WO2018135284A1 - 粉塵検出装置 - Google Patents

Abstract

粉塵検出装置は、所定のセンシング箇所の粉塵濃度を検出する。そして、粉塵検出装置は、センシング箇所の粉塵濃度に応じたセンサ出力値（Ｖｓ）を出力する光学式粉塵センサ（３２１）と、センサ出力値を補正して得られる補正値（Ｖｃ）を、粉塵濃度を示す値として決定する補正部（３２２）とを備える。その補正部は、センサ出力値を一定とした場合にセンシング箇所の風速が低いほど補正値が粉塵濃度の低い側の値になるように、その補正値を決定する。

Description

粉塵検出装置 関連出願への相互参照

　本出願は、２０１７年１月１８日に出願された日本特許出願番号２０１７－６９７２号に基づくもので、ここにその記載内容が参照により組み入れられる。

　本開示は、光学式粉塵センサを用いて粉塵濃度を検出する粉塵検出装置に関するものである。

　特許文献１には、光学式粉塵センサとして構成されたダストセンサが記載されている。その特許文献１のダストセンサは、パルス駆動する光源から光を照射し、発生パルスと同期した散乱光を受光素子で検出することにより粉塵量を検出する。そして、そのダストセンサは、受光素子出力の一定期間における最大値と平均値との差が所定値よりも大きいものをほこりと識別する。

　また、特許文献１のダストセンサには識別手段が設けられている。その識別手段は、一定期間内に光源から一定周期で発光される連続発光パルスの散乱光が受光素子で受光された際に、前後に連続して受光パルスがない１本のみの単発受光パルスが存在した場合にはほこりと識別しない。

特開２００３－６５９４０号公報

　特許文献１のダストセンサは、上述したように、光を照射し散乱光を受光することで粉塵量（言い換えれば、粉塵濃度）を検出するタイプの光学式粉塵センサである。このような光学式粉塵センサでは、センシング箇所の実際の粉塵濃度が一定でも、そのセンシング箇所の風速変化に応じて、粉塵濃度を示すセンサ出力値が変化するということが発明者らによって見出された。例えばセンシング箇所の実際の粉塵濃度が一定で風速が変化した場合、光学式粉塵センサのセンサ出力値は、センシング箇所の風速が低いほど高い粉塵濃度を示すように変化する。そのため、センシング箇所の風速によっては、検出される粉塵濃度の精度が悪化する可能性がある。発明者らの詳細な検討の結果、以上のようなことが見出された。

　本開示は上記点に鑑みて、センシング箇所の風速の影響を抑えてセンシング箇所の粉塵濃度を良好な精度で得ることが可能な粉塵検出装置を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するため、本開示の１つの観点によれば、粉塵検出装置は、
　所定のセンシング箇所の粉塵濃度を検出する粉塵検出装置であって、
　センシング箇所の粉塵濃度に応じたセンサ出力値を出力する光学式粉塵センサと、
　センサ出力値を補正して得られる補正値を、粉塵濃度を示す値として決定する補正部とを備え、
　補正部は、センサ出力値を一定とした場合にセンシング箇所の風速が低いほど補正値が粉塵濃度の低い側の値になるように、その補正値を決定する。

　上述のように、センサ出力値を一定とした場合にセンシング箇所の風速が低いほど補正値が粉塵濃度の低い側の値になるように、その補正値は決定される。従って、その補正値が示す粉塵濃度は、センシング箇所の風速の影響が抑えられたものになる。そのため、その補正値によって、センシング箇所の粉塵濃度を良好な精度で得ることが可能である。

　また、本開示の別の観点によれば、粉塵検出装置は、
　所定のセンシング箇所の粉塵濃度を検出する粉塵検出装置であって、
　センシング箇所の粉塵濃度に応じたセンサ出力値を出力する光学式粉塵センサと、
　センサ出力値を補正して得られる補正値を、粉塵濃度を示す値として決定する補正部とを備え、
　センサ出力値と実際の粉塵濃度とセンシング箇所の風速との所定の関係が予め定められており、
　その所定の関係は、センシング箇所の風速が予め定められた基準風速である場合におけるセンサ出力値と実際の粉塵濃度との基準関係を含み、
　補正部は、上記所定の関係において前記センシング箇所の風速と前記センサ出力値とに対応して得られる前記粉塵濃度に対応して前記基準関係から得た値に前記補正値がなるように、その補正値を決定する。

　このようにすれば、センシング箇所の風速の影響を、補正値が示す粉塵濃度から上記基準関係を用いて取り除くことができる。従って、このようにしても、補正値が示す粉塵濃度は、センシング箇所の風速の影響が抑えられたものになる。そのため、その補正値によって、センシング箇所の粉塵濃度を良好な精度で得ることが可能である。

第１実施形態における空調ユニットの模式図である。 第１実施形態において、空調ユニットに関連する電気系統を示したブロック図である。 第１実施形態において、粉塵センサのセンサ出力値とセンシング箇所の風速と実際の粉塵濃度との関係を示した図である。 第１実施形態において粉塵検出装置の補正部が実行する制御処理を示したフローチャートである。 図４の制御処理において補正部が補正値を決定する際に用いる補正マップを模式的に示した図である。 第２実施形態において、空調ユニットに関連する電気系統を示したブロック図であって、第１実施形態の図２に相当する図である。 第２実施形態において粉塵検出装置の補正部が実行する制御処理を示したフローチャートであって、第１実施形態の図４に相当する図である。 第３実施形態における空調ユニットの模式図であって、第１実施形態の図１に相当する図である。 第３実施形態において、空調ユニットに関連する電気系統を示したブロック図であって、第２実施形態の図６に相当する図である。 第３実施形態において粉塵検出装置の補正部が実行する制御処理を示したフローチャートであって、第２実施形態の図７に相当する図である。

　以下、図面を参照しながら、各実施形態を説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

　（第１実施形態）
　本実施形態の粉塵検出装置３２は、空調ユニット２の内部に形成された空気通路の粉塵濃度を検出する。そこで、先ず、その空調ユニット２の概略構成について説明する。

　図１に示す空調ユニット２は、車室内の空調を行う車両用空調ユニットである。この空調ユニット２は、例えば車室内のうち車両前方側に配置されたインストルメントパネル内に設置される。

　図１に示すように、空調ユニット２は、空調ケース２１、内外気切替ドア２２、送風機２３、エバポレータ２６、ヒータコア２７、エアミックスドア２８、空気フィルタ３０、および粉塵検出装置３２などを有している。

　空調ケース２１は、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂にて形成されている。空調ケース２１を形成する樹脂として、例えばポリプロピレンが挙げられる。空調ケース２１の内側には、空気が流れる空気通路すなわち通風路２４が形成されている。また、空調ケース２１は、通風路２４の空気流れ方向上流側に、車室内の所定箇所から通風路２４に内気を導入するための内気導入口２４１と、車外から通風路２４に外気を導入するための外気導入口２４２とを有している。

　なお、空調ケース２１とは別部材として構成された図示していないダクトを内気導入口２４１または外気導入口２４２に接続してもよい。その場合、それらのダクトを介して、内気導入口２４１または外気導入口２４２から通風路２４に空気が導入される。

　また、空調ケース２１は、通風路２４の空気流れ方向下流側に、通風路２４から車室内の前席領域に空気を送風するための複数の吹出開口部２５を有している。その複数の吹出開口部２５は、フェイス吹出開口部２５１とフット吹出開口部２５２とデフロスタ吹出開口部２５３とを含んでいる。

　フェイス吹出開口部２５１は、前座席に着座した乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すものである。フット吹出開口部２５２は、その乗員の足元に向けて空調風を吹き出すものである。デフロスタ吹出開口部２５３は、車両のフロントウインドウに向けて空調風を吹き出すものである。

　なお、空調ケース２１とは別部材として構成された図示していないダクトをフェイス吹出開口部２５１、フット吹出開口部２５２およびデフロスタ吹出開口部２５３に接続してもよい。その場合、フェイス吹出開口部２５１、フット吹出開口部２５２およびデフロスタ吹出開口部２５３から流出した空気は、それらのダクトを通り、車両に設けられた図示していないフェイス吹出口、フット吹出口およびデフロスタ吹出口から車室内へ供給される。

　空調ケース２１の内部には、内外気切替ドア２２、送風機２３、エバポレータ２６、ヒータコア２７、およびエアミックスドア２８などが設けられている。

　内外気切替ドア２２は、内気導入口２４１の開口面積と外気導入口２４２の開口面積とを連続的に調整するものである。内外気切替ドア２２は、図示していないサーボモータなどのアクチュエータによって駆動される。内外気切替ドア２２は、内気導入口２４１と外気導入口２４２とのうち一方の導入口を開くほど他方の導入口を閉じるように回転動作する。これにより、内外気切替ドア２２は、通風路２４に導入される内気の風量と外気の風量との割合を調整することが可能である。

　送風機２３は、遠心ファン２３１と、その遠心ファン２３１を回転駆動するモータ２３２などから構成されている。送風機２３のモータ２３２と共に遠心ファン２３１が回転駆動すると、通風路２４に気流が形成される。これにより、内気導入口２４１または外気導入口２４２から通風路２４に導入された空気は、その通風路２４を流れ、フェイス吹出開口部２５１とフット吹出開口部２５２とデフロスタ吹出開口部２５３とのいずれかから吹き出される。フェイス吹出開口部２５１、フット吹出開口部２５２、およびデフロスタ吹出開口部２５３には、それぞれの開口面積を調整するためのフェイス吹出開口部ドア２５４、フット吹出開口部ドア２５５、およびデフロスタ吹出開口部ドア２５６が設けられている。

　エバポレータ２６は、通風路２４を流れる空気を冷却するための熱交換器である。ヒータコア２７は、通風路２４を流れる空気を加熱するための熱交換器である。また、ヒータコア２７は、エバポレータ２６に対し空気流れ下流側に配置されている。

　空調ユニット２のエバポレータ２６とヒータコア２７との間には、エアミックスドア２８が設けられている。エアミックスドア２８は、エバポレータ２６を通過し、ヒータコア２７を迂回して流れる風量と、エバポレータ２６を通過した後にヒータコア２７を通過する風量との割合を調整する。

　図１および図２に示すように、空調制御装置４０は、空調ユニット２を制御する制御装置である。具体的に、空調制御装置４０は、空調ユニット２において種々の空調制御を行うマイクロコンピュータで構成された電子制御装置（すなわち、ＥＣＵ）である。例えば、上述した送風機２３、内外気切替ドア２２、エアミックスドア２８、フェイス吹出開口部ドア２５４、フット吹出開口部ドア２５５、およびデフロスタ吹出開口部ドア２５６は、空調制御装置４０によって駆動制御される。

　図１に示すように、空気フィルタ３０は、空調ケース２１の通風路２４のうち送風機２３とエバポレータ２６との間に配置されている。言い換えれば、空気フィルタ３０は、送風機２３に対する空気流れ下流側で且つエバポレータ２６に対する空気流れ上流側に配置されている。

　空気フィルタ３０は、その空気フィルタ３０を通過する空気中に含まれるダスト等を或る程度捕捉する。従って、送風機２３から吹き出された空気は、その空気中のダスト等が空気フィルタ３０によって或る程度取り除かれてから、エバポレータ２６へ流入する。

　粉塵検出装置３２は車両用の検出装置であり、車室内のうち所定のセンシング箇所の粉塵濃度を検出する。そして、粉塵検出装置３２は、粉塵濃度を示す検出信号を空調制御装置４０へ出力する。

　粉塵検出装置３２は、空調ケース２１の通風路２４のうち空気フィルタ３０とエバポレータ２６との間に配置されている。従って、上記センシング箇所すなわち検出箇所は、車室内に設けられた空調ユニット２内の一部（言い換えれば、空調ケース２１内の一部）である。詳細には、そのセンシング箇所は、通風路２４のうち、空気フィルタ３０に対する空気流れ下流側で且つエバポレータ２６に対する空気流れ上流側である。

　図１および図２に示すように、粉塵検出装置３２は、粉塵センサ３２１と補正部３２２とを備えている。その補正部３２２は、粉塵センサ３２１と一体構成になっている。粉塵検出装置３２が、上記のように通風路２４のうち送風機２３とエバポレータ２６との間に配置されているので、当然、粉塵センサ３２１および補正部３２２も、その送風機２３とエバポレータ２６との間に配置されている。

　本実施形態の粉塵センサ３２１は、光散乱法により粉塵濃度を検出する粉塵センサ、要するに光学式粉塵センサである。つまり、粉塵センサ３２１は、光源と受光素子とを備え、散乱光を受光素子で検出することにより粉塵濃度を検出する。

　そして、粉塵センサ３２１は、空調ユニット２内の一部であるセンシング箇所の粉塵濃度に応じたセンサ出力値Ｖｓを出力する。このセンサ出力値Ｖｓは本実施形態では電圧値であるので、センサ出力電圧Ｖｓと言い換えることもできる。また、電圧値であるセンサ出力値Ｖｓが大きいほど高い粉塵濃度が示されていることになる。

　粉塵検出装置３２の補正部３２２は、不図示のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータで構成されている。すなわち、補正部３２２は電子制御装置であり、例えば、ＲＯＭに記憶された制御プログラムに基づいて各種の演算および処理を行う。そのＲＯＭ、ＲＡＭなどの半導体メモリは、非遷移的実体的記憶媒体である。

　具体的に、本実施形態の補正部３２２は、センサ出力値Ｖｓを補正して得られる補正値Ｖｃを、センシング箇所の粉塵濃度を示す値として決定する。上記のようにセンサ出力値Ｖｓが本実施形態では電圧値であるので、補正値Ｖｃも電圧値である。従って、補正値Ｖｃを補正電圧Ｖｃと言い換えることもできる。また、センサ出力値Ｖｓと同様に、電圧値である補正値Ｖｃが大きいほど高い粉塵濃度が示されていることになる。

　ここで、本実施形態の粉塵センサ３２１は光学式粉塵センサであるので、粉塵センサ３２１のセンサ出力値Ｖｓは、センシング箇所の風速の影響を受ける。例えば図３に示すように、粉塵センサ３２１が予め定められた基準風速Ｓｄの下で粉塵濃度を検出する場合において、センサ出力値Ｖｓが示すセンサ出力粉塵濃度が実際の粉塵濃度に一致するように、センサ出力値Ｖｓとセンサ出力粉塵濃度とが対応付けられているものとする。その場合、図３では、センサ出力値Ｖｓと実際の粉塵濃度との関係は実線Ｌ０で表される。例えば、実線Ｌ０の関係である基準関係では、実際の粉塵濃度がαであれば、センサ出力粉塵濃度も同じαである。

　これに対し、粉塵センサ３２１が基準風速Ｓｄよりも遅い風速の下で粉塵濃度を検出する場合には、センサ出力値Ｖｓと実際の粉塵濃度との関係は例えば実線Ｌ１で表される。そのため、センシング箇所の実際の粉塵濃度が一定であっても、そのセンシング箇所の風速が基準風速Ｓｄよりも遅くなれば、センサ出力値Ｖｓは、実際の粉塵濃度よりも高いセンサ出力粉塵濃度を示すことになる。

　また、粉塵センサ３２１が基準風速Ｓｄよりも速い風速の下で粉塵濃度を検出する場合には、センサ出力値Ｖｓと実際の粉塵濃度との関係は例えば実線Ｌ２で表される。そのため、センシング箇所の実際の粉塵濃度が一定であっても、そのセンシング箇所の風速が基準風速Ｓｄよりも速くなれば、センサ出力値Ｖｓは、実際の粉塵濃度よりも低いセンサ出力粉塵濃度を示すことになる。

　このように、センサ出力値Ｖｓがセンシング箇所の風速に応じて変動するので、これを補正するために、粉塵検出装置３２は、粉塵センサ３２１に加えて補正部３２２を備えている。そして、補正部３２２は、粉塵濃度の検出において風速の影響を抑えるために、図４のフローチャートに示す制御処理を実行する。

　図４は、補正部３２２が実行する制御処理を示したフローチャートである。補正部３２２は、例えば、空調ユニット２の作動中に図４の制御処理を実行する。

　図４に示すように、補正部３２２は、まず、ステップＳ０１０にて、粉塵センサ３２１が出力するセンサ出力値Ｖｓを取得する。ステップＳ０１０の次はステップＳ０２０へ進む。

　ステップＳ０２０にて、補正部３２２は、センシング箇所の風速と相関関係にある風速相関情報を空調制御装置４０から取得する。風速相関情報の例としては、送風機２３のモータ２３２の回転速度、エアミックスドア２８のドア位置、内外気切替ドア２２のドア位置、吹出開口部ドア２５４、２５５、２５６の各ドア位置、および車速などを挙げることができる。補正部３２２は、この例示列挙した複数の情報の全部または何れかを取得する。

　そして、補正部３２２は、その取得した風速相関情報に基づいてセンシング箇所の風速を推定する。例えば補正部３２２は、予め実験的に定められたマップを用いてそのセンシング箇所の風速を推定する。このように、本実施形態では、補正部３２２は、風速相関情報により、センシング箇所の風速を間接的に取得する。ステップＳ０２０の次はステップＳ０３０へ進む。

　ステップＳ０３０にて、補正部３２２は、ステップＳ０２０にて得られたセンシング箇所の風速と予め定められた基準風速Ｓｄとを比較する。その比較の結果、センシング箇所の風速と基準風速Ｓｄとの間に差異があるか否かを判定する。その基準風速Ｓｄの定め方には特に限定は無いが、例えば基準風速Ｓｄは、センシング箇所にて変動しうる風速の範囲のうちの略中央値に設定されている。

　例えばこのステップＳ０３０の判定は、センシング箇所の風速が基準風速Ｓｄと厳密に一致しているか否かを判定するのではなく、基準風速Ｓｄを中央値とした所定の基準風速範囲内にセンシング箇所の風速が入っているか否かを判定することによって行われる。その所定の基準風速範囲は、センサ出力値Ｖｓに対する風速の影響を実質的に無視できる程度の範囲になるように予め実験的に設定されている。

　そして、センシング箇所の風速が基準風速範囲から外れている場合には、補正部３２２は、センシング箇所の風速と基準風速Ｓｄとの間に差異があると判定する。

　逆に、センシング箇所の風速が基準風速範囲内に入っている場合には、補正部３２２は、センシング箇所の風速と基準風速Ｓｄとの間に差異がないと判定する。すなわち、その場合、補正部３２２は、センシング箇所の風速が基準風速Ｓｄであるとみなす。

　ステップＳ０３０において、センシング箇所の風速と基準風速Ｓｄとの間に差異があると判定した場合には、ステップＳ０５０へ進む。その一方で、センシング箇所の風速と基準風速Ｓｄとの間に差異がないと判定した場合には、ステップＳ０４０へ進む。

　ステップＳ０４０にて、補正部３２２は、ステップＳ０１０で取得したセンサ出力値Ｖｓをそのまま補正値Ｖｃとして決定し、その補正値Ｖｃを空調制御装置４０へ出力する。要するに、センサ出力値Ｖｓを補正せず、センサ出力値Ｖｓをそのまま空調制御装置４０へ出力する。ステップＳ０４０の次はステップＳ０１０へ戻る。

　ステップＳ０５０にて、補正部３２２は、センサ出力値Ｖｓとセンシング箇所の風速とに基づいて補正値Ｖｃを決定し、その補正値Ｖｃを空調制御装置４０へ出力する。要するに、センサ出力値Ｖｓを補正して空調制御装置４０へ出力する。

　具体的には、補正値Ｖｃは、予め定められた図５の補正マップを用いて決定される。この補正マップは、図３のグラフと同様にして実験的に得られるものであり、センサ出力値Ｖｓと実際の粉塵濃度との関係をセンシング箇所の風速毎に示している。すなわち、図５の補正マップは、センサ出力値Ｖｓと実際の粉塵濃度とセンシング箇所の風速との所定の関係として、予め定められている。

　例えば、図５において実線Ｌ０は、センシング箇所の風速が基準風速Ｓｄである場合におけるセンサ出力値Ｖｓと実際の粉塵濃度との関係である基準関係を示している。また、破線ＬＳ１は、センシング箇所の風速が基準風速Ｓｄよりも遅い風速Ｓ１である場合におけるセンサ出力値Ｖｓと実際の粉塵濃度との関係を示している。また、破線ＬＳ２は、センシング箇所の風速が上記風速Ｓ１よりも遅い風速Ｓ２である場合におけるセンサ出力値Ｖｓと実際の粉塵濃度との関係を示している。

　また、一点鎖線ＬＳ３は、センシング箇所の風速が基準風速Ｓｄよりも速い風速Ｓ３である場合におけるセンサ出力値Ｖｓと実際の粉塵濃度との関係を示している。また、一点鎖線ＬＳ４は、センシング箇所の風速が上記風速Ｓ３よりも速い風速Ｓ４である場合におけるセンサ出力値Ｖｓと実際の粉塵濃度との関係を示している。

　なお、図５の縦軸に示された電圧Ｖｏｃはセンサ出力値Ｖｓの下限値であり、電圧Ｖｕはセンサ出力値Ｖｓの上限値である。また、図５では、センサ出力値Ｖｓと実際の粉塵濃度との関係を示す関係線Ｌ０、ＬＳ１～ＬＳ４は５本例示されているだけであるが、これは図５が模式図だからであり、実際の補正マップは多数の上記関係線で構成される。

　次に、センサ出力値Ｖｓとして得られた或る値（具体的には、電圧Ｖ１）を補正部３２２が補正して補正値Ｖｃを得る場合、要するにセンサ出力値Ｖｓが電圧Ｖ１である場合を例として、どのように補正値Ｖｃが決定されるかについて説明する。

　例えばセンシング箇所の風速が風速Ｓ１である場合には、図５の補正マップにおいて、センサ出力値Ｖｓと実際の粉塵濃度との関係を示す関係線として破線ＬＳ１が採用される。そして、上述のようにセンサ出力値Ｖｓは電圧Ｖ１であるので、その破線ＬＳ１上でセンサ出力値Ｖｓが電圧Ｖ１になる点Ｐ１Ｌが認定されると共に、実線Ｌ０上で、実際の粉塵濃度がその点Ｐ１Ｌと同じ大きさになる点ＰＬが認定される。その点ＰＬが認定されると、その点ＰＬが示す電圧ＶＬが補正値Ｖｃとして決定される。

　別言すれば、補正部３２２は、図５の補正マップにおいてセンシング箇所の風速Ｓ１と、センサ出力値Ｖｓとして得られた或る値である電圧Ｖ１とに対応して粉塵濃度αＬを得る。そして、補正部３２２は、その得られた粉塵濃度αＬに対応して実線Ｌ０の関係から得た値（すなわち、電圧ＶＬ）に補正値Ｖｃがなるように、その補正値Ｖｃを決定する。

　従って、この場合、センサ出力値Ｖｓと補正値Ｖｃとの差である補正量は、零よりも大きいΔＶＬである。そして、補正値Ｖｃは、センサ出力値Ｖｓから図５の矢印ＡＬのように補正して得られた値である電圧ＶＬになる。すなわち、図５の補正マップにおいて「ＶＬ＝Ｖ１－ΔＶＬ」という関係から判るように、補正部３２２は、センシング箇所の風速が基準風速Ｓｄよりも低い場合には、センサ出力値Ｖｓに対し補正値Ｖｃを粉塵濃度の低い側の値にする。その粉塵濃度の低い側の値とは、具体的に言えば低電圧側の値である。

　また、複数の関係線Ｌ０、ＬＳ１、ＬＳ２から判るように、補正部３２２は、センシング箇所の風速が基準風速Ｓｄよりも低い場合には、センシング箇所の風速が低いほどセンサ出力値Ｖｓと補正値Ｖｃとの差を大きくする。

　センシング箇所の風速が基準風速Ｓｄよりも遅い風速Ｓ１である場合の補正値Ｖｃは以上のようにして決定される。例えば仮に、空調制御装置４０がセンサ出力値Ｖｓとしての電圧Ｖ１をそのまま検出信号として取得していたとすれば、空調制御装置４０は粉塵濃度をα１として誤った認識をする。これに対し、この図５の補正マップを用いた補正により、空調制御装置４０は補正値Ｖｃとしての電圧ＶＬを検出信号として取得するので、粉塵濃度をαＬとして正確に認識することができる。

　また、センシング箇所の風速が基準風速Ｓｄよりも速い風速Ｓ４である場合も、補正値Ｖｃは上記と同様にして決定される。すなわち、センシング箇所の風速が風速Ｓ４である場合には、図５の補正マップにおいて、センサ出力値Ｖｓと実際の粉塵濃度との関係を示す関係線として破線ＬＳ４が採用される。そして、上述のようにセンサ出力値Ｖｓは電圧Ｖ１であるので、その破線ＬＳ４上でセンサ出力値Ｖｓが電圧Ｖ１になる点Ｐ１Ｈが認定されると共に、実線Ｌ０上で、実際の粉塵濃度がその点Ｐ１Ｈと同じ大きさになる点ＰＨが認定される。その点ＰＨが認定されると、その点ＰＨが示す電圧ＶＨが補正値Ｖｃとして決定される。

　別言すれば、補正部３２２は、図５の補正マップにおいてセンシング箇所の風速Ｓ４と、センサ出力値Ｖｓとして得られた或る値である電圧Ｖ１とに対応して粉塵濃度αＨを得る。そして、補正部３２２は、その得られた粉塵濃度αＨに対応して実線Ｌ０の関係から得た値（すなわち、電圧ＶＨ）に補正値Ｖｃがなるように、その補正値Ｖｃを決定する。

　従って、この場合、センサ出力値Ｖｓと補正値Ｖｃとの差である補正量は、零よりも大きいΔＶＨである。そして、補正値Ｖｃは、センサ出力値Ｖｓから図５の矢印ＡＨのように補正して得られた値である電圧ＶＨになる。すなわち、図５の補正マップにおいて「ＶＨ＝Ｖ１＋ΔＶＨ」という関係から判るように、補正部３２２は、センシング箇所の風速が基準風速Ｓｄよりも高い場合には、センサ出力値Ｖｓに対し補正値Ｖｃを粉塵濃度の高い側の値にする。その粉塵濃度の高い側の値とは、具体的に言えば高電圧側の値である。

　また、複数の関係線Ｌ０、ＬＳ３、ＬＳ４から判るように、補正部３２２は、センシング箇所の風速が基準風速Ｓｄよりも高い場合には、センシング箇所の風速が高いほどセンサ出力値Ｖｓと補正値Ｖｃとの差を大きくする。

　センシング箇所の風速が基準風速Ｓｄよりも速い風速Ｓ４である場合の補正値Ｖｃは以上のようにして決定される。そして、この図５の補正マップを用いた補正により、空調制御装置４０は補正値Ｖｃとしての電圧ＶＨを検出信号として取得するので、粉塵濃度をαＨとして正確に認識することができる。

　また、図５の補正マップから判るように、基準風速Ｓｄに対するセンシング箇所の風速の高低に拘わらず、補正部３２２は、センサ出力値Ｖｓを一定とした場合にセンシング箇所の風速が低いほど補正値Ｖｃが粉塵濃度の低い側の値になるように、その補正値Ｖｃを決定する。ここで、センサ出力値Ｖｓを一定とした場合という条件があるのは、補正値Ｖｃはセンサ出力値Ｖｓが変動した場合にもそのセンサ出力値Ｖｓに応じて変動する値だからである。すなわち、センサ出力値Ｖｓを一定とした場合とは、センサ出力値Ｖｓを或る値（例えば、電圧Ｖ１）とした場合という意味である。従って、そのセンサ出力値Ｖｓを一定とした場合を、センサ出力値Ｖｓとして得られた或る値を補正部３２２が補正して補正値Ｖｃを得る場合と言い換えても差し支えない。ステップＳ０５０の次はステップＳ０１０へ戻る。

　なお、上述した図４の各ステップでの処理は、それぞれの機能を実現する機能部を構成している。後述する図７および図１０のフローチャートでも同様である。

　上述したように、本実施形態によれば、図５に示すように、センサ出力値Ｖｓを一定とした場合にセンシング箇所の風速が低いほど補正値Ｖｃが粉塵濃度の低い側の値になるように、その補正値Ｖｃは決定される。従って、その補正値Ｖｃが示す粉塵濃度は、センシング箇所の風速の影響が抑えられたものになる。そのため、その補正値Ｖｃによって、センシング箇所の粉塵濃度を、安定して良好な精度で得ることが可能である。

　また、本実施形態によれば、図４および図５に示すように、補正部３２２は、センシング箇所の風速と基準風速Ｓｄとの間に差異がない場合には、センサ出力値Ｖｓをそのまま補正値Ｖｃとして決定する。そして、補正部３２２は、センシング箇所の風速が基準風速Ｓｄよりも高い場合には、センサ出力値Ｖｓに対し補正値Ｖｃを粉塵濃度の高い側の値にして、且つ、センシング箇所の風速が高いほどセンサ出力値Ｖｓと補正値Ｖｃとの差を大きくする。その一方で、補正部３２２は、センシング箇所の風速が基準風速Ｓｄよりも低い場合には、センサ出力値Ｖｓに対し補正値Ｖｃを粉塵濃度の低い側の値にして、且つ、センシング箇所の風速が低いほどセンサ出力値Ｖｓと補正値Ｖｃとの差を大きくする。従って、センシング箇所の風速が基準風速Ｓｄより高い場合にも低い場合にも、具体的な光学式の粉塵センサ３２１の特性に合わせて補正値Ｖｃを適切に決定することができる。

　また、本実施形態によれば、図４に示すように、補正部３２２は、センシング箇所の風速と相関関係にある風速相関情報に基づいてそのセンシング箇所の風速を推定する。従って、風速センサなどの検出器が無くても、センシング箇所の風速を取得することが可能である。

　また、本実施形態によれば、補正部３２２は、図５の補正マップにおいてセンシング箇所の風速と、センサ出力値Ｖｓとして得られた或る値（例えば、電圧Ｖ１）とに対応して粉塵濃度を得る。そして、補正部３２２は、その得られた粉塵濃度に対応して実線Ｌ０の関係から得た値（例えば、電圧ＶＬまたは電圧ＶＨ）に補正値Ｖｃがなるように、その補正値Ｖｃを決定する。

　これにより、センシング箇所の風速の影響を、補正値Ｖｃが示す粉塵濃度から実線Ｌ０の関係を用いて取り除くことができる。従って、補正値Ｖｃが示す粉塵濃度は、センシング箇所の風速の影響が抑えられたものになる。そのため、その補正値Ｖｃによって、センシング箇所の粉塵濃度を良好な精度で得ることが可能である。なお、上記のセンサ出力値Ｖｓとして得られた或る値は、例えば図５では電圧Ｖ１であるが、特定の大きさの値に限定されるものではない。

　（第２実施形態）
　次に、第２実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第１実施形態と異なる点を主として説明する。また、前述の実施形態と同一または均等な部分については省略または簡略化して説明する。このことは後述の実施形態の説明においても同様である。

　図６に示すように、粉塵検出装置３２のうちの補正部３２２は空調制御装置４０に含まれている。例えば、その補正部３２２は、空調制御装置４０のうちの１つの機能部を構成している。この点において本実施形態は第１実施形態と異なっている。

　従って、本実施形態の補正部３２２は空調ケース２１の通風路２４に配置されるものではないが、粉塵検出装置３２のうちの粉塵センサ３２１は、図１に示すように、第１実施形態と同様に通風路２４に配置されている。要するに、粉塵センサ３２１は、空調制御装置４０とは別に設けられている。

　本実施形態の補正部３２２は、例えば、空調ユニット２の作動中に図７の制御処理を実行する。図７の制御処理は、基本的に第１実施形態の図４の制御処理と同様であるが、補正部３２２が空調制御装置４０に含まれることに関連した点においてのみ図４の制御処理とは異なる。

　図７に示すように、本実施形態の補正部３２２は、まず、ステップＳ０１１にて、粉塵センサ３２１が出力するセンサ出力値Ｖｓを取得する。このセンサ出力値Ｖｓは、空調制御装置４０に接続されたセンサ等からの検出信号の１つとして空調制御装置４０へ入力される。ステップＳ０１１の次はステップＳ０２１へ進む。

　ステップＳ０２１にて、補正部３２２は、例えば空調制御装置４０のうちの他の機能部から風速相関情報を取得する。この点を除き、このステップＳ０２１は図４のステップＳ０２０と同様である。

　そして、補正部３２２は、図４のステップＳ０２０と同様に、取得した風速相関情報に基づいてセンシング箇所の風速を推定する。ステップＳ０２１の次はステップＳ０３０へ進む。

　図７のステップＳ０３０は図４のステップＳ０３０と同様であるので、その説明を省略する。

　図７のステップＳ０３０において、センシング箇所の風速と基準風速Ｓｄとの間に差異があると判定した場合には、ステップＳ０５１へ進む。その一方で、センシング箇所の風速と基準風速Ｓｄとの間に差異がないと判定した場合には、ステップＳ０４１へ進む。

　ステップＳ０４１にて、補正部３２２は、ステップＳ０１１で取得したセンサ出力値Ｖｓをそのまま補正値Ｖｃとして決定する。そして、補正部３２２は、例えば、空調制御装置４０のうちの補正部３２２以外の他の機能部、または、空調制御装置４０に接続された表示装置などの外部機器へ、その決定した補正値Ｖｃを出力する。要するに、補正部３２２は、センサ出力値Ｖｓをそのまま出力する。このように、ステップＳ０４１では、補正部３２２からの出力先は図４のステップＳ０４０と異なるが、それ以外の点では、ステップＳ０４１は図４のステップＳ０４０と同様である。図７においてステップＳ０４１の次はステップＳ０１１へ戻る。

　ステップＳ０５１にて、補正部３２２は、センサ出力値Ｖｓとセンシング箇所の風速とに基づいて補正値Ｖｃを決定する。ステップＳ０５１における補正値Ｖｃの決定方法は、図４のステップＳ０５０と同様である。そして、補正部３２２は、例えば、空調制御装置４０のうちの補正部３２２以外の他の機能部、または、空調制御装置４０に接続された表示装置などの外部機器へ、その決定した補正値Ｖｃを出力する。要するに、補正部３２２は、センサ出力値Ｖｓを補正して出力する。

　このように、ステップＳ０５１では、補正部３２２からの出力先は図４のステップＳ０５０と異なるが、それ以外の点では、ステップＳ０５１は図４のステップＳ０５０と同様である。図７においてステップＳ０５１の次はステップＳ０１１へ戻る。

　以上説明したことを除き、本実施形態は第１実施形態と同様である。そして、本実施形態では、前述の第１実施形態と共通の構成から奏される効果を第１実施形態と同様に得ることができる。

　また、本実施形態によれば、図６に示すように、補正部３２２は空調制御装置４０に含まれ、粉塵センサ３２１は、その空調制御装置４０とは別に設けられている。従って、補正部３２２が空調制御装置４０とは別に設けられる場合と比較して、補正部３２２を構成するハードウェアの部品点数を削減することが可能である。

　（第３実施形態）
　次に、第３実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第２実施形態と異なる点を主として説明する。

　図８に示すように、空調ユニット２は風速センサ３４を備えている。この点において本実施形態は第２実施形態と異なっている。

　具体的に、風速センサ３４は粉塵センサ３２１のセンシング箇所の風速を検出するので、粉塵センサ３２１と同じ場所に設けられている。すなわち、風速センサ３４は、空調ケース２１の通風路２４のうち、空気フィルタ３０の空気流れ下流側で且つエバポレータ２６の空気流れ上流側に配置されている。そして、図９に示すように、センシング箇所の風速を表す検出信号は風速センサ３４から空調制御装置４０へ入力されるようになっている。

　本実施形態の補正部３２２は、例えば、空調ユニット２の作動中に図１０の制御処理を実行する。図１０の制御処理は、基本的に第２実施形態の図７の制御処理と同様であるが、センシング箇所の風速の取得方法だけが図７の制御処理と異なる。具体的には、図１０のステップＳ０１１、Ｓ０３０、Ｓ０４１、Ｓ０５１は図７のステップＳ０１１、Ｓ０３０、Ｓ０４１、Ｓ０５１とそれぞれ同じである。従って、それらのステップの説明を省略し、図１０のステップＳ０２２について以下に説明する。

　図１０に示すように、ステップＳ０１１に続くステップＳ０２２にて、補正部３２２は、風速センサ３４から粉塵センサ３２１のセンシング箇所の風速を取得する。従って、本実施形態では、そのセンシング箇所の風速は風速相関情報に基づいて推定されるものではなく、風速センサ３４により直接検出される。ステップＳ０２２の次はステップＳ０３０へ進む。

　以上説明したことを除き、本実施形態は第２実施形態と同様である。そして、本実施形態では、前述の第２実施形態と共通の構成から奏される効果を第２実施形態と同様に得ることができる。

　また、本実施形態によれば、図８および図１０に示すように、粉塵センサ３２１のセンシング箇所の風速を検出する風速センサ３４が設けられている。そして、補正部３２２は、その風速センサ３４からそのセンシング箇所の風速を取得する。従って、そのセンシング箇所の風速を簡単に且つ精度良く取得することが可能である。

　なお、本実施形態は第２実施形態に基づいた変形例であるが、本実施形態を前述の第１実施形態と組み合わせることも可能である。

　（他の実施形態）
　（１）上述の各実施形態では、図１および図８に示すように、粉塵センサ３２１のセンシング箇所は、空調ケース２１内の通風路２４のうち、空気フィルタ３０の空気流れ下流側で且つエバポレータ２６の空気流れ上流側であるが、これは一例である。そのセンシング箇所は、例えば複数の吹出開口部２５１、２５２、２５３のうちの何れかであってもよい。或いは、そのセンシング箇所は、空調ユニット２内でなくてもよい。

　（２）上述の各実施形態では、センサ出力値Ｖｓおよび補正値Ｖｃは電圧値であるが、粉塵濃度を示すことができれば電圧値以外の物理量であっても差し支えない。

　（３）上述の各実施形態において、粉塵センサ３２１は、センサ出力値Ｖｓとしての出力電圧が大きいほど高い粉塵濃度を示すセンサであるが、これは一例である。逆に、粉塵センサ３２１は、出力電圧が小さいほど高い粉塵濃度を示すセンサであっても差し支えない。このようなセンサでは、センサ出力値Ｖｓの低電圧側は、そのセンサ出力値Ｖｓが示す粉塵濃度の高い側になる。

　（４）上述の各実施形態の図４、図７、図１０のフローチャートにおいて、例えばステップＳ０３０の判定は、基準風速Ｓｄを中央値とした所定の基準風速範囲内にセンシング箇所の風速が入っているか否かを判定することによって行われるが、これは一例である。例えばステップＳ０３０の判定は、センシング箇所の風速と基準風速Ｓｄとが相互に比較され、そのセンシング箇所の風速が基準風速Ｓｄに一致しているか否かが判定されることによって行われてもよい。

　（５）上述の各実施形態において、図４、図７、及び図１０のフローチャートに示す各ステップの処理はコンピュータプログラムによって実現されるものであるが、ハードロジックで構成されるものであっても差し支えない。

　（６）なお、本開示は、上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

　また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の材質、形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。

　（まとめ）
　上記各実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、補正部は、センサ出力値を一定とした場合にセンシング箇所の風速が低いほど補正値が粉塵濃度の低い側の値になるように、その補正値を決定する。

　また、第２の観点によれば、補正部は、センシング箇所の風速と予め定められた基準風速との間に差異がない場合には、センサ出力値をそのまま補正値として決定する。そして、補正部は、センシング箇所の風速が基準風速よりも高い場合には、センサ出力値に対し補正値を粉塵濃度の高い側の値にして、且つ、センシング箇所の風速が高いほどセンサ出力値と補正値との差を大きくする。従って、センシング箇所の風速が基準風速よりも高い場合に、具体的な光学式粉塵センサの特性に合わせて補正値を適切に決定することができる。

　また、第３の観点によれば、補正部は、センシング箇所の風速と予め定められた基準風速との間に差異がない場合には、センサ出力値をそのまま補正値として決定する。そして、補正部は、センシング箇所の風速が基準風速よりも低い場合には、センサ出力値に対し補正値を粉塵濃度の低い側の値にして、且つ、センシング箇所の風速が低いほどセンサ出力値と補正値との差を大きくする。従って、センシング箇所の風速が基準風速よりも低い場合に、具体的な光学式粉塵センサの特性に合わせて補正値を適切に決定することができる。

　また、第４の観点によれば、センサ出力値を一定とした場合とは、センサ出力値として得られた或る値を補正して補正値を得る場合である。

　また、第５の観点によれば、センサ出力値と実際の粉塵濃度とセンシング箇所の風速との所定の関係が予め定められている。その所定の関係は、センシング箇所の風速が予め定められた基準風速である場合におけるセンサ出力値と実際の粉塵濃度との基準関係を含む。そして、補正部は、上記所定の関係においてセンシング箇所の風速とセンサ出力値とに対応して得られる粉塵濃度に対応して基準関係から得た値に補正値がなるように、その補正値を決定する。

　また、第６の観点によれば、補正部は、センシング箇所の風速と相関関係にある風速相関情報に基づいてそのセンシング箇所の風速を推定する。従って、風速センサなどの検出器が無くても、センシング箇所の風速を取得することが可能である。

　また、第７の観点によれば、補正部は、センシング箇所の風速を検出する風速センサからそのセンシング箇所の風速を取得する。従って、センシング箇所の風速を簡単に且つ精度良く取得することが可能である。

　また、第８の観点によれば、センサ出力値および補正値は電圧値である。従って、一般的な光学式粉塵センサを利用することが可能である。

　また、第９の観点によれば、補正部は、空調ユニットを制御する制御装置に含まれ、光学式粉塵センサは、その制御装置とは別に設けられる。従って、補正部が制御装置とは別に設けられる場合と比較して、補正部を構成するハードウェアの部品点数を削減することが可能である。

Claims (9)

1. 　所定のセンシング箇所の粉塵濃度を検出する粉塵検出装置であって、
   　前記センシング箇所の粉塵濃度に応じたセンサ出力値（Ｖｓ）を出力する光学式粉塵センサ（３２１）と、
   　前記センサ出力値を補正して得られる補正値（Ｖｃ）を、前記粉塵濃度を示す値として決定する補正部（３２２）とを備え、
   　前記補正部は、前記センサ出力値を一定とした場合に前記センシング箇所の風速が低いほど前記補正値が前記粉塵濃度の低い側の値になるように、該補正値を決定する粉塵検出装置。
2. 　前記補正部は、
   　前記センシング箇所の風速と予め定められた基準風速（Ｓｄ）との間に差異がない場合には、前記センサ出力値をそのまま前記補正値として決定し、
   　前記センシング箇所の風速が前記基準風速よりも高い場合には、前記センサ出力値に対し前記補正値を前記粉塵濃度の高い側の値にして、且つ、前記センシング箇所の風速が高いほど前記センサ出力値と前記補正値との差を大きくする請求項１に記載の粉塵検出装置。
3. 　前記補正部は、
   　前記センシング箇所の風速と予め定められた基準風速（Ｓｄ）との間に差異がない場合には、前記センサ出力値をそのまま前記補正値として決定し、
   　前記センシング箇所の風速が前記基準風速よりも低い場合には、前記センサ出力値に対し前記補正値を前記粉塵濃度の低い側の値にして、且つ、前記センシング箇所の風速が低いほど前記センサ出力値と前記補正値との差を大きくする請求項１に記載の粉塵検出装置。
4. 　前記センサ出力値を一定とした場合とは、前記センサ出力値として得られた或る値（Ｖ１）を補正して前記補正値を得る場合である請求項１ないし３のいずれか１つに記載の粉塵検出装置。
5. 　所定のセンシング箇所の粉塵濃度を検出する粉塵検出装置であって、
   　前記センシング箇所の粉塵濃度に応じたセンサ出力値（Ｖｓ）を出力する光学式粉塵センサ（３２１）と、
   　前記センサ出力値を補正して得られる補正値（Ｖｃ）を、前記粉塵濃度を示す値として決定する補正部（３２２）とを備え、
   　前記センサ出力値と実際の前記粉塵濃度と前記センシング箇所の風速との所定の関係が予め定められており、
   　該所定の関係は、前記センシング箇所の風速が予め定められた基準風速（Ｓｄ）である場合における前記センサ出力値と実際の前記粉塵濃度との基準関係（Ｌ０）を含み、
   　前記補正部は、前記所定の関係において前記センシング箇所の風速と前記センサ出力値とに対応して得られる前記粉塵濃度に対応して前記基準関係から得た値に前記補正値がなるように、該補正値を決定する粉塵検出装置。
6. 　前記補正部は、前記センシング箇所の風速と相関関係にある風速相関情報に基づいて該センシング箇所の風速を推定する請求項１ないし５のいずれか１つに記載の粉塵検出装置。
7. 　前記補正部は、前記センシング箇所の風速を検出する風速センサ（３４）から該センシング箇所の風速を取得する請求項１ないし５のいずれか１つに記載の粉塵検出装置。
8. 　前記センサ出力値および前記補正値は電圧値である請求項１ないし７のいずれか１つに記載の粉塵検出装置。
9. 　前記センシング箇所は、車室内に設けられた空調ユニット（２）内の一部であり、
   　前記補正部は、前記空調ユニットを制御する制御装置（４０）に含まれ、
   　前記光学式粉塵センサは、前記制御装置とは別に設けられる請求項１ないし８のいずれか１つに記載の粉塵検出装置。

Images