車両用換気装置
【課題】車両外部の空気に含まれるさまざまなガスに対して、閾値を用いてすばやく良否を判定し、良と判定され、外部空気を車室内に取り込んだ場合においても、個人の感受性または嗜好性に応じて、さらに判定をやり直すことのできる車両用換気装置にする。
【解決手段】ガスセンサ２は、車両外部の複数種類のガスを検出し、演算手段８は、ガスセンサからの複数の出力信号をパターン化して外気切替装置１１を制御する。第１の制御手段２５は、閾値によって各閾値以内の濃度であるときに、外気取込み信号を発生する。第２の制御手段２８は、操作手段１８によって外気遮断モードに手動切替操作されたときに、出力信号を参照パターンとして記憶させる。第３の制御手段３５は、パターン化された出力信号が参照パターンに類似しているときには、各閾値以内のガスの濃度であっても外気遮断モードにモードを切り替える。
【解決手段】ガスセンサ２は、車両外部の複数種類のガスを検出し、演算手段８は、ガスセンサからの複数の出力信号をパターン化して外気切替装置１１を制御する。第１の制御手段２５は、閾値によって各閾値以内の濃度であるときに、外気取込み信号を発生する。第２の制御手段２８は、操作手段１８によって外気遮断モードに手動切替操作されたときに、出力信号を参照パターンとして記憶させる。第３の制御手段３５は、パターン化された出力信号が参照パターンに類似しているときには、各閾値以内のガスの濃度であっても外気遮断モードにモードを切り替える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両外部の複数種類のガスが検出され、複数種類のガスに応じた複数の出力信号を発生するガスセンサを用いて、自動的に車両外部の空気を車室内に取り込むか、取り込まないかを切り替える外気切替装置を持った車両用換気装置に関する。特に、内気および外気を選択的に導入する車両用空調装置の内外気切替装置に適用されて有効である。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用空調装置には、排気ガスの車両内への侵入が防止され、乗客のフィーリングを向上させるために、排気ガス中のＨＣやＣＯ、ＮＯｘなどのガス成分（汚染物質）を排ガスセンサによって検知するものがある。
【０００３】
そして、そのセンサ信号に基づいて、ガス成分の濃度が閾値を越えると、内外気ドアが自動的に制御され、排気ガスの車室内への侵入が防止されるいわゆるオート内外気切替機能をもったものがある。
【０００４】
排気ガスセンサとしては、半導体素子であるＳｎＯ2を基材に用いている半導体ガスセンサが一般的に使用されている。この半導体ガスセンサは、約４００℃まで暖めた状態でＨＣ、ＣＯ等いわゆる還元性ガスと反応すると、その抵抗値が小さくなり、またＮＯ２等いわゆる酸化性ガスと反応すると、その抵抗値が上昇するという特性を持っている。よって、このような特性を基に排気ガスの有無を検知することができる。
【０００５】
そして、このような複数のセンサエレメントを持つガスセンサを使用されて、複数種類のガスの濃度が検出され、それぞれのガスの濃度が閾値を超えた場合に、内外気切替装置の内外気切替ドアを自動制御するものが知られている。
【０００６】
これは閾値を用いて濃度が判定され、より正確な制御が行われるように、車両加速度という特定のファクタによって閾値の値が変化するようになっている。（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００６−５６４５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、この従来のものは、乗員の個人的なガスに対する感受性または嗜好性に関しては充分に対策できていない。
【０００８】
その理由は、ガスセンサでは、臭気の原因物質そのものの検出が困難であり、かつ個人的なガスに対する感受性または嗜好性にいたっては、かなりの幅があるためである。
【０００９】
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目して成されたものであり、その目的は、車両外部の空気に含まれるさまざまなガスに対して、閾値を用いてすばやく良否が判定され、良と判定された場合においても、個人の感受性または嗜好性に応じてさらに判定をやり直すことのできる車両用換気装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記目的を達成するために、下記の技術的手段を採用する。
【００１１】
すなわち、請求項１に記載の発明では、車両外部の空気を車室内に取り込む外気導入モードと、外気の導入を遮断する外気遮断モードとを切り替える外気切替装置（１１）を持った車両用換気装置であって、車両外部の複数種類のガスを検出し、複数種類のガスに応じた複数の出力信号を発生するガスセンサ（２）、ガスセンサ（２）からの複数の出力信号が入力されて信号を発生し外気切替装置（１１）を制御する演算手段（８）、および、車両乗員によって車室内で操作され手動で外気切替装置（１１）を切り替える操作信号を発生する操作手段（１８）を備え、演算手段（８）は、第１の制御手段（２５）と第２の制御手段（２８）と第３の制御手段（３５）とを備え、第１の制御手段（２５）は、設定された閾値を用いて複数種類の出力信号から車両外部の空気の良否を判定し、良と判定されたときに外気切替装置（１１）を前記外気導入モードに切り替えるための外気取込み信号を発生し、第２の制御手段（２８）は、外気取込み信号が発生されているときに、操作手段（１８）によって外気切替装置（１１）が外気遮断モードに手動切替操作されると外気遮断モードに切り替えるための優先信号を発生するとともに、このときの複数種類の出力信号を参照データとして記憶させ、第３の制御手段（３５）は、参照データが記憶されているときに、第１の制御手段（２５）が車両外部の空気を良と判定しており、かつ、複数種類の出力信号が参照データを基に類似と判定されると、外気遮断モードに外気切替装置（１１）を切り替えるための外気取り込み解除信号を発生することを特徴としている。
【００１２】
この請求項１に記載の発明によれば、第１の制御手段では、設定された閾値を用いて、迅速簡単に車両外部の空気の良否を判定でき、良と判定されたときに、外気切替装置（１１）を外気導入モードに切り替えることができる。そして、車両外部の空気が、一応良と判定されたときでも、個人的な感受性または嗜好性の相違により、車両運転中に乗員が操作スイッチを操作して、手動で車両外部の空気を取り込まない側に切り替えることがある。そのような切り替えに鑑み、第２の制御手段（２８）は、このときの状況を学習するために、複数の出力信号を参照データとして記憶させる。よって、この後、同様の状況が発生した場合には、自動的に第３の制御手段（３５）にて、複数の出力信号が参照データを基に類似するとの判定が行われ、外気遮断モードに切り替えられることが可能になる。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明では、ガスセンサ（２）は車両外部の複数種類のガスを検出し、各ガスの濃度に応じた複数の出力信号を発生し、演算手段（８）は、ガスセンサ（２）からの複数の出力信号が入力され、複数の出力信号をパターン化するパターン化手段を有して、パターン化された出力信号を発生し、第１の制御手段は、ガスセンサ（２）の複数の出力信号に対応した閾値によって、各ガスの濃度が各閾値以内の濃度であるときには外気切替装置（１１）を外気導入モードに切り替えるための外気取込み信号を発生し、第２の制御手段は、外気取込み信号が発生されたときに、操作手段（１８）によって外気切替装置（１１）が外気遮断モードに手動切替操作されたときには外気遮断モードに切り替えるための優先信号を発生するとともに、このときのパターン化された出力信号を参照データとなる参照パターンとして記憶させ、第３の制御手段（３５）は、参照パターンが記憶されているときに、各ガスの濃度が各閾値以内の濃度であり、かつ、パターン化された出力信号が参照パターンに類似しているときには、外気切替装置（１１）を外気遮断モードに切り替えるための外気取り込み解除信号を発生することを特徴としている。
【００１４】
この請求項２に記載の発明によれば、ガスセンサからの複数の出力信号をパターン化する手段が設けられているので、パターン化された出力信号が、参照データとなる参照パターンとして記憶される。したがって、広く知られるパターン認識の技術を利用して、パターン化された出力信号が、参照パターンに類似しているか否かの判定ができ、類似判断の多様化や正確化に寄与する。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明では、車両用換気装置は車両外部の空気を取り込んで車室内を空調する車両用空調装置から成り、外気切替装置（１１）は、空調する空気を車両外部から取り込む外気導入モード側である外気導入口側、または、空調する空気を車室内側から取り込む外気遮断モード側である内気導入口側に切り替える内外気切替装置（１１）であることを特徴としている。
【００１６】
この請求項３に記載の発明によれば、車両用空調装置の内外気切替を、より正確に行うことができる。
【００１７】
また、請求項４に記載の発明では、ガスセンサ（２）は複数の異なるセンサエレメント（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ）の集合からなり、個々のセンサエレメント（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ）が各々異なる特性でガスを検出し、該ガスの濃度に応じた個々の出力信号を発生することを特徴としている。
【００１８】
この請求項４に記載の発明によれば、さまざまなセンサエレメント（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ）を用いて、ガスを多面的に検知することができる。
【００１９】
また、請求項５に記載の発明では、複数の出力信号は、各々ベクトルで表され、該ベクトル先端部分が橋絡されてパターン化されることを特徴としている。
【００２０】
この請求項５に記載の発明によれば、複数の出力信号が、ベクトルを用いて図形化されることで、パターン化が容易にできる。
【００２１】
また、請求項６に記載の発明では、パターン化された出力信号が参照パターンに類似しているか否かは、参照パターンを基に設定された上下限領域内にパターン化した出力信号が入るか否かで決定されることを特徴としている。
【００２２】
この請求項６に記載の発明によれば、類似判断が簡単にできる。
【００２３】
また、請求項７に記載の発明では、車両内に車両位置特定装置（４０）が設けられ、第２の制御手段（２８）が、複数種類の出力信号を参照データとして記憶させるときに、車両位置特定装置（４０）内において、車両が走行している特定地域の領域の情報を記憶させることを特徴としている。
【００２４】
この請求項７に記載の発明によれば、乗員が臭いを気にして、操作手段（１８）が操作された特定地域の領域の情報を、車両位置特定装置内に記憶させ活用することができる。
【００２５】
また、請求項８に記載の発明では、車両内に車両位置特定装置（４０）が設けられ、第２の制御手段（２８）が、パターン化された出力信号を参照パターンとして記憶させるときに、車両位置特定装置（４０）内において、車両が走行している特定地域の領域の情報を記憶させることを特徴としている。
【００２６】
この請求項８に記載の発明によれば、乗員が臭いを気にして、操作手段（１８）が操作された特定地域の領域の情報を、車両位置特定装置内に記憶させ活用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１〜図８を用いて詳細に説明する。この実施形態は、車室内を空調する車両用空調装置から成る車両用換気装置である。そして外気導入口側が、空調する空気を車両外部から取り込む外気導入モード側に相当し、内気導入口側が、空調する空気を車室内側から取り込む、外気遮断モード側に相当する。
【００２８】
図１は、第１実施形態としての車両用空調装置を備えた車両の模式図である。車両前方のエンジンルームへの空気取り入れ部分近傍には、ガスセンサ２が設けられている。このガスセンサ２は、単体のガスセンサの中に、図２のように複数の異なるセンサエレメント２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅが設けられているものである。これにより、空気の中に含まれるいろいろなガスに対応して異なる出力を出すことができる。
【００２９】
このためには、同じ原理のセンサでも、特性や感度の異なるセンサエレメントを並べて設けてもよい。たとえば、検出すべき臭気には、脂肪酸、アンモニア、アミン、アルデヒド、芳香族類、炭化水素ＨＣ、硫化水素Ｈ2Ｓ等の臭気がある。
【００３０】
図２に示すように、これらのガスに反応し、それぞれ特性の異なる５つのセンサエレメントが一つのケース３内に収納されている。ここで、各センサエレメントの信号が、多数の配線で演算手段となる電子制御ユニット（ＥＣＵ）８に送信されるようにしてもよいが、この実施形態では多重通信で送信されている。そのために、ケース内３に回路部４が設けられている。そして、回路部４内には、各センサエレメントからの信号を増幅する増幅器と、各センサエレメントからの信号を多重通信化して、一つの信号線内に多重信号として供給する通信部とが収納されている。そして、演算手段をなす電子制御ユニット８と、ガスセンサ２とは、双方向の多重通信線路９で結合されている。
【００３１】
なお、ガスセンサ２は、半導体素子であるＳｎＯ２を基材に用いている複数のセンサエレメントを備えている。これは大きく分けて、二種類あり、一方の種類のセンサエレメントは、外気に含まれる汚染物質のうちＨＣ、ＣＯ等の還元性ガスに反応すると抵抗値が低くなる。そして、このセンサエレメントおよび基準抵抗素子の共通接続端子からは、当該センサエレメントの抵抗値を示す検出信号であるＨＣ信号を出力する。
【００３２】
他方の種類のセンサエレメントは、外気に含まれる汚染物質のうちＮＯｘ等の酸化性ガスに反応すると抵抗値が高くなるものである。このセンサエレメントおよび基準抵抗素子は、電子制御ユニット８の正極端子およびグランドの間において直列接続されている。このため、このセンサエレメントおよび基準抵抗素子の共通接続端子からは、当該センサエレメントの抵抗値を示す検出信号であるＮＯｘ信号を出力する。
【００３３】
ここで、それぞれのセンサエレメントを約４００℃に温める電気式ヒータが設けられている。これは、それぞれのセンサエレメントを還元性ガス、酸化性ガスなどに反応させる状態に保つためである。
【００３４】
この実施形態においては、特性が異なる、これら二種類のセンサが組み合わせて構成されており、ＨＣ信号を出力するセンサエレメント３個と、ＮＯｘ信号を出力するセンサエレメント２個を組み合わせ、各センサエレメント同士は、同じガス検出原理でも特性の違うものが選定されている。
【００３５】
次に、図３を用いて説明する。この図３は、車両用空調制御装置の中の演算手段と内外気切替装置との関係を示すブロック図である。図１及び図３に示すように、内外気切替装置１１は、サーボモータ１２によって駆動されるダンパ１３が、車両前側と車両後ろ側とに枢動して、作動が切り替わるようになっている。
【００３６】
ダンパ１３が車両後ろ側に位置した時に、車両外部の空気を、電動のブロワ１５を介して車室内１６に取り込む外気導入モードを実行するようになっている。この場合は、ブロワ１５の吸い込み側が、外気導入口と連通する。
【００３７】
そして、ステアリング部分には、操作パネルが在り、この中には外気切替装置１１の外気導入モードを手動運転で強制的に切り替えるための信号を発生する操作手段をなす操作スイッチ１８が設けられている。
【００３８】
ガスセンサ２からの信号は、演算手段をなす電子制御ユニット（ＥＣＵ）８内のパターン化手段３６でパターン化される。図４は、その一例を示すもので、５つのセンサエレメント２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅから出力された信号は、方向の異なるベクトルで表示されている。
【００３９】
そして、ベクトル２ａＶはセンサエレメント２ａで検出された信号であり、ベクトル２ｂＶはセンサエレメント２ｂで検出された信号である。同様に、ベクトル２ｃＶはセンサエレメント２ｃで検出された信号、ベクトル２ｄＶはセンサエレメント２ｄで検出された信号、そして、ベクトル２ｅＶはセンサエレメント２ｅで検出された信号である。そして、図５で示すように、各ベクトル先端部が橋絡された形状が五角形になるようにされている。つまり複数の出力信号は各々ベクトルで表され、該ベクトル先端部分が橋絡されて全体がパターン化されている。
【００４０】
図３の２０は、図４及び図５で示す閾値２１が、あらかじめ格納された閾値格納メモリである。この閾値格納メモリ２０に格納された閾値２１も、図４及び図５のようにベクトルの原点を中心とする五角形に設定されている。
【００４１】
理想的には、これらのセンサエレメントの各々がターゲットとなる特定の、それぞれ異なる物質に、特に反応することが望ましいが、この実施形態では、還元性ガスと酸化ガスに反応する異なる特性を持つセンサエレメントが５個組み合わされて構成されている。
【００４２】
図３の演算手段は、空調用制御装置内のマイクロコンピュータで形成されたものである。この演算手段内の第１の制御手段２５は、各ベクトルの先端が閾値格納メモリ２０内の閾値２１から形成されたゾーン内に全て納まるか否かを判定する。
【００４３】
そして、図４のように全て納まるときは、外気取り込み信号を発生する。この結果、内外気切替装置１１のサーボモータ１２が駆動されて、ダンパ１３が外気導入モード側である外気導入口側に駆動されて外気導入モードが実行される。
【００４４】
また、いずれか一つのベクトルでも、その先端が、閾値２１にて形成されたゾーンを突き抜けるときは、外気取り込み解除信号を内外気切替装置１１に送信する。この結果、サーボモータ１２が駆動されて、ダンパ１３が、外気遮断モード側である内気導入口側に駆動されて、内気循環モードが実行される。この場合は、ブロワ１５の吸い込み側が内気導入口と連通する。このようにして、走行中に自動的に、車両外部のガスの臭気が強いときは外気取り込みを制限することができる。
【００４５】
ここで、車両が畜産施設付近を走行したとしても、各ベクトルの先端が、閾値２１から形成されたゾーン内に全て納まり、外気導入口側にダンパ１３が維持され続ける場合がある。このような場合において、乗員の臭気に対する感受性または嗜好性の違いから、乗員が臭いと感じて、外気取り込みを嫌がり、操作パネル内の操作スイッチ１８を操作することがある。
【００４６】
このような手動切替信号が、操作スイッチ１８から発せられたときは、第２の制御手段２８が、優先的に内外気切替装置１１に優先信号を発生し、内気導入口側に切替操作する。
【００４７】
ここで、ガスセンサ２からの信号によって、自動的に外気導入口側に制御されている外気導入モードのときに、乗員が臭いと感じて、外気を取り込まないように操作スイッチ１８を手動操作して、内気循環モードとした場合について述べる。
【００４８】
この場合は、第２の制御手段２８が、参照パターン格納メモリ３０に、その時点でのガスセンサ２の出力信号を、参照データとなる参照パターン３１（図５）として取り込むよう命令を発する。
【００４９】
このようにして、参照パターン３１が格納される。その後に、操作手段１８による手動操作が終了すると、自動運転モードに戻る。従って、この自動運転モードでは、前述のように、第１の制御手段２５が、各ベクトルの先端が閾値２１から形成されたゾーン内に全て納まると判定された場合は、ダンパ１３を、外気導入口側に自動的に駆動する。
【００５０】
この場合に、ガスセンサ２の出力信号のパターンと、参照パターン格納メモリ３０内に記憶されている参照パターン３１との類似判定を行うパターン認識を、第３の制御手段３５にて実行する。このパターン認識としては、さまざまな公知の方法が採用できる。図５では、参照パターン３１として格納された五角形のパターンの内外に、上限側パターン３１ａと下限側パターン３１ｂとが設定されている。
【００５１】
その上で、上限側パターン３１ａと下限側パターン３１ｂの間に挟まれた領域内に、その時点でのガスセンサ２の出力信号のパターンが収まる場合が、類似と判定され、収まらずに、はみ出す場合が非類似と判定される。
【００５２】
類似と判定された場合は、第３の制御手段３５は、外気取り込み解除信号を内外気切替装置１１に発する。この結果、操作手段１８が操作されなくても、自動的に内気導入口側に内外気切替装置１１のダンパ１３が駆動され、内気循環モードが実行される。
【００５３】
また、電子制御ユニット８は、マイクロコンピュータを有し、ブロワ１５の送風量は、マイクロコンピュータからの出力信号でブロワモータの印加電圧を調整して、モータ回転数を調整することにより制御される。なお、その他のアクチュエータも、マイクロコンピュータからの出力信号に基づいて、駆動回路にて制御される。
【００５４】
マイクロコンピュータには、車室内計器盤に設置された空調操作パネルから操作信号が入力される。この空調操作パネルには、空調装置の自動制御状態を設定するオートスイッチ、前述の本発明の操作手段１８としても使用され、自動運転モード、外気導入モード又は外気遮断モードでもある内気循環モードに切替設定するための内外気切替スイッチ１８、吹出モードを手動で切替設定するための吹出モード切替スイッチ、ファンの送風量を手動で切替設定するための送風量切替スイッチ、および、車室内温度を乗員の好みの温度に設定するための温度設定スイッチ等が設けられている。
【００５５】
また、マイクロコンピュータには、車室内の空調状態に影響を及ぼす環境条件を検出する各種センサからの信号が入力される。特に、外気に含まれる汚染物質の濃度を検出するガスセンサ２から出力される検出信号が入力され、場合によっては車両位置特定装置となるカーナビゲーション装置４０からの信号が双方向で接続される。
【００５６】
次に、動作について説明する。空調装置の自動制御状態（自動運転時）では、周知のように読み込んだ設定温度、環境条件信号等に基づいて、車室内に吹き出す空気の目標吹出温度（以下、ＴＡＯと記す）を算出する。次に、送風量を決めるブロワ電圧を、上記ＴＡＯに基づいて決定する。次に、ＴＡＯに基づいて、吹出モードドアの開閉による吹出モードを決定する。
【００５７】
次に、ＴＡＯに対するエアミックスドアの開度を算出する。次に、操作手段（内外気切替スイッチ）１８が、自動運転モードに設定されている場合、ガスセンサの検出信号に基づいて、内外気切替ドアによる内外気吸込モードを決定する。すなわち外気導入モードか内気循環モードかを前述のようにして決定する。なお、本実施形態においては、自動運転モードに設定された場合、ダンパ１３は外気導入モードになる初期位置に駆動されるものとして、以下の作動を説明する。
【００５８】
次に、上記内外気吸込モードを決定する制御をフローチャートに基づいて説明する。図６において、ガスセンサの検出信号に基づいて、内外気切替ドアによる内外気吸込モードを自動的に決定する制御がステップＳ１で開始される。
【００５９】
ステップＳ２において、ダンパ１３がその初期位置に駆動され、外気導入モードとされる。次に、ステップＳ３でガスセンサの複数の出力信号を読みこむ。次に、この読み込んだ複数の出力信号をステップＳ４でパターン化する。このステップＳ４が、図３における複数の出力信号をパターン化するパターン化手段３６に相当する。
【００６０】
そして、ステップＳ５では、参照パターン３１が参照パターン格納メモリ３０に格納されているか否かを判定する。格納されていない場合は、図７のステップＳ６を経由してステップＳ８に進み、ここでパターン化された出力信号Ｇ1〜ＧNと閾値２１とを比較する。
【００６１】
このステップＳ８において、出力信号Ｇ1〜ＧNのいずれかが閾値２１よりも大きい場合は、臭気が強いと判定する。よって、この場合はステップＳ９で、外気遮断モードである内気循環モードに切り替えられる。このステップＳ８、Ｓ９が第１の制御手段２５に該当する。
【００６２】
ステップＳ８において、閾値２１よりも全てのパターン化された出力信号Ｇ1〜ＧNが小さい場合（ステップ８の判定がNO）は、ステップＳ１０に進む。このステップＳ１０では、外気導入モードでの自動運転中に、内気循環モードを選択する手動操作が操作スイッチ１８で行われたかどうかを判定する。
【００６３】
上記手動操作が有った場合は、ステップＳ１１で、このときのパターン化された出力信号を、参照データとなる参照パターン３１として、参照パターン格納メモリ３０に記憶する。そして、ステップＳ１２において、内気循環モードに切り替えられる。
【００６４】
上記手動操作がない場合は、ステップＳ１３で外気導入モードが維持され、ステップＳ０に戻る。この手動操作に応じてパターンを記憶するステップＳ１１と内気循環モードに切り替えるステップＳ１２が、第２の制御手段２８を構成する。
【００６５】
次に、図６において、参照パターン３１がメモリ３０に格納されている場合は、図８のステップＳ１４に進む。そして、ステップＳ１５でパターン化された出力信号Ｇ1〜ＧNと閾値２１とを比較する。
【００６６】
出力信号G１〜GNの中のいずれかの信号が、閾値２１よりも大きい場合は、第１の制御手段２５が、「臭気が強い」と判定する。よって、この場合は、ステップＳ１６で、内気循環モードに切り替えられ、ステップＳ０でリターンされる。パターン化された出力信号Ｇ1〜ＧNが、いずれも閾値２１より小さければ、ステップＳ１７で登録された類似パターンがあるか否かが判定される。
【００６７】
類似パターンがあり、ＹＥＳであれば、ステップＳ１６に進み、内気循環モードを実行される。次に、ステップＳ１７で、類似パターンが無ければ、ステップＳ１８に進む。このステップＳ１８では、外気導入モードでの自動運転中に、内気循環モードを選択する手動操作が操作スイッチ１８で操作されたかどうかが判定される。
【００６８】
上記手動操作が操作スイッチ１８で有った場合は、ステップＳ１９に進む。そして、このときのパターン化された出力信号が、参照データとなる参照パターン３１として、参照パターン格納メモリ３０に記憶されてデータが更新される。そして、ステップＳ２０において、内気循環モードに切り替えられる。
【００６９】
上記手動操作が、操作スイッチ１８で操作されていない場合は、ステップＳ２１で外気導入モードが維持され、ステップＳ０に戻る。この手動操作に応じてパターンが記憶されて更新されるステップＳ１９及び内気循環モードに切り替えるステップＳ２０が、前述のステップＳ１１とＳ１２と共に、第２の制御手段２８を構成する。
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、目標吹出温度ＴＡＯ（以下、単にＴＡＯと称する）に関係なく、ガスセンサだけの情報で、内気循環モードと外気導入モードを切り替えたが、先ず、ＴＡＯに基づき内気循環モードと外気導入モードとが仮決定されても良い。また、内気循環モードと外気導入モードの間に半内気循環モードを設けても良い。
【００７０】
以下、これについて、第１実施形態と異なる部分を説明する。この場合は、ＴＡＯが低温側から高温側へと変化するにつれて、内気循環モード、半内気循環モード、外気導入モードのように仮設定される。ここで、ＴＡＯによって内気循環モードが仮決定されている状況においては、このまま内気循環モードが選択される。
【００７１】
一方、ＴＡＯによって外気導入モードまたは半内気循環モードが選択されている状況においては、図６のステップＳ１の制御が開始される。
【００７２】
そして、ステップＳ２において、ダンパ１３が外気導入モードまたは半内気循環モードとなる位置に駆動される。その後、図６のステップ３から図７又は図８の各ステップまで、第１実施例と同様の処理が行われる。但し、ステップＳ１３及びステップＳ２１では、外気導入モード又は半内気循環モードが維持される。
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について、特に第１実施形態と異なる部分について説明する。この実施形態は、カーナビゲーション装置のようにＧＰＳ信号等で車両走行位置情報を検出できる車両位置特定装置が搭載された車両に用いられる。以下、図３等を援用して説明する。
【００７３】
この車両位置特定装置４０の地図データには、後述する入力信号で特定地域の領域の情報が、データとしてＲＡＭ等のメモリに登録可能となっている。前述の図７のステップＳ１１又は図８のステップＳ１９にて、パターンが記憶されるとき、図３の一点鎖線で示したように、車両位置特定装置４０に第２の制御手段２８が入力信号を車両位置特定装置４０に入力する。この結果、車両位置特定装置４０の地図データには、特定地域の領域の情報が、データとしてメモリに登録される。
従って、このデータを用いれば、車両位置特定装置の図示しないディスプレイに特定地域の領域の情報を表示させることができる。これにより、行き先までのルートが決定されるときに、乗員が、特定地域の領域を迂回することが可能になる。
【００７４】
また、車両位置特定装置４０の地図データの特定地域の領域の情報が利用されて、車両が、特定地域の領域内に進入した場合は、外気導入モードが、強制的に内気循環モードに切り替えられることも可能になる。
（他の実施形態）
なお、ガスセンサからの複数の信号がパターン化されることなく、数値データの解析のみで類似判断が下されてもよい。
【００７５】
なお、ガスセンサは、複数の異なるセンサエレメントの集合からなり、個々のセンサエレメントが、主として個々の種類のガスを検出し、該ガスの濃度に応じた個々の出力信号が発生されることが望ましい。また、センサエレメントの数は、パターン形成のために３つ以上が望ましいが、２つでも構成できる。
【００７６】
また、内気循環モードを持つものについて述べたが、例えば、バスにおいて、外気を取り込むか取り込まないかが選択される装置に用いられることもできる。この場合は、外気導入口の開と閉をダンパが切り替える。そして、外気取り込み信号で、外気導入口が開かれる。また、外気導入口を開いているときに、外気取り込み解除信号が出されたときに、外気導入口が閉じられる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の一実施形態による、車両用換気装置となる車両用空調装置を搭載した自動車の模式図である。
【図２】一実施形態に用いたガスセンサの模式配線図である。
【図３】一実施形態の全体構成を示すブロック図である。
【図４】一実施形態によってガス濃度を判定した結果、各ガスの濃度が各閾値内の濃度である状態を模式的に示す摸式図である。
【図５】一実施形態において、ガスセンサの複数の出力信号をパターン認識して、参照パターンに類似しているかどうかの判定を行う状態を模式的に示す摸式図である。
【図６】一実施形態によって、演算手段内で実行される制御手段のうち、参照パターンの有無を判別する部分のフローチャートである。
【図７】図６の続きであり、参照パターンが無い場合のフローチャートである。
【図８】図６の続きであり、参照パターンが有る場合のフローチャートである。
【符号の説明】
【００７８】
２ ガスセンサ
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ センサエレメント
８ 演算手段
１１ 外気切替装置となる内外気切替装置
１８ 操作手段を成す操作スイッチ
２０ 閾値格納メモリ
２５ 第１の制御手段
２８ 第２の制御手段
３０ 参照パターン格納メモリ
３１ ベクトル先端部分を橋絡して形成したパターン
３５ 第３の制御手段
４０ 車両位置特定装置となるカーナビゲーション装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両外部の複数種類のガスが検出され、複数種類のガスに応じた複数の出力信号を発生するガスセンサを用いて、自動的に車両外部の空気を車室内に取り込むか、取り込まないかを切り替える外気切替装置を持った車両用換気装置に関する。特に、内気および外気を選択的に導入する車両用空調装置の内外気切替装置に適用されて有効である。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用空調装置には、排気ガスの車両内への侵入が防止され、乗客のフィーリングを向上させるために、排気ガス中のＨＣやＣＯ、ＮＯｘなどのガス成分（汚染物質）を排ガスセンサによって検知するものがある。
【０００３】
そして、そのセンサ信号に基づいて、ガス成分の濃度が閾値を越えると、内外気ドアが自動的に制御され、排気ガスの車室内への侵入が防止されるいわゆるオート内外気切替機能をもったものがある。
【０００４】
排気ガスセンサとしては、半導体素子であるＳｎＯ2を基材に用いている半導体ガスセンサが一般的に使用されている。この半導体ガスセンサは、約４００℃まで暖めた状態でＨＣ、ＣＯ等いわゆる還元性ガスと反応すると、その抵抗値が小さくなり、またＮＯ２等いわゆる酸化性ガスと反応すると、その抵抗値が上昇するという特性を持っている。よって、このような特性を基に排気ガスの有無を検知することができる。
【０００５】
そして、このような複数のセンサエレメントを持つガスセンサを使用されて、複数種類のガスの濃度が検出され、それぞれのガスの濃度が閾値を超えた場合に、内外気切替装置の内外気切替ドアを自動制御するものが知られている。
【０００６】
これは閾値を用いて濃度が判定され、より正確な制御が行われるように、車両加速度という特定のファクタによって閾値の値が変化するようになっている。（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００６−５６４５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、この従来のものは、乗員の個人的なガスに対する感受性または嗜好性に関しては充分に対策できていない。
【０００８】
その理由は、ガスセンサでは、臭気の原因物質そのものの検出が困難であり、かつ個人的なガスに対する感受性または嗜好性にいたっては、かなりの幅があるためである。
【０００９】
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目して成されたものであり、その目的は、車両外部の空気に含まれるさまざまなガスに対して、閾値を用いてすばやく良否が判定され、良と判定された場合においても、個人の感受性または嗜好性に応じてさらに判定をやり直すことのできる車両用換気装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記目的を達成するために、下記の技術的手段を採用する。
【００１１】
すなわち、請求項１に記載の発明では、車両外部の空気を車室内に取り込む外気導入モードと、外気の導入を遮断する外気遮断モードとを切り替える外気切替装置（１１）を持った車両用換気装置であって、車両外部の複数種類のガスを検出し、複数種類のガスに応じた複数の出力信号を発生するガスセンサ（２）、ガスセンサ（２）からの複数の出力信号が入力されて信号を発生し外気切替装置（１１）を制御する演算手段（８）、および、車両乗員によって車室内で操作され手動で外気切替装置（１１）を切り替える操作信号を発生する操作手段（１８）を備え、演算手段（８）は、第１の制御手段（２５）と第２の制御手段（２８）と第３の制御手段（３５）とを備え、第１の制御手段（２５）は、設定された閾値を用いて複数種類の出力信号から車両外部の空気の良否を判定し、良と判定されたときに外気切替装置（１１）を前記外気導入モードに切り替えるための外気取込み信号を発生し、第２の制御手段（２８）は、外気取込み信号が発生されているときに、操作手段（１８）によって外気切替装置（１１）が外気遮断モードに手動切替操作されると外気遮断モードに切り替えるための優先信号を発生するとともに、このときの複数種類の出力信号を参照データとして記憶させ、第３の制御手段（３５）は、参照データが記憶されているときに、第１の制御手段（２５）が車両外部の空気を良と判定しており、かつ、複数種類の出力信号が参照データを基に類似と判定されると、外気遮断モードに外気切替装置（１１）を切り替えるための外気取り込み解除信号を発生することを特徴としている。
【００１２】
この請求項１に記載の発明によれば、第１の制御手段では、設定された閾値を用いて、迅速簡単に車両外部の空気の良否を判定でき、良と判定されたときに、外気切替装置（１１）を外気導入モードに切り替えることができる。そして、車両外部の空気が、一応良と判定されたときでも、個人的な感受性または嗜好性の相違により、車両運転中に乗員が操作スイッチを操作して、手動で車両外部の空気を取り込まない側に切り替えることがある。そのような切り替えに鑑み、第２の制御手段（２８）は、このときの状況を学習するために、複数の出力信号を参照データとして記憶させる。よって、この後、同様の状況が発生した場合には、自動的に第３の制御手段（３５）にて、複数の出力信号が参照データを基に類似するとの判定が行われ、外気遮断モードに切り替えられることが可能になる。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明では、ガスセンサ（２）は車両外部の複数種類のガスを検出し、各ガスの濃度に応じた複数の出力信号を発生し、演算手段（８）は、ガスセンサ（２）からの複数の出力信号が入力され、複数の出力信号をパターン化するパターン化手段を有して、パターン化された出力信号を発生し、第１の制御手段は、ガスセンサ（２）の複数の出力信号に対応した閾値によって、各ガスの濃度が各閾値以内の濃度であるときには外気切替装置（１１）を外気導入モードに切り替えるための外気取込み信号を発生し、第２の制御手段は、外気取込み信号が発生されたときに、操作手段（１８）によって外気切替装置（１１）が外気遮断モードに手動切替操作されたときには外気遮断モードに切り替えるための優先信号を発生するとともに、このときのパターン化された出力信号を参照データとなる参照パターンとして記憶させ、第３の制御手段（３５）は、参照パターンが記憶されているときに、各ガスの濃度が各閾値以内の濃度であり、かつ、パターン化された出力信号が参照パターンに類似しているときには、外気切替装置（１１）を外気遮断モードに切り替えるための外気取り込み解除信号を発生することを特徴としている。
【００１４】
この請求項２に記載の発明によれば、ガスセンサからの複数の出力信号をパターン化する手段が設けられているので、パターン化された出力信号が、参照データとなる参照パターンとして記憶される。したがって、広く知られるパターン認識の技術を利用して、パターン化された出力信号が、参照パターンに類似しているか否かの判定ができ、類似判断の多様化や正確化に寄与する。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明では、車両用換気装置は車両外部の空気を取り込んで車室内を空調する車両用空調装置から成り、外気切替装置（１１）は、空調する空気を車両外部から取り込む外気導入モード側である外気導入口側、または、空調する空気を車室内側から取り込む外気遮断モード側である内気導入口側に切り替える内外気切替装置（１１）であることを特徴としている。
【００１６】
この請求項３に記載の発明によれば、車両用空調装置の内外気切替を、より正確に行うことができる。
【００１７】
また、請求項４に記載の発明では、ガスセンサ（２）は複数の異なるセンサエレメント（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ）の集合からなり、個々のセンサエレメント（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ）が各々異なる特性でガスを検出し、該ガスの濃度に応じた個々の出力信号を発生することを特徴としている。
【００１８】
この請求項４に記載の発明によれば、さまざまなセンサエレメント（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ）を用いて、ガスを多面的に検知することができる。
【００１９】
また、請求項５に記載の発明では、複数の出力信号は、各々ベクトルで表され、該ベクトル先端部分が橋絡されてパターン化されることを特徴としている。
【００２０】
この請求項５に記載の発明によれば、複数の出力信号が、ベクトルを用いて図形化されることで、パターン化が容易にできる。
【００２１】
また、請求項６に記載の発明では、パターン化された出力信号が参照パターンに類似しているか否かは、参照パターンを基に設定された上下限領域内にパターン化した出力信号が入るか否かで決定されることを特徴としている。
【００２２】
この請求項６に記載の発明によれば、類似判断が簡単にできる。
【００２３】
また、請求項７に記載の発明では、車両内に車両位置特定装置（４０）が設けられ、第２の制御手段（２８）が、複数種類の出力信号を参照データとして記憶させるときに、車両位置特定装置（４０）内において、車両が走行している特定地域の領域の情報を記憶させることを特徴としている。
【００２４】
この請求項７に記載の発明によれば、乗員が臭いを気にして、操作手段（１８）が操作された特定地域の領域の情報を、車両位置特定装置内に記憶させ活用することができる。
【００２５】
また、請求項８に記載の発明では、車両内に車両位置特定装置（４０）が設けられ、第２の制御手段（２８）が、パターン化された出力信号を参照パターンとして記憶させるときに、車両位置特定装置（４０）内において、車両が走行している特定地域の領域の情報を記憶させることを特徴としている。
【００２６】
この請求項８に記載の発明によれば、乗員が臭いを気にして、操作手段（１８）が操作された特定地域の領域の情報を、車両位置特定装置内に記憶させ活用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１〜図８を用いて詳細に説明する。この実施形態は、車室内を空調する車両用空調装置から成る車両用換気装置である。そして外気導入口側が、空調する空気を車両外部から取り込む外気導入モード側に相当し、内気導入口側が、空調する空気を車室内側から取り込む、外気遮断モード側に相当する。
【００２８】
図１は、第１実施形態としての車両用空調装置を備えた車両の模式図である。車両前方のエンジンルームへの空気取り入れ部分近傍には、ガスセンサ２が設けられている。このガスセンサ２は、単体のガスセンサの中に、図２のように複数の異なるセンサエレメント２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅが設けられているものである。これにより、空気の中に含まれるいろいろなガスに対応して異なる出力を出すことができる。
【００２９】
このためには、同じ原理のセンサでも、特性や感度の異なるセンサエレメントを並べて設けてもよい。たとえば、検出すべき臭気には、脂肪酸、アンモニア、アミン、アルデヒド、芳香族類、炭化水素ＨＣ、硫化水素Ｈ2Ｓ等の臭気がある。
【００３０】
図２に示すように、これらのガスに反応し、それぞれ特性の異なる５つのセンサエレメントが一つのケース３内に収納されている。ここで、各センサエレメントの信号が、多数の配線で演算手段となる電子制御ユニット（ＥＣＵ）８に送信されるようにしてもよいが、この実施形態では多重通信で送信されている。そのために、ケース内３に回路部４が設けられている。そして、回路部４内には、各センサエレメントからの信号を増幅する増幅器と、各センサエレメントからの信号を多重通信化して、一つの信号線内に多重信号として供給する通信部とが収納されている。そして、演算手段をなす電子制御ユニット８と、ガスセンサ２とは、双方向の多重通信線路９で結合されている。
【００３１】
なお、ガスセンサ２は、半導体素子であるＳｎＯ２を基材に用いている複数のセンサエレメントを備えている。これは大きく分けて、二種類あり、一方の種類のセンサエレメントは、外気に含まれる汚染物質のうちＨＣ、ＣＯ等の還元性ガスに反応すると抵抗値が低くなる。そして、このセンサエレメントおよび基準抵抗素子の共通接続端子からは、当該センサエレメントの抵抗値を示す検出信号であるＨＣ信号を出力する。
【００３２】
他方の種類のセンサエレメントは、外気に含まれる汚染物質のうちＮＯｘ等の酸化性ガスに反応すると抵抗値が高くなるものである。このセンサエレメントおよび基準抵抗素子は、電子制御ユニット８の正極端子およびグランドの間において直列接続されている。このため、このセンサエレメントおよび基準抵抗素子の共通接続端子からは、当該センサエレメントの抵抗値を示す検出信号であるＮＯｘ信号を出力する。
【００３３】
ここで、それぞれのセンサエレメントを約４００℃に温める電気式ヒータが設けられている。これは、それぞれのセンサエレメントを還元性ガス、酸化性ガスなどに反応させる状態に保つためである。
【００３４】
この実施形態においては、特性が異なる、これら二種類のセンサが組み合わせて構成されており、ＨＣ信号を出力するセンサエレメント３個と、ＮＯｘ信号を出力するセンサエレメント２個を組み合わせ、各センサエレメント同士は、同じガス検出原理でも特性の違うものが選定されている。
【００３５】
次に、図３を用いて説明する。この図３は、車両用空調制御装置の中の演算手段と内外気切替装置との関係を示すブロック図である。図１及び図３に示すように、内外気切替装置１１は、サーボモータ１２によって駆動されるダンパ１３が、車両前側と車両後ろ側とに枢動して、作動が切り替わるようになっている。
【００３６】
ダンパ１３が車両後ろ側に位置した時に、車両外部の空気を、電動のブロワ１５を介して車室内１６に取り込む外気導入モードを実行するようになっている。この場合は、ブロワ１５の吸い込み側が、外気導入口と連通する。
【００３７】
そして、ステアリング部分には、操作パネルが在り、この中には外気切替装置１１の外気導入モードを手動運転で強制的に切り替えるための信号を発生する操作手段をなす操作スイッチ１８が設けられている。
【００３８】
ガスセンサ２からの信号は、演算手段をなす電子制御ユニット（ＥＣＵ）８内のパターン化手段３６でパターン化される。図４は、その一例を示すもので、５つのセンサエレメント２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅから出力された信号は、方向の異なるベクトルで表示されている。
【００３９】
そして、ベクトル２ａＶはセンサエレメント２ａで検出された信号であり、ベクトル２ｂＶはセンサエレメント２ｂで検出された信号である。同様に、ベクトル２ｃＶはセンサエレメント２ｃで検出された信号、ベクトル２ｄＶはセンサエレメント２ｄで検出された信号、そして、ベクトル２ｅＶはセンサエレメント２ｅで検出された信号である。そして、図５で示すように、各ベクトル先端部が橋絡された形状が五角形になるようにされている。つまり複数の出力信号は各々ベクトルで表され、該ベクトル先端部分が橋絡されて全体がパターン化されている。
【００４０】
図３の２０は、図４及び図５で示す閾値２１が、あらかじめ格納された閾値格納メモリである。この閾値格納メモリ２０に格納された閾値２１も、図４及び図５のようにベクトルの原点を中心とする五角形に設定されている。
【００４１】
理想的には、これらのセンサエレメントの各々がターゲットとなる特定の、それぞれ異なる物質に、特に反応することが望ましいが、この実施形態では、還元性ガスと酸化ガスに反応する異なる特性を持つセンサエレメントが５個組み合わされて構成されている。
【００４２】
図３の演算手段は、空調用制御装置内のマイクロコンピュータで形成されたものである。この演算手段内の第１の制御手段２５は、各ベクトルの先端が閾値格納メモリ２０内の閾値２１から形成されたゾーン内に全て納まるか否かを判定する。
【００４３】
そして、図４のように全て納まるときは、外気取り込み信号を発生する。この結果、内外気切替装置１１のサーボモータ１２が駆動されて、ダンパ１３が外気導入モード側である外気導入口側に駆動されて外気導入モードが実行される。
【００４４】
また、いずれか一つのベクトルでも、その先端が、閾値２１にて形成されたゾーンを突き抜けるときは、外気取り込み解除信号を内外気切替装置１１に送信する。この結果、サーボモータ１２が駆動されて、ダンパ１３が、外気遮断モード側である内気導入口側に駆動されて、内気循環モードが実行される。この場合は、ブロワ１５の吸い込み側が内気導入口と連通する。このようにして、走行中に自動的に、車両外部のガスの臭気が強いときは外気取り込みを制限することができる。
【００４５】
ここで、車両が畜産施設付近を走行したとしても、各ベクトルの先端が、閾値２１から形成されたゾーン内に全て納まり、外気導入口側にダンパ１３が維持され続ける場合がある。このような場合において、乗員の臭気に対する感受性または嗜好性の違いから、乗員が臭いと感じて、外気取り込みを嫌がり、操作パネル内の操作スイッチ１８を操作することがある。
【００４６】
このような手動切替信号が、操作スイッチ１８から発せられたときは、第２の制御手段２８が、優先的に内外気切替装置１１に優先信号を発生し、内気導入口側に切替操作する。
【００４７】
ここで、ガスセンサ２からの信号によって、自動的に外気導入口側に制御されている外気導入モードのときに、乗員が臭いと感じて、外気を取り込まないように操作スイッチ１８を手動操作して、内気循環モードとした場合について述べる。
【００４８】
この場合は、第２の制御手段２８が、参照パターン格納メモリ３０に、その時点でのガスセンサ２の出力信号を、参照データとなる参照パターン３１（図５）として取り込むよう命令を発する。
【００４９】
このようにして、参照パターン３１が格納される。その後に、操作手段１８による手動操作が終了すると、自動運転モードに戻る。従って、この自動運転モードでは、前述のように、第１の制御手段２５が、各ベクトルの先端が閾値２１から形成されたゾーン内に全て納まると判定された場合は、ダンパ１３を、外気導入口側に自動的に駆動する。
【００５０】
この場合に、ガスセンサ２の出力信号のパターンと、参照パターン格納メモリ３０内に記憶されている参照パターン３１との類似判定を行うパターン認識を、第３の制御手段３５にて実行する。このパターン認識としては、さまざまな公知の方法が採用できる。図５では、参照パターン３１として格納された五角形のパターンの内外に、上限側パターン３１ａと下限側パターン３１ｂとが設定されている。
【００５１】
その上で、上限側パターン３１ａと下限側パターン３１ｂの間に挟まれた領域内に、その時点でのガスセンサ２の出力信号のパターンが収まる場合が、類似と判定され、収まらずに、はみ出す場合が非類似と判定される。
【００５２】
類似と判定された場合は、第３の制御手段３５は、外気取り込み解除信号を内外気切替装置１１に発する。この結果、操作手段１８が操作されなくても、自動的に内気導入口側に内外気切替装置１１のダンパ１３が駆動され、内気循環モードが実行される。
【００５３】
また、電子制御ユニット８は、マイクロコンピュータを有し、ブロワ１５の送風量は、マイクロコンピュータからの出力信号でブロワモータの印加電圧を調整して、モータ回転数を調整することにより制御される。なお、その他のアクチュエータも、マイクロコンピュータからの出力信号に基づいて、駆動回路にて制御される。
【００５４】
マイクロコンピュータには、車室内計器盤に設置された空調操作パネルから操作信号が入力される。この空調操作パネルには、空調装置の自動制御状態を設定するオートスイッチ、前述の本発明の操作手段１８としても使用され、自動運転モード、外気導入モード又は外気遮断モードでもある内気循環モードに切替設定するための内外気切替スイッチ１８、吹出モードを手動で切替設定するための吹出モード切替スイッチ、ファンの送風量を手動で切替設定するための送風量切替スイッチ、および、車室内温度を乗員の好みの温度に設定するための温度設定スイッチ等が設けられている。
【００５５】
また、マイクロコンピュータには、車室内の空調状態に影響を及ぼす環境条件を検出する各種センサからの信号が入力される。特に、外気に含まれる汚染物質の濃度を検出するガスセンサ２から出力される検出信号が入力され、場合によっては車両位置特定装置となるカーナビゲーション装置４０からの信号が双方向で接続される。
【００５６】
次に、動作について説明する。空調装置の自動制御状態（自動運転時）では、周知のように読み込んだ設定温度、環境条件信号等に基づいて、車室内に吹き出す空気の目標吹出温度（以下、ＴＡＯと記す）を算出する。次に、送風量を決めるブロワ電圧を、上記ＴＡＯに基づいて決定する。次に、ＴＡＯに基づいて、吹出モードドアの開閉による吹出モードを決定する。
【００５７】
次に、ＴＡＯに対するエアミックスドアの開度を算出する。次に、操作手段（内外気切替スイッチ）１８が、自動運転モードに設定されている場合、ガスセンサの検出信号に基づいて、内外気切替ドアによる内外気吸込モードを決定する。すなわち外気導入モードか内気循環モードかを前述のようにして決定する。なお、本実施形態においては、自動運転モードに設定された場合、ダンパ１３は外気導入モードになる初期位置に駆動されるものとして、以下の作動を説明する。
【００５８】
次に、上記内外気吸込モードを決定する制御をフローチャートに基づいて説明する。図６において、ガスセンサの検出信号に基づいて、内外気切替ドアによる内外気吸込モードを自動的に決定する制御がステップＳ１で開始される。
【００５９】
ステップＳ２において、ダンパ１３がその初期位置に駆動され、外気導入モードとされる。次に、ステップＳ３でガスセンサの複数の出力信号を読みこむ。次に、この読み込んだ複数の出力信号をステップＳ４でパターン化する。このステップＳ４が、図３における複数の出力信号をパターン化するパターン化手段３６に相当する。
【００６０】
そして、ステップＳ５では、参照パターン３１が参照パターン格納メモリ３０に格納されているか否かを判定する。格納されていない場合は、図７のステップＳ６を経由してステップＳ８に進み、ここでパターン化された出力信号Ｇ1〜ＧNと閾値２１とを比較する。
【００６１】
このステップＳ８において、出力信号Ｇ1〜ＧNのいずれかが閾値２１よりも大きい場合は、臭気が強いと判定する。よって、この場合はステップＳ９で、外気遮断モードである内気循環モードに切り替えられる。このステップＳ８、Ｓ９が第１の制御手段２５に該当する。
【００６２】
ステップＳ８において、閾値２１よりも全てのパターン化された出力信号Ｇ1〜ＧNが小さい場合（ステップ８の判定がNO）は、ステップＳ１０に進む。このステップＳ１０では、外気導入モードでの自動運転中に、内気循環モードを選択する手動操作が操作スイッチ１８で行われたかどうかを判定する。
【００６３】
上記手動操作が有った場合は、ステップＳ１１で、このときのパターン化された出力信号を、参照データとなる参照パターン３１として、参照パターン格納メモリ３０に記憶する。そして、ステップＳ１２において、内気循環モードに切り替えられる。
【００６４】
上記手動操作がない場合は、ステップＳ１３で外気導入モードが維持され、ステップＳ０に戻る。この手動操作に応じてパターンを記憶するステップＳ１１と内気循環モードに切り替えるステップＳ１２が、第２の制御手段２８を構成する。
【００６５】
次に、図６において、参照パターン３１がメモリ３０に格納されている場合は、図８のステップＳ１４に進む。そして、ステップＳ１５でパターン化された出力信号Ｇ1〜ＧNと閾値２１とを比較する。
【００６６】
出力信号G１〜GNの中のいずれかの信号が、閾値２１よりも大きい場合は、第１の制御手段２５が、「臭気が強い」と判定する。よって、この場合は、ステップＳ１６で、内気循環モードに切り替えられ、ステップＳ０でリターンされる。パターン化された出力信号Ｇ1〜ＧNが、いずれも閾値２１より小さければ、ステップＳ１７で登録された類似パターンがあるか否かが判定される。
【００６７】
類似パターンがあり、ＹＥＳであれば、ステップＳ１６に進み、内気循環モードを実行される。次に、ステップＳ１７で、類似パターンが無ければ、ステップＳ１８に進む。このステップＳ１８では、外気導入モードでの自動運転中に、内気循環モードを選択する手動操作が操作スイッチ１８で操作されたかどうかが判定される。
【００６８】
上記手動操作が操作スイッチ１８で有った場合は、ステップＳ１９に進む。そして、このときのパターン化された出力信号が、参照データとなる参照パターン３１として、参照パターン格納メモリ３０に記憶されてデータが更新される。そして、ステップＳ２０において、内気循環モードに切り替えられる。
【００６９】
上記手動操作が、操作スイッチ１８で操作されていない場合は、ステップＳ２１で外気導入モードが維持され、ステップＳ０に戻る。この手動操作に応じてパターンが記憶されて更新されるステップＳ１９及び内気循環モードに切り替えるステップＳ２０が、前述のステップＳ１１とＳ１２と共に、第２の制御手段２８を構成する。
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、目標吹出温度ＴＡＯ（以下、単にＴＡＯと称する）に関係なく、ガスセンサだけの情報で、内気循環モードと外気導入モードを切り替えたが、先ず、ＴＡＯに基づき内気循環モードと外気導入モードとが仮決定されても良い。また、内気循環モードと外気導入モードの間に半内気循環モードを設けても良い。
【００７０】
以下、これについて、第１実施形態と異なる部分を説明する。この場合は、ＴＡＯが低温側から高温側へと変化するにつれて、内気循環モード、半内気循環モード、外気導入モードのように仮設定される。ここで、ＴＡＯによって内気循環モードが仮決定されている状況においては、このまま内気循環モードが選択される。
【００７１】
一方、ＴＡＯによって外気導入モードまたは半内気循環モードが選択されている状況においては、図６のステップＳ１の制御が開始される。
【００７２】
そして、ステップＳ２において、ダンパ１３が外気導入モードまたは半内気循環モードとなる位置に駆動される。その後、図６のステップ３から図７又は図８の各ステップまで、第１実施例と同様の処理が行われる。但し、ステップＳ１３及びステップＳ２１では、外気導入モード又は半内気循環モードが維持される。
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について、特に第１実施形態と異なる部分について説明する。この実施形態は、カーナビゲーション装置のようにＧＰＳ信号等で車両走行位置情報を検出できる車両位置特定装置が搭載された車両に用いられる。以下、図３等を援用して説明する。
【００７３】
この車両位置特定装置４０の地図データには、後述する入力信号で特定地域の領域の情報が、データとしてＲＡＭ等のメモリに登録可能となっている。前述の図７のステップＳ１１又は図８のステップＳ１９にて、パターンが記憶されるとき、図３の一点鎖線で示したように、車両位置特定装置４０に第２の制御手段２８が入力信号を車両位置特定装置４０に入力する。この結果、車両位置特定装置４０の地図データには、特定地域の領域の情報が、データとしてメモリに登録される。
従って、このデータを用いれば、車両位置特定装置の図示しないディスプレイに特定地域の領域の情報を表示させることができる。これにより、行き先までのルートが決定されるときに、乗員が、特定地域の領域を迂回することが可能になる。
【００７４】
また、車両位置特定装置４０の地図データの特定地域の領域の情報が利用されて、車両が、特定地域の領域内に進入した場合は、外気導入モードが、強制的に内気循環モードに切り替えられることも可能になる。
（他の実施形態）
なお、ガスセンサからの複数の信号がパターン化されることなく、数値データの解析のみで類似判断が下されてもよい。
【００７５】
なお、ガスセンサは、複数の異なるセンサエレメントの集合からなり、個々のセンサエレメントが、主として個々の種類のガスを検出し、該ガスの濃度に応じた個々の出力信号が発生されることが望ましい。また、センサエレメントの数は、パターン形成のために３つ以上が望ましいが、２つでも構成できる。
【００７６】
また、内気循環モードを持つものについて述べたが、例えば、バスにおいて、外気を取り込むか取り込まないかが選択される装置に用いられることもできる。この場合は、外気導入口の開と閉をダンパが切り替える。そして、外気取り込み信号で、外気導入口が開かれる。また、外気導入口を開いているときに、外気取り込み解除信号が出されたときに、外気導入口が閉じられる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の一実施形態による、車両用換気装置となる車両用空調装置を搭載した自動車の模式図である。
【図２】一実施形態に用いたガスセンサの模式配線図である。
【図３】一実施形態の全体構成を示すブロック図である。
【図４】一実施形態によってガス濃度を判定した結果、各ガスの濃度が各閾値内の濃度である状態を模式的に示す摸式図である。
【図５】一実施形態において、ガスセンサの複数の出力信号をパターン認識して、参照パターンに類似しているかどうかの判定を行う状態を模式的に示す摸式図である。
【図６】一実施形態によって、演算手段内で実行される制御手段のうち、参照パターンの有無を判別する部分のフローチャートである。
【図７】図６の続きであり、参照パターンが無い場合のフローチャートである。
【図８】図６の続きであり、参照パターンが有る場合のフローチャートである。
【符号の説明】
【００７８】
２ ガスセンサ
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ センサエレメント
８ 演算手段
１１ 外気切替装置となる内外気切替装置
１８ 操作手段を成す操作スイッチ
２０ 閾値格納メモリ
２５ 第１の制御手段
２８ 第２の制御手段
３０ 参照パターン格納メモリ
３１ ベクトル先端部分を橋絡して形成したパターン
３５ 第３の制御手段
４０ 車両位置特定装置となるカーナビゲーション装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両外部の空気を車室内に取り込む外気導入モードと、外気の導入を遮断する外気遮断モードとを切り替える外気切替装置（１１）を持った車両用換気装置であって、
前記車両外部の複数種類のガスを検出し、前記複数種類のガスに応じた複数の出力信号を発生するガスセンサ（２）、
前記ガスセンサ（２）からの前記複数の出力信号が入力されて信号を発生し前記外気切替装置（１１）を制御する演算手段（８）、および
前記車両乗員によって前記車室内で操作され手動で前記外気切替装置（１１）を切り替える操作信号を発生する操作手段（１８）を備え、
前記演算手段（８）は、第１の制御手段（２５）と第２の制御手段（２８）と第３の制御手段（３５）とを備え、
前記第１の制御手段（２５）は、設定された閾値を用いて前記複数種類の出力信号から前記車両外部の空気の良否を判定し、良と判定されたときに前記外気切替装置（１１）を前記外気導入モードに切り替えるための外気取込み信号を発生し、
前記第２の制御手段（２８）は、前記外気取込み信号が発生されているときに、前記操作手段（１８）によって前記外気切替装置（１１）が前記外気遮断モードに手動切替操作されると前記外気遮断モードに切り替えるための優先信号を発生するとともに、このときの前記複数種類の出力信号を参照データとして記憶させ、
前記第３の制御手段（３５）は、前記参照データが記憶されているときに、前記第１の制御手段（２５）が前記車両外部の空気を良と判定しており、かつ、前記複数種類の出力信号が前記参照データを基に類似と判定されると、前記外気遮断モードに前記外気切替装置（１１）を切り替えるための外気取り込み解除信号を発生することを特徴とする車両用換気装置。
【請求項２】
前記ガスセンサ（２）は車両外部の複数種類のガスを検出し、各ガスの濃度に応じた複数の出力信号を発生し、
前記演算手段（８）は、前記ガスセンサ（２）からの前記複数の出力信号が入力され、前記複数の出力信号をパターン化するパターン化手段を有して、パターン化された出力信号を発生し、
前記第１の制御手段（２５）は、前記ガスセンサ（２）の前記複数の出力信号に対応した閾値によって、前記各ガスの濃度が各閾値以内の濃度であるときには前記外気切替装置（１１）を前記外気導入モードに切り替えるための外気取込み信号を発生し、
前記第２の制御手段（２８）は、前記外気取込み信号が発生されたときに、前記操作手段（１８）によって前記外気切替装置（１１）が前記外気遮断モードに手動切替操作されたときには前記外気遮断モードに切り替えるための優先信号を発生するとともに、このときの前記パターン化された出力信号を前記参照データとなる参照パターンとして記憶させ、
前記第３の制御手段（３５）は、前記参照パターンが記憶されているときに、前記各ガスの濃度が前記各閾値以内の濃度であり、かつ、前記パターン化された出力信号が前記参照パターンに類似しているときには、前記外気切替装置（１１）を前記外気遮断モードに切り替えるための外気取り込み解除信号を発生することを特徴とする請求項１に記載の車両用換気装置。
【請求項３】
前記車両用換気装置は前記車両外部の空気を取り込んで前記車室内を空調する車両用空調装置から成り、
前記外気切替装置（１１）は、空調する空気を前記車両外部から取り込む外気導入モード側である外気導入口側、または、空調する空気を車室内側から取り込む前記外気遮断モード側である内気導入口側に切り替える内外気切替装置（１１）であることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用換気装置。
【請求項４】
前記ガスセンサ（２）は複数の異なるセンサエレメント（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ）の集合からなり、個々のセンサエレメント（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ）が各々異なる特性で前記ガスを検出し、該ガスの濃度に応じた個々の出力信号を発生することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の車両用換気装置。
【請求項５】
前記複数の出力信号は、各々ベクトルで表され、該ベクトル先端部分が橋絡されてパターン化されることを特徴とする請求項２に記載の車両用換気装置。
【請求項６】
前記パターン化された出力信号が前記参照パターンに類似しているか否かは、前記参照パターンを基に設定された上下限領域内に前記パターン化した出力信号が入るか否かで決定されることを特徴とする請求項２または請求項５に記載の車両用換気装置。
【請求項７】
前記車両内に車両位置特定装置（４０）が設けられ、
前記第２の制御手段（２８）が、前記複数種類の出力信号を参照データとして記憶させるときに、前記車両位置特定装置（４０）内において、車両が走行している特定地域の領域の情報を記憶させることを特徴とする請求項１に記載の車両用換気装置。
【請求項８】
前記車両内に車両位置特定装置（４０）が設けられ、
前記第２の制御手段（２８）が、前記パターン化された出力信号を前記参照パターンとして記憶させるときに、前記車両位置特定装置（４０）内において、車両が走行している特定地域の領域の情報を記憶させることを特徴とする請求項２に記載の車両用換気装置。
【請求項１】
車両外部の空気を車室内に取り込む外気導入モードと、外気の導入を遮断する外気遮断モードとを切り替える外気切替装置（１１）を持った車両用換気装置であって、
前記車両外部の複数種類のガスを検出し、前記複数種類のガスに応じた複数の出力信号を発生するガスセンサ（２）、
前記ガスセンサ（２）からの前記複数の出力信号が入力されて信号を発生し前記外気切替装置（１１）を制御する演算手段（８）、および
前記車両乗員によって前記車室内で操作され手動で前記外気切替装置（１１）を切り替える操作信号を発生する操作手段（１８）を備え、
前記演算手段（８）は、第１の制御手段（２５）と第２の制御手段（２８）と第３の制御手段（３５）とを備え、
前記第１の制御手段（２５）は、設定された閾値を用いて前記複数種類の出力信号から前記車両外部の空気の良否を判定し、良と判定されたときに前記外気切替装置（１１）を前記外気導入モードに切り替えるための外気取込み信号を発生し、
前記第２の制御手段（２８）は、前記外気取込み信号が発生されているときに、前記操作手段（１８）によって前記外気切替装置（１１）が前記外気遮断モードに手動切替操作されると前記外気遮断モードに切り替えるための優先信号を発生するとともに、このときの前記複数種類の出力信号を参照データとして記憶させ、
前記第３の制御手段（３５）は、前記参照データが記憶されているときに、前記第１の制御手段（２５）が前記車両外部の空気を良と判定しており、かつ、前記複数種類の出力信号が前記参照データを基に類似と判定されると、前記外気遮断モードに前記外気切替装置（１１）を切り替えるための外気取り込み解除信号を発生することを特徴とする車両用換気装置。
【請求項２】
前記ガスセンサ（２）は車両外部の複数種類のガスを検出し、各ガスの濃度に応じた複数の出力信号を発生し、
前記演算手段（８）は、前記ガスセンサ（２）からの前記複数の出力信号が入力され、前記複数の出力信号をパターン化するパターン化手段を有して、パターン化された出力信号を発生し、
前記第１の制御手段（２５）は、前記ガスセンサ（２）の前記複数の出力信号に対応した閾値によって、前記各ガスの濃度が各閾値以内の濃度であるときには前記外気切替装置（１１）を前記外気導入モードに切り替えるための外気取込み信号を発生し、
前記第２の制御手段（２８）は、前記外気取込み信号が発生されたときに、前記操作手段（１８）によって前記外気切替装置（１１）が前記外気遮断モードに手動切替操作されたときには前記外気遮断モードに切り替えるための優先信号を発生するとともに、このときの前記パターン化された出力信号を前記参照データとなる参照パターンとして記憶させ、
前記第３の制御手段（３５）は、前記参照パターンが記憶されているときに、前記各ガスの濃度が前記各閾値以内の濃度であり、かつ、前記パターン化された出力信号が前記参照パターンに類似しているときには、前記外気切替装置（１１）を前記外気遮断モードに切り替えるための外気取り込み解除信号を発生することを特徴とする請求項１に記載の車両用換気装置。
【請求項３】
前記車両用換気装置は前記車両外部の空気を取り込んで前記車室内を空調する車両用空調装置から成り、
前記外気切替装置（１１）は、空調する空気を前記車両外部から取り込む外気導入モード側である外気導入口側、または、空調する空気を車室内側から取り込む前記外気遮断モード側である内気導入口側に切り替える内外気切替装置（１１）であることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用換気装置。
【請求項４】
前記ガスセンサ（２）は複数の異なるセンサエレメント（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ）の集合からなり、個々のセンサエレメント（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ）が各々異なる特性で前記ガスを検出し、該ガスの濃度に応じた個々の出力信号を発生することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の車両用換気装置。
【請求項５】
前記複数の出力信号は、各々ベクトルで表され、該ベクトル先端部分が橋絡されてパターン化されることを特徴とする請求項２に記載の車両用換気装置。
【請求項６】
前記パターン化された出力信号が前記参照パターンに類似しているか否かは、前記参照パターンを基に設定された上下限領域内に前記パターン化した出力信号が入るか否かで決定されることを特徴とする請求項２または請求項５に記載の車両用換気装置。
【請求項７】
前記車両内に車両位置特定装置（４０）が設けられ、
前記第２の制御手段（２８）が、前記複数種類の出力信号を参照データとして記憶させるときに、前記車両位置特定装置（４０）内において、車両が走行している特定地域の領域の情報を記憶させることを特徴とする請求項１に記載の車両用換気装置。
【請求項８】
前記車両内に車両位置特定装置（４０）が設けられ、
前記第２の制御手段（２８）が、前記パターン化された出力信号を前記参照パターンとして記憶させるときに、前記車両位置特定装置（４０）内において、車両が走行している特定地域の領域の情報を記憶させることを特徴とする請求項２に記載の車両用換気装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−１８１６１（Ｐ２０１０−１８１６１Ａ）
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８０５１８（Ｐ２００８−１８０５１８）
【出願日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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