DE102023107328A1

DE102023107328A1 - Gassensorsystem

Info

Publication number: DE102023107328A1
Application number: DE102023107328.1A
Authority: DE
Inventors: Yuta Takagi; Naoya UGOMORI
Original assignee: Asahi Kasei Microdevices Corp
Current assignee: Asahi Kasei Microdevices Corp
Priority date: 2022-03-25
Filing date: 2023-03-23
Publication date: 2023-09-28
Also published as: US20230324290A1

Abstract

Es wird ein Gassensorsystem, eine Gassensor-Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren bereitgestellt, die eine hochgenaue Messung ermöglichen, ohne einen Anwender dazu zu bringen, zu warten. Das Gassensorsystem 1 beinhaltet: einen Gassensor 10, der Konzentrationsmessung eines Messzielgases in Luft durchführt; einen Heizer 17, der den Gassensor heizt; einen Lufteinlassdurchgang 11 und einen Luftauslassdurchgang 12, die mit dem Gassensor verbunden sind; und eine Steuervorrichtung 20, die Heizsteuerung des Betreibens des Heizers, um so den Gassensor zu erhitzen, durchführt. Die Steuervorrichtung erfasst Temperaturinformation für den Gassensor und Temperaturinformation für einen Raum, aus welchem der Lufteinlass-Durchgang Luft aufnimmt, und führt die Heizsteuerung auf Basis der Temperaturinformation für den Gassensor und der Temperaturinformation für den Raum, aus welchem der Lufteinlass-Durchgang Luft aufnimmt, durch.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der Japanischen Patentanmeldung Nr. 2022-050736 (eingereicht 25.03.2022) und der Japanischen Patentanmeldung Nr. JP 2023-036060 (eingereiht 08.03.2023), deren gesamter Inhalt hierin unter Bezugnahme inkorporiert wird.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Gassensorsystem, eine Gassensor-Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren.
HINTERGRUND
Infrarotlicht in einem langen Wellenlängenband, typischerweise mit einer Wellenlänge von 2 um oder mehr, wird bei Gassensoren und dergleichen aufgrund eines thermischen Effektes derselben und eines Effekts von Infrarotlicht-Absorption durch Gase verwendet. Beispielsweise werden nichtdispersive Infrarot-(NDIR)-Gassensoren verwendet, um die Konzentration von Gas durch Detektion der Absorptionsmenge von Infrarotlicht durch Ausnutzen der Tatsache, dass die Wellenlänge von Infrarotlicht, die absorbiert ist, sich abhängig vom Typ von Gas ändert, zu messen (siehe beispielsweise Patentliteratur (PTL) 1).
Ein Beispiel eines solchen Gassensors ist ein Alkohol-Sensor, der in einem Fahrzeug installiert ist. Beispielsweise beinhaltet ein in PTL 2 beschriebenes Atem-Inspektionssystem einen Ventilator zum Ansaugen ausgeatmeter Luft durch Luftfluss und stoppt den Ventilator während der Detektion der ausgeatmeten Luft, um die Alkohol-Konzentration der ausgeatmeten Luft korrekt zu bewerten. Ein anderes Beispiel der Verwendung von Gassensoren ist als CO₂-Sensoren. Ein CO₂-Sensor kann beispielsweise für Luftqualitäts-Überwachung eines Fahrzeugs oder Detektieren, wenn Jemand zurückgelassen worden ist, verwendet werden.
ZITATELISTE
Patentliteratur

PTL 1: JP 6530652 B2
PTL 2: JP 2019-023651 A

ZUSAMMENFASSUNG
Insbesondere in einer Situation, in der ein Gassensor außen etc. verwendet wird, kann die Messgenauigkeit des Gassensors in einer Situation sinken, in welcher die Temperatur des Gassensors sich signifikant von der Temperatur der Verwendungsumgebung unterscheidet. Konventionelle Gassensoren bewältigen eine solche Situation durch Erfassen der Temperatur des Gassensors, wenn einmal ein Messinitiierungsbefehl von einem Anwender empfangen wird, und kein Initiieren der Messung, bis der Gassensor eine Temperatur erreicht hat, oder durch Durchführen von Messung, indem beispielsweise keine Verwendung eines Messwerts gemacht wird, bis eine angemessene Temperatur erreicht ist. Dies hat dazu geführt, dass eine Zeit erforderlich ist, bis eine zuverlässige Information durch die Messung ermittelt wird.
Im Hinblick auf die oben dargestellte Situation ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein Gassensorsystem, eine Gassensor-Vorrichtung und ein Steuerverfahren bereitzustellen, die Hochgenauigkeitsmessung ermöglichen, ohne dass ein Anwender warten müsste.
(1) Ein Gassensorsystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst:

einen Gassensor, der Konzentrationsmessung eines Messzielgases in Luft durchführt;
einen Heizer, der das Gas erhitzt;
einen Lufteinlassdurchgang und einen Luftauslassdurchgang, die mit dem Gassensor verbunden sind; und
eine Steuervorrichtung, die eine Heizsteuerung des Betriebs des Heizers durchführt, um so den Gassensor zu heizen, wobei
die Steuervorrichtung Temperaturinformation für den Gassensor und Temperaturinformation für einen Raum, aus welchem der Lufteinlassdurchgang Luft aufnimmt, erfasst, und die Heizungssteuerung auf Basis der Temperaturinformation für den Gassensor und der Temperaturinformation für den Raum, aus welchem der Lufteinlass-Durchgang Luft aufnimmt, durchführt.

(2) Als eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung im Vorstehenden (1), umfasst das Gassensorsystem weiter ein Lufteinlass-Blockiermittel, das Lufteinlass aus dem Lufteinlass-Durchgang verhindert, und
führt die Steuervorrichtung eine Lufteinlass-Blockiersteuerung zum Blockieren von Lufteinlass aus dem Lufteinlass-Durchgang durch, auf Basis der Temperaturinformation für den Gassensor und der Temperaturinformation für den Raum, aus welchem der Lufteinlass-Durchgang Luft aufnimmt.
(3) Als eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung im Vorstehenden (2)
umfasst das Gassensorsystem weiter einen Empfangsabschnitt, der ein Startsignal von außen an das Gassensorsystem empfängt, und
startet die Steuervorrichtung den Gassensor durch Empfang des Startsignals und führt die Heizsteuerung oder/und die Lufteinlass-Blockiersteuerung ab dem Start des Gassensors durch, vor Initiierung der Konzentrationsmessung.
(4) Als eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung im Vorstehenden (2) oder (3) ist ein Lufteinlass-Blockiermittel ein Ventilator.
(5) Als eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung im Vorstehenden (4),
stoppt die Steuervorrichtung den Ventilator oder betreibt den Ventilator, um Luftauslass aus dem Lufteinlassdurchgang in der Heizsteuerung durchzuführen.
(6) Als eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung betreibt im Vorstehenden (4) oder (5)
die Steuervorrichtung den Heizer, bis eine Temperatur des Gassensors einen Heiz-Schwellenwert in der Heizsteuerung erreicht.
(7) Als eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, in einem von Vorstehenden (1) bis (6),
führt die Steuervorrichtung die Heizsteuerung in einer Situation durch, in der eine Differenzgröße zwischen einer Temperatur des Gassensors und einer Temperatur des Raums, aus welchem der Lufteinlass-Durchgang Luft aufnimmt, gleich oder größer als ein Heizdifferential-Schwellenwert ist.
(8) Als eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, in einem der Vorstehenden (1) bis (7),
stoppt die Steuervorrichtung die Heizsteuerung auf Basis von Temperaturinformation für den Gassensor in der Heizsteuerung.
(9) Als eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, in einem der vorstehenden (2) bis (6),
steuert die Steuervorrichtung den Betrieb des Lufteinlass-Blockiermittels auf Basis eines Signals von außerhalb an das Gassensorsysten in der Heizsteuerung.
(10) Als eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, im Vorstehenden (3), ist das Gassensorsystem ein System, das in einem Fahrzeug installiert ist, und empfängt der Empfangsabschnitt das Startsignal aus einer Steuervorrichtung des Fahrzeugs in Reaktion auf einen Betrieb des Fahrzeugs und startet den Gassensor.
(11) Als eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beinhaltet im Vorstehenden (10) der Betrieb des Fahrzeugs Türentriegelung des Fahrzeugs.
(12) Als eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, in einem der vorstehenden (1) bis (11),
umfasst das Gassensorsystem weiter einen Mitteilungsabschnitt, der mitteilt, dass die Vorbereitung für die Konzentrationsmessung abgeschlossen ist.
(13) Als eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, in einem der vorstehenden (1) bis (12),
ist der Gassensor ein NDIR-Gassensor oder ein photoakustischer Gassensor, und erhitzt der Heizer zumindest ein optisches Bauteil des Gassensors.
(14) Als eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, in einem der vorstehenden (2) bis (6),
erfasst die Steuervorrichtung Temperaturinformation für den Gassensor, und führt basierend auf der Temperaturinformation für den Gassensor die Heizsteuerung, die Lufteinlass-Blockiersteuerung oder/und die Kühlsteuerung des Betreibens des Lufteinlass-Blockiermittels so durch, dass es den Gassensor ab Empfang eines Startsignals kühlt, vor Initiierung der Konzentrationsmessung.
(15) Eine Gassensor-Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erfasst Temperaturinformation für einen Gassensor, welcher Konzentrationsmessung eines Messzielgases in Luft durchführt, und Temperaturinformation für einen Raum, aus welchem ein Lufteinlass-Durchgang Luft aufnimmt, basierend auf der Temperaturinformation für den Gassensor und der Temperaturinformation für den Raum, aus welchem der Lufteinlass-Durchgang Luft aufnimmt, führt Heizsteuerung zum Betreiben eines Heizers durch, welcher den Gassensor so heizt, um den Gassensor ab dem Empfang eines Startsignals zu erhitzen, vor Initiierung der Konzentrationsmessung.
(16) Ein Steuerverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist ein Steuerverfahren, das durch ein Gassensorsystem durchgeführt wird, welches beinhaltet: einen Gassensor, der Konzentrationsmessung eines Messzielgases in Luft durchführt, einen Heizer, der den Gassensor erhitzt, einen Lufteinlassdurchgang und einen Luftauslassdurchgang, welche mit dem Gassensor verbunden sind, und eine Steuervorrichtung, die Heizsteuerung des Betriebs des Heizers durchführt, um so den Gassensor zu heizen,
wobei das Steuerverfahren, das die Steuervorrichtung umfasst:

Temperaturinformation für den Gassensor und Temperaturinformation für einen Raum, aus welchem der Lufteinlassdurchgang Luft aufnimmt, erfasst; und die Heizsteuerung auf Basis der Temperaturinformation für den Gassensor und der Temperaturinformation für den Raum, aus welchem der Lufteinlass-Durchgang Luft aufnimmt, durchführt.

(17) Als eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst im Vorstehenden (16) das Steuerverfahren die Steuervorrichtung, die den Heizer betreibt, um so den Gassensor zu heizen, und einen Ventilator stoppt, um so keine Luft aus dem Lufteinlass-Durchgang aufzunehmen, oder den Ventilator so betreibt, dass Luftauslass aus dem Lufteinlass-Durchgang durchgeführt wird.
(18) Als eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung betreibt im Vorstehenden (17) die Steuervorrichtung den Heizer, bis die Temperatur des Gassensors einen Heiz-Schwellenwert beim Betreiben des Ventilators erreicht.
(19) Als eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung betreibt im Vorstehenden (17) oder (18) die Steuervorrichtung den Heizer, um so den Gassensor zu erhitzen, und führt Steuerung des Ventilators durch, um so Luft aus dem Einlassdurchgang in einer Situation aufzunehmen, in welcher eine Differenzgröße zwischen einer Temperatur des Gassensors und einer Temperatur des Raums, aus welchem der Lufteinlass-Durchgang Luft aufnimmt, gleich oder größer als ein Heizdifferential-Schwellenwert ist.
(20) Als eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist in einem der Vorstehenden (16) bis (19) der Gassensorsystem ein NDIR-Gassensor oder ein photoakustischer Gassensor und erhitzt der Heizer zumindest ein optisches Bauteil des Gassensors.
(21) Als eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst im vorstehenden (16) das Steuerverfahren die Steuervorrichtung, auf Basis der Temperaturinformation für den Gassensor, aus dem Empfang eines Startsignals und vor Initiierung der Konzentrationsmessung:

Betreiben des Heizers so, dass der Gassensor erhitzt wird, und Steuern eines Ventilators so, dass Luft nicht aus dem Lufteinlass-Durchgang eingenommen wird; oder

Betreiben des Ventilators, um den Gassensor zu kühlen.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, ein Gassensorsystem, eine Gassensor-Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren bereitzustellen, die eine hochgenaue Messung ermöglichen, ohne den Nutzer dazu zu bringen, zu warten.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den beigefügten Zeichnungen ist:

Fig. lein Blockdiagramm eines Konfigurationsbeispiels eines Gassensorsystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
2 ein Diagramm, das ein Anwendungsbeispiel des Gassensorsystems gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung illustriert;
3 ein Flussdiagramm, das ein Nahbereichsspeichermittel eines Steuerverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung illustriert;
4 ein Blockdiagramm eines Konfigurationsbeispiels eines Gassensorsystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
5 ein Diagramm, das ein Anwendungsbeispiel des Gassensorsystems gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung illustriert;
6 ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Steuerverfahrens gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung illustriert; und
7 ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Steuerverfahrens gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung illustriert.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Das Nachfolgende beschreibt ein Gassensorsystem, eine Gassensor-Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Teile in den Zeichnungen, die die gleichen oder entsprechende sind, werden denselben Bezugszeichen zugewiesen. Bei der Beschreibung der vorliegenden Ausführungsform können Beschreibungen von Teilen, die die gleichen oder entsprechende sind, je nachdem weggelassen oder abgekürzt werden.
[Erste Ausführungsform]
<Gassensorsystem>
1 ist ein Blockdiagramm eines Gassensorsystems 1 gemäß einer ersten Ausführungsform. Das Sensorsystem 1 beinhaltet einen Gassensor 10, einen Lufteinlassdurchgang 11, einen Luftauslassdurchgang 12, einen Ventilator 13 als ein Lufteinlass-Blockiermittel, einen Heizer 17, eine Steuervorrichtung 20, einen Empfangsabschnitt 30 und einen Sendeabschnitt 31. Die Steuervorrichtung 20 ist eine Gassensor-Steuervorrichtung, die einen Temperaturinformations-Erfassungsabschnitt 21 und einen Steuerabschnitt 22 beinhaltet. Das Sensorsystem 1 kann weiter beinhalten einen ersten Temperaturmessabschnitt 14, einen zweiten Temperaturmessabschnitt 15 und einen Mitteilungsabschnitt 16, wie in der vorliegenden Ausführungsform.
2 ist ein Diagramm, das ein Anwendungsbeispiel des Gassensorsystems 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform illustriert. Das Gassensorsystem 1 kann beispielsweise ein System sein, das in einem Fahrzeug installiert ist und das die Konzentrationsmessung eines Messzielgases in Luft innerhalb des Fahrzeugs durchführt und dann Mitteilung an eine Person an Bord des Fahrzeugs und Steuerung des Fahrzeugs gemäß dem Messergebnis durchführt. Obwohl der Verwendung des Gassensorsystems 1 keine Beschränkungen auferlegt sind, wird das Gassensorsystem 1 in der vorliegenden Ausführungsform verwendet, um die Alkohol-Konzentration in Luft zu bewerten, die durch einen Fahrer ausgeatmet wird, und dann das Fahrzeug in einen Zustand zu bringen, in welchem das Fahren gestattet ist, oder in einen Zustand, in welchem das Fahren nicht gestattet ist, entsprechend dem Bewertungsergebnis. Verwender des Gassensorsystems 1 in der vorliegenden Ausführungsform beinhalten einen Fahrer des Fahrzeugs. In einem anderen Beispiel kann das Gassensorsystem 1 verwendet werden, um die Kohlenstoffdioxid-Konzentration von Luft innerhalb eines Fahrzeugs zu messen und dann einem Fahrer zu empfehlen, Belüftung oder dergleichen durchzuführen, oder Steuerung zum automatischen Durchführen von Belüftung gemäß dem Messergebnis durchzuführen. In diesem Fall beinhalten Verwender des Gassensorsystems 1 Leute an Bord des Fahrzeugs. Darüber hinaus ist das Gassensorsystem 1 nicht darauf beschränkt, in einem Fahrzeug installiert zu sein und kann beispielsweise Konzentrationsmessung eines Messzielgases inhäusig oder innerhalb einer Installation durchführen.
In einem Fall, in welchem das Gassensorsystem 1 in einem Fahrzeug installiert ist, kann das Gassensorsystem 1 in einer Niedrigtemperatur-Umgebung, wie etwa während des Winters, verwendet werden. In einer Situation, in welcher ausgeatmete Luft enthaltende Luft in eine Zelle eingeführt wird, während der Gassensor 10 eine niedrige Temperatur hat, kann sich Kondensation bilden. Insbesondere wenn sich eine Kondensation an einem optischen Bauteil bildet, kann beispielsweise Absorption oder Streuung auftreten, wenn Infrarotlicht reflektiert wird, wodurch die Lichtmenge reduziert wird, die durch ein Lichtempfangselement empfangen wird. Daher reduziert die Kondensation die Messgenauigkeit. Wenn die Messung mit dem Gassensor 10 immer noch bei einer niedrigen Temperatur durchgeführt wird, kann eine fehlerhafte Alkohol-Konzentrationsbewertung vorgenommen werden und das Fahren des Fahrzeugs kann verhindert werden. Damit ist konventioneller Weise dadurch umgegangen worden, dass beispielsweise die Temperatur des Gassensors 10 erfasst wird, wenn einmal ein Messinitiierungsbefehl von einem Anwender empfangen wird, das Heizen des Gassensors gestartet wird und die Messung von Alkohol-Konzentration nicht initiiert wird, bis der Gassensor 10 eine angemessene Temperatur erreicht. Jedoch gibt es einen Bedarf nach einem System, das eine Alkohol-Konzentrationsmessung initiieren kann, ohne einen Anwender zu veranlassen, zu warten, da es für einen Anwender wünschenswert ist, dass ein Fahrzeug die Bewegung so schnell als möglich startet. Das Gassensorsystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ermöglicht Hochgenauigkeitsmessung, ohne einen Anwender zu veranlassen, durch die unten dargestellte Konfiguration hindurch warten zu müssen. In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Beschreibung unter der Annahme gegeben, dass die Temperatur des Gassensors 10 niedriger als die Temperatur von Luft in der Verwendungsumwelt ist.
(Gassensor)
Der Gassensor 10 ist eine Vorrichtung, die eine Konzentrationsmessung eines Messzielgases in Luft durchführt. Der Gassensor 10 ist nicht spezifisch beschränkt, sondern kann ein NDIR- oder photo-akustischer Typ, die optische Typen sind, sein, oder kann ein Gassensor, der auf Elektrochemie basiert, sein. Bei einem NDIR-Verfahren wird die Gaskonzentration durch die Detektion der Absorptionsmenge von Infrarotlicht durch Ausnutzen der Tatsache, dass die Wellenlänge von Infrarotlicht, das absorbiert wird, sich abhängig vom Typ von Gas ändert, gemessen. Bei einem photoakustischen Verfahren wird die Gaskonzentration durch Vibration von Gasmolekülen gemessen, die Infrarotlicht absorbiert haben, das aufgenommen worden ist, als Geräusch unter Verwendung eines Hochleistungs-Mikrofons. Bei einem elektrochemischen Verfahren wird die Gaskonzentration unter Verwendung einer Redox-Reaktion gemessen. In der nachfolgenden Beschreibung wird der Gassensor 10 in der vorliegenden Ausführungsform als eine NDIR-Vorrichtung angenommen.
Der Gassensor 10 kann beispielsweise ein Lichtemissionselement enthalten, das Infrarotlicht emittiert, ein optisches Bauteil, das aus dem Lichtemissionselement emittiertes Infrarotlicht zu einem Lichtempfangselement führt, ein Lichtempfangselement, das Infrarotlicht empfängt, eine Zelle (Kammer), in welche Luft, die ein Messzielgas enthält, eingeleitet wird, und einen Rechenabschnitt, der eine Gaskonzentration berechnet. Das Lichtemissionselement kann beispielsweise eine Glühlampe, eine NEMS-Lichtquelle oder eine Infrarot-LED sein. Das Lichtempfangselement kann ein Quanten-Infrarotsensor, wie etwa eine Photodiode mit einer Positivindikator-Struktur oder eine Thermosäule sein. Das optische Bauteil kann beispielsweise ein Spiegel und eine Linse sein. Das optische Bauteil konfiguriert einen optischen Pfad von Infrarotlicht aus dem Lichtemissionselement zum Lichtempfangselement, so dass es die Zelle, in welche Luft eingelassen wird, passiert. Der Rechenabschnitt kann beispielsweise die empfangene Infrarotlichtmenge berechnen, für welche Absorption durch das Messzielgas gegeben ist, aus einem Ausgangssignal des Lichtempfangselements, und dann die Gaskonzentration durch Vergleichen dieser empfangenen Lichtmenge mit der empfangenen Lichtmenge in einer Situation, in der das Messzielgas nicht vorhanden ist, berechnen. In der vorliegenden Ausführungsform kann der Rechenabschnitt Funktionen von Alkoholkonzentrations-Bewertung und Ausgeben eines Bewertungsergebnisses an eine Steuervorrichtung des Fahrzeugs aufweisen.
Die Wellenlänge des Infrarotlichts kann 2 um bis 12 um betragen. Die Region von 2 µm bis 12 µm ist ein Wellenlängenband, das besonders zur Verwendung im Gassensor 10 geeignet ist, aufgrund einer großen Anzahl von Absorptionsbändern, die für verschiedene Gase charakteristisch sind, die in dieser Region vorliegen. Beispielsweise ist ein Absorptionsband für Methan bei einer Wellenlänge von 3,3 µm vorhanden, und ist ein Absorptionsband für Kohlenstoffdioxid bei einer Wellenlänge von 4,3 µm vorhanden, und ist ein Absorptionsband für Alkohol (Ethanol) bei einer Wellenlänge von 9,5 µm vorhanden. In der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet das Messzielgas Alkohol und es wird Infrarotlicht eines Wellenlängenbands, das 9,5 µm inkludiert, verwendet.
(Lufteinlass-Durchgang und Luftauslassdurchgang)
Der Lufteinlassdurchgang 11 und der Luftauslassdurchgang 12 sind mit dem Gassensor 10 verbunden. Wenn eine Alkoholkonzentrationsmessung in der vorliegenden Ausführungsform durchzuführen ist, wird von einem Fahrer ausgeatmete Luft beinhaltende Luft in die Zelle des Gassensors 10 aus dem Lufteinlassdurchgang 11 eingelassen. Darüber hinaus, nachdem die Alkoholkonzentrationsmessung oder dergleichen durchgeführt worden ist, wird Luft innerhalb der Zelle des Gassensors 10 aus dem Luftauslassdurchgang 12 abgegeben.
(Empfangsabschnitt)
Ein Empfangsabschnitt 30, der ein Startsignal empfängt, wird bereitgestellt, um den Gassensor aus einer externen Vorrichtung hochzufahren. Das Startsignal wird basierend auf Vorkonzentrationsmessinformation erzeugt. Beispielsweise kann in der vorliegenden Ausführungsform das Startsignal aus einer ECU des Fahrzeugs auf Basis einer vorläufigen Operation, die dem Einsteigen ins Fahrzeug vorausgeht, erzeugt werden. Die vorläufige Operation, die dem Besteigen des Fahrzeugs vorausgeht, kann jegliche Operation sein, durch welche die Absicht zum Einsteigen in das Fahrzeug detektiert wird, beispielsweise wie etwa Türentriegeln, Detektion der Nähe eines Farnbedienungsschlüssels zum Fahrzeug oder Fernstart des Fahrzeugs. Die vorläufige Operation, die dem Betreten des Fahrzeugs vorhergeht, kann jegliche vorläufige Operation sein, die dem vorangeht, dass ein Motor oder eine Stromversorgung des Fahrzeugs auf EIN geschaltet wird, und kann das Freigeben einer Parkbremse, Drücken eines Bremspedals, Kontakt eines Schalthebels oder Detektion des Sitzens im Fahrzeug beinhalten. Im Falle eines Gassensorsystems, das in einen Ventilationsventilator inhäusig inkorporiert ist, kann die Detektion der Absicht zur Verwendung eines Raums sein. Diese Detektion der Absicht zur Verwendung eines Raums kann beispielsweise die Detektion eines Eintretens in einen Raum, wo das Ventilationsgebläse installiert ist, Einschalten der Beleuchtung des Raums oder dergleichen sein.
(Lufteinlass-Blockiermittel)
Als ein Lufteinlass-Blockiermittel wird zumindest ein Ventilator 13 zum Durchführen von Lufteinlass und Luftauslass aus dem Lufteinlassdurchgang 11 und dem Luftauslassdurchgang 12 vorgesehen. Der Ventilator 13 kann extern oder intern des Gassensors 10 vorgesehen sein. Eine Vielzahl von Ventilatoren 13 können vorgesehen sein. Der Ventilator 13 kann eine Struktur aufweisen, die einen Propeller und einen Motor beinhaltet, und kann einen Luftfluss durch Rotation des Propellers verursachen. Der Motor hat den daran angebrachten Propeller und kann beispielsweise einen Ein- oder Aus-Zustand von Rotation und eine Rotationsrichtung desselben durch die Steuervorrichtung 20 gesteuert haben. Wie oben beschrieben, arbeitet der Ventilator 13 so, dass Lufteinlass aus dem Lufteinlassdurchgang 11 und Luftauslass aus dem Luftauslassdurchgang 12 vor und nach Konzentrationsmessung des Messzielgases durchgeführt wird. In der vorliegenden Ausführungsform kann der Ventilator 13 auch Luftauslass aus dem Lufteinlassdurchgang 11 durch Einstellen der Rotationsrichtung des Propellers als das Umgekehrte der Normalrichtung durchführen.
(Heizer)
Der Heizer 17 ist eine Vorrichtung, welche den Gassensor 10 heizt. Der Heizer 17 ist in der Nähe zu oder innerhalb des Gassensors 10 angeordnet. Der Heizer 17 kann so angeordnet sein, dass er zumindest ein optisches Bauteil des Gassensors 10 heizen kann. Obwohl dem Typ von Heizer keine Beschränkungen auferlegt sind, kann der Heizer 17 eine elektrothermische Vorrichtung sein, die Hitze durch Passieren von Strom erzeugt. Der Heizer 17 wird durch die Steuervorrichtung 20 gesteuert, Ein oder Aus zu sein.
(Temperaturmessabschnitt)
Die erste Temperaturmessabschnitt 14 misst die Temperatur des Gassensors 10 und gibt Temperaturinformation, die ein, die gemessene Temperatur angebendes Signal ist, aus. Darüber hinaus misst der zweite Temperaturmessabschnitt 15 die Temperatur eines Raums, aus welchem der Lufteinlass-Durchgang Luft aufnimmt, und gibt Temperaturinformation aus, die ein Signal ist, das die gemessene Temperatur angibt. In der nachfolgenden Beschreibung können der erste Temperaturmessabschnitt 14 und der zweite Temperaturmessabschnitt 15 gemeinsam als der „Temperaturmessabschnitt“ bezeichnet werden, wenn zwischen ihnen keine Unterscheidung getroffen wird. Auch wird die „Temperatur eines Raums, aus welchem der Lufteinlass-Durchgang Luft einnimmt“ in den Zeichnungen etc. auch als „Lufttemperatur“ bezeichnet. Der Temperaturmessabschnitt kann ein Temperatursensor wie ein Thermistor beispielsweise sein. Das Gassensorsystem 1 kann eine Konfiguration aufweisen, in der der erste Temperaturmessabschnitt 14 oder/und der zweite Temperaturmessabschnitt 15 nicht enthalten ist, um die Anzahl von Bestandteilkomponenten zu reduzieren und eine Miniaturisierung zu ermöglichen. In einer solchen Konfiguration kann der Temperaturinformations-Erfassungsabschnitt 21 beispielsweise Temperaturinformation für den Gassensor 10 aus dem in dem Gassensor 10 enthaltenen Rechenabschnitt erfassen. Darüber hinaus kann der Temperaturinformations-Erfassungsabschnitt 21 beispielsweise Temperaturinformation für den Raum, aus welchem der Lufteinlass-Durchgang Luft einlässt, aus der Steuervorrichtung des Fahrzeugs erfassen. In einem Fall, in welchem der Temperaturinformations-Erfassungsabschnitt 21 kein Thermometer beinhaltet, kann der Temperaturinformations-Erfassungsabschnitt 21 stattdessen Temperaturinformation aus einer externen Vorrichtung empfangen, die nicht im Gassensorsystem enthalten ist.
(Sendeabschnitt)
Der Sendeabschnitt 31 sendet ein Signal zum Benachrichtigen, dass Vorbereitung zur Konzentrationsmessung des Messzielgases abgeschlossen ist. Die Vorbereitung zur Konzentrationsmessung des Messzielgases kann als abgeschlossen bewertet werden auf Basis der Temperatur des Gassensors, oder kann als abgeschlossen bewertet werden auf Basis von Nicht-Gleichförmigkeit oder zeitlicher Variation der Temperatur des Gassensors. Darüber hinaus kann eine Bewertung gemacht werden, basierend nicht nur auf der Temperatur des Gassensors, sondern auch auf Temperaturinformation für Luft in dem Raum, aus welchem die Luft hereingenommen wird.
(Mitteilungsabschnitt)
Der Mitteilungsabschnitt 16 ist eine Vorrichtung, die dem Anwender mitteilt, dass die Vorbereitung zur Konzentrationsmessung des Messzielgases abgeschlossen ist, basierend auf dem Signal des Sendeabschnitts 31. Der Mitteilungsabschnitt 16 kann ein Signal, welches angibt, dass die Vorbereitung abgeschlossen ist, aus dem Sendeabschnitt 31 erfassen. Obwohl der Konfiguration des Mitteilungsabschnitts 16 keine Beschränkungen auferlegt werden, kann der Mitteilungsabschnitt 16 ein Licht enthalten, welches den Abschluss der Vorbereitung durch Licht mitteilt, wie in der vorliegenden Ausführungsform, oder kann einen Lautsprecher beinhalten, der den Abschluss der Vorbereitung durch einen Ton mitteilt. Der Mitteilungsabschnitt 16 kann beispielsweise eine Anzeige auf einer Anzeige oder dergleichen durchführen, die auf einem Armaturenbrett vorhanden ist. Durch den Mitteilungsabschnitt 16 ist es für den Anwender möglich, klar zu realisieren, dass die Konzentrationsmessung des Messzielgases durchgeführt werden kann. Das Gassensorsystem 1 kann eine Konfiguration aufweisen, in welcher der Mitteilungsabschnitt 16 nicht enthalten ist, um die Anzahl von Bestandteilkomponenten zu reduzieren und eine Miniaturisierung zu ermöglichen.
(Steuervorrichtung)
In der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet die Steuervorrichtung 20 den Temperaturinformations-Erfassungsabschnitt 21 und den Steuerabschnitt 22. Die Steuervorrichtung 20 kann eine Vorrichtung sein, die zur Steuerung spezialisierte Hardware oder einen Prozessor, der Berechnung und Steuerung durchführt, beinhaltet. Beispielsweise kann die Steuervorrichtung 20 durch eine Mikrocontroller-Einheit implementiert werden.
Funktionen des Temperaturinformations-Erfassungsabschnitts 21 und des Steuerabschnitts 22 können durch Software implementiert werden oder können durch Hardware implementiert werden. Beispielsweise kann zumindest ein Programm in einer Speichervorrichtung gespeichert werden, auf die durch einen in der Steuervorrichtung 20 enthaltenen Prozessor zugegriffen werden kann. Das in der Speichervorrichtung gespeicherte Programm kann die Steuervorrichtung 20 veranlassen, als der Temperaturinformations-Erfassungsabschnitt 21 und der Steuerabschnitt 22 zu fungieren, wenn das Programm durch den in der Steuervorrichtung 20 enthaltenen Prozessor gelesen wird.
(Temperaturinformations-Erfassungsabschnitt)
Der Temperaturinformations-Erfassungsabschnitt 21 erfasst Temperaturinformation für den Gassensor 10. In der vorliegenden Ausführungsform erfasst der Temperaturinformations-Erfassungsabschnitt 21 auch Temperaturinformation für den Raum, aus welchem der Lufteinlass-Durchgang Luft hereinnimmt. Der Temperaturinformations-Erfassungsabschnitt 21 erfasst die Temperatur ab dem Herauffahren des Gassensors 10, vor Initiierung der Konzentrationsmessung des Messzielgases. Der Temperaturinformations-Erfassungsabschnitt 21 gibt die erfasste Temperaturinformation an den Steuerabschnitt 22 aus.
(Steuerabschnitt)
Der Steuerabschnitt 22 steuert den Betrieb des Gassensors 10, des Ventilators 13 und des Heizers 17. Der Steuerabschnitt 22 führt die Heizsteuerung des Betriebs des Heizers 17 so durch, dass der Gassensor 10 geheizt wird, und eine Lufteinlass-Blockiersteuerung des Steuerns des Ventilators 13 so, dass keine Luft aus dem Lufteinlassdurchgang 11 aufgenommen wird, auf Basis der Temperaturinformation für den Gassensor 10. Die Lufteinlass-Blockiersteuerung ist nicht auf die Steuerung des Ventilators 13 beschränkt und kann beispielsweise so steuern, dass der Lufteinlass-Durchgang oder der Luftauslass-Durchgang physikalisch blockiert ist, solange dies eine Steuerung ist, die Lufteinlass in einem gewissen Ausmaß blockieren kann. Mit anderen Worten kann das Lufteinlass-Blockiermittel, durch welche der Lufteinlass aus dem Lufteinlass-Durchgang blockiert ist, der Ventilator 13 sein, ist aber nicht darauf beschränkt, und kann beispielsweise alternativ ein Mittel des physischen Blockierens des Lufteinlass-Durchgangs oder des Luftauslass-Durchgangs sein. Das Lufteinlass-Blockiermittel kann beispielsweise ein Verschlussmechanismus sein. Der Steuerabschnitt 22 erwärmt den Gassensor 10 durch Betreiben des Heizers 17 und verhindert, das relativ warme Luft aus dem Lufteinlassdurchgang 11 aufgenommen wird, durch Steuern des Ventilators 13, und kann dadurch Kondensation verhindern. In der vorliegenden Ausführungsform führt der Steuerabschnitt 22 die Heizsteuerung und die Lufteinlass-Blockiersteuerung auf Basis von Temperaturinformation für den Gassensor 10 und Temperaturinformation für den Raum, aus welchem der Lufteinlass-Durchgang Luft aufnimmt, durch. Spezifischer führt der Steuerabschnitt 22 zumindest eines von Heizsteuerung und Lufteinlass-Blockiersteuerung in einer Situation, in welcher die Größe der Differenz zwischen der Temperatur des Gassensors 10 und der Temperatur des Raums, aus welchem der Lufteinlass-Durchgang Luft aufnimmt, gleich oder größer als ein Heizdifferential-Schwellenwert ist, durch. Der Heizdifferential-Schwellenwert kann beispielsweise gemäß der Durchschnittstemperatur einer Umgebung eingestellt werden, in welcher das Fahrzeug verwendet wird. Als ein Beispiel kann der Heizdifferential-Schwellenwert 10°C betragen, ist aber nicht spezifisch darauf beschränkt. Der Heizdifferential-Schwellenwert kann auch als Null eingestellt werden. In diesem Fall wird die Heizungssteuerung durchgeführt, wenn die Temperatur des Gassensors 10 gleich oder niedriger als die Temperatur des Raums ist, aus welchem der Lufteinlass-Durchgang die Luft aufnimmt.
Der Steuerabschnitt 22 kann den Heizer 17 betreiben, bis die Temperatur des Gassensors 10 einen Heiz-Schwellenwert bei der Heizsteuerung erreicht. Der Heiz-Schwellenwert kann beispielsweise als eine Temperatur nahe bei Körpertemperatur eingestellt werden, und als ein Beispiel kann er 36°C betragen.
Die Steuerung des Ventilators 13 in der Lufteinlass-Blockiersteuerung kann spezifischer das Anhalten des Ventilators 13 oder das Betreiben des Ventilators 13 sein, um so Luftauslass aus dem Lufteinlassdurchgang 11 durchzuführen. Der Luftauslass kann durchgeführt werden aus dem Lufteinlassdurchgang 11, indem reverse Rotation des Propellers des Ventilators 13 relativ zur normalen Rotation verursacht wird. Durch Durchführen von Luftauslass aus dem Lufteinlassdurchgang 11 kann der Effekt der Kondensationsverhinderung weiter verstärkt werden.
Der Steuerabschnitt 22 führt die Heizsteuerung und die Lufteinlass-Blockiersteuerung ab dem Empfang eines Herauffahrsignals durch, vor Initiierung einer Konzentrationsmessung des Messzielgases. Mit anderen Worten, zu einer Zeit, zu welcher der Anwender versucht, eine Konzentrationsmessung des Messzielgases durchzuführen (inklusive des Herauffahrens einer Anwendung, die ein Konzentrations-Messergebnis des Gassensors 10 verwendet), wird der Gassensor 10, der auf einer niedrigen Temperatur ist, ohne Kondensation erhitzt und ist die Vorbereitung zur Messung abgeschlossen, oder ist zumindest die Wartezeit, bis die Messung durchgeführt werden kann, verkürzt worden. Folglich kann eine Hochgenauigkeitsmessung durchgeführt werden, ohne den Nutzer zu veranlassen, zu warten. Hier inkludiert „Messung kann durchgeführt werden“, dass es möglich ist, einen Messwert als einen zuverlässigen Wert zu behandeln. Um den Steuerabschnitt 22 dazu zu bringen, die Heizsteuerung und die Lufteinlass-Blockiersteuerung durchzuführen, vor Initiierung der Konzentrationsmessung des Messzielgases, ist es notwendig, dass der Steuerabschnitt 22 einen Zustand detektiert, in welchem der Gassensor 10 verwendet werden kann (Startzeitpunkt des Gassensors 10). In der vorliegenden Ausführungsform erfasst der Steuerabschnitt 22 ein Signal, das eine Türentriegelung angibt, aus dem Fahrzeug und startet den Gassensor 10 in einer Situation, in welcher die Türentriegelung durchgeführt worden ist. Der Steuerabschnitt 22 kann ein Signal des Türentriegelns aus der Steuervorrichtung des Fahrzeugs erfassen. Zum Betreten des Fahrzeugs gehörige Information neben der Türentriegelung kann alternativ als ein Trigger verwendet werden. Beispielsweise kann der Gassensor 10 in Reaktion auf einen Betrieb wie etwa Türentriegelung, Detektion der Nähe eines Fernbedienungsschlüssels des Fahrzeugs oder Fernstart des Fahrzeugs starten. Wenn der Steuerabschnitt 22 den Gassensor 10 startet, bewertet der Steuerabschnitt 22, ob die Temperatur gleich oder höher als der Heiz-Schwellenwert ist, basierend auf Temperaturinformation für den Gassensor 10. Alternativ bewertet der Steuerabschnitt 22, ob die Größe der Temperaturdifferenz gleich oder größer als der Heizdifferential-Schwellenwert ist, basierend auf Temperaturinformation für den Gassensor 10 und Temperaturinformation für den Raum, aus welchem der Lufteinlass-Durchgang Luft aufnimmt. In einer Situation, in welcher die Größe der Temperaturdifferenz gleich oder größer als der Heizdifferential-Schwellenwert ist, führt der Steuerabschnitt 22 die Heizsteuerung durch, erhöht die Temperatur des Gassensors 10, steuert den Ventilator 13, um so keine Luft aus dem Lufteinlassdurchgang 11 aufzunehmen und führt die Lufteinlass-Blockiersteuerung durch.
<Steuerverfahren>
3 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines durch die Steuervorrichtung 20 des Gassensorsystems 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform durchgeführte Betriebs-Steuerverfahrens illustriert. Die Steuervorrichtung 20 wartet (NEIN in Schritt S11), bis sie ein Signal zum Starten des Gassensors 10 erfasst. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Signal zum Starten des Gassensors 10 ein Signal aus der Steuervorrichtung des Fahrzeugs, welches Türentriegelung angibt.
Die Steuervorrichtung 20 startet den Gassensor 10 in einer Situation, in welcher sie ein Türentriegelungssignal erfasst hat (JA in Schritt S11) und erfasst Temperaturinformation (Schritt S12). In der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet die Temperaturinformation Temperaturinformation für den Gassensor 10 und Temperaturinformation für den Raum, aus welchem der Lufteinlass-Durchgang Luft aufnimmt.
In einer Situation, in welcher die Größe der Differenz zwischen der Temperatur des Gassensors 10 und der Temperatur des Raums, aus welchem der Lufteinlass-Durchgang Luft aufnimmt (das heißt ein Wert, der durch Subtrahieren der Temperatur des Gassensors 10 von der Temperatur des Raums, aus welchem der Lufteinlass-Durchgang Luft aufnimmt, erhalten wird), gleich oder größer als der Heizdifferential-Schwellenwert ist (JA in Schritt S13), führt die Steuervorrichtung 20 eine Heizsteuerung (Schritt S14A) und Lufteinlass-Blockiersteuerung (Schritt S14B) durch. Diese Heizsteuerung ist eine Steuerung des Betriebs des Heizers 17, um so den Gassensor 10 zu heizen und den Ventilator 13 zu steuern, keine Luft aufzunehmen, wie zuvor beschrieben. Die Temperatur des Gassensors 10 steigt durch diese Heizsteuerung an und Kondensation wird durch das Blockieren von Lufteinlass verhindert.
In einer Situation, in welcher die Vorbereitung nach der Heizungssteuerung abgeschlossen ist, oder einer Situation, in welcher die Differenzgröße zwischen der Temperatur des Gassensors 10 und der Temperatur des Raums, aus welchem der Lufteinlass-Durchgang Luft aufnimmt, kleiner als der Heizdifferential-Schwellenwert ist (NEIN in Schritt S13), wartet die Steuervorrichtung 20 (NEIN in Schritt S15), bis sie ein Signal zum Initiieren der Alkoholkonzentrationsmessung erfasst. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Signal zum Initiieren der Alkoholkonzentrationsmessung ein Signal aus der Steuervorrichtung des Fahrzeugs, welches angibt, dass der Motor des Fahrzeugs gestartet worden ist. Dieses Signal zum Initiieren von Alkoholkonzentrationsmessung kann mit einem Signal zum Starten des Motors als einem Startpunkt erzeugt werden. Keine spezifischen Beschränkungen werden dem Typ von Fahrzeug auferlegt. Beispiele desselben beinhalten Elektrofahrzeuge. Im Falle eines Elektrofahrzeugs kann das oben beschriebene Motorstarten auch als ein Zustand angesehen werden, in welchem ein Antriebssystem betreibbar ist (fahrfähiger Zustand). Darüber hinaus kann die Steuervorrichtung 20 die Heizsteuerung auf Basis der Temperaturinformation für den Gassensor 10 stoppen oder kann den Betrieb des Ventilators 13 in der Heizsteuerung auf Basis eines externen Signals stoppen. Beispielsweise kann die Steuervorrichtung 20 die Heizsteuerung in einer Situation stoppen, in welcher sie bewertet, dass die Temperatur des Gassensors 10 angestiegen ist, auf Basis der Temperaturinformation. Darüber hinaus kann die Steuervorrichtung 20 beispielsweise die Betriebsdrehzahl (Steuerung, keine Luft aufzunehmen) des Ventilators 13 in der Heizsteuerung stoppen oder reduzieren, auf Basis eines Signals, dass ein Fahrer im Fahrzeug saß (ein Beispiel eines externen Signals).
In einer Situation, in welcher die Steuervorrichtung 20 ein Signal zum Initiieren von Alkoholkonzentrationsmessung erfasst hat (JA in S15), veranlasst die Steuervorrichtung 20 den Gassensor 10, Konzentrationsmessung des Messzielgases durchzuführen (Schritt S16). In einer Situation, in welcher die Steuervorrichtung 20 ein Signal zum Initiieren von Alkoholkonzentrationsmessung erfasst hat, bevor die Vorbereitung nach der Heizsteuerung abgeschlossen ist, kann es sein, dass die Steuervorrichtung 20 die Heizsteuerung fortsetzt und die Konzentrationsmessung des Messziels veranlasst, durchgeführt zu werden, wenn einmal die Vorbereitung abgeschlossen ist. Es ist anzumerken, dass die Konzentrationsmessung des Messzielgases an und für sich während der Heizsteuerung durchgeführt werden kann. Ein Konzentrationsmessungs-Ergebniswert kann als ungültig behandelt werden, bis die Vorbereitung abgeschlossen ist.
Es kann sein, dass das Gassensorsystem 1 den ersten Temperaturmessabschnitt 14 oder/und den zweiten Temperaturmessabschnitt 15 nicht enthält, um die Anzahl von Bestandteilkomponenten zu reduzieren und eine Miniaturisierung zu ermöglichen, wie zuvor beschrieben. Beispielsweise in einem Fall, in welchem das Gassensorsystem 1 den zweiten Temperaturmessabschnitt 15 nicht enthält, kann die Steuervorrichtung 20 die Heizsteuerung und die Lufteinlassblockiersteuerung auf Basis der Temperaturinformation für den Gassensor 10 durchführen. In diesem Fall kann die Bewertung im Schritt S13 für die Steuervorrichtung 20 sein, die Heizsteuerung und die Lufteinlassblockiersteuerung in einer Situation durchzuführen, in welcher die Temperatur des Gassensors 10 niedriger als ein Heiz-Schwellenwert ist. Der Heiz-Schwellenwert kann beispielsweise 36 °C betragen. Mit anderen Worten kann die Steuervorrichtung 20 die Heizsteuerung und die Lufteinlassblockiersteuerung durchführen, wenn die Temperatur des Gassensors 10 niedriger als 36°C ist, ohne Vergleich mit der Temperatur des Raums, aus welchem der Lufteinlass-Durchgang Luft aufnimmt.
In der vorliegenden Ausführungsform führt die Steuervorrichtung 20 die Heizsteuerung und die Lufteinlassblockiersteuerung durch elektrischen Strom aus einer Batterie des Fahrzeugs durch. Die Steuervorrichtung 20 kann die Betriebszeit des Ventilators 13 als nicht länger als eine fixe Zeit (als ein Beispiel 60 Sekunden) in der Heizsteuerung einstellen, um keine signifikante elektrische Energie der Batterie zu verbrauchen. In diesem Fall kann die Steuervorrichtung 20 die Steuerung so durchführen, dass sie zur Verarbeitung im Schritt S12 zurückkehrt, wenn die Vorbereitung nicht abgeschlossen ist, nach einmaligem Durchführen der Heizsteuerung (das heißt wenn ein weiteres Heizen des Gassensors 10 erforderlich ist). Darüber hinaus ist die Anzahl von Malen, welche die Konzentrationsmessung des Messzielgases durchgeführt wird, nicht auf ein Mal beschränkt. Die Konzentrationsmessung des Messzielgases kann beispielsweise die vorläufige Messung als einen Testlauf beinhalten und die Verarbeitung im Flussdiagramm in 3 kann wiederholt durchgeführt werden, bis die Messung zum Ermitteln eines finalen Bewertungsergebnisses durchgeführt wird. Es ist anzumerken, dass das Flussdiagramm in 3 ein Beispiel ist. In einem Fall, in welchem eine kontinuierliche Messung durchgeführt wird, kann beispielsweise eine zur Verarbeitung im Schritt S12 nach Schritt S16 rückkehrende Steuerung durchgeführt werden.
Auf diese Weise führen durch die Konfiguration und Verarbeitung, die oben dargestellt sind, das Gassensorsystem 1, die Steuervorrichtung 20 und das Steuerverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Heizsteuerung vor der Initiierung der Messung durch und verhindern die Kondensation in einer Situation, wie etwa, wenn die Temperatur des Gassensors 10 auf einer niedrigen Temperatur ist, welche niedriger als die Temperatur eines Raums ist, aus welchem der Lufteinlass-Durchgang Luft in die Umgebung der Verwendung aufnimmt. Daher ermöglichen das Gassensorsystem 1, die Steuervorrichtung 20 und das Steuerverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Hochgenauigkeitsmessung, ohne einen Anwender zu veranlassen, zu warten.
[Zweite Ausführungsform]
4 ist ein Blockdiagramm eines Gassensorsystems 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Das Gassensorsystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist den Heizer 17 von Bestandteilelementen des Gassensorsystems 1 gemäß der ersten Ausführungsform entfernt auf.
5 ist ein Diagramm, das ein Anwendungsbeispiel des Gassensorsystems 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform illustriert. Obwohl keine Beschränkungen der Verwendung des Gassensorsystems 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform auferlegt werden, wird das Gassensorsystem 1 als ein System beschrieben, das in einem Fahrzeug installiert ist, das die Alkoholkonzentration in von einem Fahrer ausgeatmeter Luft bewertet. Um wiederholte Beschreibung zu vermeiden, beschreibt das Nachfolgende Konfigurationen, die sich von der ersten Ausführungsform unterscheiden.
In einem Fall, in welchem der Gassensorsystem 1 in einem Fahrzeug installiert wird, kann das Gassensorsystem 1 auf einem Armaturenbrett oder dergleichen eingerichtet werden, das eine hohe Temperatur erreichen kann. Wenn der Gassensor 10 eine hohe Temperatur erreicht, verschlechtert sich das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) und sinkt die Messgenauigkeit. Entsprechend, wenn eine Messung mit dem Gassensor 10 noch bei einer hohen Temperatur durchgeführt wird, kann die Temperatur des Gassensors während der Aufnahme von Luft instabil werden, weil die Temperatur des Gassensors selbst und die Temperatur des Raums, aus welchem die Luft aufgenommen wird, sich unterscheiden, und somit kann es sein, dass eine fehlerhafte Alkoholkonzentrationsbewertung vorgenommen wird, und das Fahren des Fahrzeugs verhindert werden kann. Dies ist konventioneller Weise beispielsweise durch Erfassen der Temperatur des Gassensors 10 behandelt worden, wenn einmal der Mess-Initiierungsbefehl von einem Anwender empfangen wird, Initiieren des Kühlens des Gassensors 10 und Nichtinitiieren der Messung von Alkoholkonzentration oder Nichtverwendung eines Konzentrations-Messwerts, bis der Gassensor 10 eine angemessene Temperatur erreicht oder sich dessen Temperatur stabilisiert. Jedoch gibt es einen Bedarf für ein System, welches Alkoholkonzentrationsmessung initiieren kann, ohne einen Anwender zu veranlassen, zu warten, da es für einen Anwender wünschenswert ist, dass ein Fahrzeug sobald wie möglich beginnt, sich zu bewegen. Das Gassensorsystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ermöglicht Hochgenauigkeitsmessung, ohne einen Anwender zu veranlassen, während der unten dargestellten Konfiguration zu warten. In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Beschreibung unter der Annahme gegeben, dass die Temperatur des Gassensors 10 gleich oder höher als die Temperatur von Luft in der Verwendungsumgebung ist.
[Steuerabschnitt]
Der Steuerabschnitt 22 steuert den Betrieb des Gassensors 10 und des Ventilators 13. Der Steuerabschnitt 22 führt Kühlungssteuerung des Betriebs des Ventilators 13 durch, um so den Gassensor 10 auf Basis von Temperaturinformation für den Gassensor 10 zu kühlen. Durch den Betrieb des Ventilators 13 erzeugter Luftstrom kann den Gassensor 10 kühlen und die Temperatur des Gassensors 10, der bei einer hohen Temperatur ist, senken. Die Temperatur des Gassensors 10 kann auch dadurch gesenkt werden, dass Luft, die von einer niedrigeren Temperatur als der Gassensor 10 ist, aufgenommen wird. In der vorliegenden Ausführungsform führt der Steuerabschnitt 22 die Kühlsteuerung auf Basis von Temperaturinformation für den Gassensor 10 und Temperaturinformation für einen Raum, aus welchem der Lufteinlass-Durchgang Luft aufnimmt, durch. Spezifischer führt der Steuerabschnitt 22 die Kühlsteuerung in einer Situation durch, in welcher die Differenzgröße zwischen der Temperatur des Gassensors 10 und der Temperatur des Raums, aus welchem der Lufteinlass-Durchgang Luft aufnimmt, gleich oder größer als ein Kühldifferential-Schwellenwert ist. Der Kühldifferential-Schwellenwert kann gemäß der Durchschnittstemperatur einer Umdrehung, in welcher beispielsweise das Fahrzeug verwendet wird, eingestellt werden. Als ein Beispiel kann der Kühldifferential-Schwellenwert 10°C betragen, ist aber nicht darauf spezifisch beschränkt. Ein kleinerer Differential-Schwellenwert bedeutet, dass es mehr Zeit für die Vorbereitung erfordert, aber dass die Genauigkeit der Messung steigt, weil die Temperatur des Gassensors sich stabilisiert. Darüber hinaus bedeutet ein größerer Differenz-Schwellenwert, dass die Vorbereitung in einer früheren Stufe abgeschlossen ist, aber dass die Genauigkeit der Messung dazu tendiert, zu sinken.
Der Steuerabschnitt 22 führt die Kühlsteuerung ab dem Empfang eines Startsignals vor Initiierung von Konzentrationsmessung des Messzielgases durch. Mit anderen Worten, zu einer Zeit, zu welcher der Anwender versucht, Konzentrationsmessung des Messzielgases durchzuführen, ist der Gassensor 10, der bei einer hohen Temperatur ist, gekühlt worden und ist die Vorbereitung der Messung abgeschlossen, oder kann zumindest die Wartezeit bis die Messung durchgeführt werden kann, verkürzt werden. Folglich kann eine Hochgenauigkeitsmessung durchgeführt werden, ohne den Nutzer zu veranlassen, zu warten. Damit der Steuerabschnitt 22 die Kühlsteuerung vor Initiierung von Konzentrationsmessung des Messzielgases durchführt, kann der Steuerabschnitt 22 ein Signal erfassen, das eine Türentriegelung aus dem Fahrzeug angibt, und den Gassensor 10 in einer Situation hochfahren, in welcher eine Türverriegelung durchgeführt worden ist. Der Steuerabschnitt 22 kann ein Signal der Türentriegelung aus der Steuervorrichtung des Fahrzeugs erfassen. Wenn der Steuerabschnitt 22 den Gassensor hochfährt, bewertet der Steuerabschnitt 22, ob die Größe der Temperaturdifferenz gleich oder größer als der Kühldifferential-Schwellenwert ist, auf Basis der Temperaturinformation für den Gassensor 10 und der Temperaturinformation für den Raum, aus welchem der Lufteinlass-Durchgang Luft aufnimmt. In einer Situation, in welcher die Größe von Temperatur-Differenz gleich oder größer als der Kühldifferential-Schwellenwert ist, führt der Steuerabschnitt 22 die Kühlsteuerung durch und senkt die Temperatur des Gassensors 10. Der Steuerabschnitt 22 kann Steuerung so durchführen, dass die Temperatur des Gassensors 10 beispielsweise in einer Situation gesenkt wird, in welcher die Temperatur des Gassensors 10 gleich oder höher als die Temperatur des Raums ist, aus welchem der Lufteinlass-Durchgang Luft aufnimmt. Alternativ kann der Steuerabschnitt 22 die Steuerung so durchführen, dass die Temperatur des Gassensors 10 in einer Situation gesenkt wird, in welcher die Temperatur des Gassensors 10 beispielsweise zumindest 5°C höher als die Temperatur des Raums ist, aus welchem der Lufteinlass-Durchgang Luft aufnimmt. Alternativ kann beispielsweise der Steuerabschnitt 22 Steuerung so durchführen, dass er die Temperatur des Gassensors 10 in einer Situation senkt, in welcher die Temperatur des Gassensors 10 zumindest 10°C höher als die Temperatur des Raums ist, aus welchem der Lufteinlass-Durchgang Luft aufnimmt.
Darüber hinaus kann der Steuerabschnitt 22 ein Signal erfassen, welches angibt, dass ein Motor des Fahrzeugs gestartet ist, und kann bewerten, dass es einen Initiierungsbefehl für die Konzentrationsmessung des Messzielgases (in der vorliegenden Ausführungsform Alkoholkonzentrationsmessung) vom Nutzer gegeben hat. Der Steuerabschnitt 22 kann das Signal des Motorstarts aus der Steuervorrichtung des Fahrzeugs erfassen. In einer Situation, in der es einen Initiierungsbefehl für die Konzentrationsmessung des Messzielgases gegeben hat, solange wie der Gassensor 10 ausreichend gekühlt ist und die Messvorbereitung abgeschlossen ist, veranlasst der Steuerabschnitt 22 den Sendeabschnitt 31, ein Signal, welches angibt, dass die Vorbereitung abgeschlossen ist, an den Mitteilungsabschnitt 16 zu senden und veranlasst den Mitteilungsabschnitt 16, dem Anwender mitzuteilen, dass die Vorbereitung abgeschlossen ist. Darüber hinaus kann in einer Situation, in der es einen Initiierungsbefehl für die Konzentrationsmessung des Messzielgases gegeben hat, der Steuerabschnitt 22 den Mitteilungsabschnitt 16 veranlassen, mitzuteilen, dass die Vorbereitung nicht abgeschlossen ist, wenn eine weitere Kühlung des Gassensors 10 erforderlich ist (das heißt wenn die Messvorbereitung nicht vollständig ist).
Der Steuerabschnitt 22 kann den Gassensor 10 veranlassen, eine Konzentrationsmessung des Messzielgases nach Abschluss der Messvorbereitung durchzuführen. Es ist anzumerken, dass der Steuerabschnitt 22 die Steuerung so durchführen kann, dass der Ventilator 13 während der Konzentrationsmessung des Messzielgases gestoppt wird, um das Auftreten von Rauschen zu unterdrücken und weiter die Messgenauigkeit zu erhöhen.
[Steuerverfahren]
6 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines durch die Steuervorrichtung 20 des Gassensorsystems 1 der vorliegenden Ausführungsform durchgeführtes Betriebs-Steuerverfahren illustriert. Die Steuervorrichtung 20 wartet (Nein in Schritt S1), bis sie ein Signal zum Starten des Gassensors 10 erfasst. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Signal zum Starten des Gassensors 10 ein Signal aus der Steuervorrichtung des Fahrzeugs, welches Türentriegelung angibt.
Die Steuervorrichtung 20 startet den Gassensor 10 in einer Situation, in der sie ein Türentriegelungssignal erfasst hat (Ja in Schritt S1) und erfasst Temperaturinformation (Schritt S2). In der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet die Temperaturinformation Temperaturinformation für den Gassensor 10 und Temperaturinformation für den Raum, aus welchem der Lufteinlass-Durchgang Luft aufnimmt.
In einer Situation, in welcher die Differenzgröße zwischen der Temperatur des Gassensors 10 und der Temperatur des Raums, aus welchem der Lufteinlass-Durchgang Luft aufnimmt (das heißt ein Wert, welcher durch Subtrahieren der Temperatur des Raums, aus welchem der Lufteinlass-Durchgang Luft aufnimmt, von der Temperatur des Gassensors 10 erhalten wird) gleich oder größer als der Kühldifferential-Schwellenwert ist (Ja in Schritt S3) und führt die Steuervorrichtung 20 eine Kühlsteuerung durch (Schritt S4). Diese Kühlsteuerung ist eine Steuerung zum Betreiben des Ventilators 13, um so den Gassensor 10 zu kühlen, wie zuvor beschrieben. Die Temperatur des Gassensors 10 wird durch diese Kühlsteuerung gesenkt.
In einer Situation, in welcher die Vorbereitung nach der Kühlsteuerung abgeschlossen ist, oder einer Situation, in welcher die Differenzgröße zwischen der Temperatur des Gassensors 10 und der Temperatur des Raums, aus welchem der Lufteinlass-Durchgang Luft aufnimmt, kleiner als der Kühldifferential-Schwellenwert ist (Nein in Schritt S3), wartet die Steuervorrichtung 20 (Nein in Schritt S5), bis sie ein Signal zum Initiieren von Alkoholkonzentrationsmessung erfasst. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Signal zum Initiieren von Alkoholkonzentrationsmessung ein Signal aus der Steuervorrichtung des Fahrzeugs, die angibt, dass der Motor des Fahrzeugs gestartet ist.
In einer Situation, in welcher die Steuervorrichtung 20 ein Signal zum Initiieren von Alkoholkonzentrationsmessung erfasst hat (Ja in Schritt S5), veranlasst die Steuervorrichtung 20 den Gassensor 10, Konzentrationsmessung des Messzielgases durchzuführen (Schritt S6). In einer Situation, in welcher die Steuervorrichtung 20 ein Signal zum Initiieren von Alkoholkonzentrationsmessung erfasst hat, bevor die Vorbereitung nach der Kühlsteuerung abgeschlossen ist, kann die Steuervorrichtung 20 die Kühlsteuerung fortsetzen und die Konzentrationsmessung des Messzielgases veranlassen, durchgeführt zu werden, wenn einmal die Vorbereitung abgeschlossen ist. Alternativ kann eine Leerlaufoperation der Messung während der Vorbereitung durchgeführt werden.
Das Gassensorsystem 1 mag nicht den ersten Temperaturmessabschnitt 14 oder/und den zweiten Temperaturmessabschnitt 15 beinhalten, um die Anzahl von Bestandteilkomponenten zu reduzieren und eine Miniaturisierung zu ermöglichen, wie zuvor beschrieben. Beispielsweise in einem Fall, in welchem das Gassensorsystem 1 keinen zweiten Temperaturmessabschnitt 15 enthält, kann die Steuervorrichtung 20 die Kühlsteuerung auf Basis nur der Temperaturinformation für den Gassensor 10 durchführen. In diesem Fall kann die Bewertung im Schritt S3 der Steuervorrichtung 20 dienen, die Kühlsteuerung in einer Situation durchzuführen, in welcher die Temperatur des Gassensors 10 gleich oder höher als ein Kühl-Schwellenwert ist. Der Kühl-Schwellenwert kann beispielsweise 40°C betragen. Mit anderen Worten kann die Steuervorrichtung 20 die Kühlsteuerung durchführen, wenn die Temperatur des Gassensors 10 40 °C oder höher ist, ohne Vergleich mit der Temperatur des Raums, aus welchem der Lufteinlass-Durchgang Luft aufnimmt. Obwohl 40°C als ein Beispiel gegeben wird, kann jede Bedingung verwendet werden, unter welcher keine Kondensation in der Ausatemluft einer Person auftritt.
In der vorliegenden Ausführungsform führt die Steuervorrichtung 20 die Kühlsteuerung über elektrischen Strom aus einer Batterie des Fahrzeugs durch. Die Steuervorrichtung 20 kann die Betriebszeit des Ventilators 13 nicht länger als eine feste Zeit (60 Sekunden als ein Beispiel) bei der Kühlsteuerung einstellen, um nicht signifikant elektrischen Strom der Batterie zu verbrauchen. In diesem Fall kann die Steuervorrichtung 20 Steuerung so durchführen, dass zur Verarbeitung im Schritt S2 zurückgekehrt wird, wenn die Vorbereitung nicht abgeschlossen ist, wenn einmal die Kühlsteuerung durchgeführt wird (das heißt wenn weitere Kühlung des Gassensors 10 erforderlich ist). Darüber hinaus ist die Anzahl von Malen, welche die Konzentrationsmessung des Messzielgases durchgeführt wird, nicht auf einmal beschränkt. Die Konzentrationsmessung des Messzielgases kann die vorläufige Messung als einen Testlauf beispielsweise beinhalten und die Verarbeitung im Flussdiagramm in 6 kann wiederholt durchgeführt werden, bis die Messung zum Ermitteln eines endgültigen Bewertungsergebnisses durchgeführt wird.
Die Kühlsteuerung kann zusammen mit der Verifikation des Betriebs des Ventilators während eines Initiierungsprozesses des Gassensorsystem durchgeführt werden. In einem Fall, in welchem es möglich ist, den Ventilator zu betreiben und Kühlung unter Begleitung von Fehlerdetektion während einer Fehlerdetektionsphase bei der Initialisierung des Gassensorsystems durchzuführen, können die Kühlsteuerung und die Initialisierung parallel durchgeführt werden, wodurch das System optimiert wird.
Auf diese Weise, durch die oben dargestellte Konfiguration und Verarbeitung, führen das Gassensorsystem 1, die Steuervorrichtung 20 und das Steuerverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Kühlsteuerung vor Initiierung der Messung in einer Situation durch, so dass, wenn die Temperatur des Gassensors 10 auf einer hohen Temperatur ist, welche gleich oder höher als die Temperatur eines Raums ist, aus welchem der Lufteinlass-Durchgang Luft in der Verwendungsumgebung aufnimmt, durch. Daher ermöglichen das Gassensorsystem 1, die Steuervorrichtung 20 und das Steuerverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine hochgenaue Messung, ohne zu verursachen, dass der Anwender wartet.
[Dritte Ausführungsform]
Ein Blockdiagramm eines Gassensorsystems 1 gemäß einer dritten Ausführungsform ist das gleiche wie für die erste Ausführungsform. Das Gassensorsystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform führt die Kühlsteuerung oder die Heizsteuerung, die oben beschrieben sind, auf Basis von Temperaturinformation für den Gassensor 10 durch. Obwohl der Verwendung des Gassensorsystems 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform keine Beschränkungen auferlegt sind, wird das Gassensorsystem 1 als ein System beschrieben, das in einem Fahrzeug installiert ist, welches die Alkoholkonzentration in von einem Fahrer ausgeatmeter Luft bewertet. Um eine Wiederholung der Beschreibung zu vermeiden, beschreibt das Nachfolgende eine Verarbeitung, die sich von der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform unterscheidet.
[Steuerverfahren]
7 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines durch die Steuervorrichtung 20 des Gassensorsystems 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform durchgeführten Betriebs-Steuerverfahrens illustriert. Das Gassensorsystem 1 wartet (NEIN in Schritt S21), bis es ein Startsignal erfasst. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Startsignal zum Starten des Gassensors 10 ein Signal aus der Steuervorrichtung des Fahrzeugs, welches Steuervorrichtung des Fahrzeugs mit Türentriegelung als einem Startpunkt gesendet wird.
Die Steuervorrichtung 20 startet den Gassensor 10 in einer Situation, in welcher sie ein Türentriegelungssignal erfasst hat (JA in Schritt S21) und erfasst Temperaturinformation (Schritt S22). In der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet die Temperaturinformation Temperaturinformation für den Gassensor 10 und Temperaturinformation für einen Raum, aus welchem der Lufteinlass-Durchgang die Luft aufnimmt.
In einer Situation, in welcher die Temperatur des Gassensors 10 niedriger als die Temperatur des Raums ist, aus welchem der Lufteinlass-Durchgang Luft aufnimmt (JA in Schritt S23), schreitet die Steuervorrichtung 20 zur Verarbeitung in Schritt S24 fort. In einer Situation, in welcher die Temperatur des Gassensors 10 gleich oder höher als die Temperatur des Raums ist, aus welchem der Lufteinlass-Durchgang Luft aufnimmt (NEIN in Schritt S23), schreitet die Steuervorrichtung 20 zur Verarbeitung im Schritt S26 fort.
In einer Situation, in welcher die Differenzgröße zwischen der Temperatur des Gassensors 10 und der Temperatur des Raums, aus welchem der Lufteinlass-Durchgang Luft aufnimmt (das heißt ein Wert, welcher durch Subtrahieren der Temperatur des Gassensors 10 von der Temperatur des Raums, aus welchem der Lufteinlass-Durchgang Luft aufnimmt, ermittelt wird) gleich oder größer als ein Heizdifferential-Schwellenwert ist (JA in Schritt S24), führt die Steuervorrichtung 20 Heizsteuerung (Schritt S25A) und Lufteinlass-Blockiersteuerung (Schritt S25B) durch. Diese Heizsteuerung ist eine Steuerung des Betreibens des Heizers 17, um so den Gassensor 10 zu heizen, und Steuern des Ventilators 13, um so keine Luft aufzunehmen, wie zuvor beschrieben. Die Temperatur des Gassensors 10 steigt durch diese Heizsteuerung an und Kondensation wird durch Blockieren der Luftaufnahme verhindert.
In einer Situation, in welcher die Differenzgröße zwischen der Temperatur des Gassensors 10 und der Temperatur des Raums, aus welchem der Lufteinlass-Durchgang Luft aufnimmt (das heißt ein Wert, welcher durch Subtrahieren des Raums, aus welchem der Einlassdurchgang Luft aufnimmt, von der Temperatur des Gassensors 10 ermittelt wird) gleich oder größer als ein Kühldifferential-Schwellenwert ist (JA in Schritt S26), führt die Steuervorrichtung 20 Kühlsteuerung durch (Schritt S27). Diese Kühlsteuerung ist eine Steuerung des Betreibens des Ventilators 13, um so den Gassensor 10 zu kühlen, wie zuvor beschrieben. Die Temperatur des Gassensors 10 sinkt durch diese Kühlsteuerung.
In einer Situation, in welcher die Vorbereitung abgeschlossen ist, nachdem die Heizsteuerung oder die Kühlsteuerung und die Differenzgröße zwischen der Temperatur des Gassensors 10 und der Temperatur des Raums, aus welchem der Lufteinlass-Durchgang Luft aufnimmt, kleiner als der Heizdifferential-Schwellenwert ist (NEIN in Schritt S24), wartet die Steuervorrichtung 20 (NEIN in Schritt S28), bis sie ein Signal zum Initiieren von Alkoholkonzentrationsmessung erfasst. Darüber hinaus, in einer Situation, in welcher die Größe der Differenz zwischen der Temperatur des Gassensors 10 und der Temperatur des Raums, aus welchem der Lufteinlass-Durchgang Luft aufnimmt, kleiner ist als der Kühldifferential-Schwellenwert (NEIN in Schritt S26), wartet die Steuervorrichtung 20 (NEIN in Schritt S28), bis sie ein Signal zum Initiieren der Alkoholkonzentrationsmessung erfasst. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Signal zum Initiieren der Alkoholkonzentrationsmessung ein Signal aus der Steuervorrichtung des Fahrzeugs, welches angibt, dass der Motor des Fahrzeugs gestartet hat. Dieses Signal zum Initiieren der Alkoholkonzentrationsmessung kann mit einem Signal zum Starten des Motors als einem Startpunkt erzeugt werden.
In einer Situation, in welcher die Steuervorrichtung 20 ein Signal zum Initiieren der Alkoholkonzentrationsmessung erfasst hat (JA in Schritt S28), veranlasst die Steuervorrichtung 20 den Gassensor 10, Konzentrationsmessung des Messzielgases durchzuführen (Schritt S29). In einer Situation, in welcher die Steuervorrichtung 20 ein Signal zum Initiieren von Alkoholkonzentrationsmessung erfasst hat, bevor die Vorbereitung abgeschlossen ist, nach der Heizsteuerung, kann die Steuervorrichtung 20 die Heizsteuerung oder die Kühlsteuerung fortsetzen und die Konzentrationsmessung des Messzielgases, die durchzuführen ist, veranlassen, wenn einmal die Vorbereitung abgeschlossen ist. Es ist anzumerken, dass die Konzentrationsmessung des Messzielgases an und für sich während der Kühlsteuerung durchgeführt werden kann. Ein Konzentrationsmessergebniswert kann als ungültig behandelt werden, bis die Vorbereitung abgeschlossen ist.
Es ist anzumerken, dass beispielsweise in einem Fall, in welchem das Gassensorsystem 1 nicht den zweiten Temperaturmessabschnitt 15 beinhaltet, eine Bewertung durchgeführt werden kann, die den Kühl-Schwellenwert und einen Heiz-Schwellenwert, wie in der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform beschrieben, verwendet. Die Steuervorrichtung 20 kann die Steuerung so durchführen, dass die Betriebszeit des Ventilators 13 nicht länger als eine feste Zeit bei der Kühlsteuerung und Heizsteuerung ist und die Verarbeitung in einer Schleife durchgeführt wird. Die Konzentrationsmessung des Messzielgases kann beispielsweise vorläufige Messung als einen Testlauf beinhalten und die Verarbeitung im Flussdiagramm von 7 kann wiederholt durchgeführt werden, bis die Messung zum Ermitteln eines endgültigen Bewertungsergebnisses durchgeführt wird.
Darüber hinaus kann die Heizsteuerung und die Kühlsteuerung in Kombination abhängig von der Situation durchgeführt werden. Beispielsweise kann die Kühlsteuerung in einer Situation durchgeführt werden, in der die Heizsteuerung zuerst durchgeführt worden ist, aber in welcher die Temperatur des Raums, aus welchem der Lufteinlass-Durchgang Luft aufnimmt, nachfolgend niedriger als die Temperatur des Gassensors 10 geworden ist. Als ein spezifisches Beispiel kann die Kühlsteuerung in einer Situation durchgeführt werden, in welcher der Gassensor 10 während des Winters erhitzt worden ist, aber in welcher beispielsweise kalte Luft in das Fahrzeug von außerhalb eingedrungen ist, wenn eine Tür des Fahrzeugs geöffnet wird, damit es eine Person verlassen kann, was zu einer Temperaturdifferenz von 10°C oder mehr führt. Darüber hinaus kann die Heizsteuerung in einer Situation durchgeführt werden, in der kalte Luft von außerhalb in das Fahrzeug eingedrungen ist, der Gassensor gekühlt worden ist, indem diese kalte Luft aus dem Lufteinlass-Durchgang verwendet wurde, und bewertet wird, dass die Temperatur des Gassensors die Ausbildung von Kondensation durch ausgeatmete Luft verursachen kann. Die Heizsteuerung und die Kühlsteuerung werden durchgeführt, während Justierungen so durchgeführt werden, dass Kondensation nicht auftritt, und so, dass die Temperatur des Gassensors sich stabilisiert.
Auf diese Weise, durch die Konfiguration und Verarbeitung, die oben dargestellt sind, führen das Gassensorsystem 1, die Steuervorrichtung 20 und das Steuerverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Kühlsteuerung oder Heizsteuerung entsprechend der Temperatur des Gassensors 10 vor Initiierung der Messung durch. Daher ermöglichen das Gassensorsystem 1, die Steuervorrichtung 20 und das Steuerverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform Hochgenauigkeitsmessung, ohne einen Nutzer dazu zu bringen, zu warten.
Obwohl Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung basierend auf den verschiedenen Zeichnungen und Beispielen beschrieben worden sind, ist anzumerken, dass ein Durchschnittsfachmann leicht verschiedene Modifikationen und Revisionen vornehmen könnte, basierend auf der vorliegenden Offenbarung. Entsprechend sollten solche Modifikationen und Revisionen als innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung enthalten angesehen werden. Beispielsweise können Funktionen und dergleichen, die in verschiedenen Bestandteilelen etc. enthalten sind, re-arrangiert werden, solange wie sie logisch konsistent sind. Darüber hinaus kann eine Vielzahl von Bestandteilen etc. als ein einzelner Teil kombiniert werden oder sie können aufgeteilt werden.
Obwohl in der oben beschriebenen Ausführungsform ein Gassensorsystem 1, das in einem Fahrzeug verwendet wird, als ein Beispiel angenommen wird, werden dem Gegenstand der Installation des Gassensorsystems 1 keine Beschränkungen auferlegt. Beispielsweise kann das Gassensorsystem 1 in Innenräumen verwendet werden und kann die Reduktion von Messgenauigkeit aufgrund von Kondensation verhindern. Als ein spezifisches Beispiel kann der Gassensor 10 beispielsweise in einer Küche vorgesehen sein, die ein Lüftungsgebläse beinhaltet, und kann die Reduktion der Messgenauigkeit durch die Konfiguration und die Verarbeitung, die oben dargestellt sind, in einer Situation verhindern, in welcher Kondensation aufgrund davon auftreten kann, dass heiße und feuchte Luft aufgenommen wird, aufgrund von Kochen von Wasser oder dergleichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2022050736 [0001]
JP 2023036060 [0001]
JP 6530652 B2 [0004]
JP 2019023651 A [0004]

Claims

Gassensorsystem, umfassend: einen Gassensor, der Konzentrationsmessung eines Messzielgases in Luft durchführt; einen Heizer, der das Gas erhitzt; einen Lufteinlassdurchgang und einen Luftauslassdurchgang, die mit dem Gassensor verbunden sind; und eine Steuervorrichtung, die eine Heizsteuerung des Betriebs des Heizers durchführt, um so den Gassensor zu heizen, wobei die Steuervorrichtung Temperaturinformation für den Gassensor und Temperaturinformation für einen Raum, aus welchem der Lufteinlassdurchgang Luft aufnimmt, erfasst, und die Heizungssteuerung auf Basis der Temperaturinformation für den Gassensor und der Temperaturinformation für den Raum, aus welchem der Lufteinlass-Durchgang Luft aufnimmt, durchführt.
Gassensorsystem gemäß Anspruch 1, weiter umfassend ein Lufteinlass-Blockiermittel, das Lufteinlass aus dem Lufteinlass-Durchgang verhindert, wobei die Steuervorrichtung eine Lufteinlass-Blockiersteuerung zum Blockieren von Lufteinlass aus dem Lufteinlass-Durchgang durchführt, auf Basis der Temperaturinformation für den Gassensor und der Temperaturinformation für den Raum, aus welchem der Lufteinlass-Durchgang Luft aufnimmt.
Gassensorsystem gemäß Anspruch 2, weiter umfassend einen Empfangsabschnitt, der ein Startsignal von außen an das Gassensorsystem empfängt, wobei die Steuervorrichtung den Gassensor durch Empfang des Startsignals startet, und die Heizsteuerung oder/und die Lufteinlass-Blockiersteuerung ab dem Start des Gassensors durchführt, vor Initiierung der Konzentrationsmessung.
Gassensorsystem gemäß Anspruch 2, wobei das Lufteinlass-Blockiermittel ein Ventilator ist.
Gassensorsystem gemäß Anspruch 4, wobei die Steuervorrichtung den Ventilator stoppt oder den Ventilator betreibt, um Luftauslass aus dem Lufteinlassdurchgang in der Heizsteuerung durchzuführen.
Gassensorsystem gemäß Anspruch 4, wobei die Steuervorrichtung den Heizer betreibt, bis eine Temperatur des Gassensors einen Heiz-Schwellenwert in der Heizsteuerung erreicht.
Gassensorsystem gemäß Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung die Heizsteuerung in einer Situation durchführt, in der eine Differenzgröße zwischen einer Temperatur des Gassensors und einer Temperatur des Raums, aus welchem der Lufteinlass-Durchgang Luft aufnimmt, gleich oder größer als ein Heizdifferential-Schwellenwert ist.
Gassensorsystem gemäß Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung die Heizsteuerung auf Basis von Temperaturinformation für den Gassensor in der Heizsteuerung stoppt.
Gassensorsystem gemäß Anspruch 2, wobei die Steuervorrichtung den Betrieb des Lufteinlass-Blockiermittels auf Basis eines Signals von außerhalb an das Gassensorsysten in der Heizsteuerung steuert.
Gassensorsystem gemäß Anspruch 3, wobei das Gassensorsystem ein System ist, das in einem Fahrzeug installiert ist, und der Empfangsabschnitt das Startsignal aus einer Steuervorrichtung des Fahrzeugs in Reaktion auf einen Betrieb des Fahrzeugs empfängt und den Gassensor startet.
Gassensorsystem gemäß Anspruch 10, wobei der Betrieb des Fahrzeugs Türentriegelung des Fahrzeugs beinhaltet.
Gassensorsystem gemäß Anspruch 1, weiter umfassend einen Mitteilungsabschnitt, der mitteilt, dass die Vorbereitung für die Konzentrationsmessung abgeschlossen ist.
Gassensorsystem gemäß Anspruch 1, wobei der Gassensor ein NDIR-Gassensor oder ein photoakustischer Gassensor ist, und der Heizer zumindest ein optisches Bauteil des Gassensors erhitzt.
Gassensorsystem gemäß Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung Temperaturinformation für den Gassensor erfasst, und basierend auf der Temperaturinformation für den Gassensor die Heizsteuerung, die Lufteinlass-Blockiersteuerung oder/und die Kühlsteuerung des Betreibens des Lufteinlass-Blockiermittels so durchführt, dass es den Gassensor ab Empfang eines Startsignals kühlt, vor Initiierung der Konzentrationsmessung.