JPH05294133A

JPH05294133A - 車両用空気汚染度検出装置

Info

Publication number: JPH05294133A
Application number: JP12292892A
Authority: JP
Inventors: Takashi Osawa; 隆司大沢
Original assignee: Zexel Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1992-04-17
Filing date: 1992-04-17
Publication date: 1993-11-09
Anticipated expiration: 2016-08-06
Also published as: JP3196973B2

Abstract

(57)【要約】【目的】汚染判定の基準値を状況に即して適正に設定
し、確実な汚染判定を可能にする。【構成】現行の清浄度判定基準値ＶGCK よりガスセン
サ検出値ＶG の方が小さい場合（ステップ１０８でＹＥ
Ｓの場合）、清浄度判定基準値ＶGCK をＶG で更新し
（ステップ１１０）、同時に汚染判定基準値ＶGDK も更
新する。また１２０秒間に１５秒ごと計８回センサ検出
値ＶG をサンプリングし、初回サンプリング値ＶGC0 に
対する検出値ＶG の変動幅｜ΔＶGC｜が所定の幅Ａ内に
収まっている回数をカウントし、そのカウント数が６回
以上ある場合はセンサ検出値が安定しているものと見做
して、清浄判定基準値ＶGCK をサンプリング最低値ＶGM
INで更新し、同時に汚染度判定基準値ＶGDK を更新す
る。しかし、センサ検出値ＶG が汚染度判定基準値ＶGD
K の近傍に達した場合（ステップ１１１の判断がＮＯの
場合）は、検出値が安定していても更新を中止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、外気の汚染状況等を検
出するための車両用空気汚染度検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ガスセンサによって外気の汚れ具
合を検出し、それに基づいてダンパを制御して外気の導
入割合を調節するようにした技術が知られている（特開
昭６２ー２９２５２１号公報参照）。これによれば、信
号待ちなどで停車した際、前の車の排気ガスが車内に入
るのを防止することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、特に半導体
式のガスセンサは、ガス濃度が一定でも、温度や湿度、
あるいは風速等によりセンサ出力値が変化する。そのた
め、実際の外気の汚染レベルとセンサの認識する汚染レ
ベルとに大きなズレが生じることがあった。

【０００４】また、通常は一定時間（ウォームアップ時
間）経過後に、汚染判定に必要な基準値をガスセンサの
出力に基づき設定するのであるが、気温の影響により、
特に冬場にはガスセンサの出力が安定するまでの時間が
かかるため、初期基準値を高めに設定してしまうことが
あり、このためその時点で外気汚染が発生した場合に汚
染を検出できないおそれがあった。

【０００５】そこで本発明は、温度、湿度、風速、また
季節によらず、適正に外気の汚染状態を知ることのでき
る空気汚染度検出装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の車両用空気汚染
度検出装置は、図１に示すように、空気汚染度に対応す
る検出値ＶG を出力するガスセンサ１と、所定周期でこ
のガスセンサ１の検出値ＶG に基づき清浄度判定基準値
ＶGCK を算出すると共にその値に基づいて汚染度判定基
準値ＶGDK を算出し、汚染度判定基準値ＶGDK に従って
汚染判定を行う演算処理手段２と、を有している。

【０００７】そして、前記演算処理手段２には、清浄度
判定基準値ＶGCK に基づいて汚染判定基準値ＶGDK を算
出する手段３、及び汚染判定基準値ＶGDK に基づいて汚
染の判定を行う手段４の他に、清浄度判定基準値ＶGCK
を保持する清浄度判定基準値保持手段５と、この手段５
に保持された清浄度判定基準値ＶGCK よりもガスセンサ
１の検出値ＶG の方が小さいとき、前記保持手段５の清
浄度判定基準値ＶGCKを同検出値ＶG で更新する第１の
更新手段６と、前記ガスセンサ１の検出値ＶGが所定時
間にわたり安定状態にあるときに、前記保持手段５の清
浄度判定基準値ＶGCK を前記所定時間のうちにサンプリ
ングしたガスセンサ検出値ＶG のうちの代表値で更新す
る第２の更新手段７と、前記ガスセンサ１の検出値ＶG
が前記汚染度判定基準値ＶGDK の近傍に達したとき、前
記第２の更新手段７による清浄度判定基準値ＶGCK の更
新を中止する更新中止手段８とが設けられている。

【０００８】

【作用】ガスセンサ１から、現行の清浄度判定基準値Ｖ
GCK よりも小さい検出値ＶG が出力されたときには、第
１の更新手段６が、現行の清浄度判定基準値ＶGCK をセ
ンサ検出値ＶG で更新する。よって、常に低めの清浄度
判定基準値ＶGCK が設定されることになり、汚染判定基
準値ＶGDK も常に低めの値に更新される。これにより、
実際の汚染が発生した場合に、確実に汚染の判定ができ
るようになる。

【０００９】また、温度や湿度などの変化に伴い、空気
の汚染度（清浄度）は同じでも、ガスセンサの出力のレ
ベルが上下する。この場合、空気が清浄なときには、セ
ンサ検出値ＶG があるレベルで安定した状態になる。し
たがって、所定時間にわたりガスセンサ検出値ＶG が安
定状態にあるときには、第２の更新手段８が、清浄度判
定基準値ＶGCK を、同安定期間中にサンプリングした代
表値、例えば最低値ＶGMINで更新する。これにより、温
度や湿度などの変化によらず、常にその時々の状況に即
した適切な判定基準値が設定され、適正な汚染判定がな
されるようになる。

【００１０】また、例えば長いトンネル内を走行してい
るような場合は、ガスセンサ検出値ＶG が高い値で安定
状態になることがある。このような場合、安定状態にあ
るからといって安易に清浄度判定基準値ＶGCK 及び汚染
度判定基準値ＶGDK を更新すると、適正な汚染判定がで
きなくなる。

【００１１】これを避けるため、本発明では、汚染度判
定基準値ＶGDK の近傍にまでガスセンサ検出値ＶG が達
した場合は、第２の更新手段による更新を中止する。こ
れにより、不用意な清浄度判定基準値ＶGCK と汚染度判
定基準値ＶGDK の更新が避けられ、トンネル内走行時等
に発生するおそれのある問題が解消される。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら説明する。図２は実施例の空気汚染度検出装置を含ん
だ車両用空調装置の概略構成図である。この実施例で用
いられているガスセンサ１は、固体熱伝導型のもので、
ヒータによって検知素子を加熱した状態で汚染ガスが付
着すると、汚染ガス濃度に応じた抵抗値を示す。このガ
スセンサ１は、エンジンルーム内の外気のよく通る場所
に設置されている。

【００１３】空調装置の機構部分を構成する空調ユニッ
ト１１は、先端が外気導入口１２ａと内気導入口１２ｂ
とに分岐したダクト１２を有している。そして、このダ
クト１２内には、上流側から下流側に向かって順に、外
気導入ダンパ（インテークドア）１３、送風ファン１
４、エバポレータ１５、エアミックスドア１６、ヒータ
コア１７が設けられている。

【００１４】外気導入ダンパ１３はアクチュエータ１８
により開度が調節され、アクチュエータ１８はコントロ
ールユニット２０により制御される。コントロールユニ
ット２０は、マイクロコンピュータを中心に構成された
もので、ガスセンサ１、外気温度センサ２１、内気温度
センサ２２、日射センサ２３、温度設定器２４、コンプ
レッサＯＮ−ＯＦＦスイッチ２５など（他は省略）の各
信号を読み取り、読み取ったデータに基づいて所定の演
算を行う。そして、その演算した内容に基づいて、上記
外気導入ダンパ用アクチュエータ１８や、送風ファン１
４、エアミックスドア１６用アクチュエータ、並びに図
示していないコンプレッサ等を動作制御する。

【００１５】外気導入ダンパ１３については、通常、外
気温度、コンプレッサのＯＮ−ＯＦＦ状態、ファンモー
タの制御電圧によって開度位置が決まる。ここでは、こ
れらの車内温度調節上の条件により外気導入ダンパ１３
の位置を決めてその位置にダンパ１３を制御することを
「通常制御」と呼び、そのときの開度を「通常開度」と
呼ぶ。この「通常制御」を行っているとき、ガスセンサ
１の検出データが所定の条件を越えた場合、つまり外気
が汚染していることを検出した場合は、外気導入ダンパ
１３は「通常制御」の位置を外れ、優先的に外気導入遮
断位置（内気導入位置＝ＲＥＣ）に制御される。

【００１６】次に、上記コントロールユニット２０によ
って行われる空調制御の一例を説明する。ここでは、空
調制御の全体の説明は省略し、外気の汚染度に応じて外
気導入ダンパ１３（図２参照）を制御するルーチンにつ
いてのみ説明する。同ルーチンの内容は、図３、図４に
示してあり、以下これに基づいて制御の内容を詳述す
る。

【００１７】本実施例の装置においては、コントロール
ユニット２０を構成しているマイクロコンピュータが、
予め設定された制御用プログラムを実行することによ
り、所定の空調制御を行う。図３、図４に示すルーチン
は、空調制御のメインルーチンの中の１サブルーチンと
して定義されており、イグニッションスイッチがＯＮさ
れることにより、ミリセック（ｍｓｅｃ）のオーダーで
周期的に実行される。なお、イグニッションスイッチが
ＯＮされると、その時点で初期設定が行われ、後述する
タイマーやフラグ類はすべてゼロ設定されるものとす
る。

【００１８】図３に示すルーチンの処理がスタートする
と、まず最初にガスセンサ１の検出値ＶG を読み取る
（ステップ１００）。次に、ウォームアップが終了した
か否かを判断し（ステップ１０１）、ウォームアップ終
了でない場合（ステップ１０１でＮＯの場合）は、ステ
ップ１０２にて外気導入ダンパを閉位置（ＲＥＣモー
ド）に固定し、メインルーチンに戻る。ウォームアップ
終了かどうかは、例えば経過時間で判断し、作動開始か
ら５分以内であればウォームアップ中である（ＮＯ）と
し、そうでないときはウォームアップ終了（ＹＥＳ）と
する。この点はフローチャート上には詳しく記さない。

【００１９】ウォームアップ終了の場合（ステップ１０
１でＹＥＳの場合）には、ステップ１０３に進み、ここ
でウォームアップ後初回の処理かどうかを判断する。初
回の処理の場合（ステップ１０３でＹＥＳの場合）に
は、ステップ１０４に進んで初期設定を行う。つまり、
清浄度判定基準値ＶGCK の初期値として今回のガスセン
サ検出値ＶG を採用し、汚染判定基準値ＶGDK の初期値
として（ＶGCK ＋Ｂ）を採用する。そして、ステップ
１０５に進む。ウォームアップ後初回の処理でない場合
は直接ステップ１０５に進む。

【００２０】ステップ１０５では、タイマーＦＬＡＧの
状態をチェックし、タイマーＦＬＡＧがセットされてい
ない場合（ＮＯの場合）は、タイマーＴをスタートし
（ステップ１０６）、タイマーＦＬＡＧをセットする
（ステップ１０７）。タイマーＦＬＡＧがセットされて
いる場合（ＹＥＳの場合）は、ステップ１０６、１０７
をパスする。

【００２１】次に、ステップ１０８に進み、ここで現在
の清浄度判定基準値ＶGCK よりセンサ検出値ＶG の方が
小さいかどうかを判断する。小さい場合（ステップ１０
８でＹＥＳの場合）には、清浄度判定基準値ＶGCK をセ
ンサ検出値ＶG で更新し（ステップ１０９）、汚染度判
定基準値ＶGDK をＶGCK ＋Ｂで更新し（ステップ１１
０）、ステップ１２８に進む。ステップ１２８以降の処
理は後述する。

【００２２】一方、センサ検出値ＶG の方が清浄度判定
基準値ＶGCK より小さくない場合（ステップ１０８でＮ
Ｏの場合）には、ステップ１１１に進んでガスセンサ検
出値ＶG が汚染度判定基準値ＶGDK の近傍の値「ＶGDK
−α」（α＜β）より小さいかどうか判断する。つま
り、汚染度判定基準値ＶGDK の近くの値まで達していな
いかどうかを判断する。

【００２３】ここで、このステップ１１１の意味につい
て述べる。例えば、長いトンネル内を走行しているよう
な場合、ガスセンサ検出値ＶG が高い値で安定状態にな
る場合がある。このような場合、本制御では後述する処
理により、安定状態でサンプリングした検出値ＶG で清
浄度判定基準値ＶGCK を更新する場合がある。清浄度判
定基準値ＶGCK が高い値で更新されると、汚染度判定基
準値ＶGDK も高い値に更新され、その結果、実際には汚
染の度合いが相当高いにも拘らず、汚染度判定基準値Ｖ
GDK 以下であると判定されて、汚染と判断されないこと
がある。これは不都合な事態であり、このことを避ける
ために、ステップ１１１で、汚染度判定基準値ＶGDK の
近くまでガスセンサ検出値ＶG が達したかどうかをチェ
ックしているのである。

【００２４】そして、ガスセンサ検出値ＶG が汚染度判
定基準値ＶGDK の近傍に達している場合は、ステップ１
３４に進み、清浄度判定基準値ＶGCK 及び汚染度判定基
準値ＶGDK を更新しないように処理する。一方、ガスセ
ンサ検出値ＶG が汚染度判定基準値ＶGDK の近傍に達し
ていない場合は、ステップ１２０に進む。

【００２５】次にステップ１２０以降の制御の内容を説
明する。図４のフローチャートに基づく説明に先立っ
て、まず制御の概要を述べると、この制御では、１２０
秒を１周期として、この間にガスセンサ検出値ＶG を１
５秒毎にサンプリングする。そして、その初回のサンプ
リング値ＶGC0 を基準にして、次回以降のサンプリング
値の変動幅｜ΔＶGC｜を求め、１２０秒間に何回、この
変動幅｜ΔＶGC｜が所定幅Ａ以内に収まっているかを数
える。そして、８回のサンプリングのうち、６回が所定
幅Ａ以内に収まっていれば、その１２０秒の間、ガスセ
ンサ検出値ＶG が安定状態にあったと判断する。次い
で、安定状態にあったと判断したときには、過去１２０
秒の間にサンプリングしたデータのうちの最低値ＶGMIN
を、新しい清浄度判定基準値ＶGCK として設定する。

【００２６】以下、図４のフローチャートに従って説明
する。ステップ１２０では、タイマーＴのカウント値を
チェックする。タイマーＴのカウント値が１２０秒未満
の場合（ステップ１２０でＮＯの場合）には、ステップ
１２１以降に進む。このステップ１２１以降は、１５秒
周期で行う処理の内容を示す。

【００２７】すなわち、タイマーＴのカウント値が１５
秒のｎ倍（ｎ＝０、１、…）のときステップ１２１の判
断がＹＥＳとなり、ステップ１２２に進む。そして、こ
のステップ１２２で、センサ検出値ＶG をその回のサン
プリング値ＶGCn としてメモリＭ１に記憶し、ｎの値を
１インクリメント（ステップ１２３）し、初回サンプリ
ング値ＶGC0 に対する次回以降のサンプリング値ＶGCn
の変動幅｜ΔＶGC｜を、｜ＶGCn −ＶGC0 ｜より求め
（ステップ１２４）、その上でステップ１２５に進む。

【００２８】ステップ１２５では変動幅｜ΔＶGC｜が所
定幅Ａ（Ａ＞０）以内であるか否かを判断する。変動幅
｜ΔＶGC｜が所定幅Ａ以内である場合（ステップ１２５
でＹＥＳの場合）には、それを１回と数え、カウント値
Ｎを１インクリメント（ステップ１２６）し、そのイン
クリメントしたＮの値をメモリＭ２に記憶し（ステップ
１２７）、ステップ１２８に進む。

【００２９】ステップ１２８では、ガスセンサ検出値Ｖ
G が汚染判定基準値ＶGDK 以上か否かを判断し、ＹＥＳ
の場合は外気が汚染しているものとして、ステップ１２
９にて外気導入ダンパを閉じる。また、ステップ１２８
での判断がＮＯの場合には、外気清浄であるとして、ス
テップ１３０にて外気導入ダンパを通常開度に制御す
る。なお、外気導入ダンパを閉じた場合は、タイマー
Ｔ、ＦＬＡＧ、Ｎ、ｎはすべてゼロにリセットし、メモ
リＭ１、Ｍ２をクリアする。

【００３０】また、ダンパを閉じた場合は、ステップ１
４０に進んでダンパ閉の継続時間に応じて、ガスセンサ
検出値ＶG の安定状態判定の基準となる所定幅Ａの値を
変更し、ダンパ閉継続時間が長い程Ａの値を大きく設定
する。このようにＡの値を設定することにより、ガスセ
ンサの検出値ＶG の変動幅が若干大きくなった場合で
も、安定状態と見做すようになる。その結果、清浄度判
定基準値ＶGCK 及び汚染度判定基準値ＶGDK が高めに更
新されるようになり、汚染判定のレベルが上昇する。よ
って、市街地走行に慣れた乗員のフィーリングに合った
汚染判定が行われるようになる。

【００３１】ステップ１２２〜１２７の処理は１５秒の
サンプリング周期で行い、それ以外の処理時つまりステ
ップ１２１の判断がＮＯの場合は、ステップ１２２〜１
２７はパスし、ステップ１２１から直接ステップ１２８
に進む。

【００３２】また、１５秒毎にサンプリングするセンサ
検出値ＶG の変動幅｜ΔＶGC｜が所定幅Ａ以内でない場
合（ステップ１２５でＮＯの場合）には、脈動が大きい
として、ステップ１２６、１２７には進まず、ステップ
１３８に進む。このステップ１３８では、センサ検出値
ＶG が汚染度判定基準値ＶGDK の近傍（ＶGDK −β）に
まで達したかどうかを判断する。汚染判定基準値ＶGDK
の近傍にまで達していない場合（ステップ１３８でＮＯ
の場合）には、ステップ１２８に進み、近傍にまで達し
ている場合（ステップ１３８でＹＥＳの場合）には、ス
テップ１３４に進む。

【００３３】また、タイマーＴをスタートしてから１２
０秒間が経過すると、ステップ１２０の判断がＹＥＳと
なって、ステップ１３１に進み、ここで先にカウントし
たＮの値が６以上かどうかを判断する。つまり、変動幅
｜ΔＶGC｜がＡ以内であったのが６回以上あったかどう
かを判断する。６回以上の場合は、変動が小さく安定し
ていたと判断する。つまり１２０秒間に８回データをと
るが、１〜２回位大きな変動があっても、全体としては
安定状態にあったと判断するのである。

【００３４】そして、Ｎが６回以上の場合（ステップ１
３１でＹＥＳの場合）には、検出値ＶG が全体としては
安定状態にあったと見做して、ステップ１３２で清浄度
判定基準値ＶGCK を新たな値に更新する。この場合、先
に１５秒毎にメモリした複数の検出値ＶG のサンプリン
グデータから最低値ＶGMINを選定し、選定した値を新た
な清浄度基準値ＶGCK として更新する。また、ステップ
１３３では、その更新した清浄度判定基準値ＶGCK にＢ
を加えて汚染判定基準値ＶGDK を更新する。そして、更
新した後は、ステップ１３５に進み、タイマーＴ、ＦＬ
ＡＧ、Ｎ、ｎの値をすべてリセットし、またメモリＭ
１、Ｍ２の両方をクリアする（ステップ１３６、１３
７）。そしてステップ１２８に進む。

【００３５】一方、Ｎが６回以上でない場合（ステップ
１３１でＮＯの場合）には、ステップ１３４に進み、清
浄度判定基準値ＶGCK と汚染判定基準値ＶGDK の両方と
も更新せずにステップ１３５に進む。

【００３６】また、ステップ１２５で判断した結果、変
動幅｜ΔＶGC｜がＡを越えた場合はステップ１３８に進
み、さらにその上に検出値ＶG が汚染判定基準値ＶGCK
の近傍に達した場合（ステップ１３８でＹＥＳの場合）
には、変動が極めて大きいので清浄度判定基準値ＶGCK
を更新するような状況ではないとして、１２０秒周期の
作業を中断して、ステップ１３４に進む。なお、変動幅
｜ΔＶGC｜がＡを越えても、汚染判定基準値ＶGDK の近
傍までには至らなかった場合（ステップ１３８でＮＯの
場合）には、そのままステップ１２８に進む。

【００３７】このように制御が行われることにより、清
浄度判定基準値ＶGCK 及び汚染度判定基準値ＶGDK が常
に状況に即して適正に更新され、確実に汚染判定が行わ
れることになる。

【００３８】次に、実際のセンサ検出値ＶG と、清浄度
判定基準値ＶGCK 、汚染度判定基準値ＶGDK との関係を
見てみる。イグニッションスイッチをＯＮしたら、図５
に示すようにセンサ検出値ＶG が推移したとする。ウォ
ームアップ（Ｗ．ＵＰ）期間終了後、に示すように最
初の清浄度判定基準値ＶGCK が設定される。それから１
２０秒周期の処理が実行される。この作業の途中、セン
サ検出値ＶG が清浄度判定基準値ＶGCK よりも低い値を
記録するたびに、清浄度判定基準値ＶGCK が低い検出値
ＶG に更新される。また、それに伴って汚染判定基準値
ＶGDK も更新される。

【００３９】そして、汚染が発生したのをセンサが捕え
た後、再びセンサ検出値ＶG が下降し、１２０秒間のう
ち大体検出値ＶG が安定した状態で推移する（図中で
示す）と、図６に示すように、その安定区間のうちの最
低値ＶGMINが、新たな清浄度判定基準値ＶGCK として設
定される。このように、常に判定基準値が更新され、そ
れに応じて汚染判定が適確になされる。

【００４０】なお、上記実施例においては、ステップ１
３８、ステップ１４０の処理を設けているが、これらの
ステップは省略可能である。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の空気汚染
度検出装置においては、常に状況に即した適正な判定基
準値が設定される。よって、温度、湿度、風速、また季
節の変化によらず、常に適確な汚染判定が行われる。

【００４２】また、長いトンネル内を走行しているとき
には、不用意な更新が行われないようになっているの
で、不適切な汚染判定が行われない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。

【図３】同実施例の制御動作を示すフローチャートであ
る。

【図４】図３の続きのフローチャートである。

【図５】実施例におけるガスセンサ出力と判定基準値の
関係を示す図である。

【図６】図５の一部Ｘを拡大して示す図である。

【符号の説明】

１ガスセンサ２演算処理装置３汚染判定基準値算出手段４汚染判定手段５清浄判定基準値保持手段６第１の更新手段７第２の更新手段８更新中止手段１３外気導入ダンパ２０コントロールユニット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空気汚染度に対応する検出値ＶG を出力
するガスセンサと、所定周期でこのガスセンサの検出値
ＶG に基づいて清浄度判定基準値ＶGCK を算出すると共
にその値に基づいて汚染度判定基準値ＶGDK を算出し、
該汚染度判定基準値ＶGDK に従って汚染判定を行う演算
処理手段と、を有した車両用空気汚染度検出装置におい
て、前記演算処理手段には、清浄度判定基準値ＶGCK を保持する手段と、該手段に保持された清浄度判定基準値ＶGCK よりも、前
記ガスセンサの検出値ＶG の方が小さいとき、前記保持
手段の清浄度判定基準値ＶGCK を同検出値ＶGで更新す
る第１の更新手段と、前記ガスセンサの検出値ＶG が所定時間にわたり安定状
態にあるとき、前記保持手段の清浄度判定基準値ＶGCK
を前記所定時間のうちにサンプリングしたガスセンサ検
出値ＶG のうちの代表値で更新する第２の更新手段と、前記ガスセンサの検出値ＶG が前記汚染度判定基準値Ｖ
GDK の近傍に達したとき、前記第２の更新手段による清
浄度判定基準値ＶGCK の更新を中止する更新中止手段
と、が設けられていることを特徴とする車両用空気汚染度検
出装置。