アルコール濃度検出装置
【課題】アルコールセンサが交換されたとしても、アルコール濃度を算出するためのアルコール濃度算出式のキャリブレーションをする工程の煩わしさを低減できるアルコール濃度検出装置を提供すること。
【解決手段】アルコールセンサ２１１が搭載される基板２１に、そのアルコールセンサ２１１のアルコール濃度算出式を導くためのキャリブレーションデータが記憶されたＥＥＰＲＯＭ２１３も搭載してセンサＡＳＳＹ２を構成する。これにより、そのセンサＡＳＳＹ２が交換されたとしても、アルコールセンサ２１１とともに、ＥＥＰＲＯＭ２１３も交換されることになる。したがって、そのＥＥＰＲＯＭ２１３に記憶されたキャリブレーションデータに基づいて、交換後のアルコールセンサ２１１のアルコール濃度算出式を定めることができる。
【解決手段】アルコールセンサ２１１が搭載される基板２１に、そのアルコールセンサ２１１のアルコール濃度算出式を導くためのキャリブレーションデータが記憶されたＥＥＰＲＯＭ２１３も搭載してセンサＡＳＳＹ２を構成する。これにより、そのセンサＡＳＳＹ２が交換されたとしても、アルコールセンサ２１１とともに、ＥＥＰＲＯＭ２１３も交換されることになる。したがって、そのＥＥＰＲＯＭ２１３に記憶されたキャリブレーションデータに基づいて、交換後のアルコールセンサ２１１のアルコール濃度算出式を定めることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば飲酒運転を防止するために用いられ、自動車の運転手等の被験者の呼気中に含まれているアルコール濃度を検出するアルコール濃度検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、飲酒運転を防止するために、自動車の運転手の呼気中に含まれているアルコール濃度を検出するアルコール濃度検出装置が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。この種のアルコール濃度検出装置は、被験者の呼気に含まれているアルコールに反応して、そのアルコール濃度に応じた物性（センサ物性）を示す金属酸化物等の半導体が用いられた半導体センサが搭載される。
【０００３】
その半導体センサにエタノール等のアルコールが反応すると、そのアルコール濃度に応じてセンサ物性としてのセンサ抵抗が変化する。したがって、アルコール濃度とセンサ物性との関係を示したアルコール濃度算出式を予め求めておき、そのアルコール濃度算出式に検出されたセンサ物性を代入することによって、呼気に含まれているアルコール濃度を算出することができる。
【０００４】
このようなアルコール濃度検出装置を用いることによって、自動車の運転手の呼気中から基準値以上のアルコール濃度が検出された場合には、自動車の走行を不能にするなどして飲酒運転を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２１２２１７号公報
【特許文献２】特開２００９−４２０２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、半導体センサは、使用環境、使用時間等によって半導体の表面にシリコン等の不純物が付着し、時間の経過とともにその付着量も多くなっていく。そして、半導体表面に不純物が付着すると、アルコールに対する感度が悪くなる。すなわち、半導体センサは使用環境、使用時間等によって劣化する。劣化した半導体センサを用いると、同じアルコール濃度のアルコールと反応した場合であっても、劣化する前と異なるセンサ抵抗を示すので、正確でないアルコール濃度が算出されることになる。そのため、半導体センサは定期的に交換する必要がある。
【０００７】
しかしながら、交換後の半導体センサは、交換前の半導体センサと厳密に特性が一致しているわけではないので、交換前の半導体センサのアルコール濃度算出式をそのまま用いることができない。したがって、交換後の半導体センサの特性が反映されたアルコール濃度算出式を改めて求めるキャリブレーション工程が必要となってくる。
【０００８】
そこで従来では、キャリブレーション工程として、交換後の半導体センサを搭載したアルコール濃度検出装置に、予めアルコール濃度が分かっている気体を吹き付けて、その半導体センサのセンサ抵抗を計測していた。つまりアルコール濃度をそれぞれ変化させて、それぞれについてセンサ抵抗を計測する。そして、各計測点に基づいてアルコール濃度算出式を求める。このように、交換毎にこのようなキャリブレーション工程を行うのは煩わしいという問題があった。
【０００９】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、上記キャリブレーション工程の煩わしさを低減して、半導体センサを簡易に交換することができるアルコール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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明のアルコール濃度検出装置は、被験者の呼気に含まれているアルコールに反応して、そのアルコール濃度に応じた物性（以下「センサ物性」という）を示す半導体センサと、
その半導体センサである搭載半導体センサの前記センサ物性から前記アルコール濃度を算出するためのアルコール濃度算出式が、同種の他の半導体センサのアルコール濃度算出式と共通する基本算出式と、前記搭載半導体センサ固有の定数とからなる式であり、その定数であるキャリブレーションデータが記憶された第一の記憶手段と、を含む交換可能なセンサＡＳＳＹと、
前記基本算出式が記憶された基本算出式記憶手段と、
前記センサ物性を計測するセンサ物性計測手段と、
前記第一の記憶手段から前記キャリブレーションデータを読み出す読出手段と、
その読出手段が読み出した前記キャリブレーションデータと前記基本算出式記憶手段に記憶された前記基本算出式とに基づいて定まる前記アルコール濃度算出式と、前記センサ物性計測手段が計測した前記センサ物性とに基づいて、前記アルコール濃度を算出するアルコール濃度算出手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
これによれば、半導体センサが搭載されたセンサＡＳＳＹは、交換可能であるので、そのセンサＡＳＳＹを他のセンサＡＳＳＹと交換することによって半導体センサを交換することができる。ここで、アルコール濃度算出式は、同種の他の半導体センサのアルコール濃度算出式と共通する基本算出式と、各半導体センサ固有の定数とからなる式であると考えられる。そこで、センサＡＳＳＹには、その半導体センサ固有の定数であるキャリブレーションデータが記憶された第一の記憶手段が搭載されている。したがって、センサＡＳＳＹが交換された場合には、半導体センサが交換されるとともに、交換後の半導体センサに対応するキャリブレーションデータが記憶された第一の記憶手段に交換されることになる。また、基本算出式記憶手段には上記基本算出式が記憶されている。したがって、半導体センサが交換されたとしても、第一の記憶手段に記憶されたキャリブレーションデータと基本算出式記憶手段に記憶された基本算出式とに基づいて、交換後の半導体センサのアルコール濃度算出式を定めることができる。そこで、アルコール濃度算出手段は、読出手段が読み出したキャリブレーションデータと基本算出式記憶手段に記憶された基本算出式とに基づいて定まるアルコール濃度算出式と、センサ物性計測手段が計測したセンサ物性とに基づいて、アルコール濃度を算出する。したがって、仮にセンサＡＳＳＹが交換されたとしても、交換後の半導体センサについて、改めてアルコール濃度算出式を求めるキャリブレーション工程が不要となるので、半導体センサを簡易に交換することができる。
【００１２】
また、キャリブレーションデータとして、上記定数ではなくアルコール濃度算出式そのものを記憶しておいてもよい。すなわち、本発明のアルコール濃度検出装置は、被験者の呼気に含まれているアルコールに反応して、そのアルコール濃度に応じた物性（以下「センサ物性」という）を示す半導体センサと、
その半導体センサである搭載半導体センサの前記センサ物性から前記アルコール濃度を算出するためのアルコール濃度算出式であるキャリブレーションデータが記憶された第一の記憶手段と、を含む交換可能なセンサＡＳＳＹと、
前記センサ物性を計測するセンサ物性計測手段と、
前記第一の記憶手段から前記キャリブレーションデータを読み出す読出手段と、
その読出手段が読み出した前記キャリブレーションデータと、前記センサ物性計測手段が計測した前記センサ物性とに基づいて、前記アルコール濃度を算出するアルコール濃度算出手段と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
これによれば、半導体センサごとのアルコール濃度算出式において共通する基本算出式がない場合であっても、半導体センサが交換されるとアルコール濃度算出式そのものも交換される。したがって、交換後の半導体センサについて、改めてアルコール濃度算出式を求めるキャリブレーション工程が不要となるので、半導体センサを簡易に交換することができる。
【００１４】
また、本発明のアルコール濃度検出装置は、前記センサＡＳＳＹが交換されたか否かを判断する交換有無判断手段と、
前記読出手段が読み出した前記キャリブレーションデータを記憶する第二の記憶手段と、をさらに備え、
前記交換有無判断手段によって、前記センサＡＳＳＹが交換されていないと判断された場合には、前記読出手段は前記キャリブレーションデータを読み出さないで、前記アルコール濃度算出手段は、前記第二の記憶手段に記憶されている前回の前記キャリブレーションデータをそのまま用いて前記アルコール濃度を算出するとしてもよい。
【００１５】
その交換有無判断手段が行う判断方法に関して、前記第一の記憶手段には前記センサＡＳＳＹの識別番号も記憶されており、
前記交換有無判断手段は、前回と今回で前記第一の記憶手段に記憶されている前記識別番号が変わったか否かによって、前記センサＡＳＳＹが交換されたか否かを判断することができる。
【００１６】
これによって、簡易、確実にセンサＡＳＳＹが交換されたか否かを判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】アルコール濃度検出装置１の斜視図である。
【図２】アルコール濃度検出装置１の分解図である。
【図３】アルコールセンサ２１１の詳細を示した図である。
【図４】アルコール濃度の算出方法を説明するための図である。
【図５】アルコール濃度を検出するときのＣＰＵ１７が実行する処理を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第一実施形態）
以下、本発明のアルコール濃度検出装置の第一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は本実施形態のアルコール濃度検出装置１を斜め前方から見た斜視図、図２はアルコール濃度検出装置１の分解図、図３は図２のアルコールセンサ２１１の詳細を示した図である。まず、これら図１〜図３を参照して、アルコール濃度検出装置１の構成を説明する。なお、このアルコール濃度検出装置１は、例えば自動車に設けられて、飲酒運転を防止するために用いられる。すなわち、アルコール濃度検出装置１は、運転者の呼気に含まれているアルコール濃度を検出して、そのアルコール濃度が所定の基準値より大きい場合には、エンジンを制御するエンジンＥＣＵ（図示外）が自動車の走行を不能にする。
【００１９】
アルコール濃度検出装置１は、運転者が把持できる大きさであり、図１、図２に示すように、その筐体１０の正面には、運転者の呼気を内部に取り込む取込口１１１が形成されている。運転者は、アルコール濃度を検出するときには、アルコール濃度検出装置１を把持し、口元にこの取込口１１１を近づけて、この取込口１１１に呼気を吹きかけることになる。
【００２０】
また、筐体１０は、図２に示すように、正面カバー１０１と背面カバー１０２とからなり、その背面カバー１０２には、取込口１１１から取り込んだ呼気を外に排出する排出口１８が形成されている。つまり、取込口１１１から取り込んだ呼気は、呼気流路５内を進行し、その呼気流路５内で後述する半導体センサ２１１等の各種センサと接触し、その後、排出口１８から排出されることになる。
【００２１】
また、アルコール濃度検出装置１は、アルコール濃度の検出結果等を表示する表示部１２が設けられている。図１に示すように、その表示部１２は、筐体１０正面に露出しており、運転者がその表示部１２の表示状態を視認できるようになっている。
【００２２】
また、アルコール濃度検出装置１は、アルコール濃度の検出の開始を指示するスイッチ１３が設けられ、図１に示すように、そのスイッチ１３の頭が筐体１０の正面に露出しており、運転者がそのスイッチ１３を押下操作できるようになっている。そのスイッチ１３が運転者によって操作されたときには、筐体１０の内部に設けられたファン１４（図２参照）が駆動して、運転者が吹きかけた呼気が内部に取り込まれる。
【００２３】
また、筐体１０の内部には、運転者が吹きかけた呼気と反応して、その呼気に含まれているアルコール濃度を算出するための各種センサ２１１、２２１、２３１、２３２が設けられている。そして、図２に示すように、これらセンサ２１１、２２１、２３１、２３２は、基板２１に固定されている。
【００２４】
アルコールセンサ２１１は、被験者の呼気に含まれているアルコールに反応して、そのアルコール濃度に応じたセンサ抵抗を示す半導体センサである。ここで、図３に示すように、アルコールセンサ２１１は、表面が酸化スズ等の金属酸化物１６１をコーティングして焼結したものである。また、アルコールセンサ２１１の表面には、その金属酸化物１６１と重ねて、白金より成るコイル１８Ｃもコーティングされている。
【００２５】
アルコールセンサ２１１の機能について説明する。大気（アルコール分を含まない又は非常に少ない）中では、大気中の酸素原子と金属酸化物１６１（酸化スズ）中の電子が結合しているため、金属酸化物１６１には電気が流れにくい状態となっている。一方、金属酸化物１６１にアルコール分を含む呼気が接触すると、呼気中のアルコール分と表面の酸素原子とが反応し、金属酸化物１６１中の電子と結合している酸素原子が剥ぎ取られる。これにより、金属酸化物１６１中の電子が自由になって電気が流れるようになる。この変化を検出回路１９にて検出し、金属酸化物１６１の電気抵抗値（センサ物性）の変化を計測することにより、呼気中のアルコール濃度が測定される。なお、検出回路１９が本発明の「センサ物性計測手段」に相当する。
【００２６】
また、アルコールセンサ２１１は、大気中に含まれている水蒸気が付着してアルコールに対する感度が変化することがある。そこで、定期的に、コイル１８Ｃに接続された電源回路１８Ｓによって、コイル１８Ｃに電流を流し、金属酸化物１６１を所定温度に加熱して、付着した水蒸気を除去している（エージング）。
【００２７】
このアルコールセンサ２１１は、上述したように、反応したアルコール濃度に応じたセンサ物性を示す。ここで、図４（ａ）は、センサ抵抗Ｒとアルコール濃度Ｘとの対応関係６１を例示した図である。なお、本実施形態では、アルコール濃度Ｘと抵抗値Ｒとの対応関係６１は、説明の便宜のため比例関係としている。図４（ａ）に示すように、呼気に含まれているアルコール濃度Ｘが大きくなるほど、アルコールセンサ２１１の抵抗値Ｒが小さくなる。これは、アルコール濃度Ｘが大きくなるほど、アルコールセンサ２１１の金属酸化物１６１中の電子と結合している酸素原子の剥ぎ取られる量が多くなるためである。例えば、図４（ａ）に示すように、（１）運転者がアルコール濃度ｘ１の呼気を吹き付けた場合、アルコールセンサ２１１が抵抗値ｒ１を示し、（２）その抵抗値ｒ１が検出回路１９（図３参照）で検出されることになる。したがって、その対応関係６１を予め求めておけば、図４（ｂ）に示すように、（３）検出された抵抗値ｒ１からアルコール濃度ｘ１を算出することができる。つまり、その対応関係６１を示したアルコール濃度算出式（下記式１）に、センサ抵抗ｒ１を代入することによって、アルコール濃度ｘ１を算出することができる。
（式１）アルコール濃度Ｘ＝Ａ１×（センサ抵抗Ｒ）＋Ｃ１
【００２８】
なお、式１のアルコール濃度算出式は、説明の便宜上、対応関係６１に対応させて、傾きＡ１、切片Ｃ１のセンサ抵抗を変数とした一次関数としているが、センサ抵抗Ｒとアルコール濃度Ｘとの対応関係及びアルコール濃度算出式は、図４、式１に限定されるものではない。
【００２９】
そして、アルコールセンサ２１１は、使用環境、使用時間等によって金属酸化物１６１の表面にシリコン等の不純物が付着し、時間の経過とともにその付着量も多くなっていく。そして、金属酸化物１６１表面に不純物が付着すると、アルコールに対する感度が悪くなる。すなわち、アルコールセンサ２１１は使用環境、使用時間等によって劣化する。劣化したアルコールセンサ２１１を用いると、同じアルコール濃度のアルコールと反応した場合であっても、劣化する前と異なるセンサ抵抗を示すので、正確でないアルコール濃度が算出されることになる。そのため、アルコールセンサ２１１は定期的に交換する必要がある。
【００３０】
しかしながら、交換後のアルコールセンサ２１１は、交換前のアルコールセンサ２１１と厳密に特性が一致しているわけではないので、交換前のアルコールセンサ２１１のアルコール濃度算出式をそのまま用いることができない。ただし、どのアルコールセンサ２１１であっても、アルコール濃度算出式は、図４、式１に示すような、センサ抵抗を変数とした一次関数の式で表され、上記傾きＡ１、切片Ｃ１がアルコールセンサ２１１ごとに異なると考えられる。つまり、アルコール濃度算出式は、下記式２の基本算出式と、各アルコールセンサ２１１固有の定数Ａ１、Ｃ１とからなる式であると考えられる。
（式２）アルコール濃度Ｘ＝Ａ×（センサ抵抗Ｒ）＋Ｃ
【００３１】
そして、本発明のアルコール濃度検出装置１は、図２に示すように、アルコールセンサ２１１が搭載されている基板２１に、アルコールセンサ２１１固有の定数Ａ１、Ｃ１がキャリブレーションデータとして記憶されたＥＥＰＲＯＭ２１３が設けられている。詳細は後述するが、アルコール濃度を算出する際には、このＥＥＰＲＯＭ２１３に記憶されたキャリブレーションデータが用いられる。
【００３２】
さらに、ＥＥＰＲＯＭ２１３には、現在搭載されているアルコールセンサ２１１の識別番号○○○○も記憶されている。なお、ＥＥＰＲＯＭ２１３が本発明の「第一の記憶手段」に相当する。
【００３３】
また、基板２１には、アルコールセンサ２１１の他に、酸素センサ２２１、湿度センサ２３１、温度センサ２３２が搭載されている。酸素センサ２２１は、呼気や大気等の雰囲気中の酸素濃度を検出するセンサであり、例えば多孔質基板で形成された気体拡散孔により通過量が制限された酸素イオンの移動を電流として検出することにより、酸素濃度を検出するものである。
【００３４】
また、湿度センサ２３１は雰囲気の湿度を検出するセンサであり、例えば水分子付着による抵抗の変化を検出することにより、湿度を検出するものである。また、温度センサ２３２は、気温を検出するセンサであり、例えば気温による抵抗の変化を検出することにより、気温を検出するものである。
【００３５】
これら酸素センサ２２１、湿度センサ２３１及び温度センサ２３２は、例えば上記特許文献２（特開２００９−４２０２４号公報）記載のように、取り込まれた気体に運転者の呼気が含まれているかを判定したり、運転者によって吹きかけられた呼気が大気で希釈された場合に、その希釈率を算出したりするために用いられる。
【００３６】
そして、これらアルコールセンサ２１１、酸素センサ２２１、湿度センサ２３１、温度センサ２３２、ＥＥＰＲＯＭ２１３及び基板２１からセンサＡＳＳＹ２が構成される。上述したように、アルコールセンサ２１１は、時間の経過とともに劣化するので、定期的に交換する必要がある。そこで、本発明では、センサＡＳＳＹ２単位で、アルコールセンサ２１１を交換できるようになっている。つまり、センサＡＳＳＹ２が交換されると、アルコールセンサ２１１が交換されるとともに、ＥＥＰＲＯＭ２１３も交換されることになる。そして、交換後のセンサＡＳＳＹ２のＥＥＰＲＯＭ２１３には、交換後のアルコールセンサ２１１に対応したキャリブレーションデータが記憶されている。
【００３７】
説明を図２に戻り、筐体１０の内部には、ＣＰＵ１７が設けられており、そのＣＰＵ１７は基板１６に搭載されている。また基板１６には、ＥＥＰＲＯＭ等のメモリ１７１も搭載されており、ＣＰＵ１７は、そのメモリ１７１に記憶されているプログラムにしたがってアルコール濃度を算出するための各種処理を実行する。また、このメモリ１７１は、本発明の「基本算出式記憶手段」として機能し、上記式２の基本算出式が記憶されている。さらに、メモリ１７１には、前回のアルコール濃度算出時のときに搭載されていたセンサＡＳＳＹ２に搭載されたＥＥＰＲＯＭ２１３に記憶されたキャリブレーションデータ（定数Ａ１、Ｃ１）及び識別番号△△△△が記憶されている。したがって、メモリ１７１が本発明の「第二の記憶手段」に相当する。
【００３８】
次に、アルコール濃度を検出するときのＣＰＵ１７が実行する処理について、図５のフローチャートを参照して説明する。なお、フローチャートの処理は、例えばスイッチ１３（図１参照）が運転者によって操作されたときに開始される。
【００３９】
先ず、ステップＳ１１では、センサＡＳＳＹ２に搭載されたＥＥＰＲＯＭ２１３から、センサＡＳＳＹ２の識別番号○○○○を読み出す。続くステップＳ１２では、読み出した識別番号○○○○と、メモリ１７１に記憶されている識別番号△△△△とを比較して、センサＡＳＳＹ２が他のセンサＡＳＳＹ２に交換されたか否かを判断する。なお、ステップＳ１２を実行するＣＰＵ１７が本発明の「交換有無判断手段」に相当する。ここで、識別番号○○○○と識別番号△△△△とが一致する場合は、センサＡＳＳＹ２は交換されていないとして、処理をステップＳ１５に進める。
【００４０】
そして、ステップＳ１５では、メモリ１７１に記憶されているキャリブレーションデータ（定数Ａ１、Ｃ１）をそのまま用いて、運転者の呼気に含まれているアルコール濃度を算出する。具体的には、先ずファン１４を駆動して、運転者の呼気を取り込み、検出回路１９（図３参照）で検出されたアルコールセンサ２１１のセンサ抵抗を取得する。そして、メモリ１７１に記憶されているキャリブレーションデータ（定数Ａ１、Ｃ１）と同じくメモリ１７１に記憶されている基本算出式（上記式２参照）とに基づいてアルコール濃度算出式（下記式３参照）を定める。そのアルコール濃度算出式にセンサ抵抗を代入してアルコール濃度を算出する。その後、図５のフローチャートの処理を終了する。
（式３）アルコール濃度Ｘ＝Ａ１×（センサ抵抗Ｒ）＋Ｃ１
【００４１】
なお、ステップＳ１５において、算出されたアルコール濃度が所定の基準値よりも大きい場合には、その旨を表示部１２で表示するとともに、図示しないエンジンＥＣＵにその旨を伝える。そして、エンジンＥＣＵが自動車の走行を不能にして、飲酒運転を防止する。
【００４２】
一方、センサＡＳＳＹ２が他のセンサＡＳＳＹ２に交換されたとする。そして、交換後のセンサＡＳＳＹ２のＥＥＰＲＯＭ２１３に記憶されているキャリブレーションデータが定数Ａ２、Ｃ２とする。この場合、ステップＳ１１では、交換後のセンサＡＳＳＹ２に搭載されたＥＥＰＲＯＭ２１３から、交換後のセンサＡＳＳＹ２の識別番号○○○○が読み出される。続くステップＳ１２においては、読み出した識別番号○○○○が、メモリ１７１に記憶されている識別番号△△△△と一致しないので、センサＡＳＳＹ２が他のセンサＡＳＳＹ２に交換されたと判断されて、処理をステップＳ１３に進める。
【００４３】
ステップＳ１３では、交換後のセンサＡＳＳＹ２のＥＥＰＲＯＭ２１３に記憶されているキャリブレーションデータ（定数Ａ２、Ｃ２）を読み出す。なお、ステップＳ１３を実行するＣＰＵ１７が本発明の「読出手段」に相当する。そして、続くステップＳ１４では、交換後のセンサＡＳＳＹ２の識別番号○○○○と読み出したキャリブレーションデータ（定数Ａ２、Ｃ２）とを、交換前のセンサＡＳＳＹ２のそれらに代えて、メモリ１７１に保存する。これにより、次回からは、その交換後のセンサＡＳＳＹ２の識別番号○○○○とキャリブレーションデータ（定数Ａ２、Ｃ２）とに基づいて、センサＡＳＳＹ２が交換されたか否かを判断し（Ｓ１２）、アルコール濃度を算出することができる（Ｓ１５）。
【００４４】
その後、ステップＳ１５で、交換後のセンサＡＳＳＹ２のキャリブレーションデータ（定数Ａ２、Ｃ２）に基づいて、アルコール濃度算出式を定める。この場合、上記式３において、定数Ａ１、Ｃ１に代えて、定数Ａ２、Ｃ２に置き換わることになる。そして。その定めたアルコール濃度算出式に基づいてアルコール濃度を算出する。なお、ステップＳ１５を実行するＣＰＵ１７が本発明の「アルコール濃度算出手段」に相当する。その後、図５のフローチャートの処理を終了する。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態では、アルコールセンサ２１１が搭載される基板２１に、そのアルコールセンサ２１１のキャリブレーションデータが記憶されたＥＥＰＲＯＭ２１３も搭載されてセンサＡＳＳＹ２が構成される。そして、そのセンサＡＳＳＹ２が交換された場合には、アルコールセンサ２１１とともに、ＥＥＰＲＯＭ２１３も交換されることになる。したがって、そのＥＥＰＲＯＭ２１３に記憶されたキャリブレーションデータとメモリ１７１に記憶された基本算出式とに基づいて、交換後のアルコールセンサ２１１のアルコール濃度算出式を定めることができる。これにより、交換後のアルコールセンサ２１１について、改めてアルコール濃度算出式を求めるキャリブレーション工程が不要となるので、アルコールセンサ２１１を簡易に交換することができる。
【００４６】
（第二実施形態）
次に、本発明のアルコール濃度検出装置の第二実施形態について第一実施形態と異なる部分を中心に説明する。上記第一実施形態では、キャリブレーションデータとして、アルコール濃度算出式のアルコールセンサ２１１固有の定数としていたが、本実施形態では、キャリブレーションデータとして、各アルコールセンサ２１１のアルコール濃度算出式そのものがＥＥＰＲＯＭ２１３に記憶される。その他の構成、処理は、第一実施形態と同じである。
【００４７】
そして、アルコール濃度を算出する際には、ＥＥＰＲＯＭ２１３からアルコール濃度算出式を読み出して、そのアルコール濃度算出式に基づいてアルコール濃度を算出する。
【００４８】
これによっても、センサＡＳＳＹ２が交換された場合には、交換後のアルコールセンサ２１１のアルコール濃度算出式が記憶されたＥＥＰＲＯＭ２も交換されることになるので、交換後のアルコールセンサ２１１について、改めてアルコール濃度算出式を求めるキャリブレーション工程が不要となるので、アルコールセンサ２１１を簡易に交換することができる。また、各アルコール濃度算出式で共通する基本算出式がない場合も対応することができる。
【００４９】
なお、本発明のアルコール濃度検出装置は上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲の記載を逸脱しない範囲で種々変形することができる。例えば、上記実施形態では、基板２１にアルコールセンサ２１１以外のセンサ２２１、２３１、２３２も搭載してセンサＡＳＳＹ２を構成していたが、センサ２２１、２３１、２３２は他の基板に設けてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１ アルコール濃度検出装置
２ センサＡＳＳＹ
１７ ＣＰＵ
１９ 検出回路（センサ物性計測手段）
２１ 基板
１７１ メモリ（基本算出式記憶手段、第二の記憶手段）
２１１ アルコールセンサ（半導体センサ）
２１３ ＥＥＰＲＯＭ（第一の記憶手段）
Ｓ１２ 交換有無判断手段
Ｓ１３ 読出手段
Ｓ１５ アルコール濃度算出手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば飲酒運転を防止するために用いられ、自動車の運転手等の被験者の呼気中に含まれているアルコール濃度を検出するアルコール濃度検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、飲酒運転を防止するために、自動車の運転手の呼気中に含まれているアルコール濃度を検出するアルコール濃度検出装置が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。この種のアルコール濃度検出装置は、被験者の呼気に含まれているアルコールに反応して、そのアルコール濃度に応じた物性（センサ物性）を示す金属酸化物等の半導体が用いられた半導体センサが搭載される。
【０００３】
その半導体センサにエタノール等のアルコールが反応すると、そのアルコール濃度に応じてセンサ物性としてのセンサ抵抗が変化する。したがって、アルコール濃度とセンサ物性との関係を示したアルコール濃度算出式を予め求めておき、そのアルコール濃度算出式に検出されたセンサ物性を代入することによって、呼気に含まれているアルコール濃度を算出することができる。
【０００４】
このようなアルコール濃度検出装置を用いることによって、自動車の運転手の呼気中から基準値以上のアルコール濃度が検出された場合には、自動車の走行を不能にするなどして飲酒運転を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２１２２１７号公報
【特許文献２】特開２００９−４２０２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、半導体センサは、使用環境、使用時間等によって半導体の表面にシリコン等の不純物が付着し、時間の経過とともにその付着量も多くなっていく。そして、半導体表面に不純物が付着すると、アルコールに対する感度が悪くなる。すなわち、半導体センサは使用環境、使用時間等によって劣化する。劣化した半導体センサを用いると、同じアルコール濃度のアルコールと反応した場合であっても、劣化する前と異なるセンサ抵抗を示すので、正確でないアルコール濃度が算出されることになる。そのため、半導体センサは定期的に交換する必要がある。
【０００７】
しかしながら、交換後の半導体センサは、交換前の半導体センサと厳密に特性が一致しているわけではないので、交換前の半導体センサのアルコール濃度算出式をそのまま用いることができない。したがって、交換後の半導体センサの特性が反映されたアルコール濃度算出式を改めて求めるキャリブレーション工程が必要となってくる。
【０００８】
そこで従来では、キャリブレーション工程として、交換後の半導体センサを搭載したアルコール濃度検出装置に、予めアルコール濃度が分かっている気体を吹き付けて、その半導体センサのセンサ抵抗を計測していた。つまりアルコール濃度をそれぞれ変化させて、それぞれについてセンサ抵抗を計測する。そして、各計測点に基づいてアルコール濃度算出式を求める。このように、交換毎にこのようなキャリブレーション工程を行うのは煩わしいという問題があった。
【０００９】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、上記キャリブレーション工程の煩わしさを低減して、半導体センサを簡易に交換することができるアルコール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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明のアルコール濃度検出装置は、被験者の呼気に含まれているアルコールに反応して、そのアルコール濃度に応じた物性（以下「センサ物性」という）を示す半導体センサと、
その半導体センサである搭載半導体センサの前記センサ物性から前記アルコール濃度を算出するためのアルコール濃度算出式が、同種の他の半導体センサのアルコール濃度算出式と共通する基本算出式と、前記搭載半導体センサ固有の定数とからなる式であり、その定数であるキャリブレーションデータが記憶された第一の記憶手段と、を含む交換可能なセンサＡＳＳＹと、
前記基本算出式が記憶された基本算出式記憶手段と、
前記センサ物性を計測するセンサ物性計測手段と、
前記第一の記憶手段から前記キャリブレーションデータを読み出す読出手段と、
その読出手段が読み出した前記キャリブレーションデータと前記基本算出式記憶手段に記憶された前記基本算出式とに基づいて定まる前記アルコール濃度算出式と、前記センサ物性計測手段が計測した前記センサ物性とに基づいて、前記アルコール濃度を算出するアルコール濃度算出手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
これによれば、半導体センサが搭載されたセンサＡＳＳＹは、交換可能であるので、そのセンサＡＳＳＹを他のセンサＡＳＳＹと交換することによって半導体センサを交換することができる。ここで、アルコール濃度算出式は、同種の他の半導体センサのアルコール濃度算出式と共通する基本算出式と、各半導体センサ固有の定数とからなる式であると考えられる。そこで、センサＡＳＳＹには、その半導体センサ固有の定数であるキャリブレーションデータが記憶された第一の記憶手段が搭載されている。したがって、センサＡＳＳＹが交換された場合には、半導体センサが交換されるとともに、交換後の半導体センサに対応するキャリブレーションデータが記憶された第一の記憶手段に交換されることになる。また、基本算出式記憶手段には上記基本算出式が記憶されている。したがって、半導体センサが交換されたとしても、第一の記憶手段に記憶されたキャリブレーションデータと基本算出式記憶手段に記憶された基本算出式とに基づいて、交換後の半導体センサのアルコール濃度算出式を定めることができる。そこで、アルコール濃度算出手段は、読出手段が読み出したキャリブレーションデータと基本算出式記憶手段に記憶された基本算出式とに基づいて定まるアルコール濃度算出式と、センサ物性計測手段が計測したセンサ物性とに基づいて、アルコール濃度を算出する。したがって、仮にセンサＡＳＳＹが交換されたとしても、交換後の半導体センサについて、改めてアルコール濃度算出式を求めるキャリブレーション工程が不要となるので、半導体センサを簡易に交換することができる。
【００１２】
また、キャリブレーションデータとして、上記定数ではなくアルコール濃度算出式そのものを記憶しておいてもよい。すなわち、本発明のアルコール濃度検出装置は、被験者の呼気に含まれているアルコールに反応して、そのアルコール濃度に応じた物性（以下「センサ物性」という）を示す半導体センサと、
その半導体センサである搭載半導体センサの前記センサ物性から前記アルコール濃度を算出するためのアルコール濃度算出式であるキャリブレーションデータが記憶された第一の記憶手段と、を含む交換可能なセンサＡＳＳＹと、
前記センサ物性を計測するセンサ物性計測手段と、
前記第一の記憶手段から前記キャリブレーションデータを読み出す読出手段と、
その読出手段が読み出した前記キャリブレーションデータと、前記センサ物性計測手段が計測した前記センサ物性とに基づいて、前記アルコール濃度を算出するアルコール濃度算出手段と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
これによれば、半導体センサごとのアルコール濃度算出式において共通する基本算出式がない場合であっても、半導体センサが交換されるとアルコール濃度算出式そのものも交換される。したがって、交換後の半導体センサについて、改めてアルコール濃度算出式を求めるキャリブレーション工程が不要となるので、半導体センサを簡易に交換することができる。
【００１４】
また、本発明のアルコール濃度検出装置は、前記センサＡＳＳＹが交換されたか否かを判断する交換有無判断手段と、
前記読出手段が読み出した前記キャリブレーションデータを記憶する第二の記憶手段と、をさらに備え、
前記交換有無判断手段によって、前記センサＡＳＳＹが交換されていないと判断された場合には、前記読出手段は前記キャリブレーションデータを読み出さないで、前記アルコール濃度算出手段は、前記第二の記憶手段に記憶されている前回の前記キャリブレーションデータをそのまま用いて前記アルコール濃度を算出するとしてもよい。
【００１５】
その交換有無判断手段が行う判断方法に関して、前記第一の記憶手段には前記センサＡＳＳＹの識別番号も記憶されており、
前記交換有無判断手段は、前回と今回で前記第一の記憶手段に記憶されている前記識別番号が変わったか否かによって、前記センサＡＳＳＹが交換されたか否かを判断することができる。
【００１６】
これによって、簡易、確実にセンサＡＳＳＹが交換されたか否かを判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】アルコール濃度検出装置１の斜視図である。
【図２】アルコール濃度検出装置１の分解図である。
【図３】アルコールセンサ２１１の詳細を示した図である。
【図４】アルコール濃度の算出方法を説明するための図である。
【図５】アルコール濃度を検出するときのＣＰＵ１７が実行する処理を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第一実施形態）
以下、本発明のアルコール濃度検出装置の第一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は本実施形態のアルコール濃度検出装置１を斜め前方から見た斜視図、図２はアルコール濃度検出装置１の分解図、図３は図２のアルコールセンサ２１１の詳細を示した図である。まず、これら図１〜図３を参照して、アルコール濃度検出装置１の構成を説明する。なお、このアルコール濃度検出装置１は、例えば自動車に設けられて、飲酒運転を防止するために用いられる。すなわち、アルコール濃度検出装置１は、運転者の呼気に含まれているアルコール濃度を検出して、そのアルコール濃度が所定の基準値より大きい場合には、エンジンを制御するエンジンＥＣＵ（図示外）が自動車の走行を不能にする。
【００１９】
アルコール濃度検出装置１は、運転者が把持できる大きさであり、図１、図２に示すように、その筐体１０の正面には、運転者の呼気を内部に取り込む取込口１１１が形成されている。運転者は、アルコール濃度を検出するときには、アルコール濃度検出装置１を把持し、口元にこの取込口１１１を近づけて、この取込口１１１に呼気を吹きかけることになる。
【００２０】
また、筐体１０は、図２に示すように、正面カバー１０１と背面カバー１０２とからなり、その背面カバー１０２には、取込口１１１から取り込んだ呼気を外に排出する排出口１８が形成されている。つまり、取込口１１１から取り込んだ呼気は、呼気流路５内を進行し、その呼気流路５内で後述する半導体センサ２１１等の各種センサと接触し、その後、排出口１８から排出されることになる。
【００２１】
また、アルコール濃度検出装置１は、アルコール濃度の検出結果等を表示する表示部１２が設けられている。図１に示すように、その表示部１２は、筐体１０正面に露出しており、運転者がその表示部１２の表示状態を視認できるようになっている。
【００２２】
また、アルコール濃度検出装置１は、アルコール濃度の検出の開始を指示するスイッチ１３が設けられ、図１に示すように、そのスイッチ１３の頭が筐体１０の正面に露出しており、運転者がそのスイッチ１３を押下操作できるようになっている。そのスイッチ１３が運転者によって操作されたときには、筐体１０の内部に設けられたファン１４（図２参照）が駆動して、運転者が吹きかけた呼気が内部に取り込まれる。
【００２３】
また、筐体１０の内部には、運転者が吹きかけた呼気と反応して、その呼気に含まれているアルコール濃度を算出するための各種センサ２１１、２２１、２３１、２３２が設けられている。そして、図２に示すように、これらセンサ２１１、２２１、２３１、２３２は、基板２１に固定されている。
【００２４】
アルコールセンサ２１１は、被験者の呼気に含まれているアルコールに反応して、そのアルコール濃度に応じたセンサ抵抗を示す半導体センサである。ここで、図３に示すように、アルコールセンサ２１１は、表面が酸化スズ等の金属酸化物１６１をコーティングして焼結したものである。また、アルコールセンサ２１１の表面には、その金属酸化物１６１と重ねて、白金より成るコイル１８Ｃもコーティングされている。
【００２５】
アルコールセンサ２１１の機能について説明する。大気（アルコール分を含まない又は非常に少ない）中では、大気中の酸素原子と金属酸化物１６１（酸化スズ）中の電子が結合しているため、金属酸化物１６１には電気が流れにくい状態となっている。一方、金属酸化物１６１にアルコール分を含む呼気が接触すると、呼気中のアルコール分と表面の酸素原子とが反応し、金属酸化物１６１中の電子と結合している酸素原子が剥ぎ取られる。これにより、金属酸化物１６１中の電子が自由になって電気が流れるようになる。この変化を検出回路１９にて検出し、金属酸化物１６１の電気抵抗値（センサ物性）の変化を計測することにより、呼気中のアルコール濃度が測定される。なお、検出回路１９が本発明の「センサ物性計測手段」に相当する。
【００２６】
また、アルコールセンサ２１１は、大気中に含まれている水蒸気が付着してアルコールに対する感度が変化することがある。そこで、定期的に、コイル１８Ｃに接続された電源回路１８Ｓによって、コイル１８Ｃに電流を流し、金属酸化物１６１を所定温度に加熱して、付着した水蒸気を除去している（エージング）。
【００２７】
このアルコールセンサ２１１は、上述したように、反応したアルコール濃度に応じたセンサ物性を示す。ここで、図４（ａ）は、センサ抵抗Ｒとアルコール濃度Ｘとの対応関係６１を例示した図である。なお、本実施形態では、アルコール濃度Ｘと抵抗値Ｒとの対応関係６１は、説明の便宜のため比例関係としている。図４（ａ）に示すように、呼気に含まれているアルコール濃度Ｘが大きくなるほど、アルコールセンサ２１１の抵抗値Ｒが小さくなる。これは、アルコール濃度Ｘが大きくなるほど、アルコールセンサ２１１の金属酸化物１６１中の電子と結合している酸素原子の剥ぎ取られる量が多くなるためである。例えば、図４（ａ）に示すように、（１）運転者がアルコール濃度ｘ１の呼気を吹き付けた場合、アルコールセンサ２１１が抵抗値ｒ１を示し、（２）その抵抗値ｒ１が検出回路１９（図３参照）で検出されることになる。したがって、その対応関係６１を予め求めておけば、図４（ｂ）に示すように、（３）検出された抵抗値ｒ１からアルコール濃度ｘ１を算出することができる。つまり、その対応関係６１を示したアルコール濃度算出式（下記式１）に、センサ抵抗ｒ１を代入することによって、アルコール濃度ｘ１を算出することができる。
（式１）アルコール濃度Ｘ＝Ａ１×（センサ抵抗Ｒ）＋Ｃ１
【００２８】
なお、式１のアルコール濃度算出式は、説明の便宜上、対応関係６１に対応させて、傾きＡ１、切片Ｃ１のセンサ抵抗を変数とした一次関数としているが、センサ抵抗Ｒとアルコール濃度Ｘとの対応関係及びアルコール濃度算出式は、図４、式１に限定されるものではない。
【００２９】
そして、アルコールセンサ２１１は、使用環境、使用時間等によって金属酸化物１６１の表面にシリコン等の不純物が付着し、時間の経過とともにその付着量も多くなっていく。そして、金属酸化物１６１表面に不純物が付着すると、アルコールに対する感度が悪くなる。すなわち、アルコールセンサ２１１は使用環境、使用時間等によって劣化する。劣化したアルコールセンサ２１１を用いると、同じアルコール濃度のアルコールと反応した場合であっても、劣化する前と異なるセンサ抵抗を示すので、正確でないアルコール濃度が算出されることになる。そのため、アルコールセンサ２１１は定期的に交換する必要がある。
【００３０】
しかしながら、交換後のアルコールセンサ２１１は、交換前のアルコールセンサ２１１と厳密に特性が一致しているわけではないので、交換前のアルコールセンサ２１１のアルコール濃度算出式をそのまま用いることができない。ただし、どのアルコールセンサ２１１であっても、アルコール濃度算出式は、図４、式１に示すような、センサ抵抗を変数とした一次関数の式で表され、上記傾きＡ１、切片Ｃ１がアルコールセンサ２１１ごとに異なると考えられる。つまり、アルコール濃度算出式は、下記式２の基本算出式と、各アルコールセンサ２１１固有の定数Ａ１、Ｃ１とからなる式であると考えられる。
（式２）アルコール濃度Ｘ＝Ａ×（センサ抵抗Ｒ）＋Ｃ
【００３１】
そして、本発明のアルコール濃度検出装置１は、図２に示すように、アルコールセンサ２１１が搭載されている基板２１に、アルコールセンサ２１１固有の定数Ａ１、Ｃ１がキャリブレーションデータとして記憶されたＥＥＰＲＯＭ２１３が設けられている。詳細は後述するが、アルコール濃度を算出する際には、このＥＥＰＲＯＭ２１３に記憶されたキャリブレーションデータが用いられる。
【００３２】
さらに、ＥＥＰＲＯＭ２１３には、現在搭載されているアルコールセンサ２１１の識別番号○○○○も記憶されている。なお、ＥＥＰＲＯＭ２１３が本発明の「第一の記憶手段」に相当する。
【００３３】
また、基板２１には、アルコールセンサ２１１の他に、酸素センサ２２１、湿度センサ２３１、温度センサ２３２が搭載されている。酸素センサ２２１は、呼気や大気等の雰囲気中の酸素濃度を検出するセンサであり、例えば多孔質基板で形成された気体拡散孔により通過量が制限された酸素イオンの移動を電流として検出することにより、酸素濃度を検出するものである。
【００３４】
また、湿度センサ２３１は雰囲気の湿度を検出するセンサであり、例えば水分子付着による抵抗の変化を検出することにより、湿度を検出するものである。また、温度センサ２３２は、気温を検出するセンサであり、例えば気温による抵抗の変化を検出することにより、気温を検出するものである。
【００３５】
これら酸素センサ２２１、湿度センサ２３１及び温度センサ２３２は、例えば上記特許文献２（特開２００９−４２０２４号公報）記載のように、取り込まれた気体に運転者の呼気が含まれているかを判定したり、運転者によって吹きかけられた呼気が大気で希釈された場合に、その希釈率を算出したりするために用いられる。
【００３６】
そして、これらアルコールセンサ２１１、酸素センサ２２１、湿度センサ２３１、温度センサ２３２、ＥＥＰＲＯＭ２１３及び基板２１からセンサＡＳＳＹ２が構成される。上述したように、アルコールセンサ２１１は、時間の経過とともに劣化するので、定期的に交換する必要がある。そこで、本発明では、センサＡＳＳＹ２単位で、アルコールセンサ２１１を交換できるようになっている。つまり、センサＡＳＳＹ２が交換されると、アルコールセンサ２１１が交換されるとともに、ＥＥＰＲＯＭ２１３も交換されることになる。そして、交換後のセンサＡＳＳＹ２のＥＥＰＲＯＭ２１３には、交換後のアルコールセンサ２１１に対応したキャリブレーションデータが記憶されている。
【００３７】
説明を図２に戻り、筐体１０の内部には、ＣＰＵ１７が設けられており、そのＣＰＵ１７は基板１６に搭載されている。また基板１６には、ＥＥＰＲＯＭ等のメモリ１７１も搭載されており、ＣＰＵ１７は、そのメモリ１７１に記憶されているプログラムにしたがってアルコール濃度を算出するための各種処理を実行する。また、このメモリ１７１は、本発明の「基本算出式記憶手段」として機能し、上記式２の基本算出式が記憶されている。さらに、メモリ１７１には、前回のアルコール濃度算出時のときに搭載されていたセンサＡＳＳＹ２に搭載されたＥＥＰＲＯＭ２１３に記憶されたキャリブレーションデータ（定数Ａ１、Ｃ１）及び識別番号△△△△が記憶されている。したがって、メモリ１７１が本発明の「第二の記憶手段」に相当する。
【００３８】
次に、アルコール濃度を検出するときのＣＰＵ１７が実行する処理について、図５のフローチャートを参照して説明する。なお、フローチャートの処理は、例えばスイッチ１３（図１参照）が運転者によって操作されたときに開始される。
【００３９】
先ず、ステップＳ１１では、センサＡＳＳＹ２に搭載されたＥＥＰＲＯＭ２１３から、センサＡＳＳＹ２の識別番号○○○○を読み出す。続くステップＳ１２では、読み出した識別番号○○○○と、メモリ１７１に記憶されている識別番号△△△△とを比較して、センサＡＳＳＹ２が他のセンサＡＳＳＹ２に交換されたか否かを判断する。なお、ステップＳ１２を実行するＣＰＵ１７が本発明の「交換有無判断手段」に相当する。ここで、識別番号○○○○と識別番号△△△△とが一致する場合は、センサＡＳＳＹ２は交換されていないとして、処理をステップＳ１５に進める。
【００４０】
そして、ステップＳ１５では、メモリ１７１に記憶されているキャリブレーションデータ（定数Ａ１、Ｃ１）をそのまま用いて、運転者の呼気に含まれているアルコール濃度を算出する。具体的には、先ずファン１４を駆動して、運転者の呼気を取り込み、検出回路１９（図３参照）で検出されたアルコールセンサ２１１のセンサ抵抗を取得する。そして、メモリ１７１に記憶されているキャリブレーションデータ（定数Ａ１、Ｃ１）と同じくメモリ１７１に記憶されている基本算出式（上記式２参照）とに基づいてアルコール濃度算出式（下記式３参照）を定める。そのアルコール濃度算出式にセンサ抵抗を代入してアルコール濃度を算出する。その後、図５のフローチャートの処理を終了する。
（式３）アルコール濃度Ｘ＝Ａ１×（センサ抵抗Ｒ）＋Ｃ１
【００４１】
なお、ステップＳ１５において、算出されたアルコール濃度が所定の基準値よりも大きい場合には、その旨を表示部１２で表示するとともに、図示しないエンジンＥＣＵにその旨を伝える。そして、エンジンＥＣＵが自動車の走行を不能にして、飲酒運転を防止する。
【００４２】
一方、センサＡＳＳＹ２が他のセンサＡＳＳＹ２に交換されたとする。そして、交換後のセンサＡＳＳＹ２のＥＥＰＲＯＭ２１３に記憶されているキャリブレーションデータが定数Ａ２、Ｃ２とする。この場合、ステップＳ１１では、交換後のセンサＡＳＳＹ２に搭載されたＥＥＰＲＯＭ２１３から、交換後のセンサＡＳＳＹ２の識別番号○○○○が読み出される。続くステップＳ１２においては、読み出した識別番号○○○○が、メモリ１７１に記憶されている識別番号△△△△と一致しないので、センサＡＳＳＹ２が他のセンサＡＳＳＹ２に交換されたと判断されて、処理をステップＳ１３に進める。
【００４３】
ステップＳ１３では、交換後のセンサＡＳＳＹ２のＥＥＰＲＯＭ２１３に記憶されているキャリブレーションデータ（定数Ａ２、Ｃ２）を読み出す。なお、ステップＳ１３を実行するＣＰＵ１７が本発明の「読出手段」に相当する。そして、続くステップＳ１４では、交換後のセンサＡＳＳＹ２の識別番号○○○○と読み出したキャリブレーションデータ（定数Ａ２、Ｃ２）とを、交換前のセンサＡＳＳＹ２のそれらに代えて、メモリ１７１に保存する。これにより、次回からは、その交換後のセンサＡＳＳＹ２の識別番号○○○○とキャリブレーションデータ（定数Ａ２、Ｃ２）とに基づいて、センサＡＳＳＹ２が交換されたか否かを判断し（Ｓ１２）、アルコール濃度を算出することができる（Ｓ１５）。
【００４４】
その後、ステップＳ１５で、交換後のセンサＡＳＳＹ２のキャリブレーションデータ（定数Ａ２、Ｃ２）に基づいて、アルコール濃度算出式を定める。この場合、上記式３において、定数Ａ１、Ｃ１に代えて、定数Ａ２、Ｃ２に置き換わることになる。そして。その定めたアルコール濃度算出式に基づいてアルコール濃度を算出する。なお、ステップＳ１５を実行するＣＰＵ１７が本発明の「アルコール濃度算出手段」に相当する。その後、図５のフローチャートの処理を終了する。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態では、アルコールセンサ２１１が搭載される基板２１に、そのアルコールセンサ２１１のキャリブレーションデータが記憶されたＥＥＰＲＯＭ２１３も搭載されてセンサＡＳＳＹ２が構成される。そして、そのセンサＡＳＳＹ２が交換された場合には、アルコールセンサ２１１とともに、ＥＥＰＲＯＭ２１３も交換されることになる。したがって、そのＥＥＰＲＯＭ２１３に記憶されたキャリブレーションデータとメモリ１７１に記憶された基本算出式とに基づいて、交換後のアルコールセンサ２１１のアルコール濃度算出式を定めることができる。これにより、交換後のアルコールセンサ２１１について、改めてアルコール濃度算出式を求めるキャリブレーション工程が不要となるので、アルコールセンサ２１１を簡易に交換することができる。
【００４６】
（第二実施形態）
次に、本発明のアルコール濃度検出装置の第二実施形態について第一実施形態と異なる部分を中心に説明する。上記第一実施形態では、キャリブレーションデータとして、アルコール濃度算出式のアルコールセンサ２１１固有の定数としていたが、本実施形態では、キャリブレーションデータとして、各アルコールセンサ２１１のアルコール濃度算出式そのものがＥＥＰＲＯＭ２１３に記憶される。その他の構成、処理は、第一実施形態と同じである。
【００４７】
そして、アルコール濃度を算出する際には、ＥＥＰＲＯＭ２１３からアルコール濃度算出式を読み出して、そのアルコール濃度算出式に基づいてアルコール濃度を算出する。
【００４８】
これによっても、センサＡＳＳＹ２が交換された場合には、交換後のアルコールセンサ２１１のアルコール濃度算出式が記憶されたＥＥＰＲＯＭ２も交換されることになるので、交換後のアルコールセンサ２１１について、改めてアルコール濃度算出式を求めるキャリブレーション工程が不要となるので、アルコールセンサ２１１を簡易に交換することができる。また、各アルコール濃度算出式で共通する基本算出式がない場合も対応することができる。
【００４９】
なお、本発明のアルコール濃度検出装置は上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲の記載を逸脱しない範囲で種々変形することができる。例えば、上記実施形態では、基板２１にアルコールセンサ２１１以外のセンサ２２１、２３１、２３２も搭載してセンサＡＳＳＹ２を構成していたが、センサ２２１、２３１、２３２は他の基板に設けてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１ アルコール濃度検出装置
２ センサＡＳＳＹ
１７ ＣＰＵ
１９ 検出回路（センサ物性計測手段）
２１ 基板
１７１ メモリ（基本算出式記憶手段、第二の記憶手段）
２１１ アルコールセンサ（半導体センサ）
２１３ ＥＥＰＲＯＭ（第一の記憶手段）
Ｓ１２ 交換有無判断手段
Ｓ１３ 読出手段
Ｓ１５ アルコール濃度算出手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の呼気に含まれているアルコールに反応して、そのアルコール濃度に応じた物性（以下「センサ物性」という）を示す半導体センサと、
その半導体センサである搭載半導体センサの前記センサ物性から前記アルコール濃度を算出するためのアルコール濃度算出式が、同種の他の半導体センサのアルコール濃度算出式と共通する基本算出式と、前記搭載半導体センサ固有の定数とからなる式であり、その定数であるキャリブレーションデータが記憶された第一の記憶手段と、を含む交換可能なセンサＡＳＳＹと、
前記基本算出式が記憶された基本算出式記憶手段と、
前記センサ物性を計測するセンサ物性計測手段と、
前記第一の記憶手段から前記キャリブレーションデータを読み出す読出手段と、
その読出手段が読み出した前記キャリブレーションデータと前記基本算出式記憶手段に記憶された前記基本算出式とに基づいて定まる前記アルコール濃度算出式と、前記センサ物性計測手段が計測した前記センサ物性とに基づいて、前記アルコール濃度を算出するアルコール濃度算出手段と、を備えることを特徴とするアルコール濃度検出装置。
【請求項２】
被験者の呼気に含まれているアルコールに反応して、そのアルコール濃度に応じた物性（以下「センサ物性」という）を示す半導体センサと、
その半導体センサである搭載半導体センサの前記センサ物性から前記アルコール濃度を算出するためのアルコール濃度算出式であるキャリブレーションデータが記憶された第一の記憶手段と、を含む交換可能なセンサＡＳＳＹと、
前記センサ物性を計測するセンサ物性計測手段と、
前記第一の記憶手段から前記キャリブレーションデータを読み出す読出手段と、
その読出手段が読み出した前記キャリブレーションデータと、前記センサ物性計測手段が計測した前記センサ物性とに基づいて、前記アルコール濃度を算出するアルコール濃度算出手段と、を備えることを特徴とするアルコール濃度検出装置。
【請求項３】
前記センサＡＳＳＹが交換されたか否かを判断する交換有無判断手段と、
前記読出手段が読み出した前記キャリブレーションデータを記憶する第二の記憶手段と、をさらに備え、
前記交換有無判断手段によって、前記センサＡＳＳＹが交換されていないと判断された場合には、前記読出手段は前記キャリブレーションデータを読み出さないで、前記アルコール濃度算出手段は、前記第二の記憶手段に記憶されている前回の前記キャリブレーションデータをそのまま用いて前記アルコール濃度を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載のアルコール濃度検出装置。
【請求項４】
前記第一の記憶手段には前記センサＡＳＳＹの識別番号も記憶されており、
前記交換有無判断手段は、前回と今回で前記第一の記憶手段に記憶されている前記識別番号が変わったか否かによって、前記センサＡＳＳＹが交換されたか否かを判断することを特徴とする請求項３に記載のアルコール濃度検出装置。
【請求項１】
被験者の呼気に含まれているアルコールに反応して、そのアルコール濃度に応じた物性（以下「センサ物性」という）を示す半導体センサと、
その半導体センサである搭載半導体センサの前記センサ物性から前記アルコール濃度を算出するためのアルコール濃度算出式が、同種の他の半導体センサのアルコール濃度算出式と共通する基本算出式と、前記搭載半導体センサ固有の定数とからなる式であり、その定数であるキャリブレーションデータが記憶された第一の記憶手段と、を含む交換可能なセンサＡＳＳＹと、
前記基本算出式が記憶された基本算出式記憶手段と、
前記センサ物性を計測するセンサ物性計測手段と、
前記第一の記憶手段から前記キャリブレーションデータを読み出す読出手段と、
その読出手段が読み出した前記キャリブレーションデータと前記基本算出式記憶手段に記憶された前記基本算出式とに基づいて定まる前記アルコール濃度算出式と、前記センサ物性計測手段が計測した前記センサ物性とに基づいて、前記アルコール濃度を算出するアルコール濃度算出手段と、を備えることを特徴とするアルコール濃度検出装置。
【請求項２】
被験者の呼気に含まれているアルコールに反応して、そのアルコール濃度に応じた物性（以下「センサ物性」という）を示す半導体センサと、
その半導体センサである搭載半導体センサの前記センサ物性から前記アルコール濃度を算出するためのアルコール濃度算出式であるキャリブレーションデータが記憶された第一の記憶手段と、を含む交換可能なセンサＡＳＳＹと、
前記センサ物性を計測するセンサ物性計測手段と、
前記第一の記憶手段から前記キャリブレーションデータを読み出す読出手段と、
その読出手段が読み出した前記キャリブレーションデータと、前記センサ物性計測手段が計測した前記センサ物性とに基づいて、前記アルコール濃度を算出するアルコール濃度算出手段と、を備えることを特徴とするアルコール濃度検出装置。
【請求項３】
前記センサＡＳＳＹが交換されたか否かを判断する交換有無判断手段と、
前記読出手段が読み出した前記キャリブレーションデータを記憶する第二の記憶手段と、をさらに備え、
前記交換有無判断手段によって、前記センサＡＳＳＹが交換されていないと判断された場合には、前記読出手段は前記キャリブレーションデータを読み出さないで、前記アルコール濃度算出手段は、前記第二の記憶手段に記憶されている前回の前記キャリブレーションデータをそのまま用いて前記アルコール濃度を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載のアルコール濃度検出装置。
【請求項４】
前記第一の記憶手段には前記センサＡＳＳＹの識別番号も記憶されており、
前記交換有無判断手段は、前回と今回で前記第一の記憶手段に記憶されている前記識別番号が変わったか否かによって、前記センサＡＳＳＹが交換されたか否かを判断することを特徴とする請求項３に記載のアルコール濃度検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−５３０５０（Ｐ２０１１−５３０５０Ａ）
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０１４６７（Ｐ２００９−２０１４６７）
【出願日】平成２１年９月１日（２００９．９．１）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１日（２００９．９．１）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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