JP7459247B2 - 測定ガスの少なくとも1つの特性を検出するセンサの動作のための電子制御ユニット - Google Patents
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Description
測定ガスチャンバ内の測定ガスの少なくとも1つの特性を検出する多数のセンサ及び方法が、従来技術から知られている。これは基本的に、測定ガスの任意の物理的特性及び/又は化学的特性であってよいものであり、ここでは、1つ又は複数の特性が検出され得る。本発明を、以下においては、特に、測定ガスのガス成分の割合の定性的検出及び/又は定量的検出に関して、特に、測定ガス部分中の酸素比率の検出に関して説明する。酸素比率は、例えば、分圧の形態で及び/又は百分率の形態で検出されるものとしてよい。しかし、選択的又は付加的に、温度などの測定ガスの他の特性も検出可能である。
従って、既知の駆動制御回路及び評価回路の欠点を少なくとも大部分回避し、種々のゾンデに適合させる調整など、ネルンスト電圧レギュレータのレギュレータ構造の迅速かつ低コストの調整が可能である、測定ガスチャンバ内の測定ガスの少なくとも1つの特性を検出するセンサの動作のための電子制御ユニットを提案する。
図1は、本発明の第1の実施形態による電子制御ユニット10を示している。電子制御ユニット10は、測定ガスチャンバ内の測定ガスの少なくとも1つの特性を検出する、特に、測定ガス中のガス成分の割合又は測定ガスの温度を検出するセンサ100の動作のために構成されている。センサ100は、センサ要素102を有している。図1に示されているセンサ要素102は、測定ガスの物理的特性及び/又は化学的特性を検出するために使用されるものとしてよく、ここでは、1つ又は複数の特性を検出することができる。本発明を、以下においては、特に、測定ガスのガス成分の定性的検出及び/又は定量的検出に関して、特に測定ガス中の酸素比率の検出に関して説明する。酸素比率を、例えば、分圧の形態で及び/又は百分率の形態で検出することができる。しかし、基本的には、窒素酸化物、炭化水素及び/又は水素など、他の種類のガス成分も検出可能である。しかし、選択的及び/又は付加的に、測定ガスの他の特性も検出可能である。本発明は、特に自動車技術の分野において使用可能であるので、測定ガスチャンバは、特に、内燃機関の排気管であるものとしてよく、測定ガスは、特に、排気ガスであるものとしてよい。
Claims (9)
- 測定ガスチャンバ内の測定ガスの少なくとも1つの特性を検出するセンサ(100)の動作のための電子制御ユニット(10)であって、
前記センサ(100)は、センサ要素(102)を有しており、
前記センサ要素(102)は、固体電解質(104)と、少なくとも1つのポンプセル(106)と、少なくとも1つのネルンストセル(108)とを有しており、
前記電子制御ユニット(10)は、駆動制御回路及び評価回路(12)と、マイクロコントローラ(20)とを有しており、
前記マイクロコントローラ(20)は、前記駆動制御回路及び評価回路(12)と接続されており、
前記マイクロコントローラ(20)はさらに、前記ネルンストセル(108)のネルンスト電圧(UN)を調整するネルンスト電圧レギュレータ(22)を有しており、
前記ネルンスト電圧レギュレータ(22)は、前記マイクロコントローラ(20)のソフトウェア(24)内に実装されており、
前記ネルンスト電圧レギュレータ(22)のレギュレータ構造、ワード幅およびレギュレータタイプは、前記ネルンスト電圧レギュレータ(22)のソースコードの調整によって変更可能である、
電子制御ユニット(10)。 - 前記センサ(100)は、前記測定ガス中のガス成分の割合又は前記測定ガスの温度を検出するセンサ(100)である、請求項1に記載の電子制御ユニット(10)。
- 前記駆動制御回路及び評価回路(12)は、ASICである、請求項1又は2に記載の電子制御ユニット(10)。
- 前記ネルンスト電圧レギュレータ(22)の入力変数は、前記ネルンストセル(108)のネルンスト電圧(UN)であり、
前記ネルンスト電圧レギュレータ(22)の出力変数は、前記ポンプセル(106)のポンプ電流(IP)である、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の電子制御ユニット(10)。 - 前記ネルンストセル(108)のネルンスト電圧(UN)を検出するように構成されているアナログ-デジタル変換器(16)をさらに含む、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の電子制御ユニット(10)。
- 前記駆動制御回路及び評価回路(12)は、前記アナログ-デジタル変換器(16)を有しており、
前記マイクロコントローラ(20)は、データインタフェース(26)を有しており、
検出された前記ネルンスト電圧(UN)は、前記データインタフェース(26)を用いて前記マイクロコントローラ(20)に伝送可能である、請求項5に記載の電子制御ユニット(10)。 - 前記マイクロコントローラ(20)は、前記アナログ-デジタル変換器(16)を有している、請求項5に記載の電子制御ユニット(10)。
- 前記ネルンスト電圧レギュレータ(22)の出力変数は、前記測定ガス中の酸素含有量を示す、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の電子制御ユニット(10)。
- 前記駆動制御回路及び評価回路(12)は、デジタル-アナログ変換器(18)を有しており、
前記ネルンスト電圧レギュレータ(22)の出力変数は、前記デジタル-アナログ変換器(18)に供給可能である、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の電子制御ユニット(10)。
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140076741A1 (en) | 2012-09-17 | 2014-03-20 | Michael Adams | Digital Controller For An Oxygen Sensor |
JP2016070883A (ja) | 2014-10-01 | 2016-05-09 | 日本特殊陶業株式会社 | ガスセンサシステム |
JP2016133306A (ja) | 2015-01-15 | 2016-07-25 | 日本特殊陶業株式会社 | センサ制御装置およびセンサ制御システム |
JP2017003354A (ja) | 2015-06-08 | 2017-01-05 | 日本特殊陶業株式会社 | センサ制御装置及びガス検知システム |
JP2017040506A (ja) | 2015-08-18 | 2017-02-23 | 日本特殊陶業株式会社 | センサ制御装置 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19836128A1 (de) * | 1998-08-10 | 2000-02-24 | Siemens Ag | Schaltungsanordnung zum Regeln eines Pumpstroms eines Abgassonde in einem Kraftfahrzeug |
DE19836127A1 (de) * | 1998-08-10 | 2000-02-24 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Kalibrieren eines Sondensystems, bestehend aus einer Abgassonde und einer Regelschaltung für ein Kraftfahrzeug |
DE19836129A1 (de) * | 1998-08-10 | 2000-02-24 | Siemens Ag | Schaltungsanordnung zum Generieren einer virtuellen Masse als gemeinsames Bezugspotential für eine Abgassonde in einem Kraftfahrzeug |
DE102007043728A1 (de) * | 2007-09-13 | 2009-04-09 | Continental Automotive Gmbh | Abgassonde und Verfahren zu deren Betrieb |
DE102011075572A1 (de) * | 2011-05-10 | 2012-11-15 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Kalibrieren eines Sensorelements |
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DE102013224811A1 (de) * | 2013-12-04 | 2015-06-11 | Robert Bosch Gmbh | Steuereinheit zum Betrieb einer Breitband-Lambdasonde |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140076741A1 (en) | 2012-09-17 | 2014-03-20 | Michael Adams | Digital Controller For An Oxygen Sensor |
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JP2017040506A (ja) | 2015-08-18 | 2017-02-23 | 日本特殊陶業株式会社 | センサ制御装置 |
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