JPH09313854A - 空気清浄機の運転制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 通電直後の実際のセンサ抵抗値をもとに安定
した望ましい値を示す汚れセンサを的確に見出だすこと
で、検出信号に従う自動運転に早期に移行できるように
すること。 【解決手段】 基準抵抗値ＲA を読み込み、メモリに格
納する。次に、汚れたセンサ２の一定時間（約３０秒）
経過後の実抵抗値ＲS を読み込み、メモリに格納した基
準抵抗値ＲA とこの実抵抗値ＲS とから実抵抗値ＲS ／
基準抵抗値ＲA を算定し、予め決められた値αとの比較
により大きいか否かを判定する。αよりも比が大きいと
きは直ちに汚れセンサの検出信号に従う自動運転に入
り、小さいときは更に１よりも大きいかを判定し、１よ
りも大きいときは一定時間ファンを決められた速度で回
転し、小さいときは基準抵抗値ＲAを更新する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は空気清浄機に係り、
特に部屋内に滞留する煙草の煙などの空気の汚れを検知
する汚れセンサの出力に従い、空気を吹き出すファンの
自動運転を行う空気清浄機の運転制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】部屋内の煙、塵埃等を含む空気をフィル
タに導いて清浄な空気を得てこれを部屋内に再び供給す
る空気清浄機が過密な都市部のビル、病院、集合住宅、
その他人が大勢の集まる様々な空間等に用いられてい
る。この空気清浄機は自動運転によるものが主流となっ
ており、空気の汚れ具合（汚染度）を検知する汚れセン
サの検出信号を空気清浄機の制御装置に伝送し、ファン
の駆動手段を制御することが行われる（特公昭４−５０
４９４号公報参照）。

【０００３】通常、こうした制御で用いられる汚れセン
サは金属酸化物半導体から作られたもので、半導体製造
上の様々な問題から、一様な特性のものが得られず、バ
ラツキが多いことが知られている。この汚れセンサが示
す固有の抵抗値のために空気清浄機の自動運転は少なか
らず制約を負う。すなわち、電源投入直後、通電された
汚れセンサの抵抗値は不安定に推移し、このセンサ抵抗
値が不安定に推移する一定時間、ファンは特定の速度を
保つ運転を強いられる。そして、抵抗値が安定したと
き、特定の速度による運転から汚れセンサの検出信号に
従う自動運転に移行することになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように電源投入
直後から汚れセンサが検出信号を送り続けても抵抗値が
不安定に推移するために空気清浄機は、一定時間（たと
えば３分間）、自動運転に入ることができない。しか
し、金属酸化物半導体からなる汚れセンサは特性のバラ
ツキがあるとはいえ、一部は極く短時間のうちに抵抗値
が安定するものがある。こうした特性の優れたものは一
定時間を待たずに直ちに制御に活用するのが望ましい。

【０００５】また、特に、空気清浄機の運転を停止した
後、比較的短い時間で汚れセンサに通電したとき、汚れ
センサの抵抗値は極く短時間で安定する。センサ抵抗値
が極く短時間で安定するのに汚れセンサを強制的に制御
から外してしまうのは、ファンを汚れセンサに基づく適
切な運転制御が可能であるにも拘わらず不適切な運転制
御を強いる結果となって好ましくない。

【０００６】そこで、本発明の目的は通電直後の実際の
センサ抵抗値をもとに安定した望ましい値を示す汚れセ
ンサを的確に見出だすことで、検出信号に従う自動運転
に早期に移行できるようにした空気清浄機の運転制御装
置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は空
気清浄機に付設された汚れセンサから空気の汚染度を示
す検出信号に従い、空気を吹き出すファンの速度を制御
するようにした空気清浄機において、予め決められた基
準抵抗値ＲA と、通電から一定時間が経過した後の汚れ
センサの実抵抗値ＲS とに基づいて基準抵抗値ＲA に対
する実抵抗値ＲS の比を算定し、得られた比が予め決め
られた値よりも大きいか、否かを判定し、大きいと判定
したとき、直ちに汚れセンサの検出信号に従う自動運転
に入るようにファンのモータ制御部に指令を出力し、得
られた比が小さいと判定したとき、一定時間、決められ
た速度を保って運転するようにファンのモータ制御部に
指令を出力し、その後汚れセンサの検出信号に従う自動
運転に移行するようにファンのモータ制御部に指令を出
力するようにしたことを特徴とするものである。

【０００８】さらに、請求項２に係る発明は得られた比
が予め決められた値よりも小さいと判定したとき、さら
に１よりも大きいか、否かを判定し、大きいと判定した
とき、一定時間、決められた速度を保って運転するよう
にファンのモータ制御部に指令を出力し、その後汚れセ
ンサの検出信号に従う自動運転に移行するようにファン
のモータ制御部に指令を出力するようにしたことを特徴
とするものである。

【０００９】また、請求項３に係る発明は得られた比が
予め決められた値よりも小さいと判定したとき、さらに
１よりも大きいか、否かを判定し、小さいと判定したと
き、基準抵抗値ＲA を新たな基準抵抗値Ｒ´A に更新す
るようにしたことを特徴とするものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
および図２を参照して説明する。

【００１１】図２において、空気清浄機（図示せず）を
制御するマイクロコンピュータを備えた制御装置１には
入力側に次の手段が備えられる。すなわち、汚れセンサ
２はガス濃度の増減に従う抵抗の変化を直流電圧の変化
に変換して出力しており、この出力がガス濃度検出部３
でデジタル信号に変換されて制御装置１に入力される。
この汚れセンサ２には定電圧を供給するセンサ定電圧部
４と、汚れセンサ２内のヒータに定電圧を供給するヒー
タ定電圧部５とが接続されている。

【００１２】さらに、感度設定検出部６は汚れ検出感度
をボリュームにより設定すると共に、設定値をデジタル
信号に変換しており、この出力が制御装置１に入力され
る。また、定電圧部８で変換される電源電圧を各回路に
供給するために電源部７が制御装置１に接続されてい
る。

【００１３】さらに、操作用スイッチからなるキー入力
部９が各種の操作のために制御装置１と接続されてい
る。また、システムクロックをマイクロコンピュータに
供給するクロック発振部１０が接続されている。

【００１４】一方、出力側には空気を吹き出すファンを
駆動するモータ１１を制御するモータ制御部１２、ファ
ンの風量を示すためのＬＥＤ表示部１３、空気清浄機の
各種運転状態を表示するＬＥＤ表示部１４およびキー入
力部９のスイッチの確認音等を発するブザー１５が備え
られ、それぞれ制御装置に接続されている。リセット部
１６は制御装置１の処理に異常が生じたときリセットす
るためのものである。

【００１５】さらに、制御装置１のマイクロコンピュー
タは次の機能を果たすように構成される。予め汚れセン
サの特性データ、実験等から求めた基準抵抗値ＲA がメ
モリに格納される。また、汚れセンサ２でアナログ信号
として検出され、ガス濃度検出部３でデジタル信号に変
換される実抵抗値ＲS が入力されて演算手段で処理され
る。すなわち、演算手段ではこの基準抵抗値ＲA と実抵
抗値ＲS とに基づいて実抵抗値ＲS ／基準抵抗値ＲA 、
つまり基準抵抗値ＲA に対して実抵抗値ＲS がどの程度
大きいか、否か比を求める演算が実行される。そして、
この比が予め決められた値（これをαとし、１００数十
％以上に決める）より大きいと判定したとき、実抵抗値
ＲS は安定した望ましい抵抗値であると決定し、直ちに
汚れセンサ２の出力に従う自動運転に入るように指令を
出力する。

【００１６】一方、計算で求められた比がαよりも小さ
いと判定したとき、安定した抵抗値でないとみなし、こ
のとき演算手段で実抵抗値ＲS が１よりも大きいか、否
か再度演算が実行される。そして、１よりも大きいと判
定したとき、汚れセンサ２の出力と関係なく、決められ
た速度でファンを回転させる指令信号を出力するように
する。

【００１７】一方、１よりも小さいと判定したとき、基
準抵抗値ＲA を新たな値ＲA'に更新する。さらに、この
場合も、汚れセンサ２の出力と関係なく、決められた速
度でファンを回転させる指令信号を出力するようにす
る。

【００１８】これらは図１に示すフローチャートの手順
に従い実行される。

【００１９】初めに、マイクロコンピュータをリセット
する（ステップ１０１）。次に、ステップ１０２で基準
抵抗値ＲA を読み込み、これをメモリに格納する。次
に、ステップ１０３で汚れセンサ２の一定時間（約３０
秒）経過後の実抵抗値ＲS を読み込み、メモリに格納し
た基準抵抗値ＲA と、この実抵抗値ＲS とに基づいてス
テップ１０４で実抵抗値ＲS ／基準抵抗値ＲA を算出
し、αとの比較により大きいか、否か判定する。αより
も比が大きいと判定したとき、実抵抗値ＲS は安定した
望ましい値であるとして、ステップ１０５で直ちに汚れ
センサ２の検出信号に従う自動運転に入るように指令を
出力する。この指令信号はモータ制御部１２に入力さ
れ、ファンの速度が汚れセンサ２からの出力に従い制御
される。

【００２０】一方、αよりも比が小さいと判定したと
き、ステップ１０６において、さらに１よりも大きい
か、否か再度判定する。１よりも比が大きいと判定した
とき、ステップ１０８に進み、ファンを一定時間（たと
えば２分間）決められた速度で回転させるように指令を
出力する。この指令信号はモータ制御部１２に入力さ
れ、ファンの速度が上記一定時間中、決められた速度に
保持される。

【００２１】一方、１よりも比が小さいと判定したと
き、ステップ１０７でメモリに格納された基準抵抗値Ｒ
A を新たな値ＲA'に更新する。これは実抵抗値ＲS と等
しい値とする。そしてこの場合も、１よりも比が大きい
と判定したときと同様に、ステップ１０８においてファ
ンを一定時間決められた速度で回転させるように指令を
出力する。さらに、ステップ１０５で汚れセンサ２の出
力に従う自動運転に入るように指令を出力する。

【００２２】ところで、汚れセンサ２の基準抵抗値ＲA
については汚れセンサ２の固有の特性により、また外部
要因により、常に同一条件を保つことが困難であり、一
概に決めることは難しいが、経験的に次のように決定す
るのが望ましい。すなわち、一般に、センサ抵抗値は通
電直後に大きく、その後小さくなって時間の経過と共に
再び大きくなる。固有の特性から、あるいは通電直後の
抵抗値の変化が大きいときは図３に実線で示すようにセ
ンサ抵抗は基準抵抗値ＲA を超えることもあるが、特性
が優れたもの、あるいは特に汚れセンサが温度の高い状
態にあるとき、再度通電されたときのように運転条件に
恵まれたとき、点線で示すように基準抵抗値ＲA を常に
上まわったまま、短時間で安定した値を示すことにな
る。基準抵抗値ＲA は常にこうした良好な特性を示すも
の、あるいは運転条件に恵まれたものが活かされるよう
に決める必要がある。このため、外部要因からこれが妨
げられているとみなされるときは、新たな値（たとえ
ば、実抵抗値ＲS など）に更新するようにするのが望ま
しい。

【００２３】かくして、上記の運転制御においては通電
直後に検出されたセンサ抵抗値が安定した望ましい抵抗
値であることを厳密な判定を経て決定することで汚れセ
ンサ２の検出信号に従う自動運転に早期に移行すること
ができる。これにより、優れた特性を持つ汚れセンサ２
を最大限に活用することが可能であり、また汚れセンサ
２が極く短時間で安定するにもかかわらず、これが強制
的に制御から外れてしまい、無駄の多い運転を強いられ
るのを免れることができる。

【００２４】なお、制御装置１のマイクロコンピュータ
の機能を簡略化するとき、基準抵抗値ＲA を更新する機
能を省略し、求めた比がαよりも小さいと判定したと
き、直ちに一定時間ファンを決められた速度で運転する
ようにしてもよい。これは図１のフローチャートにおい
てはステップ１０６および１０７を省略した流れとな
る。

【００２５】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の構成によれば、
予め決められた基準抵抗値ＲA と、通電から一定時間が
経過した後の汚れセンサの実抵抗値ＲS とに基づいて基
準抵抗値ＲA に対する実抵抗値ＲS の比を算定し、得ら
れた比が大きいか、否かを判定し、大きいと判定したと
き、直ちに汚れセンサの検出信号に従う自動運転に入る
ようにファンのモータ制御部に指令を出力したので、通
電直後の極く早い時期に汚れセンサの検出信号に従う自
動運転に移行することができ、一定時間決められた速度
でファンを運転することで長期にわたり無駄な電力消費
が発生するのを免れることができる。

【００２６】本発明の請求項２記載の構成によれば、得
られた比が予め決められた値よりも小さいと判定したと
き、さらに１よりも大きいか、否かを判定し、大きいと
判定したとき、一定時間決められた速度を保って運転す
るようにファンのモータ制御部に指令を出力し、その後
汚れセンサの検出信号に従う自動運転に移行するように
したので、基準抵抗値ＲA を維持する機会を増しつつ、
センサ抵抗値を安定させることができる。

【００２７】本発明の請求項３記載の構成によれば、得
られた比が予め決められた値よりも小さいと判定したと
き、さらに１よりも大きいか、否かを判定し、小さいと
判定したとき、基準抵抗値ＲA を新たな基準抵抗値ＲA'
に更新するようにしたので、外部要因に左右されるのを
可能な限り少なくしつつ、早期に汚れセンサの検出信号
に従う自動運転に移行することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の制御装置のマイクロコンピュータで実
行する制御手順を示すフローチャート。

【図２】本発明による空気清浄機の制御装置の構成を示
すブロック図。

【図３】通電直後の汚れセンサの抵抗値の変化を示す特
性図。

【符号の説明】

１ 制御装置 ２ 汚れセンサ ５ ガス濃度検出部 ７ 電源部 １１ ファン駆動用モータ １２ モータ制御部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気清浄機に付設された汚れセンサから
   の空気の汚染度を示す検出信号に従い、空気を吹き出す
   ファンの速度を制御するようにした空気清浄機におい
   て、予め決められた基準抵抗値ＲA と、通電から一定時
   間が経過した後の汚れセンサの実抵抗値ＲS とに基づい
   て基準抵抗値ＲA に対する実抵抗値ＲSの比を算定し、
   得られた比が予め決められた値よりも大きいか否かを判
   定する手段と、該手段により大きいと判定されたとき、
   直ちに前記汚れセンサの検出信号に従う自動運転に入る
   ように前記ファンのモータ制御部に指令を出力する手段
   と、得られた比が小さいと判定されたとき、一定時間決
   められた速度を保って運転するように前記ファンのモー
   タ制御部に指令を出力する手段と、その後前記汚れセン
   サの検出信号に従う自動運転に移行するように前記ファ
   ンのモータ制御部に指令を出力する手段とを備えたこと
   を特徴とする空気清浄機の運転制御装置。
2. 【請求項２】 得られた比が予め決められた値よりも小
   さいと判定されたとき、さらに１よりも大きいか、否か
   を判定する手段と、大きいと判定されたとき、一定時間
   決められた速度を保って運転するように前記ファンのモ
   ータ制御部に指令を出力する手段と、その後前記汚れセ
   ンサの検出信号に従う自動運転に移行するように該ファ
   ンのモータ制御部に指令を出力する手段とを備えたこと
   を特徴とする請求項１記載の空気清浄機の運転制御装
   置。
3. 【請求項３】 得られた比が予め決められた値よりも小
   さいと判定されたとき、前記基準抵抗値ＲA を新たな基
   準抵抗値Ｒ´A に更新する手段とを備えたことを特徴と
   する請求項２記載の空気清浄機の運転制御装置。