JP2006208232A - ガス検知装置及びその制御方法並びに車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 特定ガスの濃度変化に応じて制御信号を可及的に正しく発しうるガス検知装置及びその制御方法並びに車両用空調装置を提供する。
【解決手段】 ガスセンサ１０は、ＣＯガスを検出可能なガス検出素子１２と、センサ値Ｓ（ｎ）に基づいてガス検知を判断するワンチップマイコン１５とが設けられる。ワンチップマイコン１５のＣＰＵ１７は、センサ値Ｓ（ｎ）に基づいてガス検出素子１２の感度を判定し、その判定結果に基づいてガス検知性能を変化させる。また、オートベンチレーションシステム１００は、車室内へ空気を送るダクト２５内に設けられ、車室内から空気を取り入れる内気循環ダクト２４と車室外から空気を取り入れる外気導入ダクト２３とを選択的に開閉するフラップ２６と、ガスセンサ１０から発せられる制御信号に基づいてフラップ２６を駆動するステップモータ２２とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、特定ガスの検知に用いられるガス検知装置及びその制御方法、並びに車室外の排気ガスによる汚染状態に応じて内外気の取入れを制御する車両用空調装置に関する。

従来、特定ガスを検出可能なガス検出素子と、このガス検出素子からの出力信号であるセンサ信号が入力され、センサ信号に基づいてガス検知、つまり雰囲気の汚染を判断し、制御信号を発する制御部とを備えたガス検知装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。ガス検出素子としては、ＮＯ_２等の酸化ガスを検出可能なＷＯ_３等を主とした酸化ガス検出素子や、ＣＯ等の還元ガスを検出可能なＳｎＯ_２等を主とした還元ガス検出素子が用いられている。ＷＯ_３等を主とした酸化ガス検出素子は、酸化ガスの濃度が高くなれば内部抵抗が大きくなる。他方、ＳｎＯ_２等を主とした還元ガス検出素子は、還元ガスの濃度が高くなれば内部抵抗が小さくなる。このガス検出素子はヒータにより加熱されるようになっている。このガス検出素子の内部抵抗の変化に基づいてセンサ信号が出力される。制御部は、入力ルーチンによって出力信号の入力を待ち、制御ルーチンによってそのセンサ信号に基づいてガス検知を判断し、制御信号を発する。具体的には、ガス検出素子からのセンサ信号と当該センサ信号に追従して変化する基準値とに基づくガス検出値と、あらかじめ定められたガス検知閾値とを比較することで、制御部が特定ガスのガス検知の有無を判定することが知られている。

こうしたガス検知装置は、各種システムに利用されている。例えば、自動車の車室内への外気導入と、車室内での内気循環との切り替えを行う車両用空調装置では、ガス検知装置の検知結果に基づいて、車室内に通じるダクトの開閉状態の制御が行われる。すなわち、ガス検知装置にて車室外の外気環境が排気ガスにより汚染されていない（換言すれば、外気環境が清浄である）と検知される時にはフラップが開かれて外気導入とされ、車室内の空気の入れ替えが行われるとともに、排気ガスの増加によって外気環境が汚染されているとガス検知装置にて検知される場合にはフラップが閉じられて内気循環とされ、車室内が排気ガスで汚染されないように制御が行われている（例えば、特許文献２参照）。
特開平５−１５７７１４号公報 特開平５−１６９９６８号公報

しかしながら、従来のガス検知装置では、長期間の使用によって、ガス検出素子の特性が不可避的に変化（劣化）してしまうことがある。このため、使用初期と比較して特定ガスが同じ濃度変化を生じたときにガス検出素子からのセンサ信号の挙動が略同等の変化率（一定時間に対する変化の大きさ）を生じ難い場合があった。

また、ガス検出素子の個体差によって、当初から各ガス検出素子の感度が異なっている場合もある。このような場合、特定ガスが同じ濃度変化を生じたときであっても、各ガス検知装置で出力されるセンサ信号の挙動が略同等の変化率（一定時間に対する変化の大きさ）を生じ難い場合があった。

このように、従来のガス検知装置では、ガス検出素子の感度が劣化や個体差によって流動的に変化する性質を有する一方、特定ガスの検知の有無を判定するためのガス検知閾値が固定されているために、特定ガスが同じような濃度変化を生じた場合であっても、ガス検出素子の感度によってガス検知の判断が異なってしまい、適正な制御信号を発することができない事態を生じていた。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、ガス検出素子の感度が流動的に変化する場合であっても、特定ガスの濃度変化に応じて制御信号を可及的に正しく発しうるガス検知装置及びその制御方法を提供することを目的とする。また、本発明のガス検知装置及びその制御方法を用いて、車室外の排気ガスによる汚染状態に応じて内外気の取入れを制御する車両用空調装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明のガス検知装置は、特定ガスを検出可能なガス検出素子と、該ガス検出素子から出力されるセンサ信号が入力され、該センサ信号に基づいてガス検知を判断し、制御信号を発する制御部とを備えたガス検出装置において、前記制御部は、最新のセンサ信号と過去のセンサ信号との変化量を示す差分値を算出する差分値算出手段と、前記差分値を緩慢化して、前記ガス検出素子により検出されるセンサ信号の変動傾向を示す学習値を算出する学習値算出手段と、前記学習値に基づいて、前記ガス検出素子の感度を判定する感度判定手段と、前記感度判定手段による判定結果に基づいて、前記ガス検知の検知性能を変化させるガス検知性能変更手段とを備えている。

また、請求項２に係る発明のガス検知装置は、請求項１に記載の発明の構成に加えて、前記感度判定手段は、前記ガス検出素子の感度を判定するための指標である感度判定閾値と、前記学習値とを比較して、該ガス検出素子の感度を判定することを特徴とする。

また、請求項３に係る発明のガス検知装置は、請求項１又は２に記載の発明の構成に加えて、前記学習値算出手段は、前記差分値と前回の前記学習値との大小関係に応じて最新の前記学習値を算出するための演算を異ならせることを特徴とする。

また、請求項４に係る発明のガス検知装置は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明の構成に加えて、前記制御部は、前記差分値算出手段にて算出された差分値とノイズ判定閾値とを比較して、該差分値がノイズであるか否かを判定し、前記ノイズであると判定されたとき、前回の前記学習値を更新せず最新の前記学習値とするノイズ判定手段を備えている。

また、請求項５に係る発明のガス検知装置は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明の構成に加えて、前記ガス検知性能変更手段は、前記感度判定手段により前記ガス検出素子の感度が良好であると判定された場合、前記ガス検知の検知性能が低下するように制御し、前記感度判定手段により前記ガス検出素子の感度が不良であると判定された場合、前記ガス検知の検知性能が向上するように制御することを特徴とする。

また、請求項６に係る発明のガス検知装置は、請求項１乃至５のいずれかに記載の発明の構成に加えて、前記ガス検知は、最新の前記センサ信号と基準値とに基づくガス検出値と、特定ガスを検知したか否かを判定するガス検知閾値とを用いて行い、前記ガス検知性能変更手段は、前記ガス検知閾値を変更することを特徴とする。

また、請求項７に係る発明のガス検知装置の制御方法は、特定ガスを検出可能なガス検出素子から出力されるセンサ信号が入力される入力ルーチンと、該センサ信号に基づいてガス検知を判断し、制御信号を発する制御ルーチンとを備えたガス検知装置の制御方法において、前記制御ルーチンは、最新のセンサ信号と過去のセンサ信号との変化量を示す差分値を算出する差分値算出ステップと、前記差分値を緩慢化して、前記ガス検出素子により検出されるセンサ信号の変動傾向を示す学習値を算出する学習値算出ステップと、前記学習値に基づいて、前記ガス検出素子の感度を判定する感度判定ステップと、前記感度判定ステップによる判定結果に基づいて、前記ガス検知の検知性能を変化させるガス検知性能変更ステップとを備えている。

また、請求項８に係る発明の車両用空調装置は、請求項１乃至６のいずれかに記載のガス検知装置と、車室内へ空気を送るダクト内に設けられ、車室内から空気を取り入れる内気取入れ口と車室外から空気を取り入れる外気取入れ口とを選択的に開閉する開閉手段と、前記ガス検知装置から発せられる制御信号に基づいて、前記開閉手段を駆動する駆動手段とを備えている。

また、請求項９に係る発明の車両用空調装置は、請求項８に記載の発明の構成に加えて、前記ガス検知装置は、前記特定ガスを検知したか否かを示すガス検知フラグを記憶するフラグ記憶手段を備え、前記駆動手段は、前記フラグ記憶手段に記憶される前記ガス検知フラグが前記特定ガスの検知状態を示す場合、車室内から空気を取り入れるように前記開閉手段を駆動し、前記ガス検知フラグが前記特定ガスの非検知状態を示す場合、車室外から空気を取り入れるように前記開閉手段を駆動することを特徴とする。

請求項１に係る発明のガス検知装置では、差分値算出手段が、最新のセンサ信号と過去のセンサ信号との変化量を示す差分値を算出する。なお、過去のセンサ信号は、２回以上前のセンサ信号を用いることが好ましい。そして、学習値算出手段は、その差分値を緩慢化して、ガス検出素子により検出されるセンサ信号の変動傾向を示す学習値を算出する。これにより、センサ信号が急激な変化やイレギュラーな変化を示したとしても、算出される学習値はなまされて、正確なガス検出素子の感度を判定できる。そして、感度判定手段は学習値に基づいて、ガス検出素子の感度を判定する。そして、ガス検知性能変更手段は、感度判定手段による判定結果に基づいて、ガス検知の検知性能を変化させる。よって、ガス検出素子から出力されるセンサ信号に応じて、ガス検知の検知性能が修正されるので、ガス検出素子が流動的に変化する場合であっても、特定ガスの濃度変化に応じて制御信号を可及的に正しく発しうるようにすることができる。

また、請求項２に係る発明のガス検知装置では、請求項１に記載の発明の効果に加え、学習値を感度判定閾値と比較して、ガス検出素子の感度を判定するようにした。よって、センサ値が急激な変化やイレギュラーな変化を示したとしても、正確にガス検出素子の感度を判定することができる。

また、請求項３に係る発明のガス検知装置では、請求項１又は２に記載の発明の効果に加え、差分値と前回の学習値との大小関係に応じて最新の学習値を算出するための演算を異ならせるようにしたため、差分値算出手段にて算出された差分値の大きさに応じて、適切に学習値に反映させることができる。

また、請求項４に係る発明のガス検知装置では、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明の効果に加え、差分値がノイズであるか否かを判定して、ノイズであると判定された場合は前回の学習値を更新せずに最新の学習値とした。よって、ノイズに該当する差分値が学習値に反映されないようにでき、正確な学習値を算出することができる。

また、請求項５に係る発明のガス検知装置では、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明の効果に加え、ガス検出素子の感度が良好である場合はガス検知の検知性能を低下させる一方、ガス検出素子の感度が不良である場合はガス検知の検知性能を向上させるようにした。よって、ガス検出性能をガス検出素子の感度の良否に応じて調整することで、ガス検知の検知性能をほぼ一定に保つようにすることができる。

また、請求項６に係る発明のガス検知装置では、請求項１乃至５のいずれかに記載の発明の効果に加え、ガス検知は特定ガスの検知レベルを示すガス検出値とガス検知閾値とを比較して特定ガスを検出したか否かを判定している。そして、このガス検知閾値を変更することでガス検知の検知性能を変化させるようにした。よって、ガス検出素子自体に影響を与えることなく、ガス検知閾値を変化させるだけで、ガス検知の検知性能を適正かつ容易に変化させることができる。なお、ガス検出値は、ガス検出素子から出力されたセンサ信号と、センサ信号に追従して変化する基準値により算出することができる。

また、請求項７に係る発明のガス検知装置の制御方法では、差分値算出ステップが、最新のセンサ信号と過去のセンサ信号との変化量を示す差分値を算出する。なお、過去のセンサ信号は、２回以上前のセンサ信号を用いることが好ましい。そして、学習値算出ステップは、その差分値を緩慢化して、ガス検出素子により検出されるセンサ信号の変動傾向を示す学習値を算出する。これにより、センサ信号が急激な変化やイレギュラーな変化を示したとしても、算出される学習値はなまされて、正確なガス検出素子の感度を判定できる。そして、感度判定ステップは学習値に基づいて、ガス検出素子の感度を判定する。そして、ガス検知性能変更ステップは、感度判定ステップによる判定結果に基づいて、ガス検知の検知性能を変化させる。よって、ガス検出素子から出力されるセンサ信号に応じて、ガス検知の検知性能が修正されるので、ガス検出素子が流動的に変化する場合であっても、特定ガスの濃度変化に応じて制御信号を可及的に正しく発しうるようにすることができる。

また、請求項８に係る発明の車両用空調装置では、ガス検出装置から発せられる制御信号に基づいて、車室内へ空気を送るダクト内に設けられ、車室内から空気を取り入れる内気取入れ口と車室外から空気を取り入れる外気取入れ口とを選択的に開閉するようにした。よって、特定ガスの検知状態では車室内への内気循環が行われる一方、非検知状態では外気導入が行われるようにすることができる。

また、請求項９に係る発明の車両用空調装置では、請求項８に記載の発明の効果に加え、ガス検知フラグが特定ガスの検知状態を示す場合、車室内から空気を取り入れるようにする一方、非検知状態を示す場合、車室外から空気を取り入れるようにした。よって、ガス検知フラグの状態を制御することで、適切に車室内外からの空気導入を調整することができる。

以下、本発明を具体化したガス検知装置及びその制御方法並びに車両用空調装置の一実施の形態について、図面を参照して説明する。まず、図１，図２を参照し、車両用空調装置の一例として、ガスセンサ１０を用い、排気ガス中のＣＯガスの濃度変化に応じて内外気の取り入れの制御を行うオートベンチレーションシステム１００の構成の概略について説明する。図１は、オートベンチレーションシステム１００の構成の概略を示す図である。図２は、ＲＡＭ１８の記憶エリアを示す概念図である。

図１に示す、本実施の形態のオートベンチレーションシステム１００は、ガスセンサ１０に設けられたガス検出素子１２によって検出される車室外の排気ガス中の特定ガスの濃度変化に基づいて、自動車の車室内への外気導入（車室外の空気を車室内へ導入することをいう。）と、車室内での内気循環（車室内から排出した空気を再度、車室内へ戻し循環させることをいう。）との切り替えを行うシステムである。なお、ガス検出素子１２には酸化物半導体が使用され、外気環境に存在する排気ガス中のＣＯガスに反応し、その濃度に応じて抵抗値Ｒｓが変化する。

図１に示すように、自動車の車室内に接続され、内部にファン２７が設けられたダクト２５には、外気を導入するための外気導入ダクト２３と、内気を循環させるための内気循環ダクト２４とが接続されている。そして、フラップ２６によって、外気導入ダクト２３および内気循環ダクト２４と、ダクト２５との接続の切り替えが行われるようになっている。つまり、フラップ２６が、内気循環時には全閉位置Ｘに位置されることによってダクト２５と外気導入ダクト２３との接続が遮断され、外気導入時には全開位置Ｚに位置されることによってダクト２５と内気循環ダクト２４との接続が遮断される。ここで、本発明において、フラップ２６の「開」・「閉」は、車室内外の大気連通を基準とし、ダクト２５と外気導入ダクト２３とが開放され連通した状態を「開」、閉鎖され遮断した状態を「閉」としている。

オートベンチレーションシステム１００には、フラップ２６を回動させるステップモータ２２と、ステップモータ２２への駆動電圧の印加や駆動量の制御を行うフラップ駆動回路２１と、ガス検出素子１２の検出結果を出力するガスセンサ１０と、ガスセンサ１０の出力値に基づき車室外（外気環境）の排気ガス中のＣＯガスの濃度変化を検出し、これに応じてフラップ２６の開閉状態を指示するための制御信号（以下、フラップ開閉信号とよぶ）をフラップ駆動回路２１に出力する制御部１９とが設けられている。

まず、ガスセンサ１０では、ガス検出素子１２と、固有抵抗値Ｒｄの抵抗器１１とが直列に接続されて分圧回路を形成し、ガス検出素子１２の一端が接地されている。そして、抵抗器１１の一端には、電圧Ｖｃｃ（本実施の形態の例では５Ｖ）が印加されるようになっている。なお、本実施の形態では、ガス検出素子１２にはＳｎＯ_３が使用されており、外気環境のＣＯガスの濃度が高くなると抵抗値Ｒｓが小さくなる。

ガス検出素子１２と抵抗器１１との分圧点には制御部１９のバッファ素子１３の入力側が接続されており、ガス検出素子１２の抵抗値Ｒｓの大きさに基づいて変化する出力電位Ｖｓが、バッファ素子１３に入力されるようになっている。抵抗器１１の抵抗値Ｒｄは一定であることから、ＣＯガスの濃度が上がりガス検出素子１２の抵抗値Ｒｓが下降すると、ガス検出素子１２の出力、すなわちバッファ素子１３に入力される出力電位Ｖｓが小さくなるように構成されている。

バッファ素子１３の出力側にはＡ／Ｄ変換器１４の入力側が接続されており、バッファ素子１３の出力（出力電位Ｖｓ）はＡ／Ｄ変換器１４に入力されるとデジタル信号化され、センサ値Ｓ（ｎ）としてＡ／Ｄ変換器１４より出力される。そして、Ａ／Ｄ変換器１４の出力側はワンチップマイコン１５の入力側の一つに接続されている。なお、センサ値Ｓ（ｎ）の取りうる値は、例えば０〜２５５となっており、これは、出力電位Ｖｓの取りうる０Ｖ〜５Ｖの値を２５６分割した場合に対応する数値となっている。

また、ワンチップマイコン１５の出力側の一つには、ガス検出素子１２の近傍に配置されたヒータ３０のオン・オフを行うスイッチング素子３１が接続されている。ヒータ３０は、ガスセンサ１０の使用時にガス検出素子１２を昇温させることで、ガス検出素子１２に吸着、付着したガスや水分を解離、蒸発させ、ガス検出素子１２の抵抗値Ｒｓを早期に活性化させるために使用される。本実施の形態では、ヒータ３０は、ガス検出素子１２とともに同一の絶縁性セラミック基板上に設けている。

ワンチップマイコン１５はＣＰＵ１７、ＲＯＭ１６、ＲＡＭ１８を備え、ＲＯＭ１６の所定の記憶エリアに、後述するガス検知プログラムやフラップ制御プログラムや、ガス検知プログラムで使用されるノイズ判定閾値Ｔ１，感度判定閾値Ｔ２，定数ｋ１，定数ｋ２，定数ｍ１，定数ｍ２などの各種データが記憶されている。ワンチップマイコン１５の出力側の一つにはフラップ駆動回路２１が接続されており、ＣＰＵ１７によるガス検知プログラム及びフラップ制御プログラムの実行に従って出力されるフラップ開閉信号（全開信号または全閉信号）が、フラップ駆動回路２１に入力されるようになっている。また、フラップ駆動回路２１にはステップモータ２２が接続されており、フラップ駆動回路２１に入力されるフラップ開閉信号に基づいて、フラップ駆動回路２１から駆動電圧が印加されるようになっている。ステップモータ２２としては、例えばステッピングモータやソレノイドなどが使用され、その駆動力によってフラップ２６が回動されるようになっている。

ここで、フラップ開閉信号について説明する。ガスセンサ１０から出力される制御信号であるフラップ開閉信号には、全開信号及び全閉信号の２種類の信号が設定されている。全開信号は、フラップ２６が全開位置Ｚに位置されるように、ステップモータ２２を駆動させるための制御信号である。全閉信号は、フラップ２６が全閉位置Ｘに位置されるように、ステップモータ２２を駆動させるための制御信号である。

なお、図２に示すように、ワンチップマイコン１５のＲＡＭ１８には、フラグ記憶エリア１８１と、タイマ・カウンタ記憶エリア１８２と、変数記憶エリア１８３とが設けられている。

フラグ記憶エリア１８１には、後述するガス検知フラグＦ＿ＤＴＣが記憶されている。ガス検知フラグＦ＿ＤＴＣは、ＣＯガスを検知した状態にあるか否かを示すフラグであり、ガスセンサ１０からのセンサ値Ｓ（ｎ）に基づいて、外気環境が排気ガス中のＣＯガスにより汚染されたか否かを判定し、ＣＯガスを検知したと判断された場合には「１」が、そうでなければ「０」が記憶される。

タイマ・カウンタ記憶エリア１８２には、タイマＴＭ及びサンプリングカウンタｎが記憶される。タイマＴＭは計時をするためのタイマである。サンプリングカウンタｎは、ガスセンサ１０によるサンプリングが行われた回数をカウントするためのカウンタであり、後述するセンサ値Ｓ（ｎ）の取得（図３のＳ３参照）が実行されると「１」加算される。

また、変数記憶エリア１８３には、センサ値Ｓ（ｎ），学習値Ｇ（ｎ），差分値Ｄ（ｎ），基準値Ｂ（ｎ），ガス検出値Ｌ（ｎ），ガス検知閾値Ｈ（ｎ），検知頻度Ｐが記憶される。センサ値Ｓ（ｎ）は、ガスセンサ１０より出力されるセンサ信号の値が、サンプリングカウンタｎの値と対応付けて記憶される。後述するが、ガス検知プログラムでは、ＣＯガスが検出されたか否かの判断を、それまでに実行されたサンプリングにおけるセンサ値Ｓ（ｎ）に基づき行っている。このため、最新の第ｎ回目のサンプリングにおいて取得されたセンサ値Ｓ（ｎ）の他、本実施形態では３２サンプリング前までにおいて取得されたセンサ値Ｓ（ｎ−３１）〜Ｓ（ｎ−１）を時系列に記憶するための記憶エリアが設けられている。そして、新たにガスセンサ１０によるサンプリングが行われるごとに、（ｎ−３２，Ｓ（ｎ−３２））が削除され、ｎが１インクリメントされた最新の記憶エリアに（ｎ，Ｓ（ｎ））が書き込まれる。例えば、３６サンプリング目（ｎ＝３６である場合）に、ガスセンサ１０のセンサ値としてＳ（３６）が取得されたとき、センサ値の記憶エリアには新たに（３６，Ｓ（３６））が記憶される。これにより、センサ値の記憶エリアには（５，Ｓ（５）），（６，Ｓ（６））・・・（３６，Ｓ（３６））が時系列に記憶されることとなる。

そして、学習値Ｇ（ｎ）は、センサ値Ｓ（ｎ）の変化の度合いを緩慢化して、ガス検出素子１２により検出されるセンサ値Ｓ（ｎ）の変動傾向を示す。差分値Ｄ（ｎ）は、最新のセンサ値Ｓ（ｎ）と４サンプリング前のセンサ値Ｓ（ｎ−４）との変化量を示す。基準値Ｂ（ｎ）は、センサ値Ｓ（ｎ）に基づいてＣＯガスの検知レベルを示す。ガス検出値Ｌ（ｎ）は、最新のセンサ値Ｓ（ｎ）と最新の基準値Ｂ（ｎ）の差分を示す。これらの変数も、センサ値Ｓ（ｎ）と同様に、過去（ｎ−３１〜ｎ−１）から現在（ｎ）までに算出された値が時系列に各記憶エリアに記憶されている。

ガス検知閾値Ｈ（ｎ）は、ＣＯガスを検知したか否かを判定するための指標であり、後述のようにガス検知閾値Ｈ（ｎ）を変更することで、ガス検知の検知性能（以下、ガス検知性能とよぶ）を変化させることができる。ガス検知性能とは、ガスセンサ１０におけるＣＯガスを検知するための性能をいう。

また、ＲＡＭ１８には、図示外の各種記憶エリアが設けられて、後述のガス検知プログラムやフラップ制御プログラムのような各種プログラムが所定の記憶エリアに読み込まれて実行される。

このような構成のオートベンチレーションシステム１００において、ガス検出素子１２は自動車の車室外に配置される。そして、排気ガス中のＣＯガスの濃度に応じて抵抗値Ｒｓが変化すると、バッファ素子１３に入力される出力電位Ｖｓも変化する。バッファ素子１３の出力はＡ／Ｄ変換器１４にてセンサ値Ｓ（ｎ）としてデジタル信号化され、ワンチップマイコン１５に入力される。ワンチップマイコン１５ではガス検知プログラムが実行され、センサ値Ｓ（ｎ）に基づく各種処理が実行されて、ＣＯガスの検知又は非検知に応じてガス検知フラグＦ＿ＤＴＣの状態をセットする。また、フラップ制御プログラムが実行され、ガス検知フラグＦ＿ＤＴＣの状態に応じて、フラップ２６の開閉の制御が行われ、ＣＯガスを検知している場合には全閉信号を出力して車室内への内気循環を行わせ、検知していない状態では全開信号を出力して外気導入を行わせる。

以下、ガスセンサ１０で実行されるガス検知処理及びフラップ制御処理について、図３，図４を参照して説明する。図３は、ガス検知処理のメインフローチャートである。図４は、フラグ制御処理の詳細を示すフローチャートである。なお、フローチャートの各ステップを「Ｓ」と略記する。

ガス検知処理は、ガスセンサ１０の起動時にＲＯＭ１６からガス検知プログラムが読み出され、実行される。ガス検知処理は、０．１秒に一度、各処理が繰り返して実行されるようにタイミング調整が行われている。図３に示すように、ガス検知処理が実行されると、まず、初期化処理が行われる（Ｓ１）。初期化処理では、ＲＡＭ１８のフラグ記憶エリア１８１，タイマ・カウンタ記憶エリア１８２および変数記憶エリア１８３の各記憶エリアが初期化されて「０」がセットされる。一方、ガス検知閾値Ｈ（ｎ）には「３００」がセットされる。

次に、センサ値Ｓ（ｎ）の取得が行われる（Ｓ３）。ここでは、ガスセンサ１０より出力されたセンサ値Ｓ（ｎ）が、変数記憶エリア１８３に記憶される。そして、サンプリングカウンタｎが「４」以上か否かが判定される（Ｓ５）。サンプリングカウンタｎが「４」以上であると判定された場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、差分値Ｄ（ｎ）に最新のセンサ値Ｓ（ｎ）と４サンプリング（０．４秒間）前のセンサ値Ｓ（ｎ−４）との差分（変化率）がセットされる（Ｓ７）。そして、差分値Ｄ（ｎ）がノイズ判定閾値Ｔ１以下か否かが判定される（Ｓ９）。

ノイズ判定閾値Ｔ１は、差分値Ｄ（ｎ）がノイズであるか否かを判定するための指標であり、本実施形態ではノイズ判定閾値Ｔ１＝「３０」である。すなわち、ガス検出素子１２は、電気回路からの電磁波や外気の流れなどの影響を受けることで、ＣＯガスの濃度が実質的に変化していないにも関わらず、Ｓ３で取得されたセンサ値Ｓ（ｎ）が４サンプリング前のセンサ値Ｓ（ｎ−４）と比べて微小に変動した値となることがある。そこで、Ｓ９では、差分値Ｄ（ｎ）が「３０」以下という微小な変動を示す場合は、ＣＯガスの濃度の変化を反映したものでなく、他の影響によって生じたサンプリングの誤差と把握できるから、その差分値Ｄ（ｎ）はノイズによるものであると判定される。

差分値Ｄ（ｎ）がノイズ判定閾値Ｔ１以下であると判定された場合（Ｓ９：ＹＥＳ）、最新の学習値Ｇ（ｎ）に前回の学習値Ｇ（ｎ−１）がセットされる（Ｓ１１）。学習値Ｇ（ｎ）は、センサ値Ｓ（ｎ）の変化の度合いを緩慢化して、ガス検出素子１２により検出されるセンサ値Ｓ（ｎ）の変動傾向を示す指標であるが、Ｓ１１では差分値Ｄ（ｎ）がノイズによるものと判定されたことから、最新の学習値Ｇ（ｎ）を前回の学習値Ｇ（ｎ−１）と同じ値としている。

差分値Ｄ（ｎ）がノイズ判定閾値Ｔ１よりも大きいと判定された場合（Ｓ９：ＮＯ）、差分値Ｄ（ｎ）が前回の学習値Ｇ（ｎ−１）よりも大きいか否かが判定される（Ｓ１３）。差分値Ｄ（ｎ）が前回の学習値Ｇ（ｎ−１）よりも大きいと判定された場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、以下の数式により求められる値が学習値Ｇ（ｎ）にセットされる（Ｓ１５）。ただし、定数ｋ１＝２００とする。
Ｇ（ｎ）＝Ｇ（ｎ−１）＋｛Ｄ（ｎ）−Ｇ（ｎ−１）｝／ｋ１

Ｓ１５では、差分値Ｄ（ｎ）がノイズによるものでなく、かつ前回の学習値Ｇ（ｎ−１）よりも大きいと判定されたことから、３２サンプリング前までに取得されたセンサ値Ｓ（ｎ−３１）〜Ｓ（ｎ−１）の変動傾向と比べて、最新のサンプリングで取得されたセンサ値Ｓ（ｎ）はより大きく変動していると把握される。よって、数１によって、最新の学習値Ｇ（ｎ）を前回の学習値Ｇ（ｎ−１）よりも上昇させて、学習値Ｇ（ｎ）がＣＯガスの濃度について上昇傾向を示すようにしている。

差分値Ｄ（ｎ）が学習値Ｇ（ｎ−１）以下であると判定された場合（Ｓ１３：ＮＯ）、以下の数式により求められる値が学習値Ｇ（ｎ）にセットされる（Ｓ１７）。ただし、定数ｋ２＝５０とする。
Ｇ（ｎ）＝Ｇ（ｎ−１）＋｛Ｄ（ｎ）−Ｇ（ｎ−１）｝／ｋ２

Ｓ１７では、差分値Ｄ（ｎ）がノイズによるものでなく、かつ前回の学習値Ｇ（ｎ−１）以下であると判定されたことから、３２サンプリング前までに取得されたセンサ値Ｓ（ｎ−３１）〜Ｓ（ｎ−１）の変動傾向と比べて、最新のサンプリングで取得されたセンサ値Ｓ（ｎ）はより小さく変動していると把握される。よって、数２によって、最新の学習値Ｇ（ｎ）を前回の学習値Ｇ（ｎ−１）よりも下降させて、学習値Ｇ（ｎ）がＣＯガスの濃度について下降傾向を示すようにしている。

その後、Ｓ１７にてセットされる学習値Ｇ（ｎ）がノイズ判定閾値Ｔ１以下か否かが判定される（Ｓ１９）。すなわち、学習値Ｇ（ｎ）が「３０」以下という微小な変動を示す場合は、ＣＯガスの濃度の変化を反映したものでなく、他の影響によって生じたサンプリングの誤差と把握できるから、その学習値Ｇ（ｎ）はノイズによるものであると判定される。

そして、学習値Ｇ（ｎ）がノイズ判定閾値Ｔ１以下と判定された場合（Ｓ１９：ＹＥＳ）。学習値Ｇ（ｎ）にノイズ判定閾値Ｔ１がセットされる（Ｓ２１）。すなわち、最新の学習値Ｇ（ｎ）がノイズによるものと判定されたことから、ノイズ判定閾値Ｔ１（ここでは「３０」）と同じ値が設定される。よって、学習値Ｇ（ｎ）はノイズ判定閾値Ｔ１よりも小さくなることはない。一方、学習値Ｇ（ｎ）がノイズ判定閾値Ｔ１よりも大きいと判定された場合（Ｓ１９：ＮＯ）、最新の学習値Ｇ（ｎ）はノイズによるものでないと判定されたことから、次のステップへ進む。

なお、サンプリングカウンタｎが４未満であると判定された場合（Ｓ５：ＮＯ）、学習値Ｇ（ｎ）にノイズ判定閾値Ｔ１がセットされる（Ｓ２３）。すなわち、サンプリングカウンタｎが４未満（ｎ＝０〜３）であれば、言い換えればサンプリング開始から０．４秒以上経過するまでは、学習値Ｇ（ｎ）にそれぞれ「３０」がセットされる。

このように、ガス検知処理（図３）のＳ７では、最新のセンサ値Ｓ（ｎ）と４サンプリング前のセンサ値Ｓ（ｎ−４）との変化量を示す差分値Ｄ（ｎ）に基づいて学習値Ｇ（ｎ）が算出される。

さらに、ガス検知処理（図３）のＳ１３，Ｓ１５，Ｓ１７では、差分値Ｄ（ｎ）と前回の学習値Ｇ（ｎ−１）との大小関係に応じて学習値Ｇ（ｎ）を算出するための演算が異なるため、差分値Ｄ（ｎ）の大きさに応じて、適切に学習値Ｇ（ｎ）に反映される。また、Ｓ９では、差分値Ｄ（ｎ）をノイズ判定閾値Ｔ１と比較してノイズによるものか否かを判定して、ノイズによるものと判定された場合は（Ｓ９：ＹＥＳ）、差分値Ｄ（ｎ）は学習値Ｇ（ｎ）に反映されないため（Ｓ１１）、ノイズが除外された正確な学習値Ｇ（ｎ）が算出される。

次に、Ｓ１１，Ｓ１５，Ｓ１９；ＮＯ，Ｓ２１，Ｓ２３の後、学習値Ｇ（ｎ）が感度判定閾値Ｔ２よりも大きいか否かが判定される（Ｓ３１）。感度判定閾値Ｔ２は、ガス検出素子１２の感度を判定するための指標であり、本実施の形態では感度判定閾値Ｔ２＝「４０」である。すなわち、学習値Ｇ（ｎ）を感度判定閾値Ｔ２と比較してガス検出素子１２の感度の良否を判定し、Ｓ３１では、学習値Ｇ（ｎ）が「４０」よりも大きい場合はガス検出素子１２の「感度が良い」と判定され、「４０」以下である場合はガス検出素子１２の「感度が悪い」と判定される。

学習値Ｇ（ｎ）が感度判定閾値Ｔ２よりも大きいと判定された場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）、ガス検知閾値Ｈ（ｎ）に「５００」がセットされる（Ｓ３３）。一方、学習値Ｇ（ｎ）が感度判定閾値Ｔ２以下であると判定された場合（Ｓ３１：ＮＯ）、ガス検知閾値Ｈ（ｎ）に「３００」がセットされる（Ｓ３５）。ガス検知閾値Ｈ（ｎ）が大きい値であるほどガス検知性能が低下し、小さい値であるほどガス検知性能が向上する。そこで、本実施の形態では、ガス検出素子１２の「感度が良い」場合はガス検知閾値Ｈ（ｎ）に大きい値「５００」をセットしてガス検知性能を低下させる。一方、ガス検出素子１２の「感度が悪い」場合は小さい値「３００」をセットしてガス検知性能を向上させる。

このように、ガス検知処理（図３）のＳ３１ではガス検出素子１２の感度を判定する。さらに、ガス検知処理（図３）のＳ３３，Ｓ３５では、ガス検出素子１２の感度が良好である場合はガス検知性能を低下させる（ガス検知閾値Ｈ（ｎ）＝「５００」）一方、ガス検出素子１２の感度が不良である場合はガス検知性能を向上させる（ガス検知閾値Ｈ（ｎ）＝「３００」）。すなわち、ガス検知性能をガス検出素子１２の感度の良否に応じて調整することで、そのガス検知性能はほぼ一定に保たれる。さらに、ガス検知閾値Ｈ（ｎ）のみが変更されるため、ガス検出素子１２自体に影響を与えることなく、ガス検知性能が調整される。

そして、後述のフラグ制御処理（Ｓ３７）を実行した後に、サンプリング時間がカウントアップしたと判定された場合（Ｓ３９：ＹＥＳ）、すなわちタイマＴＭにおいて０．１秒カウントされたら、Ｓ３に戻り、再びセンサ値（ｎ）のサンプリングが実行されて、サンプリングカウンタｎが１インクリメントされる。一方、サンプリング時間がカウントアップしていないと判定された場合（Ｓ３９：ＮＯ）、タイマＴＭにおいて０．１秒カウントされるまで待ち状態となる。

次に、フラグ制御処理（Ｓ３７）の詳細について説明する。フラグ制御処理（Ｓ３７）では、ガス検出素子１２によるＣＯガスの検知の有無を判定して、ガス検知フラグＦ＿ＤＴＣの状態を制御する。

まず、サンプリングカウンタｎが「０」か否かが判定される（Ｓ５１）。サンプリングカウンタｎが「０」であると判定された場合（Ｓ５１：ＹＥＳ）、基準値Ｂ（０）にセンサ値Ｓ（０）がセットされる（Ｓ５３）。基準値Ｂ（ｎ）は、ＣＯガスの検知レベルを示すものであるが、ここでは初期値として基準値Ｂ（０）にセンサ値Ｓ（０）をセットする。サンプリングカウンタｎが「０」でないと判定された場合（Ｓ５１：ＮＯ）、センサ値Ｓ（ｎ）が前回の基準値Ｂ（ｎ−１）よりも小さいか否かが判定される（Ｓ５５）。センサ値Ｓ（ｎ）が前回の基準値Ｂ（ｎ−１）以上であると判定された場合（Ｓ５５：ＮＯ）、基準値Ｂ（ｎ）にセンサ値Ｓ（ｎ）がセットされる（Ｓ５７）。

一方、センサ値Ｓ（ｎ）が前回の基準値Ｂ（ｎ−１）よりも小さいと判定された場合（Ｓ５５：ＹＥＳ）、サンプリングカウンタｎが「３２」以上か否かが判定される（Ｓ５９）。サンプリングカウンタｎが「３２」未満であると判定された場合（Ｓ５９：ＮＯ）、以下の数式により求められる値が基準値Ｂ（ｎ）にセットされる（Ｓ６１）。ただし、定数ｍ１＝１６，定数ｍ２＝３２とする。
Ｂ（ｎ）＝Ｂ（ｎ−１）＋｛Ｓ（ｎ）−Ｂ（ｎ−１）｝／ｍ１−｛Ｓ（ｎ）−Ｓ（０）｝／ｍ２

Ｓ６１では、センサ値Ｓ（ｎ）が前回の基準値Ｂ（ｎ−１）より小さく、かつサンプリングカウンタｎが「３２」未満と判定されたことから、前回の基準値Ｂ（ｎ−１）に対して、最新のセンサ値Ｓ（ｎ）と前回の基準値Ｂ（ｎ−１）との差分に定数ｍ１の重み付けをした値を加算して、さらに最初のセンサ値Ｓ（０）から最新のセンサ値Ｓ（ｎ）までの差分（サンプリング開始からの変化率）に定数ｍ２の重み付けをした値を減算して、最新の基準値Ｂ（ｎ）を取得している。

サンプリングカウンタｎが「３２」以上であると判定された場合（Ｓ５９：ＹＥＳ）、以下の数式により求められる値が基準値Ｂ（ｎ）にセットされる（Ｓ６３）。ただし、定数ｍ１＝１６，定数ｍ２＝３２とする。
Ｂ（ｎ）＝Ｂ（ｎ−１）＋｛Ｓ（ｎ）−Ｂ（ｎ−１）｝／ｍ１−｛Ｓ（ｎ）−Ｓ（ｎ−３２）｝／ｍ２

Ｓ６３では、センサ値Ｓ（ｎ）が基準値Ｂ（ｎ−１）より小さく、かつサンプリングカウンタｎが「３２」以上と判定されたことから、前回の基準値Ｂ（ｎ−１）に対して、最新のセンサ値Ｓ（ｎ）と前回の基準値Ｂ（ｎ−１）との差分に定数ｍ１の重み付けをした値を加算して、さらに３．２秒前のセンサ値Ｓ（ｎ−３２）から最新のセンサ値Ｓ（ｎ）までの差分（３．２秒間の変化率）に定数ｍ２の重み付けをした値を減算して、最新の基準値Ｂ（ｎ）を取得している。

Ｓ５３，Ｓ５７，Ｓ６１，Ｓ６３の後、基準値Ｂ（ｎ）からセンサ値Ｓ（ｎ）が減算されて、ガス検出値Ｌ（ｎ）がセットされる（Ｓ７１）。言いかえれば、ガス検出値Ｌ（ｎ）は、次のＳ７３〜Ｓ８１に用いるために基準値Ｂ（ｎ）を補正した値であり、基準値Ｂ（ｎ）と同様に、ＣＯガスの検知レベルを示す指標である。

そして、ガス検知フラグＦ＿ＤＴＣが「１」であるか否かが判定される（Ｓ７３）。ＣＯガスを検知した状態にあるか否かを示すガス検知フラグＦ＿ＤＴＣは、検知時は「１」、非検知時は「０」がセットされている。ガス検知フラグＦ＿ＤＴＣに「１」が設定されている場合（Ｓ７３：ＹＥＳ）、ガス検出値Ｌ（ｎ）が「０」以下か否かが判定される（Ｓ７５）。このとき、ガス検出値Ｌ（ｎ）が「０」以下であると判定された場合（Ｓ７５：ＹＥＳ）、ガス検知フラグＦ＿ＤＴＣに「０」が設定され（Ｓ７７）、メインルーチン（図３）に戻る。一方、ガス検出値Ｌ（ｎ）が「０」より大きいと判定された場合（Ｓ７５：ＮＯ）、ガス検知フラグＦ＿ＤＴＣが「１」のまま、メインルーチン（図３）に戻る。

Ｓ７７では、前回までガス検知フラグＦ＿ＤＴＣにＣＯガスが検知された状態「１」がセットされている一方、ガス検出値Ｌ（ｎ）が「０」以下となっており、最新のサンプリング結果ではＣＯガスが検知されなかったことを示すので、ガス検知フラグＦ＿ＤＴＣをＣＯガスが検知されていない状態「０」にセットしている。

一方、ガス検知フラグＦ＿ＤＴＣが「０」に設定されている場合（Ｓ７３：ＮＯ）、ガス検出値Ｌ（ｎ）がガス検知閾値Ｈ（ｎ）より大きいか否かが判定される（Ｓ７９）。ガス検出値Ｌ（ｎ）がガス検知閾値Ｈ（ｎ）より大きければ、ガス検出素子１２の近傍にＣＯガスが存在しており、ＣＯガスが検知されている状態を示す。ガス検出値Ｌ（ｎ）がガス検知閾値Ｈ（ｎ）より大きいと判定された場合（Ｓ７９：ＹＥＳ）、ガス検知フラグＦ＿ＤＴＣが「１」が設定され（Ｓ８１）、メインルーチン（図３）に戻る。一方、ガス検出値Ｌ（ｎ）がガス検知閾値Ｈ（ｎ）以下である判定された場合（Ｓ７９：ＮＯ）、ガス検知フラグＦ＿ＤＴＣが「０」のまま、メインルーチン（図３）に戻る。

Ｓ８１では、前回までガス検知フラグＦ＿ＤＴＣにＣＯガスが検知されていない状態「０」がセットされている一方、ガス検出値Ｌ（ｎ）がガス検知閾値Ｈ（ｎ）より大きく、最新のサンプリング結果ではＣＯガスが検知されたことを示すので、ガス検知フラグＦ＿ＤＴＣをＣＯガスが検知されている状態「１」にセットしている。

このように、フラグ制御処理（図４）では、ＣＯガスが検知されていない場合に（Ｆ＿ＤＴＣ＝「０」）、ＣＯガスを検知したと判定したら（Ｌ（ｎ）>Ｈ（ｎ））、ガス検知フラグＦ＿ＤＴＣに「１」がセットされる。一方、ＣＯガスが検知されている場合は（Ｆ＿ＤＴＣ＝「１」）、ＣＯガスが検知されなくなったら（Ｌ（ｎ）≦「０」）、ガス検知フラグＦ＿ＤＴＣに「０」がセットされる。

以上説明したように、ガスセンサ１０では、０．１秒毎にガス検知プログラムが繰り返し実行されて、図３に示すガス検知処理のメインフローチャートでは、最新のサンプリング結果としてセンサ値Ｓ（ｎ），学習値Ｇ（ｎ），差分値Ｄ（ｎ）が取得され、ガス検出素子１２の感度の良否に応じたガス検知閾値Ｈ（ｎ）が設定されて、ガス検知性能が調整される。そして、図４に示すフラグ制御処理（Ｓ３７）では、最新のサンプリング結果に基づいて基準値Ｂ（ｎ），ガス検出値Ｌ（ｎ）が取得され、ガス検出素子１２によるＣＯガスの検知の有無を判定して、ガス検知フラグＦ＿ＤＴＣに「０」又は「１」が設定され、ＣＯガスの検知の有無が指示される。

次に、フラップ制御処理について説明する。フラップ制御処理は、上述のガス検知処理と同様に、かつガス検知処理と並行して、ガスセンサ１０の起動時にＲＯＭ１６からフラップ制御プログラムが読み出され、実行される。そして、所定期間（例えば、０．１秒）ごとにガス検知フラグＦ＿ＤＴＣが参照されて、現在ＣＯガスが検知されているか否かが判定される。

ガス検知フラグＦ＿ＤＴＣが「１」であればＣＯガスが検知されているから、全開信号が出力されてフラップ駆動回路２１に入力される。そして、この全開信号に基づいてステップモータ２２が駆動して、フラップ２６が全開位置Ｚに位置するように回動する。その結果、ダクト２５と外気導入ダクト２３が連通して、外気が車室内に導入される。一方、ガス検知フラグＦ＿ＤＴＣが「０」であればＣＯガスが検知されていないから、全閉信号が出力されてフラップ駆動回路２１に入力される。そして、この全閉信号に基づいてステップモータ２２が駆動して、フラップ２６が全開位置Ｘに位置するように回動する。その結果、ダクト２５と内気循環ダクト２４が連通して、内気が車室内に導入される。

このように、ガスセンサ１０では、フラップ制御プログラムが実行され、ガス検知フラグＦ＿ＤＴＣの状態に応じて、フラップ２６の開閉の制御が行われ、ＣＯガスを検知している場合には全閉信号が出力されて車室内への内気循環が行われる一方、検知していない状態では全開信号が出力されて外気導入が行われる。すなわち、フラグ制御処理（図４）で設定されたガス検知フラグＦ＿ＤＴＣの状態に応じて、フラップ制御処理で適切に車室内外からの空気導入が調整される。

（実施例）
本発明に係るガスセンサ１０の性能を評価するため、感度の良いガス検出素子１２ａを備えた本発明に係るガスセンサ１０ａと、感度の悪いガス検出素子１２ｂを備えた本発明に係るガスセンサ１０ｂと、従来の構成による感度の良いガス検出素子１２ｃを備えたガスセンサ１０ｃとの性能比較を行った。図５は、ガスセンサ１０ａ，１０ｂ，１０ｃによるガス検出結果を示すグラフである。図５中で、横軸（Ｘ軸）が時間の経過を秒単位で示し、縦軸（Ｙ軸）が学習値の大きさを示す。そして、本実施例では、ノイズ判定閾値Ｔ１が学習値「３０」であり、感度判定閾値Ｔ２が学習値「４０」であり、ＣＯガス濃度は１０（ｐｐｍ／ｄｉｖ）である。また、図示しないガス検知閾値Ｈ（ｎ）は「３００」とする。なお、センサ値Ｓ１（ｎ），Ｓ２（ｎ）、基準値Ｂ１（ｎ），Ｂ２（ｎ）、検知信号Ｋ１（ｎ），Ｋ２（ｎ），Ｋ３（ｎ）、ＣＯガス濃度は、それぞれ学習値とは異なる単位の縦軸（Ｙ軸）で表されるが、各指標を同一の時間軸（Ｘ軸）で対応付けて示すために、ここでは便宜上、同一のグラフ内で表示している。

先述のように、ガスセンサ１０ａではガス検知処理が実行されて、ガス検出素子１２によりＣＯガス濃度が検出されて、ガス検出素子１２ａからセンサ値Ｓ１（ｎ）が出力される。すなわち、ガス検出素子１２ａがＣＯガスを検出すると、センサ値Ｓ１（ｎ）は下方向に振れるように反応し、検出されたＣＯガスの濃度が大きいほど、下降する幅が大きくなる。そして、このセンサ値Ｓ１（ｎ）に基づいて、基準値Ｂ１（ｎ）が算出される。基準値Ｂ（ｎ）は、センサ値Ｓ１（ｎ）の動きに追従するように、かつセンサ値Ｓ１（ｎ）の動きよりも緩慢な反応を示す。そして、センサ値Ｓ１（ｎ）と基準値Ｂ１（ｎ）とに基づいてガス検出値Ｌ１（ｎ）が算出され、ガス検知フラグＦ＿ＤＴＣが「０」又は「１」に設定される（図４参照）。

一方、ガスセンサ１０ａではフラップ制御処理が実行されて、ガス検知フラグＦ＿ＤＴＣが参照されて、検出信号Ｋ１（ｎ）が出力されてフラップ駆動回路２１に入力される。検知信号Ｋ１（ｎ）はＣＯガスの検知の有無を「ＯＮ」又は「ＯＦＦ」で示す信号であり、ガス検知されている場合（ガス検知フラグＦ＿ＤＴＣ＝「１」）には「ＯＮ」される。

同様に、ガスセンサ１０ｂでは、ガス検出素子１２ｂからセンサ値Ｓ２（ｎ）が出力され、基準値Ｂ２（ｎ）が算出されるが、ガスセンサ１０ｂのガス検出素子１２は感度が悪いため、センサ値Ｓ２（ｎ）及び基準値Ｂ２（ｎ）は反応が弱い。そして、センサ値Ｓ２（ｎ）と基準値Ｂ２（ｎ）とに基づいてガス検出値Ｌ２（ｎ）が算出され、ガス検知フラグＦ＿ＤＴＣが「０」又は「１」に設定され、検知信号Ｋ２（ｎ）が出力される。

なお、従来のガスセンサ１０ｃでも、ガス検出素子１２ｃから図示外のセンサ値Ｓ３（ｎ）が出力され、図示外の基準値Ｂ３（ｎ）が算出されるものとするが、ガスセンサ１０ｃのガス検出素子１２ｃは感度が良いため、センサ値Ｓ３（ｎ）及び基準値Ｂ３（ｎ）は、センサ値Ｓ１（ｎ）及び基準値Ｂ１（ｎ）と同様の反応を示す。そして、センサ値Ｓ３（ｎ）と基準値Ｂ３（ｎ）とに基づいてガス検出値Ｌ３（ｎ）が算出され、ガス検知フラグＦ＿ＤＴＣが「０」又は「１」に設定され、検知信号Ｋ３（ｎ）が出力されることが示されている。

その結果、図５に示すように、ＣＯガス濃度が大幅に上昇している時間Ｘ１〜Ｘ９では、ガスセンサ１０ａ，１０ｂ，１０ｃの全てで、ＣＯガスが検知されている。すなわち、時間Ｘ１〜Ｘ９では、各ガスセンサのセンサ値Ｓ（ｎ）及び基準値Ｂ（ｎ）が大きく下降し、検知信号Ｋ（ｎ）が「ＯＮ」となっている。また、ＣＯガス濃度が微量に上昇している時間Ｙ１〜Ｙ３では、ガスセンサ１０ｂでは反応がないのに対し、ガスセンサ１０ａ，１０ｃでは反応がある。これは、ガスセンサ１０ｂのガス検出素子１２ｂは感度が悪いため、微量のＣＯガスは検知できないためである。

しかしながら、ガスセンサ１０ｃでは、Ｐ１〜Ｐ３に示すように、実際にはＣＯガス濃度が極めて低いのにもかかわらず、検知信号Ｋ３（ｎ）が「ＯＮ」となってＣＯガスが検知されている。これは、ガス検出素子１２ｃの感度が良好でありすぎるため、本来ＣＯガスとして検知すべきでない微少な濃度変化まで検知されたことによる。このように従来のガスセンサ１０ｃでは、微少な濃度変化によってＣＯガスの誤検知が生じ、誤ったフラップ制御動作が実行されうる。

一方、本発明に係るガスセンサ１０ａもガス検出素子１２ａの感度が良好であるが、Ｐ１〜Ｐ３に示すようなＣＯガスの誤検知は発生していない。以下、その理由を説明する。

ガスセンサ１０ａのガス検知処理では、時間Ｘ１〜Ｘ９でのＣＯガスの検知によって学習値Ｇ１（ｎ）が修正されている。本実施例ではＱ１〜Ｑ４に示すように、当初「３０」であった学習値Ｇ１（ｎ）が、時間Ｘ１のガス検知によって「３２」に、時間Ｘ３のガス検知によって「４５」に、時間Ｘ７のガス検知によって「５９」に、時間Ｘ９のガス検知によって「６９」に修正されている。そして、Ｑ２において、学習値Ｇ１（ｎ）が感度判定閾値Ｔ２「４０」を超えたため、ガスセンサ１０ａのガス検出素子１２は「感度が良い」と判定される（図３のＳ３１：ＹＥＳ）。そのため、「３００」であったガス検知閾値Ｈ（ｎ）は、「５００」にセットされる（図３のＳ３３）。すると、ガス検知閾値Ｈ（ｎ）が大きくなってガス検知性能が低くなるため、感度が良いガス検出素子１２ａであっても微少な濃度変化に反応しなくなる。よって、本実施例におけるガスセンサ１０ａでは、Ｐ１〜Ｐ３に示すように微少な濃度変化を検知することなく、ＣＯガスの通常の濃度変化のみが正確に検知される。

なお、本発明に係るガスセンサ１０ｂは、差分値Ｄ２（ｎ）がノイズ判定閾値Ｔ１「３０」よりも大きくなることがなく（図３のＳ９：ＹＥＳ）、そのまま前回の学習値Ｇ２（ｎ−１）が最新の学習値Ｇ２（ｎ）にセットされる（Ｓ１１）という処理により、学習値Ｇ２（ｎ）が「３０」のままであるか、差分値Ｄ２（ｎ）がノイズ判定閾値Ｔ１「３０」よりも大きくなったものの（Ｓ９：ＮＯ）、その差分値Ｄ２（ｎ）が例えば「３１」というように微少な濃度変化でしかなく、算出された（Ｓ１５）学習値Ｇ２（ｎ）が「３０」のままである。すなわち、学習値Ｇ２（ｎ）は感度判定閾値Ｔ２「４０」を超えないため、ガスセンサ１０ｂのガス検出素子１２ｂは「感度が悪い」と判定される（図３のＳ３１：ＮＯ）。そのため、ガス検知閾値Ｈ（ｎ）には「３００」がセットされ続ける（図３のＳ３５）。すると、ガス検知閾値Ｈ（ｎ）は小さいままでガス検知性能の高い状態が維持されるから、感度の悪いガス検出素子１２ｂであっても、ＣＯガスの濃度変化が正確に検知される。

以上、本実施の形態のガスセンサ１０及びオートベンチレーションシステム１００によれば、ガス検出素子１２から出力されるセンサ値Ｓ（ｎ）に基づいてガス検出素子１２の感度を判定し、その判定結果に基づいてガス検知の検知性能を変化させるようにした。よって、ガス検出素子１２の感度が流動的に変化する場合であっても、ＣＯガスの濃度変化に応じて制御信号を可及的に正しく発しうるようにすることができる。

また、オートベンチレーションシステム１００では、ガスセンサ１０から発せられる制御信号に基づいて、車室内へ空気を送るダクト２５内に設けられ、車室内から空気を取り入れる内気循環ダクト２４と車室外から空気を取り入れる外気導入ダクト２３とを選択的に開閉するようにした。よって、ＣＯガスの検知状態では車室内への内気循環が行われる一方、非検知状態では外気導入が行われるようにすることができる。

ところで、上記実施の形態において、ガスセンサ１０が本発明の「ガス検知装置」に相当し、ワンチップマイコン１５が本発明の「制御部」に相当する。そして、ガス検知処理（図３）のＳ７が本発明の「差分値算出手段」に相当し、Ｓ１３〜Ｓ２１が本発明の「学習値算出手段」に相当し、Ｓ３１が本発明の「感度判定手段」に相当し、Ｓ３３，Ｓ３５が本発明の「ガス検知性能変更手段」に相当し、Ｓ９，Ｓ１１が本発明の「ノイズ判定手段」に相当する。

また、ガス検知処理（図３）が本発明の「ガス検知装置の制御方法」に相当し、Ｓ３が本発明の「入力ルーチン」に相当し、Ｓ５〜Ｓ３５が本発明の「制御ルーチン」に相当する。

また、オートベンチレーションシステム１００が本発明の「車両用空調装置」に相当し、外気導入ダクト２３および内気循環ダクト２４がそれぞれ、本発明の「外気取り入れ口」および「内気取り入れ口」に相当する。また、フラップ２６が本発明の「開閉手段」に相当し、ステップモータ２２が本発明の「駆動手段」に相当し、ＲＡＭ１８のフラグ記憶エリア１８１が本発明の「フラグ記憶手段」に相当する。

なお、本発明は上記実施の形態に限られず、各種の変形が可能である。例えば、上記実施の形態に示した各種演算や上記数式は、発明者の研究や経験により導きだされたものであるが、ガスセンサ１０やオートベンチレーションシステム１００の実装，仕様，使用条件などに応じて、他の手法を利用することができる。一例として、ガス検知処理（図３）のＳ７では、最新のセンサ値Ｓ（ｎ）と０．４秒前のセンサ値Ｓ（ｎ−４）との移動差分値を差分値Ｄ（ｎ）として取得しているが、移動平均法等を用いて差分値Ｄ（ｎ）を取得してもよい。

同様に、上記実施の形態に示した各種の初期値や変数なども、発明者の研究や経験により導きだされたものであるが、ガスセンサ１０やオートベンチレーションシステム１００の実装，仕様，使用条件などに応じて、任意の初期値や変数を利用することができる。例えば、ノイズ判定閾値Ｔ１をより小さな設定値「２０」にすれば、ノイズとして除外されるセンサ値Ｓ（ｎ）を少なくすることができる。また、ノイズ判定閾値Ｔ２をより大きな設定値「５０」とすれば、感度判定閾値Ｈ（ｎ）の持ち替える条件を厳しくすることができる。

また、上記実施の形態では、感度判定閾値Ｈ（ｎ）を「５００」と「３００」の２種類として、ガス検出素子１２の感度を「良い」と「悪い」の２値で判断しているが、ガス検知性能をより段階的に変化させたい場合は、複数種類の感度判定閾値Ｈ（ｎ）を具備させて、学習値Ｇ（ｎ）に応じて段階的に感度判定閾値Ｈ（ｎ）を変化させればよい。

また、ガス検出素子１２として、上記実施の形態ではＣＯやＨＣなどの還元性ガスに反応し、ＣＯガスの濃度上昇とともに抵抗値Ｒｓが下降するタイプの酸化物半導体のガス検出素子を用いたが、ＮＯ_２等の酸化ガスに反応し、酸化ガスの濃度上昇とともに抵抗値が上昇するタイプの酸化物半導体のガス検出素子を用いることもできる。

本発明は、特定ガスの検知に用いられるガス検知装置及びその制御方法に適用できる。また、車室外の排気ガスによる汚染状態に応じて内外気の取入れを制御する車両用空調装置に適用できる。

オートベンチレーションシステム１００の構成の概略を示す図である。 ＲＡＭ１８の記憶エリアを示す概念図である。 ガス検知処理のメインフローチャートである。 フラグ制御処理の詳細を示すフローチャートである。 ガスセンサ１０ａ，１０ｂ，１００によるガス検知結果を示すグラフである。

符号の説明

１０ ガスセンサ
１１ 抵抗器
１２ ガス検出素子
１３ バッファ素子
１４ 変換器
１５ ワンチップマイコン
１６ ＲＯＭ
１７ ＣＰＵ
１８ ＲＡＭ
１９ 制御部
２１ フラップ駆動回路
２２ ステップモータ
２３ 外気導入ダクト
２４ 内気循環ダクト
２５ ダクト
２６ フラップ
２７ ファン
３０ ヒータ
３１ スイッチング素子
１００ オートベンチレーションシステム

Claims (9)

1. 特定ガスを検出可能なガス検出素子と、該ガス検出素子から出力されるセンサ信号が入力され、該センサ信号に基づいてガス検知を判断し、制御信号を発する制御部とを備えたガス検出装置において、
   前記制御部は、
   最新のセンサ信号と過去のセンサ信号との変化量を示す差分値を算出する差分値算出手段と、
   前記差分値を緩慢化して、前記ガス検出素子により検出されるセンサ信号の変動傾向を示す学習値を算出する学習値算出手段と、
   前記学習値に基づいて、前記ガス検出素子の感度を判定する感度判定手段と、
   前記感度判定手段による判定結果に基づいて、前記ガス検知の検知性能を変化させるガス検知性能変更手段と
   を備えることを特徴とするガス検知装置。
2. 前記感度判定手段は、
   前記ガス検出素子の感度を判定するための指標である感度判定閾値と、前記学習値とを比較して、該ガス検出素子の感度を判定することを特徴とする請求項１に記載のガス検知装置。
3. 前記学習値算出手段は、
   前記差分値と前回の前記学習値との大小関係に応じて最新の前記学習値を算出するための演算を異ならせることを特徴とする請求項１又は２に記載のガス検知装置。
4. 前記制御部は、
   前記差分値算出手段にて算出された差分値とノイズ判定閾値とを比較して、該差分値がノイズであるか否かを判定し、
   前記ノイズであると判定されたとき、前回の前記学習値を更新せず最新の前記学習値とするノイズ判定手段を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のガス検知装置。
5. 前記ガス検知性能変更手段は、
   前記感度判定手段により前記ガス検出素子の感度が良好であると判定された場合、前記ガス検知の検知性能が低下するように制御し、
   前記感度判定手段により前記ガス検出素子の感度が不良であると判定された場合、前記ガス検知の検知性能が向上するように制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のガス検知装置。
6. 前記ガス検知は、最新の前記センサ信号と基準値とに基づくガス検出値と、特定ガスを検知したか否かを判定するガス検知閾値とを用いて行い、
   前記ガス検知性能変更手段は、前記ガス検知閾値を変更することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のガス検知装置。
7. 特定ガスを検出可能なガス検出素子から出力されるセンサ信号が入力される入力ルーチンと、該センサ信号に基づいてガス検知を判断し、制御信号を発する制御ルーチンとを備えたガス検知装置の制御方法において、
   前記制御ルーチンは、
   最新のセンサ信号と過去のセンサ信号との変化量を示す差分値を算出する差分値算出ステップと、
   前記差分値を緩慢化して、前記ガス検出素子により検出されるセンサ信号の変動傾向を示す学習値を算出する学習値算出ステップと、
   前記学習値に基づいて、前記ガス検出素子の感度を判定する感度判定ステップと、
   前記感度判定ステップによる判定結果に基づいて、前記ガス検知の検知性能を変化させるガス検知性能変更ステップと
   を備えることを特徴とするガス検知装置の制御方法。
8. 請求項１乃至６のいずれかに記載のガス検知装置と、
   車室内へ空気を送るダクト内に設けられ、車室内から空気を取り入れる内気取入れ口と車室外から空気を取り入れる外気取入れ口とを選択的に開閉する開閉手段と、
   前記ガス検知装置から発せられる制御信号に基づいて、前記開閉手段を駆動する駆動手段と
   を備えることを特徴とする車両用空調装置。
9. 前記ガス検知装置は、前記特定ガスを検知したか否かを示すガス検知フラグを記憶するフラグ記憶手段を備え、
   前記駆動手段は、前記フラグ記憶手段に記憶される前記ガス検知フラグが前記特定ガスの検知状態を示す場合、車室内から空気を取り入れるように前記開閉手段を駆動し、前記ガス検知フラグが前記特定ガスの非検知状態を示す場合、車室外から空気を取り入れるように前記開閉手段を駆動することを特徴とする請求項８に記載の車両用空調装置。
   

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