(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定ガスの濃度に応じてセンサ抵抗値が変化するガスセンサ素子を用いるガス検出装置であって、
センサ出力値を取得する取得手段であって、上記センサ抵抗値の変化及び上記取得手段に入力される入力信号におけるパラメータ値の変化に応じて変化するセンサ出力値を、上記入力信号のパラメータ値を固定した状態で、所定サイクル時間毎に取得する取得手段と、
上記センサ出力値を用いて上記特定ガスの濃度の高低を検知する濃度検知手段と、
上記濃度検知手段で上記特定ガスの濃度が低いことを検知したときに濃度低信号を発生する濃度低信号発生手段と、
上記ガス検出装置の起動し続く初期期間の経過後、上記濃度低信号を発生している期間において、更新条件を満たしたときに、上記入力信号の現在のパラメータ値を新たなパラメータ値に更新するパラメータ更新手段であって、
上記新たなパラメータ値に固定した入力信号を用いたときに、上記取得手段において、所定の基準センサ出力値にほぼ等しい上記センサ出力値が取得されるようになる上記新たなパラメータ値を取得して更新するパラメータ更新手段と、を備えるガス検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載のガス検出装置であって、
前記センサ抵抗値が上昇したときに前記センサ出力値が変化する方向を第１方向とし、その逆方向を第２方向としたとき、
前記パラメータ更新手段における前記更新条件を満たしたときとは、
前記センサ出力値が第１所定期間にわたって第１限界値よりも第１方向側の値となったとき、及び、
前記センサ出力値が第２所定期間にわたって第２限界値よりも第２方向側の値となったとき、
のいずれかを満たしたときである
ガス検出装置。
【請求項３】
特定ガスの濃度に応じてセンサ抵抗値が変化するガスセンサ素子を用いるガス検出装置であって、
センサ出力値を取得する取得手段であって、上記センサ抵抗値の変化及び上記取得手段に入力される入力信号におけるパラメータ値の変化に応じて変化するセンサ出力値を、上記入力信号のパラメータ値を固定した状態で、所定サイクル時間毎に取得する取得手段と、
上記センサ出力値を用いて上記特定ガスの濃度の高低を検知する濃度検知手段と、
上記濃度検知手段で上記特定ガスの濃度が低いことを検知したときに濃度低信号を発生する濃度低信号発生手段と、
上記ガス検出装置の起動に続く初期期間の経過後、上記濃度低信号を発生している期間において、更新条件を満たしたときに、上記入力信号の現在のパラメータ値を新たなパラメータ値に更新するパラメータ更新手段であって、
上記センサ抵抗値が上昇したときに上記センサ出力値が変化する方向を第１方向とし、その逆方向を第２方向としたとき、
上記センサ出力値が第１所定期間にわたって第１限界値よりも第１方向側の値となったときには、上記取得手段において、上記新たなパラメータ値に固定した入力信号を用いたときに、所定の基準センサ出力値にほぼ等しい上記センサ出力値が取得されるようになる上記新たなパラメータ値を取得して更新し、
前記センサ出力値が第２所定期間にわたって第２限界値よりも第２方向側の値となったときには、上記取得手段において、現在の上記センサ出力値よりも基準センサ出力値に近いセンサ出力値が取得されるように、上記現在のパラメータ値を徐々に変化させる更新を繰り返すパラメータ更新手段と
を備えるガス検出装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のガス検出装置であって、
前記パラメータ更新手段は、
前記新しいパラメータ値を、現在の前記センサ出力値と前記現在のパラメータ値とを用いて取得する
ガス検出装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のガス検出装置であって、
前記ガスセンサ素子は、前記特定ガスが無いときの上記センサ抵抗値を零点センサ抵抗値Ｒ０とし、その後上記特定ガスの濃度を所定値としたときの上記センサ抵抗値を第１センサ抵抗値Ｒ１としたとき、比Ｒ１／Ｒ０が、上記零点センサ抵抗値Ｒ０の変化に拘わらず、ほぼ一定に保たれる特性を有し、
前記取得手段は、前記パラメータ値を一定として、前記センサ抵抗値の対数値と前記センサ出力値との関係をグラフ化したときに、単調に変化し、上記パラメータ値によらず、グラフの形状がほぼ同一となる上記センサ出力値の範囲を有する特性を備え、
前記基準センサ出力値は、上記グラフの形状がほぼ同一となるセンサ出力値の範囲内の値である
ガス検出装置。
【請求項６】
請求項５に記載のガス検出装置であって、
前記取得手段は、
前記入力信号である、第１の電位状態と第２の電位状態とを有する繰り返し波形のパルス信号が入力されるパルス入力点と、
コンデンサと、
上記パルス入力点に上記第１の電位状態の信号が入力されている期間に、充電用抵抗器を介して上記コンデンサを充電する充電回路と、
上記パルス入力点に上記第２の電位状態の信号が入力されている期間に、放電用抵抗器を介して上記コンデンサを放電させる放電回路と、
を含み、
上記充電回路の充電用抵抗器及び放電回路の放電用抵抗器のいずれかは前記ガスセンサ素子を含み、上記充電回路の充電電流及び上記放電回路の放電電流のいずれかは上記ガスセンサ素子のセンサ抵抗値の変化に応じて変化し、
上記コンデンサの一端であって、上記ガスセンサ素子におけるセンサ抵抗値の変化により電位が変化する動作点の電位を用いて、前記センサ出力値を取得し、
前記入力信号のパラメータ値は、上記パルス入力点に入力される、上記パルス信号の上記第１の状態と第２の状態とのデューティ比であり、
前記パラメータ更新手段は、上記デューティ比を更新する
ガス検出装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のガス検出装置であって、
前記初期期間において、初期更新条件を満たしたときに、前記取得手段において、現在の前記センサ出力値よりも基準センサ出力値に近いセンサ出力値が取得されるように、前記現在のパラメータ値を徐々に変化させる更新を繰り返す初期パラメータ更新手段を備える
ガス検出装置。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のガス検出装置を含む
車両用オートベンチレーションシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスセンサ素子を用いて環境中の特定ガスの濃度変化を検出するガス検出装置および車両用オートベンチレーションシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、鉛−フタロシアニンを用いたり、ＷＯ３やＳｎＯ２などの金属酸化物半導体を用いたガスセンサ素子などが知られている。これらは、環境中のＮＯｘなどの酸化性ガスやＣＯ、ＨＣ（ハイドロカーボン）など還元性ガスなど、特定のガスの濃度変化によってそのセンサ抵抗値が変化するために、このセンサ抵抗値の変化によって特定のガス濃度の変化を検出可能である。また、このようなガスセンサ素子を用いたガス検出装置も知られている。さらには、このガス検出装置を用いた各種の制御システム、例えば、車室外空気の汚染状況に応じて、車室内への外気導入・内気導入を切り替えるためのフラップ開閉制御を行う車両用オートベンチレーションシステムや、喫煙などによる室内空気の汚染を検知し、空気清浄機の制御を行うシステムなどが知られている。
【０００３】
このようなガスセンサ素子を用いたガス検出装置では、ガスセンサ素子のセンサ抵抗値変化を、電圧（センサ電圧）変化に変換して用いることが多い。例えば、固定抵抗とガスセンサ素子を直列に接続して定電圧を印加し、分圧点の電位をセンサ電圧とする。以降は、このセンサ電圧をアナログ微分してガス検知をおこなうものなどアナログ信号処理によりガス検知を行うもののほか、センサ電圧をＡＤ変換してデジタルのセンサ信号とし、さらに微分処理や積分処理等を行うなどデジタル処理によってガス検知をするものが知られている。
【０００４】
しかし、上記のようなガスセンサ素子は、その電気的特性（センサ抵抗値）が特定ガスの濃度変化だけでなく、温度や湿度、風速などの環境の影響によっても大きく変動する性質を有する。例えば、特定ガスが存在しない環境下でも、センサ抵抗値が１０ｋΩから１ＭΩとなるなど、数１０倍〜数１００倍の範囲で変化することがある。そのため、上述の固定抵抗とガスセンサ素子を用いてセンサ電圧を得る場合には、温度や湿度のよるセンサ抵抗値のドリフト（変動）により、特定ガスの濃度変化が無くても固定抵抗との抵抗比が大きく変動し、極端な場合には、分圧点の電位であるセンサ電圧が定電圧あるいは接地電圧付近の値に偏ってしまうことがある。このようにセンサ電圧が偏った状態では、ガス濃度の変化によるセンサ電圧の変化幅が小さく制限されてしまい、適切にガス濃度の変化を検知できなくなる。
また、起動後、長時間わたってセンサ抵抗値がわずかずつ変化し続け、安定するまでに数時間などの長時間かかる素子もある。このような素子では、時間の経過とともにセンサ電圧が徐々に偏ってしまうこともあり得る。
【０００５】
そこで、特開平９−３０４３２０号公報には、調整用電圧制御手段を設け、検知部の端子電圧（センサ電圧に相当）が上限閾値以上か下限閾値以下の状態が所定時間継続すると、端子電圧が設定値になる様にＦＥＴなどの電圧−抵抗変換素子に印加する調整用電圧を再調節し、検知を再開する汚染度合検出装置が開示されている。このようにすることで、端子電圧（センサ電圧）に偏りが生じても、適宜が設定値になるように再調整されるので、適切に検知を行うことができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この公報の開示からはこの再調整を行うことのみが開示されており、その具体的手法が明確でない。
しかるに、再調整の期間中、あるいはそれに続き端子電圧（センサ電圧）が安定するまでの期間は、端子電圧が変動しても調整用電圧の変動によるものなのか、ガス濃度の変化によるものなのかを識別できない。
このため、再調整の手法として、端子電圧を設定値に近づけるべく、調整用電圧を若干変化させその後の端子電圧を測定し、さらに調整用電圧を変化させるか否かを判断し、必要なときはさらに変化させるというように、調整用電圧を徐々にさせる手法を採ると、再調整の期間が長くなり、結果としてガス濃度の変化が検知困難あるいは検知不能である期間が長くなる。
【０００７】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、ガスセンサ素子のセンサ抵抗値が湿度等によってドリフトしても、比較的短時間でこの影響を無くして、ガス濃度変化検知を再開することのできるガス検出装置、及びこれを用いた車両用オートベンチレーションシステムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
そしてその解決手段は、特定ガスの濃度に応じてセンサ抵抗値が変化するガスセンサ素子を用いるガス検出装置であって、センサ出力値を取得する取得手段であって、上記センサ抵抗値の変化及び上記取得手段に入力される入力信号におけるパラメータ値の変化に応じて変化するセンサ出力値を、上記入力信号のパラメータ値を固定した状態で、所定サイクル時間毎に取得する取得手段と、上記センサ出力値を用いて上記特定ガスの濃度の高低を検知する濃度検知手段と、上記濃度検知手段で上記特定ガスの濃度が低いことを検知したときに濃度低信号を発生する濃度低信号発生手段と、上記ガス検出装置の起動し続く初期期間の経過後、上記濃度低信号を発生している期間において、更新条件を満たしたときに、上記入力信号の現在のパラメータ値を新たなパラメータ値に更新するパラメータ更新手段であって、上記新たなパラメータ値に固定した入力信号を用いたときに、上記取得手段において、所定の基準センサ出力値にほぼ等しい上記センサ出力値が取得されるようになる上記新たなパラメータ値を取得して更新するパラメータ更新手段と、を備えるガス検出装置である。
【０００９】
本発明のガス検出装置では、ガスセンサ素子のセンサ抵抗値がドリフトにより変化してセンサ出力値に偏りが生じた場合でも、濃度低信号を発生している期間のうち、更新条件を満たしたときに、取得手段においてセンサ出力値として基準センサ出力値が取得されるような新たなパラメータ値に更新する。このため、パラメータ値の更新後は、強制的にセンサ出力値が基準センサ出力値に等しくなるようにされる。従って、その後ガス検知を再開すると、特定ガスの濃度変化があった場合に、センサ出力値の変化幅を大きく採れるから、適切に特定ガスの検出を行うことができる。
しかも、この新たなパラメータ値は、現在の値から徐々に変化させるのではない。つまり、新たなパラメータ値を用いたとすると、センサ出力値は基準センサ出力値に等しくなるような、そういう新たなパラメータ値を取得し、それを用いる。このため、一挙にパラメータ値が更新され、これによって、得られるセンサ出力値も基準センサ出力値に等しい値にさせられる。従って、パラメータ値の更新に伴うガス検知の困難期間を短くすることができる。
また、本発明では、濃度低信号発生手段で濃度低信号を発生しているタイミングで更新を行う。濃度高信号を発生している期間など、濃度低信号発生手段で濃度低信号を発生していない期間には、センサ出力値が偏った値となっている場合であっても、その偏りがセンサ抵抗値のドリフトによって生じたのか、ガス濃度の上昇あるいは減少によって生じたのかの判断ができない。また、この期間にパラメータ値の更新をすると、センサ出力値が変動するため、濃度低下によるセンサ出力値の変動を見逃し、濃度低下の検知ができない危険もあるからである。
【００１０】
さらに、上記ガス検出装置であって、前記センサ抵抗値が上昇したときに前記センサ出力値が変化する方向を第１方向とし、その逆方向を第２方向としたとき、前記パラメータ更新手段における前記更新条件を満たしたときとは、前記センサ出力値が第１所定期間にわたって第１限界値よりも第１方向側の値となったとき、及び、前記センサ出力値が第２所定期間にわたって第２限界値よりも第２方向側の値となったとき、のいずれかを満たしたときであるガス検出装置とすると良い。
【００１１】
一般に、ガス濃度が低いと判断されて濃度低信号が出されている期間であっても、ノイズなどの影響でセンサ出力値が一時的に第１限界値よりも第１方向側の値となる（例えば第１限界値を上回る）あるいは一時的に第２限界値よりも第２方向側の値となる（例えば第２限界値を下回る）ことは有り得ると考えられる。
しかるに、これに対し、センサ出力値が第１所定期間にわたって第１限界値よりも第１方向側の値となる状態が継続した場合や、センサ出力値が第２所定期間にわたって第２限界値よりも第２方向側の値となる状態が継続した場合には、もはやこのようなノイズ等の影響ではなく、センサ抵抗値がドリフトによって大きく変動したために、センサ出力値が第１所定期間にわたって第１限界値よりも第１方向側の値となり、あるいは第２所定期間にわたって第２限界値よりも第２方向側の値となったと判断できる。
本発明のガス検出装置では、更新条件として上記条件を採用したから、センサ抵抗値がドリフトしたときには、パラメータ値が一挙に更新されてセンサ出力値が基準センサ出力値に等しくなるように調整される。従って、その後ガス検知を再開すると、特定ガスの濃度変化があった場合に、センサ出力値の変化幅を大きく採れるから、再び、適切に特定ガスの検出を行うことができる。一方、ノイズなどによってパラメータ値を誤って更新することが無い。
なお、第１所定期間と第２所定期間の長さは、異なっていても良い。
【００１２】
さらに他の解決手段は、特定ガスの濃度に応じてセンサ抵抗値が変化するガスセンサ素子を用いるガス検出装置であって、センサ出力値を取得する取得手段であって、上記センサ抵抗値の変化及び上記取得手段に入力される入力信号におけるパラメータ値の変化に応じて変化するセンサ出力値を、上記入力信号のパラメータ値を固定した状態で、所定サイクル時間毎に取得する取得手段と、上記センサ出力値を用いて上記特定ガスの濃度の高低を検知する濃度検知手段と、上記濃度検知手段で上記特定ガスの濃度が低いことを検知したときに濃度低信号を発生する濃度低信号発生手段と、上記ガス検出装置の起動に続く初期期間の経過後、上記濃度低信号を発生している期間において、更新条件を満たしたときに、上記入力信号の現在のパラメータ値を新たなパラメータ値に更新するパラメータ更新手段であって、上記センサ抵抗値が上昇したときに上記センサ出力値が変化する方向を第１方向とし、その逆方向を第２方向としたとき、上記センサ出力値が第１所定期間にわたって第１限界値よりも第１方向側の値となったときには、上記取得手段において、上記新たなパラメータ値に固定した入力信号を用いたときに、所定の基準センサ出力値にほぼ等しい上記センサ出力値が取得されるようになる上記新たなパラメータ値を取得して更新し、前記センサ出力値が第２所定期間にわたって第２限界値よりも第２方向側の値となったときには、上記取得手段において、現在の上記センサ出力値よりも基準センサ出力値に近いセンサ出力値が取得されるように、上記現在のパラメータ値を徐々に変化させる更新を繰り返すパラメータ更新手段と、を備えるガス検出装置である。
【００１３】
パラメータ値を更新するに当たり、値を一挙に大きく変えて取得されるセンサ出力値を基準センサ出力値に等しくしようとする場合、ガスセンサ素子の特性のバラツキや取得手段におけるコンデンサ、抵抗その他の電子部品の特性のバラツキなどが大きいときには、部品の組み合わせなどによっては、基準センサ出力値を飛び超えて更新前とは逆側に偏った値にまでセンサ出力値が変化させられてしまうことがあり得る。すると、再びパラメータ値の更新が行われることがあり、これらが繰り返されると基準センサ出力値にほぼ等しいセンサ出力値を得ることができなかったり、得るのに異常に長い時間が掛かる事態が発生する危険がある。
本発明のガス検出装置では、センサ出力値が第１所定期間にわたって第１限界値よりも第１方向側の値となったときは、パラメータ値を一挙に変化させて更新する。一方、センサ出力値が第２所定期間にわたって第２限界値よりも第２方向側の値となったときには、パラメータ値を徐々に変化させる更新を繰り返す。従って、上記のような事態になることが無く、ガスセンサ素子や取得手段の電子部品の特性のバラツキが有っても、適切なパラメータ値に収束させることができる。
しかも、ガスセンサ素子（とりわけＷＯ３からなるガスセンサ素子）は、起動後、センサ抵抗値が上昇する方向に変化しながら安定する傾向があるので、たとえ初期期間の経過後でも、センサ出力値が第１所定期間にわたって第１限界値よりも第１方向側の値となってパラメータ値を更新する機会が、逆の場合に比して多い傾向にある。従って、更新する機会が多い方について、パラメータ値を一挙に変化させて更新するようにしたので、更新時のガス検出困難期間を短くすることができ都合がよい。
【００１４】
さらに、上記いずれか１項に記載のガス検出装置であって、前記パラメータ更新手段は、前記新しいパラメータ値を、現在の前記センサ出力値と前記現在のパラメータ値とを用いて取得するガス検出装置とすると良い。
【００１５】
本発明のガス検出装置では、新しいパラメータ値を、現在のセンサ出力値と現在のパラメータ値とを用いて取得するので適切に、新しいパラメータ値を得ることができる。
なお、新しいパラメータ値（例えば新しいデューティ比）を取得する手法としては、算出式からの算出や数値マップからの選択などにより直接に更新すべきパラメータ値を得る手法のほか、現在のパラメータ値から算出式やマップなどにより、変更すべき量を求めることで、間接的に（結果として）新しいパラメータ値を得る場合も含まれる。
【００１６】
さらに、上記ガス検出装置であって、前記パラメータ更新手段は、所定の算出式に従い、前記現在のセンサ出力値と前記現在のパラメータ値とを用いて更新すべき前記新たなパラメータ値を得るガス検出装置とするのが好ましい。
【００１７】
本発明のガス検出装置では、所定の算出式を用いたので、更新すべき新たなパラメータ値を得るのに、ガス検出装置で消費するメモリが少なくても、パラメータ値を得ることができる。従って、安価にできる。
【００１８】
あるいは、前記ガス検出装置であって、前記パラメータ更新手段は、前記現在のセンサ出力値と前記現在のパラメータ値とに対応づけて更新すべき前記新たなパラメータ値を複数記憶した記憶手段と、上記現在のセンサ出力値及び上記現在のパラメータ値に基づいて、これに対応する上記パラメータ値を上記記憶手段から選択して得るガス検出装置とするのが好ましい。
【００１９】
本発明のガス検出装置では、記憶手段を用いたので、ガス検出装置でメモリを多く消費するものの、容易にパラメータ値を得ることができる。また算出式の導出、関数化等の作業が不要である。
【００２０】
さらに、上記いずれか１項に記載のガス検出装置であって、前記ガスセンサ素子は、前記特定ガスが無いときの上記センサ抵抗値を零点センサ抵抗値Ｒ０とし、その後上記特定ガスの濃度を所定値としたときの上記センサ抵抗値を第１センサ抵抗値Ｒ１としたとき、比Ｒ１／Ｒ０が、上記零点センサ抵抗値Ｒ０の変化に拘わらず、ほぼ一定に保たれる特性を有し、前記取得手段は、前記パラメータ値を一定として、前記センサ抵抗値の対数値と前記センサ出力値との関係をグラフ化したときに、単調に変化し、上記パラメータ値によらず、グラフの形状がほぼ同一となる上記センサ出力値の範囲を有する特性を備え、前記基準センサ出力値は、上記グラフの形状がほぼ同一となるセンサ出力値の範囲内の値であるガス検出装置とすると良い。
【００２１】
本発明のガス検出装置では、ガスセンサ素子として、ドリフトによって特定ガスが無い（例えば、ガス濃度が０ｐｐｍ）のときの零点センサ抵抗値Ｒ０が変動しても、特定ガスの濃度を所定値（例えば１ｐｐｍ）としたときの第１センサ抵抗値Ｒ１との比Ｒ１／Ｒ０が、ほぼ一定となる特性を有するガスセンサ素子を用いる。
しかも、パラメータ値を一定として、センサ抵抗値の対数値とセンサ出力値の関係をグラフに表したとき、各パラメータ値についてのグラフの形状が、パラメータ値によらず、ほぼ同一となるセンサ出力値の範囲を有する。つまり、具体的に言うと、片対数グラフを用い、対数軸にセンサ抵抗値を割り当ててセンサ出力値との関係をグラフに表したとき、パラメータ値を一定とした各グラフは、特定のセンサ出力値の範囲で形状がほぼ同じとなる（例えば、図３におけるセンサ電圧値２．０〜２．５Ｖの範囲）。
また、基準センサ出力値は、この範囲内の値とされている。
【００２２】
本発明のガス検出装置では、ガスセンサ素子のセンサ抵抗値がドリフトによって変動した場合でも、濃度低信号発生時で更新条件を満たしたときに、パラメータ更新手段でパラメータ値を更新し、強制的にセンサ出力値として基準センサ出力値が取得されるようにする。換言すればセンサ抵抗値が零点センサ抵抗値Ｒ０となっているときに、パラメータ値を更新して、センサ出力値を所定の基準センサ出力値に合わせ込む。このため、その後、特定ガスの濃度が上昇したとき、パラメータ値の値に違いがあっても、得られるセンサ出力値はほぼ同じ値となる。ガスセンサ素子が、比Ｒ１／Ｒ０が一定となる性質を有しているため、及びセンサ抵抗値の対数値とセンサ出力値との関係のグラフが、特定のセンサ出力値の範囲でパラメータ値によらずほぼ同一であるためである。センサ抵抗値ａ，ｂ，ｃ，ｄについて、ａ／ｂ＝ｃ／ｄであるとき、片対数グラフで表すと、センサ抵抗値ａ，ｂ同士間の距離と、センサ抵抗値ｃ，ｄ同士間の距離とは同じとなる（logａ−logｂ＝log(ａ／ｂ)＝log(ｃ／ｄ)＝logｃ−logｄである）からである。
【００２３】
具体例で説明する（図３参照）。ガスセンサ素子として、特定ガス濃度が０ｐｐｍのときＲ０＝１０ｋΩであり、濃度１ｐｐｍのときＲ１＝１５ｋΩとなるが、ドリフトによってもしＲ０＝１００ｋΩとなった場合には、Ｒ１＝１５０ｋΩなる特性のガスセンサ素子を用いたとする。つまり、このガスセンサ素子は、１ｐｐｍの濃度の場合には、Ｒ０の１．５倍のセンサ抵抗値Ｒ１となる特性を備えるとする。ここで、特定ガスが無い状態でＲ０＝１０ｋΩとなっているときに、入力信号のパラメータ値を調整して（図３において、デューティ比を９８．４０％とする）、強制的にセンサ出力値を基準センサ出力値＝２．０Ｖとする。その後に特定ガス濃度を１ｐｐｍとしたときには、Ｒ１＝１５ｋΩとなる。このときのセンサ出力値＝２．５Ｖであったとする。
【００２４】
その後、ガスセンサ素子のセンサ抵抗値がドリフトによって変動してしまい、零点センサ抵抗値Ｒ０のときの値が１００ｋΩとなったとする。すると、センサ出力値は例えば４．０Ｖなど上限値に近い値に偏ってしまう。この状態で特定ガスの濃度が１ｐｐｍ（Ｒ１＝１５０ｋΩ）となったとしても、センサ出力値は４．３Ｖ程度にしかならないので、変化量が少なくなり適切にガス検出ができないことがある。しかし、例えば入力信号のデューティ比などのパラメータ値を更新する（図３において、デューティ比を９．３６％にする）ことで、強制的にセンサ出力値＝２．０Ｖとする。ここで、パラメータ値を一定とした各グラフは、特定のセンサ出力値の範囲で形状がほぼ同じとなるから、２．５Ｖがこの範囲内であるとすれば、Ｒ１＝１５ｋΩ（Ｒ０＝１０ｋΩの１．５倍）のときにセンサ出力値＝２．５Ｖであったのであるから、Ｒ１＝１５０ｋΩ（Ｒ０＝１００ｋΩの１．５倍）となったときにも、センサ出力値＝２．５Ｖとなる。つまり、ガスセンサ素子にドリフトが生じても、このような調整後には、特定ガスの濃度変化によってセンサ出力値は同様に変化することとなる。
【００２５】
このため、あるガスセンサ素子を用いたガス検出装置に着目すると、ドリフトによって零点センサ抵抗値Ｒ０がどのような値となっていても、例えば特定ガス濃度が１ｐｐｍとなったら同じセンサ出力値が得られるようになるから、零点センサ抵抗値Ｒ０のドリフトによらず、センサ出力値を用いて特定ガス濃度の高低を検知することができる。
【００２６】
さらに、上記ガス検出装置であって、前記取得手段は、前記入力信号である、第１の電位状態と第２の電位状態とを有する繰り返し波形のパルス信号が入力されるパルス入力点と、コンデンサと、上記パルス入力点に上記第１の電位状態の信号が入力されている期間に、充電用抵抗器を介して上記コンデンサを充電する充電回路と、上記パルス入力点に上記第２の電位状態の信号が入力されている期間に、放電用抵抗器を介して上記コンデンサを放電させる放電回路と、を含み、上記充電回路の充電用抵抗器及び放電回路の放電用抵抗器のいずれかは前記ガスセンサ素子を含み、上記充電回路の充電電流及び上記放電回路の放電電流のいずれかは上記ガスセンサ素子のセンサ抵抗値の変化に応じて変化し、上記コンデンサの一端であって、上記ガスセンサ素子におけるセンサ抵抗値の変化により電位が変化する動作点の電位を用いて、前記センサ出力値を取得し、前記入力信号のパラメータ値は、上記パルス入力点に入力される、上記パルス信号の上記第１の状態と第２の状態とのデューティ比であり、前記パラメータ更新手段は、上記デューティ比を更新するガス検出装置とすると良い。
【００２７】
本発明のガス検出装置では、入力信号をパルス信号とし、そのデューティ比をパラメータ値とすると、取得手段におけるセンサ抵抗値とセンサ出力値（動作点の電位）との関係は、パラメータ値を一定として、センサ抵抗値の対数値とセンサ出力値との関係をグラフ化したときに、単調に変化し、パラメータ値（デューティ比）によらず、グラフの形状がほぼ同一となるセンサ出力値の範囲を有する特性を持つ。このため、簡単な構成で、零点センサ抵抗値Ｒ０のドリフトによらず、センサ出力値を用いて特定ガス濃度の高低を検知することができる。
【００２８】
さらに、上記いずれか１項に記載のガス検出装置であって、前記初期期間において、初期更新条件を満たしたときに、前記取得手段において、現在の前記センサ出力値よりも基準センサ出力値に近いセンサ出力値が取得されるように、前記現在のパラメータ値を徐々に変化させる更新を繰り返す初期パラメータ更新手段を備えるガス検出装置とすると良い。
【００２９】
一般に初期期間中は、ヒータの加熱によりガスセンサ素子の温度が大きく変動するなどにより、そのセンサ抵抗値が大きく変動する。このため、初期期間の経過後とは異なり、センサ出力値が基準センサ出力値になるようにパラメータ値を一挙に変更したとしても、狙い通りにセンサ出力値を基準センサ出力値にあるいはそれに近い値にできるとは限らない。むしろ困難であり、適切なパラメータ値に収束できない危険性がある。
本発明のガス検出装置では、初期期間には入力信号のパラメータ値を新たなパラメータ値に徐々に変化させる更新を繰り返すので、パラメータ値を適切な値に収束することができる。
【００３０】
さらに、上記いずれか１項に記載のガス検出装置を含む車両用オートベンチレーションシステムとすると良い。
【００３１】
この車両用オートベンチレーションシステムでは、センサ抵抗値のドリフトによるセンサ出力値が偏ったときに、パラメータ値一挙に更新することで、相対的に短時間でガス検知を再開できるから、適切なフラップの開閉を行うことができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
本発明の第１の実施形態について、図１〜図８に示す図面等を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態１にかかるガス検出装置１０及び車両用オートベンチレーションシステム１００の概略を示す構成図である。このシステム１００は、特定ガスの濃度変化に応じて濃度信号ＬＶを出力するガス検出装置１０と、フラップ３４を回動させて、内気取り入れ用ダクト３２及び外気取り入れ用ダクト３３のいずれかをダクト３１に接続させる換気系３０と、濃度信号ＬＶに従って換気系３０のフラップ３４を制御する電子制御アセンブリ２０とを備える。
【００３３】
ガス検出装置１０は、ガスセンサ素子１を含むセンサ抵抗値変換回路２と、その出力であるセンサ電圧値ＶｓをＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータ１５とマイクロコンピュータ１６とを有する。ガスセンサ素子１は、特定ガスの濃度によってそのセンサ抵抗値Ｒｓが変化する、具体的には、ＮＯｘ等の酸化ガスの濃度が上昇するとそのセンサ抵抗値Ｒｓが高くなる、ＷＯ３からなる酸化物半導体系のガスセンサ素子である。
なお、本実施形態１に用いるガスセンサ素子１は、特定ガスの濃度に応じてセンサ抵抗値Ｒｓが変化するほか、温度・湿度などの環境変化によっても変化（ドリフト）する。センサ抵抗値Ｒｓの変化の範囲は、通常１ｋΩ〜１０ＭΩの範囲で変化するものである。
【００３４】
センサ抵抗値変換回路２は、ガスセンサ素子１を駆動して、この素子１のセンサ抵抗値Ｒｓの変化に応じた下記する動作点Ｐｄの電圧（センサ電圧値Ｖｓ）を得るための回路であり、後述するようなパルス信号Ｓｃを入力するパルス入力端子７と、センサ出力端子８とを有する。このパルス入力端子７には、抵抗値Ｒｃ（本実施形態では１００ｋΩ）の固定抵抗器５とダイオード６が直列に接続され、静電容量Ｃ（本実施形態では１μＦ）を有し一端４Ｂが接地されたコンデンサ４の他端４Ａと接続している。さらに、上記したガスセンサ素子１は、このコンデンサ４と並列に配置され、その一端１Ｂが接地され、他端１Ａがコンデンサ４の他端４Ａと接続している。なお、この接続点が、センサ抵抗値Ｒｓの変化によってその電位が変化する動作点Ｐｄである。センサ出力端子８にはこの動作点Ｐｄの電位（センサ電圧値Ｖｓ）が導かれている。また、ダイオード６は、コンデンサ４をカソードとした向きで接続されている。
【００３５】
このセンサ電圧値ＶｓをＡ／Ｄコンバータ１５で所定間隔毎（本実施形態では0.4sec毎）にＡ／Ｄ変換して、デジタル値のセンサ出力値Ｓ（ｎ）とする。ｎは順序を表す一連の整数である。
その後、マイクロコンピュータ１６の入力端子１７に入力する。マイクロコンピュータ１６は、公知の構成である演算を行うマイクロプロセッサ、プログラムやデータを一時記憶しておくＲＡＭ、プログラムやデータを保持するＲＯＭなどを含む。なお、Ａ／Ｄコンバータ１５をも含む構成とすることもできる。このセンサ出力値S(n)を後述するフローに従ってマイクロコンピュータ１６で処理することにより、ガスセンサ素子１６のセンサ抵抗値Ｒｓやその変化などからＮＯｘなど酸化性ガスの濃度を算出する。Ａ／Ｄコンバータ１５は、０〜５Ｖを８ビットのデジタル値に変換するものであり、分解能は約２０ｍＶ（≒５Ｖ／２8＝１９．５ｍＶ）である。
【００３６】
さらにこのマイクロコンピュータ１６の出力端子１８からは、電子制御アセンブリ２０を制御するための濃度高信号と濃度低信号のいずれかの濃度信号ＬＶが出力される。この電子制御アセンブリ２０は、自動車の内気循環及び外気取り入れを制御する換気系３０のフラップ３４を制御するものである。この換気系３０は、本実施形態では具体的には、自動車室内につながるダクト３１に、二股状に接続された、内気を取り入れ循環させる内気取り入れ用ダクト３２と外気を取り入れる外気取り入れ用ダクト３３とを切り替えるフラップ３４を制御するものである。
電子制御アセンブリ２０のうち、フラップ駆動回路２１は、マイクロコンピュータ１６の出力端子１８からの濃度信号ＬＶ、本実施形態に即して言えば、ＮＯｘなどの酸化性ガス成分の濃度が上昇したか下降したかを示す濃度信号ＬＶに従って、アクチュエータ２２を作動させフラップ３４を回動させて、内気取り入れ用ダクト３２及び外気取り入れ用ダクト３３のいずれかをダクト３１に接続させる。
【００３７】
例えば、図２のフローチャートに示すように、ステップＳ１で初期設定を行った後、ステップＳ２で濃度レベル信号ＬＶを取得し、ステップＳ３で濃度信号ＬＶが濃度高信号であるか否か、つまり濃度高信号発生中であるか否かを判断する。ここで、Ｎｏつまり濃度低信号発生中の場合には、特定ガスの濃度が低いのであるから、ステップＳ４において、フラップ３４の全開を指示する。これにより、フラップ３４が回動して、外気取り入れ用ダクト３３がダクト３１に接続され、外気が車室内に取り入れられる。一方、ステップＳ３においてＹｅｓつまり濃度高信号発生中の場合には、車室外の特定ガスの濃度が高いのであるから、ステップＳ５において、フラップ３４の全閉を指示する。これにより、フラップ３４が回動して、内気取り入れ用ダクト３２がダクト３１に接続され、外気導入が遮断されると共に、内気循環となる。
【００３８】
ダクト３１内には、空気を圧送するファン３５が設置されている。なお、フラップ駆動回路２１は、濃度信号ＬＶだけに応じてフラップ３４を開閉するようにしても良いが、例えば、マイクロコンピュータなどを用い、ガス検出装置１０による濃度信号ＬＶの他、図１中破線で示すように、例えば室温センサや湿度センサ、外気温センサなどからの情報をも加味して、フラップ３４を開閉するようにしても良い。
【００３９】
さらに、マイクロコンピュータ１６は、その制御出力端子１６ＣＴから、後述するフローチャートに従って決定されるデューティ比ＤＴを有するパルス信号Ｓｃを出力する。このパルス信号Ｓｃによってセンサ抵抗値変換回路２が駆動される。このパルス信号Ｓｃは、図１下方の円内に示すように、０Ｖ（接地電位）と＋５Ｖとの２つの電位が交互に現れるパルス信号であり、繰り返し周波数ｆｐ（本実施形態ではｆｐ＝５ｋＨｚ）であり、＋５Ｖ電位（第１の電位）を時間ｔ１継続し、０Ｖ（第２の電位）を時間ｔ２継続する。従って、このパルス信号Ｓｃのデューティ比ＤＴ（％）は、ＤＴ=１００×ｔ１／（ｔ１＋ｔ２）で与えられる。ｔ１とｔ２の和が繰り返し周期Ｔｐ（＝ｔ１＋ｔ２）である。本実施形態では、制御出力端子１６ＣＴとしてマイクロコンピュータ１６のオープンドレイン端子を用いた。なお、マイクロコンピュータ１６等は、＋５Ｖの片電源で駆動される。
【００４０】
次いで、センサ抵抗値変換回路２の動作及び特性について説明する。パルス信号Ｓｃのうち第１の電位（ハイレベル）である＋５Ｖがパルス入力端子７に印加されると、ダイオード６がＯＮして、固定抵抗器５及びダイオード６を通じてコンデンサ４に充電される。つまり、固定抵抗器５とダイオード６は、パルス入力端子７が第１の電位状態にあるときに、コンデンサ４に充電する充電回路を構成している。従って、この期間ｔ１にはコンデンサ４の両端間の電圧（充電電圧）が上昇する。なお、この充電の時定数（第１の時定数）τ１は、τ１＝Ｃ・Ｒｃ・Ｒｓ／（Ｒｃ＋Ｒｓ）である。
一方、パルス信号Ｓｃのうち第２の電位（ローレベル）である０Ｖがパルス入力端子７に印加されると、ダイオード６がＯＦＦするので、コンデンサ４に充電された電荷は、ガスセンサ素子１を通じて放電される。つまり、コンデンサ４と並列に接続されたガスセンサ素子１は、パルス入力端子７が第２の電位状態にあるときに、コンデンサ４を放電させる放電回路を構成している。したがって、この期間ｔ２には、コンデンサ４の両端間の電圧（充電電圧）が下降する。なお、この放電の時定数（第２の時定数）τ２は、τ２＝Ｃ・Ｒｓである。
【００４１】
このセンサ抵抗値変換回路２は以上のように動作するので、パルス信号Ｓｃを繰り返し入力することで、時間ｔ１の間に充電される電荷と時間ｔ２の間に放電される電荷とが均衡した定常状態となり、図１上方の円内に示すように、センサ電圧値Ｖｓは、リップル電圧Ｖｒの若干のリップルを有するものの、ほぼ一定値となる。ここで、パルス信号Ｓｃの周波数ｆｐは、リップル電圧ＶｒがＡ／Ｄ変換回路１９の分解能約２０ｍＶを下回るような十分高い周波数に設定するのが好ましく、そこで本実施形態では、上記したようにｆｐ＝５ｋＨｚとしている。このため、リップル電圧Ｖｒによるセンサ出力値Ｓ（ｎ）の変動が生じない。
【００４２】
なお、リップル分を除去するため、Ａ／Ｄコンバータ１５とセンサ出力端子８との間に低域フィルタを介在させても良い。このようにすると、センサ電圧値Ｖｓに重畳されるノイズをも除去できるので、ノイズの多い環境で使用する場合には特に好ましい。
【００４３】
次いで、このセンサ抵抗値変換回路２について、ガスセンサ素子１のセンサ抵抗値Ｒｓを変化させた場合のセンサ電圧値Ｖｓ（センサ出力値Ｓ（ｎ））の変化を図３に示す。パラメータとしてパルス信号Ｓｃのデューティ比ＤＴ（％）を用いている。なお、実際には、ガスセンサ素子１に代えて、可変抵抗器を図１に示す回路に取り付けて、センサ電圧値Ｖｓを測定した。
容易に理解できるように、パルス信号Ｓｃのデューティ比ＤＴが一定でも、センサ抵抗値Ｒｓが変化すると、センサ電圧値Ｖｓが変化する。センサ抵抗値Ｒｓが大きくなると放電の時定数τ２が大きくなって放電されにくくなり、再び充電される電荷と放電される電荷とが均衡するまで、コンデンサ４の充電電圧が高くなるからである。
【００４４】
なお、上記したように、パルス信号の周波数ｆｐ＝５ｋＨｚ、固定抵抗器５の抵抗値Ｒｃ＝１００ｋΩ、コンデンサ１４の静電容量Ｃ＝１μＦである。このグラフから判るように、デューティ比ＤＴを一定とした場合、センサ抵抗値Ｒｓの増加に応じてセンサ電圧値Ｖｓが単調かつ緩やかに増加している。このため、印加しているパルス信号Ｓｃのデューティ比ＤＴを一定値に固定しておけば、センサ抵抗値Ｒｓの変化が、センサ電圧値Ｖｓ及びこれをＡ／Ｄ変換したセンサ出力値Ｓ（ｎ）の変化に反映されるから、センサ出力値Ｓ（ｎ）によって、特定ガスの濃度変化を検知することができる。
また、グラフから容易に理解できるように、このセンサ抵抗値変換回路２を用いれば、適切なデューティ比ＤＴを設定することで、センサ抵抗値Ｒｓが数桁（例えば１ｋΩ〜１０ＭΩまで４桁）分変化しても、測定可能であることが判る。
【００４５】
その上、このグラフは、ガスセンサ素子１のセンサ抵抗値Ｒｓが温度や湿度などの環境によって大きく変化（ドリフト）した場合にも、パルス信号Ｓｃのデューティ比ＤＴを変化させることで、センサ電圧値Ｖｓを適当な範囲に変化させて、精度良く酸化性ガスの濃度変化を検出できることを示している。
例えば、デューティ比ＤＴ＝５０％のパルス信号Ｓｃをセンサ抵抗値変換回路２に入力していたときに、センサ抵抗値Ｒｓが環境の変化で１００ｋΩ以上の値に変化した場合（Ｒｓ＞５００ｋΩ）を想定する。この場合には、センサ電圧値Ｖｓ約４．４Ｖの高い値に偏ってしまう。この状態でさらに酸化性ガスの濃度が増えたためにセンサ抵抗値Ｒｓが若干上昇したとしても、グラフの傾きが小さいのでセンサ電圧値Ｖｓの変化が小さく、正確に酸化性ガスの濃度変化を検知することは難しい。
【００４６】
これに対し、パルス信号Ｓｃのデューティ比ＤＴをＤＴ＝３．１２％に変更すると、センサ電圧値Ｖｓは約２．６Ｖになり、グラフの傾きも大きくなる。このため、この状態でさらに酸化性ガスの濃度が増えてセンサ抵抗値Ｒｓが若干上昇すると、センサ電圧値Ｖｓが大きく変化する。従って、正確に特定ガスの濃度変化を検知することができる。つまり、このようにしてパルス信号Ｓｃのデューティ比ＤＴを変化させることで、センサ電圧値Ｖｓをガス検知処理の容易な範囲内にしておくことができ、酸化性ガス（特定ガス）の濃度変化を精度良く検知することができる。
さらに、ガスセンサ素子１の特性にバラツキがある場合にも、パルス信号Ｓｃのデューティ比ＤＴを変化させることで、バラツキを吸収して測定可能であることも判る。
【００４７】
上記説明から理解できるように、このガス検出装置１０では、センサ抵抗値Ｒｓが上昇したとき、センサ出力値Ｓ（ｎ）は増加する方向に変化する。従って、本実施形態において、センサ出力値Ｓ（ｎ）（センサ電圧値Ｖｓ）が増加する方向が第１方向であり、減少する方向が第２方向である。また、センサ出力値Ｓ（ｎ）はセンサ電圧値ＶｓをＡ／Ｄ変換して得た値（デジタル値）であるため、このセンサ出力値Ｓ（ｎ）を用いて説明すると大小関係が判りにくくなる場合がある。そこで、センサ出力値Ｓ（ｎ）に代えて、対応するセンサ電圧値Ｖｓの値を用いて説明することがある。
【００４８】
ところで、ガスセンサ素子１は、酸化性ガスが無いときのセンサ抵抗値Ｒｓを零点センサ抵抗値Ｒ０とし、その後、酸化性ガスガスの濃度を所定値としたときのセンサ抵抗値を第１センサ抵抗値Ｒ１としたとき、比Ｒ１／Ｒ０が、零点センサ抵抗値Ｒ０の変化に拘わらず、ほぼ一定に保たれる特性を有することが判っている。従って、酸化性ガスが無い（例えば、酸化性ガス濃度が０ｐｐｍ）環境下での零点センサ抵抗値Ｒ０が、湿度等によるドリフトによって変動しても、その後、酸化性ガスの濃度を所定値（例えば１ｐｐｍ）としたときの第１センサ抵抗値Ｒ１との比Ｒ１／Ｒ０が、ドリフトしなかった場合とほぼ一定となる特性を有する。従って、例えば、酸化性ガスの濃度が１ｐｐｍの時の比Ｒ１／Ｒ０が、１．５のガスセンサ素子の場合、零点センサ抵抗値Ｒ０＝１０ｋΩであった場合、その後酸化性ガス濃度が１ｐｐｍになると、第１センサ抵抗値Ｒ１＝１５ｋΩになる。また、ドリフトによってある時、零点センサ抵抗値Ｒ０＝１００ｋΩであった場合、その後酸化性ガス濃度が１ｐｐｍになると、第１センサ抵抗値Ｒ１＝１５０ｋΩになる。
【００４９】
一方、デューティ比ＤＴが異なる各グラフについて、例えば、センサ電圧値Ｖｓ＝２．０〜２．５Ｖの範囲を見ると、いずれのグラフについても、ほぼ同じ形状、具体的には、ほぼ同じ傾きの直線になっていることが判る。
このため、デューティ比ＤＴ＝９８．４０％のグラフで見ると、センサ抵抗値１０ｋΩの場合にはセンサ電圧値Ｖｓ＝２．０Ｖとなり、センサ抵抗値１５ｋΩの場合にはセンサ電圧値Ｖｓ＝２．５Ｖとなる。
また、デューティ比ＤＴ＝９．３６％のグラフで見ると、センサ抵抗値１００ｋΩの場合にセンサ電圧値Ｖｓ＝２．０Ｖとなり、センサ抵抗値１５０ｋΩの場合にセンサ電圧値Ｖｓ＝２．５Ｖとなる。
従って、零点センサ抵抗値Ｒ０＝１０ｋΩであった場合に、センサ電圧値Ｖｓ＝２．０Ｖとなるようにパルス信号Ｓｃのデューティ比をＤＴ＝９８．４０％にしておけば、酸化性ガス濃度が１ｐｐｍになると、センサ電圧値Ｖｓ＝２．５Ｖとなる。
【００５０】
一方、零点センサ抵抗値Ｒ０＝１００ｋΩであった場合に、センサ電圧値Ｖｓ＝２．０Ｖとなるようにパルス信号Ｓｃのデューティ比をＤＴ＝９．３６％にしておけば、酸化性ガス濃度が１ｐｐｍになると、センサ電圧値Ｖｓは、同じくＶｓ＝２．５Ｖとなる。
このことから、パルス信号Ｓｃのデューティ比ＤＴを適切に選択して、センサ電圧値Ｖｓが２．０〜２．５Ｖの範囲、あるいはその近傍の値となるようにしておけば、たとえドリフトによって零点センサ抵抗値Ｒ０が変動しても、酸化性ガスの濃度変化によるセンサ電圧値Ｖｓの変化量がほぼ同じとなることが判る。このため、このセンサ電圧値Ｖｓ（センサ出力値Ｓ（ｎ））を用いれば、ドリフトの有無に拘わらず、同様の精度で酸化性ガスを検知できることになる。
【００５１】
次いで、本実施形態のガス検出装置１０の動作について、図４〜図８に示すフローチャートを参照して説明する。まず図４に示すメインルーチンのフローチャートを用いて、その処理の概要を説明する。自動車のエンジンが始動すると、ガス検出装置１０の制御フローが開始される。まず、ステップＳ１０において、初期設定がなされ、初期期間経過後、ステップＳ２０のガス検知処理において、センサ出力値Ｓ（ｎ）を用いてガスの濃度変化の有無が検出される。
さらに、ステップＳ３０では、濃度低信号の発生中であるか否かを判断し、発生中（Ｙｅｓ）の場合にはステップＳ４０に進む。一方、発生していない場合（Ｎｏ）にはステップＳ２０のガス検知処理に戻る。後述するように、ガス濃度が高くなった場合には、センサ電圧値Ｖｓ（センサ出力値Ｓ（ｎ））の変動の中にガス濃度の変化による成分が含まれており、ドリフトによるセンサ電圧値Ｖｓ（センサ出力値Ｓ（ｎ））の変動を分離することができない。このため、濃度低信号が発生していないときには、デューティ比ＤＴの更新を行わないようにするためである。
さらに、ステップＳ４０では、デューティ比更新可能か否か、つまりデューティ比ＤＴを現在の設定値から新たな値に更新できる余地があるか否かを判断する。本実施形態のガス検出装置では、設定しうる最大のデューティ比（98.40%)及び最小のデューティ比（1.58%)がある。従って、現在の設定値が最大のデューティ比である場合にこれよりも大きなデューティ比に更新しようとすること、あるいは現在の設定値が最小のデューティ比である場合にこれよりも小さなデューティ比に更新しようとすることは、原理的に不可能である。従って、このような場合（Ｎｏ）には、ステップＳ５０に進まず、ステップＳ２０のガス検知処理に戻る。
【００５２】
次いで、ステップＳ５０では、合わせ込みの要否を判断する。さらに、ステップＳ６０で必要に応じてデューティ比ＤＴを更新し、ステップＳ２０のガス検知処理に戻る。かくして、必要に応じてパルス信号Ｓｃのデューティ比ＤＴを更新しながら、ガス検知処理を行えるから、湿度等によりセンサ抵抗値Ｒｓにドリフトが生じても、適切なセンサ出力値Ｓ（ｎ）が得られる範囲で、その処理を行うことができる。このため、適切にガス濃度変化を検知することができる。
【００５３】
次いで、各ステップの詳細について説明する。まず、ステップＳ１０に相当する初期設定のサブルーチンを、図５を用いて説明する。自動車の起動直後などの初期段階では、ヒータによる加熱でガスセンサ素子１の温度が急激に上昇するため、そのセンサ抵抗値Ｒｓも大きく変動する、一般的には一旦低下してから上昇する。そこで、ガスセンサ素子１の温度がほぼ定常温度となり、センサ抵抗値がほぼ安定するまでの期間は、初期期間として、別途の処理を行うこととしている。
まずステップＳ１１では、各種の初期設定を行う。メモリの初期化したり、ガスセンサ素子１を加熱するヒータ（図示しない）に電流を流す等の処理である。その後、ステップＳ１２で、記憶されていた初期デューティ比ＤＴｓを用いて、このデューティ比ＤＴｓを有するパルス信号Ｓｃをセンサ抵抗値変換回路２のパルス入力端子７に印加する。これにより、センサ抵抗値Ｒｓに応じたセンサ電圧値Ｖｓが発生するので、ステップＳ１３でこれを取り込み、センサ出力値Ｓ（ｎ）を得る。
【００５４】
次いで、ステップＳ１４では、Ｓ（ｎ）≧ＳＢ＋△Ｓ１の式により、Ｓ（ｎ）を比較する。ここで、基準センサ出力値ＳＢは、具体的には、基準センサ電圧値Ｖｓｂ＝２．０ＶをＡ／Ｄ変換したときの値に相当する。また、第１所定値△Ｓ１は、ドリフトによりセンサ出力値Ｓ（ｎ）が増加する方向に変化した場合に、デューティ比ＤＴの更新を行うか否かを決定する値である。従って、例えば、Ｖｓ＝３．０ＶをＡ／Ｄ変換した値が、Ｓ（ｎ）＝ＳＢ＋△Ｓ１に相当する。Ｓ（ｎ）≧ＳＢ＋△Ｓ１（Ｙｅｓ）の場合にはステップＳ１６に進み、Ｎｏの場合にはステップＳ１５に進む。
ステップＳ１５では、Ｓ（ｎ）≦ＳＢ−△Ｓ２の式により、Ｓ（ｎ）を比較する。ここで、第２所定値△Ｓ２は、センサ出力値Ｓ（ｎ）が減少する方向に変化した場合に、デューティ比ＤＴの更新を行うか否かを決定する値である。従って、例えば、Ｖｓ＝１．０ＶをＡ／Ｄ変換した値が、ＳＢ−△Ｓ２に相当する。さらに、Ｙｅｓの場合にはステップＳ１７に進み、Ｎｏの場合には、メインルーチン（図４参照）に戻る。
【００５５】
一方、ステップＳ１６では、パルス信号Ｓｃのデューティ比ＤＴをＤＴ＝ＤＴ−△ＤＴによって更新する。ここで、△ＤＴは変化分である。従って、デューティ比ＤＴは、△ＤＴ分だけ小さな値とされるので、図３のグラフから容易に理解できるように、同じセンサ抵抗値Ｒｓで比較すると、得られるセンサ電圧値Ｖｓが更新前より小さな値となる。従って、センサ出力値Ｓ（ｎ）も小さな値となる。
ステップＳ１７では、これとは逆に、パルス信号Ｓｃのデューティ比ＤＴをＤＴ＝ＤＴ＋△ＤＴによって更新する。従って、デューティ比ＤＴは、△ＤＴ分だけ大きな値とされるので、同じセンサ抵抗値Ｒｓで比較すると、得られるセンサ電圧値Ｖｓが更新前より大きな値となる。従って、センサ出力値Ｓ（ｎ）も大きな値となる。
ステップＳ１６，Ｓ１７の後には、ステップＳ１８で安定待ちを行う。デューティ比ＤＴの変更に伴って、センサ抵抗値変換回路２に過渡変動が生じる。このため、センサ電圧値Ｖｓが安定するまで待つのである。具体的には、０．８秒間待つ。その後、ステップＳ１３に戻りセンサ出力値Ｓ（ｎ）を再び取得する。
かくして、パルス信号Ｓｃのデューティ比ＤＴは、ＳＢ−△Ｓ２≦Ｓ（ｎ）≦ＳＢ＋△Ｓ１となるまで、徐々にデューティ比ＤＴが変更される。
【００５６】
次いで、ステップＳ２０に相当するガス検知処理のサブルーチンを、図６を用いて説明する。まずステップＳ２１では、センサ信号つまりセンサ出力電位Ｖｓを所定のサイクル時間ごとにＡ／Ｄ変換したセンサ出力値Ｓ（ｎ）を順次読み込む。
ステップＳ２２では、ステップ６０の合わせ込み処理（詳細は後述する）において、安定待ちタイマをセットしたか否かを判断する。上記したように、デューティ比ＤＴを変更すると、センサ抵抗値変換回路２に過渡変動が生じる。このため、センサ電圧値Ｖｓが安定するまでの期間に得られたセンサ出力値Ｓ（ｎ）を用いて、ガス濃度変化を検知することは困難である。そこで、安定待ちの期間（安定待ちタイマがセットされている期間：Ｙｅｓ）はガス濃度変化の検知処理を行わないようにしたためである。
【００５７】
一方、ステップＳ２２でＮｏのときは、ステップＳ２３に進み、公知の手法で酸化性ガスの濃度の変化を検知の処理を行い、メインルーチンに戻る。このステップＳ２３の詳細な内容は提示しないが、酸化性ガスの濃度が上昇するとセンサ出力値Ｓ（ｎ）が大きくなり、濃度が低下するとセンサ出力値が小さくなる関係になっているので、センサ出力値の演算処理によって、酸化性ガスの濃度変化を検知する。これにより、ガス濃度が低い場合には、これを示す濃度低信号を発生し、逆にガス濃度の上昇を検知すると濃度低信号から濃度高信号に切り換えるようにされている。
具体的な演算処理の仕方としては、過去のセンサ出力値と現在のセンサ出力値との差分値（微分値）から濃度変化を検知するものが挙げられる。また、センサ出力値の積分値を用いるもの、移動平均値を用いるものなども挙げられる。さらに、 下式によって求めたベース値Ｂ（ｎ）を用いるものも挙げられる。式：Ｂ（ｎ）＝Ｂ（ｎ−１）＋ｋ｛Ｓ（ｎ）−Ｂ（ｎ−１）｝、ここで、係数ｋは、０＜ｋ＜１。あるいは、式：Ｂ（ｎ）＝Ｂ（ｎ−１）＋ｋ１｛Ｓ（ｎ）−Ｂ（ｎ−１）｝−ｋ２｛Ｓ（ｎ）−Ｓ（ｎ−ｘ）｝、ここで、第１係数ｋ１は０＜ｋ１＜１、第２係数ｋ２はｋ２＞０、ｘは正の整数（例えばｘ＝５）。例えば、センサ出力値Ｓ（ｎ）とこのベース値Ｂ（ｎ）との差分値の大小判断から、濃度変化を検知する。
【００５８】
次いで、ステップＳ５０に相当する合わせ込み要否判断のサブルーチンを、図７を用いて説明する。
まずステップＳ５１では、Ｓ（ｎ）≧ＳＢ＋△Ｓ１の式により、Ｓ（ｎ）を比較する。ここで、基準センサ出力値ＳＢ、及び第１所定値△Ｓ１は、初期設定（ステップＳ１０）のサブルーチン（図５参照）と同様である。Ｓ（ｎ）≧ＳＢ＋△Ｓ１（Ｙｅｓ）の場合にはステップＳ５２に進み、Ｎｏの場合にはステップＳ５３に進む。ステップＳ５２では、次述する引き下げタイマの計時中であるか否かを判断する。計時中でない場合（Ｎｏ）には、ステップＳ５５に進み、引き下げタイマの計時を開始し、メインルーチンに戻る。一方、計時中（Ｙｅｓ）の場合には、ステップＳ５４に進み、引き下げタイマが１００秒経過したか否かを判断する。１００秒経過前の場合（Ｎｏ）には、そのままメインルーチンに戻る。一方、１００秒経過した場合には、ステップＳ５６で引き下げフラグをセットし、メインルーチンに戻る。濃度低信号の発生中でありながら、つまり酸化性ガスが無い状態でありながら、センサ出力値Ｓ（ｎ）が、１００秒間にわたってＳ（ｎ）≧ＳＢ＋△Ｓ１を維持し続けたのであるから、センサ出力値Ｓ（ｎ）が大きな値となったのは、ドリフトによるものであると考えられるからである。そこで、後述する合わせ込み処理によってデューティ比ＤＴを引き下げるように、ステップＳ５６で引き下げフラグをセットしたのである。
一方、ステップＳ５３では、引き下げタイマをリセットし、ステップＳ５７に進む。Ｓ（ｎ）≧ＳＢ＋△Ｓ１の状態を１００秒間維持できなかったのであるから、必ずしもセンサ出力値Ｓ（ｎ）の上方への偏りがドリフトによるものとは言えないため、引き下げタイマをリセットしたのである。
【００５９】
続いて、ステップＳ５７以降では、上記と逆の処理を行う。即ち、ステップＳ５７では、Ｓ（ｎ）≦ＳＢ−△Ｓ２の式により、Ｓ（ｎ）を比較する。ここで、基準センサ出力値ＳＢ及び第２所定値△Ｓ２は、初期設定のサブルーチン（図５参照）と同様である。Ｓ（ｎ）≦ＳＢ−△Ｓ２（Ｙｅｓ）の場合にはステップＳ５８に進み、Ｎｏの場合にはステップＳ５９に進む。
ステップＳ５８では、次述する引き上げげタイマの計時中であるか否かを判断する。計時中でない場合（Ｎｏ）には、ステップＳ５Ｂに進み、引き上げタイマの計時を開始し、メインルーチンに戻る。一方、計時中（Ｙｅｓ）の場合には、ステップＳ５Ａで、引き上げタイマが５秒経過したか否かを判断する。５秒経過前の場合（Ｎｏ）には、そのままメインルーチンに戻る。一方、５秒経過した場合には、ステップＳ５Ｃで引き上げフラグをセットして、メインルーチンに戻る。濃度低信号の発生中でありながら、センサ出力値Ｓ（ｎ）が、５秒間にわたってＳ（ｎ）≦ＳＢ−△Ｓ２を維持し続けたのであるから、センサ出力値Ｓ（ｎ）が小さな値となったのは、ドリフトによる可能性が高いと考えられるからである。
一方、ステップＳ５９では、引き上げタイマをリセットし、メインルーチンに戻る。Ｓ（ｎ）≦ＳＢ＋△Ｓ２の状態を５秒間維持できなかったのであるから、センサ出力値Ｓ（ｎ）の下方への偏りがドリフトによるものとは言えないためである。
なお、上記では引き上げタイマが５ｓｅｃ経過してからステップＳ５Ｃで引き上げフラグをセットするようにした。しかし、５ｓｅｃ待つまでもなくドリフトであると判断できる場合には、図７に破線で示すように、ステップＳ５７でＹｅｓと判断されたら、直ちにステップＳ５Ｃで引き上げフラグをセットし、ステップＳ５７でＮｏと判断されたら、直ちにメインルーチンに戻るようにしても良い。
【００６０】
次いで、ステップＳ６０に相当する合わせ込み処理のサブルーチンを、図８を用いて説明する。まずステップＳ６１では、上記した合わせ込み要否判断（ステップＳ５０、具体的にはステップＳ５６）において、セットされた可能性のある引き下げフラグが実際にセットされているか否かを判断する。セットされている場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ６３に進み、セットされていない場合にはステップＳ６２に進む。ステップＳ６２では、同様に先のステップＳ５Ｃにおいて、セットされた可能性のある引き上げフラグが実際にセットされているか否かを判断する。セットされている場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ６３に進み、メインルーチンに戻る。
【００６１】
ステップＳ６３では、後述する安定待ちタイマが計時中であるか否か、つまり、デューティ比ＤＴが変更された直後で、センサ出力値Ｓ（ｎ）が安定するまでの待機している期間内であるか否かを判断する。計時中（Ｙｅｓ）の場合にはステップＳ６４に進む。
一方、Ｎｏの場合には、ステップＳ６５に進み、以降でパルス信号Ｓｃのデューティ比ＤＴを更新する作業を進める。本実施形態では、ステップＳ６５で狙いのデューティ比ＤＴを算出する。センサ抵抗値変換回路２のコンデンサ等の部品の容量や抵抗値は既知であるから、現在のセンサ出力値Ｓ（ｎ）、従って、この基となった現在のセンサ電圧値Ｖｓと、現在のデューティ比ＤＴとから、現在のセンサ抵抗値Ｒｓが算出できる（図３のグラフ参照）。従って、現在のセンサ抵抗値Ｒｓのとき、新たなデューティ比（狙いデューティ比）の値を幾つとすれば、基準センサ電圧値Ｖｓｂ＝２．０Ｖに等しいセンサ電圧値Ｖｓ、及び基準センサ出力値ＳＢに等しいセンサ出力値Ｓ（ｎ）を得ることができるかも算出することができる。さらに簡易には、現在のセンサ出力値Ｓ（ｎ）と現在のデューティ比ＤＴとを与えて狙いデューティ比ＤＴを得る算出式を設定しておくこともできる。本実施形態では、この算出式により狙いデューティ比ＤＴを算出する。このようにすると、算出式を記憶しておけば容易に狙いデューティ比ＤＴを算出できる。また、後述する変形形態１のように多くのメモリを必要としない利点もある。
【００６２】
次いで、ステップＳ６６で安定待ちタイマ期間を算出する。次述するように、現在のデューティ比をステップＳ６５で算出した狙いデューティ比に変更すると、センサ電圧値Ｖｓ及びこれをＡ／Ｄ変換したセンサ出力値Ｓ（ｎ）は、図３に示すグラフに従って変化する。例えば、デューティ比ＤＴ＝９８．４０％の場合に、センサ電圧値Ｖｓ＝４．０Ｖであった場合、デューティ比ＤＴ＝９．３６％に変更すると、得られるセンサ電圧値Ｖｓ＝２．０Ｖになる。なお、この場合、センサ抵抗値Ｒｓ＝１００ｋΩとなっている。しかし、このように一挙にデューティ比を変更すると、センサ抵抗変換回路２には過渡的な変化が生じるため、デューティ比の変更後、センサ電圧値Ｖｓ及びセンサ出力値Ｓ（ｎ）が安定するまで、カス検知処理（ステップＳ２０）を行うことは適当でない。そこで、本実施形態では、この安定までの期間を待つためのタイマを一律の所定時間（例えば０．８秒間）に設定することとした。
なお、タイマ期間を適切に設定できるようにするため、図８に破線で示すように、ステップＳ６６でそのタイマ期間を算出することもできる。このタイマ期間は、現在のセンサ出力値Ｓ（ｎ）と現在のデューティ比ＤＴとから算出すればよい。また、さらに簡易には、現在のセンサ出力値Ｓ（ｎ）と現在のデューティ比ＤＴとを与えてタイマ期間を得る算出式を得ておき、これによってタイマ期間を算出することもできる。
【００６３】
その後、ステップＳ６７で、パルス信号Ｓｃの現在のデューティ比ＤＴを、ステップＳ６５で得た狙いデューティ比（新たなデューティ比）に変更する。初期設定（ステップＳ１０）では、デューティ比ＤＴを徐々に変更したのと異なり、本ステップＳ６７では、新しいデューティ比に一挙に変更する。これにより、センサ出力値Ｓ（ｎ）からデューティ比更新の要否を判断し、デューティ比を更新するにあたり、更新と判断とを繰り返して徐々に変更する方式に比して、更新を１回で済ますことができ更新に要する期間を短くすることができる。
既に説明したように、デューティ比ＤＴを変更すると、ガス濃度の変化がないにも拘わらず、センサ電圧値Ｖｓやセンサ出力値Ｓ（ｎ）が変化するから、過去に得られたセンサ出力値Ｓ（ｎ−１），Ｓ（ｎ−２）…との関連が不明となり、デューティ比ＤＴの更新の間あるいはそれに続いてセンサ出力値Ｓ（ｎ）が安定するまでの期間には、適切にガス濃度の変動を捉えることができない虞がある。本実施形態では、デューティ比の更新に要する期間を短くすることで、逆にガス検知を行う期間を長くとることができる。
その後は、ステップＳ６８で安定待ちタイマをスタートさせ、メインルーチンに戻る。安定待ちタイマがセットされていると、既にステップＳ２２でＹｅｓと判断されるので、ガス検知は行われない。
【００６４】
ステップＳ６３でＹｅｓと判断され、ステップＳ６４に進むと、安定待ちタイマ期間が経過したか否かを判断する。経過前（Ｎｏ）の場合には、メインルーチンに戻る。一方、タイマ期間を経過した場合（Ｙｅｓ）には、更新後ある程度期間が経過し、センサ電圧値Ｖｓ及びセンサ出力値Ｓ（ｎ）の過渡変動がおさまったと考えられるので、ステップＳ６９に進み、安定待ちタイマをリセットし、ステップＳ６Ａで引き下げフラグあるいは引き上げフラグをリセットしてメインルーチンに戻る。これにより、ステップＳ２２でＮｏと判断されるので、再び取得したセンサ出力値Ｓ（ｎ）を用いてガス濃度変化の検知が行われるようになる。
【００６５】
かくして、本実施形態では、ガス濃度が低い状態を示す濃度低信号の発生期間中で、センサ電圧値Ｖｓが基準センサ電圧値Ｖｓｂから大きく外れた場合、つまりセンサ出力値Ｓ（ｎ）が、Ｓ（ｎ）≧ＳＢ＋△Ｓ１あるいはＳ（ｎ）≦ＳＢ−△Ｓ２であって、この状態が所定時間以上継続した場合には、パルス信号Ｓｃの現在のデューティ比ＤＴを一挙に新たなデューティ比に変更して、センサ出力値Ｓ（ｎ）＝ＳＢとなるようにする。
具体的には、例えば、センサ電圧値Ｖｓ＝１．０〜３．０Ｖの範囲から外れた場合であって、それが第１方向である上側には１００秒、あるいは第２方向である下側には５秒以上継続した場合には、パルス信号Ｓｃの現在のデューティ比ＤＴを一挙に新たなデューティ比に変更して、センサ電圧値Ｖｓ＝２．０Ｖとなるようにする。
【００６６】
このため、ガスセンサ素子１のセンサ抵抗値Ｒｓがドリフトによって変動しても、センサ出力値Ｓ（ｎ）が適切な範囲（ＳＢ−△Ｓ２≦Ｓ（ｎ）≦ＳＢ＋△Ｓ１）になるようにされるから、ドリフトの影響を排して酸化性ガスの濃度変化を適切に検知することができる。しかも、デューティ比を一挙に更新するから、更新に伴うガス濃度変化の検知（ステップＳ２３）を行わない期間を最小限に止め、多くの時間をガス濃度変化の検知に当てることができる。
【００６７】
（変形形態１）
次いで、本発明の変形形態１について説明する。本変形形態１は、上記した実施形態１とほぼ同様であるが、メインルーチン（図４参照）における合わせ込み処理（ステップＳ６０）が若干異なる。従って、この合わせ込み処理のフローのみ図９を参照して説明する。
実施形態１と同じく、ステップＳ６１，Ｓ６２で、引き下げフラグ及び引き上げフラグがセットされているか否かを判断する。いずれもセットされていない場合はメインルーチンに戻る。一方、いずれかがセットされている場合には、実施形態１と同じくステップＳ６３に進み、安定待ちタイマが計時中であるか否かを判断し、Ｎｏの場合には、ステップＳ１６５に進む。
ステップＳ１６５では、現在のセンサ出力値Ｓ（ｎ）と現在のデューティ比ＤＴとを用いる点では実施形態１と同じであるが、算出式に基づいて狙いデューティ比を算出した実施形態１と異なり、狙いデューティ比が多数記憶されているメモリマップから適切な狙いデューティ比を選択する。このようにすると、メモリマップから選択することで、大きなメモリ領域を要するが、算出式の導出などを行う必要が無く、また、直ちに狙いデューティ比を得ることができるメリットがある。
【００６８】
さらに、ステップＳ１６６では、現在のセンサ出力値Ｓ（ｎ）と現在のデューティ比ＤＴとを用いる点では実施形態１と同じであるが、算出式に基づいて安定待ちタイマ期間を算出した実施形態１と異なり、安定待ちタイマ期間をメモリマップから選択する。この場合も同様に、メモリマップから選択することで、大きなメモリ領域を要するが、算出式の導出などを行う必要が無く、また、直ちに狙いデューティ比を得ることができるメリットがある。
また、合わせ込み処理の残余の部分は、実施形態１と同じであるので説明を省略する。
【００６９】
かくして、本変形形態１でも、ガスセンサ素子１のセンサ抵抗値Ｒｓがドリフトによって変動しても、センサ出力値Ｓ（ｎ）が適切な範囲になるようにされるから、ドリフトの影響を排して酸化性ガスの濃度変化を適切に検知することができる。しかも、デューティ比を一挙に更新するから、更新に伴うガス濃度変化の検知（ステップＳ２３）を行わない期間を最小限に止め、多くの時間をガス濃度変化の検知に当てることができる。
【００７０】
（変形形態２）
次いで、本発明の変形形態２について説明する。本変形形態２は、上記した実施形態１とほぼ同様であるが、メインルーチン（図４参照）における合わせ込み処理（ステップＳ６０）が若干異なる。従って、この合わせ込み処理のフローのみ図１０を参照して説明する。
実施形態１と同じく、ステップＳ６１，Ｓ６２で、引き下げフラグ及び引き上げフラグがセットされているか否かを判断する。いずれもセットされていない場合はメインルーチンに戻る。一方、いずれかがセットされている場合には、実施形態１と同じくステップＳ６３に進み、安定待ちタイマが計時中であるか否かを判断し、Ｎｏの場合には、ステップＳ２６５に進む。
ステップ２６５では、現在のセンサ出力値Ｓ（ｎ）と現在のデューティ比ＤＴとを用いる点では実施形態１と同じであるが、算出式に基づいて狙いデューティ比を算出した実施形態１と異なり、現在のデューティ比ＤＴから変化させるべきデューティ比の大きさである差分デューティ比ＤＤＴを算出する。
その後、ステップＳ２６７において、パルス信号Ｓｃのデューティ比ＤＴをＤＴ＝ＤＴ＋ＤＤＴに基づいて更新する。以降は、実施形態１と同じく、ステップＳ６８で安定待ちタイマをスタートさせてメインルーチンに戻る。
また、合わせ込み処理の残余の部分は、実施形態１と同じであるので説明を省略する。
【００７１】
かくして、本変形形態２でも、ガスセンサ素子１のセンサ抵抗値Ｒｓがドリフトによって変動しても、センサ出力値Ｓ（ｎ）が適切な範囲になるようにされるから、ドリフトの影響を排して酸化性ガスの濃度変化を適切に検知することができる。しかも、デューティ比を一挙に更新するから、更新に伴うガス濃度変化の検知（ステップＳ２３）を行わない期間を最小限に止め、多くの時間をガス濃度変化の検知に当てることができる。
【００７２】
（変形形態３）
次いで、本発明の変形形態３について説明する。前記した実施形態１では、センサ出力値Ｓ（ｎ）が、Ｓ（ｎ）≧ＳＢ＋△Ｓ１となってデューティ比ＤＴを引き下げる場合にも、Ｓ（ｎ）≦ＳＢ−△Ｓ２となってデューティ比ＤＴを引き上げる場合にも、合わせ込み処理（ステップＳ６０、図８参照）によって、現在のデューティ比を一挙に新たなデューティ比に更新した。これに対し、本変形形態３では、デューティ比を引き下げる場合には、実施形態１と同じく一挙にデューティ比を更新するが、デューティ比を引き上げる場合には、デューティ比を徐々に変化させる点で異なる。そこで、メインルーチン（図４参照）における合わせ込み処理のフローのみ図１１を参照して説明する。
【００７３】
ステップＳ６１では、実施形態１と同じく、引き下げフラグがセットされているか否かを判断する。セットされていない場合（Ｎｏ）はステップＳ３６Ｂに進む。一方、セットされている場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ６３に進む。以降は、実施形態１と同様である。つまり、狙いデューティ比ＤＴを算出し（Ｓ６５）、デューティ比ＤＴを一挙に更新し（Ｓ６７）、安定待ちタイマのスタートさせる（Ｓ６８）。それ以降は、タイマ期間の経過を待って引き下げフラグをリセットする（Ｓ６４、Ｓ６９，Ｓ３６Ａ）。
【００７４】
ステップＳ３６Ｂでは、引き上げフラグがセットされているか否かを確認し、Ｎｏの場合はメインルーチンに戻る。一方、セットされている場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ３６Ｃに進み、安定待ちタイマの計時中であるか否かを判断する。Ｎｏの場合には、ステップＳ３６Ｅで現在のデューティ比ＤＴを△ＤＴ分だけわずかに増加させる（ＤＴ＝ＤＴ＋△ＤＴ）。その後、必要に応じて、図１１に破線で示すステップＳ３６Ｆにおいて適切な安定待ちタイマ期間を選択し、ステップＳ３６Ｇで安定待ちタイマをスタートさせ、メインルーチンに戻る。
【００７５】
ステップＳ３６ＣでＹｅｓの場合には、ステップＳ３６Ｄに進み、安定待ちタイマ期間が経過したか否かを判断する。経過前（Ｎｏ）の場合には、メインルーチンに戻る。一方、タイマ期間を経過した場合（Ｙｅｓ）には、センサ電圧値Ｖｓ及びセンサ出力値Ｓ（ｎ）の過渡変動がおさまったと考えられるので、ステップＳ３６Ｈに進み、安定待ちタイマをリセットする。さらに、ステップＳ３６Ｉでは、基準センサ出力値ＳＢと変更後に得られた現在のセンサ出力値Ｓ（ｎ）とを比較する。具体的には、ＳＢ−Ｓ（ｎ）＜Ｔ２を判断する、ここで、Ｔ２はしきい値である。基準センサ出力値ＳＢと現在のセンサ出力値Ｓ（ｎ）との差がしきい値Ｔ２よりも小さい場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ３６Ｊに進み、引き上げフラグをリセットする。現在のセンサ出力値Ｓ（ｎ）が基準センサ出力値ＳＢに近い値となり、デューティ比の変更が完了したと考えられるからである。一方、Ｎｏの場合には、ステップＳ３６Ｅに進み、再びデューティ比ＤＴをわずかに増加させ、以降の処理を進める。かくして、デューティ比ＤＴはＳＢ−Ｓ（ｎ）＜Ｔ２となるまで徐々に変更される。
【００７６】
なお、本変形形態３では、引き下げの場合に一挙に更新するようにした。ガス検出装置１０は、車両を起動するとヒータを通電してガスセンサ素子１を加熱する。加熱によってセンサ抵抗値Ｒｓは上昇する方向に変化しながら安定になる傾向がある。しかも、ガスセンサ素子１のヒータ加熱によるセンサ抵抗値Ｒｓの安定までには、場合によっては数１０分から数時間かかることがあり、初期設定（ステップＳ１０）の期間（初期期間）に、センサ出力値Ｓ（ｎ）を基準センサ出力値ＳＢに近い値に合わせ込んでおいても、その後にセンサ抵抗値Ｒｓが上昇してしまう場合がしばしば生じる。つまり、デューティ比ＤＴを引き下げる場合が引き上げる場合より頻繁に生じる可能性が高い。そこで、本変形形態３では発生する可能性の高いデューティ比の引き下げについて一挙に更新して、ガス濃度変化の検知を行わない期間を少なくするようにしている。
【００７７】
（変形形態４）
次いで、本発明の変形形態４について説明する。上記実施形態１では、センサ抵抗値変換回路２においてガスセンサ素子１をコンデンサ４と並列に配置したが、他の形態とすることもできる。本変形形態４のガス検出装置６０は、上記した実施形態１とほぼ同様であるが、センサ抵抗値変換回路６２の構成が異なる例である。そこで、このセンサ抵抗値変換回路６２についてのみ、図１２を参照して説明する。
【００７８】
センサ抵抗値変換回路６２は、実施形態１のセンサ抵抗値変換回路２と同じく、ガスセンサ素子６１を駆動して、この素子６１のセンサ抵抗値Ｒｓの変化に応じた下記する動作点Ｐｄの電圧（センサ電圧値Ｖｓ）を得るための回路であり、パルス信号Ｓｃを入力するパルス入力端子７と、センサ出力端子８とを有する。
パルス入力端子７とセンサ出力端子８との間に、固定抵抗器６６とパルス入力端子７側をアノードとした第１ダイオード６７とが直列に接続されたＲＤ直列回路６８と、ガスセンサ素子６１とパルス入力端子７側をカソードとした第２ダイオード６５が直列に接続されたＳＤ直列回路６９とが、並列に接続されている。また、ＲＤ直列回路６８及びＳＤ直列回路６９とセンサ出力端子８との間に、一端６４Ｂが接地されたコンデンサ６４の他端６４Ａが接続されている。なお、コンデンサの他端６４Ａがセンサ抵抗値Ｒｓの変化によって電位が変化する動作点Ｐｄである。センサ出力端子８にはこの動作点Ｐｄの電位が導かれている。
【００７９】
このセンサ抵抗値変換回路６２でも、センサ抵抗値Ｒｓの変化によって、センサ電圧値Ｖｓが変化し、これをＡ／Ｄ変換したセンサ出力値Ｓ（ｎ）が変化するほか、パルス入力端子７に入力するパルス信号Ｓｃのデューティ比ＤＴを変化させることによっても、センサ電圧値Ｖｓ及びセンサ出力値Ｓ（ｎ）を変化させることができる。
なお、このセンサ抵抗値変換回路６２についてガスセンサ素子６１のセンサ抵抗値Ｒｓを変化させた場合のセンサ電圧値Ｖｓ（センサ出力値Ｓ（ｎ））の変化については図示しないが、容易に理解できるように、前記したセンサ抵抗値変換回路における図３のグラフに似た特性を示す。
従って、このようなセンサ抵抗値変換回路６２を有するガス検出装置６０、及びこれを用いた車両用オートベンチレーションシステム１６０においても、実施形態１と同様に酸化性ガスの濃度変化を検知し、さらには、フラップ３４の開閉を行うことができる。
【００８０】
（実施形態２）
さらに、実施形態２にかかるガス検出装置７０および車両用オートベンチレーション一ステム１７０について説明する。前記した実施形態１では、コンデンサ４及び固定抵抗器５、ダイオード６を用いたセンサ抵抗値変換回路２を用いて、センサ抵抗値Ｒｓの変化に従って変動する動作点Ｐｄを作り、その動作点Ｐｄの電位をセンサ電圧値Ｖｓとして用いた。これに対し、本実施形態では、直流電流源を用いたセンサ抵抗値変換回路７２によって、センサ抵抗値Ｒｓに応じて変化するセンサ電圧値Ｖｓを得る点で異なるので、このセンサ抵抗値変換回路７２についてのみ、図１３を参照して説明する。
【００８１】
このセンサ抵抗値変換回路７２は、酸化性ガスの濃度によってセンサ抵抗値Ｒｓが変化するガスセンサ素子７１と、これに電流を流す直流電流源７３とを有する。直流電流源７３は、最大でＡ／Ｄコンバータ１５及びマイクロコンピュータ１６の電源電位と略同一電圧を出力でき、制御端子７３ＣＴによって、その電流値Ｉ１を制御できる。
ガスセンサ素子７１は、その両端７１Ａ，７１Ｂがそれぞれ直流電流源７３の端子７３Ａ，７３Ｂと接続している。このうち端子７３Ａとの接続点Ｐｄは、センサ抵抗値Ｒｓの変化によってその電位が変化する動作点である。さらに、この動作点Ｐｄのセンサ電圧値Ｖｓが、センサ出力端子８に導かれている。
このセンサ電圧値Ｖｓは、Ａ／Ｄコンバータ１５でセンサ出力値Ｓ（ｎ）に変換されマイクロコンピュータ１６で処理され、その変化などからガス濃度の変化を検出する。一方、マイクロコンピュータ１６の制御出力端子１６ＣＴからは、制御信号Ｓｉが出力され、この制御信号Ｓｉに従って、直流電流源７３の電流量Ｉ１が制御される。この際、ガスセンサ素子１１に適切な一定の電流量Ｉ１を流すように、制御信号Ｓｉのパラメータ値が決められる。
なお、直流電流源７３の電流量Ｉ１を制御する制御信号Ｓｉとしては、直流電圧信号やパルス信号などが挙げられ、そのパラメータ値としては、直流電圧信号においては直流電圧値が挙げられる。また、パルス信号においては、デューティ比や振幅、パルス信号で与えられるコード値などが挙げられる。
【００８２】
このように、直流電流源７３を用いると、電流値Ｉ１を一定として、ガスセンサ素子７１のセンサ抵抗値Ｒｓとセンサ電圧値Ｖｓ（センサ出力値Ｓ（ｎ））との関係を表すと、図１４のグラフに示すようになる。従って、容易に理解できるように、本実施形態２でも、センサ抵抗値Ｒｓがドリフトによって変化して、センサ電圧値Ｖｓが偏った値となった場合には、電流値Ｉ１を変化させることで、従って、電流値Ｉ１を制御する制御信号Ｓｉのパラメータ値を制御することで、センサ電圧値Ｖｓを適切な値に合わせ込むことができるから、その後は再びセンサ電圧値Ｖｓが適切な範囲に入っている状態で、ガスの濃度変化の検知を行うことができる。
【００８３】
さらに、この図１４のグラフから判るように、電流値Ｉ１が異なる各グラフについて、例えば、センサ電圧値Ｖｓ＝２．０〜２．５Ｖの範囲を見ると、いずれのグラフについても、ほぼ同じ形状、具体的には、ほぼ同じ傾きの直線になっていることが判る。従って、実施形態１の場合と同じく、制御信号Ｓｉのパラメータ値（例えば直流電圧信号における直流電圧値）を適切に選択して、センサ電圧値Ｖｓが２．０〜２．５Ｖの範囲、あるいはその近傍の値となるようにしておけば、たとえドリフトによって零点センサ抵抗値Ｒ０が変動しても、酸化性ガスの濃度変化によるセンサ電圧値Ｖｓの変化量がほぼ同じとなることが判る。このため、このセンサ電圧値Ｖｓ（センサ出力値Ｓ（ｎ））を用いれば、ドリフトの有無に拘わらず、同様の精度で酸化性ガスを検知できることになる。
【００８４】
このような特性のセンサ抵抗値変換回路７２を有するガス検出装置７０についても、上記実施形態１と同様のフローチャートに従って、合わせ込み処理において制御信号Ｓｉのパラメータ値を一挙に更新することで、パラメータ値の更新に伴うガス検知困難期間を最小限に止め、多くの時間をガス検知に当てることができる。
【００８５】
なお、このような直流電流源７３を用いたセンサ抵抗値変換回路７２及び車両用オートベンチレーションシステ１７０の具体例としては、図１５に示すＦＥＴ８６を用いたセンサ抵抗値変換回路８２を有するガス検出装置８０及び車両用オートベンチレーションシステム１８０が挙げられる。
このセンサ抵抗値変換回路８２では、ＦＥＴ８６とガスセンサ素子８１とは直列に接続され、ＦＥＴ８６のソース端子８６Ｓは電源電位Ｖｃｃに接続し、ガスセンサ素子８１の一方の端８１Ｂは接地されている。ＦＥＴ８６のドレイン端子８６Ｄとガスセンサ素子８１の他方の端８１ＡとのＦＥＴ−センサ接続点Ｐｄは動作点であり、そのセンサ電圧値Ｖｓは、Ａ／Ｄコンバータ１５でセンサ出力値Ｓ（ｎ）に変換され、マイクロコンピュータ１６内で処理され、その変化によりガス検知が行われる。
【００８６】
ＦＥＴ８６は、ゲート端子８６Ｇを有し、このゲート端子８６Ｇに入力される直流電圧信号Ｓａの直流電圧値Ｖｃによって、ソース−ドレイン間、及びガスセンサ素子８１を流れるドレイン電流Ｉ４の電流量を電子的に変化させることができる。
なお、マイクロコンピュータ１６は、制御出力端子１６ＣＴから、実施形態１と同様に、デューティ比ＤＴのパルス信号Ｓｃを出力する。このパルス信号Ｓｃは、抵抗素子８８Ｒとコンデンサ８８Ｃとからなる平滑回路８８で平滑化されて、直流電圧信号ＳａとしてＦＥＴ８６のゲート端子８６Ｇに入力される。パルス信号Ｓｃのデューティ比ＤＴを変化させることで、直流電圧信号Ｓａの直流電圧値（ゲート電圧）Ｖｃを変化させることができる。従って、動作点Ｐｄのセンサ電圧値Ｖｓは、センサ抵抗値Ｒｓの変化によって変化するほか、直流電圧信号Ｓａを介して、パルス信号Ｓｃのデューティ比ＤＴによっても変化させることができる。
このため、センサ抵抗値変換回路８２を有するガス検出装置８０についても、上記実施形態１と同様のフローチャートに従って、合わせ込み処理においてパルス信号Ｓｃのデューティ比ＤＴを一挙に更新することで、デューティ比ＤＴの更新に伴うガス検知困難期間を最小限に止め、多くの時間をガス検知に当てることができる。
【００８７】
以上において、本発明を実施形態１，２及び変形形態１〜４に即して説明したが、本発明は上記実施形態等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、上記実施形態等では、酸化性ガスの濃度変化に反応するガスセンサ素子１等を用いた例を示したが、還元性ガスに反応するガスセンサ素子や、酸化性ガス及び還元性ガスのいずれにも反応するガスセンサ素子を用いる場合にも、本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施形態１にかかるガス検出装置、及びこのガス検出装置を用いた車両用オートベンチレーションシステムの構成を示す構成図である。
【図２】  図１に示す車両用オートベンチレーションシステムにおける制御の内容を示すフローチャートである。
【図３】  図１に示すガス検出装置において、入力したパルス信号のデューティ比をパラメータ値として、ガスセンサ素子のセンサ抵抗値Ｒｓを変化させたときに生じるセンサ電圧値Ｖｓの変化を示すグラフである。
【図４】  図１に示すガス検出装置の制御のうち、メインルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図５】  図４に示すガス検出装置の制御のうち、初期設定の内容を示すフローチャートである。
【図６】  図４に示すガス検出装置の制御のうち、ガス検知処理の内容を示すフローチャートである。
【図７】  図４に示すガス検出装置の制御のうち、合わせ込み要否判断の内容を示すフローチャートである。
【図８】  図４に示すガス検出装置の制御のうち、合わせ込み処理の内容を示すフローチャートである。
【図９】  変形形態１にかかる合わせ込み処理の内容を示すフローチャートである。
【図１０】  変形形態２にかかる合わせ込み処理の内容を示すフローチャートである。
【図１１】  変形形態３にかかる合わせ込み処理の内容を示すフローチャートである。
【図１２】  変形形態４にかかるガス検出装置、及びこのガス検出装置を用いた車両用オートベンチレーションシステムの構成を示す構成図である。
【図１３】  実施形態２にかかるガス検出装置、及びこのガス検出装置を用いた車両用オートベンチレーションシステムの構成を示す構成図である。
【図１４】  図１３に示すガス検出装置において、ガスセンサ素子に流す電流量をパラメータ値として、ガスセンサ素子のセンサ抵抗値Ｒｓを変化させたときに生じるセンサ電圧値Ｖｓの変化を示すグラフである。
【図１５】  実施形態２の具体的な形態を示すガスセンサ駆動回路及びガスセンサ素子を用いた制御システムの構成を示す回路図及びブロック図である。
【符号の説明】
１，６１  ガスセンサ素子
２，６２，７２  センサ抵抗値変換回路
７３  電流源
４，６４  コンデンサ
５，６６  固定抵抗器
６，６５，６７  ダイオード
７  パルス入力端子（パルス入力点）
８  センサ出力端子
１０，６０  ガス検出装置
１５  Ａ／Ｄコンバータ
１６  マイクロコンピュータ
１９  センサ出力値取得回路（取得手段）
２０  電子制御アセンブリ
２１  フラップ駆動回路
２２  アクチュエータ
３０  換気系
３１，３２，３３  ダクト
３４  フラップ
１００，１６０，１７０，１８０  車両用オートベンチレーションシステム
Ｒｓ  センサ抵抗値
Ｖｓ  センサ電圧値
Ｓ（ｎ）  センサ出力値
ＬＶ  濃度信号
Ｓｃ  パルス信号（入力信号）
ＤＴ  デューティ比（パラメータ値）
ＳＢ  基準センサ出力値
Ｓａ  直流電圧信号（入力信号）
Ｖｃ  直流電圧値（パラメータ値）
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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