特許 5986833 可燃性ガス検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5986833

(24)【登録日】2016年8月12日

(45)【発行日】2016年9月6日

(54)【発明の名称】可燃性ガス検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/18 20060101AFI20160823BHJP

【ＦＩ】

   G01N27/18

【請求項の数】2

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2012-158277(P2012-158277)

(22)【出願日】2012年7月17日

(65)【公開番号】特開2014-20859(P2014-20859A)

(43)【公開日】2014年2月3日

【審査請求日】2015年6月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004547

【氏名又は名称】日本特殊陶業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100113022

【弁理士】

【氏名又は名称】赤尾 謙一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100110249

【弁理士】

【氏名又は名称】下田 昭

(74)【代理人】

【識別番号】100116090

【弁理士】

【氏名又は名称】栗原 和彦

(72)【発明者】

【氏名】松倉 佑介

(72)【発明者】

【氏名】北野谷 昇治

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 昌哉

【審査官】 佐々木 龍

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−２３７４０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１６８７１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１５３８８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０１９７６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−１０４０３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第４３０２６１１（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２７／００−２７／４９

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検出雰囲気内に配置されて、自身の温度変化により抵抗値が変化する発熱抵抗体と、
前記発熱抵抗体が予め設定された二つの設定温度にそれぞれ対応する各抵抗値となるように、該発熱抵抗体の通電状態を一定の周期時間毎に切り替える制御を行う通電制御部と、
前記被検出雰囲気内の温度である環境温度の変化により抵抗値が変化する測温抵抗体と、
前記通電制御部の制御による前記発熱抵抗体への通電時に検出される該発熱抵抗体の両端電圧、及び、前記測温抵抗体の抵抗値が変化することにより生じる電圧変化に基づく環境温度を用いて、前記被検出雰囲気内の可燃性ガスの濃度を演算するガス濃度演算部と、を備え、
前記二つの設定温度は、当該設定温度のうち高温側を第１設定温度、低温側を第２設定温度となるように設定された可燃性ガス濃度検出装置であって、
前記第１設定温度時に検出される前記発熱抵抗体の両端電圧を高温時電圧、前記第２設定温度時に検出される前記発熱抵抗体の両端電圧を低温時電圧とし、
前記ガス濃度演算部は、時間的に連続する２つの前記高温時電圧の値を平均した平均高温時電圧、前記２つの高温時電圧の間の周期時間における前記低温時電圧、及び、前記低温時電圧を検出した周期時間における前記環境温度からなる第１情報群に基づいて、又は時間的に連続する２つの前記低温時電圧の値を平均した平均低温時電圧、前記２つの低温時電圧の間の周期時間における前記高温時電圧、及び、前記高温時電圧を検出した周期時間における前記環境温度からなる第２情報群に基づいて、前記可燃性ガスの濃度を演算する、
可燃性ガス検出装置。

【請求項2】

請求項１に記載の可燃性ガス検出装置であって、
前記ガス濃度演算部は、前記第１情報群の前記低温時電圧として、前記第２情報群を構成する時間的に連続する２つの前記低温時電圧の２つ目を用いる一方、前記第２情報群の前記高温時電圧として、前記第１情報群を構成する時間的に連続する２つの前記高温時電圧の２つ目を用いる、可燃性ガス検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被検出雰囲気中に存在する可燃性ガスのガス濃度を検出する可燃性ガス検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、環境・自然保護などの社会的要求から、高効率で、クリーンなエネルギー源として燃料電池の研究が活発に行われている。その中で、低温作動、高出力密度等の利点により、家庭用、車載用などのエネルギー源として固体高分子型燃料電池（ＰＥＦＣ）や水素内燃機関が期待されている。

【0003】

これらのシステムでは、例えば、可燃性ガスである水素を燃料としているため、ガス漏れの検知が重要な課題の一つとして挙げられている。
この種の被検出雰囲気中に存在する可燃性ガスのガス濃度を検出する可燃性ガス検出装置では、被検出雰囲気内にガス検出素子を配置し、このガス検出素子に、自身の温度変化（発熱）により抵抗値が変化する発熱抵抗体と、環境温度の変化により抵抗値が変化する測温抵抗体とを実装するものが知られている。

【0004】

具体的には、この可燃性ガス検出装置では、ガス検出素子における発熱抵抗体の抵抗値が、二つの設定温度（第１設定温度，第２設定温度）に対応した各抵抗値となるように、ブリッジ回路によって制御し、その時の制御電圧（発熱抵抗体の両端電圧）と、測温抵抗体の抵抗値が変化することによって生じる電圧差（温度電圧）とを用いて、ガス濃度を算出している。

【0005】

なお、各設定温度（第１設定温度，第２設定温度）は、例えば、ブリッジ回路内に設置された互いに抵抗値の異なる固定抵抗の導通状態を、一定の周期時間毎に選択的に切り替えることによって変更される（例えば、特許文献１参照）。これにより、１個のブリッジ回路及び発熱抵抗体を用いて第１設定温度及び第２設定温度における発熱抵抗体の両端電圧を検出することができ、ガス検出素子の小型化及び電力消費の抑制を確保することができる。
又、被検出雰囲気内の可燃性ガスの濃度が当該被検出雰囲気内の湿度に基づき変動することを考慮し、上記特許文献１には、上記電圧差だけでなく、第１設定温度と第２設定温度における発熱抵抗体の両端電圧の比(電圧比)を演算し、この比が湿度にほぼ比例することを利用してガス濃度を補正することが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第４３０２６１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、上述のように１個のブリッジ回路及び発熱抵抗体を用い、ブリッジ回路内の固定抵抗を一定の周期時間毎に切り替えた場合、高温側の第１設定温度時に検出される発熱抵抗体の両端電圧（これを、高温時電圧「ＶＨ」という）と、低温側の第２設定温度時に検出される発熱抵抗体の両端電圧（これを、低温時電圧「ＶＬ」という）との検出タイミングが上記周期時間分ずれることになる。この場合、環境温度が時間的に変化すると、ＶＨ及びＶＬの検出タイミングのずれに起因して、ガス濃度の検出精度が低下するという問題がある。
つまり、図１０に示すように、検出中に環境温度が上昇した場合、ＶＨ及びＶＬは時間と共に低下する（図１０（ａ）、（ｂ））。このため、最初の周期時間ＴＷ１（図１０（ｃ））にてＶＨ１を検出した後、次の周期時間ＴＷ２にてＶＬ１を検出すると、ＶＨ１と同一の検出タイミング（同じ周期時間ＴＷ１）で低温時電圧を検出した場合（これを仮想的に「ＶＬ０'」と表す）に比べ、低温時電圧の値が小さくなり、ひいては上記した電圧差や電圧比が不正確な値となってガス濃度の検出精度の低下を招くおそれがある。

【0008】

すなわち、本発明は、環境温度の時間的変化に伴うガス濃度の検出精度の低下を抑制した可燃性ガス検出装置の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するため、本発明の可燃性ガス検出装置は、被検出雰囲気内に配置されて、自身の温度変化により抵抗値が変化する発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体が予め設定された二つの設定温度にそれぞれ対応する各抵抗値となるように、該発熱抵抗体の通電状態を一定の周期時間毎に切り替える制御を行う通電制御部と、前記被検出雰囲気内の温度である環境温度の変化により抵抗値が変化する測温抵抗体と、前記通電制御部の制御による前記発熱抵抗体への通電時に検出される該発熱抵抗体の両端電圧、及び、前記測温抵抗体の抵抗値が変化することにより生じる電圧変化に基づく環境温度を用いて、前記被検出雰囲気内の可燃性ガスの濃度を演算するガス濃度演算部と、を備え、前記二つの設定温度は、当該設定温度のうち高温側を第１設定温度、低温側を第２設定温度となるように設定された可燃性ガス濃度検出装置であって前記第１設定温度時に検出される前記発熱抵抗体の両端電圧を高温時電圧、前記第２設定温度時に検出される前記発熱抵抗体の両端電圧を低温時電圧とし、前記ガス濃度演算部は、時間的に連続する２つの前記高温時電圧の値を平均した平均高温時電圧、前記２つの高温時電圧の間の周期時間における前記低温時電圧、及び、前記低温時電圧を検出した周期時間における前記環境温度からなる第１情報群に基づいて、又は時間的に連続する２つの前記低温時電圧の値を平均した平均低温時電圧、前記２つの低温時電圧の間の周期時間における前記高温時電圧、及び、前記高温時電圧を検出した周期時間における前記環境温度からなる第２情報群に基づいて、前記可燃性ガスの濃度を演算する。

【0010】

発熱抵抗体の通電状態を二つの設定温度のそれぞれに対応する各抵抗値となるように一定の周期時間毎に切り替える可燃性ガス検出装置では、最初の周期時間にて高温時電圧（又は低温時電圧）を検出した後、次の周期時間にて低温時電圧（又は高温時電圧）を検出して可燃性ガスの濃度を演算せざるを得ない。しかし、環境温度が時間的に大きく変化すると、高温時電圧と低温時電圧の検出タイミングのずれに起因して、ガス濃度の検出精度が低下するおそれがある。
そこで、本発明の可燃性ガス検出装置では、平均高温時電圧又は平均低温時電圧を用いることで、これに対応する低温時電圧又は高温時電圧と検出タイミングを仮想的に一致させることができ、環境温度の時間的変化に伴うガス濃度の検出精度の低下を抑制することができる。なお、可燃性ガスの濃度を演算するにあたっては、前記測温抵抗体によって検出される環境温度をも考慮する必要があるが、平均高温時電圧を含む第１情報群には、低温時電圧を検出した周期時間における環境温度を用いる一方、平均低温時電圧を含む第２情報群には、高温時電圧を検出した周期時間における環境を用いることで、環境温度を平均化するといった処理を行わずに簡易的に、且つ、ガス濃度の検出精度の低下を抑制することができる。

【0011】

さらに、本発明の可燃性ガス検出装置であって、前記第１情報群の前記低温時電圧として、前記第２情報群を構成する時間的に連続する２つの前記低温時電圧の２つ目を用いる一方、前記第２情報群の前記高温時電圧として、前記第１情報群を構成する時間的に連続する２つの前記高温時電圧の２つ目を用いてもよい。
この可燃性ガス検出装置によれば、発熱抵抗体の通電状態を二つの設定温度のそれぞれに対応する各抵抗値となるように一定の周期時間毎に切り替える度に、可燃性ガスの濃度を算出することができ、精度の良いガス濃度検出を短い間隔で実行することができる。

【発明の効果】

【0012】

この発明によれば、環境温度の時間的変化に伴うガス濃度の検出精度の低下を抑制した可燃性ガス検出装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】可燃性ガス検出装置の全体構成図である。

【図2】可燃性ガス検出装置の主要部となるガス検出素子の構成を示す平面図である。

【図3】図２におけるＩＩＢ−ＩＩＢ線に沿ったガス検出素子の断面図である。

【図4】第１の実施形態において、ＶＨ及びＶＬの取得タイミングを示すタイムチャート、発熱抵抗体の第１設定温度（ＣＨ），第２設定温度（ＣＬ）を示すタイムチャート、及び測温抵抗体の温度の取得タイミングを示すタイムチャートを表す図である。

【図5】第１の実施形態において、ＶＨ、ＶＬ及びＶＴの取得処理のフローチャートを示す図である。

【図6】第１の実施形態において、平均高温時電圧ＶＨ'、及び平均低温時電圧ＶＬ'を用いたガス濃度演算処理のフローチャートを示す図である。

【図7】第２の実施形態において、ＶＨ及びＶＬの取得タイミングを示すタイムチャート、発熱抵抗体の第１設定温度（ＣＨ），第２設定温度（ＣＬ）を示すタイムチャート、及び測温抵抗体の温度の取得タイミングを示すタイムチャートを表す図である。

【図8】第２の実施形態において、ＶＨ、ＶＬ及びＶＴの取得処理のフローチャートを示す図である。

【図9】第２の実施形態において、平均高温時電圧ＶＨ'、及び平均低温時電圧ＶＬ'を用いたガス濃度演算処理のフローチャートを示す図である。

【図10】従来の可燃性ガス検出装置において、ＶＨ及びＶＬの取得タイミングを示すタイムチャート、発熱抵抗体の第１設定温度（ＣＨ），第２設定温度（ＣＬ）を示すタイムチャートを表す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下に、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１は、本発明が適用された可燃性ガス検出装置１の全体構成図である。図２は、可燃性ガス検出装置１の主要部となるガス検出素子３の構成を示す平面図（但し、内部構成も一部示す）であり、図３が図２におけるＩＩＢ−ＩＩＢ線に沿ったガス検出素子の断面図である。

【0015】

［全体構成］
可燃性ガス検出装置１は、熱伝導式のガス検出素子３を用いて、可燃性ガスの濃度を検出するものであり、例えば、燃料電池自動車の客室内に設置され、水素の漏れを検出する目的等に用いられる。

【0016】

図１に示すように、可燃性ガス検出装置１は、ガス検出素子３（図２、図３参照）を駆動制御する制御回路５と、制御回路５の動作を制御する切替信号ＣＧ１を生成するとともに、制御回路５から得られる検出信号Ｖ１，ＳＶＴに基づいて、被検出ガス中に含まれる可燃性ガスのガス濃度を演算する処理（ガス濃度演算処理）を少なくとも含む各種処理を実行するマイクロコンピュータ（以下「マイコン」という）７と、直流電源Ｖｃｃから可燃性ガス検出装置１への電源供給経路を導通，遮断することで制御回路５，マイコン７を起動，停止する起動スイッチ９とを備えている。

【0017】

なお、制御回路５（但し、後述する発熱抵抗体３４および測温抵抗体３５を除く），マイコン７，起動スイッチ９は単一の回路基板上に構成され、この回路基板とは別体にガス検出素子３は構成されている。

【0018】

［ガス検出素子］
次に、ガス検出素子３について説明する。
図２，図３に示すように、ガス検出素子３は、平板形状（平面視四角形状）の基部３０を備え、基部３０の一方の面（以下「表面」という）には、複数の電極３１が形成され、他方の面（以下「裏面」という）には、基部３０の中心付近に、基部３０の一方の方向に沿って一つの凹部３０１が形成されている。

【0019】

なお、ガス検出素子３は、縦横ともに数ｍｍ（例えば３ｍｍ×３ｍｍ）程度の大きさであり、例えば、シリコン基板を用いたマイクロマシニング技術（マイクロマシニング加工）により製造される。

【0020】

電極３１は、基部３０の一方の辺（図２中では下方の辺）に沿って配置された二つの電極（電極パッド）３１１，３１２（以下「第１電極群」ともいう）と、他方の辺（図２中では上方の辺）に沿って配置された二つの電極（電極パッド）３１４，３１５（以下「第２電極群」ともいう）とを備える。これらのうち、電極３１２，３１５を、以下ではグランド電極ともいう。また、電極３１を構成する材料としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）又は金（Ａｕ）が用いられる。

【0021】

基部３０は、シリコン製の基板３２と、基板３２の一方の面に形成された絶縁層３３とを備えており、絶縁層３３が部分的（ここではほぼ正方形）に露出するように基板３２の一部を除去することで凹部３０１が形成されたダイアフラム構造をなしている。つまり、基部３０では、絶縁層３３側（基板３２が除去されていない方）が基部３０の表面となり、基板３２側（基板３２の一部が除去されている方を含む）が基部３０の裏面となる。

【0022】

絶縁層３３には、凹部３０１により基部３０の裏面に露出した部位に、渦巻き状にパターン形成された発熱抵抗体３４が埋設されているとともに、第２電極群３１４，３１５が形成された側の基部３０の長辺（一辺）に沿って、温度測定に用いる測温抵抗体３５が埋設されている。つまり、発熱抵抗体３４は、絶縁層３３にて測温抵抗体３５よりも中央側の領域に配置され、測温抵抗体３５は、絶縁層３３の縁を形成する四辺のうちの一辺に沿った領域に配置されている。

【0023】

なお、絶縁層３３は、単一の材料で形成されてもよいし、異なる材料を用いて複数層を成すように形成されてもよい。また、絶縁層３３を構成する絶縁性材料としては、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）や窒化珪素（Ｓｉ₃Ｎ₄）が用いられる。

【0024】

発熱抵抗体３４は、自身の温度変化により抵抗値が変化する温度抵抗係数が大きい導電性材料で構成され、また、測温抵抗体３５は、電気抵抗が温度に比例して変化（本実施形態では、温度の上昇に伴って抵抗値が増大）する導電性材料で構成される。発熱抵抗体３４および測温抵抗体３５は、いずれも同じ抵抗材料、本実施形態では白金（Ｐｔ）で形成されている。

【0025】

そして、発熱抵抗体３４は、発熱抵抗体３４が形成された平面と同じ平面に埋設された配線３６、および配線膜３７を介して第１電極群３１１，３１２に接続され、測温抵抗体３５は、測温抵抗体３５が形成された平面と同じ平面に埋設された配線膜（図示せず）を介して第２電極群３１４，３１５に接続されている。

【0026】

なお、配線３６や配線膜３７を構成する材料としては、発熱抵抗体３４および測温抵抗体３５と同じ抵抗材料が用いられている。また、基部３０の表面に形成される電極３１と基部３０（絶縁層３３）の内部に形成される配線膜３７とはコンタクトホール（接続導体）によって接続される。

【0027】

つまり、発熱抵抗体３４は、一端が電極３１１、他端がグランド電極３１２と導通し、測温抵抗体３５は、一端が電極３１４、他端がグランド電極３１５と導通するように接続されている。
［制御回路］
次に、制御回路５の構成について説明する。

【0028】

図１に示すように、制御回路５は、発熱抵抗体３４への通電制御を行い、発熱抵抗体３４の両端電圧に対応する検出信号Ｖ１を出力する通電制御回路５０と、測温抵抗体３５への通電を行い、被検出雰囲気の温度を表す温度検出信号ＳＶＴを出力する温度調整回路８０とを備えている。

【0029】

［通電制御回路］
通電制御回路５０は、発熱抵抗体３４を含んで構成されたブリッジ回路（ホイートストンブリッジ回路）５１と、ブリッジ回路５１で検出される電位差を増幅する増幅回路５３と、増幅回路５３の出力に従って、ブリッジ回路５１に流れる電流を増減調整する電流調整回路５５とを備えている。

【0030】

電流調整回路５５は、ブリッジ回路５１に直流電源Ｖｃｃを供給する電源ラインに接続され、増幅回路５３の出力である調整信号Ｃに従って通電状態（オン抵抗）が変化するトランジスタを備える。具体的には、調整信号Ｃが大きいほど、オン抵抗が大きくなって、ブリッジ回路５１に流れる電流が減少し、逆に、調整信号が小さいほど、オン抵抗が小さくなって、ブリッジ回路５１に流れる電流が増大するように構成されている。

【0031】

増幅回路５３は、演算増幅器５３１と、演算増幅器５３１の反転入力端子および非反転入力端子のそれぞれに接続された固定抵抗５３２，５３３と、演算増幅器５３１の反転入力端子と出力端子との間に並列接続された固定抵抗５３４，およびコンデンサ５３５とによって構成された周知の差動増幅回路を備える。

【0032】

つまり、非反転入力端子の入力電圧が反転入力端子の入力電圧より大きい場合に、増幅回路５３の出力である調整信号Ｃが大きくなり（ひいては、ブリッジ回路５１に流れる電流が減少し）、逆に、非反転入力端子の入力電圧が反転入力端子の入力電圧より小さい場合に、調整信号Ｃが小さくなる（ひいては、ブリッジ回路５１に流れる電流が増大する）ように構成されている。

【0033】

ブリッジ回路５１は、発熱抵抗体３４および２個の固定抵抗５１１，５１２、抵抗値を切替可能な可変抵抗部５２を備えており、固定抵抗５１１と発熱抵抗体３４、固定抵抗５１２と可変抵抗部５２をそれぞれ直列接続し、各直列回路のうち、発熱抵抗体３４および可変抵抗部５２側の各端部ＰＧを接地し、固定抵抗５１１，５１２側の各端部を電源側（電流調整回路５５）に接続することで構成されている。

【0034】

そして、固定抵抗５１１と発熱抵抗体３４との接続点Ｐ＋は、固定抵抗５３２を介して演算増幅器５３１の非反転入力端子に接続され、固定抵抗５１２と可変抵抗部５２との接続点Ｐ−は、固定抵抗５３３を介して演算増幅器５３１の反転入力端子に接続されている。さらに、接続点Ｐ＋の電位を、検出信号Ｖ１としてマイコン７に供給するように構成されている。

【0035】

また、可変抵抗部５２は、抵抗値の異なる２個の固定抵抗５２１，５２２と、マイコン７からの切替信号ＣＧ１に従って、固定抵抗５２１，５２２のいずれか一方を有効に動作させる切替スイッチ５２３を備えており、切替スイッチ５２３により可変抵抗部５２の抵抗値を切り替えることで、ブリッジ回路５１のバランスを変化させることができるように構成されている。

【0036】

なお、固定抵抗５２１は、発熱抵抗体３４が第１設定温度ＣＨ（例えば、４００℃）となる抵抗値を有し、固定抵抗５２２は、発熱抵抗体３４が第１設定温度ＣＨより低く設定された第２設定温度ＣＬ（例えば、３００℃）となる抵抗値を有する。

【0037】

このように構成された通電制御回路５０では、直流電源Ｖｃｃからブリッジ回路５１への通電を開始すると、増幅回路５３および電流調整回路５５は、接続点Ｐ＋，Ｐ−間に生じる電位差がゼロになるようにブリッジ回路５１に流れる電流を調整する。これにより、発熱抵抗体３４の抵抗値（ひいては温度）が、可変抵抗部５２によって決まる一定値（ひいては第１設定温度ＣＨまたは第２設定温度ＣＬ）に制御される。

【0038】

具体的には、被検出雰囲気中の可燃性ガスの含有量が変化し、発熱抵抗体３４が発生させる熱量より、可燃性ガスによって奪われる熱量が大きくなった場合には、発熱抵抗体３４の温度が低下することによって、発熱抵抗体３４の抵抗値が減少する。逆に、発熱抵抗体が発生させる熱量より、可燃性ガスによって奪われる熱量が小さくなった場合には、発熱抵抗体３４の温度が上昇することによって、発熱抵抗体３４の抵抗値が増大する。

【0039】

これに対して、増幅回路５３および電流調整回路５５は、発熱抵抗体３４の抵抗値が減少すると、ブリッジ回路５１に流れる電流、ひいては発熱抵抗体３４が発生させる熱量を増大させ、逆に、発熱抵抗体３４の抵抗値が増大すると、ブリッジ回路５１に流れる電流、ひいては発熱抵抗体３４が発生させる熱量を減少させることで、発熱抵抗体３４の抵抗値（ひいては温度）を一定の大きさに保つ。

【0040】

つまり、接続点Ｐ＋の電位を表す検出信号Ｖ１からは、発熱抵抗体３４に流れる電流の大きさ、即ち、発熱抵抗体３４の温度（抵抗値）を一定に保つために必要な熱量（さらには、可燃性ガスによって奪われる熱量）がわかり、その熱量はガス濃度に応じた大きさとなるため、検出信号Ｖ１から可燃性ガスのガス濃度がわかることになる。なお、詳細には、ガス濃度を算出する際に、被検出雰囲気内の湿度Ｈを用いて補正するが、これについては後述の「ガス濃度演算処理」にて説明する。

【0041】

［温度測定回路］
次に、温度調整回路８０は、測温抵抗体３５を含んで構成されたブリッジ回路（ホイートストンブリッジ）８１と、ブリッジ回路８１から得られる電位差を増幅する増幅回路８３とを備えている。

【0042】

増幅回路８３は、演算増幅器８３１と、演算増幅器８３１の反転入力端子および非反転入力端子のそれぞれに接続された固定抵抗８３２，８３３と、演算増幅器８３１の反転入力端子と出力端子との間に並列接続された固定抵抗８３４，コンデンサ８３５によって構成された周知の差動増幅回路を備える。

【0043】

ブリッジ回路８１は、測温抵抗体３５および３個の固定抵抗８１１，８１２，８１３を備えており、固定抵抗８１１と測温抵抗体３５、固定抵抗８１２と固定抵抗８１３をそれぞれ直列接続し、各直列回路のうち、測温抵抗体３５および固定抵抗８１３側の各端部を接地し、固定抵抗８１１，８１２側の各端部を電源に接続することで構成されている。

【0044】

そして、固定抵抗８１１と測温抵抗体３５との接続点Ｐ−が固定抵抗８３３を介して演算増幅器５３１の反転入力端子に接続され、固定抵抗８１２と固定抵抗８１３との接続点Ｐ＋が固定抵抗８３２を介して演算増幅器８３１の非反転入力端子に接続されている。また、演算増幅器８３１の出力を温度検出信号ＳＶＴとしてマイコンに供給するように構成されている。

【0045】

測温抵抗体３５は、ガス検出素子３が晒される被検出雰囲気の温度が、予め設定された基準温度の時に、温度検出信号ＳＶＴが基準値となるように設定される。
そして、被検出雰囲気の温度変化に伴って、測温抵抗体３５の抵抗値が変化することにより電位差が生じ、この電位差を増幅したものが温度検出信号ＳＶＴとして出力される。

【0046】

なお、ガス検出素子３と制御回路５との接続において、ガス検出素子３の各電極３１（３１１，３１２，３１４，３１５）は、電極３１１が通電制御回路５０の接続点Ｐ＋に、電極３１４が温度調整回路８０の接続点Ｐ−に、グランド電極３１２，３１５が制御回路５に共通のグランドラインに接続される。

【0047】

［マイコン］
マイコン７は、ガス濃度演算処理等を実行するための各種のプログラムやデータを格納する記憶装置８（ＲＯＭ，ＲＡＭ等）、この記憶装置８に記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ、各種信号を入出力するためのＩＯポート、計時用タイマー等を備えた周知のものである。

【0048】

ここで、第１設定温度ＣＨ（４００℃）の時に検出される検出信号Ｖ１の信号レベルを高温時電圧ＶＨ、第２設定温度ＣＬ（３００℃）時に検出される検出信号Ｖ１の信号レベルを低温時電圧ＶＬ、温度調整回路８０から読み込んだ温度検出信号ＳＶＴの信号レベルを温度電圧ＶＴというものとする。

【0049】

そして、記憶装置８には、被検出雰囲気内の環境温度Ｔと温度電圧ＶＴとの相関関係を表す温度換算データ、被検出雰囲気内の湿度Ｈと高温時電圧ＶＨ，低温時電圧ＶＬ，温度電圧ＶＴとの相関関係を表す湿度換算データ、高温時電圧ＶＨまたは低温時電圧ＶＬ（本実施形態では高温時電圧ＶＨを使用）と可燃性ガスのガス濃度Ｘとの相関関係を表す濃度換算データが少なくとも記憶されている。なお、各換算データは、具体的には、換算用マップデータや換算用計算式等で構成されており、実験等により得られたデータに基づいて予め作成されたものである。

【0050】

なお、湿度換算データには、環境温度Ｔ（ひいては温度電圧ＶＴ）と後述する電圧比ＶＣ（０）との相関関係を表す電圧比換算用マップデータ、後述する電圧比差ΔＶＣと湿度Ｈとの相関関係を表す湿度換算用マップデータが含まれている。さらに、濃度換算データには、温度電圧ＶＴと後述する高温時電圧ＶＨ（０）との相関関係を表す高温時電圧換算用マップデータ、高温時電圧ＶＨおよび湿度Ｈと後述する高温時電圧変化ΔＶＨ（Ｈ）との相関関係を表す湿度電圧変化換算用マップデータ、温度電圧ＶＴおよび高温時電圧ＶＨと後述するガス感度Ｇ（ＶＴ）との相関関係を表すガス感度換算用マップデータが含まれている。

【0051】

また、マイコン７は、起動スイッチ９がオンされることによって直流電源Ｖｃｃから給電が開始されると起動して、マイコン７の各部を初期化後、ガス濃度演算処理を開始する。
なお、通電制御回路５０および切替信号ＣＧ１を出力するマイコン７が通電制御部の一例に相当し、ガス濃度演算処理を実行するマイコン７がガス濃度演算部の一例に相当する。

【0052】

［第１の実施形態におけるガス濃度演算処理］
次に、図４〜図６を参照し、本発明の第１の実施形態に係る可燃性ガス検出装置のガス濃度演算処理について説明する。図４は、それぞれＶＨ及びＶＬの取得タイミングを示すタイムチャート（図４（ａ）、（ｂ））、発熱抵抗体の第１設定温度（ＣＨ），第２設定温度（ＣＬ）を示すタイムチャート（図４（ｃ））、及び測温抵抗体の温度（温度電圧ＶＴ）の取得タイミングを示すタイムチャート（図４（ｄ））を表す。又、図５はＶＨ、ＶＬ及びＶＴの取得処理のフローチャート、図６は後述する平均高温時電圧ＶＨ'、及び平均低温時電圧ＶＬ'を用いたガス濃度演算処理のフローチャートである。

【0053】

図４に示すように、検出中に環境温度が上昇すると、ＶＨ及びＶＬは時間と共に低下するため（図４（ａ）、（ｂ））、最初の周期時間ＴＷ１にてＶＨ１を検出した後、次の周期時間ＴＷ２にてＶＬ１を検出すると、ＶＨ１と同一のタイミング（周期時間ＴＷ１）で検出した場合に比べて低温時電圧の値が小さくなる。そこで、第１の実施形態においては、周期時間ＴＷ１、ＴＷ３で時間的に連続する２つのＶＨ１、ＶＨ２の値を平均した平均高温時電圧ＶＨ１'と、ＶＨ１、ＶＨ２の間の周期時間ＴＷ２におけるＶＬ１との関係（これを「第１の情報群」という）に基づいてガス濃度の演算を行う。ここで、第１の情報群に用いるＶＨ、ＶＬを図４中に逆三角形の領域Ｒ１で図示する。
このように、低温時電圧（ＶＬ１）と同一の検出タイミング（周期時間ＴＷ２）における高温時電圧の予測値（平均高温時電圧ＶＨ１'）を、他の周期時間ＴＷ１、ＴＷ３での高温時電圧（ＶＨ１、ＶＨ２）から推定するため、同一の検出タイミングでＶＨ、ＶＬの電圧差及び電圧比が得られ、環境温度の時間的変化に伴うガス濃度の検出精度の低下を抑制することができる。又、第１の情報群においては周期時間ＴＷ２での環境温度（温度電圧ＶＴＬ１）を用いることで、ＶＨ、ＶＬの電圧差及び電圧比（第１の情報群）を算出するのと同一の検出タイミングでの環境温度をガス濃度の演算に用いることができる。つまり、第１の実施形態に係るガス濃度演算処理では、時間的に連続する２つの高温時電圧ＶＨ１，ＶＨ２の値を平均した平均高温時電圧ＶＨ１'、２つの高温時電圧ＶＨ１，ＶＨ２の間の周期時間ＴＷ２における低温時電圧ＶＬ１、及び、低温時電圧ＶＬ１を検出した周期時間ＴＷ２における環境温度ＶＴＬ１からなる第１情報群に基づいて、ガス濃度の演算を行うのである。
なお、図４において、高温時電圧（ＶＨ）の添え字１，２，３の順に、時系列で高温時電圧が検出され、同様に低温時電圧（ＶＬ）の添え字１，２，３の順に、時系列で低温時電圧が検出される。又、温度電圧ＶＴＬは、低温時電圧（ＶＬ）を検出したのと同一の周期時間での温度電圧（ＶＴ）を表し、温度電圧ＶＴＨは、高温時電圧（ＶＨ）を検出したのと同一の周期時間での温度電圧（ＶＴ）を表す。

【0054】

さらに、第１の実施形態においては、上述のように周期時間ＴＷ３で第１の情報群を算出した後、第１の情報群の算出に用いた低温時電圧ＶＬ１と、次の周期時間ＴＷ４に検出される低温時電圧ＶＬ２とを平均して平均低温時電圧ＶＬ１'を算出する。そして、ＶＬ１'と、ＶＬ１、ＶＬ２の間の周期時間ＴＷ３におけるＶＨ２との関係（これを「第２の情報群」という）に基づいてガス濃度の演算を行う。ここで、第２の情報群に用いるＶＨ、ＶＬを図４中に三角形の領域Ｒ２で図示する。
第２の情報群においても、高温時電圧（ＶＨ２）と同一の検出タイミング（周期時間ＴＷ３）における低温時電圧の予測値（平均低温時電圧ＶＬ１'）を、他の周期時間ＴＷ２、ＴＷ４での低温時電圧（ＶＬ１、ＶＬ２）から推定するため、同一の検出タイミングでＶＨ、ＶＬの電圧差及び電圧比が得られ、環境温度の時間的変化に伴うガス濃度の検出精度の低下を抑制することができる。又、第２の情報群においては周期時間ＴＷ３での環境温度（温度電圧ＶＴＨ２）を用いることで、ＶＨ、ＶＬの電圧差及び電圧比（第２の情報群）を算出するのと同一の検出タイミングでの環境温度をガス濃度の演算に用いることができる。つまり、第１の実施形態に係るガス濃度演算処理では、時間的に連続する２つの低温時電圧ＶＬ１，ＶＬ２の値を平均した平均高温時電圧ＶＬ１'、２つの低温時電圧ＶＬ１，ＶＬ２の間の周期時間ＴＷ３における高温時電圧ＶＨ２、及び、高温時電圧ＶＨ２を検出した周期時間ＴＷ３における環境温度ＶＴＨ２からなる第２情報群に基づいても、ガス濃度の演算を行うものでもある。
なお、上述のように周期時間ＴＷ４で第２の情報群を算出した後、第２の情報群の算出に用いた高温時電圧ＶＨ２と、次の周期時間ＴＷ５に検出される高温時電圧ＶＨ３とを用い、上記と同様にして第１の情報群を算出する。このように、第１の情報群と第２の情報群とを交互に算出することで、周期時間ＴＷ３以降、一周期時間ＴＷ４、ＴＷ５・・・毎に同一の検出タイミングでＶＨ、ＶＬの電圧差及び電圧比（第１の情報群及び第２の情報群）が得られるので、ガス濃度の検出精度がさらに向上する。これに対し、後述する第２の実施形態のように、第１の情報群と第２の情報群のいずれか一方のみを算出する場合、その算出タイミングは周期時間の２倍となる（図７参照）。

【0055】

次に、図５、図６を参照し、マイコン７のＣＰＵが実行するＶＨ、ＶＬ及びＶＴの取得処理、及びガス濃度演算処理を説明する。なお、ガス濃度Ｘを求める演算では、低温時電圧ＶＬまたは高温時電圧ＶＨのいずれかから濃度換算データを用いてガス濃度Ｘを求め、さらには、温度電圧ＶＴから温度換算データを用いて環境温度Ｔを求め、演算結果であるガス濃度Ｘを、同じく演算結果である環境温度Ｔだけを用いて補正する方法もあるが、ここでは、環境温度Ｔに加えて湿度Ｈを用いてガス濃度Ｘを求めるものとする。この場合、後述するように、同一の検出タイミングでのＶＨ、ＶＬの電圧比を用いて湿度Ｈを算出する。

【0056】

図５に示すように、ＶＨ、ＶＬ及びＶＴの取得処理において、まずステップＳ１０２では、ＣＰＵは発熱抵抗体３４を高温側（第１設定温度（ＣＨ）側）へ切り替えると共に、測温抵抗体３５に通電を開始する。具体的には、切替信号ＣＧ１によりブリッジ回路５１の抵抗値、即ち、発熱抵抗体３４の設定温度を、一定の周期時間ＴＷの間、第１設定温度ＣＨに保持する制御を行う。
次に、Ｓ１０４で、ＣＰＵは、Ｓ１０２の周期時間での温度電圧ＶＴＨｍを取得する。なお、図４（ｃ）は発熱抵抗体の温度を示すタイムチャートであり、図４（ｄ）は温度電圧ＶＴの取得タイミングを示すタイムチャートである。添え字ｍ、後述する添え字ｎ、及び後述する添え字ｑは自然数であり、１，２，３の順に時系列で取得されることを示す（以下も同様）。
次に、Ｓ１０６で、ＣＰＵは、高温時電圧（ＶＨｍ）の取得が初回、つまり、ＶＨ１であるか否かを判定し、Ｎｏであれば濃度演算フラグに１を割り当てると共に（Ｓ１０８）、演算判定フラグに１を割り当てる（Ｓ１１０）。さらにＳ１１０からＳ１１２へ移行する。一方、Ｓ１０６でＹｅｓであれば、そのままＳ１１２へ移行する。
なお、濃度演算フラグ＝１は、ＶＨｍが複数回取得されたことを意味し、図４で説明したように連続する２つのＶＨｍ-１、ＶＨｍの値を平均して平均高温時電圧ＶＨｍ-１'を算出可能となったことを示す。又、演算判定フラグは、後述する図６のフローで平均高温時電圧ＶＨｍ-１'と平均低温時電圧ＶＬｎ-１'のいずれを算出するかを判定するフラグであり、演算判定フラグ＝１の場合、平均高温時電圧ＶＨｍ-１'を算出する処理を行う。

【0057】

次に、Ｓ１１２で、ＣＰＵは、発熱抵抗体３４の高温時電圧（ＶＨｍ）を取得し、周期時間ＴＷが経過したか否かを判定する（Ｓ１１４）。Ｓ１１４でＹｅｓであればＳ１１６へ移行し、ＮｏであればＳ１１４に戻って周期時間ＴＷが経過するのを待つ。なお、図５、図６の例では、ＴＷ＝２００ｍｓｅｃである。
次に、Ｓ１１６で、ＣＰＵは、発熱抵抗体３４を低温側（第２設定温度（ＣＬ）側）へ切り替え、Ｓ１１６の周期時間での温度電圧ＶＴＬｎを取得する（Ｓ１１８）。
次に、Ｓ１２０で、ＣＰＵは、低温時電圧（ＶＬｎ）の取得が初回、つまり、ＶＬ１であるか否かを判定し、ＹｅｓであればＳ１２４へ移行し、Ｎｏであれば演算判定フラグに０を割り当てる（Ｓ１２２）。演算判定フラグ＝０の場合、図４で説明したように連続する２つのＶＬｎ-１、ＶＬｎの値を平均して平均低温時電圧ＶＬｎ-１'を算出可能となっており、平均低温時電圧ＶＬｎ-１'を算出する処理を行う。さらにＳ１２２の処理後、Ｓ１２４へ移行する。
次に、Ｓ１２４で、ＣＰＵは、発熱抵抗体３４の低温時電圧（ＶＬｎ）を取得し、周期時間ＴＷが経過したか否かを判定する（Ｓ１２６）。Ｓ１２６でＹｅｓであればＳ１２８へ移行し、ＮｏであればＳ１２６に戻って周期時間ＴＷが経過するのを待つ。
Ｓ１２８で、ＣＰＵは、発熱抵抗体３４を高温側（第１設定温度（ＣＨ）側）へ切り替え、Ｓ１０４へ戻る。
以上のようにして取得されたＶＨｍ、ＶＬｎ、ＶＴＨｍ及びＶＴＬｎは、濃度演算フラグ及び演算判定フラグと関連付けて記憶装置８（ＲＡＭ）に記憶され、以下のガス濃度演算処理で読み出される。

【0058】

次に、図６を参照し、ガス濃度演算処理を説明する。なお、ガス濃度演算処理は、上記した周期時間ＴＷ毎に行う。すなわち、図５のＳ１０４〜Ｓ１１４の区間が周期時間ＴＷで処理されるので、Ｓ１１４が経過した時点でＳ１１０の演算判定フラグを読み取ったガス濃度演算処理が行われる。さらにＳ１１６〜Ｓ１２６の区間が次の周期時間ＴＷで処理され、Ｓ１２６が経過した時点でもＳ１２２の演算判定フラグを読み取った次のガス濃度演算処理が行われることとなる。
図６において、まずステップＳ２０２では、ＣＰＵは濃度演算フラグが１であるか否かを判定する。Ｓ２０２でＹｅｓであればＳ２０４へ移行し、Ｎｏであれば本ガス濃度演算処理を終了し、次回に備える。次にＳ２０４で、ＣＰＵは、演算判定フラグが１であるか否かを判定する。Ｓ２０４でＹｅｓであれば（つまり、図５のＳ１０４〜Ｓ１１４で時間的に連続する２つの高温時電圧ＶＨｍ-１、ＶＨｍの取得処理がされた場合に）Ｓ２０６へ移行し、通電制御回路５０からＶＨｍ-１、ＶＨｍ、ＶＬｎを取得するとともに、温度調整回路８０からＶＴＬｎを取得する。ここで、ｍ＝２，ｎ＝１の場合が図４のＲ１に相当し、平均高温時電圧ＶＨｍ-１'、低温時電圧ＶＬｎ、及び、低温時電圧ＶＬｎを取得する周期時間の温度電圧ＶＴＬｎからなる第１情報群に基づいてのガス濃度の演算処理となる。一方、Ｓ２０４でＮｏであれば、平均低温時電圧ＶＬｎ-１'、高温時電圧ＶＨｍ、及び、高温時電圧ＶＨｍを取得する周期時間の温度電圧ＶＴＨｍからなる第２情報群に基づいてのガス濃度の演算処理に移行する。

【0059】

次に、Ｓ２０８では、ＣＰＵは平均高温時電圧ＶＨｍ-１'を算出する。具体的には、Ｓ２０６で取得したＶＨｍ-１、ＶＨｍを次式（１）の入力値としてＶＨｍ−１'を算出する。
ＶＨｍ-１'＝（ＶＨｍ-１＋ＶＨｍ）／２…（１）
そして、Ｓ２１０では、ＣＰＵは、Ｓ２０６にて取得したＶＬｎと、Ｓ２０８で算出したＶＨｍ-１'を次式（２）の入力値として、電圧比ＶＣｑを算出する。
ＶＣｑ＝ＶＨｍ−１'／ＶＬｎ…（２）
次いで、Ｓ２１２では、Ｓ２０６にて取得した温度電圧ＶＴＬｎと、電圧比換算用マップデータとに基づいて、環境温度ＴＬｎ（ひいては温度電圧ＶＴＬｎ）においてガス濃度Ｘ、及び、湿度Ｈがゼロのときの電圧比ＶＣｑ（０）を算出する。

【0060】

そして、Ｓ２１４では、Ｓ２１０にて算出した電圧比ＶＣｑと、Ｓ２１２にて算出したＶＣｑ（０）とを次式（３）の入力値として、環境温度ＴＬｎ（ひいては温度電圧ＶＴＬｎ）における電圧比差ΔＶＣｑを算出する。
ΔＶＣｑ＝ＶＣｑ−ＶＣｑ（０）…（３）
次に、Ｓ２１６では、Ｓ２１４にて算出した電圧比差ΔＶＣｑと、湿度換算用マップデータとに基づいて、電圧比差ΔＶＣｑのときの湿度Ｈｑを算出する。
そして、Ｓ２１８では、Ｓ２０８で算出したＶＨｍ-１'と、Ｓ２０６にて取得したＶＴＬｎと、高温時電圧換算用マップデータとに基づいて、環境温度ＴＬｎ（ひいては温度電圧ＶＴＬｎ）においてガス濃度Ｘ、及び、湿度Ｈがゼロのときの高温時電圧ＶＨｑ（０）を算出する。
続いて、Ｓ２２０では、Ｓ２０８で算出したＶＨｍ-１'と、Ｓ２１６にて算出した湿度Ｈｑと、湿度電圧変化換算用マップデータとに基づいて、ＶＨｍ−１'のうち湿度Ｈｑによってもたらされた電圧変化分を表す高温時電圧変化ΔＶＨｑ（Ｈ）を算出する。

【0061】

そして、Ｓ２２２では、Ｓ２０８で算出したＶＨｍ-１'と、Ｓ２１８にて算出したＶＨｑ（０）と、Ｓ２２０にて算出したΔＶＨｑ（Ｈ）とを次式（４）の入力値として、ＶＨｍ-１'のうち可燃性ガスによってもたらされた電圧変化分を表す高温時電圧変化ΔＶＨｑ（Ｇ）を算出する。
ΔＶＨｑ（Ｇ）＝ＶＨｍ-１'−ＶＨｑ（０）−ΔＶＨｑ（Ｈ）…（４）
続いてＳ２２４では、Ｓ２０８で算出したＶＨｍ-１'と，Ｓ２０６にて取得したＶＴＬｎと、ガス感度換算用マップデータとに基づいて、ＶＨｍ-１'について環境温度ＴＬｎ（ひいては温度電圧ＶＴＬｎ）毎に予め設定された可燃性ガスに対する感度（単位はガス濃度Ｘの逆数）を表すガス感度Ｇｑ（ＶＴ）を算出する。
最後に、Ｓ２２６にて、Ｓ２２２にて算出した高温時電圧変化ΔＶＨｑ（Ｇ）と、Ｓ２２４にて算出したガス感度Ｇｑ（ＶＴ）とを次式（５）の入力値として、可燃性ガスのガス濃度Ｘｑを算出し、本ガス濃度演算処理を終了する。
Ｘｑ＝ΔＶＨｑ（Ｇ）／Ｇｑ（ＶＴ）…（５）

【0062】

一方、Ｓ２０４でＮｏの場合（つまり、図５のＳ１１６〜Ｓ１２６で時間的に連続する２つの低温時電圧ＶＬｎ-１、ＶＬｎの取得処理がされた場合）には、Ｓ２３０へ移行し、通電制御回路５０からＶＬｎ-１、ＶＬｎ、ＶＨｍを取得するとともに、温度調整回路８０からＶＴＨｍを取得する。ここで、ｍ＝２、ｎ＝２の場合が図４のＲ２に相当する。

【0063】

次に、Ｓ２３２では、ＣＰＵは平均低温時電圧ＶＬｎ-１'を算出する。具体的には、Ｓ２３０で取得したＶＬｎ-１、ＶＬｎを次式（６）の入力値としてＶＬｎ+１'を算出する。
ＶＬｎ-１'＝（ＶＬｎ-１＋ＶＬｎ）／２…（６）
そして、Ｓ２３４では、ＣＰＵは、Ｓ２３０にて取得したＶＨｍと、Ｓ２３２で算出したＶＬｎ-１'を次式（７）の入力値として、電圧比ＶＣｑを算出する。
ＶＣｑ＝ＶＨｍ／ＶＬｎ-１'…（７）
なお、添え字ｑは時系列で増加する自然数であるが、ｍ、ｎと直接連動する値ではないので、「ｑ＋１」等で表さずに、すべて「ｑ」で表記する。例えば、Ｓ２０６以降の処理でＶＣ１（ｑ＝１）とされ、Ｓ２０４でＮＯと判定されたとき、Ｓ２３０以降の処理ではＶＣ２（ｑ＝２）となり、算出される毎に１ずつふえてゆく。
そして、Ｓ２３６では、Ｓ２３０にて取得した温度電圧ＶＴＨｍと、電圧比換算用マップデータとに基づいて、環境温度ＴＨｍ（ひいては温度電圧ＶＴＨｍ）においてガス濃度Ｘ、及び、湿度Ｈがゼロのときの電圧比ＶＣｑ（０）を算出する。

【0064】

そして、Ｓ２３８では、Ｓ２３４にて算出した電圧比ＶＣｑと、Ｓ２３６にて算出したＶＣｑ（０）とを次式（８）の入力値として、環境温度ＴＨｍ（ひいては温度電圧ＶＴＨｍ）における電圧比差ΔＶＣｑを算出する。
ΔＶＣｑ＝ＶＣｑ−ＶＣｑ（０）…（８）
次に、Ｓ２４０では、Ｓ２３８にて算出した電圧比差ΔＶＣｑと、湿度換算用マップデータとに基づいて、電圧比差ΔＶＣｑのときの湿度Ｈｑを算出する。
そして、Ｓ２４２では、Ｓ２３２で算出したＶＬｎ-１'と、Ｓ２３０にて取得したＶＴＨｍと、高温時電圧換算用マップデータとに基づいて、環境温度ＴＨｍ（ひいては温度電圧ＶＴＨｍ）においてガス濃度Ｘ、及び、湿度Ｈがゼロのときの高温時電圧ＶＨｑ（０）を算出する。
続いて、Ｓ２４４では、Ｓ２３０で取得したＶＨｍと、Ｓ２４０にて算出した湿度Ｈｑと、湿度電圧変化換算用マップデータとに基づいて、ＶＨｍのうち湿度Ｈｑによってもたらされた電圧変化分を表す高温時電圧変化ΔＶＨｑ（Ｈ）を算出する。

【0065】

そして、Ｓ２４６では、Ｓ２３０で取得したＶＨｍと、Ｓ２４２にて算出したＶＨｑ（０）と、Ｓ２４４にて算出したΔＶＨｑ（Ｈ）とを次式（９）の入力値として、ＶＨｍのうち可燃性ガスによってもたらされた電圧変化分を表す高温時電圧変化ΔＶＨｑ（Ｇ）を算出する。
ΔＶＨｑ（Ｇ）＝ＶＨｍ−ＶＨｑ（０）−ΔＶＨｑ（Ｈ）…（９）
続いてＳ２４８では、Ｓ２３０で取得したＶＨｍと，Ｓ２３０にて取得したＶＴＨｑと、ガス感度換算用マップデータとに基づいて、ＶＨｍについて環境温度ＴＨｍ（ひいては温度電圧ＶＴＨｍ）毎に予め設定された可燃性ガスに対する感度（単位はガス濃度Ｘの逆数）を表すガス感度Ｇｑ（ＶＴ）を算出する。
最後に、Ｓ２５０では、Ｓ２４６にて算出した高温時電圧変化ΔＶＨｑ（Ｇ）と、Ｓ２４８にて算出したガス感度Ｇｑ（ＶＴ）とを次式（１０）の入力値として、可燃性ガスのガス濃度Ｘｑを算出し、ガス濃度演算処理の最初に戻る。
Ｘｑ＝ΔＶＨｑ（Ｇ）／Ｇｑ（ＶＴ）…（１０）

【0066】

このように、図５、図６の処理では、周期時間ＴＷ毎に切替信号ＣＧ１を切替スイッチ５２３に出力することにより、固定抵抗５１２と可変抵抗部５２との接続点Ｐ−から端部ＰＧ（可変抵抗部５２における接地側端部）への通電経路（可変抵抗部５２における通電経路）を、固定抵抗５２１，５２２のいずれか一方側から他方側に切り替え、これにより高温時電圧ＶＨｍ−１、ＶＨｍ，低温時電圧ＶＬｎ−１，ＶＬｎ、温度電圧ＶＴＬｎ、ＶＴＨｍを取得する。そして、ガス濃度演算処理では、温度電圧ＶＴＬｎ、ＶＴＨｍに基づいてそれぞれ環境温度ＴＬｎ、ＴＨｍを演算する。
さらには、低温時電圧ＶＬｎと同一の検出タイミング（周期時間）における高温時電圧の予測値（平均高温時電圧ＶＨｍ−１'）を、他の周期時間での高温時電圧（ＶＨｍ−１、ＶＨｍ）から推定し、高温時電圧ＶＨｍ−１'と低温時電圧ＶＬｎの電圧比から被検出雰囲気内の湿度Ｈｑを演算し、これら環境温度ＴＬｎと湿度Ｈｑとを用いてガス濃度Ｘｑを補正する。同様に、高温時電圧ＶＨｍと同一の検出タイミング（周期時間）における低温時電圧の予測値（平均低温時電圧ＶＬｎ−１'）を、他の周期時間での低温時電圧（ＶＬｎ−１、ＶＬｎ）から推定し、高温時電圧ＶＨｍと低温時電圧ＶＬｎ-１'の電圧比から被検出雰囲気内の湿度Ｈｑを演算し、これら環境温度ＴＨｍと湿度Ｈｑとを用いてガス濃度Ｘｑを補正する。
そのため、同一の検出タイミングでの電圧比が得られ、環境温度の時間的変化に伴うガス濃度の検出精度の低下を抑制することができる。

【0067】

［第２の実施形態におけるガス濃度演算処理］
次に、図７〜図９を参照し、本発明の第２の実施形態に係る可燃性ガス検出装置のガス濃度演算処理について説明する。
図７は、ＶＨ及びＶＬの取得タイミングを示すタイムチャート（それぞれ図７（ａ）、（ｂ））、発熱抵抗体の第１設定温度（ＣＨ），第２設定温度（ＣＬ）を示すタイムチャート（図７（ｃ））、及び測温抵抗体の温度（温度電圧ＶＴ）の取得タイミングを示すタイムチャート（図７（ｄ））を表す。又、図８はＶＨ、ＶＬ及びＶＴの取得処理のフローチャート、図９は平均高温時電圧ＶＨ'を用いたガス濃度演算処理のフローチャートである。

【0068】

図７に示すように、検出中に環境温度が上昇すると、ＶＨ及びＶＬは時間と共に低下するため（図７（ａ）、（ｂ））、最初の周期時間ＴＷ１にてＶＨ１を検出した後、次の周期時間ＴＷ２にてＶＬ１を検出すると、ＶＨ１と同一のタイミング（周期時間ＴＷ１）で検出した場合に比べて低温時電圧の値が小さくなる。そこで、第２の実施形態においては、第１の実施形態と同様に周期時間ＴＷ１、ＴＷ３で時間的に連続する２つのＶＨ１、ＶＨ２の値を平均した平均高温時電圧ＶＨ１'と、ＶＨ１、ＶＨ２の間の周期時間ＴＷ２におけるＶＬ１との第１の情報群に基づいてガス濃度の演算を行う。ここで、第１の情報群に用いるＶＨ、ＶＬを図７中に逆三角形の領域Ｒ１で図示する。
このように、低温時電圧（ＶＬ１）と同一の検出タイミング（周期時間ＴＷ２）における高温時電圧の予測値（平均高温時電圧ＶＨ１'）を、他の周期時間ＴＷ１、ＴＷ３での高温時電圧（ＶＨ１、ＶＨ２）から推定するため、同一の検出タイミングでＶＨ、ＶＬの電圧差及び電圧比が得られ、環境温度の時間的変化に伴うガス濃度の検出精度の低下を抑制することができる。又、第１の情報群においては周期時間ＴＷ２での環境温度（温度電圧ＶＴＬ１）を用いることで、ＶＨ、ＶＬの電圧差及び電圧比（第１の情報群）を算出するのと同一の検出タイミングでの環境温度をガス濃度の演算に用いることができる。つまり、第２の実施形態に係るガス濃度演算処理では、時間的に連続する２つの高温時電圧ＶＨ１，ＶＨ２の値を平均した平均高温時電圧ＶＨ１'、２つの高温時電圧ＶＨ１，ＶＨ２の間の周期時間ＴＷ２における低温時電圧ＶＬ１、及び、低温時電圧ＶＬ１を検出した周期時間ＴＷ２における環境温度ＶＴＬ１からなる第１情報群に基づいて、ガス濃度の演算を行うのである。

【0069】

但し、第２の実施形態においては、周期時間ＴＷ３で第１の情報群を算出した後、次に第１の情報群を算出するタイミングは２周期遅れた周期時間ＴＷ５となる。ここで、２回目に算出する第１の関係に用いるＶＨ、ＶＬを図７中に逆三角形の領域Ｒ３で図示する。このように、第１の情報群と第２の情報群の一方のみを算出する場合、周期時間ＴＷの２倍で第１の情報群、つまり同一の検出タイミングでのＶＨ、ＶＬの電圧差及び電圧比を算出することになるので、ガス濃度の検出精度は第１の実施形態よりは劣るが、マイコンの処理負担が軽減するという利点がある。

【0070】

次に、図８、図９を参照し、マイコン７のＣＰＵが実行するＶＨ、ＶＬ及びＶＴの取得処理、及びガス濃度演算処理を説明する。

【0071】

図８に示すように、ＶＨ、ＶＬ及びＶＴの取得処理において、まずステップＳ３０２では、ＣＰＵは発熱抵抗体３４を高温側（第１設定温度（ＣＨ）側）へ切り替えると共に、測温抵抗体３５に通電を開始する。具体的には、切替信号ＣＧ１によりブリッジ回路５１の抵抗値、即ち、発熱抵抗体３４の設定温度を、一定の周期時間ＴＷの間、第１設定温度ＣＨに保持する制御を行う。
次に、Ｓ３０６で、ＣＰＵは、高温時電圧（ＶＨｍ）の取得が初回、つまり、ＶＨ１であるか否かを判定し、Ｎｏであれば濃度演算フラグに１を割り当て（Ｓ３０８）、Ｓ３１２へ移行する。Ｓ３０６でＹｅｓであればＳ３１２へ移行する。なお、第２の実施形態では、平均低温時電圧ＶＬｎ-１'を算出しないので、演算判定フラグは用いない。

【0072】

次に、Ｓ３１２で、ＣＰＵは、発熱抵抗体３４の高温時電圧（ＶＨｍ）を取得し、周期時間ＴＷが経過したか否かを判定する（Ｓ３１４）。Ｓ３１４でＹｅｓであればＳ３１６へ移行し、ＮｏであればＳ３１４に戻ってＴＷが経過するのを待つ。なお、図７、図８の例では、ＴＷ＝２００ｍｓｅｃである。
次に、Ｓ３１６で、ＣＰＵは、発熱抵抗体３４を低温側（第２設定温度（ＣＬ）側）へ切り替え、Ｓ３１６の周期時間での温度電圧ＶＴＬｎを取得する（Ｓ３１８）。
次に、Ｓ３２４で、ＣＰＵは、発熱抵抗体３４の低温時電圧（ＶＬｎ）を取得し、周期時間ＴＷが経過したか否かを判定する（Ｓ３２６）。Ｓ３２６でＹｅｓであればＳ３２８へ移行し、ＮｏであればＳ３２６に戻ってＴＷが経過するのを待つ。
Ｓ３２８で、ＣＰＵは、発熱抵抗体３４を高温側（第１設定温度（ＣＨ）側）へ切り替え、Ｓ３０６へ戻る。
以上のようにして取得されたＶＨｍ、ＶＬｎ、ＶＴＨｍ及びＶＴＬｎは、濃度演算フラグと関連付けて記憶装置８（ＲＡＭ）に記憶され、以下のガス濃度演算処理で読み出される。

【0073】

次に、図９を参照し、ガス濃度演算処理を説明する。なお、ガス濃度演算処理は、上記した周期時間ＴＷ毎に行う。すなわち、図８のＳ３０６〜Ｓ３１４の区間が周期時間ＴＷで処理されるので、Ｓ３１４が経過した時点でガス濃度演算処理（主に平均高温時電圧ＶＨｍ-１'の算出）が行われ、さらに次の周期時間ＴＷで処理されるＳ３１６〜Ｓ３２６の区間でもガス濃度演算処理（主にＶＴＬｎ，ＶＬｎの取得）が行われることとなる。
但し、図９の処理は、ステップＳ２０４が無く、Ｓ２０２から直ちにＳ２０６に移行すること以外は、図６で述べた処理のＳ２０６〜Ｓ２２６と同一であるので、同一のステップ番号を付して説明を省略する。

【0074】

本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の思想と範囲に含まれる様々な変形及び均等物に及ぶことはいうまでもない。例えば、マイコン７における各処理を実行するための各種のプログラムやデータを記憶するための装置は、マイコン７の内部に備えられる記憶装置８に限られることはなく、マイコン７との間で情報伝達が可能なあらゆる形態の外部記憶装置や記録媒体でもよい。この場合、マイコン７は、外部記憶装置や記録媒体から読み込んだ各種のプログラムやデータを用いて各処理を実行する。記録媒体としては、例えば、持ち運び可能な半導体メモリ（例えば、ＵＳＢメモリ、メモリカード（登録商標）など）、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤなどの光ディスク、磁気ディスク等が含まれる。

【符号の説明】

【0075】

１ 可燃性ガス検出装置
３４ 発熱抵抗体
ＣＨ 第１設定温度
ＣＬ 第２設定温度
ＶＨ 高温時電圧
ＶＬ 低温時電圧
ＶＨ' 平均高温時電圧
ＶＬ' 平均低温時電圧
ＴＷ 周期時間
Ｔ 環境温度
７ マイコン（通電制御部、ガス濃度演算部）
５０ 通電制御回路（通電制御部）
３０ 基板
３５ 測温抵抗体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】