JP3249504B2 - ガス検出装置 - Google Patents
ガス検出装置Info
- Publication number
- JP3249504B2 JP3249504B2 JP2001116275A JP2001116275A JP3249504B2 JP 3249504 B2 JP3249504 B2 JP 3249504B2 JP 2001116275 A JP2001116275 A JP 2001116275A JP 2001116275 A JP2001116275 A JP 2001116275A JP 3249504 B2 JP3249504 B2 JP 3249504B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- signal
- reference value
- smoking
- sensor signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Description
【０００１】
【発明の利用分野】この発明はガスの検出装置に関し、
特に空気清浄器の制御や自動車の外気導入制御、口臭の
検出、オゾン発生機の制御等に適したものである。
特に空気清浄器の制御や自動車の外気導入制御、口臭の
検出、オゾン発生機の制御等に適したものである。
【０００２】
【用語法】この明細書では、ガスセンサの信号は検出対
象ガスの濃度の増加により増加するものとして示した
が、これは説明の便宜のために過ぎず、ガス濃度の増加
によって減少する信号を用いても良い。
象ガスの濃度の増加により増加するものとして示した
が、これは説明の便宜のために過ぎず、ガス濃度の増加
によって減少する信号を用いても良い。
【０００３】
【従来技術】一般に金属酸化物半導体ガスセンサでは、
ガス濃度に比例した、言い替えるとガス濃度にリニアな
信号が得られない。ガスセンサの信号はガス濃度の１／
ｎ乗（ｎは一般に１より大な数）に比例するので、元々
リニアではない。次に金属酸化物半導体ガスセンサの信
号を微分してガスを検出することが知られている。ガス
濃度の増加が同じでも、ガス濃度が低いところから増加
する場合は微分信号は大きく、ガス濃度が高いところか
ら増加する場合は微分信号は小さい。このため、微分信
号はガス濃度の変化に比例しない。
ガス濃度に比例した、言い替えるとガス濃度にリニアな
信号が得られない。ガスセンサの信号はガス濃度の１／
ｎ乗（ｎは一般に１より大な数）に比例するので、元々
リニアではない。次に金属酸化物半導体ガスセンサの信
号を微分してガスを検出することが知られている。ガス
濃度の増加が同じでも、ガス濃度が低いところから増加
する場合は微分信号は大きく、ガス濃度が高いところか
ら増加する場合は微分信号は小さい。このため、微分信
号はガス濃度の変化に比例しない。
【０００４】
【発明の課題】この発明の課題は、ガス濃度の時間的変
化にほぼ比例した信号を得ることにある（請求項１，
２）。
化にほぼ比例した信号を得ることにある（請求項１，
２）。
【０００５】
【発明の構成】この発明のガス検出装置は、金属酸化物
半導体ガスセンサの信号を適宜の基準値で規格化してガ
スを検出するようにしたガス検出装置において、ガスセ
ンサ信号を基準値で規格化してｎ乗し、ガス濃度にほぼ
比例した信号を求めるための手段と、（｜ｎ｜＞１）、
この信号の時間微分からガスを検出するための手段を設
けたことを特徴とする（請求項１）。ここに微分は１階
微分に限らず、例えば２階微分によるエッジ検出でも良
い。基準値は固定の基準値でも良いが、好ましくは基準
値はガスセンサの信号を学習して定めたものとする（請
求項２）。
半導体ガスセンサの信号を適宜の基準値で規格化してガ
スを検出するようにしたガス検出装置において、ガスセ
ンサ信号を基準値で規格化してｎ乗し、ガス濃度にほぼ
比例した信号を求めるための手段と、（｜ｎ｜＞１）、
この信号の時間微分からガスを検出するための手段を設
けたことを特徴とする（請求項１）。ここに微分は１階
微分に限らず、例えば２階微分によるエッジ検出でも良
い。基準値は固定の基準値でも良いが、好ましくは基準
値はガスセンサの信号を学習して定めたものとする（請
求項２）。
【０００６】
【発明の作用】ガスセンサの信号はガス濃度の１／ｎ乗
に比例するので、これをｎ乗すればほぼガス濃度にほぼ
比例した信号が得られる。ここでほぼ比例というのは、
ｎの値自体が僅かにガス濃度により変化する、あるいは
センサ毎にｎの値が異なるためである。ガスセンサ信号
を適宜の基準値で規格化し、即ちガスセンサ信号と基準
値との比を求め、これをｎ乗して時間微分する。すると
得られる信号は、ほぼガス濃度の時間微分信号に比例す
るので、ガス濃度の時間当たりの変化にほび比例した信
号が得られる。
に比例するので、これをｎ乗すればほぼガス濃度にほぼ
比例した信号が得られる。ここでほぼ比例というのは、
ｎの値自体が僅かにガス濃度により変化する、あるいは
センサ毎にｎの値が異なるためである。ガスセンサ信号
を適宜の基準値で規格化し、即ちガスセンサ信号と基準
値との比を求め、これをｎ乗して時間微分する。すると
得られる信号は、ほぼガス濃度の時間微分信号に比例す
るので、ガス濃度の時間当たりの変化にほび比例した信
号が得られる。
【０００７】
【発明の効果】この発明では、ガス濃度の時間当たりの
変化にほぼ比例した信号が得られる。このため、バック
グラウンドの汚染にかかわらず、ガス濃度が同じだけ増
加すればほぼ同じ感度でガスを検出できる。このことは
空気清浄器の制御の場合、１本目の喫煙も、２本目以降
の喫煙も、同じ感度で検出できることを意味する。また
検出に定量性が得られることは、空気清浄器の制御の場
合、発生したガスの量から発生した煙の量を検出し、発
生した煙の量に応じた空気清浄器の制御ができることを
意味する。またこの発明では、微分を用いるので、ガス
の検出までの時間が短い。このことは空気清浄器の制御
の場合、喫煙開始後から空気清浄器の動作までの時間を
短縮できることを意味する。基準値としてガスセンサの
信号を学習して得た基準値を用いれば、基準値自体を自
動的に発生できるので便利である。
変化にほぼ比例した信号が得られる。このため、バック
グラウンドの汚染にかかわらず、ガス濃度が同じだけ増
加すればほぼ同じ感度でガスを検出できる。このことは
空気清浄器の制御の場合、１本目の喫煙も、２本目以降
の喫煙も、同じ感度で検出できることを意味する。また
検出に定量性が得られることは、空気清浄器の制御の場
合、発生したガスの量から発生した煙の量を検出し、発
生した煙の量に応じた空気清浄器の制御ができることを
意味する。またこの発明では、微分を用いるので、ガス
の検出までの時間が短い。このことは空気清浄器の制御
の場合、喫煙開始後から空気清浄器の動作までの時間を
短縮できることを意味する。基準値としてガスセンサの
信号を学習して得た基準値を用いれば、基準値自体を自
動的に発生できるので便利である。
【０００８】
【実施例】図１に、自動車用の空気清浄器の制御装置に
ついて、参考例を示す。図において２は金属酸化物半導
体ガスセンサで、４はそのヒータ、６はその金属酸化物
半導体である。金属酸化物半導体６には、例えばＳｎＯ
2，ＷＯ3，Ｉｎ2Ｏ3等のものを用いれば良い。８は負荷
抵抗、１０はバッテリー等の電源である。１２は信号処
理用のマイクロコンピュータ、１４はＡＤコンバータ、
１６はセンサ信号の現在値を記憶するためのメモリ、１
８は長い時定数の基準値Ｖｌを記憶するためのメモリ、
２０は短い時定数の基準値Ｖｓを記憶するためのメモ
リ、２１はタイマである。
ついて、参考例を示す。図において２は金属酸化物半導
体ガスセンサで、４はそのヒータ、６はその金属酸化物
半導体である。金属酸化物半導体６には、例えばＳｎＯ
2，ＷＯ3，Ｉｎ2Ｏ3等のものを用いれば良い。８は負荷
抵抗、１０はバッテリー等の電源である。１２は信号処
理用のマイクロコンピュータ、１４はＡＤコンバータ、
１６はセンサ信号の現在値を記憶するためのメモリ、１
８は長い時定数の基準値Ｖｌを記憶するためのメモリ、
２０は短い時定数の基準値Ｖｓを記憶するためのメモ
リ、２１はタイマである。
【０００９】２２は空気清浄器で、喫煙に伴う煙を除去
するが、ガスを除去する能力はないものとする。２４は
データの保持用の補助電源で電池等を用い、電源１０が
オフすると、マイクロコンピュータ１２をデータ保持モ
ードに置き、メモリ１８のデータを保持するものとす
る。
するが、ガスを除去する能力はないものとする。２４は
データの保持用の補助電源で電池等を用い、電源１０が
オフすると、マイクロコンピュータ１２をデータ保持モ
ードに置き、メモリ１８のデータを保持するものとす
る。
【００１０】参考例では、例えば５秒毎にセンサ信号の
現在値Ｖをメモリ１６に読み込むものとする。このため
に例えば１秒毎にセンサ信号をサンプリングし、これを
５回平均化して、現在値Ｖとする。次に短い時定数の基
準値Ｖｓは、例えば過去３０秒〜１０分程度の間のセン
サ信号を反映したものとする。また長い基準値Ｖｌは、
例えば過去２０分以上のセンサ信号を反映したものと
し、長い時間の間のセンサ信号を反映したものであれば
あるほど好ましい。参考例のように補助電源２４を設け
る場合には、長い時定数の基準値Ｖｌは例えば１０日や
１年等の極めて長い期間のセンサ信号から学習して求め
ることもできる。基準値Ｖｓ，Ｖｌの学習の手法は任意
であるが、ここではセンサ信号Ｖが基準値Ｖｓ，Ｖｌよ
りも高ければ、基準値Ｖｓ，Ｖｌを高めに修正し、セン
サ信号Ｖが基準値Ｖｓ，Ｖｌよりも低ければ基準値Ｖ
ｓ，Ｖｌを低めに修正する。また基準値ＶｓとＶｌとの
修正速度を変え、長い時定数の基準値Ｖｌはゆっくりと
修正するようにした。短い時定数の基準値Ｖｓの学習に
好ましいものには、参考例で用いたもの以外に、例えば
３０秒や１分等の区間毎にセンサ信号Ｖをそのまま読み
込み基準値Ｖｓとする、あるいは過去３０秒あるいは１
分等の区間でのセンサ信号Ｖの最小値を基準値Ｖｓとす
るもの等がある。また長い時定数の基準値Ｖｌのサンプ
リングに好ましいものには、参考例で示したもの以外
に、例えばセンサ信号Ｖのヒストグラムを求め、ヒスト
グラムのピークを長い時定数の基準値Ｖｌとするもの、
あるいは夜間等にはガスの発生がなく、清浄空気中に対
するガスセンサ信号が得られることを利用し、数時間程
度の時間でのセンサ信号の定常値を基準値Ｖｌとするも
の等がある。
現在値Ｖをメモリ１６に読み込むものとする。このため
に例えば１秒毎にセンサ信号をサンプリングし、これを
５回平均化して、現在値Ｖとする。次に短い時定数の基
準値Ｖｓは、例えば過去３０秒〜１０分程度の間のセン
サ信号を反映したものとする。また長い基準値Ｖｌは、
例えば過去２０分以上のセンサ信号を反映したものと
し、長い時間の間のセンサ信号を反映したものであれば
あるほど好ましい。参考例のように補助電源２４を設け
る場合には、長い時定数の基準値Ｖｌは例えば１０日や
１年等の極めて長い期間のセンサ信号から学習して求め
ることもできる。基準値Ｖｓ，Ｖｌの学習の手法は任意
であるが、ここではセンサ信号Ｖが基準値Ｖｓ，Ｖｌよ
りも高ければ、基準値Ｖｓ，Ｖｌを高めに修正し、セン
サ信号Ｖが基準値Ｖｓ，Ｖｌよりも低ければ基準値Ｖ
ｓ，Ｖｌを低めに修正する。また基準値ＶｓとＶｌとの
修正速度を変え、長い時定数の基準値Ｖｌはゆっくりと
修正するようにした。短い時定数の基準値Ｖｓの学習に
好ましいものには、参考例で用いたもの以外に、例えば
３０秒や１分等の区間毎にセンサ信号Ｖをそのまま読み
込み基準値Ｖｓとする、あるいは過去３０秒あるいは１
分等の区間でのセンサ信号Ｖの最小値を基準値Ｖｓとす
るもの等がある。また長い時定数の基準値Ｖｌのサンプ
リングに好ましいものには、参考例で示したもの以外
に、例えばセンサ信号Ｖのヒストグラムを求め、ヒスト
グラムのピークを長い時定数の基準値Ｖｌとするもの、
あるいは夜間等にはガスの発生がなく、清浄空気中に対
するガスセンサ信号が得られることを利用し、数時間程
度の時間でのセンサ信号の定常値を基準値Ｖｌとするも
の等がある。
【００１１】図２に、参考例の動作を示す。電源１０を
投入すると、例えば２分間待機し、センサ信号Ｖを読み
込む。読み込んだセンサ信号Ｖを基準値Ｖｌ，Ｖｓの初
期値とする。
投入すると、例えば２分間待機し、センサ信号Ｖを読み
込む。読み込んだセンサ信号Ｖを基準値Ｖｌ，Ｖｓの初
期値とする。
【００１２】初期化が終了すると、５秒毎にセンサ信号
Ｖを読み込み、メモリ１６に記憶させる。次に（Ｖ3−
Ｖｓ3）／Ｖｌ3を演算し、これをＦとする。Ｆは短い時
定数の基準値Ｖｓのサンプリング時点に対するガス濃度
の増加に比例し、長い時定数の基準値Ｖｌで規格化した
ものである。喫煙を検出する場合、一本の煙草を吸い終
る毎に、Ｆの値は例えば１．７〜１．９程度となるの
で、煙草の１／３本を吸い終った時点を検出の目標とす
る。このためＦが０．６以上で喫煙があるものとし、空
気清浄器２２を動作させる。喫煙がない場合、例えば３
０秒毎に短い基準値Ｖｓを修正する。修正は、センサ信
号Ｖが基準値Ｖｓよりも大きい場合、基準値Ｖｓを３．
１２５％加算する。逆にセンサ信号Ｖが基準値Ｖｓより
も小さい場合、基準値Ｖｓを３．１２５％減算する。Ｖ
ｓのサンプリングは、喫煙直前での平均的なガス濃度を
求めるためのものであり、センサ信号のピークやボトム
でなく、センサ信号の平均的な値を反映するようにし
た。長い時定数の基準値Ｖｌは例えば１５分毎に修正
し、センサ信号Ｖが基準値Ｖｌよりも大きい場合、０．
８％基準値Ｖｌを増加させ、センサ信号Ｖが基準値Ｖｌ
よりも小さい場合、３．１２５％基準値Ｖｌを減算す
る。これはセンサ信号Ｖの過去の挙動の底を這うよう
に、言い替えれば過去のセンサ信号の挙動の内で、ガス
濃度が低い部分の値を中心にサンプリングするようにし
たものである。
Ｖを読み込み、メモリ１６に記憶させる。次に（Ｖ3−
Ｖｓ3）／Ｖｌ3を演算し、これをＦとする。Ｆは短い時
定数の基準値Ｖｓのサンプリング時点に対するガス濃度
の増加に比例し、長い時定数の基準値Ｖｌで規格化した
ものである。喫煙を検出する場合、一本の煙草を吸い終
る毎に、Ｆの値は例えば１．７〜１．９程度となるの
で、煙草の１／３本を吸い終った時点を検出の目標とす
る。このためＦが０．６以上で喫煙があるものとし、空
気清浄器２２を動作させる。喫煙がない場合、例えば３
０秒毎に短い基準値Ｖｓを修正する。修正は、センサ信
号Ｖが基準値Ｖｓよりも大きい場合、基準値Ｖｓを３．
１２５％加算する。逆にセンサ信号Ｖが基準値Ｖｓより
も小さい場合、基準値Ｖｓを３．１２５％減算する。Ｖ
ｓのサンプリングは、喫煙直前での平均的なガス濃度を
求めるためのものであり、センサ信号のピークやボトム
でなく、センサ信号の平均的な値を反映するようにし
た。長い時定数の基準値Ｖｌは例えば１５分毎に修正
し、センサ信号Ｖが基準値Ｖｌよりも大きい場合、０．
８％基準値Ｖｌを増加させ、センサ信号Ｖが基準値Ｖｌ
よりも小さい場合、３．１２５％基準値Ｖｌを減算す
る。これはセンサ信号Ｖの過去の挙動の底を這うよう
に、言い替えれば過去のセンサ信号の挙動の内で、ガス
濃度が低い部分の値を中心にサンプリングするようにし
たものである。
【００１３】喫煙を検出すると空気清浄器２２を動作さ
せ、タイマ２１を信号Ｆに比例した時間だけ駆動させ
る。空気清浄器２２の動作後も、センサ信号Ｖのサンプ
リングを続け、（Ｖ3−Ｖｓ3）／Ｖｌ3の値が増加する
と、これに応じてタイマ２１の動作時間を延長する。こ
の結果空気清浄器２２の動作時間は、信号Ｆの最大値で
定まる。信号Ｆの最大値は、発生したガス濃度に比例
し、これは発生した煙濃度に比例する。そこでガスセン
サ２により、喫煙により発生した煙濃度に比例する時間
の間、空気清浄器２２を動作させる。タイマで定めた空
気清浄器２２の動作時間が経過すると、空気清浄器２２
を停止させ、短い基準値Ｖｓにとりあえずその時点での
センサ信号Ｖを代入する。
せ、タイマ２１を信号Ｆに比例した時間だけ駆動させ
る。空気清浄器２２の動作後も、センサ信号Ｖのサンプ
リングを続け、（Ｖ3−Ｖｓ3）／Ｖｌ3の値が増加する
と、これに応じてタイマ２１の動作時間を延長する。こ
の結果空気清浄器２２の動作時間は、信号Ｆの最大値で
定まる。信号Ｆの最大値は、発生したガス濃度に比例
し、これは発生した煙濃度に比例する。そこでガスセン
サ２により、喫煙により発生した煙濃度に比例する時間
の間、空気清浄器２２を動作させる。タイマで定めた空
気清浄器２２の動作時間が経過すると、空気清浄器２２
を停止させ、短い基準値Ｖｓにとりあえずその時点での
センサ信号Ｖを代入する。
【００１４】参考例の特性を、図５に示す。喫煙時のガ
ス濃度を、図の○印で示す。喫煙によるセンサ信号は、
喫煙の本数に比例せず、３〜１２ｐｐｍ（１〜４本の範
囲で、濃度はＨ2換算）では、ガス濃度の約１／４乗に
比例する。そこで単純に喫煙の前後でのセンサ抵抗の比
を用いると、２本目、３本目と本数が重なるにつれて喫
煙に対する感度が低下する。これは空気清浄器２２がガ
スを除去する能力を持たず、また空気清浄器２２は一般
に窓を閉じた室内で使用されるためである。これに対し
て参考例では、センサ信号Ｖや基準値Ｖｓ，Ｖｌを例え
ば３乗して用いる。その場合の結果を、表１に示す。喫
煙の前後でのセンサ抵抗の比Ｒ／Ｒ’は、１本目の喫煙
では０．７であるのに対して、２本目では０．８６に減
少し、３本目では０．９に減少する。これに対して（Ｖ
3−Ｖｓ3）／Ｖｌ3に対応する△Ｒ-3は、１本目の喫煙
では１．９２であり、２本目〜３本目の喫煙では１．７
２で、バックグラウンドのガス濃度に依存せず、ほぼ一
定となる。このためバックグラウンドが汚染されると喫
煙に対する感度が低下するという問題が解消する。
ス濃度を、図の○印で示す。喫煙によるセンサ信号は、
喫煙の本数に比例せず、３〜１２ｐｐｍ（１〜４本の範
囲で、濃度はＨ2換算）では、ガス濃度の約１／４乗に
比例する。そこで単純に喫煙の前後でのセンサ抵抗の比
を用いると、２本目、３本目と本数が重なるにつれて喫
煙に対する感度が低下する。これは空気清浄器２２がガ
スを除去する能力を持たず、また空気清浄器２２は一般
に窓を閉じた室内で使用されるためである。これに対し
て参考例では、センサ信号Ｖや基準値Ｖｓ，Ｖｌを例え
ば３乗して用いる。その場合の結果を、表１に示す。喫
煙の前後でのセンサ抵抗の比Ｒ／Ｒ’は、１本目の喫煙
では０．７であるのに対して、２本目では０．８６に減
少し、３本目では０．９に減少する。これに対して（Ｖ
3−Ｖｓ3）／Ｖｌ3に対応する△Ｒ-3は、１本目の喫煙
では１．９２であり、２本目〜３本目の喫煙では１．７
２で、バックグラウンドのガス濃度に依存せず、ほぼ一
定となる。このためバックグラウンドが汚染されると喫
煙に対する感度が低下するという問題が解消する。
【００１５】
【表１】 センサ信号の例 喫煙の本数 Ｒ／Ｒ’ センサ抵抗Ｒ Ｒ -3 △Ｒ -3 １本目 ０.７ ０.７ ２.９２ １.９２ ２本目 ０.８６ ０.６ ４.６３ １.７２ ３本目 ０.９ ０.５４ ６.３５ １.７２ ＊ データは図５より算出し、喫煙は２５ｍ3の部屋で換気無しに喫煙， ＊ Ｒ’は１本前のセンサ抵抗を示す， ＊ 図５の破線より求めたｎは約４。
【００１６】喫煙により発生したガス濃度に比例する信
号が得られると、発生した煙の量に比例した時間の間空
気清浄器２２を動作させることができる。このことを図
６により説明する。図６の○印の点で、喫煙により発生
したガスによりセンサ２の出力が変化し始めたとする。
参考例ではタイマ２１を用いて、図の△Ｆmaxに比例し
た時間の間空気清浄器２２を駆動する。この△Ｆmax
は、喫煙により発生したガス濃度に比例する。この結果
発生した煙の量に比例した空気清浄器２２の運転時間が
得られる。
号が得られると、発生した煙の量に比例した時間の間空
気清浄器２２を動作させることができる。このことを図
６により説明する。図６の○印の点で、喫煙により発生
したガスによりセンサ２の出力が変化し始めたとする。
参考例ではタイマ２１を用いて、図の△Ｆmaxに比例し
た時間の間空気清浄器２２を駆動する。この△Ｆmax
は、喫煙により発生したガス濃度に比例する。この結果
発生した煙の量に比例した空気清浄器２２の運転時間が
得られる。
【００１７】図３，図４に、Ｖ3／Ｖｌ3の時間微分を用
いた実施例を示す。実施例では時間微分を用いるので、
短い時定数の基準値Ｖｓは用いず、長い時定数の基準値
Ｖｌを用いる。また検出を速めるため時間微分を用い
る。他の点は、図１，図２の参考例と同様である。図３
において、３２は新たなマイクロコンピュータ、３４は
微分回路で、Ｖ3／Ｖｌ3の時間微分（実際にはＶ3の時
間微分）を求める。
いた実施例を示す。実施例では時間微分を用いるので、
短い時定数の基準値Ｖｓは用いず、長い時定数の基準値
Ｖｌを用いる。また検出を速めるため時間微分を用い
る。他の点は、図１，図２の参考例と同様である。図３
において、３２は新たなマイクロコンピュータ、３４は
微分回路で、Ｖ3／Ｖｌ3の時間微分（実際にはＶ3の時
間微分）を求める。
【００１８】図４に、実施例の動作を示す。センサ信号
Ｖの読み込みや長い時定数の基準値Ｖｌのサンプリング
は、図１の参考例と同様である。 Ｖ3／Ｖｌ3＝Ｆ と
すると、Ｆの時間微分（１０秒間での変化）が０．１以
上で喫煙があるものとする。図２のフローチャートで
は、Ｆが０．６以上で喫煙とした。これに対して１０秒
間でのＦの変化が０．１以上で喫煙とすることは、喫煙
によりセンサ信号Ｖの変化が始まった後検出までの時間
を数分の１に短縮することを意味する。例えば図１の実
施例では、喫煙によって生じたガスがセンサ２に到着し
てセンサ信号Ｖが変化し始めてから、喫煙の検出までに
は３０秒程度の時間を要する。このような時間を要する
のは、センサ信号Ｖのゆっくりとしたドリフトと喫煙と
を区別するためである。これに対して図３の実施例で
は、喫煙に伴う鋭いセンサ信号の増加のみを検出するの
で、センサ信号が動き出して５〜１０秒程度で検出を行
うことができる。実施例ではセンサ信号Ｖに変化が生じ
た後の検出までの時間を５秒に短縮しても余り意味はな
いので、ノイズを避けるためセンサ信号Ｖを１０秒毎に
読み込み、センサ信号Ｖが変化し始めて後、１０秒程度
で検出するようにした。
Ｖの読み込みや長い時定数の基準値Ｖｌのサンプリング
は、図１の参考例と同様である。 Ｖ3／Ｖｌ3＝Ｆ と
すると、Ｆの時間微分（１０秒間での変化）が０．１以
上で喫煙があるものとする。図２のフローチャートで
は、Ｆが０．６以上で喫煙とした。これに対して１０秒
間でのＦの変化が０．１以上で喫煙とすることは、喫煙
によりセンサ信号Ｖの変化が始まった後検出までの時間
を数分の１に短縮することを意味する。例えば図１の実
施例では、喫煙によって生じたガスがセンサ２に到着し
てセンサ信号Ｖが変化し始めてから、喫煙の検出までに
は３０秒程度の時間を要する。このような時間を要する
のは、センサ信号Ｖのゆっくりとしたドリフトと喫煙と
を区別するためである。これに対して図３の実施例で
は、喫煙に伴う鋭いセンサ信号の増加のみを検出するの
で、センサ信号が動き出して５〜１０秒程度で検出を行
うことができる。実施例ではセンサ信号Ｖに変化が生じ
た後の検出までの時間を５秒に短縮しても余り意味はな
いので、ノイズを避けるためセンサ信号Ｖを１０秒毎に
読み込み、センサ信号Ｖが変化し始めて後、１０秒程度
で検出するようにした。
【００１９】喫煙の検出後の処置は図２のフローチャー
トと同様で、信号Ｆの最大値を求め、この値に比例した
時間の間空気清浄器２２を動作させる。このことは、図
６の場合次のことを意味する。喫煙を検出した時点で
は、センサ信号Ｖの変化は小さく、図６の○印のポイン
トで喫煙を検出したことになる。そこでとりあえずタイ
マ２１で１分間空気清浄器２２を動作させるものとし、
その後のセンサ信号Ｖの増加に応じてタイマ２１を延長
し、結局図６の△Ｆmaxに比例した時間だけ、空気清浄
器２２を動作させる。
トと同様で、信号Ｆの最大値を求め、この値に比例した
時間の間空気清浄器２２を動作させる。このことは、図
６の場合次のことを意味する。喫煙を検出した時点で
は、センサ信号Ｖの変化は小さく、図６の○印のポイン
トで喫煙を検出したことになる。そこでとりあえずタイ
マ２１で１分間空気清浄器２２を動作させるものとし、
その後のセンサ信号Ｖの増加に応じてタイマ２１を延長
し、結局図６の△Ｆmaxに比例した時間だけ、空気清浄
器２２を動作させる。
【００２０】実施例では空気清浄器２２の制御を例に説
明したが、これに限るものではない。例えば先行する車
両からの排ガスを検出し、自動車への外気導入の制御を
行っても良い。この場合主たる検出目標は、ディーゼル
車からのＮＯｘとなるので、センサ信号Ｖは、ＮＯｘに
より減少することになる。そこでＶ3やＶｓ3，Ｖｌ3に
替えて、Ｖ-3やＶｓ-3，Ｖｌ-3等を用いることが好まし
い。また口臭の検出等に用いる場合には、補助電源２４
を用いて、メモリ１８のデータを絶えず保持し、１０日
〜１年程度の極めて長い期間でのセンサ信号Ｖの平均値
等をメモリ１８に保持する。べき乗の乗数はここでは３
としたが、センサの特性に応じて変えれば良く、一般に
は絶対値で１よりも大で、乗数を１．５以上とする場合
に特に効果が大きい。
明したが、これに限るものではない。例えば先行する車
両からの排ガスを検出し、自動車への外気導入の制御を
行っても良い。この場合主たる検出目標は、ディーゼル
車からのＮＯｘとなるので、センサ信号Ｖは、ＮＯｘに
より減少することになる。そこでＶ3やＶｓ3，Ｖｌ3に
替えて、Ｖ-3やＶｓ-3，Ｖｌ-3等を用いることが好まし
い。また口臭の検出等に用いる場合には、補助電源２４
を用いて、メモリ１８のデータを絶えず保持し、１０日
〜１年程度の極めて長い期間でのセンサ信号Ｖの平均値
等をメモリ１８に保持する。べき乗の乗数はここでは３
としたが、センサの特性に応じて変えれば良く、一般に
は絶対値で１よりも大で、乗数を１．５以上とする場合
に特に効果が大きい。
【図１】 ガス検出装置の参考例を示すブロック図
【図２】 図１のガス検出装置の動作を示すフローチ
ャート
ャート
【図３】 実施例のガス検出装置のブロック図
【図４】 実施例の動作を示すフローチャート
【図５】 ガスセンサの特性図
【図６】 実施例の特性図
２ ガスセンサ ４ ヒータ ６ 金属酸化物半導体 ８ 負荷抵抗 １０ 電源 １２ マイクロコンピュータ １４ ＡＤコンバータ １６ センサ信号の現在値を記憶するためのメモリ １８ 長い時定数の基準値を記憶するためのメモリ ２０ 短い時定数の基準値を記憶するためのメモリ ２１ タイマ ２２ 空気清浄器 ２４ 補助電源 ３２ マイクロコンピュータ ３４ 微分回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野村 徹 箕面市船場西１丁目５番３号 フィガロ 技研株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 27/12
Claims (2)
- 【請求項１】 金属酸化物半導体ガスセンサの信号を基
準値で規格化して、ガスを検出するようにしたガス検出
装置において、 ガスセンサ信号を基準値で規格化してｎ乗し、ガス濃度
にほぼ比例した信号を求めるための手段と、（｜ｎ｜＞
１）、 この信号の１階以上の時間微分から、ガスを検出するた
めの手段を設けたことを特徴とする、ガス検出装置。 - 【請求項２】 前記基準値を、前記ガスセンサの信号を
学習して定めたものとすることを特徴とする、請求項１
のガス検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001116275A JP3249504B2 (ja) | 2001-04-16 | 2001-04-16 | ガス検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001116275A JP3249504B2 (ja) | 2001-04-16 | 2001-04-16 | ガス検出装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23900692A Division JP3196943B2 (ja) | 1992-08-14 | 1992-08-14 | ガス検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001356105A JP2001356105A (ja) | 2001-12-26 |
| JP3249504B2 true JP3249504B2 (ja) | 2002-01-21 |
Family
ID=18967033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001116275A Expired - Fee Related JP3249504B2 (ja) | 2001-04-16 | 2001-04-16 | ガス検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3249504B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100399015C (zh) * | 2005-07-07 | 2008-07-02 | 中国科学院化学研究所 | 一种用单传感器检测气体的方法和装置 |
-
2001
- 2001-04-16 JP JP2001116275A patent/JP3249504B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001356105A (ja) | 2001-12-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5088314A (en) | Gas detecting method and system | |
| US5261596A (en) | Air quality conditioning system | |
| JP3196943B2 (ja) | ガス検出装置 | |
| JP3249504B2 (ja) | ガス検出装置 | |
| CA1289224C (en) | Control system for air cleaner | |
| JP3914141B2 (ja) | ガス検出装置及び車両用オートベンチレーションシステム | |
| JP2507114B2 (ja) | 炭酸ガス濃度検知装置 | |
| JP2001281185A (ja) | 制御システム | |
| JP3463723B2 (ja) | 空気清浄機の制御装置 | |
| JP3718065B2 (ja) | 自動換気扇 | |
| JPH05157714A (ja) | 空調制御装置 | |
| JP3992231B2 (ja) | Ｎｏ２検出装置 | |
| JP3924147B2 (ja) | ガス検出装置、車両用オートベンチレーションシステム | |
| JP2645564B2 (ja) | ガス検出方法 | |
| JPH10185615A (ja) | 経年変化に対応したセンサ補正装置 | |
| JPH02135119A (ja) | 空気清浄機 | |
| JP3196942B2 (ja) | ガス検出装置 | |
| JP4209604B2 (ja) | ガス検出装置、車両用オートベンチレーションシステム | |
| JP2904689B2 (ja) | 換気制御装置 | |
| JPH0618466A (ja) | ガス検出装置 | |
| JPH09155133A (ja) | エアクリーナーの制御方法 | |
| JPH01107142A (ja) | ガス検出方法 | |
| KR20040013586A (ko) | 차량용 매연 유입 차단 장치 및 방법 | |
| JPH07151720A (ja) | 空気質検知装置 | |
| JPH01199142A (ja) | ガス検出装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071109 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101109 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |