JP4422264B2 - Control system - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスセンサ素子を用いて環境中の特定ガスの濃度を検出し、自動車室内への外気導入制御など各種の制御を行うガスセンサ素子を用いた制御システムに関し、特に、温度や湿度など他の環境によって生じるガスセンサ素子のセンサ抵抗変化の影響を軽減可能なガスセンサ素子を用いた制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ＷＯ３薄膜、鉛−フタロシアニン、ＳｎＯ２等を用いたガスセンサ素子など、環境中のＮＯｘやＣＯ、ＨＣ（ハイドロカーボン）など特定のガスの濃度によってそのセンサ抵抗が変化するために、このセンサ抵抗の変化によって特定のガス濃度を検出可能なガスセンサ素子が知られている。また、このようなガスセンサ素子を用いて、例えば、自動車室内への外気導入のためのフラップを、外気の汚染状況に応じて適宜開閉したり、喫煙による室内空気の汚染を検知し、空気清浄機の制御を行うなど、各種の制御システムが知られている。
【０００３】
このようなガスセンサ素子を用いた制御システムでは、センサ抵抗の変化を電気信号として検出するため、センサ抵抗値Ｒｓを持つガスセンサ素子と所定の検出抵抗値Ｒｄを持つ検出抵抗とを直列に接続して、両端に所定電圧を印加し、センサ抵抗と検出抵抗とで分圧し、両者間の分圧電位を検出して、これを用いて各種の処理を行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ガスセンサ素子のセンサ抵抗値Ｒｓは、測定対象であるＮＯｘなど特定ガスの濃度のみならず、ガスセンサ素子の置かれた環境、例えば、温度や湿度などによっても大きく影響を受けることがある。このように測定対象でない温度や湿度などの環境によって、センサ抵抗値Ｒｓが大きく変化すると、一定の値を有する検出抵抗値Ｒｄとで所定電圧を分圧した際に、分圧電位が所定電位近くあるいは接地電位近くに偏って、センサ抵抗値Ｒｓを、従って特定ガスの濃度を正確に測定することができなくなる。
【０００５】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、ガスセンサ素子のセンサ抵抗値Ｒｓに応じて、検出抵抗の検出抵抗値Ｒｄを切り替えることにより、温度や湿度などの環境の影響を軽減して、特定ガスの濃度を正確に測定し、適切な制御が可能な、ガスセンサ素子を用いた制御システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
しかしてその第１の解決手段は、特定ガスの濃度変化によって、センサ抵抗の値が変化するガスセンサ素子を用いた制御システムであって、センサ抵抗を有するガスセンサ素子と、互いに直列に接続された抵抗素子群であって、一方の端点が上記ガスセンサ素子を介して接地電位に接続し、他方の端点が所定電位に接続する抵抗素子群と、マイクロコンピュータを含む制御回路であって、上記抵抗素子群と上記ガスセンサ素子との抵抗−センサ接続点の電位を入力するＡ／Ｄ変換回路、及び上記抵抗素子同士の抵抗間接続点にそれぞれ接続され、接続された上記抵抗間接続点から見て、所定電位接続状態とハイインピーダンス接続状態のいずれかに切替え可能な制御出力端子、を備える制御回路と、を含む制御システムである。
【０００７】
本発明の制御システムでは、互いに直列に接続された抵抗素子群の一方の端点がガスセンサ素子を介して接地電位に接続しており、他方の端点が所定電位に接続している。しかも、抵抗素子同士の抵抗間接続点には制御出力端子が接続されている。このため、抵抗素子群とガスセンサ素子とで所定電位を分圧した状態となり、その分圧点である抵抗−センサ接続点の電位をＡ／Ｄ変換回路に入力すれば、マイクロコンピュータで分圧点の電位の変化に基づいて、特定ガスの濃度変化などを、演算によって求め、外気導入路のフラップの開閉や空気清浄機のオンオフなど各種の制御動作を行わせることができる。
【０００８】
さらに、ある制御出力端子をハイインピーダンス接続状態とした場合には、その制御出力端子に接続された抵抗間接続点には制御出力端子を接続していないのと同様になる。一方、ある制御出力端子を所定電位接続状態とすると、この制御出力端子に接続された抵抗間接続点は所定電位となる。つまり、抵抗素子群のうち、所定電位とされた抵抗間接続点よりもガスセンサ素子側の抵抗のみが検出抵抗として動作する。
従って、本発明の制御システムでは、制御回路が、抵抗−センサ接続点の電位に基づいて、所定電位接続状態とする制御出力端子を適宜選択することができ、直列に接続された抵抗素子群のうち、ガスセンサ素子側のいくつの抵抗素子を検出抵抗として動作させるか、つまり検出抵抗の検出抵抗値をいくつにするかを選択することができる。従って、温度や湿度などの環境変化によってセンサ抵抗が大きく変化しても、検出抵抗の検出抵抗値を適切な値に選択することで、適切な電圧範囲で測定ができるから、特定ガスの濃度を正確に測定することができる。
【０００９】
具体的には、例えば、センサ抵抗が大きくなった場合には、検出抵抗の抵抗値を一定とすると分圧点（抵抗−センサ接続点）の電位が上昇し、所定電位に近づいたり、Ａ／Ｄ変換可能な上限を超えたりして、特定ガスの濃度変化による抵抗変化を十分検知できない可能性がある。しかし、本発明の制御システムでは、検出抵抗の抵抗値を大きくすることで、分圧点の電位を低下させ、適切な範囲での測定を可能とすることができる。逆に、センサ抵抗が小さくなった場合も同様に、検出抵抗の抵抗値を小さくすることで、分圧点の電位を上昇させ、適切な範囲での測定を可能とすることができる。
なお、抵抗素子群のいくつかの抵抗素子で構成される検出抵抗の検出抵抗値をガスセンサ素子のセンサ抵抗値に近い値になるように、所定電位接続状態とする制御出力端子を選択するのが好ましい。検出抵抗とガスセンサ素子とで、所定電位をほぼ１／２に分圧できるので、特定ガスの濃度変化によるセンサ抵抗値の変化が大きく現れ、正確に測定できるようになるからである。
【００１０】
制御出力端子としては、接続された抵抗間接続点から見て、所定電位接続状態とハイインピーダンス接続状態とを切り替え可能なものであればいずれの形式で実現されていても良いが、例えば、ダイオードのカソード側を制御出力端子とし、ダイオードを介してそのアノード側に、所定電位（電源電位Ｖｃｃ）及び接地電位を出力可能な、マイクロコンピュータのＩ／Ｏポート端子などの出力端子を接続したものが挙げられる。
また、抵抗−センサ接続点の電位を、Ａ／Ｄ変換回路に直接入力しても良いが、バッファを介してＡ／Ｄ変換回路に入力しても良い。
【００１１】
また、第２の解決手段は、特定ガスの濃度変化によって、センサ抵抗の値が変化するガスセンサ素子を用いた制御システムであって、センサ抵抗を有するガスセンサ素子と、互いに直列に接続された抵抗素子群であって、一方の端点が上記ガスセンサ素子を介して所定電位に接続し、他方の端点が接地電位に接続する抵抗素子群と、マイクロコンピュータを含む制御回路であって、上記抵抗素子群と上記ガスセンサ素子との抵抗−センサ接続点の電位を入力するＡ／Ｄ変換回路、及び上記抵抗素子同士の抵抗間接続点にそれぞれ接続され、接続された上記抵抗間接続点から見て、接地電位接続状態とハイインピーダンス接続状態のいずれかに切替え可能な制御出力端子、を備える制御回路と、を含む制御システムである。
【００１２】
本発明の制御システムでは、互いに直列に接続された抵抗素子群の一方の端点がガスセンサ素子を介して所定電位に接続しており、他方の端点が接地電位に接続している。しかも、抵抗素子同士の抵抗間接続点には制御出力端子が接続されている。このため、抵抗素子群とガスセンサ素子とで所定電位を分圧した状態となり、その分圧点である抵抗−センサ接続点の電位をＡ／Ｄ変換回路に入力すれば、マイクロコンピュータで分圧点の電位の変化に基づいて、特定ガスの濃度変化などを、演算によって求め、各種の制御動作を行わせることができる。
【００１３】
さらに、ある制御出力端子をハイインピーダンス接続状態とした場合には、その制御出力端子に接続された抵抗間接続点は何も接続されていないのと同様になる。一方、ある制御出力端子を接地電位接続状態とすると、この制御出力端子に接続された抵抗間接続点は接地電位となる。つまり、抵抗素子群のうち、接地電位とされた抵抗間接続点よりもガスセンサ素子側の抵抗のみが検出抵抗として動作する。
従って、本発明の制御システムでは、制御回路が、抵抗−センサ接続点の電位に基づいて、接地電位接続状態とする制御出力端子を適宜選択することができ、これと直列に接続された抵抗素子群のうち、ガスセンサ素子側のいくつの抵抗素子を検出抵抗として動作させるか、つまり検出抵抗の検出抵抗値をいくつにするかを選択することができる。従って、温度や湿度などの環境変化によってセンサ抵抗が大きく変化しても、検出抵抗の検出抵抗値を適切な値に選択することで、適切な電圧範囲で測定ができるから、特定ガスの濃度を正確に測定することができる。
【００１４】
具体的には、例えば、センサ抵抗が小さくなった場合には、検出抵抗の抵抗値を一定とすると分圧点（抵抗−センサ接続点）の電位が上昇し、所定電位に近づいたり、Ａ／Ｄ変換可能な上限を超えたりして、特定ガスの濃度変化による抵抗変化を十分検知できない可能性がある。しかし、本発明の制御システムでは、検出抵抗の抵抗値を小さくすることで、分圧点の電位を低下させ、適切な範囲での測定を可能とすることができる。逆に、センサ抵抗が大きくなった場合も同様に、検出抵抗の抵抗値を大きくすることで、分圧点の電位を上昇させ、適切な範囲での測定を可能とすることができる。
なお、抵抗素子群のいくつかの抵抗素子で構成される検出抵抗の検出抵抗値をガスセンサ素子のセンサ抵抗値に近い値になるように、接地電位接続状態とする制御出力端子を選択するのが好ましい。検出抵抗とガスセンサ素子とで、所定電位をほぼ１／２に分圧できるので、特定ガスの濃度変化によるセンサ抵抗値の変化が大きく現れ、正確に測定できるようになるからである。
【００１５】
制御出力端子としては、接続された抵抗間接続点から見て、接地電位接続状態とハイインピーダンス接続状態とを切り替え可能なものであればいずれの形式で実現されていても良いが、例えば、バイポーラトランジスタを用いたオープンコレクタ形式やＦＥＴを用いたオープンドレイン形式などが挙げられる。
また、抵抗−センサ接続点の電位を、Ａ／Ｄ変換回路に直接入力しても良いが、バッファを介してＡ／Ｄ変換回路に入力しても良い。
【００１６】
また、上記いずれかに記載の制御システムであって、前記制御回路は、前記Ａ／Ｄ変換回路に入力された抵抗−センサ接続点の電位について、直前の所定期間の移動平均値を算出する移動平均値算出手段と、上記移動平均値が第１所定値よりも小さいか否かを判断する第１判断手段と、上記移動平均値が第２所定値よりも大きいか否かを判断する第２判断手段と、上記第１判断手段において上記移動平均値が上記第１所定値よりも小さいと判断された場合、及び上記第２判断手段において上記移動平均値が上記第２所定値よりも大きいと判断された場合のいずれかの場合に、前記抵抗素子群のうち、前記ガスセンサ素子とで所定電圧を分圧するのに寄与する１または複数の抵抗素子の合成抵抗値を適切な値とするように、前記各制御出力端子の状態を変更する制御出力変更手段と、を備える制御システムとすると良い。
【００１７】
本発明の制御システムでは、まず、直前の所定期間の移動平均値を算出する。
移動平均値は、ノイズやごく短時間でのセンサ抵抗の変動及び分圧点電位の変動の影響を受けにくい。短時間の変化は平均化されてあまり顕在化しないからである。一方、温度や湿度の変化など環境の変化は、長時間にわたることが多いため、環境変化によってセンサ抵抗値が増加あるいは減少すると、移動平均値にその影響が表れ、徐々に移動平均値が上昇あるいは下降する。
【００１８】
次いで、この移動平均値が第１所定値より小さいか否か、及び第２所定値よりも大きいか否かを判断する。この移動平均値が第１所定値より小さくなったとき、または第２所定値より大きくなったときは、環境の変化などによりガスセンサ素子のセンサ抵抗値が変動して大きくあるいは小さくなりすぎた場合であり、現在制御出力端子で設定している検出抵抗値では、分圧点である抵抗−センサ接続点の電位が高くあるいは低くなりすぎて、特定ガス濃度を正確に測定し難くなる危険性があるからである。
【００１９】
さらに、この移動平均値が第１所定値より小さい、または第２所定値よりも大きい場合には、抵抗素子群のうち、ガスセンサ素子とで所定電圧を分圧するのに寄与する１または複数の抵抗素子の合成抵抗値を適切な値とするように、前記各制御出力端子の状態を変更する。これにより、検出抵抗となる合成抵抗の抵抗値が適切な値に変更されるので、分圧点の電位を適正な範囲にすることができるから、環境の変化が生じても、特定ガスの濃度を正確に測定することができる。
ここで、本明細書においては、合成抵抗値には、複数の抵抗素子によって合成された抵抗の抵抗値のほか、分圧に寄与する抵抗素子が１つとなった場合のその抵抗素子の抵抗値をも含むものとする。
【００２０】
なお、各解決手段に即して説明すると、まず、第１の解決手段については、移動平均値が第１所定値より小さい場合には、抵抗素子群のうち検出抵抗として作動している抵抗素子の数を減らして、検出抵抗の抵抗値を小さくする。具体的には、現在、制御出力端子のいずれもハイインピーダンス接続状態としているときには他方の端点よりも、現在、所定電位接続状態としている制御出力端子があるときにはその制御出力端子が接続している抵抗間接続点よりも、ガスセンサ素子に近い抵抗間接続点と接続している制御出力端子を所定電位接続状態とする。
一方、移動平均値が第２所定値より大きい場合には、抵抗素子群のうち検出抵抗として作動している抵抗素子の数を増やして、検出抵抗の抵抗値を大きくする。具体的には、現在、所定電位接続状態としている制御出力端子が接続している抵抗間接続点よりも、ガスセンサ素子から遠い抵抗間接続点と接続している制御出力端子のみを所定電位接続状態とする、またはいずれの制御出力端子もハイインピーダンス接続状態とする。
【００２１】
また、上記第２の解決手段については、移動平均値が第１所定値より小さい場合には、抵抗素子群のうち検出抵抗として作動している抵抗素子の数を増やして、検出抵抗の抵抗値を大きくする。具体的には、現在、接地電位接続状態としている制御出力端子が接続している抵抗間接続点よりも、ガスセンサ素子から遠い抵抗間接続点と接続している制御出力端子のみを接地電位接続状態とする、またはいずれの制御出力端子もハイインピーダンス接続状態とする。
一方、移動平均値が第２所定値より大きい場合には、抵抗素子群のうち検出抵抗として作動している抵抗素子の数を減らして、検出抵抗の抵抗値を小さくする。具体的には、現在、前記制御出力端子のいずれもハイインピーダンス接続状態としているときには他方の端点よりも、現在、接地電位接続状態としている制御出力端子があるときにはその制御出力端子が接続している抵抗間接続点よりも、ガスセンサ素子に近い抵抗間接続点と接続している制御出力端子を接地電位接続状態とする。
【００２２】
さらに、上記いずれかに記載の制御システムであって、前記マイクロコンピュータは、前記制御出力端子を含む制御システムとすると良い。
【００２３】
本発明の制御システムでは、マイクロコンピュータが制御出力端子を含んでいるので、抵抗素子群のうちのいくつかから構成される検出抵抗の値を直接マイクロコンピュータで制御でき、マイクロコンピュータに外付けするスイッチング素子が不要で部品点数を削減でき、スイッチング素子などを動作させるための回路配線なども不要となる。回路の接続不良なども無くなるので、信頼性も向上させることができる。
【００２４】
さらに、上記いずれかに記載の制御システムであって、前記マイクロコンピュータは、前記Ａ／Ｄ変換回路を含む制御システムとすると良い。
【００２５】
本発明の制御システムでは、マイクロコンピュータがＡ／Ｄ変換回路を含んでいるので、別途Ａ／Ｄコンバータを外付けし、一旦Ａ／Ｄ変換を行ってからマイクロコンピュータに入力する構成にする必要がないので、部品点数を削減でき、Ａ／Ｄコンバータを動作させるための回路配線なども不要となる。また両者間の結線不良なども無くなるので、信頼性も向上させることができる。
【００２６】
さらに第３の解決手段は、特定ガスの濃度変化によって、センサ抵抗の値が変化するガスセンサ素子を用いた制御システムであって、センサ抵抗を有するガスセンサ素子と、複数組の、ダイオードとこれと直列に接続する抵抗素子とからなる組であって、一方の端点がそれぞれ上記ガスセンサ素子を介して接地電位に接続し、他方の端点がそれぞれ制御出力端子に接続し、上記ダイオードは上記制御出力端子側をアノード側として配置してなる複数組のダイオードと抵抗素子の組と、マイクロコンピュータを含む制御回路であって、上記複数組のダイオードと抵抗素子の組と上記ガスセンサ素子との組−センサ接続点の電位を入力するＡ／Ｄ変換回路、及び上記複数組のダイオードと抵抗素子の組とそれぞれ接続し、所定電位接続状態と接地電位接続状態とを切替え可能な複数の上記制御出力端子、を備える制御回路と、を含む制御システムである。
【００２７】
本発明の制御システムでは、直列に接続されたダイオードと抵抗素子とからなる組を複数組有し、これらの組の一方の端点がそれぞれガスセンサ素子を介して接地電位に接続しており、他方の端点がそれぞれ制御回路の各制御出力端子に接続している。しかも、制御出力端子は所定電位接続状態と接地電位接続状態とを切替え可能である。
このため、制御出力端子を所定電位接続状態とすると、これに接続するダイオードと抵抗素子の組に属する抵抗素子とガスセンサ素子とで、所定電位を分圧した状態となる。従って、その分圧点である組−センサ接続点の電位をＡ／Ｄ変換回路に入力すれば、マイクロコンピュータで分圧点の電位の変化に基づいて、特定ガスの濃度変化などを、演算によって求め、外気導入路のフラップの開閉や空気清浄機のオンオフなど各種の制御動作を行わせることができる。
【００２８】
さらに、ある制御出力端子を接地電位接続状態とした場合には、その制御出力端子に接続されたダイオードと抵抗素子の組は、ダイオードに逆電圧が掛かってオフの状態となり、組−センサ接続点にこのダイオードと抵抗素子の組が接続されていないのと同様になる。このため、複数組のダイオードと抵抗素子の組のうち、所定電位接続状態とした制御出力端子に接続するダイオードと抵抗素子の組に属する抵抗素子のみが検出抵抗として動作する。なお、２以上の制御出力端子を所定電位接続状態とすると、検出抵抗の抵抗値は、これらに接続するダイオードと抵抗素子の組に属する抵抗素子を並列接続した状態の合成抵抗値になる。
【００２９】
従って、本発明の制御システムでは、制御回路が、組−センサ接続点の電位に基づいて、所定電位接続状態とする制御出力端子を適宜選択することができ、これに接続されたダイオードと抵抗素子の組のうち、いずれの組に属する抵抗素子を検出抵抗として動作させるか、つまり検出抵抗の検出抵抗値をいくつにするかを選択することができる。従って、温度や湿度などの環境変化によってセンサ抵抗が大きく変化しても、検出抵抗の検出抵抗値を適切な値に選択することで、適切な電圧範囲で測定ができるから、特定ガスの濃度を正確に測定することができる。
【００３０】
具体的には、例えば、センサ抵抗が大きくなった場合には、検出抵抗の抵抗値が大きくなるようにダイオードと抵抗素子の組を選択して、分圧点（組−センサ接続点）の電位を低下させ、適切な範囲での測定を可能とすることができる。逆に、センサ抵抗が小さくなった場合も同様に、検出抵抗の抵抗値を小さくなるようにダイオードと抵抗素子の組を選択して、分圧点の電位を上昇させ、適切な範囲での測定を可能とすることができる。
なお、１または複数の抵抗素子で構成される検出抵抗の検出抵抗値をガスセンサ素子のセンサ抵抗値に近い値になるように、所定電位接続状態とする制御出力端子を選択するのが好ましい。検出抵抗とガスセンサ素子とで、所定電位をほぼ１／２に分圧できるので、特定ガスの濃度変化によるセンサ抵抗値の変化が大きく現れ、正確に測定できるようになるからである。
【００３１】
制御出力端子としては、接続されたダイオードと抵抗素子の組から見て、所定電位接続状態と接地電位接続状態とを切り替え可能なものであればいずれの形式で実現されていても良いが、例えば、所定電位（電源電位Ｖｃｃ）及び接地電位を出力可能な、マイクロコンピュータのＩ／Ｏポート端子などの出力端子を接続したものが挙げられる。
また、組−センサ接続点の電位を、Ａ／Ｄ変換回路に直接入力しても良いが、バッファを介してＡ／Ｄ変換回路に入力しても良い。
【００３２】
さらに第４の解決手段は、特定ガスの濃度変化によって、センサ抵抗の値が変化するガスセンサ素子を用いた制御システムであって、センサ抵抗を有するガスセンサ素子と、複数組の、ダイオードとこれに直列に接続する抵抗素子とからなる組であって、一方の端点がそれぞれ上記ガスセンサ素子を介して所定電位に接続し、他方の端点がそれぞれ制御出力端子に接続し、上記ダイオードは上記制御出力端子側をカソード側として配置してなる複数組のダイオードと抵抗素子の組と、マイクロコンピュータを含む制御回路であって、上記複数組のダイオードと抵抗素子の組と上記ガスセンサ素子との組−センサ接続点の電位を入力するＡ／Ｄ変換回路、及び上記複数組のダイオードと抵抗素子の組がそれぞれ接続し、所定電位接続状態と接地電位接続状態とを切替え可能な複数の上記制御出力端子、を備える制御回路と、を含む制御システムである。
【００３３】
本発明の制御システムでは、直列に接続されたダイオードと抵抗素子とからなる組を複数組有し、これらの組の一方の端点がそれぞれガスセンサ素子を介して所定電位に接続しており、他方の端点がそれぞれ制御回路の各制御出力端子に接続している。しかも、制御出力端子は所定電位接続状態と接地電位接続状態とを切替え可能である。
このため、制御出力端子を接地電位接続状態とすると、これに接続するダイオードと抵抗素子の組に属する抵抗素子とガスセンサ素子とで、所定電位を分圧した状態となる。従って、その分圧点である組−センサ接続点の電位をＡ／Ｄ変換回路に入力すれば、マイクロコンピュータで分圧点の電位の変化に基づいて、特定ガスの濃度変化などを、演算によって求め、各種の制御動作を行わせることができる。
【００３４】
さらに、ある制御出力端子を所定電位接続状態とした場合には、その制御出力端子に接続されたダイオードと抵抗素子の組は、ダイオードに逆電圧が掛かってオフの状態となり、組−センサ接続点にこのダイオードと抵抗素子の組が接続されていないのと同様になる。このため、複数組のダイオードと抵抗素子の組のうち、接地電位接続状態とした制御出力端子に接続するダイオードと抵抗素子の組に属する抵抗素子のみが検出抵抗として動作する。なお、２以上の制御出力端子を接地電位接続状態とすると、検出抵抗の抵抗値は、これらに接続するダイオードと抵抗素子の組に属する抵抗素子を並列接続した状態の合成抵抗値になる。
【００３５】
従って、本発明の制御システムでは、制御回路が、組−センサ接続点の電位に基づいて、接地電位接続状態とする制御出力端子を適宜選択することができ、これに接続されたダイオードと抵抗素子の組のうち、いずれの組に属する抵抗素子を検出抵抗として動作させるか、つまり検出抵抗の検出抵抗値をいくつにするかを選択することができる。従って、温度や湿度などの環境変化によってセンサ抵抗が大きく変化しても、適切な電圧範囲で測定ができるから、特定ガスの濃度を正確に測定することができる。
【００３６】
具体的には、例えば、センサ抵抗が大きくなった場合には、検出抵抗の抵抗値が大きくなるようにダイオードと抵抗素子の組を選択して、分圧点（組−センサ接続点）の電位を上昇させ、適切な範囲での測定を可能とすることができる。逆に、センサ抵抗が小さくなった場合も同様に、検出抵抗の抵抗値を小さくなるようにダイオードと抵抗素子の組を選択して、分圧点の電位を低下させ、適切な範囲での測定を可能とすることができる。
なお、１または複数の抵抗素子で構成される検出抵抗の検出抵抗値をガスセンサ素子のセンサ抵抗値に近い値になるように、接地電位接続状態とする制御出力端子を選択するのが好ましい。検出抵抗とガスセンサ素子とで、所定電位をほぼ１／２に分圧できるので、特定ガスの濃度変化によるセンサ抵抗値の変化が大きく現れ、正確に測定できるようになるからである。
【００３７】
制御出力端子としては、接続されたダイオードと抵抗素子の組から見て、所定電位接続状態と接地電位接続状態とを切り替え可能なものであればいずれの形式で実現されていても良いが、例えば、所定電位（電源電位Ｖｃｃ）及び接地電位を出力可能な、マイクロコンピュータのＩ／Ｏポート端子などの出力端子を接続したものが挙げられる。
また、組−センサ接続点の電位を、Ａ／Ｄ変換回路に直接入力しても良いが、バッファを介してＡ／Ｄ変換回路に入力しても良い。
【００３８】
また、上記いずれかに記載の制御システムであって、前記制御回路は、前記Ａ／Ｄ変換回路に入力された組−センサ接続点の電位について、直前の所定期間の移動平均値を算出する移動平均値算出手段と、上記移動平均値が第１所定値よりも小さいか否かを判断する第１判断手段と、上記移動平均値が上記第１所定値よりも大きい第２所定値よりも大きいか否かを判断する第２判断手段と、上記第１判断手段において上記移動平均値が上記第１所定値よりも小さいと判断された場合、及び上記第２判断手段において上記移動平均値が上記第２所定値よりも大きいと判断された場合のいずれかの場合に、前記複数組のダイオードと抵抗素子の組のうち、前記ガスセンサ素子とで所定電圧を分圧するのに寄与する１または複数の組に属する抵抗素子の合成抵抗値を適切な値とするように、前記各制御出力端子の状態を変更する制御出力変更手段と、を備える制御システムとすると良い。
【００３９】
本発明の制御システムでは、まず、直前の所定期間の移動平均値を算出する。
この制御システムにおいても、移動平均値を用いて判断するので、ノイズやごく短時間でのセンサ抵抗の変動及び分圧点電位の変動の影響を受けにくくすることができる。短時間の変化は平均化されてあまり顕在化しないからである。一方、温度や湿度の変化など環境の変化は、長時間にわたることが多いため、環境変化によってセンサ抵抗値が増加あるいは減少すると、移動平均値にその影響が表れ、徐々に移動平均値が上昇あるいは下降するので、環境変化による変動は移動平均値によって判別することができる。
【００４０】
次いで、この移動平均値が第１所定値より小さいか否か、及び第２所定値よりも大きいか否かを判断する。この移動平均値が第１所定値より小さくなったとき、または第２所定値より大きくなったときは、環境の変化などによりガスセンサ素子のセンサ抵抗値が変動して大きくあるいは小さくなりすぎた場合であり、現在制御出力端子で設定している検出抵抗値では、分圧点である抵抗−センサ接続点の電位が高くあるいは低くなりすぎて、特定ガス濃度を正確に測定し難くなる危険性があるからである。
【００４１】
さらに、この移動平均値が第１所定値より小さい、または第２所定値よりも大きい場合には、複数組のダイオードと抵抗素子の組のうち、ガスセンサ素子とで所定電圧を分圧するのに寄与する１または複数の組に属する抵抗素子の合成抵抗値を適切な値とするように、各制御出力端子の状態を変更する。これにより、検出抵抗となる合成抵抗の抵抗値が適切な値に変更されるので、分圧点の電位を適正な範囲にすることができるから、環境の変化が生じても、特定ガスの濃度を正確に測定することができる。
【００４２】
なお、各解決手段に即して説明すると、まず、第３の解決手段については、移動平均値が第１所定値より小さい場合には、各制御出力端子の状態を変更して、検出抵抗の抵抗値を小さくする。具体的には、所定電位接続状態とされた制御出力端子に接続するダイオードと抵抗素子の組に属する抵抗素子による合成抵抗値が、現在よりも小さな抵抗値となるように、各制御出力端子の状態を変更する。
一方、移動平均値が第２所定値よりも大きい場合には、各制御出力端子の状態を変更して、検出抵抗の抵抗値を大きくする。所定電位接続状態とされた制御出力端子に接続するダイオードと抵抗素子の組に属する抵抗素子による合成抵抗値が、現在よりも大きな抵抗値となるように、各制御出力端子の状態を変更する。
【００４３】
また、第４の解決手段については、移動平均値が第１所定値より小さい場合には、各制御出力端子の状態を変更して、検出抵抗の抵抗値を大きくする。具体的には、接地電位接続状態とされた制御出力端子に接続するダイオードと抵抗素子の組に属する抵抗素子による合成抵抗値が、現在よりも大きな抵抗値となるように、各制御出力端子の状態を変更する。
一方、移動平均値が第２所定値より大きい場合には、各制御出力端子の状態を変更して、検出抵抗の抵抗値を小さくする。具体的には、接地電位接続状態とされた制御出力端子に接続するダイオードと抵抗素子の組に属する抵抗素子による合成抵抗値が、現在よりも小さな抵抗値となるように、各制御出力端子の状態を変更する。
【００４４】
なお、上記いずれかに記載の制御システムであって、前記マイクロコンピュータは、前記制御出力端子を含むことを特徴とする制御システムとするのが好ましい。
この制御システムでは、マイクロコンピュータが制御出力端子を含んでいるので、１または複数の抵抗素子から構成される検出抵抗の値を直接マイクロコンピュータで制御でき、マイクロコンピュータに外付けするスイッチング素子が不要で部品点数を削減でき、スイッチング素子などを動作させるための回路配線なども不要となる。回路の接続不良なども無くなるので、信頼性も向上させることができる。
【００４５】
さらに、上記いずれかに記載の制御システムであって、前記マイクロコンピュータは、前記Ａ／Ｄ変換回路を含むことを特徴とする制御システムとするのが好ましい。
この制御システムでは、マイクロコンピュータがＡ／Ｄ変換回路を含んでいるので、別途Ａ／Ｄコンバータを外付けし、一旦Ａ／Ｄ変換を行ってからマイクロコンピュータに入力する構成にする必要がないので、部品点数を削減でき、Ａ／Ｄコンバータを動作させるための回路配線なども不要となる。また両者間の結線不良なども無くなるので、信頼性も向上させることができる。
【００４６】
さらに第５の解決手段は、特定ガスの濃度変化によってセンサ抵抗の値が変化するガスセンサ素子を用いた制御システムであって、センサ抵抗を有するガスセンサ素子と、複数の抵抗素子であって、一端がそれぞれ上記ガスセンサ素子を介して接地電位に接続し、他端がそれぞれ制御出力端子に接続する複数の抵抗素子と、マイクロコンピュータを含む制御回路であって、上記複数の抵抗素子と上記ガスセンサ素子との抵抗−センサ接続点の電位を入力するＡ／Ｄ変換回路、及び上記複数の抵抗素子とそれぞれ接続し、所定電位接続状態とハイインピーダンス接続状態とを切替え可能な上記制御出力端子、を備える制御回路と、を含む制御システムである。
【００４７】
本発明の制御システムでは、複数の抵抗素子を有し、これらの一端がそれぞれガスセンサ素子を介して接地電位に接続し、他端がそれぞれ制御回路の各制御出力端子に接続している。しかも、制御出力端子は所定電位接続状態とハイインピーダンス接続状態とを切替え可能である。
このため、制御出力端子を所定電位接続状態とすると、これに接続する抵抗素子とガスセンサ素子とで、所定電位を分圧した状態となる。従って、その分圧点である抵抗−センサ接続点の電位をＡ／Ｄ変換回路に入力すれば、マイクロコンピュータで分圧点の電位の変化に基づいて、特定ガスの濃度変化などを、演算によって求め、外気導入路のフラップの開閉や空気清浄機のオンオフなど各種の制御動作を行わせることができる。
【００４８】
さらに、ある制御出力端子をハイインピーダンス接続状態とした場合には、その制御出力端子に接続された抵抗素子はオフの状態となり、抵抗−センサ接続点に抵抗素子が接続されていないのと同様になる。このため、複数の抵抗素子のうち、所定電位接続状態とした制御出力端子に接続する抵抗素子のみが検出抵抗として動作する。なお、２以上の制御出力端子を所定電位接続状態とすると、検出抵抗の抵抗値は、これらに接続する抵抗素子を並列接続した状態の合成抵抗値になる。
【００４９】
従って、本発明の制御システムでは、制御回路が、抵抗−センサ接続点の電位に基づいて、所定電位接続状態とする制御出力端子を適宜選択することができ、これに接続された複数の抵抗素子のうち、いずれの抵抗素子を検出抵抗として動作させるか、つまり検出抵抗の検出抵抗値をいくつにするかを選択することができる。従って、温度や湿度などの環境変化によってセンサ抵抗が大きく変化しても、検出抵抗の検出抵抗値を切り替えて適切な値に選択することで、適切な電圧範囲で測定ができるから、特定ガスの濃度を正確に測定することができる。
【００５０】
具体的には、例えば、センサ抵抗が大きくなった場合には、検出抵抗の抵抗値が大きくなるように１または複数の抵抗素子を選択して、分圧点（抵抗−センサ接続点）の電位を低下させ、適切な範囲での測定を可能とすることができる。逆に、センサ抵抗が小さくなった場合も同様に、検出抵抗の抵抗値を小さくなるように１または複数の抵抗素子を選択して、分圧点の電位を上昇させ、適切な範囲での測定を可能とすることができる。
なお、１または複数の抵抗素子で構成される検出抵抗の検出抵抗値を、ガスセンサ素子のセンサ抵抗値に近い値になるように、所定電位接続状態とする制御出力端子を選択するのが好ましい。検出抵抗とガスセンサ素子とで、所定電位をほぼ１／２に分圧できるので、特定ガスの濃度変化によるセンサ抵抗値の変化が大きく現れ、正確に測定できるようになるからである。
【００５１】
制御出力端子としては、接続された抵抗−センサ接続点から見て、所定電位接続状態とハイインピーダンス接続状態とを切り替え可能なものであればいずれの形式で実現されていても良いが、例えば、ダイオードのカソード側を制御出力端子とし、ダイオードを介してそのアノード側に、所定電位（電源電位Ｖｃｃ）及び接地電位を出力可能な、マイクロコンピュータのＩ／Ｏポート端子などの出力端子を接続したものが挙げられる。
また、抵抗−センサ接続点の電位を、Ａ／Ｄ変換回路に直接入力しても良いが、バッファを介してＡ／Ｄ変換回路に入力しても良い。
【００５２】
さらに、上記いずれかに記載の制御システムであって、前記マイクロコンピュータは、前記制御出力端子を含むことを特徴とする制御システムとするのが好ましい。
この制御システムでは、マイクロコンピュータが制御出力端子を含んでいるので、１または複数の抵抗素子から構成される検出抵抗の値を直接マイクロコンピュータで制御でき、マイクロコンピュータに外付けするスイッチング素子が不要で部品点数を削減でき、スイッチング素子などを動作させるための回路配線なども不要となる。回路の接続不良なども無くなるので、信頼性も向上させることができる。
【００５３】
さらに、第６の解決手段は、特定ガスの濃度変化によってセンサ抵抗の値が変化するガスセンサ素子を用いた制御システムであって、センサ抵抗を有するガスセンサ素子と、複数の抵抗素子であって、一端が上記ガスセンサ素子を介して所定電位に接続し、他端がそれぞれ制御出力端子に接続する複数の抵抗素子と、マイクロコンピュータを含む制御回路であって、上記複数の抵抗素子と上記ガスセンサ素子との抵抗−センサ接続点の電位を入力するＡ／Ｄ変換回路、及び上記マイクロコンピュータに含まれ、上記複数の抵抗素子とそれぞれ接続し、接地電位接続状態とハイインピーダンス接続状態とを切替可能な上記制御出力端子、を備える制御回路と、を含む環境センサ制御システムである。
【００５４】
本発明の制御システムでは、複数の抵抗素子を有し、これらの一端がそれぞれガスセンサ素子を介して所定電位に接続しており、他端がそれぞれ制御回路のうちマイクロコンピュータに含まれる各制御出力端子に接続している。しかも、制御出力端子は接地電位接続状態とハイインピーダンス接続状態とを切替え可能である。
このため、制御出力端子を接地電位接続状態とすると、これに接続する抵抗素子とガスセンサ素子とで、所定電位を分圧した状態となる。従って、その分圧点である組−センサ接続点の電位をＡ／Ｄ変換回路に入力すれば、マイクロコンピュータで分圧点の電位の変化に基づいて、特定ガスの濃度変化などを、演算によって求め、各種の制御動作を行わせることができる。
【００５５】
さらに、ある制御出力端子をハイインピーダンス接続状態とした場合には、その制御出力端子に接続された抵抗素子はオフの状態となり、抵抗−センサ接続点にこの抵抗素子が接続されていないのと同様になる。このため、複数の抵抗素子のうち、接地電位接続状態とした制御出力端子に接続する抵抗素子のみが検出抵抗として動作する。なお、２以上の制御出力端子を接地電位接続状態とすると、検出抵抗の抵抗値は、これらに接続する抵抗素子を並列接続した状態の合成抵抗値になる。
【００５６】
従って、本発明の制御システムでは、制御回路が、抵抗−センサ接続点の電位に基づいて、接地電位接続状態とする制御出力端子を適宜選択することができ、これに接続された抵抗素子のうち、いずれの抵抗素子を検出抵抗として動作させるか、つまり検出抵抗の検出抵抗値をいくつにするかを選択することができる。従って、温度や湿度などの環境変化によってセンサ抵抗が大きく変化しても、適切な電圧範囲で測定ができるから、特定ガスの濃度を正確に測定することができる。
【００５７】
具体的には、例えば、センサ抵抗が大きくなった場合には、検出抵抗の抵抗値が大きくなるように１または複数の抵抗素子を選択して、分圧点（抵抗−センサ接続点）の電位を上昇させ、適切な範囲での測定を可能とすることができる。逆に、センサ抵抗が小さくなった場合も同様に、検出抵抗の抵抗値を小さくなるように１または複数の抵抗素子を選択して、分圧点の電位を低下させ、適切な範囲での測定を可能とすることができる。
なお、１または複数の抵抗素子で構成される検出抵抗の検出抵抗値を、ガスセンサ素子のセンサ抵抗値に近い値になるように、接地電位接続状態とする制御出力端子を選択するのが好ましい。検出抵抗とガスセンサ素子とで、所定電位をほぼ１／２に分圧できるので、特定ガスの濃度変化によるセンサ抵抗値の変化が大きく現れ、正確に測定できるようになるからである。
【００５８】
さらに本発明の制御システムでは、制御出力端子がマイクロコンピュータに含まれているので、１または複数の抵抗素子から構成される検出抵抗の値を直接マイクロコンピュータで制御できる。従って、マイクロコンピュータと抵抗素子との間にトランジスタなどのスイッチング素子を外付けして介在させる必要が無く、部品点数を削減でき、スイッチング素子を作動させるための回路配線も不要である。また、回路の接続不良などもなくなるので、信頼性も向上させることができる。
【００５９】
なお、マイクロコンピュータに含まれる制御出力端子としては、接続された抵抗−センサ接続点から見て、接地電位接続状態とハイインピーダンス接続状態とを切り替え可能なものであればいずれの形式で実現されていても良いが、例えば、オープンコレクタ形式やオープンドレイン形式が挙げられる。
また、抵抗−センサ接続点の電位を、Ａ／Ｄ変換回路に直接入力しても良いが、バッファを介してＡ／Ｄ変換回路に入力しても良い。
【００６０】
また、上記いずれかに記載の制御システムであって、前記制御回路は、前記Ａ／Ｄ変換回路に入力された抵抗−センサ接続点の電位について、直前の所定期間の移動平均値を算出する移動平均値算出手段と、上記移動平均値が第１所定値よりも小さいか否かを判断する第１判断手段と、上記移動平均値が上記第１所定値よりも大きい第２所定値よりも大きいか否かを判断する第２判断手段と、上記第１判断手段において上記移動平均値が上記第１所定値よりも小さいと判断された場合、及び上記第２判断手段において上記移動平均値が上記第２所定値よりも大きいと判断された場合のいずれかの場合に、前記複数の抵抗素子のうち、前記ガスセンサ素子とで所定電圧を分圧するのに寄与する１または複数の抵抗素子の合成抵抗値を適切な値とするように、前記各制御出力端子の状態を変更する制御出力変更手段と、を備える制御システムとすると良い。
【００６１】
本発明の制御システムでは、まず、直前の所定期間の移動平均値を算出する。
この制御システムにおいても、移動平均値を用いて判断するので、ノイズやごく短時間でのセンサ抵抗の変動及び分圧点電位の変動の影響を受けにくくすることができる。短時間の変化は平均化されてあまり顕在化しないからである。一方、温度や湿度の変化など環境の変化は、長時間にわたることが多いため、環境変化によってセンサ抵抗値が増加あるいは減少すると、移動平均値にその影響が表れ、徐々に移動平均値が上昇あるいは下降するので、環境変化による変動は移動平均値によって判別することができる。
【００６２】
次いで、この移動平均値が第１所定値より小さいか否か、及び第２所定値よりも大きいか否かを判断する。この移動平均値が第１所定値より小さくなったとき、または第２所定値より大きくなったときは、環境の変化などによりガスセンサ素子のセンサ抵抗値が変動して大きくあるいは小さくなりすぎた場合であり、現在制御出力端子で設定している検出抵抗値では、分圧点である抵抗−センサ接続点の電位が高くあるいは低くなりすぎて、特定ガス濃度を正確に測定し難くなる危険性があるからである。
【００６３】
さらに、この移動平均値が第１所定値より小さい、または第２所定値よりも大きい場合には、前記複数の抵抗素子のうち、ガスセンサ素子とで所定電圧を分圧するのに寄与する１または複数の抵抗素子の合成抵抗値を適切な値とするように、各制御出力端子の状態を変更する。これにより、検出抵抗となる合成抵抗の抵抗値が適切な値に変更されるので、分圧点の電位を適正な範囲にすることができるから、環境の変化が生じても、特定ガスの濃度を正確に測定することができる。
【００６４】
なお、各解決手段に即して説明すると、まず、第５の解決手段については、移動平均値が第１所定値より小さい場合には、各制御出力端子の状態を変更して、検出抵抗の抵抗値を小さくする。所定電位接続状態とされた制御出力端子に接続する抵抗素子による合成抵抗値が、現在よりも小さな抵抗値となるように、各制御出力端子の状態を変更する。
一方、移動平均値が第２所定値よりも大きい場合には、各制御出力端子の状態を変更して、検出抵抗の抵抗値を大きくする。所定電位接続状態とされた制御出力端子に接続する抵抗素子による合成抵抗値が、現在よりも大きな抵抗値となるように、各制御出力端子の状態を変更する。
【００６５】
一方、第６の解決手段については、移動平均値が第１所定値より小さい場合には、各制御出力端子の状態を変更して、検出抵抗の抵抗値を大きくする。接地電位接続状態とされた制御出力端子に接続する抵抗素子による合成抵抗値が、現在よりも大きな抵抗値となるように、各制御出力端子の状態を変更する。
一方、移動平均値が第２所定値より大きい場合には、各制御出力端子の状態を変更して、検出抵抗の抵抗値を小さくする。接地電位接続状態とされた制御出力端子に接続する抵抗素子による合成抵抗値が、現在よりも小さな抵抗値となるように、各制御出力端子の状態を変更する。
【００６６】
なお、上記いずれかに記載の制御システムであって、前記マイクロコンピュータは、前記Ａ／Ｄ変換回路端子を含むことを特徴とする制御システムとするのが好ましい。
この制御システムでは、マイクロコンピュータがＡ／Ｄ変換入力端子を含んでいるので、別途Ａ／Ｄコンバータを外付けして一旦Ａ／Ｄ変換を行ってからマイクロコンピュータに入力する必要がない。このため、部品点数を削減でき、Ａ／Ｄコンバータを動作させるための回路配線なども不要となる。回路の接続不良なども無くなるので、信頼性も向上させることができる。
【００６７】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
本発明の第１の実施形態について、図１〜図４に示す図面等を参照しつつ説明する。図１に示す回路図は、本実施形態１にかかる制御システム１０の概略を示す。即ち、本制御システム１０は、ＮＯｘの濃度によってそのセンサ抵抗値Ｒｓが変化するガスセンサ素子１１と、互いに直列に接続された抵抗素子１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃからなる抵抗素子群１２と、制御回路１３と、電子制御アセンブリ１９とを有する。抵抗素子群１２は、一方の端部１２Ｎがガスセンサ素子１１の一端１１Ｍと接続し、他方の端部１２Ｍが電源電位Ｖｃｃに接続している。また、ガスセンサ素子１１の他端１１Ｎは接地されている。制御回路１３は、マイクロコンピュータ１４、バッファ１６及びＡ／Ｄコンバータ１７を含む。なお、マイクロコンピュータ１４は、演算を行うマイクロプロセッサ、プログラムやデータを一時記憶しておくＲＡＭ、プログラムやデータを保持するＲＯＭなどを含み、Ａ／Ｄ変換回路１７をも含むこともある。
【００６８】
このため、ガスセンサ素子１１と抵抗素子群１２とは、電源電圧Ｖｃｃを分圧する構造となる。分圧点である抵抗素子群１２とガスセンサ素子１１との抵抗−センサ接続点Ｐｄの電位Ｖｄは、センサ抵抗値Ｒｓの変化によってその電位が変化する動作点である。さらに、この分圧点Ｐｄの電位Ｖｄは、制御回路１３の入力端子１３ＡＤを通じて、Ａ／Ｄ変換される。具体的には、入力端子１３ＡＤからバッファ１６を介してＡ／Ｄコンバータ１７に入力され、Ａ／Ｄ変換されたデータＤａｄが、入力端子１４Ｄからマイクロコンピュータ１４に入力される。この電位ＶｄをＡ／Ｄ変換したデータＤａｄをマイクロコンピュータ１４で処理し、その変化などから特定ガスの濃度変化を検出する。
【００６９】
一方、制御回路１３の制御出力端子１３Ｔ１，１３Ｔ２は、抵抗素子群１２の抵抗間接続点Ｐｒ１，Ｐｒ２にそれぞれ接続されている。この制御出力端子１３Ｔ１，１３Ｔ２は、マイクロコンピュータ１４の出力端子１４Ｔ１，１４Ｔ２に、それぞれ上記出力端子１４Ｔ１，１４Ｔ２側をアノード１８ＡＡ，１８ＢＡ側としたダイオード１８Ａ，１８Ｂを介して接続している。この出力端子１４Ｔ１，１４Ｔ２の内部には、電源電位Ｖｃｃ接続状態と接地電位接続状態の２つの状態をとることにできる出力回路１５Ａ，１５Ｂが接続されている。
ここで、出力回路１５Ａ，１５Ｂを接地電位に接続した状態とすると、ダイオード１８Ａ，１８Ｂには逆電圧が掛かった状態となるので、抵抗間接続点Ｐｒ１，Ｐｒ２から見ると、オフ、即ち、ハイインピーダンスに接続した状態になる。一方、出力回路１５Ａ，１５Ｂを電源電位Ｖｃｃに接続した状態とすると、ダイオード１８Ａ，１８Ｂはオンになり、抵抗間接続点Ｐｒ１，Ｐｒ２から見て電源電位に接続された状態になる。つまり、出力回路１５Ａ，１５Ｂをいずれの状態にするかによって、抵抗間接続点Ｐｒ１，Ｐｒ２の電位を変更することができる。
【００７０】
従って、出力回路１５Ａ，１５Ｂとも接地電位接続状態にすると、電源電圧Ｖｃｃを、３つの抵抗素子１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを直列に接続したものとガスセンサ素子１１とで分圧することになる。これらの抵抗素子による合成抵抗値Ｒは、Ｒｄ＝Ｒｄ１＋Ｒｄ２＋Ｒｄ３となる。一方、出力回路１５Ｂを電源電位Ｖｃｃに接続した状態にすると、抵抗間接続点Ｐｒ２が電源電位Ｖｃｃになるため、電源電圧Ｖｃｃを、２つの抵抗素子１２Ａ，１２Ｂを直列に接続したものとガスセンサ素子１１とで分圧することになる。つまり、抵抗素子群１２のうち、分圧に寄与する抵抗素子の数が変化し、合成抵抗値Ｒｄ＝Ｒｄ１＋Ｒｄ２となる。さらに、出力回路１５Ａを電源電位Ｖｃｃに接続した状態にすると、抵抗間接続点Ｐｒ１が電源電位Ｖｃｃになるため、抵抗素子１２Ａのみとガスセンサ素子１１とで、電源電圧Ｖｃｃを分圧することになる。つまり、抵抗素子群１２のうち、分圧に寄与する抵抗素子の数が変化し、合成抵抗値Ｒｄ＝Ｒｄ１となる。
このように、制御回路１３によって、具体的には、出力回路１５Ａ，１５Ｂの状態を変化させることによって、センサ抵抗Ｒｓとの分圧に寄与する抵抗素子の合成抵抗値、即ち検出抵抗値Ｒｄを切り替えることができる。
【００７１】
ここで、出力端子１４Ｔ１，１４Ｔ２は、マイクロコンピュータ１４のＩ／Ｏポート端子を流用したものであり、このＩ／Ｏポート端子を出力ポートとして設定することで、電源電位接続状態と接地電位接続状態とが変更可能な端子となる。
また、制御回路１３は、電子制御アセンブリ１９を制御するための制御端子１３Ｂ、具体的には、マイクロコンピュータ１４の制御端子１４Ｂを有しており、詳細は説明しないが、電子制御アセンブリ１９をこの制御端子１３Ｂ（１４Ｂ）によって制御している。この電子制御アセンブリ１９としては、自動車室内への外気導入のためのフラップを開閉するフラップ制御アセンブリや、自動車室内の空気清浄のための空気清浄機のオンオフを行う空気清浄機制御アセンブリなどが挙げられる。例えば、フラップ制御アセンブリにおいては、制御端子１３Ｂ（１４Ｂ）の信号に応じて、モータが作動し、外気導入路をフラップで塞いだり、外気導入路を開放したりする制御が行われる。
【００７２】
次いで、この制御システム１０のうち、ガスセンサ素子１１と共に電源電圧Ｖｃｃを分圧する合成抵抗値Ｒｄに関連する制御を、図２のフローチャート及び、図３，図４のグラフに基づいて説明する。本実施形態の制御システム１０では、まず、ステップＳ１において、ガスセンサ素子１１の出力、即ち、分圧点Ｐｄの電位Ｖｄを、バッファ１６を介してＡ／Ｄコンバータ１７に入力してセンサ出力データＤａｄを０．４秒間隔で取得する。
【００７３】
次いで、ステップＳ２で後述するタイマのカウントアップを判断し、さらに、ステップＳ３において、直前４０秒間分のセンサ出力データＤａｄ１００ヶについての移動平均値Ｍｄを算出する。センサ抵抗値Ｒｓが変化すると、分圧点Ｐｄの電位Ｖｄ、従ってこれをＡ／Ｄ変換したセンサ出力データＤａｄは直ちに変化する。しかし、この移動平均値Ｍｄは、直前４０秒間分のセンサ出力データＤａｄの平均値であるので、ノイズや短時間の分圧点電位の変動などには影響されにくい性質を持つ。一方、温度や湿度など環境の変化によってセンサ抵抗値Ｒｓが変化する場合には、長時間にわたって変化が継続するため、移動平均値Ｍｄにもその影響が表れる。例えば、環境の変化によってセンサ抵抗値Ｒｓが大きくなる場合には、センサ出力データＤａｄが長期間にわたって大きくなるため、移動平均値Ｍｄも徐々に大きくなる。逆に、環境の変化によってセンサ抵抗値Ｒｓが小さくなる場合には、センサ出力データＤａｄも長期間にわたって小さくなり、移動平均値Ｍｄも徐々に小さくなる。
従って、移動平均値Ｍｄを用いることで、ノイズや短時間の分圧点電位の変動などに影響されず、環境の変化によるセンサ抵抗値Ｒｓの変動を検知することができる。
【００７４】
次いで、ステップＳ４において、移動平均値Ｍｄが第１所定値Ｎ１より小さいか否かを判断し、Ｙｅｓ（Ｍｄ＜Ｎ１）の場合は、ステップＳ６に進む。Ｎｏの場合は、ステップＳ５において、第１所定値Ｎ１より大きい値である第２所定値Ｎ２より移動平均値Ｍｄが大きいか否かを判断する。Ｙｅｓ（Ｍｄ＞Ｎ２）の場合にはステップＳ６に進み、Ｎｏの場合には、ステップＳ１に戻って、同様な測定を繰り返す。
【００７５】
次いでステップＳ６以降の処理について説明する。上記したように、移動平均値Ｍｄが第１所定値Ｎ１より小さい場合、及び第２所定値Ｎ２より大きい場合のいずれかの場合に、ステップＳ６以降の処理がなされる。これらの場合には、環境の変化などによってセンサ抵抗値Ｒｓが小さくあるいは大きくなりすぎたため、センサ出力データＤａｄから特定ガスの濃度変化によるセンサ抵抗値Ｒｓの変化を正確に検出できない危険性があるからである。
【００７６】
これに対し、まずステップＳ６では、適正な検出抵抗値Ｒｄｏを算出する。ここで、制御回路１３（マイクロコンピュータ１４）の制御により、現時点での合成抵抗値（検出抵抗値）Ｒｄは既知である。また、分圧点Ｐｄの電位Ｖｄもセンサ出力データＤａｄの状態で取得できる。従って、現時点でのセンサ抵抗Ｒｓが算出できるから、このセンサ抵抗Ｒｓ、あるいはセンサ抵抗Ｒｓ及び移動平均値Ｍｄなどから、最適な検出抵抗値を算出し、これに最も近い適正検出抵抗値Ｒｄｏを選択する。合成抵抗値である検出抵抗値Ｒｄには、任意の値ではなく、抵抗素子１２Ａ等を組み合わせた値しか取り得ないためである。
なお、具体的には、適正検出抵抗値Ｒｄｏがセンサ抵抗Ｒｓとほぼ同じ値となるように選択すると良い。
【００７７】
次いで、ステップＳ７において、抵抗素子群１２から選択された抵抗素子１２Ａ等の合成抵抗Ｒｄがこの適正検出抵抗値Ｒｄｏとなるように、マイクロコンピュータ１４の出力回路１５Ａ，１５Ｂの状態を選択し、各出力端子１４Ｔ１，１４Ｔ２の状態を変化させる。これにより、分圧点電位Ｖｄが変更されるから、環境の変化が生じても、特定ガスの濃度を正確に測定することができる。具体的には、第１所定値Ｎ１と第２所定値Ｎ２とのほぼ中間の測定に適した値となる。
【００７８】
なお、移動平均値Ｍｄが第１所定値Ｎ１より小さい場合には、抵抗素子群１２のうち検出抵抗として作動している抵抗素子１２Ａ等の数を減らして、検出抵抗の抵抗値Ｒｄを小さくすることになる。具体的には、抵抗間接続点Ｐｒ１，Ｐｒ２から見て、現在、制御出力端子１３Ｔ１，１３Ｔ２を、いずれもハイインピーダンス接続状態としているときには、抵抗素子群１２の一方の端点１２Ｍよりも、ガスセンサ素子１１に近い抵抗間接続点Ｐｒ１，Ｐｒ２と接続している制御出力端子１３Ｔ１，１３Ｔ２を電源電位接続状態とする。つまり、出力回路１５Ａ，１５Ｂの少なくともいずれかを電源電位Ｖｃｃに接続した状態とする。また、現在、電源電位接続状態としている制御出力端子があるとき、例えば、制御出力端子１３Ｔ２のみ電源電位接続状態となっているときには、その制御出力端子１３Ｔ２が接続している抵抗間接続点Ｐｒ２よりも、ガスセンサ素子１１に近い抵抗間接続点Ｐｒ１と接続している制御出力端子１３Ｔ１を電源電位接続状態とする。
【００７９】
一方、移動平均値Ｍｄが第２所定値Ｎ２より大きい場合には、抵抗素子群１２のうち検出抵抗として作動している抵抗素子１２Ａ等の数を増やして、検出抵抗の抵抗値Ｒｄを大きくすることになる。例えば、現在、制御出力端子１３Ｔ１を電源電位接続状態としている場合には、これが接続している抵抗間接続点Ｐｒ１よりも、ガスセンサ素子１１から遠い抵抗間接続点、本実施形態で言えば、抵抗間接続点Ｐｒ２と接続している制御出力端子１３Ｔ２のみを電源電位接続状態とする。または、出力回路１５Ａ，１５Ｂを接地電位接続状態にして、いずれの制御出力端子１３Ｔ１，１３Ｔ２もハイインピーダンス接続状態とする。また、例えば、現在、制御出力端子１３Ｔ２を電源電位接続状態としている場合には、いずれの制御出力端子１３Ｔ１，１３Ｔ２もハイインピーダンス接続状態とする。
【００８０】
その後、ステップＳ８でタイマをセットし、ステップＳ１にもどり、同様な計測を繰り返す。なお、ステップＳ８でタイマセットしたのは、各制御出力端子１３Ｔ１，１３Ｔ２の状態を変化させた後は、検出抵抗値Ｒｄが変更前と大きく異なるから、所定時間Ｔｍ＝４０秒経過以降でないと、移動平均値Ｍｄによる判断（ステップＳ４，Ｓ５）は不正確になるので、所定時間Ｔｍ＝４０秒経過以降にステップＳ４，Ｓ５による判断を行わせるためである。
【００８１】
次いでこの処理を、図３，図４を参照して、具体的な移動平均値Ｍｄの変動例に従って説明する。なお、本例においては、第１所定値Ｎ１＝１（Ｖ）、第２所定値Ｎ２＝３（Ｖ）とする。
まず、図３のグラフに示すように、例えば、時刻ｔ＝ｔｓにおいては、約２．５Ｖであった移動平均値Ｍｄが、環境の変化によって徐々に低下し、時刻ｔ１で第１所定値Ｎ１＝１（Ｖ）を下回ったとする。すると上記ステップＳ４でＹｅｓと判断され、ステップＳ６で適正検出抵抗値Ｒｄｏが算出され、ステップ７でこの適正検出抵抗値Ｒｄｏになるように、制御出力端子１３Ｔ１，１３Ｔ２の状態が変更される。具体的には、分圧点Ｐｄの電位Ｖｄを上げるため、現在の検出抵抗値Ｒｄよりも小さい値が適正検出抵抗値Ｒｄｏとして選択され、抵抗素子群１２の合成抵抗の値がこの値になるように出力回路１５Ａ，１５Ｂの状態が変更される。
【００８２】
これにより、分圧点Ｐｄの電位Ｖｄ、及びこれをＡ／Ｄ変換したセンサ出力データＤａｄが大きくなって適切な範囲の値となる。なお、タイマによって時刻ｔ１〜ｔ２（＝ｔ１＋４０秒）の期間は、移動平均値Ｍｄが算出されない。
このようにして、制御出力端子１３Ｔ１，１３Ｔ２の状態が変更される、時刻ｔ１以降のセンサ出力データＤａｄが第１所定値Ｎ１と第２所定値Ｎ２の間の値となったため、時刻ｔ２以降における移動平均値Ｍｄも、第１所定値Ｎ１と第２所定値Ｎ２の間の値となっている。
【００８３】
なお、さらに移動平均値Ｍｄが低下し続け、時刻ｔ３で再び第１所定値Ｎ１を下回った場合には、この時点で同様にして再び適正検出抵抗値Ｒｄｏを算出して、制御出力端子１３Ｔ１，１３Ｔ２の状態を変更させ、検出抵抗値Ｒｄを小さくするようにすればよい。この場合も、時刻ｔ３〜ｔ４（＝ｔ３＋４０秒）の期間は、移動平均値Ｍｄが算出されない。
【００８４】
同様に、図４のグラフに示すように、例えば、時刻ｔ＝ｔｓにおいては、約２．５Ｖであった移動平均値Ｍｄが、環境の変化によって徐々に上昇し、時刻ｔ５で第２所定値Ｎ２＝３（Ｖ）を越えたとする。すると上記ステップＳ５でＹｅｓと判断され、ステップＳ６で適正検出抵抗値Ｒｄｏが算出され、ステップ７でこの適正検出抵抗値Ｒｄｏになるように、制御出力端子１３Ｔ１，１３Ｔ２の状態が変更される。具体的には、分圧点Ｐｄの電位Ｖｄを下げるため、現在の検出抵抗値Ｒｄよりも大きい値が適正検出抵抗値Ｒｄｏとして選択され、抵抗素子群１２の合成抵抗の値がこの値になるように出力回路１５Ａ，１５Ｂの状態が変更される。
【００８５】
これにより、分圧点Ｐｄの電位Ｖｄ、及びこれをＡ／Ｄ変換したセンサ出力データＤａｄが小さくなって適切な範囲の値となる。なお、タイマによって時刻ｔ５〜ｔ６（＝ｔ５＋４０秒）の期間は、移動平均値Ｍｄが算出されない。
このようにして、制御出力端子１３Ｔ１，１３Ｔ２の状態が変更される、時刻ｔ５以降のセンサ出力データＤａｄが第１所定値Ｎ１と第２所定値Ｎ２の間の値となったため、時刻ｔ６以降における移動平均値Ｍｄも、第１所定値Ｎ１と第２所定値Ｎ２の間の値となっている。
【００８６】
なお、さらに移動平均値Ｍｄが上昇し続け、時刻ｔ７で再び第２所定値Ｎ２を越えた場合には、この時点で同様にして再び適正検出抵抗値Ｒｄｏを算出して、制御出力端子１３Ｔ１，１３Ｔ２の状態を変更させ、検出抵抗値Ｒｄを小さくするようにすればよい。この場合も、時刻ｔ７〜ｔ８（＝ｔ７＋４０秒）の期間は、移動平均値Ｍｄが算出されない。
【００８７】
上記したように本実施形態の制御システム１０では、制御回路１３、具体的には、マイクロコンピュータ１４の出力回路１５Ａ，１５Ｂとダイオード１８によって、抵抗間接続点Ｐｒ１，Ｐｒ２の電位を制御する。しかも、出力回路１５Ａ，１５Ｂは、分圧点Ｐｄの電位Ｖｄ（センサ出力データＤａｄ）及びその移動平均値Ｍｄに基づいて、マイクロコンピュータ１４によって制御されている。
このため、環境の変化によってガスセンサ素子１１のセンサ抵抗値Ｒｓが大きく変化したとしても、抵抗素子群１２の抵抗素子で合成される検出抵抗値Ｒｄを適正な値に変更することができるから、特定ガスの濃度変化による分圧点Ｐｄの電位Ｖｄ（センサ出力データＤａｄ）の変化を正確に測定することができる。
さらに、本実施形態では、移動平均値Ｍｄを算出し、これが第１所定値Ｎ１を下回り、あるいは第２所定値Ｎ２を越えた場合に、適正検出抵抗値Ｒｄｏとなるように制御出力端子１３Ｔ１，１３Ｔ２の状態を変更させるので、ノイズその他による短時間の変動の影響を受けずに、適正な範囲で分圧点Ｐｄの電位Ｖｄ（センサ出力データＤａｄ）を計測できる。
従って、正確に特定ガスの濃度を測定して、システムの制御に役立てることができる。
【００８８】
（実施形態２）
次いで、第２の実施形態の制御システム２０について、図５の回路図を参照して説明する。本制御システム２０は、図１に示した制御システム１０におけるガスセンサ素子１１と抵抗素子群１２の上下を入れ替えた回路構成を有するものである。従って、異なる部分を中心に説明し、同様な部分は説明を省略あるいは簡略化する。
本制御システム２０は、実施形態１と同様に、ＮＯｘの濃度によってそのセンサ抵抗値Ｒｓが変化するガスセンサ素子２１と、互いに直列に接続され、それぞれ抵抗値Ｒｄ１，Ｒｄ２，Ｒｄ３を有する抵抗素子２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃからなる抵抗素子群２２と、制御回路２３と、電子制御アセンブリ２９とを有する。抵抗素子群２２は、一方の端部２２Ｍがガスセンサ素子２１の一端２１Ｎと接続し、他方の端部２２Ｎが接地されている。また、ガスセンサ素子２１の他端２１Ｍは電源電位Ｖｃｃに接続されている。制御回路２３、マイクロコンピュータ２４を含む。ガスセンサ素子２１と抵抗素子群２２とは、実施形態１と同様に、電源電圧Ｖｃｃを分圧する構造となる。分圧点である抵抗素子群２２とガスセンサ素子２１との抵抗−センサ接続点Ｐｄの電位Ｖｄは、センサ抵抗値Ｒｓの変化によってその電位が変化する動作点である。
【００８９】
なお、マイクロコンピュータ２４は、演算を行うマイクロプロセッサ、プログラムやデータを一時記憶しておくＲＡＭ、プログラムやデータを保持するＲＯＭなどを含むほか、実施形態１と異なり、破線で示すように、Ａ／Ｄ変換回路２７をも含む。従って、実施形態１のように、外付け部品としてＡ／Ｄコンバータ１７を必要としない。このため、この制御システムは安価になり、回路配線も簡単かつ信頼性が高くなる。
【００９０】
また、分圧点Ｐｄの電位Ｖｄは、ガスセンサ素子２１のセンサ抵抗値Ｒｓの変動で、実施形態１と逆の動きをする点で異なる。即ち、実施形態１ではセンサ抵抗値Ｒｓが増加すると電位Ｖｄも上昇し、センサ抵抗値Ｒｓが減少すると電位Ｖｄも低下した。しかし、本実施形態２では、センサ抵抗値Ｒｓが増加すると、電位Ｖｄは低下し、逆にセンサ抵抗値Ｒｓが減少すると電位Ｖｄは上昇する。実施形態１に比して、ガスセンサ素子２１と抵抗素子群２２とを入れ替えた回路構成となっているからである。
【００９１】
分圧点Ｐｄの電位Ｖｄは、実施形態１と同様に、制御回路２３の入力端子２３ＡＤ、つまりマイクロコンピュータ２４のＡ／Ｄ入力端子２４ＡＤに入力され、Ａ／Ｄ変換されたデータＤａｄをマイクロコンピュータ２４で処理し、その変化などから特定ガスの濃度変化を検出する。
マイクロコンピュータ２４は、実施形態１と異なり、オープンドレイン形式ＦＥＴからなる出力回路２５Ａ，２５Ｂを有している。この出力回路２５Ａ，２５Ｂをオンさせると、マイクロコンピュータ２４の出力端子２４Ｔ１，２４Ｔ２、すなわち制御回路２３の出力端子２３Ｔ１，２３Ｔ２が接地電位接続状態となる。また、出力回路２５Ａ，２５Ｂをオフさせると、出力端子２４Ｔ１，２４Ｔ２（出力端子２３Ｔ１，２３Ｔ２）がハイインピーダンス接続状態となる。
また、制御回路２３の制御出力端子２３Ｔ１，２３Ｔ２は、抵抗素子群２２の抵抗間接続点Ｐｒ１，Ｐｒ２にそれぞれ接続されている。つまり、出力回路２５Ａ，２５Ｂをいずれの状態にするかによって、抵抗間接続点Ｐｒ１，Ｐｒ２の電位を変更することができる。
【００９２】
従って、出力回路２５Ａ，２５Ｂともオフさせて、ハイインピーダンス接続状態にすると、電源電圧Ｖｃｃを、３つの抵抗素子２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃを直列に接続したものとガスセンサ素子２１とで分圧することになる。これらの抵抗素子による合成抵抗値は、Ｒｄ＝Ｒｄ１＋Ｒｄ２＋Ｒｄ３となる。一方、出力回路２５Ｂをオンさせて接地した状態にすると、抵抗間接続点Ｐｒ２が接地された状態になるため、電源電圧Ｖｃｃを、２つの抵抗素子２２Ａ，２２Ｂを直列に接続したものとガスセンサ素子２１とで分圧することになる。つまり、抵抗素子群１２のうち、分圧に寄与する抵抗素子の数が変化し、合成抵抗値Ｒｄ＝Ｒｄ１＋Ｒｄ２となる。さらに、出力回路２５Ａをオンさせて接地状態とすると、抵抗間接続点Ｐｒ１が接地された状態になるため、抵抗素子２２Ａのみとガスセンサ素子２１とで電源電圧Ｖｃｃを分圧することになる。つまり、抵抗素子群２２のうち、分圧に寄与する抵抗素子の数が変化し、合成抵抗値Ｒｄ＝Ｒｄ１となる。
このように、制御回路２３、具体的には、マイクロコンピュータ２４の出力回路２５Ａ，２５Ｂの状態を変化させることによって、センサ抵抗Ｒｓとの分圧に寄与する抵抗素子の合成抵抗値、即ち検出抵抗値Ｒｄを切り替えることができる。
【００９３】
なお、マイクロコンピュータ２４は、制御端子２４Ｂ（２３Ｂ）を有しており、電子制御アセンブリ２９をこの制御端子２４Ｂによって制御しているのも実施形態１と同様である。
【００９４】
本実施形態２でも、実施形態１において説明したのと同様の処理の流れで、制御システム２０のうち、ガスセンサ素子２１と共に電源電圧Ｖｃｃを分圧する検出抵抗値（合成抵抗値）Ｒｄに関連する制御を行うので、図２のフローチャートを用いて説明する。但し、上記したようにセンサ抵抗値Ｒｓの変動と分圧点Ｐｄの電位Ｖｄの変動とが、実施形態１とは逆の関係になっている。
本実施形態２の制御システム２０でも、ステップＳ１において、動作点Ｐｄの電位Ｖｄを、Ａ／Ｄ変換回路２７に入力してセンサ出力データＤａｄを０．４秒間隔で取得する。
【００９５】
次いで、ステップＳ２で後述するタイマのカウントアップを判断し、さらに、ステップＳ３において、直前４０秒間分のセンサ出力データＤａｄの１００ヶについての移動平均値Ｍｄを算出する。
移動平均値Ｍｄには、短時間の変動に影響が現れにくいが、長時間にわたって変化が継続する温度や湿度など環境の変化は現れる点は、実施形態１と同様である。従って、移動平均値Ｍｄを用いることで、ノイズや短時間の動作点電位の変動などに影響されず、環境の変化によるセンサ抵抗値Ｒｓの変動を検知することができる。
【００９６】
次いで、ステップＳ４において、移動平均値Ｍｄが第１所定値Ｎ１より小さいか否かを判断し、Ｙｅｓ（Ｍｄ＜Ｎ１）の場合は、ステップＳ６に進む。Ｎｏの場合は、ステップＳ５において、第１所定値Ｎ１より大きい値である第２所定値Ｎ２より移動平均値Ｍｄが大きいか否かを判断する。Ｙｅｓ（Ｍｄ＞Ｎ２）の場合にはステップＳ６に進み、Ｎｏの場合には、ステップＳ１に戻って、同様な測定を繰り返す。
【００９７】
次いで、ステップＳ６以降の処理について説明する。実施形態１と同様、移動平均値Ｍｄが徐々に変化して第１所定値Ｎ１より小さくなった場合、あるいは第２所定値Ｎ２より大きくなった場合に、ステップＳ６以降の処理がなされる。具体的には、環境の変化によってセンサ抵抗値Ｒｓが大きく、分圧点Ｐｄの電位Ｖｄが小さい状態が継続すると、移動平均値Ｍｄが徐々に減少し、第１所定値Ｎ１より小さくなった時点でステップＳ６以降の処理がなされる。同様に、センサ抵抗値Ｒｓが小さく、分圧点Ｐｄの電位Ｖｄが大きい状態が継続すると、移動平均値Ｍｄが徐々に増加し、第２所定値Ｎ２より大きくなった時点でステップＳ６以降の処理がなされる。分圧点Ｐｄの電位Ｖｄが、小さくあるいは大きくなりすぎると、センサ出力データＤａｄから特定ガスの濃度変化によるセンサ抵抗値Ｒｓの変化を正確に検出できない危険性があるためである。
【００９８】
これに対し、本実施形態２でも同様にして、ステップＳ６で適正な検出抵抗値Ｒｄｏを算出する。ここで、現時点での合成抵抗値（検出抵抗値）Ｒｄは既知である。また、分圧点Ｐｄの電位Ｖｄもセンサ出力データＤａｄの状態で取得できる。従って、現時点でのセンサ抵抗Ｒｓが算出できるから、このセンサ抵抗Ｒｓ、あるいはセンサ抵抗Ｒｓ及び移動平均値Ｍｄなどから、最適な検出抵抗値を算出し、これに最も近い適正検出抵抗値Ｒｄｏを選択する。なお、具体的には、適正検出抵抗値Ｒｄｏがセンサ抵抗Ｒｓとほぼ同じ値となるように選択すると良い。
【００９９】
次いで、ステップＳ７において、抵抗素子群２２から選択された抵抗素子２２Ａ等の合成抵抗値Ｒｄがこの適正検出抵抗値Ｒｄｏとなるように、マイクロコンピュータ２４の出力回路２５Ａ，２５Ｂの状態を選択、つまりオンオフさせ、各出力端子２４Ｔ１，２４Ｔ２の状態を変化させる。これにより、分圧点電位Ｖｄが変更されるから、環境の変化が生じても、特定ガスの濃度を正確に測定することができる。具体的には、第１所定値Ｎ１と第２所定値Ｎ２とのほぼ中間の測定に適した値となる。
【０１００】
なお、移動平均値Ｍｄが第１所定値Ｎ１より小さい場合には、抵抗素子群２２のうち検出抵抗として作動している抵抗素子２２Ａ等の数を増やして、検出抵抗の抵抗値Ｒｄを大きくすることになる。例えば、現在、制御出力端子２３Ｔ１を接地電位接続状態としている場合には、これが接続している抵抗間接続点Ｐｒ１よりも、ガスセンサ素子２１から遠い抵抗間接続点、本実施形態で言えば、抵抗間接続点Ｐｒ２と接続している制御出力端子２３Ｔ２のみを接地電位接続状態とする。または、出力回路２５ａ，２５Ｂをオフ（ハイインピーダンス接続状態）にして、いずれの制御出力端子２３Ｔ１，２３Ｔ２もハイインピーダンス接続状態とする。また、例えば、現在、制御出力端子２３Ｔ２を接地電位接続状態としている場合には、いずれの制御出力端子２３Ｔ１，２３Ｔ２もハイインピーダンス接続状態とする。
【０１０１】
なお、移動平均値Ｍｄが第２所定値Ｎ２より大きい場合には、抵抗素子群２２のうち検出抵抗として作動している抵抗素子２２Ａ等の数を減らして、検出抵抗の抵抗値Ｒｄを小さくすることになる。具体的には、抵抗間接続点Ｐｒ１，Ｐｒ２から見て、現在、制御出力端子２３Ｔ１，２３Ｔ２を、いずれもハイインピーダンス接続状態としているときには、抵抗素子群２２の一方の端点２２Ｎよりも、ガスセンサ素子２１に近い抵抗間接続点Ｐｒ１，Ｐｒ２と接続している制御出力端子２３Ｔ１，２３Ｔ２を接地電位接続状態とする。つまり、出力回路２５Ａ，２５Ｂの少なくともいずれかをオンさせる。また、現在、接地電位接続状態としている制御出力端子があるとき、例えば、制御出力端子２３Ｔ２のみ接地電位接続状態となっているときには、その制御出力端子２３Ｔ２が接続している抵抗間接続点Ｐｒ２よりも、ガスセンサ素子２１に近い抵抗間接続点Ｐｒ１と接続している制御出力端子２３Ｔ１を接地電位接続状態とする。
【０１０２】
その後、実施形態１と同様に、ステップＳ８でタイマをセットし、ステップＳ１にもどり、同様な計測を繰り返す。なお、ステップＳ８でタイマセットしたのは、所定時間Ｔｍ＝４０秒経過以降にステップＳ４，Ｓ５による判断を行わせるためである。
このような処理により、本実施形態２においても、ガスセンサ素子２１のセンサ抵抗値Ｒｓが変動した場合に、実施形態１と同様、図３，図４に示すような制御を行うことができる。
【０１０３】
従って、本実施形態２の制御システム２０においても、環境の変化によってガスセンサ素子２１のセンサ抵抗値Ｒｓが大きく変化したとしても、分圧点Ｐｄの電位Ｖｄを適切な範囲に維持しておくことができるから、特定ガスの濃度変化による動作点Ｐｄの電位Ｖｄ（センサ出力データＤａｄ）の変化を正確に測定することができる。
さらに、本実施形態では、移動平均値Ｍｄを算出し、これが第１所定値Ｎ１を下回り、あるいは第２所定値Ｎ２を越えた場合に、適正検出抵抗値Ｒｄｏとなるように制御出力端子２３Ｔ１，２３Ｔ２の状態を変更させるので、ノイズその他による短時間の変動の影響を受けずに、適正な範囲で分圧点Ｐｄの電位Ｖｄ（センサ出力データＤａｄ）を計測できる。
従って、正確に特定ガスの濃度を測定して、システムの制御に役立てることができる。
【０１０４】
（実施形態３）
次いで、第３の実施形態の制御システム３０について、図６に示す回路図を参照しつつ説明する。この制御システム３０は、実施形態１，２で示した制御システム１０，２０と同様に、ＮＯｘの濃度によってそのセンサ抵抗値Ｒｓを有するガスセンサ素子３１、及びマイクロコンピュータ３４を含む制御回路３３、電子制御アセンブリ３９を有している。しかし、実施形態１，２では、互いに直列に接続した抵抗素子群１２，２２とガスセンサ素子１１，２１とを接続したのに対し、ダイオードと抵抗素子からなる組を、それぞれガスセンサ素子３１に並列に接続している点で異なる。従って、異なる部分を中心に説明する。
【０１０５】
本制御システム３０では、実施形態２と同様に、マイクロコンピュータ３４はＡ／Ｄ変換回路３７を含む。また、３つの出力端子３４Ｔ１，３４Ｔ２，３４Ｔ３を有しており、これらはそれぞれ実施形態１の出力端子１５Ａ等と同様、電源電位Ｖｃｃと接地電位のいずれかと接続した状態を選択できるスイッチング回路である出力回路３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃに接続している。これら３つの出力端子３４Ｔ１，３４Ｔ２，３４Ｔ３、すなわち制御回路３３の制御出力端子３３Ｔ１，３３Ｔ２，３３Ｔ３は、ぞれぞれダイオード３２ＡＤ，３２ＢＤ，３２ＣＤと、抵抗素子３２ＡＲ，３２ＢＲ，３２ＣＲとをそれぞれ直列に接続した組３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃを介して、ガスセンサ素子３１に接続している。抵抗素子３２ＡＲ，３２ＢＲ，３２ＣＲはそれぞれ抵抗値Ｒｄ１，Ｒｄ２，Ｒｄ３を有している。組３２Ａ等に属するダイオード３２ＡＤ等は、いずれも制御回路３３の制御出力端子３３Ｔ１等側をアノード３２ＡＤＡ等側、ガスセンサ素子３１側をカソード側としている。
【０１０６】
ここで、制御出力端子３３Ｔ１等の少なくともいずれかを電源電位にし、残りを接地電位に接続した状態、例えば、出力回路３５Ａ及び３５Ｂを電源電位Ｖｃｃに接続し、残りの出力回路３５Ｃを接地して、制御出力端子３３Ｔ１，３３Ｔ２を電源電位接続状態、制御出力端子３３Ｔ３を接地電位接続状態にした場合について考える。すると、ダイオード３２ＣＤには逆電圧が掛かった状態となるので、分圧点Ｐｄから見ると、オフ、即ち、ハイインピーダンスに接続した状態になる。従って、組３２Ａの抵抗素子３２ＡＲと組３２Ｂの抵抗素子３２ＢＲの並列に接続され、これらの合成抵抗値（Ｒｄ＝Ｒｄ１・Ｒｄ２／（Ｒｄ１＋Ｒｄ２））とガスセンサ素子３１のセンサ抵抗値Ｒｓとで、電源電圧Ｖｃｃを分圧することになる。
このように、制御回路３３、具体的には、マイクロコンピュータ３４の出力回路３５Ａ等の状態を変化させることによって、センサ抵抗Ｒｓとの分圧に寄与する抵抗素子３２Ａ等を選択し、その合成抵抗値、即ち検出抵抗値Ｒｄを切り替えることができる。なお、分圧点である組３２Ａ等とガスセンサ素子３１との組−センサ接続点Ｐｄの電位Ｖｄは、センサ抵抗値Ｒｓの変化によってその電位が変化する動作点である。
【０１０７】
分圧点Ｐｄの電位Ｖｄは、実施形態１，２と同様に、制御回路３３の入力端子３３ＡＤ、つまりマイクロコンピュータ３４のＡ／Ｄ入力端子３４ＡＤに入力され、Ａ／Ｄ変換されたデータＤａｄをマイクロコンピュータ３４で処理し、その変化などから特定ガスの濃度変化を検出する。
また、マイクロコンピュータ３４は、制御端子３４Ｂ（３３Ｂ）を有しており、電子制御アセンブリ３９をこの制御端子３４Ｂによって制御しているのも実施形態１，２と同様である。
【０１０８】
本実施形態３でも、実施形態１，２において説明したのと同様の処理の流れで、制御システム３０のうち、ガスセンサ素子３１と共に電源電圧Ｖｃｃを分圧する検出抵抗値（合成抵抗値）Ｒｄに関連する制御を行うので、図２のフローチャートを用いて説明する。但し、センサ抵抗値Ｒｓの変動と分圧点Ｐｄの電位Ｖｄの変動とは、実施形態１と同様で、実施形態２とは逆の関係になっている。
本実施形態３の制御システム３０でも、ステップＳ１において、動作点Ｐｄの電位Ｖｄを、Ａ／Ｄ変換回路３７に入力してセンサ出力データＤａｄを０．４秒間隔で取得する。
【０１０９】
次いで、ステップＳ２でタイマのカウントアップを判断し、さらに、ステップＳ３において、直前４０秒間分のセンサ出力データＤａｄの１００ヶについての移動平均値Ｍｄを算出する。
移動平均値Ｍｄには、短時間の変動に影響が現れにくいが、長時間にわたって変化が継続する温度や湿度など環境の変化は現れるので、この移動平均値Ｍｄを用いることで、ノイズや短時間の動作点電位の変動などに影響されず、環境の変化によるセンサ抵抗値Ｒｓの変動を検知することができる。
【０１１０】
次いで、ステップＳ４において、移動平均値Ｍｄが第１所定値Ｎ１より小さいか否かを判断し、Ｙｅｓ（Ｍｄ＜Ｎ１）の場合は、ステップＳ６に進む。Ｎｏの場合は、ステップＳ５において、第１所定値Ｎ１より大きい値である第２所定値Ｎ２より移動平均値Ｍｄが大きいか否かを判断する。Ｙｅｓ（Ｍｄ＞Ｎ２）の場合にはステップＳ６に進み、Ｎｏの場合には、ステップＳ１に戻って、同様な測定を繰り返す。
【０１１１】
ステップＳ６以降の処理は、実施形態１，２と同様、移動平均値Ｍｄが徐々に変化して第１所定値Ｎ１より小さくなった場合、あるいは第２所定値Ｎ２より大きくなった場合に、ステップＳ６以降の処理がなされる。まず、ステップＳ６で適正な検出抵抗値Ｒｄｏを算出する。ここで、現時点での合成抵抗値（検出抵抗値）Ｒｄは既知である。また、分圧点Ｐｄの電位Ｖｄもセンサ出力データＤａｄの状態で取得できる。従って、現時点でのセンサ抵抗Ｒｓが算出できるから、このセンサ抵抗Ｒｓ、あるいはセンサ抵抗Ｒｓ及び移動平均値Ｍｄなどから、最適な検出抵抗値を算出し、これに最も近い適正検出抵抗値Ｒｄｏを選択する。なお、具体的には、適正検出抵抗値Ｒｄｏがセンサ抵抗Ｒｓとほぼ同じ値となるように選択すると良い。
【０１１２】
次いで、ステップＳ７において、ダイオードと抵抗素子の組３２Ａ等から選択された抵抗素子３２ＡＲ等の合成抵抗値Ｒｄがこの適正検出抵抗値Ｒｄｏとなるように、マイクロコンピュータ３４の出力回路３５Ａ等の状態を選択、つまり電源電位または接地電位への接続状態を切り替えて、各出力端子３４Ｔ１，３４Ｔ２，３４Ｔ３の状態を変化させる。これにより、分圧点電位Ｖｄが変更されるから、環境の変化が生じても、特定ガスの濃度を正確に測定することができる。具体的には、第１所定値Ｎ１と第２所定値Ｎ２とのほぼ中間の測定に適した値となる。
【０１１３】
なお、移動平均値Ｍｄが第１所定値Ｎ１より小さい場合には、各組３２Ａ等に属する抵抗素子３２ＡＲ等のうち、検出抵抗として作動している抵抗素子で構成される合成抵抗値Ｒｄの値を小さくするように、出力回路３５Ａ等の状態、すなわち制御出力端子３３Ｔ１等の状態を変更する。
この逆に、移動平均値Ｍｄが第２所定値Ｎ２より小さい場合には、検出抵抗として作動している抵抗素子で構成される合成抵抗値Ｒｄの値を大きくするように、制御出力端子３３Ｔ１等の状態を変更する。
【０１１４】
その後、実施形態１，２と同様に、ステップＳ８でタイマをセットし、ステップＳ１にもどり、同様な計測を繰り返す。ステップＳ８でタイマセットしたのは、所定時間Ｔｍ＝４０秒経過以降にステップＳ４，Ｓ５による判断を行わせるためである。このような処理により、本実施形態３においても、ガスセンサ素子３１のセンサ抵抗値Ｒｓが変動した場合に、実施形態１〜３と同様、図３，図４に示すような制御を行うことができる。
【０１１５】
従って、本実施形態３の制御システム３０においても、環境の変化によってガスセンサ素子３１のセンサ抵抗値Ｒｓが大きく変化したとしても、分圧点Ｐｄの電位Ｖｄを適切な範囲に維持しておくことができるから、特定ガスの濃度変化による動作点Ｐｄの電位Ｖｄ（センサ出力データＤａｄ）の変化を正確に測定することができる。
さらに、本実施形態３では、移動平均値Ｍｄを算出し、これが第１所定値Ｎ１を下回り、あるいは第２所定値Ｎ２を越えた場合に、適正検出抵抗値Ｒｄｏとなるように制御出力端子３３Ｔ１等の状態を変更させるので、ノイズその他による短時間の変動の影響を受けずに、適正な範囲で分圧点Ｐｄの電位Ｖｄ（センサ出力データＤａｄ）を計測できる。
しかも、実施形態１，２では、抵抗素子群１２，２２に属する抵抗１２Ａ等は、直列に接続されていたため、例えば実施形態１では、３つの抵抗素子１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを用いて合成抵抗値（検出抵抗値）Ｒｄを３通りにしか変化させられなかった。しかし、本実施形態では、３つの抵抗素子３２ＡＲ，３２ＢＲ，３２ＣＲを並列に接続することになるので、６通りに変化させることができ、少ない抵抗素子３２ＡＲ等及び組３２Ａ等を用いて、より適切な検出抵抗値Ｒｄ（適正検出抵抗値Ｒｄｏ）を選択することができる。
従って、正確に特定ガスの濃度を測定して、システムの制御に役立てることができる。
【０１１６】
（実施形態４）
次いで、第４の実施形態の制御システム４０について、図７に示す回路図を参照しつつ説明する。この制御システム４０は、図６に示した制御システム３０におけるガスセンサ素子３１とダイオードと抵抗素子の組３２Ａ等を入れ替えた回路構成を有するものである。従って、異なる部分を中心に説明し、同様な部分は説明を省略あるいは簡略化する。
本制御システム４０は、実施形態３で示した制御システム３０と同様に、ＮＯｘの濃度によってそのセンサ抵抗値Ｒｓを有するガスセンサ素子４１、ダイオードと抵抗素子からなる組４２Ａ等及びマイクロコンピュータ４４を含む制御回路４３、電子制御アセンブリ４９を有している。
【０１１７】
本制御システム４０は、実施形態３と同様に、マイクロコンピュータ４４はＡ／Ｄ変換回路４７を含む。また、３つの出力端子４４Ｔ１，４４Ｔ２，４４Ｔ３を有しており、電源電位Ｖｃｃと接地電位のいずれかと接続した状態を選択できる出力回路４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃに接続している。これら３つの出力端子４４Ｔ１，４４Ｔ２，４４Ｔ３、すなわち制御回路４３の制御出力端子４３Ｔ１，４３Ｔ２，４３Ｔ３は、ぞれぞれダイオード４２ＡＤ，４２ＢＤ，４２ＣＤと、抵抗素子４２ＡＲ，４２ＢＲ，４２ＣＲとをそれぞれ直列に接続した組４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃを介して、ガスセンサ素子４１に接続している。抵抗素子４２ＡＲ，４２ＢＲ，４２ＣＲはそれぞれ抵抗値Ｒｄ１，Ｒｄ２，Ｒｄ３を有している。組４２Ａ等に属するダイオード４２ＡＤ等は、いずれも制御回路４３の制御出力端子４３Ｔ１等側をカソード４２ＡＤＣ側、ガスセンサ素子４１側をアノード側としている。
【０１１８】
ここで、制御出力端子４３Ｔ１等の少なくともいずれかを接地電位にし、残りを電源電位に接続した状態、例えば、出力回路４５Ａ及び４５Ｂを接地し、残りの出力回路４５Ｃを電源電位に接続して、制御出力端子４３Ｔ１，４３Ｔ２を接地電位接続状態、制御出力端子４３Ｔ３を電源電位接続状態にした場合について考える。すると、ダイオード４２ＣＤには逆電圧が掛かった状態となるので、分圧点Ｐｄから見ると、オフ、即ち、ハイインピーダンスに接続した状態になる。従って、組４２Ａの抵抗素子４２ＡＲと組４２Ｂの抵抗素子４２ＢＲの並列に接続され、これらの合成抵抗値（Ｒｄ＝Ｒｄ１・Ｒｄ２／（Ｒｄ１＋Ｒｄ２））とガスセンサ素子４１のセンサ抵抗値Ｒｓとで、電源電圧Ｖｃｃを分圧することになる。
このように、制御回路４３、具体的には、マイクロコンピュータ４４の出力回路４５Ａ等の状態を変化させることによって、センサ抵抗Ｒｓとの分圧に寄与する抵抗素子４２Ａ等を選択し、その合成抵抗値、即ち検出抵抗値Ｒｄを切り替えることができる。なお、分圧点である組４２Ａ等とガスセンサ素子４１との組−センサ接続点Ｐｄの電位Ｖｄは、センサ抵抗値Ｒｓの変化によってその電位が変化する動作点である。
【０１１９】
分圧点Ｐｄの電位Ｖｄは、制御回路４３の入力端子４３ＡＤ、つまりマイクロコンピュータ４４のＡ／Ｄ入力端子４４ＡＤに入力され、Ａ／Ｄ変換されたデータＤａｄをマイクロコンピュータ４４で処理し、その変化などから特定ガスの濃度変化を検出する。
また、マイクロコンピュータ４４は、制御端子４４Ｂ（４３Ｂ）を有しており、電子制御アセンブリ４９をこの制御端子４４Ｂによって制御している。
【０１２０】
本実施形態４でも、実施形態１，２，３において説明したのと同様の処理の流れで、制御システム４０のうち、ガスセンサ素子４１と共に電源電圧Ｖｃｃを分圧する検出抵抗値（合成抵抗値）Ｒｄに関連する制御を行うので、図２のフローチャートを用いて説明する。但し、センサ抵抗値Ｒｓの変動と分圧点Ｐｄの電位Ｖｄの変動とは、実施形態２と同様で、実施形態１，３とは逆の関係になっている。ガスセンサ素子３１と組３２Ａ等（抵抗素子３２ＡＲ等）との関係とは逆になっているからである。
本実施形態４の制御システム４０でも、ステップＳ１において、動作点Ｐｄの電位Ｖｄを、Ａ／Ｄ変換回路４７に入力してセンサ出力データＤａｄを０．４秒間隔で取得する。
【０１２１】
次いで、ステップＳ２でタイマのカウントアップを判断し、さらに、ステップＳ３において、直前４０秒間分のセンサ出力データＤａｄの１００ヶについての移動平均値Ｍｄを算出する。
移動平均値Ｍｄには、ノイズや短時間の動作点電位の変動などに影響されず、環境の変化によるセンサ抵抗値Ｒｓの変動を検知することができる。
【０１２２】
次いで、ステップＳ４において、移動平均値Ｍｄが第１所定値Ｎ１より小さいか否かを判断し、Ｙｅｓ（Ｍｄ＜Ｎ１）の場合は、ステップＳ６に進む。Ｎｏの場合は、ステップＳ５において、第１所定値Ｎ１より大きい値である第２所定値Ｎ２より移動平均値Ｍｄが大きいか否かを判断する。Ｙｅｓ（Ｍｄ＞Ｎ２）の場合にはステップＳ６に進み、Ｎｏの場合には、ステップＳ１に戻って、同様な測定を繰り返す。
【０１２３】
ステップＳ６以降の処理は、まず、ステップＳ６で適正な検出抵抗値Ｒｄｏを算出する。算出した現時点でのセンサ抵抗Ｒｓ、あるいはセンサ抵抗Ｒｓ及び移動平均値Ｍｄなどから、最適な検出抵抗値を算出し、これに最も近い適正検出抵抗値Ｒｄｏを選択する。なお、具体的には、適正検出抵抗値Ｒｄｏがセンサ抵抗Ｒｓとほぼ同じ値となるように選択すると良い。
【０１２４】
次いで、ステップＳ７において、ダイオードと抵抗素子の組４２Ａ等から選択された抵抗素子４２ＡＲ等の合成抵抗値Ｒｄがこの適正検出抵抗値Ｒｄｏとなるように、マイクロコンピュータ４４の出力回路４５Ａ等の状態を選択、つまり電源電位または接地電位への接続状態を切り替えて、各出力端子４４Ｔ１，４４Ｔ２，４４Ｔ３の状態を変化させる。これにより、分圧点電位Ｖｄが変更されるから、環境の変化が生じても、特定ガスの濃度を正確に測定することができる。具体的には、第１所定値Ｎ１と第２所定値Ｎ２とのほぼ中間の測定に適した値となる。
【０１２５】
なお、移動平均値Ｍｄが第１所定値Ｎ１より小さい場合には、実施形態３と異なり、各組４２Ａ等に属する抵抗素子４２ＡＲ等のうち、検出抵抗として作動している抵抗素子で構成される合成抵抗値Ｒｄの値を大きくするように、出力回路４５Ａ等の状態、すなわち制御出力端子４３Ｔ１等の状態を変更する。
この逆に、移動平均値Ｍｄが第２所定値Ｎ２より大きい場合には、検出抵抗として作動している抵抗素子で構成される合成抵抗値Ｒｄの値を小さくするように、制御出力端子４３Ｔ１等の状態を変更する。
【０１２６】
その後、実施形態１〜３と同様に、ステップＳ８でタイマをセットし、ステップＳ１にもどり、同様な計測を繰り返す。ステップＳ８でタイマセットしたのは、所定時間Ｔｍ＝４０秒経過以降にステップＳ４，Ｓ５による判断を行わせるためである。このような処理により、本実施形態４においても、ガスセンサ素子４１のセンサ抵抗値Ｒｓが変動した場合にも、図３，図４に示すような制御を行うことができる。
【０１２７】
従って、本実施形態４の制御システム４０においても、環境の変化によってガスセンサ素子４１のセンサ抵抗値Ｒｓが大きく変化したとしても、分圧点Ｐｄの電位Ｖｄを適切な範囲に維持しておくことができるから、特定ガスの濃度変化による動作点Ｐｄの電位Ｖｄ（センサ出力データＤａｄ）の変化を正確に測定することができる。
さらに、本実施形態４では、移動平均値Ｍｄを算出し、これが第１所定値Ｎ１を下回り、あるいは第２所定値Ｎ２を越えた場合に、適正検出抵抗値Ｒｄｏとなるように制御出力端子４３Ｔ１等の状態を変更させるので、ノイズその他による短時間の変動の影響を受けずに、適正な範囲で分圧点Ｐｄの電位Ｖｄ（センサ出力データＤａｄ）を計測できる。
しかも、本実施形態４でも、３つの抵抗素子４２ＡＲ，４２ＢＲ，４２ＣＲを並列に接続することになるので、６通りに変化させることができ、少ない抵抗素子４２ＡＲ等及び組４２Ａ等を用いて、より適切な検出抵抗値Ｒｄ（適正検出抵抗値Ｒｄｏ）を選択することができる。
従って、正確に特定ガスの濃度を測定して、システムの制御に役立てることができる。
【０１２８】
（実施形態５）
次いで、第５の実施形態の制御システム５０について、図８に示す回路図を参照しつつ説明する。この制御システム５０は、実施形態３，４で示した制御システム３０，４０と同様に、ＮＯｘの濃度によってそのセンサ抵抗値Ｒｓを有するガスセンサ素子５１、及びマイクロコンピュータ５４を含む制御回路５３、電子制御アセンブリ５９を有している。しかし、実施形態３，４では、ダイオードと抵抗素子からなる組を、それぞれガスセンサ素子３１に並列に接続したのに対し、抵抗素子５２Ａ等を並列に接続する点で異なる。従って、異なる部分を中心に説明する。
【０１２９】
本制御システム５０では、実施形態３と同様に、マイクロコンピュータ５４はＡ／Ｄ変換回路５７を含む。また、３つの出力端子５４Ｔ１，５４Ｔ２，５４Ｔ３を有しており、これらはそれぞれ電源電位Ｖｃｃとハイインピーダンスのいずれかと接続した状態を選択できるスイッチング回路である出力回路５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃに接続している。これら３つの出力端子５４Ｔ１，５４Ｔ２，５４Ｔ３、すなわち制御回路５３の制御出力端子５３Ｔ１，５３Ｔ２，５３Ｔ３は、ぞれぞれ抵抗素子５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃとを介して、ガスセンサ素子５１に接続している。抵抗素子５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃはそれぞれ抵抗値Ｒｄ１，Ｒｄ２，Ｒｄ３を有している。
【０１３０】
ここで、制御出力端子５３Ｔ１等の少なくともいずれかを電源電位にし、残りをハイインピーダンスに接続した状態、例えば、出力回路５５Ａ及び５５Ｂを電源電位Ｖｃｃに接続し、残りの出力回路５５Ｃをハイインピーダンスに接続して、制御出力端子５３Ｔ１，５３Ｔ２を電源電位接続状態、制御出力端子５３Ｔ３をハイインピーダンス接続状態にした場合について考える。すると、分圧点Ｐｄから見ると、抵抗素子５２Ａ５と５２Ｂが並列に接続され、これらの合成抵抗値（Ｒｄ＝Ｒｄ１・Ｒｄ２／（Ｒｄ１＋Ｒｄ２））とガスセンサ素子５１のセンサ抵抗値Ｒｓとで、電源電圧Ｖｃｃを分圧することになる。
なお、本実施形態５では、電源電位接続状態とハイインピーダンス接続状態とを切り替えられる回路構成として、トライステート入出力ポートを用いて、出力ポートに設定し電源電圧を出力する場合と、入力ポートに設定してハイインピーダンスとする場合とを切り替えている。
このように、制御回路５３、具体的には、マイクロコンピュータ５４の出力回路５５Ａ等の状態を変化させることによって、センサ抵抗Ｒｓとの分圧に寄与する抵抗素子５２Ａ等を選択し、その合成抵抗値、即ち検出抵抗値Ｒｄを切り替えることができる。なお、分圧点である抵抗素子５２Ａ等とガスセンサ素子５１との抵抗−センサ接続点Ｐｄの電位Ｖｄは、センサ抵抗値Ｒｓの変化によってその電位が変化する動作点である。
【０１３１】
分圧点Ｐｄの電位Ｖｄは、制御回路５３の入力端子５３ＡＤ、つまりマイクロコンピュータ５４のＡ／Ｄ入力端子５４ＡＤに入力され、Ａ／Ｄ変換されたデータＤａｄをマイクロコンピュータ５４で処理し、その変化などから特定ガスの濃度変化を検出する。
また、マイクロコンピュータ５４は、制御端子５４Ｂ（５３Ｂ）を有しており、電子制御アセンブリ５９をこの制御端子５４Ｂによって制御している。
【０１３２】
本実施形態５でも、実施形態１〜４において説明したのと同様の処理の流れで、制御システム５０のうち、ガスセンサ素子５１と共に電源電圧Ｖｃｃを分圧する検出抵抗値（合成抵抗値）Ｒｄに関連する制御を行うので、図２のフローチャートを用いて説明する。但し、センサ抵抗値Ｒｓの変動と分圧点Ｐｄの電位Ｖｄの変動とは、実施形態１，３と同様で、実施形態２，４とは逆の関係になっている。
本実施形態５の制御システム５０でも、ステップＳ１において、動作点Ｐｄの電位Ｖｄを、Ａ／Ｄ変換回路３７に入力してセンサ出力データＤａｄを０．４秒間隔で取得する。
【０１３３】
次いで、ステップＳ２でタイマのカウントアップを判断し、さらに、ステップＳ３において、直前４０秒間分のセンサ出力データＤａｄの１００ヶについての移動平均値Ｍｄを算出する。この移動平均値Ｍｄを用いることで、ノイズや短時間の動作点電位の変動などに影響されず、環境の変化によるセンサ抵抗値Ｒｓの変動を検知することができる。
【０１３４】
次いで、ステップＳ４において、移動平均値Ｍｄが第１所定値Ｎ１より小さいか否かを判断し、Ｙｅｓ（Ｍｄ＜Ｎ１）の場合は、ステップＳ６に進む。Ｎｏの場合は、ステップＳ５において、第１所定値Ｎ１より大きい値である第２所定値Ｎ２より移動平均値Ｍｄが大きいか否かを判断する。Ｙｅｓ（Ｍｄ＞Ｎ２）の場合にはステップＳ６に進み、Ｎｏの場合には、ステップＳ１に戻って、同様な測定を繰り返す。
【０１３５】
ステップＳ６では、適正な検出抵抗値Ｒｄｏを算出する。実施形態３と同様、現時点でのセンサ抵抗Ｒｓが算出し、このセンサ抵抗Ｒｓ、あるいはセンサ抵抗Ｒｓ及び移動平均値Ｍｄなどから、最適な検出抵抗値を算出し、これに最も近い適正検出抵抗値Ｒｄｏを選択する。なお、具体的には、適正検出抵抗値Ｒｄｏがセンサ抵抗Ｒｓとほぼ同じ値となるように選択すると良い。
【０１３６】
次いで、ステップＳ７において、抵抗素子５２Ａ等の合成抵抗値Ｒｄがこの適正検出抵抗値Ｒｄｏとなるように、マイクロコンピュータ５４の出力回路５５Ａ等の状態を選択、つまり電源電位またはハイインピーダンスへの接続状態を切り替えて、各出力端子５４Ｔ１，５４Ｔ２，５４Ｔ３の状態を変化させる。これにより、分圧点電位Ｖｄが変更されるから、環境の変化が生じても、特定ガスの濃度を正確に測定することができる。具体的には、第１所定値Ｎ１と第２所定値Ｎ２とのほぼ中間の測定に適した値となる。
【０１３７】
なお、移動平均値Ｍｄが第１所定値Ｎ１より小さい場合には、各抵抗素子５２Ａ等のうち、検出抵抗として作動している抵抗素子で構成される合成抵抗値Ｒｄの値を小さくするように、出力回路５５Ａ等の状態、すなわち制御出力端子５３Ｔ１等の状態を変更する。
この逆に、移動平均値Ｍｄが第２所定値Ｎ２より大きい場合には、検出抵抗として作動している抵抗素子で構成される合成抵抗値Ｒｄの値を大きくするように、制御出力端子５３Ｔ１等の状態を変更する。
【０１３８】
その後、実施形態１〜４と同様に、ステップＳ８でタイマをセットし、ステップＳ１にもどり、同様な計測を繰り返す。ステップＳ８でタイマセットしたのは、所定時間Ｔｍ＝４０秒経過以降にステップＳ４，Ｓ５による判断を行わせるためである。このような処理により、本実施形態５においても、ガスセンサ素子５１のセンサ抵抗値Ｒｓが変動した場合に、実施形態１〜４と同様、図３，図４に示すような制御を行うことができる。
【０１３９】
従って、本実施形態５の制御システム５０においても、環境の変化によってガスセンサ素子５１のセンサ抵抗値Ｒｓが大きく変化したとしても、分圧点Ｐｄの電位Ｖｄを適切な範囲に維持しておくことができるから、特定ガスの濃度変化による動作点Ｐｄの電位Ｖｄ（センサ出力データＤａｄ）の変化を正確に測定することができる。
さらに、本実施形態５では、移動平均値Ｍｄを算出し、これが第１所定値Ｎ１を下回り、あるいは第２所定値Ｎ２を越えた場合に、適正検出抵抗値Ｒｄｏとなるように制御出力端子５３Ｔ１等の状態を変更させるので、ノイズその他による短時間の変動の影響を受けずに、適正な範囲で分圧点Ｐｄの電位Ｖｄ（センサ出力データＤａｄ）を計測できる。
しかも、本実施形態でも、３つの抵抗素子５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃを並列に接続することになるので、６通りに変化させることができ、少ない抵抗素子５２ＡＲ等を用いて、より適切な検出抵抗値Ｒｄ（適正検出抵抗値Ｒｄｏ）を選択することができる。
従って、正確に特定ガスの濃度を測定して、システムの制御に役立てることができる。
【０１４０】
（実施形態６）
次いで、第６の実施形態の制御システム６０について、図９に示す回路図を参照しつつ説明する。この制御システム６０は、図８に示した制御システム５０におけるガスセンサ素子５１と抵抗素子５２Ａ等を入れ替えた回路構成を有するものである。従って、異なる部分を中心に説明し、同様な部分は説明を省略あるいは簡略化する。
本制御システム６０は、実施形態５で示した制御システム５０と同様に、ＮＯｘの濃度によってそのセンサ抵抗値Ｒｓを有するガスセンサ素子６１、抵抗素子６２Ａ等及びマイクロコンピュータ６４を含む制御回路６３、電子制御アセンブリ６９を有している。
【０１４１】
本制御システム６０は、実施形態５と同様に、マイクロコンピュータ６４はＡ／Ｄ変換回路６７を含む。また、３つの出力端子６４Ｔ１，６４Ｔ２，６４Ｔ３を有しており、接地電位とハイインピーダンスのいずれかと接続した状態を選択できるＦＥＴのオープンドレインタイプの出力回路６５Ａ，６５Ｂ，６５Ｃに接続している。これら３つの出力端子６４Ｔ１，６４Ｔ２，６４Ｔ３、すなわち制御回路６３の制御出力端子６３Ｔ１，６３Ｔ２，６３Ｔ３は、ぞれぞれ抵抗素子６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃを介して、ガスセンサ素子６１に接続している。抵抗素子６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃはそれぞれ抵抗値Ｒｄ１，Ｒｄ２，Ｒｄ３を有している。
【０１４２】
ここで、制御出力端子６３Ｔ１等の少なくともいずれかをハイインピーダンスに接続し、残りを接地電位に接続した状態、例えば、出力回路６５Ａ及び６５Ｂを接地し、残りの出力回路６５Ｃをハイインピーダンスの接続して、制御出力端子６３Ｔ１，６３Ｔ２を接地電位接続状態、制御出力端子６３Ｔ３をハイインピーダンス接続状態にした場合について考える。分圧点Ｐｄから見ると、抵抗素子６２Ａと６２Ｂが並列に接続され、これらの合成抵抗値（Ｒｄ＝Ｒｄ１・Ｒｄ２／（Ｒｄ１＋Ｒｄ２））とガスセンサ素子６１のセンサ抵抗値Ｒｓとで、電源電圧Ｖｃｃを分圧することになる。
このように、制御回路６３、具体的には、マイクロコンピュータ６４の出力回路６５Ａ等の状態を変化させることによって、センサ抵抗Ｒｓとの分圧に寄与する抵抗素子６２Ａ等を選択し、その合成抵抗値、即ち検出抵抗値Ｒｄを切り替えることができる。なお、分圧点である抵抗−センサ接続点Ｐｄの電位Ｖｄは、センサ抵抗値Ｒｓの変化によってその電位が変化する動作点である。
【０１４３】
分圧点Ｐｄの電位Ｖｄは、制御回路６３の入力端子６３ＡＤ、つまりマイクロコンピュータ６４のＡ／Ｄ入力端子６４ＡＤに入力され、Ａ／Ｄ変換されたデータＤａｄをマイクロコンピュータ６４で処理し、その変化などから特定ガスの濃度変化を検出する。
また、マイクロコンピュータ６４は、制御端子６４Ｂ（６３Ｂ）を有しており、電子制御アセンブリ６９をこの制御端子６４Ｂによって制御している。
【０１４４】
本実施形態６でも、実施形態１〜５において説明したのと同様の処理の流れで、制御システム６０のうち、ガスセンサ素子６１と共に電源電圧Ｖｃｃを分圧する検出抵抗値（合成抵抗値）Ｒｄに関連する制御を行うので、図２のフローチャートを用いて説明する。但し、センサ抵抗値Ｒｓの変動と分圧点Ｐｄの電位Ｖｄの変動とは、実施形態２，４と同様で、実施形態１，３，５とは逆の関係になっている。ガスセンサ素子５１と抵抗素子５２Ａ等（抵抗素子３２ＡＲ等）との関係とは逆になっているからである。
本実施形態６の制御システム６０でも、ステップＳ１において、動作点Ｐｄの電位Ｖｄを、Ａ／Ｄ変換回路６７に入力してセンサ出力データＤａｄを０．４秒間隔で取得する。
【０１４５】
次いで、ステップＳ２でタイマのカウントアップを判断し、さらに、ステップＳ３において、直前４０秒間分のセンサ出力データＤａｄの１００ヶについての移動平均値Ｍｄを算出する。
移動平均値Ｍｄには、ノイズや短時間の動作点電位の変動などに影響されず、環境の変化によるセンサ抵抗値Ｒｓの変動を検知することができる。
【０１４６】
次いで、ステップＳ４において、移動平均値Ｍｄが第１所定値Ｎ１より小さいか否かを判断し、Ｙｅｓ（Ｍｄ＜Ｎ１）の場合は、ステップＳ６に進む。Ｎｏの場合は、ステップＳ５において、第１所定値Ｎ１より大きい値である第２所定値Ｎ２より移動平均値Ｍｄが大きいか否かを判断する。Ｙｅｓ（Ｍｄ＞Ｎ２）の場合にはステップＳ６に進み、Ｎｏの場合には、ステップＳ１に戻って、同様な測定を繰り返す。
【０１４７】
ステップＳ６以降の処理は、まず、ステップＳ６で適正な検出抵抗値Ｒｄｏを算出する。算出した現時点でのセンサ抵抗Ｒｓ、あるいはセンサ抵抗Ｒｓ及び移動平均値Ｍｄなどから、最適な検出抵抗値を算出し、これに最も近い適正検出抵抗値Ｒｄｏを選択する。なお、具体的には、適正検出抵抗値Ｒｄｏがセンサ抵抗Ｒｓとほぼ同じ値となるように選択すると良い。
【０１４８】
次いで、ステップＳ７において、選択された抵抗素子６２Ａ等の合成抵抗値Ｒｄがこの適正検出抵抗値Ｒｄｏとなるように、マイクロコンピュータ６４の出力回路６５Ａ等の状態を選択、つまり電源電位または接地電位への接続状態を切り替えて、各出力端子６４Ｔ１，６４Ｔ２，６４Ｔ３の状態を変化させる。これにより、分圧点電位Ｖｄが変更されるから、環境の変化が生じても、特定ガスの濃度を正確に測定することができる。具体的には、第１所定値Ｎ１と第２所定値Ｎ２とのほぼ中間の測定に適した値となる。
【０１４９】
なお、移動平均値Ｍｄが第１所定値Ｎ１より小さい場合には、実施形態５と異なり、各抵抗素子６２Ａ等のうち、検出抵抗として作動している抵抗素子で構成される合成抵抗値Ｒｄの値を大きくするように、出力回路６５Ａ等の状態、すなわち制御出力端子６３Ｔ１等の状態を変更する。
この逆に、移動平均値Ｍｄが第２所定値Ｎ２より大きい場合には、検出抵抗として作動している抵抗素子で構成される合成抵抗値Ｒｄの値を小さくするように、制御出力端子６３Ｔ１等の状態を変更する。
【０１５０】
その後、実施形態１〜５と同様に、ステップＳ８でタイマをセットし、ステップＳ１にもどり、同様な計測を繰り返す。ステップＳ８でタイマセットしたのは、所定時間Ｔｍ＝４０秒経過以降にステップＳ４，Ｓ５による判断を行わせるためである。このような処理により、本実施形態４においても、ガスセンサ素子６１のセンサ抵抗値Ｒｓが変動した場合にも、図３，図４に示すような制御を行うことができる。
【０１５１】
従って、本実施形態６の制御システム６０においても、環境の変化によってガスセンサ素子６１のセンサ抵抗値Ｒｓが大きく変化したとしても、分圧点Ｐｄの電位Ｖｄを適切な範囲に維持しておくことができるから、特定ガスの濃度変化による動作点Ｐｄの電位Ｖｄ（センサ出力データＤａｄ）の変化を正確に測定することができる。
さらに、本実施形態６では、移動平均値Ｍｄを算出し、これが第１所定値Ｎ１を下回り、あるいは第２所定値Ｎ２を越えた場合に、適正検出抵抗値Ｒｄｏとなるように制御出力端子６３Ｔ１等の状態を変更させるので、ノイズその他による短時間の変動の影響を受けずに、適正な範囲で分圧点Ｐｄの電位Ｖｄ（センサ出力データＤａｄ）を計測できる。
しかも、本実施形態６でも、３つの抵抗素子６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃを並列に接続することになるので、６通りに変化させることができ、少ない抵抗素子６２Ａ等を用いて、より適切な検出抵抗値Ｒｄ（適正検出抵抗値Ｒｄｏ）を選択することができる。
従って、正確に特定ガスの濃度を測定して、システムの制御に役立てることができる。
【０１５２】
以上において、本発明を実施形態１〜６に即して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、上記各実施形態２〜６においては、いずれもマイクロコンピュータ２４等にＡ／Ｄ変換回路２７等を含んでいたが、実施形態１と同様、両者を別体としても良いことは明らかである。但し、マイクロコンピュータ２４等がＡ／Ｄ変換回路２７等を含んでいると、両者の接続等が不要であり、容易かつ安価に製造でき、信頼性も向上させることができる。
また、上記各実施形態においては、それぞれ３ヶの抵抗素子を用いたが、さらに多数の抵抗素子を用いて、それらを適宜選択するようにしても良いことは明らかである。
また、上記各実施形態では、いずれにおいてもＮｏｘを検知するガスセンサ素子１１等を用いたが、ガスセンサ素子としては、他のガス、例えばＣＯ、ＨＣ（ハイドロカーボン）などを検知できるガスセンサ素子について本発明を適用しても良いことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１にかかる制御システムの概略の構成を示す回路図である。
【図２】実施形態１にかかる制御システムのうち、制御出力端子の切り替えに関するフローチャートである。
【図３】実施形態１にかかり、移動平均値Ｍｄが低下した場合の動作を説明するグラフである。
【図４】実施形態１にかかり、移動平均値Ｍｄが上昇した場合の動作を説明するグラフである。
【図５】実施形態２にかかる制御システムの概略の構成を示す回路図である。
【図６】実施形態３にかかる制御システムの概略の構成を示す回路図である。
【図７】実施形態４にかかる制御システムの概略の構成を示す回路図である。
【図８】実施形態５にかかる制御システムの概略の構成を示す回路図である。
【図９】実施形態６にかかる制御システムの概略の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
１０，２０，３０，４０，５０，６０ 制御システム
１１，２１，３１，４１，５１，６１ ガスセンサ素子
Ｐｄ 分圧点
Ｒｓ センサ抵抗値
Ｒｄ１，Ｒｄ２，Ｒｄ３ 抵抗値
１２，２２ 抵抗素子群
３２，４２ ダイオードと抵抗素子の組
１３：２３，３３，４３，５３，６３ 制御回路
１３Ｔ１，１３Ｔ２，２３Ｔ１，２３Ｔ２，３３Ｔ１，３３Ｔ２，３３Ｔ３，４３Ｔ１，４３Ｔ２，４３Ｔ３，５３Ｔ１，５３Ｔ２，５３Ｔ３，６３Ｔ１，６３Ｔ２，６３Ｔ３ 制御出力端子
１４，２４，３４，４４，５４，６４ マイクロコンピュータ
１７，２７，３７，４７，５７，６７ Ａ／Ｄ変換回路
１９，２９，３９，４９，５９，６９ 電子制御アセンブリ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control system using a gas sensor element that detects the concentration of a specific gas in the environment using a gas sensor element and performs various controls such as control of introduction of outside air into an automobile interior. The present invention relates to a control system using a gas sensor element that can reduce the influence of sensor resistance change of the gas sensor element caused by the environment.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, the sensor resistance varies depending on the concentration of a specific gas such as NOx, CO, HC (hydrocarbon) in the environment, such as a gas sensor element using WO3 thin film, lead-phthalocyanine, SnO2, or the like. There is known a gas sensor element capable of detecting a specific gas concentration based on the change of. In addition, using such a gas sensor element, for example, a flap for introducing outside air into the interior of an automobile is appropriately opened / closed according to the contamination state of the outside air, or contamination of room air due to smoking is detected, and an air purifier Various control systems are known, such as controlling the above.
[0003]
In a control system using such a gas sensor element, in order to detect a change in sensor resistance as an electric signal, a gas sensor element having a sensor resistance value Rs and a detection resistor having a predetermined detection resistance value Rd are connected in series. A predetermined voltage is applied to both ends, the voltage is divided by the sensor resistance and the detection resistance, the divided potential between the two is detected, and various processes are performed using this.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the sensor resistance value Rs of the gas sensor element may be greatly influenced not only by the concentration of a specific gas such as NOx to be measured but also by the environment in which the gas sensor element is placed, for example, temperature and humidity. As described above, when the sensor resistance value Rs changes greatly due to an environment such as temperature or humidity that is not a measurement target, when the predetermined voltage is divided by the detection resistance value Rd having a constant value, the divided potential is close to the predetermined potential. Alternatively, the sensor resistance value Rs and therefore the concentration of the specific gas cannot be accurately measured by being biased near the ground potential.
[0005]
The present invention has been made in view of such problems, and reduces the influence of the environment such as temperature and humidity by switching the detection resistance value Rd of the detection resistance in accordance with the sensor resistance value Rs of the gas sensor element. Then, it aims at providing the control system using a gas sensor element which can measure the density | concentration of specific gas correctly, and can perform appropriate control.
[0006]
[Means, actions and effects for solving the problems]
Therefore, the first solution is a control system using a gas sensor element in which the value of sensor resistance changes depending on the concentration change of a specific gas, and the gas sensor element having the sensor resistance and the resistance connected in series with each other. A resistance element group having one end point connected to the ground potential via the gas sensor element and the other end point connected to a predetermined potential, and a control circuit including a microcomputer, the resistance element group And an A / D conversion circuit for inputting the potential at the resistance-sensor connection point between the gas sensor element and the resistance connection point between the resistance elements, and a predetermined value as seen from the connected resistance connection point. And a control circuit including a control output terminal that can be switched between a potential connection state and a high impedance connection state.
[0007]
In the control system of the present invention, one end point of the resistance element group connected in series with each other is connected to the ground potential via the gas sensor element, and the other end point is connected to the predetermined potential. In addition, a control output terminal is connected to the connection point between the resistance elements. For this reason, a predetermined potential is divided between the resistance element group and the gas sensor element, and if the potential at the resistance-sensor connection point, which is the voltage dividing point, is input to the A / D conversion circuit, the voltage dividing point is obtained by a microcomputer. Based on the change in the potential, the concentration change of the specific gas can be obtained by calculation, and various control operations such as opening / closing the flap of the outside air introduction path and on / off of the air purifier can be performed.
[0008]
Further, when a certain control output terminal is in a high impedance connection state, it is the same as that the control output terminal is not connected to the connection point between resistors connected to the control output terminal. On the other hand, when a certain control output terminal is connected to a predetermined potential, the connection point between the resistors connected to this control output terminal has a predetermined potential. That is, in the resistance element group, only the resistance on the gas sensor element side from the connection point between the resistances set to a predetermined potential operates as the detection resistance.
Therefore, in the control system of the present invention, the control circuit can appropriately select the control output terminal to be in the predetermined potential connection state based on the potential at the resistance-sensor connection point, and the resistance element group connected in series can be selected. Among them, it is possible to select how many resistance elements on the gas sensor element side are operated as detection resistances, that is, how many detection resistance values of the detection resistances are set. Therefore, even if the sensor resistance changes greatly due to environmental changes such as temperature and humidity, it is possible to measure in the appropriate voltage range by selecting the detection resistance value of the detection resistance to an appropriate value. It can be measured accurately.
[0009]
Specifically, for example, when the sensor resistance increases, if the resistance value of the detection resistor is constant, the potential at the voltage dividing point (resistance-sensor connection point) rises and approaches a predetermined potential, or A / There is a possibility that a change in resistance due to a change in the concentration of a specific gas cannot be sufficiently detected due to exceeding the upper limit that allows D conversion. However, in the control system of the present invention, by increasing the resistance value of the detection resistor, the potential at the voltage dividing point can be lowered and measurement in an appropriate range can be performed. Conversely, when the sensor resistance is reduced, similarly, by reducing the resistance value of the detection resistor, it is possible to increase the potential at the voltage dividing point and to perform measurement in an appropriate range.
The control output terminal to be connected to a predetermined potential is selected so that the detection resistance value of the detection resistance composed of several resistance elements of the resistance element group is close to the sensor resistance value of the gas sensor element. preferable. This is because the detection resistance and the gas sensor element can divide the predetermined potential by approximately ½, and the change in the sensor resistance value due to the change in the concentration of the specific gas appears greatly, enabling accurate measurement.
[0010]
The control output terminal may be realized in any form as long as it can switch between a predetermined potential connection state and a high-impedance connection state as viewed from the connection point between the connected resistors. The output side such as a microcomputer I / O port terminal capable of outputting a predetermined potential (power supply potential Vcc) and ground potential is connected to the anode side via a diode as a control output terminal. Can be mentioned.
The potential at the resistance-sensor connection point may be directly input to the A / D conversion circuit, or may be input to the A / D conversion circuit via a buffer.
[0011]
The second solution is a control system using a gas sensor element in which the value of the sensor resistance changes depending on the concentration change of the specific gas, and the gas sensor element having the sensor resistance and the resistance elements connected in series with each other A resistance element group in which one end point is connected to a predetermined potential via the gas sensor element and the other end point is connected to a ground potential, and a control circuit including a microcomputer, the resistance element group, An A / D conversion circuit for inputting a potential at a resistance-sensor connection point with the gas sensor element, and a ground potential as viewed from the connected resistance connection point connected to the resistance connection point between the resistance elements. And a control circuit including a control output terminal that can be switched between a connection state and a high-impedance connection state.
[0012]
In the control system of the present invention, one end point of the resistance element group connected in series with each other is connected to a predetermined potential via the gas sensor element, and the other end point is connected to the ground potential. In addition, a control output terminal is connected to the connection point between the resistance elements. For this reason, a predetermined potential is divided between the resistance element group and the gas sensor element, and if the potential at the resistance-sensor connection point, which is the voltage dividing point, is input to the A / D conversion circuit, the voltage dividing point is obtained by a microcomputer. Based on the change in the potential, the concentration change of the specific gas and the like can be obtained by calculation, and various control operations can be performed.
[0013]
Further, when a certain control output terminal is in a high impedance connection state, the connection point between the resistors connected to the control output terminal is the same as when nothing is connected. On the other hand, when a certain control output terminal is connected to the ground potential, the connection point between the resistors connected to the control output terminal becomes the ground potential. That is, in the resistance element group, only the resistance on the gas sensor element side from the connection point between the resistances set to the ground potential operates as the detection resistance.
Therefore, in the control system of the present invention, the control circuit can appropriately select the control output terminal to be connected to the ground potential based on the potential of the resistance-sensor connection point, and the resistance element connected in series with this. From the group, it is possible to select how many resistance elements on the gas sensor element side are operated as detection resistances, that is, how many detection resistance values of the detection resistances are set. Therefore, even if the sensor resistance changes greatly due to environmental changes such as temperature and humidity, it is possible to measure in the appropriate voltage range by selecting the detection resistance value of the detection resistance to an appropriate value. It can be measured accurately.
[0014]
Specifically, for example, when the sensor resistance becomes small, if the resistance value of the detection resistor is made constant, the potential at the voltage dividing point (resistance-sensor connection point) rises and approaches a predetermined potential, or A / There is a possibility that a change in resistance due to a change in the concentration of a specific gas cannot be sufficiently detected due to exceeding the upper limit that allows D conversion. However, in the control system of the present invention, by reducing the resistance value of the detection resistor, the potential at the voltage dividing point can be lowered and measurement in an appropriate range can be performed. Conversely, when the sensor resistance increases, similarly, by increasing the resistance value of the detection resistor, the potential at the voltage dividing point can be increased and measurement in an appropriate range can be performed.
The control output terminal to be connected to the ground potential is selected so that the detection resistance value of the detection resistance composed of several resistance elements of the resistance element group is close to the sensor resistance value of the gas sensor element. preferable. This is because the detection resistance and the gas sensor element can divide the predetermined potential by approximately ½, and the change in the sensor resistance value due to the change in the concentration of the specific gas appears greatly, enabling accurate measurement.
[0015]
The control output terminal may be realized in any form as long as it can switch between the ground potential connection state and the high impedance connection state as seen from the connection point between the connected resistors. Examples include an open collector type using a transistor and an open drain type using an FET.
The potential at the resistance-sensor connection point may be directly input to the A / D conversion circuit, or may be input to the A / D conversion circuit via a buffer.
[0016]
The control system according to any one of the above, wherein the control circuit calculates a moving average value for a predetermined period immediately before the potential at the resistance-sensor connection point input to the A / D conversion circuit. Average value calculating means; first determining means for determining whether the moving average value is smaller than a first predetermined value; and second determining whether the moving average value is larger than a second predetermined value. When the moving average value is determined to be smaller than the first predetermined value by the determining means and the first determining means, and when the moving average value is larger than the second predetermined value in the second determining means. In any case of the determination, the combined resistance value of one or a plurality of resistance elements that contribute to dividing a predetermined voltage with the gas sensor element in the resistance element group is set to an appropriate value. , Each control output terminal A control output changing means for changing the state, it is preferable to control system comprising a.
[0017]
In the control system of the present invention, first, the moving average value of the predetermined period immediately before is calculated.
The moving average value is not easily affected by noise, fluctuations in sensor resistance in a very short time, and fluctuations in the voltage dividing point. This is because short-term changes are averaged and not so obvious. On the other hand, environmental changes such as changes in temperature and humidity often last for a long time, so if the sensor resistance value increases or decreases due to environmental changes, the moving average value has an effect, and the moving average value gradually increases or decreases. Descend.
[0018]
Next, it is determined whether or not the moving average value is smaller than a first predetermined value and larger than a second predetermined value. When the moving average value is smaller than the first predetermined value or larger than the second predetermined value, the sensor resistance value of the gas sensor element fluctuates due to environmental changes or the like and becomes too large or too small. Yes, with the detection resistance value currently set at the control output terminal, the potential at the resistance-sensor connection point, which is the voltage dividing point, may be too high or too low, making it difficult to accurately measure the specific gas concentration Because.
[0019]
Further, when the moving average value is smaller than the first predetermined value or larger than the second predetermined value, one or more resistors that contribute to dividing a predetermined voltage with the gas sensor element in the resistance element group. The state of each control output terminal is changed so that the combined resistance value of the element is an appropriate value. As a result, the resistance value of the combined resistor serving as the detection resistor is changed to an appropriate value, so that the potential of the voltage dividing point can be set within an appropriate range. Can be measured accurately.
Here, in this specification, the combined resistance value includes the resistance value of the resistance element combined with a plurality of resistance elements and the resistance value of the resistance element when there is one resistance element contributing to voltage division. Is also included.
[0020]
In addition, when explaining in accordance with each solution means, first, as for the first solution means, when the moving average value is smaller than the first predetermined value, the resistance element operating as the detection resistor in the resistance element group To reduce the resistance value of the detection resistor. Specifically, when any of the control output terminals is currently in a high impedance connection state, the resistance connected to the control output terminal when there is a control output terminal currently in a predetermined potential connection state rather than the other end point. The control output terminal connected to the connection point between the resistors that is closer to the gas sensor element than the connection point is set to a predetermined potential connection state.
On the other hand, when the moving average value is larger than the second predetermined value, the resistance value of the detection resistor is increased by increasing the number of resistance elements operating as the detection resistance in the resistance element group. Specifically, only the control output terminal connected to the connection point between the resistors farther from the gas sensor element than the connection point between the resistances connected to the control output terminal currently in the predetermined potential connection state is in the predetermined potential connection state. Or any control output terminal is in a high impedance connection state.
[0021]
In the second solving means, when the moving average value is smaller than the first predetermined value, the resistance value of the detection resistor is increased by increasing the number of resistance elements operating as the detection resistance in the resistance element group. Increase Specifically, only the control output terminal connected to the resistance connection point far from the gas sensor element is connected to the ground potential connection state than the resistance connection point connected to the control output terminal that is currently connected to the ground potential connection state. Or any control output terminal is in a high impedance connection state.
On the other hand, when the moving average value is larger than the second predetermined value, the resistance value of the detection resistor is reduced by reducing the number of resistance elements operating as the detection resistance in the resistance element group. Specifically, when any of the control output terminals is currently in a high-impedance connection state, the control output terminal is connected to a control output terminal that is currently in a ground potential connection state rather than the other end point. The control output terminal connected to the connection point between the resistors closer to the gas sensor element than the connection point between the resistances is set to the ground potential connection state.
[0022]
Furthermore, in the control system according to any one of the above, the microcomputer may be a control system including the control output terminal.
[0023]
In the control system of the present invention, since the microcomputer includes the control output terminal, the value of the detection resistor composed of some of the resistance element groups can be directly controlled by the microcomputer, and switching externally attached to the microcomputer. No element is required, the number of parts can be reduced, and circuit wiring for operating a switching element or the like is also unnecessary. Since there is no circuit connection failure, reliability can be improved.
[0024]
Furthermore, in any of the above control systems, the microcomputer may be a control system including the A / D conversion circuit.
[0025]
In the control system of the present invention, since the microcomputer includes an A / D conversion circuit, a separate A / D converter needs to be externally attached, and once A / D conversion is performed, the microcomputer needs to be input. Therefore, the number of parts can be reduced, and circuit wiring for operating the A / D converter becomes unnecessary. In addition, since there is no connection failure between the two, reliability can be improved.
[0026]
Further, a third solution is a control system using a gas sensor element in which the value of the sensor resistance changes according to a change in the concentration of a specific gas, the gas sensor element having the sensor resistance, a plurality of sets of diodes, and a series thereof. And one end point is connected to the ground potential via the gas sensor element, the other end point is connected to the control output terminal, and the diode is connected to the control output terminal side. A control circuit including a microcomputer and a plurality of sets of diodes and resistance elements, and a combination of the plurality of sets of diodes and resistance elements and the gas sensor element, and a sensor connection point A / D converter circuit for inputting the potential of the current, and the plurality of sets of diodes and resistor elements are connected to each other, and a predetermined potential connection state and grounding Position the connection state and a plurality of said control output terminal capable of switching a control system including a control circuit, a comprising a.
[0027]
The control system of the present invention has a plurality of sets each composed of a diode and a resistance element connected in series, and one end point of each of these sets is connected to the ground potential through the gas sensor element, and the other end Each end point is connected to each control output terminal of the control circuit. In addition, the control output terminal can be switched between a predetermined potential connection state and a ground potential connection state.
For this reason, when the control output terminal is set to the predetermined potential connection state, the predetermined potential is divided by the resistance element and the gas sensor element belonging to the combination of the diode and the resistance element connected thereto. Therefore, if the potential at the pair-sensor connection point, which is the voltage dividing point, is input to the A / D conversion circuit, the change in the concentration of the specific gas can be calculated by the microcomputer based on the change in the potential at the voltage dividing point. In other words, various control operations such as opening / closing the flap of the outside air introduction path and turning on / off the air purifier can be performed.
[0028]
In addition, when a certain control output terminal is connected to the ground potential, the pair of the diode and the resistance element connected to the control output terminal is turned off because a reverse voltage is applied to the diode, and the pair-sensor connection point This is the same as when the pair of the diode and the resistance element is not connected. For this reason, only the resistance element belonging to the combination of the diode and the resistance element connected to the control output terminal in the predetermined potential connection state among the plurality of sets of the diode and resistance element operates as the detection resistor. When two or more control output terminals are connected to a predetermined potential, the resistance value of the detection resistor is a combined resistance value in a state in which a resistance element belonging to a set of a diode and a resistance element connected thereto is connected in parallel.
[0029]
Therefore, in the control system of the present invention, the control circuit can appropriately select the control output terminal to be in the predetermined potential connection state based on the potential at the pair-sensor connection point, and the diode and the resistance element connected thereto It is possible to select a resistance element belonging to any of the groups to operate as a detection resistor, that is, how many detection resistance values of the detection resistor are used. Therefore, even if the sensor resistance changes greatly due to environmental changes such as temperature and humidity, it is possible to measure in the appropriate voltage range by selecting the detection resistance value of the detection resistance to an appropriate value. It can be measured accurately.
[0030]
Specifically, for example, when the sensor resistance increases, the combination of the diode and the resistance element is selected so that the resistance value of the detection resistor increases, and the potential at the voltage dividing point (group-sensor connection point) Can be measured, and measurement within an appropriate range can be made possible. On the other hand, when the sensor resistance decreases, similarly, select a diode / resistive element pair to decrease the resistance value of the detection resistor, increase the potential at the voltage dividing point, and measure within the appropriate range. Can be made possible.
In addition, it is preferable to select the control output terminal to be in a predetermined potential connection state so that the detection resistance value of the detection resistor constituted by one or a plurality of resistance elements is close to the sensor resistance value of the gas sensor element. This is because the detection resistance and the gas sensor element can divide the predetermined potential by approximately ½, and the change in the sensor resistance value due to the change in the concentration of the specific gas appears greatly, enabling accurate measurement.
[0031]
The control output terminal may be realized in any form as long as it can switch between a predetermined potential connection state and a ground potential connection state as seen from the set of the connected diode and resistance element. In other words, the output terminal such as an I / O port terminal of a microcomputer that can output a predetermined potential (power supply potential Vcc) and a ground potential is connected.
Further, the potential at the set-sensor connection point may be directly input to the A / D conversion circuit, or may be input to the A / D conversion circuit via a buffer.
[0032]
Further, a fourth solution is a control system using a gas sensor element in which the value of the sensor resistance changes according to a change in the concentration of a specific gas, the gas sensor element having the sensor resistance, a plurality of sets of diodes, and a series thereof. And one end point is connected to a predetermined potential via the gas sensor element, the other end point is connected to a control output terminal, and the diode is connected to the control output terminal side. A control circuit including a microcomputer and a plurality of sets of diodes and resistance elements, each of which is arranged on the cathode side, and a combination of the plurality of sets of diodes and resistance elements and the gas sensor element-sensor connection point A / D converter circuit that inputs the potential of the above, and the plurality of sets of diodes and resistor elements are connected to each other, and a predetermined potential connection state and grounding Position the connection state and a plurality of said control output terminal capable of switching a control system including a control circuit, a comprising a.
[0033]
The control system of the present invention has a plurality of sets each composed of a diode and a resistance element connected in series, and one end point of each of these sets is connected to a predetermined potential via a gas sensor element, and the other end Each end point is connected to each control output terminal of the control circuit. In addition, the control output terminal can be switched between a predetermined potential connection state and a ground potential connection state.
For this reason, when the control output terminal is set to the ground potential connection state, the predetermined potential is divided by the resistance element and the gas sensor element belonging to the combination of the diode and the resistance element connected thereto. Therefore, if the potential at the pair-sensor connection point, which is the voltage dividing point, is input to the A / D conversion circuit, the change in the concentration of the specific gas can be calculated by the microcomputer based on the change in the potential at the voltage dividing point. Thus, various control operations can be performed.
[0034]
In addition, when a certain control output terminal is connected to a predetermined potential, the diode-resistive element pair connected to the control output terminal is turned off by applying a reverse voltage to the diode, and the pair-sensor connection point. This is the same as when the pair of the diode and the resistance element is not connected. For this reason, out of a plurality of sets of diodes and resistance elements, only the resistance elements belonging to the combination of the diode and resistance elements connected to the control output terminal in the ground potential connection state operate as detection resistors. When two or more control output terminals are connected to the ground potential, the resistance value of the detection resistor is a combined resistance value in a state in which a resistance element belonging to a set of a diode and a resistance element connected thereto is connected in parallel.
[0035]
Therefore, in the control system of the present invention, the control circuit can appropriately select the control output terminal to be connected to the ground potential based on the potential of the pair-sensor connection point, and the diode and the resistance element connected thereto It is possible to select a resistance element belonging to any of the groups to operate as a detection resistor, that is, how many detection resistance values of the detection resistor are used. Therefore, even if the sensor resistance changes greatly due to environmental changes such as temperature and humidity, the measurement can be performed in an appropriate voltage range, so that the concentration of the specific gas can be accurately measured.
[0036]
Specifically, for example, when the sensor resistance increases, the combination of the diode and the resistance element is selected so that the resistance value of the detection resistor increases, and the potential at the voltage dividing point (group-sensor connection point) Can be increased to enable measurement within an appropriate range. Conversely, when the sensor resistance is reduced, select the diode and resistor element pair to reduce the resistance value of the detection resistor, lower the potential at the voltage dividing point, and measure within the appropriate range. Can be made possible.
In addition, it is preferable to select the control output terminal to be connected to the ground potential so that the detection resistance value of the detection resistor constituted by one or a plurality of resistance elements is close to the sensor resistance value of the gas sensor element. This is because the detection resistance and the gas sensor element can divide the predetermined potential by approximately ½, and the change in the sensor resistance value due to the change in the concentration of the specific gas appears greatly, enabling accurate measurement.
[0037]
The control output terminal may be realized in any form as long as it can switch between a predetermined potential connection state and a ground potential connection state as seen from the set of the connected diode and resistance element. In other words, the output terminal such as an I / O port terminal of a microcomputer that can output a predetermined potential (power supply potential Vcc) and a ground potential is connected.
Further, the potential at the set-sensor connection point may be directly input to the A / D conversion circuit, or may be input to the A / D conversion circuit via a buffer.
[0038]
The control system according to any one of the above, wherein the control circuit calculates a moving average value for a predetermined period immediately before the potential of the pair-sensor connection point input to the A / D conversion circuit. Average value calculating means; first determining means for determining whether the moving average value is smaller than a first predetermined value; and the moving average value being larger than a second predetermined value larger than the first predetermined value. A second judging means for judging whether or not the moving average value is smaller than the first predetermined value in the first judging means, and the moving average value in the second judging means In any case where it is determined that the second predetermined value is greater than the second predetermined value, one or more of the plurality of sets of diodes and resistance elements that contribute to dividing a predetermined voltage with the gas sensor element Resistive element belonging to a pair To the combined resistance value with the appropriate value, it may be set to be a control system and a control output changing means for changing the state of the respective control output terminals.
[0039]
In the control system of the present invention, first, the moving average value of the predetermined period immediately before is calculated.
Also in this control system, since the determination is made using the moving average value, it can be made less susceptible to noise, fluctuations in sensor resistance and fluctuations in the voltage dividing point potential in a very short time. This is because short-term changes are averaged and not so obvious. On the other hand, environmental changes such as changes in temperature and humidity often last for a long time, so if the sensor resistance value increases or decreases due to environmental changes, the moving average value has an effect, and the moving average value gradually increases or decreases. Since it descends, fluctuations due to environmental changes can be determined by the moving average value.
[0040]
Next, it is determined whether or not the moving average value is smaller than a first predetermined value and larger than a second predetermined value. When the moving average value is smaller than the first predetermined value or larger than the second predetermined value, the sensor resistance value of the gas sensor element fluctuates due to environmental changes or the like and becomes too large or too small. Yes, with the detection resistance value currently set at the control output terminal, the potential at the resistance-sensor connection point, which is the voltage dividing point, may be too high or too low, making it difficult to accurately measure the specific gas concentration Because.
[0041]
Further, when the moving average value is smaller than the first predetermined value or larger than the second predetermined value, it contributes to dividing the predetermined voltage by the gas sensor element among the plurality of sets of diodes and resistance elements. The state of each control output terminal is changed so that the combined resistance value of the resistance elements belonging to one or a plurality of groups to be set to an appropriate value. As a result, the resistance value of the combined resistor serving as the detection resistor is changed to an appropriate value, so that the potential of the voltage dividing point can be set within an appropriate range. Can be measured accurately.
[0042]
The description will be made in accordance with each solving means. First, for the third solving means, when the moving average value is smaller than the first predetermined value, the state of each control output terminal is changed to change the detection resistance. Reduce the resistance value. Specifically, the resistance value of each control output terminal is set so that the combined resistance value of the resistance element belonging to the combination of the diode and the resistance element connected to the control output terminal in a predetermined potential connection state is smaller than the current resistance value. Change state.
On the other hand, when the moving average value is larger than the second predetermined value, the state of each control output terminal is changed to increase the resistance value of the detection resistor. The state of each control output terminal is changed so that the combined resistance value of the resistance element belonging to the combination of the diode and the resistance element connected to the control output terminal in the predetermined potential connection state becomes a resistance value larger than the current value.
[0043]
In the fourth solution, when the moving average value is smaller than the first predetermined value, the state of each control output terminal is changed to increase the resistance value of the detection resistor. Specifically, the resistance value of each control output terminal is set so that the combined resistance value of the resistance element belonging to the combination of the diode and the resistance element connected to the control output terminal in the ground potential connection state is larger than the current resistance value. Change state.
On the other hand, when the moving average value is larger than the second predetermined value, the state of each control output terminal is changed to reduce the resistance value of the detection resistor. Specifically, the resistance value of each control output terminal is set so that the combined resistance value of the resistance element belonging to the combination of the diode and the resistance element connected to the control output terminal in the ground potential connection state is smaller than the current resistance value. Change state.
[0044]
In any one of the above control systems, the microcomputer is preferably a control system including the control output terminal.
In this control system, since the microcomputer includes a control output terminal, the value of the detection resistor composed of one or a plurality of resistance elements can be directly controlled by the microcomputer, and an external switching element is not required. The number of parts can be reduced, and circuit wiring for operating the switching elements is not necessary. Since there is no circuit connection failure, reliability can be improved.
[0045]
Furthermore, in the control system according to any one of the above, it is preferable that the microcomputer includes the A / D conversion circuit.
In this control system, since the microcomputer includes an A / D conversion circuit, it is not necessary to provide a separate A / D converter and perform A / D conversion once before inputting to the microcomputer. Therefore, the number of parts can be reduced, and circuit wiring for operating the A / D converter becomes unnecessary. In addition, since there is no connection failure between the two, reliability can be improved.
[0046]
Further, a fifth solution is a control system using a gas sensor element in which the value of sensor resistance changes depending on the concentration change of a specific gas, the gas sensor element having sensor resistance, and a plurality of resistance elements, one end of which is A control circuit including a plurality of resistance elements each connected to a ground potential via the gas sensor element and having the other end connected to a control output terminal; and a microcomputer, the plurality of resistance elements and the gas sensor element A control circuit comprising: an A / D conversion circuit for inputting a potential at a resistance-sensor connection point; and the control output terminal connected to each of the plurality of resistance elements and capable of switching between a predetermined potential connection state and a high impedance connection state. And a control system including:
[0047]
The control system of the present invention has a plurality of resistance elements, one end of which is connected to the ground potential via the gas sensor element, and the other end is connected to each control output terminal of the control circuit. In addition, the control output terminal can be switched between a predetermined potential connection state and a high impedance connection state.
For this reason, when the control output terminal is set to the predetermined potential connection state, the predetermined potential is divided by the resistance element and the gas sensor element connected thereto. Therefore, if the potential at the resistance-sensor connection point, which is the voltage dividing point, is input to the A / D conversion circuit, the change in the concentration of the specific gas can be calculated by the microcomputer based on the change in the potential at the voltage dividing point. In other words, various control operations such as opening / closing the flap of the outside air introduction path and turning on / off the air purifier can be performed.
[0048]
Furthermore, when a certain control output terminal is in a high-impedance connection state, the resistance element connected to that control output terminal is turned off, just as if the resistance element is not connected to the resistance-sensor connection point. Become. For this reason, only the resistance element connected to the control output terminal in the predetermined potential connection state among the plurality of resistance elements operates as the detection resistor. When two or more control output terminals are connected to a predetermined potential, the resistance value of the detection resistor is a combined resistance value in a state where the resistance elements connected to these are connected in parallel.
[0049]
Therefore, in the control system of the present invention, the control circuit can appropriately select a control output terminal to be in a predetermined potential connection state based on the potential of the resistance-sensor connection point, and a plurality of resistance elements connected thereto Of these, it is possible to select which resistance element is operated as a detection resistor, that is, what is the detection resistance value of the detection resistor. Therefore, even if the sensor resistance changes greatly due to environmental changes such as temperature and humidity, the detection resistance value of the detection resistance can be switched to select an appropriate value, so that measurement can be performed in an appropriate voltage range. The concentration can be measured accurately.
[0050]
Specifically, for example, when the sensor resistance is increased, one or a plurality of resistance elements are selected so that the resistance value of the detection resistance is increased, and the potential at the voltage dividing point (resistance-sensor connection point) is selected. Can be measured, and measurement within an appropriate range can be made possible. Conversely, when the sensor resistance decreases, similarly, one or a plurality of resistance elements are selected so as to decrease the resistance value of the detection resistor, the potential at the voltage dividing point is increased, and measurement is performed within an appropriate range. Can be made possible.
Note that it is preferable to select a control output terminal that is in a predetermined potential connection state so that a detection resistance value of a detection resistor constituted by one or a plurality of resistance elements is close to a sensor resistance value of the gas sensor element. This is because the detection resistance and the gas sensor element can divide the predetermined potential by approximately ½, and the change in the sensor resistance value due to the change in the concentration of the specific gas appears greatly, enabling accurate measurement.
[0051]
The control output terminal may be realized in any form as long as it can switch between a predetermined potential connection state and a high impedance connection state as viewed from the connected resistance-sensor connection point. A cathode output side of the diode is used as a control output terminal, and an output terminal such as a microcomputer I / O port terminal capable of outputting a predetermined potential (power supply potential Vcc) and ground potential is connected to the anode side via the diode. Is mentioned.
The potential at the resistance-sensor connection point may be directly input to the A / D conversion circuit, or may be input to the A / D conversion circuit via a buffer.
[0052]
Furthermore, in any one of the control systems described above, it is preferable that the microcomputer includes the control output terminal.
In this control system, since the microcomputer includes a control output terminal, the value of the detection resistor composed of one or a plurality of resistance elements can be directly controlled by the microcomputer, and an external switching element is not required. The number of parts can be reduced, and circuit wiring for operating the switching elements is not necessary. Since there is no circuit connection failure, reliability can be improved.
[0053]
Further, the sixth solution is a control system using a gas sensor element in which the value of the sensor resistance changes depending on the concentration change of the specific gas, the gas sensor element having the sensor resistance, and a plurality of resistance elements, Is a control circuit including a plurality of resistance elements that are connected to a predetermined potential via the gas sensor elements and the other ends of which are connected to the control output terminals, and a microcomputer, and includes a plurality of resistance elements and the gas sensor elements. An A / D conversion circuit for inputting a potential at a resistance-sensor connection point and the control included in the microcomputer and connected to each of the plurality of resistance elements to switch between a ground potential connection state and a high impedance connection state And an environmental sensor control system including a control circuit including an output terminal.
[0054]
The control system of the present invention has a plurality of resistance elements, one end of which is connected to a predetermined potential through the gas sensor element, and the other end of each control output terminal included in the microcomputer of the control circuit. Connected to. In addition, the control output terminal can be switched between a ground potential connection state and a high impedance connection state.
For this reason, when the control output terminal is set to the ground potential connection state, the predetermined potential is divided by the resistance element and the gas sensor element connected thereto. Therefore, if the potential at the pair-sensor connection point, which is the voltage dividing point, is input to the A / D conversion circuit, the change in the concentration of the specific gas can be calculated by the microcomputer based on the change in the potential at the voltage dividing point. Thus, various control operations can be performed.
[0055]
Furthermore, when a certain control output terminal is in a high-impedance connection state, the resistance element connected to that control output terminal is turned off, as if this resistance element is not connected to the resistance-sensor connection point. become. For this reason, among the plurality of resistance elements, only the resistance element connected to the control output terminal in the ground potential connection state operates as the detection resistance. When two or more control output terminals are connected to the ground potential, the resistance value of the detection resistor is a combined resistance value in a state where the resistance elements connected to these are connected in parallel.
[0056]
Therefore, in the control system of the present invention, the control circuit can appropriately select the control output terminal to be connected to the ground potential based on the potential at the resistance-sensor connection point, and among the resistance elements connected to the control output terminal It is possible to select which resistance element is operated as a detection resistor, that is, how many detection resistance values of the detection resistor are used. Therefore, even if the sensor resistance changes greatly due to environmental changes such as temperature and humidity, the measurement can be performed in an appropriate voltage range, so that the concentration of the specific gas can be accurately measured.
[0057]
Specifically, for example, when the sensor resistance is increased, one or a plurality of resistance elements are selected so that the resistance value of the detection resistance is increased, and the potential at the voltage dividing point (resistance-sensor connection point) is selected. Can be increased to enable measurement within an appropriate range. Conversely, when the sensor resistance decreases, similarly, select one or a plurality of resistance elements so as to decrease the resistance value of the detection resistor, lower the potential at the voltage dividing point, and measure within an appropriate range. Can be made possible.
In addition, it is preferable to select the control output terminal to be connected to the ground potential so that the detection resistance value of the detection resistor constituted by one or a plurality of resistance elements is close to the sensor resistance value of the gas sensor element. This is because the detection resistance and the gas sensor element can divide the predetermined potential by approximately ½, and the change in the sensor resistance value due to the change in the concentration of the specific gas appears greatly, enabling accurate measurement.
[0058]
Furthermore, in the control system of the present invention, since the control output terminal is included in the microcomputer, the value of the detection resistor composed of one or a plurality of resistance elements can be directly controlled by the microcomputer. Therefore, there is no need to externally provide a switching element such as a transistor between the microcomputer and the resistance element, the number of parts can be reduced, and circuit wiring for operating the switching element is not necessary. In addition, since there is no connection failure in the circuit, reliability can be improved.
[0059]
The control output terminal included in the microcomputer is realized in any form as long as it can switch between the ground potential connection state and the high impedance connection state as viewed from the connected resistance-sensor connection point. For example, an open collector format or an open drain format may be used.
The potential at the resistance-sensor connection point may be directly input to the A / D conversion circuit, or may be input to the A / D conversion circuit via a buffer.
[0060]
The control system according to any one of the above, wherein the control circuit calculates a moving average value for a predetermined period immediately before the potential at the resistance-sensor connection point input to the A / D conversion circuit. Average value calculating means; first determining means for determining whether the moving average value is smaller than a first predetermined value; and the moving average value being larger than a second predetermined value larger than the first predetermined value. A second judging means for judging whether or not the moving average value is smaller than the first predetermined value in the first judging means, and the moving average value in the second judging means A combined resistance of one or a plurality of resistance elements that contributes to dividing a predetermined voltage with the gas sensor element among the plurality of resistance elements in any case where it is determined that the second resistance value is greater than the second predetermined value. Value with the appropriate value So that, the better to the control system and a control output changing means for changing the state of the respective control output terminals.
[0061]
In the control system of the present invention, first, the moving average value of the predetermined period immediately before is calculated.
Also in this control system, since the determination is made using the moving average value, it can be made less susceptible to noise, fluctuations in sensor resistance and fluctuations in the voltage dividing point potential in a very short time. This is because short-term changes are averaged and not so obvious. On the other hand, environmental changes such as changes in temperature and humidity often last for a long time, so if the sensor resistance value increases or decreases due to environmental changes, the moving average value has an effect, and the moving average value gradually increases or decreases. Since it descends, fluctuations due to environmental changes can be determined by the moving average value.
[0062]
Next, it is determined whether or not the moving average value is smaller than a first predetermined value and larger than a second predetermined value. When the moving average value is smaller than the first predetermined value or larger than the second predetermined value, the sensor resistance value of the gas sensor element fluctuates due to environmental changes or the like and becomes too large or too small. Yes, with the detection resistance value currently set at the control output terminal, the potential at the resistance-sensor connection point, which is the voltage dividing point, may be too high or too low, making it difficult to accurately measure the specific gas concentration Because.
[0063]
Furthermore, when the moving average value is smaller than the first predetermined value or larger than the second predetermined value, one or more contributing to dividing a predetermined voltage with the gas sensor element among the plurality of resistance elements. The state of each control output terminal is changed so that the combined resistance value of the resistor elements is an appropriate value. As a result, the resistance value of the combined resistor serving as the detection resistor is changed to an appropriate value, so that the potential of the voltage dividing point can be set within an appropriate range. Can be measured accurately.
[0064]
In the case of the fifth solving means, when the moving average value is smaller than the first predetermined value, the state of each control output terminal is changed to change the detection resistance. Reduce the resistance value. The state of each control output terminal is changed so that the combined resistance value of the resistance elements connected to the control output terminal in the predetermined potential connection state becomes a resistance value smaller than the current value.
On the other hand, when the moving average value is larger than the second predetermined value, the state of each control output terminal is changed to increase the resistance value of the detection resistor. The state of each control output terminal is changed so that the combined resistance value of the resistance elements connected to the control output terminal in the predetermined potential connection state becomes a larger resistance value than the current value.
[0065]
On the other hand, for the sixth solution, when the moving average value is smaller than the first predetermined value, the state of each control output terminal is changed to increase the resistance value of the detection resistor. The state of each control output terminal is changed so that the combined resistance value of the resistance elements connected to the control output terminal in the ground potential connection state becomes a resistance value larger than the current resistance value.
On the other hand, when the moving average value is larger than the second predetermined value, the state of each control output terminal is changed to reduce the resistance value of the detection resistor. The state of each control output terminal is changed so that the combined resistance value of the resistance elements connected to the control output terminal in the ground potential connection state is smaller than the current resistance value.
[0066]
In any one of the above control systems, the microcomputer is preferably a control system including the A / D conversion circuit terminal.
In this control system, since the microcomputer includes an A / D conversion input terminal, it is not necessary to externally attach an A / D converter and perform A / D conversion once before inputting to the microcomputer. For this reason, the number of parts can be reduced, and circuit wiring for operating the A / D converter becomes unnecessary. Since there is no circuit connection failure, reliability can be improved.
[0067]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Embodiment 1)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings shown in FIGS. The circuit diagram shown in FIG. 1 shows an outline of the
[0068]
For this reason, the
[0069]
On the other hand, the control output terminals 13T1 and 13T2 of the
Here, if the
[0070]
Accordingly, when the
In this way, the
[0071]
Here, the output terminals 14T1 and 14T2 are obtained by diverting the I / O port terminals of the
The
[0072]
Next, control related to the combined resistance value Rd for dividing the power supply voltage Vcc together with the
[0073]
Next, in step S2, it is determined that a timer, which will be described later, is counted up. In step S3, a moving average value Md for 100 sensor output data Dad for the last 40 seconds is calculated. When the sensor resistance value Rs changes, the potential Vd of the voltage dividing point Pd, and hence the sensor output data Dad obtained by A / D conversion thereof, immediately changes. However, since this moving average value Md is the average value of the sensor output data Dad for the last 40 seconds, it has a property that it is not easily affected by noise, a short-time fluctuation of the voltage dividing point potential, and the like. On the other hand, when the sensor resistance value Rs changes due to environmental changes such as temperature and humidity, since the change continues for a long time, the moving average value Md is also affected. For example, when the sensor resistance value Rs increases due to environmental changes, the sensor output data Dad increases over a long period of time, so the moving average value Md also increases gradually. On the other hand, when the sensor resistance value Rs decreases due to environmental changes, the sensor output data Dad also decreases over a long period of time, and the moving average value Md also decreases gradually.
Therefore, by using the moving average value Md, it is possible to detect a change in the sensor resistance value Rs due to a change in the environment without being influenced by noise or a change in the potential of the voltage dividing point for a short time.
[0074]
Next, in step S4, it is determined whether or not the moving average value Md is smaller than the first predetermined value N1, and if Yes (Md <N1), the process proceeds to step S6. In the case of No, it is determined in step S5 whether or not the moving average value Md is larger than the second predetermined value N2 that is larger than the first predetermined value N1. If Yes (Md> N2), the process proceeds to step S6. If No, the process returns to step S1 to repeat the same measurement.
[0075]
Next, the processing after step S6 will be described. As described above, when the moving average value Md is smaller than the first predetermined value N1 or larger than the second predetermined value N2, the processes after step S6 are performed. In these cases, because the sensor resistance value Rs is too small or too large due to environmental changes or the like, there is a risk that a change in the sensor resistance value Rs due to a change in the concentration of the specific gas cannot be accurately detected from the sensor output data Dad. It is.
[0076]
On the other hand, first, in step S6, an appropriate detection resistance value Rdo is calculated. Here, under the control of the control circuit 13 (microcomputer 14), the current combined resistance value (detected resistance value) Rd is known. Further, the potential Vd of the voltage dividing point Pd can also be acquired in the state of the sensor output data Dad. Accordingly, since the current sensor resistance Rs can be calculated, an optimal detection resistance value is calculated from the sensor resistance Rs or the sensor resistance Rs and the moving average value Md, and the closest appropriate detection resistance value Rdo is selected. To do. This is because the detection resistance value Rd, which is the combined resistance value, is not an arbitrary value, but can only take a value that combines the
Specifically, the proper detection resistance value Rdo may be selected so as to be substantially the same value as the sensor resistance Rs.
[0077]
Next, in step S7, the states of the
[0078]
When the moving average value Md is smaller than the first predetermined value N1, the number of
[0079]
On the other hand, when the moving average value Md is larger than the second predetermined value N2, the number of
[0080]
Thereafter, a timer is set in step S8, the process returns to step S1, and the same measurement is repeated. Note that the timer is set in step S8 after the state of each control output terminal 13T1, 13T2 is changed, because the detection resistance value Rd is significantly different from that before the change, so that the predetermined time Tm = after 40 seconds has passed, This is because the determination based on the moving average value Md (steps S4 and S5) becomes inaccurate, so that the determination based on steps S4 and S5 is performed after the predetermined time Tm = 40 seconds.
[0081]
Next, this process will be described with reference to FIGS. 3 and 4 according to a specific variation example of the moving average value Md. In this example, the first predetermined value N1 = 1 (V) and the second predetermined value N2 = 3 (V).
First, as shown in the graph of FIG. 3, for example, at time t = ts, the moving average value Md, which was about 2.5 V, gradually decreases due to environmental changes, and at time t1, the first predetermined value N1 Suppose that the voltage falls below 1 (V). Then, Yes is determined in the above step S4, the proper detection resistance value Rdo is calculated in step S6, and the state of the control output terminals 13T1 and 13T2 is changed so as to be the proper detection resistance value Rdo in step 7. Specifically, in order to increase the potential Vd of the voltage dividing point Pd, a value smaller than the current detection resistance value Rd is selected as the proper detection resistance value Rdo, and the value of the combined resistance of the
[0082]
As a result, the potential Vd of the voltage dividing point Pd and the sensor output data Dad obtained by A / D conversion of the potential Vd are increased to a value in an appropriate range. Note that the moving average value Md is not calculated during the period from time t1 to t2 (= t1 + 40 seconds) by the timer.
In this way, the state of the control output terminals 13T1 and 13T2 is changed. Since the sensor output data Dad after time t1 has a value between the first predetermined value N1 and the second predetermined value N2, the time after time t2 is changed. The moving average value Md is also a value between the first predetermined value N1 and the second predetermined value N2.
[0083]
If the moving average value Md continues to decrease and falls below the first predetermined value N1 again at time t3, the appropriate detection resistance value Rdo is calculated again at this time, and the control output terminal 13T1, What is necessary is just to make the detection resistance value Rd small by changing the state of 13T2. Also in this case, the moving average value Md is not calculated during the period from time t3 to t4 (= t3 + 40 seconds).
[0084]
Similarly, as shown in the graph of FIG. 4, for example, at time t = ts, the moving average value Md, which was about 2.5 V, gradually increases due to environmental changes, and at time t5, the second predetermined value is reached. It is assumed that N2 = 3 (V) is exceeded. Then, Yes is determined in step S5, the proper detection resistance value Rdo is calculated in step S6, and the states of the control output terminals 13T1 and 13T2 are changed so that the proper detection resistance value Rdo is obtained in step 7. Specifically, in order to lower the potential Vd of the voltage dividing point Pd, a value larger than the current detection resistance value Rd is selected as the proper detection resistance value Rdo, and the value of the combined resistance of the
[0085]
As a result, the potential Vd of the voltage dividing point Pd and the sensor output data Dad obtained by A / D conversion of the potential Vd are reduced to an appropriate range of values. Note that the moving average value Md is not calculated during the period from time t5 to t6 (= t5 + 40 seconds) by the timer.
In this way, the state of the control output terminals 13T1 and 13T2 is changed, and the sensor output data Dad after time t5 becomes a value between the first predetermined value N1 and the second predetermined value N2, and therefore after time t6. The moving average value Md is also a value between the first predetermined value N1 and the second predetermined value N2.
[0086]
If the moving average value Md continues to rise and exceeds the second predetermined value N2 again at time t7, the appropriate detection resistance value Rdo is calculated again at this time, and the control output terminal 13T1, What is necessary is just to make the detection resistance value Rd small by changing the state of 13T2. Also in this case, the moving average value Md is not calculated during the period from time t7 to t8 (= t7 + 40 seconds).
[0087]
As described above, in the
For this reason, even if the sensor resistance value Rs of the
Further, in the present embodiment, the moving average value Md is calculated, and when this value is less than the first predetermined value N1 or exceeds the second predetermined value N2, the control output terminal 13T1, so as to have the proper detection resistance value Rdo. Since the state of 13T2 is changed, the potential Vd (sensor output data Dad) of the voltage dividing point Pd can be measured within an appropriate range without being affected by short-term fluctuations due to noise or the like.
Therefore, it is possible to accurately measure the concentration of the specific gas and to use for system control.
[0088]
(Embodiment 2)
Next, the
As in the first embodiment, the
[0089]
The
[0090]
Further, the potential Vd at the voltage dividing point Pd is different in that it moves in the opposite direction to that of the first embodiment due to fluctuations in the sensor resistance value Rs of the
[0091]
Similar to the first embodiment, the potential Vd at the voltage dividing point Pd is input to the input terminal 23AD of the
Unlike the first embodiment, the
Further, the control output terminals 23T1 and 23T2 of the
[0092]
Therefore, when both the
Thus, by changing the state of the
[0093]
The
[0094]
Also in the second embodiment, the control related to the detection resistance value (synthetic resistance value) Rd that divides the power supply voltage Vcc together with the
Also in the
[0095]
Next, in step S2, it is determined whether a timer to be described later is counted up. In step S3, a moving average value Md for 100 pieces of sensor output data Dad for the last 40 seconds is calculated.
The moving average value Md is less affected by short-term fluctuations, but is similar to the first embodiment in that environmental changes such as temperature and humidity that continue to change over a long period of time appear. Therefore, by using the moving average value Md, it is possible to detect a change in the sensor resistance value Rs due to a change in the environment without being affected by noise or a change in the operating point potential for a short time.
[0096]
Next, in step S4, it is determined whether or not the moving average value Md is smaller than the first predetermined value N1, and if Yes (Md <N1), the process proceeds to step S6. In the case of No, it is determined in step S5 whether or not the moving average value Md is larger than the second predetermined value N2 that is larger than the first predetermined value N1. If Yes (Md> N2), the process proceeds to step S6. If No, the process returns to step S1 to repeat the same measurement.
[0097]
Next, the processing after step S6 will be described. As in the first embodiment, when the moving average value Md gradually changes and becomes smaller than the first predetermined value N1, or when the moving average value Md becomes larger than the second predetermined value N2, the processes after step S6 are performed. Specifically, when the sensor resistance value Rs is large and the potential Vd at the voltage dividing point Pd continues to be small due to environmental changes, the moving average value Md gradually decreases to a point when it becomes smaller than the first predetermined value N1. In step S6 and subsequent steps, processing is performed. Similarly, if the state where the sensor resistance value Rs is small and the potential Vd of the voltage dividing point Pd is continued, the moving average value Md gradually increases and the processing after step S6 is performed when the moving average value Md becomes larger than the second predetermined value N2. Is made. This is because if the potential Vd at the voltage dividing point Pd is too small or too large, there is a risk that a change in the sensor resistance value Rs due to a change in the concentration of the specific gas cannot be accurately detected from the sensor output data Dad.
[0098]
On the other hand, in the same manner as in the second embodiment, an appropriate detection resistance value Rdo is calculated in step S6. Here, the current combined resistance value (detected resistance value) Rd is known. Further, the potential Vd of the voltage dividing point Pd can also be acquired in the state of the sensor output data Dad. Accordingly, since the current sensor resistance Rs can be calculated, an optimal detection resistance value is calculated from the sensor resistance Rs or the sensor resistance Rs and the moving average value Md, and the closest appropriate detection resistance value Rdo is selected. To do. Specifically, the proper detection resistance value Rdo may be selected so as to be substantially the same value as the sensor resistance Rs.
[0099]
Next, in step S7, the states of the
[0100]
When the moving average value Md is smaller than the first predetermined value N1, the number of
[0101]
When the moving average value Md is larger than the second predetermined value N2, the number of
[0102]
Thereafter, as in the first embodiment, a timer is set in step S8, the process returns to step S1, and the same measurement is repeated. The reason why the timer is set in step S8 is to make the determination in steps S4 and S5 after the predetermined time Tm = 40 seconds have elapsed.
As a result of such processing, also in the second embodiment, when the sensor resistance value Rs of the
[0103]
Therefore, also in the
Further, in the present embodiment, the moving average value Md is calculated, and when it is below the first predetermined value N1 or exceeds the second predetermined value N2, the control output terminal 23T1, so as to be the appropriate detection resistance value Rdo. Since the state of 23T2 is changed, the potential Vd (sensor output data Dad) of the voltage dividing point Pd can be measured within an appropriate range without being affected by short-term fluctuations due to noise or the like.
Therefore, it is possible to accurately measure the concentration of the specific gas and to use for system control.
[0104]
(Embodiment 3)
Next, a
[0105]
In the
[0106]
Here, at least one of the control output terminals 33T1 and the like is set to the power supply potential and the rest is connected to the ground potential, for example, the
Thus, by changing the state of the
[0107]
Similar to the first and second embodiments, the potential Vd at the voltage dividing point Pd is input to the input terminal 33AD of the
Further, the
[0108]
Also in the third embodiment, the processing flow similar to that described in the first and second embodiments is related to the detection resistance value (synthetic resistance value) Rd of the
Also in the
[0109]
Next, in step S2, it is determined whether the timer has been counted up. In step S3, a moving average value Md for 100 pieces of sensor output data Dad for the last 40 seconds is calculated.
The moving average value Md is less likely to be affected by fluctuations for a short time, but changes in the environment such as temperature and humidity that continue to change over a long period of time appear. It is possible to detect a change in the sensor resistance value Rs due to a change in the environment without being affected by a change in the operating point potential.
[0110]
Next, in step S4, it is determined whether or not the moving average value Md is smaller than the first predetermined value N1, and if Yes (Md <N1), the process proceeds to step S6. In the case of No, it is determined in step S5 whether or not the moving average value Md is larger than the second predetermined value N2 that is larger than the first predetermined value N1. If Yes (Md> N2), the process proceeds to step S6. If No, the process returns to step S1 to repeat the same measurement.
[0111]
Similar to the first and second embodiments, the processing after step S6 is performed when the moving average value Md gradually changes and becomes smaller than the first predetermined value N1, or when it becomes larger than the second predetermined value N2. The process after S6 is performed. First, an appropriate detection resistance value Rdo is calculated in step S6. Here, the current combined resistance value (detected resistance value) Rd is known. Further, the potential Vd of the voltage dividing point Pd can also be acquired in the state of the sensor output data Dad. Accordingly, since the current sensor resistance Rs can be calculated, an optimal detection resistance value is calculated from the sensor resistance Rs or the sensor resistance Rs and the moving average value Md, and the closest appropriate detection resistance value Rdo is selected. To do. Specifically, the proper detection resistance value Rdo may be selected so as to be substantially the same value as the sensor resistance Rs.
[0112]
Next, in step S7, the state of the
[0113]
When the moving average value Md is smaller than the first predetermined value N1, the value of the combined resistance value Rd composed of the resistance elements operating as the detection resistance among the resistance elements 32AR and the like belonging to each set 32A and the like. The state of the
On the contrary, when the moving average value Md is smaller than the second predetermined value N2, the control output terminal 33T1 or the like is set so as to increase the value of the combined resistance value Rd composed of the resistance element operating as the detection resistor. Change the state of.
[0114]
Thereafter, as in the first and second embodiments, the timer is set in step S8, the process returns to step S1, and the same measurement is repeated. The reason why the timer is set in step S8 is to make the determination in steps S4 and S5 after the predetermined time Tm = 40 seconds. By such processing, also in the third embodiment, when the sensor resistance value Rs of the
[0115]
Therefore, even in the
Further, in the third embodiment, the moving average value Md is calculated, and when this value is below the first predetermined value N1 or exceeds the second predetermined value N2, the control output terminal 33T1 is set so as to have the proper detection resistance value Rdo. Thus, the potential Vd (sensor output data Dad) at the voltage dividing point Pd can be measured within an appropriate range without being affected by short-term fluctuations due to noise or the like.
Moreover, in the first and second embodiments, the
Therefore, it is possible to accurately measure the concentration of the specific gas and to use for system control.
[0116]
(Embodiment 4)
Next, a
Similar to the
[0117]
In the
[0118]
Here, at least one of the control output terminals 43T1 and the like is set to the ground potential and the rest is connected to the power supply potential, for example, the
Thus, by changing the state of the
[0119]
The potential Vd at the voltage dividing point Pd is input to the input terminal 43AD of the
The
[0120]
Also in the fourth embodiment, a detection resistance value (synthetic resistance value) Rd that divides the power supply voltage Vcc together with the
Also in the
[0121]
Next, in step S2, it is determined whether the timer has been counted up. In step S3, a moving average value Md for 100 pieces of sensor output data Dad for the last 40 seconds is calculated.
The moving average value Md is not affected by noise, fluctuations in the operating point potential for a short time, and the like, and fluctuations in the sensor resistance value Rs due to environmental changes can be detected.
[0122]
Next, in step S4, it is determined whether or not the moving average value Md is smaller than the first predetermined value N1, and if Yes (Md <N1), the process proceeds to step S6. In the case of No, it is determined in step S5 whether or not the moving average value Md is larger than the second predetermined value N2 that is larger than the first predetermined value N1. If Yes (Md> N2), the process proceeds to step S6. If No, the process returns to step S1 to repeat the same measurement.
[0123]
In the processing after step S6, first, an appropriate detected resistance value Rdo is calculated in step S6. The optimum detection resistance value is calculated from the calculated current sensor resistance Rs or the sensor resistance Rs and the moving average value Md, and the closest appropriate detection resistance value Rdo is selected. Specifically, the proper detection resistance value Rdo may be selected so as to be substantially the same value as the sensor resistance Rs.
[0124]
Next, in step S7, the state of the
[0125]
When the moving average value Md is smaller than the first predetermined value N1, unlike the third embodiment, the resistance element 42AR and the like belonging to each set 42A and the like is configured by a resistance element that operates as a detection resistor. The state of the
On the contrary, when the moving average value Md is larger than the second predetermined value N2, the control output terminal 43T1 or the like is set so as to reduce the value of the combined resistance value Rd formed of the resistance element operating as the detection resistor. Change the state of.
[0126]
Thereafter, as in the first to third embodiments, the timer is set in step S8, the process returns to step S1, and the same measurement is repeated. The reason why the timer is set in step S8 is to make the determination in steps S4 and S5 after the predetermined time Tm = 40 seconds. By such processing, also in the fourth embodiment, control as shown in FIGS. 3 and 4 can be performed even when the sensor resistance value Rs of the
[0127]
Therefore, also in the
Further, in the fourth embodiment, the moving average value Md is calculated, and when this value falls below the first predetermined value N1 or exceeds the second predetermined value N2, the control output terminal 43T1 is set so as to have the proper detection resistance value Rdo. Thus, the potential Vd (sensor output data Dad) at the voltage dividing point Pd can be measured within an appropriate range without being affected by short-term fluctuations due to noise or the like.
Moreover, since the three resistance elements 42AR, 42BR, and 42CR are connected in parallel also in the fourth embodiment, it can be changed in six ways, and by using a small number of the resistance elements 42AR and the
Therefore, it is possible to accurately measure the concentration of the specific gas and to use for system control.
[0128]
(Embodiment 5)
Next, a
[0129]
In the
[0130]
Here, at least one of the control output terminal 53T1 and the like is set to the power supply potential, and the rest is connected to the high impedance, for example, the
In the fifth embodiment, as a circuit configuration capable of switching between a power supply potential connection state and a high impedance connection state, a tri-state input / output port is used to set an output port and output a power supply voltage, and an input port The setting is switched to high impedance.
Thus, by changing the state of the
[0131]
The potential Vd of the voltage dividing point Pd is input to the input terminal 53AD of the
The
[0132]
Also in the fifth embodiment, the processing flow similar to that described in the first to fourth embodiments is related to the detection resistance value (synthetic resistance value) Rd of the
Also in the
[0133]
Next, in step S2, it is determined whether the timer has been counted up. In step S3, a moving average value Md for 100 pieces of sensor output data Dad for the last 40 seconds is calculated. By using this moving average value Md, it is possible to detect a change in the sensor resistance value Rs due to a change in the environment without being affected by noise or a change in the operating point potential for a short time.
[0134]
Next, in step S4, it is determined whether or not the moving average value Md is smaller than the first predetermined value N1, and if Yes (Md <N1), the process proceeds to step S6. In the case of No, it is determined in step S5 whether or not the moving average value Md is larger than the second predetermined value N2 that is larger than the first predetermined value N1. If Yes (Md> N2), the process proceeds to step S6. If No, the process returns to step S1 to repeat the same measurement.
[0135]
In step S6, an appropriate detection resistance value Rdo is calculated. As in the third embodiment, the current sensor resistance Rs is calculated, and an optimal detection resistance value is calculated from the sensor resistance Rs or the sensor resistance Rs and the moving average value Md. Select Rdo. Specifically, the proper detection resistance value Rdo may be selected so as to be substantially the same value as the sensor resistance Rs.
[0136]
Next, in step S7, the state of the
[0137]
When the moving average value Md is smaller than the first predetermined value N1, the value of the combined resistance value Rd composed of the resistance elements operating as the detection resistance among the
On the contrary, when the moving average value Md is larger than the second predetermined value N2, the control output terminal 53T1 or the like is set so as to increase the value of the combined resistance value Rd formed of the resistance element operating as the detection resistor. Change the state of.
[0138]
Thereafter, as in the first to fourth embodiments, a timer is set in step S8, the process returns to step S1, and the same measurement is repeated. The reason why the timer is set in step S8 is to make the determination in steps S4 and S5 after the predetermined time Tm = 40 seconds. By such processing, also in the fifth embodiment, when the sensor resistance value Rs of the
[0139]
Therefore, also in the
Further, in the fifth embodiment, the moving average value Md is calculated, and when this value is below the first predetermined value N1 or exceeds the second predetermined value N2, the control output terminal 53T1 is set so as to have the proper detection resistance value Rdo. Thus, the potential Vd (sensor output data Dad) at the voltage dividing point Pd can be measured within an appropriate range without being affected by short-term fluctuations due to noise or the like.
Moreover, in this embodiment, the three
Therefore, it is possible to accurately measure the concentration of the specific gas and to use for system control.
[0140]
(Embodiment 6)
Next, a
Similar to the
[0141]
In the
[0142]
Here, at least one of the control output terminals 63T1 and the like is connected to a high impedance, and the rest is connected to a ground potential, for example, the
Thus, by changing the state of the
[0143]
The potential Vd of the voltage dividing point Pd is input to the input terminal 63AD of the
The
[0144]
Also in the sixth embodiment, the flow of processing similar to that described in the first to fifth embodiments is related to the detection resistance value (synthetic resistance value) Rd of the
Also in the
[0145]
Next, in step S2, it is determined whether the timer has been counted up. In step S3, a moving average value Md for 100 pieces of sensor output data Dad for the last 40 seconds is calculated.
The moving average value Md is not affected by noise, fluctuations in the operating point potential for a short time, and the like, and fluctuations in the sensor resistance value Rs due to environmental changes can be detected.
[0146]
Next, in step S4, it is determined whether or not the moving average value Md is smaller than the first predetermined value N1, and if Yes (Md <N1), the process proceeds to step S6. In the case of No, it is determined in step S5 whether or not the moving average value Md is larger than the second predetermined value N2 that is larger than the first predetermined value N1. If Yes (Md> N2), the process proceeds to step S6. If No, the process returns to step S1 to repeat the same measurement.
[0147]
In the processing after step S6, first, an appropriate detected resistance value Rdo is calculated in step S6. The optimum detection resistance value is calculated from the calculated current sensor resistance Rs or the sensor resistance Rs and the moving average value Md, and the closest appropriate detection resistance value Rdo is selected. Specifically, the proper detection resistance value Rdo may be selected so as to be substantially the same value as the sensor resistance Rs.
[0148]
Next, in step S7, the state of the
[0149]
Note that when the moving average value Md is smaller than the first predetermined value N1, unlike the fifth embodiment, the combined resistance value Rd constituted by the resistance elements operating as the detection resistance among the
On the contrary, when the moving average value Md is larger than the second predetermined value N2, the control output terminal 63T1 or the like is set so as to reduce the value of the combined resistance value Rd composed of the resistance element operating as the detection resistor. Change the state of.
[0150]
Thereafter, similarly to the first to fifth embodiments, a timer is set in step S8, the process returns to step S1, and the same measurement is repeated. The reason why the timer is set in step S8 is to make the determination in steps S4 and S5 after the predetermined time Tm = 40 seconds. By such processing, also in the fourth embodiment, even when the sensor resistance value Rs of the
[0151]
Therefore, even in the
Further, in the sixth embodiment, the moving average value Md is calculated, and when this value is below the first predetermined value N1 or exceeds the second predetermined value N2, the control output terminal 63T1 is set so as to have the proper detection resistance value Rdo. Thus, the potential Vd (sensor output data Dad) at the voltage dividing point Pd can be measured within an appropriate range without being affected by short-term fluctuations due to noise or the like.
Moreover, in the sixth embodiment, the three
Therefore, it is possible to accurately measure the concentration of the specific gas and to use for system control.
[0152]
In the above, the present invention has been described with reference to the first to sixth embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it can be applied as appropriate without departing from the scope of the present invention. Nor.
For example, in each of the
Further, in each of the above embodiments, three resistance elements are used, but it is obvious that a larger number of resistance elements may be used and appropriately selected.
In each of the above embodiments, the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a schematic configuration of a control system according to a first embodiment.
FIG. 2 is a flowchart regarding switching of control output terminals in the control system according to the first embodiment;
FIG. 3 is a graph for explaining the operation when the moving average value Md is lowered according to the first embodiment;
FIG. 4 is a graph for explaining an operation when the moving average value Md increases according to the first embodiment;
FIG. 5 is a circuit diagram showing a schematic configuration of a control system according to a second embodiment.
FIG. 6 is a circuit diagram showing a schematic configuration of a control system according to a third embodiment.
FIG. 7 is a circuit diagram showing a schematic configuration of a control system according to a fourth embodiment.
FIG. 8 is a circuit diagram showing a schematic configuration of a control system according to a fifth embodiment.
FIG. 9 is a circuit diagram illustrating a schematic configuration of a control system according to a sixth embodiment;
[Explanation of symbols]
10, 20, 30, 40, 50, 60 Control system
11, 21, 31, 41, 51, 61 Gas sensor element
Pd partial pressure point
Rs Sensor resistance value
Rd1, Rd2, Rd3 resistance
12,22 resistance element group
32, 42 A set of diode and resistor
13:23, 33, 43, 53, 63 Control circuit
13T1, 13T2, 23T1, 23T2, 33T1, 33T2, 33T3, 43T1, 43T2, 43T3, 53T1, 53T2, 53T3, 63T1, 63T2, 63T3 Control output terminal
14, 24, 34, 44, 54, 64 Microcomputer
17, 27, 37, 47, 57, 67 A / D conversion circuit
19, 29, 39, 49, 59, 69 Electronic control assembly
Claims (11)
センサ抵抗を有するガスセンサ素子と、
互いに直列に接続された抵抗素子群であって、
一方の端点が上記ガスセンサ素子を介して接地電位に接続し、
他方の端点が所定電位に接続する
抵抗素子群と、
マイクロコンピュータを含む制御回路であって、
上記抵抗素子群と上記ガスセンサ素子との抵抗−センサ接続点の電位を入力するＡ／Ｄ変換回路、及び
上記抵抗素子同士の抵抗間接続点にそれぞれ接続され、接続された上記抵抗間接続点から見て、所定電位接続状態とハイインピーダンス接続状態のいずれかに切替え可能な制御出力端子、
を備える制御回路と、
を含む制御システム。A control system using a gas sensor element in which the value of sensor resistance changes depending on the concentration change of a specific gas,
A gas sensor element having sensor resistance;
A group of resistance elements connected in series with each other,
One end point is connected to the ground potential via the gas sensor element,
A resistance element group having the other end point connected to a predetermined potential;
A control circuit including a microcomputer,
An A / D conversion circuit for inputting a potential at a resistance-sensor connection point between the resistance element group and the gas sensor element, and a connection point between the resistance elements connected to each other between the resistance elements. As shown, a control output terminal that can be switched between a predetermined potential connection state and a high impedance connection state,
A control circuit comprising:
Including control system.
センサ抵抗を有するガスセンサ素子と、
互いに直列に接続された抵抗素子群であって、
一方の端点が上記ガスセンサ素子を介して所定電位に接続し、
他方の端点が接地電位に接続する
抵抗素子群と、
マイクロコンピュータを含む制御回路であって、
上記抵抗素子群と上記ガスセンサ素子との抵抗−センサ接続点の電位を入力するＡ／Ｄ変換回路、及び
上記抵抗素子同士の抵抗間接続点にそれぞれ接続され、接続された上記抵抗間接続点から見て、接地電位接続状態とハイインピーダンス接続状態のいずれかｓに切替え可能な制御出力端子、
を備える制御回路と、
を含む制御システム。A control system using a gas sensor element in which the value of sensor resistance changes depending on the concentration change of a specific gas,
A gas sensor element having sensor resistance;
A group of resistance elements connected in series with each other,
One end point is connected to a predetermined potential via the gas sensor element,
A resistance element group having the other end point connected to the ground potential;
A control circuit including a microcomputer,
An A / D conversion circuit for inputting a potential at a resistance-sensor connection point between the resistance element group and the gas sensor element, and a connection point between the resistance elements connected to each other between the resistance elements. As shown, a control output terminal that can be switched between a ground potential connection state and a high-impedance connection state.
A control circuit comprising:
Including control system.
前記制御回路は、
前記Ａ／Ｄ変換回路に入力された抵抗−センサ接続点の電位について、直前の所定期間の移動平均値を算出する移動平均値算出手段と、
上記移動平均値が第１所定値よりも小さいか否かを判断する第１判断手段と、
上記移動平均値が上記第１所定値よりも大きい第２所定値よりも大きいか否かを判断する第２判断手段と、
上記第１判断手段において上記移動平均値が上記第１所定値よりも小さいと判断された場合、及び上記第２判断手段において上記移動平均値が上記第２所定値よりも大きいと判断された場合のいずれかの場合に、前記抵抗素子群のうち、前記ガスセンサ素子とで所定電圧を分圧するのに寄与する１または複数の抵抗素子の合成抵抗値を適切な値とするように、前記各制御出力端子の状態を変更する制御出力変更手段と、
を備える制御システム。The control system according to claim 1 or 2, wherein
The control circuit includes:
A moving average value calculating means for calculating a moving average value for a predetermined period immediately before the potential at the resistance-sensor connection point input to the A / D conversion circuit;
First determination means for determining whether or not the moving average value is smaller than a first predetermined value;
Second judging means for judging whether or not the moving average value is larger than a second predetermined value larger than the first predetermined value;
When the first determining means determines that the moving average value is smaller than the first predetermined value, and when the second determining means determines that the moving average value is greater than the second predetermined value In any of the cases, each control is performed so that a combined resistance value of one or a plurality of resistance elements contributing to dividing a predetermined voltage with the gas sensor element in the resistance element group is an appropriate value. Control output changing means for changing the state of the output terminal;
A control system comprising:
前記マイクロコンピュータは、前記制御出力端子を含む
制御システム。The control system according to any one of claims 1 to 3,
The microcomputer is a control system including the control output terminal.
前記マイクロコンピュータは、前記Ａ／Ｄ変換回路を含む
制御システム。A control system according to any one of claims 1 to 4,
The microcomputer is a control system including the A / D conversion circuit.
センサ抵抗を有するガスセンサ素子と、
複数組の、ダイオードとこれと直列に接続する抵抗素子とからなる組であって、
一方の端点がそれぞれ上記ガスセンサ素子を介して接地電位に接続し、
他方の端点がそれぞれ制御出力端子に接続し、
上記ダイオードは上記制御出力端子側をアノード側として配置してなる
複数組のダイオードと抵抗素子の組と、
マイクロコンピュータを含む制御回路であって、
上記複数組のダイオードと抵抗素子の組と上記ガスセンサ素子との組−センサ接続点の電位を入力するＡ／Ｄ変換回路、及び
上記複数組のダイオードと抵抗素子の組とそれぞれ接続し、所定電位接続状態と接地電位接続状態とを切替え可能な複数の上記制御出力端子、
を備える制御回路と、
を含む制御システム。A control system using a gas sensor element in which the value of sensor resistance changes depending on the concentration change of a specific gas,
A gas sensor element having sensor resistance;
A set of a plurality of sets of diodes and resistance elements connected in series with the diodes,
One end point is connected to the ground potential via each gas sensor element,
The other end points connect to the control output terminals,
The diode is a set of a plurality of diodes and resistance elements each having the control output terminal side as an anode side, and
A control circuit including a microcomputer,
A set of the plurality of sets of diodes and resistance elements and the set of gas sensor elements-an A / D conversion circuit for inputting a potential at a sensor connection point, and a plurality of sets of diodes and sets of resistance elements respectively connected to a predetermined potential A plurality of control output terminals capable of switching between a connection state and a ground potential connection state;
A control circuit comprising:
Including control system.
センサ抵抗を有するガスセンサ素子と、
複数組の、ダイオードとこれに直列に接続する抵抗素子とからなる組であって、
一方の端点がそれぞれ上記ガスセンサ素子を介して所定電位に接続し、
他方の端点がそれぞれ制御出力端子に接続し、
上記ダイオードは上記制御出力端子側をカソード側として配置してなる
複数組のダイオードと抵抗素子の組と、
マイクロコンピュータを含む制御回路であって、
上記複数組のダイオードと抵抗素子の組と上記ガスセンサ素子との組−センサ接続点の電位を入力するＡ／Ｄ変換回路、及び
上記複数組のダイオードと抵抗素子の組がそれぞれ接続し、所定電位接続状態と接地電位接続状態とを切替え可能な複数の上記制御出力端子、
を備える制御回路と、
を含む制御システム。A control system using a gas sensor element in which the value of sensor resistance changes depending on the concentration change of a specific gas,
A gas sensor element having sensor resistance;
A plurality of sets of diodes and resistance elements connected in series to the diodes,
One end point is connected to a predetermined potential via each gas sensor element,
The other end points connect to the control output terminals,
The diode is a set of a plurality of diodes and resistance elements formed by arranging the control output terminal side as a cathode side,
A control circuit including a microcomputer,
A set of the plurality of sets of diodes and resistance elements and the set of gas sensor elements-an A / D conversion circuit for inputting the potential at the sensor connection point, and a set of the plurality of sets of diodes and resistance elements are connected to each other at a predetermined potential. A plurality of control output terminals capable of switching between a connection state and a ground potential connection state;
A control circuit comprising:
Including control system.
前記制御回路は、
前記Ａ／Ｄ変換回路に入力された組−センサ接続点の電位について、直前の所定期間の移動平均値を算出する移動平均値算出手段と、
上記移動平均値が第１所定値よりも小さいか否かを判断する第１判断手段と、
上記移動平均値が上記第１所定値よりも大きい第２所定値よりも大きいか否かを判断する第２判断手段と、
上記第１判断手段において上記移動平均値が上記第１所定値よりも小さいと判断された場合、及び上記第２判断手段において上記移動平均値が上記第２所定値よりも大きいと判断された場合のいずれかの場合に、前記複数組のダイオードと抵抗素子の組のうち、前記ガスセンサ素子とで所定電圧を分圧するのに寄与する１または複数の組に属する抵抗素子の合成抵抗値を適切な値とするように、前記各制御出力端子の状態を変更する制御出力変更手段と、
を備える制御システム。The control system according to claim 6 or 7,
The control circuit includes:
A moving average value calculating means for calculating a moving average value for a predetermined period immediately before the potential at the pair-sensor connection point input to the A / D conversion circuit;
First determination means for determining whether or not the moving average value is smaller than a first predetermined value;
Second judging means for judging whether or not the moving average value is larger than a second predetermined value larger than the first predetermined value;
When the first determining means determines that the moving average value is smaller than the first predetermined value, and when the second determining means determines that the moving average value is greater than the second predetermined value In any case, the combined resistance value of the resistance elements belonging to one or a plurality of sets that contribute to dividing a predetermined voltage by the gas sensor element among the plurality of sets of diodes and resistance elements is appropriately set. Control output changing means for changing the state of each control output terminal so as to have a value;
A control system comprising:
センサ抵抗を有するガスセンサ素子と、
複数の抵抗素子であって、
一端がそれぞれ上記ガスセンサ素子を介して接地電位に接続し、
他端がそれぞれ制御出力端子に接続する
複数の抵抗素子と、
マイクロコンピュータを含む制御回路であって、
上記複数の抵抗素子と上記ガスセンサ素子との抵抗−センサ接続点の電位を入力するＡ／Ｄ変換回路、及び
上記複数の抵抗素子とそれぞれ接続し、所定電位接続状態とハイインピーダンス接続状態とを切替え可能な上記制御出力端子、
を備える制御回路と、
を含む制御システム。A control system using a gas sensor element in which the value of sensor resistance changes due to a change in concentration of a specific gas,
A gas sensor element having sensor resistance;
A plurality of resistance elements,
One end is connected to the ground potential via each gas sensor element,
A plurality of resistive elements each having the other end connected to the control output terminal;
A control circuit including a microcomputer,
An A / D conversion circuit for inputting a potential at a resistance-sensor connection point between the plurality of resistance elements and the gas sensor element, and a plurality of the resistance elements are respectively connected to switch between a predetermined potential connection state and a high impedance connection state. Possible above control output terminal,
A control circuit comprising:
Including control system.
センサ抵抗を有するガスセンサ素子と、
複数の抵抗素子であって、
一端が上記ガスセンサ素子を介して所定電位に接続し、
他端がそれぞれ制御出力端子に接続する
複数の抵抗素子と、
マイクロコンピュータを含む制御回路であって、
上記複数の抵抗素子と上記ガスセンサ素子との抵抗−センサ接続点の電位を入力するＡ／Ｄ変換回路、及び
上記マイクロコンピュータに含まれ、上記複数の抵抗素子とそれぞれ接続し、接地電位接続状態とハイインピーダンス接続状態とを切替可能な上記制御出力端子、
を備える制御回路と、
を含む環境センサ制御システム。A control system using a gas sensor element in which the value of sensor resistance changes due to a change in concentration of a specific gas,
A gas sensor element having sensor resistance;
A plurality of resistance elements,
One end is connected to a predetermined potential via the gas sensor element,
A plurality of resistive elements each having the other end connected to the control output terminal;
A control circuit including a microcomputer,
An A / D conversion circuit for inputting a potential at a resistance-sensor connection point between the plurality of resistance elements and the gas sensor element, and the microcomputer are connected to the plurality of resistance elements, respectively, and connected to a ground potential connection state. The above control output terminal capable of switching between high impedance connection state,
A control circuit comprising:
Including environmental sensor control system.
前記制御回路は、
前記Ａ／Ｄ変換回路に入力された抵抗−センサ接続点の電位について、直前の所定期間の移動平均値を算出する移動平均値算出手段と、
上記移動平均値が第１所定値よりも小さいか否かを判断する第１判断手段と、
上記移動平均値が上記第１所定値よりも大きい第２所定値よりも大きいか否かを判断する第２判断手段と、
上記第１判断手段において上記移動平均値が上記第１所定値よりも小さいと判断された場合、及び上記第２判断手段において上記移動平均値が上記第２所定値よりも大きいと判断された場合のいずれかの場合に、前記複数の抵抗素子のうち、前記ガスセンサ素子とで所定電圧を分圧するのに寄与する１または複数の抵抗素子の合成抵抗値を適切な値とするように、前記各制御出力端子の状態を変更する制御出力変更手段と、
を備える制御システム。A control system according to claim 9 or claim 10, wherein
The control circuit includes:
A moving average value calculating means for calculating a moving average value for a predetermined period immediately before the potential at the resistance-sensor connection point input to the A / D conversion circuit;
First determination means for determining whether or not the moving average value is smaller than a first predetermined value;
Second judging means for judging whether or not the moving average value is larger than a second predetermined value larger than the first predetermined value;
When the first determining means determines that the moving average value is smaller than the first predetermined value, and when the second determining means determines that the moving average value is greater than the second predetermined value In any of the cases, the combined resistance value of one or more resistance elements contributing to dividing a predetermined voltage with the gas sensor element among the plurality of resistance elements is set to an appropriate value. Control output changing means for changing the state of the control output terminal;
A control system comprising:
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