JP4538006B2 - Gas detector - Google Patents
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Description
本発明は、大気に含まれる自動車の排出ガスや悪臭ガスを検出するためのガス検出装置に関する。 The present invention relates to a gas detection device for detecting automobile exhaust gas and malodorous gas contained in the atmosphere.
日本公開特許第2001−281185号公報は、車室内への空気の循環経路を外気導入、又は、内気循環の何れかに切り替えるダンパを備え、ダンパの開閉制御を自動的に行うことで車室内の空気を清浄に保つ空質制御システムに用いられるガス検出装置を開示している。 Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2001-281185 includes a damper that switches the air circulation path to the vehicle interior to either outside air introduction or inside air circulation, and automatically opens and closes the damper to control the interior of the vehicle interior. Disclosed is a gas detection device for use in an air quality control system that keeps air clean.
このガス検出装置は大気中に排出ガスが含まれるか否かを検出し、その検出結果に基づいて空質制御システムがダンパの切替制御を自動的に行っている。すなわち、ガス検出装置は、大気中の排出ガス濃度と所定のしきい値レベルとの高低を比較して、その結果を空質制御システムに出力する。そして、空質制御システムは、ガス検出装置からの検出信号をもとに、排出ガス濃度がしきい値レベルを超えると、ダンパを内気側に切り替えて、汚れた外気が車室内に侵入するのを防止し、排出ガス濃度がしきい値レベルを下回ると、ダンパを外気側に切り替えて、清浄な外気を車室内に導入していた。 This gas detection device detects whether or not exhaust gas is contained in the atmosphere, and the air quality control system automatically performs damper switching control based on the detection result. That is, the gas detection device compares the exhaust gas concentration in the atmosphere with a predetermined threshold level and outputs the result to the air quality control system. Then, the air quality control system switches the damper to the inside air side when the exhaust gas concentration exceeds the threshold level based on the detection signal from the gas detection device, and dirty outside air enters the vehicle interior. When the exhaust gas concentration falls below the threshold level, the damper is switched to the outside air side to introduce clean outside air into the vehicle interior.
しかしながら、このガス検出装置では、大気中の排出ガス濃度としきい値レベルとの高低を比較した結果を空質制御システムに出力しており、空質制御システムではその検出結果をもとにダンパを内気側或いは外気側に切り替えているので、空質制御システム側でしきい値レベルの設定が行えなかった。そのため、空質制御システム側で、ダンパを内気側或いは外気側に切り替える時の排出ガス濃度を設定することができず、ユーザの使い勝手が悪かった。そこで、このような使い勝手の悪さを改善するために、ガス検出装置から、外気の汚れ度合いを示す汚れ信号を出力させることが望まれていた。 However, this gas detection device outputs the result of comparing the level of the exhaust gas concentration in the atmosphere and the threshold level to the air quality control system, and the air quality control system uses the detection result to set the damper. Since switching to the inside air side or the outside air side, the threshold level could not be set on the air quality control system side. Therefore, on the air quality control system side, it is not possible to set the exhaust gas concentration when switching the damper to the inside air side or the outside air side, and user convenience is poor. Therefore, in order to improve such inconvenience, it has been desired to output a contamination signal indicating the degree of contamination of the outside air from the gas detection device.
また、ガス検出装置から汚れ信号を出力させた場合は、ダンパと車室とを繋ぐダクトの途中に活性炭フィルタを装着し、空気中の排出ガスを活性炭フィルタで吸着するようにした空質制御システムにおいて、活性炭フィルタの吸着能力が短時間で低下したり劣化するのを抑制するために、ガス検出装置の検出結果に応じてダンパの開閉角度の調整やファンの風量調整を行うことが可能になる。すなわち、排出ガス濃度が高い場合はダンパを殆ど閉じて少しだけ換気を行い、排出ガス濃度が低い場合はダンパを少しだけ閉じて換気率を高めるというように、外気の汚れ度合いに応じてダンパの開閉角度を制御することで、活性炭フィルタの吸着能力が短時間に低下したり劣化するのを抑制できるが、このような開閉角度の制御を行うためには、ガス検出装置から外気の汚れ度合いを示す汚れ信号を出力させる必要がある。 In addition, when a dirt signal is output from the gas detection device, an air quality control system in which an activated carbon filter is installed in the middle of the duct connecting the damper and the passenger compartment, and the exhaust gas in the air is adsorbed by the activated carbon filter. In order to suppress the adsorption capacity of the activated carbon filter from being lowered or deteriorated in a short time, it is possible to adjust the opening / closing angle of the damper and the air volume of the fan according to the detection result of the gas detection device. . That is, when the exhaust gas concentration is high, the damper is almost closed and slightly ventilated, and when the exhaust gas concentration is low, the damper is slightly closed and the ventilation rate is increased. By controlling the opening / closing angle, it is possible to suppress the adsorption capacity of the activated carbon filter from decreasing or deteriorating in a short time, but in order to control such an opening / closing angle, the degree of contamination of the outside air from the gas detection device is controlled. It is necessary to output the dirt signal shown.
上述のようにガス検出装置から空質制御システムに対して汚れ信号を出力させたい場合、汚れ信号をアナログ信号(例えば電圧信号)で出力することが考えられる。しかしながら、ガス検出装置を自動車に設置する場合、自動車ではガス検出装置と空質制御システムとで信号のグランドレベルを一致させるのが難しく、またガス検出装置側にはデジタル信号をアナログ信号に変換するD/A変換器が、空質制御システム側にはアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器がそれぞれ必要になるので、コスト高を招くという問題があった。 As described above, when it is desired to output a contamination signal from the gas detection device to the air quality control system, it is conceivable to output the contamination signal as an analog signal (for example, a voltage signal). However, when the gas detector is installed in an automobile, it is difficult to match the signal ground level between the gas detector and the air quality control system in the automobile, and the digital signal is converted into an analog signal on the gas detector side. Since the D / A converter requires an A / D converter for converting an analog signal into a digital signal on the air quality control system side, there is a problem in that the cost increases.
本発明は上記問題点を解決するために為されたものであって、その目的は、コスト高を招くことなく、外気の汚れ度合いを示す汚れ信号を外部に出力できるようにしたガス検出装置を提供する。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a gas detection device that can output a contamination signal indicating the degree of contamination of outside air to the outside without incurring high costs. provide.
本発明にかかるガス検出装置は、車室内に導入する外気の量と、車室内を循環させる内気の量を変化させることで、車室内の空気の質を制御する空質制御システムに対して、外気の汚れ度合いを示す汚れ信号を出力する。このガス検出装置はセンサとガス検出手段と信号出力手段とを備える。センサは、検知対象ガスのガス濃度を示す出力信号を発生する。ガス検出手段は、センサの出力信号をもとに外気の汚れ度合いを示す汚れ信号を出力する。信号出力手段は、ガス検出手段から入力される汚れ信号をデジタル量で出力する。 The gas detection device according to the present invention is an air quality control system that controls the quality of air in the vehicle interior by changing the amount of outside air introduced into the vehicle interior and the amount of internal air circulating in the vehicle interior. A dirt signal indicating the degree of dirt in the outside air is output. This gas detection device includes a sensor, a gas detection means, and a signal output means. The sensor generates an output signal indicating the gas concentration of the detection target gas. The gas detection means outputs a dirt signal indicating the degree of dirt in the outside air based on the output signal of the sensor. The signal output means outputs the contamination signal input from the gas detection means as a digital quantity.
このように本発明の特徴部分である信号出力手段は、外気の汚れ度合いを示す汚れ信号をデジタル量で出力しているので、空質制御システムでは、デジタル量で送られる汚れ信号をもとに外気の汚れ度合いを検出し、外気の汚れ度合いに応じて、車室内に導入する外気の量と、車室内を循環させる内気の量とを変化させることで、車室内の空気を清浄に保つことができる。しかも、信号出力手段は、汚れ信号をデジタル量で出力しているので、外気の汚れ度合いをアナログ信号で出力する場合のようにガス検出装置にD/A変換器を設けたり、空質制御システムにA/D変換器を設ける必要が無く、ガス検出装置やシステム全体のコストを低減することができる。 As described above, the signal output means, which is a characteristic part of the present invention, outputs a dirt signal indicating the degree of dirt in the outside air in a digital quantity. Therefore, in the air quality control system, the signal output means is based on the dirt signal sent in a digital quantity. Detecting the degree of outside air contamination, and keeping the air inside the vehicle interior clean by changing the amount of outside air introduced into the vehicle interior and the amount of inside air circulating through the vehicle interior according to the degree of outside air contamination Can do. In addition, since the signal output means outputs the dirt signal in a digital quantity, a D / A converter is provided in the gas detector as in the case of outputting the degree of dirt in the outside air as an analog signal, or an air quality control system. There is no need to provide an A / D converter, and the cost of the gas detection device and the entire system can be reduced.
ここで、汚れ信号として、ガス検出手段から入力される汚れ信号を、外気の汚れ度合いに応じてデューティ比が離散的に変化するPWM信号に変換して出力するのも好ましく、オープンコレクタ出力が1点あれば信号出力手段を実現でき、信号出力手段を簡単な回路で実現できる。 Here, it is also preferable that the dirt signal input from the gas detection means is converted into a PWM signal whose duty ratio changes discretely according to the degree of dirt in the outside air, and the open collector output is 1 as the dirt signal. If it is, signal output means can be realized, and signal output means can be realized with a simple circuit.
また、上記センサとして、ディーゼル車から排出される酸化性ガスを検知対象とする酸化性ガス用センサと、ガソリン車の排出ガスおよび悪臭ガスを含む還元性ガスを検知対象とする還元性ガス用センサとを用いる場合、酸化性ガス用センサおよび還元性ガス用センサの各々に対応して上記のガス検出手段を設け、両ガス検出手段が、対応するセンサの出力信号から外気の汚れ度合いを示す汚れ信号を出力し、上記信号出力手段が、両ガス検出手段から入力される汚れ信号の内、汚れ度合いの大きい方の汚れ信号を上記PWM信号に変換して出力するのが好ましい。而して、2つのガス検出手段が、それぞれ、酸化性ガスセンサ、還元性ガスセンサの出力から外気の汚れ度合いを示す汚れ信号を出力し、信号出力手段は、これらの汚れ信号の内で汚れ度合いの大きい方をPWM信号に変換して出力しているので、ディーゼル車やガソリン車からの排出ガスや悪臭ガスが存在する環境下でも外気の汚れ度合いを確実に検出して、空質制御システムに出力することができる。 Further, as the sensor, an oxidizing gas sensor for detecting an oxidizing gas discharged from a diesel vehicle, and a reducing gas sensor for detecting a reducing gas including exhaust gas and bad odor gas from a gasoline vehicle. Are provided with the gas detection means corresponding to each of the oxidizing gas sensor and the reducing gas sensor, and both gas detection means are dirt indicating the degree of contamination of the outside air from the output signals of the corresponding sensors. It is preferable to output a signal, and the signal output means converts the dirt signal having a greater degree of dirt out of the dirt signals input from both gas detection means into the PWM signal and outputs the PWM signal. Thus, the two gas detection means respectively output a dirt signal indicating the degree of dirt of the outside air from the outputs of the oxidizing gas sensor and the reducing gas sensor, and the signal output means indicates the degree of dirt among these dirt signals. Since the larger one is converted into a PWM signal and output, the degree of contamination of the outside air is reliably detected and output to the air quality control system even in an environment where exhaust gas or odorous gas from diesel vehicles or gasoline vehicles exists. can do.
また上記センサが、検知対象ガスのガス濃度に応じて抵抗値が変化する感ガス体からなり、上記ガス検出手段が、清浄な空気中の感ガス体の抵抗値を基準値として設定しておき、検知対象ガス中の感ガス体の抵抗値と前記基準値との差分を求め、この差分を前記基準値で除して抵抗比を算出し、さらに個々の感ガス体の抵抗値のばらつきを補正するための補正係数を前記抵値比に乗算して得た値を前記汚れ信号として出力するのも好ましい。感ガス体の抵抗値は温度や湿度によって変動する可能性があるが、ガス検出手段では抵抗値と基準値との差分を求め、この差分を基準値で除して抵抗比に変換しているので、温度や湿度による値の変動を低減できる。しかも、ガス検出手段では、抵抗比の算出結果に補正係数を乗算して得た値を汚れ信号としているので、個々の感ガス体の感度のばらつきを補正することができる。 Further, the sensor is composed of a gas sensitive body whose resistance value changes according to the gas concentration of the gas to be detected, and the gas detecting means sets the resistance value of the gas sensitive body in clean air as a reference value. The difference between the resistance value of the gas sensor in the detection target gas and the reference value is obtained, and the resistance ratio is calculated by dividing the difference by the reference value, and further, the resistance value variation of each gas sensor is calculated. It is also preferable to output a value obtained by multiplying the resistance ratio by a correction coefficient for correction as the dirt signal. The resistance value of the gas sensitive body may vary depending on temperature and humidity, but the gas detection means obtains the difference between the resistance value and the reference value, and divides this difference by the reference value to convert it into a resistance ratio. Therefore, the fluctuation of the value due to temperature and humidity can be reduced. In addition, since the gas detection means uses the value obtained by multiplying the calculation result of the resistance ratio by the correction coefficient as the contamination signal, it is possible to correct variations in sensitivity of individual gas sensitive bodies.
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の実施形態)
図1は本実施形態のガス検出装置Aのブロック図を示している。このガス検出装置Aは、ディーゼル車から排出されるNOxなどの酸化性ガスに対して感度を有する酸化性ガスセンサ1と、ガソリン車から排出されるハイドロカーボン(HC)及び一酸化炭素(CO)や悪臭ガスなどの還元性ガスに対して感度を有する還元性ガスセンサ2と、A/D変換器31,32と、酸化性ガスセンサ1の電気的特性値に基づいてディーゼル排ガスのガス濃度を検出する第1のガス検出部33と、還元性ガスセンサ2の電気的特性値に基づいてガソリン排ガスや悪臭ガスのような還元性ガスのガス濃度を検出する第2のガス検出部34と、第1及び第2のガス検出部33,34の検出結果に基づいて外気の汚れ度合いをデューティ比で表したPWM信号よりなる汚れ信号Vpを出力するPWM信号出力部35と、基準値更新部36と、センサ駆動部37とを主要な構成として備える。そして、A/D変換器31,32、第1及び第2のガス検出部33,34、PWM信号出力部35、基準値更新部36、及びセンサ駆動部37は、A/D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。Hereinafter, the present invention will be described in detail based on preferred embodiments.
(First embodiment)
FIG. 1 shows a block diagram of a gas detection device A of the present embodiment. The gas detection device A includes an oxidizing
このガス検出装置Aは自動車の空質制御システムに用いられる。空質制御システムは、車室内に空気を送るダクト51の上流側に、車外の空気(外気)を導入する外気導入用ダクト52と、車室内の空気(内気)を循環して導く内気導入用ダクト53とを連結する。ダクト52,53とダクト51との連結部分には、空気の流入経路をダクト52又はダクト53に切り替えるためのダンパ50を配設してあり、このダンパ50はダンパ駆動部40によって開閉が制御される。また、ダクト51の下流側には送風用のファン(図示せず)が配置され、ファンを動作させると、ダクト52又は53から取り入れられた空気がダクト51を通って車室内に導かれる。
This gas detection device A is used in an air quality control system for automobiles. The air quality control system includes an outside
ここで、ガス検出装置Aは、酸化性ガスセンサ1および還元性ガスセンサ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出ガス及び悪臭ガスのガス濃度を検出し、ガス濃度をデューティ比で表したPWM信号からなる汚れ信号Vpを出力する。そして、空調制御マイコン41が、ガス検出装置Aからの汚れ信号に基づいてダンパ50の開閉を制御する制御信号を出力し、この制御信号に基づいてダンパ制御部40がダンパ50を開閉駆動する。例えば排出ガス濃度や悪臭ガス濃度が高くなると、空調制御マイコン41は、車室内の空気を循環させる内気循環モードとする制御信号をダンパ駆動部40に出力し、ダンパ駆動部40がダンパ50をダクト53側(内気側)に切り替えて、汚れた空気の流入を防止する。一方、排出ガス濃度や悪臭ガス濃度が低くなると、空調制御マイコン41は、車室内に外気を導入する外気導入モードとする制御信号をダンパ駆動部40に出力し、ダンパ駆動部40がダンパ50をダクト52側(外気側)に切り替えて、清浄な外気を車室内に取り入れるのである。
Here, the gas detection device A uses the oxidizing
ガス検出装置Aに用いられる酸化性ガスセンサ1は従来周知の半導体ガスセンサからなり、図3に示すように酸化錫(SnO2)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11を備える。この感ガス体11は、ディーゼル車から排出されるNOxなどの酸化性ガスを選択的に検出するような感度特性を有する材料で形成され、酸化性ガスのガス濃度が高くなると、感ガス体11の電気抵抗が高くなる方向に変化する。感ガス体11には、コイル状の白金よりなるヒータ兼用電極12を埋設するとともに、ヒータ兼用電極12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13を埋設している。そして、感ガス体11から突出するヒータ兼用電極12の両端部からリード線3,5が構成され、感ガス体11から突出する抵抗検出用電極13の一端部からリード線4が構成される。そして、この酸化性ガスセンサ1は、樹脂製のベース9に貫設された3本の端子6〜8に、リード線3〜5を介して取り付けられている。The oxidizing
この酸化性ガスセンサ1のヒータ兼用電極12への通電を制御するとともに、感ガス体11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。ヒータ兼用電極12には、スイッチ素子Q1を介して一定電圧Vcが印加されるようになっており、スイッチ素子Q1のオン時にヒータ兼用電極12が通電される。一方、抵抗検出用電極13の一端は、スイッチ素子Q2と負荷抵抗R12との直列回路の一端、及び、負荷抵抗R11の一端にそれぞれ接続されており、スイッチ素子Q2のオン時には負荷抵抗R11、R12の並列回路を介して一定電圧Vcが印加され、スイッチ素子Q2のオフ時には負荷抵抗R11のみを介して一定電圧Vcが印加される。また抵抗検出用電極13の一端はA/D変換器31の入力端子にも接続されている。
FIG. 1 shows the configuration of a circuit that controls energization to the
スイッチ素子Q1,Q2は、それぞれ、センサ駆動部37から入力される駆動信号a,cによってオン/オフが切り替わる。スイッチ素子Q1が駆動信号aによってオンすると、ヒータ兼用電極12に通電され、ヒータ兼用電極12の発熱によって感ガス体11が加熱される。したがって、センサ駆動部37が所定期間毎(例えば約7.8mS毎)に所定時間(約0.16mS)だけヒータ兼用電極12を通電するデューティ制御を行うことによって、感ガス体11を300℃程度に加熱する。
The switch elements Q1 and Q2 are turned on / off by drive signals a and c input from the
そして、ヒータ兼用電極12に通電していない期間において、A/D変換器31は所定のサンプリング周期ts毎に酸化性ガスセンサ1の出力電圧をA/D変換し、デジタル値に変換されたセンサ出力Vdを第1のガス検出部33に出力する。ここで、スイッチ素子Q2が駆動信号bによってオンすると、負荷抵抗R11と並列に負荷抵抗R12が接続されて、抵抗検出用電極13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。すなわち、センサ駆動部37は、A/D変換器31に入力される信号レベルが小さくなると、スイッチ素子Q2をオンして負荷抵抗値を小さくすることで、A/D変換器31に入力される信号レベルを大きくし、センサ出力の検出精度が低下するのを防止している。
During the period when the heater combined
また還元性ガスセンサ2も、酸化性ガスセンサ1と同様の構造を有する半導体ガスセンサからなり、酸化錫(SnO2)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21を備える。この感ガス体21は、ガソリン車からの排出ガスに含まれるHC及びCOや悪臭ガス(例えばアンモニア)などの還元性ガスを選択的に検出するような感度特性を有する材料で形成され、還元性ガスのガス濃度が高くなると、感ガス体21の抵抗値が低くなる方向に変化する。感ガス体21には、コイル状の白金よりなるヒータ兼用電極22を埋設するとともに、ヒータ兼用電極22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23を埋設している。The reducing
そして、還元性ガスセンサ2のヒータ兼用電極22にはスイッチ素子Q3を介して一定電圧Vcが印加される。また抵抗検出用電極23の一端には、負荷抵抗R21の一端、および、スイッチ素子Q4と負荷抵抗R22との直列回路の一端がそれぞれ接続されており、スイッチ素子Q4のオン時には負荷抵抗R21、R22の並列回路を介して一定電圧Vcが印加され、スイッチ素子Q4のオフ時には負荷抵抗R21のみを介して一定電圧Vcが印加される。また抵抗検出用電極23の一端はA/D変換器32の入力端子に接続されている。
A constant voltage Vc is applied to the heater combined
スイッチ素子Q3,Q4は、それぞれ、センサ駆動部37から入力される駆動信号c,dによってオン/オフが切り替わる。スイッチ素子Q3が駆動信号cによってオンすると、ヒータ兼用電極22に通電されて、感ガス体21が加熱される。而して、センサ駆動部37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22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る。
The switch elements Q3 and Q4 are turned on / off by drive signals c and d input from the
そして、ヒータ兼用電極22に通電していない期間において、A/D変換器32が所定のサンプリング周期ts毎に還元性ガスセンサ2の出力電圧をA/D変換し、デジタル値に変換されたセンサ出力Vgを第2のガス検出部34に出力する。なお、センサ駆動部37では、A/D変換器32に入力される信号レベルが小さくなると、スイッチ素子Q4をオンして負荷抵抗値を下げることで、A/D変換器32に入力される信号レベルを大きくして、センサ出力の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37では酸化性ガスセンサ1のヒータ加熱期間と還元性ガスセンサ2のヒータ加熱期間とが重ならないようにスイッチ素子Q1,Q3を半周期ずつずらしてオンさせており、消費電流の低減を図っている。
Then, during the period when the
次に、このガス検出装置Aの動作を図4〜図9のフローチャートに基づいて説明する。 Next, operation | movement of this gas detection apparatus A is demonstrated based on the flowchart of FIGS.
図4は第1のガス検出部33が酸化性ガスセンサ1の出力をもとにディーゼル車から排出される酸化性ガスを検出する動作、図5は第2のガス検出部34が還元性ガスセンサ2の出力をもとにガソリン車の排出ガスや悪臭ガスのような還元性ガスを検出する動作をそれぞれ示している。第1及び第2のガス検出部33,34は、所定のサンプリング周期が経過する度に、A/D変換器31,32から入力されたセンサ出力Vd,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S1,S11)。ここで、A/D変換器31,32に8ビットのA/D変換器を用いて、そのフルスケール(256)をVcとし、負荷抵抗の抵抗値を256とすると、両センサ1、2の抵抗値Rd、Rgは以下の式(1)、式(2)で表される。
FIG. 4 shows an operation in which the first
Rd=Vd×256/(256―Vd) …(1)
Rg=Vg×256/(256―Vg) …(2)
そして、抵抗値Rd、Rgの計算が終了すると、基準値更新部36は、清浄な空気中に感ガス体11,21を置いた時の抵抗値に設定され、後述の汚れ信号D,Gを求める際に用いる基準値Rdm,Rgmの更新処理を行う。先ず基準値更新部36は、基準値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S2,S12)。Rd = Vd × 256 / (256−Vd) (1)
Rg = Vg × 256 / (256−Vg) (2)
When the calculation of the resistance values Rd and Rg is completed, the reference
S2の判定の結果、酸化性ガスによる汚れ度合いを示す汚れ信号Dの算出に用いる基準値Rdmの更新周期tが経過していれば、基準値更新部36は基準値Rdmを清浄方向に更新する処理ルーチンを実施した後(ステップS3)、汚れ算出ルーチンに移行する(ステップS6)。また、S2の判定の結果、前回更新時より更新周期tが経過していなければ、基準値更新部36は、基準値Rdm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断する(ステップS4)。ここで、更新周期Tが経過していれば、基準値更新部36は基準値Rdmを汚れ方向に更新するルーチンを実行した後(ステップS5)、汚れ算出ルーチンに移行して、汚れ信号Dを算出する(ステップS6)。
As a result of the determination in S2, if the update period t of the reference value Rdm used to calculate the contamination signal D indicating the degree of contamination by the oxidizing gas has elapsed, the reference
また、S12の判定の結果、還元性ガスによる汚れ度合いを示す汚れ信号Gの算出に用いる第2基準値Rgmの更新周期tが経過していれば、基準値更新部36は、抵抗値Rgが前回更新時の基準値Rgm0以上か否かを判定し(ステップS13)、抵抗値Rgが基準値Rgm0以上であれば基準値Rgmを清浄方向に更新するルーチンを実行する(ステップS14)。またS12の判定で前回更新時より更新周期tが経過していないか、或いは、S13の判定で抵抗値Rgが基準値Rgm0未満であれば、基準値Rgm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S15)。そして、S15の判定の結果、更新周期Tが経過していれば、基準値更新部36は基準値Rgmを汚れ方向に更新するルーチンを実行する(ステップS16)。そして、S14またはS16の処理を終了するか、あるいは、S15の判定の結果、前回更新時から更新周期Tが経過していなければ、汚れ算出ルーチンに移行して、汚れ信号Gを算出する(S17)。
Further, as a result of the determination in S12, if the update period t of the second reference value Rgm used for calculation of the dirt signal G indicating the degree of dirt due to the reducing gas has elapsed, the reference
ここで、酸化性ガスのセンサ抵抗に対する基準値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36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)、更新処理が禁止されていなければ、今回サンプリングしたセンサ抵抗Rgと前回の基準値Rgm0とから求めた汚れ信号Gと、所定の判定値G3との大小を比較し(S22)、汚れ信号Gが判定値G3以上であれば、基準値Rdmの清浄方向への更新を禁止し(S25)、基準値を更新せずに更新ルーチンを終了する。また、S22の判定で汚れ信号Gが判定値G3未満であれば、基準値更新部36は、今回サンプリングした酸化性ガスセンサ1の抵抗値Rdと前回の基準値Rdm0との大小を比較し(S23)、Rdm0≧Rdであれば、前回更新時の基準値Rdm0から、基準値Rdm0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減算して得た値を、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1/Cd(Cd>1)とすると、基準値Rdmは次式で表される。
Here, a routine for updating the reference value Rdm for the sensor resistance of the oxidizing gas in the clean direction will be described with reference to FIG. The reference
Rdm=Rdm0−(Rdm0−Rd)/Cd …(3)
またS23の判定の結果、Rdm0<Rdであれば、基準値更新部36は基準値を更新せずに更新ルーチンを終了する。Rdm = Rdm0− (Rdm0−Rd) / Cd (3)
If Rdm0 <Rd as a result of the determination in S23, the reference
このように基準値更新部36では、汚れ信号Gが判定値G3以上になると、酸化性ガスセンサ1側の基準値Rdmを清浄方向に更新するのを禁止しているが、更新処理の禁止を解除する条件は、判定値G3よりも小さい判定値G4を汚れ信号Gが一旦下回った後、判定値G3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、S21において基準値の更新処理が禁止されている場合、基準値更新部36は汚れ信号Gと判定値G4との大小を比較し(S26)、G4未満であればフラグSSDRNWに1をたてて(S27)、ステップS29に移行し、G4以上であれば汚れ信号Gと判定値G3との大小を比較する(S28)。そして、S28の判定で汚れ信号Gが判定値G3以上であればステップS33に移行し、汚れ信号Gが判定値G3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、カウンタのカウント値を0にリセットして(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トが終了したか否かを判断し(S30)、カウント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S23に移行して基準値を更新する処理を行う。なおS30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。
As described above, the reference
また、還元性ガスのセンサ抵抗に対する基準値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。基準値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S13の処理を実行することで、上述した基準値Rdmの清浄方向への更新ルーチンにおいてS23の処理を無くした点以外は基準値Rdm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、前回の基準値Rdm0と酸化性ガスセンサ1のセンサ抵抗とから求めた汚れ信号Dが所定の判定値D3以上になると、汚れ信号Dが一旦判定値D4(<D3)未満となり、その後判定値D3未満の状態が所定のサンプリング回数に達するまで、基準値Rgmの清浄方向への更新処理を禁止している。そして、基準値Rgmの清浄方向への更新処理が禁止されていない場合には、基準値更新部36は、センサ抵抗Rgから前回更新時の基準値Rgm0を引いた値に所定の更新比率を掛け合わせ、さらに基準値Rgm0を加算した値を新たな基準値Rgmに設定している。ここで、更新比率を1/Cg(Cg>1)とすると、基準値Rgmは次式で表される。
A routine for updating the reference value Rgm for the sensor resistance of the reducing gas in the clean direction will be described with reference to the flowchart of FIG. The routine for updating the reference value Rgm in the clean direction eliminates the process in S23 in the routine for updating the reference value Rdm in the clean direction by executing the process in S13 of FIG. 5 before proceeding to this update routine. Except for the points described above, the same processing as that of the update routine for the reference value Rdm is performed, and thus detailed description thereof is omitted. The processing of this update routine will be summarized and described. When the dirt signal D obtained from the previous reference value Rdm0 and the sensor resistance of the oxidizing
Rgm=Rgm0+(Rg−Rgm0)/Cg …(4)
次に、酸化性ガスのセンサ抵抗に対する基準値Rdm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36はセンサ抵抗Rdと前回の基準値Rdm0との大小を比較し(S46)、Rd<Rdm0であれば前回の基準値Rdm0を新たな基準値Rdmに設定して更新ルーチンを終了し、Rd≧Rdm0であれば前回の汚れ信号Dと所定の判定値D5との大小を比較する(S47)。S47の判定で汚れ信号Dが判定値D5未満であれば、センサ抵抗Rdから基準値Rdm0を引いた値に所定の更新比率(1/Pd)を掛けた値を更新量(=(Rd−Rdm0)/Pd)とし(S49)、汚れ信号Dが判定値D5以上であれば、センサ抵抗Rdから基準値Rdm0を引いた値に、更新量の大きさを調整するための定数Ldを汚れ信号Dで除した値(Ld/D)を掛けた値を更新量(=(Rd−Rdm0)×Ld/D)とする(S50)。S49又はS50で更新量を求めると、基準値更新部36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値Rdm0にS49又はS50で求めた更新量を加算した値を新たな基準値Rdmとし(S52)、1未満であれば前回の基準値Rdm0に1を加算した値を新たな基準値Rdmとする。すなわち、汚れ信号Dが判定値D5未満であれば基準値Rdmは以下の式(5)で表され、判定値D5以上であれば基準値Rdmは以下の式(6)で表される。なおPd>1、Ld/D<1である。Rgm = Rgm0 + (Rg−Rgm0) / Cg (4)
Next, a routine for updating the reference value Rdm for the sensor resistance of the oxidizing gas in the dirt direction will be described with reference to the flowchart of FIG. First, the reference
Rdm=Rdm0+(Rd−Rdm0)/Pd …(5)
Rdm=Rdm0+(Rd−Rdm0)×Ld/D …(6)
また、還元性ガスセンサ2のセンサ抵抗に対する基準値Rgmを汚れ方向に更新するルーチンを図9のフローチャートに従って説明する。なお基準値Rgmの汚れ方向への更新ルーチンでは、上述した基準値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Rgm0が今回サンプリングしたセンサ抵抗Rg未満の場合は、前回の基準値Rdm0を新たな基準値Rgmとする。一方、前回の基準値Rgm0がセンサ抵抗Rg以上の場合、汚れ信号Gが所定の判定値G5未満であれば新たな基準値Rgmは以下の式(7)で表され、判定値G5以上であれば新たな基準値Rgmは以下の式(8)で表される。Rdm = Rdm0 + (Rd−Rdm0) / Pd (5)
Rdm = Rdm0 + (Rd−Rdm0) × Ld / D (6)
A routine for updating the reference value Rgm for the sensor resistance of the reducing
Rgm=Rgm0−(Rgm0−Rg)/Pg …(7)
Rgm=Rgm0−(Rgm0−Rg)×Lg/G …(8)
ただし、Pg>1、Lg/G<1とし、(Rgm0−Rg)/Pgが1未満、又は、(Rgm0−Rg)×Lg/Gが1未満であればRgm=Rgm0−1とする。Rgm = Rgm0− (Rgm0−Rg) / Pg (7)
Rgm = Rgm0− (Rgm0−Rg) × Lg / G (8)
However, if Pg> 1, Lg / G <1, and (Rgm0−Rg) / Pg is less than 1 or (Rgm0−Rg) × Lg / G is less than 1, then Rgm = Rgm0-1.
以上のようにして基準値Rdm,Rgmが決定されると、第1及び第2のガス検出部33,34はセンサ抵抗Rd、Rgと基準値Rdm,Rgmとを用いて汚れ信号の算出処理を実行する。すなわち、両ガス検出部33,34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た基準値Rdm,Rgmを差し引いた値を、基準値Rdm,Rgmで割って抵抗比を求めることで、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、ディーゼル車の排出ガスによる空気の汚れ度合いを示す汚れ信号D、ガソリン車の排出ガス及び悪臭ガスによる空気の汚れ度合いを示す汚れ信号Gにそれぞれ変換する。ここで、Kdを酸化性ガスセンサ1の個体間のばらつきを補正する補正係数(Kd>1)、Kgを還元性ガスセンサ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、汚れ信号D,Gは次式で表される。
When the reference values Rdm and Rgm are determined as described above, the first and second
D=(Rd−Rdm)×Kd/Rdm
G=(Rgm−Rg)×Kg/Rgm
そして、第1及び第2のガス検出部33,34によって算出された汚れ信号D,GはPWM信号出力部35に入力され、PWM信号出力部35では、汚れ信号D,Gの値を下記の表1に従ってデューティ比に変換する。なお、デューティ比はPWM信号の1周期を256とし、1周期中のオン期間(信号レベルがHレベルの期間)を分数で表示してある。D = (Rd−Rdm) × Kd / Rdm
G = (Rgm−Rg) × Kg / Rgm
The contamination signals D and G calculated by the first and second
ところで、本実施形態では基準値更新部36が上述の更新ルーチンに従って各センサ毎に基準値Rdm,Rgmを更新しており、車が都心部、工場、下水処理場、ごみ処理場、牧場などの排出ガス濃度や悪臭ガス濃度が高い地域に移動して、周囲の平均的なガス濃度が次第に高くなると、それに伴って基準値Rdmは増加し、基準値Rgm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出ガスを含む空気によって、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、ダンパ50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移動して周囲の排出ガス濃度や悪臭ガス濃度が低下すると、それに伴って基準値Rdmは低下し、基準値Rgmは増加するので、郊外の清浄な空気に含まれる微量の排出ガスや悪臭ガスを検知することができるようになって、ダンパ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パ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も、汚れ信号D,Gを用いて排出ガスや悪臭ガスの有無を確実に検出することができる。
By the way, in this embodiment, the reference
また基準値更新部36では、図2に示すように基準値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、基準値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基準値を汚れ方向にゆっくりと変化させることができ、ダンパ50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出ガス或いは悪臭ガスを検知して、ダンパ50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/Pdと1/Cdを略同じ値とし、更新比率1/Pgと1/Cgを略同じ値とする。なお図2中のXは酸化性ガスセンサ1の出力Rdを、Yは基準値Rdmをそれぞれ示す。
In addition, the reference
ところで、本実施形態ではディーゼル車から排出される酸化性ガスに対して選択性を有する酸化性ガスセンサ1と、ガソリン車の排出ガスや悪臭ガスのような還元性ガスに対して選択性を有する還元性ガスセンサ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、酸化性ガスセンサ1にもガソリン車の排出ガスや悪臭ガスに対して若干の感度があり、同様に還元性ガスセンサ2にもディーゼル車の排出ガスに対して若干の感度がある。
By the way, in this embodiment, the oxidizing
そのため、基準値更新部36が、汚れ方向と清浄方向とで基準値の更新速度に差を付けて、基準値が清浄方向に変化しやすくしておいた場合、ガソリン車から排出される排出ガス濃度や悪臭ガス濃度が高い雰囲気中では酸化性ガスセンサ1の抵抗値が小さくなる方向(清浄方向)に変化するため、酸化性ガスセンサ1に対する基準値Rdm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酸化性ガスセンサ1の抵抗値が大きくなる方向(汚れ方向)に変化すると、ディーゼル車の排出ガスがあると判断して、ダンパ50が内気側に切り替わっ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出ガス濃度が高い雰囲気中では還元性ガスセンサ2の抵抗値が増加する方向(清浄方向)に変化するため、還元性ガスセンサ2に対する基準値Rgm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還元性ガスセンサ2の抵抗値が小さくなる方向(汚れ方向)に変化すると、ガソリン車の排出ガス或いは悪臭ガスがあると判断して、ダンパ50が内気側に切り替わってしまう可能性がある。
Therefore, when the reference
そこで、本実施形態では図6及び図7に示す更新ルーチンで説明したように、酸化性ガスセンサ1が、ディーゼル車から排出される排出ガスを僅かでも検出して、汚れ信号Dが第1の閾値レベル(判定値D3)以上になると、基準値更新部36が還元性ガスセンサ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出ガスが高濃度に存在する環境下で還元性ガスセンサ2の出力Vgの増加により、第2のセンサ側の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パが内気側に切り替わる誤動作を防止できる。また、還元性ガスセンサ2が、ガソリン車から排出される排出ガス或いは悪臭ガスを僅かでも検出して、汚れ信号Gが第2の閾値レベル(判定値G3)以上になると、基準値更新部36が酸化性ガスセンサ1の清浄方向への基準値更新を禁止しているので、ガソリン車から排出される排出ガス或いは悪臭ガスが高濃度に存在する環境下で酸化性ガスセンサ1の出力Vdが低下して、第1のセンサ側の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パ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(D3>D4,G3>G4)、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。
Therefore, in this embodiment, as described in the update routine shown in FIGS. 6 and 7, the oxidizing
また、本実施形態では基準値Rdm,Rgmを汚れ方向に更新する際に、汚れ信号D、Gが判定値D5、G5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、この更新比率が汚れ信号D、Gの大きさに関係なく1/Pd,1/Pgで一定の場合、排出ガス濃度や悪臭ガス濃度が高い雰囲気中では更新量が大きくなる。したがって、排出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ると、汚れ方向に基準値Rdm,Rgmが大きく変化することになり、排出ガス濃度或いは悪臭ガス濃度が若干下がっただけでもダンパ50が外気側に切り替わって、汚れた空気が流入してしまう場合がある。
それに対して本実施形態では、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、更新比率を汚れ信号D,Gの大きさに反比例した値(Ld/D)、(Lg/G)としているので、基準値Rdm,Rgmの更新量を汚れ信号D,Gの大きさに反比例した値にでき、排出ガス濃度や悪臭ガス濃度が高くなった場合(すなわち汚れ信号D,Gが大きくなった場合)に基準値Rdm,Rgmの更新量を小さくして、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、排出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、基準値Rdm,Rgmが汚れ方向に変化するのを遅らせることができ、排出ガス濃度や悪臭ガス濃度が若干下がっただけで、ダンパ50が外気側に切り替わってしまうのを防止できる。In the present embodiment, when the reference values Rdm and Rgm are updated in the dirt direction, if the dirt signals D and G are equal to or greater than the determination values D5 and G5, the update ratio applied to the difference between the sensor resistance and the previous reference value. Is set to a value inversely proportional to the magnitudes of the dirt signals D and G. If the update ratio is constant at 1 / Pd and 1 / Pg regardless of the magnitudes of the dirt signals D and G, the exhaust gas concentration and bad odor The renewal amount increases in an atmosphere with a high gas concentration. Therefore, when exposed to an atmosphere having a high exhaust gas concentration or bad odor gas concentration for a long time, the reference values Rdm and Rgm greatly change in the direction of dirt, and even if the exhaust gas concentration or bad odor gas concentration is slightly reduced, the
On the other hand, in this embodiment, when the dirt signals D and G are sufficiently large, that is, when D ≧ D5 >> 1 and G ≧ G5 >> 1, the update ratio is a value inversely proportional to the magnitude of the dirt signals D and G ( Ld / D) and (Lg / G), so that the renewal amount of the reference values Rdm and Rgm can be made inversely proportional to the magnitudes of the dirt signals D and G, and the exhaust gas concentration and malodorous gas concentration become high The update amount of the reference values Rdm and Rgm can be reduced by reducing the update rate of the reference values Rdm and Rgm in the contamination direction (that is, when the stain signals D and G become large). Therefore, even if the exhaust gas concentration and the malodorous gas concentration are exposed to an atmosphere for a long time, it is possible to delay the change of the reference values Rdm and Rgm in the dirt direction, and the exhaust gas concentration and the malodorous gas concentration are slightly reduced. It is possible to prevent the
なお、本実施形態では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よりも短くすることで、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、汚れ方向に基準値を更新する場合の更新比率1/Pd,1/Pgに比べて、清浄方向に基準値を更新する場合の更新比率1/Cd,1/Cgを大きい値とすることによって(すなわちPd>Cd>1、Pg>Cg>1)、汚れ方向に基準値を更新する場合に比べて、清浄方向に基準値を更新する場合の更新速度を速めても良く、上述と同様の効果が得られる。
In this embodiment, the update rate t for updating the reference value in the cleaning direction is made shorter than the update cycle T for updating the reference value in the dirty direction, so that the update rate of the reference value in the cleaning direction is updated in the dirty direction. The update cycle T and the update cycle t are substantially the same cycle, and the reference value is set in the clean direction compared to the
また、本実施形態では1つのセンサでガソリン車の排出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出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出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36で各々のガス判定部の基準値を更新するようにしても良い。 Further, in this embodiment, both the exhaust gas and the malodorous gas of the gasoline car are detected by one sensor. However, the sensor particularly sensitive to the exhaust gas from the gasoline car, and the output of the sensor detects the gasoline. A gas determination unit that detects exhaust gas from a car, a sensor that is particularly sensitive to malodorous gas, and a gas determination unit that detects malodorous gas from the output of this sensor are provided separately. You may make it update the reference value of each gas determination part.
ところで、上述したガス検出装置Aは、例えば自動車(図示せず)のフロントグリルと該フロントグリルの内側にあるラジエータとの間に配され、フロントグリルから導入された外気中の排気ガス濃度を検出する。このガス検出装置Aは、図10および図11に示すように、背面側の略全面が開口した略箱型の上ケース71と、上ケース71の開口と嵌合してこれを塞ぐ下ケース72とで構成されたケース70を備え、このケース70の内部に図1の回路が形成されたプリント配線板73を収納してある。プリント配線板73に実装された酸化性ガスセンサ1および還元性ガスセンサ2は、上ケース71の外面74に形成されたセンサ配置孔75内に配置してあり、外面74にはフィルタ76を介してセンサカバー77が装着されている。フィルタ76は、例えばPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)を用いて多孔質に形成した高撥水性のメンブレンシートからなり、外面74に貼着されている。このメンブレンシートの空孔の径は、気体は通過させるが水や塵の通過は防止するように1〜5μmとするが、特に3μmであることが好ましい。また、メンブレンシートの背面側には、補強用のポリエステル不織布を貼り合わせておくことが好ましい。ここで、高撥水性のメンブレンシートをポリエステル不織布の正面側(即ち、外気に当てられる側)に設けているのは、仮にポリエステル不織布をメンブレンシートの正面側に設けた場合には、ポリエステル不織布に付着する水が通気を阻害する恐れがあるからである。また、フィルタ76を覆うセンサカバー77には、センサ配置孔75と対向する領域(即ち、図10および図11に示す対向領域E1)を略リング状に囲う所定領域E2内に、断面が直径2mm程度の円形状を成す空気導入孔78を略等間隔で多数穿設しており、センサカバー77の外部から空気導入孔78を通ってセンサ配置孔75に至る空気の導入経路が形成される。また、プリント配線板73には3本のL字形の接続端子79が接続されており、各接続端子79の横棒部分は上ケース71の側方に開口するコネクタ接続部80内に配設されている。
By the way, the above-described gas detection device A is disposed, for example, between a front grill of an automobile (not shown) and a radiator inside the front grill, and detects the exhaust gas concentration in the outside air introduced from the front grill. To do. As shown in FIGS. 10 and 11, the gas detection device A includes a substantially box-shaped
なお、本実施形態では感ガス体11として、図3に示すようなビーズ形状のものを用いているが、感ガス体11をビーズ形状のものに限定する趣旨のものではなく、例えば図12および図13に示すような基板形状の感ガス体11’を用いても良い。この感ガス体11’は、絶縁基板であるアルミナ基板14の裏面の四隅にヒータ用の金電極15A,15Bとガス感応部用の金電極16A’,16B’とを2個ずつ設けるとともに、表面に金電極16A,16Bを設けてある。金電極16A,16Bは、それぞれ、金電極16A’,16B’の略裏側に形成されており、金電極16A,16A’間、金電極16B,16B’間はそれぞれスルーホールを介して電気的に接続してある。そして、アルミナ基板14の裏面には金電極15A,15B間に亘るように酸化ルテニウムからなるヒータ18を形成するとともに、アルミナ基板14の表面には金電極16A,16B間に亘るように感ガス材料からなるガス感応部17を形成してあり、ガス感応部17はヒータ18の略裏側に位置するように形成されている。
In this embodiment, a bead-shaped member as shown in FIG. 3 is used as the gas-
この感ガス体11’は、図12に示すように左右両側の端子6,8の上側部にそれぞれリードワイヤ19を介してコイル用の電極15A,15Bが電気的に接続され、中央の端子7の上側部にリードワイヤ19を介して電極16B’が、左側の端子6の上側部にリードワイヤ19を介して電極16A’がそれぞれ電気的に接続されている。尚、リードワイヤ19としては金(Au)とパラジウム(Pd)とモリブデン(Mo)との合金からなる金属細線を用いているが、リードワイヤ19の材料を上記の合金に限定する趣旨のものではなく、アルミニウム線などの金属細線を用いても良い。そして、ベース9には、軸方向の一端側が開口した有底円筒状のキャップ60が感ガス体11’を覆うように取り付けてあり、キャップ60の天井部には内部と外部とを連通するガス流入口60aが形成されている。なおガス流入口60aには、防爆のために例えばステンレス製の100メッシュの金網61が二重に固着されており、この金網61を通して外部から感ガス体11’にガスが導入されるのである。
As shown in FIG. 12, the gas
上記のように、本発明の精神と範囲に反することなしに、広範に異なる実施形態を構成することができることは明白なので、この発明は、添付クレームにおいて限定した以外は、その特定の実施形態に制約されるものではない。 Since it is apparent that a wide variety of different embodiments can be constructed without departing from the spirit and scope of the present invention as described above, the invention is not limited to the specific embodiments except as defined in the appended claims. It is not restricted.
Claims (3)
酸化性ガスセンサ、この酸化性ガスセンサはディーゼル車から排出される酸化性ガスのガス濃度に応じて抵抗値が変化する感ガス体を備える;
還元性ガスセンサ、この還元性ガスセンサは、ガソリン車の排出ガスおよび悪臭ガスを含む還元性ガスのガス濃度に応じて抵抗値が変化する感ガス体を備える;
第1のガス検出手段、第1のガス検出手段は、清浄な空気中での酸化性ガスセンサの抵抗値を酸化性ガス用の基準値として設定しておき、検知対象ガス中での酸化性ガスセンサの抵抗値と酸化性ガス用の基準値との差分を求め、この差分を前記基準値で除して求めた抵抗比を、外気の汚れ度合いを示す汚れ信号として出力する;
第2のガス検出手段、第2のガス検出手段は、清浄な空気中での還元性ガスセンサの抵抗値を還元性ガス用の基準値として設定しておき、検知対象ガス中での還元性ガスセンサの抵抗値と還元性ガス用の基準値との差分を求め、この差分を前記基準値で除して求めた抵抗比を、外気の汚れ度合いを示す汚れ信号として出力する;
基準値更新部、基準値更新部は、各ガスセンサのサンプリング周期よりも長い更新周期が経過する毎に、各ガスセンサの今回の出力から前回更新時の基準値を差し引いた値に1よりも小さい更新比率を乗算して得た値に、前回更新時の基準値を加算した値を新たな基準値に設定しており、第1のガス検出手段から出力される汚れ信号が第1の閾値レベル以上になると還元性ガス用の基準値の清浄方向への更新を禁止するとともに、第2のガス検出手段から出力される汚れ信号が第2の閾値レベル以上になると酸化性ガス用の基準値の清浄方向への更新を禁止する;
信号出力手段、この信号出力手段は、第1及び第2のガス検出手段から入力される汚れ信号の内、汚れ度合いの大きい方の汚れ信号をデジタル量で出力する。By changing the amount of outside air introduced into the passenger compartment and the amount of inside air circulating in the passenger compartment, a contamination signal indicating the degree of contamination of the outside air is sent to an air quality control system that controls the air quality in the passenger compartment. An output gas detection device comprising the following configuration:
An oxidizing gas sensor, the oxidizing gas sensor comprising a gas sensitive body whose resistance value changes according to the gas concentration of the oxidizing gas discharged from the diesel vehicle;
A reducing gas sensor, the reducing gas sensor comprising a gas sensitive body whose resistance value changes in accordance with the gas concentration of the reducing gas including exhaust gas and malodorous gas of a gasoline vehicle;
The first gas detection means and the first gas detection means set the resistance value of the oxidizing gas sensor in clean air as a reference value for the oxidizing gas, and the oxidizing gas sensor in the detection target gas. A resistance value obtained by dividing the difference by the reference value and outputting a resistance ratio indicating the degree of contamination of the outside air;
The second gas detection means and the second gas detection means set the resistance value of the reducing gas sensor in clean air as a reference value for the reducing gas, and the reducing gas sensor in the detection target gas. A difference between the resistance value of the gas and the reference value for the reducing gas is obtained, and the resistance ratio obtained by dividing the difference by the reference value is output as a dirt signal indicating the degree of dirt in the outside air;
The reference value update unit and the reference value update unit each update an amount smaller than 1 by subtracting the reference value at the previous update from the current output of each gas sensor every time an update cycle longer than the sampling cycle of each gas sensor elapses. A value obtained by adding the reference value at the previous update to the value obtained by multiplying the ratio is set as a new reference value, and the contamination signal output from the first gas detection means is equal to or higher than the first threshold level. The reference value for the reducing gas is prohibited from being updated in the cleaning direction, and the reference value for the oxidizing gas is cleaned when the contamination signal output from the second gas detection means exceeds the second threshold level. Prohibit updates in direction;
The signal output means, and this signal output means outputs the dirt signal having the greater degree of dirt among the dirt signals input from the first and second gas detecting means as a digital quantity.
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