(57)【要約】本発明は、車室内の有毒ガス濃度を検出し、車室内の循環空気比率及び／又は供給空気比率（Ｖｓ，Ｖｏ）のための制御装置に制御信号（ｌＣＯ２）を供給するセンサを用いて、車両の、とりわけ自動車の、車室内の循環空気比率及び／又は供給空気比率（Ｖｓ，Ｖｏ）を調整する方法に関する。  需要に即した、エネルギー消費に関して最適化された車室への空気供給を達成するために、有毒ガス濃度を検出するセンサは温度補償センサである。周囲温度を検出するセンサは有毒ガス濃度を検出するセンサとともに循環空気比率及び／又は供給空気比率（Ｖｓ，Ｖｏ）のための制御装置を制御するために信号（ｌｔ，ｌＣＯ２）を供給する。制御装置は、車室内の循環空気比率の大きさを制御するか又は完全な循環空気動作モードから完全な供給空気動作モードへ及びその逆の切替えを行う。
2006521950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室内の有毒ガス濃度を検出し、車室内の循環空気比率及び／又は供給空気比率（Ｖｓ，Ｖｏ）のための制御装置に制御信号（ｌＣＯ２）を供給するセンサを用いて、車両の、特に自動車の、車室内の循環空気比率及び／又は供給空気比率（Ｖｓ，Ｖｏ）を調整する方法において、
前記センサは温度補償センサであり、
前記センサにより測定された有毒ガス濃度に加えて、有毒ガス濃度を検出する前記センサの温度補償のためのセンサにより測定された車室内の温度（Ｉｔ）を循環空気比率及び／又は供給空気比率（Ｖｓ，Ｖｏ）の調整に使用する、ことを特徴とする方法。
【請求項２】
循環空気比率及び／又は供給空気比率（Ｖｓ，Ｖｏ）のための前記制御装置は、有毒ガス濃度閾値（ＣＬ）を上回るかまた下回るかに依存して、交互に専ら循環空気による車室への給気か又は専ら供給空気による車室への給気を行う、請求項１記載の方法。
【請求項３】
循環空気比率及び／又は供給空気比率（Ｖｓ，Ｖｏ）のための前記制御装置は車両車室内の循環空気比率（Ｖｓ）の大きさを制御する、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記制御装置により制御される車室内の循環空気比率（Ｖｓ）の大きさは、車室内の許容有毒ガス濃度の所定の範囲内で変動する、請求項３記載の方法。
【請求項５】
循環空気比率及び／又は供給空気比率（Ｖｓ，Ｖｏ）のための前記制御装置は、車室の外気温が上昇すると、車室内の循環空気比率（Ｖｓ）を高める、請求項１から４のいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
循環空気比率及び／又は供給空気比率（Ｖｓ，Ｖｏ）のための前記制御装置は冷暖房装置の一部分である、請求項１から５のいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
有毒ガス濃度を検出する前記センサは車室内の二酸化炭素濃度を検出する、請求項１から６のいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
車室内での前記有毒ガス濃度閾値をおよそ０．２Ｖｏｌ．％ＣＯ２に決定する、請求項１から７のいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
循環空気比率及び／又は供給空気比率（Ｖｓ，Ｖｏ）のための前記制御装置は、車室内に人がいるときには、車室内の循環空気比率（Ｖｓ）をおよそ８０％に設定する、請求項１から８のいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
有毒ガス濃度を検出する前記センサはアナログ又はディジタルインタフェースを介して循環空気比率及び／又は供給空気比率（Ｖｓ，Ｖｏ）のための前記制御装置と通信する、請求項１から９のいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項記載の方法を実行するセンサにおいて、
該センサは特定の波長に特有な電磁放射の減衰を介して車室内のＣＯ２濃度を測定する、ことを特徴とするセンサ。
【請求項１２】
前記センサは４．２μｍ〜４．３μｍの波長及び３．８μｍ〜４．０μｍの基準波長で二酸化炭素濃度を測定する、請求項１１記載のセンサ。
【請求項１３】
車室内の有毒ガス濃度を検出するセンサと温度補償のためのセンサとが一体式のユニットを形成する、請求項１１又は１２記載のセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車室内の有毒ガス濃度を検出し、車室内の循環空気比率及び／又は供給空気比率のための制御装置に制御信号を供給するセンサを用いて、車両の、特に自動車の、車室内の循環空気比率及び／又は供給空気比率を調整する方法、ならびに、該方法により車室内の有毒ガス濃度を検出するセンサに関する。
【０００２】
技術の状況
車両車室内では、空気中の有毒ガス含有量の上昇、特に二酸化炭素含有量の上昇を防ぐために、できるだけ恒常的に外から外気を供給しなければならない。これにより、空気中の二酸化炭素含有量が車室内の乗員の呼吸動作によって快適閾値を超えて過度に上昇し、乗員の集中力の妨害と疲労とが生じることが回避される。車両の場合、車室の空気調整に使用される空気流として、循環空気、つまり車両内部からの空気と、供給空気、つまり車室外からの空気とを混合することが公知である。循環空気成分及び／又は供給空気成分は、冷暖房装置として形成された空調設備により加温又は冷却される。車両では、循環空気の外気への混合は、エネルギーの観点から、所望の車室温度に依存して又は外気のその時々の有毒物質濃度を考慮して行われる。
【０００３】
ＤＥ  １９９  １３  ８４８  Ａ１には、車両車室内の循環空気比率及び／又は供給空気比率を調整する方法が記載されており、この方法では、車室内の二酸化炭素の比率が所定の限界値を超えないように、車室に供給される空気流における循環空気の比率をＣＯ２センサを用いて制限する。ＣＯ２センサは車室の空気及び／又は供給空気中のＣＯ２の比率を検出することができる。ＣＯ２センサの出力信号は、車室内に取り入れられる空気流における循環空気の比率のための制御装置に印加される。
【０００４】
車室内の循環空気比率及び／又は供給空気比率を調整する公知の方法は最小化されたエネルギーコストで動作しない。加えて、車室内の有毒ガス濃度を検出するために使用されるセンサの測定精度は、センサの周囲の多くのパラメータ、とりわけ、周囲の温度に依存する。
【０００５】
発明の利点
請求項１に記載された特徴を備えた、車両車室内の循環空気比率及び／又は供給空気比率を調整する本発明による方法、ならびに、請求項１１による本方法を実行するためのセンサによれば、迅速かつ正確に再生可能な形で、車室内の空気中の有毒ガス濃度、とりわけ、ＣＯ２濃度を検出することができるという利点が得られる。車室内の有毒ガス濃度を検出する温度補償センサは、車室内の温度を表す信号と車室内の有毒ガス濃度を表す信号とによって、例えば循環空気調整弁を備えたサーボモータなどの制御装置を制御する。循環空気調整弁は例えば空調設備のような冷暖房装置の一部であってよい。車室への空気の供給は、供給空気による又は循環空気による交互する排他的な動作とすることができる。また、供給空気比率及び循環空気比率のその時々の大きさを制御装置によって変更することも、車室の給気を同時に供給空気と循環空気とによるものにすることも有効である。
【０００６】
車室への給気が専ら供給空気動作モードと専ら循環空気動作モードとの交互動作であれば、好適には、予め設定可能な車室内の有毒ガスの第１の濃度閾値を超えた場合には、供給空気動作モードを実行することができる。車室の空気が第１の濃度閾値よりも低い第２の閾値を下回った場合には、循環空気に切り替えることができる。このようにして、車室内の有毒ガス濃度の快適閾値が守られる。
【０００７】
循環空気と供給空気とによる車室の混合動作モードの場合、車室内の有毒ガス濃度の予め設定可能な範囲が維持されるようにすることができる。
【０００８】
有毒ガス濃度を検出するセンサの温度補償は、車室内の気温を測定する温度センサの信号に従って行われる。温度センサの信号は、供給空気の温度、ひいては車室の外気温の記述にも使用することができる。車両の空調設備の冷却力、ひいては車両の燃料消費を最小化するために、循環空気比率及び／又は供給空気比率のための制御装置は、温度上昇時には循環空気動作モードへの切替えが行われるように又は車室に供給された空気の循環空気比率が上昇するように、車室への空気供給を温度センサの信号に基づいて制御する。
【０００９】
車室内の循環空気比率及び／又は供給空気比率を調整する方法により、例えば、車室内のＣＯ２濃度の快適閾値は０．２Ｖｏｌ．％に設定される。したがって、乗員の乗った自動車の車室では、循環空気比率は、有毒ガス濃度の通常の快適閾値を上回ることなく、循環空気比率及び／又は供給空気比率のための制御装置によりおよそ８０％に設定される。
【００１０】
有毒ガスを検出するセンサがＣＯ２センサとして形成されている場合には、このセンサは、二酸化炭素を冷媒として動作する車両の空調設備の漏れの監視にも使用することができる。
【００１１】
車室内の有毒ガス濃度を検出するセンサは、センサの様々な動作モードを可能にするアナログ又は好適にはディジタルのＬＩＮインタフェースにより周辺装置と通信する。車室内の有毒ガス濃度を検出するセンサは、測光ガス測定の原理に従って測定キュベット内の有毒ガス濃度を測定する。その際、赤外線放射源を用いて、波長特有の減衰が測定キュベット内の有毒ガス濃度に依存して４．２μｍ〜４．３μｍの波長で測定される。
【００１２】
有毒ガス濃度を検出するセンサ、とりわけ、車室内のＣＯ２濃度を検出するセンサは、好適には、このセンサの周囲温度を測定するセンサと一体のユニットとして形成される。
【００１３】
他の有利な実施形態は、従属請求項に記載された残りの特徴から明らかとなる。
【００１４】
図面
以下では、本発明を添付した図面に基づいて実施例においてより詳細に説明する。
図１は、循環空気又は供給空気による交互動作モードを用いた車室内の循環空気比率及び／又は供給空気比率を調整する方法の１つの実施バリエーションのフローチャートを示している；
図２は、循環空気比率の大きさの調整によって車室内の循環空気比率及び／又は供給空気比率を調整する方法の１つの実施バリエーションのフローチャートを示している。
【００１５】
実施例の説明
図１には、車両車室内の循環空気比率及び／又は供給空気比率Ｖｓ，Ｖｏを調整する方法がフローチャートで示されている。送風機が車室に空気を供給する。ただし、この送風機は車室外部からの供給空気も車室内部からの循環空気も取り出して車室に供給することができる。これに関しては、制御装置が車室外部及び／又は車室内部から送風機への空気供給を制御する。このために、送風機の上流側に制御装置の一部として循環空気調整弁を用いると有効である。送風機は、自動車内の空調設備として使用されるような冷暖房装置に後置又は前置することができる。
【００１６】
測定精度の安定化のために温度補償された有毒ガス濃度を検出するセンサ、とりわけ、車室内のＣＯ２濃度を検出するセンサは、温度信号ｌｔと車室内の有毒ガス濃度を表す信号ｌＣＯ２とにより、車室内の循環空気比率及び／又は供給空気比率Ｖｓ，Ｖｏのための制御装置を制御する。図示されていないこのセンサはこの実施例では赤外線検出器の形態をとったＣＯ２センサとして形成されている。このセンサは０．５〜３Ｖｏｌ．％に相当する９ｇ／ｍ３〜５４ｇ／ｍ３の好適な測定範囲で動作し、４．２μｍ〜４．３μｍの波長及び３．８μｍ〜４．０μｍの基準波長で測光ガス測定の原理に従って車室空気中のＣＯ２濃度を求める。
【００１７】
車室内の有毒ガス濃度を検出するセンサの周囲温度を測定するセンサは、有毒ガス濃度を検出するセンサの温度補償のために使用される。これら２つのセンサは好適には一体式のユニットとして形成される。
【００１８】
車室内の循環空気比率及び／又は供給空気比率Ｖｓ，Ｖｏのための制御装置は、図１に示されているように、温度信号（ｌｔ）と車室空気中のＣＯ２濃度を表す信号（ｌＣＯ２）とに依存して、送風機に専ら車室からの循環空気（Ｖｓ＝１００％）が供給されるように又は専ら車室外部からの供給空気（Ｖｏ＝１００％）が供給されるように、送風機を制御する。
【００１９】
循環空気動作モードは、快適閾値を示す有毒ガス濃度閾値ＣＬ２が超えられるまで維持される。有毒ガス濃度閾値ＣＬ２が超えられると、供給空気動作モード（Ｖｏ＝１００％）に切り替わり、有毒ガス濃度閾値ＣＬ１を下回るまで車室に車室外部からの空気が供給される。有毒ガス濃度閾値ＣＬ１は有毒ガス濃度閾値ＣＬ２よりも低い。
【００２０】
冷暖房装置により車室内の温度は所望のレベルに維持される。その際、温度補償のための温度センサは、車室内の有毒ガス濃度を検出するセンサとして、車室内の循環空気比率及び／又は供給空気比率Ｖｓ，Ｖｏのための制御装置に温度の実際値を供給する。
【００２１】
図２に示されているように、循環空気動作モードから供給空気モードへの及びその逆の完全な切替えの代わりに、つねに車両車室内の循環空気と供給空気とによる混合気動作モードを行うことも有効である。車室空気に関する予め設定可能な許容有毒ガス濃度閾値ＣＬに依存して、有毒ガスの、つまり、この実施例ではＣＯ２の許容濃度を超えた場合には、供給空気比率が上げられる。予め設定可能な有毒ガス濃度閾値ＣＬを有毒ガスの許容濃度の分だけ下回ると、方法のエネルギー需要を最小化するために、車室に供給される空気の循環空気比率が上げられ、供給空気比率が低下させられる。供給空気比率の低減は、車室の外気温が高く、供給空気の温度が上昇しているために、供給空気を相応のエネルギーコストで冷却しなければならない場合にも有効である。
【００２２】
図１及び２に示された車室内の循環空気比率及び／又は供給空気比率を調整する方法は車両のただ１つの冷暖房装置を用いるものとして示されている。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】循環空気又は供給空気による交互動作モードを用いた車室内の循環空気比率及び／又は供給空気比率を調整する方法の１つの実施バリエーションのフローチャートを示す。
【図２】循環空気比率の大きさの調整によって車室内の循環空気比率及び／又は供給空気比率を調整する方法の１つの実施バリエーションのフローチャートを示す。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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