JP3861441B2

JP3861441B2 - 車両用空調装置

Info

Publication number: JP3861441B2
Application number: JP04387598A
Authority: JP
Inventors: 克彦寒川; 祐次本田; 誠文川島; 優 ▲ひろ▼瀬
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1998-02-25
Filing date: 1998-02-25
Publication date: 2006-12-20
Anticipated expiration: 2018-02-25
Also published as: JPH11240323A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用空調装置であって、特に外気の汚れ度合いを検出するセンサを設け、このセンサの検出値に応じて自動的に内外気モードを切り換えるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開昭５７−１８６５１３号公報には、外気の汚れ度合いを検出するガスセンサを設け、このガスセンサの検出値が時間に対する汚れ度合いの増加量が所定値以上である場合は、外気が汚れているとして内外気モードを内気導入モードとすることが記載されている。
【０００３】
また、上記従来装置では、内外気モードが内気導入モードに切り換わったのち、所定時間経過すると外気導入モードに戻すようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来装置では検出値の時間に対する増加量、すなわち出力変化率が非常に小さいため、比較の対象となる上記所定値を小さく設定する必要がある。従って、例えばセンサの誤差やノイズ等によって出力に微小な変化が生じた場合でも、内外気モードが内気モードに切り換わってしまうという問題がある。そこで、この問題に対処するために、上記出力変化率で無く、検出値の絶対値と上記所定値とを比較することが考えられ、このような判定を行うものも周知である。
【０００５】
そして、上記従来装置では、ガスセンサが検出する具体的なガス成分については記載されていないが、本発明者は、大気中のＮＯX を検出するガスセンサを使用して、ＮＯX の濃度に応じて内外気モードを切り換えるものを検討してみた。しかし、ＮＯX を検出するガスセンサ（以下，ＮＯX センサ）は、例えば大気中のＨＣやＣＯ等のガス成分を検出するセンサに比べて、応答性が悪い。つまり、実際のガス濃度に対して、これに準じた検出値（絶対値）となるまでに時間がかかり、追従性が悪い。
【０００６】
なお、ＮＯ_Xセンサの応答性を向上させるためには、センサ内に電気ヒータを設けてかなり高温となるまでセンサを加熱することが考えられる。しかし、このようにすると、低いガス濃度を検知する感度が低下したり、還元性ガスの影響を受けやすくなって、誤差が生じるため、得策でない。
そこで、本発明の目的は、上記問題に鑑みて、応答性の悪いセンサを使用しても、外気の汚れに応じて迅速に内外気モードを切り換えることができる車両用空調装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決する手段】
本発明は上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、以下の技術的手段を採用する。外気の汚れ度合いを検出するガスセンサ（１２）を有し、ガスセンサ（１２）の検出値（Ｖｇｓｎ）と所定の基準値（Ｂｇｓｎ）とから演算処理上の演算汚れ度合い（Ａ）を算出し、演算汚れ度合い（Ａ）が所定値（Ｌｇｓ）より汚れ度合いが大きいときには内外気モードを内気循環モードとし、演算汚れ度合い（Ａ）が前記所定値（Ｌｇｓ）より汚れ度合いが小さいときには内外気モードを外気導入モードとするようになっており、基準値（Ｂｇｓｎ）を検出値（Ｖｇｓｎ）の増加減少に対して所定時間遅れて追従するように算出する算出手段（１６０）を有することを特徴としている。
【０００８】
これにより、応答性が悪く、検出値の変化が遅いガスセンサを使用したとしても、微小に検出値が変化した時は、基準値は、検出値よりも遅れて変化するため、演算汚れ度合いは検出値と遅れた基準値とによって算出される。従って、微小な変化であっても演算汚れ度合いを確実に大きく変化させることができるため、外気の汚れ度合いに応じて迅速に内外気モードを切り換えることができる。
【０００９】
しかも、請求項１記載の発明では、算出手段（１６０）は、基準値（Ｂｇｓｎ）が検出値（Ｖｇｓｎ）と同一の値となることを禁止規制し、基準値（Ｂｇｓｎ）の取りうる範囲を制限することを特徴としている。
ところで、外気中のガス濃度が高い値で変化せず一定状態であって、基準値が検出値と同一となると、内外気モードが外気導入モードとなり、汚れた外気が車室内に進入するという問題がある。
【００１０】
そこで、請求項１記載の発明では、基準値が検出値と同一の値となることを禁止規制し、基準値の取りうる範囲を制限しているため、内外気モードが外気モードになることを未然に防止できる。
また、請求項２記載の発明では、検出値（Ｖｇｓｎ）の汚れ度合いが増加している場合と、検出値（Ｖｇｓｎ）の汚れ度合いが減少している場合とで、所定時間を可変することを特徴としている。
【００１１】
ところで、ガスセンサは、清浄な所から汚れたガスを周囲にまいた場合と、その逆では応答性が異なる。そこで、本発明によれば汚れ度合いが減少している場合と汚れ度合いが増加している場合と、所定時間を可変しているため、汚れ度合いの増加減少に係わらず、内外気モードを切り換える応答性を同一にすることができる。
【００１２】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図１に車両用空調装置の内外気ユニットの全体構成図を示す。
１は車室内への空気通路をなす樹脂性の空調ケースで、２は空調ケース１の空気上流側に配置され、車室内へ向かう空気流を発生するファンである。３は、ファン２の上方側に配置された内外気切替箱であり、内外気切替箱３には外気を空調ケース１内に導入するための外気導入口３ａと、内気を空調ケース１内に導入するための内気導入口３ｂとが形成されている。外気導入口３ａと内気導入口３ｂとは開閉部材としての内外気切替ドア４にて選択的に開閉されるようになっている。これにより、内外気モードとして、内外気切替ドア４にて外気導入口３ａを閉塞するとともに、内気導入口３ｂを開口して、空調ケース１内に内気のみを導入する内気循環モードと、内外気切替ドア４にて内気導入口３ｂを閉塞するとともに、外気導入口３ａを開口して、空調ケース１内に外気のみを導入する外気導入モードとが設定可能となっている。なお、５は空調ケース１内に配置された周知のエバポレータである。
【００１４】
内外気切替ドア４は駆動手段としてサーボモータ１１にて駆動され、サーボモータ１１は制御装置１０にて駆動制御される。制御装置１０は、周知のコンピュータ手段であり、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵ、タイマー等を内蔵するものである。制御装置１０は、上記内外気切替ドア４の駆動制御の他に、各種空調状態（例えば空調風の温度、吹出モード）等を制御する空調制御装置である。
【００１５】
制御装置１０には、入力端子として、外気中に含まれるガス成分の汚れ度合いの大きさ（濃度）を検出するガスセンサ１２が接続されている。ここで、ガスセンサ１２は以下のようなものである。ガスセンサ１２は、半導体式のもので、例えばアルミナ基板上に配された感ガス体（酸化物半導体）にて外気中のＮＯ_Xのガス濃度を検出するものである。
【００１６】
また、ガスセンサ１２は、図示しない電気ヒータを内蔵しており、この電気ヒータは、図１に示すイグニッションスイッチ１４がオンされると、通電が開始され、上記半導体素子を加熱（約３００℃程度）するようになっている。これにより、半導体素子の応答性や検出誤差が小さくなる。本例では、ガスセンサ１２は、外気の汚れ度合い（ガス濃度）が大きくなる程、その抵抗値が高くなり、出力電圧ＤＧＳが小さくなるように構成されている。
【００１７】
次に上記制御装置１０の制御処理内容を図３のフローチャートにて説明する。なお、実際には制御装置１０の入力端子には、図示しない空調操作パネルが接続されており、この空調操作パネルの内外気切替スイッチ（マニュアルで内外気モードを設定するスイッチ）にて内外気モードが決定されているときには、以下のフローチャートは実行されないようになっている。
【００１８】
先ず、このフローチャートが開始されると、上記ヒータに通電が開始される。そして、ステップ１１０では、メモリ、タイマー等を初期化し、ステップＳ１２０にてガスセンサ１２の検出値Ｖｇｓｎを読み込み記憶する。次にステップ１３０では、今回ステップ１２０にて読み込まれた検出値Ｖｇｓｎが、前回ステップ１２０にて読み込まれた検出値Ｖｇｓｎ-1より大きいか否かを判定する。つまり、ここでは、外気の汚れ度合いが減少しているか否かを判定し、減少している場合は、ステップ１４０に進み、増加している場合ではステップ１５０に進む。
ステップ１４０では、後述の遅れ時間ｍにｍ１を設定し、ステップ１５０では遅れ時間ｍにｍ２を設定する。ただし、ｍ１＜ｍ２という関係がある。
【００１９】
続いて、ステップ１６０（本発明の算出手段）では、所定の基準値Ｂｇｓｎを以下の数式１に基づいて算出する。
【００２０】
【数１】
Ｂｇｓｎ＝〔（ｍ−１）×Ｂｇｓｎ-1＋＋ｋ（Ｖｇｓｎ−Ｂｇｓｎ-1）〕／ｍ
ただし、ｍは遅れ時間（積分時間）、ｋは重み付け係数であり、１未満（本例では０．６）、Ｂｇｓｎ-1は、前回の基準値である。
つまり、この数式１により基準値Ｂｇｓｎは検出値Ｖｇｓｎに対して遅れを持たせた値となり、スてップ１６０では基準値Ｂｇｓｎは検出値Ｖｇｓｎの増加減少に対して所定時間遅れて追従するように算出される。
【００２１】
次にステップ１７０では、演算処理上の演算汚れ度合いＡを算出する。この演算汚れ度合いは、図２に示すように検出値Ｖｇｓｎを基準値Ｂｇｓｎで除算した値である。そして、ステップ１７０では、この演算汚れ度合いＡが所定レベル（所定値）Ｌｇｓより大きいか否か、つまり外気が清浄であるか否かが判定される。
【００２２】
ステップ１７０にて外気が清浄であると判定され、つまり演算汚れ度合いＡが所定レベルＬｇｓより汚れ度合いが小さいときには、ステップ１８０に進み、内外気モードを外気導入モードとする。これにより、車室内に清浄で新鮮な外気を送風することができる。
一方、ステップ１７０にて外気が汚れていると、つまり演算汚れ度合いＡが所定レベルＬｇｓより汚れ度合いが大きいときには内外気モードを内気循環モードとする。これにより、車室内に汚れた外気が進入することが未然に防止できる。
【００２３】
そして、本例では、基準値Ｂｇｓｎが上記数式１にて算出されるため、基準値Ｂｇｓｎの推移は図３に示すようなものとなり、基準値Ｂｇｓｎが検出値Ｖｇｓｎの増加減少に対して所定時間遅れて追従するように算出される。また、上記演算汚れ度合いＡは、基準値Ｂｇｓｎに対する検出値Ｖｇｓｎの比となっている。
このため、本例のように応答性が悪く、検出値Ｖｇｓｎの変化が遅いガスセンサ１２を使用したとしても、微小に検出値Ｖｇｓｎが変化した時は、基準値Ｂｇｓｎは、検出値Ｖｇｓｎよりも遅れて変化するため、ステップ１７０での演算汚れ度合いＡは検出値Ｖｇｓｎと遅れた基準値Ｂｇｓｎとによって算出される。従って、微小な変化であっても演算汚れ度合いＡを確実に大きく変化させることができるため、外気の汚れ度合いに応じて迅速に内外気モードを切り換えることができる。
【００２４】
また、本例では、以下のような他の効果がある。本例において上記重み付け係数ｋが１であり、外気中のガス濃度が高い値で変化せず一定状態であると、基準値Ｂｇｓｎは検出値Ｖｇｓｎと同一となる。そして、本例ではこの場合、演算汚れ度合いＡが大きくなるため、ステップ１７０での判定結果がＮＯとなって、内外気モードが外気導入モードとなり、汚れた外気が車室内に進入するという問題がある。
【００２５】
そこで、本例では、重み付け係数ｋを１未満の０．６とすることで、基準値Ｂｇｓｎが検出値Ｖｇｓｎと同一の値となることを禁止規制し、基準値Ｂｇｓｎの取りうる範囲を制限、つまり上限値と下限値を設定している。これにより、基準値Ｂｇｓｎが検出値Ｖｇｓｎと同一の値となって、内外気モードが外気モードになることを未然に防止できる。
【００２６】
ところで、このようなガスセンサは、清浄な所から汚れたガスを周囲にまいた場合と、その逆では応答性が異なり、後者の方が応答性が遅い。つまり、上記検出値Ｖｇｓｎが増加している場合と、減少している場合とでは、前者の方が応答性が悪い。
そこで、本例では上記検出値Ｖｇｓｎが増加している場合と、減少している場合とでは、上記遅れ時間ｍを可変している。具体的には、上記検出値Ｖｇｓｎが増加している場合、つまり汚れ度合いが減少している場合では、応答性が速いため、ステップ１４０にて遅れ時間ｍにｍ２を設定する。一方、上記検出値Ｖｇｓｎが減少している場合、つまり汚れ度合いが増加している場合では、応答性が遅いため、ステップ１４０にて遅れ時間ｍにｍ１より短い時間ｍ１を設定する。これにより、汚れ度合いの増加減少に係わらず、内外気モードを切り換える応答性を同一にすることができる。
【００２７】
（変形例）
上記実施形態のガスセンサ１２は、ＮＯ_Xを検出するセンサであったが、本発明は、これに限定されるものでは無い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における車両用空調装置の構成図である。
【図２】上記実施形態における制御装置１０の処理内容を表すフローチャートである。
【図３】上記実施形態におけるガスセンサの検出値と、基準値との変化を表す図である。
【符号の説明】
４…内外気切替ドア、１１…サーボモータ、１２…ガスセンサ、
１０…制御装置。

Claims

外気の汚れ度合いを検出するガスセンサ（１２）を有し、前記ガスセンサ（１２）の検出値（Ｖｇｓｎ）と所定の基準値（Ｂｇｓｎ）とから演算処理上の演算汚れ度合い（Ａ）を算出し、
前記演算汚れ度合い（Ａ）が所定値（Ｌｇｓ）より汚れ度合いが大きいときには内外気モードを内気循環モードとし、
前記演算汚れ度合い（Ａ）が前記所定値（Ｌｇｓ）より汚れ度合いが小さいときには内外気モードを外気導入モードとするようになっており、
前記基準値（Ｂｇｓｎ）を前記検出値（Ｖｇｓｎ）の増加減少に対して所定時間遅れて追従するように算出する算出手段（１６０）を有し、
前記算出手段（１６０）は、前記基準値（Ｂｇｓｎ）が前記検出値（Ｖｇｓｎ）と同一の値となることを禁止規制し、前記基準値（Ｂｇｓｎ）の取りうる範囲を制限することを特徴とする車両用空調装置。
外気の汚れ度合いを検出するガスセンサ（１２）を有し、前記ガスセンサ（１２）の検出値（Ｖｇｓｎ）と所定の基準値（Ｂｇｓｎ）とから演算処理上の演算汚れ度合い（Ａ）を算出し、
前記演算汚れ度合い（Ａ）が所定値（Ｌｇｓ）より汚れ度合いが大きいときには内外気モードを内気循環モードとし、
前記演算汚れ度合い（Ａ）が前記所定値（Ｌｇｓ）より汚れ度合いが小さいときには内外気モードを外気導入モードとするようになっており、
前記基準値（Ｂｇｓｎ）を前記検出値（Ｖｇｓｎ）の増加減少に対して所定時間遅れて追従するように算出する算出手段（１６０）を有し、
前記検出値（Ｖｇｓｎ）の汚れ度合いが増加している場合と、前記検出値（Ｖｇｓｎ）の汚れ度合いが減少している場合とで、前記所定時間を可変することを特徴とする車両用空調装置。
前記演算汚れ度合い（Ａ）は、前記検出値（Ｖｇｓｎ）を前記基準値（Ｂｇｓｎ）で除算した値であることを特徴とする請求項１または２記載の車両用空調装置。
前記ガスセンサ（１２）は、外気中のＮＯｘを検出するセンサであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用空調装置。