(57)【要約】【課題】測温抵抗体のショートや水滴付着といった異常を検出することにより、上記異常に対処できるガス濃度検出装置を提供する。【解決手段】  ＣＰＵが、ガス供給路に配置した測温抵抗体の抵抗値からガス濃度を求め、求めたガス濃度が急激に変化したとき、ヒータテストモードにして測温抵抗体Ｒｓの抵抗値を測定し、ショート判定基準値よりも高いとヒータ加熱モードにして測温抵抗体に大電流を流して水滴を乾燥させ、ショート判定基準値以下であればセンサ異常モードにしてガス濃度の測定を停止する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定ガスの供給路に配置されて温度に依存して抵抗値が変化する測温抵抗体と、該測温抵抗体に電流を供給して当該測温抵抗体の抵抗値に応じた電圧を発生させる抵抗／電圧変換手段と、該抵抗／電圧変換手段が発生した前記測温抵抗体の抵抗値に応じた電圧を検出する電圧検出手段と、該電圧検出手段が検出した前記測温抵抗体の抵抗値に応じた電圧に基づいて前記被測定ガスの濃度を検出する濃度検出手段と、を有するガス濃度検出装置において、
前記電圧検出手段で検出され電圧から求めた前記測温抵抗体の抵抗値が急激に変化したときに異常を検出する異常検出手段を有することを特徴とするガス濃度検出装置。
【請求項２】
前記異常検出手段が前記異常を検出したとき前記抵抗／電圧変換手段によって前記測温抵抗体に供給される電流を前記測温抵抗体の温度が周囲温度よりも高くなるような大きさの第１電流から前記測温抵抗体の温度が周囲温度と等しくなるような大きさの第２電流に切り替える電流切替手段と、
前記電流切替手段によって前記第２電流に切り替えられた後に前記電圧検出手段によって検出された電圧から求めた前記測温抵抗体の抵抗値が前記測温抵抗体に前記第２電流を流したときの抵抗値に応じて予め定められた閾値よりも高いとき、前記測温抵抗体に水滴が付着していることを検出する水滴検出手段と、を有することを特徴とする請求項１に記載のガス濃度検出装置。
【請求項３】
前記水滴検出手段によって前記測温抵抗体に水滴が付着していることを検出したとき、前記第１電流よりも高い第３電流を供給して前記水滴を乾燥させる水滴乾燥手段を有することを特徴とする請求項２に記載のガス濃度検出装置。
【請求項４】
前記異常検出手段が前記異常を検出したとき前記抵抗／電圧変換手段によって前記測温抵抗体に供給される電流を前記測温抵抗体の温度が周囲温度よりも高くなるような大きさの第１電流から前記測温抵抗体の温度が周囲温度と等しくなるような大きさの第２電流に切り替える電流切替手段と、
前記電流切替手段によって前記第２電流に切り替えられた後に前記電圧検出手段によって検出された電圧から求めた前記測温抵抗体の抵抗値が前記測温抵抗体に前記第２電流を流したときの抵抗値に応じて予め定められた閾値以下であるとき、前記測温抵抗体がショートしていることを検出するショート検出手段と、を有することを特徴とする請求項１に記載のガス濃度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス濃度検出装置に係り、特に、例えば水素ガスなどの被測定ガスの濃度を検出するガス濃度検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上述したガス濃度検出装置としては、発熱して温度に依存して抵抗値が変化する測温抵抗体を用いたものが知られている。まず、この測温抵抗体を用いたガス濃度検出装置の原理について説明する。上記測温抵抗体は、被測定ガスの供給路に配置される。供給される被測定ガスの濃度が高くなるに従って被測定ガスの熱伝導率が高くなり、被測定ガスがより多くの熱量を測温抵抗体から奪う。この結果、測温抵抗体の抵抗値が下がる。即ち、測温抵抗体の抵抗値は被測定ガスの濃度に応じた値となり、この測温抵抗体の抵抗値に基づいてガス濃度を検出することができる。
【０００３】
上述したガス濃度検出装置の一例として図６に示された熱伝導率計が提案されている（特許文献１）。この熱伝導率計は、Ｈ2（水素）ガスの濃度を検出するものである。同図において、１は試料ガス（例えば、測定対象ガスとしてＨ2ガス、共存ガスとしてＮ2ガスを含むガス）の給送通路に配置された測温抵抗体、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は抵抗、３は比較器、４は熱伝導率算出部、５は濃度導出部、６はＲＯＭであり、測温抵抗体１、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３により恒温槽７内でホイートストンブリッジが組まれている。
【０００４】
この熱伝導率計では、試料ガスが測温抵抗体１に給送され、その熱伝導率に比例した熱を奪う。これにより、測温抵抗体１の発熱温度ＴRhが変化し、その抵抗値Ｒｈが変化する。抵抗Ｒ１と測温抵抗体１との接続点に生ずる電圧は出力電圧ｖとして比較器３の反転入力へ、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ２との接続点に生ずる電圧は比較器３の非反転入力へ与えられる。
【０００５】
これにより、測温抵抗体１の温度変化が、出力電圧ｖの変化ΔＶとして検出される。比較器３は、この検出した出力電圧ｖの変化ΔＶに基づいて、測温抵抗体１へ流れる電流ｉを制御し、測温抵抗体１の抵抗値Ｒｈを一定（Ｒｈ＝（Ｒ１×Ｒ２）／Ｒ３）に保つ。これにより、出力電圧ｖが変化し、測温抵抗体１の発熱温度ＴRhが一定に保たれる。
【０００６】
そして、熱伝導率算出部４が、出力電圧ｖから試料ガスの熱伝導率を求める。次に、濃度導出部５が、試料ガスの構成に応じ、ＲＯＭ６に格納されている検量線の中からＮ2−Ｈ2検量線を読み出す。濃度導出部５が、読み出した検量線を参照して、熱伝導率算出部４にて算出された試料ガスの熱伝導率に基づいて、試料ガスに含まれるＨ2ガスの濃度を求め、この濃度を測定濃度値として出力する。
【０００７】
上述した熱伝導率計では、異物の付着や故障によって測温抵抗体１がショートして抵抗値が下がると抵抗値を一定に保つため、測温抵抗体１に過大な電流ｉが供給される。測温抵抗体Ｒｈに過大な電流ｉが供給されると、測温抵抗体Ｒｈは異常発熱をし、センサが故障するなどの不具合が生じていた。
【０００８】
また、上述した熱伝導率計では、測温抵抗体１に水滴が付着するとガス濃度に関係なく抵抗値が一時的に下がり、正確にガス濃度を検出することができない。測温抵抗体１は電流ｉにより発熱しているため水滴は乾燥するが、水滴が乾燥するまでの間は正確に濃度を検出することができない。
【０００９】
しかしながら、上述した熱伝導率計では、測温抵抗体のショートや水滴付着といった異常を検出することができないため、上記異常に対処できない、という問題があった。
【特許文献１】特開平７−２４８３０４号公報
【特許文献２】特開２００４−９３２０３号公報
【特許文献３】特開２００６−３３７２４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、測温抵抗体のショートや水滴付着といった異常を検出することにより、上記異常に対処できるガス濃度検出装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、被測定ガスの供給路に配置されて温度に依存して抵抗値が変化する測温抵抗体と、該測温抵抗体に電流を供給して当該測温抵抗体の抵抗値に応じた電圧を発生させる抵抗／電圧変換手段と、該抵抗／電圧変換手段が発生した前記測温抵抗体の抵抗値に応じた電圧を検出する電圧検出手段と、該電圧検出手段が検出した前記測温抵抗体の抵抗値に応じた電圧に基づいて前記被測定ガスの濃度を検出する濃度検出手段と、を有するガス濃度検出装置において、前記電圧検出手段で検出され電圧から求めた前記測温抵抗体の抵抗値が急激に変化したときに異常を検出する異常検出手段を有することを特徴とするガス濃度検出装置に存する。
【００１２】
請求項２記載の発明は、前記異常検出手段が前記異常を検出したとき前記抵抗／電圧変換手段によって前記測温抵抗体に供給される電流を前記測温抵抗体の温度が周囲温度よりも高くなるような大きさの第１電流から前記測温抵抗体の温度が周囲温度と等しくなるような大きさの第２電流に切り替える電流切替手段と、前記電流切替手段によって前記第２電流に切り替えられた後に前記電圧検出手段によって検出された電圧から求めた前記測温抵抗体の抵抗値が前記測温抵抗体に前記第２電流を流したときの抵抗値に応じて予め定められた閾値よりも高いとき、前記測温抵抗体に水滴が付着していることを検出する水滴検出手段と、を有することを特徴とする請求項１に記載のガス濃度検出装置に存する。
【００１３】
請求項３記載の発明は、前記水滴検出手段によって前記測温抵抗体に水滴が付着していることを検出したとき、前記第１電流よりも高い第３電流を供給して前記水滴を乾燥させる水滴乾燥手段を有することを特徴とする請求項２に記載のガス濃度検出装置に存する。
【００１４】
請求項４記載の発明は、前記異常検出手段が前記異常を検出したとき前記抵抗／電圧変換手段によって前記測温抵抗体に供給される電流を前記測温抵抗体の温度が周囲温度よりも高くなるような大きさの第１電流から前記測温抵抗体の温度が周囲温度と等しくなるような大きさの第２電流に切り替える電流切替手段と、前記電流切替手段によって前記第２電流に切り替えられた後に前記電圧検出手段によって検出された電圧から求めた前記測温抵抗体の抵抗値が前記測温抵抗体に前記第２電流を流したときの抵抗値に応じて予め定められた閾値以下であるとき、前記測温抵抗体がショートしていることを検出するショート検出手段と、を有することを特徴とする請求項１に記載のガス濃度検出装置に存する。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように請求項１記載の発明によれば、測温抵抗体がショートしたり測温抵抗体に水滴が付着すると測温抵抗体の抵抗値が急激に変化することに着目し、異常検出手段が、電圧検出手段により検出された電圧から求めた測温抵抗体の抵抗値が急激に変化したとき異常を検出する。このため、測温抵抗体のショートや水滴付着といった異常を検出でき、上記異常に対処できるようになる。
【００１６】
請求項２記載の発明によれば、水滴検出手段によって水滴の付着を検出することができるので、水滴付着に対処できるようになる。
【００１７】
請求項３記載の発明によれば、水滴乾燥手段が、水滴検出手段によって測温抵抗体に水滴が付着していることを検出したとき、第１電流よりも高い第３電流を供給して水滴を乾燥させるので、速やかに水滴を乾燥させ、正確なガス濃度検出を再開することができる。
【００１８】
請求項４記載の発明によれば、ショート検出手段によって測温抵抗体のショートを検出することができるので、測温抵抗体のショートに対処できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明のガス濃度検出装置の一実施形態を示す回路図である。同図に示すように、ガス濃度検出装置は、被測定ガスの供給路に配置されて温度に依存して抵抗値が変化する測温抵抗体Ｒｓと、被測定ガスの供給路に配置された温度センサ１０と、測温抵抗体Ｒｓに電流を供給してその測温抵抗体Ｒｓの抵抗値に応じた電圧Ｖｏを発生させる抵抗／電圧変換回路１１（抵抗／電圧変換手段）とを有している。
【００２０】
上述した抵抗／電圧変換回路１１は、ブリッジ回路１１Ａと、ＤＡコンバータ１１Ｂと、アンプ１１Ｃと、計装アンプ１１Ｄとを有している。ブリッジ回路１１Ａは、測温抵抗体Ｒｓと共にホイートストンブリッジを組む固定抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３から構成されている。測温抵抗体Ｒｓ及び固定抵抗Ｒ２は直列接続され、固定抵抗Ｒ１及び固定抵抗Ｒ３は直列接続されている。そして、測温抵抗体Ｒｓ及び固定抵抗Ｒ２から成る直列回路と、固定抵抗Ｒ１及び固定抵抗Ｒ３から成る直接回路とが、並列に接続されている。
【００２１】
アンプ１１Ｃは、ＤＡコンバータ１１Ｂから出力されるアナログ電圧を増幅し、その電圧Ｖ１をブリッジ回路１１Ａに供給している。ブリッジ回路１１Ａに電圧Ｖ１を供給すると、固定抵抗Ｒ２と測温抵抗体Ｒｓとの接続点には、下記の式（１）に示す電圧Ｖ２が現れる。
Ｖ２＝Ｒｓ／（Ｒｓ＋Ｒ２）×Ｖ１  …（１）
【００２２】
一方、固定抵抗Ｒ１と固定抵抗Ｒ３との接続点には、下記の式（２）に示す電圧Ｖ３が現れる。
Ｖ３＝Ｒ３／（Ｒ１＋Ｒ３）×Ｖ１  …（２）
【００２３】
上記電圧Ｖ２は計装アンプ１１Ｄの非反転入力に供給され、上記電圧Ｖ３は計装アンプ１１Ｄの反転入力に供給される。そして、計装アンプ１１Ｄからは下記の式（３）に示すように測温抵抗体Ｒｓの抵抗値に応じた電圧Ｖｏが出力される。なお、計装アンプ１１ＤのゲインはＡｖとする。
Ｖｏ＝（Ｖ２−Ｖ３）×Ａｖ
＝｛Ｒｓ／（Ｒｓ＋Ｒ２）−Ｒ３／（Ｒ３＋Ｒ１）｝×Ｖ１×Ａｖ  …（３）
【００２４】
計装アンプ１１Ｄから出力される電圧ＶｏはＡＤコンバータ１２に供給される。また、温度センサ１０からの出力もＡＤコンバータ１２に供給される。ＡＤコンバータ１２は、アナログの電圧Ｖｏ及び温度センサ１０の出力をデジタル値に変換してマイコン１３に対して供給する。
【００２５】
マイコン１３は、処理プログラムに従って各種の処理を行う演算処理装置（以下ＣＰＵ）１３Ａと、ＣＰＵ１３Ａが行う処理のプログラムなどを格納した読出専用のメモリであるＲＯＭ１３Ｂと、ＣＰＵ１３Ａでの各種の処理過程で利用するワークエリア、各種データを格納するデータ記憶エリアなどを有する読み出し書き込み自在のメモリであるＲＡＭ１３Ｃとを備えている。また、上記マイコン１３は、ＤＡコンバータ１１Ｂの出力電圧も制御している。
【００２６】
次に、上述した構成のガス濃度検出装置の動作について図２を参照して説明する。図２は、図１に示すガス濃度検出装置を構成するＣＰＵ１３Ａの処理手順を示すフローチャートである。まず、ＣＰＵ１３Ａは、通常検出モードとなり、ガス濃度の検出を行う（ステップＳ１）。この通常検出モードにおいてＣＰＵ１３Ａは、測温抵抗体Ｒｓに第１電流Ｉ１を供給して測温抵抗体Ｒｓを最適に自己発熱させるようなデジタル値Ｄ１をＤＡコンバータ１１Ｂに供給する。ＤＡコンバータ１１Ｂは、ＣＰＵ１３Ａからのデジタル値Ｄ１をＤ／Ａ変換してアナログ電圧を出力する。ＤＡコンバータ１１Ｂから出力されたアナログ電圧は、アンプ１１Ｃによって増幅される。アンプ１１Ｃによって増幅された電圧Ｖ１は、ブリッジ回路１１Ａに供給される。
【００２７】
ブリッジ回路１１Ａにデジタル値Ｄ１に応じた電圧Ｖ１が供給されると、測温抵抗体Ｒｓに自己発熱するような第１電流Ｉ１が供給され、測温抵抗体Ｒｓにジュール熱が発生する。ＣＰＵ１３Ａが出力するデジタル値Ｄ１は、第１電流Ｉ１の供給によって測温抵抗体Ｒｓに発生するジュール熱によって測温抵抗体Ｒｓの温度を周囲温度よりも高くなるように設定されている。即ち、デジタル値Ｄ１は、測温抵抗体Ｒｓが自己発熱するように設定されている。より詳しく説明すると、デジタル値Ｄ１に応じた第１電流Ｉ１を流すことにより測温抵抗体Ｒｓに発生する熱量が周囲に放熱される熱量より多いと測温抵抗体Ｒｓの温度が周囲温度よりも高くなる。
【００２８】
上述したように測温抵抗体Ｒｓが自己発熱しているとき測温抵抗体Ｒｓに被測定ガスを供給すると、被測定ガスはその濃度に応じた熱量を測温抵抗体Ｒｓから奪う。従って、測温抵抗体Ｒｓの温度は被測定ガスのガス濃度に応じた値となり、ＡＤコンバータ１２からは、測温抵抗体Ｒｓの抵抗値、即ち測温抵抗体Ｒｓの温度、ガス濃度に応じた電圧Ｖｏが出力される。
【００２９】
そして、ＣＰＵ１３Ａは、電圧検出手段、濃度検出手段として働きＡＤコンバータ１２が変換した電圧Ｖｏのデジタル値を取り込み、被測定ガスのガス濃度を演算する。このとき、ＣＰＵ１３Ａは、温度センサ１０の出力のデジタル値を取り込み、この温度センサ１０のデジタル値に基づいて被測定ガスのガス濃度を温度補正する。その後、ＣＰＵ１３Ａは、異常検出手段として働き、ステップＳ１で演算したガス濃度が急激に変動したか否かを判断し、ガス濃度に急激な変動がなければ（ステップＳ２でＮ）、正常と判断してステップＳ１に戻る。一方、ＣＰＵ１３Ａは、ガス濃度が急激に変動していれば（ステップＳ２でＹ）異常を検出して、次のステップＳ３に進む。なお、ＣＰＵ１３Ａは、ステップＳ２で演算されたガス濃度の単位時間当たりの変動量が所定値を超えているとき、ガス濃度に急激な変動があると判断する。所定値は、ガス濃度検出装置の設置環境などにより定められる。
【００３０】
ステップＳ３において、ＣＰＵ１３Ａは、電流切替手段として働き、ヒータテストモードとなり、測温抵抗体Ｒｓが自己発熱しないようなデジタル値Ｄ２をＤＡコンバータ１１Ｂに供給する。これにより、ブリッジ回路１１Ａにデジタル値Ｄ２に応じた電圧Ｖ１が供給され、測温抵抗体Ｒｓに自己発熱しないような第２電流Ｉ２が供給され、測温抵抗体Ｒｓにジュール熱が発生する。
【００３１】
ＣＰＵ１３Ａが出力するデジタル値Ｄ２は、第２電流Ｉ２の供給によって測温抵抗体Ｒｓにジュール熱が発生しても測温抵抗体Ｒｓの温度が周囲温度より高くならず、周囲温度と等しくなるように設定される。即ち、デジタル値Ｄ２は、測温抵抗体Ｒｓが自己発熱しないように設定されている。より詳しく説明すると、デジタル値Ｄ２に応じた第２電流Ｉ２を流すことにより測温抵抗体Ｒｓに発生する熱量が周囲に放熱される熱量より小さいと測温抵抗体Ｒｓの温度は周囲温度と等しいままである。
【００３２】
上述したように測温抵抗体Ｒｓが自己発熱せずにその温度が周囲温度、即ちガス温度と等しいときは、被測定ガスによって奪われる熱量がない。このため、測温抵抗体Ｒｓの抵抗値は被測定ガスのガス濃度に対してまったく不感となる。故に、計装アンプ１１Ｄからの電圧Ｖｏは、ガス濃度に対してまったく不感となり測温抵抗体Ｒｓの抵抗値に応じた値となる。
【００３３】
次に、ＣＰＵ１３Ａは、ＡＤコンバータ１２によりデジタル値に変換された電圧Ｖｏを取り込み、電圧Ｖｏから測温抵抗体Ｒｓの抵抗値を演算する（ステップＳ４）。なお、このとき、ＣＰＵ１３Ａは、温度センサ１０の出力に基づいて測温抵抗体Ｒｓの抵抗値を温度補正する。その後、ＣＰＵ１３Ａは、ステップＳ４で演算した測温抵抗体Ｒｓの抵抗値がショート判別基準値を超えたか否かを判断する（ステップＳ５）。
【００３４】
ショート判別基準値は、正常時の測温抵抗体Ｒｓに第２電流Ｉ２を流したときの抵抗値を予め測定し、この測定した抵抗値よりも小さい値に設定されている。測温抵抗体Ｒｓの抵抗値がショート判別基準値を超えていれば（ステップＳ５でＹ）、ＣＰＵ１３Ａは、水滴検出手段として働き測温抵抗体Ｒｓに水滴が付着していることを検出し、水滴乾燥手段として働きヒータ加熱モードとなる（ステップＳ６）。ヒータ加熱モードにおいてＣＰＵ１３Ａは、測温抵抗体Ｒｓに第３電流Ｉ３を流すようなデジタル値Ｄ３をＤＡコンバータ１１Ｂに出力する。
【００３５】
なお、第３電流Ｉ３は、第２電流Ｉ２よりも高い値に設定されている。これにより、測温抵抗体Ｒｓが発熱し水滴を速やかに乾燥させることができる。ＣＰＵ１３Ａは、一定時間経過後（ステップＳ７でＹ）、デジタル値Ｄ３の出力を停止して測温抵抗体Ｒｓの加熱を停止してから（ステップＳ８）、ステップＳ１に戻る。
【００３６】
これに対して、測温抵抗体Ｒｓの抵抗値がショート判別基準値以下であれば（ステップＳ５でＮ）、ＣＰＵ１３Ａは、ショート検出手段として働き測温抵抗体Ｒｓに異物が付着してショートが生じていると判断し、停止手段として働きセンサ異常モードを出力し（ステップＳ９）、ガス濃度の検出を終了する。
【００３７】
次に、上述したガス濃度検出装置の動作の詳細について図３及び図４を参照して説明する。図３は、図１に示すガス濃度検出装置を構成する測温抵抗体Ｒｓに水滴が付着したときの測温抵抗体Ｒｓへの印加電圧、測温抵抗体Ｒｓの温度、測温抵抗体Ｒｓの抵抗値、演算されたガス濃度のタイムチャートを示す。図４は、図１に示すガス濃度検出装置を構成する測温抵抗体Ｒｓがショートしたときの測温抵抗体Ｒｓへの印加電圧、測温抵抗体Ｒｓの温度、測温抵抗体Ｒｓの抵抗値、演算されたガス濃度のタイムチャートを示す。
【００３８】
図３に示すように、測温抵抗体Ｒｓに水滴が付着すると、測温抵抗体Ｒｓの温度が急激に下がる（図３（Ｂ）参照）。これに応じて測温抵抗体Ｒｓの抵抗値が急激に下がり（図３（Ｃ）参照）、演算されるガス濃度が急激に上がる（図３（Ｄ）参照）。演算されるガス濃度が急激に上がると、ＣＰＵ１３Ａが異常を検出してヒータテストモードにして測温抵抗体Ｒｓに印加される電圧を下げる。これにより測温抵抗体Ｒｓが自己発熱しなくなり、ガス濃度の影響を受けることなく測温抵抗体Ｒｓの抵抗値を測定することができる。
【００３９】
水滴が付着しているときは測温抵抗体Ｒｓの抵抗値はショート判別基準値を上回るためＣＰＵ１３Ａは水滴付着を検出してヒータ加熱モードにする。これにより、水滴が乾燥して速やかに通常測定モードに戻ることができる。
【００４０】
一方、図４に示すように、測温抵抗体Ｒｓがショートすると、測温抵抗体Ｒｓの抵抗値が急激に下がる（図４（Ｃ）参照）。これにより測温抵抗体Ｒｓに供給される電流が増加し、測温抵抗体Ｒｓの温度が上がり（図４（Ｂ）参照）、演算されるガス濃度が急激に上がる（図４（Ｄ））。演算されるガス濃度が急激に上がると、ＣＰＵ１３Ａは、異常を検出して、ヒータテストモードにして測温抵抗体Ｒｓに印加される電圧を下げる。これにより測温抵抗体Ｒｓが自己発熱しなくなり、ガス濃度の影響をうけることなく測温抵抗体Ｒｓの抵抗値を測定することができる。
【００４１】
測温抵抗体Ｒｓにショートが発生しているときは測温抵抗体Ｒｓの抵抗値はほぼ０となりショート判別基準値以下となるためＣＰＵ１３Ａはショートを検出してセンサ異常モードにする。これにより、測温抵抗体Ｒｓに供給される電流が遮断されるため、ショートが生じることによる不都合を防止することができる。
【００４２】
上述したガス濃度検出装置によれば、測温抵抗体Ｒｓがショートしたり測温抵抗体Ｒｓに水滴が付着すると測温抵抗体Ｒｓの抵抗値が急激に変化することに着目し、ＣＰＵ１３Ａが、通常検出モードで演算したガス濃度が急激に変化したとき、電圧Ｖｏから求められる測温抵抗体Ｒｓの抵抗値が急激に変化したと判断して異常を検出する。このため、測温抵抗体Ｒｓのショートや水滴付着といった異常を検出でき、上記異常に対処できるようになる。
【００４３】
また、上述したガス濃度検出装置によれば、ヒータテストモードにより第２電流Ｉ２に切り替えられた後に電圧Ｖｏから求めた測温抵抗体Ｒｓの抵抗値がショート判別基準値よりも高いとき、測温抵抗体Ｒｓに水滴が付着していることを検出するので、水滴付着に対処できるようになる。
【００４４】
また、上述したガス濃度検出装置によれば、ＣＰＵ１３Ａが、測温抵抗体Ｒｓに水滴が付着していることを検出したとき、ヒータ加熱モードになり、第１電流Ｉ１よりも高い第３電流Ｉ３を供給して水滴を乾燥させるので、速やかに水滴を乾燥させ、正確なガス濃度検出を再開することができる。
【００４５】
また、上述したガス濃度検出装置によれば、ヒータテストモードにより第２電流Ｉ２に切り替えられた後に電圧Ｖｏから求めた測温抵抗体Ｒｓの抵抗値がショート判別基準値以下のとき、測温抵抗体Ｒｓのショートを検出するので、測温抵抗体Ｒｓのショートに対処できるようになる。
【００４６】
また、上述したガス濃度検出装置によれば、ＣＰＵ１３Ａが、測温抵抗体Ｒｓのショートを検出したとき、センサ異常モードとなり被測定ガスの濃度検出を停止するので、測温抵抗体Ｒｓに供給される電流が遮断され、センサが故障するなどの不具合を防止することができる。
【００４７】
なお、上述した実施形態では、演算したガス濃度が急激に変化したとき異常を検出していたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、電圧Ｖｏが急激に変化したときであってもよい。
【００４８】
また、上述した実施形態では、ＣＰＵ１３ＡはＤＡコンバータ１１Ｂに出力するデジタル値を切り替えることにより、ブリッジ回路１１Ａに流れる電流を切り替えていたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、図５に示すように、ＤＡコンバータ１１Ｂの代わりに、基準電圧１４と、互いに直列接続された分圧抵抗Ｒ５〜Ｒ７と、マルチプレクサ１５とを備えたものでもよい。
【００４９】
上記マルチプレクサ１５は、基準電圧Ｖref、電圧Ｖ４、電圧Ｖ５の何れか１つを選択してアンプ１１Ｃに供給するものである。上記電圧Ｖ４は、基準電圧Ｖrefを分圧抵抗Ｒ５と分圧抵抗Ｒ６及びＲ７の直列抵抗とで分圧した電圧である。電圧Ｖ５は、基準電圧Ｖrefを分圧抵抗Ｒ５及びＲ６の直列抵抗と分圧抵抗Ｒ７とで分圧した電圧である。ＣＰＵ１３Ａは、マルチプレクサ１５の切替を制御することにより、ブリッジ回路１１Ａに流れる電流を切り替えることができる。
【００５０】
また、上述した実施形態では、抵抗／電圧変換手段としてブリッジ回路１１Ａを用いて測温抵抗体Ｒｓの抵抗値に応じた電圧を発生させていたが、本発明はこれに限ったものではない。抵抗／電圧変換手段としては、測温抵抗体Ｒｓの抵抗値に応じた電圧を出力するものであればよい。
【００５１】
また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明のガス濃度検出装置の一実施形態を示す回路図である。
【図２】図１に示すガス濃度検出装置を構成するＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。
【図３】図１に示すガス濃度検出装置を構成する測温抵抗体に水滴が付着したときの測温抵抗体への印加電圧、測温抵抗体の温度、測温抵抗体の抵抗値、ガス濃度のタイムチャートを示す。
【図４】図１に示すガス濃度検出装置を構成する測温抵抗体がショートしたときの測温抵抗体への印加電圧、測温抵抗体の温度、測温抵抗体の抵抗値、ガス濃度のタイムチャートを示す。
【図５】他の実施形態におけるガス濃度検出装置を示す回路図である。
【図６】従来のガス濃度検出装置の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５３】
Ｒｓ    測温抵抗体
１１    抵抗／電圧変換回路（抵抗／電圧変換手段）
１３Ａ  ＣＰＵ（電圧検出手段、濃度検出手段、異常検出手段、電流切替手段、水滴検出手段、水滴乾燥手段、電流切替手段、ショート検出手段、停止手段）
【図１】
2008185424.tif 000003
【図２】
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【図３】
2008185424.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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