JP6353489B2 - エアセンサを較正する方法及びエア処理デバイス - Google Patents

Description

本発明は、エア処理の分野、特に、エア処理デバイスのエアセンサを較正する方法に関する。

都市化及び工業化は、とりわけ新興成長市場において、巨大都市における大気汚染をもたらす。空気の質を向上させるために空気を浄化するために、エア処理デバイスは、家、オフィス及び自動車において広く使われている。

エアクオリティインジケータは、通常、ユーザに空気の質の指標を与えるために、エア処理デバイスにおいて一体化される。このように、エア処理デバイスは、エアセンサ及びプロセッサを更に備え得る。エアセンサは、空気の質を測定して測定出力を提供し、そして、プロセッサは、エアセンサの測定出力を読みとり、エアセンサの測定出力に基づいてユーザに指標を与えるようにエアクオリティインジケータを制御する。しかしながら、エアセンサの測定出力は、時間にわたって漂う場合があり、エアセンサ自体は、同じバッチにおいても、測定値の間の不一致を示す場合がある。その結果として、エアクオリティインジケータは、ユーザに対して間違った指標を与える場合がある。従って、屋内の空気の質が実際に向上したかどうかをユーザがチェックするのは難しく、これは面倒であり、エア処理デバイスにおける人々の信頼を低減する場合がある。

通常、ゼロ空気（zero air）がエアセンサを較正するために用いられるべきである。しかしながら、エア処理デバイスのエアセンサが較正されることを必要とする度に、ユーザは較正を実行するためにゼロ空気を見つけようとしなければならない。これは非常に不都合である。

上記の問題からみて、エアセンサを較正するためのきれいな空気（即ち、ゼロ空気）がエア処理デバイスにより局所的に生成される、エア処理デバイスのエアセンサを較正する方法を実現することが有利であるだろう。そして、エアセンサが、エア処理デバイスにより局所的に生成されたきれいな空気（即ち、ゼロ空気）により較正され得る、エア処理デバイスを実現することが望ましいだろう。

上記の関心事により十分に対処するために、本発明の一実施形態によれば、空気を浄化するように構成された空気浄化ユニットと、第１の空気量を測定して測定出力を供給するように構成されたエアセンサであって、前記第１の空気量が前記空気浄化ユニットにより浄化された浄化空気を有する、エアセンサと、前記エアセンサを較正するように前記エアセンサの測定出力に基づく第１の値を生成するように構成されたプロセッサと、を有するエア処理デバイスが提供される。

一実施形態において、第１の空気量は浄化空気であり、エア処理デバイスは、エアセンサと空気浄化ユニットとの間に設けられたスイッチを更に有し、プロセッサは、エアセンサへの浄化エアフローを可能にするか又はエアセンサへの浄化エアフローをブロックするためにスイッチを開けるか又は閉じるように更に構成される。

他の実施形態では、第１の空気量は周囲空気と浄化空気との混合であり、エア処理デバイスは気密空間内に配置され、プロセッサは、気密空間における第１の空気量の質が予め規定された基準を満たすかどうかを決定し、第１の空気量の質が予め規定された基準を満たした場合に、エアセンサの測定出力に基づく第１の値を生成するように更に構成される。

本発明の一実施形態のエア処理デバイスによれば、ゼロ空気を外部的に生成することを必要とすることなく、きれいな空気（即ち、ゼロ空気）がエアセンサを較正するためにエア処理デバイスにより局所的に生成され、これは、エア処理デバイスのエアセンサの較正を実行するユーザ又は他のオペレータに対して利便性をもたらす。更に、エアセンサの測定出力が較正されるので、ユーザに提供される空気の質の指標は正確であるだろう。

本発明の他の実施形態によれば、エア処理デバイスのエアセンサを較正する方法であって、前記エア処理デバイスを用いて空気を浄化するステップと、前記エアセンサを較正するように、第１の値を得るために前記エアセンサを用いることにより第１の空気量を測定するステップであって、前記第１の空気量は浄化された空気を有する、ステップとを有する、方法が提供される。

本発明のこれらの及び他の態様は、後述される実施形態から明らかになり、これらを参照して説明されるだろう。

本発明の上記の及び他の目的及び特徴は、添付図面と組み合わせて考慮される以下の詳細な説明からより明らかになるだろう。

本発明の一実施形態の例示的なエア処理デバイス１０を示す。 本発明の他の実施形態の例示的なエア処理デバイス２０を示す。 本発明の一実施形態のエア処理デバイスのエアセンサを較正する方法のフローチャートを示す。

同一の参照番号は、図面全体に渡って類似の部分を示すために用いられる。

図１は、本発明の一実施形態の例示的なエア処理デバイス１０を示す。エア処理デバイス１０は、空気を浄化するために、家、オフィス、自動車及び他の（公共の）場所において概ね用いられ得る。図１に示すように、エア処理デバイス１０は、空気浄化ユニット１１と、エアセンサ１２と、プロセッサ１３とを有する。

空気浄化ユニット１１は、任意の構成をとってもよいが、図１に示すように、概して、フィルタ手段１１０及びモータ１１１を含む。フィルタ手段１１０は、例えば通過する空気から粒子（例えば塵）をフィルタリングするための粒子フィルタユニットと、例えば通過する空気からガス（例えば化学ガス）をフィルタリングするためのガスフィルタユニットとを概して含んでもよい。モータ１１１は、浄化されるべき空気がフィルタ手段１１０を通過することをもたらすように構成され、これは、例えば後方のインペラであり得る。空気浄化ユニット１１は、それぞれ、浄化されるべき空気が、空気浄化ユニット１１に入ること（矢印Ａにより示される）、及び、空気浄化ユニット１１を出ること（矢Ｂにより示される）を可能にするように構成される、入口エリア１１３及び出口エリア１１４を有するハウジング１１２を更に含み得る。フィルタ手段１１０及びモータ１１１は、図１に示すように、双方がハウジング１１２に囲まれてもよい。

エアセンサ１２は、例えば粒子センサ又はガスセンサのような、空気の質を測定するのに適したセンサの任意の形式であり得る。エアセンサ１２は、空気の質を測定して測定出力をプロセッサ１３に供給するように構成され、プロセッサ１３は、例えばマイクロコントロールユニット（ＭＣＵ；Micro Control Unit）であり得る。

通常の動作モードにおいて、例えば自動車内のエア処理デバイス１０が起動すると、モータ１１１は、自動車のキャビンに存在する周囲空気を入口エリア１１３を介して空気浄化ユニット１１に吸引し始める。そして、周囲空気は、通過する周囲空気からの例えば塵及び化学ガスをフィルタリングするフィルタ手段１１０を通過し、その後、浄化された空気は、出口エリア１１４を介して空気浄化ユニット１１を出て、キャビン中の周囲空気と混合する。上記の処理は、キャビン中の空気を浄化するように、エア処理デバイス１０の通常の動作モードの間、繰り返される。

エアセンサ１２は、キャビン中の空気の質を測定して測定出力を供給する。プロセッサ１３は、エアセンサ１２の測定出力を読みとり、エアセンサ１２の測定出力に基づいて、ユーザに空気の質の指標を与える。クオリティインジケータ（例えば、１つのＬＥＤ又はＬＥＤのアレイ）が、空気の質の指標を与えるためにエア処理デバイス１０上に設けられ得る。プロセッサ１３は、エアセンサ１２の測定出力を読みとったときには、エアセンサ１２の測定出力を予め規定された閾値と比較し、ＬＥＤを緑になるように制御してもよく、これは、エアセンサ１２の測定出力が例えば予め規定された閾値を超えない場合、又は、ＬＥＤを赤になるように制御しない場合に空気の質がよいことを示し、エアセンサ１２の測定出力が例えば予め規定された閾値を超える場合に空気の質が悪いことを示す。１以上の閾値が空気の質を決定するために規定されてもよく、これに関して、ＬＥＤが、異なるエアクオリティレベルの指標を与えるために２以上の色をとるように制御されてもよいことが理解されるだろう。

エア処理デバイス１０のエアセンサ１２が較正されることを必要とするときには、例えば、エアセンサ１２の測定出力は、時間に渡って漂い、インジケータによる空気の質の指標が不正確な指標をもたらすので、エア処理デバイス１０は較正モードに進む。

一実施形態において、エア処理デバイス１０は、ユーザインタフェースを有してもよく、較正モードは、ユーザインタフェースを介して指示が受信されたとき、例えばエア処理デバイス１０上の較正キーが押圧されたときに起動し得る。代わりに、較正モードは、ユーザ又は他のオペレータからの指示を必要とすることなく、例えば周期的に、自動的に起動してもよい。

有利には、較正モードは、空気浄化ユニット１１のフィルタ手段１１０が洗浄されるか又は取り替えられた後に起動してもよい。

較正モードが起動したときに、エア処理デバイス１０の空気浄化ユニット１１は、キャビン内の空気を浄化し始める。上述したように、通常の動作モードにおいて、キャビン内の周囲空気は、モータ１１１により入口エリア１１３を介して空気浄化ユニット１１に吸い込まれ、フィルタ手段１１０を通過し、その後、浄化された空気は、出口エリア１１４を介して空気浄化ユニット１１を出て、キャビン内の周囲空気と混合する。空気浄化ユニット１１の動作は、キャビン内の空気を浄化するように繰り返される。

エアセンサ１２は、浄化された空気及び周囲空気の前記混合を測定し、測定出力を供給する。プロセッサ１３は、エアセンサ１２を較正するように、エアセンサ１２の測定出力に基づいて、混合の質が予め規定された基準を満たすかどうか決定し、混合の質が予め規定された基準を満たす場合、エアセンサ１２の測定出力に基づく第１の値を生成する。混合の質が予め規定された基準を満たす場合、キャビン内の空気は、ゼロ空気として実質的に参照され、従って、第１の値は、ゼロ空気でのエアセンサ１２の測定出力と見なされ得ることが留意されるべきである。

一実施形態において、可動平均化アルゴリズムは、混合の質が予め規定された基準を満たすかどうかを決定するのに用いられ得る。説明の目的だけのために、プロセッサ１３の動作は、１０のウィンドウサイズ及び１秒のサンプリング間隔をとることにより述べられるだろう。具体的には、プロセッサ１３は、エアセンサ１２の１０の測定出力を収集し（即ち、１０秒間の毎秒、エアセンサ１２の１０の測定出力を読みとり）、１０の測定出力の規格偏差又は変化が閾値より大きいかどうかを決定する。１０の測定出力の規格偏差又は変化が閾値より大きい場合には、プロセッサ１３は、エアセンサ１２の後続の１０の測定出力を集め続け、１０の測定出力の規格偏差又は変化が閾値より大きいか否かを決定する動作を実行する。１０の測定出力の規格偏差又は変化が閾値より大きくない場合には、プロセッサ１３は、第１の値として１０の測定出力の平均を計算する。代わりに、１０の測定出力の規格偏差又は変化が閾値を超えない場合には、プロセッサ１３は、第１の値としてエアセンサ１２の現在の測定出力を読み込んでもよい。

第１の値が実現されたときには、一実施形態において、プロセッサ１３は、エアセンサ１２の測定出力を較正するように、補償値として第１の値と基準値との間の差を更に計算してもよい。基準値は、ゼロ空気でのエアセンサ１２の規格出力であってもよく、これは、プロセッサ１３に予め格納されてもよい。補償値は、通常の動作モードにおけるエアセンサ１２の測定出力を補償するのに用いられてもよく、即ち、エア処理デバイス１０が通常の動作モードにおいて動作するときには、プロセッサ１３は、エアセンサ１２の測定出力を読みとり、エアセンサ１２の測定出力を補償値により補正し、それ故、クオリティインジケータによる空気の質の指標は正確になるだろう。これに関して、エアセンサ１２の応答は線形であることが望ましい。

代わりに、プロセッサ１３は、エアセンサ１２の測定出力を較正するように、第１の値に基づいて、エアセンサ１２の周辺回路の構成を変えてもよい。この構成において、エアセンサを囲む周辺回路の直接的な出力は、更なる補正を必要とすることなく、プロセッサ１３の直接的な出力になり得る。

進行ステージにおける点滅赤色光から、間の中断を回避し得る成功した完了の指標であるスタティックな緑色光に及ぶ光を発する。

本実施形態において、較正が気密空間（例えば自動車の気密キャビン）内において実行されるべきことが留意されるべきである。

図２は、本発明の他の実施形態の例示的なエア処理デバイス２０を示す。エア処理デバイス２０は、空気浄化ユニット２１、エアセンサ２２、プロセッサ２３、及び、エアセンサ２２と浄化ユニット２１との間の設けられたスイッチ２４を有する。空気浄化ユニット２１、エアセンサ２２及びプロセッサ２３の構成は、図１における対応するモジュールのものと同様であり、簡素化のためにここでは述べられないだろう。

スイッチ２４は、オン／オフに切替えられるのに適した任意の構成をとってもよいが、フリップゲート又はスライドカバーが好ましい。

一実施形態において、プロセッサ２３は、それぞれ、浄化ユニット２１により浄化された空気が、エアセンサ２２に向かって流れることを可能にするか、又は、エアセンサ２２に向かう浄化されたエアフローをブロックするために、スイッチ２４を開けるか又は閉じるように更に構成される。代わりに、スイッチ２４は、手動でオン又はオフに切り替えられてもよい。

通常の動作モードにおいて、スイッチ２４は、エアセンサ２２に向かう浄化ユニット２１により浄化された空気のフローをブロックするように、プロセッサ２３により閉じられ、それ故、キャビン内の空気を浄化するためのエア処理デバイス２０における各モジュールの動作は、図１を参照して述べられたものと同様であり、簡素化のためにここでは述べられないだろう。

エア処理デバイス２０のエアセンサ２２が較正されることを必要とするときには、エア処理デバイス１０は較正モードに進む。較正モードは、ユーザ若しくは他のオペレータからの指示により起動してもよく、又は、図１を参照して述べられたように自動的に起動してもよい。較正モードにおいて、スイッチ２４は、浄化ユニット２１により浄化された空気が、エアセンサ２２に向かって流れるのを可能にするために、プロセッサ２３により開けられる。

較正モードが起動したときには、エア処理デバイス２０の空気浄化ユニット２１は、キャビン内の空気を浄化し始める。具体的には、キャビン内の周囲空気は、モータ２１１により入口エリア２１３を介して空気浄化ユニット２１に吸い込まれ、フィルタ手段２１０を通過し、その後、浄化された空気は、出口エリア２１４を介して空気浄化ユニット２１を出て、キャビン中の周囲空気と混合する。スイッチ２４が開いているので、浄化された空気の部分はエアセンサ２２に向かってガイドされる。通常、浄化ユニット２１により浄化された空気は、ゼロ空気と見なされ得る。従って、エアセンサ２２を較正するように、エアセンサ２２の現在の出力は、ゼロ空気（即ち第１の値）の出力と見なされ得る。

この実施形態において、浄化ユニット２１により浄化された空気が、第１の値を得るためにエアセンサ２２に直接供給されるので、較正が気密空間を必要とすることなく実行され得ることが留意されるべきである。

更に、浄化ユニット２１により浄化された空気が第１の値を得るためにエアセンサ２２に直接供給されるので、図２のエア処理デバイス２０は、図１のエア処理デバイス１０よりも、較正を終えるまでにあまり時間を必要としない。

図３は、一実施形態のエア処理デバイスのエアセンサを較正する方法のフローチャートを示す。

最初に、ステップ３０１において、空気は、エア処理デバイスを用いて浄化される。

そして、ステップ３０２において、第１の空気量はエアセンサを較正するように第１の値を得るためにエアセンサを使用して測定される。第１の空気量は浄化された空気を有する。

オプションとして、ステップ３０２の後、前記方法は、エアセンサを較正するように第１の値及び基準値に基づく補償値を生成するステップを更に備えてもよい。基準値はゼロ空気でのエアセンサの規格出力である。

オプションとして、前記方法は、ステップ３０１及び３０２のうちの任意の１つを開始又は停止させるためにユーザインタフェースを介して指示を受信するステップを更に備えてもよい。

一実施形態において、第１の空気量は浄化された空気であり、ステップ３０２の後続の測定ステップは、エアセンサに向かって浄化された空気を指向するステップと、第１の値を得るためにエアセンサを用いて浄化された空気を測定するステップとを更に備えてもよい。

他の実施形態では、第１の空気量は周囲空気及び浄化された空気の混合であり、エア処理デバイスは気密空間内に配置され、ステップ３０２の後続の測定ステップは、気密空間における第１の空気量の質が予め規定された基準を満たすかどうかを決定するステップと、第１の空気量の質が予め規定された基準を満たす場合に、第１の値を得るためにエアセンサを用いて第１の空気量を測定するステップとを更に有し得る。

オプションとして、決定ステップは、エアセンサの複数の測定出力を収集するステップと、複数の測定出力の規格偏差が閾値より小さいかどうかを決定するステップとを更に有し得る。

本発明の他の実施形態によれば、実行可能な指示が図３のステップ３０１及び３０２を実行するように構成されたコンピュータのセットが提供される。

前述の実施形態は、本発明を制限するよりはむしろ例示であり、当業者は、特許請求の範囲から逸脱することなく代替実施形態を設計することが可能であることに留意すべきである。請求項において、括弧間に配置された任意の参照符号は、請求項を限定するものとして考慮されるべきではない。"有する"という用語は、請求項中又は説明中に記載されていない要素又はステップの存在を除外するものではない。要素の単数表記は、複数の斯様な要素の存在を除外するものではない。幾つかのユニットを列挙する装置に係る請求項において、これらのユニットの幾つかは、ハードウェア又はソフトウェアの全く同一のアイテムにより具現化され得る。第１、第２及び第３等の用語の使用は、任意の順序を示すものではない。これらの用語は名前と解釈されるべきである。

Claims (2)

1. エア処理デバイスに設けられる、空気中の粒子及び／又は気体成分の量を感知するためのエアセンサを較正する方法であって、
   前記エア処理デバイスに入力される空気中の粒子及び／又は気体成分をフィルタリングするステップと、
   前記エア処理デバイスが気密空間内に配置された場合に、周囲空気と前記フィルタリングされた空気との混合空気における粒子及び／又は気体成分の量を感知し、当該量が所定の基準を満たす場合に、前記エアセンサによる当該量の測定値がゼロ空気測定時の測定値となるように前記エアセンサを較正するステップと、
   を有する、方法。
2. 空気中の粒子及び／又は気体成分の量を感知するためのエアセンサと、フィルタと、プロセッサと、を有するエア処理デバイスであって、
   前記フィルタが、前記エア処理デバイスに入力される空気中の粒子及び／又は気体成分をフィルタリングし、
   前記エアセンサが、前記エア処理デバイスが気密空間内に配置された場合に、周囲空気と前記フィルタリングされた空気との混合空気中の粒子及び／又は気体成分の量を測定し、
   前記プロセッサが、前記測定された前記混合空気における粒子及び／又は気体成分の量が所定の基準を満たす場合に、前記エアセンサによる当該量の測定値がゼロ空気測定時の測定値となるように前記エアセンサを較正する、エア処理デバイス。

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