DE4423390A1 - Schaltungsanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Steuerung der Anlage des Meßwerts an den Eingang eines Meßwertaufnehmers für das Ausgangssignal eines auf einem das eigentliche Sensorelement zur Bestimmung des Anteils von bestimmten Gasen eines Gasgemischs sowie eine elektrische Heizung aufweisenden Substrats, wobei die elektrische Leistung für die elektrische Heizung von einer Steuerung pulsweitenmoduliert oder getaktet ist gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Bei Gassonden, welche zum Einsatz in Kraftfahrzeugen vorgesehen sind, sind entweder stets beheizt oder in Abhängigkeit von der auf dem Substrat gemessenen Temperatur mit einer von einer Steuerung dosiert abgegebenen elektrischen Leistung. Diese Art der Leistungssteuerung bei Gassonden hat sich bewährt.

Von Nachteil ist jedoch, daß der Meßwert in Form des Sensorsignals, insbesondere wegen der Leitfähigkeit des Substrates des Chips durch das angelegte elektrische Potential gestört wird, so daß eine Auswertung des Meßwerts in Form des Sensorsignals nicht oder nicht richtig erfolgen kann. Andererseits sollen die durch das Pulsweiten­ modulationsverfahren erzielbaren Vorteile nicht verlorengehen, da hier gegenüber linear betriebenen Heizungen (Gleichstrom) ein Energievorteil gegeben ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches so auszubilden, daß Störungen des Meßwerts durch die Pulsweitenmodulation der elektrischen Heizung ausgeschaltet werden, ohne daß vom Prinzip der Pulsweitenmodulation für die elektrische Heizung abgegangen werden muß.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches erfindungsgemäß durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.

Nach Lehre der Erfindung werden also nur in jenen Zeitintervallen, in denen keine elektrische Leistung an die elektrische Heizung abgegeben wird, der Meßwert in Form des Sensorsignals erfaßt und weitergegeben. In Zeiten angeschalteter elektrischer Heizung wird das Sensorsignal nicht weiterverarbeitet.

Infolgedessen werden keine Störungen durch steile Flanken, Über- und Einkoppelungen auch nicht durch das angelegte elektrische Potential durch das Substrat selbst bei hohen Temperaturen auf das Sensorsignal übertragen, so daß ein absolut von Störungen nicht beeinflußter Meßwert weiterverarbeitet werden kann.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt:

Fig. 1 eine schematische Schaltungsanordnung; und

Fig. 2 ein Signaldiagramm, aufgetragen über der Zeit.

Die insgesamt mit 5 bezeichnete Steuerung ist mit einer mit 6 bezeichneten elektrischen Leitung an die insgesamt mit 7 bezeichnete elektrische Heizung auf dem Substrat 8 mit dem Sensorelement 9 zur Bestimmung des Anteils von bestimmten Gasen in einem Gasgemisch verbunden.

Die Ausgangssignale des Sensorelementes 9 werden über eine Leitung 10, deren anderer Anschluß geerdet ist, über einen gesteuerten Schalter 12 an den Meßwertaufnehmer 13 angeschaltet.

Der Schalter 12 ist hierbei in Abhängigkeit von der nichtanliegenden elektrischen Leistung für die elektrische Heizung 7 auf dem Substrat 8, deren anderes Ende mittels einer Leitung 14 geerdet ist, auf der Leitung 6 gesteuert. Hierzu dient ein Inverter oder ein NAND-Glied 15, dessen Eingang an der Leitung 6 liegt und dessen Ausgang den Schalter 12 im Sinne des Schließens betätigt. Dies bedeutet, daß bei eingeschalteter Heizung der Schalter 12 offen und bei ausgeschalteter Heizung geschlossen ist, wodurch im letzteren Fall der Meßwert in Form des Sensorsignals auf der Leitung 10 über den Schalter 12 zu dem Meßwertaufnehmer 13 gelangen kann.

Fig. 2 zeigt in zeitlicher Abhängigkeit die verschiedenen Signale. Zu oberst ist ein Grundtakt mit dem Tastverhältnis 1 : 1 eingezeichnet. Darunter sind drei verschiedene Fälle A, B und C gezeigt. In allen drei Beispielen ist oben die Reglerstellgröße, zu unterst die Meßwerterfassung, also die Stellung des Schalters 12, und dazwischen die Beaufschlagung der Leitung 6 mit elektrischer Leistung für die Heizung 7 auf dem Substrat 8 gekennzeichnet. Die hier nicht interessierende Reglerstellgröße ist nicht näher dargestelltes Eingangssignal für die Steuerung 5.

Beim Beispiel A ist ersichtlich, daß während der nichtanliegenden Heizleistung eine Meßwerterfassung dadurch erfolgt, daß der über das NAND-Glied 15 abgefragte Wert der Leitung 6 zur Steuerung des Schalters 12 verwendet wird. Im Beispiel B ist während der gesamten Zeit nichtanliegender Heizleistung der Zeitraum vollständig für die Meßwerterfassung vorhanden. Beim Beispiel C wird eine regelmäßige Heizleistung angelegt, wobei in etwa dieselbe Zeit für die Meßwerterfassung bleibt.

Claims (3)

1. Schaltungsanordnung zur Steuerung der Anlage des Meßwerts an den Eingang eines Meßwertaufnehmers (13) für das Ausgangssignal eines auf einem das eigentliche Sensorelement (9) zur Bestimmung des Anteils von bestimmten Gasen in einem Gasgemisch sowie eine elektrische Heizung (7) aufweisenden Substrat (8), wobei die elektrische Leistung für die elektrische Heizung (7) von einer Steuerung (5) pulsweitenmoduliert oder getaktet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang des Sensorelements (9) und dem Eingang des Meßwertaufnehmers (13) ein Schalter (12) angeordnet ist, der nur bei nichtanliegender elektrischer Leistung für die elektrische Heizung (7) durchgeschaltet ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (12) von dem Ausgang eines NAND-Gatters (15) gesteuert ist, dessen Eingang an dem Ausgang der Steuerung (5) für die elektrische Heizung bzw. der Anschlußleitung (6) liegt.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (12) als elektrischer Schalter ausgebildet ist.