JP4924958B2

JP4924958B2 - アルコール濃度検出装置

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Publication number: JP4924958B2
Application number: JP2009251941A
Authority: JP
Inventors: 直司大屋
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2009-11-02
Filing date: 2009-11-02
Publication date: 2012-04-25
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Also published as: US8441357B2; JP2011095212A; US20110102182A1

Description

本発明は、アルコール濃度検出装置に関し、特に複数種類のガスセンサを備えたアルコール濃度検出装置に関する。

飲酒運転を防止するために、自動車の運転者の呼気に含まれているアルコール濃度を検出し、そのアルコール濃度が基準値以上であるときにエンジンを始動させないようにしたアルコール濃度検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。一方、アルコール濃度の検出精度を高めるために、エチルアルコールのみに反応するものではない複数種類のアルコールセンサを用いて、各アルコールセンサの検出値に基づいてアルコール濃度を算出するようにしたアルコール濃度検出装置も知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００９−３７５６３号公報特許第４２０８８７１号公報

ところで、車室内にはその空気状態（環境）をモニタ、例えば空調装置にて車室内の温度又は湿度を検出し、乗員により設定された温度となるように車室内の空調を制御するための各種センサが搭載されている。このようなセンサと、上記特許文献２に記載されたアルコール濃度検出装置で用いられているセンサとは機能が重複する場合があり、車両全体から見ると最適なセンサ搭載状況とは言えない場合が多かった。

本発明は、上記問題に対処するためになされたものであり、その目的は、アルコール濃度検出装置に搭載される各種ガスセンサをその装置本来の用途であるアルコール濃度の検出以外にも使用することで、車両におけるセンサ搭載状況を最適化し、センシング価値を向上させ得るアルコール濃度検出装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記目的を達成するため、本発明のアルコール濃度検出装置は、乗員の呼気に含まれるアルコール成分を検出するアルコールセンサと、その呼気に含まれるアルコール成分以外のガス成分を検出するガスセンサとを含んで構成されるガスセンサ群と、アルコールセンサの検出値に基づいてアルコール濃度を算出し、その算出したアルコール濃度をガスセンサの検出値に基づいて補正する制御手段とを備え、ガスセンサ群は、アルコール濃度を算出することに加えて、車室内の空気状態を検知するために利用され、検出対象である気体中の酸素濃度が予め定められた設定値未満であることを条件としてアルコール濃度が算出され、酸素濃度が設定値以上であることを条件として車室内の空気状態の空気清浄度が算定されることを特徴とする。

本発明のアルコール濃度検出装置においては、その装置に搭載されたガスセンサ群が、アルコール濃度を計算することに加えて、車室内の空気状態を検知するために利用される。

このように、ガスセンサ群が、装置本来の用途であるアルコール濃度の検出に限らず、車室内の空気状態を検知するために利用されるので、他の装置に搭載されていた機能が重複するセンサを廃止することができ、車両全体におけるセンサ搭載状況を最適化することができる。

この場合、乗員の呼気を引き込む呼気引込手段を備え、呼気引込手段が乗員の呼気の代わりに車室内の空気を引き込んだときの前記ガスセンサ群の検出値に基づいて車室内の空気状態を報知する報知手段を備えるように構成するとよい。

例えば、乗員が呼気を吹きかける方式のアルコール濃度検出装置では、装置の内部へ乗員の呼気を引き込む呼気引込手段（例えば、ファンやポンプ）を設けることが考えられる。したがって、このような呼気引込手段を使用して車室内の空気を装置内のガスセンサ群に向けて引き込むようにすれば、車室内の空気状態を効率よくセンシングすることが可能となり、センシング性能を良好に向上させることが期待できる。また、従来の制御装置（例えば、空調装置）においても、ファンやポンプ等により検出対象とするガスをセンサ側へ引き込むように構成することも考えられていたが、アルコール濃度検出装置において呼気引込手段を設けるようにすれば、従来の制御装置にてファンやポンプを省略できるので、コストをより一層低減化することができる。

また、ガスセンサ群は、温度センサ及び湿度センサを備えており、報知手段は、温度センサ及び湿度センサの各検出値に基づいて車室内の空気状態の一指標としての温度及び湿度をそれぞれ乗員に報知するように構成することができる。

これによれば、例えば空調装置がアルコール濃度検出装置に搭載された温度センサ及び湿度センサの検出値を利用できるよう、空調装置とアルコール濃度検出装置とを連携させることで、元来空調装置に搭載されていた温度センサ及び湿度センサを廃止することができ、車両全体から見てセンサに要するコストの削減を図ることができる。

また、ガスセンサ群は、さらに匂いセンサを備え、アルコールセンサ、湿度センサ及び匂いセンサのうちいずれか一つの検出値に基づいて車室内の空気状態の一指標としての空気清浄度を算定する空気清浄度算定手段が設けられており、報知手段は、空気清浄度算定手段が算定した空気清浄度を乗員に報知するように構成することもできる。

これによれば、車室内の空気清浄度を乗員に報知することで、空気清浄度が低い場合は車室内の換気を促すことができ（例えば、空調装置の起動）、車室内の空気状態の清浄度を良好に保つことができる。

この場合、制御手段は、車室内の空調を制御する空調制御手段と通信線を介して温度センサ及び湿度センサの各検出値を通信可能に接続されており、空気清浄度算定手段が算定した空気清浄度に応じて空調制御手段に対し内外気切り替え手段を内気循環モードから外気導入モードへ切り替える旨の制御信号を送信するように構成するとよい。あるいは、制御手段は、車室内の空調を制御する空調制御手段と通信線を介して温度センサ、湿度センサ、アルコールセンサ及び匂いセンサの各検出値を通信可能に接続されており、空調制御手段は、空気清浄度算定手段が算定した空気清浄度に応じて内外気切り替え手段を内気循環モードから外気導入モードへ切り替えるように構成してもよい。

これによれば、半自動あるいは自動的に車室内の空気状態の清浄度を保つことが可能になる。

本発明に係るアルコール濃度検出装置を示す概略図。図１のアルコールセンサの機能を示す説明図。図１のアルコール検出ＥＣＵのブロック図。大気中と呼気中で各ガス濃度が占める成分比率を示す説明図。希釈率の算出方法を示す説明図。図３のアルコール検出ＥＣＵのマイクロコンピュータにより実行されるアルコール濃度演算プログラムを示すフローチャート。図４のアルコール濃度演算プログラムのＳ１０で実行される空気清浄度算定プログラムを示すフローチャート。（ａ）はアルコール濃度とアルコールセンサの検出値との対応関係を示す判定テーブル。（ｂ）は匂いに関するガス濃度と匂いセンサの検出値との対応関係を示す判定テーブル。（ｃ）は湿度と湿度センサの検出値との対応関係を示す判定テーブル。本発明の実施例２に係り、エアコンＥＣＵにより実行される空気清浄度算定プログラムを示すフローチャート。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明に係るアルコール濃度検出装置は、自動車での飲酒運転を防止するものであり、自動車の車室に搭載されている。

図１は、本発明に係るアルコール濃度検出装置１０を示す概略図である。アルコール濃度検出装置１０は、例えば運転席近傍の運転者が操作できる位置に設けられており、筐体１１、操作スイッチ１２、表示部１３、ファン１４、呼気流路１５、内壁１６、ガスセンサ群１７及びアルコール検出ＥＣＵ２０を備えている。

筐体１１は、その内部に運転者の呼気を取り込むための取込口１１ａと、取り込まれた呼気を外部へ排出するための排出口１１ｂとを備えている。運転者が筐体１１を把持して取込口１１ａに口を近づけて呼気を吹きかけると、取り込まれた呼気が内壁１６の内側に形成された呼気流路１５を通って排出口１１ｂへ向けて流動する。

操作スイッチ１２は、呼気や車室内の空気を取込口１１ａを通して筐体１１の内部へ取り込むときにオン操作されるものであり、筐体１１の正面にて外部に突出した形態で配置されている。

表示部１３は、アルコール成分の検出結果等を表示するよう複数（例えば、３つ）のＬＥＤで構成され、筐体１１の正面にて外部から目視可能な形態で配置されており、運転者が表示部１３の表示態様を外部から視認できるようになっている。表示部１３は、例えばアルコール濃度が予め定められた設定値より大きい場合は全てのＬＥＤを点滅させ、設定値より小さい場合は全てのＬＥＤを点灯させる。

ファン１４は、取込口１１ａの全域を覆うように設けられている。ファン１４は、操作スイッチ１２のオン操作に基づくアルコール検出ＥＣＵ２０からの駆動信号に基づいて駆動される。ファン１４が駆動されると、呼気や車室内の空気が取込口１１ａを通して筐体１１内のガスセンサ群１７に向けて強制的に引き込まれる。このファン１４により、呼気や車室内の空気が攪拌された状態で呼気流路１５を流れ、ガスセンサ群１７の各センサに均一に接触するようになる。ファン１４が本発明の呼気引込手段に相当する。

ガスセンサ群１７は、呼気流路１５に突出した形態で基板１８に実装されている。このガスセンサ群１７は、アルコールセンサ１７ａ、匂いセンサ１７ｂ、温度センサ１７ｃ、湿度センサ１７ｄ及び酸素センサ１７ｅの各種ガスセンサで構成されている。ガスセンサ群１７については、後述する。

図３に示すように、アルコール検出ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータ２１、入力Ｉ／Ｆ（インタフェース）回路２２及び出力Ｉ／Ｆ（インタフェース）回路２３を主要構成部品としている。マイクロコンピュータ２１は、入力Ｉ／Ｆ回路２３を介して取得したガスセンサ群１７の検出値に基づいて、ＲＯＭ等に記憶された図６のアルコール濃度演算プログラムや図７の空気清浄度算定プログラムを実行し、その実行に応じた制御信号を出力Ｉ／Ｆ回路２３に出力する。アルコール検出ＥＣＵ２０のマイクロコンピュータ２１が本発明の制御手段に相当する。

また、アルコール検出ＥＣＵ２０は、多重通信回路２４を備えており、この多重通信回路２４を経て多重通信線ＢＵＳ（例えば、ＣＡＮ、ＬＩＮなどの通信線）を介してエアコンＥＣＵ１００、エンジンＥＣＵ２００、ナビゲーションＥＣＵ２１０、メータＥＣＵ２２０などと双方向通信可能に接続されている。

エアコンＥＣＵ１００は、エアコンユニットＡＵとで空調装置を構成しており、アルコール検出ＥＣＵ２０と同様、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータ１０１、入力Ｉ／Ｆ回路１０２及び出力Ｉ／Ｆ回路１０３を備えている。マイクロコンピュータ１０１は、ＲＯＭ等に記憶された温度制御プログラム、内外気切り替えプログラムなど（図示省略）を実行し、その実行に応じた制御信号を出力Ｉ／Ｆ回路１０３に出力する。出力Ｉ／Ｆ回路１０３は、駆動回路を含んで構成され、マイクロコンピュータ１０１の制御指令に応じてエアコンユニットＡＵに設けられた各モータ１１１〜１１４に駆動電流を流す。入力Ｉ／Ｆ回路１０２には、空調センサ群１２０が接続されている。エアコンＥＣＵ１００のマイクロコンピュータ１０１が本発明の空調制御手段に相当する。

空調センサ群１２０は、外気センサ１２１、日射センサ１２２及びエバ後センサ１２３で構成されている。外気センサ１２１は、外気温度を検出して入力Ｉ／Ｆ回路１０２に出力する。日射センサ１２２は、日射量を検出して入力Ｉ／Ｆ回路１０２に出力する。エバ後センサ１２３は、エバポレータを通過した直後の空気の温度を検出して入力Ｉ／Ｆ回路１０２に出力する。

また、エアコンＥＣＵ１００には、操作パネル１２４が接続されている。操作パネル１２４は、ブロワモータ１１１の風量を変更するためのブロワコントロールスイッチ、内外気切り替えダンパ用モータ１１２（内外気切り替え手段）を作動させるための内外気切り替えスイッチ、温度を設定するための温度コントロールスイッチ（エアミックスダンパ用モータ１１３を作動させるためのスイッチ）、モード切り替えダンパ用モータ１１４を作動させるための吹出口切り替えスイッチ、フルオート制御状態とするためのオートモードスイッチ、コンプレッサに取り付けられたマグネットクラッチ（エバポレータへの冷媒通路を開閉動作する）をオン・オフするためのＡ／Ｃスイッチなどの各種スイッチを備えている。また、操作パネル１２４は、上記各種スイッチにより切り替えられた各モード、および設定温度を表示するための表示部（例えば、ＬＣＤ）を備えている。

また、エアコンＥＣＵ１００は、多重通信のための多重通信回路１０４を備えており、この多重通信回路１０４を経て多重通信線ＢＵＳを介してアルコール検出ＥＣＵ２０などと双方向通信可能に接続されている。

これにより、エアコンＥＣＵ１００は、アルコール検出ＥＣＵ２０に接続された温度センサ１７ｃ及び湿度センサ１７ｄの各検出値や、アルコール検出ＥＣＵ２０から送信されたエアコンユニットＡＵに対する外気導入モードへの切り替え制御信号を多重通信線ＢＵＳを介して受信できるようになっている。

エンジンＥＣＵ２００は、アルコール検出ＥＣＵ２０から送信されたアルコール濃度に関する情報（例えば、アルコール濃度が予め定められた設定値以上であるという判定結果）に基づいて、そのエンジンの始動を不能とする。

メータＥＣＵ２２０は、アルコール検出ＥＣＵ２０に接続された温度センサ１７ｃ及び湿度センサ１７ｄの各検出値に基づく温度情報や湿度情報、あるいはアルコール検出ＥＣＵ２０から送信されたアルコール濃度に関する情報や車室内の空気清浄度に関する情報をディスプレイ２２１に表示させる。

ディスプレイ２２１（例えば、ＬＣＤ）は、運転席の前方の速度メータやエンジン回転数メータなどの各種メータが配置されたメータパネルに設けられている。ディスプレイ２２１は、後述するアルコール濃度が予め定められた設定値以上であるときは酒気帯び状態に該当するためエンジンが始動不能となっている旨のメッセージを表示する一方、設定値未満であるときは酒気帯び状態に該当しないためエンジンが始動可能である旨のメッセージを表示する。また、上述したように、アルコール検出ＥＣＵ２０から送信された温度情報や湿度情報、空気清浄度に関する情報を表示する。ディスプレイ２２１が本発明の報知手段に相当する。

上記ガスセンサ群１７のうちアルコールセンサ１７ａは、運転者の呼気に含まれているアルコール成分を検出し、その検出値としてのセンサ抵抗を出力する半導体センサである。より具体的には、アルコールセンサ１７ａは、図２に示すように、表面が酸化スズ等の金属酸化物１７ａ１を焼結したものである。また、アルコールセンサ１７ａの表面には、金属酸化物１７ａ１と重ねて、白金より成るコイル１７ａ２が構成されている。金属酸化物１７ａ１には検出回路１７ａ３が接続され、コイル１７ａ２には電源回路１７ａ４が接続されている。電源回路１７ａ４によりコイル１７ａ２が定期的に通電されることで、金属酸化物１７ａ１が所定の温度に加熱され、金属酸化物１７ａ１の表面に付着した水蒸気や異物が定期的に除去されるようになっている。

ここで、アルコールセンサ１７ａの機能について簡単に説明しておく。大気中（アルコール成分を含まない又は非常に少ない空気状態）では、大気中の酸素原子と金属酸化物１７ａ１（酸化スズ）中の電子が結合しているため、金属酸化物１７ａ１では電気が流れにくくなっている。一方、金属酸化物１７ａ１にアルコール成分を含む呼気が接触すると、呼気中のアルコール成分と酸素原子とが反応し、金属酸化物１７ａ１中の電子と結合している酸素原子が剥ぎ取られる。これにより、金属酸化物１７ａ１中の電子が自由になって電気が流れるようになる。この変化を検出回路１７ａ３で検出し、金属酸化物１７ａ１のセンサ抵抗の変化を計測することにより、呼気中のアルコール濃度が測定される。

アルコールセンサ１７ａは、アルコール成分以外の匂いに関するガス成分に反応してセンサ抵抗が変化することがある。このため、匂いの影響を回避するために、匂いセンサ１７ｂが用いられている。匂いセンサ１７ｂは、アルコールセンサ１７ａのセンサ抵抗に影響を及ぼす妨害ガスを検出し、その検出値としてのセンサ抵抗を出力する半導体センサである。なお、匂いセンサ１７ｂもアルコールセンサ１７ａと同様の半導体センサであり、図２に示したアルコールセンサ１７ａと同様に構成されている。

温度センサ１７ｃは、例えば「サーミスタ」と称され、ニッケル、コバルト、マンガン等の酸化物よりなる半導体センサである。呼気の温度は、運転者による呼気の吹きかけ方法によって変化する。例えば、運転者が吹きかけた呼気が運転者の体内（肺）から生じたものである場合、その温度は高く、しかもアルコール成分を含んでいるか否かの判定が容易である。しかし、運転者の口腔内から生じたものであったり、風船等を使用した不正手段によって吹き付けたものであったりする場合、その温度は低い。また、外気温によっても変化する。このため、温度センサ１７ｃが検出する温度の変化をモニタすることにより、運転者の肺からの呼気であるか否かを判定することができる。

湿度センサ１７ｄは、空気中の水分量に応じてセンサ素子の導電率や静電容量が変化することにより、当該空気の湿度を計測するもの（例えば、容量変化型湿度センサ）である。アルコールセンサ１７ａは、大気中の湿度に反応する場合があり、酒気帯び状態でなくてもアルコールセンサ１７ａは反応する。このため、湿度センサ１７ｄが検出する湿度の変化をモニタすることにより、アルコールセンサ１７ａが大気中の湿度や通常状態の呼気中のアルコール成分を検出した場合でも、それらの検出値を採用しないようにすることができる。

酸素センサ１７ｅは、車室内の大気と混ざり合うことによって希釈される呼気の酸素濃度を検出するものであり、アルコールセンサ１７ａと同様の半導体センサである。車室内の空気中の酸素濃度は、天候や乗員の数が変化してもほぼ一定である。呼気中の酸素濃度は、大気によって希釈された場合であっても大気の酸素濃度よりも低い。このため、酸素センサ１７ｅが検出する酸素濃度の変化をモニタすることにより、呼気であるか否かを判定することができる。

この酸素センサ１７ｅは、運転者によって吹きかけられた呼気が大気で希釈された場合に、その希釈率を算出して、算出されたアルコール濃度を補正するために用いられる。以下、酸素センサ１７ｅを用いたアルコール濃度の補正の考え方について説明する。

運転者によって吹きかけられた呼気は、アルコール濃度検出装置１０内に取り込まれることになるが、その呼気と同時にいくらかの車室内の大気も取り込まれる。したがって、同時に取り込まれた大気によって呼気が希釈されるので、アルコールセンサ１７ａのセンサ抵抗に基づいて計算されたアルコール濃度は、実際のアルコール濃度よりも小さな値となる。そこで、呼気の希釈率を算出し、その希釈率に応じて算出したアルコール濃度を補正するようにしている。

図４は、大気中と呼気中で各ガスの濃度が占める成分比率を示す。図４から明らかなように、大気中では、酸素濃度が約２０．６％、二酸化炭素濃度が約０．０３％を占め、水分量（水蒸気）は湿度や気温等で変化することに起因して不定となっている。

これに対して、大気により希釈されないときの呼気中では、酸素濃度が約１５．２％、二酸化炭素濃度が約５％を占め、水分量は呼吸深度や気温等で変化することに起因して不定となっている。このように、大気中と呼気中とでは各ガス濃度が異なっているため、アルコール濃度検出装置１０内に取り込まれた混合気（空気と混ざり合った呼気）の各ガス濃度を測定することにより、呼気がどの程度大気で希釈されているのかを判断することができる。

この場合、各ガス濃度のうち、酸素濃度は、大気中、呼気中ともに成分量が安定しているので、酸素濃度を比較すれば正確な希釈率を算出しやすいと考えられる。すなわち、アルコール濃度検出装置１０内に取り込まれた混合気の酸素濃度が、例えば１５．２％であったとすると、大気により希釈されないときの呼気中の酸素濃度１５．２％と同じであるので、大気による希釈がないものと判断することができる。

そこで、アルコール濃度検出装置１０においては、取り込まれた混合気の酸素濃度を酸素センサ１７ｅで測定し、図５に示すように、測定した酸素濃度と大気中の酸素濃度（例えば２０．６％）との差分ｂ（図５ではｂ＝２．７％を例示）を算出する。

そして、大気中の酸素濃度（例えば２０．６％）と希釈がないときの呼気中の酸素濃度（例えば１５．２％）との差分をａ（＝５．４％）とすれば、希釈率はｂ／ａで算出することができる。図５の例では、希釈率ｂ／ａが５０％となる。これにより、算出したアルコール濃度を希釈率（ｂ／ａ）で除算すれば、アルコール濃度を補正することができる。

さらに、匂いセンサ１７ｂの検出値に基づいて妨害ガスの影響を除去するとともに、温度センサ１７ｃ及び湿度センサ１７ｄの各検出値に基づいて検出対象として不適切な呼気を除外することにより、算出されるアルコール濃度のばらつきが小さくなって、実際のアルコール濃度とほぼ同じ値が得られるようになる。なお、希釈率は、取り込まれた混合気の湿度によって求めることもできるので、酸素濃度と湿度の両方で希釈率を求めるようにしてもよい。

次に、上記のように構成されたアルコール濃度検出装置１０の作動について説明する。アルコール検出ＥＣＵ２０のマイクロコンピュータ２１は、操作スイッチ１２のオンによりＲＯＭ等に記憶された図６のアルコール濃度演算プログラムを所定の短時間毎に繰り返し実行する。

最初に、アルコール濃度演算処理（Ｓ１〜Ｓ８）について説明する。操作スイッチ１２のオン操作に応じて、各センサ１７ａ〜１７ｅが検出待機状態となる（Ｓ１）。アルコール濃度検出装置１０を飲酒運転防止のために使用するときは、運転者がアルコールの濃度検出装置１０を自身の口に近づけて筐体１１の取込口１１ａに呼気を吹きかけるようにする（Ｓ２）。呼気は、大気（車室内の空気）あるいは筐体１１内の空気と混ざり合って内壁１６間へ流入する。

このようにして取り込まれた混合気は、ファン１４によって攪拌されながら呼気流路１５の下流側へ送り出され、アルコールセンサ１７ａ、匂いセンサ１７ｂ、温度センサ１７ｃ、湿度センサ１７ｄ及び酸素センサ１７ｅと接触しながら呼気流路１５を通過し、排出口１１ｂから排出される。このとき、アルコール検出ＥＣＵ２０のマイクロコンピュータ２１は、各ガスセンサ１７ａ〜１７ｅの検出値を入力し、ＲＡＭ等に記憶する（Ｓ３）。

そして、マイクロコンピュータ２１は、酸素センサ１７ｅの検出値に基づいた酸素濃度が大気中の酸素濃度未満（図４参照）、すなわち予め定められた設定値未満であれば、取り込まれた混合気が呼気を含むものであると判定し（Ｓ４：Ｙｅｓ）、さらに、匂いセンサ１７ｂ、温度センサ１７ｃ及び湿度センサ１７ｄの各検出値に基づいて、取り込まれた混合気が検出対象として適切であると判定した場合は（Ｓ５：Ｙｅｓ）、アルコールセンサ１７ａの検出値に基づいてアルコール濃度を算出し（Ｓ６）、算出したアルコール濃度を希釈率で除算（図５参照）することで、アルコール濃度を補正する（Ｓ７）。なお、マイクロコンピュータ２１は、取り込まれた混合気が検出対象として不適切であると判定した場合は（Ｓ５：Ｎｏ）、表示部１３のＬＥＤを点滅させ、運転者に検出エラーを報知する。

そして、マイクロコンピュータ２１は、補正後のアルコール濃度に基づいて運転者の酒気帯び状態を判定し、その判定結果を表示部１３を通じて運転者に報知する。これと同時に、運転者が酒気帯び状態にあると判定した場合はエンジンが始動不能である旨のメッセージ情報を、運転者が酒気帯び状態にないと判定した場合はエンジンが始動可能である旨のメッセージ情報を多重通信線ＢＵＳを介してメータＥＣＵ２２０に送信し、ディスプレイ２２１に表示させる（Ｓ８）。

次に、車室内の空気状態モニタ処理（Ｓ１〜Ｓ４，Ｓ９，Ｓ１０）について説明する。アルコール濃度検出装置１０を車室内の空気状態をモニタするために使用するときは、操作スイッチ１２をオン操作する、もしくは、多重通信線ＢＵＳ上のＥＣＵからの要求を受けることにより起動する。車室内の空気はファン１４によって攪拌されつつ、各センサ１７ａ〜１７ｅと接触しながら呼気流路１５を通過し、排出口１１ｂから排出されるが、この場合も運転者がアルコールの濃度検出装置１０の取込口１１ａに呼気を吹きかけた場合と同様、マイクロコンピュータ２１が各センサ１７ａ〜１７ｅの検出値を入力し、ＲＡＭ等に記憶する（Ｓ３）。

ただし、この場合は、酸素センサ１７ｅの検出値に基づく酸素濃度が大気中の酸素濃度とほぼ同じ値（図４参照）、すなわち予め定められた設定値以上となるため（Ｓ４：Ｎｏ）、マイクロコンピュータ２１は、Ｓ９以降の処理を実行し、温度センサ１７ｃ及び湿度センサ１７ｄの各検出値に基づいて、それぞれ温度情報及び湿度情報を多重通信線バスＢＵＳを介してメータＥＣＵ２２０に送信し、ディスプレイ２２１に表示させる（Ｓ９）。

これにより、乗員は車室内の空気状態の一指標としての温度及び湿度をディスプレイ２２１を通じて視認することができる。また、これら温度情報や湿度情報は、多重通信線ＢＵＳを介してエアコンＥＣＵ１００にも送信される。このため、操作パネル１２４のオン操作により、エアコンＥＣＵ１００は空調センサ群１２０からのセンサ情報に加えて、アルコール検出ＥＣＵ２０からの温度情報及び湿度情報を参照しながら、各モータ１１１〜１１４を駆動制御できるようになる。

Ｓ９の処理後、マイクロコンピュータ２１は、Ｓ１０にて空気清浄度算定処理を実行する。図７は、図６のＳ１０で実行される空気清浄度算定ルーチンを示すフローチャートである。空気清浄度算定ルーチンにおいて、マイクロコンピュータ２１は、アルコールセンサ１７ａの検出値に基づいてアルコール濃度を算出し、その算出したアルコール濃度が設定値Ｖ１以上であるか否かを判定する（Ｓ１１）。アルコール濃度が設定値Ｖ１未満である場合は（Ｓ１１：Ｎｏ）、匂いセンサ１７ｂの検出値に基づいて匂いに関するガス濃度を算出し、その算出したガス濃度が設定値Ｖ２以上であるか否かを判定する（Ｓ１２）。匂いに関するガス濃度が設定値Ｖ２未満である場合は（Ｓ１２：Ｎｏ）、さらに湿度センサ１７ｄの検出値に基づいて湿度を算出し、その算出した湿度が設定値Ｖ３以上であるか否かを判定する（Ｓ１３）。マイクロコンピュータ２１によるＳ１０の処理（Ｓ１１〜Ｓ１３の処理）が本発明の空気清浄度算定手段に相当する。

なお、Ｓ１１〜Ｓ１３の各判定処理は、予め定められた計算式に基づいて実行してもよいし、例えば図８（ａ）〜８（ｃ）に示すような各検出値とガス濃度とを対応付けた判定テーブルを参照して実行してもよい。

マイクロコンピュータ２１は、算出したアルコール濃度、匂いに関するガス濃度、及び湿度のうちいずれか一つでもそれぞれ対応する設定値以上であると判定した場合は（Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３のいずれかがＹｅｓ）、車室内の空気清浄度が低い旨のメッセージ情報を多重通信線ＢＵＳを介してメータＥＣＵ２２０に送信し、ディスプレイ２２１に表示させる（Ｓ１６）。また、マイクロコンピュータ２１は、エアコンＥＣＵ１００に対して、エアコンユニットＡＵの吸い込み口が外気導入モードとなるように内外気切り替えモータ１１２を駆動するための制御信号を送信する（Ｓ１７）。これにより、操作パネル１２４のオン操作によって、半自動的に吸い込み口が外気導入モードに切り替えられるようになる。

一方、マイクロコンピュータ２１は、算出したアルコール濃度、匂いに関するガス濃度、及び湿度のいずれもが対応する設定値未満であると判定した場合は（Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３の全てがＮｏ）、車室内の空気清浄度が高い旨のメッセージ情報を多重通信線ＢＵＳを介してメータＥＣＵ２２０に送信し、ディスプレイ２２１に表示させる（Ｓ１４）。また、マイクロコンピュータ２１は、エアコンＥＣＵ１００に対して、エアコンユニットＡＵの吸い込み口が内気循環モードとなるように、あるいは内気循環が維持されるように内外気切り替えモータ１１２を駆動するための制御信号を送信する（Ｓ１５）。これにより、操作パネル１２４のオン操作によって、半自動的に内気循環モードに切り替えられるようになる。

したがって、車室内の空気清浄度が低い旨のメッセージ情報を乗員に報知することで、乗員に操作パネル１２４のオン操作を促すことができ、操作パネル１２４のオン操作により半自動的に外気導入モードに切り替えられるので、車室内の空気状態の清浄度を良好に保つことができる。

以上の説明からも明らかなように、この実施例１によれば、ガスセンサ群１７が、装置本来の用途であるアルコール濃度の検出に限らず、車室内の空気状態を検知するために利用されるので、他の装置に搭載されていた機能が重複するセンサを廃止することができ、車両全体におけるセンサ搭載状況を最適化することができる。

上記実施例１では、アルコール検出ＥＣＵ２０のマイクロコンピュータ２１が空気清浄度算定手段を構成したが、これに加えて又は代えて、例えばエアコンＥＣＵ１００のマイクロコンピュータ１０１が空気清浄度算定手段を構成するようにしてもよい。この実施例２では、マイクロコンピュータ１０１のＲＯＭ等に図９に示すような空気清浄度算定プログラムが記憶されていて、マイクロコンピュータ１０１がその空気清浄度算定プログラムを繰り返し実行することとなる。

図９の空気清浄度算定プログラムでは、マイクロコンピュータ１０１がＳ２０の処理にて、アルコールセンサ１７ａ、匂いセンサ１７ｂ及び湿度センサ１７ｄの各検出値を多重通信線ＢＵＳを介してアルコール検出ＥＣＵ２０から取得するように構成されており、このＳ２０の処理を実行する点を除けば、以降のＳ２１〜Ｓ２７の処理は、図６における空気清浄度算定ルーチンのＳ１１〜Ｓ１７の処理とほぼ同様である。

この実施例２によれば、車室内の空気清浄度が低い場合にはエアコンＥＣＵ１００のマイクロコンピュータ１０１が自動的に外気導入モードに切り替えるように構成することができ、上記実施例１と同様、車室内の空気状態の清浄度を良好に保つことができる。

（変形例）
上記実施例１及び実施例２では、ガスセンサ群１７を、アルコールセンサ１７ａ、匂いセンサ１７ｂ、温度センサ１７ｃ、湿度センサ１７ｄ及び酸素センサ１７ｅの各種ガスセンサで構成したが、これらのガスセンサ１７ａ〜１７ｅに加えて、例えば図３にて破線で示すように、車室内の気圧を検出する気圧センサ１７ｆや、車室内の二酸化炭素を検出する二酸化炭素センサ１７ｇを設けてもよい。気圧センサ１７ｆが検出する気圧の変化をモニタし、又は二酸化炭素センサ１７ｇが検出する二酸化炭素の変化をモニタすることにより、車室内をより一層快適な空気状態に保つことができる。

なお、例えばアルコール燃料を使用する車種においては、アルコールセンサ１７ａが検出するアルコールの変化をモニタすることにより、燃料漏れを良好に防止できるようになる。

また、上記実施例１及び実施例２では、メータＥＣＵ２２０に接続されたディスプレイ２２１が報知手段として機能するように構成したが、報知手段はこれに限らず、例えばナビゲーションＥＣＵ２１０に接続されたディスプレイや、エアコンＥＣＵに接続されたディスプレイ、又はアルコール濃度検出装置１０に新たにディスプレイを搭載し、これらのディスプレイが報知手段として機能するように構成してもよい。また、報知手段は視認できるものに限らず、例えばナビゲーションＥＣＵ２１０に接続されたスピーカ等、音声メッセージによるものであってもよい。

また、上記実施例１及び実施例２では、アルコール検出ＥＣＵ２０とエアコンＥＣＵ１００とを連携させるように構成したが、これに加えて又は代えて、例えばドアＥＣＵと連携させ、例えば車室内の空気清浄度が低い場合にはウインドが開くようにウインド開閉モータを駆動するように構成することも可能である。

１０アルコール濃度検出装置
１４ファン（呼気引込手段）
１７ガスセンサ群
１７ａアルコールセンサ
１７ｂ匂いセンサ
１７ｃ温度センサ
１７ｄ湿度センサ
１７ｅ酸素センサ
２０アルコール検出ＥＣＵ
２１マイクロコンピュータ（制御手段、空調清浄度算定手段）
２４多重通信回路
ＢＵＳ多重通信線（通信線）
１００エアコンＥＣＵ
１０１マイクロコンピュータ（空調制御手段、空調清浄度算定手段）
ＡＵエアコンユニット
１１２内外気切り替えダンパ用モータ（内外気切り替え手段）
２２０メータＥＣＵ
２２１ディスプレイ（報知手段）

Claims

乗員の呼気に含まれるアルコール成分を検出するアルコールセンサと、その呼気に含まれるアルコール成分以外のガス成分を検出するガスセンサとを含んで構成されるガスセンサ群と、
前記アルコールセンサの検出値に基づいてアルコール濃度を算出し、その算出したアルコール濃度を前記ガスセンサの検出値に基づいて補正する制御手段とを備え、
前記ガスセンサ群は、前記アルコール濃度を算出することに加えて、車室内の空気状態を検知するために利用され、
検出対象である気体中の酸素濃度が予め定められた設定値未満であることを条件として前記アルコール濃度が算出され、前記酸素濃度が前記設定値以上であることを条件として車室内の空気状態の空気清浄度が算定されることを特徴とするアルコール濃度検出装置。
乗員の呼気を引き込む呼気引込手段を備え、前記呼気引込手段が乗員の呼気の代わりに車室内の空気を引き込んだときの前記ガスセンサ群の検出値に基づいて車室内の空気状態を報知する報知手段を備える請求項１に記載のアルコール濃度検出装置。
前記ガスセンサ群は、温度センサ及び湿度センサを備えており、前記報知手段は、前記温度センサ及び前記湿度センサの各検出値に基づいて車室内の空気状態の一指標としての温度及び湿度をそれぞれ乗員に報知する請求項２に記載のアルコール濃度検出装置。
前記ガスセンサ群は、さらに匂いセンサを備え、前記アルコールセンサ、前記湿度センサ及び前記匂いセンサのうちいずれか一つの検出値に基づいて車室内の空気状態の一指標としての空気清浄度を算定する空気清浄度算定手段が設けられており、前記報知手段は、前記空気清浄度算定手段が算定した空気清浄度を乗員に報知する請求項３に記載のアルコール濃度検出装置。
前記制御手段は、車室内の空調を制御する空調制御手段と通信線を介して前記温度センサ及び前記湿度センサの各検出値を通信可能に接続されており、前記空気清浄度算定手段が算定した空気清浄度に応じて前記空調制御手段に対し内外気切り替え手段を内気循環モードから外気導入モードへ切り替える旨の制御信号を送信する請求項４に記載のアルコール濃度検出装置。
前記制御手段は、車室内の空調を制御する空調制御手段と通信線を介して前記温度センサ、前記湿度センサ、前記アルコールセンサ及び前記匂いセンサの各検出値を通信可能に接続されており、前記空調制御手段は、前記空気清浄度算定手段が算定した空気清浄度に応じて内外気切り替え手段を内気循環モードから外気導入モードへ切り替える請求項４に記載のアルコール濃度検出装置。