JP3090518B2 - Air conditioning control device - Google Patents

Air conditioning control device

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JP3090518B2
JP3090518B2 JP03349643A JP34964391A JP3090518B2 JP 3090518 B2 JP3090518 B2 JP 3090518B2 JP 03349643 A JP03349643 A JP 03349643A JP 34964391 A JP34964391 A JP 34964391A JP 3090518 B2 JP3090518 B2 JP 3090518B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の利用分野】この発明は、ガスセンサによる空調
の制御に関し、特に自動車の外気導入制御装置や空気清
浄機の制御等に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to control of air conditioning by a gas sensor, and more particularly to control of an outside air introduction control device of an automobile, control of an air purifier, and the like.

【0002】[0002]

【従来技術】ガスセンサにより、自動車の外気導入制御
を行うことが知られている。この場合の検出対象は、主
としてディーゼル車からのNOxである。これに関して
出願人は、鉛−フタロシアニンを用いたNOxセンサ
(特開平3−103,761)、WO3薄膜を用いたN
Oxセンサ(特願平2−177,982)等を提案し
た。これらの提案はセンサのNOx感度を高めるためで
あるが、現状ではNOx感度はなお不足し、風等のノイ
ズに対するS/Nは不十分である。
2. Description of the Related Art It is known to control the introduction of outside air into an automobile using a gas sensor. The detection target in this case is mainly NOx from a diesel vehicle. In this regard, the applicant has proposed a NOx sensor using lead-phthalocyanine (Japanese Patent Laid-Open No. 3-103,761) and an Nx sensor using a WO3 thin film.
An Ox sensor (Japanese Patent Application No. 2-177,982) has been proposed. These proposals are for increasing the NOx sensitivity of the sensor, but at present, the NOx sensitivity is still insufficient, and the S / N to noise such as wind is insufficient.

【0003】ガスセンサによる空調制御では、これ以外
に空気清浄器の制御等がある。空気清浄器の制御では、
喫煙による空気の汚染を速やかに検出することが要求さ
れるため、僅かなセンサ出力の変化から喫煙を検出する
ことになり、S/Nが不足する。この場合のノイズは、
気流や、空気清浄器自体のオン/オフに伴う電源変動、
湿度の変動等である。空気清浄器は車室内での喫煙対策
として用いられる場合が多いが、この場合には窓の開け
閉めに伴う気流の変化や、乗員からの水蒸気や体臭によ
るセンサ出力の変化がノイズとして加わる。気流の変化
は、風によるセンサ温度の変化の他、雨天での大量の水
蒸気の車室への流れ込みによる湿度の変化となって現れ
る。また乗員自体からの水蒸気や体臭も、狭い車室内で
の空気汚染の検出では深刻な問題である。
In air conditioning control using a gas sensor, there is another control such as an air purifier. In the control of the air purifier,
Since it is required to quickly detect the contamination of air due to smoking, smoking is detected from a slight change in sensor output, and the S / N is insufficient. The noise in this case is
Power fluctuations due to airflow and the on / off of the air purifier itself,
For example, fluctuations in humidity. An air purifier is often used as a countermeasure against smoking in a vehicle cabin. In this case, a change in airflow due to opening and closing of a window and a change in sensor output due to water vapor and body odor from an occupant are added as noise. The change in the air flow appears as a change in the sensor temperature due to the wind and a change in the humidity due to the flow of a large amount of water vapor into the vehicle compartment in rainy weather. Water vapor and body odor from the occupants themselves are also serious problems in detecting air pollution in a narrow cabin.

【0004】ここで関連する従来技術について触れる
と、ガスセンサの出力をアナログあるいはデジタルで微
分し、センサ出力の変化から空調を制御することは周知
である。しかしながら単なる1階微分では、センサ信号
のS/Nはしばしば不足し、ノイズが多く検出の遅い信
号しか得られない場合が多い。
[0004] Referring to the related art heretofore known, it is well known that the output of a gas sensor is differentiated in an analog or digital manner, and air conditioning is controlled from a change in the sensor output. However, in the simple first-order differentiation, the S / N of the sensor signal is often insufficient, and in many cases, only a signal with a lot of noise and a slow detection is obtained.

【0005】[0005]

【発明の課題】この発明の課題は、高速でかつ高いS/
Nで雰囲気の汚染を検出し得るようにすることに有る。
An object of the present invention is to provide a high speed and high S /
The purpose of the present invention is to make it possible to detect atmospheric contamination with N.

【0006】[0006]

【発明の構成】この発明は、ガスセンサの出力から雰囲
気の汚染を検出して、空調を制御するようにした装置に
おいて、ガスセンサ出力の変化のエッジ、言い換えると
ガスセンサ出力の変化の開始点、を求めるためのエッジ
フィルターを設けて、エッジフィルターの出力から雰囲
気の汚染度を求めるようにしたことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus for controlling air conditioning by detecting atmospheric pollution from the output of a gas sensor.
An edge filter for obtaining a starting point of a change in the output of the gas sensor is provided, and the degree of contamination of the atmosphere is obtained from the output of the edge filter.

【0007】[0007]

【実施例】図1〜図5により実施例を説明する。図1に
おいて、1はWO3等の金属酸化物半導体を用いたガス
センサで、RLはその負荷抵抗、RHはヒータである。ガ
スセンサ1にはこれ以外に、鉛フタロシアニン等のNO
xセンサやSnO2等の可燃性ガスセンサを用いてもよ
い。2は定電圧電源で、ガスセンサ1の駆動用の5V等
の検出電源VCと、7V等の付帯回路の駆動用の電源VD
Dの2つの出力を発する。3は電源である。4はバッフ
ァー用の演算増幅回路、5は微分用のコンデンサ、R1
〜R5は抵抗、6は演算増幅回路、7は保護用のツェナ
ーダイオードである。8はマイクロコンピュータで、9
はADコンバータ、10はメモリー、11は2階目の微
分を行うためのデジタル微分回路、12はタイマー、1
3は演算論理回路である。マイクロコンピュータ8の出
力は駆動回路14に接続し、その出力で負荷10、例え
ば自動車の外気導入制御装置のダンパー、を制御する。
An embodiment will be described with reference to FIGS. In FIG. 1, 1 is a gas sensor using a metal oxide semiconductor such as WO3, RL is its load resistance, and RH is a heater. The gas sensor 1 also includes NO such as lead phthalocyanine.
An x sensor or a combustible gas sensor such as SnO2 may be used. Reference numeral 2 denotes a constant voltage power supply, which is a detection power supply VC such as 5V for driving the gas sensor 1 and a power supply VD for driving an auxiliary circuit such as 7V.
Emit two outputs of D. 3 is a power supply. 4 is an operational amplifier circuit for a buffer, 5 is a capacitor for differentiation, R1
R5 is a resistor, 6 is an operational amplifier circuit, and 7 is a Zener diode for protection. 8 is a microcomputer, 9
Is an AD converter, 10 is a memory, 11 is a digital differentiating circuit for performing second order differentiation, 12 is a timer, 1
3 is an arithmetic logic circuit. The output of the microcomputer 8 is connected to a drive circuit 14, which controls a load 10, for example, a damper of an outside air introduction control device of a vehicle.

【0008】図2により実施例の動作を示す。WO3系
NOxセンサ1や鉛フタロシアニンNOxセンサは極め
て高抵抗で、負荷抵抗RLには例えば1M〜10MΩの
ものを用いる。負荷抵抗RLが高抵抗なため、バッファ
ー用演算増幅回路4で出力を取り出し、コンデンサ5で
アナログ微分する。演算増幅回路6を正の片電源VDDで
駆動するため、抵抗R2,R3を用いて微分出力に例えば
100mVの正のバイアスを加える。このアナログ微分
出力を、演算増幅回路6で例えば20倍に増幅する。こ
の出力をアナログ微分出力VD1と呼ぶ。なおアナログ微
分出力VD1がADコンバータ9のAD変換レンジを越え
る場合に備えて、保護用のツェナーダイオード7を設け
る。
FIG. 2 shows the operation of the embodiment. The WO3 NOx sensor 1 and the lead phthalocyanine NOx sensor have extremely high resistance, and a load resistance RL of, for example, 1 M to 10 MΩ is used. Since the load resistance RL is high, the output is taken out by the buffer operational amplifier circuit 4 and analog-differentiated by the capacitor 5. In order to drive the operational amplifier circuit 6 with the positive single power supply VDD, a positive bias of, for example, 100 mV is applied to the differential output using the resistors R2 and R3. The analog differential output is amplified by, for example, 20 times in the operational amplifier circuit 6. This output is called an analog differential output VD1. Note that a protection zener diode 7 is provided in case the analog differential output VD1 exceeds the AD conversion range of the AD converter 9.

【0009】検出対象のNOx濃度が低いため、WO3
センサ1の場合、ディーゼル車からの排ガスに対する、
センサ出力VRLの変化は50〜60mV程度である。仮
にこれを8ビットでAD変換すると2〜3ビットの出力
しか得られず、直接デジタル微分することは困難であ
る。そこで実施例では、バッファー用の演算増幅回路4
を用いて高抵抗の負荷抵抗RLから出力を取り出し、コ
ンデンサ5でアナログ微分を行う。そして演算増幅回路
6で例えば20倍に増幅し、50mVの出力を例えば1
V程度の出力に増幅する。
Since the concentration of NOx to be detected is low, WO3
In the case of the sensor 1, for exhaust gas from a diesel vehicle,
The change of the sensor output VRL is about 50 to 60 mV. If this is AD-converted with 8 bits, only an output of 2 to 3 bits is obtained, and it is difficult to directly perform digital differentiation. Therefore, in the embodiment, the operational amplifier circuit 4 for the buffer is used.
Is used to extract the output from the high-resistance load resistor RL, and the capacitor 5 performs analog differentiation. The signal is amplified by, for example, 20 times by the operational amplifier circuit 6 and the output of 50 mV is output by, for example, 1
Amplify to about V output.

【0010】1V程度のアナログ微分出力VD1を、AD
コンバータ9で8ビットAD変換すると、例えば50ビ
ットの出力が得られる。得られた出力をメモリー10に
順次記憶し、デジタル微分回路11で2階目のデジタル
微分を行う。2階デジタル微分の出力は、センサ出力V
RLが直線状に変化している際に0となり、VRLの変化の
エッジで大きな出力となる。このため風や自動車の加速
等で、センサ出力が直線状に変化しても、2階デジタル
微分の出力には現れない。また2階デジタル微分では、
VRLのエッジを検出するので、1階微分よりも更に速く
センサ出力VRLの変化を検出できる。演算論理回路13
は2階微分出力から外気の汚染を検出し、2階微分出力
が所定値を越えた場合に駆動回路14を介して負荷15
を閉じ、外気の導入を遮断する。演算論理回路13は外
気の汚染を検出すると同時に、例えば2分間のタイマー
12を動作させ、最長でも2分経過後に負荷15を開き
外気の導入を再開する。
The analog differential output VD1 of about 1 V is applied to AD
When 8-bit AD conversion is performed by the converter 9, an output of, for example, 50 bits is obtained. The obtained outputs are sequentially stored in the memory 10, and the digital differentiation circuit 11 performs the second-order digital differentiation. The output of the second-order digital differentiation is the sensor output V
It becomes 0 when RL changes linearly, and becomes a large output at the edge of the change of VRL. For this reason, even if the sensor output changes linearly due to the wind, acceleration of the vehicle, or the like, it does not appear in the output of the second-order digital differentiation. In the second order digital differentiation,
Since the edge of VRL is detected, a change in the sensor output VRL can be detected faster than the first derivative. Arithmetic logic circuit 13
Detects the pollution of the outside air from the second derivative output, and when the second derivative output exceeds a predetermined value, the load 15
And shut off the introduction of outside air. The arithmetic logic circuit 13 detects the contamination of the outside air and, at the same time, activates the timer 12 for 2 minutes, for example, and opens the load 15 after a lapse of at most 2 minutes to restart the introduction of the outside air.

【0011】図3に実施例の動作特性を示す。この図は
WO3ガスセンサ1を用いて、実車走行した際のセンサ
出力である。図の上部には1階のデジタル微分出力VD1
と風速センサの出力とを示し、図の下部には2階のデジ
タル微分出力VD2を示す。1階のデジタル微分出力VD1
に記入した実線の○はディーゼル排ガスへの出力を示
し、破線の○は自動車の加速や減速に伴う風の影響を示
す。図から明らかなように、アナログ微分出力VD1では
1番目、3番目、5番目のディーゼル排ガスへの出力は
風への出力とほぼ等しく、これらを識別することは困難
である。これはNOxへの感度が小さく、風の影響が大
きいためである。
FIG. 3 shows the operating characteristics of the embodiment. This figure shows the sensor output when the vehicle travels using the WO3 gas sensor 1. At the top of the figure is the first-order digital differential output VD1
And the output of the wind speed sensor. The lower part of the figure shows the second-order digital differential output VD2. First-order digital differential output VD1
Indicates the output to diesel exhaust gas, and the broken line indicates the effect of wind accompanying acceleration or deceleration of the vehicle. As is clear from the figure, in the analog differential output VD1, the first, third, and fifth outputs to the diesel exhaust gas are almost equal to the outputs to the wind, and it is difficult to identify them. This is because the sensitivity to NOx is small and the influence of wind is large.

【0012】これに対して、2階のデジタル微分を行う
とNOx感度は風の影響よりも大きくなり、NOxと風
の影響とを識別できる。例えば図3の下部に斜線で示し
た領域のように検出いき値を定めれば、風の影響を受け
ずにNOxのみを検出できる。デジタル2階微分により
NOxと風の影響とのS/Nが向上するのは、ディーゼ
ル排ガスによるセンサ出力の変化の方が、風によるセン
サ出力の変化よりも、短時間で急激に進行するからであ
る。
On the other hand, when the second-order digital differentiation is performed, the NOx sensitivity becomes greater than the effect of wind, and NOx and the effect of wind can be distinguished. For example, if the detection threshold is determined as shown by the hatched area in the lower part of FIG. 3, only NOx can be detected without being affected by wind. The reason why the S / N between NOx and the effect of wind is improved by digital second-order differentiation is that the change in sensor output due to diesel exhaust gas progresses more rapidly in a shorter time than the change in sensor output due to wind. is there.

【0013】図4に実施例の動作波形を示す。この動作
波形は、図3の3番目および4番目のNOxへの出力の
ピークに対するものである。アナログ微分出力VD1を例
えば1秒毎にAD変換し、メモリー10に記憶する。時
刻t0でディーゼル車からの排ガスにセンサ1が触れた
とする。1階微分出力VD1は図の上部の様に変化し、時
刻t0〜t4までの4秒間を用いて1階微分出力VD1をさ
らにデジタル微分し、2階微分出力VD2から時刻t4で
外気の汚染を検出する。これによって負荷15を閉じ、
外気の導入を遮断する。外気の汚染が解消すると、アナ
ログ微分出力VD1は図のように出力のピークを示す。そ
こで外気汚染検出時のアナログ微分出力V0をメモリー
10に記憶し、アナログ微分出力VD1がこの点を2回ク
ロスすることを検出する。例えば図4の上部の右端の点
で、アナログ微分出力VD1が基準値V0を2回クロスし
たことを検出する。VD1がV0を2回クロスすること
は、センサ出力VRLが汚染の検出前の値までほぼ回復し
たことを意味する。そこでこの時点で、負荷15を動作
させ外気の導入を再開する。
FIG. 4 shows operation waveforms of the embodiment. This operating waveform is for the third and fourth NOx output peaks in FIG. The analog differential output VD1 is AD-converted every second, for example, and stored in the memory 10. It is assumed that the sensor 1 touches the exhaust gas from the diesel vehicle at time t0. The first-order differential output VD1 changes as shown in the upper part of the figure. The first-order differential output VD1 is further digitally differentiated using four seconds from the time t0 to t4, and the outside air pollution is reduced at the time t4 from the second-order differential output VD2. To detect. This closes the load 15,
Shut off the introduction of outside air. When the contamination of the outside air is eliminated, the analog differential output VD1 shows a peak of the output as shown in the figure. Therefore, the analog differential output V0 at the time of detecting the outside air pollution is stored in the memory 10, and it is detected that the analog differential output VD1 crosses this point twice. For example, at the right end point in the upper part of FIG. 4, it is detected that the analog differential output VD1 crosses the reference value V0 twice. When VD1 crosses V0 twice, it means that the sensor output VRL has almost recovered to the value before the detection of contamination. Therefore, at this point, the load 15 is operated to restart the introduction of the outside air.

【0014】図5に実施例の動作フローチャートを示
す。例えば1秒毎にアナログ微分出力VD1をサンプリン
グし、これをデジタル微分する。デジタル微分出力VD2
が−2ビット以下で、ディーゼル車からのNOxがある
ものとし、ダンパー15を閉じる。ダンパー15を閉じ
ると同時に、図4での時刻t0のアナログ微分出力V0を
メモリーし、タイマー12をセットする。その後の2分
間に、図4の右側のようにアナログ微分出力VD1が基準
値V0を2回クロスすれば、外気の汚染が解消したもの
としダンパー15を開く。実車走行での結果から、アナ
ログ微分出力VD1は図4での谷の後、基準値V0よりも
高い値に留まり、V0を1回しかクロスしないことが有
ることが判明した。このような場合、タイマー12で例
えば2分後にダンパー15を開く。ここで2分間との値
は、実車走行を繰り返しダンパー15が閉じる割合が許
容範囲に収まるように、経験的に定めたものである。こ
こではタイマー12で強制的に外気の導入を再開するも
のとしたが、例えば基準値V0を図4で左下から右上へ
と進む斜めの勾配を持った線としても良い。このように
すれば基準値V0は時間の経過と共に徐々に増加し、長
時間ダンパーを閉じ続けるとV0が増加し、いずれV0を
アナログ微分出力VD1が2回クロスしダンパー15が開
くことになる。図5には示さないがセンサ1はガソリン
車からの排ガスにも低い感度が有り、デジタル微分出力
VD2が5ビット以上で、オートバイからのガソリン排ガ
スがあるものとして、ダンパー15を閉じるようにし
た。
FIG. 5 shows an operation flowchart of the embodiment. For example, the analog differential output VD1 is sampled every second and digitally differentiated. Digital differential output VD2
Is -2 bits or less, and there is NOx from the diesel vehicle, and the damper 15 is closed. At the same time as the damper 15 is closed, the analog differential output V0 at time t0 in FIG. 4 is stored, and the timer 12 is set. If the analog differential output VD1 crosses the reference value V0 twice in the following two minutes as shown on the right side of FIG. 4, it is determined that the contamination of the outside air has been resolved, and the damper 15 is opened. From the result of running the actual vehicle, it was found that the analog differential output VD1 stayed at a value higher than the reference value V0 after the trough in FIG. 4 and crossed V0 only once. In such a case, the damper 15 is opened by the timer 12 after, for example, two minutes. Here, the value of 2 minutes is empirically determined so that the rate at which the damper 15 is closed by repeating the actual vehicle running is within an allowable range. Here, the introduction of outside air is forcibly restarted by the timer 12, but for example, the reference value V0 may be a line having an oblique slope that goes from the lower left to the upper right in FIG. In this way, the reference value V0 gradually increases with the passage of time, and if the damper is kept closed for a long time, V0 increases. Eventually, the analog differential output VD1 crosses V0 twice and the damper 15 opens. Although not shown in FIG. 5, the sensor 1 has a low sensitivity to exhaust gas from a gasoline-powered vehicle. The digital differential output VD2 is 5 bits or more, and the damper 15 is closed on the assumption that there is gasoline exhaust gas from a motorcycle.

【0015】閉じたダンパー15を再度開くのに有効な
他の手法は、基準値V0に適当な補正係数を加算あるい
は乗算してV0を補正し、この値をアナログ微分出力VD
1が2回クロスするのを確認することである。補正係数
は定数とする必要はなく、ダンパー15が閉じている時
間の割合が上限以下となり、かつ汚染検出の頻度が高い
場合にはダンパー15が閉じている割合が高くなるよう
にすれば良い。表1に、30分間の市街地走行での、ダ
ンパー15が閉じている割合のシミュレーション結果を
示す。
Another effective method for reopening the closed damper 15 is to correct or correct V0 by adding or multiplying a reference value V0 by an appropriate correction coefficient.
Check that 1 crosses twice. The correction coefficient does not need to be a constant, and the proportion of the time during which the damper 15 is closed is equal to or less than the upper limit, and when the frequency of contamination detection is high, the proportion at which the damper 15 is closed may be increased. Table 1 shows a simulation result of a rate at which the damper 15 is closed in a 30-minute city driving.

【0016】[0016]

【表1】 補正係数とダンパー15が閉じる割合 補正係数 ダンパー15が閉じている割合(%) 1.0 62 1.02 32 1.04 26 1.06 24 1.08 44 1.10 45 * V0に補正係数を乗算した値を、VD1が2回クロス
した際にダンパー15を開くものとし、30分の実車走
行データからシミュレーションした。
Table 1 Correction coefficient and ratio at which damper 15 is closed Correction coefficient Ratio at which damper 15 is closed (%) 1.0 62 1.02 32 1.04 26 1.06 24 1.08 44 1.10 45 * V0 The value obtained by multiplying the data by the correction coefficient is assumed to be such that the damper 15 is opened when VD1 crosses twice, and a simulation was performed from 30 minutes of actual vehicle travel data.

【0017】図6に、空気清浄器の制御に適した、実施
例の動作波形を示す。図1〜図5の実施例との相違点
は、マイクロコンピュータ8で直接2階デジタル微分を
行う点である。これは空気清浄器の制御では、ガスセン
サ1の出力が一般に大きく、2階デジタル微分を直接行
えるだけの分解能が得られるためである。この実施例で
は、例えば1秒毎にガスセンサ1の出力をサンプリング
してAD変換し、ラプラシアンフィルターを用いて、2
階デジタル微分を行う。ここで用いたラプラシアンフィ
ルターは、例えば時刻t0〜t4の5つのデータに対し、
重み(+1,−3,+4,−3,+1)を用いて2階デ
ジタル微分するものである。2階微分出力は、例えば
(VRL0−3VRL1+4VRL2−3VRL3+VRL4)とな
る。ラプラシアンフィルターの常数は任意であり、この
種のフィルターは一般にエッジフィルターとして画像処
理の分野で用いられている。図6の実施例では2階デジ
タル微分出力Fを定数Kと比較し、2階デジタル微分出
力Fが定数K以上で空気が汚染しているものとして、空
気清浄器を動作させる。これと同時にガスセンサ出力V
0を基準値Sに代入し、ガスセンサ出力Vnが Vn≧S±G (Gは定数) を充した時点で空気の汚染が解消したものとし、空気清
浄器を停止させる。
FIG. 6 shows operation waveforms of the embodiment suitable for controlling the air purifier. The difference from the embodiment of FIGS. 1 to 5 is that the microcomputer 8 directly performs second-order digital differentiation. This is because in the control of the air purifier, the output of the gas sensor 1 is generally large, and a resolution sufficient to directly perform second-order digital differentiation is obtained. In this embodiment, for example, the output of the gas sensor 1 is sampled and AD-converted every second, and the output is sampled using a Laplacian filter.
Performs first-order digital differentiation. The Laplacian filter used here is, for example, for five data at times t0 to t4,
The second-order digital differentiation is performed using the weights (+1, -3, +4, -3, +1). The second-order differential output is, for example, (VRL0-3VRL1 + 4VRL2-3VRL3 + VRL4). The constant of the Laplacian filter is arbitrary, and this type of filter is generally used as an edge filter in the field of image processing. In the embodiment of FIG. 6, the second-order digital differential output F is compared with a constant K, and the air purifier is operated assuming that the second-order digital differential output F is equal to or greater than the constant K and the air is contaminated. At the same time, the gas sensor output V
When 0 is substituted for the reference value S, when the gas sensor output Vn satisfies Vn ≧ S ± G (G is a constant), it is assumed that air pollution has been eliminated, and the air purifier is stopped.

【0018】エッジフィルターや2階微分でガスセンサ
出力VRLの変化のエッジを検出することの特徴は、 1) VRLの変化のエッジを検出するため、VRLの変化率
が大きくなった時点で検出する、1階微分よりも速やか
に検出できる、 2) センサ出力が直線状に増加あるいは減少する場合、
エッジフィルターの出力は0となり、風等の影響を受け
ないことにある。 1)の特徴については、例えば図3で1階微分信号VD1が
最大となる点(VD1のボトム)よりも前に、2階微分信
号VD2が最大となる点があることから明らかである。ま
た検出速度を速めているにもかかわらずS/Nが低下し
ていないことは、図3で2階微分信号VD2の方が1階微
分信号VD1よりも、ディーゼル排ガスを確実に捉えてい
ることから明らかである。S/Nの点については、空気
の汚染と風の影響等のノイズとの、センサ信号への時定
数の差が重要である。風の影響は外気の汚染よりも緩慢
な減少であるため、2階微分で外気汚染との差が明瞭と
なる。これ以外の外気汚染検出時のノイズとして、自動
車の加速や減速に伴うセンサ温度の変化がある。これは
センサ1がエンジンルームに有るためで、センサ出力V
RLは加速や減速の間直線的に大きく変化する。1階微分
ではセンサ出力の直線的変化は大きなノイズとなるが、
2階微分ではノイズとならない。
The feature of detecting the edge of the change of the gas sensor output VRL by the edge filter or the second-order differentiation is as follows. 1) To detect the edge of the change of the VRL, it is detected when the rate of change of the VRL becomes large. 2) When the sensor output increases or decreases linearly,
The output of the edge filter is 0, which means that it is not affected by wind or the like. The feature (1) is apparent from the fact that there is a point where the second-order differential signal VD2 becomes maximum before the point where the first-order differential signal VD1 becomes maximum (bottom of VD1) in FIG. In addition, the fact that the S / N ratio did not decrease despite the increase in the detection speed means that the second-order differential signal VD2 in FIG. 3 captures diesel exhaust more reliably than the first-order differential signal VD1. It is clear from Regarding the S / N point, the difference between the time constant of the sensor signal between the air pollution and noise such as the influence of wind is important. Since the effect of the wind is a slower decrease than the outside air pollution, the difference from the outside air pollution becomes clear in the second derivative. Other noises at the time of detecting outside air pollution include changes in sensor temperature due to acceleration or deceleration of the vehicle. This is because the sensor 1 is in the engine room, and the sensor output V
RL varies greatly linearly during acceleration and deceleration. In the first derivative, the linear change of the sensor output becomes a large noise,
The second derivative does not cause noise.

【0019】[0019]

【発明の効果】この発明では、速やかにかつ高いS/N
で、雰囲気の汚染を検出することができる。
According to the present invention, the S / N ratio can be increased quickly and
Thus, contamination of the atmosphere can be detected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 実施例の自動車の外気導入制御装置の回路
FIG. 1 is a circuit diagram of an external air introduction control device for a vehicle according to an embodiment.

【図2】 図1の装置の動作波形図FIG. 2 is an operation waveform diagram of the apparatus of FIG.

【図3】 実車走行時のガスセンサ出力を示す特性図FIG. 3 is a characteristic diagram showing an output of the gas sensor when the vehicle is running.

【図4】 図3のガスセンサ特性での、自動車の外気
導入制御動作を示す実施例の波形図
FIG. 4 is a waveform diagram of an embodiment showing an outside air introduction control operation of an automobile based on the gas sensor characteristics of FIG. 3;

【図5】 実施例の自動車の外気導入制御装置の動作
フローチャート
FIG. 5 is an operation flowchart of the outside air introduction control device for a vehicle according to the embodiment;

【図6】 実施例の空気清浄器の制御装置の動作フロ
ーチャート
FIG. 6 is an operation flowchart of the control device of the air purifier of the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ガスセンサ RH ヒータ RL 負荷抵抗 2 定電圧電源 3 電源 4 バッファー用の演算増幅回路 5 微分用のコンデンサ 6 演算増幅回路 7 保護用ツェナーダイオード R1〜R5 抵抗 8 マイクロコンピュータ 9 AD変換部 10 メモリー 11 デジタル微分回路 12 タイマー 13 演算論理回路 14 駆動回路 15 負荷 VRL ガスセンサ出力 VD1 1階微分出力 VD2 2階微分出力 VC 検出電源 VDD 回路電源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gas sensor RH Heater RL Load resistance 2 Constant voltage power supply 3 Power supply 4 Operational amplifier circuit for buffer 5 Capacitor for differentiation 6 Operational amplifier circuit 7 Protection Zener diode R1 to R5 Resistance 8 Microcomputer 9 AD conversion unit 10 Memory 11 Digital differentiation Circuit 12 Timer 13 Operation logic circuit 14 Drive circuit 15 Load VRL Gas sensor output VD1 First-order differential output VD2 Second-order differential output VC Detection power supply VDD Circuit power supply

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 27/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G01N 27/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ガスセンサの出力から雰囲気の汚染を検
出して、空調を制御するようにした装置において、 ガスセンサ出力の変化のエッジを求めるためのエッジフ
ィルターを設けて、エッジフィルターの出力から雰囲気
の汚染度を求めるようにしたことを特徴とする、空調制
御装置。
An apparatus for controlling air conditioning by detecting contamination of an atmosphere from an output of a gas sensor, wherein an edge filter for obtaining an edge of a change in the output of the gas sensor is provided, and an atmosphere of the atmosphere is detected from an output of the edge filter. An air-conditioning control device, wherein the degree of pollution is determined.
【請求項2】 前記エッジフィルターが、ガスセンサ出2. The gas filter according to claim 1, wherein the edge filter is a gas sensor.
力を2階微分するものであることを特徴とする、請求項The second-order differentiation of a force
1の空調制御装置。1 air conditioning control device.
【請求項3】 ガスセンサの出力をアナログで1階微分3. The output of a gas sensor is first-order differentiated by analog.
するためのアナログ微分回路と、An analog differentiating circuit for アナログ微分回路の出力を増幅するための増幅回路と、An amplification circuit for amplifying the output of the analog differentiation circuit; 増幅回路の出力の1階微分出力をAD変換するためのAA for AD-converting the first-order differential output of the output of the amplifier circuit
Dコンバータと、A D converter, AD変換した1階微分出力をデジタルで、2階目の微分Digital output of the 1st derivative output after AD conversion, 2nd derivative
を行うためのデジタル微分回路を設け、Digital differentiation circuit for performing デジタル微分回路の出力から雰囲気の汚染を検出するよDetects atmospheric contamination from the output of the digital differentiator
うにしたことを特徴とする、請求項2の空調制御装置。The air-conditioning control device according to claim 2, wherein
【請求項4】 雰囲気の汚染検出時の1階微分出力を記4. The first-order differential output at the time of detecting atmospheric contamination is described.
憶するための手段と、Means to remember, 雰囲気の汚染検出後の1階微分出力を、記憶した1階微The first-order differential output after detecting atmospheric contamination is stored in the first-order fine
分出力と比較し、雰囲気の汚染検出後の1階微分出力がCompared with the minute output, the first derivative output after detecting the contamination of the atmosphere is
記憶した1階微分出力を2回クロスしたことを検出するDetects that the stored first derivative output is crossed twice
ための手段と、Means for この手段の信号で雰囲気の汚染の解消を検出するようにDetecting the elimination of atmospheric pollution with the signal of this means
した、請求項3の空調制御装置。The air conditioning control device according to claim 3, wherein
【請求項5】 空調制御装置を、自動車の外気導入制御5. An air-conditioning control device, comprising:
に用いることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかにThe method according to any one of claims 1 to 4, wherein
記載の、空調制御装置。The air-conditioning control device according to claim 1.
【請求項6】 ガスセンサの出力をAD変換するための6. An A / D converter for converting an output of a gas sensor into an analog signal.
ADコンバータと、AD変換したガスセンサ出力を処理Process AD converter and AD converted gas sensor output
するためのラプラシアンフィルターとを設けた、請求項And a Laplacian filter for performing the operation.
2の空調制御装置。2 air conditioning control device.
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