JP4970745B2

JP4970745B2 - 空調閉鎖空間への空気取入れの制御方法

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Publication number: JP4970745B2
Application number: JP2005170485A
Authority: JP
Inventors: 英治井上; 彰梅原; 誠坂巻
Original assignee: デンソーインターナショナルアメリカインコーポレーテッド
Priority date: 2004-06-18
Filing date: 2005-06-10
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2025-06-10
Also published as: US7803039B2; JP2006001537A; US20050282483A1

Description

本発明は、自動車用空調システムに関するものであり、具体的には、例えば、自動車内への空気取入れを空気質を検出するセンサの信号を用いて制御する方法に関する。

従来、このような閉鎖空間への空気取入れを制御する方法としては、外気の空気質を計測するために１種またはそれより多くのセンサを使用するものが一般的に知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の技術のように、一般に自動車は、外気の空気質を計測するために１種またはそれより多くのセンサを使用するのが普通であり、これらのセンサの出力は、車内に導入されて貫流させる換気の流量を調節するために利用することができる。このような自動車用空調システムの場合、例えば、空気質を検出するセンサシステムは外気の空気質を計測する２種のセンサ、すなわち炭化水素ＨＣと一酸化炭素ＣＯの複合レベルセンサ、およびＮＯ_Ｘレベルセンサ（ＮＯ_Ｘガスには少なくとも一酸化窒素、二酸化窒素、および／または亜酸化窒素が含まれる）を含んでいるのが普通である。この自動車用空調システムの空気取入れモードは、空気質を検出するそれぞれのセンサの電圧出力に基づいて変更されるものである。

前記空気取入れモードは、普通、主として外気が車内に取り込まれて循環されるフレッシュ・エアモードと、主として車内の空気が循環される再循環モードとの間で変更されるものである。また前記フレッシュ・エアモードは通常の動作モードであり、再循環モードは通常、湿度が増して窓の曇りが生ずるため、その継続時間が限定されるものである。

具体的には、検出される外気の空気質が、あらかじめ定められたＨＣ、ＣＯ、および／またはＮＯ_Ｘガス（単数もしくは複数種類）レベルの閾値に達した時に、空気取入れモードが一時的にフレッシュ・エアモードから再循環モードに切り換えられることになる。その後、ＨＣまたはＣＯガス（本明細書中では、以後一括してＨ／Ｃガスとする）、および／またはＮＯ_Ｘガス（単数もしくは複数種類）のレベルが下がり、あらかじめ定められた閾値を下回った時には、モードはフレッシュ・エアモードに戻される。普通のＨ／Ｃガスセンサの場合、センサ電圧出力は、検出されるＨＣおよび／またはＣＯガスの濃度が高くなると低下する。そして、出力電圧の変化率がある閾値に達するか、それを超えた時、エアコン制御盤に結合しているプログラムが、その変化率を空気質における重要事象（イベント）と解釈し、空気取入れモード変更の信号を出す。このモード変更は通常、空気弁または空気取入れドアの位置を切り換えることによって行なわれる。普通のＮＯ_Ｘセンサの動作様式はＨ／Ｃセンサとは逆であり、ＮＯ_Ｘガス濃度が高くなるとＮＯ_Ｘセンサの電圧出力も増大する。ＮＯ_Ｘセンサの出力電圧変化率における閾値超過も、同様にエアコン制御盤により、モード変更を開始させるために利用されるものである。
特開平１１‐１９８６３５号公報

しかしながら、上記従来の空気取入れを制御する方法においては、普通のＮＯ_Ｘセンサは、分子量の大きなＨ／Ｃガスのような還元されたガスに対する感度が高いため、不適切な空気取入れモード切り換えを引き起こすおそれがある。ＮＯ_Ｘガスが検出される時とは異なり、ある種のＨ／Ｃガスが存在しＮＯ_Ｘセンサによって検出される場合、ＮＯ_Ｘセンサの電圧レベルに望ましくない低下が起こり、このためＮＯ_Ｘセンサに検出されるＨ／Ｃレベルが正常に復した時、それに応じてＮＯ_Ｘセンサの出力電圧は上昇し、エアコン制御盤に偽のＮＯ_Ｘ電圧変化率信号を送ることになるという問題があった。そして、これによって空調システムのモード切り換えが引き起こされるか、または、あまりの長時間、再循環モードに保たれて窓の内部を曇らせたり、搭乗者を不快にすることになる。

そこで、本発明の目的は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ＮＯ_Ｘ検知素子のＨ／Ｃ型ガスに対する交差感度による影響を消去することのできる空調閉鎖空間への空気取入れの制御方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、以下に記載の技術的手段を採用する。請求項１は、過去に検出された複数のＮＯ _Ｘガスの値を用いてＮＯ _Ｘガスの基準値を算出し、現在のＮＯ _Ｘガスの値を当該算出したＮＯ _Ｘガスの基準値で除算して、空調される閉鎖空間（１６）の外部におけるＮＯ_Ｘガスの変化率を求めるステップと、閉鎖空間（１６）外部における炭化水素ガスの変化率を炭化水素ガスの基準値に関連して検出するステップと、を有し、ＮＯ_Ｘガスの変化率が第１の閾値である高ＮＯ_Ｘ閾値を上回ったとき、または炭化水素ガスの変化率が第２の閾値である低Ｈ／Ｃ閾値を以下に低下したときに、換気用取入れ扉を制御して、空気を外部から閉鎖空間に取り入れる「フレッシュ・エアモード」から空気を閉鎖空間で循環させる「再循環モード」に切り替える空気取入れの制御方法に係る発明であって、
ＮＯ_Ｘガスの変化率が第３の閾値（Ｂ）以下であり、かつ、炭化水素ガスの変化率が第４の閾値（Ｃ）以下であるか否かを検出するステップと、ＮＯ_Ｘガスの変化率が第３の閾値（Ｂ）以下であり、かつ、炭化水素ガスの変化率が第４の閾値（Ｃ）以下であると検出された後に、ＮＯ_Ｘガスの変化率が第３の閾値（Ｂ）以上に設定される第５の閾値（Ｄ）以上になったか否かを検出するステップと、ＮＯ_Ｘガスの変化率が第５の閾値（Ｄ）以上になったことを検出した場合に、所定の時間、ＮＯ_Ｘガスの変化率の値を第１の閾値よりも小さい所定の値にセットして、フレッシュ・エアモードから再循環モードへの切り替えが行われないようにするステップと、を備えることを特徴とする。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
本発明の特徴を以下に列挙する。空気取入れを制御する方法は、ＮＯ_ＸガスまたはＨ／Ｃガスについての変化率の計算から誘導される。Ｈ／Ｃガスについては、センサの反応によってセンサ出力電圧の低下が発生し、その結果変化率の減少が起こる。空気質のレベルにおける所望の転換点に対応する較正された閾値（単数または複数）を、当該システムについて選択することができる。Ｈ／Ｃガスの場合、取入れ状態の転換（再循環）は、典型的には変化率が閾値のレベル以下に低下した時に行われる。ＮＯ_Ｘガスについても基本的な考えは同様であるが、方向は逆である。ＮＯ_Ｘガスは高濃度で存在する場合、センサ電圧の上昇を引き起こし、したがって変化率を大きくする。ＮＯ_Ｘガスの場合、変化率が較正された閾値を上回ったときに再循環への切り換えが行なわれる。

さらに、閉鎖空間への空気取り入れを制御する方法は、Ｈ／Ｃセンサ３０からのＨ／Ｃセンサ出力電圧を発生させることを含んでいる。ＮＯ_Ｘセンサ出力電圧は、ＮＯ_Ｘセンサ２８によって発生する。空気取入れシステムは、Ｈ／Ｃ電圧比およびＮＯ_Ｘ電圧比のそれぞれに基づいて制御される。ＮＯ_Ｘ電圧比は、あらかじめ定められた時間、基準値にリセットされるものである。

また、本発明は、基本的センサ技術の望ましくない要素に対処する方法を含むものである。典型的には、ＮＯ_Ｘ検知素子は、Ｈ／Ｃ型のガスに対し、多少の反応性を有する。この交差感度のために、多少ともＨ／Ｃガスが存在する場合、ＮＯ_Ｘセンサ２８の出力電圧が低下するという結果が生じる。ＮＯ_Ｘセンサ２８の出力は、典型的にはＮＯ_Ｘガスの存在下では増大するので、検知素子のＨ／Ｃに対する交差感度のために、仮に元来のＨ／Ｃガスの状況が鎮静し始めると、見かけ上は空気が「汚染された」状態が起こる。言い換えれば、ＮＯ_Ｘセンサ２８周囲からＨ／Ｃガスがなくなり、そのため出力電圧が上昇し始めると、ＮＯ_Ｘセンサは同一の電圧上昇を介して空気質の状況に関する偽の表示を出し始める。本発明は、このような交差感度の影響を消去する方法を提供するものである。

また、本発明の空気取入れシステム１０には、幾つもの長所がある。センサの交差感度の影響は、Ｈ／ＣセンサとＮＯ_Ｘセンサ２８の出力の両方を使用して、ＮＯ_Ｘセンサ２８に対するＨ／Ｃガスの影響によって引き起こされる偽のＮＯ_Ｘガス状態の公算を決定する精密なアルゴリズムによって消去される。そのような状態が認識された場合、適正な動作状態が回復されるまで、ＮＯ_Ｘガスの変化率の値はリセットされる。所定の時間、ＮＯ_Ｘセンサ２８の出力電圧信号比をゼロ値もしくは基準値にリセットすることにより、ＮＯ_Ｘセンサ２８からの出力信号における混乱は消去されることになる。

以下に示す本発明の実施形態は、例示的な性格のものであり、本発明、その応用、またはその用途を制限するものではない。本発明の好ましい一実施形態を図１〜図７を用いて説明する。

図１は、本実施形態における空調閉鎖空間への空気取入れを制御する方法を実施する自動車の内部構成を示した一部破断の透視図である。図１に示すように、空気取入れシステム１０は通常、自動車１２のエンジン室１４の内部に装備されている。この空気取入れシステム１０は、搭乗者室１６に空気の流れを供給する。搭乗者室１６内を流れる空気は、フレッシュ・エアモードの気流「Ｆ」でも、再循環モードの気流「Ｒ」のいずれでもよい。搭乗者室１６内の気流は換気システム制御装置１８によって制御され、この換気システム制御装置１８は制御配線２２を通じて電子工学的に制御される換気用取入れ扉２０に位置を指示する信号を出す。

空気質検出センサ２４は、通常は自動車１２の前方端近くで、グリル領域に隣接する場所に設けられ、かつ外気流「Ｓ」の流路中に位置していて、外気流「Ｓ」がエンジン室１４に入るようになっている。空気質検出センサ２４からの電気信号は、センサ配線２６を経て換気システム制御装置１８に送られる。本発明の一つの特徴では、空気質検出センサ２４はＮＯ_Ｘセンサ２８および炭化水素／一酸化炭素センサ３０（以下、Ｈ／Ｃセンサ３０とする）を含んでいる。ＮＯ_Ｘセンサ２８およびＨ／Ｃセンサ３０は、いずれもＮＯ_ＸまたはＨ／Ｃガスを検出した時に出力電圧信号を発生する。これらの出力電圧信号は換気システム制御装置１８によって受信され、換気システム制御装置１８は必要ならば換気用取入れ扉２０に位置変更の信号を送る。

ＮＯ_Ｘセンサ２８はＮＯ、ＮＯ_２、Ｎ_２Ｏのうちいずれか一つ以上、ないしは全部を含むＮＯ_Ｘガスの全体としてのレベル（オーバーレベル）を計測するものである。ＮＯ_Ｘセンサ２８からの電圧出力は、ＮＯ_Ｘガス濃度が高くなると増大し、ＮＯ_Ｘガス濃度が低くなると低下するのが普通である。ＮＯ_Ｘセンサ２８の電圧出力とは逆に、Ｈ／Ｃセンサ３０の出力電圧は、Ｈ／Ｃセンサ３０が炭化水素、一酸化炭素、および／または二酸化炭素ガスのいずれかの濃度の増加を検出した場合に低下するのが普通である。

また、図１に示すように、空気質検出センサ２４は、代替位置３１に置くこともできる。代替位置３１は、自動車１２のフロントガラス３２とボンネット３３の間の交差部分に隣接している。この場所は、通常、自動車１２内への空気取入口として使用される。本発明における空気質検出センサ２４の位置は特定の位置に限定されるものではなく、本実施形態で示されている場所は例示的なものである。

図２〜図４は、概括的にいうと、ＮＯ_Ｘセンサ電圧比、Ｈ／Ｃセンサ電圧比、および換気用取入れ扉２０の位置それぞれの、時間による変化を示したグラフである。普通のＮＯ_Ｘセンサ２８の出力電圧におけるオーバーシュート条件が示されているが、これは本発明の空気取入れシステム１０によって補正可能である。

図２は、本実施形態の空調閉鎖空間への空気取入れを制御する方法において、炭化水素の存在がＮＯ_Ｘセンサ２８に検出される結果起こり得るオーバーシュート条件を示す出力電圧比と時間の関係を示すグラフである。図２には、典型的なＮＯ_Ｘセンサの出力電圧比（以下、ＯＶＲとする）と時間の関係がプロットされている。ＮＯ_ＸセンサのＯＶＲは、現在のＮＯ_Ｘセンサ出力電圧値、すなわち現在のＮＯ_Ｘ(now)を、基準値としての前回もしくは以前に検出されたＮＯ_Ｘセンサ出力電圧、すなわちＮＯ_Ｘ(prev)と、連続的に式（１）を用いて比較することにより求められるものである。

なお、好ましい一実施形態としては、ＮＯ_Ｘ(prev)は過去３００秒間に検出された複数のＮＯ_Ｘセンサ出力電圧の平均値とする。この３００秒という時間、あるいは時間定数は、設計者の自由裁量によって変更することができ、比較のための、あらかじめ検出された電圧の基準値となるものである。ＮＯ_ＸセンサのＯＶＲが１．０となる単位値３４（図２参照）は、現在のＮＯ_Ｘセンサ出力電圧が基準値または以前のＮＯ_Ｘセンサ出力電圧検出値と等しい時に定められる。また、基準値は計算値、推定値、もしくは類似の方法で作り出された数値であってもよい。

図２は、ＮＯ_Ｘセンサ２８が高分子量のＨ／Ｃガスを検知した時にＮＯ_Ｘセンサ２８の出力電圧が低下（ＮＯ_Ｘ(now)＜ＮＯ_Ｘ(prev)）する、望ましくない状態の例を示している。高分子量Ｈ／Ｃガスの例には、ベンゼンや類似の芳香族ガス、および／またはウンデカンが含まれる。これらの時間中、ＮＯ_Ｘセンサ２８の出力電圧は、通常、ＮＯ_ＸのＯＶＲ曲線３５を追随する。

図３は、図２に記述されているものと同一の時間中におけるＨ／Ｃセンサ３０のＨ／ＣのＯＶＲ曲線を示す。典型的なＨ／Ｃセンサの出力電圧比（以下、ＯＶＲとする）と時間の関係がプロットされている。Ｈ／ＣセンサのＯＶＲは、現在のＨ／Ｃセンサ出力電圧、すなわちＨ／Ｃ(now)を、前述のＮＯ_Ｘ(prev)で例示したものと同様の３００秒という時間定数を用いて算出された前回もしくは以前に検出されたＨ／Ｃセンサ出力電圧、すなわちＨ／Ｃ(prev)と、連続的に式（２）を用いて比較することにより求められるものである。

また、この時間全体にわたって、図４は換気用取入れ扉の位置状態曲線３８によって、換気用取入れ扉２０の典型的な位置を示している。図２〜図４では、時間ゼロにおけるＮＯ_ＸセンサのＯＶＲは１．０に等しく、Ｈ／ＣセンサのＯＶＲは１．０に等しく、換気用取入れ扉２０の位置はフレッシュ・エアを取り入れる状態にあると仮定されている。

正常な動作条件下では、Ｈ／Ｃセンサ３０によって炭化水素が検出される結果、図３に示すＨ／ＣのＯＶＲ曲線３６としてプロットされているような出力電圧比が得られることになる。あらかじめ定められた第２の閾値である低Ｈ／Ｃ閾値３９（図３に示されている例では、時間ｔ２で表されている閾値点４０）で、換気用取入れ扉２０は信号を受け、フレッシュ・エア位置から再循環位置に変わるのが普通である。再循環位置は、少なくとも時間ｔ３で、曲線３６が回復閾値点４１で再度、低Ｈ／Ｃ閾値３９を越える時まで維持される。

ＮＯ_Ｘセンサの信号も、換気用取入れ扉２０をフレッシュ・エア位置から再循環位置に切り換える信号に使用される。ＮＯ_Ｘセンサ２８によって高分子量の炭化水素ガスが検出されるという望ましくない場合には、以後のＮＯ_ＸセンサのＯＶＲは、図２のＮＯ_ＸのＯＶＲ曲線３５が示すように、まず１．０未満に低下し、次いで図示されているような典型的な回復経路を追随すると思われる。ＮＯ_ＸのＯＶＲ曲線３５の値が高ＮＯ_Ｘ閾値４２を超過しないことが望ましい。

第１の閾値である高ＮＯ_Ｘ閾値４２は、空気取入れシステム１０を正常に作動させるために自動車設計者によってあらかじめ決定されるＮＯ_Ｘガス検出レベルの閾値であって、換気用取入れ扉２０のフレッシュ・エア位置から再循環位置への切り換えが、この閾値において開始される。ＮＯ_ＸのＯＶＲ曲線３５は連続的に計算されるＮＯ_Ｘセンサ出力電圧の時間による変化を表わすものであるから、一時的なＮＯ_Ｘのオーバーシュート時期４３が、特にＮＯ_Ｘガスと高分子量の炭化水素ガスの両方がＮＯ_Ｘセンサ２８によって検出される場合に発生し得る。

言い換えれば、ＮＯ_Ｘセンサ２８に対するＨ／Ｃガスの影響によって、まずＮＯ_ＸのＯＶＲの低下が生じ、次いでシステムが回復する際にＮＯ_ＸのＯＶＲの増大とオーバーシュートが起こる。時間「Ａ」の間、ＮＯ_Ｘセンサ２８によって検出される高分子量ガス濃度のためにＮＯ_ＸのＯＶＲ曲線３５の誤った高い値が生じ、それが補正されない場合、換気用取入れ扉２０は再循環位置に切り換えられるか、望ましくない再循環位置に維持される結果となると思われる。これは図４に破線で示されているＮＯ_Ｘイベント４４として確認され、時間「Ａ」に相当する継続時間を有する。ＮＯ_Ｘイベント４４の結果、換気用取入れ扉２０が再循環位置に戻されることは望ましくない。なぜなら、高ＮＯ_Ｘ閾値４２を超過したのは、ＮＯ_Ｘガスの高濃度のためではなく、Ｈ／Ｃガスの存在によって引き起こされたＮＯ_Ｘセンサ２８の出力電圧変化における望ましくない変化率のためだからである。

そこで、ＮＯ_Ｘイベント４４が起こることを防止するために、空気取入れシステム１０は、一つのアルゴリズムを使用する。空気取入れシステム１０のアルゴリズムはスタンバイモードを含んでいる。このスタンバイモードは、２種の重要事象が同時に起こる時に開始される。ＮＯ_ＸのＯＶＲ曲線３５が第１のスタンバイ閾値４５（図２に示す例では第３の閾値点「Ｂ」）に到達し、かつＨ／ＣのＯＶＲ曲線３６が第２のスタンバイ閾値４６（図３に示す例では第４の閾値点「Ｃ」）に到達した時、システムはスタンバイモードに入る。第１のスタンバイ閾値４５と第２のスタンバイ閾値４６は、あらかじめ定められた値であって、例えばいずれの値も０．８とする。これらの値はシステム設計者の自由裁量で、同一であっても、また異なっていてもよい。この例では、スタンバイモードは、第３の閾値「Ｂ」ならびに第４の閾値「Ｃ」が時間ｔ１に同時に存在する時に始まる。スタンバイモードに入ったならば、アルゴリズムはＮＯ_ＸのＯＶＲの値が再び最初のスタンバイ閾値に等しくなるかそれを越える時（図２に示す例では、第５の閾値としての、時間ｔ４におけるＮＯ_Ｘ回復閾値点「Ｄ」（Ｄ≧Ｂ）である）を決定する。これらの閾値は、自動車１２についての設計基準に基づいて、異なった別々の時間に存在してもよく、値が異なっても、また相互に異なり、較正可能な値であってもよい。

前述したように、図４に示すように、換気用取入れ扉２０の位置は、Ｈ／ＣセンサのＯＶＲがＨ／Ｃ回復閾値点４１に（時間ｔ_３において）到達するまで再循環位置に維持される。Ｈ／ＣセンサのＯＶＲが回復閾値点４１を時間ｔ_３に通過すると、車両のエアコンシステムはフレッシュ・エア取入れモードに復帰すべきである。しかしながら、ある種のＨ／ＣガスがＮＯ_Ｘセンサに影響を及ぼす結果、ＮＯ_ＸのＯＶＲはＨ／Ｃガス濃度が低下するに従って増大し始める。ＮＯ_Ｘセンサ２８の視野から見れば、ＮＯ_ＸのＯＶＲの増大は、たとえ空気がＨ／Ｃ濃度が低下しつつあることを示していても、汚れた空気の存在を示すのである。

ＮＯ_Ｘイベント４４に起因する換気用取入れ扉２０の誤った位置決めを防止するために、空気取入れシステム１０にはＮＯ_Ｘセンサ２８の出力電圧比を一時的にオーバーライドする機能が設けられている。空気取入れシステム１０がスタンバイモード（ほぼＮＯ_Ｘ回復閾値点「Ｄ」で始まり、あらかじめ定められた継続時間「Ｔ」だけ続く）に入っているならば、ＮＯ_ＸセンサのＯＶＲは１．０の値にセットまたはリセットされる。本発明の好ましい一実施形態としては、時間「Ｔ」は約１２０秒間である。継続時間「Ｔ」の間、ＮＯ_Ｘのオーバーシュート期間４３は、ＮＯ_ＸのＯＶＲ曲線３５がその単位値１．０に復帰するまでマスキングされる。ＮＯ_Ｘのオーバーシュート期間４３がマスキングされることにより、ＮＯ_Ｘイベント４４は排除され、それによって換気用取入れ扉２０の位置はフレッシュ・エア位置に保たれる。継続時間「Ｔ」は、あらかじめ定められた値で、ＮＯ_ＸのＯＶＲ曲線３５が通常は１．０の値に復帰するために十分な時間である。これは、ほぼ時間ｔ_５にある時点「Ｅ」で起こる。また、時点「Ｅ」が自動車１２の設計条件によって変動し得ることは明白である。

ＮＯ_Ｘセンサ２８はＮＯ_Ｘガスの存在に加えて高分子量Ｈ／Ｃガスの存在によって出力が変動し易いので、より安定なＨ／Ｃセンサ３０の出力をＮＯ_Ｘセンサ２８の出力と組み合わせて、継続時間「Ｔ」決定を助けるために使用する。時点「Ｅ」を確定するためには、ほぼ時間ｔ_５に現れるＨ／Ｃセンサ３０の出力安定点「Ｆ」を用いる。好ましい一実施形態としては、この点におけるＨ／ＣセンサのＯＶＲは、Ｈ／Ｃの閾値点「Ｃ」におけるＨ／ＣのＯＶＲよりも大きいか、それに等しい値である。これによって、ＮＯ_ＸのＯＶＲ曲線３５における混乱の影響を低減することができる。Ｈ／Ｃセンサ３０の出力安定点「Ｆ」は、システム設計者の自由裁量によって選ばれる任意の値である。

図５を用いて、換気システム制御装置１８が行う本発明の空気取入れシステム１０の典型的な制御ステップを説明する。制御開始時の状態では、ＮＯ_ＸセンサのＯＶＲおよびＨ／ＣセンサのＯＶＲは、いずれも１．０に等しい値であると仮定されている。比較ステップＳ６０では、ＮＯ_ＸセンサのＯＶＲおよびＨ／ＣセンサのＯＶＲの両方が、種々の閾値点と比較される。現在のＮＯ_ＸセンサのＯＶＲが、ＮＯ_Ｘのあらかじめ定められた第１のスタンバイ閾値点「Ｂ」と比較され、現在のＮＯ_ＸセンサのＯＶＲがあらかじめ定められた閾値点「Ｂ」以下であるか否かが判断される。現在のＨ／ＣセンサのＯＶＲがＨ／Ｃのあらかじめ定められた第２のスタンバイ閾値点「Ｃ」と比較され、Ｈ／ＣセンサのＯＶＲがＨ／Ｃのあらかじめ定められた第２のスタンバイ閾値点「Ｃ」以下であるか否かが判断される。ＮＯ_ＸセンサのＯＶＲが第１のスタンバイ閾値点「Ｂ」以下であるという条件、およびＨ／ＣセンサのＯＶＲが第２のスタンバイ閾値点「Ｃ」以下であるという条件の両方が揃わなければ、プログラムは比較ステップＳ６０を反復する。

上記条件が揃えば、すなわちＮＯ_ＸセンサのＯＶＲが閾値点「Ｂ」以下であり、かつＨ／ＣセンサのＯＶＲが閾値点「Ｃ」以下であるならば、動作ステップＳ６２で、空気取入れシステム１０にスタンバイモードで動作するよう信号が送られる。次にスタンバイモードにある時は、比較ステップＳ６４で、現在のＮＯ_ＸセンサのＯＶＲがＮＯ_Ｘ回復閾値点「Ｄ」と比較される。現在のＮＯ_ＸセンサのＯＶＲがＮＯ_Ｘ回復閾値点「Ｄ」を下回るならば、プログラムはステップＳ６４を反復することになる。現在のＮＯ_ＸセンサのＯＶＲがＮＯ_Ｘ回復閾値点「Ｄ」以上であるならば、プログラムは次にセッティングステップＳ６６を実行する。セッティングステップＳ６６では、ＮＯ_ＸセンサのＯＶＲが「Ｔ」秒間、１．０という値にセットされる。セッティングステップＳ６６に続いて、時間質問ステップＳ６８において、プログラムは連続的に時間「Ｔ」秒が経過したか否かを問い合わせる。時間「Ｔ」が経過していなければ、プログラムは時間質問ステップＳ６８を反復する。所定の時間「Ｔ」秒が経過した時には、比較ステップＳ７０が実行される。比較ステップＳ７０では、現在のＨ／ＣセンサのＯＶＲがＨ／Ｃセンサの出力安定点「Ｆ」と比較される。現在のＨ／ＣセンサのＯＶＲが、Ｈ／Ｃセンサ３０の出力安定点「Ｆ」以上ならば、更新ステップＳ７２が実行される。更新ステップＳ７２では、プログラムはＮＯ_ＸセンサのＯＶＲを現在値１．０で始まるように更新し、プログラムはスタート直後に戻る。現在のＨ／ＣセンサのＯＶＲがＨ／Ｃセンサ３０の出力安定点「Ｆ」以上でなければ、維持ステップＳ７４が実行される。維持ステップＳ７４では、ＮＯ_ＸセンサのＯＶＲは１．０の値に維持され、プログラムはステップＳ７０に戻る。

ここで、図２に戻ってみると、ＮＯ_ＸのＯＶＲ曲線３５には種々の区分が定義されている。ＮＯ_ＸのＯＶＲ曲線３５の第１区分５０では、いかなる時間の点を取っても、ＮＯ_Ｘのセンサの現在の出力電圧をＮＯ_Ｘセンサ２８の以前の出力電圧で割った商は不変であり、ＮＯ_ＸセンサのＯＶＲは１．０に等しい。第２区分５２では、ＮＯ_ＸのＯＶＲ曲線３５の変化率は負である。連続するそれぞれのＮＯ_Ｘの現在出力電圧はＮＯ_Ｘセンサ２８の以前の出力電圧よりも小さいので、ＮＯ_ＸのＯＶＲ曲線３５の変化率は負となる。連続するＮＯ_Ｘセンサ２８の現在出力電圧は、すべてＮＯ_Ｘセンサ２８の以前の出力電圧未満であるため、ＮＯ_ＸのＯＶＲ曲線３５上のどの値も１．０未満である。第３区分５４では、連続するＮＯ_Ｘセンサ２８の現在出力電圧は、すべてＮＯ_Ｘセンサ２８の以前の出力電圧値よりも大きいので、ＮＯ_ＸのＯＶＲ曲線３５の変化率は正である。ＮＯ_Ｘセンサ２８の非ＮＯ_Ｘガスに対する感度が高いために、ＮＯ_ＸのＯＶＲ曲線３５に混乱が起こる程度は、それに対応するＨ／Ｃセンサ３０のＨ／ＣのＯＶＲ曲線３６におけるよりも大きい。このため、Ｈ／Ｃセンサ３０の出力安定点「Ｆ」を明らかにするためには、Ｈ／ＣのＯＶＲ曲線３６が用いられる。Ｈ／ＣのＯＶＲ曲線３６が全く平坦になり、かつＨ／Ｃのあらかじめ定められた閾値点以上（Ｆ≧Ｃ）である場合、ＮＯ_ＸのＯＶＲ曲線３５における混乱は、事実上ゼロまで弱められている。

本発明のもう一つの特徴について、図６を用いて説明する。図６は、本実施形態における空調閉鎖空間への空気取入れを制御する方法に利用されるＮＯ_Ｘセンサ出力電圧の検出と制御ステップを示す簡単化した流れ図である。計算ステップＳ７６では、ＮＯ_Ｘセンサ出力電圧比が時間に関して、連続する複数のＮＯ_Ｘセンサ出力電圧値から計算される。比較ステップＳ７８で、ＮＯ_ＸおよびＨ／Ｃの電圧比が両方ともあらかじめ定められた閾値に達した時、システムはスタンバイモードに入る。次に、決定ステップＳ８０では、ＮＯ_Ｘセンサ出力電圧比がＮＯ_Ｘ回復閾値以上になる時が決定される。リセットステップＳ８２では、ＮＯ_Ｘセンサ出力電圧比が、あらかじめ定められた時間、基準値にリセットされる。このように図６は、本発明の自動車換気システムを制御するためのＮＯ_Ｘセンサ出力電圧比を計算し、使用するために必要なステップを示すものである。

本発明のさらにもう一つの特徴について、図７を用いて説明する。図７は、本実施形態における空気取入れシステム１０によって自動車の換気システム制御の前に利用される複数の並列ステップを示す流れ図である。信号発生ステップＳ８４では、Ｈ／Ｃセンサの出力電圧を用いてＨ／Ｃガスレベル信号が作られる。平行している信号発生ステップＳ８６では、ＮＯ_Ｘセンサ出力電圧を用いてＮＯ_Ｘガスレベル信号が作られる。そして、制御ステップＳ８８では、信号発生ステップＳ８４およびＳ８６でそれぞれ作られたＨ／ＣセンサおよびＮＯ_Ｘセンサ２８の各電圧比に基づいて、換気システムが制御される。リセットステップＳ９０では、ＮＯ_Ｘセンサ出力電圧比が、あらかじめ定められた長さの時間リセットされ、偽のＮＯ_Ｘセンサ出力電圧を作動可能状態で消去する。

このように本実施形態によれば、空気取入れシステム１０は、幾つもの利点を有しており、高分子量の炭化水素ガスが検出される場合には、ＮＯ_Ｘセンサ２８が発生する出力電圧を、自動車の換気制御システムに使用される制御信号からマスキングすることができる。

また、ＮＯ_Ｘセンサ出力電圧信号をあらかじめ定められた時間、ゼロ値もしくは単位値にリセットすることにより、ＮＯ_Ｘセンサ２８からの出力電圧信号に生ずる混乱を消去することができる。

また、ある種のＮＯ_Ｘセンサ出力電圧信号を選択的にマスキングすることにより、自動車の空気取入れシステム１０から、それを行なわない場合、ＮＯ_Ｘセンサ２８がＮＯ_Ｘガスの代わりに、あるいはＮＯ_Ｘガスに上乗せして高分子量の炭化水素ガスを検出した時に誘導される望ましくない再循環モード動作期間を消去することができる。

なお、ここに記載した実施形態は、単に例示的性格のものであり、したがって本発明の骨子から逸脱しない改変は、本発明の範囲内である。そのような改変は、本発明の技術思想および範囲からの逸脱したものとは考えない。

第１実施形態における空調閉鎖空間への空気取入れを制御する方法を実施する自動車の内部構成を示した一部破断の透視図である。第１実施形態の空調閉鎖空間への空気取入れを制御する方法において、炭化水素の存在がＮＯ_Ｘセンサ２８に検出される結果起こり得るオーバーシュート条件を示す出力電圧比と時間の関係を示すグラフである。第１実施形態の空調閉鎖空間への空気取入れを制御する方法において、炭化水素／一酸化炭素センサ（Ｈ／Ｃセンサ３０）の出力電圧比と時間との関係を示す、図２と同様のグラフである。図２ならびに図３に示されている種々のＮＯ_Ｘセンサ２８の出力電圧比および炭化水素／一酸化炭素センサ（Ｈ／Ｃセンサ３０）の出力電圧比に対して、フレッシュ・エア位置と再循環位置との間で変動する換気用取入れ扉２０の位置を示すグラフである。第１実施形態における空調閉鎖空間への空気取入れを制御する方法の動作ステップを示す流れ図である。第１実施形態における空調閉鎖空間への空気取入れを制御する方法に利用されるＮＯ_Ｘセンサ出力電圧の検出と制御ステップを示す簡単化した流れ図である。第１実施形態における空気取入れシステム１０によって自動車の換気システム制御の前に利用される複数の並列ステップを示す流れ図である。

符号の説明

１０空気取入れシステム
１６搭乗者室（閉鎖空間）
１８換気システム制御装置
２０換気用取入れ扉
２８ＮＯ_Ｘセンサ
３０Ｈ／Ｃセンサ
４４ＮＯ_Ｘイベント

Claims

過去に検出された複数のＮＯ _Ｘガスの値を用いてＮＯ _Ｘガスの基準値を算出し、現在のＮＯ _Ｘガスの値を前記算出したＮＯ _Ｘガスの基準値で除算して、空調される閉鎖空間（１６）の外部におけるＮＯ_Ｘガスの変化率を求めるステップと、
前記閉鎖空間（１６）外部における炭化水素ガスの変化率を前記炭化水素ガスの基準値に関連して検出するステップと、を有し、
前記ＮＯ_Ｘガスの変化率が第１の閾値である高ＮＯ_Ｘ閾値を上回ったとき、または前記炭化水素ガスの変化率が第２の閾値である低Ｈ／Ｃ閾値を以下に低下したときに、換気用取入れ扉を制御して、空気を外部から前記閉鎖空間に取り入れる「フレッシュ・エアモード」から空気を前記閉鎖空間で循環させる「再循環モード」に切り替える空気取入れの制御方法であって、
前記ＮＯ_Ｘガスの変化率が第３の閾値（Ｂ）以下であり、かつ、前記炭化水素ガスの変化率が第４の閾値（Ｃ）以下であるか否かを検出するステップと、
前記ＮＯ_Ｘガスの変化率が前記第３の閾値（Ｂ）以下であり、かつ、前記炭化水素ガスの変化率が前記第４の閾値（Ｃ）以下であると検出された後に、前記ＮＯ_Ｘガスの変化率が前記第３の閾値（Ｂ）以上に設定される第５の閾値（Ｄ）以上になったか否かを検出するステップと、
前記ＮＯ_Ｘガスの変化率が前記第５の閾値（Ｄ）以上になったことを検出した場合に、所定の時間、前記ＮＯ_Ｘガスの変化率の値を前記第１の閾値よりも小さい所定の値にセットして、前記フレッシュ・エアモードから前記再循環モードへの切り替えが行われないようにするステップと、
を備えることを特徴とする空気取入れの制御方法。