JPH0541308Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［用語法］ この明細書において、ガスセンサ出力の増加と
は、空気汚染の進行に対応した側のセンサ出力の
変化を現し、センサ出力の低下や減少とは、空気
の浄化に対応した側のセンサ出力の変化を現す。

［考案の利用分野］ この考案は、ガスセンサによる空気清浄機の制
御に関する。

［従来技術］ 特開昭60−27849号公報は、所定のサンプリン
グ期間でのガスセンサ出力の最小値を清浄空気に
対応した基準出力とし、この出力との比較から雰
囲気の汚染を検出することを提案している。この
ようにすればセンサの日差変動、あるいは温湿度
等による空気汚染とは無関係なセンサ出力の変動
の影響をさけることができる。また個別のセンサ
に対してガス感度を調整する作業も不要となる。

ところで空気清浄機の多くは喫煙等による煙の
除去を主目的とし、ガスの除去を副次的目的とす
る。このような空気清浄機をガスセンサの信号で
自動制御すると、煙の除去後にもガスセンサの出
力は減少せず、空気清浄機の停止制御ができない
ことになる。

［考案の課題］ この考案の課題は、煙の除去を主目的としガス
の除去能力が低い空気清浄機を、ガスセンサで適
切に制御すると共に、雰囲気の汚染状況を適切に
表示することにある。

［考案の構成］ この考案の空気清浄機の制御装置は、雰囲気の
汚染により出力が変化するガスセンサと、清浄雰
囲気に対応したガスセンサ出力をサンプリング
し、基準出力として記憶するための記憶手段と、
ガスセンサ出力と基準出力とを比較し、汚染検出
信号を発生する汚染検出手段とを設けた空気清浄
機の制御装置において、汚染検出後のガスセンサ
出力の変化幅が所定値以下に低下した時に、第１
の汚染解除信号を発生する、飽和検出手段と、汚
染検出後にガスセンサ出力が低下した時に、第２
の汚染解除信号を発生する、出力低下検出手段
と、雰囲気の汚染状況を表示するための表示手段
とを設けて、表示手段には汚染検出手段と出力低
下検出手段とを常時接続し、 空気清浄機を自動運転するための自動運転スイ
ツチを設け、このスイツチを介して空気清浄機に
汚染検出手段と飽和検出手段と出力低下検出手段
とを接続することにより、汚染検出信号により空
気清浄機を動作させ、第１及び第２の汚染解除信
号のいずれかにより空気清浄機を停止させるよう
に構成し、かつ前記の表示手段には、自動運転ス
イツチを介して飽和検出手段を接続したことを特
徴とする。

ここで表示手段には、例えば発光ダイオードを
用いる。

この考案の空気清浄機の制御装置では、ガスセ
ンサ出力を基準出力と比較し、雰囲気の汚染を検
出する。次に、汚染の検出後にガスセンサ出力が
低下したことを出力低下検出手段で検出し、汚染
検出後のガスセンサ出力の変化幅が所定値以下に
低下したことを飽和検出手段で検出する。

制御装置には自動運転スイツチを設けて、この
スイツチがオンの時に、空気清浄機を自動運転
し、汚染の検出信号で空気清浄機を動作させ、出
力低下検出手段または飽和検出手段の何れかの信
号で空気清浄機を停止させる。

自動運転スイツチがオンの時には、空気清浄機
のオン／オフと一致する信号で、汚染の表示手段
を動作させる。

一方、自動運転スイツチがオフの時には、表示
手段に汚染検出手段と出力低下検出手段のみを接
続し、飽和検出手段を接続しない。自動運転スイ
ツチがオンの時に、飽和の検出で汚染表示をオフ
するのは、空気清浄機が所定の時間駆動され、雰
囲気中の煙が除去されたと見なし得るからであ
る。ここで自動運転スイツチがオフの場合、飽和
を検出しても、煙が除去されたことを意味しな
い。この間自動運転スイツチはオフで、空気清浄
機は運転されていないからである。そこで自動運
転スイツチがオフの場合には、表示手段に飽和検
出手段の信号を入力しないようにする。

以下にマイクロコンピユータを用いた空気清浄
機の制御に付いて実施例を説明するが、これに限
るものではなく、公知技術の範囲で適宜の変更が
できる。

［実施例］ 第１図に、装置のハードウエアを示す。図にお
いて、２は交流電源、４はトランス、６はガスセ
ンサで、SnO₂等の金属酸化物半導体８にヒータ
兼用電極１０と他の電極１２とを埋設したもので
ある。ここでガスセンサ６の電気伝導度を出力と
すると、ガスセンサ出力は空気汚染と共に増大す
る。ただし後続のマイクロコンピユータ２４で
は、ガスセンサ６の電気伝導度ではなく、抵抗値
を用いて信号処理を行う。ガスセンサ６の抵抗値
は出力の逆数で、空気の汚染により減少する。

１４は負荷抵抗、１６は半波整流用のダイオー
ド、１８は抵抗、２０はコンデンサで、ガスセン
サ出力を平滑化して取り出す。またトランス４か
らは非安定の直流電源Ａと、安定化直流電源Ｂと
を取り出す。

２２は比較回路、２４は制御用のマイクロコン
ピユータ、２６はコンデンサである。２８は感度
切り替えスイツチで、使用者がマイクロコンピユ
ータ２４に感度設定指数Ｋを入力するためのもの
である。スイツチ２８には、例えば高感度スイツ
チと、低感度スイツチとを設けて選択するように
し、I₃端子からマイクロコンピユータ２４に入力
する。スイツチ２８を高感度側に選択すると、ガ
スセンサ出力の増加が僅かでも空気清浄機が動作
するようになり、低感度側を選択すると、大きな
センサ出力の増加がないと空気清浄機が動作しな
いようになる。

マイクロコンピユータ２４のI₂入力を、リセツ
ト接点Reを介して周期的にアースし、コンデン
サ２６の電荷を周期的に放電するようにする。放
電を終了した後、コンデンサ２６への充電を開始
し、コンデンサ２６の電位が比較回路２２の比較
電位に達するまでの時間をカウントする。コンデ
ンサ２６への充電電流はガスセンサ出力に比例す
るので、この時間はガスセンサ６の抵抗値に比例
する。なおI₁は、比較回路２２の出力信号の変化
をマイクロコンピユータ２４に入力するための入
力端子である。

３０は空気清浄機とのインターフエース、３２
は汚染表示手段で、３つの発光ダイオードLED
１〜３からなり、待機表示用の発光ダイオード
LED１、清浄表示用の発光ダイオードLED２、
汚染表示用の発光ダイオードLED３を設けてあ
る。３４は空気清浄機で、急速運転Ｈ、中運転
Ｍ、弱運転Ｌの３つの運転モードを有している。
空気清浄機３４は空気中のほこり等を帯電させ
て、集塵するようにしたもので、ほこりの除去能
力は高いが、ガスの除去能力は低い。このため喫
煙後などに、換気無しに空気清浄機３４を動作さ
せると、ガスセンサ出力は一定となり、ほとんど
低下しない。空気清浄機３４にはフアンモータ
や、ほこり等を帯電させて除去するために電界を
加える回路がある。空気清浄機３４を動作させる
とはフアンモータを動作させたり、帯電用の電界
を加えたりすることである。また空気清浄機３４
を停止させるとはフアンモータを停止させたり、
集塵用の電界を除いたりすることである。

３６は自動運転スイツチで、空気清浄機３４を
自動運転するか否かを定めるためのものである。

第２図に、マイクロコンピユータ２４を中心と
したブロツク構成を示す。ガスセンサ６の抵抗値
を、比較回路２２を利用して例えば２秒毎にＡ／
Ｄ変換し、センサ抵抗Rsとしてメモリーする。
そしてセンサ抵抗Rsの10分程度の所定期間での
最大値を、基準値Ｍとしメモリーする。センサ抵
抗Rsは空気が清浄な程増加し、空気が汚染する
と減少する。このため、所定期間でのセンサ抵抗
Rsの最大値Ｍを記憶することで、清浄空気に対
するセンサ抵抗を記憶する。ただし余りにも古い
データを記憶することは意味がないので、過去10
分間でのセンサ抵抗の最大値を基準値Ｍとする。

感度設定指数Ｋは、空気清浄機３４の動作条件
を使用者の好みに応じて修正するためのもので、
スイツチ２８から入力する。後述のように、空気
清浄機３４が、Rs／（Ｍ・Ｋ）の値に応じて動
作し、この値が１よりも減少したことを空気の汚
染の徴候とする。そこでＫを大きくすると、セン
サ抵抗Rsの変化が小さくても空気清浄機３４が
動作し、Ｋを小さくするとセンサ抵抗Rsが大き
く変化しないと空気清浄機３４が動作しなくな
る。

マイクロコンピユータ２４には、雰囲気の汚染
を検出して空気清浄機３４を起動させるための汚
染検出手段を設ける。汚染検出手段では、センサ
抵抗Rsと基準値Ｍ並びに感度設定指数Ｋを用い
て、雰囲気の汚染を検出し、Rs／（Ｍ・Ｋ）の
値をいき値と比較して、汚染を検出する。この信
号を汚染検出信号とする。

マイクロコンピユータ２４には、ガスセンサ出
力の飽和検出手段を設ける。飽和の検出では、汚
染検出後のガスセンサ出力の変化幅が所定値以下
であることを検出する。飽和の検出手段では、例
えば２分程度の間隔でセンサ抵抗Rsをサンプリ
ングして飽和出力R₁とし、その後２分の間、
Rs／R₁≧0.95に保たれると、センサ抵抗Rsが飽
和したとする。飽和を検出すると、例えば20分程
度のタイマを動作させ、タイマの動作終了後に第
１の汚染解除信号を発生させる。なおこのタイマ
の動作中に、再度センサ信号が増加すると、タイ
マをリセツトし、飽和の検出を無効にするのが好
ましい。

また出力低下検出手段により、センサ出力の低
下を検出し、第２の汚染解除信号を発生させる。
出力低下検出手段では、センサ抵抗Rs、基準値
Ｍ、感度設定指数Ｋを用いて、Rs／（Ｍ・Ｋ）
の値が回復したことから、センサ出力の低下を検
出する。空気が浄化されてガス濃度が低下する
と、センサ抵抗Rsが増加するので、この値は増
加する。

汚染検出信号や第１及び第２の汚染解除信号
は、自動運転スイツチ３６を介して、空気清浄機
３４に入力する。即ちスイツチ３６がオンの場
合、汚染検出信号で空気清浄機３４を動作させ、
第１または第２の何れかの汚染解除信号で空気清
浄機３４を停止させる。またスイツチ３６がオフ
の場合、空気清浄機３４は例えば別のマニユアル
スイツチでオン／オフする。

汚染表示手段３２には、汚染検出信号と出力低
下検出手段の信号（第２の汚染解除信号）を常時
入力し、飽和検出手段からの第１の汚染解除信号
は自動運転スイツチ３６がオンの時にのみ入力す
る。即ちスイツチ３６がオンの場合、表示手段３
２は空気清浄機３４の動作に準じた表示を行い、
オフの場合、汚染検出信号で発光ダイオード
LED３をオンし、発光ダイオードLED２をオフ
する。また第２の汚染解除信号（出力低下検出信
号）で、発光ダイオードLED３をオフし、発光
ダイオードLED２をオンする。

さらに自動運転スイツチ３６がオンの場合、空
気清浄機３４の停止時のセンサ抵抗を新しい基準
値Ｍとしてサンプリングし、以後の検出を行う。
これは基準値を変更せず、古い基準値をそのまま
用いると、飽和の検出後に空気清浄機３４を停止
させた場合、センサ抵抗Rsは低いままなので、
Rs／（Ｍ・Ｋ）の値が小さく、空気清浄機３４
が再度動作してしまうからである。

第３図、第４図により、装置の動作を説明す
る。なお第３図の破線は、自動運転スイツチ３６
がオフの場合の制御ループを示す。

電源を投入すると、ガスセンサ６が安定するま
で２分間発光ダイオードLED１を点灯させ、待
機状態を表示する。その後、センサ抵抗Rsを読
み込み、その値を基準値Ｍの初期値とする。次い
でセンサ抵抗Rsと基準値Ｍとを比較し、センサ
抵抗Rsが基準値Ｍ以上である場合には基準値Ｍ
を更新する。例えば第４図のＱ点が、基準値の更
新時点である。

Rs／（Ｍ・Ｋ）の値から雰囲気の汚染を検出
し、この値が0.7以下で汚染状態とし、汚染検出
信号を発生させる。なお0.7は経験的に定めた常
数である。汚染を検出すると、表示手段３２の表
示を切り替え、発光ダイオードLED３をオンさ
せ、汚染を表示する。

以降の動作は自動運転スイツチ３６がオンかオ
フかで異なり、最初にオンの場合を説明する。こ
の場合、汚染を検出すると、空気清浄機３４を動
作させ、出力の低下、またはセンサ出力の飽和検
出後のタイマ動作が完了するまで、空気清浄機３
４を動作させる。飽和の検出では、Rs／R₁≧
0.95で飽和とし、（R₁は２分毎に読み込んだセン
サ抵抗の最新値）、この状態が２分間続くと、例
えば20分のタイマをスタートさせ、この間空気清
浄機３４の動作を継続し、その後に第１の汚染解
除信号により汚染検出信号を解除し、空気清浄機
３４を停止させる。空気清浄機３４の停止と同時
に、表示手段３２では清浄表示用の発光ダイオー
ドLED２をオンさせ、汚染表示用の発光ダイオ
ードLED３をオフさせる。なおこの間に、セン
サ抵抗が再び減少した場合には、タイマをリセツ
トし、飽和の検出を最初からやり直すのが好まし
い。

センサ出力が低下すると、出力低下検出手段で
検出し、第２の汚染解除信号を発生させる。この
信号でも空気清浄機３４を停止させるとともに、
表示手段３２の表示を清浄表示側に切り替える。

これに対して、自動運転スイツチ３６がオフの
場合、汚染検出信号が発生しても空気清浄機３４
を自動運転させない。また表示手段３２には、汚
染検出信号と出力低下検出手段からの第２の汚染
解除信号のみを入力し、汚染を検出すると、実際
にセンサ出力が低下するまで汚染表示を維持す
る。

第４図に、自動運転スイツチ３６がオフの際
の、装置の動作波形を示す。センサ出力が図のよ
うに増加すると、汚染検出信号で汚染表示用の発
光ダイオードLED３はオンする。仮に自動運転
スイツチ３６がオフの時に第１の汚染解除信号を
用いると、Ｓ点で飽和を検出し、S′点でタイマ動
作が終了する。しかしこの間、空気清浄機３４は
オフのままで、Ｓ点でもS′点でもガスも煙の除去
されていない。そこで自動運転スイツチ３６がオ
フの場合には、飽和の検出で汚染表示を解除せ
ず、第２の汚染解除信号（出力低下の検出信号）
のみで汚染表示を解除する。このようにすると、
汚染表示は図の下部のようになり、換気などによ
りガス濃度が低下し、これに伴つて煙濃度も低下
した際にのみ汚染表示が解除され、現実に合致し
た汚染表示となる。

なお実施例では、センサ抵抗Rsと基準値Ｍと
の比を用いたが、比に代え差等を用いても良い。

［考案の効果］ この考案では、ガスセンサ出力の飽和を利用し
て、煙の除去を主目的とし、ガスの除去能力が低
い空気清浄機を適切に制御することができる。特
に、ガスや煙の発生後、煙を除去してもガス濃度
が低下しない場合に、適切に空気清浄機を停止さ
せることができる。またこの考案では、空気清浄
機を自動運転させない場合、ガスセンサ出力が飽
和しても煙もガスも除去されていないことに鑑
み、ガスセンサの出力が低下するまで汚染表示を
解除しない。この結果、空気清浄機を自動運転さ
せない場合にも、適切な汚染状況の表示ができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の空気清浄機の制御装置の回路
図、第２図は実施例のブロツク図、第３図はその
制御フローチヤート、第４図はその動作特性を現
す波形図である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 雰囲気の汚染により出力が変化するガスセン
   サと、清浄雰囲気に対応したガスセンサ出力を
   サンプリングし、基準出力として記憶するため
   の記憶手段と、ガスセンサ出力と基準出力とを
   比較し、汚染検出信号を発生する汚染検出手段
   とを設けた空気清浄機の制御装置において、 汚染検出後のガスセンサ出力の変化幅が所定
   値以下に低下した時に、第１の汚染解除信号を
   発生する、飽和検出手段と、 汚染検出後にガスセンサ出力が低下した時
   に、第２の汚染解除信号を発生する、出力低下
   検出手段と、 雰囲気の汚染状況を表示するための表示手段
   とを設けて、表示手段には汚染検出手段と出力
   低下検出手段とを常時接続し、 空気清浄機を自動運転するための自動運転ス
   イツチを設け、このスイツチを介して空気清浄
   機に汚染検出手段と飽和検出手段と出力低下検
   出手段とを接続することにより、汚染検出信号
   により空気清浄機を動作させ、第１及び第２の
   汚染解除信号のいずれかにより空気清浄機を停
   止させるように構成し、 かつ前記の表示手段には、自動運転スイツチ
   を介して飽和検出手段を接続したことを特徴と
   する、空気清浄機の制御装置。 (2) 実用新案登録請求の範囲第１項記載の空気清
   浄機の制御装置において、 前記表示手段は発光ダイオードであることを
   特徴とする、空気清浄機の制御装置。