(57)【要約】【課題】高ガス濃度状態が長時間続いた場合に、制御対象が低ガス濃度状態に対応した制御状態へ誤動作することを効果的に防止できるセンサシステムを提供する。【解決手段】センサ出力値Ｓを制御用閾値と比較して、その比較結果に基づいて制御対象を第一制御状態と第二制御状態との間で相互に切り替える。第一制御状態は、被検知ガス成分が相対的に低い場合に選択される制御状態であり、第二制御状態は被検知ガス成分が相対的に高い場合に選択される制御状態である。第二制御状態の継続中において、センサ出力値Ｓの増加率が縮小するのに対応して、基準値Ｂがセンサ出力値Ｓに接近するように該基準値Ｂを更新する。第二制御状態の継続中において、センサ出力値Ｓの基準値Ｂからの隔たりδが縮小して基準値設定切替閾値δＡに到達した場合は、基準値Ｂの更新を止め、一定の値にホールドする。これにより、突発的な要因によりセンサ出力値が変動した場合も、低ガス濃度状態に対応した第一制御状態へ誤って切り替わることを効果的に防止できる。【選択図】      図４
2004210119.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検知雰囲気に含有される特定の被検知ガス成分の濃度変化に基づき電気抵抗率を変化させる検知素子を有するガスセンサと、
前記検知素子の電気抵抗率変化に応じて増減する電気的出力をセンサ出力値として所定サンプリング時間毎に取得する取得手段と、
センサ出力値の基準値からの隔たりが拡大して第一制御用閾値に到達したとき、濃度信号を濃度低信号から濃度高信号に切り替え、他方、前記濃度高信号の継続中において、前記基準値からの前記センサ出力値の隔たりが縮小して第二制御用閾値に到達したとき、濃度信号を前記濃度高信号から濃度低信号に切り替える制御出力手段と、
前記被検知ガス成分の濃度増加に対応したセンサ出力値の変化方向を出力増加方向と定義するとともに、前記センサ出力値が増加傾向にあり、かつ前記濃度高信号の継続中において、現在のセンサ出力値と、現在の基準値または過去のセンサ出力値に対応する実績基準値との隔たりが、予め定められた基準値設定切替閾値よりも大きい値を維持している場合は、前記センサ出力値の増加率が縮小するのに対応して、前記基準値が前記センサ出力値に接近するように、該現在の基準値を現在のセンサ出力値と前記実績基準値とを用いて更新する第一基準値設定処理を行ない、他方、前記濃度高信号の継続中において、前記現在のセンサ出力値と前記現在の基準値または前記実績基準値との隔たりが縮小して前記基準値設定切替閾値に到達した場合に、前記第一基準値設定処理よりも前記濃度高信号の維持に有利となる第二基準値設定処理を行なう基準値設定手段と、
を備えたことを特徴とするセンサシステム。
【請求項２】
前記実績基準値として、現在のセンサ出力値の直近にサンプリングされたセンサ出力値に対応する基準値を用いる請求項１記載のセンサシステム。
【請求項３】
前記第一基準値設定処理は、現在のセンサ出力値と前記実績基準値との差分に、１より小さい一定の縮小比率を乗じた値を更新変分として、前記実績基準値に該更新変分を加算した値を、前記現在の基準値として設定する処理であり、
前記第二基準値設定処理は、前記更新変分を前記第一基準値設定処理よりも小さく設定し、前記実績基準値に加算して前記現在の基準値として設定する処理である請求項１又は２に記載のセンサシステム。
【請求項４】
前記第二基準値設定処理は、前記センサ出力値と前記現在の基準値または前記実績基準値との隔たりが前記基準値設定切替閾値に到達したとき、前記現在の基準値を前記実績基準値に一定保持する処理である請求項３記載のセンサシステム。
【請求項５】
前記基準値設定手段は、前記基準値設定切替閾値として、第一基準値設定切替閾値と、該第一基準値設定切替閾値よりも大きく設定される第二基準値設定切替閾値とが設定され、前記濃度高信号の継続中において、前記現在のセンサ出力値と前記現在の基準値または前記実績基準値との隔たりが、前記第二基準値設定切替閾値よりも大きい値を維持している場合は、前記第一基準値設定処理を行ない、他方、前記現在のセンサ出力値と前記現在の基準値または前記実績基準値との隔たりが縮小して前記第一基準値設定切替閾値に到達した場合に、前記第二基準値設定処理を行ない、さらに、前記現在のセンサ出力値と前記現在の基準値または前記実績基準値との隔たりが、前記第一基準値設定切替閾値と第二基準値設定切替閾値との間の値になっている場合は、前記第二基準値設定処理よりも前記濃度低信号への切替促進に有利となる第三基準値設定処理を行なう請求項１ないし４のいずれか１項に記載のセンサシステム。
【請求項６】
前記第三基準値設定処理は、現在のセンサ出力値の直近にサンプリングされたセンサ出力値に対応する基準値に一定の更新変分を加算した値を、前記現在の基準値として設定する処理である請求項５記載のセンサシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両の内外気モードを制御する機構や空気清浄機に用いられるガスセンサを有するセンサシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開２００１−１９９２２９号公報（請求項２、図５参照）
【特許文献２】
特開２００２−０５５０６８号公報（請求項５、図５参照）
【０００３】
多くの自動車は、車内につながるダクトに外気を取り入れるダクト（外気用ダクト）と内気を取り入れ循環させるダクト（内気用ダクト）とを備えている。これらのダクトの切り替えにはフラップが用いられており、車外の空気が比較的清浄な場合はフラップで内気用ダクトを閉じて外気を取り込み、逆に交通量の多い道路やトンネル内を走行する時には、排気ガスを多く含んだ外気が車内に入り込まないようにフラップで外気用ダクトを閉じて内気を循環させるようにしている。このフラップの開閉による内外気モードの切り替えは、一般の自動車では手動式であり、運転者や同乗者が走行環境に応じて適宜操作を行なうものである。
【０００４】
しかし、手動による切換は往々にして忘れがちであり、外気モードのままトンネルに入って車内に排気ガスの臭いが立ち込めてから慌てて内気モードに切り替えるといったケースもしばしば起こりうる。そこで、外気中の排気ガス濃度の変化をガスセンサにより検出し、所定レベル以上の排気ガスの濃度変化が検出された場合には自動的にフラップの開閉を切り替えて内外気モードを制御する機構が、最近のハイグレードの車種等に搭載されている。
【０００５】
このような目的に使用されるガスセンサは、検知素子として表面制御型電気抵抗式検知素子を用いたものが多い。この種の検知素子は金属酸化物等の半導体により構成され、概略次のような原理を有する。すなわち、酸素や水分子などの電子受容性の強いガスが半導体の電子を奪って負電荷吸着種を生成・吸着し、半導体側に空乏層（表面空間電荷層）を形成する。そして、負電荷吸着種と被検知ガス分子とが反応することにより、その空乏層が変化し、センサ応答としての電気抵抗変化が得られる（例えば、半導体用語大辞典（日刊工業新聞社；１９９９年）、ｐ３２１〜３２３を参照）。
【０００６】
このような金属酸化物等の半導体により構成された検知素子を有するガスセンサを用いたセンサシステムでは、検出素子の電気抵抗率変化に応じて増減する電気的出力をセンサ出力値として所定サンプリング時間毎に取得し、センサ出力値と基準値との隔たりが所定レベル（制御用閾値）以上のときに、特定ガス濃度が高いことを検出する（濃度信号を濃度低信号から濃度高信号に切り替える）手法が一般的に知られている。
【０００７】
ここで、上述した金属酸化物等の半導体により構成された検知素子の電気抵抗率は、特定ガスの濃度変化だけでなく、温度や湿度、風速などの環境（外乱）の影響によっても変化する性質を有する。そのために、基準値を一定値に定めるのではなく、図８に破線で示すように、センサ出力値Ｓの変化に対して基準値Ｂを緩慢に追従させるようにして所定サンプリング時間毎に更新設定し、外乱の影響をキャンセルした形で特定ガスの濃度変化を検知する方法が提案されている（特許文献１、特許文献２参照）。そして、この特許文献１、特許文献２では、最新のセンサ出力値Ｓ（ｎ）と前回の基準値Ｂ（ｎ−１）との差分Ｓ（ｎ）−Ｂ（ｎ−１）に一定比率を乗じた値を、前回の基準値Ｂ（ｎ−１）に加算することにより現在の基準値を算出し、基準値Ｂの更新を行なっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の公報の基準値Ｂの更新方法では次のような不具合が生ずる。例えば図９に示すように、渋滞中のトンネル走行時など、一定のしかも高濃度の排気ガスが充満した外気状態が長時間続くと、センサ出力Ｓは増加するが、やがて一定の出力値に漸近する。他方、内外気モード切替用の基準値Ｂは、センサ出力値Ｓよりも小さい状態を保って追従増加するが、センサ出力値Ｓとの差分の一部を帰納的に加算し続ける形で更新される。そのため、センサ出力値Ｓが高ガス濃度検知状態を反映したほぼ一定の値に近づくと、基準値Ｂは遅かれ早かれセンサ出力値Ｓのレベルに接近することになる。すると、温度、湿度、風といった外乱等の影響でセンサ出力値Ｓが少し変動（図９では低下）しただけで切り替え条件を充足してしまい、内気循環モード（濃度高信号）の継続中において高濃度の排気ガスが存在する外気状態であるにもかかわらず、外気モード（濃度低信号）に突発的に切り替わってしまう不具合を生ずる。
【０００９】
本発明の課題は、検知素子の電気抵抗率変化に応じて増減する電気的出力をセンサ出力として用いるガスセンサを備えたセンサシステムであって、高ガス濃度状態（濃度高信号出力）が長時間続いた場合に、濃度信号が低ガス濃度状態に対応した濃度低信号に誤って切り替えられることを効果的に防止できるセンサシステムを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】
上記課題を解決するために、本発明のガスセンサシステムは、
被検知雰囲気に含有される特定の被検知ガス成分の吸着に基づき電気抵抗率を変化させる検知素子を有し、検知素子の電気抵抗率変化に応じて増減する電気的出力をセンサ出力として用いるガスセンサと、
センサ出力値の基準値からの隔たりが拡大して第一制御用閾値に到達したとき、濃度信号を濃度低信号から濃度高信号に切り替えるための第一制御出力を行ない、他方、濃度高信号の継続中において、基準値からのセンサ出力値の隔たりが縮小して第二制御用閾値に到達したとき、濃度信号を濃度高信号から濃度低信号に切り替えるための第二制御出力を行なう制御出力手段と、
被検知ガス成分の濃度増加に対応したセンサ出力値の変化方向を出力増加方向と定義するとともに、センサ出力値が増加傾向にあり、かつ濃度高信号の継続中において、センサ出力値の基準値からの隔たりが、予め定められた基準値設定切替閾値よりも大きい値を維持している場合は、センサ出力値の増加率が縮小するのに対応して、基準値がセンサ出力値に接近するように、該基準値を、現在のセンサ出力値と、該現在のセンサ出力値に先立つ特定の過去のセンサ出力値に対応する実績基準値とを用いて更新する第一基準値設定処理を行ない、他方、濃度高信号の継続中において、センサ出力値の基準値からの隔たりが縮小して基準値設定切替閾値に到達した場合に、第一基準値演算処理よりも濃度高信号の維持に有利となる第二基準値設定処理を行なう基準値設定手段と、
を備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明のセンサシステムにおいては、基準値からのセンサ出力値の隔たりと制御用閾値とを比較して、その比較結果に基づいて濃度信号を濃度低信号と濃度高信号との間で相互に切り替える。濃度低信号は、被検知ガス成分が相対的に低い場合に選択される信号であり、濃度高信号は被検知ガス成分が相対的に高い場合に選択される信号である。本発明においては、濃度高信号の継続中において、センサ出力値が増加傾向にあるとき、センサ出力値の増加率が縮小するのに対応して、基準値がセンサ出力値に接近するように、該基準値を現在のセンサ出力値と、これに先立つ過去の基準値である実績基準値とを用いて更新する第一基準値設定処理を行なう。濃度高信号の継続中において、被検知ガス成分濃度（以下、ガス濃度ともいう）が高レベルで安定している外気状態のとき、センサ出力値は安定化するが、所定サンプリング時間毎に更新される基準値はこれに近づこうとする。しかし、本発明においては、現在のセンサ出力値と、現在の基準値または実績基準値との隔たりが縮小して基準値設定切替閾値に到達した場合は、第一基準値演算処理よりも濃度高信号の維持に有利となる第二基準値設定処理を行なうようにしたので、突発的な要因によりセンサ出力値が変動した場合も、濃度信号が低ガス濃度状態に対応した濃度低信号へ誤動作することを効果的に防止できる。
【００１２】
なお、「センサ出力値の増加率が縮小するのに対応して、基準値がセンサ出力値に接近する」とは、センサ出力値の増加率が縮小しつつある期間の全てにわたって、基準値がセンサ出力値に接近する概念を含むが、これに限定されるものではない。例えば、センサ出力値の増加率が縮小しつつある期間の一部においてのみ、基準値がセンサ出力値に接近する処理を行なうようにしてもよい。
【００１３】
濃度低信号への切替に係る、第二制御出力を行なうための第二制御用閾値は、例えばゼロに設定することができる（例えば、センサ出力値が減少して基準値に一致したとき、濃度低信号への切替を行なう）が、これに限定されるものではなく、ゼロでない有限の値を第二制御用閾値として設定するようにしてもよいし、第一制御用閾値と同値に設定するようにしてもよい。
【００１４】
第一基準値設定処理は、現在のセンサ出力値と実績基準値との差分に、１より小さい一定の比率を乗じた値（正の値）を更新変分（以下、比例項ともいう）として、実績基準値（例えば、前回のセンサ出力値に対する基準値）に該更新変分を加算した値を、現在のセンサ出力に対する基準値として設定する処理とすることができる。この処理によると、センサ出力値が濃度増加方向に変化中は、基準値が該センサ出力値の変化に対して緩慢に追従するので、センサ出力値がガス濃度減少方向に転じてから制御切替に至るまでの遅れをより効果的に抑制できる。この場合、第二基準値設定処理は、更新変分を第一基準値設定処理よりも小さく設定し、実績基準値に加算して現在の基準値として設定する処理とすることができる。これによると、基準値の加算更新の変分が縮小されるので、センサ出力値と基準値とが過度に接近することが防止される。これが、濃度高信号の維持に有利となる処理であることは明らかであり、濃度低信号へ誤動作することをより効果的に防止できる。
【００１５】
そして、本発明においては、第一基準値設定処理を、上記のように、基準値がセンサ出力値に対して追従変化するように、該基準値を、現在のセンサ出力値と、該現在のセンサ出力値に先立つ特定の過去のセンサ出力値に対応する実績基準値とを用いて更新する処理とすることができる。センサ出力値が増加傾向にあるときは、センサ出力値の増加率が縮小すると、基準値更新に使用される実績基準値が、増加率の大きい過去のセンサ出力値を反映して設定されたものであるため、結果的に基準値は、センサ出力値の増加率が縮小するのに対応して、前記センサ出力値に接近するように更新されることとなる。基準値の更新に用いる過去の実績基準値は、現在のセンサ出力値の変動履歴を的確に反映したものを用いることが、制御状態の切り替え精度を高める上で望ましい。具体的には、現在のセンサ出力値の直近にサンプリングされたセンサ出力値に対する基準値を用いることができるが、必要に応じて、さらに前にサンプリングされたセンサ出力値に対する基準値を用いてもよい。
【００１６】
なお、本発明において第一基準値設定処理は、基準値がセンサ出力値に対して追従変化する態様に限定されるものではなく、例えば、直近に位置する複数個の基準値の平均値（つまり、移動平均値）を実績基準値として用いる態様を例示できる。また、その他の例としては、前記した比例項以外に微分項も考慮した更新処理を行なうことも可能である。具体的には、前回のセンサ出力値に対する基準値に前記した比例項を加算する一方、現在のセンサ出力値とこれに一定時間先立つ過去のセンサ出力値との差分に１より小さい正の値からなる係数を乗じた項を、微分項として、これを前回のセンサ出力値に対する基準値から減算することにより、基準値の更新を行なうことができる。このようにすると、センサ出力値が比較的急激に増加する際には、微分項の減算効果により更新される基準値の増加率が鈍り、基準値との隔たりがより短時間で広がるため、濃度高信号への切り替えをより迅速に行なうことができる。なお、このような基準値の更新手法によれば、センサ出力値の増加率が縮小したり、センサ出力値が減少傾向になると、微分項の減算効果が薄れ、前記した比例項の加算効果が増すことになるため、基準値はセンサ出力値に接近するように更新されることになる。
【００１７】
次に、第二基準値設定処理としては、具体的には、現在のセンサ出力値と現在の基準値または実績基準値との隔たりが基準値設定切替閾値に到達したとき、現在の基準値を更新せずに実績基準値に一定保持する処理（つまり、基準値ホールド処理）とすれば、処理内容が簡便であり、制御主体（ＣＰＵなど）への処理負担も軽減できる。他方、第二基準値設定処理は基準値（現在の基準値または実績基準値）のセンサ出力値からの隔たりを予め定められた値だけ増加させる処理、すなわち、センサ出力値と基準値との隔たりが過度に接近しようとしたとき、これを強制的に拡張する処理としてもよい。
【００１８】
また、基準値設定手段は、基準値に対し、第一基準値設定切替閾値と、該第一基準値設定切替閾値よりも大きく設定される第二基準値設定切替閾値とが設定され、濃度高信号の継続中において、現在のセンサ出力値と、現在の基準値または実績基準値との隔たりが、第二基準値設定切替閾値よりも大きい値を維持している場合は、第一基準値設定処理を行ない、他方、現在のセンサ出力値と、現在の基準値または実績基準値との隔たりが縮小して第一基準値設定切替閾値に到達した場合に、第一基準値演算処理よりも濃度高信号の維持に有利となる第二基準値設定処理を行ない、さらに、現在のセンサ出力値と、現在の基準値または実績基準値との隔たりが、第一基準値設定切替閾値と第二基準値設定切替閾値との中間の値になっている場合は、第二基準値演算処理よりも濃度低信号への切替促進に有利となる第三基準値設定処理を行なうものとすることができる。このようにすると、ガス濃度が比較的低レベルにて継続的に推移している場合に、ガス濃度が低下したとき、第二基準値演算処理よりは濃度低信号への切替促進に有利となる第三基準値設定処理に切り替えることで、濃度低信号により速やかに移行できる。第三の基準値設定処理は、具体的には、前回のセンサ出力値に対する基準値に一定の更新変分を加算した値を、現在のセンサ出力に対する基準値として設定する処理とすることができる。
【００１９】
本発明においては、前記した濃度信号により制御される制御対象を、外気の排気ガス濃度をガスセンサにより検知して、車両の外気取入モードと内気循環モードとのいずれかを自動的に選択する切替機構とすることができる。この場合、濃度低信号は外気取入モードを選択した第一制御状態を指示するものであり、濃度高信号は内気循環モードを選択した第一制御状態を指示するものである。これにより、内気循環モードとなっている状態で、外気の汚染された高ガス濃度状態が長時間続いた場合に、低ガス濃度状態に対応した制御状態である外気取入モードに誤動作することが効果的に防止され、ひいては、車内に汚染された外気が流入する不具合を回避することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態につき図面を用いて説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明に適用されるガスセンサの一例を示すものである。このガスセンサ４は自動車等の車両に取り付けて使用され、外気の排気ガス濃度をガスセンサにより検知して、外気取入用ダクトと内気循環用ダクトとを自動切り替えするために用いられるものである。該ガスセンサ４は、ＮＯｘなどの酸化性ガスを検知する検知素子５を有する。この検知素子５は酸化性ガス分子吸着により電気抵抗率を増加させる酸化物薄膜（例えばＷＯ３）により形成される。図１（ｂ）に示すように、検知素子５は、ヒータ５１とともにセラミック基体５２上に一体的に組み付けられている。
【００２１】
図２は、制御出力手段及び基準値設定手段をなす制御装置９の、電気的構成を示す回路図である。制御装置９の要部はＣＰＵ５３、ＲＡＭ５４、ＲＯＭ５５及びデータ入出力インターフェース（以下、「Ｉ／Ｏ」と略記する）５６を有するコンピュータ５０である。検知素子５は、分圧抵抗６８が直列接続され、検知素子５の抵抗変化に応じた分圧比により、電源電圧ＶＣＣを分割する。そして、それら分圧抵抗６８との接続点に生ずる各分圧電圧がアナログセンサ出力値ＶＸｄとして、コンピュータ５０のＩ／Ｏ５６のポートＰ２に入力される。検知素子５は、酸化性ガスよりなる被検知ガス成分の濃度が増加すると電気抵抗率が増加し、センサ出力値ＶＸｄは増加傾向を示す。
【００２２】
これらセンサ出力値ＶＸｄは、ＣＰＵ５３がＲＡＭ５４をワークエリアとして、ＲＯＭ５５に記憶された検知プログラム１５５をそれぞれ実行することにより、一定のサンプリング時間（例えば０．４ｓ）毎にてサンプリングされ、さらにそのセンサ出力値ＶＸｄを用いて設定された基準値と比較される。なお、基準値の設定手法については後述する。そして、その比較結果に基づいて、外気取入モード（第一制御状態）から内気循環モード（第二制御状態）に切り替える濃度高信号の出力と、その逆の切替を行なう濃度低信号の出力とのいずれかが、Ｉ／Ｏ５６のポートＰ５から制御信号（濃度信号）ＦＣＳとして出力される。
【００２３】
図３に示すように、この制御信号ＦＣＳはフラップ制御装置１００に入力される。フラップ制御装置１００は、該制御信号ＦＣＳを受けて、アクチュエータ１０３を動作させ、フラップ１０５を移動させる。そして、このフラップ１０５の位置により、車両内の内気を循環させるための内気循環用ダクト１０９と、外気を導入するための外気取入用ダクト１０７とのいずれかが、メインダクト１０１に切り替え可能に接続される（前者が内気循環モード（第二制御状態）、後者が外気取入モード（第一制御状態）である）。なお、メインダクト１０１内には、空気を圧送するファン１１１が設置されている。
【００２４】
図２に戻り、車載バッテリーの電圧ＶＢＴが抵抗器６９及び７０により分圧調整された後、電圧監視信号ＲＲＴとして、Ｉ／Ｏ５６のポートＰ３に入力される。一方、バッテリー電圧ＶＢＴはヒータ制御用トランジスタ７４を介してヒータ５１に供給される。本実施形態ではヒータ制御用トランジスタ７４はｐチャネル型ＭＯＳ−ＦＥＴにより構成され、そのゲート入力（抵抗器７１，７２により分圧調整されたバッテリー電圧ＶＢＴである）が、バイポーラトランジスタからなるゲート駆動トランジスタ７３によりスイッチング駆動される。ゲート駆動トランジスタ７３のベースには、ポートＰ４からの、設定電圧値ＶＤに応じたデューティ比ＤＲＶを有するＰＷＭ制御信号が入力される。これにより、ヒータ制御用トランジスタ７４が該ゲート駆動トランジスタ７３を介してデューティ比ＤＲＶにてスイッチングされ、ヒータ５１の出力が、そのデューティ比ＤＲＶに対応した値に調整される。なお、抵抗器７３ａは、ゲート駆動トランジスタ７３の残留電荷を引き抜いて、ＯＮからＯＦＦへのスイッチング速度を向上させる役割を果たす。
【００２５】
図２に示すように、コンピュータ５０のＲＯＭ５５には、検知プログラム１５５の他に、ヒータ制御プログラム１５６が記憶されており、このヒータ制御プログラム１５６は、Ｉ／Ｏ５６のポートＰ３に入力される電圧監視信号ＲＲＴに基づき、ヒータ５１を予め定められた制御パターンに発熱駆動させるように実行される。
【００２６】
なお、ポートＰ２，Ｐ３は、コンピュータ５０側にＡ／Ｄ変換機能が内蔵されており、アナログ信号を直接入力できる。また、ポートＰ４，Ｐ５は、ＰＷＭ信号を出力するポートである。
【００２７】
制御装置９は、前述の検知プログラム１５５により、図４に示すような処理を行なう。図４は、検知素子５の出力を用いる処理の説明図である。すなわち、センサ出力値（前述のＶＸｄを以下「Ｓ」にて表す）の、基準値Ｂからの隔たりδ（＝Ｓ−Ｂ）が拡大して第一制御用閾値δＳ１に到達したとき、外気取入モードを指示する濃度低信号から内気循環モードを指示する濃度高信号に切り替えるための第一制御出力を行なう。他方、濃度高信号の継続中において、基準値Ｂからのセンサ出力値Ｓの隔たりδ（＝Ｓ−Ｂ）が縮小して第二制御用閾値δＳ２（本実施形態では現在の基準値Ｂに設定）に到達したとき、内気循環モードを指示する濃度高信号から外気取入モードを指示する濃度低信号に切り替えるための第二制御出力を行なう。
【００２８】
基準値Ｂは一定値を使用するのではなく、本実施形態においては、次のような方法により、センサ出力値Ｓのサンプリング時間毎に更新して用いる。まず、内気循環モード（濃度高信号）の継続中において、センサ出力値Ｓの基準値Ｂからの隔たりδが、予め定められた基準値設定切替閾値δＡよりも大きい値を維持している場合は、次のような第一基準値設定処理を行なう。すなわち、基準値Ｂを、現在のセンサ出力値Ｓと、該現在のセンサ出力値Ｓに先立つ特定の過去のセンサ出力値Ｓに対応する実績基準値Ｂｄとを用いて、基準値Ｂがセンサ出力値Ｓの変化に対し緩慢に追従変化するように更新する。具体的には、現在のセンサ出力値すなわち、最新のセンサ出力のサンプリング値をＳｎとして、その直近にサンプリングされたセンサ出力値Ｓｎ−１に対応する基準値Ｂｎ−１を実績基準値Ｂｄとして用いる。図５に示すように、現在のセンサ出力値Ｓｎと、１つ前にサンプリングされた実績基準値Ｂｎ−１との差分に、縮小比率ｋ（０より大きく、１より小さい：例えば１／１６）を乗じた値ΔＢ≡ｋ（Ｓｎ−Ｂｎ−１）を比例項（更新変分）として、前回のセンサ出力値Ｓｎ−１に対する基準値Ｂｎ−１に該比例項を加算した値Ｂｎ−１＋ｋ（Ｓｎ−Ｂｎ−１）を、現在のセンサ出力に対する現在の基準値Ｂｎとして設定する。すなわち、任意のセンサ出力値Ｓｎに対する基準値Ｂｎは、次のように帰納的に定義される。
Ｂｎ＝Ｂｎ−１＋ｋ（Ｓｎ−Ｂｎ−１）  ‥‥▲１▼
【００２９】
図４に戻り、内気循環モードの継続中においては、現在のセンサ出力値Ｓと現在の基準値Ｂからの隔たりδ（＝Ｓ−Ｂ）が縮小して基準値設定切替閾値δＡに到達すると、第一基準値演算処理よりも内気循環モード（濃度高信号）の維持に有利となる次のような第二基準値設定処理が行なわれる。この第二基準値設定処理は、例えば前述の式▲１▼において、比例項（更新変分：第２項）を第一基準値設定処理よりも小さく設定する処理である。図４においては、具体的に基準値Ｂを更新せずに、直近にサンプリングされたセンサ出力値Ｓｎ−１に対応する実績基準値Ｂｎ−１のまま一定保持する基準値ホールド処理として行なっている。すなわち、▲１▼式においてｋ＝０とおいた処理に相当する。
【００３０】
内規循環モードの継続中において、排気ガス濃度（被検知ガス成分濃度）が高レベルで安定している外気状態のとき、センサ出力値Ｓは上昇変化した後に安定化するが、▲１▼式による第一基準値設定処理により基準値Ｂを更新する場合、追従更新される基準値Ｂはこれに近づこうとする。しかし、上記のように、センサ出力値Ｓの基準値Ｂからの隔たりδが縮小して基準値設定切替閾値δＡに到達した場合は、第二基準値設定処理に切り替わることにより、基準値Ｂの変化率（図４では増加）が鈍り、内規循環モードの維持に有利となる。その結果、突発的な要因によりセンサ出力値Ｓが変動した場合も、外気の排気ガス濃度が高いにもかかわらず、外気取入モードに誤って切り替わることを効果的に防止できる。
【００３１】
なお、第二基準値設定処理中にセンサ出力値Ｓが低濃度検知側に変化すれば（図４では減少）、センサ出力値Ｓの基準値Ｂからの隔たりδが縮小する。そして、δがδＳ２（＝基準値Ｂ）に到達すれば外気取入モードへの切替信号が出力される。
【００３２】
図６は、以上の処理を実現するための、ＲＯＭ５５に記憶された検知プログラム１５５のフローチャートの一例である。Ｓ１では、メモリや変数などの初期設定を行ない、Ｓ２でセンサ出力値Ｓｎのサンプリングを開始する。なお、最初のサンプリング時（ｎ＝１）においては、センサ出力値Ｓｎと基準値Ｂｎとを等しく設定する。Ｓ３では現在が外気取入モードか否か（濃度高信号の発生中か否か）を判定し、Ｎｏ（つまり、内規循環モード）の場合は、Ｓ４の検知中基準値更新処理となる。
【００３３】
図７は、検知中基準値更新処理の詳細を示すものである、Ｓ４１では、δ（≡Ｓｎ−Ｂｎ−１）が第二基準値設定切替閾値δ’よりも小さいかどうかを調べる。ＹｅｓであればＳ４４に進み、δが第一基準値設定切替閾値δＡよりも小さいかどうかを調べる。ここでＹｅｓであれば、Ｓ４５に進み、更新変分ΔＢをゼロとする前述の第二基準値設定処理を行なう。なお、本実施形態では、Ｓ４４にてＮｏの場合、つまり、δＡ＜δ＜δ’の場合は、Ｓ４６に進み、第三基準値設定処理として、更新変分ΔＢを一定値Ｃとする処理を行なっている。
【００３４】
他方、Ｓ４１においてＮｏの場合、すなわち、δがδ’より大である場合はＳ４２に進み、比例項（更新変分）ΔＢをｋ（Ｓｎ−Ｂｎ−１）（ここでは、ｋ＝ｋ２としている）とする。Ｓ４３では、以上の処理にて設定した比例項ΔＢを加算して基準値を最新の値Ｂｎに更新する。
【００３５】
図６に戻り、Ｓ３でＹｅｓの場合（つまり、外気取入モードとなっている場合）はＳ５に進み、センサ出力値Ｓｎを実績基準値Ｂｎ−１と比較する。ＳｎがＢｎ−１よりも大きい場合は、前述の式に従い基準値Ｂｎを新しい値に更新する。ただし、ｋは、Ｓ４の検知中基準値更新処理とは異なる値ｋ１、具体的には（０＜ｋ２＜ｋ１＜１）となる値を採用している。他方、ＳｎがＢｎ−１と等しいか、小さい値になっている場合は、ＢｎをそのときのＳｎの値に一致させる。
【００３６】
次にＳ８に進み、現在のセンサ出力値Ｓｎに対する現在の基準値Ｂｎからの隔たり（本実施形態では差分値）δを演算する。そして、Ｓ９で現在のモードを確認し、外気取入モードであればＳ１０に進む。そして、δが第一制御用閾値δＳ１に到達していればＳ１１に進んで内気循環モード（濃度低信号）に切り替え、到達していなければＳ１２に進んで外気取入モード（濃度高信号）の維持となる。他方、Ｓ９で内気循環モードであればＳ１４に進み、δが第二制御用閾値δＳ２に到達していればＳ１５に進んで外気取入モードに切り替え、到達していなければＳ１６に進んで内気循環モードの維持となる。その後、Ｓ１３にて更新した現在の基準値Ｂｎを次のサンプリングタイミング時に実績基準値Ｂｎ−１となるように記憶し、Ｓ１７に進んで次のサンプリングタイミングが到来するまで待機し、到来すればＳ２に戻って以下の処理を繰り返す。
【００３７】
以上において本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。例えば、第二基準値設定処理においては、δが縮小してδＡに到達したとき、基準値Ｂを一定値βだけ拡大する処理を行なってもよい。
【００３８】
また、第一基準値設定処理及び上記実施形態における図６に示すＳ６の基準値更新処理においては、基準値Ｂｎの更新を、比例項のみでなく微分項も加味した形で更新することも可能である。例えば、前回のセンサ出力値Ｓｎ−１に対する基準値Ｂｎ−１に前記した比例項ｋ（Ｓｎ−Ｂｎ−１）を加算する一方、現在のセンサ出力値Ｓｎとこれに一定時間先立つ過去のセンサ出力値Ｓｎ−ｍ（ｍは正の整数、例えばｍ＝５）との差分に比例した項ｊ（Ｓｎ−Ｓｎ−ｍ）を微分項として、これを前回のセンサ出力値Ｓｎ−１に対する基準値Ｂｎ−１から減算することにより、基準値Ｂｎの更新を行なうことができる。この場合、現在のセンサ出力のサンプリング値Ｓｎに対する現在の基準値Ｂｎは、次のように帰納的に定義される。
Ｂｎ＝Ｂｎ−１＋ｋ（Ｓｎ−Ｂｎ−１）−ｊ（Ｓｎ−Ｓｎ−ｍ）‥‥▲２▼
（但し、０＜ｋ＜１，０＜ｊ＜１）
【００３９】
さらに、上記実施形態においては、第一〜第三基準値設定処理を行なうに当たって、現在のセンサ処理値Ｓｎと過去のセンサ出力値Ｓｎ−１に対応する実績基準値Ｂｎ−１との隔たりδを各基準値設定切替閾値δ’、δＡと比較したが、現在のセンサ出力値Ｓｎと現在の基準値Ｂｎとの隔たりδを各基準値設定切替閾値δ’、δＡと比較するようにして、第一〜第三基準値設定処理を実行するようにしてもよい。この場合には、図６に示す検知中基準値更新処理Ｓ４を、図１０に示すように実行すればよい。まず、Ｓ４１１にて、現在のセンサ出力値Ｓｎと実績基準値Ｂｎ−１とを用いて、現在の基準値Ｂｎを算出する。ついで、Ｓ４１２に進み、δ（＝Ｓｎ−Ｂｎ）が第二基準値設定切替閾値δ’よりも小さいかどうか調べる。ＹｅｓであればＳ４１３に進み、δが第一基準値設定切替閾値δＡよりも小さいかどうかを調べる。ここでＹｅｓであれば、Ｓ４１５に進み、Ｓ４１１にて更新した現在の基準値Ｂｎに実績基準値Ｂｎ−１を代入して基準値Ｂｎを再更新し、第二基準値設定処理を行なう。なお、Ｓ４１３にてＮｏの場合は、Ｓ４１４に進み、第三基準値設定処理として、Ｓ４１１にて更新した現在の基準値Ｂｎに対して、実績基準値Ｂｎ−１に一定値Ｃを加算した値を代入して基準値Ｂｎを再更新する処理を行なっている。他方、Ｓ４１２においてＮｏの場合、すなわち、δがδ’より大である場合は、本ルーチンを抜けてＳ４１１にて更新した現在の基準値Ｂｎを用いることとして（第一基準値設定処理に相当）、図６に示すメインルーチンに戻る。
【図面の簡単な説明】
【図１】ガスセンサの構成例を示す模式図。
【図２】図１のガスセンサユニットの制御装置の、内部構成の一例を示す回路図。
【図３】図１のガスセンサユニットの実装先の一例である、車両用フラップ制御装置を模式的に示す図。
【図４】本発明のガスセンサシステムにおける信号処理の第一例を模式的に示す図。
【図５】実施の形態１の第一基準値設定処理の内容を模式的に説明する図。
【図６】本発明のガスセンサシステムにおける信号処理プログラムの一例を示すフローチャート。
【図７】図６の検知中基準値更新処理の詳細を示すフローチャート。
【図８】従来のガスセンサシステムにおける信号処理例を示す模式図。
【図９】従来のガスセンサシステムにおける信号処理の問題点を示す模式図。
【図１０】検知中基準値更新処理の別態様の流れを示すフローチャート。
【符号の説明】
４  ガスセンサ
５ａ，５ｂ  検知素子
９  制御装置（制御出力手段、基準値設定手段）
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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