JP2003098137A - ガスセンサの制御方法及びガスセンサの制御装置並びにガスセンサを備えた食品機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 感応部の電気抵抗変化でガス濃度を検出する
ガスセンサに関し、経時劣化の抑制と、消費電力量低減
を図る。 【解決手段】 感応膜３を加熱補償する加熱装置５をガ
スセンサ１に付加し、加熱装置５への供給電力を、加熱
装置駆動回路９によってガス検知を行う場合と行わない
場合とで変化させ、ガスセンサ１がガス検知を行わない
場合、感応膜３の表面が結露しない温度となる最低の電
力を供給することにより、結露や、温度上昇による劣化
の促進を抑制し、且つ消費電力の低減を図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、食品機器内に設置
したガスセンサの制御方法および制御装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、ガスセンサは、工業用やタバコや
アンモニア等を検知する居住用と幅広い分野で取り扱っ
ている。その中で、近年、食品機器分野への応用が研究
されてきている。

【０００３】野菜新鮮度検知センサを有する野菜新鮮度
維持装置に関するものが、特開平７−２０９２７９号公
報に開示されているものがある。

【０００４】以下図面を参照しながら上記従来のガスセ
ンサ制御を説明する。

【０００５】図１１は上記野菜鮮度維持装置のセンサ信
号に対する経時変化を示す図である。この制御はセン
サ、ヒータ共に常時通電しており、その出力信号の傾き
から、野菜鮮度状態を判断する制御となっている。

【０００６】また、消費電力及び、経時劣化低減を目的
としたガスセンサの制御方法として、特開平８−２２０
０４７号公報に開示されているものがある。

【０００７】以下図面を参照しながら上記従来のガスセ
ンサ制御を説明する。

【０００８】図１２の（ａ）はガスセンサ発熱層の温度
の経時変化を示す図である。発熱層を４５０℃以上の高
温に間欠的に発熱させてから、２５０〜３００℃の低温
に間欠的に発熱させ、低温の間欠駆動により消費電力と
経時劣化とを低減し、高温の間欠駆動における半導体層
の反応性を確保する。

【０００９】図１２の（ｂ）はガスセンサ発熱層の温度
を上記（ａ）としたときの半導体層の電気抵抗を示す図
である。

【００１０】図１３はガス検知手段の経時変化（ａ）と
電気抵抗（ｂ）を示す図であり、２５０〜３００℃の温
度範囲に間欠的に発熱させるとき、その“ｎ”回目の半
導体層の電気抵抗Ｒ_nと“ｎ+１” 回目の半導体層の電
気抵抗Ｒ_n+1の差分を第一データ“ｄＲ₁＝Ｒ_n+1−Ｒ_n”
として検出する。同様に“ｎ+１”回目の半導体層の電
気抵抗Ｒ_n+1と“ｎ+2” 回目の半導体層の電気抵抗Ｒ
_n+2の差分を第二データ“ｄＲ₂＝Ｒ_n+2−Ｒ_n+1”として
検出すし、これらの比率“ｄＲ₂/ｄＲ₁“が基準抵抗を
超過するとガス検知を行う。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
特開平７−２０９２７９号に記載されているような制御
手段を用いた場合、常時ヒータ及びガスセンサを通電す
る為、消費電力が増大する上、センサ付近温度の上昇、
センサの経時劣化が促進されるという欠点があった。

【００１２】また、特開平８−２２００４７号に記載さ
れているような制御手段を用いた場合、上記課題を解決
できるが、低温高湿雰囲気等で使用する場合や、扉開閉
等で機器外から湿気が進入する場合、感応膜が結露し、
劣化を促進されるという欠点があった。

【００１３】本発明は従来の課題を解決するもので、高
湿雰囲気下もしくは低温雰囲気下で湿気進入の可能性の
ある、ガスセンサを有する食品機器の制御方法を提供す
ることを目的とする。

【００１４】また、従来制御においては、ガスセンサの
半導体層の電気抵抗が経時劣化と共に変化する為、出力
信号の傾き等の変化量でしか判別することができず、そ
のガス状態の絶対量の判断ができないという欠点があっ
た。

【００１５】本発明の他の目的は、ガスセンサ雰囲気の
絶対量としてのガス濃度を検出することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の発明は、感応部の電気抵抗変化に応じてガス濃度を検
知するガスセンサと、前記感応部を加熱する加熱装置と
を備え、前記ガスセンサのガス検知状態に応じて、供給
電力を変化させるものであり、ガス検知の有無や程度に
応じて電力供給を切り替えることで、必要以上の加熱を
抑えてセンサの劣化を抑え、無駄な電力消費を抑える作
用を有する。

【００１７】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
に発明において、ガスセンサのガス検知動作を間欠的に
行わせ、検知時と非検知時で供給電力を高低２段階に切
り替えるものであり、ガス検知を行わない状態において
電力供給を抑えることで、高温条件によるセンサ劣化を
抑え、無駄な電力消費を抑える作用を有する。

【００１８】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
に発明において、非検知時の供給電力を感応部が結露し
ない温度に維持する電力としたものであり、ガス検知を
行わない状態においても感応部が結露しない最も低い温
度となる電力供給を行うことで、感応部の結露を防止
し、無駄な電力を消費しないという作用を有する。

【００１９】請求項４に記載の発明は、請求項１に記載
に発明において、加熱装置への電力供給を停止した状態
のガスセンサの出力信号を基準出力信号とし、前記基準
出力信号と電力供給したガス検知時の出力信号の差から
ガス濃度を検知するものであり、一般的にガスセンサは
基準出力信号（反応ガスのない雰囲気条件下での出力信
号）が製品のバラツキや、エージング条件等で異なるこ
とや、製品に設置してから基準出力信号を決定すること
は難しいことなどから、ガスセンサの出力信号を絶対値
として検出することができなかった。しかしヒータの電
力供給を停止し、ガスに対する応答性がない出力信号を
作り、この出力信号を演算することにより、基準出力信
号を算出することができる。ガス雰囲気の出力信号と、
この演算した基準出力信号の差から、正確なガス濃度を
検知できるという作用を有する。

【００２０】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
に発明において、基準出力信号を周期的に更新するもの
であり、ガスセンサ劣化により変化する基準出力信号を
周期的に更新し、センサの経時劣化に関係なく、正確に
ガス濃度を検知できるという作用を有する。

【００２１】請求項６に記載の発明は、請求項１または
請求項４に記載に発明において、加熱装置へのガス検知
時の電力供給後、所定時間ごとにガスセンサの出力信号
を読み取り、所定データ数毎に前記出力信号の最大値と
最小値の差と出力信号の安定を判断する閾値とを比較
し、前記最大値と最小値の差が前記閾値より小さくなっ
た場合に安定値と判断して検知濃度を決定するものであ
り、加熱装置への電力供給後の出力信号の変化を一定周
期ごとに判定し、変化量が小さくなったところで安定と
判断し、加熱装置への電力供給を低下させることで、迅
速且つ正確な安定判断を行った上で、消費電力量の低減
が図れるという作用を有する。

【００２２】請求項７に記載の発明は、請求項６に記載
に発明において、安定値の判断後、最大値もしくは最小
値、または最大値と最小値を演算した値で検知濃度を決
定するものであり、安定確認と同時にセンサ出力判断
や、平均値の算出を容易に行えるという作用を有する。

【００２３】請求項８に記載の発明は、請求項１から請
求項７のいずれか一項に記載に発明に、さらに、ガスセ
ンサの雰囲気温度を検知する温度検知手段を備え、前記
温度検知手段の出力によりガスセンサの検知濃度を補正
するものであり、温度変動又は、湿度変動による、ガス
センサ出力の変動を補正するという作用を有する。

【００２４】請求項９に記載の発明は、請求項８に記載
に発明において、温度検知手段の出力に応じて、加熱装
置の供給電力を変化させるものであり、加熱装置により
加熱された感応部温度が雰囲気温度に応じて変動し、ガ
スセンサ出力信号の変動を防止すると共に、感応部の高
温化による劣化を防止するという作用を有する。

【００２５】請求項１０に記載の発明は、ガスセンサの
制御装置として、感応部の電気抵抗変化に応じてガス濃
度を検知するガスセンサと、前記感応部を加熱する加熱
装置と、前記ガスセンサの出力信号を検出する検出回路
と前記加熱装置に電力を供給する加熱装置駆動回路とか
らなる制御回路とを備え、前記加熱装置駆動回路は前記
ガスセンサによるガス検知状態に応じて、供給電力を変
化させるものであり、ガス検知の有無や程度に応じて電
力供給を切り替えることで、必要以上の加熱を抑えてセ
ンサの劣化や無駄な電力消費を抑え、かつ供給量の設定
によっては感応部の結露を防止する作用を有する。

【００２６】請求項１１に記載の発明は、請求項１０に
記載の発明に、さらに、ガスセンサの雰囲気温度を検知
する温度検知手段と、前記温度検知手段の出力信号を読
み取る温度検出回路とを備え、前記温度制御手段の出力
信号により、前記ガスセンサの出力信号を、演算回路に
て、補正出力するものであり、温度変動又は、湿度変動
による、ガスセンサ出力の変動を補正するという作用を
有する。

【００２７】請求項１２に記載の発明は、食品機器とし
て、食品を収納する収納部と、前記収納部の一画にガス
センサを設けて成る請求項１０または請求項１１に記載
のガスセンサの制御装置と、前記収納部を開閉する扉
と、前記扉の開閉状態を検出する扉開閉検知手段と、前
記扉開閉検知手段からの出力信号を検知する扉開閉検知
回路とを備え、前記扉開閉検知手段が扉開閉を検出した
後所定時間はガスセンサの加熱装置への供給電力を低下
または停止させるものであり、扉開閉により進入する湿
気が感応部で反応する際、感応部温度を低下させること
で、水蒸気の感応部への反応速度を低下させ、感応部の
劣化を抑制するという作用を有する。

【００２８】請求項１３に記載の発明は、請求項項１２
に記載の発明において、扉開閉検知手段が扉開閉を検出
した後所定時間、ガスセンサの検出回路は出力信号の検
出を停止するものであり、扉開閉により食品機器内に存
在するガスが流出し、一時的にガス濃度が低下している
状態でのガス検知を行わず、正確なガス濃度を検知する
という作用を有する。

【００２９】請求項１４に記載の発明は、請求項項１２
または請求項１３に記載の発明において、ガスセンサの
加熱装置への供給電力が停止している状態で、扉開閉検
知手段が扉開閉を検出した場合、加熱装置に電力を供給
するものであり、感応膜表面温度が外気の絶対湿度より
低い場合、扉開閉により、感応部の結露による劣化や、
ショートを防止するという作用を有する。

【００３０】請求項１５に記載の発明は、請求項項１２
から請求項１４のいずれか一項に記載の発明に、さら
に、収納部を冷却する冷却器と、前記冷却器の除霜手段
とを備え、前記冷却器を除霜後所定時間、ガスセンサの
加熱装置への供給電力を低下させるものであり、除霜に
よる温湿度の変動による感応部の劣化を防止するという
作用を有する。

【００３１】請求項１６に記載の発明は、請求項１５に
記載の発明において、冷却器の除霜後所定時間、ガスセ
ンサの検出回路は出力信号の検出を停止するものであ
り、除霜による温湿度の変動によるセンサ出力信号の変
動による誤検知を防止する。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明によるガスセンサの
制御方法及びガスセンサの制御装置並びにガスセンサを
備えた食品機器について、図面を参照しながら説明す
る。

【００３３】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１によるガスセンサの制御方法のブロック図であ
る。図２は同実施の形態のガスセンサの加熱装置への供
給電力と感応膜の発熱温度を示すタイムチャートであ
る。

【００３４】図1において、１はガスセンサであり、以
下の部品から構成されている。２はガスセンサの基板で
あり、３はこの基板２の一方の面に半導体を原料として
構成されている感応膜より形成した感応部（以下感応膜
３という）であり、ガス濃度に応じて電気抵抗が変化す
る。４は感応膜３へ電気を供給する為の電極である。５
は基板２の片面に取り付けられている感応膜３の反対側
に取り付けられた抵抗式の加熱装置（ヒータ）である。
６は加熱装置に電気を供給する為の電極である。

【００３５】７はガスセンサ１を制御する制御回路であ
り以下の要素から構成されている。８は感応膜３に電力
を供給し、そこから出る出力信号を検出する検出回路で
あり、９は加熱装置５に電圧を供給する加熱装置駆動回
路９である。

【００３６】図２において、（ａ）は加熱装置駆動回路
９から加熱装置５へ供給される供給電力である。（ｂ）
は加熱装置５へ（ａ）の供給電圧を供給した時の感応膜
温度を示しており、加熱装置５に供給電力Ｖ１を供給す
ると感応膜温度はＴ１となり、供給電圧Ｖ２を供給する
とＴ２となる。ガス検知を行う場合、ガス種に応じて必
要な感応膜温度が存在する為、目標ガスに応じた供給電
力Ｖ１を供給するが、常時ガス検知を必要としない場合
は、供給電力をＶ２に低下させ消費電力を低減させる。

【００３７】また、感応膜３表面は酸素、水蒸気、その
他の還元性ガス等と化学吸着が行われている為、温度の
増大に伴い反応性は増大する。その為、感応膜３の表面
温度を低下させることはこれらの吸着速度を低減させる
こととなり、感応膜３の劣化を低減させることができ
る。

【００３８】供給電圧Ｖ２の設定は、消費電力低減や劣
化の点から低い方が良いが、高湿環境下で使用する場合
感応膜表面が結露しない温度に設定する必要がある。つ
まり、Ｖ２はガスセンサ１の使用雰囲気下で生じる温度
変動の中で最も温度が高くなる温度以上となるように設
定する必要性がある。

【００３９】また、密閉された低温の機器で使用してい
る場合においても、扉開閉などの外気の進入が考えられ
るものに対しては外気の露点温度以上の設定とする必要
がある。

【００４０】耐湿性のガスセンサを用いた場合や、セン
サ取り付け位置付近の温度が使用環境温度より高く、結
露の恐れがない場合はＶ２＝０Ｖとすることで、より消
費電力低減を図ることができる。

【００４１】（実施の形態２）図３は、本発明の実施の
形態２によるガスセンサの制御方法のブロック図であ
る。図４は同実施の形態によるガスセンサの制御方法フ
のローチャートである。図５は同実施の形態のガスセン
サの加熱装置への供給電力とガスセンサの出力信号のタ
イムチャートである。

【００４２】図３において、１０は制御基板７上に設置
されている検出回路８や、加熱装置駆動回路９へ命令を
送ったり、各回路からの信号を演算したりする演算回路
であり、演算回路１０により加熱装置駆動回路９の供給
電圧値を命令し、その時、読取った検出回路８の出力信
号値を受け取り、その値より基準出力信号値を演算す
る。

【００４３】図４において、基準出力信号を設定する制
御のフローを説明する。加熱装置への電力供給を停止す
る（ステップ１）。電力供給を停止した後出力信号が安
定するまで待機し、安定した後、ガスセンサの出力信号
を読み取る（ステップ２）。この出力信号はガスセンサ
の雰囲気ガスに影響なく一定であるが、加熱手段への電
力供給を行った場合の出力信号とは異なる値を示す為、
補正する必要がある。ここで演算回路１０にて出力信号
を演算し（ステップ３）、基準出力信号を設定する（ス
テップ４）。

【００４４】図５（ａ）と（ｂ）はそれぞれ、上記基準
出力信号設定の加熱装置への電力供給とガスセンサから
の出力信号のタイムチャートと示している。

【００４５】加熱装置への電力供給をＶ１から０（点
ａ）、０からＶ１（点ｂ）、Ｖ１からＶ２（点ｃ）の３
点で変更し、便宜上点ｄでガスを投入したタイムチャー
トとした。反応するガスのない状態でセンサ出力はＳ１
を示すが、ガスを投入することで（点ｄ）感応膜にガス
が反応し、ガスセンサ出力信号はＳ２を示す。その後供
給電力を停止することで（点ａ）出力がＳ３となる。こ
のＳ３はガスに対する応答性がない為、Ｓ１とに相関性
があり、このＳ３を演算することによりＳ１を算出する
ことができる。

【００４６】つまり、Ｓ１＝ｆ（Ｓ３）という関係が成
り立つので、ΔＳ（ガスによる出力信号）＝Ｓ２−Ｓ１
＝Ｓ２−ｆ（Ｓ３）となり、センサ個々のバラツキ等に
関係なくガス濃度を絶対値として検出することが可能と
なる。

【００４７】また、周期的に基準出力信号を更新するこ
とにより、ガスセンサの経時劣化による基準出力信号の
変化に対して対応することができ、基準出力信号の経時
劣化に対して無視することができる。

【００４８】（実施の形態３）図６は、本発明の実施の
形態３によるガスセンサの制御方法のフローチャートで
ある。図７は同実施の形態のガスセンサの加熱装置への
供給電力とガスセンサの出力信号のタイムチャートであ
る。

【００４９】図６において、出力信号の安定を判断する
制御のフローについて説明する。まずガスセンサ出力信
号を検知する為の感応膜温度とする為に加熱装置への供
給電力を変更する（ステップ５）。変更後ガスセンサの
出力信号を検知し（ステップ６）、その値をＳとする。
次にＳｍａｘとＳｍｉｎにＳを入れる（ステップ７）。
次に繰り返し操作を行う為のＮ＝０を入れる（ステップ
８）。この繰り返し操作は（ステップ８）から（ステッ
プ１６）を繰り返し行う。

【００５０】その後、再度センサ出力信号を検知し、そ
の値をＳとする（ステップ９）。このセンサ出力ＳがＳ
ｍａｘより大きい場合（ステップ１０）はＳｍａｘにＳ
を置換する（ステップ１１）。センサ出力ＳがＳｍａｘ
以下の場合、Ｓｍｉｎと比較し（ステップ１２）、小さ
い場合はＳｍｉｎにＳを置換する（ステップ１３）。Ｓ
ｍｉｎより大きい場合または、ＳｍａｘやＳｍｉｎを置
換した後、繰り返し回数が一定データ数（ｎ回）にいた
っていない場合は（ステップ１４）、Ｎ＝Ｎ＋１として
（ステップ１５）、ｔ分間待機し（ステップ１６）、繰
り返し動作を行う。このデータ読み取り周期はｔ分間隔
の一定時間ごとにセンサを読み取ることとなる。

【００５１】一定データ数となった場合（ｎ回に達した
場合）、ＳｍａｘとＳｍｉｎの差を演算し、その値が安
定判断の閾値Ｓａに比べ大きい場合は再度（ステップ
６）から繰り返し行い、以下の場合は安定と判断し（ス
テップ１７）、検知判断を行う（ステップ１８）。

【００５２】図７（ａ）と（ｂ）はそれぞれ、上記フロ
ーチャートを具体的に示した、加熱装置への供給電圧と
その時の出力信号を表すタイムチャートを示している。

【００５３】供給電圧Ｖ２であったものを点ｅにおいて
供給電圧をＶ１へ切替えることで出力信号がＳ４からＳ
５へと上昇し、その後ｔ分間隔で検出する出力信号がｎ
個を１単位とした時、出力信号の最大値（Ｓｍａｘ）と
最小値（Ｓｍｉｎ）のつまり差がＳａ以下となった時を
安定とみなす。つまり、点ｅからｎ個目の点ｆまでのＳ
ｍａｘである出力信号Ｓ５とＳｍｉｎである出力信号Ｓ
６の差ΔＳ１≧Ｓａである為、この処理を繰り返し、点
ｇから点ｈのＳｍａｘ（Ｓ７）とＳｍｉｎ（Ｓ８）の差
ΔＳ２≧Ｓａである為、再度この操作を繰り返す。次の
点ｉから点ｊまでのＳｍａｘ（Ｓ９）とＳｍｉｎ（Ｓ１
０）の差ΔＳ３≦Ｓａとなった場合安定と判断し、加熱
装置への供給電源をＶ２とする。

【００５４】耐湿性のガスセンサを用いた場合や、セン
サ取り付け位置付近の温度が使用環境温度より高く、結
露の恐れがない場合は、検出回路８と加熱装置駆動回路
９をガスセンサ検知時以外の供給出力をＶ２＝０とし
て、同期させた場合、出力信号は点ｋより０となる。

【００５５】これらの制御方法により、出力信号の安定
時を迅速且つ正確に把握することができることで、加熱
装置のヒータ時間を短縮することができ、消費電力低減
が行えるうえ、演算回路上での記憶メモリを２変数のみ
に抑えることができる。

【００５６】また、安定判断の後に検知判断を行うが、
この検知判断を行う値を新たに検知するのではなく、安
定判断で検出したＳｍａｘやＳｍｉｎもしくはそれぞれ
を演算した数値を用いることで、安定判断と検知判断が
同時に行うことができ、検知時間の短縮により加熱装置
への供給電圧の低減による消費電力低減を行うことがで
きる。

【００５７】また、出力信号の平均値の演算や、Ｓａの
設定値によりバラツキを考慮に入れた検知判断を行うこ
とができる。

【００５８】（実施の形態４）図８は、本発明の実施の
形態４によるガスセンサの制御方法のブロック図であ
る。

【００５９】図８において、ガスセンサ１の設置場所付
近、もしくは同一の基板上に、ガスセンサの雰囲気温度
を読み取る為の温度検知手段１１を設置し、温度検知手
段１１からの信号を制御基板７の中に取り付けられた温
度制御回路１２により検出する。温度制御回路１２から
の信号と、ガスセンサ１の出力信号を受け取った検出回
路８からの信号をそれぞれ演算回路１０に送られ、温度
に依存するガスセンサ１の出力信号を補正する。

【００６０】ガスセンサの出力を補正し、温度による変
動を抑えることで、安定確認を行う時に生ずる温度変動
による出力信号の変動を抑制することができ、安定判断
を行う閾値Ｓａは温度変動を考慮する必要がなくなる
為、微細な出力変動を検出することが可能となる。

【００６１】また、ガスセンサ１の基板２に取り付けら
れている加熱装置５は、簡便性の面から抵抗式のヒータ
を用いられている場合が多い。この場合、加熱装置５へ
供給する電圧が一定である為、加熱装置５の表面温度は
雰囲気の温度に依存して変化する。その為、感応膜３の
表面温度によりガス種に選択性を持たせるガスセンサの
場合、雰囲気温度の変化により、感応膜表面温度が変化
し、複数のガスが存在する場合の目標ガス濃度に対する
出力信号の相関性が悪くなることがある。

【００６２】しかし、温度検知装置１２により検出した
雰囲気温度から、加熱装置５への供給電圧を制御し、感
応膜３の温度が一定となるようにすることで、目標とす
るガス種以外の影響を抑制することができ、複合ガス種
の存在する使用環境下においても目標ガスに対する出力
信号の相関性が確保することができる。

【００６３】（実施の形態５）図９は、本発明の実施の
形態５による食品機器に備えたガスセンサの制御方法の
ブロック図である。

【００６４】図９において、冷蔵庫等の密閉された食品
機器において、ガスセンサ１が取り付けている食品機器
の扉の開閉を検知する、扉開閉検知手段１３と、制御回
路７から構成されている。制御回路７内には、ガスセン
サ１からの信号を検知する検出回路８と、ガスセンサ表
面に取り付けられている加熱装置５への電圧を供給させ
る加熱装置駆動回路９と、扉開閉検知装置からの信号を
受け取る扉開閉検出回路１４があり、それぞれの信号を
演算回路１０が受け取り、それぞれの信号を演算し、再
び各回路へ信号を発信している。

【００６５】密閉された食品機器内の温度が、その食品
機器の設置されている雰囲気温度より低い場合は、扉開
閉動作により外気の高い温度の空気が流入することによ
り、感応膜３の表面温度が高くなる為、複数の混合ガス
存在下で使用している場合の目標ガスの出力信号低下
や、感応膜温度上昇による劣化の促進が起こり得る。そ
のため、扉開閉検知後、一定時間供給電力を低下もしく
は停止させることで、ガスセンサ１の劣化促進を抑制す
ることができる。

【００６６】また、扉開閉動作により、密閉された食品
機器内に充満していたガスが流出し、ガス濃度が低下し
た状態で検知すると誤検知となる。その為、扉開閉後密
閉された食品機器内から発生するガス量が安定するま
で、一定時間ガスセンサの出力検知を停止し、加熱装置
の供給電圧も停止することで、間欠的にガスセンサを検
知する制御上で生じる誤検知を防止することができる。

【００６７】また、扉開閉動作により食品機器内の温度
より高い露点となる湿気が流入する場合、加熱装置５の
供給電圧が停止した状態であればガスセンサ１の表面は
露点温度以下となり、ガスセンサ１の表面にある感応膜
３やその両端に取り付けられている電極が結露し、劣化
を促進させる。その為、食品機器内温度が低い場合や、
食品機器の設置環境が高湿度条件下の場合、扉開閉後は
強制的に供給電力を行い、ガスセンサ表面の結露を防止
し、劣化を抑制することができる。

【００６８】（実施の形態６）図１０は、本発明の実施
の形態６による食品機器に備えたガスセンサの制御方法
のブロック図である。

【００６９】図１０において、冷蔵庫等の冷却を行う食
品機器にガスセンサを設置する場合において、冷却器１
５に霜が付着した時に、その霜を除去するための除霜手
段１６が取り付けられている。

【００７０】除霜中は冷却器１５を運転しない上、加熱
を行う為、食品機器内の温度が上昇し、加熱装置への供
給電力が一定であると感応膜表面温度が上昇するので、
ガスセンサの劣化を促進させることとなる。

【００７１】そこで、除霜後加熱装置への供給電力を低
下させることで、ガスセンサの劣化を抑制することがで
きる。

【００７２】また、除霜後一定時間ガスセンサの出力信
号を検知しないことで、除霜時に生じる、一時的な食品
機器内の湿度上昇によるガスセンサ出力変動を回避する
ことができる。

【００７３】

【発明の効果】本発明の請求項１に記載の発明は、感応
部の電気抵抗変化に応じてガス濃度を検知するガスセン
サと、前記感応部を加熱する加熱装置とを備え、前記ガ
スセンサのガス検知状態に応じて、供給電力を変化させ
るので、ガス検知の有無や程度に応じて電力供給を切り
替えることで、センサ寿命劣化の抑制と消費電力低減を
図ることができる。

【００７４】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載に発明において、ガスセンサのガス検知動作を間
欠的に行わせ、検知時と非検知時で供給電力を高低２段
階に切り替えるので、ガス検知を行わない状態において
電力供給を抑えることで、高温条件によるセンサ寿命劣
化の抑制と消費電力低減を図ることができる。

【００７５】また、請求項３に記載の発明は、請求項２
に記載に発明において、非検知時の供給電力を感応部が
結露しない温度に維持する電力としたので、ガス検知を
行わない状態においても感応部が結露しない最も低い温
度となる電力供給を行うことで、感応部の結露防止と消
費電力低減を図ることができる。

【００７６】また、請求項４に記載の発明は、請求項１
に記載に発明において、加熱装置への電力供給を停止し
た状態のガスセンサの出力信号を基準出力信号とし、前
記基準出力信号と電力供給したガス検知時の出力信号の
差からガス濃度を検知するので、初期バラツキや、エー
ジング不足等に関係なく、絶対的値としてのガス濃度を
検知することができる。

【００７７】また、請求項５に記載の発明は、請求項４
に記載に発明において、基準出力信号を周期的に更新す
るので、ガスセンサの経時劣化を考慮に入れないで絶対
値としてのガス濃度を検知することができる。

【００７８】また、請求項６に記載の発明は、請求項１
または請求項４に記載に発明において、加熱装置へのガ
ス検知時の電力供給後、所定時間ごとにガスセンサの出
力信号を読み取り、所定データ数毎に前記出力信号の最
大値と最小値の差と出力信号の安定を判断する閾値とを
比較し、前記最大値と最小値の差が前記閾値より小さく
なった場合に安定値と判断して検知濃度を決定するの
で、出力信号の安定時を迅速かつ正確に把握することが
でき、ガスセンサ寿命劣化の抑制や消費電力量低減を行
うことができる。

【００７９】また、請求項７に記載の発明は、請求項６
に記載に発明において、安定値の判断後、最大値もしく
は最小値、または最大値と最小値を演算した値で検知濃
度を決定するので、検知時間の短縮による、消費電力の
低減を行うことができる。

【００８０】また、請求項８に記載の発明は、請求項１
から請求項７のいずれか一項に記載に発明に、さらに、
ガスセンサの雰囲気温度を検知する温度検知手段を備
え、前記温度検知手段の出力によりガスセンサの検知濃
度を補正するので、出力信号が温度変動を考慮する必要
がなく、微細な出力変動を検出することができる。

【００８１】また、請求項９に記載の発明は、請求項８
に記載に発明において、温度検知手段の出力に応じて、
加熱装置の供給電力を変化させるので、複合ガス種の存
在する使用環境下においても目標ガスに対する出力信号
の相関性を確保することができる。

【００８２】また、請求項１０に記載の発明は、ガスセ
ンサの制御装置として、感応部の電気抵抗変化に応じて
ガス濃度を検知するガスセンサと、前記感応部を加熱す
る加熱装置と、前記ガスセンサの出力信号を検出する検
出回路と前記加熱装置に電力を供給する加熱装置駆動回
路とからなる制御回路とを備え、前記加熱装置駆動回路
は前記ガスセンサによるガス検知状態に応じて、供給電
力を変化させるので、ガス検知の有無や程度に応じて電
力供給を切り替えることで、センサ寿命劣化の抑制と消
費電力低減を図り、かつ供給量の設定によって感応部の
結露を防止して信頼性を高めることができる。

【００８３】また、請求項１１に記載の発明は、請求項
１０に記載の発明に、さらに、ガスセンサの雰囲気温度
を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段の出力信
号を読み取る温度検出回路とを備え、前記温度制御手段
の出力信号により、前記ガスセンサの出力信号を、演算
回路にて、補正出力するので、出力信号が温度変動を考
慮する必要がなく、微細な出力変動を検出することがで
きる。

【００８４】また、請求項１２に記載の発明は、食品機
器として、食品を収納する収納部と、前記収納部の一画
にガスセンサを設けて成る請求項１０または請求項１１
に記載のガスセンサの制御装置と、前記収納部を開閉す
る扉と、前記扉の開閉状態を検出する扉開閉検知手段
と、前記扉開閉検知手段からの出力信号を検知する扉開
閉検知回路とを備え、前記扉開閉検知手段が扉開閉を検
出した後所定時間はガスセンサの加熱装置への供給電力
を低下または停止させるので、感応部表面温度上昇によ
るガスセンサ劣化を抑制することができる。

【００８５】また、請求項１３に記載の発明は、請求項
項１２に記載の発明において、扉開閉検知手段が扉開閉
を検出した後所定時間、ガスセンサの検出回路は出力信
号の検出を停止するので、扉開閉によるガス流出後のガ
ス濃度の低下による誤検知を防止することができる。

【００８６】また、請求項１４に記載の発明は、請求項
項１２または請求項１３に記載の発明において、ガスセ
ンサの加熱装置への供給電力が停止している状態で、扉
開閉検知手段が扉開閉を検出した場合、加熱装置に電力
を供給するので、ガスセンサ表面の結露を防止し、劣化
を抑制することができる。

【００８７】また、請求項１５に記載の発明は、請求項
項１２から請求項１４のいずれか一項に記載の発明に、
さらに、収納部を冷却する冷却器と、前記冷却器の除霜
手段とを備え、前記冷却器を除霜後所定時間、ガスセン
サの加熱装置への供給電力を低下させるので、感応膜表
面温度上昇によるガスセンサ劣化を抑制することができ
る。

【００８８】また、請求項１６に記載の発明は、請求項
１５に記載の発明において、冷却器の除霜後所定時間、
ガスセンサの検出回路は出力信号の検出を停止するの
で、除霜時に生じる、一時的な食品機器内の湿度上昇に
よるガスセンサ出力変動を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１によるガスセンサの制御
方法のブロック図

【図２】同実施の形態のガスセンサの制御方法のタイム
チャート

【図３】本発明の実施の形態２によるガスセンサの制御
方法のブロック図

【図４】同実施の形態のガスセンサの制御方法のフロー
チャート

【図５】同実施の形態のガスセンサの制御方法のタイム
チャート

【図６】本発明の実施の形態３によるガスセンサの制御
方法のフローチャート

【図７】同実施の形態のガスセンサの制御方法のタイム
チャート

【図８】本発明の実施の形態４によるガスセンサの制御
方法のブロック図

【図９】本発明の実施の形態５によるガスセンサの制御
方法のブロック図

【図１０】本発明の実施の形態６によるガスセンサの制
御方法のブロック図

【図１１】従来のガスセンサの出力信号の経時変化を示
す図

【図１２】従来のガスセンサの出力信号と電気抵抗の特
性を示す図

【図１３】従来のガスガスセンサの出力信号と電気抵抗
の特性を示す図

【符号の説明】

１ ガスセンサ ３ 感応膜（感応部） ５ 加熱装置 ８ 検出回路 ９ 加熱装置駆動回路 １０ 演算回路 １１ 温度検知手段 １２ 温度検知回路 １３ 扉開閉検知手段 １４ 扉開閉検知回路 １５ 冷却器 １６ 除霜手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 創三 大阪府東大阪市高井田本通４丁目２番５号 松下冷機株式会社内 (72)発明者 竹内 和▲よし▼ 大阪府東大阪市高井田本通４丁目２番５号 松下冷機株式会社内 Ｆターム(参考） 2G046 AA01 BA01 BE03 CA09 DB05 DC02 EB06

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感応部の電気抵抗変化に応じてガス濃度
   を検知するガスセンサと、前記感応部を加熱する加熱装
   置とを備え、前記ガスセンサのガス検知状態に応じて、
   供給電力を変化させることを特徴とするガスセンサの制
   御方法。
2. 【請求項２】 ガスセンサのガス検知動作を間欠的に行
   わせ、検知時と非検知時で供給電力を高低２段階に切り
   替えることを特徴とする請求項１に記載のガスセンサの
   制御方法。
3. 【請求項３】 非検知時の供給電力を感応部が結露しな
   い温度に維持する電力としたことを特徴とする請求項２
   に記載のガスセンサの制御方法。
4. 【請求項４】 加熱装置への電力供給を停止した状態の
   ガスセンサの出力信号を基準出力信号とし、前記基準出
   力信号と電力供給したガス検知時の出力信号の差からガ
   ス濃度を検知することを特徴とする請求項１に記載のガ
   スセンサの制御方法。
5. 【請求項５】 基準出力信号を周期的に更新することを
   特徴とする請求項４に記載のガスセンサの制御方法。
6. 【請求項６】 加熱装置へのガス検知時の電力供給後、
   所定時間ごとにガスセンサの出力信号を読み取り、所定
   データ数毎に前記出力信号の最大値と最小値の差と出力
   信号の安定を判断する閾値とを比較し、前記最大値と最
   小値の差が前記閾値より小さくなった場合に安定値と判
   断して検知濃度を決定することを特徴とする請求項１ま
   たは請求項４に記載のガスセンサの制御方法。
7. 【請求項７】 安定値の判断後、最大値もしくは最小
   値、または最大値と最小値を演算した値で検知濃度を決
   定することを特徴とする請求項６に記載のガスセンサの
   制御方法。
8. 【請求項８】 ガスセンサの雰囲気温度を検知する温度
   検知手段を備え、前記温度検知手段の出力によりガスセ
   ンサの検知濃度を補正することを特徴とする請求項１か
   ら請求項７のいずれか一項に記載のガスセンサの制御方
   法。
9. 【請求項９】 温度検知手段の出力に応じて、加熱装置
   の供給電力を変化させること特徴とする請求項８に記載
   のガスセンサの制御方法。
10. 【請求項１０】 感応部の電気抵抗変化に応じてガス濃
    度を検知するガスセンサと、前記感応部を加熱する加熱
    装置と、前記ガスセンサの出力信号を検出する検出回路
    と前記加熱装置に電力を供給する加熱装置駆動回路とか
    らなる制御回路とを備え、前記加熱装置駆動回路は前記
    ガスセンサによるガス検知状態に応じて、供給電力を変
    化させることを特徴とするガスセンサの制御装置。
11. 【請求項１１】 ガスセンサの雰囲気温度を検知する温
    度検知手段と、前記温度検知手段の出力信号を読み取る
    温度検出回路とを備え、前記温度制御手段の出力信号に
    より、前記ガスセンサの出力信号を、演算回路にて、補
    正出力することを特徴とする請求項１０に記載のガスセ
    ンサの制御装置。
12. 【請求項１２】 食品を収納する収納部と、前記収納部
    の一画にガスセンサを設けて成る請求項１０または請求
    項１１に記載のガスセンサの制御装置と、前記収納部を
    開閉する扉と、前記扉の開閉状態を検出する扉開閉検知
    手段と、前記扉開閉検知手段からの出力信号を検知する
    扉開閉検知回路とを備え、前記扉開閉検知手段が扉開閉
    を検出した後所定時間はガスセンサの加熱装置への供給
    電力を低下または停止させることを特徴とするガスセン
    サを備えた食品機器。
13. 【請求項１３】 扉開閉検知手段が扉開閉を検出した後
    所定時間、ガスセンサの検出回路は出力信号の検出を停
    止することを特徴とする請求項項１２に記載のガスセン
    サを備えた食品機器。
14. 【請求項１４】 ガスセンサの加熱装置への供給電力が
    停止している状態で、扉開閉検知手段が扉開閉を検出し
    た場合、加熱装置に電力を供給することを特徴とする請
    求項１２または請求項１３に記載のガスセンサを備えた
    食品機器。
15. 【請求項１５】 収納部を冷却する冷却器と、前記冷却
    器の除霜手段とを備え、前記冷却器を除霜後所定時間、
    ガスセンサの加熱装置への供給電力を低下させることを
    特徴とする請求項１２から１４のいずれか一項に記載の
    ガスセンサを備えた食品機器。
16. 【請求項１６】 冷却器の除霜後所定時間、ガスセンサ
    の検出回路は出力信号の検出を停止することを特徴とす
    る請求項１５に記載のガスセンサを備えた食品機器。