JP4074634B2 - ガス検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、大気中の排気ガスや悪臭ガスを検出するためのガス検出装置に関するものである。

従来より、自動車の空調システムにおいて内気循環と外気導入とを切り替えるダンパの切替制御を自動的に行うために大気中の排気ガスを検出するガス検出装置が提供されており、ガス検出装置の検出した排気ガス濃度が一定レベルを越えると、ダンパを内気循環に切り替えて、汚れた外気が車室内に侵入するのを防止し、排気ガス濃度が一定レベルを下回ると、ダンパを外気導入に切り替えて、清浄な外気を車室内に導入していた。
このようなガス検出装置に用いられるガスセンサには、安価で耐久性が高いことが要求されるので、金属酸化物半導体を用いた半導体ガスセンサが好適であるが、半導体ガスセンサには、温度湿度雰囲気依存性や、ＮＯｘ・ＣＯ・ハイドロカーボン（未燃炭化水素：ＨＣ）などの種々の排気ガスに対する感度の違いや、時間的なドリフトがあり、また排気ガス濃度と出力との関係が非直線的である、という問題があるから、半導体ガスセンサの出力の絶対値で排気ガス濃度を判定するのは困難である。
そこで、ガスセンサとして半導体ガスセンサを用いた従来のガス検出装置では、例えば半導体ガスセンサの出力を単位時間毎にサンプリングして変化量を求めることにより、その出力を微分し、出力の微分値が所定の閾値を越えるところでは排気ガスが存在すると判断していた。
しかしながら、この方法では排気ガス濃度の高低に関わらず出力の微分値が閾値を越えると排気ガスが存在すると判断するため、ダンパの開閉を効果的に行えない場合がある。つまり、排気ガス濃度が低い場合でも半導体ガスセンサの出力変化が大きければ、ダンパを閉じてしまうため、ダンパの閉時間が不必要に長くなったり、開閉回数が非常に多くなるという問題があった。また、このような問題を避けるために微分値の閾値を高くして低感度にすると、排気ガス濃度は高いがガス濃度の変化が小さい場合、ガスセンサの出力変化が小さいので、ダンパが外気側に切り替えられてしまっていた。また、微分値の閾値を小さくして高感度にした場合でも、トンネルの内部のように排気ガス濃度が高い状態で安定しているところでは、ガスセンサの出力変化が小さいために、ダンパが外気側に切り替えられて、汚れた外気が車内に流入するという問題があった。
また、半導体ガスセンサの出力の移動平均値や一定時間前の出力を基準値として、この基準値と現在の出力とを比較し、両者の差が大きい場合には排気ガスがあると判断する装置も従来より提供されているが（例えば特開２００１−２８１１８５号公報参照）、排気ガス濃度の高い雰囲気に長時間いると、基準値が高濃度側に変化して、非常に高い濃度しか検知できなくなり、排気ガスがあるにもかかわらず、ダンパが外気側に切り替えられたままとなって、汚れた外気が車内に流入するという問題があった。
また更に、半導体ガスセンサによる排気ガス濃度の検出値の内、過去の一定期間における最低ガス濃度を基準値として、この基準値と現在の出力とを比較し、両者の差が大きい場合には排気ガスがあると判断する装置も従来より提案されているが、ノイズなどによって一時的に急激に低下した最低ガス濃度を基準値にしてしまうと、清浄な空気を汚れた空気と誤検知し、ダンパが内気側に切り替えられたままになるという問題があった。

そこで、本発明は、上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は、場所の違いなどで空気が汚れていると人が感じる時の排気ガスや悪臭ガスのガス濃度が異なる場合でも、排気ガスや悪臭ガスの有無を確実に検出できるガス検出装置を提供することにある。
すなわち、本発明のガス検出装置は、自動車から排出される排気ガスおよび工場、下水処理場、ごみ処理場、牧場、農場などから発生する悪臭ガスのガス濃度に応じて抵抗値が変化する半導体ガスセンサと、所定のサンプリング周期で半導体ガスセンサの出力を取り込み、この出力から算出されるセンサ抵抗値と所定の第１基準値との偏差から求めた空気の汚れ度合いを示す第１汚れ信号を出力するガス判定部と、サンプリング周期よりも長い第１更新周期が経過する毎に、半導体ガスセンサの今回の出力から前回更新時の第１基準値を差し引いた値に１よりも小さい所定の更新比率を掛け合わせ、さらに前回更新時の第１基準値を加えた値を、新たな第１基準値とする基準値更新部とを備え、基準値更新部は、ガス濃度が高くなる汚れ方向に第１基準値を更新する場合に比べて、ガス濃度が低くなる清浄方向に第１基準値を更新する場合の更新速度を速めている。
この発明によれば、更新周期が経過する毎に、今回のセンサ出力と前回更新時の第１基準値との偏差に更新比率を掛けて更新量を求め、この更新量を前回更新時の第１基準値に加えることで今回の第１基準値を求めているので、周囲の環境に合わせて第１基準値を変化させることができ、場所の違いなどで空気が汚れていると人が感じる時のガス濃度が異なる場合でも、第１汚れ信号を用いて排気ガスや悪臭ガスの有無を確実に検出することができる。したがって、このガス検出装置の出力を用いて自動車のダンパを制御する場合には、どのような環境下でも人の感覚に合ったダンパ制御を行うことができ、そのうえ第１基準値を汚れ方向に更新する場合の更新速度に比べて清浄方向に更新する場合の更新速度を速めているので、ガス濃度が高い状態が長時間継続する場合には、第１基準値がゆっくりと汚れ方向へ変化するから、第１基準値が汚れ方向に行き過ぎてダンパが外気側に切り替えられるのを防止でき、さらに都市部のように排気ガスや悪臭ガスが常に存在する場所に長時間滞在した場合は、人の嗅覚がその環境に慣れていくのと同様に、その環境の最も低いガス濃度に合わせた値に第１基準値が近付いて行くので、ダンパが内気側に切り替わったままとなるのを防止できる。また空気が清浄になると、第１基準値が清浄方向に急速に変化し、微量の排気ガスや悪臭ガスを検知してダンパが内気側に切り替えられるので、郊外などの清浄な環境に合わせてダンパを制御することができる。
また上記ガス検出装置では、さらに上記基準値更新部が、第１基準値を汚れ方向に更新する場合の第１更新周期に比べて清浄方向に更新する場合の第１更新周期を短くすることが好ましい。第１基準値を汚れ方向に更新する場合の第１更新周期に比べて清浄方向に更新する場合の第１更新周期を短くすることで、清浄方向の更新速度を速めることができる。
また上記ガス検出装置では、さらに上記基準値更新部が、第１基準値を汚れ方向に更新する場合に用いる更新比率に比べて清浄方向に更新する場合に用いる更新比率の値を大きくすることが好ましい。第１基準値を汚れ方向に更新する場合に用いる更新比率に比べて清浄方向に更新する場合に用いる更新比率の値を大きくすることで、清浄方向の更新速度を速めることができる。
上記ガス検出装置では、さらに上記更新比率を、第１汚れ信号の大きさに反比例した値とすることが好ましい。センサの出力から基準値を引いた値に更新比率を掛けた値が第１基準値の更新量となるので、ガス濃度が高い雰囲気中では更新量が大きくなって、第１基準値が比較的短い時間で高濃度側に変化しやすくなるが、更新比率を第１汚れ信号の大きさに反比例した値とすることで、ガス濃度が高い雰囲気中では第１基準値の更新速度を遅らせることができる。
上記ガス検出装置では、さらに上記ガス判定部が、半導体ガスセンサの出力と第１基準値との偏差を第１基準値で割った値に、センサ個体間の感度のばらつきを補正する補正係数を掛けた値を上記第１汚れ信号とすることが好ましい。センサの出力は温度依存性を有しているが、センサの出力と第１基準値との偏差を第１基準値で割って抵抗比を求めることにより、温度や湿度によって変化するセンサ抵抗値に依存しないよう感度を基準化することができ、さらに補正係数を掛けることでセンサ個体間の感度のばらつきを無くすことができる。
上記ガス検出装置では、さらに上記半導体ガスセンサとして、ディーゼル車の排気ガス濃度が高くなるにつれて抵抗値が高くなる第１のセンサと、ガソリン車の排気ガスおよび悪臭ガスのガス濃度が高くなるにつれて抵抗値が低くなる第２のセンサとを含み、第１及び第２のセンサのそれぞれに対応して上記ガス判定部を設け、上記基準値更新部が各々のガス判定部の第１基準値をそれぞれ独立に更新することが好ましい。この場合は、各々のガス判定部で、第１のセンサ又は第２のセンサの出力とそれぞれの第１基準値との偏差から第１汚れ信号をそれぞれ求めているので、これらの第１汚れ信号を用いて排ガス及び悪臭ガスの有無を検出することができ、このガス検出装置の出力を用いて自動車のダンパを制御する場合にはディーゼル車及びガソリン車の両方の排気ガス及び悪臭ガスを検知してダンパを内気側に切り替えることができる。
また上記ガス検出装置では、基準値更新部は、第１のセンサの出力から求めた第１汚れ信号が所定の第１の閾値レベル以上になると第２のセンサ側の第１基準値を清浄方向に更新するのを禁止するとともに、上記第１の閾値レベルを下回ると第２のセンサ側の基準値更新の禁止を解除し、且つ、第２のセンサの出力から求めた第１汚れ信号が所定の第２の閾値レベル以上になると第１のセンサ側の第１基準値を清浄方向に更新するのを禁止するとともに、上記第２の閾値レベルを下回ると第１のセンサ側の基準値更新の禁止を解除することが好ましい。
第１のセンサはガソリン車の排気ガス及び悪臭ガスにも僅かながら感度を有し、また第２のセンサもディーゼル車の排気ガスに僅かながら感度を有しているので、第１のセンサの出力はガソリン車の排気ガス及び悪臭ガスが存在すると清浄方向に変化し、第２のセンサの出力はディーゼル車の排気ガスが存在すると清浄方向に変化するが、基準値更新部は、第１のセンサの第１汚れ信号が所定の第１の閾値レベル以上になると第２のセンサ側の第１基準値を清浄方向に更新するのを禁止するとともに、第２のセンサの第１汚れ信号が所定の第２の閾値レベル以上になると第１のセンサ側の第１基準値を清浄方向に更新するのを禁止しており、干渉ガスの影響によって第１基準値が清浄方向に更新されるのを抑制して、誤検知を防止できる。
また上記ガス検出装置では、第１及び第２のセンサのそれぞれに対応して、上記サンプリング周期で各センサの出力を取り込み、この出力と所定の第２基準値との偏差から求めた第２汚れ信号を出力する低濃度ガス判定部を設け、上記基準値更新部が、サンプリング周期以上で且つ第１更新周期よりも短い第２更新周期が経過する毎に、各センサの今回の出力と前回更新時の第２基準値との差に１よりも小さい所定の係数を掛けた値に、前回更新時の第２基準値を加えた値を、各センサの新たな第２基準値とし、第２基準値を汚れ方向に更新する場合の第２更新周期に比べて、清浄方向に更新する場合の第２更新周期を短くすることが好ましい。
ここで、比較的低い濃度で排気ガスや悪臭ガスを検知できるように第１汚れ信号の閾値（検知レベル）を小さい値に設定した場合、第１基準値が清浄方向に少しでも行き過ぎて更新されると、清浄な空気を汚れていると誤判断するため、検知レベルを小さい値に設定しにくく、上述と逆に検知レベルを大きい値に設定すると、低濃度の排気ガスや悪臭ガスを検知しにくくなったり、ダンパを制御する場合にはダンパの応答が遅くなるが、第１基準値の更新速度に比べて更新速度の速い第２基準値を用いてこの第２の基準値とセンサ出力との偏差から第２汚れ信号を求める低濃度ガス判定部を別に設けているので、第２汚れ信号の閾値（低濃度検知レベル）を第１汚れ信号の検知レベルよりも低い濃度に設定することで、低濃度の排気ガスや悪臭ガスを短期間で検知することができる。したがって、ガス判定部では比較的高い濃度の排気ガス及び悪臭ガスを検知対象とすることができ、第１汚れ信号の検知レベルを高めに設定するとともに、更新速度を比較的速くできるので、誤検知を減らして確実に排気ガスや悪臭ガスを検知することができる。
また上記ガス検出装置では、自動車の車室内に外気を導入するためのダンパを開閉する開閉装置に対し、第１及び第２汚れ信号に基づいてダンパを開閉させる切替信号を出力する切替制御部を備え、当該切替制御部が、第１汚れ信号が所定の検知レベルを越えるか、又は、第２汚れ信号が所定の低濃度検知レベルを越えるという条件の内少なくとも何れか一方が成立すると、ダンパを閉じる切替信号を出力するとともに、第１及び第２汚れ信号が両方ともに検知レベル及び低濃度検知レベルを下回ると、所定時間を限時するタイマをスタートさせ、タイマが計時中に第１及び第２汚れ信号がそれぞれ検知レベル及び低濃度検知レベルを越えなければ、タイマがカウントアップした時点でダンパを開く切替信号を出力することが好ましい。
この場合は、第１及び第２汚れ信号が両方ともに検知レベル及び低濃度検知レベルを下回ってもダンパを閉じた状態を所定時間継続し、その間に排気ガス及び悪臭ガスを検出できなければ、所定時間後にダンパを開いているので、ダンパを開いた直後にダンパが閉じられる確率が減り、ダンパを開閉する回数を減らして、ダンパを駆動するモータの寿命を延ばすことができる。
また上記ガス検出装置では、上記切替制御部が、ダンパを開く切替信号を出力した時点から所定の停止時間が経過するまでの間、各低濃度ガス判定部からの第２汚れ信号が検知レベルを越えても、ダンパを閉じる切替信号の出力を停止することが好ましい。
この場合は、ダンパを外気側に切り替えてから停止時間が経過するまでの間、低濃度ガス判定部からの第２汚れ信号が低濃度検知レベルを越えても無視しているので、ダンパが開けられる途中で閉じられるような制御が行われることはなく、ダンパを駆動するモータに不要な負荷がかかるのを低減して、寿命を延ばすことができる。
また上記ガス検出装置では、さらに第２のセンサ側のガス判定部が、第２のセンサの出力から求めた第１汚れ信号が所定の判定停止レベルを越えると、第１のセンサ側の低濃度ガス判定部の判定を停止することによって第１のセンサ側の低濃度ガス判定部から入力される第２汚れ信号に基づいて上記切替制御部がダンパを閉じる切替信号を出力するのを停止することが好ましい。
ここで、ガソリン車の排気ガス及び悪臭ガスが存在すると第１のセンサの出力が清浄側に変化するため、ガソリン車の高濃度の排気ガスや高濃度の悪臭ガスにさらされた後に清浄な空気に触れると、第１のセンサの出力が汚れ方向に変化し、この出力変化を低濃度ガス判定部が空気の汚れと判断する可能性があるが、第２のセンサ側のガス判定部は、上記第１汚れ信号が所定の判定停止レベルを越えると、第１のセンサ側の低濃度ガス判定部の判定を停止することによって第１のセンサ側の低濃度ガス判定部から入力される第２汚れ信号に基づいて清浄な空気を汚れていると誤判断するのを防止して、ダンパが閉じられるのを防止できる。

図１は、本発明の一実施形態のガス検出装置を用いたダンパ制御システムのブロック図である。
図２は、同上の基準値更新の説明図である。
図３は、同上に用いる第１のセンサの一部省略した正面図である。
図４は、同上の第１のセンサを用いた空質判定動作のフローチャートである。
図５は、同上の第２のセンサを用いた空質判定動作のフローチャートである。
図６は、同上の第１のセンサの第１基準値を清浄方向に更新するルーチンのフローチャートである。
図７は、同上の第２のセンサの第１基準値を清浄方向に更新するルーチンのフローチャートである。
図８は、同上の第１のセンサの第１基準値を汚れ方向に更新するルーチンのフローチャートである。
図９は、同上の第２のセンサの第１基準値を汚れ方向に更新するルーチンのフローチャートである。
図１０は、同上の別の実施形態のガス検出装置を用いたダンパ制御システムのブロック図である。
図１１は、同上のダンパ制御動作を説明するフローチャートである。

以下、本発明を好ましい実施形態に基づいて詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１に、本実施形態のガス検出装置Ａのブロック図を示す。このガス検出装置Ａは、ディーゼル車から排出されるディーゼル排ガスに対して感度を有する第１のセンサ１と、ガソリン車から排出されるガソリン排ガス及び悪臭ガスに対して感度を有する第２のセンサ２と、Ａ／Ｄ変換器３ａ，３ｂと、第１のセンサ１の出力に基づいてディーゼル排ガスの有無を判定する第１のガス判定部４ａと、第２のセンサ２の出力に基づいてガソリン排ガス及び悪臭ガスの有無を判定する第２のガス判定部４ｂと、切替制御部５と、基準値更新部６と、センサ駆動部７とを主な構成として有し、Ａ／Ｄ変換器３ａ，３ｂ、第１及び第２のガス判定部４ａ，４ｂ、切替制御部５、基準値更新部６、及びセンサ駆動部７は、Ａ／Ｄ変換器を内蔵したマイクロコンピュータを用いて構成される。
このガス検出装置Ａは自動車のダンパ制御システムに用いられるものであり、車室内に空気を導くダクト１１の一端には、車外の空気を導入する外気導入用ダクト１２と、室内の空気を循環して導く内気導入用ダクト１３とが連結される。ダクト１２，１３とダクト１１との連結部分には、空気の流入経路をダクト１２又はダクト１３に切り替えるためのダンパ２０が配設され、ダンパ駆動部２１が切替制御部５から入力される切替信号に応じてダンパ２０を外気側又は内気側に切り替えている。そして、ダクト１１の下流側には送風用のファン（図示せず）が配置され、ファンを動作させると、ダクト１２又は１３から取り入れられた空気がダクト１１を通って車室内に導かれるようになっている。
この空調システムでは、ガス検出装置Ａが第１及び第２のセンサ１，２を用いてディーゼル車やガソリン車から排出される排気ガス濃度及び悪臭ガス濃度を検出し、排気ガス濃度や悪臭ガス濃度が高くなるとダンパ２０をダクト１３側に切り替えて汚れた空気の流入を防止するとともに、排気ガス濃度や悪臭ガス濃度が低くなるとダンパ２０をダクト１２側に切り替えて清浄な外気を車室内に取り入れるのである。
ガス検出装置Ａに用いられる第１のセンサ１は、ディーゼル車から排出されるＮＯｘなどの酸化性ガスのガス濃度が高くなると、感ガス体の抵抗値が高くなる方向に変化するような従来周知の半導体ガスセンサからなり、図３に示すように酸化錫（ＳｎＯ_２）などの金属酸化物半導体を主成分として略球状に形成された感ガス体１ａを有し、この感ガス体１ａ中にコイル状の白金よりなるヒータ兼用電極１ｂを埋設するとともに、ヒータ兼用電極１ｂのコイルの中心を貫通するようにして貴金属線からなる抵抗検出用電極１ｃを感ガス体１ａ中に埋設している。ここで、感ガス体１ａから突出するヒータ兼用電極１ｂの両端部からリード線８ａ，８ｃが構成され、感ガス体１ａから突出する抵抗検出用電極１ｃの一端部からリード線８ｂが構成される。そして、第１のセンサ１はリード線８ａ〜８ｃを介して、樹脂製のベース１０に貫設された３本の端子９ａ〜９ｃに取り付けられている。
この第１のセンサ１のヒータ兼用電極１ｂの加熱を制御するとともに、感ガス体１ａの抵抗値変化から検出対象のガスを検出する回路の構成を図１に示す。第１のセンサ１のヒータ兼用電極１ｂにはスイッチ素子Ｑ１を介して一定電圧Ｖｃが印加されるようになっており、スイッチ素子Ｑ１がオンした時にヒータ兼用電極１ｂに通電され、ヒータ兼用電極１ｂが発熱する。また、抵抗検出用電極１ｃには負荷抵抗Ｒ１ａ、及び、スイッチ素子Ｑ２と負荷抵抗Ｒ１ｂとの直列回路を介して一定電圧Ｖｃが印加され、さらに抵抗検出用電極１ｃがＡ／Ｄ変換器３ａの入力端子に接続されている。スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２はセンサ駆動部７からの出力信号ａ，ｂによってオン／オフが切り替わり、スイッチ素子Ｑ１がセンサ駆動部７の出力信号ａによって所定時間オンすると、ヒータ兼用電極１ｂに通電されて、ヒータ兼用電極１ｂの発熱によって感ガス体１ａが加熱される。したがって、センサ駆動部７が所定周期（例えば約７．８ｍＳ）毎に所定時間（約０．１６ｍＳ）だけヒータ兼用電極１ｂを通電するデューティ制御を行うことによって、感ガス体１ａを３００℃程度に加熱している。
そして、ヒータ兼用電極１ｂに通電していない期間において、Ａ／Ｄ変換器３ａは所定のサンプリング周期ｔｓ毎に第１のセンサ１の両端電圧をＡ／Ｄ変換し、デジタル値に変換されたセンサ出力Ｖｄを第１のガス判定部４ａに出力する。ここで、スイッチ素子Ｑ２がセンサ駆動部７の出力信号ｂによってオンすると、負荷抵抗Ｒ１ａと並列に負荷抵抗Ｒ１ｂが接続されて、抵抗検出用電極１ｃに接続される負荷抵抗の合成抵抗値が２通りに切り替えられるようになっている。すなわち、センサ駆動部７は、Ａ／Ｄ変換器３ａに入力される信号レベルに応じてスイッチ素子Ｑ２のオン／オフを切り替えており、信号レベルが小さくなると、スイッチ素子Ｑ２をオンして負荷抵抗値を小さくすることで、Ａ／Ｄ変換器３ａに入力される信号レベルを大きくして、検出精度が低下するのを防止している。
また、第２のセンサ２は、ガソリン車からの排出ガスに含まれるＨＣ及びＣＯや悪臭ガス（例えばアンモニア）などの還元性ガスのガス濃度が高くなると、感ガス体の抵抗値が低くなる方向に変化するような従来周知の半導体ガスセンサからなり、第１のセンサ１と同様の構造を有しており、酸化錫（ＳｎＯ_２）などの金属酸化物半導体を主成分として略球状に形成された感ガス体を具備し、この感ガス体中にコイル状の白金よりなるヒータ兼用電極２ｂを埋設するとともに、ヒータ兼用電極２ｂのコイルの中心を貫通するようにして貴金属線からなる抵抗検出用電極２ｃを感ガス体中に埋設している。
そして、第２のセンサ２のヒータ兼用電極２ｂにはスイッチ素子Ｑ３を介して一定電圧Ｖｃが印加され、抵抗検出用電極２ｃには負荷抵抗Ｒ２ａ、及び、スイッチ素子Ｑ４と負荷抵抗Ｒ２ｂとの直列回路を介して一定電圧Ｖｃが印加されており、抵抗検出用電極２ｃがＡ／Ｄ変換器３ｂの入力端子に接続されている。スイッチ素子Ｑ３，Ｑ４はセンサ駆動部７からの出力信号ｃ，ｄによってオン／オフが切り替わり、スイッチ素子Ｑ３がセンサ駆動部７の出力信号ｃによって所定時間オンすると、ヒータ兼用電極２ｂに通電される。而して、センサ駆動部７が所定周期毎（例えば約７．８ｍＳ）毎に所定時間（約０．１９ｍＳ）だけヒータ兼用電極２ｂを通電するデューティ制御を行うことで、感ガス体が一定温度に加熱されている。そして、ヒータ兼用電極２ｂに通電していない期間に、Ａ／Ｄ変換器３ｂが所定のサンプリング周期ｔｓ毎に第２のセンサ２の両端電圧をＡ／Ｄ変換し、デジタル値に変換されたセンサ出力Ｖｇを第２のガス判定部４ｂに出力する。なおセンサ駆動部７は、Ａ／Ｄ変換器３ｂに入力される信号レベルに応じてスイッチ素子Ｑ４をオン／オフさせることで、負荷抵抗値を２通りに切り替えて、検出精度が低下するのを防止している。また、センサ駆動部７では第１のセンサ１のヒータＯＮ期間と第２のセンサ２のヒータＯＮ期間とが重ならないようにスイッチ素子Ｑ１，Ｑ３を半周期ずつずらしてオンさせており、消費電流の低減を図っている。
次に、このガス検出装置Ａの動作を図４〜図９のフローチャートに基づいて説明する。
図４は第１のガス判定部４ａが第１のセンサ１の出力をもとにディーゼル車の排出ガスを検出する動作、図５は第２のガス判定部４ｂが第２のセンサ２の出力をもとにガソリン車の排出ガス及び悪臭ガスを検出する動作をそれぞれ示しており、第１及び第２のガス判定部４ａ，４ｂは、所定のサンプリング周期毎に所定の判定値Ｄ１，Ｄ２、判定値Ｇ１，Ｇ２をそれぞれ設定した後（ステップＳ１，Ｓ１１）、Ａ／Ｄ変換器３ａ，３ｂから入力されたセンサ出力Ｖｄ，Ｖｇをもとに両センサ１、２の抵抗値Ｒｄ、Ｒｇを求める（ステップＳ２，Ｓ１２）。ここで、Ａ／Ｄ変換器３ａ，３ｂに８ビットのＡ／Ｄ変換器を用いて、そのフルスケール（２５６）をＶｃとし、検出抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値を２５６とすると、両センサ１、２の抵抗値Ｒｄ、Ｒｇは、
Ｒｄ＝Ｖｄ×２５６／（２５６−Ｖｄ） …（１）
Ｒｇ＝Ｖｇ×２５６／（２５６−Ｖｇ） …（２）
となる。
そして、抵抗値Ｒｄ、Ｒｇの計算が終了すると、基準値更新部６は、後述する第１汚れ信号Ｄ，Ｇを求める際に用いる第１基準値Ｒｄｍ，Ｒｇｍの更新処理を行う。先ず基準値更新部６は、第１基準値Ｒｄｍ，Ｒｇｍを清浄方向に更新する更新周期ｔが経過したか否かを判定する（ステップＳ３，Ｓ１３）。
Ｓ３の判定で第１のセンサ側の第１基準値Ｒｄｍの更新周期ｔが経過する度に、基準値更新部６は第１基準値Ｒｄｍを清浄方向に更新するルーチンを実行した後（ステップＳ４）、汚れ判定ルーチンに移行する（ステップＳ７）。また、丁度更新周期ｔのとき以外であれば、第１基準値Ｒｄｍを汚れ方向に更新する更新周期Ｔが経過したか否かを判定する（ステップＳ５）。Ｓ５の判定で更新周期Ｔが経過する度に、基準値更新部６は第１基準値Ｒｄｍを汚れ方向に更新するルーチンを実行した後（ステップＳ６）、汚れ判定ルーチンに移行し（ステップＳ７）、更新周期Ｔが経過したとき以外は、汚れ判定ルーチンに移行する（ステップＳ７）。
一方、Ｓ１３の判定で第２のセンサ側の第１基準値Ｒｇｍの更新周期ｔが経過する毎に、基準値更新部６は、抵抗値Ｒｇが前回更新時の基準値Ｒｇｍ０以上か否かを判定し（ステップＳ１４）、抵抗値Ｒｇが基準値Ｒｇｍ０以上であれば第１基準値Ｒｄｍを清浄方向に更新するルーチンを実行した後（ステップＳ１５）、汚れ判定ルーチンに移行する（ステップＳ１８）。またＳ１３，Ｓ１４の判定で更新周期ｔが経過したとき以外であるか、或いは、抵抗値Ｒｇが基準値Ｒｇｍ０未満であれば、第１基準値Ｒｇｍを汚れ方向に更新する更新周期Ｔが経過したか否かを判定する（ステップＳ１６）。そしてＳ１６の判定で更新周期Ｔが経過するたびに、基準値更新部６は第１基準値Ｒｇｍを汚れ方向に更新するルーチンを実行した後（ステップＳ１７）、汚れ判定ルーチンに移行し（ステップＳ１８）、更新周期Ｔが経過したとき以外は、汚れ判定ルーチンに移行する（ステップＳ１８）。
ここで、第１のセンサ側の第１基準値Ｒｄｍを清浄方向に更新するルーチンを図６に従って説明する。基準値更新部６は、清浄方向への基準値更新が禁止されているか否かを判断し（Ｓ２１）、禁止中でなければ前回の基準値Ｒｇｍ０とセンサ抵抗Ｒｇとから求めた第１汚れ信号Ｇと所定の判定値Ｇ３との大小を比較し（Ｓ２２）、第１汚れ信号Ｇが判定値Ｇ３以上であれば、第１基準値Ｒｄｍの清浄方向への更新を禁止し（Ｓ２５）、基準値を更新しないで更新ルーチンを終了する。また、Ｓ２２の判定で第１汚れ信号Ｇが判定値Ｇ３未満であれば、基準値更新部６は、第１のセンサ１の抵抗値Ｒｄと前回の第１基準値Ｒｄｍ０との大小を比較し（Ｓ２３）、Ｒｄｍ０≧Ｒｄであれば、前回更新時の基準値Ｒｄｍ０から、基準値Ｒｄｍ０よりセンサ抵抗Ｒｄを引いた値に所定の更新比率を掛け合わせ値を差し引いた値を、新たな基準値Ｒｄｍに設定し（Ｓ２４）、更新ルーチンを終了する。ここで、更新比率を１／Ｃｄ（Ｃｄ＞１）とすると、基準値Ｒｄｍは次式で表される。
Ｒｄｍ＝Ｒｄｍ０−（Ｒｄｍ０−Ｒｄ）／Ｃｄ …（３）
またＳ２３の判定でＲｄｍ０＜Ｒｄであれば、基準値更新部６は基準値を更新しないで更新ルーチンを終了する
このように基準値更新部６は、第１汚れ信号Ｇが判定値Ｇ３以上になると、第１のセンサ側の第１基準値Ｒｄｍを清浄方向に更新するのを禁止しているが、禁止を解除する条件は、第１汚れ信号Ｇが一旦判定値Ｇ４（＜Ｇ３）未満になった後、判定値Ｇ３未満の状態が所定のサンプリング回数だけ継続することである。すなわち、Ｓ２１の判定で基準値更新が禁止されている場合、基準値更新部６は第１汚れ信号Ｇと判定値Ｇ４との大小を比較し（Ｓ２６）、Ｇ４未満であればフラグＳＳＤＲＮＷに１をたて（Ｓ２７）、ステップＳ２９に移行し、Ｇ４以上であれば第１汚れ信号Ｇと判定値Ｇ３との大小を比較する（Ｓ２８）。そして、Ｓ２８の判定で第１汚れ信号Ｇが判定値Ｇ３以上であればステップＳ３３に移行し、第１汚れ信号Ｇが判定値Ｇ３未満であればフラグＳＳＤＲＮＷの値が１か否かを判断する（Ｓ２９）。ここで、フラグＳＳＤＲＮＷの値が０の場合は、カウンタのカウント値を０にリセットして（Ｓ３３）、処理ルーチンを終了する。一方、フラグＳＳＤＲＮＷの値が１の場合は、カウンタによる所定のサンプリング回数のカウントが終了したか否かを判断し（Ｓ３０）、カウントが終了していれば清浄方向への基準値更新の禁止を解除して（Ｓ３１）、フラグＳＳＤＲＮＷの値を０にした後（Ｓ３２）、ステップＳ２３に移行して基準値を更新する処理を行う。なおＳ３０の判定の結果、カウント値が所定の所定のサンプリング回数に達していなければ、処理ルーチンを終了する。
また第２のセンサ側の第１基準値Ｒｇｍを清浄方向に更新するルーチンについて図７のフローチャートに基づいて説明する。第１基準値Ｒｇｍの清浄方向への更新ルーチンは、この更新ルーチンに移行する前に図５のＳ１４の処理を実行することで、上述した第１基準値Ｒｄｍの清浄方向への更新ルーチンにおいてＳ２３の処理を無くした点以外は第１基準値Ｒｄｍの更新ルーチンと同様の処理を行っているので、詳細な説明は省略する。この更新ルーチンの処理を要約して説明すると、前回の第１基準値Ｒｄｍ０と第１のセンサ１のセンサ抵抗とから求めた第１汚れ信号Ｄが所定の判定値Ｄ３以上になると、第１汚れ信号Ｄが一旦判定値Ｄ４（＜Ｄ３）未満となり、その後判定値Ｄ３未満の状態が所定のサンプリング回数に達するまで、第１基準値Ｒｇｍの清浄方向への更新処理を禁止している。そして、第１基準値Ｒｇｍの清浄方向への更新処理が禁止されていない場合には、基準値更新部６は、センサ抵抗Ｒｇから前回更新時の基準値Ｒｇｍ０を引いた値に所定の更新比率を掛け合わせ、さらに基準値Ｒｇｍ０を加算した値を新たな基準値Ｒｇｍに設定している。ここで、更新比率を１／Ｃｇ（Ｃｇ＞１）とすると、基準値Ｒｇｍは次式で表される。
Ｒｇｍ＝Ｒｇｍ０＋（Ｒｇ−Ｒｇｍ０）／Ｃｇ …（４）
次に、第１のセンサ側の第１基準値Ｒｄｍを汚れ方向に更新するルーチンを図８のフローチャートに従って説明する。先ず、基準値更新部６はセンサ抵抗Ｒｄと前回の第１基準値Ｒｄｍ０との大小を比較し（Ｓ４６）、Ｒｄ＜Ｒｄｍ０であれば前回の第１基準値Ｒｄｍ０を新たな基準値Ｒｄｍに設定して更新ルーチンを終了し、Ｒｄ≧Ｒｄｍ０であれば前回の第１汚れ信号Ｄと所定の判定値Ｄ５との大小を比較する（Ｓ４７）。Ｓ４７の判定で第１汚れ信号Ｄが判定値Ｄ５未満であれば、センサ抵抗Ｒｄから第１基準値Ｒｄｍ０を引いた値に所定の更新比率（１／Ｐｄ）を掛けた値を更新量（＝（Ｒｄ−Ｒｄｍ０）／Ｐｄ）とし（Ｓ４９）、第１汚れ信号Ｄが判定値Ｄ５以上であれば、センサ抵抗Ｒｄから第１基準値Ｒｄｍ０を引いた値に、更新量の大きさを調整するための定数Ｌｄを第１汚れ信号Ｄで除した値（Ｌｄ／Ｄ）を掛けた値を更新量（＝（Ｒｄ−Ｒｄｍ０）×Ｌｄ／Ｄ）とする（Ｓ５０）。Ｓ４９又はＳ５０で更新量を求めると、基準値更新部６は更新量が１以上か否かを判定し（Ｓ５１）、１以上であれば前回の基準値Ｒｄｍ０にＳ４９又はＳ５０で求めた更新量を加算した値を新たな基準値Ｒｄｍとし（Ｓ５２）、１未満であれば前回の基準値Ｒｄｍ０に１を加算した値を新たな基準値Ｒｄｍとする。すなわち、第１汚れ信号Ｄが判定値Ｄ５未満であれば第１基準値Ｒｄｍは以下の式（５）で表され、判定値Ｄ５以上であれば第１基準値Ｒｄｍは以下の式（６）で表される。なおＰｄ＞１、Ｌｄ＞１である。
Ｒｄｍ＝Ｒｄｍ０＋（Ｒｄ−Ｒｄｍ０）／Ｐｄ …（５）
Ｒｄｍ＝Ｒｄｍ０＋（Ｒｄ−Ｒｄｍ０）×Ｌｄ／Ｄ …（６）
次に第２のセンサ側の第１基準値Ｒｇｍを汚れ方向に更新するルーチンを図９のフローチャートに従って説明する。なお第１基準値Ｒｇｍの汚れ方向への更新ルーチンでは、上述した第１基準値Ｒｄｍの汚れ方向への更新ルーチンと同様の処理を行っているので、詳細な説明は省略する。この更新ルーチンでの処理を要約して説明すると、前回の基準値Ｒｇｍ０がセンサ抵抗Ｒｇ未満の場合は、前回の基準値Ｒｄｍ０を新たな基準値Ｒｇｍとする。一方、前回の基準値Ｒｇｍ０がセンサ抵抗Ｒｇ以上の場合、第１汚れ信号Ｇが所定の判定値Ｇ５未満であれば新たな基準値Ｒｇｍは以下の式（７）で表され、判定値Ｇ５以上であれば新たな基準値Ｒｇｍは以下の式（８）で表される。
Ｒｇｍ＝Ｒｇｍ０−（Ｒｇｍ０−Ｒｇ）／Ｐｇ …（７）
Ｒｇｍ＝Ｒｇｍ０−（Ｒｇｍ０−Ｒｇ）×Ｌｇ／Ｇ …（８）
ただし、Ｐｇ＞１、Ｌｇ＞１とし、（Ｒｇｍ０−Ｒｇ）／Ｐｇが１未満、又は、（Ｒｇｍ０−Ｒｇ）×Ｌｇ／Ｇが１未満であればＲｇｍ＝Ｒｇｍ０−１とする。
以上のようにして第１基準値Ｒｄｍ，Ｒｇｍが決定されると、第１及び第２のガス判定部４ａ，４ｂはセンサ抵抗Ｒｄ、Ｒｇと第１基準値Ｒｄｍ，Ｒｇｍとを用いて汚れの有無を判定する処理ルーチンを実行する。すなわち、両ガス判定部４ａ，４ｂは、式（１）（２）で求めた両センサ１、２の抵抗値Ｒｄ、Ｒｇから、上述の更新ルーチンで決定された第１基準値Ｒｄｍ，Ｒｇｍを差し引いた値を、第１基準値Ｒｄｍ，Ｒｇｍで割って抵抗比を求めることで、温度や湿度によって変化するセンサ抵抗値に依存しないよう感度を基準化しており、さらに補正係数を掛けることでセンサ個体間の感度のばらつきを補正して、ディーゼル車の排気ガスによる空気の汚れ度合いを示す第１汚れ信号Ｄ、ガソリン車の排気ガス及び悪臭ガスによる空気の汚れ度合いを示す第１汚れ信号Ｇにそれぞれ変換する。ここで、Ｋｄを第１のセンサ１の個体間のばらつきを補正する補正係数（Ｋｄ＞１）、Ｋｇを第２のセンサ２の個体間のばらつきを補正する補正係数（Ｋｇ＞１）とすると、第１汚れ信号Ｄ，Ｇは次式で表される。
Ｄ＝（Ｒｄ−Ｒｄｍ）×Ｋｄ／Ｒｄｍ
Ｇ＝（Ｒｇｍ−Ｒｇ）×Ｋｇ／Ｒｇｍ
そして、第１汚れ信号Ｄ，Ｇを求めると、第１のガス判定部４ａは、第１汚れ信号Ｄと所定の判定値Ｄ１，Ｄ２（Ｄ１＞Ｄ２）との大小関係を比較し、第１汚れ信号Ｄが判定値Ｄ１以上になると検知フラグＦＤＯＮの値を「１」とし、その後第１汚れ信号Ｄが判定値Ｄ２よりも低くなると検知フラグＦＤＯＮの値を「０」とする（Ｄ汚れ判定ルーチンＳ７）。また、第２のガス判定部４ｂも、第１のガス判定部４ａと同様に、第１汚れ信号Ｇと所定の判定値Ｇ１，Ｇ２（Ｇ１＞Ｇ２）との大小関係を比較し、第１汚れ信号Ｇが判定値Ｇ１以上になると検知フラグＦＧＯＮの値を「１」とし、その後第１汚れ信号Ｇが判定値Ｇ２よりも低くなると検知フラグＦＧＯＮの値を「０」とする（Ｇ汚れ判定ルーチンＳ１８）。このように、各ガス判定部４ａ，４ｂは第１汚れ信号Ｄ，Ｇが所定の検知レベル（判定値Ｄ１，Ｇ１）を越えるとガス検知信号を出力するのであるが、検知レベルにヒステリシスを設けているので出力がばたつくのを防止できる。
そして、切替制御部５では、第１のガス判定部４ａから入力される検知フラグＦＤＯＮの値と第２のガス判定部４ｂから入力される検知フラグＦＧＯＮの値の論理和を求め、少なくとも何れか一方の検知フラグＦＤＯＮ、ＦＧＯＮの値が「１」であれば（つまり第１汚れ信号Ｄ，Ｇの内の少なくとも何れか一方が検知レベルを越えれば）、内気導入に切り替える（ダンパを閉じる）制御信号をダンパ駆動部２１に出力し、この制御信号を受けてダンパ駆動部２１がダンパ２０を内気側に切り替える。また、両ガス判定部４ａ，４ｂからの検知フラグＦＤＯＮ、ＦＧＯＮの値が両方共に「０」になると（つまり第１汚れ信号Ｄ，Ｇが両方共に検知レベルを下回れば）、切替制御部５は一定時間ｔｄの経過後に外気導入に切り替える（ダンパを開く）制御信号をダンパ駆動部２１に出力し、この制御信号を受けてダンパ駆動部２１がダンパ２０を外気側に切り替える。
本実施形態では基準値更新部６が上述の更新ルーチンに従って各センサ毎に第１基準値Ｒｄｍ，Ｒｇｍを更新しており、車が都心部、工場、下水処理場、ごみ処理場、牧場などの排気ガス濃度や悪臭ガス濃度が高い地域に徐々に入って、周囲の平均的なガス濃度が次第に高くなると、それに伴って第１基準値Ｒｄｍは増加し、第１基準値Ｒｇｍは低下するので、都市部などでは清浄な空気と云ってもよい微量の排気ガスを含む空気によって、或いは鼻が慣れてしまって臭いがないと感じる微量の悪臭ガスを含む空気によって、ダンパ２０が内気側に切り替えられたままとなるのを防止できる。また車が都心部などから郊外に入って周囲の排気ガス濃度や悪臭ガス濃度が低下すると、それに伴って第１基準値Ｒｄｍは低下し、第１基準値Ｒｇｍは増加するので、郊外の清浄な空気に含まれる微量の排気ガスや悪臭ガスを検知することができるようになって、ダンパを内気側に切り替えることができ、周囲の環境の変化に合わせて清浄な空気の基準値を設定し、人の感覚に合わせたダンパ制御を行うことができる。すなわち、場所の違いなどで空気が汚れていると人が感じる時のガス濃度が異なる場合でも、第１汚れ信号を用いて排気ガスや悪臭ガスの有無を確実に検出することができる。
また基準値更新部６では、図２に示すように第１基準値を汚れ方向に更新する更新周期Ｔを清浄方向に更新する更新周期ｔに比べて長い時間に設定することによって、第１基準値を清浄方向に更新する更新速度に比べて汚れ方向に更新する更新速度を遅くしているので、ガス濃度が汚れ方向に変化する場合には第１基準値を汚れ方向にゆっくりと変化させることができ、ダンパ２０を内気側に切り替えたままにできる。一方、ガス濃度が清浄方向に変化する場合には第１基準値を清浄な方向に短時間で変化させることができるので、清浄な空気中の微量の排気ガス或いは悪臭ガスを検知して、ダンパ２０を内気側に切り替えることができる。ただし、この場合は上記の更新比率１／Ｐｄと１／Ｃｄを略同じ値とし、更新比率１／Ｐｇと１／Ｃｇを略同じ値とする。なお図２中のＸは第１のセンサ１の出力Ｒｄを、Ｙは第１基準値Ｒｄｍをそれぞれ示す。
ところで、本実施形態ではディーゼル車の排気ガス（酸化性ガス）に対して選択性を有する第１のセンサ１と、ガソリン車の排気ガス及び悪臭ガス（還元性ガス）に対して選択性を有する第２のセンサ２とを用いているが、両センサ１、２の選択性は完全なものではなく、第１のセンサ１にもガソリン車の排気ガスや悪臭ガスに対して若干の感度があり、同様に第２のセンサ２にもディーゼル車の排気ガスに対して若干の感度がある。
そのため、基準値更新部６が、汚れ方向と清浄方向とで第１基準値の更新速度に差を付けて、第１基準値が清浄方向に変化しやすくしておいた場合、ガソリン車から排出される排気ガス濃度や悪臭ガス濃度が高い雰囲気中では第１のセンサ１の抵抗値が小さくなる方向（清浄方向）に変化するため、第１のセンサ１に対する第１基準値Ｒｄｍが清浄方向に行きすぎてしまい、その後に清浄な大気にさらされて第１のセンサ１の抵抗値が大きくなる方向（汚れ方向）に変化すると、ディーゼル車の排気ガスがあると判断して、ダンパ２０が内気側に切り替わってしまう可能性がある。また、ディーゼル車から排出される排気ガス濃度が高い雰囲気中では第２のセンサ２の抵抗値が増加する方向（清浄方向）に変化するため、第２のセンサ２に対する第１基準値Ｒｇｍが清浄方向に行きすぎてしまい、その後に清浄な大気にさらされて第２のセンサ２の抵抗値が小さくなる方向（汚れ方向）に変化すると、ガソリン車の排気ガス或いは悪臭ガスがあると判断して、ダンパ２０が内気側に切り替わってしまう可能性がある。
そこで、本実施形態では図６及び図７に示す更新ルーチンで説明したように、第１のセンサ１が、ディーゼル車から排出される排気ガスを僅かでも検出して、第１汚れ信号Ｄが第１の閾値レベル（判定値Ｄ３）以上になると、基準値更新部６が第２のセンサ２の清浄方向への基準値更新を禁止しているので、ディーゼル車から排出される排気ガスが高濃度に存在する環境下で第２のセンサ２の出力Ｖｇの増加により、第２のセンサ側の第１基準値が清浄方向に行き過ぎるのを防止し、周囲が清浄な雰囲気に戻ったときにダンパが内気側に切り替わる誤動作を防止できる。また、第２のセンサ２が、ガソリン車から排出される排気ガス或いは悪臭ガスを僅かでも検出して、第１汚れ信号Ｇが第２の閾値レベル（判定値Ｇ３）以上になると、基準値更新部６が第１のセンサ１の清浄方向への基準値更新を禁止しているので、ガソリン車から排出される排気ガス或いは悪臭ガスが高濃度に存在する環境下で第１のセンサ１の出力Ｖｄが低下して、第１のセンサ側の第１基準値が清浄方向に行き過ぎるのを防止し、周囲が清浄な雰囲気に戻ったときにダンパが内気側に切り替わる誤動作を防止できる。なお、上述した第１及び第２の閾値レベルにはヒステリシスを設けているので（Ｄ３＞Ｄ４，Ｇ３＞Ｇ４）、基準値更新を禁止する動作を安定して行わせることができる。
また、本実施形態では第１基準値Ｒｄｍ，Ｒｇｍを汚れ方向に更新する際に、第１汚れ信号Ｄ、Ｇが判定値Ｄ５、Ｇ５以上の場合は、センサ抵抗と前回の基準値との差分にかける更新比率を第１汚れ信号Ｄ、Ｇの大きさに反比例した値にしているが、この更新比率が第１汚れ信号Ｄ、Ｇの大きさに関係なく１／Ｐｄ，１／Ｐｇで一定の場合、排気ガス濃度や悪臭ガス濃度が高い雰囲気中では更新量が大きくなる。したがって、排気ガス濃度や悪臭ガス濃度が高い雰囲気中に長時間さらされると、汚れ方向に第１基準値Ｒｄｍ，Ｒｇｍが大きく変化することになり、排気ガス濃度或いは悪臭ガス濃度が若干下がっただけでもダンパ２０が外気側に切り替わって、汚れた空気が流入してしまう場合がある。
それに対して本実施形態では、第１汚れ信号Ｄ，Ｇが十分大きい領域、すなわちＤ≧Ｄ５≫１，Ｇ≧Ｇ５≫１の場合は、更新比率を第１汚れ信号Ｄ，Ｇの大きさに反比例した値（Ｌｄ／Ｄ）、（Ｌｇ／Ｇ）としているので、第１基準値Ｒｄｍ，Ｒｇｍの更新量を第１汚れ信号Ｄ，Ｇの大きさに反比例した値にでき、排気ガス濃度や悪臭ガス濃度が高くなった場合（すなわち第１汚れ信号Ｄ，Ｇが大きくなった場合）に第１基準値Ｒｄｍ，Ｒｇｍの更新量を小さくして、第１基準値Ｒｄｍ，Ｒｇｍの汚れ方向への更新速度を遅らせることができる。したがって、排気ガス濃度や悪臭ガス濃度が高い雰囲気中に長時間さらされた場合でも、第１基準値Ｒｄｍ，Ｒｇｍが汚れ方向に変化するのを遅らせることができ、排気ガス濃度や悪臭ガス濃度が若干下がっただけで、ダンパ２０が外気側に切り替わってしまうのを防止できる。
なお、本実施形態では第１基準値を清浄方向に更新する更新周期ｔを、汚れ方向に更新する更新周期Ｔよりも短くすることで、第１基準値の清浄方向への更新速度を汚れ方向への更新速度よりも速めているが、更新周期Ｔと更新周期ｔとを略同じ周期とし、汚れ方向に第１基準値を更新する場合の更新比率１／Ｐｄ，１／Ｐｇに比べて、清浄方向に第１基準値を更新する場合の更新比率１／Ｃｄ，１／Ｃｇを大きい値とすることによって（すなわちＰｄ＞Ｃｄ＞１、Ｐｇ＞Ｃｇ＞１）、汚れ方向に第１基準値を更新する場合に比べて、清浄方向に第１基準値を更新する場合の更新速度を速めても良く、上述と同様の効果が得られる。
また、本実施形態ではガス検出装置Ａからダンパ開閉装置に対しダンパを開閉する切替信号を出力しているが、第１汚れ信号Ｄ，Ｇをそのまま出力して、車載エアコンディショナのメインコンピュータなどでダンパの開閉制御や多段階開閉制御を行うようにしても良い。
また、本実施形態では１つのセンサでガソリン車の排気ガスと悪臭ガスの両方を検出しているが、ガソリン車からの排気ガスに対して特に感度を有するセンサ、及び、このセンサの出力からガソリン車の排気ガスを検出するガス判定部と、悪臭ガスに対して特に感度を有するセンサ、及び、このセンサの出力から悪臭ガスを検出するガス判定部とを別々に設け、基準値更新部６で各々のガス判定部の基準値を更新するようにしても良い。
（第２実施形態）
上述の実施形態１において、第１のセンサ１がガソリン車から排出される排気ガスや悪臭ガス（還元性ガス）に対して感度を有しているため、ガソリン車の排気ガス濃度或いは悪臭ガス濃度が高い雰囲気中では、第１のセンサ１の抵抗値が小さくなる方向（清浄方向）に変化する。また、第２のセンサ２もディーゼル車から排出される排気ガス（酸化性ガス）に対して感度を有しているため、ディーゼル車の排気ガス濃度が高い雰囲気中では、第２のセンサ２の抵抗値が大きくなる方向（清浄方向）に変化する。したがって、このような環境下で、比較的低い濃度の排気ガス或いは悪臭ガスを検知してダンパ２０を内気側に切り替えることができるように上記判定値Ｄ１、Ｄ２、Ｇ１、Ｇ２を非常に小さな値に設定した場合、干渉ガスによるセンサ出力の変動によって基準値が清浄方向に少しでも行き過ぎると、周囲が清浄な環境に戻り、干渉ガスによる影響が無くなって、センサ出力が汚れ方向に変化した際に清浄な空気を汚れていると誤判断してしまう場合がある。このような誤検知を避けるために上記判定値Ｄ１、Ｄ２、Ｇ１、Ｇ２を非常に大きな値に設定すると、低濃度の排気ガス或いは悪臭ガスを検知できないだけでなく、ガス濃度が清浄なレベルから検知レベルまで上昇する時間に加えてダンパ２０を開閉する時間が必要になるので、ダンパ２０が切り替えられるまでの応答時間が長くなったり、ばらついたり、場合によっては判定値に到達せずにダンパ２０が外気側に切り換えられたままになる。
そこで、本実施形態では、実施形態１のガス検出装置Ａにおいて、ディーゼル車の低濃度の排気ガスを検出する第１の低濃度ガス判定部４ｃと、ガソリン車の低濃度の排気ガス及び低濃度の悪臭ガスを検出する第２の低濃度ガス判定部４ｄとを設けている。図１０は本実施形態のブロック図であり、このガス検出装置Ａは、第１のセンサ１と、第２のセンサ２と、Ａ／Ｄ変換器３ａ，３ｂと、第１のガス判定部４ａと、第２のガス判定部４ｂと、第１の低濃度ガス判定部４ｃと、第２の低濃度ガス判定部４ｄと、切替制御部５と、基準値更新部６と、センサ駆動部７とを主な構成として有し、Ａ／Ｄ変換器３ａ，３ｂ、判定部４ａ〜４ｄ、切替制御部５、基準値更新部６、及びセンサ駆動部７は、Ａ／Ｄ変換器を内蔵したマイクロコンピュータを用いて構成される。尚、第１及び第２の低濃度ガス判定部４ｃ，４ｄ以外の構成は実施形態１と同様であるので、共通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。
ここで、第１及び第２の低濃度ガス判定部４ｃ，４ｄは、上述したガス判定部４ａ，４ｂと同様に、Ａ／Ｄ変換器３ａ，３ｂから入力されたセンサ出力Ｖｇ，Ｖｄをもとに各センサ１，２の抵抗値Ｒｄ、Ｒｇを求める。
次に各低濃度ガス判定部４ｃ，４ｄは、各センサ１，２の抵抗値Ｒｄ，Ｒｇから、センサ毎に設定した第２基準値Ｒｄｍ２，Ｒｇｍ２を差し引いた値を、第２基準値Ｒｄｍ２，Ｒｇｍ２で割って抵抗比を求めることにより、温度や湿度によって変化するセンサ抵抗値に依存しないよう感度を基準化しており、さらに補正係数を掛けることでセンサ個体間の感度のばらつきを補正して、ディーゼル車の排気ガスによる空気の汚れ度合いを表す第２汚れ信号Ｄ０２と、ガソリン車の排気ガス及び悪臭ガスによる空気の汚れ度合いを表す第２汚れ信号Ｇ０２にそれぞれ変換する。ここで、Ｋｄ２を第１のセンサ１の個体間のばらつきを補正する補正係数（Ｋｄ２＞１）、Ｋｇ２を第２のセンサ２の個体間のばらつきを補正する補正係数（Ｋｇ２＞１）とすると、第２汚れ信号Ｄ０２，Ｇ０２は次式で表される。
Ｄ０２＝（Ｒｄ−Ｒｄｍ２）×Ｋｄ２／Ｒｄｍ２
Ｇ０２＝（Ｒｇｍ２−Ｒｇ）×Ｋｇ２／Ｒｇｍ２
ここで、第１及び第２の低濃度ガス判定部４ｃ，４ｄが第２汚れ信号Ｄ０２，Ｇ０２を求める際に用いる第２基準値Ｒｄｍ２，Ｒｇｍ２は、第１基準値Ｒｄｍ，Ｒｇｍと同様に基準値更新部６によって適宜更新されている。なお、基準値更新部６による第２基準値Ｒｄｍ２，Ｒｇｍ２の更新ルーチンは、実施形態１で説明した第１基準値Ｒｄｍ，Ｒｇｍの更新ルーチンと略同様であるので、その詳細な説明は省略する。
第２基準値Ｒｄｍ２，Ｒｇｍ２の更新処理を簡単に説明すると、基準値更新部６では、今回サンプリングした両センサ１，２の抵抗値Ｒｄ，Ｒｇから前回更新時の第２基準値Ｒｄｍ０２，Ｒｇｍ０２を引いた値に所定の更新比率（＜１）を掛け合わせ、さらに前回更新時の基準値Ｒｄｍ０２，Ｒｇｍ０２を加えた値を今回の第２基準値Ｒｄｍ２，Ｒｇｍ２としている。そして、汚れ方向にセンサ出力が変化している場合（つまりＲｄ＞Ｒｄｍ０２、Ｒｇ＜Ｒｇｍ０２）の更新比率を１／Ｐｄ２、１／Ｐｇ２とすると（Ｐｄ２＞１、Ｐｇ２＞１）、この場合の第２基準値Ｒｄｍ２、Ｒｇｍ２は次式により決定される。
Ｒｄｍ２＝Ｒｄｍ０２＋（Ｒｄ−Ｒｄｍ０２）／Ｐｄ２
Ｒｇｍ２＝Ｒｇｍ０２＋（Ｒｇ−Ｒｇｍ０２）／Ｐｇ２
＝Ｒｇｍ０２−（Ｒｇｍ０２−Ｒｇ）／Ｐｇ２
ただし、（Ｒｄ−Ｒｄｍ０２）／Ｐｄ２＜１のときは（Ｒｄ−Ｒｄｍ０２）／Ｐｄ２＝１とし、（Ｒｇｍ０２−Ｒｇ）／Ｐｇ２＜１のときは（Ｒｇｍ０２−Ｒｇ）／Ｐｇ２＝１とする。
また、清浄方向にセンサ出力が変化している場合（つまりＲｄ＜Ｒｄｍ０２、Ｒｇ＞Ｒｇｍ０２）の更新比率を１／Ｃｄ２，１／Ｃｇ２とすると（Ｃｄ２＞１、Ｃｇ２＞１）、この場合の第２基準値Ｒｄｍ２，Ｒｇｍ２は次式により決定される。
Ｒｄｍ２＝Ｒｄｍ０２＋（Ｒｄ−Ｒｄｍ０２）／Ｃｄ２
＝Ｒｄｍ０２−（Ｒｄｍ０２−Ｒｄ）／Ｃｄ２
Ｒｇｍ２＝Ｒｇｍ０２＋（Ｒｇ−Ｒｇｍ０２）／Ｃｇ２
上述のようにして第２汚れ信号Ｄ０２，Ｇ０２を求めると、第１の低濃度ガス判定部４ｃは、第２汚れ信号Ｄ０２と所定の判定値Ｄ１２との大小関係を比較し、第２汚れ信号Ｄ０２が判定値Ｄ１２以上であれば一定時間Ｔｄ２だけ検知フラグＦＤＯＮの値を「１」とする。また、第２の低濃度ガス判定部４ｄも、第１の低濃度ガス判定部４ｃと同様に、第２汚れ信号Ｇ０２と所定の判定値Ｇ１２との大小関係を比較し、汚れ信号Ｇ０２が判定値Ｇ１２以上であれば一定時間Ｔｇ２だけ検知フラグＦＧＯＮの値を「１」とする。
そして、切替制御部５では、各判定部４ａ〜４ｄから入力される検知フラグＦＤＯＮ、ＦＧＯＮの値に基づいてダンパ２０の開閉を制御する。図１１はダンパ２０の開閉を制御する制御ルーチンのフローチャートであり、先ず切替制御部５は検知フラグＦＤＯＮ、ＦＧＯＮの値が共に０となるか否かを判定する（Ｓ６２，Ｓ６３）。そして、検知フラグＦＤＯＮ、ＦＧＯＮの何れかが１であれば、内気導入に切り替える（ダンパを閉じる）制御信号をダンパ駆動部２１に出力して（Ｓ６９）、ステップＳ７０に移行する。一方、検知フラグＦＤＯＮ、ＦＧＯＮが両方共に０であれば、切替制御部５はホールド期間中を示すフラグＤＬＹＯＦＦの値が１か否かを判定し（Ｓ６４）、フラグＤＬＹＯＦＦの値が０であればステップＳ６８に移行し、フラグＤＬＹＯＦＦの値が１であれば所定のホールド時間Ｔｗ３のカウントが完了したか否かを判断する（Ｓ６５）。Ｓ６５の判定でカウントが完了していなければ、Ｓ６９に移行してダンパ２０を閉じたままとし、Ｓ６５の判定でカウントが完了していれば、ホールド期間中を示すフラグＤＬＹＯＦＦの値を０にするとともに（Ｓ６６）、第１及び第２の低濃度ガス判定部４ｃ，４ｄの出力を無効とするフラグＤＬＹＯＮの値を１として、第１及び第２の低濃度ガス判定部４ｃ，４ｄからの検知フラグＦＤＯＮ、ＦＧＯＮを無効とした後（Ｓ６７）、外気導入に切り替える（ダンパを開く）制御信号をダンパ駆動部２１に出力して（Ｓ６８）、ステップＳ７０に移行する。そして、ステップＳ７０ではフラグＤＬＹＯＮの値が１か否かを判定し、フラグＤＬＹＯＮの値が１であれば、所定の停止時間Ｔｍのカウントが終了したか否かを判定し（Ｓ７１）、停止時間のカウントが終了した時点でフラグＤＬＹＯＮの値を０として、第１及び第２の低濃度ガス判定部４ｃ，４ｄからの検知フラグＦＤＯＮ、ＦＧＯＮを有効とする（Ｓ７２）。
ここで、本実施形態では基準値更新部６が汚れ方向に第２基準値Ｒｄｍ２，Ｒｇｍ２を更新する更新周期Ｔ２を、清浄方向に第２基準値Ｒｄｍ２，Ｒｇｍ２を更新する更新周期ｔ２よりも長く、且つ、上記更新周期Ｔよりも短い時間に設定し、さらに更新周期ｔ２を上記更新周期ｔよりも短く、且つ、サンプリング周期ｔｓと等しいか又はｔｓよりも長い時間に設定しているので（ｔｓ≦ｔ２＜Ｔ２＜Ｔ、ｔ２＜ｔ）、ガス濃度が汚れ方向に変化する場合の第２基準値Ｒｄｍ２，Ｒｇｍ２を、上記第１基準値Ｒｄｍ，Ｒｇｍに比べて短時間で変化させることができ、その分だけ判定値Ｄ１２，Ｇ１２を小さい値に設定できる。このように、第２基準値Ｒｄｍ２，Ｒｇｍ２が汚れ方向に変化する場合の更新速度を速めているので、その分だけ判定値Ｄ１２，Ｇ１２を小さい値に設定することができ、ダンパ２０が内気側に切り替わったままになることなく、排ガス濃度や悪臭ガス濃度の僅かな増加を短時間で検出して、ダンパ２０を内気側に切り替えることができる。
また本実施形態では各センサ１，２毎に２組づつある判定部４ａ〜４ｄの内、一方の組の第１の低濃度ガス判定部４ｃと第２の低濃度ガス判定部４ｄが判定に用いる第２基準値を、もう一方の組の第１のガス判定部４ａと第２のガス判定部４ｂが用いる第１基準値に比べて短い時間で更新しているので、わずかなガス濃度の変化を短時間で検知してダンパ２０を切り替えることができるが、その結果、ダンパ２０の切替回数が増加する。ダンパ２０の切替回数の増加はダンパ２０を駆動するモータの寿命にとって好ましくなく、またダンパ２０が内気側から外気側に切り替えられた直後に外気側から内気側に切り替える信号が発せられる場合もあるが、モータが一方向に回転中に逆方向の駆動信号が入力されると、モータの寿命にとって好ましくない。また更に、ダンパ２０の切替動作には数秒（７秒程度）を要するものもあり、ダンパ２０が切替動作を行っている間は新たな切替信号を受け付けないものもあるので、ダンパ２０を内気側に切り替える切替信号が次々に発せられているときに、ダンパ２０を外気側に切り替える切替信号を発するのは好ましくない。
そこで、本実施形態では切替制御部５が、検知フラグＦＤＯＮ、ＦＧＯＮの値が両方共に「０」になってからも（つまり、排気ガス或いは悪臭ガスを検知しなくなってからも）、ダンパ２０を内気側に切り替える制御信号を出力したままとして、内蔵するＴｗ３のタイマ（図示せず）を動作させ、内蔵タイマの計時中はダンパ２０を内気側に切り替えたままにしている。また内蔵タイマの計時中に検知フラグＦＤＯＮ又はＦＧＯＮが「１」になると（つまり、排気ガス或いは悪臭ガスを検知すると）、切替制御部５は内蔵タイマをリセットして、その後検知フラグＦＤＯＮ、ＦＧＯＮが共に「０」になった時点から再度内蔵タイマによるＴｗ３秒間の計時動作を開始させ、さらにＴｗ３秒間はダンパ２０を内気側に切り替えたままとしており、内蔵タイマの計時中に検知フラグＦＤＯＮ、ＦＧＯＮが共に「０」のままだった時は、内蔵タイマがカウントアップした時点でダンパ２０を外気側に切り替えるようにしているので、ダンパ２０の切替回数を減らして、モータの寿命を延ばすことができる。
また、切替制御部５は、検知フラグＦＤＯＮ、ＦＧＯＮが共に「０」になって（つまり排気ガス及び悪臭ガスを検知しなくなって）、ダンパ２０を外気側に切り替えた場合、或いは、上記内蔵タイマが計時する間中ずっと検知フラグＦＤＯＮ、ＦＧＯＮが「０」のままで、内蔵タイマがカウントアップした時点でダンパ２０を外気側に切り替えた場合、ダンパ２０を外気側に切り替えた時点から所定の停止時間Ｔｍ秒が経過する間は、フラグＤＬＹＯＮの値を１として第１及び第２の低濃度ガス判定部４ｃ，４ｄからの検知フラグＦＤＯＮ、ＦＧＯＮを無効にしているので、ダンパ２０が外気側に切り替えられる途中で、第１及び第２の低濃度ガス判定部４ｃ，４ｄの出力によって内気側に切り替えるような制御が行われるのを防止し、ダンパ２０の駆動モータにかかる不要な負荷を低減して、モータの寿命を延ばすことができる。
なお本実施形態では、実施形態１のガス検出装置Ａにおいて、第１及び第２の低濃度ガス判定部４ｃ，４ｄを追加して、第１及び第２のガス判定部４ａ，４ｂと第１及び第２の低濃度ガス判定部４ｃ，４ｄの判定結果に基づいて切替制御部５がダンパ２０の切替制御を行っているが、実施形態１のガス検出装置Ａにおいて、第１及び第２のガス判定部４ａ，４ｂの代わりに本実施形態の第１及び第２の低濃度ガス判定部４ｃ，４ｄを設け、これら第１及び第２の低濃度ガス判定部４ｃ，４ｄの判定結果に基づいて切替制御部５がダンパ２０の切替制御を行うようにしても良い。
（第３実施形態）
上述した第２実施形態において、第１のセンサ１に、ガソリン車の排気ガス或いは悪臭ガスに対し抵抗値が低下する方向に比較的大きな感度を有するものを使用した場合、例えばガソリン車の排気ガスで汚染されたトンネルから外に出た場合のようにガソリン車の排気ガス或いは悪臭ガスに長時間さらされた後に清浄な空気に触れると、第１のセンサ１の抵抗値が上昇して、第１の低濃度ガス判定部４ｃがこの抵抗値変化をディーゼル車の排気ガスが存在すると誤判断してしまう場合がある。
そこで、本実施形態では第２のガス判定部４ｂに、所定の判定値Ｇ６、Ｇ７（Ｇ７≦Ｇ６）を設定し、第１汚れ信号Ｇが判定値Ｇ６以上になったあと、判定値Ｇ７よりも小さくなるまで、第１の低濃度ガス判定部４ｃでの汚れ判定を停止しており、この間、第１の低濃度ガス判定部４ｃの判定を停止することで、干渉ガスによる第１のセンサ１の抵抗値変化を誤検知するのを防止できる。尚、本実施形態では第１の低濃度ガス判定部４ｃの判定を停止させる際の判定停止レベル（判定値Ｇ６，Ｇ７）にヒステリシスを設けているので、第１の低濃度ガス判定部４ｃに安定した動作を行わせることができる。

上記したように、本発明によれば、更新周期が経過する毎に、今回のセンサ出力と前回更新時の第１基準値との偏差に更新比率を掛けて更新量を求め、この更新量を前回更新時の第１基準値に加えることで今回の第１基準値を求めているので、周囲の環境に合わせて第１基準値を変化させることができ、場所の違いなどで空気が汚れていると人が感じる時のガス濃度が異なる場合でも、排気ガスや悪臭ガスの有無を確実に検出することができる。したがって、このガス検出装置の第１汚れ信号を利用して自動車のダンパの切替制御を行えば、どのような環境下でも人の感覚に合い、且つ外気が清浄なときは外気を取り込み、外気が汚れているときは内気循環にして車室内空気を常に清浄に保つことが可能である。

Claims (11)

1. 自動車から排出される排気ガスおよび悪臭ガスのガス濃度に応じて抵抗値が変化する半導体ガスセンサと、所定のサンプリング周期で半導体ガスセンサの出力を取り込み、この出力と所定の第１基準値との偏差から求めた空気の汚れ度合いを示す第１汚れ信号を出力するガス判定部と、サンプリング周期よりも長い第１更新周期が経過する毎に、半導体ガスセンサの今回の出力から前回更新時の第１基準値を差し引いた値に１よりも小さい所定の更新比率を掛け合わせ、さらに前回更新時の第１基準値を加えた値を、新たな第１基準値とする基準値更新部とを備え、基準値更新部は、ガス濃度が高くなる汚れ方向に第１基準値を更新する場合に比べて、ガス濃度が低くなる清浄方向に第１基準値を更新する場合の更新速度を速めることを特徴とするガス検出装置。
2. 上記基準値更新部は、第１基準値を汚れ方向に更新する場合の第１更新周期に比べて清浄方向に更新する場合の第１更新周期を短くすることを特徴とする請求項１記載のガス検出装置。
3. 上記基準値更新部は、第１基準値を汚れ方向に更新する場合に用いる更新比率に比べて清浄方向に更新する場合に用いる更新比率の値を大きくすることを特徴とする請求項１記載のガス検出装置。
4. 上記更新比率を、第１汚れ信号の大きさに反比例した値とすることを特徴とする請求項１記載のガス検出装置。
5. 上記ガス判定部は、半導体ガスセンサの出力と第１基準値との偏差を第１基準値で割った値に、センサ個体間の感度のばらつきを補正する補正係数を掛けた値を上記第１汚れ信号とすることを特徴とする請求項１記載のガス検出装置。
6. 上記半導体ガスセンサは、ディーゼル車の排気ガス濃度が高くなるにつれて抵抗値が高くなる第１のセンサと、ガソリン車の排気ガスおよび悪臭ガスのガス濃度が高くなるにつれて抵抗値が低くなる第２のセンサとを含み、第１及び第２のセンサのそれぞれに対応して上記ガス判定部を設け、上記基準値更新部が各々のガス判定部の第１基準値をそれぞれ独立に更新することを特徴とする請求項１記載のガス検出装置。
7. 基準値更新部は、第１のセンサの出力から求めた第１汚れ信号が所定の第１の閾値レベル以上になると第２のセンサ側の第１基準値を清浄方向に更新するのを禁止するとともに、上記第１の閾値レベルを下回ると第２のセンサ側の基準値更新の禁止を解除し、且つ、第２のセンサの出力から求めた第１汚れ信号が所定の第２の閾値レベル以上になると第１のセンサ側の第１基準値を清浄方向に更新するのを禁止するとともに、上記第２の閾値レベルを下回ると第１のセンサ側の基準値更新の禁止を解除することを特徴とする請求項６記載のガス検出装置。
8. 第１及び第２のセンサのそれぞれに対応して、上記サンプリング周期で各センサの出力を取り込み、この出力と所定の第２基準値との偏差から求めた第２汚れ信号を出力する低濃度ガス判定部を設け、
   上記基準値更新部が、サンプリング周期以上で且つ第１更新周期よりも短い第２更新周期が経過する毎に、各センサの今回の出力と前回更新時の第２基準値との差に１よりも小さい所定の係数を掛けた値に、前回更新時の第２基準値を加えた値を、各センサの新たな第２基準値とし、第２基準値を汚れ方向に更新する場合の第２更新周期に比べて、清浄方向に更新する場合の第２更新周期を短くすることを特徴とする請求項６記載のガス検出装置。
9. 自動車の車室内に外気を導入するためのダンパを開閉する開閉装置に対し、第１及び第２汚れ信号に基づいてダンパを開閉させる切替信号を出力する切替制御部を備え、
   当該切替制御部は、第１汚れ信号が所定の検知レベルを越えるか、又は、第２汚れ信号が所定の低濃度検知レベルを越えるという条件の内少なくとも何れか一方が成立すると、ダンパを閉じる切替信号を出力するとともに、第１及び第２汚れ信号が両方ともに検知レベル及び低濃度検知レベルを下回ると、所定時間を限時するタイマをスタートさせ、タイマが計時中に第１及び第２汚れ信号がそれぞれ検知レベル及び低濃度検知レベルを越えなければ、タイマがカウントアップした時点でダンパを開く切替信号を出力することを特徴とする請求項８記載のガス検出装置。
10. 上記切替制御部は、ダンパを開く切替信号を出力した時点から所定の停止時間が経過するまでの間、各低濃度ガス判定部からの第２汚れ信号が低濃度検知レベルを越えても、ダンパを閉じる切替信号の出力を停止することを特徴とする請求項９記載のガス検出装置。
11. 第２のセンサ側のガス判定部は、第２のセンサの出力から求めた第１汚れ信号が所定の判定停止レベルを越えると、第１のセンサ側の低濃度ガス判定部の判定を停止することによって第１のセンサ側の低濃度ガス判定部から入力される第２汚れ信号に基づいて上記切替制御部がダンパを閉じる切替信号を出力するのを停止することを特徴とする請求項８記載のガス検出装置。

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