JPS59171711A - 車両用自動内外気切換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は車両室内の換気を目的としＩＣ自動内外気切換
装置に関する。

詳しくは、内外気切換装置が、車室外の外気を車室内へ
導入するモードに設定されているとき、外気の汚染度を
検出し、該汚染度が、所定の値以−トの値に達している
間、自動的に外気導入口を閉じるようにした車両用自動
内外気切換８ｉ置に関する。

従来、車両等の内外気切換装置は、外気導入又は外気遮
断の相互切換（以下単に「内外気切換」という）を全て
手動で行うものであり、外気の汚染度を検出して、該汚
染度に応じて内外気切換を自動化した装置は存在してい
ない。内外気切換装置を運転者の手動で作動させる方法
は次の欠点を有している。内外気切換装置を外気導入モ
ードに設定して、走行している時、前方を走行する車が
ディーゼルエンジンのトラック、バスであったり、前方
車が急加速を行なったりづ°ると、前方車の排出する濃
度の濃い排気ガスを車室内に導入してしまう。このため
＠員は、息苦しさを感じる。そこで、乗員は、内外気切
換装置を手動操作して、外気遮断モードに設定する。し
かし、外気遮断モードに固定して長時間運転すると、乗
員は、呼気のため息苦しさを感じる。したがっ−Ｃ１走
行中、頻繁に、内外気り換を手動で行なわなければなら
ず、神経が散漫になり危険である。又、内外気切換は、
人間の嗅覚に基づいて判断するため、外気遮断し一ドへ
の切換時期が起れたり、外気導入モードへの復帰時期が
適当でなかっｌこりする１、シたがって゛、１ノ１気ガ
スが車室内に充満したり、浄化時期が適当でないため、
再度、排気ガスを導入したり、必要以上に、排気ガスを
車室内に閉じ込めてしＪ、い、適正な室内の浄化が行な
われない場合がある。

そこで、導入する外気の汚染度が高い間たり、内外気切
替装置を外気遮断モードに設定し、外気の汚染度が低下
したときは、直ちに、元の外気導入モードに復帰すると
いう動作を自動化すれば車室内を排気ガス等で汚染づる
ことがなく便利かつ安全である。

本発明は、これらの従来の欠点を改良し、外気の汚染度
を検出するセンサを設け、該セン１すの出力する信号に
よって、必要な時間だ（プ、外気導入を遮断し、外気汚
染度が低下したときは即刻外気導入モードに復帰づるこ
とを自動化することにＪ、す、車室内の空気の鮮度を常
に一定に保ち、かつ、運転者の手操作を解放することに
より安全な運転を達成づることを目的とする。

即ら、本発明は車室外の空気の汚染度に対応した電気信
号を出力するガスセンリーと、比較電気信号を発生づる
比較信号発生部ど、前記ガスセンサの出力する電気４３
号と前記比較信号発生部の出力づる比較電気信号とを比
較する電気信号比較部と、 該電気信号比較部の出力する電気信用に応じて、車室外
から車室内への外気導入量を制御する外気導入制御部と
から成る車両用自動内外・気切換装置に関Ｊる。

第１図は本発明の概念をブロックダイアグラムで表わし
たものである。ガスセンサ１０は外気の汚染度に対応し
た°物理量を電気信号に変換する変換素子である。外気
導入口に設（プられるのが望ましい。本発明は主に、前
方を走行する車の排気ガスが車室内に導入されるのを防
止Ｊるのであるから、排気ガスに含まれるガスを感知づ
るセンサであれば何でも良い。例えばＣｏ、１−１０．
ＮＯＸ　。

その他の排気ガス成分に反応するセンサぐある。

一般的には、半導体式のガスセンサが使用できる。

これは半導体表面にガス成分がイオンとしてイ」着し、
半導体の電気伝導率が変化することによって、ガスを検
出するものである。その他、定電位電解式、固体電解質
方式、ガルバニ電池式、光干渉式、ガス成分がその固有
の波長の赤外線を吸収り−ることを利用した赤外線式、
接触燃焼式等のガスセン１〕−が使用できる。

比較信号発生部２０は、第１には望ましい実施−態様と
しで挙げた様に、使用されるガスはンザ１０によって検
出される外気の汚染度に対応した電気信号を、比較すべ
き一定基準の汚染度に対応りる基準レベルの電気信号を
発生づるものである。

又、第２には他の望ましい実施態様として挙げ１〔様に
、ガスセンサ１０と同一の、車室内に設（プられたガス
センサで構成される。

電気信号比較部３０はガスセンサ１０及び比較信号発生
部２０からの両電気信号をへカし、その２つの信号レベ
ルを比較し、その比較結果を含む制御信号を外気導入制
御部４ｏへ出力Ｊる電気回路である。

外気導入制御部４０は、外気導入口に設けられた例えば
、開閉ダンパと、それを作動させるソレノイダルコイル
又はモータ等である。モータは、直流直巻、分巻電動機
、永久磁石上−タ等回転（幾なら何でも使用し得る。

本発明の第１の望ましい実施態様の構成によれば、ガス
センサ１０によって検出された外気の汚染度に比例した
電気信号と所定の汚染度に対応づる基準信号とを比較し
、外気の汚染度が所定の基準値以上に達した場合に外気
導入制御部４ｏに信舅を出力して外気導入口を閉じ、ガ
スセンサ１０が検出した外気の汚染度が一定基準値より
も低下した場合には外気導入制御部４０を作動して外気
導入口を同番ノることができる。又、第２の望ましい実
施態様の構成にＪ、れば、比較信号発生部２０をガスセ
ンサ１０と同一のガスセンサ゛で構成し、これを車室内
に設けているので、車室内の内気の汚染度と車室外の外
気の汚染度を比較して、車室外の外気の汚染度の方が高
い場合には、外気導入］二１を閉じ、外気の汚染度の方
が低くなった場合には、外気導入制御部４０を作動させ
て外気を導入づることがＣぎる。

以下、本発明を具体的な実施例に基づいて詳しく説明す
る。

第２図は本発明の第１実施例に係る自動内外気切換装置
の電気回路図である。

車載バッテリー５１の正極は、外気導入スイッチ５２を
介し、整流用のダイオード５３、ツェナーダイオード５
４、並列コンデンサ５５を介して安定化型８５６に接続
されている。安定化電源５６の出力【よ、比較信号発生
部の基準電圧に、又（よ、コンパレータ３１等のバイア
ス電源に使用される。

ガスセンサは、半導体ガスセンサ１１から成る。

これは、Ｎ型の半導体ガスセンナであって、還元性のガ
ス、例えばＣＯ，ＨＣ等の排気ガスに含まれている主成
分分子が表面に、イオン化してイ」着した時に、イオン
から半導体へ電子を放出し、半導体の電気伝導度が高く
なるような機能を有するガスセンサである。半導体ガス
センサ１１は、直列抵抗１２と接続され、その結節点は
コンパレータ３１の反転入力端子に接続されている。コ
ンパレータ３１の非反転入力端子は分割抵抗２１．２２
の結節点に接続され、基準電圧Ｖ２が人力する。

抵抗２３は帰還抵抗であって、コンパレータ３１の作動
に一定の履歴特性を持たせ、内外気切換装置が短時間の
間に相互に切換ねるようなブトタリング現象を防止する
ために設置）られている。］コンパレータ１の出力Ｖ３
は、トランジスタ４３のベースに接続されている。１〜
ランジスタ４３のコレクタにはリレー４２が接続され、
そのリレー接点４２ａは、ソレノイダル４１に接続され
ている。

第３図は本実施例の自動内外気切換装置における外気導
入制御部の機構部分を示した構成図である。外気導入ダ
クト４５は、車室４７へ車室外４８から外気を導入Ｊ゛
る案内部材である。外気導入ダクト４５の吸込み口４５
ａにはダンパ４６が開閉自在に設【ノられている。ダン
パ４６はスプリングコイル４９と接合されている。内外
気切換装置が、外気導入モードに設定されている時は、
ダンパ４６はスプリングコイル４つのイ１勢力によって
図示実線の如く開状態に設定されている。外気導入ダク
ト４５の外側周には、ダンパ４６の外周部に設けられた
鉄片４１ａを吸引する鉄心を右するソレノイダルコイル
４１が設けられている。ソレノイダルコイル４１に電流
を流「ば、ソレノイダルコイル４１は、バネの付勢力に
打勝って鉄片４１ａを引き付けて、ダンパ４６を閉じる
。

次に、本実施例装置の作用についで説明する。

先ず、外気切換装置が外気導入モードに設定されると、
第３図に示ずようにダンパ４６は開状態となり、外気導
入スイッｙ−５２が導通状態となって、各素子に電力を
供給し得る状態となる。

そこで、半導体ガスセンサ１１の検出する空気の汚染度
が基準値よりも小さい場合には、即ち半導体ガスセンサ
の表面に付着したガスが少ないために半導体ガスセンナ
１１の抵抗が大きく、コンパレータ３１の反転入力端子
の電圧■１が、基準電圧ｖ２よりも大きい場合には、コ
ンパレータ３１の出力ｖ３は低レベル状態にある。従っ
て１−ランジスタ４３はオフ状態にあり、リレー４２に
は電流は流れない。このためソレノイダル」イル４１に
は電流が流れることなく、ダンパ４６　ＬｒＬ閉じるこ
とがない。

ところが外気の汚染度が高くなり半導体ガスセンサ１１
に排気ガス等の還元ガスが付着すると半導体ガスセンサ
１１の抵抗が小さくなり、ｖｌがｖ２よりも小さくなる
。するとコンパレータ３１の出力電圧Ｖ３は高レベルと
なり、トランジスタ４３がターンオンする。従ってリレ
ー４２に電流が流れ、そのリレー接点４２ａはオン状態
になる。

従ってソレノイダルコイル４１に電流が流れ、ダンパ４
６を吸引して、ダンパ４６は閉状態になる。

このため、車室内には汚染度の高い外気が導入されない
。

次に、外気の汚染度が低下していく場合を考える。ダン
パ４６が閉じ、コンパレータ３１の出力ｖ３が高レベル
にあると、帰還抵抗２．Ｔｈ３を介して帰）別電圧△が
加算される！こめ、基準電圧Ｖ２ｔよ、Ｖ２−（ただし
Ｖ２−は、Ｖ３が低レベル時のＶ２の電圧）十へとなっ
ている。従ってその基準電圧にＶｌが達Ｊるまで、外気
の汚染度が低下した時に、コンパレータ３１の出力ｖ３
は低レベルに反転し、トランジスタ１１３がターンオン
する１、そしてソレノイダルコイル４１に流れてれいる
電流が遮断され、ダンパ４６は、コイルスプリング４９
のイ」勢力によって開状態の方向に作動づる。この様に
して、外気の汚染度が大きい期間たり外気の導入を遮断
するにうにダンパを閉じることができる。よっ’Ｃ＞’
ｉ染度の高い外気が車室内にη人されない。

次に、本発明の第２実施例に係る自動内外気切換装置に
ついて説明する。

第４図は第２実施例装置の電気回路図を示ツｂのであり
、第５図はその装置の外気導入制御部の機構部分を説明
した構成図、第６図は同実施例装置の作動を説明するタ
イミングチャートである。

本実施例では、前第１実施例と異なり、基準電圧ｖ２の
代４つりに、半導体ガスセンサ２５）を車室内に設け、
分割抵抗２１とによって比較電圧Ｖ７を得ている。伯の
構成で第１実施例と異なるところは、アクチュエータに
直流分巻モータ４１０を採用していることである。この
ため、それに付随して、第５図に示すように、ダンパ４
６の閉状態を検出するりミツトスイッチ１−８１が、外
気導入ダクト４５の開口部側周に設けられ、ダンパ４６
の開状態を検出するリミットスイッチＬＳ２が固定部月
に固着されている。いずれのリミットスイッチも通常の
状態において閉状態にあり、ダンパ４６がリミットスイ
ッチの操作部に当接した時に開状態になるものである。

又、リレー４２のリレー接点４２１及び４２２は閉状態
と開状態とを構成する切換リレー接点である。同様にリ
レー接点４２３と４２４は開状態と閉状態の切換リレー
接点、リレー接点４２５と４２６は、閉状態と開状態の
切換リレー接点である。これらのリレー回路の作用によ
っ（，１−ランジスタ４３が導通状態にある場合には、
モータ４１０をダンパ４６が閉じる方向に回転さけるこ
とができる。逆に１〜ランジスタ４３がＡ）状態のとぎ
は、モータ４１０を、ダンパ４６が聞く方向に回転させ
ることができる。

次に本実施例装置の作用をタイミングチ？−１〜に従っ
て説明する。

第６図＜ａ　＞は外気の汚染度を模式的に表わしたしの
である。第６図（ｂ）に示すように時刻し１において外
気導入スイッチ５２が操イクされてオフ状態になった時
外気の汚染度が低いと、ダンパ４６が閉状態にあるので
リミットスイッチＬ、　Ｓ　２、リレー接点４２１が共
に、オン状態であるためにモータ４１０に電流が流れ、
モータ４１０は、ダンパ４６を開状態の方向に回転させ
る（モータの動作を示づ第６図（ｊ　＞参照）、、する
と時刻ｔ２におい−Ｃタンパ４６は開状態になり、リミ
ットスイッチＬＳ−２’はオフ状態に転じ、し−夕４１
０は回転を停止する。

次に、外気の汚染度が第６図（ａ　）に承りように時刻
ｔ３において急に上昇し、このため外気汚染度検出セン
サ１１の出力電圧Ｖ６が、内気汚染度検出センサ２５の
出力電圧Ｖ７に対して減少し時刻ｔ４において、電圧ｖ
６か電圧＼／７よりも小さくなったとするとく第６図（
ｅ　）参照）、コンパレータ３１の出力Ｖ８は第６図（
ｇ＞に示づように時ａｌｌ［４においてハイレベルに転
する。このためトランジスタ４３がターンオンし、リレ
ー４２に電流が流れる。従って、所定のリレー接点は切
換ねり、電流は車載バッテリーξ）１の陽極、外気導入
スイッチ５２、リミットスイッチ１−＄１、開状態に転
じたリレー接点４２２を介してモータ４１０の電機子コ
イルに電流が流れる。それと共に分巻コイルには逆方向
の電流が流れモータは逆転する。従って、ダンパ４６は
閉じる方向に作動するく第６図（ｊ　）参照）。時刻ｔ
５においてダンパ４６が閉状態になるとリミットスイッ
チＬＳ１がオフ状態となる。このため電流が遮断されて
時刻ｔ５においてモータの回転は停止づる１、従ってそ
のままダンパは開状態を維持する。

次に、時刻ｔ６において第６図（ａ　）に示すように外
気の汚染度が低下し、このため第６図＜ｅ　＞に示すよ
うに簡刻１７において外気の汚染度のほうが、室内の汚
染度Ｊ、すし一定量だけ低下し、電圧Ｖ６が電圧Ｖ７よ
りも上界したと覆ると、コンパレータ３１の出力電圧Ｖ
８は時刻ｔ７において低レベル状態に転する。従って、
トランジスタ４３　Ｇ、Ｌターンオフし、リレー接点は
図示覆るように通常の状態に復帰づる。このため電流は
リレー接点４２１、リミットスイッチＬＳ２を介しく壱
−タ／１．１０に電流が流れ、ダンパ４６は最初に説明
したのと同様に開放状態に向かって動作する。ぞして時
刻ｔ８にお′いてタンパが開放状態となりリミットスイ
ッチＬ　Ｓ　２がオフ状態となってし一タは回転を停止
する。

この様にしてダンパ４６が開状態にレットされている時
に車室外の外気の汚染度が車室内の内気の汚染度よりも
上昇した時には、その上Ｒ期間だけダンパを閉じるよう
にして汚染された外気を導入しないようにすることがで
きる。

又、本第２実施例は外気導入スイッチ５２の代わりに外
気遮断モードに選定されたとき導通状態になるスイッチ
に置き変えて、外気遮断モードに設定されている晴、室
内の空気の汚染度が室外の空気の汚染度に比べで高くな
ったときに、強制的にダンパを聞けて外気を導入し、こ
の結果車室内の汚染度が低下した時に元の閉状態に復元
するような機能を有する自動内外気切換装置にも応用で
きる。この場合には、内外気切換時期は、車室内の汚染
度が外気の汚染度よりも、やや高い値に達した時に設定
するのが良い。

以上、要するに本発明は車両への外気導入モードと外気
遮断モードとを切換える内外気ｌ、７Ｊ替装置において
、外気の汚染度を自動的に検出し、外気の汚染度が高く
なった時に外気の導入を強制的に＝一定の期間遮断する
ようにしたものである１、従っで木装買によれば、外気
の汚染度をカスレンザににつ（検出しているために人間
の嗅覚にＪ、っ（操作するよりも反応の速い、かつ、止
確なＬＪＪ換え動作を行なうことかできる。又、自動的
に切換るようにし一〇いるために運転者は運転操作に９
念づることができ、わずられしさ、運転の危険性が１〕
１除できる。自動的に汚染度を検出しているため外気の
汚染度が低下した時には元の状態に即刻自動的に復帰で
さる・よって、車室内が知らない間にＪＪＩ気ガスで息
苦しくなるという危険性を防止Ｊ−ることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概念を説明するブ［」ツクダイアグラ
ムである。第２図は本発明の第１実施例に係る自動内外
気切換装置の電気回路図である。第３図は同実施例の外
気導入制御部の機構を説明する構成図である。第４図は
本発明の第２実施例に係る自動内外気切換装置の電気回
路図である。第５図は同実施例の外気導入制御部の機構
を説明−づる構成図である。第６図は同実施例にａ３け
る装置の作動を説明するタイミングチャートである。 １０・・・ガスセンリ ２０・・・比較信号発生部 ３０・・・電気信号比較部 ４０・・・外気導入制御部 ３１・・・＝］コンパレー タ１・・・ソレノイダルコイル ４６・・・ダンパ 特許出願人　　　豊田合成株式会社 代理人　　弁理士　　大川　宏 同　　　弁理士　　藤谷　修 同　　　弁理士　　丸山明夫

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）車室外の空気の汚染度に対応した電気信号を出力
   づるガスヒンザと、 比較電気信号を発生する比較信号発生部と、前記ガスセ
   ンサの出力する電気信号と前記比較信号発生部の出力す
   る比較電気信号とを比較り−る電気信号比較部と、 該電気信号比較部の出力する電気信号に応じて、車室外
   から車室内への外気導入量を制御する外気導入制御部と
   から成る車両用自動内外気１ＪＪＪ？装置。
2. （２）前記比較信号発生部は、一定の空気の汚染度に対
   応しｌこ一定レベルの電気信号を発生することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の車両用自動内外気切換
   装置。
3. （３）前記比較信号発生部は、車室内に設りられ、車室
   内の空気の汚染度に対応した電気信号を出ノ〕づるガス
   センサから成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の車両用自動内外気切換装置。