(57)【要約】【課題】複数の発熱抵抗体を有する可燃性ガス検出装置において、発熱抵抗体の異常の検知精度を向上させる。【解決手段】通常動作期間（０〜Ｔ１，Ｔ３〜Ｔ１’）は、第１発熱抵抗体３４１を使用して、被検出雰囲気の可燃性ガスのガス濃度Ｘ１を検出し、判定動作期間（Ｔ１〜Ｔ３，Ｔ１’〜Ｔ３’）だけ、第２発熱抵抗体３４２も使用してガス濃度Ｘ２を検出し、両検出結果Ｘ１，Ｘ２を比較することで、第１発熱抵抗体３４１の異常の有無を判定する。しかも、通常動作期間では、第１発熱抵抗体３４１のみ通電し、判定動作期間では、第１発熱抵抗体３４１および第２発熱抵抗体３４２を、一方への通電時には他方が非通電（通電停止）となるように、交互に通電制御を行う。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可燃性ガスのガス濃度を検出する可燃性ガス検出装置において、
被検出雰囲気内に配置されて、可燃性ガスの濃度に応じて自身の抵抗値が変化する第１発熱抵抗体と、
被検出雰囲気内に配置されて、可燃性ガスの濃度に応じて自身の抵抗値が変化する第２発熱抵抗体と、
前記第１発熱抵抗体および前記第２発熱抵抗体のうちいずれかを制御対象として択一的に通電を行い、前記制御対象の抵抗値が予め設定された目標温度に対応した大きさとなるように前記制御対象の通電状態を制御する通電制御手段と、
前記通電制御手段の制御対象が前記第１発熱抵抗体である時に検出される当該第１発熱抵抗体の両端電圧から前記可燃性ガスのガス濃度に応じた値を示す第１算出値を算出する第１算出手段と、
前記通電制御手段の制御対象が前記第２発熱抵抗体である時に検出される当該第２発熱抵抗体の両端電圧から前記可燃性ガスのガス濃度に応じた値を示す第２算出値を算出する第２算出手段と、
前記第１算出手段および第２算出手段にて算出される、前記第１算出値と前記第２算出値とを比較することにより、前記第１発熱抵抗体の異常の有無を判定する異常判定手段と、
を設けたことを特徴とする可燃性ガス検出装置。
【請求項２】
前記第１発熱抵抗体と前記第２発熱抵抗体とは、同一基板上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の可燃性ガス検出装置。
【請求項３】
前記異常判定手段は、予め設定された判定条件が成立する毎に作動することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の可燃性ガス検出装置。
【請求項４】
前記判定条件が成立すると、前記第２算出手段による前記第２算出値の算出に必要なデータを取得する期間だけ前記第２発熱抵抗体を制御対象とし、それ以外の期間では前記第１発熱抵抗体を制御対象とするように、前記通電制御手段を作動させる通常時作動手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の可燃性ガス検出装置。
【請求項５】
前記異常判定手段が異常ありと判定した場合、前記通電制御手段による前記第１発熱抵抗体および前記第２発熱抵抗体への通電を停止する第１異常時作動手段を備えることを特徴とする請求項４に記載の可燃性ガス検出装置。
【請求項６】
前記異常判定手段が異常ありと判定した場合、前記通電制御手段による前記第２発熱抵抗体への通電、および前記第２算出手段による前記第２算出値の算出を行わせる第２異常時作動手段を備えることを特徴とする請求項４に記載の可燃性ガス検出装置。
【請求項７】
前記異常判定手段は、前記第１算出値と前記第２算出値との差または比が、予め設定された許容範囲を超えた場合に異常有りと判定することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の可燃性ガス検出装置。
【請求項８】
前記第１算出手段は、前記第１発熱抵抗体の両端電圧に基づいてガス濃度に換算した値を前記第１算出値として算出すると共に、前記第２算出手段は、前記第２発熱抵抗体の両端電圧に基づいてガス濃度に換算した値を前記第２算出値として算出することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の可燃性ガス検出装置。
【請求項９】
前記第１算出手段は、前記第１発熱抵抗体の両端電圧または該両端電圧の平均値を前記第１算出値として算出すると共に、前記第２発熱抵抗体の両端電圧または該両端電圧の平均値を前記第２算出値として算出することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の可燃性ガス検出装置。
【請求項１０】
前記通電制御手段は、
前記第１発熱抵抗体の抵抗値が前記目標温度に対応する大きさとなるように当該第１発熱抵抗体への通電状態を制御する第１通電制御手段と、
前記第２発熱抵抗体の抵抗値が前記目標温度に対応する大きさとなるように当該第２発熱抵抗体への通電状態を制御する第２通電制御手段と、
からなり、前記第１通電制御手段および前記第２通電制御手段のいずれかを択一的に作動させることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の可燃性ガス検出装置。
【請求項１１】
前記通電制御手段は、
前記第１発熱抵抗体および前記第２発熱抵抗体のいずれか一方を制御対象として選択する素子選択手段と、
前記素子選択手段にて選択された制御対象の抵抗値が前記目標温度に対応する大きさとなるように前記制御対象への通電状態を制御する第３通電制御手段と、
からなることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の可燃性ガス検出装置。
【請求項１２】
被検出雰囲気内に配置されて、可燃性ガスのガス濃度に応じて自身の抵抗値が変化する発熱抵抗体を複数備え、予め設定された目標温度に対応する抵抗値となるように通電状態が制御された前記発熱抵抗体の両端電圧から可燃性ガスのガス濃度に応じた値を示す算出値を算出する可燃性ガス検出素子の制御方法であって、
前記複数の発熱抵抗体のうち一つを、前記被検出雰囲気中の状態を前記算出値として算出するのに用いる測定用抵抗体とし、前記複数の発熱抵抗体のうち前記測定用抵抗体以外の一つを前記測定用抵抗体の異常の有無を判断するのに必要な比較情報の取得に用いる比較用抵抗体として、
前記測定用抵抗体への通電時には、前記比較用抵抗体を含む他の全ての発熱抵抗体を非通電とし、前記比較用抵抗体への通電時には、前記測定用抵抗体を含む他の全ての発熱抵抗体を非通電とすることを特徴とする可燃性ガス検出素子の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検出雰囲気中に存在する可燃性ガスのガス濃度を検出する可燃性ガス検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境・自然保護などの社会的要求から、高効率で、クリーンなエネルギー源として燃料電池の研究が活発に行われている。その中で、低温作動、高出力密度等の利点により、家庭用、車載用などのエネルギー源として固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ）や水素内燃機関が期待されている。
【０００３】
これらのシステムでは、可燃性ガスである水素を燃料としているため、ガス漏れの検知が重要な課題の一つとして挙げられている。
この種の被検出雰囲気中に存在する可燃性ガスのガス濃度を検出する可燃性ガス検出装置としては、被検出雰囲気内に配置されて、可燃性ガスの濃度に応じて自身の抵抗値が変化する発熱抵抗体を使用するものが知られている。具体的には、この発熱抵抗体の抵抗値が、予め設定された温度に対応した抵抗値となるように、ブリッジ回路によって制御し、その時の制御電圧（発熱抵抗体の両端電圧）を、ガス濃度に対応した検出値として出力している。
【０００４】
なお、ガス濃度と制御電圧の関係は、長時間の使用等により発熱抵抗体の抵抗値や熱容量が変化することによって変化し、検出値の誤差が増大する要因となる（図５（ａ）参照）。
これに対して、近接配置された二つの発熱抵抗体を用い、その一方を基準検出用素子、他方を常用検出用素子として、常用検出用素子の劣化診断を行う時に、両素子を用いて同時にガス濃度を検出して、両検出結果を比較するものも知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２５１８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、二つの発熱抵抗体を用いた可燃性ガス検出装置では、製造時には個別に発熱抵抗体の通電時の出力マッチング（ガス濃度と制御電圧の関係の調整）が行われる。また、二つの発熱抵抗体は、同じ場所で検出を行う必要があることからできるだけ接近させて配置する必要があり、一般的には、これらを同一基板上に構成することが多い。
【０００７】
従って、特許文献１に記載された従来装置では、常用検出用素子が発生させる熱の影響により基準検出用素子の特性（出力マッチングした特性）からずれてしまう場合があり、異常の検知精度が低下してしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するために、複数の発熱抵抗体を有する可燃性ガス検出装置において、発熱抵抗体の異常の検知精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するためになされた本発明の可燃性ガス検出装置は、可燃性ガスのガス濃度を検出する可燃性ガス検出装置において、被検出雰囲気内に配置されて、可燃性ガスの濃度に応じて自身の抵抗値が変化する第１発熱抵抗体と、被検出雰囲気内に配置されて、可燃性ガスの濃度に応じて自身の抵抗値が変化する第２発熱抵抗体と、前記第１発熱抵抗体および前記第２発熱抵抗体のうちいずれかを制御対象として択一的に通電を行い、前記制御対象の抵抗値が予め設定された目標温度に対応した大きさとなるように前記制御対象の通電状態を制御する通電制御手段と、前記通電制御手段の制御対象が前記第１発熱抵抗体である時に検出される当該第１発熱抵抗体の両端電圧から前記可燃性ガスのガス濃度に応じた値を示す第１算出値を算出する第１算出手段と、前記通電制御手段の制御対象が前記第２発熱抵抗体である時に検出される当該第２発熱抵抗体の両端電圧から前記可燃性ガスのガス濃度に応じた値を示す第２算出値を算出する第２算出手段と、前記第１算出手段および第２算出手段にて算出される、前記第１算出値と前記第２算出値とを比較することにより、前記第１発熱抵抗体の異常の有無を判定する異常判定手段と、を設けたことを特徴とする。
【００１０】
このように構成された本発明の可燃性ガス検出装置では、通電制御手段が第１発熱抵抗体および第２発熱抵抗体への通電を択一的に行うため、第１算出値が算出される時、つまり第１発熱抵抗体が通電状態となっている時は、第２発熱抵抗体は非通電状態となり熱を発生させない。従って、第２発熱抵抗体が発生させる熱の影響を受けることなく第１算出値を算出することが可能となる。また、第２算出値を算出する時、つまり第２発熱抵抗体が通電状態となっている時は、第１発熱抵抗体は非通電状態となり熱を発生させない。従って、第１発熱抵抗体が発生させる熱の影響を受けることなく第２算出値を算出することが可能となる。
【００１１】
その結果、両算出値を比較することによって、発熱抵抗体の異常を精度よく検出することができる。このとき比較する両算出値としては、第１発熱抵抗体への通電が停止される時よりも規定の時間だけ前の時間における第１算出値と、第２発熱抵抗体への通電が開始された時よりも規定の時間だけ後の時間における第２算出値とを用いることが望ましい。
【００１２】
ところで、第１発熱抵抗体と第２発熱抵抗体とは、被検出雰囲気が同じ状態の場所でガス濃度を検出する必要があるため、できるだけ接近させて配置する必要がある。
このため、第１発熱抵抗体と第２発熱抵抗体とは、同一基板上に配置されていることが望ましい。この場合、装置を小型化できると共に、製造時の組み付け作業等を簡略化することができる。
【００１３】
なお、通常、同一基板上の接近させた位置に二つの発熱抵抗体が存在すると、一方の発熱抵抗体からの熱の影響を他方の発熱抵抗体がうけるため、同一基板上に配置することが困難であるという問題がある。しかしながら、本発明では、上記のように二つの発熱抵抗体への通電を交互に行うため、同一基板上に第１発熱抵抗体と第２発熱抵抗体とを配置することが可能となる。
【００１４】
とりわけ、シリコン基板を用いたマイクロマシニング加工により形成されると共に、上記二つの発熱抵抗体を同一の前記シリコン基板上に形成した絶縁層内に配置させたガス検出素子を備える構成に適用した場合に、本発明はより効果を発揮する。なぜなら、シリコン基板を用いたマイクロマシニング加工により形成されるガス検出素子は非常に小型であり、このようなシリコン基板上に形成した絶縁層内に二つの発熱抵抗体が配置される場合には、両者が非常に近接するばかりか、絶縁層による熱の授受が生じ易く、一方の発熱抵抗体からの熱の影響を他方の発熱抵抗体が受け易くなる。しかし、本発明を適用すれば、二つの発熱抵抗体への通電を交互に行うため、一方の発熱抵抗体からの熱の影響を他方の発熱抵抗体に及ばせることなく、第１算出値及び第２算出値を算出することができ、第１発熱抵抗体の異常の判定精度を良好に得ることができる。
【００１５】
本発明の可燃性ガス検出装置において、異常判定手段は、予め設定された判定条件が成立する毎に作動することが望ましい。なお、予め設定された判定条件とは、一定時間の経過でもよいし、例えば、車両等の機器に組み込まれた場合は、機器の起動時等でもよい。
【００１６】
更に、通常時作動手段が、判定条件が成立すると、第２算出手段による第２算出値の算出に必要なデータを取得する期間だけ第２発熱抵抗体を制御対象とし、それ以外の期間では第１発熱抵抗体を制御対象とするように通電制御手段を作動させてもよい。
【００１７】
この場合、第１発熱抵抗体と比較して第２発熱抵抗体の使用頻度を少なくすることができるため、第２発熱抵抗体の劣化を抑制することができる。その結果、長期に渡って、第２発熱抵抗体を初期状態に近い特性に維持することができるため、第１発熱抵抗体の異常の判定精度をより向上させることができる。
【００１８】
ところで、本発明の可燃性ガス検出装置は、異常判定手段が異常ありと判定した場合、通電制御手段による第１発熱抵抗体および第２発熱抵抗体への通電を停止する第１異常時作動手段を備えていてもよい。つまり、異常ありと判定した場合に、ガス濃度の検出を中止するように構成されていてもよい。こうすることで、異常ありと判定された第１発熱抵抗体を用いての誤ったガス濃度の検出が生ずるのを防げる。
【００１９】
また、本発明の可燃性ガス検出装置は、異常判定手段が異常ありと判定した場合、通電制御手段による第２発熱抵抗体への通電、および第２算出手段による第２算出値の算出を行わせる第２異常時作動手段を備えていてもよい。
【００２０】
この場合、第１発熱抵抗体の異常が検出された後でも、第２発熱抵抗体を用いてガス濃度の検出を継続して行うことができる。つまり、第１発熱抵抗体が劣化しても第２発熱抵抗体を用いてガス濃度の検出が継続できるため、本発明の可燃性ガス検出装置はより長期間使用可能（長寿命）となる。
【００２１】
なお、異常判定手段は、第１算出値と前記第２算出値との差または比が、予め設定された許容範囲を超えた場合に異常ありと判定するように構成することが考えられる。
また、第１算出値および第２算出値は、可燃性ガスのガス濃度との対応関係が明らかな値であればよく、例えば、第１発熱抵抗体や第２発熱抵抗対の両端電圧そのものであってもよいし、両端電圧から測定可能なインピーダンスや、ガス濃度の演算結果（ガス濃度に換算した値）であってもよい。更に、これら両端電圧やインピーダンス、ガス濃度に換算した値等の、ある一定時間の間における平均値（区間平均、移動平均、加重平均等）であってもよい。
【００２２】
次に、通電制御手段は、例えば、第１発熱抵抗体の抵抗値が前記目標温度に対応する大きさとなるように当該第１発熱抵抗体への通電状態を制御する第１通電制御手段と、第２発熱抵抗体の抵抗値が前記目標温度に対応する大きさとなるように当該第２発熱抵抗体への通電状態を制御する第２通電制御手段とからなり、第１通電制御手段および第２通電制御手段のいずれかを択一的に作動させることで、第１発熱抵抗体および第２発熱抵抗体のいずれか一方を、制御対象として通電制御するように構成されていてもよい。
【００２３】
また、通電制御手段は、例えば、第１発熱抵抗体および第２発熱抵抗体のいずれか一方を制御対象として選択する素子選択手段と、素子選択手段にて選択された制御対象の抵抗値が目標温度に対応する大きさとなるように制御対象への通電状態を制御する第３通電制御手段とで構成されていてもよい。この場合、通電制御手段の構成を簡略化することができる。
【００２４】
次に、請求項１２に記載の発明は、被検出雰囲気内に配置されて、可燃性ガスのガス濃度に応じて自身の抵抗値が変化する発熱抵抗体を複数備え、予め設定された目標温度に対応する抵抗値となるように通電状態が制御された前記発熱抵抗体の両端電圧から可燃性ガスのガス濃度に応じた値を示す算出値を算出する可燃性ガス検出素子の制御方法であって、前記複数の発熱抵抗体のうち一つを、前記被検出雰囲気中の状態を前記算出値として算出するのに用いる測定用抵抗体とし、前記複数の発熱抵抗体のうち前記測定用抵抗体以外の一つを前記測定用抵抗体の異常の有無を判断するのに必要な比較情報の取得に用いる比較用抵抗体として、前記測定用抵抗体への通電時には、前記比較用抵抗体を含む他の全ての発熱抵抗体を非通電とし、前記比較用抵抗体への通電時には、前記測定用抵抗体を含む他の全ての発熱抵抗体を非通電とすることを特徴とする。
【００２５】
この制御方法によれば、測定用抵抗体および比較用抵抗体による測定を、他の発熱抵抗体が発生させる熱の影響を受けることなく行うことができるため、両測定結果を比較することによって、測定用抵抗体の異常を精度よく検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１実施形態の可燃性ガス検出装置の全体構成図。
【図２】可燃性ガス検出装置の主要部となるガス検出素子の構成を示す図。
【図３】ガス濃度演算処理の内容を示すフローチャート。
【図４】ガス濃度を求める際に、温度設定を変化させる方法、および高温時電圧，低温時電圧，温度電圧を検出するタイミングを示す説明図。
【図５】発熱抵抗体の特性の計時変化を測定した結果を示すグラフ。
【図６】可燃性ガス検出装置の動作例を示すグラフ。
【図７】第２実施形態の可燃性ガス検出装置におけるガス濃度演算処理の内容を示すフローチャート。
【図８】第３実施形態の可燃性ガス検出装置におけるガス濃度演算処理の内容を示すフローチャート。
【図９】第３実施形態の可燃性ガス検出装置の動作例を示すグラフ。
【図１０】第４実施形態の可燃性ガス検出装置の全体構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
［第１実施形態］
図１は、本発明が適用された可燃性ガス検出装置１の全体構図である。図２は、可燃性ガス検出装置の主要部となるガス検出素子３の構成を示す説明図であり、（ａ）が平面図（但し、内部構成も一部示す）、（ｂ）が（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。
【００２８】
＜全体構成＞
可燃性ガス検出装置１は、熱伝導式のガス検出素子３を用いて、可燃性ガスの濃度を検出するものであり、例えば、燃料電池自動車に設置され、水素の漏れを検出する目的等に用いられる。
【００２９】
図１に示すように、可燃性ガス検出装置１は、ガス検出素子３（図２参照）を駆動制御する制御回路５と、制御回路５の動作を制御する通電信号Ｓ１，Ｓ２や切替信号ＣＧ１，ＣＧ２を生成すると共に、制御回路５から得られる検出信号Ｖ１，Ｖ２，ＶＴに基づいて、被検出ガス中に含まれる可燃性ガスのガス濃度を演算する処理（ガス濃度演算処理）を少なくとも含む各種処理を実行するマイクロコンピュータ（以下「マイコン」という）７と、直流電源Ｖｃｃからマイコン７への電源供給経路を導通，遮断することでマイコン７を起動，停止する起動スイッチ９とを備えている。
【００３０】
なお、制御回路５，マイコン７，起動スイッチ９は単一の回路基板上に構成され、この回路基板とは別体にガス検出素子３は構成されている。
＜ガス検出素子＞
次に、ガス検出素子３について説明する。
【００３１】
図２に示すように、ガス検出素子３は、長方形の平板形状の基部３０を備え、基部３０の一方の面（以下「表面」という）には、複数の電極３１が形成され、他方の面（以下「裏面」という）には、基部３０の中心付近に、基部の長手方向に沿って二つの凹部３０１，３０２が形成されている。
【００３２】
なお、ガス検出素子３は、縦横ともに数ｍｍ（例えば３ｍｍ×５ｍｍ）程度の大きさであり、例えば、シリコン基板を用いたマイクロマシニング技術（マイクロマシニング加工）により製造される。
【００３３】
電極３１は、基部３０の一方の長辺（図２（ａ）中では下方の辺）に沿って配置された三つの電極３１１，３１２，３１３（以下「第１電極群」ともいう）と、他方の長辺（図２（ａ）中では上方の辺）に沿って配置された二つの電極３１４，３１５（以下「第２電極群」ともいう）からなる。これらのうち、電極３１２，３１５を、以下ではグランド電極ともいう。また、電極３１を構成する材料としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）または金（Ａｕ）が用いられる。
【００３４】
基部３０は、シリコン製の基板３２と、基板３２の一方の面に形成された絶縁層３３とからなり、絶縁層３３が部分的（ここではほぼ正方形）に露出するように基板３２の一部を除去することで凹部３０１，３０２が形成されたダイアフラム構造をなしている。つまり、基部３０では、絶縁層３３側が基部３０の表面となり、基板３２側が基部３０の裏面となる。
【００３５】
絶縁層３３の内部には、凹部３０１，３０２により基部３０の裏面に露出した部位に、渦巻き状に配線された線状の発熱抵抗体３４（第１発熱抵抗体３４１，第２発熱抵抗体３４２）がそれぞれ埋設されていると共に、第２電極群３１４，３１５が形成された側の基部３０の長辺に沿って、温度測定に用いる測温抵抗体３５が埋設されている。
【００３６】
なお、絶縁層３３は、単一の材料で形成されていてもよいし、異なる材料を用いて複数層をなすように形成されていてもよい。また、絶縁層３３を構成する絶縁性材料としては、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ2 ）や窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）が用いられる。
【００３７】
発熱抵抗体３４は、自身の温度変化により抵抗値が変化する温度抵抗係数が大きい導電性材料からなり、また、測温抵抗体３５は、電気抵抗が温度に比例して変化（本実施形態では、温度の上昇に伴って抵抗値が増大）する導電性材料からなる。但し、発熱抵抗体３４および測温抵抗体３５は、いずれも同じ抵抗材料、本実施形態では白金（Ｐｔ）で形成されている。
【００３８】
そして、発熱抵抗体３４は、発熱抵抗体３４が形成された平面と同じ平面に埋設された配線３６、および配線膜３７を介して第１電極群３１１，３１２，３１３に接続され、測温抵抗体３５は、測温抵抗体３５が形成された平面と同じ平面に埋設された配線膜（図示せず）を介して第２電極群３１４，３１５に接続されている。
【００３９】
なお、配線３６や配線膜３７を構成する材料としては、発熱抵抗体３４および測温抵抗体３５と同じ抵抗材料が用いられている。また、基部３０の表面に形成される電極３１と基部３０（絶縁層３３）の内部に形成される配線膜３７とはコンタクトホール（接続導体）によって接続される。
【００４０】
つまり、第１発熱抵抗体３４１は、一端が電極３１１、他端がグランド電極３１２と導通し、第２発熱抵抗体３４２は、一端が電極３１３、他端がグランド電極３１２と導通し、測温抵抗体３５は、一端が電極３１４、他端がグランド電極３１５と導通するように接続されている。
【００４１】
このように構成されたガス検出素子３は、被検出雰囲気内に晒すように配置した状態で使用される。
＜制御回路＞
次に、制御回路５の構成について説明する。
【００４２】
図１に示すように、制御回路５は、第１発熱抵抗体３４１への通電制御を行い、第１発熱抵抗体３４１の両端電圧に対応する検出信号Ｖ１を出力する第１通電制御回路５０と、第２発熱抵抗体３４２への通電制御を行い第２発熱抵抗体３４２の両端電圧に対応する検出信号Ｖ２を出力する第２通電制御回路６０と、測温抵抗体３５への通電を行い、被検出雰囲気の温度を表す温度検出信号ＶＴを出力する温度測定回路８０とを備えている。
【００４３】
<<第１通電制御回路>>
第１通電制御回路５０は、第１発熱抵抗体３４１を含んで構成されたブリッジ回路（ホイーストーンブリッジ）５１と、ブリッジ回路５１で検出される電位差を増幅する増幅回路５３と、増幅回路５３の出力に従って、ブリッジ回路５１に流れる電流を増減調整する電流調整回路５５と、ブリッジ回路５１への電源供給を制御するスイッチング回路５７とを備えている。
【００４４】
スイッチング回路５７は、ブリッジ回路５１に直流電源Ｖｃｃを供給する電源ラインに接続され、マイコン７からの通電信号Ｓ１に従ってオン，オフ動作するトランジスタからなる。
電流調整回路５５は、上記電源ラインにおいてスイッチング回路５７と直列接続され、増幅回路５３の出力である調整信号Ｃに従って通電状態（オン抵抗）が変化するトランジスタからなる。具体的には、調整信号Ｃが大きいほど、オン抵抗が大きくなって、ブリッジ回路５１に流れる電流が減少し、逆に、調整信号Ｃが小さいほど、オン抵抗が小さくなって、ブリッジ回路５１に流れる電流が増大するように構成されている。
【００４５】
増幅回路５３は、演算増幅器５３１と、演算増幅器５３１の反転入力端子および非反転入力端子のそれぞれに接続された固定抵抗５３２，５３３と、演算増幅器５３１の反転入力端子と出力端子との間に並列接続された固定抵抗５３４，コンデンサ５３５によって構成された周知の差動増幅回路からなる。
【００４６】
つまり、非反転入力端子の入力電圧が反転入力端子の入力電圧より大きい場合に、増幅回路５３の出力である調整信号Ｃが大きくなり（ひいては、ブリッジ回路５１に流れる電流が減少し）、逆に、非反転入力端子の入力電圧が反転入力端子の入力電圧より小さい場合に、調整信号Ｃが小さくなる（ひいては、ブリッジ回路５１に流れる電流が増大する）ように構成されている。
【００４７】
ブリッジ回路５１は、第１発熱抵抗体３４１および２個の固定抵抗５１１，５１２、抵抗値を切り替え可能な可変抵抗部５２からなり、固定抵抗５１１と第１発熱抵抗体３４１、固定抵抗５１２と可変抵抗部５２をそれぞれ直列接続し、各直列回路のうち、第１発熱抵抗体３４１および可変抵抗部５２側の各端部を接地し、固定抵抗５１１，５１２側の各端部を電源側（電流調整回路５５）に接続することで構成されている。
【００４８】
そして、固定抵抗５１１と第１発熱抵抗体３４１との接続点Ｐ＋は固定抵抗５３２を介して演算増幅器５３１の非反転入力端子に接続され、固定抵抗５１２と可変抵抗部５２との接続点Ｐ−は固定抵抗５３３を介して演算増幅器５３１の反転入力端子に接続されている。更に、接続点Ｐ＋の電位（即ち第１発熱抵抗体３４１の両端電圧）を、検出信号Ｖ１としてマイコン７に供給するように構成されている。
【００４９】
また、可変抵抗部５２は、抵抗値の異なる２個の固定抵抗５２１，５２２と、マイコン７からの切替信号ＣＧ１に従って、固定抵抗５２１，５２２のいずれか一方を有効に動作させる切替スイッチ５２３とからなり、切替スイッチ５２３により可変抵抗部５２の抵抗値を切り替えることで、ブリッジ回路５１のバランスを変化させることができるように構成されている。
【００５０】
なお、固定抵抗５２１は、第１発熱抵抗体３４１が第１設定温度ＣＨ（例えば、３００℃）となる抵抗値を有し、固定抵抗５２２は、第１発熱抵抗体３４１が第１の設定温度ＣＨより低く設定された第２設定温度ＣＬ（例えば、２００℃）となる抵抗値を有する。
【００５１】
このように構成された第１通電制御回路５０では、マイコン７からの通電信号Ｓ１により、スイッチング回路５７がブリッジ回路５１への通電を開始すると、増幅回路５３および電流調整回路５５は、接続点Ｐ＋，Ｐ−間に生じる電位差がゼロになるようにブリッジ回路５１に流れる電流を調整する。これにより、第１発熱抵抗体３４１の抵抗値（ひいては温度）が、可変抵抗部５２の抵抗値によって決まる一定値（ひいては第１設定温度ＣＨまたは第２設定温度ＣＬ）に制御される。
【００５２】
具体的には、被検出雰囲気中の可燃性ガスの含有量が変化し、第１発熱抵抗体３４１が発生させる熱量より、可燃性ガスによって奪われる熱量が大きくなった場合には、第１発熱抵抗体３４１の温度が低下することによって、第１発熱抵抗体３４１の抵抗値が減少する。逆に、第１発熱抵抗体３４１が発生させる熱量より、可燃性ガスによって奪われる熱量が小さくなった場合には、第１発熱抵抗体３４１の温度が上昇することによって、第１発熱抵抗体３４１の抵抗値が増大する。
【００５３】
これに対して、増幅回路５３および電流調整回路５５は、第１発熱抵抗体３４１の抵抗値が減少すると、ブリッジ回路５１に流れる電流、ひいては第１発熱抵抗体３４１が発生させる熱量を増大させ、逆に、第１発熱抵抗体３４１の抵抗値が増大すると、ブリッジ回路５１に流れる電流、ひいては第１発熱抵抗体３４１が発生させる熱量を減少させることで、第１発熱抵抗体３４１の抵抗値（ひいては温度）を一定の大きさに保つ。
【００５４】
つまり、接続点Ｐ＋の電位を表す検出信号Ｖ１からは、第１発熱抵抗体３４１に流れる電流の大きさ、即ち、第１発熱抵抗体３４１の温度（抵抗値）を一定に保つために必要な熱量（更には、可燃性ガスによって奪われる熱量）がわかり、その熱量はガス濃度に応じた大きさとなるため、検出信号Ｖ１から可燃性ガスのガス濃度がわかることになる。
【００５５】
<<第２通電制御回路>>
次に第２通電制御回路６０は、第１発熱抵抗体３４１の代わりに第２発熱抵抗体３４２を用いている点、通電信号Ｓ１，切替信号ＣＧ１の代わりに通電信号Ｓ２，切替信号ＣＧ２を用いる点、検出信号Ｖ１の代わりに検出信号Ｖ２が出力される点以外は、第１通電制御回路５０と同様に構成され、これと同様に動作する。従って、第２通電制御回路６０についての説明は省略する。
【００５６】
<<温度測定回路>>
次に、温度測定回路８０は、測温抵抗体３５を含んで構成されたブリッジ回路（ホイーストーンブリッジ）８１と、ブリッジ回路８１から得られる電位差を増幅する増幅回路８３とを備えている。
【００５７】
増幅回路８３は、演算増幅器８３１と、演算増幅器８３１の反転入力端子および非反転入力端子のそれぞれに接続された固定抵抗８３２，８３３と、演算増幅器８３１の反転入力端子と出力端子との間に並列接続された固定抵抗８３４，コンデンサ８３５によって構成された周知の差動増幅回路からなる。
【００５８】
ブリッジ回路８１は、測温抵抗体３５および３個の固定抵抗８１１，８１２，８１３からなり、固定抵抗８１１と測温抵抗体３５、固定抵抗８１２と固定抵抗８１３をそれぞれ直列接続し、各直列回路のうち、測温抵抗体３５および固定抵抗８１３側の各端部を接地し、固定抵抗８１１，８１２側の各端部を電源に接続することで構成されている。
【００５９】
そして、固定抵抗８１１と測温抵抗体３５との接続点Ｐ−が固定抵抗８３３を介して演算増幅器５３１の反転入力端子に接続され、固定抵抗８１２と固定抵抗８１３との接続点Ｐ＋が固定抵抗８３２を介して演算増幅器８３１の非反転入力端子に接続されている。また、演算増幅器８３１の出力を温度検出信号ＶＴとしてマイコン７に供給するように構成されている。
【００６０】
測温抵抗体３５は、ガス検出素子３が晒される被検出雰囲気の温度が、予め設定された基準温度の時に、温度検出信号ＶＴが基準値となるように設定される。
そして、被検出雰囲気の温度変化に伴って、測温抵抗体３５の抵抗値が変化することにより、基準温度との差に応じた電位差が生じ、この電位差を増幅したものが温度検出信号ＶＴとして出力される。
【００６１】
なお、ガス検出素子３と制御回路５との接続において、ガス検出素子３の各電極３１（３１１〜３１５）は、電極３１１が第１通電制御回路５０の接続点Ｐ＋に、電極３１３が第２通電制御回路６０の接続点Ｐ＋に、電極３１４が温度測定回路８０の接続点Ｐ−に、グランド電極３１２，３１５が制御回路５に共通のグランドラインに接続される。
【００６２】
＜マイコン＞
マイコン７は、少なくとも、ガス濃度演算処理を実行するためのプログラムや各種データを格納する記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭ等）、この記憶装置に記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ、各種信号を入出力するためのＩＯポート、計時用タイマー等を備えた周知のものである。
【００６３】
ここで、第１設定温度（３００℃）の時に検出される検出信号Ｖｉ（ｉ＝１，２）の信号レベルを高温時電圧ＶＨｉ、第２設定温度（２００℃）時に検出される検出信号Ｖｉの信号レベルを低温時電圧ＶＬｉ、温度測定回路８０から読み込んだ温度検出信号ＶＴの信号レベルを温度電圧ＶＴというものとする。
【００６４】
そして、記憶装置には、被検出雰囲気内の環境温度Ｔと温度電圧ＶＴとの相関関係を表す温度換算データ、被検出雰囲気内の湿度Ｈと高温時電圧ＶＨｉ，低温時電圧ＶＬｉ，温度電圧ＶＴとの相関関係を表す湿度換算データ、高温時電圧ＶＨｉまたは低温時電圧ＶＬｉと可燃性ガスのガス濃度Ｘとの相関関係を表す濃度換算データが少なくとも記憶されている。なお、各換算データは、具体的には、換算用マップデータや換算用計算式等からなり、実験等により得られたデータに基づいて予め作成されたものである。
【００６５】
更に、記憶装置には、後述する判定用測定時間ΔＴの間に算出されるガス濃度Ｘを、全て記憶しておくのに必要な濃度記憶領域が確保されている。
また、マイコン７は、起動スイッチ９がオンされることによって直流電源から給電が開始されると起動して、マイコン７内の各部を初期化後、ガス濃度演算処理を開始する。
【００６６】
＜ガス濃度演算処理＞
ここで、マイコン７のＣＰＵが実行するガス濃度演算処理を、図３に示すフローチャートに沿って説明する。
【００６７】
本処理が実行されると、まず、Ｓ１１０では、計時用タイマーをリセットし、続くＳ１２０では、第１通電制御回路５０に対して通電信号Ｓ１を出力することで、ブリッジ回路５１、ひいては第１発熱抵抗体３４１への通電を開始する。なお、初回の第１発熱抵抗体３４１への通電開始時においては、第２発熱抵抗体３４２への通電は停止されている。
【００６８】
Ｓ１３０では、第１発熱抵抗体３４１を使用して、被検出雰囲気中の可燃性ガスのガス濃度Ｘ１を算出し、その算出結果を記憶すると共に、装置外部に出力する処理を行う。
具体的には、切替信号ＣＧ１によりブリッジ回路５１の抵抗値、即ち、第１発熱抵抗体３４１の設定温度を、一定時間ＴＷの間（以下「低温測定期間」という）、第２設定温度ＣＬに保持した後、設定を切り替えて、再び一定時間ＴＷの間（以下「高温測定期間」という）、第１設定温度ＣＨに保持する制御を行う（図４参照）。これと並行して、低温測定期間中に低温時電圧ＶＬ１、高温測定期間中に高温時電圧ＶＨ１、両期間のいずれかのタイミングで温度電圧ＶＴを検出し、その検出結果ＶＬ１，ＶＨ１，ＶＴを用いて、ガス濃度Ｘ１を求める演算を実行する。なお、一定時間ＴＷは、例えば、温度設定を切り替えた後、検出信号Ｖ１の出力が十分に安定するのに要する時間以上であればよく、数百ｍｓ程度（例えば２００ｍｓ）に設定される。
【００６９】
但し、低温時電圧ＶＬ１，高温時電圧ＶＨ１，温度電圧ＶＴの検出結果としては、上記一定時間ＴＷ毎に１回だけ検出した値を用いてもよいし、一定時間ＴＷの間に複数回検出した値に基づいて、一定時間ＴＷ毎に求めた区間平均値を用いてもよい。
【００７０】
また、ガス濃度Ｘ１を求める演算では、まず、低温時電圧ＶＬ１または高温時電圧ＶＨ１のいずれかから濃度換算データを用いてガス濃度Ｘ１を求め、温度電圧ＶＴから温度換算データを用いて環境温度Ｔを求め、低温時電圧ＶＬ１，高温時電圧ＶＨ１，温度電圧ＶＴから湿度換算データを用いて湿度Ｈを求める。更に、演算結果であるガス濃度Ｘ１を、同じく演算結果である環境温度Ｔと湿度Ｈとを用いて補正し、この補正されたガス濃度Ｘ１を記憶装置の濃度記憶領域に記憶する。但し、濃度記憶領域に空きがない場合は、古いデータから順番にデータを更新していくものとする。
【００７１】
そして、Ｓ１４０では、計時用タイマーを参照して、試験タイミングを示す時間Ｔ１に、所定の判定用測定時間ΔＴを加えた切替タイミングを示す時間Ｔ２（＝Ｔ１＋ΔＴ）が経過しているか否かを判断し、経過していなければ、Ｓ１３０に戻って、第１発熱抵抗体３４１を用いたガス濃度Ｘ１の算出，記憶，出力を繰り返す。
【００７２】
つまり、Ｓ１３０の処理は、低温測定期間，高温測定期間の両期間に要する時間２×ＴＷ毎に繰り返し実行され、その周期でガス濃度Ｘ１の演算結果が得られることになる。
また、時間Ｔ１は、その時間中に必要な測定精度が得られないほど劣化が進んでしまうことがないように設定すればよく、例えば１日〜数百日のオーダの値である。また、判定用測定時間ΔＴは、例えば、時間２×ΔＴの間に、被検出雰囲気中の可燃性ガスのガス濃度が大きく変化してしまう可能性ができるだけ低くなるような時間に設定すればよく、数秒オーダの値である。
【００７３】
そして、ガス濃度Ｘ１の演算結果を記憶する濃度記憶領域としては、少なくとも、判定用測定時間ΔＴの間にガス濃度Ｘ１が算出される回数、即ち、ΔＴ／（２×ＴＷ）個のデータを記憶することが可能な容量を少なくとも確保する必要がある。
【００７４】
先のＳ１４０にて、時間Ｔ２が経過していると判断した場合は、Ｓ１５０にて、濃度記憶領域の記憶内容に基づき、期間Ｔ１〜Ｔ２の間に第１発熱抵抗体３４１を用いて算出されたガス濃度Ｘ１の平均値Ｘ１ΔTを算出する。
【００７５】
続くＳ１６０では、通電信号Ｓ１により第１通電制御回路５０（ひいては第１発熱抵抗体３４１）への通電を停止すると共に、通電信号Ｓ２により第２通電制御回路６０（ひいては第２発熱抵抗体３４２）への通電を開始する。
【００７６】
Ｓ１７０では、第２発熱抵抗体３４２を使用して被検出雰囲気中の可燃性ガスのガス濃度Ｘ２を算出し、その算出結果を記憶すると共に、装置の外部に出力する処理を行う。
この処理は、Ｓ１３０と同様に、切替信号ＣＧ２によりブリッジ回路の抵抗値、即ち、第２発熱抵抗体３４２の設定温度を切り替える制御を行うと共に、その制御と並行して、低温測定期間中に低温時電圧ＶＬ２、高温測定期間中に高温時電圧ＶＨ２、両期間のいずれかのタイミングで温度電圧ＶＴを検出し、その検出結果ＶＬ２，ＶＨ２，ＶＴを用いて、ガス濃度Ｘ２を求める演算を実行し、その算出結果（環境温度Ｔと湿度Ｈとを用いて補正されたガス濃度Ｘ２）を、濃度記憶領域に記憶する。
【００７７】
但し、低温時電圧ＶＬ２，高温時電圧ＶＨ２，温度電圧ＶＴの検出結果としては、Ｓ１３０の場合と同様に、一定時間ＴＷ毎に１回だけ検出した値を用いてもよいし、一定時間ＴＷの間に複数回検出した値に基づいて、一定時間ＴＷ毎に求めた区間平均値を用いてもよい。
【００７８】
Ｓ１８０では、計時用タイマーを参照して、時間Ｔ２に更に判定用測定時間ΔＴを加えた終了タイミングを示す時間Ｔ３（＝Ｔ２＋ΔＴ）が経過しているか否かを判断し、経過していなければ、Ｓ１７０に戻って、第２発熱抵抗体３４２を用いたガス濃度Ｘ２の算出，記憶，出力を繰り返す。
【００７９】
つまり、Ｓ１７０の処理も、Ｓ１３０の処理と同様に、時間２×ＴＷ毎に繰り返し実行され、その周期でガス濃度Ｘ２の演算結果が得られることになる。
一方、Ｓ１８０にて、時間Ｔ３が経過していると判断した場合は、Ｓ１９０にて、濃度記憶領域の記憶内容に基づき、期間Ｔ２〜Ｔ３の間に第２発熱抵抗体３４２を用いて算出されたガス濃度Ｘ２の平均値Ｘ２ΔTを算出する。
【００８０】
Ｓ２００では、先のＳ１５０で算出されたガス濃度Ｘ１の平均値Ｘ１ΔTと、Ｓ１９０で算出されたガス濃度Ｘ２の平均値Ｘ２ΔTとの濃度差Ｙ（＝Ｘ１ΔT−Ｘ２ΔT）を算出し、Ｓ２１０では、通電信号Ｓ２により第２通電制御回路６０（ひいては第２発熱抵抗体３４２）への通電を停止する。
【００８１】
Ｓ２２０では、Ｓ２００で求めた濃度差の絶対値｜Ｙ｜が、予め設定された閾値ＴＨｙ以下であるか否かを判断する。
なお、この閾値ＴＨｙは、ガス濃度Ｘ１の検出結果を利用する各種処理において、必要となるガス濃度の検出精度に応じて適宜設定すればよく、例えば、ＴＨｙ＝０．４％Ｈ2 とすることが考えられる。
【００８２】
そして、｜Ｙ｜≦ＴＨｙであり、Ｓ２２０にて肯定判断した場合は、第１発熱抵抗体３４１に異常がないものとして、Ｓ１１０に戻り、上述の処理（Ｓ１１０〜Ｓ２１０）を繰り返す。
一方、｜Ｙ｜＞ＴＨｙであり、Ｓ２２０にて否定判断した場合は、第１発熱抵抗体３４１に異常があるものとして、Ｓ２３０にて、その旨を装置の外部に通知するための異常検知信号を出力し、更に、Ｓ２４０にて、起動スイッチ９をオフすることで、可燃性ガス検出装置１の作動を停止して、本処理を終了する。
【００８３】
＜動作例＞
図５は、発熱抵抗体３４の特性の経時変化を測定した結果を示すグラフであり、（ａ）が第１発熱抵抗体３４１を連続して長期間動作させつつ時間０，Ｔ１，２×Ｔ１で測定した結果を示し、（ｂ）は第２発熱抵抗体３４２を、時間０，Ｔ１，２×Ｔ１の時に、判定用測定時間ΔＴの間だけ動作させて測定した結果を示す。なお、図５，図６の測定にあたっては、Ｔ１として４００日を設定した。
【００８４】
図５からは、第１発熱抵抗体３４１は、時間の経過と共に特性が変化し、初期の特性からのずれが大きくなること、第２発熱抵抗体３４２は、初期の特性からほとんど変化しないことがわかる。
また、図６は、可燃性ガス検出装置１の動作例を示すグラフである。
【００８５】
図６に示すように、可燃性ガス検出装置１では、第１発熱抵抗体３４１を用いてガス濃度Ｘを算出するための動作を行う通常動作期間（０〜Ｔ１，Ｔ３〜Ｔ１’）と、両発熱抵抗体３４１，３４２を用いて、第１発熱抵抗体３４１の異常の有無を判定するための動作を行う判定動作期間（Ｔ１〜Ｔ３，Ｔ１’〜Ｔ３’）とが交互に繰り返される。
【００８６】
第１発熱抵抗体３４１は、通常動作期間にて、長時間連続的に使用されることによって出力特性が変化することにより、検出信号Ｖ１の検出精度、ひいてはガス濃度Ｘ１の算出精度が、時間の経過と共に劣化する。なお、図では、時間経過と共に出力が低下する変化を示しているが、実際には、出力が増大するような変化を示す場合もある。
【００８７】
通電を開始してから時間Ｔ２が経過し、期間Ｔ１〜Ｔ２の間に算出されたガス濃度Ｘ１のデータが濃度記憶領域に蓄積されると、その蓄積されたデータに基づいて平均値Ｘ１ΔTを求めると共に、第１発熱抵抗体３４１への通電を停止し、代わりに、第２発熱抵抗体３４２への通電を開始して、第２発熱抵抗体３４２を用いたガス濃度Ｘ２の算出を行う。
【００８８】
その後、時間Ｔ３に達し、期間Ｔ２〜Ｔ３の間に算出されたガス濃度Ｘ２のデータが濃度記憶領域に蓄積されると、その蓄積されたデータに基づいて平均値Ｘ２ΔT（これが判定の基準値となる）を求めると共に、第２発熱抵抗体３４２への通電を停止する。そして、第１発熱抵抗体３４１を用いて算出したガス濃度の平均値Ｘ１ΔTと、第２発熱抵抗体３４２を用いて算出したガス濃度の平均値Ｘ２ΔTとの差である濃度差Ｙを求め、その絶対値｜Ｙ｜と閾値ＴＨｙとを比較する。
【００８９】
この時点（Ｔ３）では、濃度差の絶対値｜Ｙ｜は閾値ＴＨｙを越えていないため、第１発熱抵抗体３４１に異常はないものとして、第１発熱抵抗体３４１への通電を再開して、第１発熱抵抗体３４１を用いたガス濃度Ｘ１の算出を行う（Ｔ３〜Ｔ２’）。
【００９０】
時間Ｔ２’に達すると、以下、上述した時間Ｔ２以降の処理と同様の処理を実行する。
そして、時間Ｔ３’では、濃度差の絶対値｜Ｙ｜が閾値ＴＨｙを越えているため、第１発熱抵抗体３４１に異常があるものとして、そのまま、可燃性ガス検出装置１の動作自体を停止する。
【００９１】
＜効果＞
以上説明したように、可燃性ガス検出装置１は、通常動作期間は、第１発熱抵抗体３４１を使用して、被検出雰囲気の可燃性ガスのガス濃度Ｘ１を検出し、判定動作期間だけ、第２発熱抵抗体３４２も使用してガス濃度Ｘ２を検出し、両検出結果Ｘ１，Ｘ２を比較することで、第１発熱抵抗体３４１の異常の有無を判定するようにされている。
【００９２】
しかも、通常動作期間では、第１発熱抵抗体３４１のみ通電し、判定動作期間では、第１発熱抵抗体３４１および第２発熱抵抗体３４２を、一方への通電時には他方が非通電（通電停止）となるように、交互に通電制御を行うようにされている。
【００９３】
従って、可燃性ガス検出装置１によれば、両発熱抵抗体３４１，３４２は、互いに他方の発熱抵抗体が発生させる熱の影響を受けることなくガス濃度Ｘ１，Ｘ２を求めることができると共に、基準値となるガス濃度Ｘ２の算出に用いる第２発熱抵抗体３４２の劣化を抑制することができるため、長期間に渡って、第１発熱抵抗体３４１の異常を精度よく検出することができる。
【００９４】
［第２実施形態］
次に第２実施形態について説明する。
本実施形態では、マイコン７が実行するガス濃度演算処理の一部が、第１実施形態とは異なるだけであるため、この異なる部分を中心に説明する。
【００９５】
＜ガス濃度演算処理＞
図７は、本実施形態におけるガス濃度演算処理の内容を示すフローチャートである。但し、図７において、図３のフローチャートとステップ番号が同じものは、その処理内容も全く同じであり、また、Ｓ１１０〜Ｓ２００は、図３と全く同じであるため、記載も省略している。
【００９６】
図７に示すように、本実施形態では、濃度差Ｙが算出されると（Ｓ１１０〜Ｓ２００）、第２発熱抵抗体３４２への通電を停止することなく、第１発熱抵抗体３４１の異常の有無を判定し（Ｓ２２０）、異常なしと判定した場合（Ｓ２２０：ＹＥＳ）は、第２発熱抵抗体３４２への通電を停止（Ｓ２６０）後、Ｓ１１０に戻り、異常ありと判定した場合（Ｓ２２０：ＮＯ）は、異常検知信号を出力（Ｓ２３０）した後、第２発熱抵抗体３４２を使用したガス濃度Ｘ２の算出（Ｓ１７０相当の処理）を繰り返す（Ｓ２５０）。
【００９７】
＜効果＞
このように構成された本実施形態の可燃性ガス検出装置１によれば、第１発熱抵抗体３４１に異常が発生するとガス濃度の検出自体を止めてしまう第１実施形態の場合とは異なり、第１発熱抵抗体３４１に異常が発生しても、その時点ではほとんど劣化していない第２発熱抵抗体３４２を用いてガス濃度の検出を継続して行うことができる。
【００９８】
［第３実施形態］
次に第３実施形態について説明する。
本実施形態では、マイコン７が実行するガス濃度演算処理の一部が、第１実施形態とは異なるだけであるため、この異なる部分を中心に説明する。なお、マイコン７には、ガス濃度Ｘ１を記憶する濃度記憶領域と、高温時電圧ＶＨ１，ＶＨ２を記憶する高温時電圧記憶領域とが確保されている。
【００９９】
＜ガス濃度演算処理＞
図８は、本実施形態におけるガス濃度演算処理の内容を示すフローチャートである。
図８からわかるように、本実施形態では、図３に示したＳ１３０，Ｓ１５０，Ｓ１７０，Ｓ１９０，Ｓ２００，２１０，Ｓ２２０の処理が、それぞれ、Ｓ１３５，Ｓ１５５，Ｓ１７５，Ｓ１９５，Ｓ２０５，２１５，Ｓ２２５に置き換わっているだけである。
【０１００】
そして、Ｓ１３５では、第１発熱抵抗体３４１を使用して、被検出雰囲気中の可燃性ガスのガス濃度Ｘ１を算出し、その算出結果を記憶して装置外部に出力するだけでなく、ガス濃度Ｘ１の算出のために求められる高温時電圧ＶＨ１も記憶する。
【０１０１】
Ｓ１５５では、濃度記憶領域の記憶内容に基づき、期間Ｔ１〜Ｔ２の間に第１発熱抵抗体３４１を用いて算出されたガス濃度の平均値Ｘ１ΔT、および高温時電圧ＶＨ１の平均値ＶＨ１ΔTを算出し、ガス濃度の平均値Ｘ１ΔTを、Ｓ１３５にて算出されるガス濃度Ｘ１に変えて、装置外部に出力する。
【０１０２】
Ｓ１７５では、第２発熱抵抗体３４２を使用して高温時電圧ＶＨ２を算出し、その算出結果を記憶する。
Ｓ１９５では、高温時電圧領域の記憶内容に基づき、期間Ｔ２〜Ｔ３の間に第２発熱抵抗体３４２を用いて算出される高温時電圧ＶＨ２の平均値ＶＨ２ΔTを算出する。
【０１０３】
Ｓ２０５では、先のＳ１５５で算出された高温時電圧の平均値ＶＨ１ΔTと、Ｓ１９５で算出された高温時電圧の平均値ＶＨ２ΔTとの電圧差Ｚ（＝ＶＨ１ΔT−ＶＨ２ΔT）を算出し、Ｓ２１５では、通電信号Ｓ２により第２通電制御回路６０（ひいては第２発熱抵抗体３４２）への通電を停止すると共に、装置外部へのガス濃度の平均値Ｘ１ΔTの出力を停止する。
【０１０４】
Ｓ２２５では、Ｓ２２０では、Ｓ２０５で求めた電圧差の絶対値｜Ｚ｜が、予め設定された閾値ＴＶｚ以下であるか否かを判断する。
なお、この閾値ＴＶｚは、ガス濃度Ｘ１の検出結果を利用する各種処理において、必要となるガス濃度の検出精度に応じて適宜設定すればよく、例えば、ＴＶｚ＝１５ｍＶとすることが考えられる。
【０１０５】
そして、｜Ｚ｜≦ＴＶｚであり、Ｓ２２５にて肯定判断した場合は、第１発熱抵抗体３４１に異常がないものとして、Ｓ１１０に戻り、一方、｜Ｚ｜＞ＴＶｚであり、Ｓ２２５にて否定判断した場合は、第１発熱抵抗体３４１に異常があるものとして、Ｓ２３０に進む。
【０１０６】
＜動作例＞
図９は、本実施形態における可燃性ガス検出装置１の動作例を示すグラフである。
但し、図６では、時間経過と共に出力が減少する場合を示したが、ここでは逆に、時間経過と共に、出力が増大する場合を示す。
【０１０７】
図９に示すように、可燃性ガス検出装置１では、第１発熱抵抗体３４１を用いてガス濃度Ｘを算出するための動作を行う通常動作期間（０〜Ｔ１，Ｔ３〜Ｔ１’）と、両発熱抵抗体３４１，３４２を用いて、第１発熱抵抗体３４１の異常の有無を判定するための動作を行う判定動作期間（Ｔ１〜Ｔ３，Ｔ１’〜Ｔ３’）とが交互に繰り返される。
【０１０８】
第１発熱抵抗体３４１は、通常動作期間にて、長時間連続的に使用されることによって出力特性が変化することにより、高温時電圧ＶＨ１の検出精度、ひいてはガス濃度Ｘ１の算出精度が、時間の経過と共に劣化する。
【０１０９】
通電を開始してから時間Ｔ２が経過し、期間Ｔ１〜Ｔ２の間に算出されたガス濃度Ｘ１および高温時電圧ＶＨ１のデータが濃度記憶領域や高温時電圧記憶領域に蓄積されると、その蓄積されたデータに基づいてガス濃度の平均値Ｘ１ΔTおよび高温時電圧の平均値ＶＨ１ΔTを求める。そして、第１発熱抵抗体３４１への通電を停止し、代わりに、第２発熱抵抗体３４２への通電を開始して、第２発熱抵抗体３４２を用いた高温時電圧ＶＨ２の算出を行う。これと共に、ガス濃度Ｘ１の出力を停止し、代わりに、ガス濃度の平均値Ｘ１ΔTの出力を開始する。
【０１１０】
その後、時間Ｔ３に達し、期間Ｔ２〜Ｔ３の間に算出された高温時電圧ＶＨ２のデータが高温時電圧記憶領域に蓄積されると、その蓄積されたデータに基づいて高温時電圧の平均値ＶＨ２ΔT（これが判定の基準値となる）を求めると共に、第２発熱抵抗体３４２への通電を停止する。そして、第１発熱抵抗体３４１を用いて算出した高温時電圧の平均値ＶＨ１ΔTと、第２発熱抵抗体３４２を用いて算出した高温時電圧の平均値ＶＨ２ΔTとの差である電圧差Ｚを求め、その絶対値｜Ｚ｜と閾値ＴＶｚとを比較する。
【０１１１】
この時点（Ｔ３）では、電圧差の絶対値｜Ｚ｜は閾値ＴＶｚを越えていないため、第１発熱抵抗体３４１に異常はないものとして、第１発熱抵抗体３４１への通電を再開して、第１発熱抵抗体３４１を用いたガス濃度Ｘ１の算出を行い、その算出結果を装置外部に出力する（Ｔ３〜Ｔ２’）。
【０１１２】
時間Ｔ２’に達すると、以下、上述した時間Ｔ２以降の処理と同様の処理を実行する。
そして、時間Ｔ３’では、電圧差の絶対値｜Ｚ｜が閾値ＴＶｚを越えているため、第１発熱抵抗体３４１に異常があるものとして、そのまま、可燃性ガス検出装置１の動作自体を停止する。
【０１１３】
＜効果＞
以上説明したように、本実施形態の可燃性ガス検出装置１は、ガス濃度の平均値Ｘ１ΔT，Ｘ２ΔTではなく、その算出に使用される高温時電圧の平均値ＶＨ１ΔT，ＶＨ２ΔTを比較することで、第１発熱抵抗体３４１の異常の有無を判定するようにされている。
【０１１４】
従って、本実施形態の可燃性ガス検出装置１によれば、第１実施形態の場合と同様の効果が得られるだけでなく、第２発熱抵抗体３４２に基づくガス濃度Ｘ２を算出する必要がないため、異常の有無を判定するために費やされる処理量を大幅に削減することができる。
【０１１５】
また、本実施形態の可燃性ガス検出装置１では、第２発熱抵抗体３４２への通電制御を行っている期間Ｔ２〜Ｔ３は、リアルタイムに検出されるガス濃度Ｘ１の代わりに、その直前の期間Ｔ１〜Ｔ２での検出結果に基づくガス濃度の平均値Ｘ１ΔTを装置外部に出力しているため、第２発熱抵抗体３４２への通電制御を行っている期間であっても、ガス濃度の検出結果を途切れることなく装置外部に提供することができる。
【０１１６】
［第４実施形態］
次に、第４実施形態について説明する。
＜全体構成＞
図１０は、本実施形態の可燃性ガス検出装置１ａの全体構成図である。
【０１１７】
なお、可燃性ガス検出装置１ａは、第１実施形態の可燃性ガス検出装置１とは、制御回路５の構成、制御回路５とマイコン７との間で入出力される信号の一部が異なり、また、入出力される信号が異なることに伴って、マイコン７で実行する処理の一部が異なっている。
【０１１８】
図１０に示すように、可燃性ガス検出装置１ａは、ガス検出素子３（図２参照）を駆動制御する制御回路５と、制御回路５の動作を制御する切替信号ＣＧ，ＣＥを生成すると共に、制御回路５から得られる検出信号Ｖ１／Ｖ２，ＶＴに基づいて、被検出ガス中に含まれる可燃性ガスのガス濃度を演算する処理（ガス濃度演算処理）を少なくとも含む各種処理を実行するマイクロコンピュータ（以下「マイコン」という）７と、直流電源Ｖｃｃからマイコン７への電源供給経路を導通，遮断することでマイコン７を起動，停止する起動スイッチ９とを備えている。
【０１１９】
＜制御回路＞
制御回路５は、第１発熱抵抗体３４１および第２発熱抵抗体３４２のいずれかを択一的に選択して通電制御を行い、第１発熱抵抗体３４１または第２発熱抵抗体３４２の両端電圧に対応する検出信号Ｖ１／Ｖ２を出力する第３通電制御回路５０ａと、測温抵抗体３５への通電を行い、被検出雰囲気の温度を表す温度検出信号ＶＴを出力する温度測定回路８０とを備えている。
【０１２０】
このうち、温度測定回路８０は、第１実施形態のものと同様に構成されている。
<<第３通電制御回路>>
第３通電制御回路５０ａは、図１に示した第１通電制御回路５０と比較して、スイッチング回路５７が省略されている点、およびブリッジ回路５１の代わりにブリッジ回路５１ａが設けられている点が異なっている。
【０１２１】
そして、ブリッジ回路５１ａには、図１に示したブリッジ回路５１を構成する第１発熱抵抗体３４１の代わりに、二つの発熱抵抗体を切り替え可能な抵抗体切替部５８が設けられている。
この抵抗体切替部５８は、第１発熱抵抗体３４１，第２発熱抵抗体３４２と、マイコン７からの素子切替信号ＣＥに従って、両発熱抵抗体３４１，３４２のいずれか一方を有効に動作させる切替スイッチ５８１とからなり、発熱抵抗体３４１，３４２のいずれかが択一的にブリッジの構成要素となるよう、接続が切り替わるように構成されている。
【０１２２】
このように構成された第３通電制御回路５０ａでは、直流電源Ｖｃｃからの電源供給が開始されると、増幅回路５３および電流調整回路５５は、接続点Ｐ＋，Ｐ−間に生じる電位差がゼロになるようにブリッジ回路５１に流れる電流を調整する。
【０１２３】
これにより、素子切替信号ＣＥに従って抵抗体切替部５８にて選択される第１発熱抵抗体３４１または第２発熱抵抗体３４２の抵抗値（ひいては温度）が、切替信号ＣＧ１に従って可変抵抗部５２にて選択される抵抗値によって決まる一定値（ひいては第１設定温度ＣＨまたは第２設定温度ＣＬ）に制御される。
【０１２４】
つまり、接続点Ｐ＋の電位を表す検出信号Ｖ１／Ｖ２は、素子切替信号ＣＥが第１発熱抵抗体３４１を選択するように設定されていれば、第１発熱抵抗体３４１の両端電圧を表す検出信号Ｖ１となり、素子切替信号ＣＥが第２発熱抵抗体３４２を選択するように設定されていれば、第２発熱抵抗体３４２の両端電圧を表す検出信号Ｖ２となる。
【０１２５】
より詳細には、素子切替信号ＣＥにより第１発熱抵抗体３４１が選択された状態のもと、切替スイッチ５２３により可変抵抗部５２の抵抗値を切り替えることにより、高温測定期間中には高温時電圧ＶＨ１，低温測定期間中には低温時電圧ＶＬ１が出力される。一方、素子切替信号ＣＥにより第２発熱抵抗体３４２が選択された状態のもと、切替スイッチ５２３により可変抵抗部５２の抵抗値を切り替えることにより、高温測定期間中には高温時電圧ＶＨ２，低温測定期間中には低温時電圧ＶＬ２が出力される。
【０１２６】
従って、本実施形態の制御回路５では、制御に用いる信号の一部が異なるだけで、第１実施形態のものと同様の検出信号Ｖ１，Ｖ２を取得することができる。
なお、第３通電制御回路５０ａにおいてスイッチング回路５７が省略されているのは、第３通電制御回路５０ａは、第１発熱抵抗体３４１および第２発熱抵抗体３４２のいずれを通電制御する時にも使用され、常時通電されている必要があるからである。
【０１２７】
＜ガス濃度演算処理＞
マイコン７が実行するガス濃度演算処理の内容は、通電制御の対象となる発熱抵抗体３４１，３４２を切り替える時に、通電信号Ｓ１，Ｓ２の代わりに、素子切替信号ＣＥを用い、設定温度を切り替える時に、いずれの発熱抵抗体３４１，３４２の通電制御時にも、切替信号ＣＧ１を用いること以外は、第１実施形態の場合と全く同様である。
【０１２８】
＜効果＞
以上説明したように、本実施形態の可燃性ガス検出装置１ａは、制御回路５が、発熱抵抗体３４１，３４２のそれぞれに個別の通電制御回路５０，６０を設け、作動させる通電制御回路を択一的に切り替えるのではなく、単一の第３通電制御回路５０ａを用い、ブリッジに接続する発熱抵抗体３４１，３４２を択一的に切り替えることによって、両発熱抵抗体３４１，３４２の通電制御を行うようにされている。
【０１２９】
従って、可燃性ガス検出装置１ａによれば、装置構成を大幅に簡素化することができ、装置を小型できると共に、安価に構成することができる。
［他の実施形態］
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採ることができる。
【０１３０】
例えば、上記実施形態では、第１発熱抵抗体３４１と第２発熱抵抗体３４２を同一基板に形成したが、別基板に形成してもよい。
上記実施形態では、発熱抵抗体３４が二つである場合について説明したが、発熱抵抗体３４は三つ以上であってもよい。この場合、二つ以上の発熱抵抗体３４が同時に通電されることがないように制御すればよい。
【０１３１】
上記実施形態では、第１〜第３通電制御回路５０，６０，５０ａを構成するブリッジ回路５１，５１ａを、可変抵抗部５２を用いて構成し、発熱抵抗体３４の温度設定を変化させることができるように構成したが、検出雰囲気の湿度変化が少ない場合には、可変抵抗部５２の代わりに固定抵抗を用いて、単一の温度設定で動作させるように構成してもよい。
【０１３２】
上記実施形態では、異常の判定を周期的（時間Ｔ毎）に実行するように構成したが、例えば、可燃性ガス検出装置１を搭載する被搭載装置が始動する毎に実行したり、被搭載装置の動作状況から、可燃性ガスのガス濃度が変化する可能性が低い状況の時に実行したりするように構成してもよい。
【符号の説明】
【０１３３】
１，１ａ…可燃性ガス検出装置  ３…ガス検出素子  ５…制御回路  ７…マイクロコンピュータ（マイコン）  ９…起動スイッチ  ３０…基部  ３１（３１１〜３１５）…電極  ３２…基板  ３３…絶縁層  ３４…発熱抵抗体  ３５…測温抵抗体  ３６…配線  ３７…配線膜  ５０…第１通電制御回路  ５０ａ…第３通電制御回路  ５１，５１ａ，８１…ブリッジ回路  ５２…可変抵抗部  ５３，８３…増幅回路  ５５…電流調整回路  ５７…スイッチング回路  ５８…抵抗体切替部  ６０…第２通電制御回路  ８０…温度測定回路  ３０１，３０２…凹部  ３４１…第１発熱抵抗体  ３４２…第２発熱抵抗体  ５１１，５１２，５２１，５２２，５３２〜５３４，８１１〜８１３，８３２〜８３４…固定抵抗  ５２３，５８１…切替スイッチ  ５３１，８３１…演算増幅器  ５３５，８３５…コンデンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図７】
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【図８】
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【図１０】
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【図５】
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【図６】
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【図９】
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