JP4117434B2

JP4117434B2 - ガス濃度検出装置

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Publication number: JP4117434B2
Application number: JP2000008737A
Authority: JP
Inventors: 博片岡; 祐次本田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-01-18
Filing date: 2000-01-18
Publication date: 2008-07-16
Anticipated expiration: 2020-01-18
Also published as: US20010008374A1; US6496009B2; JP2001199229A; DE10101308A1; DE10101308B4

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスセンサの検出値と所定の基準値とに基づいて空気中の汚染ガスの濃度を検出するガス濃度検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、上記のようなガス濃度検出装置としては、例えば、特開平１１−２４０３２３号公報に記載のごとく、検出値の時間に対する増加量（変化率）が所定量以上のときに、検出値に対する比が所定値以上となるように、検出値の変化に対して遅れて追従する基準値を演算し、上記検出値と基準値との比が所定値以上のときにガス濃度が高いことを検出し、このとき内外気モードを内気モードに切替えるというものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、上記のような制御を、ガスセンサ検出値の不安定領域（検出値がガス濃度とは無関係に急激に変化する領域）と安定領域（検出値がガス濃度に応じた値となる領域）とを区別することなく行っているが、本発明者等が種々検討してみたところ、不安定領域においては以下に述べるような問題が発生することがわかった。
【０００４】
ガスセンサ内部にはヒータおよび感ガス体としての酸化物半導体が設けられているが、常温では酸化物半導体の表面に水分および酸素が化学吸着している。この状態でヒータが通電されて上記酸化物半導体が加熱されると、水分および吸着力の弱い酸素が脱離して、酸化物半導体は電子が余った状態となる。
【０００５】
すると、酸化物半導体周囲の酸素が酸化物半導体の電子を引っ張って酸化物半導体表面に吸着し（以下、このような吸着を負電荷吸着という）、半導体粒子間の電位障壁が大きくなる。このため、酸化物半導体における抵抗、すなわち上記検出値が増加する。
【０００６】
その後、酸素の負電荷吸着量が所定量に達するまでは、図１０に示すように検出値が実際のガス濃度と無関係に急激に増加する上記不安定領域となり、所定量に達すると上記検出値が実際のガス濃度に応じた値になる安定領域となる。
【０００７】
ここで、上記基準値が安定領域を基準にして設定されると、不安定領域では、上述したように、検出値が実際のガス濃度と無関係に急激に増加するため、ガス濃度が増加していないときでも検出値と基準値との比が上記所定値以上となってしまい、ガス濃度を正確に検出できないという問題が発生する。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑み、上記のように不安定領域と安定領域とが存在するガスセンサを有し、このガスセンサの検出値と、検出値の変化に対して所定の遅れをもった基準値とを比較することによってガス濃度を検出するガス濃度検出装置において、不安定領域においても実際のガス濃度を正確に検出できるようにすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決する手段】
本発明は、上記目的を達成するため以下の技術的手段を用いる。
【００１０】
すなわち、請求項１〜９記載の発明は、熱供給手段（１０ｂ）によって熱が供給されたときに酸素および酸化性ガスを負電荷吸着する酸化物半導体（１０ａ）を有するとともに、検出値（Ｖｇｓｎ）が酸化性ガスの濃度と無関係に急激に変化する不安定領域と、検出値（Ｖｇｓｎ）が酸化性ガスの濃度に応じた値となる安定領域とを有したガスセンサ（１０）を備え、検出値（Ｖｇｓｎ）の変化率が大きくなると、検出値（Ｖｇｓｎ）に対する比あるいは差が大きくなるように、検出値（Ｖｇｓｎ）の変化に対して遅れて追従する基準値（Ｂｇｓｎ）を演算し、上記比あるいは差が所定値以上のときには上記酸化性ガスの濃度が高くなったことを検出し、更に、上記不安定領域における上記遅れが上記安定領域よりも短くなるように基準値（Ｂｇｓｎ）を演算することを特徴としている。
【００１１】
なお、本発明における「酸化性ガス」とは、空気中の汚染ガスのうち、酸化物半導体の電子を引っ張って、酸化物半導体に負電荷吸着できるものをさす。
【００１２】
上記技術的手段によると、不安定領域では安定領域に比べて上記遅れを短くすることによって、検出値（Ｖｇｓｎ）が実際の酸化性ガスの濃度と無関係に急激に変化しても、これに対して基準値（Ｂｇｓｎ）が充分追従できる。従って、不安定領域においても実際の酸化性ガス濃度を正確に検出できる。
【００１３】
また、請求項３記載の発明では、熱供給手段（１０ｂ）の作動時間が所定時間以下のときでは、所定時間以上のときに比べて、上記遅れが短くなるように基準値（Ｂｇｓｎ）を演算することを特徴としている。
【００１４】
ここで、検出値（Ｖｇｓｎ）が実際の酸化性ガスの濃度と無関係に急激に変化しているかどうかを直接判断することは非常に困難であるため、上記不安定領域と上記安定領域とを区別することが難しいが、上記請求項３記載の発明では、熱供給手段（１０ｂ）の作動時間が上記所定時間以下のときと所定時間以上のときとを区別することにより、間接的に上記不安定領域と上記安定領域とを区別できる。
【００１５】
ところで、図１０の実線は上記作動開始時の水分吸着量が少ないときの検出値、一点鎖線は上記作動開始時の水分吸着量が多いときの検出値であるが、この図１０に示すように、上記作動開始時の水分吸着量が少ないほど、熱供給手段（１０ｂ）の作動後に酸化物半導体（１０ａ）から脱離する水分が少ないため、その分、負電荷吸着する酸素の量も少なくなり、検出値（Ｖｇｓｎ）が安定するまでの時間（Ｔ２’）が早くなる。
【００１６】
また、上記作動開始時における水分吸着量が多いほど、不安定領域の一部において、酸化物半導体（１０ａ）への酸素の負電荷吸着反応が急激に行われ、検出値（Ｖｇｓｎ）の変化が急になり、基準値（Ｂｇｓｎ）が充分に追従できなくなる。
【００１７】
そこで請求項４記載の発明は、前者の問題を解決するために、上記作動開始時の水分吸着量が少ないほど上記所定時間を短くすることを特徴としており、これによって、ガスセンサ（１０）の検出値（Ｖｇｓｎ）が安定しているのに上記遅れを短くしてしまったり、あるいは検出値（Ｖｇｓｎ）がまだ安定していないのに上記遅れを長くしてしまうといったことを防止できる。
【００１８】
また、請求項５、６記載の発明は、後者の問題を解決するために、作動開始時における水分吸着量が多いほど、不安定領域における上記遅れをさらに短くすることを特徴としており、これによって、不安定領域における基準値（Ｂｇｓｎ）を充分追従させることができる。
【００１９】
また、請求項７記載の発明では、熱供給手段（１０ｂ）の停止時間に基づいて上記作動開始時における水分吸着量を検出することを特徴としている。
【００２０】
ここで、熱供給手段（１０ｂ）の作動時における上記水分吸着量を直接検出することは非常に困難であるが、上記請求項７記載の発明では、上記停止時間が長いほど上記水分吸着量が多く、上記停止時間が短いほど上記水分吸着量が少ないというように、熱供給手段（１０ｂ）の作動開始時における水分吸着量を間接的に検出できる。
【００２１】
また、請求項８記載の発明では、ガスセンサ（１０）が、上記酸化性ガスとしてＮＯｘを酸化物半導体（１０ａ）に負電荷吸着し、この負電荷吸着量に応じた検出値（Ｖｇｓｎ）を出力するセンサであることを特徴としている。
【００２２】
ここで、ＮＯｘセンサでは、上記不安定領域の時間が約１０〜１５分と比較的長く、上記従来技術では、この間ずっとＮＯｘ濃度を正確に検出できない。
【００２３】
これに対して、上記請求項８記載の発明では、不安定領域における上記遅れを上記安定領域に比べて短くすることによって、不安定領域でもＮＯｘ濃度を正確に検出できるので、より効果が顕著である。
【００２４】
また、請求項９記載の発明では、上記比あるいは差が所定値以上のときに、内外気切替手段（５）が内気吸込口（４ｂ）を全開するとともに外気吸込口（４ａ）を全閉する車両用空調装置に用いられたことを特徴としている。
【００２５】
ここで、車両は、走行場所によって車室外空気中の酸化性ガス濃度が逐一変化するため、内外気切替手段（５）によって内気吸込口（４ｂ）と外気吸込口（４ａ）とを選択的に切替える車両用空調装置では、常に酸化性ガスの濃度を正確に検出し、内外気モードの制御に反映させたいというニーズがある。
【００２６】
これに対して、上記請求項９記載の発明では、上記比あるいは差が所定値以上のときに、内外気切替手段（５）が内気吸込口（４ｂ）を全開するとともに外気吸込口（４ａ）を全閉することによって上記ニーズを満たすことができる。
【００２７】
【発明の実施形態】
（第１実施形態）
以下、本発明のガス濃度検出装置を自動車用空調装置の内外気モード制御に適用した第１実施形態について図１〜５を用いて説明する。なお、図１は本実施形態における自動車用空調装置の構成図、図２は図１のガスセンサ１０の構成を示す模式図、図３は本実施形態における制御処理を示すフローチャート、図４は図３のステップＳ１４０にて時定数ｍを決定するマップ、図５は本実施形態における検出値Ｖｇｓｎおよび基準値Ｂｇｓｎの特性を示すグラフである。
【００２８】
まず、本実施形態における自動車用空調装置の空調ユニット１の構成について図１を用いて説明する。
【００２９】
２は車室内への空気通路をなす空調ケースである。空調ケース２内には車室内に向かう空気流を発生するファン３が設けられている。また、ファン３の空気上流側部位には内外気切替箱４が設けられており、この内外気切替箱４には車室外の空気（以下、外気という）を吸込む外気吸込口４ａと、車室内の空気（以下、内気という）を吸込む内気吸込口４ｂとがそれぞれ形成されている。
【００３０】
５は、外気吸込口４ａと内気吸込口４ｂとを選択的に開閉する内外気切替ドアである。この内外気切替ドア５によって、外気吸込口４ａを全閉にするとともに内気吸込口４ｂを全開にする内気モードと、外気吸込口４ａを全開にするとともに内気吸込口４ｂを全閉にする外気モードとが設定可能になっている。なお、内外気切替ドア５は、その駆動手段としてのサーボモータ６により駆動される。
【００３１】
また、ファン３の空気下流側には、内外気切替ドア５にて選択された吸込口４ａ、４ｂから導入された空気を冷却するエバポレータ７が設けられている。このエバポレータ７は、図示しないコンプレッサ、コンデンサ、レシーバとともに周知の冷凍サイクルを構成する冷却用熱交換器である。
【００３２】
また、エバポレータ７の空気下流側には、それぞれ図示しないが、加熱用熱交換器としてのヒータコア、温度調節手段としてのエアミックスドア、周知の吹出モード切替機構が設けられている。
【００３３】
次に、本実施形態の制御系の構成について説明する。
【００３４】
制御装置８の内部には、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等からなる周知のマイクロコンピュータやＡ／Ｄ変換回路、タイマー等が設けられている。
【００３５】
また、制御装置８は、イグニッションスイッチ９がオンされると図示しないバッテリから電力が供給されて作動状態となる。
【００３６】
制御装置８の入力端子には、外気中のＮＯｘの濃度を検出するガスセンサ１０、図示しない空調指示部材（例えば、マニュアルで内外気モードを設定する内外気切替スイッチ）等が接続されている。
【００３７】
ここで、本実施形態におけるガスセンサ１０は、車両のうち外気に接してそのＮＯｘ濃度を良好に検出できる部位（例えば、車両フロントグリル）に設けられている。
【００３８】
また、図２に示すように、ガスセンサ１０には、感ガス体としての酸化物半導体（本実施形態では、ＳｎＯ₂）１０ａと、熱供給手段としての電気ヒータ１０ｂとがアルミナ基板１０ｃ上に隣接した状態で設けられており、この酸化物半導体１０ａと電気ヒータ１０ｂとは共に、イグニッションスイッチ９がオンされたときに上記バッテリから電力が供給されるようになっている。
【００３９】
また、酸化物半導体１０ａは、電気ヒータ１０ｂによって加熱されると、酸素およびＮＯｘが負電荷吸着するようになっており、この負電荷吸着量が増加すれば抵抗値が増加する。そして、上記バッテリから電力が供給されたときに、この抵抗値を検出値として出力するようになっている。
【００４０】
なお、電気ヒータ１０ｂにて酸化物半導体１０ａが加熱されてから所定の間（図５のＴ２になるまでの間）、ガスセンサ１０の検出値が実際のＮＯｘ濃度と無関係に増加する不安定領域となり、その後、検出値が実際のＮＯｘ濃度に応じた値となる安定領域になる。この原理については発明が解決しようとする課題の欄で説明済のため、ここでの説明は省略する。
【００４１】
また、電気ヒータ１０ｂは、上記バッテリから電力が供給されると酸化物半導体１０ａを約３００℃程度に加熱するようになっている。
【００４２】
また、制御装置８の出力端子には、サーボモータ６が接続されており、後述する上記マイクロコンピュータが行う制御処理に応じた信号を出力するようになっている。
【００４３】
次に、本実施形態において上記マイクロコンピュータが行う制御処理について図３のフローチャートを用いて説明する。なお、図３のルーチンは、内外気モードが自動的に設定されるときに、所定周期毎に起動される。また、上記内外気切替スイッチにて内外気モードが設定されているときには図３のルーチンは起動しないようになっている。
【００４４】
図３のルーチンが起動すると、まず、酸化物半導体１０ａおよび電気ヒータ１０ｂが通電される（以下、ガスセンサ１０が通電されるという）。そして、ステップＳ１００にてメモリ、タイマー等を初期化し、次のステップＳ１１０にてガスセンサ１０の検出値Ｖｇｓｎを読込む。
【００４５】
次のステップＳ１２０では、上記タイマーにてガスセンサ１０への通電開始からの作動時間Ｔｉをカウントし、次のステップＳ１３０にてこのカウント時間Ｔｉが第１所定時間Ｔ１を超えたか否かを判定する。
【００４６】
ここで、不安定領域の中でも、ガスセンサ１０への通電開始から時間Ｔ１までは、検出値Ｖｇｓｎの変化率が特に大きいため、後述するように遅れを短くしても基準値Ｂｇｓｎが検出値Ｖｇｓｎに対して追従しきれず、上記遅れの補正だけでは充分に対応できない。従って、本実施形態ではガスセンサ１０を通電してから時間Ｔ１が経過するまでは常に内気モードとしている。
【００４７】
ステップＳ１３０にてＹＥＳと判定されるとステップＳ１４０に移り、ＮＯと判定されるとステップＳ１８０に移る。
【００４８】
ステップＳ１４０では図４のマップに基づいて上記カウント時間Ｔｉに応じた時定数ｍを決定する。具体的には、上記カウント時間Ｔｉが第２所定時間Ｔ２（Ｔ１＜Ｔ２）以下のときの時定数ｍが、時間Ｔ２以上のときよりも小さくなっている。なお、この第２所定時間Ｔ２は請求項３における所定時間である。
【００４９】
また、図４中、上記カウント時間Ｔｉが時間Ｔ２以上のときのｍの値（以下、安定領域の時定数という）ｍ１は、ガスセンサ１０検出値の安定領域において、後述する数式からＮＯｘ濃度を良好に判定できるように設計者が設定する値である。
【００５０】
次のステップＳ１５０では今回の基準値Ｂｇｓｎを以下の数式１に基づいて演算するとともに、上記ＲＡＭに記憶させる。
【００５１】
【数１】
Ｂｇｓｎ＝Ｂｇｓｎ-1＋（Ｖｇｓｎ−Ｂｇｓｎ-1）／ｍ
ここで、Ｂｇｓｎ-1は前回の基準値、ｍはステップＳ１４０にて決定した時定数、Ｖｇｓｎは今回のガスセンサ１０検出値である。また、Ｂｇｓｎ-1の初期値はＶｇｓｎに設定されている。
【００５２】
また、上記ＲＡＭに記憶させた今回の基準値Ｂｇｓｎは、次回の演算時に前回の基準値Ｂｇｓｎ-1として用いられるようになっている。なお、本実施形態では、上記ＲＡＭにて請求項２の記憶手段を構成している。
【００５３】
上記数式１では、時定数ｍが小さく設定されるほど、検出値Ｖｇｓｎと前回の基準値Ｂｇｓｎ-1との差分を大きな値として取込み、検出値Ｖｇｓｎの変化に対する基準値Ｂｇｓｎの遅れが短くなるようになっている。
【００５４】
基準値Ｂｇｓｎは、このように演算されることによって、図５に示すように検出値Ｖｇｓｎの変化に対して遅れて追従する。ここで、図５中、実線は検出値Ｖｇｓｎの特性、破線は時定数ｍを一定にしたときの基準値Ｂｇｓｎの特性、一点鎖線は本実施形態のように、カウント時間Ｔｉが時間Ｔ２以下のときの時定数ｍを、Ｔ２以上の時定数ｍ１よりも小さくしたときの基準値Ｂｇｓｎの特性である。
【００５５】
次のステップＳ１６０では検出値Ｖｇｓｎと基準値Ｂｇｓｎとの比Ａ（＝Ｖｇｓｎ／Ｂｇｓｎ）が所定値Ｌｇｓより大きいか否かを判定する。
【００５６】
ステップＳ１６０にてＮＯと判定されるとステップＳ１７０にて内外気モードを外気モードにし、ＹＥＳと判定されるとステップＳ１８０にて内外気モードを内気モードにする。
【００５７】
本実施形態によると、ステップＳ１４０にて上記カウント時間Ｔｉが時間Ｔ２以下のときには、時定数ｍを安定領域の時定数ｍ１よりも小さくする、すなわち、検出値Ｖｇｓｎの不安定領域では上記遅れを安定領域よりも短くする。
【００５８】
これにより、検出値Ｖｇｓｎの不安定領域において、実際のＮＯｘ濃度と無関係に検出値Ｖｇｓｎが急激に増加しても、この増加に対して基準値Ｂｇｓｎが充分追従できる。その結果、不安定領域でも実際のＮＯｘ濃度を正確に検出できる。
【００５９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を説明する。
【００６０】
なお、本実施形態は、上記第１実施形態において、図３のステップＳ１４０における処理内容が異なるものであり、以下、この相違点について図６、７を用いて説明する。
【００６１】
ここで、本実施形態では、イグニッションスイッチ９がオフ状態のときにおいても、制御装置８に電力が供給されるようになっており、上記タイマーにて図３のルーチンが起動するまでにイグニッションスイッチ９がオフ状態になっていた時間、すなわちガスセンサ１０が非通電状態の時間Ｔ３をカウントできるようになっている。
【００６２】
本実施形態におけるステップＳ１４０では、図６のフローチャートおよび図７のマップに基づいて以下のように時定数ｍを決定する。
【００６３】
まず、ステップＳ１４１にて時間Ｔ３が第３所定時間（本実施形態では、２４時間）以下か否か、すなわち電気ヒータ１０ｂの通電開始時の水分吸着量が所定量以下か否かを判定し、ＹＥＳと判定されるとステップＳ１４２に移り、ＮＯと判定されるとステップＳ１４３に移る。
【００６４】
ステップＳ１４２では、図７の一点鎖線で示すマップから時定数ｍを決定し、ステップＳ１４３では、図７の実線で示すマップから時定数ｍを決定する。換言すると、時間Ｔ３が第３所定時間以下のときの時間Ｔ２は、時間Ｔ３が第３所定時間以上のときよりも短い時間Ｔ２’になっている。
【００６５】
ここで、発明が解決する手段の欄で説明したように、時間Ｔ３、すなわち電気ヒータ１０ｂの停止時間が短いほど、ガスセンサ１０の検出値Ｖｇｓｎの安定に要する時間は短くなるが、本実施形態では、時間Ｔ３が第３所定時間以下のときには、第３所定時間以上のときに比べて、時間Ｔ２を短くすることによって、検出値Ｖｇｓｎがすでに安定領域であるにもかかわらず、不安定領域の上記遅れにしてしまったり、検出値Ｖｇｓｎがまだ安定していないのに上記遅れを長くしてしまうといったことを防止できる。
【００６６】
（第３実施形態）
なお、本実施形態は、上記第２実施形態において、図３のステップＳ１４０における処理内容が異なるものであり、以下、この相違点について図８、９を用いて説明する。
【００６７】
本実施形態におけるステップＳ１４０では、図８のフローチャートおよび図９のマップに基づいて以下のように時定数ｍを決定する。
【００６８】
まず、上記第２実施形態のステップＳ１４１と同様に時間Ｔ３が第３所定時間（本実施形態では、２４時間）以下か否かを判定し、ＹＥＳと判定されるとステップＳ１４４に移り、ＮＯと判定されるとステップＳ１４５に移る。
【００６９】
ステップＳ１４４では、図９の実線に示すマップから時定数ｍを決定し、ステップＳ１４５では、図９の一点鎖線に示すマップから時定数ｍを決定する。換言すれば、時間Ｔ３が第３所定時間以上のときには、時間Ｔ３が第３所定時間以下のときよりも、不安定領域の時定数ｍを小さくする。
【００７０】
ここで、発明が解決する手段の欄で説明したように、時間Ｔ３が長いほど、不安定領域（特には第１所定時間Ｔ１近傍）における検出値Ｖｇｓｎ変化が急になるが、本実施形態では、時間Ｔ３が第３所定時間以上のときには、第３所定時間以下のときに比べて、時定数ｍを小さくしている。そして、この小さくする量を、時間Ｔ１において最も多くなるようにしている。従って、時間Ｔ１においてはもちろんのこと、時間Ｔ１以降においても基準値Ｂｇｓｎが検出値に対して充分追従できる。
【００７１】
（他の実施形態）
上記第１〜３実施形態では、本発明のガス濃度検出装置を自動車用空調装置の内外気モード制御に適用した形態を説明したが、これに限らず、ガス濃度が高いことが検出されたときに、空気清浄器を運転するようにしても良い。
【００７２】
また、上記各実施形態では、請求項１におけるガスセンサとして空気中のＮＯｘ濃度を検出するセンサを用いた形態について説明したが、これに限らず、例えば、ＮＯｘ以外の酸化性ガスの濃度を検出するセンサを用いても良い。
【００７３】
また、上記各実施形態では、ガスセンサ１０の検出値Ｖｇｓｎと基準値Ｂｇｓｎとの比に基づいてＮＯｘ濃度を検出しているが、これに限らず、ガスセンサ１０の検出値Ｖｇｓｎと基準値Ｂｇｓｎとの差に基づいてＮＯｘ濃度を検出しても良い。
【００７４】
また、上記各実施形態では、請求項１における熱供給手段をガスセンサ１０の内部に設けられた電気ヒータ１０ｂにて構成しているが、これに限らず、例えば、ガスセンサ１０の外部にヒータを設けても良い。要は、酸化物半導体１０ａに熱を供給できれば良い。
【００７５】
また、上記各実施形態では、ガスセンサ１０への通電時間Ｔｉが第２所定時間Ｔ２以下のときの時定数ｍを、時間の経過とともにリニアに大きくするように説明したが、これに限らず、ｍ１より小さい一定値にしても良い。要は、不安定領域におけるガスセンサ１０の検出値Ｖｇｓｎに対する基準値Ｂｇｓｎの遅れが、安定領域に比べて短くなれば本発明の効果を奏する。
【００７６】
また、上記各実施形態では、第１所定時間Ｔ１を一定値にしているが、これに限らず、例えば、上記第２実施形態の第２所定時間Ｔ２のように、ガスセンサ１０が非通電状態の時間Ｔ３に応じて可変させても良い。
【００７７】
また、第２実施形態と第３実施形態とを組合わせた形態にしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１〜３実施形態における自動車用空調装置の構成図である。
【図２】図１のガスセンサ１０の構成を示す模式図である。
【図３】上記第１〜３実施形態の制御処理を示すフローチャートである。
【図４】上記第１実施形態における図３のステップＳ１４０にて時定数ｍを決定するマップである。
【図５】上記第１実施形態における検出値Ｖｇｓｎおよび基準値Ｂｇｓｎの特性を示すグラフである。
【図６】上記第２実施形態における図３のステップＳ１４０での制御処理を示すフローチャートである。
【図７】上記第２実施形態における図４相当図である。
【図８】上記第３実施形態における図３のステップＳ１４０での制御処理を示すフローチャートである。
【図９】上記第３実施形態における図４相当図である。
【図１０】ヒータ通電開始時の水分吸着量の大小による検出値Ｖｇｓｎの特性を示すグラフである。
【符号の説明】
２…空調ケース、
３…ファン（送風手段）、
４ａ…外気吸込口、
４ｂ…内気吸込口、
５…内外気切替ドア（内外気切替手段）、
１０…ガスセンサ、
１０ａ…酸化物半導体、
１０ｂ…電気ヒータ（熱供給手段）。

Claims

熱が供給されたときに空気中の酸素および酸化性ガスを負電荷吸着し、通電されたときにこの負電荷吸着量に応じて検出値（Ｖｇｓｎ）を出力する酸化物半導体（１０ａ）を有し、前記検出値（Ｖｇｓｎ）が前記酸化性ガスの濃度と無関係に急激に変化する不安定領域と、前記検出値（Ｖｇｓｎ）が前記酸化性ガスの濃度に応じた値となる安定領域とを有するガスセンサ（１０）と、
前記酸化物半導体（１０ａ）に熱を供給する熱供給手段（１０ｂ）と、
前記検出値（Ｖｇｓｎ）の変化率が大きいほど、前記検出値（Ｖｇｓｎ）に対する比あるいは差が大きくなるように、前記検出値（Ｖｇｓｎ）の変化に対して遅れて追従する基準値（Ｂｇｓｎ）を演算する基準値演算手段（Ｓ１５０）と、
前記比あるいは差が所定値以上のときに、空気中の前記酸化性ガスの濃度が高いことを検出するガス濃度検出手段（Ｓ１６０）とを備え、
前記基準値演算手段（Ｓ１５０）は、前記安定領域に比べて、前記不安定領域における前記遅れが短くなるように前記基準値（Ｂｇｓｎ）を演算することを特徴とするガス濃度検出装置。
前記基準値演算手段（Ｓ１５０）は、前記基準値（Ｂｇｓｎ）を所定周期で演算し、
前記ガスセンサ（１０）は、前記検出値（Ｖｇｓｎ）を前記所定周期で検出するようになっており、
前記基準値演算手段（Ｓ１５０）にて演算された前記基準値（Ｂｇｓｎ）と、前記ガスセンサ（１０）の前記検出値（Ｖｇｓｎ）とを前記所定周期で記憶する記憶手段を備え、
前記基準値演算手段（Ｓ１５０）は、前記記憶手段に記憶された前回の前記基準値（Ｂｇｓｎ-１）に、この前回の前記基準値（Ｂｇｓｎ-１）と今回の前記検出値（Ｖｇｓｎ）との差分よりも小さな値を加えることによって今回の前記基準値（Ｂｇｓｎ）を演算することを特徴とする請求項１記載のガス濃度検出装置。
前記熱供給手段（１０ｂ）の作動時間を検出する作動時間検出手段（Ｓ１２０）を備え、
前記基準値演算手段（Ｓ１５０）は、前記作動時間検出手段（Ｓ１２０）が検出した作動時間が所定時間以下のときは、前記所定時間以上のときに比べて、前記遅れが短くなるように前記基準値（Ｂｇｓｎ）を演算することを特徴とする請求項１または２記載のガス濃度検出装置。
前記酸化物半導体（１０ａ）は、前記熱供給手段（１０ｂ）の停止時には空気中の水分が吸着するとともに、前記熱供給手段（１０ｂ）によって熱が供給されるとこの水分が脱離する特性を有し、
前記熱供給手段（１０ｂ）の作動開始時における前記水分吸着量を検出する水分吸着量検出手段（Ｓ１４１）を備え、
前記水分吸着量検出手段（Ｓ１４１）にて検出した水分吸着量が少ないほど、前記所定時間を短くすることを特徴とする請求項３記載のガス濃度検出装置。
前記酸化物半導体（１０ａ）は、前記熱供給手段（１０ｂ）の停止時には空気中の水分が吸着するとともに、前記熱供給手段（１０ｂ）によって熱が供給されるとこの水分が脱離する特性を有し、
前記熱供給手段（１０ｂ）の作動開始時における前記水分吸着量を検出する水分吸着量検出手段（Ｓ１４１）を備え、
前記基準値演算手段（Ｓ１５０）は、前記水分吸着量検出手段（Ｓ１４１）にて検出した水分吸着量が多いほど、前記不安定領域における前記遅れが短くなるように前記基準値（Ｂｇｓｎ）を演算することを特徴とする請求項１ないし３いずれか１つに記載のガス濃度検出装置。
前記基準値演算手段（Ｓ１５０）は、前記水分吸着量検出手段（Ｓ１４１）にて検出した水分吸着量が多いほど、前記不安定領域における前記遅れが短くなるように前記基準値（Ｂｇｓｎ）を演算することを特徴とする請求項４記載のガス濃度検出装置。
前記水分吸着量検出手段（Ｓ１４１）は、前記熱供給手段（１０ｂ）の停止時間に基づいて前記作動開始時における前記水分吸着量を検出することを特徴とする請求項４ないし６いずれか１つに記載のガス濃度検出装置。
前記ガスセンサ（１０）は、前記酸化性ガスとしてＮＯｘを前記酸化物半導体（１０ａ）に負電荷吸着し、このＮＯｘの負電荷吸着量に応じた検出値（Ｖｇｓｎ）を出力するセンサであることを特徴とする請求項１ないし７いずれか１つに記載のガス濃度検出装置。
請求項１ないし８いずれか１つに記載のガス濃度検出装置を用いた車両用空調装置であって、
車室内への空気通路をなす空調ケース（２）と、
前記空調ケース（２）内に空気流を発生させる送風手段（３）と、
前記空調ケース（２）内に車室内空気を吸込む内気吸込口（４ｂ）と、
前記空調ケース（２）内に車室外空気を吸込む外気吸込口（４ａ）と、
前記内気吸込口（４ｂ）と前記外気吸込口（４ａ）とを選択的に開閉する内外気切替手段（５）とを備え、
前記内外気切替手段（５）は、前記比あるいは差が所定値以上のときに、前記内気吸込口（４ｂ）を全開するとともに前記外気吸込口（４ａ）を全閉することを特徴とする車両用空調装置。