JP4310831B2 - 空気清浄システム - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
この発明は空気清浄システムに関する。更に詳しくは、この発明の空気清浄システムは車輌用に好適に用いられ、その動作の状況などに関する情報を乗員に提供する。
【0002】
【従来の技術】
車内空気中の汚染物質に対する空気清浄器の除去能力はその風量に対応している。即ち、風量が大きくなれば空気清浄器の除去能力も大きくなる。従来の車輌用空気清浄システムではこの風量を自動若しくはマニュアルで切り替えていた。そして空気清浄器のオン・オフの状況と併せてその風量を表示する表示装置を備えた空気清浄システムが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、その風量を表示するのみでは空気清浄システムが実際どの程度有効に機能して車内空気を浄化しているか乗員は充分に把握できない。
【0004】
【課題を解決するための手段】
そこでこの発明は、空気清浄器を動作させるときの車内空気の浄化の程度に関する情報を乗員に知らせることのできるシステムを提供することを一つの目的とする。
そのため、この発明の第1の局面は次のように構成される。即ち、
空気清浄器と、
車内空気中の汚染成分の濃度を検出するセンサと、
基準時点の汚染成分の濃度と現時点での汚染成分の濃度との差を表示する表示装置とを備えてなる、空気清浄システム。
【0005】
このように構成された第1の局面の発明によれば、基準時点たとえば空気清浄器をオンしたときの汚染成分の濃度と現時点における汚染成分の濃度との差が表示される。よって、乗員は車内空気の浄化の程度を具体的に把握できることとなる。
更には、当該基準時点から現在までの汚染物質の濃度の経時的な変化を表示することもできる。このような変化を例えばグラフで表示することにより、乗員は更に詳しくかつ視覚的に容易に室内空気の浄化状況を把握できることとなる。
また、かかる表示は見て面白く、アメニティの効果もある。
第1の局面の表示は空気清浄器による空気浄化の履歴を顕在化するものである。
【0006】
この発明の第2の局面は次のように構成される。
空気清浄器と
車内空気中の汚染物質の濃度を検出するセンサと、
前記センサにより検出された汚染物質の濃度と前記空気清浄器の動作状態を同時に表示する表示装置と、を備えてなる空気清浄システム。
【0007】
このように構成された第2の局面の発明によれば、空気清浄器の動作状態と併せて汚染物質の濃度が表示される。よって、乗員は空気清浄器の状態と空気の汚染の状態のそれぞれの現状を把握することができる。従って、汚染物質の濃度が高いとわかったら空気清浄器のパワーをアップさせるなど、現状を把握しながら空気清浄器をより適切に操作できる。
更には、汚染物質の基準濃度と現在の濃度との差を表示することが好ましい。汚染物質の濃度がこれを下まわっておれば車内空気は充分に清浄であることの指標となるようにこの基準濃度を設定しておけば、当該基準濃度と現在の汚染物質の濃度との差を表示することにより、乗員は車内空気の状態を更に詳細に把握することができる。よって、空気清浄器をより適切に操作できることとなる。
汚染物質としてNOxを例に採った場合、その基準濃度は例えば0.04ppmとする。
【0008】
基準濃度と現在の汚染物質の濃度との差はバーグラフにより表示できる。例えば、現在の汚染物質の濃度をバーグラフ表示して、当該グラフにおける基準濃度に対応する位置にマークを付しておく。若しくは、基準濃度の前後でグラフの色を変化させる。
この第2の局面の発明は空気清浄器によって浄化された車内空気の現在の状況を適切に乗員へ知らせるものである。
【0009】
この発明の第3の局面は次のように構成される。
空気清浄器と、
車内空気中の汚染物質の濃度を検出するセンサと、
検出された汚染物質の濃度に基づいて、前記空気清浄器により前記汚染物質の濃度が基準濃度まで低下するのに要する時間を予測する予測装置と、
予測された前記時間を表示する表示装置と、を備えてなる空気清浄システム。
【0010】
このように構成された第3の局面の発明によれば、車内空気中の汚染物質が基準濃度に達するのに要する時間が表示される。汚染物質の濃度がこれを下まわっておれば車内空気は充分に清浄であることの指標となるようにこの基準濃度を設定しておく。当該基準濃度に達するのに要する時間が把握できると乗員は安心感を得られる。
更には、基準濃度に達するまでの汚染物質の減少予測を経時的に表示すれば見て面白く、アメニティの効果も生まれる。
第3の局面の発明は空気清浄器によって浄化される車内空気の将来の状況を乗員へ知らせるものである。
【0011】
このように汚染物質の経時的な変化を予測するためには、常に空気清浄器の能力をモニタしておく。例えば、汚染物質の濃度と空気清浄器を動作させたときの単位時間当たりの濃度変化の関係を保存し、更新しておいて、このデータを参照して予測を行う。
また、予測した期間中は車内を実質的に閉ざされた空間としておく必要があるため、窓を実質的に閉状態とし、空調は内気モード(リサイクルモード)としておく。そのために、予測した期間中、窓を自動的に閉状態としかつ空調を自動的に内気モードすることが好ましい。
予測の期間中は窓の閉状態と内気モードを維持することを要求するガイダンスを表示装置に表示させることもできる。
【0012】
予測濃度と実際の測定濃度が大きくずれているとき、特に汚染物質の濃度が予測どおりに低下しない場合は、何らかの原因で外気が車内に入り込んだことが考えられる。従って、当該ずれが予め定められた値を超えて大きくなったときには、窓を閉めかつ空調を内気モードすることを再度促すようなガイダンスを表示装置に表示させることが好ましい。
【0013】
また、予測の結果と実際に測定した結果とが大きくずれてしまったときには、再度予測のための演算処理を行う必要がある。
そのため、予測濃度と実際の測定濃度との差が所定の値を上回ったとき、予測のための演算を再度実行しその結果を表示する。そのとき併せて、再予測を行ったことを示すガイダンス並びに窓を閉めかつ空調を内気モードとすることを促すガイダンスを表示装置に表示させることが好ましい。
【0014】
空気清浄器の空気浄化能力はこれを流通する空気量に対応している。従って、空気清浄器の風量が変化すれば、汚染物質の濃度変化予測も変化することとなる。実施例では空気清浄器の風量を固定しておいて当該予測を行っている。予測濃度と実施の測定濃度が異なっているとき、風量を調節して空気清浄器の能力を制御し、もって予測した濃度変化と実際の車内空気の濃度変化とを一致させるようにすることができる。窓などが開けられて実際の濃度が予測濃度を上回ったときなど、空気清浄器に対する風量を大きくしてその清浄能力を高めるようにする。
また、「超急速浄化」・「急速浄化」・「普通浄化」のように空気清浄の速度を乗員が任意に選択できるようにしておいて、選択されたモードに応じて空気清浄器に対する風量を選択する。即ち、風量として「強」・「中」・「弱」がそれぞれ対応して選択される。
空気清浄器に対する風量を変化させる場合、例えば汚染物質の現在の濃度及び各風量に応じた単位時間当たりの汚染物質の濃度変化のデータを保存、更新する。そして、このデータを参照して予測のための演算を実行する。
【0015】
【実施例】
次に、この発明の実施例について説明する。
図1はこの発明の実施例の空気清浄システム1の構成を示すブロック図である。
実施例の空気清浄システム1は空気清浄(A/P)コントローラ10、空気清浄器20、ナビゲーション装置30、各種検出装置40及び空調装置50から大略構成される。
【0016】
A/Pコントローラ10は、図2に示すように、ワンチップマイコンの構成をとり、CPU11、ROM13、RAM15及びI/Oインターフェース17を備えてなる。ROM13には制御用のプログラムが保存されており、このプログラムに従ってCPU11は各種の制御及び演算を実行する。RAM15には空気清浄器20の動作に関する各種のデータが保存され、更新される。
【0017】
実施例で使用する空気清浄器20の構成を図3に示す。この空気清浄器20は車内空気の臭気成分、タバコの煙などはもとより窒素酸化物(NOx)や一酸化炭素も酸化・除去するタイプである。空気清浄器のタイプはこれに限定されるものではない。
空気清浄器20は筐体内に集塵フィルタ21、ファン22及び光触媒フィルタ23をその空気の流れ方向に順に備えている。集塵フィルタ21には活性炭フィルタが用いられ、物理吸着により車内空気の汚染成分を吸着除去する。光触媒フィルタには光触媒として酸化チタンが担持されている。この光触媒は紫外線ランプ24からの紫外線で活性化され、窒素酸化物や一酸化炭素を吸着し酸化する。図中の符号25は空気取入れ口、符号26は空気排出口である。
【0018】
かかる空気清浄器20は、図4に示すように、車輌のリヤシェルフ上に配置される。図4において、符号41は窓センサであり、窓51の開閉状態を検出する。電動で開閉する窓の場合は、当該電動スイッチにこの窓センサを連動させることができる。
符号42は内外気モード検出器であり、内外気切替えダンパ53の状態から内気モード(車内空気のリサイクルモード)と外気モード(車内空気の換気モード)とを検出する。勿論、この検出器をコントロールパネルの内外気モード選択スイッチに連動させることもできる。
【0019】
ナビゲーション装置30は周知の構成のものを利用できる。この実施例ではナビゲーション装置30のモニタ32(図5参照)に空気清浄に関する情報を表示させる。コントロールパネル33もナビゲーション装置のものを併用する。モニタ32をタッチパネルタイプとして、実施例の空気清浄システム1の操作の一部はモニタ32から行えるようにした。
【0020】
次に実施例の空気清浄システム1の動作について説明する。図6はその動作を示すメインフローチャートである。
電源が入れられ(イグニッションキーがACCの位置になる)てかつコントロールパネル33の「空気」スイッチ331が選択されるとスタートする。そしてステップ1で車内空気の現状及び空気清浄器20の現状が表示される。
【0021】
このステップ1の詳細を図7に示す。先ず、ステップ10では、図8に示すように、ナビゲーション装置のモニタ32に「車内の空気の状態を表示します」なるガイダンスが表示される。これから説明するようにこの実施例では酸化窒素の濃度に関する情報を表示するが、表示の対象となる汚染物質は窒素酸化物に限られるものではない。
【0022】
その後、ステップ12においてNOxセンサ43により車内空気の窒素酸化物の濃度を検出してRAM15に保存し、当該検出した濃度と予めROM13に保存されていた基準濃度(この実施例ではNOxの基準濃度を0.04ppmとした)とを比較する(ステップ14)。そして、当該比較の結果と検出した窒素酸化物濃度とを図9(A)のようにしてナビゲーション装置のモニタ32に表示する(ステップ16)。
【0023】
当該表示において、検出された窒素酸化物濃度が基準濃度を超えた場合に、「車内は汚れています」なるガイダンスを表示する(図9(A)、図11(A)参照)。一方、検出された窒素酸化物濃度が基準濃度以下の場合は「車内はきれいです」なるガイダンスを表示する(図10(A)参照)。
図9〜11におけるバーグラフ321は検出された窒素酸化物濃度を視覚的に把握し易いように表示するものである。基準濃度の前後で表示が反転する。即ち、検出された窒素酸化物濃度が基準濃度より高いとき「汚」側の部分が強調され、基準濃度以下のとき「清浄」側の部分が強調される。
【0024】
図9〜11(A)において「A/P」ボックス323は空気清浄器20を表示する。空気清浄器20の作動中はこのボックス323が点灯する。
空気清浄器20の動作状況のより詳しい様子は「詳細」ボタンに触れることにより、図9〜11(B)のように表示される(ステップ19、21)。即ち、空気清浄器20の動作中は図9(B)のように、空気清浄器を表す模式図327中に空気の流れが表示されると共にその紫外線ランプ部分329が点灯する。また、「空気清浄器が作動しています」なるガイダンスも表示される。他方、空気清浄器20の停止中は図10(B)及び図11(B)のように、空気清浄器を表す模式図327中に空気の流れは表示されずかつその紫外線ランプ部分329も点灯しない。また、「空気清浄器は作動していません」なるガイダンスが表示される。
図9〜11(B)において「戻る」ボタン3210が選択されるとモニタ32は図9〜11(A)の表示に戻る(ステップ23)。
【0025】
モニタ32に表示される画像及びガイダンスを生成するためのデータはナビゲーションコントローラ31のビデオメモリに保存されている。そしてA/Pコントローラ10からはそのデータを選択、使用するために必要な基礎データが送出される(以下の処理においても同じ)。A/Pコントローラ10の負担を軽くするためである。
【0026】
図6のフローチャートに戻って、コントロールパネル33の「自動」ボタン332が選択されると(ステップ3)、ステップ7に進む。当該「自動」ボタン332が選択されずにマニュアルで空気清浄器20が操作された場合は、その操作の状況がステップ1の動作に従ってモニタ32に表示される。空気清浄器20のマニュアル操作は従来例と同様にその風量を選択するものであり、この実施例でも強・中・弱の中から風量を選択できる様にしている(ステップ5)。このマニュアルモードでの風量の選択は常に優先され、空気清浄器20のファン22は当該選択された風量を生成する。
【0027】
図12にステップ7の詳細を示す。
ステップ71では風量を中に設定する。そして、ステップ73において空調の状態を内気モードとする。なお、内気モードか外気モードかの選択も人の意思に基づく制御(例えばスイッチ操作)がA/Pコントローラ10による制御に優先されるものである。
ステップ75では、A/Pコントローラ10において以下に説明する予測演算処理を掌る部分をリセットしする。また、電動式の窓の場合には全ての窓を閉じる。なお、窓もマニュアル操作(人の意思に基づく操作)がA/Pコントローラ10による制御に優先されるものである。
【0028】
次にステップ9に進む。このステップ9では図13に示す処理が実行される。
先ず、ステップ91で車内の状況が把握される。即ち、窓センサ41により窓51の開閉状態を検出し、内外気モード検出器42により内外気モードの如何を検出する。ステップ93において全ての窓51が閉状態でありかつ空調が内気モードであることを確認する。即ち、窒素酸化物の変化予測を実行するにはこのような条件が必要であり、この条件を満足しないときは予測不可となってステップ95でモニタ32に警告を表示する(ステップ95)。即ち、窓を閉めること及び空調を内気モードとすることを乗員に要求するガイダンスを表示する。
【0029】
予測が可能なときはステップ97において今後の窒素酸化物濃度の経時的変化を予測する。この予測の演算を実行するためにRAM15には図14に示すルックアップテーブルが保存されている。このテーブルは現在の窒素酸化物の濃度と空気清浄器20を動作させたとき(実施例では、風量:中)の単位時間当たりの窒素酸化物の低減率との関係を保存する。なお、この関係(特に低減率)は後述する実績評価演算処理(ステップ15)により常に更新されている。
現在の窒素酸化物濃度がわかれば、空気清浄器を動作させたときの単位時間(t時間)後の窒素酸化物の濃度は図14のテーブルから予測でき、更に単位時間形か後(2t時間後)の濃度もt時間後の濃度を基準にして図14の関係から割り出せる。以下、これを繰返すことにより今後の窒素酸化物濃度の経時的な変化を演算できることとなる。
なお、より正確に予測を実行するためには、環境温度や光触媒フィルタ23における実際の風量をパラメータとして図14の低減率を補正することが好ましい。
【0030】
このように演算した窒素酸化物濃度の経時的な変化はRAM15に保存される。
そして、ROM13に保存されている基準濃度と演算の結果とを比較して、窒素酸化物濃度が当該基準濃度に達する時間を演算する。
【0031】
このようにしてステップ9で得られた予測結果をステップ11においてモニタ32に表示する。即ち、図15(A)に示すように、室内空気中の窒素酸化物濃度が基準濃度に達するまでの時間を表示部3221に具体的に表示する。このとき併せて空調の状態を表示することが好ましい。具体的には、図15(A)に示すように、窓の状態3222(図面上:閉)、風量3223(図面上:ファンレベル2)及び内外気モードの如何3224(図面上:リサイクルモード(内気モード))を併せて表示する。
表示部3221に表示される基準濃度到達時間は、時間の経過とともに小さくなる。この実施例では、1分刻みで表示を変化させる。図15(A)の例では、次には「29分できれいになります」なる表示が現れる。
【0032】
図15(A)の「詳細」ボタン3225を押すと、画面が切り替わりモニタ32は図15(B)のようになる。図15(B)のバーグラフはステップ97で演算してRAM15に保存されている窒素酸化物の経時的変化に関するデータを処理して得られる。同図において、演算を開始した時点が15:00であり、バーグラフに付された三角マークが基準濃度を示す。
この実施例では、15分刻みのバーグラフを表示したがこれに限定されるものではない。モニタ32の大きさ等を考慮して経時的変化の表示方法は自由に設計できる。
【0033】
図15(B)の「戻る」ボタン3226を押すと図15(A)に戻る。他方、「切替」ボタン3227を押すとステップ13に移る。
このステップ13では、自動モードで空気清浄器20を動作させてから現在までの履歴がモニタ32に表示される。そのため、NOxセンサ41により常に窒素酸化物濃度が検出されRAM15に保存されている。
そして、現在の窒素酸化物濃度と基準時(実施例では起動時(15:00))の窒素酸化物濃度とを比較し、その低減率を具体的に表示する(図16(A))。基準時は任意に設定できる。図16(A)における上側のバーグラフ3230は現在の窒素酸化物濃度を示す。バーグラフ3230の三角印は基準濃度を示す。
【0034】
図16(A)のリセットボタン3231を押すと、モニタ32の表示が切り替わり図16(B)のようになる。図16(B)の表示では現在の窒素酸化物の濃度が基準濃度を基準にしてバーグラフ表示される。それとともに現在の濃度と基準濃度との関係がガイダンスされる。
図16(B)の「戻る」ボタン3234を押すと図16(A)に戻り、図16(A)の「戻る」ボタン3233を押すと図15(B)に戻る。
【0035】
図15(B)で「切換」ボタンが押されたとき、NOxセンサ43で測定した窒素酸化物濃度をすべて保存しておいて、その変化の履歴を図15(B)のようなバーグラフの形で表示させてもよい。
【0036】
図17にステップ13で行う他の例を示す。この処理では、先ずステップ171において現在の窒素酸化物の濃度と予測演算により得られたその濃度とを比較する。比較の結果がしきい値を超えていた場合、例えば、前者が後者の150%(しきい値)より大きい場合、窓が開けられたか若しくは空調が外気モードにされて汚染された外気が車内に導入された可能性が高い。そこで、ステップ175において、ステップ95(図13参照)と同様な警告をモニタ32に表示させ、乗員に窓を閉めかつ空調を内気モードに戻すことを促す。そして、ステップ177において、図13に示した予測演算処理(ステップ9)を実行する。その結果をステップ178で表示する。表示の方法はステップ11と同様である(図15参照)。
警告表示のしきい値と予測演算処理を再実行するしきい値とを別に設けてもよい。この場合、後者の値を前者の値より大きくすることが好ましい。
【0037】
図6にもどって、ステップ13のその他の処理が終了したらステップ15の実績評価演算処理に進む。
図18にステップ15の詳細を示す。ステップ151を実行する時点でNOxセンサ43より取得した窒素酸化物の濃度C1をRAM15に保存する。ステップ153、155において外気の流入のないことを確認し、その状態が単位時間(実施例では5分とした)を維持したら(ステップ157)、ステップ159でその時点の窒素酸化物の濃度C2を保存する。ステップ161ではC2/C1を演算して、窒素酸化物濃度の低減率を得る。
【0038】
過去にこのような実績評価演算処理を行って得た濃度C1に対する低減率がRAM15に保存されている。ステップ163では濃度C1に関するかかる低減率の中から直近の過去3回分のデータを用いてその平均値を計算する。そして、図14における濃度C1に対応する低減率の値をステップ163で得られた値でもって更新する。
これにより、光触媒フィルタ23の劣化等に起因して空気清浄器20の窒素酸化物除去能力が変化したとしても、その変化に対応して図14のテーブルが更新されるので、常に正確な予測演算処理を実行できる。
【0039】
この発明は、上記発明の実施の形態及び実施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はこの発明の実施例の空気清浄システムの構成を示すブロック図である。
【図2】図2はA/Pコントローラの構成を示すブロック図である。
【図3】図3は空気清浄器の構成を示す一部切り欠き斜視図である。
【図4】図4は実施例のシステムの各要素の車輌に対する配置状態を示す図である。
【図5】図5は実施例のシステムの表示装置を示す図である。
【図6】図6は実施例のシステムの動作を示すメインフローチャートである。
【図7】図7は図6のステップ1の詳細を示すサブフローチャートである。
【図8】図8は初期画面を示す。
【図9】図9は空気清浄器の現状を示す一例である。
【図10】図10は空気清浄器の現状を示す他の例である。
【図11】図11は空気清浄器の現状を示す他の例である。
【図12】図12は図6のステップ7の詳細を示すサブフローチャートである。
【図13】図13は図6のステップ9の詳細を示すサブフローチャートである。
【図14】図14は窒素酸化物の濃度と空気清浄器を動作させたときの低減率との関係を示すテーブルである。
【図15】図15は図6のステップ11の出力例を示す。
【図16】図16は図6のステップ13の出力例を示す。
【図17】図17は図6のステップ13の他の処理例を示すサブフローチャートである。
【図18】図18は図6のステップ15の詳細を示すサブフローチャートである。
【符号の説明】
1 空気清浄システム
10 空気清浄コントローラ
20 空気清浄器
22 ファン
32 モニタ
41 窓センサ
42 内外気モード検出器
43 NOxセンサ
Claims (8)
- 空気清浄器と、
車内空気中の汚染物質の濃度を検出するセンサと、
検出された汚染物質の濃度に基づいて、前記空気清浄器により前記汚染物質の濃度が基準濃度まで低下するのに要する時間を予測する予測装置と、
予測された前記時間を表示する表示装置と、
前記予測装置が予測した期間、窓を閉状態としかつ空調を内気モードとする手段と、を備えてなる空気清浄システム。 - 空気清浄器と、
車内空気中の汚染物質の濃度を検出するセンサと、
検出された汚染物質の濃度に基づいて、前記空気清浄器を動作させたときの汚染物質の濃度の経時的な変化を予測する予測装置と、
予測された前記汚染物質の経時的な変化を表示する表示装置と、
前記予測装置が予測した期間、窓を閉状態としかつ空調を内気モードとする手段と、を備えてなる空気清浄システム。 - 前記空気清浄器の動作条件により前記予測装置の予測結果を補正する手段が更に備えられている、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の空気清浄システム。
- 前記表示装置は車内の空調状態を表示する、ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の空気清浄システム。
- 前記空調状態は、窓の開閉状態、空気ファンの回転状態及び内外気モードの如何の少なくとも一つである、ことを特徴とする請求項4に記載の空気清浄システム。
- 前記予測手段が予測した前記汚染物質の濃度と前記センサにより検出された実際の汚染物質の濃度とを比較する手段と、該比較手段の比較結果に基づいて、前記空気清浄器の動作を制御する手段と、が更に備えられている、ことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の空気清浄システム。
- 前記予測手段が予測した前記汚染物質の濃度と前記センサにより検出された実際の汚染物質の濃度とを比較する手段と、
両者の濃度の差が所定の条件を超えたとき、前記予測手段の予測結果をキャンセルし、再度予測手段に予測を行わせる手段と、
前記表示手段に当該再予測結果を表示させる手段と、が更に備えられている、ことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の空気清浄システム。 - 前記予測手段が予測した前記汚染物質の濃度と前記センサにより検出された実際の汚染物質の濃度とを比較する手段と、
両者の濃度の差が所定の条件を超えたとき、窓を閉めかつ空調を内気モードとするようにガイダンスする手段とが更に備えられている、ことを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の空気清浄システム。
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