ガス検出装置
【課題】ヒータへの通電開始後に電源出力電圧が変動した場合であっても、ヒータへの供給電力量に誤差が生じ難く、ガス検出精度の低下を抑制できるガス検出装置を提供する。
【解決手段】ガス検出装置１５０は、ＰＷＭ制御の１周期のうちヒータへの通電時間帯（電圧印加実行時間Ｔｏｎ）において、複数回にわたりバッテリ電圧ＶＢを検出し、検出したバッテリ電圧ＶＢに基づいてヒータ４に供給した供給済み電力量ΣＷｉを演算している。つまり、ガス検出装置１５０は、ヒータ４への通電開始後にバッテリ電圧ＶＢが変動した場合でも、ヒータ４に対して実際に供給された電力量を判定できることから、ヒータ４への供給電力量を精度良く目標電力量に近づけることができる。ガス検出装置１５０は、ヒータ４によるガスセンサ素子の温度制御が良好となり、温度変動によるガスセンサ素子の活性化状態の変化を抑制でき、ガス検出精度の低下を抑制することができる。
【解決手段】ガス検出装置１５０は、ＰＷＭ制御の１周期のうちヒータへの通電時間帯（電圧印加実行時間Ｔｏｎ）において、複数回にわたりバッテリ電圧ＶＢを検出し、検出したバッテリ電圧ＶＢに基づいてヒータ４に供給した供給済み電力量ΣＷｉを演算している。つまり、ガス検出装置１５０は、ヒータ４への通電開始後にバッテリ電圧ＶＢが変動した場合でも、ヒータ４に対して実際に供給された電力量を判定できることから、ヒータ４への供給電力量を精度良く目標電力量に近づけることができる。ガス検出装置１５０は、ヒータ４によるガスセンサ素子の温度制御が良好となり、温度変動によるガスセンサ素子の活性化状態の変化を抑制でき、ガス検出精度の低下を抑制することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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と、電源装置から供給される電力により発熱してガスセンサ素子を加熱するヒータと、センサ抵抗値に基づき測定対象ガスにおける特定ガスの濃度変化を判定するガス検知判定手段と、を有するガス検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、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と、電源装置から供給される電力により発熱してガスセンサ素子を加熱するヒータと、センサ抵抗値に基づき測定対象ガスにおける特定ガスの濃度変化を判定するガス検知判定手段と、を有するガス検出装置が知られている。
【０００３】
そして、このようなガス検出装置としては、たとえば、電源装置（バッテリ）からヒータへの印加電圧をＰＷＭ制御（Pulse Width Modulation control）して、ヒータへの供給電力量を目標電力量に設定することで、ガスセンサ素子を目標温度（活性化温度）まで加熱する構成のガス検出装置が提案されている（特許文献１）。
【０００４】
なお、ガス検出装置においては、電源装置から出力される電源出力電圧値が一定値であることを前提としてＰＷＭ制御を行い、ヒータへの供給電力量が目標電力量となるようにＤｕｔｙ比率を制御するものがある。しかし、このような構成のガス検出装置においては、電源出力電圧が変動した場合には、ヒータへの供給電力量に誤差が生じてしまい、実際のヒータへの供給電力量が目標電力量とは異なる値となることがある。
【０００５】
これに対して、特許文献１に記載のガス検出装置では、電源出力電圧を検出して、電源出力電圧の変動に応じてＰＷＭ制御におけるＤｕｔｙ比率を制御することにより、電源出力電圧が変動した場合であっても、ヒータへの供給電力量に誤差が生じるのを抑制するように構成されている。
【特許文献１】特開２００２−１５６３５０号公報（請求項８など）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来のガス検出装置においては、電源出力電圧の変動に応じてＤｕｔｙ比率を制御する構成ではあるものの、電源出力電圧の検出時期がヒータへの通電開始前であることから、ヒータへの通電を開始した後に電源出力電圧が変動した場合には、ヒータへの供給電力量に誤差が生じる虞がある。
【０００７】
つまり、上記従来のガス検出装置は、ヒータへの通電開始前に検出した電源出力電圧値に基づいてＰＷＭ制御のＤｕｔｙ比率を設定し、ヒータへの供給電力量を目標電力量に制御する構成（処理）である。そして、ヒータへの通電開始後に電源出力電圧が変動した場合、Ｄｕｔｙ比率は変動前の電源出力電圧に基づいて定められた値であり、変動後の電源出力電圧に基づいて定められた値ではないため、ヒータへの供給電力量が目標電力量から離れてしまい、ヒータへの供給電力量に誤差が生じてしまう。
【０００８】
なお、上記従来のガス検出装置では、ＰＷＭの１周期毎であってヒータへの通電開始前に電源出力電圧の検出を行うものであるが、電源出力電圧の検出をＰＷＭの複数周期（例えば、３周期）毎に実施して、上記の処理を簡易的に行うこともできる。しかし、この場合には、より電源出力電圧の変動が生じ易くなるため、ヒータへの供給電力量に誤差が生じ易い傾向となる。
【０００９】
このようにヒータへの供給電力量が目標電力量とは異なる値になると、ガスセンサ素子の温度が目標温度（活性化温度）から離れてしまい、ガスセンサ素子の活性化状態に変化が生じることになる。これにより、特定ガスの濃度とセンサ抵抗値との相関関係にも変化が生じてしまい、特定ガス濃度が一定であるにもかかわらずセンサ抵抗値が変動するなどの現象が発生して、ガス検出精度が低下する虞がある。
【００１０】
そこで、本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、ヒータへの通電開始後に電源出力電圧が変動した場合であっても、ヒータへの供給電力量に誤差が生じ難く、ガス検出精度の低下を抑制できるガス検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、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と、電源装置からの電力供給により発熱してガスセンサ素子を加熱するヒータと、センサ抵抗値の変化に基づき測定対象ガスにおける特定ガスの濃度変化を判定するガス検知判定手段と、を有するガス検出装置であって、ヒータへの印加電圧のＰＷＭ制御により電源装置からヒータへの供給電力量を制御する供給電力制御手段と、ＰＷＭ制御の１周期のうちヒータへの通電時間帯において、電源装置から出力される電源出力電圧を複数回にわたり検出する電源出力電圧検出手段と、ＰＷＭ制御の１周期毎に、ヒータへの通電開始後にヒータに供給された供給済み電力量を、電源出力電圧検出手段により検出された電源出力電圧に基づいて演算する供給済み電力演算手段と、を備えており、供給電力制御手段は、ガスセンサ素子を活性化温度に加熱するための目標電力量をヒータに対して供給するにあたり、ＰＷＭ制御の１周期毎に、ヒータへの通電開始後、供給済み電力演算手段により演算される供給済み電力量が目標電力量以上であるか否かを判断し、供給済み電力量が目標電力量以上になると、ヒータへの通電を停止すること、を特徴とするガス検出装置である。
【００１２】
このガス検出装置は、ＰＷＭ制御の１周期のうちヒータへの通電時間帯において、複数回にわたり電源出力電圧を検出し、検出した電源出力電圧に基づいてヒータに供給した供給済み電力量を演算する構成を有する。このため、このガス検出装置は、ヒータへの電圧印加中に電源出力電圧が変動した場合でも、実際にヒータへ供給した供給済み電力量を、変動する電源出力電圧に基づいて精度良く演算することができる。
【００１３】
そして、このガス検出装置は、ヒータへの通電開始後に電源出力電圧が変動した場合でも、上記したようにヒータに対して実際に供給された供給済み電力量を演算できることから、この供給済み電力量が目標電力量以上になったときにヒータへの通電を停止することで、ヒータへの供給電力量を精度良く目標電力量に近づけられ、ヒータへの供給電力量の誤差を小さくすることができる。この結果、ヒータによるガスセンサ素子の温度制御における制御精度が向上し、温度変動によるガスセンサ素子の活性化状態の変化を抑制でき、特定ガス濃度が一定であるにもかかわらずセンサ抵抗値が変動するなどの現象が発生するのを防止できることから、ガス検出精度が低下するのを抑制できる。
【００１４】
よって、本発明によれば、ヒータへの通電開始後に電源出力電圧が変動した場合でも、ヒータへの供給電力量に誤差が生じ難く、ヒータによるガスセンサ素子の温度制御における制御精度を向上できることから、ガス検出精度の低下を抑制することができる。
【００１５】
なお、供給電力制御手段で用いる目標電力量は、ガス検出素子を活性化温度まで加熱するためにヒータへ供給すべき電力量である。そして、この目標電力量は、ガス検出素子の活性化温度およびヒータの電気抵抗値などの構成部品条件に基づき予め定められた固定値としてもよく、あるいは、構成部品条件を基本として外気温などの変動条件を考慮して定められる変動値としてもよい。
【００１６】
次に、上述のガス検出装置においては、請求項２に記載のように、ＰＷＭ制御の１周期毎に、ヒータへの通電開始時期から通電停止時期までの供給済み電力量から当該周期の目標電力量を減算した過剰供給電力量を演算する過剰供給電力量演算手段と、予め定められた基本目標電力量から前回周期の過剰供給電力量を差し引いた補正後目標電力量を目標電力量として演算する補正後目標電力量演算手段と、を備え、供給電力制御手段は、ヒータへの通電開始後、供給済み電力演算手段により演算される供給済み電力量と、補正後目標電力量演算手段により演算された補正後目標電力量とを比較し、供給済み電力量が補正後目標電力量以上になると、ヒータへの通電を停止するように、構成することができる。
【００１７】
このガス検出装置においては、ＰＷＭ制御の１周期毎に、実際にヒータへ供給した供給済み電力量（ヒータへの通電開始時期から通電停止時期までの供給済み電力量）のうち当該周期の目標電力量を差し引いた過剰供給電力量を演算し、基本目標電力量から過剰供給電力量を差し引いた補正後目標電力量を新たな目標電力量として演算する。
【００１８】
そして、供給電力制御手段は、ヒータへの通電開始後、供給済み電力演算手段により演算される供給済み電力量が前回周期の過剰供給電力量を用いて演算された補正後目標電力量以上になると、ヒータへの通電を停止する。つまり、供給電力制御手段は、ＰＷＭ制御の１周期でヒータに供給する目標電力量として、補正後目標電力量演算手段で演算された補正後目標電力量を用いる。
【００１９】
すなわち、このガス検出装置は、ある周期において、実際にヒータへ供給した電力量が目標電力量を上回って過剰供給電力量が生じた場合でも、その次の周期において補正後目標電力量（過剰供給電力量を考慮して定められる電力量）を用いてヒータ制御を行う。
【００２０】
これにより、このように構成されたガス検出装置は、今回周期でのヒータへの供給電力量を前回周期での過剰供給電力量に相当する分だけ低減でき、前回周期および今回周期での供給電力量の平均値を基本目標電力量に近づけることができ、ヒータへの供給電力量の誤差をより一層小さくすることができる。
【００２１】
よって、本発明によれば、実際にヒータへ供給した電力量が基本目標電力量を上回って過剰供給電力量が生じた場合であっても、複数の周期における平均値としての供給電力量の誤差をより一層小さくすることができ、ガスセンサ素子の温度制御における制御精度をさらに向上できる。
【００２２】
なお、基本目標電力量は、ガス検出素子を活性化温度まで加熱するにあたりヒータへ供給すべき電力量であって、ガス検出素子の活性化温度およびヒータの電気抵抗値などの構成部品条件に基づき予め定めておくことができる。
【００２３】
次に、上述のガス検出装置においては、請求項３に記載のように、供給済み電力演算手段は、ヒータへの通電時間帯のうち、電源出力電圧検出手段による電源出力電圧の検出時期を境界として分割される単位時間帯毎に、当該単位時間帯においてヒータに供給された単位時間供給電力量を演算する単位供給電力量演算手段を備えており、供給電力制御手段は、ＰＷＭ制御の１周期毎に、ヒータへの通電開始前において、当該周期でヒータに供給すべき電力量の残量を表す供給電力残量変数の初期値として目標電力量を設定する供給電力残量変数初期設定手段と、ヒータへの通電開始後、電源出力電圧検出手段により電源出力電圧が検出されると、当該電圧検出時期を終期とする単位時間帯における単位時間供給電力量と、当該電圧検出時期に設定されている供給電力残量変数とを比較し、単位時間供給電力量が供給電力残量変数よりも小さいか否かを判定する変数判定手段と、変数判定手段において肯定判定された場合に、供給電力残量変数から単位時間供給電力量を減算した値を供給電力残量変数に再設定する供給電力残量変数再設定手段と、変数判定手段において否定判定された場合に、供給済み電力量が目標電力量以上であると判定して、ヒータへの通電を停止するヒータ通電停止手段と、を備えるように構成することができる。
【００２４】
このガス検出装置は、ヒータへの通電時間帯のうち電源出力電圧の検出時期を境界として分割される単位時間帯毎に、ヒータに供給された単位時間供給電力量を演算しており、電源出力電圧が検出されると、当該検出時期を終期とする単位時間帯における単位時間供給電力量が供給電力残量変数よりも小さいか否かを判定する。
【００２５】
そして、変数判定手段において肯定判定された場合（単位時間供給電力量が供給電力残量変数よりも小さい場合）には、供給電力残量変数再設定手段が、供給電力残量変数から単位時間供給電力量を減算した値を供給電力残量変数に再設定する。また、変数判定手段において否定判定された場合（単位時間供給電力量が供給電力残量変数以上である場合）には、ヒータ通電停止手段にて、供給済み電力量が目標電力量以上に到達したと判定して、ヒータへの通電を停止する。
【００２６】
なお、供給電力残量変数は、ＰＷＭ制御の１周期毎に、ヒータへの通電開始前において、供給電力残量変数初期設定手段により初期値が設定される。この初期値は、目標電力量であって、ガス検出素子を活性化温度まで加熱するにあたり、ＰＷＭ制御の１周期においてヒータへ供給すべき電力量である。
【００２７】
つまり、このガス検出装置は、ＰＷＭ制御の１周期でヒータへ供給すべき電力量を供給電力残量変数の初期値として設定し、電源出力電圧が検出される毎に供給電力残量変数から単位時間供給電力量を減算していき、単位時間供給電力量が供給電力残量変数以上になると、ヒータへの通電を停止する構成である。
【００２８】
換言すれば、このガス検出装置は、ヒータへの通電開始後、単位時間供給電力量の積算値が供給電力残量変数の初期値以上になると、ヒータへの通電を停止する構成であり、このようにして供給電力量を制御することで、ガス検出素子を活性化温度まで加熱するために必要な電力量をヒータへの供給することができる。
【００２９】
そして、単位時間供給電力量は、ヒータへの通電時間帯のうち電源出力電圧の検出時期を境界として分割される単位時間帯において、実際にヒータに供給された電力量であることから、ヒータへの通電開始後に電源出力電圧が変動した場合でも、ヒータに対して実際に供給された電力量に応じた値となる。
【００３０】
つまり、このガス検出装置は、ヒータへの通電開始後に電源出力電圧が変動した場合でも、ヒータに対して実際に供給された電力量を判定できることから、ヒータへの供給電力量を精度良く目標電力量に制御できると共にヒータへの供給電力量の誤差を小さくすることができ、ヒータによるガスセンサ素子の温度制御における制御精度を向上できる。
【００３１】
なお、供給電力残量変数は、当該周期でヒータに対して供給すべき電力量の残量を表す変数として利用することもできる。
次に、上述のうち過剰供給電力量演算手段および補正後目標電力量演算手段を備えるガス検出装置においては、請求項４に記載のように、供給済み電力演算手段は、ヒータへの通電時間帯のうち、電源出力電圧検出手段による電源出力電圧の検出時期を境界として分割される単位時間帯毎に、当該単位時間帯においてヒータに供給された単位時間供給電力量を演算する単位供給電力量演算手段を備えており、供給電力制御手段は、ＰＷＭ制御の１周期毎に、ヒータへの通電開始前において、当該周期でヒータに供給すべき電力量の残量を表す供給電力残量変数の初期値として目標電力量を設定する供給電力残量変数初期設定手段と、ヒータへの通電開始後、電源出力電圧検出手段により電源出力電圧が検出されると、当該電圧検出時期を終期とする単位時間帯における単位時間供給電力量と、当該電圧検出時期に設定されている供給電力残量変数とを比較し、単位時間供給電力量が供給電力残量変数よりも小さいか否かを判定する変数判定手段と、変数判定手段において肯定判定された場合に、供給電力残量変数から単位時間供給電力量を減算した値を供給電力残量変数に再設定する供給電力残量変数再設定手段と、変数判定手段において否定判定された場合に、供給済み電力量が目標電力量以上であると判定して、ヒータへの通電を停止するヒータ通電停止手段と、を備え、過剰供給電力量演算手段は、変数判定手段において否定判定された場合に、単位時間供給電力量から供給電力残量変数の値を差し引いた値を過剰供給電力量として演算するように、構成することができる。
【００３２】
このガス検出装置は、単位時間供給電力量が逐次減ぜられる供給電力残量変数以上になると、変数判定手段において否定判定されて、ヒータへの通電を停止する。このとき（変数判定手段において否定判定される時）の単位時間供給電力量と供給電力残量変数との差分値は、実際にヒータへ供給した電力量のうち目標電力量（または補正後目標電力量）を超過した電力量（過剰供給電力量）に相当する。
【００３３】
このため、変数判定手段において否定判定された場合に、過剰供給電力量演算手段が、単位時間供給電力量から供給電力残量変数の値を差し引いた値を過剰供給電力量として演算することで、実際にヒータへ供給した電力量のうち目標電力量（または補正後目標電力量）を超過した電力量（過剰供給電力量）を得ることができる。
【００３４】
そして、供給電力制御手段は、前回周期の過剰供給電力量を用いて演算された新たな目標電力としての補正後目標電力量を用いてヒータへの供給電力量を制御する。
これにより、このガス検出装置は、前回周期および今回周期での供給電力量の平均値を基本目標電力量に近づけることができ、ヒータへの供給電力量の誤差をより一層小さくすることができる。
【００３５】
よって、本発明によれば、実際にヒータへ供給した電力量が基本目標電力量を上回って過剰供給電力量が生じた場合であっても、複数の周期における平均値としての供給電力量の誤差をより一層小さくすることができ、ガスセンサ素子の温度制御における制御精度をさらに向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本発明の実施形態として、本発明が適用されたガス検出装置を備える車両用外気導入制御システムについて、図面と共に説明する。
まず、図１に、本発明が適用されたガス検出装置に備えられる一体型ガスセンサ素子１０の概略構成図を示す。図１に示すように、一体型ガスセンサ素子１０は、還元性ガス用ガスセンサ素子２、酸化性ガス用ガスセンサ素子３およびヒータ４が、単一のセラミック基板１に形成されて構成されている。
【００３７】
このうち、還元性ガス用ガスセンサ素子２（以下、単にＧ素子２ともいう）は、ＳｎＯ2 を主成分とする酸化物半導体からなる抵抗体であり、主としてＣＯ、ＨＣ（ハイドロカーボン）等の還元性ガスに反応してその抵抗値（以下、Ｇセンサ抵抗値Ｒｇともいう）が変化する性質を有している。また、酸化性ガス用ガスセンサ素子３（以下、単にＤ素子３ともいう）は、ＷＯ3 を主成分とする酸化物半導体からなる抵抗体であり、主としてＮＯｘ等の酸化性ガスに反応してその抵抗値（以下、Ｄセンサ抵抗値Ｒｄともいう）が変化する性質を有している。
【００３８】
なお、Ｇ素子２およびＤ素子３は、常温ではガスに反応することはなく、２００［℃］以上の活性化温度になることで、それぞれ還元性ガスあるいは酸化性ガスに反応する活性化状態となる。そして、活性化状態となったＧ素子２は、還元性ガスの濃度の上昇に伴いＧセンサ抵抗値Ｒｇが低下する方向に変化することから、Ｇセンサ抵抗値Ｒｇの変化に基づいて還元性ガスの濃度変化を検出することができる。また、活性化状態となったＤ素子３は、酸化性ガスの濃度の上昇に伴いＤセンサ抵抗値Ｒｄが上昇する方向に変化することから、Ｄセンサ抵抗値Ｒｄの変化に基づいて酸化性ガスの濃度変化を検出することができる。
【００３９】
また、ヒータ４は、セラミック基板１に形成された抵抗配線からなり、所定の電圧が印加されると発熱するよう構成されており、Ｇ素子２およびＤ素子３を活性化温度以上の目標温度に加熱・維持して活性化状態とするために備えられている。なお、ヒータ４は、少なくともＧ素子２およびＤ素子３が活性化温度以上まで加熱できるように、抵抗値などの特性が選択されて構成されている。
【００４０】
そして、図１に示す一体型ガスセンサ素子１０においては、Ｄ素子端子５が後述するマイクロコンピュータ１０１（後述する図２参照）の第２ＡＤ変換入力端子１０３に接続され、Ｇ素子端子６が後述するマイクロコンピュータ１０１（図２参照）の第１ＡＤ変換入力端子１０２に接続され、ヒータ端子７が後述する電源装置１９１（図２参照）の正極に接続され、基準端子８が後述する電源装置１９１（図２参照）の負極と同電位のグランドに接続される。
【００４１】
次に、図２に、本発明が適用されたガス検出装置１５０を備える車両用外気導入制御システム１００の構成を表す構成図を示す。なお、車両用外気導入制御システム１００は、ガス検出装置１５０により外気中に含まれる酸化性ガス濃度および還元性ガス濃度の変化を検出し、その検出結果に基づいて外気導入用フラップ１７４（以下、単に、フラップ１７４ともいう）を開閉制御するものである。
【００４２】
そして、車両用外気導入制御システム１００は、定電圧（定格電圧１２［Ｖ］。以下、バッテリ電圧ＶＢともいう）を出力する電源装置１９１（以下、単にバッテリ１９１ともいう）と、マイクロコンピュータ１０１（以下、マイコン１０１ともいう）と、Ｇ素子２におけるＧセンサ抵抗値Ｒｇの変化に応じた電圧を出力するＧ素子回路１１０と、Ｄ素子３におけるＤセンサ抵抗値Ｒｄの変化に応じた電圧を出力するＤ素子回路１２０と、Ｇ素子２およびＤ素子３を活性化温度に加熱・維持するためのヒータ４と、ヒータ４の通電制御を行うヒータ回路１３１と、駆動電圧Ｖｃｃ（５［Ｖ］）を供給するレギュレータ回路１４０と、フラップ１７４を制御する電子制御アセンブリ１６０と、を備えて構成されている。
【００４３】
なお、車両用外気導入制御システム１００のうち、電源装置１９１、Ｇ素子回路１１０、Ｄ素子回路１２０、ヒータ４、ヒータ回路１３１およびマイコン１０１がガス検出装置１５０を構成している。
【００４４】
電源装置１９１は、バッテリ電圧ＶＢを出力する電圧出力部１９２と、アノードが電圧出力部１９２の負極と同電位のグランドに接続されると共にカソードが電圧出力部１９２の正極に接続されたツェナーダイオード１９３を備えて構成されており、出力可能な最大出力電圧が４０［Ｖ］に制限されている。つまり、４０［Ｖ］を超えるサージ電圧が、電源装置１９１から装置各部に至る電力供給経路に発生する場合には、ツェナーダイオード１９３がツェナー降伏して、電力供給経路の電圧値を４０［Ｖ］以下に制限している。
【００４５】
電子制御アセンブリ１６０は、外気導入用フラップ１７４を制御するものである。なお、外気導入用フラップ１７４は、自動車室内に繋がるダクト１７１に二股状に接続された内気取り入れ用ダクト１７２と外気取り入れ用ダクト１７３とを切り替えるために備えられている。つまり、外気導入用フラップ１７４は、自動車に備えられる空調システムのうち車室内につながるダクト１７１に設けられており、車室内への送風の循環状態を外気導入あるいは内気循環に切り替えるために備えられている。
【００４６】
また、電子制御アセンブリ１６０は、フラップ制御回路１６１と、アクチュエータ１６２を備えて構成されている。このうち、フラップ制御回路１６１は、マイコン１０１の出力端子１０６（ＯＵＴ端子１０６）に接続されており、出力端子１０６からのアセンブリ制御信号（フラップ開閉信号Ｓｆ）に従いアクチュエータ１６２を駆動して、フラップ１７４を回動することで、内気取り入れ用ダクト１７２および外気取り入れ用ダクト１７３のいずれかをダクト１７１に接続する。なお、ダクト１７１の内部には、空気を車室内側に向けて圧送するファン１７５が備えられている。
【００４７】
そして、例えば、フラップ１７４が、図２において実線で示すように、外気取り入れ用ダクト１７３を塞ぐ位置に配置されると、外気の室内への進入が阻止されてダクト１７１は内気取り入れ用ダクト１７２と連通して、車室内の空気を循環させる内気循環状態となる。反対に、フラップ１７４が、図２において破線で示すように、内気取り入れ用ダクト１７２を塞ぐ位置に配置されると、ダクト１７１は外気取り入れ用ダクト１７３と連通して、車室外の空気を車室内に取り入れる外気導入状態となる。
【００４８】
次に、マイコン１０１は、詳細は図示しないが、公知の構成を有し、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するＲＡＭ、プログラムやデータを保持するＲＯＭ、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路などを含んで構成されている。なお、Ａ／Ｄ変換回路は、第１ＡＤ変換入力端子１０２、第２ＡＤ変換入力端子１０３、第３ＡＤ変換入力端子１０４から入力されるアナログ信号を、マイクロプロセッサなどで使用可能なデジタル信号に変換する。また、マイコン１０１は、ヒータ回路１３１に対してパルス指令信号Ｓｈを出力するＰＷＭ端子１０５を備えている。
【００４９】
さらに、レギュレータ回路１４０は、レギュレータ１４１によって、バッテリ電圧ＶＢの変動に拘わらず、常に一定の駆動電圧Ｖｃｃ（５［Ｖ］）を出力するよう構成されており、マイコン１０１、Ｇ素子回路１１０、Ｄ素子回路１２０等に対して駆動電圧Ｖｃｃを出力することで、電力供給を行う。なお、マイコン１０１は、受電端子１０７（Ｖｃｃ端子）にて駆動電圧Ｖｃｃを受電する。
【００５０】
また、Ｇ素子回路１１０は、Ｇ素子２と抵抗値Ｒａの第１抵抗１１１とで駆動電圧Ｖｃｃを抵抗分圧する回路であり、Ｇ素子２と第１抵抗１１１との分圧点（以下、動作点Ｐｇともいう）が、マイコン１０１の第１ＡＤ変換入力端子１０２に接続されている。そして、動作点Ｐｇの電位（以下、Ｇ素子電圧Ｖｇともいう）は、Ｇセンサ抵抗値Ｒｇの変化に応じて値が変化しており、具体的には、還元性ガス（ＣＯ、ＨＣなど）の濃度が上昇すると、Ｇ素子電圧Ｖｇは低下する。
【００５１】
同様に、Ｄ素子回路１２０は、Ｄ素子３と抵抗値Ｒｂの第２抵抗１２１とで駆動電圧Ｖｃｃを抵抗分圧する回路であり、Ｄ素子３と第２抵抗１２１との分圧点（以下、動作点Ｐｄともいう）が、マイコン１０１の第２ＡＤ変換入力端子１０３に接続されている。そして、動作点Ｐｄの電位（以下、Ｄ素子電圧Ｖｄともいう）は、Ｄセンサ抵抗値Ｒｄの変化に応じて値が変化しており、具体的には、酸化性ガス（ＮＯｘなど）の濃度が上昇すると、Ｄ素子電圧Ｖｄは上昇する。
【００５２】
そして、マイコン１０１は、後述するガス検知判定処理（Ｓ１４０）を実行することで、第１ＡＤ変換入力端子１０２および第２ＡＤ変換入力端子１０３に入力されたＧ素子電圧ＶｇおよびＤ素子電圧Ｖｄの変化に応じて、還元性ガスや酸化性ガスの濃度変化を検出する。また、マイコン１０１は、還元性ガスや酸化性ガスの濃度変化についての検出結果に基づき、フラップ開閉信号Ｓｆを電子制御アセンブリ１６０に対して出力し、ダクト１７１の内部に備えられるフラップ１７４の切り替え制御処理を行う。
【００５３】
また、ヒータ回路１３１は スイッチング回路１３２と、電圧検出回路１８０とを備えて構成されている。
このうち、電圧検出回路１８０は、抵抗１８１，１８２およびコンデンサ１８３を備えており、バッテリ１９１からヒータ４への印加電圧値（換言すれば、バッテリ電圧ＶＢ）を分圧し、その分圧した分圧バッテリ電圧ＶＥをマイコン１０１の第３ＡＤ変換入力端子１０４に入力するよう構成されている。つまり、電圧検出回路１８０は、ヒータ４への印加電圧を、マイコン１０１の第３ＡＤ変換入力端子１０４に入力可能な電圧レベルに変換して、マイコン１０１に対して出力するよう構成されている。
【００５４】
また、スイッチング回路１３２は、マイコン１０１からのパルス指令信号Ｓｈに基づき、ヒータ４への電力供給経路を通電状態あるいは遮断状態に切り替え可能に構成されている。つまり、スイッチング回路１３２は、マイコン１０１からのパルス指令信号Ｓｈが抵抗１３４を通じてトランジスタ１３５のベースに入力されるよう構成されており、トランジスタ１３５は、パルス指令信号Ｓｈの状態に応じてオン状態（通電状態）またはオフ状態（遮断状態）に設定される。なお、抵抗１３６は、バイアス抵抗である。このようなトランジスタ１３５の状態変化により、抵抗１３７および抵抗１３８の接続点に接続するｐチャネルＭＯＳＦＥＴ１３３のゲート電位が変化して、ＭＯＳＦＥＴ１３３は、パルス指令信号Ｓｈの状態に応じてオン状態（通電状態）またはオフ状態（遮断状態）に設定される。
【００５５】
つまり、スイッチング回路１３２は、マイコン１０１からのパルス指令信号Ｓｈに応じて、ヒータ４への通電・遮断を切り替えることで、ヒータ４への印加電圧をＰＷＭ制御するよう構成されている。
【００５６】
次に、マイコン１０１において実行される通常ルーチン処理について、図３に示すフローチャートを用いて説明する。
なお、通常ルーチン処理は、車両用外気導入制御システム１００が起動されると共に処理が開始され、車両用外気導入制御システム１００が停止するまで処理を継続する。
【００５７】
通常ルーチン処理が開始されると、まず、Ｓ１１０（Ｓはステップを表す）では、ＲＡＭ動作の初期化などを含む初期設定処理を行う。
なお、Ｓ１１０での初期設定処理には、ガス検知待機時間カウンタ更新処理を起動する処理やヒータ制御割り込み処理を起動する処理などが含まれている。ガス検知待機時間カウンタ更新処理は、次のＳ１２０での判定処理に用いるガス検知待機時間カウンタを経過時間に応じた値に更新する処理を行う。ヒータ制御割り込み処理の処理内容については、後述する。
【００５８】
次のＳ１２０では、ガス検知待機時間が経過したか否かを判定しており、肯定判定する場合にはＳ１３０に移行し、否定判定する場合には同ステップを繰り返し実行することで、ガス検知待機時間が経過するまで待機する。
【００５９】
なお、ガス検知待機時間が経過したか否かの判定方法としては種々の方法があるが、本実施形態では、ガス検知待機時間カウンタと待機時間基準値とを比較し、ガス検知待機時間カウンタが待機時間基準値以上になると肯定判定し、ガス検知待機時間カウンタが待機時間基準値未満であるときには否定判定する。待機時間基準値は、予め定められた定数とすることができ、本実施形態では、待機時間基準値として「０．１［ｓｅｃ］」が設定されている。
【００６０】
次のＳ１３０では、ガス検知待機時間カウンタをリセットする処理を実行する。
続くＳ１４０では、ガス検知判定処理を実行する。
ガス検知判定処理では、Ｇ素子２にて検出する還元性ガスのガス検出処理、およびＤ素子３にて検出する酸化性ガスのガス検出処理をそれぞれ実行して、検出結果に応じたフラップ開閉信号Ｓｆを出力する処理を実行する。
【００６１】
なお、ガス検知判定処理としては、公知の手法（処理）を用いて行うことができるため詳細な説明は省略するが、本実施形態では、特開２００５−３０８４５１号公報にて本願出願人が開示したガス検知判定処理を実行した。
【００６２】
Ｓ１４０の処理が終了すると、再びＳ１２０に移行する。
つまり、通常ルーチン処理では、定期的に（換言すれば、Ｓ１２０で肯定判定される毎に）ガス検知判定処理（Ｓ１４０での処理）を実行することで、外気中に含まれる酸化性ガス濃度および還元性ガス濃度の変化を検出し、その検出結果に基づいて外気導入用フラップ１７４を開閉制御するためのフラップ開閉信号Ｓｆを出力する処理を実行する。
【００６３】
次に、ヒータ制御割り込み処理の処理内容について説明する。ヒータ制御割り込み処理の処理内容を表すフローチャートを図４に示す。
なお、ヒータ制御割り込み処理は、予め定められた一定周期（実行周期ＴＢ）毎に繰り返し実行される。本実施形態では、ヒータ制御割り込み処理の実行周期ＴＢが「ＰＷＭ制御における１周期の１／１２８」に設定されている。なお、本実施形態におけるＰＷＭ制御の１周期（実行周期ＴＡ）は、１／３０［ｓｅｃ］に設定されている。
【００６４】
ヒータ制御割り込み処理が開始されると、Ｓ３１０では、ヒータに対して電圧印加を開始するタイミングであるか否かを判定しており、肯定判定する場合にはＳ３２０に移行し、否定判定する場合にはＳ３５０に移行する。
【００６５】
ヒータに対する電圧印加開始タイミングであるか否かの判定方法としては種々の方法があるが、本実施形態では、ヒータ電圧印加開始判定カウンタと印加開始判定基準値とを比較して、ヒータに対する電圧印加開始タイミングであるか否かを判定する。具体的には、ヒータ電圧印加開始判定カウンタが印加開始判定基準値以上であるときに肯定判定し、ヒータ電圧印加開始判定カウンタが印加開始判定基準値未満であるときに否定判定する。
【００６６】
なお、印加開始判定基準値は、ＰＷＭ制御の１周期（実行周期ＴＡ）に相当する値が予め定められており、本実施形態では、印加開始判定基準値として「１／３０［ｓｅｃ］に相当する値」が設定されている。
【００６７】
また、ヒータ電圧印加開始判定カウンタは、時間経過の判定に用いるカウンタであり、ＰＷＭ制御の１周期を判定する用途に用いられる他に、バッテリ電圧の検出タイミングを判定する用途などにも用いられる。そして、ヒータ電圧印加開始判定カウンタは、通常ルーチン処理でのＳ１１０にてヒータ制御割り込み処理が起動される前に初期化（ゼロクリア）されており、単位時間が経過する毎にＳ３５０での処理によりインクリメント（加算）され、Ｓ３１０で肯定判定されてＳ３４０に移行するとゼロクリアされる。
【００６８】
Ｓ３１０で肯定判定されてＳ３２０に移行すると、Ｓ３２０では、ＰＷＭ制御における今回の周期（換言すれば、今回のヒータ電圧印加期間）においてヒータに供給する目標電力を設定する処理を実行する。具体的には、基本目標電力量Ｗから前回周期における過剰供給電力量ＡＷを差し引いた値を、供給電力残量変数ＳＷ（ｎ）の初期値ＳＷ（０）として設定する。このようにして設定される供給電力残量変数ＳＷ（ｎ）の初期値ＳＷ（０）は、以下の説明において「補正後目標電力量ＳＷ（０）」ともいう。
【００６９】
なお、基本目標電力量Ｗは、Ｇ素子２およびＤ素子３を活性化温度まで加熱するためにヒータ４へ供給すべき電力量であって、Ｇ素子２およびＤ素子３の活性化温度およびヒータ４の電気抵抗値などの各種条件に基づき予め定められた固定値である。本実施形態では、基本目標電力量Ｗは、マイコン１０１の記憶部（ＲＯＭ、ＲＡＭなど）に記憶されており、Ｓ３２０では、記憶部から基本目標電力量Ｗを読み込み、供給電力残量変数ＳＷ（ｎ）の初期値ＳＷ（０）（補正後目標電力量ＳＷ（０））を設定する際に利用する。
【００７０】
また、過剰供給電力量ＡＷは、Ｓ１１０にてヒータ制御割り込み処理が起動される前に初期値（例えば、０［Ｗ］）が設定されており、Ｓ３２０の初回実行時には、この初期値が用いられ、Ｓ３２０の第２回目以降の実行時には、後述するＳ４２０で更新された値が用いられる。
【００７１】
次のＳ３３０では、ヒータへの電圧印加制御を開始する処理を実行する。
具体的には、ＰＷＭ端子１０５からヒータ回路１３１に対してハイレベルのパルス指令信号Ｓｈを出力することで、ヒータ回路１３１によるヒータ４への電圧印加を開始する処理を実行する。また、Ｓ３３０では、マイコン１０１の各種制御処理に利用される内部フラグの１つであるヒータ制御フラグＦｈをセット状態に設定する。なお、ヒータ制御フラグＦｈは、ヒータへの電圧印加制御中であるか否かを示す状態フラグであり、ヒータ電圧印加制御中である場合にはセット状態に設定され、ヒータ電圧印加制御中ではない場合にはリセット状態に設定される。
【００７２】
ここで、本実施形態のガス検出装置１５０によるヒータ制御に関して、ＰＷＭ制御の実行周期ＴＡおよびバッテリ電圧検出処理（換言すれば、ヒータ制御割り込み処理）の実行周期ＴＢについて説明する。
【００７３】
ヒータへの印加電圧波形を表した説明図を図５に示す。なお、図５では、上側に３周期分のパルス波形を示し、下側に第１回周期における電圧印加時の拡大波形を示す。
図５の上側に示すように、ヒータ制御に関するＰＷＭ制御の実行周期ＴＡは、隣接する開始時期どうしの時間間隔（例えば、第１回周期の開始時期ｔｓ１と第２回周期の開始時期ｔｓ２との時間間隔）に等しく、この実行周期ＴＡは、電圧印加実行時間Ｔｏｎと電圧印加停止時間Ｔｏｆｆとに分けることができる。
【００７４】
パルス波形のうち開始時刻ｔｓ１、ｔｓ２，ｔｓ３は、ＰＷＭ制御における１周期の開始時期であるとともにヒータへの電圧印加開始時期であり、ヒータ制御割り込み処理におけるＳ３３０の実行時期にそれぞれ相当している。そして、隣接する開始時刻どうしの時間間隔（換言すれば、ＰＷＭ制御の実行周期ＴＡ）は、Ｓ３１０で用いられる印加開始判定基準値により定められる。
【００７５】
また、図５の下側に示すように、電圧印加実行時間Ｔｏｎは、バッテリ電圧検出時期ｔＶｎを境界として複数の単位時間帯に分割することができ、隣接するバッテリ電圧検出時期ｔＶｎどうしの時間間隔は、ヒータ制御割り込み処理の実行周期ＴＢに相当する。
【００７６】
図４のフローチャートに戻り、次のＳ３４０では、ヒータ電圧印加開始判定カウンタをクリア（ゼロクリア）する。
また、Ｓ３１０で否定判定されてＳ３５０に移行すると、Ｓ３５０では、ヒータ電圧印加開始判定カウンタをインクリメント（１加算）する処理を実行する。
【００７７】
なお、前述したように、このヒータ制御割り込み処理は一定周期（実行周期ＴＢ）毎に実行されることから、Ｓ３１０での否定判定が繰り返される間は、Ｓ３５０でのヒータ電圧印加開始判定カウンタのインクリメント処理は一定周期（実行周期ＴＢ）毎に繰り返し実行される。そして、ＰＷＭ制御における１周期の開始時期（換言すれば、ヒータ電圧印加開始タイミング）になると、Ｓ３１０で肯定判定されて、ヒータ電圧印加開始判定カウンタがクリアされる（Ｓ３４０）。
【００７８】
このため、ＰＷＭ制御における制御周期（実行周期ＴＡ）に関して、今回周期のヒータ電圧印加開始時期から次回周期のヒータ電圧印加開始時期に至るまでの間においては、ヒータ電圧印加開始判定カウンタに基づいてヒータへの電圧印加開始時期からの概略経過時間を判定することができる。具体的には、ヒータ制御割り込み処理の実行周期ＴＢとヒータ電圧印加開始判定カウンタとを乗算して得られる値が、ヒータへの電圧印加開始時期からの概略経過時間に相当する。
【００７９】
次のＳ３６０では、ヒータ電圧印加制御中であるか否かを判定しており、肯定判定する場合にはＳ３７０に移行し、否定判定する場合には再びＳ３１０に移行する。なお、Ｓ３６０では、ヒータ制御フラグＦｈの状態（セット状態またはリセット状態）に基づき、ヒータ４への電圧印加制御中であるか否かを判定する。
【００８０】
Ｓ３６０で肯定判定されてＳ３７０に移行すると、Ｓ３７０では、バッテリ１９１から出力されるバッテリ電圧ＶＢを検出する処理を実行する。
具体的には、第３ＡＤ変換入力端子１０４に入力される分圧バッテリ電圧ＶＥのＡ／Ｄ変換値を取得し、分圧バッテリ電圧ＶＥと電圧検出回路１８０の抵抗分圧値とに基づいてバッテリ電圧ＶＢを算出することで、バッテリ電圧ＶＢの検出を行う。そして、検出したバッテリ電圧ＶＢの値をバッテリ電圧変数Ｖ（ｎ）に代入して保存する。
【００８１】
なお、バッテリ電圧変数Ｖ（ｎ）の引数ｎは、ＰＷＭ制御での今回の周期におけるバッテリ電圧の検出回数に応じて定められる値であり、本実施形態ではヒータ電圧印加開始判定カウンタの数値が設定される。例えば、第１回目のバッテリ電圧検出時期には、ヒータ電圧印加開始判定カウンタが１であることから引数ｎにはｎ＝１が設定され、第２回目のバッテリ電圧検出時期には、同様にして、引数ｎにはｎ＝２が設定される。
【００８２】
また、前述したように、このヒータ制御割り込み処理は一定周期毎に実行されていることから、Ｓ３１０での否定判定が繰り返されるとともにＳ３６０での肯定判定が繰り返される間は、Ｓ３７０でのバッテリ電圧の検出処理は、ヒータ制御割り込み処理の実行周期ＴＢに応じた一定周期毎に実行される。
【００８３】
次のＳ３８０では、実行周期ＴＢで繰り返し実行されるヒータ制御割り込み処理のうち、今回（例えば、第ｎ回目）に検出したバッテリ電圧ＶＢ（換言すれば、バッテリ電圧変数Ｖ（ｎ））に応じたヒータへの供給電力量を演算する処理を実行する。換言すれば、Ｓ３８０では、ヒータ４への通電時間帯（電圧印加時間帯）のうちバッテリ電圧ＶＢの検出時期を境界として分割される複数の単位時間帯のうち、第ｎ回目の単位時間帯においてヒータ４に供給された単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）を演算する処理を実行する。
【００８４】
なお、図５の下側に示す説明図のうち、時刻ｔＶ１，ｔＶ２，・・・，ｔＶｎがバッテリ電圧の検出時期に相当し、これらの検出時期を境界として分割される分割領域が単位時間帯に相当する。
【００８５】
本実施形態では、バッテリ電圧と単位時間供給電力量との相関関係を示すマップデータを用いて、バッテリ電圧変数Ｖ（ｎ）に応じた単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）を演算する処理を実行する。バッテリ電圧ＶＢと単位時間供給電力量との相関関係を示すマップデータは、シミュレーション値あるいは実測値などに基づき予め定められており、マイコン１０１の記憶部（ＲＯＭなど）に記憶されている。
【００８６】
なお、図５の下側に示す説明図のうち、時刻ｔＶ１，ｔＶ２，・・・，ｔＶｎで分割される各分割領域の面積が単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）に比例した値となる。
次のＳ３９０では、バッテリ電圧の前回検出時における供給電力残量変数ＳＷ（ｎ−１）と、バッテリ電圧の今回検出時における単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）とを比較して、供給電力残量変数ＳＷ（ｎ−１）が単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）よりも大きいか否かを判断しており、肯定判定する場合にはＳ４００に移行し、否定判定する場合にはＳ４１０に移行する。
【００８７】
なお、バッテリ電圧の前回検出時における供給電力残量変数ＳＷ（ｎ−１）は、前回のヒータ制御割り込み処理でのＳ４００において値が代入されている。また、バッテリ電圧の今回検出時における単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）は、今回のヒータ制御割り込み処理におけるＳ３８０で演算された値である。
【００８８】
Ｓ３９０で肯定判定されてＳ４００に移行すると、Ｓ４００では、前回検出時の供給電力残量変数ＳＷ（ｎ−１）から今回検出時の単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）を減算した値を、今回検出時の供給電力残量変数ＳＷ（ｎ）に代入する処理を実行する。
【００８９】
つまり、Ｓ４００では、このあとさらにヒータに対して供給するべき電力量の残量を演算するとともに、演算結果を今回検出時の供給電力残量変数ＳＷ（ｎ）に代入して保存する処理を行う。
【００９０】
また、Ｓ３９０で否定判定されてＳ４１０に移行すると、Ｓ４１０では、ヒータへの電圧印加制御を停止する処理を実行する。
具体的には、ＰＷＭ端子１０５からヒータ回路１３１に対してローレベルのパルス指令信号Ｓｈを出力することで、ヒータ回路１３１によるヒータ４への電圧印加を停止する処理を実行する。また、Ｓ４１０では、ヒータ制御フラグＦｈをリセット状態に設定する。
【００９１】
ここで、図５の上側に示すパルス波形のうち時刻ｔｅ１、ｔｅ２，ｔｅ３は、ヒータへの電圧印加停止時期であり、ヒータ制御割り込み処理におけるＳ４１０の実行時期にそれぞれ相当している。なお、電圧印加開始時期ｔｓ１と電圧印加停止時期ｔｅ１との時間差は、電圧印加実行時間Ｔｏｎであり、また、実行周期ＴＡのうち電圧印加実行時間Ｔｏｎの占める比率が、ＰＷＭ制御のＤｕｔｙ比率となる。
【００９２】
さらに、電圧印加実行時間Ｔｏｎは、ヒータへの供給済み電力量ΣＷｉ（＝Ｗ（１）＋Ｗ（２）＋・・・＋Ｗ（ｎ））に応じた値となる。なお、ヒータへの供給済み電力量ΣＷｉは、バッテリ電圧検出時期のうち第１回目から第ｎ回目までの単位時間供給電力量Ｗ（ｉ）（ｉ＝１〜ｎ）の総和である。
【００９３】
なお、図５の下側に示すように、電圧印加実行時間Ｔｏｎは、バッテリ電圧検出時期ｔＶｎを境界として複数の単位時間帯に分割することができ、各単位時間帯においてヒータに供給された単位時間供給電力量Ｗ（ｉ）（ｉ＝１〜ｎ）の総和が、電圧印加実行時間Ｔｏｎにおいてヒータに供給された供給電力量（ヒータへの供給済み電力量ΣＷｉ）に相当する。
【００９４】
図５に示すように、パルス波形の面積が供給電力量に応じた大きさとなることから、各単位時間帯における単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）は、単位時間帯の継続時間（換言すれば、実行周期ＴＢ）とヒータへの印加電圧に基づいて演算することができる。
【００９５】
図４のフローチャートに戻り、次のＳ４２０では、バッテリ電圧の今回検出時における単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）からバッテリ電圧の前回検出時における供給電力残量変数ＳＷ（ｎ−１）を減算した値を、過剰供給電力量ＡＷに代入する処理を実行する。
【００９６】
なお、供給電力残量変数ＳＷ（ｎ）は、初期値ＳＷ（０）（補正後目標電力量ＳＷ（０））が設定された後（Ｓ３２０）、バッテリ電圧ＶＢが検出される毎（Ｓ３７０）に、検出されたバッテリ電圧（バッテリ電圧変数Ｖ（ｎ））に基づき演算される単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）だけ減算される（Ｓ４００）。そして、Ｓ４００での減算処理は、前回検出時の供給電力残量変数ＳＷ（ｎ−１）が今回検出時の単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）以下になるまで（Ｓ３９０で否定判定されるまで）繰り返し実行される。
【００９７】
そして、Ｓ３４０、Ｓ４００、Ｓ４２０の処理が終了するか、Ｓ３６０で否定判定されると、ヒータ制御割り込み処理が終了する。さらに、ヒータ制御割り込み処理は、上述したように、一定周期（実行周期）毎に繰り返し実行される。
【００９８】
ここで、過剰供給電力量ＡＷについて説明する。
図６に、ＰＷＭ制御における第１回周期から第３回周期までにおける、供給済み電力量ΣＷｉ、補正後目標電力量ＳＷ（０）、過剰供給電力量ＡＷ、基本目標電力量Ｗの相関関係を表した説明図を示す。
【００９９】
まず、第１回周期は、初回のヒータ制御であり、前回周期での過剰供給電力量ＡＷとして初期値（０［Ｗ］）が設定されることから（Ｓ１１０）、補正後目標電力量ＳＷ（０）として基本目標電力量Ｗに等しい値が設定される。
【０１００】
そして、第１回周期においてヒータに供給される供給済み電力量ΣＷｉ（＝Ｗ（１）＋Ｗ（２）＋・・・＋Ｗ（ｎ））は、バッテリ電圧検出時期（図５での時刻ｔＶｎ）毎に積算されていき、供給済み電力量ΣＷｉが補正後目標電力量ＳＷ（０）以上になると、第１回周期でヒータへ供給すべき電力の供給が完了して、ヒータへの電圧印加が停止される。
【０１０１】
つまり、供給済み電力量ΣＷｉが補正後目標電力量ＳＷ（０）以上になるときには、供給電力残量変数ＳＷ（ｎ−１）が単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）以下となり、Ｓ３９０で否定判定されて、ヒータへの電圧印加が停止される（Ｓ４１０）。
【０１０２】
ここで、「バッテリ電圧検出時期のうち第１回目から第ｎ回目までにおけるヒータへの供給済み電力量ΣＷｉ（＝Ｗ（１）＋Ｗ（２）＋・・・＋Ｗ（ｎ））」は、実際にヒータに供給された電力量であり、この値から補正後目標電力量ＳＷ（０）を差し引いた値は、目標値を超えてヒータに供給された電力量（過剰供給電力量ＡＷ）に相当する。なお、図６では、第１回周期における過剰供給電力量ＡＷを「ＡＷ１」として、第２回周期における過剰供給電力量ＡＷを「ＡＷ２」として、第３回周期における過剰供給電力量ＡＷを「ＡＷ３」として表している。
【０１０３】
また、図６の第１回周期に示すように、「バッテリ電圧検出時期のうち第１回目から第ｎ−１回目までにおけるヒータへの供給済み電力量ΣＷｉ（＝Ｗ（１）＋Ｗ（２）＋・・・＋Ｗ（ｎ−１））」と「前回検出時の供給電力残量変数ＳＷ（ｎ−１）」との合計値は、「補正後目標電力量ＳＷ（０）」に等しくなる。
【０１０４】
さらに、図６に示すように、バッテリ電圧検出時期のうち今回検出時の単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）から前回検出時の供給電力残量変数ＳＷ（ｎ−１）を減算して得られる値は、補正後目標電力量ＳＷ（０）を超えてヒータに供給された電力量（過剰供給電力量ＡＷ）に相当する。
【０１０５】
これらのことから、Ｓ４２０において今回検出時の単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）から前回検出時の供給電力残量変数ＳＷ（ｎ−１）を減算して得られる値は、ＰＷＭ制御の今回周期において、「供給電力残量変数ＳＷ（ｎ）の初期値ＳＷ（０）」から「供給済み電力量ΣＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）」を減算して得られる過剰供給電力量ＡＷに等しくなる。
【０１０６】
なお、Ｓ４２０での過剰供給電力量ＡＷの演算方法としては、上記方法の他に、例えば、「バッテリ電圧検出時期のうち第１回目から第ｎ回目までにおけるヒータへの供給済み電力量ΣＷｉ」を算出して、供給済み電力量ΣＷｉから補正後目標電力量ＳＷ（０）を減算する方法を採ることも可能である。
【０１０７】
ところで、各単位時間帯における単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）は、単位時間帯の継続時間（換言すれば、実行周期ＴＢ）とヒータへの印加電圧に基づいて演算できるが、このうち、単位時間帯の継続時間は、ヒータ制御割り込み処理の実行周期ＴＢに相当しており一定値であるが、ヒータへの印加電圧は、ノイズなどの要因によって変動する場合がある。
【０１０８】
これに対して、本実施形態では、ヒータ制御割り込み処理のＳ３８０において、検出したバッテリ電圧ＶＢを用いて単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）を演算することから、ヒータへの印加電圧（換言すれば、バッテリ電圧ＶＢ）が変動した場合であっても、変動する電圧値に応じて単位時間帯にヒータ４へ供給された電力量を検出できる。
【０１０９】
よって、本実施形態のガス検出装置１５０によれば、ヒータ４への通電開始後にバッテリ電圧ＶＢが変動した場合でも、ヒータ４への供給電力量に誤差が生じ難く、ヒータ４によるガスセンサ素子（Ｇ素子２、Ｄ素子３）の温度制御においてガスセンサ素子の温度が目標温度から離れるのを抑制できる。このため、ガス検出装置１５０は、ガスセンサ素子の温度制御における制御精度を向上できることから、温度変動によるガスセンサ素子の活性化状態の変化を抑制でき、ガス検出精度の低下を抑制することができる。
【０１１０】
次に、ＰＷＭ制御での制御周期で過剰供給電力量ＡＷが生じた場合に、ＰＷＭ制御における次回周期での目標電力量の補正について説明する。
まず、Ｓ３９０で否定判定される場合において、供給済み電力量ΣＷｉが補正後目標電力量ＳＷ（０）に一致する場合には、ヒータへの供給電力量が目標値と等しい値に制御されたことになるが、供給済み電力量ΣＷｉが補正後目標電力量ＳＷ（０）よりも大きくなる場合には、ヒータへの供給電力量が目標値よりも過剰に供給されたことになる。このような場合においては、ヒータに供給された供給済み電力量ΣＷｉから補正後目標電力量ＳＷ（０）を差し引いた値が過剰供給電力量ＡＷとなる。なお、上述したように、図６では、第１回周期における過剰供給電力量をＡＷ１として表している。
【０１１１】
このような過剰な電力供給が生じる場合には、ヒータへの供給電力量が目標値から逸脱することになるが、前回周期の過剰供給電力量ＡＷを用いて次回周期での目標電力量を補正することで、ヒータへの供給電力量が目標値から逸脱するのを抑制することができる。
【０１１２】
例えば、図６に示すように、第２回周期における目標電力量の補正に関しては、基本目標電力量Ｗから第１回周期の過剰供給電力量ＡＷ１を減算した値（＝Ｗ−ＡＷ１）を演算して、演算結果を第２回周期における補正後目標電力量ＳＷ（０）として設定する（Ｓ３２０）。同様に、第３回周期における目標電力量の補正に関しては、基本目標電力量Ｗから第２回周期の過剰供給電力量ＡＷ２を減算した値（＝Ｗ−ＡＷ２）を演算して、演算結果を第３回周期における補正後目標電力量ＳＷ（０）として設定する（Ｓ３２０）。
【０１１３】
本実施形態のガス検出装置は、このようにして目標電力量を補正することで、ある周期において供給済み電力量ΣＷｉが補正後目標電力量ＳＷ（０）を超えてしまい過剰供給電力量ＡＷが生じても、次回周期での目標電力量を過剰供給電力量ＡＷを用いて補正できるため、１周期あたりの供給電力量の平均値を基本目標電力量Ｗに近づけることができる。これにより、本実施形態のガス検出装置は、ヒータへの供給電力量が目標値から逸脱するのを抑制することができる。
【０１１４】
次に、本実施形態のガス検出装置１５０を用いて、バッテリ電圧の変動が生じた場合のヒータ制御精度（換言すれば、ガスセンサ素子の温度制御精度）への影響を評価した実験結果について説明する。
【０１１５】
実験は、測定対象ガスにおける特定ガス濃度を一定に維持した条件下で、バッテリ電圧ＶＢを変動させた場合に、ガスセンサ素子の抵抗値が変化するか否かを判定することで、評価を行った。
【０１１６】
実験では、電源装置１９１（定格出力１２［Ｖ］）の出力電圧（バッテリ電圧ＶＢ）を方形波（パルス波）とすることで、バッテリ電圧ＶＢを強制的に変動させた。このときの方形波は、電圧値をローレベル電圧（１０．５［Ｖ］）とハイレベル電圧（１３．５［Ｖ］）とに交互に切り替えることで発生させたものであり、さらに、切替周期を１［Ｈｚ］〜１００［Ｈｚ］の間で変動させて発生させた波形である。なお、方形波は、３００秒にわたり発生させた。
【０１１７】
また、比較例として、従来構成のガス検出装置を用いて実験を実施しており、従来構成では、ヒータ制御におけるバッテリ電圧の検出タイミングがＰＷＭ制御の３周期に１回の割合となるように設定されている。また、比較例における電源装置（定格出力１２［Ｖ］）の出力電圧（バッテリ電圧ＶＢ）は、本実施形態のガス検出装置１５０と同様の条件で強制的に変動させた。
【０１１８】
図７に従来構成のガス検出装置における実験結果を示し、図８に本実施形態のガス検出装置１５０における実験結果を示す。
なお、図７および図８では、Ｇ素子２の抵抗値（Ｇ素子信号）およびＤ素子３の抵抗値（Ｄ素子信号）に相当する信号を、マイコン内センサ信号として表している。
【０１１９】
また、両構成のガス検出装置でのガス検知判定処理は、上述したように、特開２００５−３０８４５１号公報にて開示された処理にて実行している。
図７に示すように、従来構成のガス検出装置においては、測定対象ガスにおける特定ガス濃度が一定であるにもかかわらず、Ｇ素子信号およびＤ素子信号はいずれも変動しており、Ｇ素子信号およびＤ素子信号に基づき判断される特定ガス濃度の判定値（図７では出力レベルとして記載）が変動していることが判る。
【０１２０】
つまり、従来構成のガス検出装置においては、バッテリ電圧ＶＢが短期間の繰り返し変動を生じた場合には、ヒータ制御が不安定となりガスセンサ素子の温度が変動してしまい、特定ガス濃度が変化していないにも拘わらず、センサ検出信号（本実施形態では、センサ素子の抵抗値に応じた信号）が変動してしまい、特定ガス濃度の判定精度が低下することがわかる。
【０１２１】
これに対して、本実施形態のガス検出装置１５０は、図８に示すように、バッテリ電圧ＶＢが短期間の繰り返し変動を生じた場合であっても、Ｇ素子信号およびＤ素子信号はいずれもほぼ一定値を示している。このため、ガス検出装置１５０においては、バッテリ電圧ＶＢが変動した場合であっても、Ｇ素子信号およびＤ素子信号に基づき判断される特定ガス濃度の判定結果は変化していない（図示省略）。
【０１２２】
以上説明したように、本実施形態のガス検出装置１５０は、ＰＷＭ制御の１周期のうちヒータへの通電時間帯（電圧印加実行時間Ｔｏｎ）において、複数回にわたりバッテリ電圧ＶＢを検出し、検出したバッテリ電圧ＶＢに基づいてヒータ４に供給した供給済み電力量ΣＷｉを演算している。このため、ガス検出装置１５０は、ヒータ４への電圧印加中にバッテリ電圧ＶＢが変動した場合でも、実際にヒータ４へ供給した供給済み電力量ΣＷｉを変動するバッテリ電圧ＶＢに基づいて判定可能に構成されている。
【０１２３】
つまり、ガス検出装置１５０は、ヒータ４への通電開始後にバッテリ電圧ＶＢが変動した場合でも、ヒータ４に対して実際に供給された電力量を判定できることから、ヒータ４への供給電力量を精度良く目標電力量に近づけることができる。このため、ガス検出装置１５０は、ヒータ４への供給電力量の誤差を小さくできることから、ヒータ４によるガスセンサ素子（Ｇ素子２、Ｄ素子３）の温度制御における制御精度を向上でき、ガスセンサ素子の温度制御が良好となる。
【０１２４】
このことから、ガス検出装置１５０は、温度変動によるガスセンサ素子の活性化状態の変化を抑制でき、特定ガス濃度が一定であるにもかかわらずセンサ抵抗値が変動するなどの現象が発生するのを防止できる。
【０１２５】
よって、ガス検出装置１５０は、ヒータ４への通電開始後にバッテリ電圧ＶＢが変動した場合でも、ヒータ４への供給電力量に誤差が生じ難く、ヒータ４によるガスセンサ素子の温度制御における制御精度を向上できることから、温度変動によるガスセンサ素子の活性化状態の変化を抑制でき、ガス検出精度の低下を抑制することができる。
【０１２６】
なお、ガス検出装置１５０は、ヒータ制御割り込み処理を実行することで、ヒータ４への通電時間帯のうちバッテリ電圧ＶＢの検出時期を境界として分割される単位時間帯毎に、ヒータ４に供給された単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）を演算している（Ｓ３８０）。
【０１２７】
また、ヒータ制御割り込み処理では、バッテリ電圧ＶＢが検出されると（Ｓ３７０）、当該検出時期を終期とする単位時間帯における単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）が供給電力残量変数ＳＷ（ｎ−１）よりも小さいか否かを判定する（Ｓ３９０）。
【０１２８】
そして、Ｓ３９０において肯定判定された場合（単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）が供給電力残量変数ＳＷ（ｎ−１）よりも小さい場合）には、Ｓ４００において、供給電力残量変数ＳＷ（ｎ−１）から単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）を減算した値を供給電力残量変数ＳＷ（ｎ）に再設定する。また、Ｓ３９０において否定判定された場合（単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）が供給電力残量変数ＳＷ（ｎ−１）以上である場合）には、供給済み電力量が目標電力量以上に到達したと判定して、Ｓ４１０にて、ヒータへの通電を停止する。
【０１２９】
なお、供給電力残量変数ＳＷ（ｎ）は、ＰＷＭ制御の１周期毎に、ヒータ４への通電開始前において、Ｓ３２０での処理により初期値ＳＷ（０）が設定される。この初期値ＳＷ（０）は、目標電力量であって、ガス検出素子を活性化温度まで加熱するにあたり、ＰＷＭ制御の１周期においてヒータ４へ供給すべき電力量である。
【０１３０】
つまり、ガス検出装置１５０は、ＰＷＭ制御の１周期でヒータへ供給すべき電力量を供給電力残量変数ＳＷ（ｎ）の初期値ＳＷ（０）として設定し、バッテリ電圧ＶＢが検出される毎に供給電力残量変数ＳＷ（ｎ−１）から単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）を減算していき、単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）が供給電力残量変数ＳＷ（ｎ−１）以上になると、ヒータ４への通電を停止する構成である。
【０１３１】
なお、単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）は、ヒータ４への通電時間帯（電圧印加実行時間Ｔｏｎ）のうちバッテリ電圧ＶＢの検出時期を境界として分割される単位時間帯において、実際にヒータに供給された電力量であることから、ヒータ４への通電開始後にバッテリ電圧ＶＢが変動した場合でも、ヒータ４に対して実際に供給された電力量に応じた値となる。
【０１３２】
また、ガス検出装置１５０は、単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）が供給電力残量変数ＳＷ（ｎ−１）以上になると、Ｓ３９０において否定判定されて、ヒータへの通電を停止するが、このときの単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）と供給電力残量変数ＳＷ（ｎ−１）との差分値は、実際にヒータ４へ供給した供給済み電力量ΣＷｉのうち補正後目標電力量ＳＷ（０）を超過した過剰供給電力量ＡＷに相当する。
【０１３３】
このため、Ｓ３９０において否定判定された場合に、Ｓ４２０において、単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）から供給電力残量変数ＳＷ（ｎ−１）の値を差し引いた値を過剰供給電力量ＡＷとして演算することで、実際にヒータ４へ供給した供給済み電力量ΣＷｉのうち補正後目標電力量ＳＷ（０）を超過した過剰供給電力量ＡＷを得ることができる。
【０１３４】
そして、ヒータ制御割り込み処理では、前回周期の過剰供給電力量ＡＷを用いて演算された補正後目標電力量ＳＷ（０）を用いてヒータ４への供給電力量を制御する。
これにより、ガス検出装置１５０は、前回周期および今回周期での供給電力量の平均値を基本目標電力量Ｗに近づけることができ、ヒータ４への供給電力量の誤差をより一層小さくすることができる。
【０１３５】
よって、ガス検出装置１５０によれば、実際にヒータ４へ供給した電力量が目標電力量を上回って過剰供給電力量ＡＷが生じた場合であっても、複数の周期における平均値としての供給電力量の誤差をより一層小さくすることができ、ガスセンサ素子の温度制御における制御精度をさらに向上できる。
【０１３６】
なお、本実施形態においては、Ｇ素子２およびＤ素子３が特許請求の範囲に記載のガスセンサ素子に相当し、Ｓ１４０を実行するマイコン１０１がガス検知判定手段に相当している。
【０１３７】
また、ヒータ制御割り込み処理を実行するマイコン１０１が供給電力制御手段に相当し、バッテリ電圧ＶＢが電源出力電圧に相当し、Ｓ３７０を実行するマイコン１０１および電圧検出回路１８０が電源出力電圧検出手段に相当し、Ｓ３８０およびＳ４００を実行するマイコン１０１が供給済み電力演算手段に相当している。
【０１３８】
さらに、Ｓ４２０を実行するマイコン１０１が過剰供給電力量演算手段に相当し、Ｓ３２０を実行するマイコン１０１が補正後目標電力量演算手段に相当し、Ｓ３８０を実行するマイコン１０１が単位供給電力量演算手段に相当している。
【０１３９】
また、Ｓ３２０を実行するマイコン１０１が供給電力残量変数初期設定手段と、Ｓ３９０を実行するマイコン１０１が変数判定手段に相当し、Ｓ４００を実行するマイコン１０１が供給電力残量変数再設定手段に相当し、Ｓ４１０を実行するマイコン１０１がヒータ通電停止手段に相当している。
【０１４０】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。
例えば、上記の実施形態では、ヒータ制御割り込み処理の実行周期ＴＢが「ＰＷＭ制御における１周期の１／１２８」に設定されているが、実行周期ＴＢは、上記数値に限定されることはなく、バッテリ電圧の変動が生じた場合でもヒータへの供給電力量を適切に目標値に制御できる範囲内で設定すればよい。例えば、実行周期ＴＢを「ＰＷＭ制御における１周期の１／１００」以下に設定することで、バッテリ電圧の変動を適切に検出でき、バッテリ電圧の変動に応じてヒータへの供給電力量を適切に制御することができる。
【０１４１】
また、ヒータへの供給電力量、ヒータへの印加電圧、電源装置の定格出力電圧などは、上記実施形態の数値に限られることはなく、用途などに応じて他の数値を設定することも可能である。
【０１４２】
さらに、ヒータへの供給電力量（基本目標電力量Ｗ）は、一定値に限られることはなく、外部条件（周囲温度など）の変化に応じて設定される可変値としてもよい。
また、ガス検出装置の用途は、車両用外気導入制御システムに限られることはなく、他の用途（例えば、排気ガス制御、空燃比制御など）に用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１４３】
【図１】ガス検出装置に備えられる一体型ガスセンサ素子の概略構成図である。
【図２】ガス検出装置を備える車両用外気導入制御システムの構成を表す構成図である。
【図３】通常ルーチン処理の処理内容を表すフローチャートである。
【図４】ヒータ制御割り込み処理の処理内容を表すフローチャートである。
【図５】ヒータへの印加電圧波形を表した説明図であって、上側が３周期分のパルス波形であり、下側が第１回周期における電圧印加時の拡大波形である。
【図６】ＰＷＭ制御における第１回周期から第３回周期までにおける、供給済み電力量ΣＷｉ、補正後目標電力量ＳＷ（０）、過剰供給電力量ＡＷ、基本目標電力量Ｗの相関関係を表した説明図である。
【図７】従来構成のガス検出装置における実験結果である。
【図８】本実施形態のガス検出装置における実験結果である。
【符号の説明】
【０１４４】
１…セラミック基板、２…還元性ガス用ガスセンサ素子（Ｇ素子）、３…酸化性ガス用ガスセンサ素子（Ｄ素子）、４…ヒータ、１０…一体型ガスセンサ素子、１００…車両用外気導入制御システム、１０１…マイクロコンピュータ（マイコン）、１１０…Ｇ素子回路、１２０…Ｄ素子回路、１３１…ヒータ回路、１３２…スイッチング回路、１４０…レギュレータ回路、１５０…ガス検出装置、１６０…電子制御アセンブリ、１７４…外気導入用フラップ、１８０…電圧検出回路、１９１…電源装置（バッテリ）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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と、電源装置から供給される電力により発熱してガスセンサ素子を加熱するヒータと、センサ抵抗値に基づき測定対象ガスにおける特定ガスの濃度変化を判定するガス検知判定手段と、を有するガス検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、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と、電源装置から供給される電力により発熱してガスセンサ素子を加熱するヒータと、センサ抵抗値に基づき測定対象ガスにおける特定ガスの濃度変化を判定するガス検知判定手段と、を有するガス検出装置が知られている。
【０００３】
そして、このようなガス検出装置としては、たとえば、電源装置（バッテリ）からヒータへの印加電圧をＰＷＭ制御（Pulse Width Modulation control）して、ヒータへの供給電力量を目標電力量に設定することで、ガスセンサ素子を目標温度（活性化温度）まで加熱する構成のガス検出装置が提案されている（特許文献１）。
【０００４】
なお、ガス検出装置においては、電源装置から出力される電源出力電圧値が一定値であることを前提としてＰＷＭ制御を行い、ヒータへの供給電力量が目標電力量となるようにＤｕｔｙ比率を制御するものがある。しかし、このような構成のガス検出装置においては、電源出力電圧が変動した場合には、ヒータへの供給電力量に誤差が生じてしまい、実際のヒータへの供給電力量が目標電力量とは異なる値となることがある。
【０００５】
これに対して、特許文献１に記載のガス検出装置では、電源出力電圧を検出して、電源出力電圧の変動に応じてＰＷＭ制御におけるＤｕｔｙ比率を制御することにより、電源出力電圧が変動した場合であっても、ヒータへの供給電力量に誤差が生じるのを抑制するように構成されている。
【特許文献１】特開２００２−１５６３５０号公報（請求項８など）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来のガス検出装置においては、電源出力電圧の変動に応じてＤｕｔｙ比率を制御する構成ではあるものの、電源出力電圧の検出時期がヒータへの通電開始前であることから、ヒータへの通電を開始した後に電源出力電圧が変動した場合には、ヒータへの供給電力量に誤差が生じる虞がある。
【０００７】
つまり、上記従来のガス検出装置は、ヒータへの通電開始前に検出した電源出力電圧値に基づいてＰＷＭ制御のＤｕｔｙ比率を設定し、ヒータへの供給電力量を目標電力量に制御する構成（処理）である。そして、ヒータへの通電開始後に電源出力電圧が変動した場合、Ｄｕｔｙ比率は変動前の電源出力電圧に基づいて定められた値であり、変動後の電源出力電圧に基づいて定められた値ではないため、ヒータへの供給電力量が目標電力量から離れてしまい、ヒータへの供給電力量に誤差が生じてしまう。
【０００８】
なお、上記従来のガス検出装置では、ＰＷＭの１周期毎であってヒータへの通電開始前に電源出力電圧の検出を行うものであるが、電源出力電圧の検出をＰＷＭの複数周期（例えば、３周期）毎に実施して、上記の処理を簡易的に行うこともできる。しかし、この場合には、より電源出力電圧の変動が生じ易くなるため、ヒータへの供給電力量に誤差が生じ易い傾向となる。
【０００９】
このようにヒータへの供給電力量が目標電力量とは異なる値になると、ガスセンサ素子の温度が目標温度（活性化温度）から離れてしまい、ガスセンサ素子の活性化状態に変化が生じることになる。これにより、特定ガスの濃度とセンサ抵抗値との相関関係にも変化が生じてしまい、特定ガス濃度が一定であるにもかかわらずセンサ抵抗値が変動するなどの現象が発生して、ガス検出精度が低下する虞がある。
【００１０】
そこで、本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、ヒータへの通電開始後に電源出力電圧が変動した場合であっても、ヒータへの供給電力量に誤差が生じ難く、ガス検出精度の低下を抑制できるガス検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、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と、電源装置からの電力供給により発熱してガスセンサ素子を加熱するヒータと、センサ抵抗値の変化に基づき測定対象ガスにおける特定ガスの濃度変化を判定するガス検知判定手段と、を有するガス検出装置であって、ヒータへの印加電圧のＰＷＭ制御により電源装置からヒータへの供給電力量を制御する供給電力制御手段と、ＰＷＭ制御の１周期のうちヒータへの通電時間帯において、電源装置から出力される電源出力電圧を複数回にわたり検出する電源出力電圧検出手段と、ＰＷＭ制御の１周期毎に、ヒータへの通電開始後にヒータに供給された供給済み電力量を、電源出力電圧検出手段により検出された電源出力電圧に基づいて演算する供給済み電力演算手段と、を備えており、供給電力制御手段は、ガスセンサ素子を活性化温度に加熱するための目標電力量をヒータに対して供給するにあたり、ＰＷＭ制御の１周期毎に、ヒータへの通電開始後、供給済み電力演算手段により演算される供給済み電力量が目標電力量以上であるか否かを判断し、供給済み電力量が目標電力量以上になると、ヒータへの通電を停止すること、を特徴とするガス検出装置である。
【００１２】
このガス検出装置は、ＰＷＭ制御の１周期のうちヒータへの通電時間帯において、複数回にわたり電源出力電圧を検出し、検出した電源出力電圧に基づいてヒータに供給した供給済み電力量を演算する構成を有する。このため、このガス検出装置は、ヒータへの電圧印加中に電源出力電圧が変動した場合でも、実際にヒータへ供給した供給済み電力量を、変動する電源出力電圧に基づいて精度良く演算することができる。
【００１３】
そして、このガス検出装置は、ヒータへの通電開始後に電源出力電圧が変動した場合でも、上記したようにヒータに対して実際に供給された供給済み電力量を演算できることから、この供給済み電力量が目標電力量以上になったときにヒータへの通電を停止することで、ヒータへの供給電力量を精度良く目標電力量に近づけられ、ヒータへの供給電力量の誤差を小さくすることができる。この結果、ヒータによるガスセンサ素子の温度制御における制御精度が向上し、温度変動によるガスセンサ素子の活性化状態の変化を抑制でき、特定ガス濃度が一定であるにもかかわらずセンサ抵抗値が変動するなどの現象が発生するのを防止できることから、ガス検出精度が低下するのを抑制できる。
【００１４】
よって、本発明によれば、ヒータへの通電開始後に電源出力電圧が変動した場合でも、ヒータへの供給電力量に誤差が生じ難く、ヒータによるガスセンサ素子の温度制御における制御精度を向上できることから、ガス検出精度の低下を抑制することができる。
【００１５】
なお、供給電力制御手段で用いる目標電力量は、ガス検出素子を活性化温度まで加熱するためにヒータへ供給すべき電力量である。そして、この目標電力量は、ガス検出素子の活性化温度およびヒータの電気抵抗値などの構成部品条件に基づき予め定められた固定値としてもよく、あるいは、構成部品条件を基本として外気温などの変動条件を考慮して定められる変動値としてもよい。
【００１６】
次に、上述のガス検出装置においては、請求項２に記載のように、ＰＷＭ制御の１周期毎に、ヒータへの通電開始時期から通電停止時期までの供給済み電力量から当該周期の目標電力量を減算した過剰供給電力量を演算する過剰供給電力量演算手段と、予め定められた基本目標電力量から前回周期の過剰供給電力量を差し引いた補正後目標電力量を目標電力量として演算する補正後目標電力量演算手段と、を備え、供給電力制御手段は、ヒータへの通電開始後、供給済み電力演算手段により演算される供給済み電力量と、補正後目標電力量演算手段により演算された補正後目標電力量とを比較し、供給済み電力量が補正後目標電力量以上になると、ヒータへの通電を停止するように、構成することができる。
【００１７】
このガス検出装置においては、ＰＷＭ制御の１周期毎に、実際にヒータへ供給した供給済み電力量（ヒータへの通電開始時期から通電停止時期までの供給済み電力量）のうち当該周期の目標電力量を差し引いた過剰供給電力量を演算し、基本目標電力量から過剰供給電力量を差し引いた補正後目標電力量を新たな目標電力量として演算する。
【００１８】
そして、供給電力制御手段は、ヒータへの通電開始後、供給済み電力演算手段により演算される供給済み電力量が前回周期の過剰供給電力量を用いて演算された補正後目標電力量以上になると、ヒータへの通電を停止する。つまり、供給電力制御手段は、ＰＷＭ制御の１周期でヒータに供給する目標電力量として、補正後目標電力量演算手段で演算された補正後目標電力量を用いる。
【００１９】
すなわち、このガス検出装置は、ある周期において、実際にヒータへ供給した電力量が目標電力量を上回って過剰供給電力量が生じた場合でも、その次の周期において補正後目標電力量（過剰供給電力量を考慮して定められる電力量）を用いてヒータ制御を行う。
【００２０】
これにより、このように構成されたガス検出装置は、今回周期でのヒータへの供給電力量を前回周期での過剰供給電力量に相当する分だけ低減でき、前回周期および今回周期での供給電力量の平均値を基本目標電力量に近づけることができ、ヒータへの供給電力量の誤差をより一層小さくすることができる。
【００２１】
よって、本発明によれば、実際にヒータへ供給した電力量が基本目標電力量を上回って過剰供給電力量が生じた場合であっても、複数の周期における平均値としての供給電力量の誤差をより一層小さくすることができ、ガスセンサ素子の温度制御における制御精度をさらに向上できる。
【００２２】
なお、基本目標電力量は、ガス検出素子を活性化温度まで加熱するにあたりヒータへ供給すべき電力量であって、ガス検出素子の活性化温度およびヒータの電気抵抗値などの構成部品条件に基づき予め定めておくことができる。
【００２３】
次に、上述のガス検出装置においては、請求項３に記載のように、供給済み電力演算手段は、ヒータへの通電時間帯のうち、電源出力電圧検出手段による電源出力電圧の検出時期を境界として分割される単位時間帯毎に、当該単位時間帯においてヒータに供給された単位時間供給電力量を演算する単位供給電力量演算手段を備えており、供給電力制御手段は、ＰＷＭ制御の１周期毎に、ヒータへの通電開始前において、当該周期でヒータに供給すべき電力量の残量を表す供給電力残量変数の初期値として目標電力量を設定する供給電力残量変数初期設定手段と、ヒータへの通電開始後、電源出力電圧検出手段により電源出力電圧が検出されると、当該電圧検出時期を終期とする単位時間帯における単位時間供給電力量と、当該電圧検出時期に設定されている供給電力残量変数とを比較し、単位時間供給電力量が供給電力残量変数よりも小さいか否かを判定する変数判定手段と、変数判定手段において肯定判定された場合に、供給電力残量変数から単位時間供給電力量を減算した値を供給電力残量変数に再設定する供給電力残量変数再設定手段と、変数判定手段において否定判定された場合に、供給済み電力量が目標電力量以上であると判定して、ヒータへの通電を停止するヒータ通電停止手段と、を備えるように構成することができる。
【００２４】
このガス検出装置は、ヒータへの通電時間帯のうち電源出力電圧の検出時期を境界として分割される単位時間帯毎に、ヒータに供給された単位時間供給電力量を演算しており、電源出力電圧が検出されると、当該検出時期を終期とする単位時間帯における単位時間供給電力量が供給電力残量変数よりも小さいか否かを判定する。
【００２５】
そして、変数判定手段において肯定判定された場合（単位時間供給電力量が供給電力残量変数よりも小さい場合）には、供給電力残量変数再設定手段が、供給電力残量変数から単位時間供給電力量を減算した値を供給電力残量変数に再設定する。また、変数判定手段において否定判定された場合（単位時間供給電力量が供給電力残量変数以上である場合）には、ヒータ通電停止手段にて、供給済み電力量が目標電力量以上に到達したと判定して、ヒータへの通電を停止する。
【００２６】
なお、供給電力残量変数は、ＰＷＭ制御の１周期毎に、ヒータへの通電開始前において、供給電力残量変数初期設定手段により初期値が設定される。この初期値は、目標電力量であって、ガス検出素子を活性化温度まで加熱するにあたり、ＰＷＭ制御の１周期においてヒータへ供給すべき電力量である。
【００２７】
つまり、このガス検出装置は、ＰＷＭ制御の１周期でヒータへ供給すべき電力量を供給電力残量変数の初期値として設定し、電源出力電圧が検出される毎に供給電力残量変数から単位時間供給電力量を減算していき、単位時間供給電力量が供給電力残量変数以上になると、ヒータへの通電を停止する構成である。
【００２８】
換言すれば、このガス検出装置は、ヒータへの通電開始後、単位時間供給電力量の積算値が供給電力残量変数の初期値以上になると、ヒータへの通電を停止する構成であり、このようにして供給電力量を制御することで、ガス検出素子を活性化温度まで加熱するために必要な電力量をヒータへの供給することができる。
【００２９】
そして、単位時間供給電力量は、ヒータへの通電時間帯のうち電源出力電圧の検出時期を境界として分割される単位時間帯において、実際にヒータに供給された電力量であることから、ヒータへの通電開始後に電源出力電圧が変動した場合でも、ヒータに対して実際に供給された電力量に応じた値となる。
【００３０】
つまり、このガス検出装置は、ヒータへの通電開始後に電源出力電圧が変動した場合でも、ヒータに対して実際に供給された電力量を判定できることから、ヒータへの供給電力量を精度良く目標電力量に制御できると共にヒータへの供給電力量の誤差を小さくすることができ、ヒータによるガスセンサ素子の温度制御における制御精度を向上できる。
【００３１】
なお、供給電力残量変数は、当該周期でヒータに対して供給すべき電力量の残量を表す変数として利用することもできる。
次に、上述のうち過剰供給電力量演算手段および補正後目標電力量演算手段を備えるガス検出装置においては、請求項４に記載のように、供給済み電力演算手段は、ヒータへの通電時間帯のうち、電源出力電圧検出手段による電源出力電圧の検出時期を境界として分割される単位時間帯毎に、当該単位時間帯においてヒータに供給された単位時間供給電力量を演算する単位供給電力量演算手段を備えており、供給電力制御手段は、ＰＷＭ制御の１周期毎に、ヒータへの通電開始前において、当該周期でヒータに供給すべき電力量の残量を表す供給電力残量変数の初期値として目標電力量を設定する供給電力残量変数初期設定手段と、ヒータへの通電開始後、電源出力電圧検出手段により電源出力電圧が検出されると、当該電圧検出時期を終期とする単位時間帯における単位時間供給電力量と、当該電圧検出時期に設定されている供給電力残量変数とを比較し、単位時間供給電力量が供給電力残量変数よりも小さいか否かを判定する変数判定手段と、変数判定手段において肯定判定された場合に、供給電力残量変数から単位時間供給電力量を減算した値を供給電力残量変数に再設定する供給電力残量変数再設定手段と、変数判定手段において否定判定された場合に、供給済み電力量が目標電力量以上であると判定して、ヒータへの通電を停止するヒータ通電停止手段と、を備え、過剰供給電力量演算手段は、変数判定手段において否定判定された場合に、単位時間供給電力量から供給電力残量変数の値を差し引いた値を過剰供給電力量として演算するように、構成することができる。
【００３２】
このガス検出装置は、単位時間供給電力量が逐次減ぜられる供給電力残量変数以上になると、変数判定手段において否定判定されて、ヒータへの通電を停止する。このとき（変数判定手段において否定判定される時）の単位時間供給電力量と供給電力残量変数との差分値は、実際にヒータへ供給した電力量のうち目標電力量（または補正後目標電力量）を超過した電力量（過剰供給電力量）に相当する。
【００３３】
このため、変数判定手段において否定判定された場合に、過剰供給電力量演算手段が、単位時間供給電力量から供給電力残量変数の値を差し引いた値を過剰供給電力量として演算することで、実際にヒータへ供給した電力量のうち目標電力量（または補正後目標電力量）を超過した電力量（過剰供給電力量）を得ることができる。
【００３４】
そして、供給電力制御手段は、前回周期の過剰供給電力量を用いて演算された新たな目標電力としての補正後目標電力量を用いてヒータへの供給電力量を制御する。
これにより、このガス検出装置は、前回周期および今回周期での供給電力量の平均値を基本目標電力量に近づけることができ、ヒータへの供給電力量の誤差をより一層小さくすることができる。
【００３５】
よって、本発明によれば、実際にヒータへ供給した電力量が基本目標電力量を上回って過剰供給電力量が生じた場合であっても、複数の周期における平均値としての供給電力量の誤差をより一層小さくすることができ、ガスセンサ素子の温度制御における制御精度をさらに向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本発明の実施形態として、本発明が適用されたガス検出装置を備える車両用外気導入制御システムについて、図面と共に説明する。
まず、図１に、本発明が適用されたガス検出装置に備えられる一体型ガスセンサ素子１０の概略構成図を示す。図１に示すように、一体型ガスセンサ素子１０は、還元性ガス用ガスセンサ素子２、酸化性ガス用ガスセンサ素子３およびヒータ４が、単一のセラミック基板１に形成されて構成されている。
【００３７】
このうち、還元性ガス用ガスセンサ素子２（以下、単にＧ素子２ともいう）は、ＳｎＯ2 を主成分とする酸化物半導体からなる抵抗体であり、主としてＣＯ、ＨＣ（ハイドロカーボン）等の還元性ガスに反応してその抵抗値（以下、Ｇセンサ抵抗値Ｒｇともいう）が変化する性質を有している。また、酸化性ガス用ガスセンサ素子３（以下、単にＤ素子３ともいう）は、ＷＯ3 を主成分とする酸化物半導体からなる抵抗体であり、主としてＮＯｘ等の酸化性ガスに反応してその抵抗値（以下、Ｄセンサ抵抗値Ｒｄともいう）が変化する性質を有している。
【００３８】
なお、Ｇ素子２およびＤ素子３は、常温ではガスに反応することはなく、２００［℃］以上の活性化温度になることで、それぞれ還元性ガスあるいは酸化性ガスに反応する活性化状態となる。そして、活性化状態となったＧ素子２は、還元性ガスの濃度の上昇に伴いＧセンサ抵抗値Ｒｇが低下する方向に変化することから、Ｇセンサ抵抗値Ｒｇの変化に基づいて還元性ガスの濃度変化を検出することができる。また、活性化状態となったＤ素子３は、酸化性ガスの濃度の上昇に伴いＤセンサ抵抗値Ｒｄが上昇する方向に変化することから、Ｄセンサ抵抗値Ｒｄの変化に基づいて酸化性ガスの濃度変化を検出することができる。
【００３９】
また、ヒータ４は、セラミック基板１に形成された抵抗配線からなり、所定の電圧が印加されると発熱するよう構成されており、Ｇ素子２およびＤ素子３を活性化温度以上の目標温度に加熱・維持して活性化状態とするために備えられている。なお、ヒータ４は、少なくともＧ素子２およびＤ素子３が活性化温度以上まで加熱できるように、抵抗値などの特性が選択されて構成されている。
【００４０】
そして、図１に示す一体型ガスセンサ素子１０においては、Ｄ素子端子５が後述するマイクロコンピュータ１０１（後述する図２参照）の第２ＡＤ変換入力端子１０３に接続され、Ｇ素子端子６が後述するマイクロコンピュータ１０１（図２参照）の第１ＡＤ変換入力端子１０２に接続され、ヒータ端子７が後述する電源装置１９１（図２参照）の正極に接続され、基準端子８が後述する電源装置１９１（図２参照）の負極と同電位のグランドに接続される。
【００４１】
次に、図２に、本発明が適用されたガス検出装置１５０を備える車両用外気導入制御システム１００の構成を表す構成図を示す。なお、車両用外気導入制御システム１００は、ガス検出装置１５０により外気中に含まれる酸化性ガス濃度および還元性ガス濃度の変化を検出し、その検出結果に基づいて外気導入用フラップ１７４（以下、単に、フラップ１７４ともいう）を開閉制御するものである。
【００４２】
そして、車両用外気導入制御システム１００は、定電圧（定格電圧１２［Ｖ］。以下、バッテリ電圧ＶＢともいう）を出力する電源装置１９１（以下、単にバッテリ１９１ともいう）と、マイクロコンピュータ１０１（以下、マイコン１０１ともいう）と、Ｇ素子２におけるＧセンサ抵抗値Ｒｇの変化に応じた電圧を出力するＧ素子回路１１０と、Ｄ素子３におけるＤセンサ抵抗値Ｒｄの変化に応じた電圧を出力するＤ素子回路１２０と、Ｇ素子２およびＤ素子３を活性化温度に加熱・維持するためのヒータ４と、ヒータ４の通電制御を行うヒータ回路１３１と、駆動電圧Ｖｃｃ（５［Ｖ］）を供給するレギュレータ回路１４０と、フラップ１７４を制御する電子制御アセンブリ１６０と、を備えて構成されている。
【００４３】
なお、車両用外気導入制御システム１００のうち、電源装置１９１、Ｇ素子回路１１０、Ｄ素子回路１２０、ヒータ４、ヒータ回路１３１およびマイコン１０１がガス検出装置１５０を構成している。
【００４４】
電源装置１９１は、バッテリ電圧ＶＢを出力する電圧出力部１９２と、アノードが電圧出力部１９２の負極と同電位のグランドに接続されると共にカソードが電圧出力部１９２の正極に接続されたツェナーダイオード１９３を備えて構成されており、出力可能な最大出力電圧が４０［Ｖ］に制限されている。つまり、４０［Ｖ］を超えるサージ電圧が、電源装置１９１から装置各部に至る電力供給経路に発生する場合には、ツェナーダイオード１９３がツェナー降伏して、電力供給経路の電圧値を４０［Ｖ］以下に制限している。
【００４５】
電子制御アセンブリ１６０は、外気導入用フラップ１７４を制御するものである。なお、外気導入用フラップ１７４は、自動車室内に繋がるダクト１７１に二股状に接続された内気取り入れ用ダクト１７２と外気取り入れ用ダクト１７３とを切り替えるために備えられている。つまり、外気導入用フラップ１７４は、自動車に備えられる空調システムのうち車室内につながるダクト１７１に設けられており、車室内への送風の循環状態を外気導入あるいは内気循環に切り替えるために備えられている。
【００４６】
また、電子制御アセンブリ１６０は、フラップ制御回路１６１と、アクチュエータ１６２を備えて構成されている。このうち、フラップ制御回路１６１は、マイコン１０１の出力端子１０６（ＯＵＴ端子１０６）に接続されており、出力端子１０６からのアセンブリ制御信号（フラップ開閉信号Ｓｆ）に従いアクチュエータ１６２を駆動して、フラップ１７４を回動することで、内気取り入れ用ダクト１７２および外気取り入れ用ダクト１７３のいずれかをダクト１７１に接続する。なお、ダクト１７１の内部には、空気を車室内側に向けて圧送するファン１７５が備えられている。
【００４７】
そして、例えば、フラップ１７４が、図２において実線で示すように、外気取り入れ用ダクト１７３を塞ぐ位置に配置されると、外気の室内への進入が阻止されてダクト１７１は内気取り入れ用ダクト１７２と連通して、車室内の空気を循環させる内気循環状態となる。反対に、フラップ１７４が、図２において破線で示すように、内気取り入れ用ダクト１７２を塞ぐ位置に配置されると、ダクト１７１は外気取り入れ用ダクト１７３と連通して、車室外の空気を車室内に取り入れる外気導入状態となる。
【００４８】
次に、マイコン１０１は、詳細は図示しないが、公知の構成を有し、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するＲＡＭ、プログラムやデータを保持するＲＯＭ、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路などを含んで構成されている。なお、Ａ／Ｄ変換回路は、第１ＡＤ変換入力端子１０２、第２ＡＤ変換入力端子１０３、第３ＡＤ変換入力端子１０４から入力されるアナログ信号を、マイクロプロセッサなどで使用可能なデジタル信号に変換する。また、マイコン１０１は、ヒータ回路１３１に対してパルス指令信号Ｓｈを出力するＰＷＭ端子１０５を備えている。
【００４９】
さらに、レギュレータ回路１４０は、レギュレータ１４１によって、バッテリ電圧ＶＢの変動に拘わらず、常に一定の駆動電圧Ｖｃｃ（５［Ｖ］）を出力するよう構成されており、マイコン１０１、Ｇ素子回路１１０、Ｄ素子回路１２０等に対して駆動電圧Ｖｃｃを出力することで、電力供給を行う。なお、マイコン１０１は、受電端子１０７（Ｖｃｃ端子）にて駆動電圧Ｖｃｃを受電する。
【００５０】
また、Ｇ素子回路１１０は、Ｇ素子２と抵抗値Ｒａの第１抵抗１１１とで駆動電圧Ｖｃｃを抵抗分圧する回路であり、Ｇ素子２と第１抵抗１１１との分圧点（以下、動作点Ｐｇともいう）が、マイコン１０１の第１ＡＤ変換入力端子１０２に接続されている。そして、動作点Ｐｇの電位（以下、Ｇ素子電圧Ｖｇともいう）は、Ｇセンサ抵抗値Ｒｇの変化に応じて値が変化しており、具体的には、還元性ガス（ＣＯ、ＨＣなど）の濃度が上昇すると、Ｇ素子電圧Ｖｇは低下する。
【００５１】
同様に、Ｄ素子回路１２０は、Ｄ素子３と抵抗値Ｒｂの第２抵抗１２１とで駆動電圧Ｖｃｃを抵抗分圧する回路であり、Ｄ素子３と第２抵抗１２１との分圧点（以下、動作点Ｐｄともいう）が、マイコン１０１の第２ＡＤ変換入力端子１０３に接続されている。そして、動作点Ｐｄの電位（以下、Ｄ素子電圧Ｖｄともいう）は、Ｄセンサ抵抗値Ｒｄの変化に応じて値が変化しており、具体的には、酸化性ガス（ＮＯｘなど）の濃度が上昇すると、Ｄ素子電圧Ｖｄは上昇する。
【００５２】
そして、マイコン１０１は、後述するガス検知判定処理（Ｓ１４０）を実行することで、第１ＡＤ変換入力端子１０２および第２ＡＤ変換入力端子１０３に入力されたＧ素子電圧ＶｇおよびＤ素子電圧Ｖｄの変化に応じて、還元性ガスや酸化性ガスの濃度変化を検出する。また、マイコン１０１は、還元性ガスや酸化性ガスの濃度変化についての検出結果に基づき、フラップ開閉信号Ｓｆを電子制御アセンブリ１６０に対して出力し、ダクト１７１の内部に備えられるフラップ１７４の切り替え制御処理を行う。
【００５３】
また、ヒータ回路１３１は スイッチング回路１３２と、電圧検出回路１８０とを備えて構成されている。
このうち、電圧検出回路１８０は、抵抗１８１，１８２およびコンデンサ１８３を備えており、バッテリ１９１からヒータ４への印加電圧値（換言すれば、バッテリ電圧ＶＢ）を分圧し、その分圧した分圧バッテリ電圧ＶＥをマイコン１０１の第３ＡＤ変換入力端子１０４に入力するよう構成されている。つまり、電圧検出回路１８０は、ヒータ４への印加電圧を、マイコン１０１の第３ＡＤ変換入力端子１０４に入力可能な電圧レベルに変換して、マイコン１０１に対して出力するよう構成されている。
【００５４】
また、スイッチング回路１３２は、マイコン１０１からのパルス指令信号Ｓｈに基づき、ヒータ４への電力供給経路を通電状態あるいは遮断状態に切り替え可能に構成されている。つまり、スイッチング回路１３２は、マイコン１０１からのパルス指令信号Ｓｈが抵抗１３４を通じてトランジスタ１３５のベースに入力されるよう構成されており、トランジスタ１３５は、パルス指令信号Ｓｈの状態に応じてオン状態（通電状態）またはオフ状態（遮断状態）に設定される。なお、抵抗１３６は、バイアス抵抗である。このようなトランジスタ１３５の状態変化により、抵抗１３７および抵抗１３８の接続点に接続するｐチャネルＭＯＳＦＥＴ１３３のゲート電位が変化して、ＭＯＳＦＥＴ１３３は、パルス指令信号Ｓｈの状態に応じてオン状態（通電状態）またはオフ状態（遮断状態）に設定される。
【００５５】
つまり、スイッチング回路１３２は、マイコン１０１からのパルス指令信号Ｓｈに応じて、ヒータ４への通電・遮断を切り替えることで、ヒータ４への印加電圧をＰＷＭ制御するよう構成されている。
【００５６】
次に、マイコン１０１において実行される通常ルーチン処理について、図３に示すフローチャートを用いて説明する。
なお、通常ルーチン処理は、車両用外気導入制御システム１００が起動されると共に処理が開始され、車両用外気導入制御システム１００が停止するまで処理を継続する。
【００５７】
通常ルーチン処理が開始されると、まず、Ｓ１１０（Ｓはステップを表す）では、ＲＡＭ動作の初期化などを含む初期設定処理を行う。
なお、Ｓ１１０での初期設定処理には、ガス検知待機時間カウンタ更新処理を起動する処理やヒータ制御割り込み処理を起動する処理などが含まれている。ガス検知待機時間カウンタ更新処理は、次のＳ１２０での判定処理に用いるガス検知待機時間カウンタを経過時間に応じた値に更新する処理を行う。ヒータ制御割り込み処理の処理内容については、後述する。
【００５８】
次のＳ１２０では、ガス検知待機時間が経過したか否かを判定しており、肯定判定する場合にはＳ１３０に移行し、否定判定する場合には同ステップを繰り返し実行することで、ガス検知待機時間が経過するまで待機する。
【００５９】
なお、ガス検知待機時間が経過したか否かの判定方法としては種々の方法があるが、本実施形態では、ガス検知待機時間カウンタと待機時間基準値とを比較し、ガス検知待機時間カウンタが待機時間基準値以上になると肯定判定し、ガス検知待機時間カウンタが待機時間基準値未満であるときには否定判定する。待機時間基準値は、予め定められた定数とすることができ、本実施形態では、待機時間基準値として「０．１［ｓｅｃ］」が設定されている。
【００６０】
次のＳ１３０では、ガス検知待機時間カウンタをリセットする処理を実行する。
続くＳ１４０では、ガス検知判定処理を実行する。
ガス検知判定処理では、Ｇ素子２にて検出する還元性ガスのガス検出処理、およびＤ素子３にて検出する酸化性ガスのガス検出処理をそれぞれ実行して、検出結果に応じたフラップ開閉信号Ｓｆを出力する処理を実行する。
【００６１】
なお、ガス検知判定処理としては、公知の手法（処理）を用いて行うことができるため詳細な説明は省略するが、本実施形態では、特開２００５−３０８４５１号公報にて本願出願人が開示したガス検知判定処理を実行した。
【００６２】
Ｓ１４０の処理が終了すると、再びＳ１２０に移行する。
つまり、通常ルーチン処理では、定期的に（換言すれば、Ｓ１２０で肯定判定される毎に）ガス検知判定処理（Ｓ１４０での処理）を実行することで、外気中に含まれる酸化性ガス濃度および還元性ガス濃度の変化を検出し、その検出結果に基づいて外気導入用フラップ１７４を開閉制御するためのフラップ開閉信号Ｓｆを出力する処理を実行する。
【００６３】
次に、ヒータ制御割り込み処理の処理内容について説明する。ヒータ制御割り込み処理の処理内容を表すフローチャートを図４に示す。
なお、ヒータ制御割り込み処理は、予め定められた一定周期（実行周期ＴＢ）毎に繰り返し実行される。本実施形態では、ヒータ制御割り込み処理の実行周期ＴＢが「ＰＷＭ制御における１周期の１／１２８」に設定されている。なお、本実施形態におけるＰＷＭ制御の１周期（実行周期ＴＡ）は、１／３０［ｓｅｃ］に設定されている。
【００６４】
ヒータ制御割り込み処理が開始されると、Ｓ３１０では、ヒータに対して電圧印加を開始するタイミングであるか否かを判定しており、肯定判定する場合にはＳ３２０に移行し、否定判定する場合にはＳ３５０に移行する。
【００６５】
ヒータに対する電圧印加開始タイミングであるか否かの判定方法としては種々の方法があるが、本実施形態では、ヒータ電圧印加開始判定カウンタと印加開始判定基準値とを比較して、ヒータに対する電圧印加開始タイミングであるか否かを判定する。具体的には、ヒータ電圧印加開始判定カウンタが印加開始判定基準値以上であるときに肯定判定し、ヒータ電圧印加開始判定カウンタが印加開始判定基準値未満であるときに否定判定する。
【００６６】
なお、印加開始判定基準値は、ＰＷＭ制御の１周期（実行周期ＴＡ）に相当する値が予め定められており、本実施形態では、印加開始判定基準値として「１／３０［ｓｅｃ］に相当する値」が設定されている。
【００６７】
また、ヒータ電圧印加開始判定カウンタは、時間経過の判定に用いるカウンタであり、ＰＷＭ制御の１周期を判定する用途に用いられる他に、バッテリ電圧の検出タイミングを判定する用途などにも用いられる。そして、ヒータ電圧印加開始判定カウンタは、通常ルーチン処理でのＳ１１０にてヒータ制御割り込み処理が起動される前に初期化（ゼロクリア）されており、単位時間が経過する毎にＳ３５０での処理によりインクリメント（加算）され、Ｓ３１０で肯定判定されてＳ３４０に移行するとゼロクリアされる。
【００６８】
Ｓ３１０で肯定判定されてＳ３２０に移行すると、Ｓ３２０では、ＰＷＭ制御における今回の周期（換言すれば、今回のヒータ電圧印加期間）においてヒータに供給する目標電力を設定する処理を実行する。具体的には、基本目標電力量Ｗから前回周期における過剰供給電力量ＡＷを差し引いた値を、供給電力残量変数ＳＷ（ｎ）の初期値ＳＷ（０）として設定する。このようにして設定される供給電力残量変数ＳＷ（ｎ）の初期値ＳＷ（０）は、以下の説明において「補正後目標電力量ＳＷ（０）」ともいう。
【００６９】
なお、基本目標電力量Ｗは、Ｇ素子２およびＤ素子３を活性化温度まで加熱するためにヒータ４へ供給すべき電力量であって、Ｇ素子２およびＤ素子３の活性化温度およびヒータ４の電気抵抗値などの各種条件に基づき予め定められた固定値である。本実施形態では、基本目標電力量Ｗは、マイコン１０１の記憶部（ＲＯＭ、ＲＡＭなど）に記憶されており、Ｓ３２０では、記憶部から基本目標電力量Ｗを読み込み、供給電力残量変数ＳＷ（ｎ）の初期値ＳＷ（０）（補正後目標電力量ＳＷ（０））を設定する際に利用する。
【００７０】
また、過剰供給電力量ＡＷは、Ｓ１１０にてヒータ制御割り込み処理が起動される前に初期値（例えば、０［Ｗ］）が設定されており、Ｓ３２０の初回実行時には、この初期値が用いられ、Ｓ３２０の第２回目以降の実行時には、後述するＳ４２０で更新された値が用いられる。
【００７１】
次のＳ３３０では、ヒータへの電圧印加制御を開始する処理を実行する。
具体的には、ＰＷＭ端子１０５からヒータ回路１３１に対してハイレベルのパルス指令信号Ｓｈを出力することで、ヒータ回路１３１によるヒータ４への電圧印加を開始する処理を実行する。また、Ｓ３３０では、マイコン１０１の各種制御処理に利用される内部フラグの１つであるヒータ制御フラグＦｈをセット状態に設定する。なお、ヒータ制御フラグＦｈは、ヒータへの電圧印加制御中であるか否かを示す状態フラグであり、ヒータ電圧印加制御中である場合にはセット状態に設定され、ヒータ電圧印加制御中ではない場合にはリセット状態に設定される。
【００７２】
ここで、本実施形態のガス検出装置１５０によるヒータ制御に関して、ＰＷＭ制御の実行周期ＴＡおよびバッテリ電圧検出処理（換言すれば、ヒータ制御割り込み処理）の実行周期ＴＢについて説明する。
【００７３】
ヒータへの印加電圧波形を表した説明図を図５に示す。なお、図５では、上側に３周期分のパルス波形を示し、下側に第１回周期における電圧印加時の拡大波形を示す。
図５の上側に示すように、ヒータ制御に関するＰＷＭ制御の実行周期ＴＡは、隣接する開始時期どうしの時間間隔（例えば、第１回周期の開始時期ｔｓ１と第２回周期の開始時期ｔｓ２との時間間隔）に等しく、この実行周期ＴＡは、電圧印加実行時間Ｔｏｎと電圧印加停止時間Ｔｏｆｆとに分けることができる。
【００７４】
パルス波形のうち開始時刻ｔｓ１、ｔｓ２，ｔｓ３は、ＰＷＭ制御における１周期の開始時期であるとともにヒータへの電圧印加開始時期であり、ヒータ制御割り込み処理におけるＳ３３０の実行時期にそれぞれ相当している。そして、隣接する開始時刻どうしの時間間隔（換言すれば、ＰＷＭ制御の実行周期ＴＡ）は、Ｓ３１０で用いられる印加開始判定基準値により定められる。
【００７５】
また、図５の下側に示すように、電圧印加実行時間Ｔｏｎは、バッテリ電圧検出時期ｔＶｎを境界として複数の単位時間帯に分割することができ、隣接するバッテリ電圧検出時期ｔＶｎどうしの時間間隔は、ヒータ制御割り込み処理の実行周期ＴＢに相当する。
【００７６】
図４のフローチャートに戻り、次のＳ３４０では、ヒータ電圧印加開始判定カウンタをクリア（ゼロクリア）する。
また、Ｓ３１０で否定判定されてＳ３５０に移行すると、Ｓ３５０では、ヒータ電圧印加開始判定カウンタをインクリメント（１加算）する処理を実行する。
【００７７】
なお、前述したように、このヒータ制御割り込み処理は一定周期（実行周期ＴＢ）毎に実行されることから、Ｓ３１０での否定判定が繰り返される間は、Ｓ３５０でのヒータ電圧印加開始判定カウンタのインクリメント処理は一定周期（実行周期ＴＢ）毎に繰り返し実行される。そして、ＰＷＭ制御における１周期の開始時期（換言すれば、ヒータ電圧印加開始タイミング）になると、Ｓ３１０で肯定判定されて、ヒータ電圧印加開始判定カウンタがクリアされる（Ｓ３４０）。
【００７８】
このため、ＰＷＭ制御における制御周期（実行周期ＴＡ）に関して、今回周期のヒータ電圧印加開始時期から次回周期のヒータ電圧印加開始時期に至るまでの間においては、ヒータ電圧印加開始判定カウンタに基づいてヒータへの電圧印加開始時期からの概略経過時間を判定することができる。具体的には、ヒータ制御割り込み処理の実行周期ＴＢとヒータ電圧印加開始判定カウンタとを乗算して得られる値が、ヒータへの電圧印加開始時期からの概略経過時間に相当する。
【００７９】
次のＳ３６０では、ヒータ電圧印加制御中であるか否かを判定しており、肯定判定する場合にはＳ３７０に移行し、否定判定する場合には再びＳ３１０に移行する。なお、Ｓ３６０では、ヒータ制御フラグＦｈの状態（セット状態またはリセット状態）に基づき、ヒータ４への電圧印加制御中であるか否かを判定する。
【００８０】
Ｓ３６０で肯定判定されてＳ３７０に移行すると、Ｓ３７０では、バッテリ１９１から出力されるバッテリ電圧ＶＢを検出する処理を実行する。
具体的には、第３ＡＤ変換入力端子１０４に入力される分圧バッテリ電圧ＶＥのＡ／Ｄ変換値を取得し、分圧バッテリ電圧ＶＥと電圧検出回路１８０の抵抗分圧値とに基づいてバッテリ電圧ＶＢを算出することで、バッテリ電圧ＶＢの検出を行う。そして、検出したバッテリ電圧ＶＢの値をバッテリ電圧変数Ｖ（ｎ）に代入して保存する。
【００８１】
なお、バッテリ電圧変数Ｖ（ｎ）の引数ｎは、ＰＷＭ制御での今回の周期におけるバッテリ電圧の検出回数に応じて定められる値であり、本実施形態ではヒータ電圧印加開始判定カウンタの数値が設定される。例えば、第１回目のバッテリ電圧検出時期には、ヒータ電圧印加開始判定カウンタが１であることから引数ｎにはｎ＝１が設定され、第２回目のバッテリ電圧検出時期には、同様にして、引数ｎにはｎ＝２が設定される。
【００８２】
また、前述したように、このヒータ制御割り込み処理は一定周期毎に実行されていることから、Ｓ３１０での否定判定が繰り返されるとともにＳ３６０での肯定判定が繰り返される間は、Ｓ３７０でのバッテリ電圧の検出処理は、ヒータ制御割り込み処理の実行周期ＴＢに応じた一定周期毎に実行される。
【００８３】
次のＳ３８０では、実行周期ＴＢで繰り返し実行されるヒータ制御割り込み処理のうち、今回（例えば、第ｎ回目）に検出したバッテリ電圧ＶＢ（換言すれば、バッテリ電圧変数Ｖ（ｎ））に応じたヒータへの供給電力量を演算する処理を実行する。換言すれば、Ｓ３８０では、ヒータ４への通電時間帯（電圧印加時間帯）のうちバッテリ電圧ＶＢの検出時期を境界として分割される複数の単位時間帯のうち、第ｎ回目の単位時間帯においてヒータ４に供給された単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）を演算する処理を実行する。
【００８４】
なお、図５の下側に示す説明図のうち、時刻ｔＶ１，ｔＶ２，・・・，ｔＶｎがバッテリ電圧の検出時期に相当し、これらの検出時期を境界として分割される分割領域が単位時間帯に相当する。
【００８５】
本実施形態では、バッテリ電圧と単位時間供給電力量との相関関係を示すマップデータを用いて、バッテリ電圧変数Ｖ（ｎ）に応じた単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）を演算する処理を実行する。バッテリ電圧ＶＢと単位時間供給電力量との相関関係を示すマップデータは、シミュレーション値あるいは実測値などに基づき予め定められており、マイコン１０１の記憶部（ＲＯＭなど）に記憶されている。
【００８６】
なお、図５の下側に示す説明図のうち、時刻ｔＶ１，ｔＶ２，・・・，ｔＶｎで分割される各分割領域の面積が単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）に比例した値となる。
次のＳ３９０では、バッテリ電圧の前回検出時における供給電力残量変数ＳＷ（ｎ−１）と、バッテリ電圧の今回検出時における単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）とを比較して、供給電力残量変数ＳＷ（ｎ−１）が単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）よりも大きいか否かを判断しており、肯定判定する場合にはＳ４００に移行し、否定判定する場合にはＳ４１０に移行する。
【００８７】
なお、バッテリ電圧の前回検出時における供給電力残量変数ＳＷ（ｎ−１）は、前回のヒータ制御割り込み処理でのＳ４００において値が代入されている。また、バッテリ電圧の今回検出時における単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）は、今回のヒータ制御割り込み処理におけるＳ３８０で演算された値である。
【００８８】
Ｓ３９０で肯定判定されてＳ４００に移行すると、Ｓ４００では、前回検出時の供給電力残量変数ＳＷ（ｎ−１）から今回検出時の単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）を減算した値を、今回検出時の供給電力残量変数ＳＷ（ｎ）に代入する処理を実行する。
【００８９】
つまり、Ｓ４００では、このあとさらにヒータに対して供給するべき電力量の残量を演算するとともに、演算結果を今回検出時の供給電力残量変数ＳＷ（ｎ）に代入して保存する処理を行う。
【００９０】
また、Ｓ３９０で否定判定されてＳ４１０に移行すると、Ｓ４１０では、ヒータへの電圧印加制御を停止する処理を実行する。
具体的には、ＰＷＭ端子１０５からヒータ回路１３１に対してローレベルのパルス指令信号Ｓｈを出力することで、ヒータ回路１３１によるヒータ４への電圧印加を停止する処理を実行する。また、Ｓ４１０では、ヒータ制御フラグＦｈをリセット状態に設定する。
【００９１】
ここで、図５の上側に示すパルス波形のうち時刻ｔｅ１、ｔｅ２，ｔｅ３は、ヒータへの電圧印加停止時期であり、ヒータ制御割り込み処理におけるＳ４１０の実行時期にそれぞれ相当している。なお、電圧印加開始時期ｔｓ１と電圧印加停止時期ｔｅ１との時間差は、電圧印加実行時間Ｔｏｎであり、また、実行周期ＴＡのうち電圧印加実行時間Ｔｏｎの占める比率が、ＰＷＭ制御のＤｕｔｙ比率となる。
【００９２】
さらに、電圧印加実行時間Ｔｏｎは、ヒータへの供給済み電力量ΣＷｉ（＝Ｗ（１）＋Ｗ（２）＋・・・＋Ｗ（ｎ））に応じた値となる。なお、ヒータへの供給済み電力量ΣＷｉは、バッテリ電圧検出時期のうち第１回目から第ｎ回目までの単位時間供給電力量Ｗ（ｉ）（ｉ＝１〜ｎ）の総和である。
【００９３】
なお、図５の下側に示すように、電圧印加実行時間Ｔｏｎは、バッテリ電圧検出時期ｔＶｎを境界として複数の単位時間帯に分割することができ、各単位時間帯においてヒータに供給された単位時間供給電力量Ｗ（ｉ）（ｉ＝１〜ｎ）の総和が、電圧印加実行時間Ｔｏｎにおいてヒータに供給された供給電力量（ヒータへの供給済み電力量ΣＷｉ）に相当する。
【００９４】
図５に示すように、パルス波形の面積が供給電力量に応じた大きさとなることから、各単位時間帯における単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）は、単位時間帯の継続時間（換言すれば、実行周期ＴＢ）とヒータへの印加電圧に基づいて演算することができる。
【００９５】
図４のフローチャートに戻り、次のＳ４２０では、バッテリ電圧の今回検出時における単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）からバッテリ電圧の前回検出時における供給電力残量変数ＳＷ（ｎ−１）を減算した値を、過剰供給電力量ＡＷに代入する処理を実行する。
【００９６】
なお、供給電力残量変数ＳＷ（ｎ）は、初期値ＳＷ（０）（補正後目標電力量ＳＷ（０））が設定された後（Ｓ３２０）、バッテリ電圧ＶＢが検出される毎（Ｓ３７０）に、検出されたバッテリ電圧（バッテリ電圧変数Ｖ（ｎ））に基づき演算される単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）だけ減算される（Ｓ４００）。そして、Ｓ４００での減算処理は、前回検出時の供給電力残量変数ＳＷ（ｎ−１）が今回検出時の単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）以下になるまで（Ｓ３９０で否定判定されるまで）繰り返し実行される。
【００９７】
そして、Ｓ３４０、Ｓ４００、Ｓ４２０の処理が終了するか、Ｓ３６０で否定判定されると、ヒータ制御割り込み処理が終了する。さらに、ヒータ制御割り込み処理は、上述したように、一定周期（実行周期）毎に繰り返し実行される。
【００９８】
ここで、過剰供給電力量ＡＷについて説明する。
図６に、ＰＷＭ制御における第１回周期から第３回周期までにおける、供給済み電力量ΣＷｉ、補正後目標電力量ＳＷ（０）、過剰供給電力量ＡＷ、基本目標電力量Ｗの相関関係を表した説明図を示す。
【００９９】
まず、第１回周期は、初回のヒータ制御であり、前回周期での過剰供給電力量ＡＷとして初期値（０［Ｗ］）が設定されることから（Ｓ１１０）、補正後目標電力量ＳＷ（０）として基本目標電力量Ｗに等しい値が設定される。
【０１００】
そして、第１回周期においてヒータに供給される供給済み電力量ΣＷｉ（＝Ｗ（１）＋Ｗ（２）＋・・・＋Ｗ（ｎ））は、バッテリ電圧検出時期（図５での時刻ｔＶｎ）毎に積算されていき、供給済み電力量ΣＷｉが補正後目標電力量ＳＷ（０）以上になると、第１回周期でヒータへ供給すべき電力の供給が完了して、ヒータへの電圧印加が停止される。
【０１０１】
つまり、供給済み電力量ΣＷｉが補正後目標電力量ＳＷ（０）以上になるときには、供給電力残量変数ＳＷ（ｎ−１）が単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）以下となり、Ｓ３９０で否定判定されて、ヒータへの電圧印加が停止される（Ｓ４１０）。
【０１０２】
ここで、「バッテリ電圧検出時期のうち第１回目から第ｎ回目までにおけるヒータへの供給済み電力量ΣＷｉ（＝Ｗ（１）＋Ｗ（２）＋・・・＋Ｗ（ｎ））」は、実際にヒータに供給された電力量であり、この値から補正後目標電力量ＳＷ（０）を差し引いた値は、目標値を超えてヒータに供給された電力量（過剰供給電力量ＡＷ）に相当する。なお、図６では、第１回周期における過剰供給電力量ＡＷを「ＡＷ１」として、第２回周期における過剰供給電力量ＡＷを「ＡＷ２」として、第３回周期における過剰供給電力量ＡＷを「ＡＷ３」として表している。
【０１０３】
また、図６の第１回周期に示すように、「バッテリ電圧検出時期のうち第１回目から第ｎ−１回目までにおけるヒータへの供給済み電力量ΣＷｉ（＝Ｗ（１）＋Ｗ（２）＋・・・＋Ｗ（ｎ−１））」と「前回検出時の供給電力残量変数ＳＷ（ｎ−１）」との合計値は、「補正後目標電力量ＳＷ（０）」に等しくなる。
【０１０４】
さらに、図６に示すように、バッテリ電圧検出時期のうち今回検出時の単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）から前回検出時の供給電力残量変数ＳＷ（ｎ−１）を減算して得られる値は、補正後目標電力量ＳＷ（０）を超えてヒータに供給された電力量（過剰供給電力量ＡＷ）に相当する。
【０１０５】
これらのことから、Ｓ４２０において今回検出時の単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）から前回検出時の供給電力残量変数ＳＷ（ｎ−１）を減算して得られる値は、ＰＷＭ制御の今回周期において、「供給電力残量変数ＳＷ（ｎ）の初期値ＳＷ（０）」から「供給済み電力量ΣＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）」を減算して得られる過剰供給電力量ＡＷに等しくなる。
【０１０６】
なお、Ｓ４２０での過剰供給電力量ＡＷの演算方法としては、上記方法の他に、例えば、「バッテリ電圧検出時期のうち第１回目から第ｎ回目までにおけるヒータへの供給済み電力量ΣＷｉ」を算出して、供給済み電力量ΣＷｉから補正後目標電力量ＳＷ（０）を減算する方法を採ることも可能である。
【０１０７】
ところで、各単位時間帯における単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）は、単位時間帯の継続時間（換言すれば、実行周期ＴＢ）とヒータへの印加電圧に基づいて演算できるが、このうち、単位時間帯の継続時間は、ヒータ制御割り込み処理の実行周期ＴＢに相当しており一定値であるが、ヒータへの印加電圧は、ノイズなどの要因によって変動する場合がある。
【０１０８】
これに対して、本実施形態では、ヒータ制御割り込み処理のＳ３８０において、検出したバッテリ電圧ＶＢを用いて単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）を演算することから、ヒータへの印加電圧（換言すれば、バッテリ電圧ＶＢ）が変動した場合であっても、変動する電圧値に応じて単位時間帯にヒータ４へ供給された電力量を検出できる。
【０１０９】
よって、本実施形態のガス検出装置１５０によれば、ヒータ４への通電開始後にバッテリ電圧ＶＢが変動した場合でも、ヒータ４への供給電力量に誤差が生じ難く、ヒータ４によるガスセンサ素子（Ｇ素子２、Ｄ素子３）の温度制御においてガスセンサ素子の温度が目標温度から離れるのを抑制できる。このため、ガス検出装置１５０は、ガスセンサ素子の温度制御における制御精度を向上できることから、温度変動によるガスセンサ素子の活性化状態の変化を抑制でき、ガス検出精度の低下を抑制することができる。
【０１１０】
次に、ＰＷＭ制御での制御周期で過剰供給電力量ＡＷが生じた場合に、ＰＷＭ制御における次回周期での目標電力量の補正について説明する。
まず、Ｓ３９０で否定判定される場合において、供給済み電力量ΣＷｉが補正後目標電力量ＳＷ（０）に一致する場合には、ヒータへの供給電力量が目標値と等しい値に制御されたことになるが、供給済み電力量ΣＷｉが補正後目標電力量ＳＷ（０）よりも大きくなる場合には、ヒータへの供給電力量が目標値よりも過剰に供給されたことになる。このような場合においては、ヒータに供給された供給済み電力量ΣＷｉから補正後目標電力量ＳＷ（０）を差し引いた値が過剰供給電力量ＡＷとなる。なお、上述したように、図６では、第１回周期における過剰供給電力量をＡＷ１として表している。
【０１１１】
このような過剰な電力供給が生じる場合には、ヒータへの供給電力量が目標値から逸脱することになるが、前回周期の過剰供給電力量ＡＷを用いて次回周期での目標電力量を補正することで、ヒータへの供給電力量が目標値から逸脱するのを抑制することができる。
【０１１２】
例えば、図６に示すように、第２回周期における目標電力量の補正に関しては、基本目標電力量Ｗから第１回周期の過剰供給電力量ＡＷ１を減算した値（＝Ｗ−ＡＷ１）を演算して、演算結果を第２回周期における補正後目標電力量ＳＷ（０）として設定する（Ｓ３２０）。同様に、第３回周期における目標電力量の補正に関しては、基本目標電力量Ｗから第２回周期の過剰供給電力量ＡＷ２を減算した値（＝Ｗ−ＡＷ２）を演算して、演算結果を第３回周期における補正後目標電力量ＳＷ（０）として設定する（Ｓ３２０）。
【０１１３】
本実施形態のガス検出装置は、このようにして目標電力量を補正することで、ある周期において供給済み電力量ΣＷｉが補正後目標電力量ＳＷ（０）を超えてしまい過剰供給電力量ＡＷが生じても、次回周期での目標電力量を過剰供給電力量ＡＷを用いて補正できるため、１周期あたりの供給電力量の平均値を基本目標電力量Ｗに近づけることができる。これにより、本実施形態のガス検出装置は、ヒータへの供給電力量が目標値から逸脱するのを抑制することができる。
【０１１４】
次に、本実施形態のガス検出装置１５０を用いて、バッテリ電圧の変動が生じた場合のヒータ制御精度（換言すれば、ガスセンサ素子の温度制御精度）への影響を評価した実験結果について説明する。
【０１１５】
実験は、測定対象ガスにおける特定ガス濃度を一定に維持した条件下で、バッテリ電圧ＶＢを変動させた場合に、ガスセンサ素子の抵抗値が変化するか否かを判定することで、評価を行った。
【０１１６】
実験では、電源装置１９１（定格出力１２［Ｖ］）の出力電圧（バッテリ電圧ＶＢ）を方形波（パルス波）とすることで、バッテリ電圧ＶＢを強制的に変動させた。このときの方形波は、電圧値をローレベル電圧（１０．５［Ｖ］）とハイレベル電圧（１３．５［Ｖ］）とに交互に切り替えることで発生させたものであり、さらに、切替周期を１［Ｈｚ］〜１００［Ｈｚ］の間で変動させて発生させた波形である。なお、方形波は、３００秒にわたり発生させた。
【０１１７】
また、比較例として、従来構成のガス検出装置を用いて実験を実施しており、従来構成では、ヒータ制御におけるバッテリ電圧の検出タイミングがＰＷＭ制御の３周期に１回の割合となるように設定されている。また、比較例における電源装置（定格出力１２［Ｖ］）の出力電圧（バッテリ電圧ＶＢ）は、本実施形態のガス検出装置１５０と同様の条件で強制的に変動させた。
【０１１８】
図７に従来構成のガス検出装置における実験結果を示し、図８に本実施形態のガス検出装置１５０における実験結果を示す。
なお、図７および図８では、Ｇ素子２の抵抗値（Ｇ素子信号）およびＤ素子３の抵抗値（Ｄ素子信号）に相当する信号を、マイコン内センサ信号として表している。
【０１１９】
また、両構成のガス検出装置でのガス検知判定処理は、上述したように、特開２００５−３０８４５１号公報にて開示された処理にて実行している。
図７に示すように、従来構成のガス検出装置においては、測定対象ガスにおける特定ガス濃度が一定であるにもかかわらず、Ｇ素子信号およびＤ素子信号はいずれも変動しており、Ｇ素子信号およびＤ素子信号に基づき判断される特定ガス濃度の判定値（図７では出力レベルとして記載）が変動していることが判る。
【０１２０】
つまり、従来構成のガス検出装置においては、バッテリ電圧ＶＢが短期間の繰り返し変動を生じた場合には、ヒータ制御が不安定となりガスセンサ素子の温度が変動してしまい、特定ガス濃度が変化していないにも拘わらず、センサ検出信号（本実施形態では、センサ素子の抵抗値に応じた信号）が変動してしまい、特定ガス濃度の判定精度が低下することがわかる。
【０１２１】
これに対して、本実施形態のガス検出装置１５０は、図８に示すように、バッテリ電圧ＶＢが短期間の繰り返し変動を生じた場合であっても、Ｇ素子信号およびＤ素子信号はいずれもほぼ一定値を示している。このため、ガス検出装置１５０においては、バッテリ電圧ＶＢが変動した場合であっても、Ｇ素子信号およびＤ素子信号に基づき判断される特定ガス濃度の判定結果は変化していない（図示省略）。
【０１２２】
以上説明したように、本実施形態のガス検出装置１５０は、ＰＷＭ制御の１周期のうちヒータへの通電時間帯（電圧印加実行時間Ｔｏｎ）において、複数回にわたりバッテリ電圧ＶＢを検出し、検出したバッテリ電圧ＶＢに基づいてヒータ４に供給した供給済み電力量ΣＷｉを演算している。このため、ガス検出装置１５０は、ヒータ４への電圧印加中にバッテリ電圧ＶＢが変動した場合でも、実際にヒータ４へ供給した供給済み電力量ΣＷｉを変動するバッテリ電圧ＶＢに基づいて判定可能に構成されている。
【０１２３】
つまり、ガス検出装置１５０は、ヒータ４への通電開始後にバッテリ電圧ＶＢが変動した場合でも、ヒータ４に対して実際に供給された電力量を判定できることから、ヒータ４への供給電力量を精度良く目標電力量に近づけることができる。このため、ガス検出装置１５０は、ヒータ４への供給電力量の誤差を小さくできることから、ヒータ４によるガスセンサ素子（Ｇ素子２、Ｄ素子３）の温度制御における制御精度を向上でき、ガスセンサ素子の温度制御が良好となる。
【０１２４】
このことから、ガス検出装置１５０は、温度変動によるガスセンサ素子の活性化状態の変化を抑制でき、特定ガス濃度が一定であるにもかかわらずセンサ抵抗値が変動するなどの現象が発生するのを防止できる。
【０１２５】
よって、ガス検出装置１５０は、ヒータ４への通電開始後にバッテリ電圧ＶＢが変動した場合でも、ヒータ４への供給電力量に誤差が生じ難く、ヒータ４によるガスセンサ素子の温度制御における制御精度を向上できることから、温度変動によるガスセンサ素子の活性化状態の変化を抑制でき、ガス検出精度の低下を抑制することができる。
【０１２６】
なお、ガス検出装置１５０は、ヒータ制御割り込み処理を実行することで、ヒータ４への通電時間帯のうちバッテリ電圧ＶＢの検出時期を境界として分割される単位時間帯毎に、ヒータ４に供給された単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）を演算している（Ｓ３８０）。
【０１２７】
また、ヒータ制御割り込み処理では、バッテリ電圧ＶＢが検出されると（Ｓ３７０）、当該検出時期を終期とする単位時間帯における単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）が供給電力残量変数ＳＷ（ｎ−１）よりも小さいか否かを判定する（Ｓ３９０）。
【０１２８】
そして、Ｓ３９０において肯定判定された場合（単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）が供給電力残量変数ＳＷ（ｎ−１）よりも小さい場合）には、Ｓ４００において、供給電力残量変数ＳＷ（ｎ−１）から単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）を減算した値を供給電力残量変数ＳＷ（ｎ）に再設定する。また、Ｓ３９０において否定判定された場合（単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）が供給電力残量変数ＳＷ（ｎ−１）以上である場合）には、供給済み電力量が目標電力量以上に到達したと判定して、Ｓ４１０にて、ヒータへの通電を停止する。
【０１２９】
なお、供給電力残量変数ＳＷ（ｎ）は、ＰＷＭ制御の１周期毎に、ヒータ４への通電開始前において、Ｓ３２０での処理により初期値ＳＷ（０）が設定される。この初期値ＳＷ（０）は、目標電力量であって、ガス検出素子を活性化温度まで加熱するにあたり、ＰＷＭ制御の１周期においてヒータ４へ供給すべき電力量である。
【０１３０】
つまり、ガス検出装置１５０は、ＰＷＭ制御の１周期でヒータへ供給すべき電力量を供給電力残量変数ＳＷ（ｎ）の初期値ＳＷ（０）として設定し、バッテリ電圧ＶＢが検出される毎に供給電力残量変数ＳＷ（ｎ−１）から単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）を減算していき、単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）が供給電力残量変数ＳＷ（ｎ−１）以上になると、ヒータ４への通電を停止する構成である。
【０１３１】
なお、単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）は、ヒータ４への通電時間帯（電圧印加実行時間Ｔｏｎ）のうちバッテリ電圧ＶＢの検出時期を境界として分割される単位時間帯において、実際にヒータに供給された電力量であることから、ヒータ４への通電開始後にバッテリ電圧ＶＢが変動した場合でも、ヒータ４に対して実際に供給された電力量に応じた値となる。
【０１３２】
また、ガス検出装置１５０は、単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）が供給電力残量変数ＳＷ（ｎ−１）以上になると、Ｓ３９０において否定判定されて、ヒータへの通電を停止するが、このときの単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）と供給電力残量変数ＳＷ（ｎ−１）との差分値は、実際にヒータ４へ供給した供給済み電力量ΣＷｉのうち補正後目標電力量ＳＷ（０）を超過した過剰供給電力量ＡＷに相当する。
【０１３３】
このため、Ｓ３９０において否定判定された場合に、Ｓ４２０において、単位時間供給電力量Ｗ（ｎ）から供給電力残量変数ＳＷ（ｎ−１）の値を差し引いた値を過剰供給電力量ＡＷとして演算することで、実際にヒータ４へ供給した供給済み電力量ΣＷｉのうち補正後目標電力量ＳＷ（０）を超過した過剰供給電力量ＡＷを得ることができる。
【０１３４】
そして、ヒータ制御割り込み処理では、前回周期の過剰供給電力量ＡＷを用いて演算された補正後目標電力量ＳＷ（０）を用いてヒータ４への供給電力量を制御する。
これにより、ガス検出装置１５０は、前回周期および今回周期での供給電力量の平均値を基本目標電力量Ｗに近づけることができ、ヒータ４への供給電力量の誤差をより一層小さくすることができる。
【０１３５】
よって、ガス検出装置１５０によれば、実際にヒータ４へ供給した電力量が目標電力量を上回って過剰供給電力量ＡＷが生じた場合であっても、複数の周期における平均値としての供給電力量の誤差をより一層小さくすることができ、ガスセンサ素子の温度制御における制御精度をさらに向上できる。
【０１３６】
なお、本実施形態においては、Ｇ素子２およびＤ素子３が特許請求の範囲に記載のガスセンサ素子に相当し、Ｓ１４０を実行するマイコン１０１がガス検知判定手段に相当している。
【０１３７】
また、ヒータ制御割り込み処理を実行するマイコン１０１が供給電力制御手段に相当し、バッテリ電圧ＶＢが電源出力電圧に相当し、Ｓ３７０を実行するマイコン１０１および電圧検出回路１８０が電源出力電圧検出手段に相当し、Ｓ３８０およびＳ４００を実行するマイコン１０１が供給済み電力演算手段に相当している。
【０１３８】
さらに、Ｓ４２０を実行するマイコン１０１が過剰供給電力量演算手段に相当し、Ｓ３２０を実行するマイコン１０１が補正後目標電力量演算手段に相当し、Ｓ３８０を実行するマイコン１０１が単位供給電力量演算手段に相当している。
【０１３９】
また、Ｓ３２０を実行するマイコン１０１が供給電力残量変数初期設定手段と、Ｓ３９０を実行するマイコン１０１が変数判定手段に相当し、Ｓ４００を実行するマイコン１０１が供給電力残量変数再設定手段に相当し、Ｓ４１０を実行するマイコン１０１がヒータ通電停止手段に相当している。
【０１４０】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。
例えば、上記の実施形態では、ヒータ制御割り込み処理の実行周期ＴＢが「ＰＷＭ制御における１周期の１／１２８」に設定されているが、実行周期ＴＢは、上記数値に限定されることはなく、バッテリ電圧の変動が生じた場合でもヒータへの供給電力量を適切に目標値に制御できる範囲内で設定すればよい。例えば、実行周期ＴＢを「ＰＷＭ制御における１周期の１／１００」以下に設定することで、バッテリ電圧の変動を適切に検出でき、バッテリ電圧の変動に応じてヒータへの供給電力量を適切に制御することができる。
【０１４１】
また、ヒータへの供給電力量、ヒータへの印加電圧、電源装置の定格出力電圧などは、上記実施形態の数値に限られることはなく、用途などに応じて他の数値を設定することも可能である。
【０１４２】
さらに、ヒータへの供給電力量（基本目標電力量Ｗ）は、一定値に限られることはなく、外部条件（周囲温度など）の変化に応じて設定される可変値としてもよい。
また、ガス検出装置の用途は、車両用外気導入制御システムに限られることはなく、他の用途（例えば、排気ガス制御、空燃比制御など）に用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１４３】
【図１】ガス検出装置に備えられる一体型ガスセンサ素子の概略構成図である。
【図２】ガス検出装置を備える車両用外気導入制御システムの構成を表す構成図である。
【図３】通常ルーチン処理の処理内容を表すフローチャートである。
【図４】ヒータ制御割り込み処理の処理内容を表すフローチャートである。
【図５】ヒータへの印加電圧波形を表した説明図であって、上側が３周期分のパルス波形であり、下側が第１回周期における電圧印加時の拡大波形である。
【図６】ＰＷＭ制御における第１回周期から第３回周期までにおける、供給済み電力量ΣＷｉ、補正後目標電力量ＳＷ（０）、過剰供給電力量ＡＷ、基本目標電力量Ｗの相関関係を表した説明図である。
【図７】従来構成のガス検出装置における実験結果である。
【図８】本実施形態のガス検出装置における実験結果である。
【符号の説明】
【０１４４】
１…セラミック基板、２…還元性ガス用ガスセンサ素子（Ｇ素子）、３…酸化性ガス用ガスセンサ素子（Ｄ素子）、４…ヒータ、１０…一体型ガスセンサ素子、１００…車両用外気導入制御システム、１０１…マイクロコンピュータ（マイコン）、１１０…Ｇ素子回路、１２０…Ｄ素子回路、１３１…ヒータ回路、１３２…スイッチング回路、１４０…レギュレータ回路、１５０…ガス検出装置、１６０…電子制御アセンブリ、１７４…外気導入用フラップ、１８０…電圧検出回路、１９１…電源装置（バッテリ）。
【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と、
電源装置からの電力供給により発熱して前記ガスセンサ素子を加熱するヒータと、
前記センサ抵抗値の変化に基づき測定対象ガスにおける前記特定ガスの濃度変化を判定するガス検知判定手段と、
を有するガス検出装置であって、
前記ヒータへの印加電圧のＰＷＭ制御により前記電源装置から前記ヒータへの供給電力量を制御する供給電力制御手段と、
前記ＰＷＭ制御の１周期のうち前記ヒータへの通電時間帯において、前記電源装置から出力される電源出力電圧を複数回にわたり検出する電源出力電圧検出手段と、
前記ＰＷＭ制御の１周期毎に、前記ヒータへの通電開始後に前記ヒータに供給された供給済み電力量を、前記電源出力電圧検出手段により検出された前記電源出力電圧に基づいて演算する供給済み電力演算手段と、
を備えており、
前記供給電力制御手段は、前記ガスセンサ素子を活性化温度に加熱するための目標電力量を前記ヒータに対して供給するにあたり、前記ＰＷＭ制御の１周期毎に、前記ヒータへの通電開始後、前記供給済み電力演算手段により演算される前記供給済み電力量が前記目標電力量以上であるか否かを判断し、前記供給済み電力量が前記目標電力量以上になると、前記ヒータへの通電を停止すること、
を特徴とするガス検出装置。
【請求項２】
前記ＰＷＭ制御の１周期毎に、前記ヒータへの通電開始時期から通電停止時期までの前記供給済み電力量から当該周期の目標電力量を減算した過剰供給電力量を演算する過剰供給電力量演算手段と、
予め定められた基本目標電力量から前回周期の前記過剰供給電力量を差し引いた補正後目標電力量を前記目標電力量として演算する補正後目標電力量演算手段と、
を備え、
前記供給電力制御手段は、前記ヒータへの通電開始後、前記供給済み電力演算手段により演算される前記供給済み電力量と、前記補正後目標電力量演算手段により演算された前記補正後目標電力量とを比較し、前記供給済み電力量が前記補正後目標電力量以上になると、前記ヒータへの通電を停止すること、
を特徴とする請求項１に記載のガス検出装置。
【請求項３】
前記供給済み電力演算手段は、前記ヒータへの通電時間帯のうち、前記電源出力電圧検出手段による前記電源出力電圧の検出時期を境界として分割される単位時間帯毎に、当該単位時間帯において前記ヒータに供給された単位時間供給電力量を演算する単位供給電力量演算手段を備えており、
前記供給電力制御手段は、
前記ＰＷＭ制御の１周期毎に、前記ヒータへの通電開始前において、当該周期で前記ヒータに供給すべき電力量の残量を表す供給電力残量変数の初期値として前記目標電力量を設定する供給電力残量変数初期設定手段と、
前記ヒータへの通電開始後、前記電源出力電圧検出手段により前記電源出力電圧が検出されると、当該電圧検出時期を終期とする前記単位時間帯における前記単位時間供給電力量と、当該電圧検出時期に設定されている前記供給電力残量変数とを比較し、前記単位時間供給電力量が前記供給電力残量変数よりも小さいか否かを判定する変数判定手段と、
前記変数判定手段において肯定判定された場合に、前記供給電力残量変数から前記単位時間供給電力量を減算した値を前記供給電力残量変数に再設定する供給電力残量変数再設定手段と、
前記変数判定手段において否定判定された場合に、前記供給済み電力量が前記目標電力量以上であると判定して、前記ヒータへの通電を停止するヒータ通電停止手段と、
を備えること、
を特徴とする請求項１または請求項２に記載のガス検出装置。
【請求項４】
前記供給済み電力演算手段は、前記ヒータへの通電時間帯のうち、前記電源出力電圧検出手段による前記電源出力電圧の検出時期を境界として分割される単位時間帯毎に、当該単位時間帯において前記ヒータに供給された単位時間供給電力量を演算する単位供給電力量演算手段を備えており、
前記供給電力制御手段は、
前記ＰＷＭ制御の１周期毎に、前記ヒータへの通電開始前において、当該周期で前記ヒータに供給すべき電力量の残量を表す供給電力残量変数の初期値として前記目標電力量を設定する供給電力残量変数初期設定手段と、
前記ヒータへの通電開始後、前記電源出力電圧検出手段により前記電源出力電圧が検出されると、当該電圧検出時期を終期とする前記単位時間帯における前記単位時間供給電力量と、当該電圧検出時期に設定されている前記供給電力残量変数とを比較し、前記単位時間供給電力量が前記供給電力残量変数よりも小さいか否かを判定する変数判定手段と、
前記変数判定手段において肯定判定された場合に、前記供給電力残量変数から前記単位時間供給電力量を減算した値を前記供給電力残量変数に再設定する供給電力残量変数再設定手段と、
前記変数判定手段において否定判定された場合に、前記供給済み電力量が前記目標電力量以上であると判定して、前記ヒータへの通電を停止するヒータ通電停止手段と、
を備え、
前記過剰供給電力量演算手段は、前記変数判定手段において否定判定された場合に、前記単位時間供給電力量から前記供給電力残量変数の値を差し引いた値を前記過剰供給電力量として演算すること、
を特徴とする請求項２に記載のガス検出装置。
【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と、
電源装置からの電力供給により発熱して前記ガスセンサ素子を加熱するヒータと、
前記センサ抵抗値の変化に基づき測定対象ガスにおける前記特定ガスの濃度変化を判定するガス検知判定手段と、
を有するガス検出装置であって、
前記ヒータへの印加電圧のＰＷＭ制御により前記電源装置から前記ヒータへの供給電力量を制御する供給電力制御手段と、
前記ＰＷＭ制御の１周期のうち前記ヒータへの通電時間帯において、前記電源装置から出力される電源出力電圧を複数回にわたり検出する電源出力電圧検出手段と、
前記ＰＷＭ制御の１周期毎に、前記ヒータへの通電開始後に前記ヒータに供給された供給済み電力量を、前記電源出力電圧検出手段により検出された前記電源出力電圧に基づいて演算する供給済み電力演算手段と、
を備えており、
前記供給電力制御手段は、前記ガスセンサ素子を活性化温度に加熱するための目標電力量を前記ヒータに対して供給するにあたり、前記ＰＷＭ制御の１周期毎に、前記ヒータへの通電開始後、前記供給済み電力演算手段により演算される前記供給済み電力量が前記目標電力量以上であるか否かを判断し、前記供給済み電力量が前記目標電力量以上になると、前記ヒータへの通電を停止すること、
を特徴とするガス検出装置。
【請求項２】
前記ＰＷＭ制御の１周期毎に、前記ヒータへの通電開始時期から通電停止時期までの前記供給済み電力量から当該周期の目標電力量を減算した過剰供給電力量を演算する過剰供給電力量演算手段と、
予め定められた基本目標電力量から前回周期の前記過剰供給電力量を差し引いた補正後目標電力量を前記目標電力量として演算する補正後目標電力量演算手段と、
を備え、
前記供給電力制御手段は、前記ヒータへの通電開始後、前記供給済み電力演算手段により演算される前記供給済み電力量と、前記補正後目標電力量演算手段により演算された前記補正後目標電力量とを比較し、前記供給済み電力量が前記補正後目標電力量以上になると、前記ヒータへの通電を停止すること、
を特徴とする請求項１に記載のガス検出装置。
【請求項３】
前記供給済み電力演算手段は、前記ヒータへの通電時間帯のうち、前記電源出力電圧検出手段による前記電源出力電圧の検出時期を境界として分割される単位時間帯毎に、当該単位時間帯において前記ヒータに供給された単位時間供給電力量を演算する単位供給電力量演算手段を備えており、
前記供給電力制御手段は、
前記ＰＷＭ制御の１周期毎に、前記ヒータへの通電開始前において、当該周期で前記ヒータに供給すべき電力量の残量を表す供給電力残量変数の初期値として前記目標電力量を設定する供給電力残量変数初期設定手段と、
前記ヒータへの通電開始後、前記電源出力電圧検出手段により前記電源出力電圧が検出されると、当該電圧検出時期を終期とする前記単位時間帯における前記単位時間供給電力量と、当該電圧検出時期に設定されている前記供給電力残量変数とを比較し、前記単位時間供給電力量が前記供給電力残量変数よりも小さいか否かを判定する変数判定手段と、
前記変数判定手段において肯定判定された場合に、前記供給電力残量変数から前記単位時間供給電力量を減算した値を前記供給電力残量変数に再設定する供給電力残量変数再設定手段と、
前記変数判定手段において否定判定された場合に、前記供給済み電力量が前記目標電力量以上であると判定して、前記ヒータへの通電を停止するヒータ通電停止手段と、
を備えること、
を特徴とする請求項１または請求項２に記載のガス検出装置。
【請求項４】
前記供給済み電力演算手段は、前記ヒータへの通電時間帯のうち、前記電源出力電圧検出手段による前記電源出力電圧の検出時期を境界として分割される単位時間帯毎に、当該単位時間帯において前記ヒータに供給された単位時間供給電力量を演算する単位供給電力量演算手段を備えており、
前記供給電力制御手段は、
前記ＰＷＭ制御の１周期毎に、前記ヒータへの通電開始前において、当該周期で前記ヒータに供給すべき電力量の残量を表す供給電力残量変数の初期値として前記目標電力量を設定する供給電力残量変数初期設定手段と、
前記ヒータへの通電開始後、前記電源出力電圧検出手段により前記電源出力電圧が検出されると、当該電圧検出時期を終期とする前記単位時間帯における前記単位時間供給電力量と、当該電圧検出時期に設定されている前記供給電力残量変数とを比較し、前記単位時間供給電力量が前記供給電力残量変数よりも小さいか否かを判定する変数判定手段と、
前記変数判定手段において肯定判定された場合に、前記供給電力残量変数から前記単位時間供給電力量を減算した値を前記供給電力残量変数に再設定する供給電力残量変数再設定手段と、
前記変数判定手段において否定判定された場合に、前記供給済み電力量が前記目標電力量以上であると判定して、前記ヒータへの通電を停止するヒータ通電停止手段と、
を備え、
前記過剰供給電力量演算手段は、前記変数判定手段において否定判定された場合に、前記単位時間供給電力量から前記供給電力残量変数の値を差し引いた値を前記過剰供給電力量として演算すること、
を特徴とする請求項２に記載のガス検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−３０９７５１（Ｐ２００７−３０９７５１Ａ）
【公開日】平成１９年１１月２９日（２００７．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１３８０４３（Ｐ２００６−１３８０４３）
【出願日】平成１８年５月１７日（２００６．５．１７）
【出願人】（０００００４５４７）日本特殊陶業株式会社 (2,912)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月２９日（２００７．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月１７日（２００６．５．１７）
【出願人】（０００００４５４７）日本特殊陶業株式会社 (2,912)
【Ｆターム（参考）】
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