可燃性ガス濃度検知方法及び可燃性ガス濃度検知装置
【課題】従来に比べて可燃性ガス濃度検知装置の小型化を図ることができるとともに、迅速かつ正確に可燃性ガス濃度を検知することのできる可燃性ガス濃度検知方法及び可燃性ガス濃度検知装置を提供する。
【解決手段】吸着燃焼式ガスセンサの発熱抵抗体の電気抵抗値が所定抵抗値になるように、発熱抵抗体に電圧を印加するとともに、その印加電圧値を所定時間ごと検出し、発熱抵抗体への電圧の印加を開始した後、閾電圧値を下回った判定時間（ｔ２）に基づいて、気体中の可燃性ガス濃度を検知する。
【解決手段】吸着燃焼式ガスセンサの発熱抵抗体の電気抵抗値が所定抵抗値になるように、発熱抵抗体に電圧を印加するとともに、その印加電圧値を所定時間ごと検出し、発熱抵抗体への電圧の印加を開始した後、閾電圧値を下回った判定時間（ｔ２）に基づいて、気体中の可燃性ガス濃度を検知する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、触媒層を発熱抵抗体で加熱することによって当該触媒層に吸着された可燃性ガスを燃焼させる吸着燃焼式ガスセンサにより気体中の可燃性ガス濃度を検知する可燃性ガス濃度検知方法及び可燃性ガス濃度検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、飲酒運転による重大事故が多々発生し、輸送や医療の分野の従事者、及び一般のドライバーに対しても飲酒・酒気帯び度の管理が行われるようになっている。このドライバーの飲酒検知案の一つとして、呼気中のアルコール濃度を検知し、酒気帯びの場合にはエンジンの始動をロックするアルコール・イグニッション・インターロックシステムが提案されている。
【０００３】
上記アルコール・イグニッション・インターロックシステムでは、誤作動によるイグニッション・インターロックの防止、及びアルコール濃度の正確な検知とイグニッション・インターロックの実施のため、精度良いアルコール濃度検知が必要とされる。
【０００４】
アルコール等の可燃性ガスを検知するためのセンサとしては、多くの吸着燃焼式ガスセンサが提案されている。この吸着燃焼式ガスセンサでは、白金ヒータと触媒層とを有し触媒層に吸着したガスを燃焼させることによって検知する感応素子と、触媒層を有しない補償素子とによってブリッジ回路を構成する。そして、可燃性ガスの燃焼によって発生する燃焼熱を、ブリッジ回路の電位差として出力される感応素子の抵抗変化によって検知し、この検出信号の積分値から可燃性ガスの濃度を検知するようになっている（例えば、特許文献１参照。）。また、上記した検出信号のピーク値から可燃性ガスの濃度を検知する方法も知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００５−８３９４９号公報
【特許文献２】特開２００４−６９４６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した従来の技術では、触媒層を有する感応素子と、補償素子とを有する吸着燃焼式ガスセンサを用いているため、小型化を図ることが困難であるという課題があった。また、積分値からガス濃度を求めるため測定に時間がかかるという課題や、高濃度の可燃性ガスに対しては問題ないが、例えば１００ｐｐｍ前後と比較的低濃度の呼気中のアルコール濃度の測定では十分な測定精度を得られないという課題があった。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものである。本発明は、従来に比べて可燃性ガス濃度検知装置の小型化を図ることができるとともに、迅速かつ正確に可燃性ガス濃度を検知することのできる可燃性ガス濃度検知方法及び可燃性ガス濃度検知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】
【０００７】
本発明の可燃性ガス濃度検知方法は、被測定ガス中の可燃性ガスを吸着する触媒層と、通電により発熱する発熱抵抗体とを有し、前記触媒層に吸着された可燃性ガスを前記発熱抵抗体からの熱により当該触媒上で燃焼させる吸着燃焼式ガスセンサにより、被測定ガス中の可燃性ガス濃度を検知する可燃性ガス濃度検知方法であって、前記発熱抵抗体の電気抵抗値が所定抵抗値になるように当該発熱抵抗体に電圧を印加するとともに、その印加電圧値を所定時間ごと検出し、前記発熱抵抗体への電圧の印加を開始した後、前記印加電圧値が、最大の印加電圧値と前記発熱抵抗体が所定抵抗値になった際の印加電圧値との間に設定された閾電圧値を下回った判定時間（ｔ２）に基づいて、被測定ガス中の可燃性ガス濃度を検知することを特徴とする。
【０００８】
上記構成の本発明の可燃性ガス濃度検知方法では、補償素子を具備しなくても、感応素子のみを有する吸着燃焼式ガスセンサ用いて被測定ガス中の可燃性ガス濃度を検知することができる。したがって、可燃性ガス濃度検知装置の小型化を図ることができる。また、吸着燃焼式ガスセンサの印加電圧値が、所定の閾電圧値を下回った判定時間（ｔ２）から可燃性ガス濃度を検知することができるので、出力信号を積分する等の処理を行って可燃性ガス濃度を検知する場合に比べてより迅速に検知することができる。さらに、この方法によれば、例えば１００ｐｐｍ前後と比較的低濃度の呼気中のアルコール濃度に対しても感度良く正確にアルコール濃度を検知することができる。
【０００９】
上記の可燃性ガス濃度検知方法では、前記触媒層に可燃性ガスが吸着していない状態で、前記発熱抵抗体の電気抵抗値が所定抵抗値になるように当該発熱抵抗体に電圧を印加するとともに、その印加電圧値を所定時間ごと検出し、前記発熱抵抗体への電圧の印加を開始した後、前記印加電圧値が前記閾電圧値を下回った時間である基準時間（ｔ２０）を測定し、この基準時間（ｔ２０）によって、判定時間（ｔ２）を補正することが好ましい。これによって、環境温度が変化した場合においても、正確に可燃性ガス濃度を検出することができる。
なお、可燃性ガスが吸着していない状態とは、発熱抵抗体を発熱させて、触媒層に吸着した可燃性ガスを燃焼させることによって、その状態とすることができる。
また、基準時間（ｔ２０）の測定は、判定時間（ｔ２）を測定する直前又は直後に行うことが好ましい。これにより、より正確に可燃性ガス濃度を検出することができる。
なお、上記の基準時間（ｔ２０）を測定する代わりに、温度センサで測定された温度によって、判定時間（ｔ２）の温度依存性を補正してもよい。
【００１０】
本発明の他の可燃性ガス濃度検知方法は、被測定ガス中の可燃性ガスを吸着する触媒層と、通電により発熱する発熱抵抗体とを有し、前記触媒層に吸着された可燃性ガスを前記発熱抵抗体からの熱により当該触媒上で燃焼させる吸着燃焼式ガスセンサにより、被測定ガス中の可燃性ガス濃度を検知する可燃性ガス濃度検知方法であって、前記発熱抵抗体の電気抵抗値が所定抵抗値になるように、当該発熱抵抗体に電圧を印加するとともに、その印加電圧値を所定時間ごと検出し、前記発熱抵抗体への電圧の印加を開始した後、前記印加電圧値が、最大の印加電圧値と前記発熱抵抗体が所定抵抗値になった際の印加電圧値との間に設定された第１閾電圧値を上回った第１判定時間（ｔ１）と、前記発熱抵抗体への電圧の印加を開始した後、前記印加電圧値が、最大の印加電圧値と前記発熱抵抗体が所定抵抗値になった際の印加電圧値との間に設定された第２閾電圧値を下回った第２判定時間（ｔ２）と、に基づいて、被測定ガス中の可燃性ガス濃度を検知することを特徴とする。
【００１１】
上記の可燃性ガス濃度検知方法では、前記した可燃性ガス濃度検知方法と同様な効果を得ることができるとともに、吸着燃焼式ガスセンサの発熱抵抗体への電圧の印加を開始する時の電気回路の状態、例えば、コンデンサの充電状態等によって、発熱抵抗体への電圧の印加を開始してから、印加電圧値が立上るまでの時間が変動した場合でも、正確に可燃性ガス濃度を検知することができる。
なお、第１閾電圧値と第２閾電圧値とは、同一の値であっても良い。
また、第１判定時間（ｔ１）と第２判定時間（ｔ２）とに基づいて、被測定ガス中の可燃性ガス濃度を検知するとは、より具体的には、第２判定時間（ｔ２）と第１判定時間（ｔ１）との差（ｔ２−ｔ１）や、第２判定時間（ｔ２）と第１判定時間（ｔ１）との比（ｔ２／ｔ１）等に基づいて、可燃性ガス濃度を検知することである。
【００１２】
上記の可燃性ガス濃度検知方法では、前記触媒層に可燃性ガスが吸着していない状態で、前記発熱抵抗体の電気抵抗値が所定値になるように、当該発熱抵抗体に電圧を印加するとともに、その印加電圧値を所定時間ごと検出し、前記発熱抵抗体への電圧の印加を開始した後、前記印加電圧値が前記第１閾電圧値を上回った時間である第１基準時間（ｔ１０）と、前記発熱抵抗体への電圧の印加を開始した後、前記印加電圧値が前記第２閾電圧値を下回った時間である第２基準時間（ｔ２０）と、を測定し、第１基準時間及び第２基準時間（ｔ１０），（ｔ２０）によって、第１判定時間（ｔ１）及び第２判定時間（ｔ２）を補正することが好ましい。これによって、環境温度が変化した場合においても、正確に可燃性ガス濃度を検出することができる。
なお、可燃性ガスが吸着していない状態とは、発熱抵抗体を発熱させて、触媒層に吸着した可燃性ガスを燃焼させることによって、その状態とすることができる。
また、第１基準時間及び第２基準時間（ｔ１０），（ｔ２０）の測定は、第１判定時間（ｔ１）及び第２判定時間（ｔ２）を測定する直前又は直後に行うことが好ましい。これにより、より正確に可燃性ガス濃度を検出することができる。
なお、上記の第１基準時間及び第２基準時間（ｔ１０），（ｔ２０）を測定する代わりに、温度センサで測定された温度によって、第１判定時間（ｔ１）及び第２判定時間（ｔ２）の温度依存性を補正してもよい。
【００１３】
上記した各可燃性ガス濃度検知方法では、前記発熱抵抗体を１つのみ具備している吸着燃焼式ガスセンサを用いることができる。これによって、前述したように、可燃性ガス濃度検知装置の小型化を図ることができるとともに、消費電力を低減して省エネルギー化を図ることができる。
【００１４】
また、上記した各可燃性ガス濃度検知方法では、アルコール濃度を検知することができる。さらに、低濃度のアルコールに対しても高感度で検知を行うことができることから、例えば、呼気中の０〜１０００ｐｐｍのアルコール濃度の検知に好適に使用することができる。この場合、撥水フィルタを介して呼気を前記触媒層に吹きかけるようにすることが好ましい。これによって、呼気中の水分が触媒層に吸着することを防止することかできる。
【００１５】
また、本発明の可燃性ガス濃度検知装置は、上記のいずれかの可燃性ガス濃度検知方法によって気体中の可燃性ガス濃度を検知することを特徴とする。これによって、従来に比べて可燃性ガス濃度検知装置の小型化を図ることができるとともに、迅速かつ正確に可燃性ガス濃度を検知することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、従来に比べて可燃性ガス濃度検知装置の小型化を図ることができるとともに、迅速かつ正確に可燃性ガス濃度を検知することのできる可燃性ガス濃度検知方法及び可燃性ガス濃度検知装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の詳細を、実施形態について図面を参照して説明する。図１，２は、本発明の一実施形態にかかる吸着燃焼式ガスセンサ１００の構成を模式的に示すものであり、図１は全体構成を示す上面図、図２は図１の一点鎖線に沿ったＡ−Ａ´断面構成を模式的に示すものである。図２に示すように、吸着燃焼式ガスセンサ１００は、Ｓｉ基板１を具備しており、このＳｉ基板１の表面には、絶縁膜６が形成されている。絶縁膜６の表面には、保護層２を介して触媒層３２が設けられており、絶縁膜６内には白金（Ｐｔ）からなる検知用の発熱抵抗体３１が設けられている。
【００１８】
上記の触媒層３２は、パラジウムを担時したγアルミナ触媒膜等から形成されており、触媒層３２の裏面側のＳｉ基板１には、異方性エッチングにより凹部７が形成され、薄膜ダイヤフラム構造とされている。なお、図１において４は測温抵抗体（温度センサ）、５１，５２は検知用発熱抵抗体電極、５３，５４は測温抵抗体用電極である。
【００１９】
図３は、上記の吸着燃焼式ガスセンサ１００を用いたアルコール濃度検知回路２００の構成を示すものである。アルコール濃度検知回路２００は、検知回路８１と、温測回路８２と、マイクロコンピュータ８３とから構成されている。検知回路８１は、前述した検知用発熱抵抗体３１と、固定抵抗ａ１〜ａ３からなるホイートストンブリッジ８１１と、オペアンプ８１２とを具備している。また、温測回路８２は、前述した測温抵抗体４と固定抵抗ｂ１〜ｂ３からなるホイートストンブリッジ８２１と、オペアンプ８２２とを具備している。
【００２０】
図４は、上記の吸着燃焼式ガスセンサ１００、アルコール濃度検知回路２００を用いたアルコール濃度検知装置３００の全体構成を模式的に示したもので、（ａ）は縦断面構成を示し、（ｂ）は上面の構成を示したものである。アルコール濃度検知装置３００は、本体ケース３０１を具備しており、この本体ケース３０１内に、吸着燃焼式ガスセンサ１００が搭載された基板３０２が設けられている。この基板３０２には、制御部３０３、電源スイッチ３０４、表示部３０５が搭載されている。また、吸着燃焼式ガスセンサ１００が設けられた部分の上部に位置する本体ケース３０１の部分には、呼気吹き付け部３０６が形成されており、ここには、撥水フィルタ３０７と、通気性を有するセンサカバー３０８が設けられている。この撥水フィルタ３０７によって、呼気中の水分が吸着燃焼式ガスセンサ１００に吸着することを防止することができる。
【００２１】
図５は、上記構成のアルコール濃度検知装置３００における吸着燃焼式ガスセンサ１００からの出力信号波形であって、発熱抵抗体３１の電気抵抗値が所定抵抗値になるように発熱抵抗体３１に電圧を印加した際の、印加電圧値の時間変化を示した波形である。同図において縦軸は発熱抵抗体３１への印加電圧値、横軸は時間であり、曲線ａはエタノール濃度０ｐｐｍ、曲線ｂはエタノール濃度５３ｐｐｍ、曲線ｃはエタノール濃度１２８ｐｐｍ、曲線ｄはエタノール濃度３７２ｐｐｍ、曲線ｅはエタノール濃度９２３ｐｐｍの場合を示している。なお、これらの場合、後述するホールド時間は、全て６０秒である。
【００２２】
図５に示すように、発熱抵抗体３１への電圧の印加を開始した後、発熱抵抗体３１への印加電圧値（吸着燃焼式ガスセンサ１００からの出力信号）が、所定の閾電圧値（図５の例では３．７Ｖ）を下回った判定時間（ｔ２）は、エタノール濃度に依存している。したがって、この判定時間（ｔ２）を測定することによって、エタノール濃度を検知することができる。
なお、閾電圧値は、最大の印加電圧値（図５の例では、約４．２Ｖ）と発熱抵抗体３１が所定抵抗値になった際の印加電圧値（図５の例では、約３．３Ｖ）との間に設定されている。
【００２３】
また、図５に示すように、発熱抵抗体３１への電圧の印加を開始した後、発熱抵抗体３１への印加電圧値が所定電圧値を上回る時間は、エタノール濃度によってほとんど変化しない。しかし、吸着燃焼式ガスセンサ１００の発熱抵抗体３１への電圧の印加を開始する時の電気回路の状態、例えば、コンデンサの充電状態等によって、発熱抵抗体３１への電圧の印加を開始してから印加電圧値が立上るまでの時間も若干であるが変動する。
このため、吸着燃焼式ガスセンサ１００からの印加電圧値が所定の第１閾電圧値（図５の例では３．７Ｖである。）を上回った第１判定時間（ｔ１）と、所定の第２閾電圧値（図５の例では３．７Ｖである。）を下回った第２判定時間（ｔ２）との差（ｔ２−ｔ１）を測定し、この差（ｔ２−ｔ１）によって、エタノール濃度を検知すれば、より正確にエタノール濃度を検知することができる。
なお、第１閾電圧値及び第２閾電圧値は、最大の印加電圧値（図５の例では、約４．２Ｖ）と発熱抵抗体３１が所定抵抗値になった際の印加電圧値（図５の例では、約３．３Ｖ）との間に設定されている。
【００２４】
図６は、縦軸を上述したｔ２−ｔ１、横軸をエタノール濃度として、上記のエタノール濃度とｔ２−ｔ１との関係を調べた結果を示したものである。この図６に示されるように、ｔ２−ｔ１によってエタノール濃度を検知すれば、１００ｐｐｍ程度の低濃度の場合でも、感度良くエタノール濃度を検知することができ、少なくとも０〜１０００ｐｐｍ程度の範囲において、感度良くエタノール濃度を検知することができる。
【００２５】
上述した判定時間ｔ２は、環境温度によって変動するため、温度センサによる環境温度の検出結果に基づいて補正することが好ましい。すなわち、判定時間ｔ２を温度センサの環境温度の検出結果に基づいて補正し、その補正した判定時間ｔ２に基づき、エタノール（可燃性ガス）濃度を求めることができる。
具体的には、縦軸を時間、横軸を温度とした図７に示すように、触媒層３２にエタノールが吸着していない状態において、発熱抵抗体３１への印加電圧値が、発熱抵抗体３１への電圧の印加を開始した後、閾電圧値を下回る時間の温度依存性（ｔ２０（Ｔ））を予め測定しておく。そして、この時間の温度依存性（ｔ２０（Ｔ））に、温度センサで検出した温度（ｔ℃）を代入することにより、温度ｔ℃における補正値（ｔ２０（ｔ））を求め、この補正値（ｔ２０（ｔ））により判定時間（ｔ２）の補正をする。そして、
Δｔ＝ｔ２０（ｔ）−ｔ２（測定値）
の関係から、図８に示すように、予め求めたΔｔとエタノール濃度との関係を示すマスターカーブに基づいてエタノール濃度（Ｄ（測定値））を求めることができる。
【００２６】
また、上記のように温度センサを使用しない場合であっても、図９に示すように、エタノール濃度の測定前に、吸着燃焼式ガスセンサ１００の発熱抵抗体３１に所定時間（例えば１秒程度）電圧を印加（通電）して、クリーニング（触媒層に吸着したエタノール等の除去）した後、通電停止し、吸着燃焼式ガスセンサ１００を所定時間（例えば、室温にて１秒程度）冷却した後、さらに、発熱抵抗体３１の電気抵抗値が所定値になるように、発熱抵抗体３１に所定時間（例えば１秒程度）電圧を印加する。そして、その際の印加電圧値が、閾電圧値（例えば３．７Ｖ）を下回る時間である基準時間（ｔ２０）を測定すれば、この測定したｔ２０に基づいて、
Δｔ＝ｔ２０−ｔ２（測定値）
の関係から、温度センサを使用した場合と同様にして、判定時間ｔ２を環境温度による補正をした上で、その補正した判定時間ｔ２に基づき、エタノール濃度を求めることができる。
【００２７】
また、上述した判定時間の差（ｔ２−ｔ１）は、環境温度によって変動するため、温度センサによる環境温度の検出結果に基づいて補正することが好ましい。すなわち、判定時間の差（ｔ２−ｔ１）を温度センサの環境温度の検出結果に基づいて補正し、その補正した判定時間の差（ｔ２−ｔ１）に基づき、エタノール（可燃性ガス）濃度を求めることができる。
具体的には、図１０に示すように、触媒層３２にエタノールが吸着していない状態において、発熱抵抗体３１への印加電圧値が、発熱抵抗体３１への電圧の印加を開始した後、第１閾電圧値を上回る時間の温度依存性（ｔ１０（Ｔ））と、触媒層３２にエタノールが吸着していない状態において、発熱抵抗体３１への印加電圧値が、発熱抵抗体３１への電圧の印加を開始した後、第２閾電圧値を下回る時間の温度依存性（ｔ２０（Ｔ））とを予め求めておく。そして、これらの時間の温度依存性（ｔ１０（Ｔ）及びｔ２０（Ｔ））に、温度センサで検出した温度（ｔ℃）を代入することにより、温度ｔ℃における補正値（ｔ１０（ｔ）及びｔ２０（ｔ））を求め、この補正値（ｔ１０（ｔ）及びｔ２０（ｔ））により第１判定時間（ｔ１）及び第２判定時間（ｔ２）を補正する。そして、
Δｔ＝{ｔ２０（ｔ）−ｔ１０（ｔ）}−{ｔ２（測定値）−ｔ１（測定値）}
の関係から、図８に示したように、予め求めたΔｔとエタノール濃度との関係を示すマスターカーブに基づいてエタノール濃度を求めることができる。
【００２８】
また、上記のように温度センサを使用しない場合であっても、図１１に示すように、エタノール濃度の測定前に、吸着燃焼式ガスセンサ１００の発熱抵抗体に所定時間（例えば１秒程度）電圧を印加（通電）して、クリーニング（触媒層に吸着したエタノール等の除去）した後、通電停止し、吸着燃焼式ガスセンサ１００を所定時間（例えば、室温にて１秒程度）冷却した後、さらに、発熱抵抗体の電気抵抗値が所定値になるように、発熱抵抗体に所定時間（例えば１秒程度）電圧を印加する。そして、その際の印加電圧値が、第１閾電圧値（例えば３．７Ｖ）を上回る時間である第１基準時間ｔ１０、及び第２閾電圧値（例えば３．７Ｖ）を下回る時間である第２基準時間ｔ２０を測定すれば、この測定したｔ１０，ｔ２０に基づいて、
Δｔ＝{ｔ２０−ｔ１０}−{ｔ２（測定値）−ｔ１（測定値）}
の関係から、同様にして、判定時間の差（ｔ２−ｔ１）を環境温度による補正をした上で、その補正した判定時間の差（ｔ２−ｔ１）に基づき、エタノール濃度を求めることができる。
【００２９】
次に、図１２を参照して、実際のエタノール濃度の測定手順について説明する。尚、本実施形態では、温度センサを使用せずに、判定時間を補正する手順について説明する。まず、センサ電源をオンとした後（１２０）、初期クリーニングのため、前述したように発熱抵抗体３１に所定時間（例えば１秒から数秒程度）通電を行い、また、前述したｔ２０，ｔ１０の測定を行う（１２１）。
【００３０】
次に、発熱抵抗体３１への通電をオフとして、冷却した後（１２２）、被測定ガスの充填（呼気の吹き付け）を行い（１２３）、この後発熱抵抗体３１への通電をオフとした状態で一定時間（１分以内）ホールドする（１２４）。なお、このホールド時間中に、充填したガス中のエタノールが、吸着燃焼式ガスセンサ１００の触媒層へ吸着される。
【００３１】
この後、発熱抵抗体３１に通電を行って（電圧を印加して）、前述した第１判定時間（ｔ１）と第２判定時間（ｔ２）を測定し（１２５）、この測定結果に基づいてエタノール濃度を算出し、出力する（１２６）。
【００３２】
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態における吸着燃焼式ガスセンサの構成を模式的に示す図。
【図２】図１の吸着燃焼式ガスセンサのＡ−Ａ断面の構成を模式的に示す図。
【図３】図１の吸着燃焼式ガスセンサを用いた可燃性ガス濃度検知回路の構成を示す図。
【図４】図１の吸着燃焼式ガスセンサを用いた可燃性ガス濃度検知装置の構成を示す図。
【図５】吸着燃焼式ガスセンサからの出力信号波形の例を示す図。
【図６】エタノール濃度とｔ２−ｔ１との関係を調べた結果を示す図。
【図７】温度依存性（ｔ２０（Ｔ））を示す図。
【図８】Δｔとエタノール濃度との関係を示すマスターカーブを示す図。
【図９】基準時間（ｔ２０）の測定方法を説明するための図。
【図１０】温度依存性（ｔ１０（Ｔ））と、温度依存性（ｔ２０（Ｔ））を示す図。
【図１１】第１基準時間（ｔ１０），第２基準時間（ｔ２０）の測定方法を説明するための図。
【図１２】エタノール濃度の測定手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００３４】
１……Ｓｉ基板、２……保護層、４……測温抵抗体、６……絶縁膜、７……凹部、３１……発熱抵抗体、３２……触媒層、５１，５２……検知用発熱抵抗体電極、５３，５４……測温抵抗体用電極、１００……吸着燃焼式ガスセンサ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、触媒層を発熱抵抗体で加熱することによって当該触媒層に吸着された可燃性ガスを燃焼させる吸着燃焼式ガスセンサにより気体中の可燃性ガス濃度を検知する可燃性ガス濃度検知方法及び可燃性ガス濃度検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、飲酒運転による重大事故が多々発生し、輸送や医療の分野の従事者、及び一般のドライバーに対しても飲酒・酒気帯び度の管理が行われるようになっている。このドライバーの飲酒検知案の一つとして、呼気中のアルコール濃度を検知し、酒気帯びの場合にはエンジンの始動をロックするアルコール・イグニッション・インターロックシステムが提案されている。
【０００３】
上記アルコール・イグニッション・インターロックシステムでは、誤作動によるイグニッション・インターロックの防止、及びアルコール濃度の正確な検知とイグニッション・インターロックの実施のため、精度良いアルコール濃度検知が必要とされる。
【０００４】
アルコール等の可燃性ガスを検知するためのセンサとしては、多くの吸着燃焼式ガスセンサが提案されている。この吸着燃焼式ガスセンサでは、白金ヒータと触媒層とを有し触媒層に吸着したガスを燃焼させることによって検知する感応素子と、触媒層を有しない補償素子とによってブリッジ回路を構成する。そして、可燃性ガスの燃焼によって発生する燃焼熱を、ブリッジ回路の電位差として出力される感応素子の抵抗変化によって検知し、この検出信号の積分値から可燃性ガスの濃度を検知するようになっている（例えば、特許文献１参照。）。また、上記した検出信号のピーク値から可燃性ガスの濃度を検知する方法も知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００５−８３９４９号公報
【特許文献２】特開２００４−６９４６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した従来の技術では、触媒層を有する感応素子と、補償素子とを有する吸着燃焼式ガスセンサを用いているため、小型化を図ることが困難であるという課題があった。また、積分値からガス濃度を求めるため測定に時間がかかるという課題や、高濃度の可燃性ガスに対しては問題ないが、例えば１００ｐｐｍ前後と比較的低濃度の呼気中のアルコール濃度の測定では十分な測定精度を得られないという課題があった。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものである。本発明は、従来に比べて可燃性ガス濃度検知装置の小型化を図ることができるとともに、迅速かつ正確に可燃性ガス濃度を検知することのできる可燃性ガス濃度検知方法及び可燃性ガス濃度検知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】
【０００７】
本発明の可燃性ガス濃度検知方法は、被測定ガス中の可燃性ガスを吸着する触媒層と、通電により発熱する発熱抵抗体とを有し、前記触媒層に吸着された可燃性ガスを前記発熱抵抗体からの熱により当該触媒上で燃焼させる吸着燃焼式ガスセンサにより、被測定ガス中の可燃性ガス濃度を検知する可燃性ガス濃度検知方法であって、前記発熱抵抗体の電気抵抗値が所定抵抗値になるように当該発熱抵抗体に電圧を印加するとともに、その印加電圧値を所定時間ごと検出し、前記発熱抵抗体への電圧の印加を開始した後、前記印加電圧値が、最大の印加電圧値と前記発熱抵抗体が所定抵抗値になった際の印加電圧値との間に設定された閾電圧値を下回った判定時間（ｔ２）に基づいて、被測定ガス中の可燃性ガス濃度を検知することを特徴とする。
【０００８】
上記構成の本発明の可燃性ガス濃度検知方法では、補償素子を具備しなくても、感応素子のみを有する吸着燃焼式ガスセンサ用いて被測定ガス中の可燃性ガス濃度を検知することができる。したがって、可燃性ガス濃度検知装置の小型化を図ることができる。また、吸着燃焼式ガスセンサの印加電圧値が、所定の閾電圧値を下回った判定時間（ｔ２）から可燃性ガス濃度を検知することができるので、出力信号を積分する等の処理を行って可燃性ガス濃度を検知する場合に比べてより迅速に検知することができる。さらに、この方法によれば、例えば１００ｐｐｍ前後と比較的低濃度の呼気中のアルコール濃度に対しても感度良く正確にアルコール濃度を検知することができる。
【０００９】
上記の可燃性ガス濃度検知方法では、前記触媒層に可燃性ガスが吸着していない状態で、前記発熱抵抗体の電気抵抗値が所定抵抗値になるように当該発熱抵抗体に電圧を印加するとともに、その印加電圧値を所定時間ごと検出し、前記発熱抵抗体への電圧の印加を開始した後、前記印加電圧値が前記閾電圧値を下回った時間である基準時間（ｔ２０）を測定し、この基準時間（ｔ２０）によって、判定時間（ｔ２）を補正することが好ましい。これによって、環境温度が変化した場合においても、正確に可燃性ガス濃度を検出することができる。
なお、可燃性ガスが吸着していない状態とは、発熱抵抗体を発熱させて、触媒層に吸着した可燃性ガスを燃焼させることによって、その状態とすることができる。
また、基準時間（ｔ２０）の測定は、判定時間（ｔ２）を測定する直前又は直後に行うことが好ましい。これにより、より正確に可燃性ガス濃度を検出することができる。
なお、上記の基準時間（ｔ２０）を測定する代わりに、温度センサで測定された温度によって、判定時間（ｔ２）の温度依存性を補正してもよい。
【００１０】
本発明の他の可燃性ガス濃度検知方法は、被測定ガス中の可燃性ガスを吸着する触媒層と、通電により発熱する発熱抵抗体とを有し、前記触媒層に吸着された可燃性ガスを前記発熱抵抗体からの熱により当該触媒上で燃焼させる吸着燃焼式ガスセンサにより、被測定ガス中の可燃性ガス濃度を検知する可燃性ガス濃度検知方法であって、前記発熱抵抗体の電気抵抗値が所定抵抗値になるように、当該発熱抵抗体に電圧を印加するとともに、その印加電圧値を所定時間ごと検出し、前記発熱抵抗体への電圧の印加を開始した後、前記印加電圧値が、最大の印加電圧値と前記発熱抵抗体が所定抵抗値になった際の印加電圧値との間に設定された第１閾電圧値を上回った第１判定時間（ｔ１）と、前記発熱抵抗体への電圧の印加を開始した後、前記印加電圧値が、最大の印加電圧値と前記発熱抵抗体が所定抵抗値になった際の印加電圧値との間に設定された第２閾電圧値を下回った第２判定時間（ｔ２）と、に基づいて、被測定ガス中の可燃性ガス濃度を検知することを特徴とする。
【００１１】
上記の可燃性ガス濃度検知方法では、前記した可燃性ガス濃度検知方法と同様な効果を得ることができるとともに、吸着燃焼式ガスセンサの発熱抵抗体への電圧の印加を開始する時の電気回路の状態、例えば、コンデンサの充電状態等によって、発熱抵抗体への電圧の印加を開始してから、印加電圧値が立上るまでの時間が変動した場合でも、正確に可燃性ガス濃度を検知することができる。
なお、第１閾電圧値と第２閾電圧値とは、同一の値であっても良い。
また、第１判定時間（ｔ１）と第２判定時間（ｔ２）とに基づいて、被測定ガス中の可燃性ガス濃度を検知するとは、より具体的には、第２判定時間（ｔ２）と第１判定時間（ｔ１）との差（ｔ２−ｔ１）や、第２判定時間（ｔ２）と第１判定時間（ｔ１）との比（ｔ２／ｔ１）等に基づいて、可燃性ガス濃度を検知することである。
【００１２】
上記の可燃性ガス濃度検知方法では、前記触媒層に可燃性ガスが吸着していない状態で、前記発熱抵抗体の電気抵抗値が所定値になるように、当該発熱抵抗体に電圧を印加するとともに、その印加電圧値を所定時間ごと検出し、前記発熱抵抗体への電圧の印加を開始した後、前記印加電圧値が前記第１閾電圧値を上回った時間である第１基準時間（ｔ１０）と、前記発熱抵抗体への電圧の印加を開始した後、前記印加電圧値が前記第２閾電圧値を下回った時間である第２基準時間（ｔ２０）と、を測定し、第１基準時間及び第２基準時間（ｔ１０），（ｔ２０）によって、第１判定時間（ｔ１）及び第２判定時間（ｔ２）を補正することが好ましい。これによって、環境温度が変化した場合においても、正確に可燃性ガス濃度を検出することができる。
なお、可燃性ガスが吸着していない状態とは、発熱抵抗体を発熱させて、触媒層に吸着した可燃性ガスを燃焼させることによって、その状態とすることができる。
また、第１基準時間及び第２基準時間（ｔ１０），（ｔ２０）の測定は、第１判定時間（ｔ１）及び第２判定時間（ｔ２）を測定する直前又は直後に行うことが好ましい。これにより、より正確に可燃性ガス濃度を検出することができる。
なお、上記の第１基準時間及び第２基準時間（ｔ１０），（ｔ２０）を測定する代わりに、温度センサで測定された温度によって、第１判定時間（ｔ１）及び第２判定時間（ｔ２）の温度依存性を補正してもよい。
【００１３】
上記した各可燃性ガス濃度検知方法では、前記発熱抵抗体を１つのみ具備している吸着燃焼式ガスセンサを用いることができる。これによって、前述したように、可燃性ガス濃度検知装置の小型化を図ることができるとともに、消費電力を低減して省エネルギー化を図ることができる。
【００１４】
また、上記した各可燃性ガス濃度検知方法では、アルコール濃度を検知することができる。さらに、低濃度のアルコールに対しても高感度で検知を行うことができることから、例えば、呼気中の０〜１０００ｐｐｍのアルコール濃度の検知に好適に使用することができる。この場合、撥水フィルタを介して呼気を前記触媒層に吹きかけるようにすることが好ましい。これによって、呼気中の水分が触媒層に吸着することを防止することかできる。
【００１５】
また、本発明の可燃性ガス濃度検知装置は、上記のいずれかの可燃性ガス濃度検知方法によって気体中の可燃性ガス濃度を検知することを特徴とする。これによって、従来に比べて可燃性ガス濃度検知装置の小型化を図ることができるとともに、迅速かつ正確に可燃性ガス濃度を検知することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、従来に比べて可燃性ガス濃度検知装置の小型化を図ることができるとともに、迅速かつ正確に可燃性ガス濃度を検知することのできる可燃性ガス濃度検知方法及び可燃性ガス濃度検知装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の詳細を、実施形態について図面を参照して説明する。図１，２は、本発明の一実施形態にかかる吸着燃焼式ガスセンサ１００の構成を模式的に示すものであり、図１は全体構成を示す上面図、図２は図１の一点鎖線に沿ったＡ−Ａ´断面構成を模式的に示すものである。図２に示すように、吸着燃焼式ガスセンサ１００は、Ｓｉ基板１を具備しており、このＳｉ基板１の表面には、絶縁膜６が形成されている。絶縁膜６の表面には、保護層２を介して触媒層３２が設けられており、絶縁膜６内には白金（Ｐｔ）からなる検知用の発熱抵抗体３１が設けられている。
【００１８】
上記の触媒層３２は、パラジウムを担時したγアルミナ触媒膜等から形成されており、触媒層３２の裏面側のＳｉ基板１には、異方性エッチングにより凹部７が形成され、薄膜ダイヤフラム構造とされている。なお、図１において４は測温抵抗体（温度センサ）、５１，５２は検知用発熱抵抗体電極、５３，５４は測温抵抗体用電極である。
【００１９】
図３は、上記の吸着燃焼式ガスセンサ１００を用いたアルコール濃度検知回路２００の構成を示すものである。アルコール濃度検知回路２００は、検知回路８１と、温測回路８２と、マイクロコンピュータ８３とから構成されている。検知回路８１は、前述した検知用発熱抵抗体３１と、固定抵抗ａ１〜ａ３からなるホイートストンブリッジ８１１と、オペアンプ８１２とを具備している。また、温測回路８２は、前述した測温抵抗体４と固定抵抗ｂ１〜ｂ３からなるホイートストンブリッジ８２１と、オペアンプ８２２とを具備している。
【００２０】
図４は、上記の吸着燃焼式ガスセンサ１００、アルコール濃度検知回路２００を用いたアルコール濃度検知装置３００の全体構成を模式的に示したもので、（ａ）は縦断面構成を示し、（ｂ）は上面の構成を示したものである。アルコール濃度検知装置３００は、本体ケース３０１を具備しており、この本体ケース３０１内に、吸着燃焼式ガスセンサ１００が搭載された基板３０２が設けられている。この基板３０２には、制御部３０３、電源スイッチ３０４、表示部３０５が搭載されている。また、吸着燃焼式ガスセンサ１００が設けられた部分の上部に位置する本体ケース３０１の部分には、呼気吹き付け部３０６が形成されており、ここには、撥水フィルタ３０７と、通気性を有するセンサカバー３０８が設けられている。この撥水フィルタ３０７によって、呼気中の水分が吸着燃焼式ガスセンサ１００に吸着することを防止することができる。
【００２１】
図５は、上記構成のアルコール濃度検知装置３００における吸着燃焼式ガスセンサ１００からの出力信号波形であって、発熱抵抗体３１の電気抵抗値が所定抵抗値になるように発熱抵抗体３１に電圧を印加した際の、印加電圧値の時間変化を示した波形である。同図において縦軸は発熱抵抗体３１への印加電圧値、横軸は時間であり、曲線ａはエタノール濃度０ｐｐｍ、曲線ｂはエタノール濃度５３ｐｐｍ、曲線ｃはエタノール濃度１２８ｐｐｍ、曲線ｄはエタノール濃度３７２ｐｐｍ、曲線ｅはエタノール濃度９２３ｐｐｍの場合を示している。なお、これらの場合、後述するホールド時間は、全て６０秒である。
【００２２】
図５に示すように、発熱抵抗体３１への電圧の印加を開始した後、発熱抵抗体３１への印加電圧値（吸着燃焼式ガスセンサ１００からの出力信号）が、所定の閾電圧値（図５の例では３．７Ｖ）を下回った判定時間（ｔ２）は、エタノール濃度に依存している。したがって、この判定時間（ｔ２）を測定することによって、エタノール濃度を検知することができる。
なお、閾電圧値は、最大の印加電圧値（図５の例では、約４．２Ｖ）と発熱抵抗体３１が所定抵抗値になった際の印加電圧値（図５の例では、約３．３Ｖ）との間に設定されている。
【００２３】
また、図５に示すように、発熱抵抗体３１への電圧の印加を開始した後、発熱抵抗体３１への印加電圧値が所定電圧値を上回る時間は、エタノール濃度によってほとんど変化しない。しかし、吸着燃焼式ガスセンサ１００の発熱抵抗体３１への電圧の印加を開始する時の電気回路の状態、例えば、コンデンサの充電状態等によって、発熱抵抗体３１への電圧の印加を開始してから印加電圧値が立上るまでの時間も若干であるが変動する。
このため、吸着燃焼式ガスセンサ１００からの印加電圧値が所定の第１閾電圧値（図５の例では３．７Ｖである。）を上回った第１判定時間（ｔ１）と、所定の第２閾電圧値（図５の例では３．７Ｖである。）を下回った第２判定時間（ｔ２）との差（ｔ２−ｔ１）を測定し、この差（ｔ２−ｔ１）によって、エタノール濃度を検知すれば、より正確にエタノール濃度を検知することができる。
なお、第１閾電圧値及び第２閾電圧値は、最大の印加電圧値（図５の例では、約４．２Ｖ）と発熱抵抗体３１が所定抵抗値になった際の印加電圧値（図５の例では、約３．３Ｖ）との間に設定されている。
【００２４】
図６は、縦軸を上述したｔ２−ｔ１、横軸をエタノール濃度として、上記のエタノール濃度とｔ２−ｔ１との関係を調べた結果を示したものである。この図６に示されるように、ｔ２−ｔ１によってエタノール濃度を検知すれば、１００ｐｐｍ程度の低濃度の場合でも、感度良くエタノール濃度を検知することができ、少なくとも０〜１０００ｐｐｍ程度の範囲において、感度良くエタノール濃度を検知することができる。
【００２５】
上述した判定時間ｔ２は、環境温度によって変動するため、温度センサによる環境温度の検出結果に基づいて補正することが好ましい。すなわち、判定時間ｔ２を温度センサの環境温度の検出結果に基づいて補正し、その補正した判定時間ｔ２に基づき、エタノール（可燃性ガス）濃度を求めることができる。
具体的には、縦軸を時間、横軸を温度とした図７に示すように、触媒層３２にエタノールが吸着していない状態において、発熱抵抗体３１への印加電圧値が、発熱抵抗体３１への電圧の印加を開始した後、閾電圧値を下回る時間の温度依存性（ｔ２０（Ｔ））を予め測定しておく。そして、この時間の温度依存性（ｔ２０（Ｔ））に、温度センサで検出した温度（ｔ℃）を代入することにより、温度ｔ℃における補正値（ｔ２０（ｔ））を求め、この補正値（ｔ２０（ｔ））により判定時間（ｔ２）の補正をする。そして、
Δｔ＝ｔ２０（ｔ）−ｔ２（測定値）
の関係から、図８に示すように、予め求めたΔｔとエタノール濃度との関係を示すマスターカーブに基づいてエタノール濃度（Ｄ（測定値））を求めることができる。
【００２６】
また、上記のように温度センサを使用しない場合であっても、図９に示すように、エタノール濃度の測定前に、吸着燃焼式ガスセンサ１００の発熱抵抗体３１に所定時間（例えば１秒程度）電圧を印加（通電）して、クリーニング（触媒層に吸着したエタノール等の除去）した後、通電停止し、吸着燃焼式ガスセンサ１００を所定時間（例えば、室温にて１秒程度）冷却した後、さらに、発熱抵抗体３１の電気抵抗値が所定値になるように、発熱抵抗体３１に所定時間（例えば１秒程度）電圧を印加する。そして、その際の印加電圧値が、閾電圧値（例えば３．７Ｖ）を下回る時間である基準時間（ｔ２０）を測定すれば、この測定したｔ２０に基づいて、
Δｔ＝ｔ２０−ｔ２（測定値）
の関係から、温度センサを使用した場合と同様にして、判定時間ｔ２を環境温度による補正をした上で、その補正した判定時間ｔ２に基づき、エタノール濃度を求めることができる。
【００２７】
また、上述した判定時間の差（ｔ２−ｔ１）は、環境温度によって変動するため、温度センサによる環境温度の検出結果に基づいて補正することが好ましい。すなわち、判定時間の差（ｔ２−ｔ１）を温度センサの環境温度の検出結果に基づいて補正し、その補正した判定時間の差（ｔ２−ｔ１）に基づき、エタノール（可燃性ガス）濃度を求めることができる。
具体的には、図１０に示すように、触媒層３２にエタノールが吸着していない状態において、発熱抵抗体３１への印加電圧値が、発熱抵抗体３１への電圧の印加を開始した後、第１閾電圧値を上回る時間の温度依存性（ｔ１０（Ｔ））と、触媒層３２にエタノールが吸着していない状態において、発熱抵抗体３１への印加電圧値が、発熱抵抗体３１への電圧の印加を開始した後、第２閾電圧値を下回る時間の温度依存性（ｔ２０（Ｔ））とを予め求めておく。そして、これらの時間の温度依存性（ｔ１０（Ｔ）及びｔ２０（Ｔ））に、温度センサで検出した温度（ｔ℃）を代入することにより、温度ｔ℃における補正値（ｔ１０（ｔ）及びｔ２０（ｔ））を求め、この補正値（ｔ１０（ｔ）及びｔ２０（ｔ））により第１判定時間（ｔ１）及び第２判定時間（ｔ２）を補正する。そして、
Δｔ＝{ｔ２０（ｔ）−ｔ１０（ｔ）}−{ｔ２（測定値）−ｔ１（測定値）}
の関係から、図８に示したように、予め求めたΔｔとエタノール濃度との関係を示すマスターカーブに基づいてエタノール濃度を求めることができる。
【００２８】
また、上記のように温度センサを使用しない場合であっても、図１１に示すように、エタノール濃度の測定前に、吸着燃焼式ガスセンサ１００の発熱抵抗体に所定時間（例えば１秒程度）電圧を印加（通電）して、クリーニング（触媒層に吸着したエタノール等の除去）した後、通電停止し、吸着燃焼式ガスセンサ１００を所定時間（例えば、室温にて１秒程度）冷却した後、さらに、発熱抵抗体の電気抵抗値が所定値になるように、発熱抵抗体に所定時間（例えば１秒程度）電圧を印加する。そして、その際の印加電圧値が、第１閾電圧値（例えば３．７Ｖ）を上回る時間である第１基準時間ｔ１０、及び第２閾電圧値（例えば３．７Ｖ）を下回る時間である第２基準時間ｔ２０を測定すれば、この測定したｔ１０，ｔ２０に基づいて、
Δｔ＝{ｔ２０−ｔ１０}−{ｔ２（測定値）−ｔ１（測定値）}
の関係から、同様にして、判定時間の差（ｔ２−ｔ１）を環境温度による補正をした上で、その補正した判定時間の差（ｔ２−ｔ１）に基づき、エタノール濃度を求めることができる。
【００２９】
次に、図１２を参照して、実際のエタノール濃度の測定手順について説明する。尚、本実施形態では、温度センサを使用せずに、判定時間を補正する手順について説明する。まず、センサ電源をオンとした後（１２０）、初期クリーニングのため、前述したように発熱抵抗体３１に所定時間（例えば１秒から数秒程度）通電を行い、また、前述したｔ２０，ｔ１０の測定を行う（１２１）。
【００３０】
次に、発熱抵抗体３１への通電をオフとして、冷却した後（１２２）、被測定ガスの充填（呼気の吹き付け）を行い（１２３）、この後発熱抵抗体３１への通電をオフとした状態で一定時間（１分以内）ホールドする（１２４）。なお、このホールド時間中に、充填したガス中のエタノールが、吸着燃焼式ガスセンサ１００の触媒層へ吸着される。
【００３１】
この後、発熱抵抗体３１に通電を行って（電圧を印加して）、前述した第１判定時間（ｔ１）と第２判定時間（ｔ２）を測定し（１２５）、この測定結果に基づいてエタノール濃度を算出し、出力する（１２６）。
【００３２】
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態における吸着燃焼式ガスセンサの構成を模式的に示す図。
【図２】図１の吸着燃焼式ガスセンサのＡ−Ａ断面の構成を模式的に示す図。
【図３】図１の吸着燃焼式ガスセンサを用いた可燃性ガス濃度検知回路の構成を示す図。
【図４】図１の吸着燃焼式ガスセンサを用いた可燃性ガス濃度検知装置の構成を示す図。
【図５】吸着燃焼式ガスセンサからの出力信号波形の例を示す図。
【図６】エタノール濃度とｔ２−ｔ１との関係を調べた結果を示す図。
【図７】温度依存性（ｔ２０（Ｔ））を示す図。
【図８】Δｔとエタノール濃度との関係を示すマスターカーブを示す図。
【図９】基準時間（ｔ２０）の測定方法を説明するための図。
【図１０】温度依存性（ｔ１０（Ｔ））と、温度依存性（ｔ２０（Ｔ））を示す図。
【図１１】第１基準時間（ｔ１０），第２基準時間（ｔ２０）の測定方法を説明するための図。
【図１２】エタノール濃度の測定手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００３４】
１……Ｓｉ基板、２……保護層、４……測温抵抗体、６……絶縁膜、７……凹部、３１……発熱抵抗体、３２……触媒層、５１，５２……検知用発熱抵抗体電極、５３，５４……測温抵抗体用電極、１００……吸着燃焼式ガスセンサ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定ガス中の可燃性ガスを吸着する触媒層と、通電により発熱する発熱抵抗体とを有し、前記触媒層に吸着された可燃性ガスを前記発熱抵抗体からの熱により当該触媒上で燃焼させる吸着燃焼式ガスセンサにより、被測定ガス中の可燃性ガス濃度を検知する可燃性ガス濃度検知方法であって、
前記発熱抵抗体の電気抵抗値が所定抵抗値になるように当該発熱抵抗体に電圧を印加するとともに、その印加電圧値を所定時間ごと検出し、
前記発熱抵抗体への電圧の印加を開始した後、前記印加電圧値が、最大の印加電圧値と前記発熱抵抗体が所定抵抗値になった際の印加電圧値との間に設定された閾電圧値を下回った判定時間（ｔ２）に基づいて、被測定ガス中の可燃性ガス濃度を検知することを特徴とする可燃性ガス濃度検知方法。
【請求項２】
請求項１記載の可燃性ガス濃度検知方法であって、
前記触媒層に可燃性ガスが吸着していない状態で、前記発熱抵抗体の電気抵抗値が所定抵抗値になるように当該発熱抵抗体に電圧を印加するとともに、その印加電圧値を所定時間ごと検出し、
前記発熱抵抗体への電圧の印加を開始した後、前記印加電圧値が前記閾電圧値を下回った時間である基準時間（ｔ２０）を測定し、この基準時間（ｔ２０）によって、前記判定時間（ｔ２）を補正することを特徴とする可燃性ガス濃度検知方法。
【請求項３】
請求項１記載の可燃性ガス濃度検知方法であって、
温度センサによって環境温度を検出し、この検出結果に基づいて、前記判定時間（ｔ２）を補正することを特徴とする可燃性ガス濃度検知方法。
【請求項４】
被測定ガス中の可燃性ガスを吸着する触媒層と、通電により発熱する発熱抵抗体とを有し、前記触媒層に吸着された可燃性ガスを前記発熱抵抗体からの熱により当該触媒上で燃焼させる吸着燃焼式ガスセンサにより、被測定ガス中の可燃性ガス濃度を検知する可燃性ガス濃度検知方法であって、
前記発熱抵抗体の電気抵抗値が所定抵抗値になるように、当該発熱抵抗体に電圧を印加するとともに、その印加電圧値を所定時間ごと検出し、
前記発熱抵抗体への電圧の印加を開始した後、前記印加電圧値が、最大の印加電圧値と前記発熱抵抗体が所定抵抗値になった際の印加電圧値との間に設定された第１閾電圧値を上回った第１判定時間（ｔ１）と、
前記発熱抵抗体への電圧の印加を開始した後、前記印加電圧値が、最大の印加電圧値と前記発熱抵抗体が所定抵抗値になった際の印加電圧値との間に設定された第２閾電圧値を下回った第２判定時間（ｔ２）と、
に基づいて、被測定ガス中の可燃性ガス濃度を検知することを特徴とする可燃性ガス濃度検知方法。
【請求項５】
請求項４記載の可燃性ガス濃度検知方法であって、
前記触媒層に可燃性ガスが吸着していない状態で、前記発熱抵抗体の電気抵抗値が所定値になるように、当該発熱抵抗体に電圧を印加するとともに、その印加電圧値を所定時間ごと検出し、
前記発熱抵抗体への電圧の印加を開始した後、前記印加電圧値が前記第１閾電圧値を上回った時間である第１基準時間（ｔ１０）と、
前記発熱抵抗体への電圧の印加を開始した後、前記印加電圧値が前記第２閾電圧値を下回った時間である第２基準時間（ｔ２０）と、
を測定し、これら第１基準時間及び第２基準時間（ｔ１０），（ｔ２０）によって、前記第１判定時間（ｔ１）及び前記第２判定時間（ｔ２）を補正することを特徴とする可燃性ガス濃度検知方法。
【請求項６】
請求項４記載の可燃性ガス濃度検知方法であって、
温度センサによって環境温度を検出し、この検出結果に基づいて、前記第１判定時間（ｔ１）及び前記第２判定時間（ｔ２）を補正することを特徴とする可燃性ガス濃度検知方法。
【請求項７】
請求項１〜６いずれか１項記載の可燃性ガス濃度検知方法であって、
前記吸着燃焼式ガスセンサが、前記発熱抵抗体を１つのみ具備していることを特徴とする可燃性ガス濃度検知方法。
【請求項８】
請求項１〜７いずれか１項記載の可燃性ガス濃度検知方法であって、
前記可燃性ガスはアルコールであることを特徴とする可燃性ガス濃度検知方法。
【請求項９】
請求項８記載の可燃性ガス濃度検知方法であって、
呼気中の０〜１０００ｐｐｍのアルコール濃度を検知することを特徴とする可燃性ガス濃度検知方法。
【請求項１０】
請求項９記載の可燃性ガス濃度検知方法であって、
撥水フィルタを介して呼気を前記触媒層に吹きかけることを特徴とする可燃性ガス濃度検知方法。
【請求項１１】
請求項１〜１０いずれか１項記載の可燃性ガス濃度検知方法によって被測定ガス中の可燃性ガス濃度を検知することを特徴とする可燃性ガス濃度検知装置。
【請求項１】
被測定ガス中の可燃性ガスを吸着する触媒層と、通電により発熱する発熱抵抗体とを有し、前記触媒層に吸着された可燃性ガスを前記発熱抵抗体からの熱により当該触媒上で燃焼させる吸着燃焼式ガスセンサにより、被測定ガス中の可燃性ガス濃度を検知する可燃性ガス濃度検知方法であって、
前記発熱抵抗体の電気抵抗値が所定抵抗値になるように当該発熱抵抗体に電圧を印加するとともに、その印加電圧値を所定時間ごと検出し、
前記発熱抵抗体への電圧の印加を開始した後、前記印加電圧値が、最大の印加電圧値と前記発熱抵抗体が所定抵抗値になった際の印加電圧値との間に設定された閾電圧値を下回った判定時間（ｔ２）に基づいて、被測定ガス中の可燃性ガス濃度を検知することを特徴とする可燃性ガス濃度検知方法。
【請求項２】
請求項１記載の可燃性ガス濃度検知方法であって、
前記触媒層に可燃性ガスが吸着していない状態で、前記発熱抵抗体の電気抵抗値が所定抵抗値になるように当該発熱抵抗体に電圧を印加するとともに、その印加電圧値を所定時間ごと検出し、
前記発熱抵抗体への電圧の印加を開始した後、前記印加電圧値が前記閾電圧値を下回った時間である基準時間（ｔ２０）を測定し、この基準時間（ｔ２０）によって、前記判定時間（ｔ２）を補正することを特徴とする可燃性ガス濃度検知方法。
【請求項３】
請求項１記載の可燃性ガス濃度検知方法であって、
温度センサによって環境温度を検出し、この検出結果に基づいて、前記判定時間（ｔ２）を補正することを特徴とする可燃性ガス濃度検知方法。
【請求項４】
被測定ガス中の可燃性ガスを吸着する触媒層と、通電により発熱する発熱抵抗体とを有し、前記触媒層に吸着された可燃性ガスを前記発熱抵抗体からの熱により当該触媒上で燃焼させる吸着燃焼式ガスセンサにより、被測定ガス中の可燃性ガス濃度を検知する可燃性ガス濃度検知方法であって、
前記発熱抵抗体の電気抵抗値が所定抵抗値になるように、当該発熱抵抗体に電圧を印加するとともに、その印加電圧値を所定時間ごと検出し、
前記発熱抵抗体への電圧の印加を開始した後、前記印加電圧値が、最大の印加電圧値と前記発熱抵抗体が所定抵抗値になった際の印加電圧値との間に設定された第１閾電圧値を上回った第１判定時間（ｔ１）と、
前記発熱抵抗体への電圧の印加を開始した後、前記印加電圧値が、最大の印加電圧値と前記発熱抵抗体が所定抵抗値になった際の印加電圧値との間に設定された第２閾電圧値を下回った第２判定時間（ｔ２）と、
に基づいて、被測定ガス中の可燃性ガス濃度を検知することを特徴とする可燃性ガス濃度検知方法。
【請求項５】
請求項４記載の可燃性ガス濃度検知方法であって、
前記触媒層に可燃性ガスが吸着していない状態で、前記発熱抵抗体の電気抵抗値が所定値になるように、当該発熱抵抗体に電圧を印加するとともに、その印加電圧値を所定時間ごと検出し、
前記発熱抵抗体への電圧の印加を開始した後、前記印加電圧値が前記第１閾電圧値を上回った時間である第１基準時間（ｔ１０）と、
前記発熱抵抗体への電圧の印加を開始した後、前記印加電圧値が前記第２閾電圧値を下回った時間である第２基準時間（ｔ２０）と、
を測定し、これら第１基準時間及び第２基準時間（ｔ１０），（ｔ２０）によって、前記第１判定時間（ｔ１）及び前記第２判定時間（ｔ２）を補正することを特徴とする可燃性ガス濃度検知方法。
【請求項６】
請求項４記載の可燃性ガス濃度検知方法であって、
温度センサによって環境温度を検出し、この検出結果に基づいて、前記第１判定時間（ｔ１）及び前記第２判定時間（ｔ２）を補正することを特徴とする可燃性ガス濃度検知方法。
【請求項７】
請求項１〜６いずれか１項記載の可燃性ガス濃度検知方法であって、
前記吸着燃焼式ガスセンサが、前記発熱抵抗体を１つのみ具備していることを特徴とする可燃性ガス濃度検知方法。
【請求項８】
請求項１〜７いずれか１項記載の可燃性ガス濃度検知方法であって、
前記可燃性ガスはアルコールであることを特徴とする可燃性ガス濃度検知方法。
【請求項９】
請求項８記載の可燃性ガス濃度検知方法であって、
呼気中の０〜１０００ｐｐｍのアルコール濃度を検知することを特徴とする可燃性ガス濃度検知方法。
【請求項１０】
請求項９記載の可燃性ガス濃度検知方法であって、
撥水フィルタを介して呼気を前記触媒層に吹きかけることを特徴とする可燃性ガス濃度検知方法。
【請求項１１】
請求項１〜１０いずれか１項記載の可燃性ガス濃度検知方法によって被測定ガス中の可燃性ガス濃度を検知することを特徴とする可燃性ガス濃度検知装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００９−３６５４８（Ｐ２００９−３６５４８Ａ）
【公開日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９９１６４（Ｐ２００７−１９９１６４）
【出願日】平成１９年７月３１日（２００７．７．３１）
【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２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月３１日（２００７．７．３１）
【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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