気流入口のフラップを適切に作動させるため、空気汚染センサが用いられている。

空気流入口のフラップは、車室内で要求される快適さに応じて、外気または再循環空気を車室に送るため、外気を取り入れるか、または空気流入ボックス内の再循環空気を用いるかを制御することができる。

公知の空気汚染センサは、車室に流入する空気中の汚染物質の存在を検出する。この空気汚染センサは、空気フィルタの上流側または下流側、例えば、バンパ後方の自動車の前部、またはエンジン冷却ユニットの近傍に設けられる。

公知の空気汚染センサは、検出された空気汚染の程度に応じて、空気汚染に対処する装置を適切に作動させる。この空気汚染センサは、外気の汚染が許容できない水準の場合には、例えば、フラップの位置を、「外気」位置から、「再循環空気」位置へ移動させる。

しかし、空気汚染センサを使用するだけでは、例えば車速のような、車室の空気汚染に影響を与えうるパラメータのすべてを計測することはできない。また、外気の汚染が許容しえない程度のものであるかを検知している最中に、例えば、空気流入口のフラップの位置や空気の再循環時間等の空気汚染に対処する装置の作動状況を検知することもできない。

公知の空気汚染監視制御装置は、空気汚染センサと、空気汚染を検知し、かつ空気流入口のフラップや送風機等の車室内の空気汚染に対処する装置を適切に作動させるための複雑な機構とを用いている。この機構は、空気汚染センサから提供された情報を利用するだけでなく、車速等の他の情報も利用する。この機構は、各装置の作動状況（例えば、車室内での空気流の分布状況や送風機の作動状況等）に基づいて、これらの装置を適切に作動させることができる。

上記の空気汚染に対処する装置によって認識される状況は、とりわけ道路環境に依存し、この道路環境に応じて、空気汚染への対処方法が決定される。運転者は、自動車が走行している環境における入力データに基づき、その環境に留まるか、他の環境へ移動するか、または以前の環境に戻るかを決定する。

上記のような機構には、大きな記憶容量と大きな処理容量が必要であるため、機構の構成が複雑であるという不都合がある。また、この機構は、空気流入口のフラップの開閉頻度を高めるために、フラップ駆動装置の磨耗を早め、かつ温度、空気の流れ、および騒音の点で、車室内の乗員に不快感を与える。

本発明は、上記事情に鑑み、車室へ送られる空気の汚染に関する情報を提供しうる空気汚染センサに接続された自動車用の空気汚染監視制御装置を提供することを目的としている。

本発明に係る空気汚染監視制御装置は、以下の構成要素を備える。
−予め設定された先行する継続時間内の各時間間隔における空気汚染の発生回数に関連するデータを蓄積しうるメモリ、および
−前記メモリから引き出された空気汚染の発生回数に関連するデータから、予め設定された将来の継続時間内の各時間間隔における空気汚染の可能性を予測しうる汚染予測モジュール。

次に、本発明に係る空気汚染監視制御装置に追加しうる構成要素を説明する。

前記汚染予測モジュールは、前記空気汚染の発生回数から、将来の各時間間隔において、空気汚染が発生しない確率を算出しうる確率演算ユニットを備えているのが好ましい。

前記汚染予測モジュールは、将来の各時間間隔における空気汚染を予測するため、空気汚染が発生しない確率を、予め設定された閾値と比較する。

空気汚染が発生しない確率が、予め設定された閾値よりも小さい場合には、空気汚染の可能性があると予測する。

本発明に係る空気汚染監視制御装置は、空気の汚染に対処しうる少なくとも１つの装置と、前記汚染予測モジュールによって予測される空気汚染の可能性、および前記空気汚染センサによって提供される空気汚染に関する情報に応じて、前記装置の作動を最適化しうるコントローラとを備えているのが好ましい。

前記空気の汚染に対処しうる装置として、空気流入口に設けられ、外気を車室へ送るための「外気」位置と、車室内で一旦循環させた空気を再度送り込む「再循環空気」位置とをとりうるフラップを設けることができる。

この場合、前記汚染予測モジュールは、空気汚染の可能性が予測されたときには、前記コントローラに、前記フラップを「再循環空気」位置へ移行させよとの指令信号を送る。

また、前記汚染予測モジュールは、空気汚染の可能性が予測されないときには、前記コントローラに、前記フラップを「外気」位置へ移行させよとの指令信号を送る。

本発明に係る空気汚染監視制御装置は、自動車の走行km数に応じて、フラップの最大開閉回数を設定しうる表形式の記憶部と、フラップの実際の開閉回数および前記フラップの最大開閉回数を比較した結果に応じて、先行する継続時間の各時間間隔および閾値を調整しうるアジャスタとを備えているのが好ましい。

前記アジャスタは、前記フラップの実際の開閉回数が、前記フラップの最大開閉回数よりも大きいときには、前記先行する継続時間の各時間間隔または閾値を増大させる。

また、前記アジャスタは、前記フラップの開閉回数が、前記フラップの最大開閉回数と等しいかまたはこれよりも小さいときには、前記先行する継続時間の各時間間隔または閾値を減少させる。

前記コントローラは、フラップが「再循環空気」位置へ移行する度に、空気の再循環のために経過した時間を更新し、空気の再循環のために経過した時間が空気の最大可能再循環時間と等しくなるか、またはこれを超えた場合には、直ちに、最小限の時間にわたって、フラップを「外気」位置へ移行させる。

また、本発明は、車室へ送られる空気の汚染に関する情報を提供しうる空気汚染センサを備えた自動車の車室の空気汚染監視制御方法を提供する。この空気汚染監視制御方法は、次の過程を含む。
−先行する継続時間内の各時間間隔における空気汚染の発生回数に関連するデータを定期的に蓄積する過程、および
−前記蓄積されたデータから引き出された空気汚染の発生回数に関連するデータから、将来の継続時間内の各時間間隔における空気汚染の可能性を予測する過程。

本発明によれば、車室の空気汚染の監視と制御を十全に行いつつ、空気汚染に対処する他の装置を適切に働かせることができる。空気汚染に対処する他の装置が、外気の導入と再循環空気の利用とを切り替えるフラップの場合には、フラップの開閉回数を大幅に減らすことにより、フラップ駆動装置の磨耗を遅らせ、かつ騒音および温度の観点から乗員の快適さを向上することができる。

上記以外の本発明の特徴と効果は、添付の図面を参照して行う、以下の実施形態についての詳細な説明から明らかになると思う。

本明細書末尾の付録には、本発明に係る空気汚染監視制御装置および空気汚染監視制御方法において用いる主要な方程式を掲げた。この付録は、本発明の技術内容を明瞭にし、また参照の便宜を図るためのものである。これは、添付の図面についても当てはまる。

図１は、自動車に搭載される本発明に係る空気汚染監視制御装置１のブロック図である。空気汚染監視制御装置１は、車室の空気汚染を監視し、かつ制御する。

空気汚染監視制御装置１は、将来の所定の各時間間隔内に車室に流入する空気の汚染を予測する汚染予測モジュール10を備えている。

空気汚染監視制御装置１は、車室に流入する空気の汚染に関する情報を提供する空気汚染センサ30と接続されている。汚染に関する情報は、デジタル式またはアナログ式（電圧、パルス幅変調された信号、通信プロトコル（ＬＩＮまたはＣＡＮ）等）のどちらでもよい。

空気汚染監視制御装置１は、先行する時間内における空気汚染に関する情報を記憶するメモリ40を備えている。

メモリ40は、先行する時間内における空気汚染に関する情報を定期的に更新するために、空気汚染センサ30と情報を交換する。

メモリ40は、汚染予測モジュール10とも接続されており、汚染予測モジュール10に先行する時間内における空気汚染に関する情報を提供する。汚染予測モジュール10は、車室に流入する空気の汚染を予測するため、この情報を、空気汚染センサ30から提供される情報とともに用いる。

本発明によれば、先行する時間内における空気汚染に関する情報から、将来の所定の各時間間隔内に発生する空気汚染を予測することができる。

空気汚染監視制御装置１は、将来の所定の各時間間隔内に発生する空気汚染を予測することにより、光触媒式またはプラズマ触媒式の空気浄化装置、送風機、空気流入口のフラップ等の空気汚染に対処しうる装置24を、その各時間間隔において適切に作動させることができる。

以下の説明においては、空気汚染に対処しうる装置24の例として、空気流入口のフラップを取り上げる。

図２Ａと図２Ｂは、空気汚染センサ30を備えた空気流入ボックス18を示す。空気流入ボックス18は、車室Ｈの外から取り込まれる外気ＡＥを受け入れる流入口200と、車室Ｈから取り込まれる再循環空気ＡＲを受け入れる流入口220とを有している。空気流入ボックス18は、フラップ24を備えており、フラップ24は、流入口200と220のどちらを用いるかの指令によって、開放位置と閉鎖位置の間で回動することができる。

フラップ24の開放位置または「外気」位置とは、流入口200を開放し、流入口220を閉鎖するための位置であり、図２Ａと図２Ｂにおいて破線で示す位置のことである。

フラップ24の閉鎖位置または「再循環空気」位置とは、流入口200を閉鎖し、流入口220を解放するための位置であり、図２Ａと図２Ｂにおいて実線で示す位置のことである。

空気流入ボックス18は、空気流を、ダッシュボード16に設けられた送風口15を介して車室へ送るに先立って、空調装置に送るための送風機28を備えている。

図２Ａに示すように、空気汚染センサ30は、外気ＡＥが流入する方向において、空気フィルタ13の下流側に配置されている。

図２Ｂに示す変形例においては、空気汚染センサ30は、フロントガラス34の下部で、かつボンネット36の頂部に配置されるウォータセパレータ32と、空気流入ボックス18の流入口200とを通じさせる導管14に配置されている。

空気汚染センサ30の位置は、図２Ａと図２Ｂに示すものに限られるわけではない。

空気汚染センサ30は、外気に含まれる一酸化炭素等の汚染物質を検出することができる。

汚染予測モジュール10は、特にフラップ24の作動を制御するコントローラ50と協働する。

本発明によれば、コントローラ50は、汚染予測モジュール10によって予測される空気汚染に対処して、フラップ24を適切に作動させることができる。

コントローラ50は、フラップ24を適切に作動させるため、空気汚染センサから送られる空気汚染の情報も取り入れることができる。

汚染予測モジュール10は、将来の所定の各時間間隔内における空気汚染を予測した後、コントローラ50へ指令信号を送る。

予測される空気汚染の可能性が許容しえないものである場合には、指令信号により、フラップを「再循環空気」位置へ移行させる。他方、予測される空気汚染の可能性が許容しうるものである場合には、フラップを「外気」位置へ移行させる。

車室に流入する空気の汚染状況を表す信号を提供する空気汚染センサ30を用いると、空気が汚染されているか否かを、リアルタイムで知ることができる。しかし、空気汚染センサ30から提供される情報だけでは、将来の所定の各時間間隔における空気汚染を予測することはできない。

また、空気汚染センサ30によって空気の汚染が継続的に検出される場合には、空気流入口のフラップは、非常に高い頻度で開閉するため、フラップ駆動装置は、早い段階で磨耗し、温度、空気の流れ、および騒音の点で、車室内の乗員に不快感を与えることとなる。したがって、耐久性の高いフラップ駆動装置を用いなければならず、コスト増につながっていた。

また、上述のように、車室に流入する空気の汚染を表す信号を提供する空気汚染センサ30を用いるだけでは、将来の各時間間隔における空気汚染を予測することはできず、空気汚染に対処するための装置を適切に作動させることはできない。

本発明に係る空気汚染制御監視装置および空気汚染制御監視方法は、このような欠点を克服するものである。とりわけ、本発明の装置と方法は、将来の所定の各時間間隔における空気汚染を予測することにより、フラップの開閉頻度を抑え、フラップ駆動装置の磨耗を抑制する。したがって、高価な耐久性の高いフラップ駆動装置を設ける必要はない。

本発明は、例えば３０〜４５秒前に生じた空気の汚染から、その時点での将来の空気汚染を予測することにより、所定の地域を走行する際の空気汚染を監視し、制御することを提案するものである。

本発明者は、自動車を取り巻く空気汚染は、確率的な事象のように、局所的、かつ一時的なものとして捉えうることを見出した。

空気の汚染を予測する際に、空気汚染センサ30のみを用いる場合には、空気汚染の確率的な特性を捉えることはできない。

本発明者は、自動車が通過する地域における空気汚染の発生と移動が、ポアソン分布から予測しうるという結論を得た。

本発明においては、継続時間がＴf（例えば１〜２秒）である将来の所定の各時間間隔ΔＴf内において選択される所定の時間Ｄcにわたって空気汚染が発生しない確率Ｐ(０)を求めるために、ポアソン分布を用いる。

将来の各時間間隔ΔＴfの継続時間Ｔfは、本発明に係る空気汚染の監視の繰返し周期と等しくすることができ、１秒間が好ましい。

上記の空気汚染が発生しない確率Ｐ(０)は、先行する各時間間隔ΔＴp（例えば３０〜４５秒間）に発生した空気汚染のデータから求めることができる。

次に空気汚染のデータのタイプについて説明する。

図１に示すように、空気汚染監視制御装置１は、メモリ40の空気汚染データを更新する空気汚染データ管理装置60を備えている。

空気汚染データ管理装置60は、空気汚染センサ30から送られる空気汚染の情報を、所定の周期Ｔmにわたってサンプリングする。この周期Ｔmは、概ね１秒間である。

空気汚染のデータは、｛観測時点tiと、その時点での空気汚染の値Ｉ(ti)｝の対の形で蓄積される。

空気汚染データ管理装置60は、空気汚染に係るデータの値を変換する機能を有している。例えば、その時点における空気汚染の変動周期ＲＣの比が３０％よりも小さいときには、汚染データに０を乗じる。また、その時点における空気汚染の変動周期ＲＣの比が、３０〜５０％、５０〜７０％、および７０〜９０％のときには、汚染データに、それぞれ、１、２、および３を乗じる。空気汚染データ管理装置60は、観測時点tiにおける空気汚染の値Ｉ(ti)、またはこれに関連する汚染レベルの値Ｎiを蓄積する。

空気汚染データ管理装置60は、空気汚染センサの検出周期において得られた空気汚染の発生に関連するデータも蓄積する。空気汚染の発生は、観測時点tiと、空気汚染の値Ｉ(ti)または汚染レベルの値Ｎiによって定義される。

空気汚染データ管理装置60は、先行する各時間間隔ΔＴpに発生した空気汚染の記録装置を備えている。

空気汚染データ管理装置60は、複数のデータを表の形式で記録することができる。表の各セルは、空気汚染センサによって捉えられた空気汚染の発生、観測時点ti、および空気汚染の値Ｉ(ti)または汚染レベルの値Ｎiと関連づけられる。

空気汚染データ管理装置60においてデータが記録される表は、先行する時間Ｔp（空気汚染が観測される観測時間とも呼ぶ）ごとに作成される。

表への記録は、周期Ｔmに従って定期的に行われるため、記録が行われるセルの数Ｎtabは、Ｔp／Ｔmで表される。

したがって、汚染予測モジュール10は、所与の時刻ｔ0において、Ｔp秒前に発生した空気汚染に関連するデータを引き出すことができる。

以下に、汚染予測モジュール10について、付録を参照して詳細に説明する。

汚染予測モジュール10は、継続時間をＴfとする将来の所定の時間間隔ΔＴfにおいて、空気汚染が発生しない確率Ｐ(０)を算出しうる確率演算ユニットを備えている。この確率Ｐ(０)は、所定の各時間間隔ΔＴfにおいて選択される時間Ｄc内に空気汚染を観測しえない確率に相当する。

確率Ｐ(０)は、所定の各時間間隔ΔＴfにおいて選択される時間Ｄc内に空気汚染がｍ回発生する、ポアソン分布に従う確率Ｐ(ｍ)(付録の式１により表される)から求めることができる。

付録の式１において、変数μは、確率事象の発生回数ｍの平均値または期待値である。

本発明においては、この変数μは、将来の所定の各時間間隔ΔＴfにおいて空気汚染が発生する平均の回数を表す。

μの値が１よりも大きいときには、μの値が１に等しいとき（空気汚染が、将来の各時間間隔ΔＴfにおいても同様に発生することを意味する）よりも、空気汚染の発生回数が多く、また、μの値が１よりも小さいときには、μの値が１に等しいときよりも、空気汚染の発生回数が少ないこととなる。

将来の各時間間隔ΔＴfにおいて選択される時間Ｄc内に空気汚染が観測されない確率Ｐ(０)は、変数μの関数である。

一方、変数μは、付録の式２に示すように、先行する各時間間隔ΔＴpにおいて選択される時間Ｄc内に発生した空気汚染の回数Ｎb、時間Ｄc、将来の各時間間隔ΔＴfの継続時間Ｔf、および先行する各時間間隔ΔＴpの継続時間Ｔpの関数として表すことができる。

したがって、将来の各時間間隔ΔＴfにおいて選択される時間Ｄc内に空気汚染が観測されない確率Ｐ(０)は、付録の式３に示すように、先行する各時間間隔ΔＴpにおいて選択される時間Ｄc内に発生した空気汚染の回数Ｎb、時間Ｄc、将来の各時間間隔ΔＴfの継続時間Ｔf、および先行する各時間間隔ΔＴpの継続時間Ｔpから求めることができる。

本発明によれば、先行する各時間間隔ΔＴpにおいて選択される時間Ｄc内に発生した空気汚染の回数Ｎbは、メモリ40に蓄積されているデータから得ることができる。

空気汚染監視制御装置１は、空気汚染の発生回数Ｎbを推定する際、関連する空気汚染の発生回数に重みづけをするため、メモリに蓄積されている汚染データＮi、またはメモリから取り出された汚染データＮiに重みづけをする機能を有している。より正確にいうと、重みづけの機能によれば、複数回の汚染発生回数を、関連する汚染発生レベルに関連づけることができる。例えば、３回の汚染発生回数は、汚染発生レベル３に、２回の汚染発生回数は、汚染発生レベル２に関連づけることができる。

本発明に係る空気汚染監視制御方法における繰返し周期Ｔmは、１秒間である。すでに説明したように、Ｎtab＝Ｔp／Ｔmであるから、表の記録が行われるセルの数Ｎtabは、先行する各時間間隔ΔＴpの継続時間Ｔpに等しい。

図３は、本発明に係る空気汚染監視制御方法の流れ図である。

本発明に係る空気汚染監視制御方法においては、過程100〜過程106が繰り返される。

過程100においては、空気汚染監視制御装置が、付録の式３に従って、予め設定した将来の各時間間隔ΔＴf内で選択される所定の時間Ｄcにわたって空気汚染が発生しない確率Ｐ(０)を求める。将来の各時間間隔ΔＴfの継続時間Ｔfは、１〜２秒間とする。したがって、確率Ｐ(０)は、この１〜２秒間に空気汚染が発生しない確率に相当する。

空気汚染監視制御装置は、確率Ｐ(０)を算出するため、過程101において、メモリに蓄積されているデータから、先行する各時間間隔ΔＴpにおいて発生した空気汚染の回数Ｎbを求める。先行する各時間間隔ΔＴpの継続時間Ｔpは、３０〜４５秒間である。この実施形態においては、空気汚染監視制御装置は、その時点から始まる１〜２秒間における空気汚染の可能性を予測するために、先行する３０〜４５秒間に観測された空気汚染の回数を分割する。

空気汚染監視制御装置は、過程103においては、確率Ｐ(０)によって表される空気汚染の可能性が、許容しうるものか否かを決定する。確率Ｐ(０)によって表される空気汚染の可能性が、許容しうるものか否かを決定するため、空気汚染監視制御装置は、過程1020において、将来の各時間間隔ΔTｆにおける時間Ｄc内において空気汚染が観測されない確率Ｐ(０)が、所定の閾値ＰＳＤよりも小さいか否かを判断する。閾値ＰＳＤは、例えば９０％とすることができる。閾値ＰＳＤは、フラップ駆動装置の寿命（フラップの開閉頻度を最大にした場合における寿命）、車室における最大の空気汚染度、車室に要求される静穏さ等の種々の基準を考慮して定める。

確率Ｐ(０)が、所定の閾値ＰＳＤと等しいか、またはこれよりも大きい場合には、空気汚染発生のおそれは許容しうるものである。この場合、汚染予測モジュールは、過程106において、空気汚染のおそれがないことを表示するため、インジケータの値を「０」に設定する。

この場合、汚染予測モジュール10は、過程107において、コントローラ50（特に車室の快適さを管理する装置）に対して、「外気取入れ」態勢をとれとの指令信号を送る。この指令信号は、空気流入口のフラップを「外気」位置に移行させるものである。

戻って、確率Ｐ(０)が、閾値ＰＳＤよりも小さい場合には、空気汚染発生のおそれは許容しえないものである。この場合、汚染予測モジュールは、過程104において、空気汚染のおそれがあることを表示するため、インジケータの値を「１」に設定する。

一方、フラップ24は、汚染された空気が流入するのを防止するため、「再循環空気」位置に移行する。また、汚染予測モジュールは、過程105において、コントローラ50に対して、「再循環空気利用」態勢をとれとの指令信号を送る。

さらに、本発明に係る空気汚染監視制御装置は、パラメータを初期化するため、過程102において、空気汚染センサ30から汚染情報を取り入れることもできる。

「外気取入れ」態勢または「再循環空気利用」態勢をとれとの指令は、コントローラ50へ送られ、コントローラ50は、フラップ24を「外気」位置または「再循環空気」位置に移行させて、空気を効果的に流れさせるために、図４Ａと図４Ｂに示す過程を進む。

まず、図４Ａの各過程を説明する。

すでに説明したように、汚染予測モジュールによって、車室に流入する空気の汚染が予測されない場合には、過程1060において、「外気取入れ」態勢へ移行せよとの指令が、コントローラ50へ送られる。

コントローラ50は、過程1061において、空気汚染センサ30から空気汚染に関する情報を受け取る。

さらに、コントローラ50は、過程1062において、空気汚染の可能性が許容しえないものであるか否かを判断する。

空気汚染の可能性が許容しえないものである場合には、コントローラ50は、過程1063において、乗員の快適を確保するため、フラップを「再循環空気」位置へ移行させる。フラップを「再循環空気」位置へ移行させる過程の詳細は、図４Ｂの過程1042〜過程1052において説明する。

本発明に係る空気汚染監視制御装置は、汚染予測モジュール10が空気汚染のおそれはないと判断した場合には、空気汚染センサから提供される情報を重視することによって、車室の空気の清浄さを確保することができる。

空気汚染が許容しうるものである場合には、コントローラ50は、過程1064において、フラップ24が、例えば乗員の手動操作によって、強制的に「再循環空気」位置に移行されていないかを検知する。

フラップ24が、強制的に「再循環空気」位置に移行されていることが検知された場合には、コントローラ50は、過程1066において、この「再循環空気」位置を維持し、かつ後述する図４Ｂの過程1046〜過程1052に従って、空気の再循環制御を行う。

戻って、フラップ24が、強制的に「再循環空気」位置に移行されていない場合には、コントローラ50は、過程1065において、フラップを「外気」位置に移行させる。

次に、図４Ｂに示す各過程について説明する。

コントローラ50が、過程1040において、空気汚染のおそれがあるとの判断に続き、「再循環空気利用」態勢をとれとの指令を受けたときには、このコントローラ50が、過程1042において、フラップ24が、例えば乗員の手動操作によって、すでに強制的に「再循環空気」位置に移行されていないかを検知する。

フラップ24が、「再循環空気」位置にない場合には、コントローラ50は、過程1045において、このフラップを「再循環空気」位置に移行させる。また、空気の再循環を制御する過程を実行するため、これまでに空気再循環のために経過した時間Ｔrecを差し引く。

空気の再循環は、長時間にわたると、車室内において、乗員の視界を曇らせて快適さを損なう水分の凝縮現象を引き起こす。したがって、空気の再循環時間は、制限するのが望ましい。そこで、予め、空気の最大可能再循環時間Ｔrec_maxを設定し、この最大可能再循環時間Ｔrec_maxを経過した場合には、フラップを強制的に「外気」位置へ移行させることとする。

コントローラ50は、汚染予測モジュール10から発せられた「再循環空気利用」態勢をとれとの指令に対し、これを実行するか否かの判断に際して、上記の再循環時間の制限を判断材料にする。

フラップ24が、すでに「再循環空気」位置に移行されている場合には、コントローラ50は、過程1046において、これまでに空気の再循環に要した時間が、最大可能再循環時間Ｔrec_maxよりも短いことを確認する。

空気の再循環に要した時間Ｔrecは、これまでに遭遇した空気汚染の回数と、汚染の可能性によって決まる。

空気の再循環に要した時間Ｔrecは、空気汚染の観測時間Ｔpと、空気汚染の確率に係る閾値ＰＳＤに依存する。

空気の再循環に要した時間Ｔrecが、最大可能再循環時間Ｔrec_maxよりも短い場合には、コントローラ50は、過程1048において、フラップを「再循環空気」位置に留める。

空気の再循環に要した時間Ｔrecが、最大可能再循環時間Ｔrec_maxよりも長い場合には、再循環用の空気は入れ替えられる。

この場合、コントローラ50は、過程1050において、フラップを「外気」位置へ移行させ、空気の再循環時間の計測を停止する。

過程1051におけるように、変形例として、コントローラ50は、空気の入替えに必要な最小限の時間Ｔext_minだけ、フラップを「外気」位置へ移行させることもできる。空気の入替えの制御は、この空気の入替えに必要な最小限の時間Ｔext_minを踏まえて行われる。この時間Ｔext_minが経過すると、コントローラ50は、過程1052におけるように、フラップを「再循環空気」位置へ戻した後、空気の再循環時間の計測を開始する。この最小限の時間Ｔext_minは、空気の入替えを十分に確保しうる長さで、かつ汚染された空気を多く取込みすぎない程度に短いものとする。

図１に示すように、本発明に係る空気汚染監視制御装置は、空気汚染の発生回数を観測する時間Ｔpと、空気汚染の確率に係る閾値ＰＳＤを調整するために、アジャスタ20を備えている。

アジャスタ20は、フラップの開閉回数Ｎr、自動車の走行距離（ｋｍ単位）、空気汚染の観測時間Ｔp、および空気汚染の確率に係る閾値ＰＳＤに関連する情報を利用する。

アジャスタ20は、走行距離の関数としてフラップの最大開閉回数Ｎtを与える表と協働する。フラップの最大開閉回数Ｎtは、フラップの実際の開閉回数Ｎrと比較される。観測時間Ｔpと閾値ＰＳＤは、この比較の結果に応じて調整される。

次に、観測時間Ｔpと閾値ＰＳＤの調整手順を、図５を参照して詳細に説明する。

アジャスタ20は、過程200において、自動車の走行中におけるフラップの開閉回数Ｎrを計測する。実際には、この回数Ｎrは、空調機の演算装置によって提供される。

また、アジャスタ20は、過程202において、観測時間Ｔpと閾値ＰＳＤを決定する。過程200と過程202は、順序を問わず連続して行っても、同時に行ってもよい。

アジャスタ20は、続いて、自動車の走行km数ｋを計測し、かつ走行km数ｋが周期ｘの倍数（ｋ＝ｐｘ（ｐは整数））である場合には、過程206〜過程212のルーチンを実行する。

アジャスタ20は、過程206において、自動車の走行km数ｋから、フラップの最大開閉回数Ｎtを決定する。この最大開閉回数Ｎtは、上述の表から提供される。また、この表を格納している記憶部は、走行km数が入力されるポートと、対応する最大開閉回数Ｎtを出力するポートとを有している。

アジャスタ20は、過程208において、フラップの実際の開閉回数Ｎrが、最大開閉回数Ｎtと等しいか、またはこれよりも大きくなっていないかを検証する。

フラップの実際の開閉回数Ｎrが、最大開閉回数Ｎtと等しいか、またはこれよりも大きい場合には、アジャスタ20は、過程210において、フラップの開閉回数Ｎrを減らすべく、観測時間Ｔpと閾値ＰＳＤを増大させる。

フラップの実際の開閉回数Ｎrが、最大開閉回数Ｎtよりも小さい場合には、アジャスタ20は、過程212において、フラップの開閉回数Ｎrを増やすべく、観測時間Ｔpと閾値ＰＳＤを維持するか、または減少させる。

窓ガラスが曇るのを避けるため、アジャスタ20は、観測時間Ｔpと閾値ＰＳＤを調整するために補足される情報（湿度、外気の温度、車室内の温度等）を用いる。

図６は、公知の空気汚染監視制御装置におけるフラップの開閉を表す信号(ｂ)の変化と、本発明に係る空気汚染監視制御装置におけるフラップの開閉を表す信号(ａ)の変化と、将来の各時間間隔ΔＴfにおいて選択される時間Ｄc内で空気汚染が観測されない確率Ｐ(０)を表す信号(ｃ)の変化と、空気汚染センサから提供される空気汚染の変動周期ＲＣを表す信号(ｄ)の変化とを示すグラフである。

図６は、以下の条件下で得られたものである。
−将来の各時間間隔における継続時間Ｔfは１秒間である。
−先行する各時間間隔における継続時間Ｔpは３０秒間である。

図６から、公知の空気汚染監視制御装置における信号(ｂ)の周波数は、本発明に係る空気汚染監視制御装置における信号(ａ)の周波数よりも大きいことが分かる。また、この条件下においては、公知の空気汚染監視制御装置における信号(ｂ)の周波数は、概ね、本発明に係る空気汚染監視制御装置における信号(ａ)の周波数の２倍であることも分かる。

したがって、本発明に係る空気汚染監視制御装置は、車室の空気汚染の監視と制御を十全に行いつつ、フラップの開閉回数を大幅に減らすことができる。この結果、本発明によれば、フラップ駆動装置の磨耗を遅らせ、かつ騒音および温度の観点から乗員の快適さを向上することができる。

これまでは、空気汚染に対処するための装置としてフラップを取り上げて説明してきた。しかし、本発明は、指令によって、外気を取り入れ、作動または停止が行われる光触媒式またはプラズマ触媒式の空気浄化装置、送風機等のフラップ以外の空気汚染に対処する装置にも適用しうるものである。

本発明は、空気汚染に対処するただ１種類の装置だけに適用されるものではなく、同時に複数の種類の空気汚染に対処する装置に適用することもできる。
〔付録〕
１．Ｐ(ｍ)＝(μ^m／ｍ！)・ｅｘｐ(−μ)
２． μ＝(Ｎb／Ｄc)・Ｔf／Ｔp
３．Ｐ(０)＝ｅｘｐ{−(Ｎb／Ｄc)・Ｔf／Ｔp}

本発明に係る空気汚染監視制御装置のブロック図である。空気流入口にフラップと温度センサを備える空気流入ボックスの模式的な断面図である。空気流入口にフラップと温度センサを備える空気流入ボックスの模式的な断面図である。本発明に係る空気汚染監視制御方法の流れ図である。本発明に係る空気汚染監視制御方法における、空気流入口のフラップの作動を調節する過程の流れ図である。本発明に係る空気汚染監視制御方法における、空気流入口のフラップの作動を調節する過程の流れ図である。本発明に係る空気汚染監視制御方法における、空気汚染の監視と制御に係るパラメータをリアルタイムで調整する過程の流れ図である。公知の空気汚染監視制御装置、および本発明に係る空気汚染監視制御装置における、空気流入口のフラップの開閉を表す信号を示すグラフである。

符号の説明

１空気汚染監視制御装置
10 汚染予測モジュール
13 空気フィルタ
14 導管
15 送風口
16 ダッシュボード
18 空気流入ボックス
20 アジャスタ
24 空気汚染に対処する装置（フラップ）
28 送風機
30 空気汚染センサ
32 ウォータセパレータ
34 フロントガラス
36 ボンネット
40 メモリ
50 コントローラ
60 空気汚染データ管理装置
200,220 流入口
ＡＥ外気
ＡＲ再循環空気
Ｈ車室

Claims

車室へ送られる空気の汚染に関する情報を提供しうる空気汚染センサ(30)と接続された車室の空気汚染監視制御装置であって、予め設定された先行する継続時間(Ｔp)内の各時間間隔における空気汚染の発生回数(Ｎb)に関連するデータを蓄積しうるメモリ(40)と、このメモリ(40)から引き出された空気汚染の発生回数(Ｎb) に関連するデータから、予め設定された将来の継続時間(Ｔf)内の各時間間隔における空気汚染の可能性を予測しうる汚染予測モジュール(10)とを備えることを特徴とする空気汚染監視制御装置。
前記汚染予測モジュール(10)は、前記空気汚染の発生回数(Ｎb)から、将来の各時間間隔(ΔＴf)において、空気汚染が発生しない確率を算出しうる確率演算ユニットを備えていることを特徴とする請求項１記載の空気汚染監視制御装置。
前記汚染予測モジュール(10)は、将来の各時間間隔における空気汚染を予測するため、空気汚染が発生しない確率を、予め設定された閾値(ＰＳＤ)と比較することを特徴とする請求項１記載の空気汚染監視制御装置。
空気の汚染に対処しうる少なくとも１つの装置(24)と、前記汚染予測モジュール(20)によって予測される空気汚染の可能性、および前記空気汚染センサ(30)によって提供される空気汚染に関する情報に応じて、前記装置(24)の作動を最適化しうるコントローラ(50)とを備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気汚染監視制御装置。
前記空気の汚染に対処しうる装置(24)は、空気流入口に設けられ、外気を車室へ送るための「外気」位置と、車室内で循環した空気を再度送り込む「再循環空気」位置とをとりうるフラップであることを特徴とする請求項４記載の空気汚染監視制御装置。
前記汚染予測モジュール(10)は、空気汚染の可能性が予測されたときには、前記コントローラ(50)に、前記フラップを「再循環空気」位置へ移行させる指令信号を送ることを特徴とする請求項５記載の空気汚染監視制御装置。
前記汚染予測モジュール(10)は、空気汚染の可能性が予測されないときには、前記コントローラ(50)に、前記フラップを「外気」位置へ移行させる指令信号を送ることを特徴とする請求項５記載の空気汚染監視制御装置。
自動車の走行km数に応じて、フラップの最大開閉回数(Ｎt)を設定しうる表形式の記憶部と、フラップの実際の開閉回数(Ｎr)および前記フラップの最大開閉回数(Ｎt)を比較した結果に応じて、先行する継続時間(Ｔp)の各時間間隔および閾値(ＰＳＤ)を調整しうるアジャスタ(20)とを備えていることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の空気汚染監視制御装置。
前記アジャスタ(20)は、前記フラップの実際の開閉回数(Ｎr)が、前記フラップの最大開閉回数(Ｎt)よりも大きいときには、先行する継続時間(Ｔp)の各時間間隔または閾値(ＰＳＤ)を増大させることを特徴とする請求項８記載の空気汚染監視制御装置。
前記アジャスタ(20)は、前記フラップの実際の開閉回数(Ｎr)が、前記フラップの最大開閉回数(Ｎt)と等しいかまたはこれよりも小さいときには、前記先行する各時間間隔の継続時間(Ｔp)または閾値(ＰＳＤ)を減少させることを特徴とする請求項８記載の空気汚染監視制御装置。
前記コントローラ(50)は、フラップが「再循環空気」位置へ移行する度に、空気の再循環のために経過した時間(Ｔrec)を更新し、空気の再循環のために経過した時間(Ｔrec)が空気の最大可能再循環時間(Ｔrec_max)を等しくなるか、またはこれを超えた場合には、直ちに、最小限の時間(Ｔrec_min)にわたって、フラップを「外気」位置へ移行させることを特徴とする請求項５〜１０のいずれかに記載の空気汚染監視制御装置。
車室へ送られる空気の汚染に関する情報を提供しうる空気汚染センサ(30)を備えた自動車の車室の空気汚染監視制御方法であって、ａ）先行する継続時間(Ｔp)内の各時間間隔における空気汚染の発生回数(Ｎb)に関連するデータを定期的に蓄積する過程と、ｂ）前記蓄積されたデータから引き出された空気汚染の発生回数(Ｎb)に関連するデータから、将来の継続時間(Ｔf)内の各時間間隔における空気汚染の可能性を予測する過程とを含むことを特徴とする空気汚染監視制御方法。
将来の各時間間隔における空気汚染を予測するため、空気汚染が発生しない確率を、予め設定された閾値(ＰＳＤ)と比較する過程と、前記空気汚染が発生しない確率が、前記閾値(ＰＳＤ)よりも顕著に低い場合には、空気汚染の確率があると予測する過程とをさらに含むことを特徴とする請求項１２記載の空気汚染監視制御方法。
前記過程ｂ)で予測された空気汚染の可能性、および空気汚染センサ(30)によって提供される空気汚染に関する情報に応じて、空気の汚染に対処しうる装置(24)の作動を最適化することを特徴とする請求項１３のいずれかに記載の空気汚染監視制御装置。