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JPH05157714A - Air-conditioning control device - Google Patents

Air-conditioning control device

Info

Publication number
JPH05157714A
JPH05157714A JP34964391A JP34964391A JPH05157714A JP H05157714 A JPH05157714 A JP H05157714A JP 34964391 A JP34964391 A JP 34964391A JP 34964391 A JP34964391 A JP 34964391A JP H05157714 A JPH05157714 A JP H05157714A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
differential output
air
gas sensor
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP34964391A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3090518B2 (en
Inventor
Toru Nomura
徹 野村
Hironobu Ueno
博信 上野
Hidemi Murayama
英美 村山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Figaro Engineering Inc
Original Assignee
Figaro Engineering Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Figaro Engineering Inc filed Critical Figaro Engineering Inc
Priority to JP03349643A priority Critical patent/JP3090518B2/en
Publication of JPH05157714A publication Critical patent/JPH05157714A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3090518B2 publication Critical patent/JP3090518B2/en
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Abstract

PURPOSE:To enable contamination of atmosphere to be detected readily and with a high S/N by providing an edge filter for obtaining an edge of a gas sensor output and obtaining a degree of contamination of the atmosphere from an output of the edge filter. CONSTITUTION:An output is taken out of a high-resistance load resistor RL by using an operation amplification circuit 4 for buffer, it is subjected to analog differentiation by a capacitor 5, and then is amplified by an operational amplification circuit 6. An amplified analog differential output VD1 is AD-converted by an AD converter 9, obtained output is stored into a memory 10 in sequence, and then a second digital differentiation is performed by a digital differential circuit 11. An output of the second digital differentiation becomes 0 when a sensor output VRL changes linearly and becomes a large output at an edge of the sensor output VRL. An operation logic circuit 13 detects contamination of external air from a second differential output, closes a load 15 through a drive circuit 14 when the second differential output exceeded a specified value, breaks introduction of external air, at the same time operates a timer 12 for example for 2 minutes, opens the load 15 in two minutes, and then restarts introduction of external air.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の利用分野】この発明は、ガスセンサによる空調
の制御に関し、特に自動車の外気導入制御装置や空気清
浄機の制御等に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to control of air conditioning by a gas sensor, and more particularly to control of an outside air introduction control device for an automobile or an air purifier.

【0002】[0002]

【従来技術】ガスセンサにより、自動車の外気導入制御
を行うことが知られている。この場合の検出対象は、主
としてディーゼル車からのNOxである。これに関して
出願人は、鉛−フタロシアニンを用いたNOxセンサ
(特開平3−103,761)、WO3薄膜を用いたN
Oxセンサ(特願平2−177,982)等を提案し
た。これらの提案はセンサのNOx感度を高めるためで
あるが、現状ではNOx感度はなお不足し、風等のノイ
ズに対するS/Nは不十分である。
2. Description of the Related Art It is known to control the introduction of outside air into an automobile by using a gas sensor. The detection target in this case is mainly NOx from a diesel vehicle. In this regard, the applicant has adopted a NOx sensor using lead-phthalocyanine (Japanese Patent Laid-Open No. 3-103,761) and N using a WO3 thin film.
An Ox sensor (Japanese Patent Application No. 2-177,982) and the like have been proposed. These proposals are for increasing the NOx sensitivity of the sensor, but at present, the NOx sensitivity is still insufficient and the S / N for noise such as wind is insufficient.

【0003】ガスセンサによる空調制御では、これ以外
に空気清浄器の制御等がある。空気清浄器の制御では、
喫煙による空気の汚染を速やかに検出することが要求さ
れるため、僅かなセンサ出力の変化から喫煙を検出する
ことになり、S/Nが不足する。この場合のノイズは、
気流や、空気清浄器自体のオン/オフに伴う電源変動、
湿度の変動等である。空気清浄器は車室内での喫煙対策
として用いられる場合が多いが、この場合には窓の開け
閉めに伴う気流の変化や、乗員からの水蒸気や体臭によ
るセンサ出力の変化がノイズとして加わる。気流の変化
は、風によるセンサ温度の変化の他、雨天での大量の水
蒸気の車室への流れ込みによる湿度の変化となって現れ
る。また乗員自体からの水蒸気や体臭も、狭い車室内で
の空気汚染の検出では深刻な問題である。
In addition to the air conditioning control by the gas sensor, there is an air purifier control. In air purifier control,
Since it is required to quickly detect air pollution due to smoking, smoking is detected from a slight change in the sensor output, and the S / N is insufficient. The noise in this case is
Power fluctuations due to air flow and on / off of the air purifier itself,
This is due to changes in humidity. An air purifier is often used as a measure against smoking in the passenger compartment, but in this case, changes in the air flow due to opening and closing of windows and changes in sensor output due to water vapor and body odor from passengers add as noise. The change in the airflow appears as a change in the sensor temperature due to the wind and a change in the humidity due to a large amount of water vapor flowing into the vehicle compartment in rainy weather. Water vapor and body odor from the passengers themselves are also serious problems in detecting air pollution in a narrow vehicle compartment.

【0004】ここで関連する従来技術について触れる
と、ガスセンサの出力をアナログあるいはデジタルで微
分し、センサ出力の変化から空調を制御することは周知
である。しかしながら単なる1階微分では、センサ信号
のS/Nはしばしば不足し、ノイズが多く検出の遅い信
号しか得られない場合が多い。
It is well known that the related art is touched upon to differentiate the output of the gas sensor by analog or digital and control the air conditioning from the change of the sensor output. However, the S / N of the sensor signal is often insufficient by simple first-order differentiation, and in many cases only a signal with a lot of noise and slow detection can be obtained.

【0005】[0005]

【発明の課題】この発明の課題は、高速でかつ高いS/
Nで雰囲気の汚染を検出し得るようにすることに有る。
The object of the present invention is to achieve high speed and high S /
The purpose is to enable N to detect contamination of the atmosphere.

【0006】[0006]

【発明の構成】この発明は、ガスセンサの出力から雰囲
気の汚染を検出して、空調を制御するようにした装置に
おいて、 ガスセンサ出力のエッジを求めるためのエッ
ジフィルターを設けて、エッジフィルターの出力から雰
囲気の汚染度を求めるようにしたことを特徴とする。
According to the present invention, in a device for controlling air conditioning by detecting pollution of an atmosphere from the output of a gas sensor, an edge filter for determining the edge of the gas sensor output is provided, and the output of the edge filter is detected. The feature is that the degree of pollution of the atmosphere is obtained.

【0007】[0007]

【実施例】図1〜図5により実施例を説明する。図1に
おいて、1はWO3等の金属酸化物半導体を用いたガス
センサで、RLはその負荷抵抗、RHはヒータである。ガ
スセンサ1にはこれ以外に、鉛フタロシアニン等のNO
xセンサやSnO2等の可燃性ガスセンサを用いてもよ
い。2は定電圧電源で、ガスセンサ1の駆動用の5V等
の検出電源VCと、7V等の付帯回路の駆動用の電源VD
Dの2つの出力を発する。3は電源である。4はバッフ
ァー用の演算増幅回路、5は微分用のコンデンサ、R1
〜R5は抵抗、6は演算増幅回路、7は保護用のツェナ
ーダイオードである。8はマイクロコンピュータで、9
はADコンバータ、10はメモリー、11は2階目の微
分を行うためのデジタル微分回路、12はタイマー、1
3は演算論理回路である。マイクロコンピュータ8の出
力は駆動回路14に接続し、その出力で負荷10、例え
ば自動車の外気導入制御装置のダンパー、を制御する。
EXAMPLE An example will be described with reference to FIGS. In FIG. 1, 1 is a gas sensor using a metal oxide semiconductor such as WO3, RL is its load resistance, and RH is a heater. In addition to this, the gas sensor 1 uses NO such as lead phthalocyanine.
An x sensor or a flammable gas sensor such as SnO2 may be used. Reference numeral 2 is a constant voltage power supply, which is a detection power supply VC such as 5V for driving the gas sensor 1 and a power supply VD for driving an auxiliary circuit such as 7V.
Emits two outputs of D. 3 is a power supply. 4 is an operational amplifier circuit for buffer, 5 is a differentiating capacitor, R1
˜R5 is a resistor, 6 is an operational amplifier circuit, and 7 is a Zener diode for protection. 8 is a microcomputer, 9
Is an AD converter, 10 is a memory, 11 is a digital differentiating circuit for differentiating the second order, 12 is a timer, 1
Reference numeral 3 is an arithmetic logic circuit. The output of the microcomputer 8 is connected to a drive circuit 14, and the output thereof controls a load 10, for example, a damper of a vehicle outside air introduction control device.

【0008】図2により実施例の動作を示す。WO3系
NOxセンサ1や鉛フタロシアニンNOxセンサは極め
て高抵抗で、負荷抵抗RLには例えば1M〜10MΩの
ものを用いる。負荷抵抗RLが高抵抗なため、バッファ
ー用演算増幅回路4で出力を取り出し、コンデンサ5で
アナログ微分する。演算増幅回路6を正の片電源VDDで
駆動するため、抵抗R2,R3を用いて微分出力に例えば
100mVの正のバイアスを加える。このアナログ微分
出力を、演算増幅回路6で例えば20倍に増幅する。こ
の出力をアナログ微分出力VD1と呼ぶ。なおアナログ微
分出力VD1がADコンバータ9のAD変換レンジを越え
る場合に備えて、保護用のツェナーダイオード7を設け
る。
FIG. 2 shows the operation of the embodiment. The WO3 NOx sensor 1 and the lead phthalocyanine NOx sensor have extremely high resistance, and the load resistance RL is, for example, 1M to 10MΩ. Since the load resistance RL is a high resistance, the output is taken out by the buffer operational amplifier circuit 4 and analog-differentiated by the capacitor 5. Since the operational amplifier circuit 6 is driven by the positive single power source VDD, a positive bias of, for example, 100 mV is applied to the differential output by using the resistors R2 and R3. This analog differential output is amplified by the operational amplifier circuit 6, for example, 20 times. This output is called the analog differential output VD1. A protective Zener diode 7 is provided in case the analog differential output VD1 exceeds the AD conversion range of the AD converter 9.

【0009】検出対象のNOx濃度が低いため、WO3
センサ1の場合、ディーゼル車からの排ガスに対する、
センサ出力VRLの変化は50〜60mV程度である。仮
にこれを8ビットでAD変換すると2〜3ビットの出力
しか得られず、直接デジタル微分することは困難であ
る。そこで実施例では、バッファー用の演算増幅回路4
を用いて高抵抗の負荷抵抗RLから出力を取り出し、コ
ンデンサ5でアナログ微分を行う。そして演算増幅回路
6で例えば20倍に増幅し、50mVの出力を例えば1
V程度の出力に増幅する。
Due to the low concentration of NOx to be detected, WO3
In the case of sensor 1, for exhaust gas from diesel vehicles,
The change in the sensor output VRL is about 50-60 mV. If this is AD-converted with 8 bits, only an output of 2 to 3 bits is obtained, and direct digital differentiation is difficult. Therefore, in the embodiment, the operational amplifier circuit 4 for the buffer is used.
The output is taken out from the high resistance load resistor RL using, and analog differentiation is performed by the capacitor 5. Then, it is amplified by, for example, 20 times in the operational amplifier circuit 6, and the output of 50 mV is, for example, 1
The output is amplified to about V.

【0010】1V程度のアナログ微分出力VD1を、AD
コンバータ9で8ビットAD変換すると、例えば50ビ
ットの出力が得られる。得られた出力をメモリー10に
順次記憶し、デジタル微分回路11で2階目のデジタル
微分を行う。2階デジタル微分の出力は、センサ出力V
RLが直線状に変化している際に0となり、VRLのエッジ
で大きな出力となる。このため風や自動車の加速等で、
センサ出力が直線状に変化しても、2階デジタル微分の
出力には現れない。また2階デジタル微分では、VRLの
エッジを検出するので、1階微分よりも更に速くセンサ
出力VRLの変化を検出できる。演算論理回路13は2階
微分出力から外気の汚染を検出し、2階微分出力が所定
値を越えた場合に駆動回路14を介して負荷15を閉
じ、外気の導入を遮断する。演算論理回路13は外気の
汚染を検出すると同時に、例えば2分間のタイマー12
を動作させ、最長でも2分経過後に負荷15を開き外気
の導入を再開する。
The analog differential output VD1 of about 1 V is AD
When 8-bit AD conversion is performed by the converter 9, for example, a 50-bit output is obtained. The obtained output is sequentially stored in the memory 10, and the digital differentiation circuit 11 performs the second-order digital differentiation. The output of the second-order digital derivative is the sensor output V
It becomes 0 when RL changes linearly, and becomes a large output at the edge of VRL. Therefore, due to wind and acceleration of the car,
Even if the sensor output changes linearly, it does not appear in the output of the second digital differentiation. Further, in the second-order digital differentiation, since the edge of VRL is detected, the change in the sensor output VRL can be detected even faster than the first-order differentiation. The arithmetic logic circuit 13 detects the contamination of the outside air from the second-order differential output, and when the second-order differential output exceeds a predetermined value, closes the load 15 via the drive circuit 14 to interrupt the introduction of the outside air. The arithmetic logic circuit 13 detects the contamination of the outside air and at the same time, for example, the timer 12 for 2 minutes.
The load 15 is opened after a maximum of 2 minutes, and the introduction of outside air is restarted.

【0011】図3に実施例の動作特性を示す。この図は
WO3ガスセンサ1を用いて、実車走行した際のセンサ
出力である。図の上部には1階のデジタル微分出力VD1
と風速センサの出力とを示し、図の下部には2階のデジ
タル微分出力VD2を示す。1階のデジタル微分出力VD1
に記入した実線の○はディーゼル排ガスへの出力を示
し、破線の○は自動車の加速や減速に伴う風の影響を示
す。図から明らかなように、アナログ微分出力VD1では
1番目、3番目、5番目のディーゼル排ガスへの出力は
風への出力とほぼ等しく、これらを識別することは困難
である。これはNOxへの感度が小さく、風の影響が大
きいためである。
FIG. 3 shows the operating characteristics of the embodiment. This figure shows the sensor output when the actual vehicle travels using the WO3 gas sensor 1. In the upper part of the figure, the digital differential output VD1 on the first floor
And the output of the wind speed sensor are shown, and the digital differential output VD2 of the second floor is shown in the lower part of the figure. First floor digital differential output VD1
The solid circles in the box indicate the output to diesel exhaust gas, and the dashed circles indicate the effect of wind upon acceleration and deceleration of the vehicle. As is clear from the figure, in the analog differential output VD1, the output to the first, third, and fifth diesel exhaust gases is almost equal to the output to the wind, and it is difficult to distinguish them. This is because the sensitivity to NOx is low and the influence of wind is large.

【0012】これに対して、2階のデジタル微分を行う
とNOx感度は風の影響よりも大きくなり、NOxと風
の影響とを識別できる。例えば図3の下部に斜線で示し
た領域のように検出いき値を定めれば、風の影響を受け
ずにNOxのみを検出できる。デジタル2階微分により
NOxと風の影響とのS/Nが向上するのは、ディーゼ
ル排ガスによるセンサ出力の変化の方が、風によるセン
サ出力の変化よりも、短時間で急激に進行するからであ
る。
On the other hand, when the second-order digital differentiation is performed, the NOx sensitivity becomes larger than the influence of the wind, and the NOx and the influence of the wind can be distinguished. For example, if the detection threshold value is set like the shaded area at the bottom of FIG. 3, only NOx can be detected without being affected by the wind. The digital second-order differentiation improves the S / N ratio between NOx and the effect of wind because the change in sensor output due to diesel exhaust gas progresses rapidly in a shorter time than the change in sensor output due to wind. is there.

【0013】図4に実施例の動作波形を示す。この動作
波形は、図3の3番目および4番目のNOxへの出力の
ピークに対するものである。アナログ微分出力VD1を例
えば1秒毎にAD変換し、メモリー10に記憶する。時
刻t0でディーゼル車からの排ガスにセンサ1が触れた
とする。1階微分出力VD1は図の上部の様に変化し、時
刻t0〜t4までの4秒間を用いて1階微分出力VD1をさ
らにデジタル微分し、2階微分出力VD2から時刻t4で
外気の汚染を検出する。これによって負荷15を閉じ、
外気の導入を遮断する。外気の汚染が解消すると、アナ
ログ微分出力VD1は図のように出力のピークを示す。そ
こで外気汚染検出時のアナログ微分出力V0をメモリー
10に記憶し、アナログ微分出力VD1がこの点を2回ク
ロスすることを検出する。例えば図4の上部の右端の点
で、アナログ微分出力VD1が基準値V0を2回クロスし
たことを検出する。VD1がV0を2回クロスすること
は、センサ出力VRLが汚染の検出前の値までほぼ回復し
たことを意味する。そこでこの時点で、負荷15を動作
させ外気の導入を再開する。
FIG. 4 shows operation waveforms of the embodiment. This operating waveform is for the third and fourth NOx output peaks in FIG. The analog differential output VD1 is AD-converted, for example, every second, and stored in the memory 10. It is assumed that the sensor 1 touches the exhaust gas from the diesel vehicle at time t0. The first-order differential output VD1 changes as shown in the upper part of the figure, and the first-order differential output VD1 is further digitally differentiated by using 4 seconds from time t0 to t4 to pollute the outside air from the second-order differential output VD2 at time t4. To detect. This closes the load 15,
Cut off the introduction of outside air. When the contamination of the outside air is eliminated, the analog differential output VD1 shows a peak output as shown in the figure. Therefore, the analog differential output V0 at the time of detecting the outside air pollution is stored in the memory 10, and it is detected that the analog differential output VD1 crosses this point twice. For example, at the rightmost point in the upper part of FIG. 4, it is detected that the analog differential output VD1 crosses the reference value V0 twice. The fact that VD1 crosses V0 twice means that the sensor output VRL has almost recovered to the value before the contamination was detected. Therefore, at this point, the load 15 is operated to restart the introduction of outside air.

【0014】図5に実施例の動作フローチャートを示
す。例えば1秒毎にアナログ微分出力VD1をサンプリン
グし、これをデジタル微分する。デジタル微分出力VD2
が−2ビット以下で、ディーゼル車からのNOxがある
ものとし、ダンパー15を閉じる。ダンパー15を閉じ
ると同時に、図4での時刻t0のアナログ微分出力V0を
メモリーし、タイマー12をセットする。その後の2分
間に、図4の右側のようにアナログ微分出力VD1が基準
値V0を2回クロスすれば、外気の汚染が解消したもの
としダンパー15を開く。実車走行での結果から、アナ
ログ微分出力VD1は図4での谷の後、基準値V0よりも
高い値に留まり、V0を1回しかクロスしないことが有
ることが判明した。このような場合、タイマー12で例
えば2分後にダンパー15を開く。ここで2分間との値
は、実車走行を繰り返しダンパー15が閉じる割合が許
容範囲に収まるように、経験的に定めたものである。こ
こではタイマー12で強制的に外気の導入を再開するも
のとしたが、例えば基準値V0を図4で左下から右上へ
と進む斜めの勾配を持った線としても良い。このように
すれば基準値V0は時間の経過と共に徐々に増加し、長
時間ダンパーを閉じ続けるとV0が増加し、いずれV0を
アナログ微分出力VD1が2回クロスしダンパー15が開
くことになる。図5には示さないがセンサ1はガソリン
車からの排ガスにも低い感度が有り、デジタル微分出力
VD2が5ビット以上で、オートバイからのガソリン排ガ
スがあるものとして、ダンパー15を閉じるようにし
た。
FIG. 5 shows an operation flowchart of the embodiment. For example, the analog differential output VD1 is sampled every 1 second, and this is digitally differentiated. Digital differential output VD2
Is −2 bits or less and NOx from the diesel vehicle is present, and the damper 15 is closed. Simultaneously with closing the damper 15, the analog differential output V0 at time t0 in FIG. 4 is memorized and the timer 12 is set. When the analog differential output VD1 crosses the reference value V0 twice as shown on the right side of FIG. 4 in the subsequent two minutes, it is considered that the outside air is dissolved and the damper 15 is opened. From the results of actual vehicle running, it was found that the analog differential output VD1 remained higher than the reference value V0 after the valley in FIG. 4 and crossed V0 only once. In such a case, the damper 15 is opened by the timer 12 after, for example, 2 minutes. Here, the value of 2 minutes is empirically determined so that the rate at which the damper 15 is repeatedly closed by the actual vehicle falls within the allowable range. Here, the introduction of the outside air is forcibly restarted by the timer 12, but the reference value V0 may be, for example, a line having an oblique gradient that advances from the lower left to the upper right in FIG. In this way, the reference value V0 gradually increases with the passage of time, and when the damper is kept closed for a long time, V0 increases, and eventually the analog differential output VD1 crosses V0 twice and the damper 15 opens. Although not shown in FIG. 5, the sensor 1 has a low sensitivity to exhaust gas from a gasoline vehicle, has a digital differential output VD2 of 5 bits or more, and has gasoline exhaust gas from a motorcycle, so that the damper 15 is closed.

【0015】閉じたダンパー15を再度開くのに有効な
他の手法は、基準値V0に適当な補正係数を加算あるい
は乗算してV0を補正し、この値をアナログ微分出力VD
1が2回クロスするのを確認することである。補正係数
は定数とする必要はなく、ダンパー15が閉じている時
間の割合が上限以下となり、かつ汚染検出の頻度が高い
場合にはダンパー15が閉じている割合が高くなるよう
にすれば良い。表1に、30分間の市街地走行での、ダ
ンパー15が閉じている割合のシミュレーション結果を
示す。
Another method effective for reopening the closed damper 15 is to add or multiply an appropriate correction coefficient to the reference value V0 to correct V0, and use this value for the analog differential output VD.
To make sure 1 crosses twice. The correction coefficient does not have to be a constant, and the proportion of the time when the damper 15 is closed is less than or equal to the upper limit, and when the frequency of contamination detection is high, the proportion that the damper 15 is closed may be increased. Table 1 shows a simulation result of the ratio of the damper 15 being closed during the driving for 30 minutes in the city.

【0016】[0016]

【表1】 補正係数とダンパー15が閉じる割合 補正係数 ダンパー15が閉じている割合(%) 1.0 62 1.02 32 1.04 26 1.06 24 1.08 44 1.10 45 * V0に補正係数を乗算した値を、VD1が2回クロス
した際にダンパー15を開くものとし、30分の実車走
行データからシミュレーションした。
[Table 1] Correction coefficient and ratio of damper 15 closed Correction coefficient Ratio of damper 15 closed (%) 1.0 62 1.02 32 1.04 26 1.06 24 1.08 44 1.10 45 * V0 The value obtained by multiplying by the correction coefficient was used as the value to open the damper 15 when VD1 crossed twice, and simulation was performed from the actual vehicle running data for 30 minutes.

【0017】図6に、空気清浄器の制御に適した、実施
例の動作波形を示す。図1〜図5の実施例との相違点
は、マイクロコンピュータ8で直接2階デジタル微分を
行う点である。これは空気清浄器の制御では、ガスセン
サ1の出力が一般に大きく、2階デジタル微分を直接行
えるだけの分解能が得られるためである。この実施例で
は、例えば1秒毎にガスセンサ1の出力をサンプリング
してAD変換し、ラプラシアンフィルターを用いて、2
階デジタル微分を行う。ここで用いたラプラシアンフィ
ルターは、例えば時刻t0〜t4の5つのデータに対し、
重み(+1,−3,+4,−3,+1)を用いて2階デ
ジタル微分するものである。2階微分出力は、例えば
(VRL0−3VRL1+4VRL2−3VRL3+VRL4)とな
る。ラプラシアンフィルターの常数は任意であり、この
種のフィルターは一般にエッジフィルターとして画像処
理の分野で用いられている。図6の実施例では2階デジ
タル微分出力Fを定数Kと比較し、2階デジタル微分出
力Fが定数K以上で空気が汚染しているものとして、空
気清浄器を動作させる。これと同時にガスセンサ出力V
0を基準値Sに代入し、ガスセンサ出力Vnが Vn≧S±G (Gは定数) を充した時点で空気の汚染が解消したものとし、空気清
浄器を停止させる。
FIG. 6 shows operation waveforms of the embodiment suitable for controlling the air purifier. The difference from the embodiments of FIGS. 1 to 5 is that the microcomputer 8 directly performs the second-order digital differentiation. This is because in the control of the air purifier, the output of the gas sensor 1 is generally large and a resolution sufficient to directly perform the second-order digital differentiation can be obtained. In this embodiment, for example, the output of the gas sensor 1 is sampled and AD-converted every second, and a Laplacian filter is used to obtain 2
Performs digital differentiation of the floor. The Laplacian filter used here is, for example, for five data from time t0 to t4,
Second-order digital differentiation is performed using weights (+1, -3, +4, -3, +1). The second-order differential output is, for example, (VRL0-3VRL1 + 4VRL2-3VRL3 + VRL4). The Laplacian filter has an arbitrary constant number, and this type of filter is generally used as an edge filter in the field of image processing. In the embodiment of FIG. 6, the second-order digital differential output F is compared with a constant K, and the air purifier is operated on the assumption that the second-order digital differential output F is a constant K or more and the air is contaminated. At the same time, the gas sensor output V
By substituting 0 into the reference value S and assuming that the gas sensor output Vn satisfies Vn ≧ S ± G (G is a constant), it is assumed that the air pollution is eliminated and the air purifier is stopped.

【0018】エッジフィルターや2階微分でガスセンサ
出力VRLのエッジを検出することの特徴は、 1) VRLの変化のエッジを検出するため、VRLの変化率
が大きくなった時点で検出する、1階微分よりも速やか
に検出できる、 2) センサ出力が直線状に増加あるいは減少する場合、
エッジフィルターの出力は0となり、風等の影響を受け
ないことにある。 1)の特徴については、例えば図3で1階微分信号VD1が
最大となる点(VD1のボトム)よりも前に、2階微分信
号VD2が最大となる点があることから明らかである。ま
た検出速度を速めているにもかかわらずS/Nが低下し
ていないことは、図3で2階微分信号VD2の方が1階微
分信号VD1よりも、ディーゼル排ガスを確実に捉えてい
ることから明らかである。S/Nの点については、空気
の汚染と風の影響等のノイズとの、センサ信号への時定
数の差が重要である。風の影響は外気の汚染よりも緩慢
な減少であるため、2階微分で外気汚染との差が明瞭と
なる。これ以外の外気汚染検出時のノイズとして、自動
車の加速や減速に伴うセンサ温度の変化がある。これは
センサ1がエンジンルームに有るためで、センサ出力V
RLは加速や減速の間直線的に大きく変化する。1階微分
ではセンサ出力の直線的変化は大きなノイズとなるが、
2階微分ではノイズとならない。
The features of detecting the edge of the gas sensor output VRL with an edge filter or second derivative are as follows: 1) Since the edge of the change in VRL is detected, the first floor is detected when the rate of change in VRL becomes large. It can be detected more quickly than differentiation. 2) When the sensor output increases or decreases linearly,
The output of the edge filter is 0, which means that it is not affected by wind or the like. The feature (1) is apparent from the fact that there is a point where the second-order differential signal VD2 becomes maximum before the point where the first-order differential signal VD1 becomes maximum (bottom of VD1) in FIG. Further, the fact that the S / N does not decrease despite the increase in the detection speed is that the second-order differential signal VD2 in FIG. 3 captures diesel exhaust gas more reliably than the first-order differential signal VD1. Is clear from. Regarding the S / N point, the difference in time constant between the sensor signal and the air pollution and noise such as the influence of wind is important. Since the influence of wind is slower than the pollution of the outside air, the difference from the outside air pollution becomes clear by the second derivative. Other noise when detecting outside air pollution is a change in sensor temperature due to acceleration or deceleration of a vehicle. This is because the sensor 1 is in the engine room, so the sensor output V
RL changes greatly linearly during acceleration and deceleration. In the first-order differentiation, the linear change of the sensor output becomes a big noise,
The second derivative does not become noise.

【0019】[0019]

【発明の効果】この発明では、速やかにかつ高いS/N
で、雰囲気の汚染を検出することができる。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, a high S / N ratio can be achieved quickly.
Thus, the pollution of the atmosphere can be detected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 実施例の自動車の外気導入制御装置の回路
FIG. 1 is a circuit diagram of an outside air introduction control device for an automobile according to an embodiment.

【図2】 図1の装置の動作波形図2 is an operation waveform diagram of the apparatus of FIG.

【図3】 実車走行時のガスセンサ出力を示す特性図FIG. 3 is a characteristic diagram showing a gas sensor output when the vehicle is running.

【図4】 図3のガスセンサ特性での、自動車の外気
導入制御動作を示す実施例の波形図
FIG. 4 is a waveform diagram of an example showing an outside air introduction control operation of an automobile with the gas sensor characteristic of FIG.

【図5】 実施例の自動車の外気導入制御装置の動作
フローチャート
FIG. 5 is an operation flowchart of an outside air introduction control device for a vehicle according to the embodiment.

【図6】 実施例の空気清浄器の制御装置の動作フロ
ーチャート
FIG. 6 is an operation flowchart of the air purifier control device according to the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ガスセンサ RH ヒータ RL 負荷抵抗 2 定電圧電源 3 電源 4 バッファー用の演算増幅回路 5 微分用のコンデンサ 6 演算増幅回路 7 保護用ツェナーダイオード R1〜R5 抵抗 8 マイクロコンピュータ 9 AD変換部 10 メモリー 11 デジタル微分回路 12 タイマー 13 演算論理回路 14 駆動回路 15 負荷 VRL ガスセンサ出力 VD1 1階微分出力 VD2 2階微分出力 VC 検出電源 VDD 回路電源 1 Gas sensor RH Heater RL Load resistance 2 Constant voltage power supply 3 Power supply 4 Operational amplifier circuit for buffer 5 Differentiating capacitor 6 Operational amplifier circuit 7 Zener diode for protection R1 to R5 resistor 8 Microcomputer 9 AD converter 10 Memory 11 Digital derivative Circuit 12 Timer 13 Arithmetic logic circuit 14 Drive circuit 15 Load VRL Gas sensor output VD1 1st floor differential output VD2 2nd floor differential output VC Detection power supply VDD Circuit power supply

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ガスセンサの出力から雰囲気の汚染を検
出して、空調を制御するようにした装置において、 ガスセンサ出力のエッジを求めるためのエッジフィルタ
ーを設けて、エッジフィルターの出力から雰囲気の汚染
度を求めるようにしたことを特徴とする、空調制御装
置。
1. An apparatus for detecting air pollution from the output of a gas sensor to control air conditioning, wherein an edge filter for determining the edge of the gas sensor output is provided, and the air pollution level is determined from the output of the edge filter. The air-conditioning control device is characterized in that
【請求項2】 ガスセンサの出力をアナログで1階微分
するためのアナログ微分回路と、 アナログ微分回路の出力を増幅するための増幅回路と、 増幅回路の出力の1階微分出力をAD変換するためのA
Dコンバータと、 AD変換した1階微分出力をデジタルで、2階目の微分
を行うためのデジタル微分回路を設け、 デジタル微分回路の出力から雰囲気の汚染を検出するよ
うにしたことを特徴とする、請求項1の空調制御装置。
2. An analog differentiating circuit for first-order differentiating the output of the gas sensor by analog, an amplifying circuit for amplifying the output of the analog differentiating circuit, and an AD converting of the first-order differentiating output of the output of the amplifying circuit. Of A
It is characterized in that a D converter and a digital differentiating circuit for digitally converting the AD-converted first-order differential output into the second order are provided, and atmospheric pollution is detected from the output of the digital differentiating circuit. The air conditioning control device according to claim 1.
【請求項3】 雰囲気の汚染検出時の1階微分出力を記
憶するための手段と、 雰囲気の汚染検出後の1階微分出力を、記憶した1階微
分出力と比較し、雰囲気の汚染検出後の1階微分出力が
記憶した1階微分出力を2回クロスしたことを検出する
ための手段と、 この手段の信号で雰囲気の汚染の解消を検出するように
した、請求項2の空調制御装置。
3. A means for storing a first-order differential output when atmosphere pollution is detected, and a first-order differential output after atmosphere pollution detection is compared with a stored first-order differential output to detect atmosphere pollution detection. 3. The air-conditioning control device according to claim 2, wherein means for detecting that the first-order differential output of the device has crossed the stored first-order differential output twice, and the elimination of the pollution of the atmosphere is detected by the signal of this means. ..
【請求項4】 空調制御装置を、自動車の外気導入制御
に用いることを特徴とする、請求項1または3のいずれ
かに記載の、空調制御装置。
4. The air conditioning control device according to claim 1, wherein the air conditioning control device is used for outside air introduction control of an automobile.
【請求項5】 ガスセンサの出力をAD変換するための
ADコンバータと、AD変換したガスセンサ出力を処理
するためのラプラシアンフィルターとを設けた、請求項
1の空調制御装置。
5. The air conditioning control device according to claim 1, further comprising an AD converter for AD converting the output of the gas sensor, and a Laplacian filter for processing the AD converted gas sensor output.
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