JP3340787B2 - 換気扇の自動運転装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、煙などの汚染ガスの濃
度を検知するガスセンサを備え、そのガスセンサの検知
出力に基づいて換気扇の自動運転を行うようにした換気
扇の自動運転装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年においては、室内空気の汚染状態に
応じて換気扇を自動運転させるようにした装置が考えら
れているが、このような換気扇の自動運転装置を実現す
るに当たっては、室内の汚染ガス濃度を検知するガスセ
ンサを設けると共に、このガスセンサによる検知ガス濃
度が基準レベル以上ある状態で換気扇の運転を開始させ
る制御装置を設ける構成とすることが一般的となってい
る。

【０００３】ところで、このような用途に使用されるガ
スセンサは、通電開始直後は出力特性が安定せず、その
後にある程度の遅れ時間が経過したときに初めて出力特
性が安定するという性質があるため、前記換気扇の自動
運転装置を実現するに当たっては、上記のような事情を
考慮する必要がある。そこで、従来においては、例えば
特開平３−３１６３３号公報に見られるように、ガスセ
ンサへの通電開始当初に所定の準備期間だけ換気扇の換
気運転を強制的に実行すると共に、その換気運転が終了
した時点におけるガスセンサの検知出力を前記基準レベ
ルとして記憶する構成とし、以てガスセンサの通電開始
当初における出力特性の変動を吸収することが行われて
いる。

【０００４】このことを具体的な例を挙げて説明する
と、以下のようになる。つまり、ガスセンサの出力は電
圧信号として得るのが通常であるが、ガスセンサの通電
開始当初には、上記電圧信号は、換気扇の換気運転に応
じて図６に一例を示すように変化することになる。図６
において、ガスセンサから出力される電圧信号は、一旦
ピーク値ａを示した状態（準安定状態）を経た後に安定
状態に移行するものであり、前記制御装置は、上記ピー
ク値ａが出現した後の所定のタイミングｔ1 で換気扇の
運転を停止すると共に、そのタイミングｔ1 での上記電
圧信号のレベルＶｓを前述した基準レベルとして記憶
し、この後においては、ガスセンサから出力される電圧
信号のレベルが上記基準レベルＶｓ以上となったときに
換気扇の運転を開始するように構成されるものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来構成では、基準レベルＶｓを記憶するタイミングを、
換気扇の強制的な換気運転が一定時間Ｔだけ行われたタ
イミングに一義的に決定しているため、以下に述べるよ
うな欠点があった。即ち、室内空気の汚れ度合いが大き
い場合には、図７に示すように、換気扇の強制的な換気
運転が一定時間Ｔ行われた後においても、ガスセンサか
らの電圧信号のレベル（つまり室内の汚染ガス濃度）が
十分に下がり切らない場合があり、このような場合に記
憶される基準レベルＶｓは、比較的高い汚染ガス濃度に
対応したものとなる。このため、その後においては、室
内の汚染ガス濃度が比較的高い場合でも換気扇の自動運
転が開始されないことになり、自動運転の開始時期の制
御が不正確になってしまう。また、このような事態を防
止するためには、換気扇の換気運転時間Ｔを引き延ばせ
ば良いが、これでは、室内空気の汚染度合いが比較的低
い状態時に換気扇の強制的な換気運転が無闇に長く行わ
れることになり、その運転が無駄になる。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、室内の汚染ガス濃度検知用のガスセ
ンサの出力特性が安定するまでの間に換気扇の換気運転
を所定時間だけ強制的に行う構成のものでありながら、
上記ガスセンサの検知出力に基づいた自動運転の開始時
期の制御を正確に行い得ると共に、換気扇の強制的な換
気運転が無駄に行われる事態を確実に防止できるように
なる換気扇の自動運転装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、室内の汚染ガス濃度を検知するガスセンサ
を設けた上で、このガスセンサへの通電開始当初に所定
の準備期間だけ換気扇による換気運転を強制的に実行し
て当該強制換気運転終了時点における前記ガスセンサに
よる検知ガス濃度を基準レベルとして記憶すると共に、
この後に前記ガスセンサからの検知出力により示される
汚染ガス濃度が前記基準レベル以上となったときに前記
換気扇による換気運転を開始させる制御手段を設けて成
る換気扇の自動運転装置において、前記制御手段を、前
記換気扇の強制的な換気運転中の所定時期に前記ガスセ
ンサの検知出力が予め設定した限度量以上変動したとき
には上記換気運転の継続時間を一定時間だけ延長する構
成としたものである。

【０００８】この場合、制御手段を、換気扇の強制的な
換気運転を延長することなく基準レベルを記憶した場合
に、その記憶後に所定時間が経過したときに換気扇の強
制的な換気運転を一定時間だけ行うと共に、その換気運
転中においてガスセンサの検知出力が予め設定した限度
量以上変動したときに上記換気運転の継続時間を一定時
間だけ延長するように構成することもできる。

【０００９】

【作用】請求項１に記載された換気扇の自動運転装置で
は、ガスセンサへの通電が開始されると、制御手段によ
って換気扇の強制的な換気運転が開始されて室内の汚染
ガスが排出されるようになるが、このような換気運転中
における室内の汚染ガス濃度の単位時間当たりの変動量
は、その汚染ガス濃度が高い状態時ほど大きくなるとい
う性質がある。

【００１０】制御手段は、上記のような強制的な換気運
転中の所定時期におけるガスセンサの検知出力の変動量
が予め設定した限度量より小さい状態時、つまり室内の
汚染ガス濃度が比較的低い通常の状態時には、上記換気
扇の強制的な換気運転を所定の準備期間だけ行うもので
あり、その準備期間中にガスセンサの出力特性が安定す
るようになる。また、制御手段は、上記のような強制的
な換気運転が終了した時点でのガスセンサによる検知ガ
ス濃度を基準レベルとして記憶するものであり、従っ
て、この場合に記憶される基準レベルは、比較的低い汚
染ガス濃度に対応したものとなる。そして、制御手段
は、この後においてガスセンサからの検知出力により示
される汚染ガス濃度が前記基準レベル以上になったとき
には、前記換気扇による換気運転を自動的に開始させる
ようになる。

【００１１】これに対して、前記強制的な換気運転中の
所定時期においてガスセンサの検知出力が予め設定した
限度量以上変動した状態時、つまり室内の汚染ガス濃度
が比較的高い状態時には、制御手段が、上記強制的な換
気運転の継続時間を一定時間だけ延長するようになる。
従って、このような延長期間中において室内の汚染ガス
濃度が低下されるようになるから、上記換気運転の終了
時点で前述のように記憶される基準レベルは、前述した
通常の状態時と同様に比較的低い汚染ガス濃度に対応し
たものとなる。つまり、ガスセンサに対する通電開始当
初における室内空気の汚染度合いが大きい場合であって
も、換気扇の自動運転の根拠となる前記基準レベルを適
正なレベルに引き下げ得るものであり、結果的に換気扇
の自動運転の開始時期の制御を正確に行い得るようにな
る。

【００１２】請求項２に記載された換気扇の自動運転装
置では、制御手段が換気扇の強制的な換気運転を延長す
ることなく基準レベルを記憶した場合、つまり室内の汚
染ガス濃度が比較的低い状態にあった場合には、その記
憶後に所定時間が経過したときに換気扇の強制的な換気
運転を一定時間だけ行うと共に、その換気運転中におい
てガスセンサの検知出力が予め設定した限度量以上変動
したときに上記換気運転の継続時間を一定時間だけ延長
し、斯様な延長運転が終了した時点でのガスセンサの検
知出力を新たな基準レベルとして記憶するようになる。
この結果、当該基準レベルが確実に低下されることにな
り、換気扇の自動運転の開始時期の制御を一層正確に行
い得るようになる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の第１実施例について図１〜図
３を参照しながら説明する。電気的構成を概略的に示す
図１において、ガスセンサ１は、室内の汚染ガス濃度を
検知するために設けられたもので、検知した汚染ガス濃
度が高い状態時ほど内部抵抗値が低下する特性を備えて
いる。このガスセンサ１は、一端が定電圧電源端子＋Ｖ
ccに接続されていると共に、他端が抵抗２を介してアー
ス端子に接続されている。従って、ガスセンサ１及び抵
抗２の共通接続点からは、当該ガスセンサ１により検知
される汚染ガス濃度が高い状態時ほど高レベルとなる電
圧信号Ｖｄが出力されるものであり、その電圧信号Ｖｄ
は制御手段たる制御回路３に与えられる構成となってい
る。

【００１４】この制御回路３は、換気扇４の運転（換気
運転）を出力回路５を通じて制御するようになってお
り、その運転制御は上記のように入力される電圧信号Ｖ
ｄ及び予め記憶した制御プログラムなどに基づいて行わ
れる。

【００１５】しかして、図２には上記制御回路３による
制御内容のうち本発明の要旨に関係した部分のみが示さ
れており、以下これについて説明する。即ち、制御回路
３は、電源投入時つまりガスセンサ１への通電開始時に
は、まず換気扇４の換気運転を開始させ（ステップＡ
１）、この後に一定時間Ｔ0 （例えば５分）だけ待機す
る（ステップＡ２）。そして、上記待機時間Ｔ0 が経過
したときには、所定の単位時間内において電圧信号Ｖｄ
が予め設定した限度量ΔＶ以上変動したか否かを判断す
る（ステップＡ３）。

【００１６】電圧信号Ｖｄの単位時間当たりの変動量が
限度量ΔＶ未満であった場合（ステップＡ３で「Ｎ
Ｏ」）には、一定時間Ｔ1 （例えば１０分）が経過した
か否かを判断し（ステップＡ４）、その時間Ｔ1 が経過
するまでの間はステップＡ３を繰り返し実行する。そし
て、電圧信号Ｖｄの単位時間当たりの変動量が限度量Δ
Ｖ未満の状態のまま時間Ｔ1 が経過したとき（ステップ
Ａ４で「ＹＥＳ」）には、換気扇４の換気運転を停止さ
せると共に、その停止時点における電圧信号Ｖｄを基準
レベルＶｓとして記憶し（ステップＡ５、Ａ６）、この
後には自動運転ルーチンＡ７を電源が遮断されるまで実
行する。

【００１７】上記自動運転運転ルーチンＡ７では、ガス
センサ１からの電圧信号Ｖｄのレベルが前記基準レベル
Ｖｓ以上となった場合に換気扇４の換気運転を開始させ
ると共に、その後の所定タイミングで換気扇４の換気運
転を停止させる制御を行うものであり、その停止タイミ
ングの制御は、例えば、電圧信号Ｖｄのレベルが予め設
定した下限レベルまで低下したか否か、或いはタイマ機
能による時間制御などに基づいて行われる。

【００１８】一方、前記時間Ｔ1 が経過する前に電圧信
号Ｖｄの単位時間当たりの変動量が限度量ΔＶ以上とな
った場合（ステップＡ３で「ＹＥＳ」）には、時間Ｔ1
の残り時間、つまり時間Ｔ1 から前記ステップＡ２の終
了後の経過時間τを差し引いた時間と、予め設定された
一定時間Ｔ2 （例えば１０分）との合計時間（Ｔ1 −τ
＋Ｔ2 ）が経過するまで待機し（ステップＡ８）、その
合計時間が経過したときには前記ステップＡ５以降の制
御を実行する。

【００１９】以上のような制御回路２による制御内容及
びこれに関連した作用を要約すると以下〜のように
なる。 …電源が投入されたとき、つまりガスセンサ１への通
電開始当初には、換気扇４の換気運転を強制的に開始さ
せると共に、その後に一定の待機時間Ｔ0 （５分）が経
過するまでの間は、上記のような強制的な換気運転をそ
のまま継続する。これにより、ガスセンサ１からの電圧
信号Ｖｄは、図３に示すように、待機時間Ｔ0 が経過す
る前の時点で一旦ピーク値ａを示した準安定状態を呈し
た後に安定状態へ移行するようになる。

【００２０】…上記待機時間Ｔ0 が経過した後には、
換気扇４による強制的な換気運転を継続した状態にて、
ガスセンサ１からの電圧信号Ｖｄの単位時間当たりの変
動量が限度量ΔＶ以上か否かを判断する動作を、一定時
間Ｔ1 （１０分）だけ反復して行う。ここで、換気扇４
による換気運転中には、室内の汚染ガス濃度の単位時間
当たりの変動量は、その汚染ガス濃度が高い状態時ほど
大きくなるという性質があるから、上記のような変動量
の大小に基づいて室内の汚染ガス濃度を知ることができ
る。しかして、上記時間Ｔ1 が経過するまでの間におい
て、電圧信号Ｖｄの単位時間当たりの変動量が限度量Δ
Ｖ未満のままであった場合、つまり室内の汚染ガス濃度
が比較的低い状態にあった場合には、上記時間Ｔ1 が経
過した時点で換気扇４の換気運転を停止させると共に、
その停止時点における電圧信号Ｖｄを基準レベルＶｓと
して記憶し、これ以降は上記基準レベルＶｓと電圧信号
Ｖｄとの比較出力に基づいて換気扇４の自動運転を制御
する。

【００２１】即ち、電源投入後に行われる換気扇４の強
制的な換気運転は、室内の汚染ガス濃度が比較的低い場
合には、図３に実線で示すように、時間Ｔ0 と時間Ｔ1
との合計時間Ｔ（１５分）に相当した準備期間だけ行わ
れるものであり、この場合に記憶される基準レベルＶｓ
は、上記のような比較的低い汚染ガス濃度に対応したも
のとなる。

【００２２】…前記時間Ｔ1 が経過するまでの間にお
いて、電圧信号Ｖｄの単位時間当たりの変動量が限度量
ΔＶ以上になった場合、つまり室内の汚染ガス濃度が比
較的高い状態にあった場合には、上記時間Ｔ1 の経過後
にさらに一定時間Ｔ2 （１０分）が経過した時点で換気
扇４の換気運転を停止させると共に、その停止時点にお
ける電圧信号Ｖｄを基準レベルＶｓとして記憶し、これ
以降は上記基準レベルＶｓと電圧信号Ｖｄとの比較出力
に基づいて換気扇４の自動運転を制御する。

【００２３】これにより、電源投入後に行われる換気扇
４の強制的な換気運転は、室内の汚染ガス濃度が比較的
高い場合には、図３に二点鎖線で示すように、前記時間
Ｔより時間Ｔ2 （１０分）延長されたＴ′（２５分）に
相当した準備期間だけ行われることになるから、この場
合に記憶される基準レベルＶｓも、比較的低い汚染ガス
濃度に対応したものとなる。

【００２４】従って、上記した本実施例の構成によれ
ば、ガスセンサ１への通電開始当初において当該ガスセ
ンサ１の出力特性を安定させるために設けられた準備期
間が、室内空気の汚染度合いに応じて引き延ばされるよ
うになるから、その準備期間中における室内の汚染ガス
濃度の如何に拘らず、換気扇４の自動運転の根拠となる
基準レベルＶｓが適正なレベルに引き下げられるように
なり、結果的に換気扇４の自動運転の開始時期の制御を
正確に行い得るようになる。

【００２５】図４及び図５には本発明の第２実施例が示
されており、以下これについて前記第１実施例と異なる
部分のみ説明する。即ち、この第２実施例は、制御回路
３による制御内容が第１実施例と異なるものであり、図
４には本実施例による制御内容のうち本発明の要旨に関
係した部分のみが示されている。

【００２６】図４において、制御回路３は、電源投入時
つまりガスセンサ１への通電開始時には、まず換気扇４
の換気運転を開始させ（ステップＢ１）、この後に一定
時間Ｔ0 （５分）だけ待機する（ステップＢ２）。そし
て、上記待機時間Ｔ0 が経過したときには、所定の単位
時間内において電圧信号Ｖｄが予め設定した限度量ΔＶ
以上変動したか否かを判断する（ステップＢ３）。

【００２７】電圧信号Ｖｄの単位時間当たりの変動量が
限度量ΔＶ未満であった場合（ステップＢ３で「Ｎ
Ｏ」）には、一定時間Ｔ1 （１０分）が経過したか否か
を判断し（ステップＢ４）、その時間Ｔ1 が経過するま
での間はステップＢ３を繰り返し実行する。そして、電
圧信号Ｖｄの単位時間当たりの変動量が限度量ΔＶ未満
の状態のまま時間Ｔ1 が経過したとき（ステップＢ４で
「ＹＥＳ」）には、換気扇４の換気運転を停止させると
共に、その停止時点における電圧信号Ｖｄを基準レベル
Ｖｓとして記憶する（ステップＢ５、Ｂ６）。そして、
この後には、自動運転ルーチンＢ７を所定時間Ｔ3 （例
えば５分）が経過するまでの間だけ反復して実行する
（ステップＢ８）。

【００２８】尚、上記自動運転運転ルーチンＢ７では、
ガスセンサ１からの電圧信号Ｖｄのレベルが前記基準レ
ベルＶｓ以上となった場合に換気扇４の換気運転を開始
させると共に、その後に電圧信号Ｖｄのレベルが予め設
定した下限レベルまで低下したときに換気扇４の換気運
転を停止させる制御を行う。

【００２９】そして、上記時間Ｔ3 が経過したときに
は、換気扇４の換気運転を無条件で開始させ（ステップ
Ｂ９）、この後に、所定の単位時間内において電圧信号
Ｖｄが予め設定した限度量ΔＶ以上変動したか否かを再
判断する（ステップＢ１０）。このとき、電圧信号Ｖｄ
の単位時間当たりの変動量が限度量ΔＶ未満であった場
合（ステップＢ１０で「ＮＯ」）には、一定時間Ｔ4
（例えば５分）が経過したか否かを判断し（ステップＢ
１１）、その時間Ｔ4 が経過するまでの間はステップＢ
１０を繰り返し実行する。

【００３０】この後において、電圧信号Ｖｄの単位時間
当たりの変動量が限度量ΔＶ未満の状態のまま時間Ｔ4
が経過したとき（ステップＢ１１で「ＹＥＳ」）には、
換気扇４の換気運転を停止させると共に、その停止時点
における電圧信号Ｖｄを基準レベルＶｓとして記憶する
（ステップＢ１２、Ｂ１３）。そして、この後には、前
記自動運転ルーチンＢ７と同様の自動運転ルーチンＢ１
４を電源が遮断されるまで実行する。

【００３１】一方、前記時間Ｔ1 が経過する前に電圧信
号Ｖｄの単位時間当たりの変動量が限度量ΔＶ以上とな
った場合（ステップＢ３で「ＹＥＳ」）には、時間Ｔ1
の残り時間、つまり時間Ｔ1 から前記ステップＢ２の終
了後の経過時間τを差し引いた時間と、予め設定された
一定時間Ｔ2 （例えば１０分）との合計時間（Ｔ1 −τ
＋Ｔ2 ）が経過するまで待機し（ステップＢ１５）、そ
の合計時間が経過したときには前記ステップＢ１２以降
の制御を実行する。

【００３２】また、前記時間Ｔ4 が経過する前に電圧信
号Ｖｄの単位時間当たりの変動量が限度量ΔＶ以上とな
った場合（ステップＢ１０で「ＹＥＳ」）には、時間Ｔ
4 の残り時間、つまり時間Ｔ4 から前記ステップＢ８の
終了後の経過時間τ′を差し引いた時間と、予め設定さ
れた一定時間Ｔ5 （例えば１０分）との合計時間（Ｔ4
−τ′＋Ｔ5 ）が経過するまで待機し（ステップＢ１
６）、その合計時間が経過したときには前記ステップＢ
１２以降の制御を実行する。

【００３３】要するに、本実施例では、ガスセンサ１へ
の通電開始当初において電圧信号Ｖｄの単位時間当たり
の変動量が限度量ΔＶ未満のままであった場合、つまり
室内の汚染ガス濃度が比較的低い状態にあった場合に
は、図５に示すように、換気扇４の強制的な換気運転
を、時間Ｔ3 の休止期間（ここでいう「休止期間」は強
制的な換気運転の休止期間を示すもので、前記自動運転
ルーチンＢ７による換気運転が行われる場合もあり得
る）を挟んで２回行うと共に、２回目の換気運転中にお
いて電圧信号Ｖｄが予め設定した限度量ΔＶ以上変動し
たときには、上記強制的な換気運転の継続時間を一定時
間Ｔ5 だけ延長するものである。

【００３４】従って、本実施例によれば、室内の汚染ガ
ス濃度が比較的低い状態時には、基準レベルＶｓを一旦
記憶した後においても、換気扇４の強制的な換気運転が
１回余分に行われて、その換気運転終了時点での電圧信
号Ｖｄが新たな基準レベルＶｓとして記憶されることに
なるから、当該基準レベルＶｓを比較的低い汚染ガス濃
度に対応したものとすることができ、換気扇４の自動運
転の開始時期の制御を一層正確に行い得るようになる。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば以上の説明によって明ら
かなように、室内の汚染ガス濃度検知用のガスセンサの
出力特性が安定するまでの間に換気扇の換気運転を所定
時間だけ強制的に行うと共に、その換気運転終了時点に
おけるガスセンサの検知出力を基準として換気扇による
換気運転の開始時期を自動制御するように構成された換
気扇の自動運転装置において、前記換気扇の強制的な換
気運転中の所定時期に前記ガスセンサの検知出力が予め
設定した限度量以上変動したときには上記換気運転の継
続時間を一定時間だけ延長するように構成したので、室
内の汚染ガス濃度が大小異なる場合でも前述のようなガ
スセンサの検知出力に基づいた換気扇の自動運転の開始
時期の制御を正確に行い得ると共に、換気扇の強制的な
換気運転が無駄に行われる事態を確実に防止できるよう
になるという優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す概略的な電気回路構
成図

【図２】制御内容を示すフローチャート

【図３】作用説明用の特性図

【図４】本発明の第２実施例を示す図２相当図

【図５】図３相当図

【図６】従来例の作用を説明するための特性図

【図７】従来例の欠点を説明するための特性図

【符号の説明】

図面中、１はガスセンサ、３は制御回路（制御手段）、
４は換気扇を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24F 7/00 - 7/007

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 室内の汚染ガス濃度を検知するガスセン
   サと、 このガスセンサへの通電開始当初に所定の準備期間だけ
   換気扇による換気運転を強制的に実行して当該換気運転
   終了時点における前記ガスセンサによる検知ガス濃度を
   基準レベルとして記憶すると共に、この後に前記ガスセ
   ンサからの検知出力により示される汚染ガス濃度が前記
   基準レベル以上となったときに前記換気扇による換気運
   転を開始させる制御手段とを備えた換気扇の自動運転装
   置において、 前記制御手段は、前記換気扇の強制的な換気運転中の所
   定時期に前記ガスセンサの検知出力が予め設定した限度
   量以上変動したときには上記換気運転の継続時間を一定
   時間だけ延長するように構成されていることを特徴とす
   る換気扇の自動運転装置。
2. 【請求項２】 制御手段は、換気扇の強制的な換気運転
   を延長することなく基準レベルを記憶した場合に、その
   記憶後に所定時間が経過したときに換気扇の強制的な換
   気運転を一定時間だけ行うと共に、その換気運転中にお
   いてガスセンサの検知出力が予め設定した限度量以上変
   動したときに上記換気運転の継続時間を一定時間だけ延
   長するように構成されていることを特徴とする請求項１
   記載の換気扇の自動運転装置。