WO2005026712A1

WO2005026712A1 - ガス検出装置

Info

Publication number: WO2005026712A1
Application number: PCT/JP2003/011526
Authority: WO
Inventors: Mitsuharu Kira; Kazuo Onaga; Shinichi Matsumoto; Harumi Kohno
Original assignee: Fis Inc.
Priority date: 2003-09-09
Filing date: 2003-09-09
Publication date: 2005-03-24
Also published as: AU2003262028A1; JP4074634B2; JPWO2005026712A1

Abstract

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で第１及び第２のセンサ１，２の出力を取り込み、この出力と第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汚れ信号が所定の検知レベルを越えるとガス検知信号を出力し、このガス検知信号を受けて切替制御部５がダンパ２０を内気循環に切り替える。基準値更新部６は、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、各センサ１，２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基準値としており、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いる。

Description

明細書

ガス検出装置技術分野

本発明は、大気中の排気ガスゆ悪臭ガスを検出するめのガス検出装置に関するちのである。

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バ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ゆ、 NO x · CO *ハイド口カーボン（未燃炭化水素： H C)などの種々の排気ガスに対する感度の違いゆ、時間的なドリフ卜があり、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璗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、ダンバ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ち半導体ガスセンサの出力変化が大きければ、ダンバを閉じてしまうため、ダンバの閉時間が不必要に長くなつたり、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 <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揚合、ガスセンサの出力変化が小さいので、ダンバ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ち、卜ンネルの内部のように排気ガス濃度が高し、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、ダンバ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鐘として、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（例えぱ特開 200 1—28 1 1 85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、排気ガスがあるにちかかわらず、ダンバ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しう問題があつた。

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、この基準鐘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值にしてしまうと、清浄な空気を汚れた空気と誤検知し、ダンバ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。発明の開示

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、排気ガスゆ悪臭ガスの有無を確実に挨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值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值と所定の第 1基準值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基準值を差し引いた値に 1よりち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基準値を加えた值を、新な第 1基準値とする基準值更新部とを備え、基準値更新部は、ガス濃度が高くなる汚れ方向に第 1基準值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基準值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基準值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ち、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接出することができる。しがって、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ち人の感覚に合ったダンバ制御を行うことができ、そのえ第" 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基準値がゆつ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バ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、ダンバが内気側に切り替わっ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基準值が清浄方向に急速に変化し、微量の排気ガスゆ悪臭ガスを検知してダンバ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タンパを制御することができる。

ま上記ガス検出装置では、さらに上記基準值更新部が、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、さらに上記基準鐘更新部が、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 <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揚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つて、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。

上記ガス挨出装置では、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 ί扁差を第 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值を上記第 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、温度ゆ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鐘が高くなる第 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 <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基準謹との偏差から第 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挨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ちに、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基準鐘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のセンサもディ一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一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基準鐘を清浄方向に更新するのを禁止するととちに、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、誤挨知を防止できる。

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 I 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基準膣との差に 1 よりち小さい所定の係数を掛けた幢に、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汚れ信号の閾值（検知レベル）を小さい値に設定した揚合、第 1基準値が清浄方向に少しでち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值に設定しにくく、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つたり、ダンバを制御する場合にはダンバの答が遅くなるが、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、低濃度の排気ガスゆ悪臭ガスを短期間で検知することができる。したがつて、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ちに、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ノ \° 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汚れ信号が所定の挨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、ダンバ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接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卜させ、タイマが計時中に第 1及び第 2汚れ信号がそれぞれ接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閧 <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汚れ信号が両方とちに挨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梭出できなければ、所定時間後にダンパを開いているので、ダンバを開いた直後にタ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、タ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、ダンパを閧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ち、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、ダンバ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ち無視しているので、ダンバ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、ダンバ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タ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ゆ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、ダンバが閉じられるのを防止できる。図面の簡単な説明

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バ制御システムのブロック図である。

囡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正面図である。

囡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ヤ一卜である。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ヤ一卜である。囡 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口 —チヤ一卜である。

囡了は、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口一チヤ一卜である。

囡 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口一チヤ一卜である。

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口 —チヤ一卜である。

図 1〇は、同上の別の実施形態のガス検出装置を用いたダンバ制御システムのブロック図である。図 1 1は、同上のダンバ制御動作を説明するフローチヤ一卜である。発明を実施するための最良の形態

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一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、 AZD変換器 3 a， 3 b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 4 aと、第 2のセンサ 2の出力に基づし、てガリ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 4 bと、切替制御部 5と、基準值更新部 6と、センサ駆動部 7とを主な構成として有し、 0変換器3 &, 3 b、第 1及び第 2のガス判定部 4 a, 4 b、切替制御部 5、基準膣更新部 6、及びセンサ駆動部 7は、 AZD 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は自動車のダンバ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 1 1の一端には、車外の空気を導入する外気導入用ダク卜 1 2と、室内の空気を循環して導く内気導入用ダク卜 1 3とが連結される。ダクト 1 2， 1 3とダクト 1 1との連結部分には、空気の流入経路をダクト 1 2又はダク卜 1 3に切り替えるためのダンバ 20が配設され、ダンバ駆動部 2 1が切替制御部 5から入力される切替信号に麻じてダンバ 2〇を外気側又は内気側に切り替えている。そして、ダク卜 1 1の下流側には送風甩のファン（図示せず）が配置され、ファンを動作させると、ダクト 1 2又は 1 3から取り入れられた空気がダク卜 1 1を通って車室内に導かれるようになつている。

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バ 20をダク卜 1 3側に切り替えて汚れ空気の流入を防止するとともに、排気ガス濃度ゆ悪臭ガス濃度が低くなるとダンバ 2〇をダク卜 1 2側に切り替えて清浄な外気を車室内に取 ^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 N O X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に示すよに酸化錫（S n〇₂) 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 1 aを有し、この感ガス体 1 a中にコイル状の白金よりなるヒータ兼用電極 1 bを埋設するとともに、ヒータ兼用電極 1 b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 1 cを感ガス体 1 a中に埋設している。ここで、感ガス体 1 aから突出するヒータ兼用電極 1 bの両端部からリード線 8 a, 8 cが構成され、感ガス体 1 aから突出する抵抗検出用電極 1 cの一端部からリード線 8 bが構成される。そして、第 1のセンサ 1はリード線 8 a〜 8 cを介して、樹脂製のベース 1 0に貫設された 3本の端子 9 a〜9 c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 1 bの加熱を制御するとともに、感ガス体 1 a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 1 bにはスィッチ素子 Q 1を介して一定電圧 V cが印加されるようになっており、スィッチ素子 Q 1がオンした時にヒータ兼用電極 1 bに通電され、ヒータ兼用電極 1 bが発熱する。ま、抵抗検出用電極 1 cには負荷抵抗 R 1 a、及び、スィッチ素子 Q 2と負荷抵抗 R 1 bとの直列回路を介して一定電圧 V cが印加され、さらに抵抗検出用電極 1 cが AZD変換器 3 aの入力端子に接続されている。スィッチ素子 Q 1， Q 2はセンサ駆動部 7からの出力信号 a, bによって才ンノオフが切り替わり、スィッチ素子 Q 1がセンサ駆動部了の出力信号 aによって所定時間オンすると、ヒータ兼用電極 1 bに通電されて、ヒータ兼用電極 1 bの発熱によって感ガス体 1 a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. 8m S)毎に所定時間（約〇. 1 6 m S)だけヒータ兼用電極 1 bを通電するデューティ制御を行うことによつて、感ガス体 1 aを 300°C程度に加熱している。

そして、ヒータ兼用電極 1 bに通電していない期間において、 AZD変換器 3 aは所定の^ンプリング周期 t s毎に第 1のセンサ 1の両端電圧を AZD変換し、デジタル値に変換されセンサ出力 V dを第 1のガス判定部 4 aに出力する。ここで、スィッチ素子 Q 2がセンサ駆動部了の出力信号 bによってオンすると、負荷抵抗 R 1 aと並列に負荷抵抗 R 1 bが接続されて、抵抗検出用電極 1 c 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つている。すなわち、センサ駆動部 7は、 Aノ D変換器 3 aに入力される信号レベルに疝じてスィッチ素子 Q 2のオン Zオフを切り替えており、信号レベルが小さくなると、スィッチ素子 Q 2をオンして負荷抵抗鐘を小さくすることで、 AZD変換器 3 a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し、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 H C及び C 〇ゆ悪臭ガス（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 ί直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（S n〇₂) などの金属酸化物半導体を主成分として略球伏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伏の白金よりなるヒータ兼用電極 2 bを埋設するとともに、ヒータ兼用電極 2 b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 2 c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 2 bにはスィッチ素子 Q 3を介して一定電圧 V cが印加され、抵抗検出用電極 2 cには負荷抵抗 R 2 a、及び、スイッチ素子 Q 4と負荷抵抗 R 2 bとの直列回路を介して一定電圧 V cが印加されており、抵抗挨出用電極 2 cが AZD変換器 3 bの入力端子に接続されている。スィッチ素子 Q 3， 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、スィッチ素子 Q 3がセンサ駆動部了の出力信号 cによって所定時間オンすると、ヒータ兼用電極 2 b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 2 bに通電していない期間に、 AZD 変換器 3bが所定のサンプリング周期 t s毎に第 2のセンサ 2の両端電圧を A ZD変換し、デジタル値に変換されたセンサ出力 V gを第 2のガス判定部 4 bに出力する。なおセンサ駆動部 7は、 A/D変換器 3 bに入力される信号レベルに ^じてスィッチ素子 Q4をオンノオフさせることで、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のヒータ〇N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ィッチ素子 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のフローチヤ一卜に基づし、て説明する。

図 4は第 1のガス判定部 4 a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、囡 5は第 2のガス判定部 4 b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 4 a, 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《31. G2をそれぞれ設定した後（ステップ S1, S1 1) 、 AZD変換器 3a, 3 bから入力されセンサ出力 V d, 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、八 0変換器3&, 3 bに 8ビッ卜の 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 FM 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=VdX256/ (256-Vd) -- (1 )

Rg=VgX256/ (256— Vg) … (2)

となる。そして、抵抗値 Rd、 Rgの計算が終了すると、基準值更新部 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基準值 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)。

S 3の判定で第 1のセンサ側の第 1基準値 R dm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 R dm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 S 5)。 S 5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 R dmを汚れ方向に更新するル一チンを実行した後（ステップ S6)、汚れ判定ルーチンに移行し（ステップ S 7)、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（ステツプ S7)。

一方、 S 13の判定で第 2のセンサ側の第 1基準値 R gm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 Rgm〇以上か否かを判定し（ステップ S14)、抵抗値 Rgが基準値 RgmO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 S 1 5)、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 R gmO未満であれば、第 1基準値 R gm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の判定で更新周期丁が経過するたびに、基準値更新部 6は第 1基準鐘 Rgmを汚れ方向に更新するル一チンを実行した後（ステップ S17)、汚れ判定ルーチンに移行し（ステップ S 18)、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鐘 Rgm〇とセンサ抵抗 R gとから求めた第 1汚れ信号 Gと所定の判定瞌 G 3との大小を比較し（S22)、第 1汚れ信号 Gか'判定鐘 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、 S 22の判定で第 1汚れ信号 Gが判定値 G 3未満であれば、基準鐘更新部 6は、第 1のセンサ 1の抵抗値 Rdと前回の第 1基準値 Rdm〇との大小を比較し（S23)、 Rdm〇≥Rdであれば、前回更新時の基準値 Rdm 〇から、基準値 RdmO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 1ZCd (Cd>1 ) とすると、基準値 R dmは次式で表される。

Rdm二 RdmO— （RdmO— Rd)ノ Cd … （3)

また S 23の判定で R d m 0 < R d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が判定鐘 G 3以上になると、第 1のセンサ側の第 1基準纏 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 (3が一旦判定値 G 4 «G3)未満になつた後、判定埴 G 3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、 S 21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と判定鐘 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と判定鐘 G 3との大小を比較する（S28)。そして、 S 28の判定で第 1汚れ信号 Gが判定値 G 3以上であればステップ S 33に移行し、第 1汚れ信号 Gが判定値 G 3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、カウンタのカウン卜値を 0にリセッ卜して（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卜が終了したか否かを判断し（S30)、カウン卜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 S 23に移行して基準値を更新する処理を行う。なお S3〇の判定の結果、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基準鐘 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基準值 R d mの清浄方向への更新ルーチンにおいて S 23の処理を無くした点以外は第 1基準値 R dm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基準鐘 RdmO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 D 3以上になると、第 1汚れ信号 Dが一旦判定值 D4 (<D3)未満となり、その後判定値 D 3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 R gm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揚合には、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 Rgm〇を引いた值に所定の更新比率を掛け合わせ、さらに基準値 R gm〇を加算し値を新たな基準値 Rgmに設定している。ここで、更新比率を IZCg (Cg>1 ) とすると、基準値 Rgmは次式で表される。

Rgm二 Rgm〇+ (Rg-RgmO) /Cg … （4)

次に、第 1のセンサ側の第 1基準値 R dm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 R dと前回の第 1基準値 RdmOとの大小を比較し（S46)、 Rdく RdmOであれば前回の第 1基準値 RdmOを新な基準値 Rdmに設定して更新ル一チンを終了し、 Rd RdmOであれば前回の第 1汚れ信号 Dと所定の判定値 D 5 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 RdmOを引い鐘に所定の更新比率（1 Pd) を掛けた値を更新量（二（Rd— Rdm〇） /Pd) とし（S4 9)、第 1汚れ信号 Dが判定鐘 D 5以上であれば、センサ抵抗 Rdから第 1基準値 Rdm〇を引いた籠に、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で除し鐘（Ld/D)を掛けた値を更新量（二 (Rd-RdmO) XL d/D) とする（S5〇）。 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鐘 R d m〇に S 49又は S 50で求めた更新量を加算した値を新たな基準値 R d mとし（S52)、 1未満であれば前回の基準値 Rdm〇に 1を加算した値を新ノ

たな基準値 R dm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 D 5以上であれば第 1基準値 R dmは以下の式（6)で表される。なお Pd〉1、 L d〉 1である。

Rdm二 RdmO+ (Rd— Rdm〇） /Pd … ）

Rdm二 Rdm〇+ (Rd— RdmO) XLdZD … （6)

次に第 2のセンサ側の第 1基準値 R gmを汚れ方向に更新するルーチンを図 9のフローチヤ一卜に従って説明する。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 R gmOがセンサ抵抗 R g未満の場合は、前回の基準値 Rdm〇を新な基準値 Rgmとする。一方、前回の基準値 Rgm 0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 G 5未満であれぱ新たな基準値 Rgmは以下の式（7)で表され、判定値 G5以上であれば新な基準値 Rgmは以下の式（8)で表される。

Rgm = RgmO- (RgmO-Rg) /Pg … （7)

Rgm二 Rgm〇一 (R gmO-R g) XL g/G ··· (8)

だし、 Pg〉1、 Lg〉1とし、（RgmO— Rg) ZPgが 1未満、又は、（RgmO— Rg) XLgZGが 1未満であれば Rgm二 Rgm〇一 1とする。

以上のようにして第 1基準値 R dm, 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第 1基準値 Rdm， Rgmを差し引いた値を、第 1基準碹 Rdm， Rgmで割って抵抗比を求めることで、温度ゆ湿度によつて変化するセンサ抵抗鐘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（K d〉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二 (Rd-Rdm) XKd/Rdm

G二（Rgm— Rg) XKg/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と所定の判定值 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 F DON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「〇」とする（D汚れ判定ルーチン S7)。また、第 2のガス判定部 4bち、第 1のガス判定部 4 aと同様に、第 1汚れ信号 Gと所定の判定値 G1, G2 (G 1 >G2) との大小関係を比較し、第 1汚れ信号 Gが判定値 G1以上になると楱知フラグ FGONの値を「1」とし、その後第 1汚れ信号 G 判定値 G2よりち低くなると検知フラグ FGONの碹を「〇」とする（G汚れ判定ルーチン S18)。このよラに、各ガス判定部 4 a, 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 4 aから入力される検知フラグ F D O Nの値と第 2のガス判定部 4 bから入力される挨知フラグ F GO Nの ί直の論理和を求め、少なくとち何れか一方の検知フラグ F DON、 F GONの値が「1」であれば（つまり第 1汚れ信号 D, Gの内の少な <とち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（ダンバを閉じる）制御信号をダンパ駆動部 2 1に出力し、この制御信号を受けてダンバ駆動部 2 1がタンパ 20 を内気側に切り替える。また、両ガス判定部 4 a, 4 bからの挨知フラグ F D〇 N、 F GONの籠が両方共に「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 t dの経過後に外気導入に切り替える（ダンバを開く）制御信号をダンバ駆動部 2 1に出力し、この制御信号を受けてダンバ駆動部 2 1がダンバ 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 R d m， R g m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 R d mは増加し、第 1基準値 R g m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、ダンバ 2〇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ゆ悪臭ガス濃度が低下すると、それに伴って第 1基準値 R d mは低下し、第 1基準値 R g m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ゆ悪臭ガスを検知することができるようになって、ダンバ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バ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ち、第 1汚れ信号を用いて排気ガスゆ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基準纏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基準纏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 基準鐘を汚れ方向にゆっくりと変化させることができ、タンパ 2〇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、タンパ 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 ZP dと 1 ZC dを略同じ値とし、更新比率 1 Z P gと 1 ZC g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 R dを、丫は第 1基準値 R d m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にち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ゆすくしておいた場合、ガリ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）に変化するめ、第 1のセンサ 1 に対する第 1基準値 R d m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、ダンバ 20が内気側に切り替わつ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基準值 R g m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、ダンバ 2〇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及び図了に示す更新ルーチンで説明しように、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 D 3)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 V g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バ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接出して、第 1汚れ信号 Gが第 2の閾値レベル（判定値 G 3) 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值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 V d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バ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（D 3〉D4, G 3〉G 4)、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 R d m， R g mを汚れ方向に更新する際に、第 1汚れ信号 D、 Gが判定値 D 5、 G 5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 ZP d , 1 Z P gで一定の場合、排気ガス濃度ゆ悪臭ガス濃度が高い雰囲気中では更新量が大き <なる。したがって、排気ガス濃度ゆ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 R d m, R g mが大きく変化することにな Ό、排気ガス濃度或いは悪臭ガス濃度が若干下がつただけでもダン/ \° 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揚合がある。

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（LdZD)、 (Lg/G) としているので、第 1基準値 R dm, Rgmの更新衋を第 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つた場合（すなわち第 1汚れ信号 D, Gが大きくなつた場合）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 基準值 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、ダンバ 20が外気側に切り替わってしまのを防止できる。

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 <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基準幢を更新する場合の更新比率 1ノ P d， 1 ZPg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 ZCg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ち良 <、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からダンパ閧閉装置に対しダンパを閧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バの開閉制御ゆ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で各のガス判定部の基準鐘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ゆ悪臭ガス（還元性ガス）に対して感度を有しているめ、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バ 2 0を内気側に切り替えることができるように上記判定値 D 1、 D 2、 G 1、 G 2を非常に小さな値に設定し場合、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ち行き過ぎると、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。このような誤接知を避けるために上記判定値 D 1、 D 2、 G 1、 G 2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 <、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バ 2〇を開閉する時間が必要になるので、ダンバ 2〇が切り替えられるまでの疝答時間が長くなつたり、ばらついり、場合によっては判定値に到達せずにダンバ 2〇が外気側に切り換えられままになる。

そこで、本実施形態では、実施形態 1のガス挨出装置 Aにおいて、ディーゼル車の低濃度の排気ガスを接出する第 1の低濃度ガス判定部 4 c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 4 dとを設けている。図 1〇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、 /0変換器3 &， 3 b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 4 c と、第 2の低濃度ガス判定部 4 dと、切替制御部 5と、基準值更新部 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〜4 d、切替制御部 5、基準暄更新部 6、及びセンサ駆動部 7は、 AZD変換器を内蔵し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， 4 d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 4 c， 4dは、上述したガス判定部 4a， 4 bと同様に、 AZD変換器 3a， 3 bから入力されたセンサ出力 V g, 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、ディ一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 D〇 2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 GO 2にそれぞれ変換する。ここで、 Kd 2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)、 Kg 2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 D〇2, G02は次式で表される。

D02二 (Rd-Rdm2) XKd2/Rdm2

G02= (Rgm2-Rg) XKg2/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 D〇2， G02を求める際に用いる第 2基準値 Rdm2, R gm2は、第 1基準値 R dm， 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, R gm2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基準鐘 Rdm2, Rgm2の更新処理を簡単に説明すると、基準膣更新部 6では、今回サンプリングした両センサ 1， 2の抵抗值 Rd, Rgから前回更新時の第 2基準値 Rdm〇2， 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 RdmO 2， Rgm〇2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〉Rdm〇2、 Rg<Rgm02)の更新比率を 1 ZPd2、 1 ZPg2とすると（Pd2〉1、 Pg2〉1) 、この場合の第 2基準値 Rdm2、 R gm2は次式により決定される。

Rdm2 = Rdm02+ (Rd— Rdm〇2) /Pd2

Rgm2二 Rgm〇2+ (Rg-Rgm02) /Pg2

二 Rgm〇2— (Rgm02-Rg) /Pg2

ただし、（Rd— Rdm〇2) /Pd2<1のときは（Rd— Rdm〇2) Pd 2=1とし、（Rgm02— Rg) ZPg2<1のときは（Rgm〇2— Rg) ZPg2二 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 R d < R d m〇 2、 Rg>Rgm02)の更新比率を 1ZCd2, 1/Cg2とすると（Cd2〉1、 Cg2〉1)、この場合の第 2基準値 Rdm2， R gm2は次式により決定される。

Rdm2 = Rdm02+ (Rd-Rdm02) /Cd2

= Rdm02- (Rdm〇2— Rd) /Cd2

Rgm2 = Rgm02+ (Rg— Rgm〇2) /Cg2

上述のようにして第 2汚れ信号 DO 2， 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 DO 2が判定値 D12以上であれば一定時間 Td 2だけ検知フラグ FDONの馗を「1」とする。ま、第 2の低濃度ガス判定部 4 dち、第 1 の低濃度ガス判定部 4cと同様に、第 2汚れ信号 GO 2と所定の判定値 G12との大小関係を比較し、汚れ信号 G〇2が判定値 G12以上であれば一定時間 Tg 2だけ検知フラグ FGONの暄を「 1」とする。

そして、切替制御部 5では、各判定部 4 a〜4dから入力される検知フラグ FD〇N、 FGONの値に基づいてダンバ 20の開閉を制御する。図 1 1はダンパ 2〇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 FD〇N、 FGONの値が共に 0となるか否かを判定する（S6 2, S63) 。そして、検知フラグ FD〇N、 FGONの何れかが 1であれば、内気導入に切り替える（ダンバを閉じる）制御信号をダンバ駆動部 21に出力して（S69)、ステップ S7〇に移行する。一方、検知フラグ FDON、 FGO N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 DLYO F F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 S 68に移行し、フラグ D L丫〇 F Fの值が 1であれば所定のホールド時間 Tw3のカウン卜か'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に移行してダンバ 20を閉じたままとし、 S 65の判定でカウン卜か'完了していれば、ホールド期間中を示すフラグ D L Y OFFの值を 0にするとともに（S66)、第 1及び第 2の低濃度ガス判定部 4 c 4dの出力を無効とするフラグ DL YON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 FD〇N、 FG〇Nを無効とした後（S67)、外気導入に切り替える（ダンバを開く）制御信号をダンバ駆動部 21に出力して（S68)、ステップ S了 0に移行する。そして、ステップ S了〇ではフラグ D LYONの値が 1か否かを判定し、フラグ D LYONの值が 1であれば、所定の停止時間 Tmのカウン卜が終了したか否かを判定し（S71)、停止時間のカウン卜が終了し時点でフラグ D LYONの値を〇として、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 FD〇N、 FGONを有効とする（S了 2)。

：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 R d m 2， Rgm 2を更新する更新周期 T 2を、清浄方向に第 2基準値 Rdm2， Rgm2 を更新する更新周期 t 2よりち長く、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 t 2を上記更新周期 tよりち短く、且つ、サンプリング周期 t sと等しいか又は t sよりも長い時間に設定しているので（t s≤t 2<T 2<T、 t 2< 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， R gmに比べて短時間で変化させることができ、その分だけ判定鐘 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、その分だけ判定鐘 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、排ガス濃度ゆ悪臭ガス濃度の僅かな増加を短時間で検出して、ダンバ 20を内気側に切り替えることがでさる。

また本実施形態では各センサ 1 , 2毎に 2組づっある判定部 4a~4dの内、一方の組の第 1の低濃度ガス判定部 4 cと第 2の低濃度ガス判定部 4 dが判定に用いる第 2基準鐘を、もう一方の組の第 1のガス判定部 4 aと第 2のガス判定部 4 b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バ 2〇を切り替えることができるが、その結果、ダンバ 2〇の切替回数が増加する。ダンバ 20の切替回数の増加はダンバ 2 0を駆動するモータの寿命にとって好ましくなく、またダンバ 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、ダンバ 20の切替動作には数秒 (7秒程度）を要するちのもあり、ダンバ 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、ダンバ 2〇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、ダンバ 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、挨知フラグ FD〇N、 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つてからも）、ダンバ 2〇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バ 20を内気側に切り替えたままにしている。ま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 FD〇N、 FGONが共に「〇」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秒間はダンバ 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バ 20を外気側に切り替えるようにしているので、ダンバ 2〇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 FD〇N、 FGONが共に「0」になつて（つまり排気ガス及び悪臭ガスを検知しなくなって）、ダンバ 2〇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つと検知フラグ FD 〇N、 FGONが「〇」のままで、内蔵タイマがカウントアップし時点でダンパ 2〇を外気側に切り替えた場合、ダンバ 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の值を 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 FD〇N、 FGONを無効にしているので、ダンバ 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, 4 d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、ダンバ 20の駆動モータにかかる不要な負荷を低減して、モ一夕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 4 a, 4 bと第 1及び第 2の低濃度ガス判定部 4 c， 4 dの判定結果に基づいて切替制御部 5がダンバ 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 4 a， 4 b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 4 c , 4 dを設け、これら第 1及び第 2の低濃度ガス判定部 4 c， 4 dの判定結果に基づいて切替制御部 5がダンバ 20の切替制御を行うよにしてち良い。

(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ちのを使用した場合、例えばガソリン車の排気ガスで汚染された卜ンネルから外に出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の抵抗幢が上昇して、第 1の低濃度ガス判定部 4 c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 4 bに、所定の判定値 G 6、 G了 (G 7≤G 6) を設定し、第 1汚れ信号 Gが判定値 G 6以上になっあと、判定値 G 7よりも小さくなるまで、第 1の低濃度ガス判定部 4 c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 4 c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の抵抗值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 4 cの判定を停止させる際の判定停止レべル（判定値 G 6, G 7) 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 4 cに安定した動作を行わせることができる。産業上の利用可能性

上記したょラに、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基準値との扁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、排気ガスゆ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バの切替制御を行えば、どのよろ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

求の範囲

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^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ち長い第 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基準值を加えた値を、新な第 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基準值を汚れ方向に更新する揚合の第 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基準鐘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記載のガス挨出装置。

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、上記基準鐘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ちに、上記第 2の閾値レベルを下回ると第 1のセンサ側の基準鐘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

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閧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ち何れか一方が成立すると、ダンバ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接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卜させ、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、タイマがカウン卜アップした時点でダンバ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。

1 0. 上記切替制御部は、ダンバ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、ダンバ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。

1 1 . 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バ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。