DE19956823A1 - Ansteuerschaltung und Ansteuerverfahren für einen Gassensor - Google Patents
Ansteuerschaltung und Ansteuerverfahren für einen GassensorInfo
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Abstract
Zur Bestimmung der Temperatur eines Gassensors, der ein Widerstandsheizelement (1) aufweist, ist eine Drei-Punkt-Schaltung vorgesehen. In einer Meßphase wird der Widerstand (1) von einem Meßstrom durchflossen, der mittels eines Meßwiderstandes (R8) bestimmt wird. Die Drei-Punkt-Messung erlaubt es, den Leitungswiderstand eines Zuleitungszweiges genau zu bestimmen, der auch näherungseise für den Leitungswiderstand des anderen Zuleitungszweiges verwendet werden kann. Natürlich kann der Abgriff (A) auch zuleitungsseitig vorgesehen werden.
Description
Die Erfindung betrifft eine Ansteuerschaltung sowie ein Ver
fahren zur Ansteuerung eines Gassensors, der ein Widerstands
heizelement aufweist.
Zur Messung von Gaskomponenten sind verschiedene Gassensoren
bekannt, die auf einer erhöhten Temperatur betrieben werden
müssen. Beispielsweise ist zur Messung der NOx-Konzentration
ein Dickschicht-Meßaufnehmer in der Veröffentlichung N. Kato
et al., "Thick Film ZrO2 NOx Sensor for the Measurement of
Low NOx Concentration", Society of Automotive Engineers, Ver
öffentlichung 980170, 1989, oder in N. Kato et al., "Perfor
mance of Thick Film NOx Sensor on Diesel and Gasoline Engi
nes", Society of Automotive Engineers, Veröffentlichung
970858, 1997, beschrieben. Dieser Meßaufnehmer weist zwei
Meßzellen auf und besteht aus einem Sauerstoffionen leitenden
Zirkoniumoxid. Er verwirklicht folgendes Meßkonzept: In einer
ersten Meßzelle, der das zu messende Gas über eine Diffusi
onsbarriere zugeführt wird, wird mittels eines ersten Sau
erstoffionen-Pumpstroms eine erste Sauerstoffkonzentration
eingestellt, wobei keine Zersetzung von NOx stattfinden soll.
In einer zweiten Meßzelle, die über eine Diffusionsbarriere
mit der ersten verbunden ist, wird der Sauerstoffgehalt mit
tels eines zweiten Sauerstoffionen-Pumpstroms weiter abge
senkt: Die Zersetzung von NOx an einer Meßelektrode führt zu
einem dritten Sauerstoffionen-Pumpstrom, der ein Maß für die
NOx-Konzentration ist. Der gesamte Meßaufnehmer wird dabei
mittels eines elektrischen Heizers auf eine erhöhte Tempera
tur, z. B. 750°C, gebracht.
Dieser NOx-Meßaufnehmer ist ein typisches Beispiel für einen
Gassensor, bei dem die Meßgenauigkeit sehr stark von der Be
triebstemperatur abhängt.
Es ist deshalb bei solchen Gassensoren unumgänglich, die Be
triebstemperatur zu messen.
Ein bekanntes Meßverfahren macht sich beim erwähnten NOx-
Meßaufnehmer die temperaturabhängige Impedanz der Meßzellen
zunutze. Durch Einprägen eines Wechselstromes und entspre
chende Strommessung läßt sich die Impedanz und mithin die
Sensortemperatur bestimmen. Dieses Verfahren ist zwar relativ
einfach zu verwirklichen, hat jedoch Nachteile bei einer Al
terung des Sensors, die zu einer langfristigen Änderung der
Impedanz führt, was sich sofort als Temperaturfehler bemerk
bar macht. Ein weiteres Problem dieses Verfahrens besteht
darin, daß es zu Verfälschungen des Meßsignals, d. h. des
dritten Sauerstoff-Ionen-Pumpstromes kommen kann, wenn ihm
zur Messung der Wechselstrom überlagert wird.
Ein anderer Ansatz macht sich die Tatsache zunutze, daß der
Widerstand eines Widerstandsheizelementes temperaturabhängig
ist. Man kann also, einen Meßwiderstand in die Zuleitung des
Widerstandsheizelementes schalten und die daran abfallende
Spannung bestimmen, um den durch das Widerstandsheizelement
fließenden Strom zu errechnen. Zusammen mit der Speisespan
nung des Widerstandsheizelementes erhält man den Widerstand.
Bei einer solchen Zwei-Punkt-Messung sind jedoch die Meßfeh
ler, die durch das Mitmessen der Zuleitungswiderstände ent
stehen, unzulässig hoch.
Ein weiters bekanntes Verfahren wäre die Vier-Punkt = Messung
des Widerstandes, wie sie beispielsweise aus Tietze, Schenk,
"Halbleiter-Schaltungstechnik", 9. Auflage, Springer, 1989,
S. 891 f. bekannt ist. Diese Vier-Punkt-Messung erfordert je
doch einen Spannungsabgriff direkt an den Kontakten des Wi
derstandsheizelementes, was bei den meisten Gassensoren als
unzulässig hoher Aufwand nicht möglich ist.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
sowie eine Ansteuerschaltung für einen Gassensor zur Verfü
gung zu stellen, die eine genaue Temperaturmessung eines Gas
sensors über die Widerstandsmessung eines Widerstandsheizele
mentes ermöglichen und dabei nicht den Aufwand einer Vier-
Punkt-Messung mit sich bringen.
Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 1 und 9 defi
nierte Erfindung gelöst.
Erfindungsgemäß wird eine Drei-Punkt-Messung vorgenommen. Zum
Messen des Widerstandes des Widerstandsheizelementes wird da
bei ein Meßstrom über einen Meßwiderstand geführt und in den
Zuleitungszweig des Widerstandsheizelementes eingespeist.
In folgender Beschreibung wird unter dem Zuleitungszweig der
Leitungszweig verstanden, der von der Speisespannung zum Wi
derstandsheizelement führt. Als Ableitungszweig wird derjeni
ge Leitungsteil verstanden, der vom Widerstandsheizelement
zum Bezugspotential führt.
Während der Meßphase wird der Heizstrom abgeschaltet. Über
entsprechende Abgriffe am Meßwiderstand wird der von einer
Meßspannung getriebene Meßstrom erfaßt. Direkt an der ablei
tungszweigseitigen Kontaktierung des Widerstandsheizelementes
wird das Potential abgegriffen, so daß sich aus der Potenti
aldifferenz zwischen diesem Potential und dem Potential der
Meßsignalspannung zusammen mit dem Meßstrom der Widerstand
errechnen läßt.
Dabei wird der Zuleitungswiderstand des Ableitungszweiges
nicht mitgemessen, da durch den Potentialabgriff am Beginn
des Ableitungszweiges dessen Leitungswiderstand bestimmt wer
den kann. Diesen kann man näherungsweise gleich dem Leitungs
widerstand des Zuleitungszweiges setzen, wodurch sich in ei
ner vorteilhaften Weiterbildung die Möglichkeit ergibt, den
Widerstand des Widerstandsheizelementes um die Leitungswider
stände des Zuleitungs- und des Ableitungszweiges zu bereini
gen.
In der erfindungsgemäßen Ansteuerschaltung sind gesteuerte
Schaltelemente vorgesehen, so daß es möglich ist, den
Meßstrom und den Heizstrom zu schalten.
Da eine eigene Meßspannung verwendet wird, kann weiter auf
die direkte Messung der Speisespannung verzichtet werden. Da
durch entfallen Meßfehler und der apparative Aufwand sinkt.
Ansonsten müßte die Speisespannung an den üblichen Eingangs
spannungsbereich verfügbarer Meßvorrichtung, beispielsweise
an den Eingangsspannungsbereich von AD-Wandlern angepaßt wer
den.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Meßwiderstand
nicht mehr den hohen Heizstrom führt. Dadurch kann er hochoh
miger ausgelegt werden, was sich positiv auf die Genauigkeit
auswirkt. Darüber hinaus wird die dabei umgesetzte Verlust
leistung geringer, was sich positiv auf die Alterung dieses
Meßwiderstandes und damit wiederum auf die Genauigkeit der
Messung auswirkt. Desweiteren verringert sich die Eigenerwär
mung der Ansteuerschaltung.
Da während der Heizphase bei der erfindungsgemäßen Ansteuer
schaltung der Meßwiderstand auf dem Potential der Speisespan
nung liegt, muß man dafür Sorge treffen, daß bei Einsatz von
AD-Wandlern zur Bestimmung des Spannungsabfalls am Meßwi
derstand, die maximal zulässige Eingangsspannung dieser AD-
Wandler nicht überschritten wird. Um sie zu schützen, werden
sie während der Heizphase vorzugsweise über entsprechende Di
oden und ein gesteuertes Schaltelement auf eine Schutzspan
nung gelegt, so daß die an den AD-Wandlern anliegende Span
nungsdifferenz auf ein verträgliches Maß gemindert ist. Es
ist aber auch eine andere Lösung denkbar, die in der Heizpha
se die AD-Wandlerports auf eine geeignete Schutzspannung
legt, beispielsweise mittels eines speziellen integrierten
Schaltkreises.
Die Koordination der Meßphasen und der Heizphasen kann durch
einen Mikroprozessor bewerkstelligt werden, jedoch sind auch
eine analoge Schaltung oder eine programmierbare Logik denk
bar.
Da das Widerstandsheizelement während der Meßphase nicht be
heizt wird, sollte man die Meßphase kurz gegen die thermische
Zeitkonstante des Widerstandsheizelementes bzw. des beheizten
Gassensors gestalten, um eine Meßverfälschung durch Abkühlen
in der nicht beheizten Meßphase so gering wie möglich zu hal
ten.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand
der Unteransprüche.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die
Zeichnung im Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der
Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung eines NOx-
Meßaufnehmers,
Fig. 2 eine Ansteuerschaltung für diesen Meßaufnehmer und
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Elementes einer
abgewandelten Ausführungsform der Schaltung der Fig.
2.
In Fig. 1 ist ein Schnitt durch einen NOx-Meßaufnehmer 1
schematisch dargestellt. Dieser NOx-Meßaufnehmer ist wider
standsbeheizt und dient zur Messung der NOx-Konzentration im
Abgas einer Brennkraftmaschine. Er ist beispielhaft für einen
Gassensor, für den die erfindungsgemäße Ansteuerschaltung
bzw. das erfindungsgemäße Verfahren gedacht ist.
Dieser aus einem Festkörperelektrolyten 2, in diesem Fall
ZrO2 bestehende Meßaufnehmer nimmt über eine Diffusionsbar
riere 3 das zu messende Abgas auf, dessen NOx-Konzentration
bestimmt werden soll. Das Abgas diffundiert durch die Diffu
sionsbarriere 3 in eine erste Meßzelle 4. Der Sauerstoffge
halt in dieser Meßzelle wird durch Abgriff einer Nernstspan
nung zwischen einer ersten Elektrode 5 und einer Umgebungs
luft ausgesetzten Referenzelektrode 11 gemessen. Dabei ist
die Referenzelektrode 11 in einem Luftkanal 12 angeordnet, in
den über eine Öffnung 14 Umgebungsluft gelangt.
Die abgegriffene Nernstspannung wird einem Regler C0 zuge
führt, der eine Stellspannung VS0 bereitstellt. Diese steuert
eine spannungsgesteuerte Stromquelle UI0 an, die einen ersten
Sauerstoffionen-Pumpstrom IP0 durch den Festkörperelektroly
ten 2 des Meßaufnehmers 1 zwischen der ersten Elektrode 5 und
einer Außenelektrode 6 treibt. Dabei wird in der ersten Meß
zelle 4 eine vorbestimmte Sauerstoffkonzentration eingere
gelt. Diese wird über die Nernstspannung zwischen der Elekt
rode 5 und der Referenzelektrode 11 gemessen, so daß der Re
gelkreis des Reglers C0 geschlossen ist.
Die beschriebene Schaltkreisanordnung stellt so in der ersten
Meßzelle 4 eine vorbestimmte Sauerstoffkonzentration ein. Die
zweite Meßzelle 8 ist mit der ersten Meßzelle 4 über eine
weitere Diffusionsbarriere 7 verbunden. Durch diese Diffusi
onsbarriere 7 diffundiert das in der ersten Meßzelle 4 vor
handene Gas in die zweite Meßzelle 8. In der zweiten Meßzelle
wird über eine Schaltkreisanordnung eine zweite Sauerstoff
konzentration eingestellt. Dazu wird zwischen einer zweiten
Elektrode 9 und der Referenzelektrode 11 eine zweite Nernst
spannung abgegriffen und einem Regler C1 zugeführt, der eine
zweite Stellspannung VS1 bereitstellt, mit der eine zweite
spannungsgesteuerte Stromquelle UI1 angesteuert wird. Die
Schaltkreisanordnung zum Treiben des Sauerstoffionen-
Pumpstroms IP1 aus der zweiten Meßzelle 8 heraus entspricht
somit der Schaltkreisanordnung für die erste Meßzelle 4.
Die Schaltkreisanordnung treibt den Sauerstoffionen-Pumpstrom
IP1 so, daß sich in der zweiten Meßzelle 8 eine vorbestimmte
Sauerstoffkonzentration einstellt.
Diese Sauerstoffkonzentration wird dabei so gewählt, daß NOx
von den ablaufenden Vorgängen nicht betroffen ist, insbeson
dere keine Zersetzung stattfindet. Das NOx wird nun an der
Meßelektrode 10, die katalytisch ausgestaltet sein kann, in
einem dritten Sauerstoffionen-Pumpstrom IP2 von der Meße
lektrode 10 zur Außenelektrode 6 hin gepumpt, der somit ein
Maß für die NOx-Konzentration in der Meßzelle 8 und somit im
zu messenden Abgas ist.
Dieser Pumpstrom IP2 wird wie die vorherigen Pumpströme von
einer spannungsgesteuerten Stromquelle UI2 getrieben, deren
Stellspannung VS2 von einem Regler C2 vorgegeben wird, der
die Nernstspannung zwischen der der Meßelektrode 10 und der
Referenzelektrode 11 abgreift und durch Vorgabe der Stell
spannung VS2 eine vorbestimmte Nernstspannung einregelt.
Der Heizer 13 der Fig. 1 ist in die Schaltung der Fig. 2 als
Widerstand 1 eingebunden. Der Widerstand 1, also der Heizer
13, verfügt über drei Anschlüsse H+, H- und A. Der Widerstand
1 befindet sich dabei zwischen den Anschlüssen H+ und H-, die
die Anschlüsse für den Zuleitungs- bzw. den Ableitungszweig
sind. Der Abgriff A wird zur folgenden Realisierung einer
Drei-Punkt-Messung verwendet. Der Zuleitungskontakt H+ des
Widerstandes 1 ist über einen Transistor T1 an eine Batterie
spannung Ub angeschlossen. Der Steuereingang des Transistors
T1 ist an den Kollektor eines Transistors T2 angeschlossen
und über einen Widerstand R7 zugleich an die Batteriespannung
Ub. Da der Transistor T2 mit seinem Emitter auf das Bezugspo
tential gelegt ist, kann durch Ansteuerung der Basis, die mit
einem Mikroprozessor M verbunden ist, die Batteriespannung Ub
am Transistor T1 durchgeschaltet werden.
Der Widerstand 1 ist weiter mit seinem Ableitungskontakt H-
an das Bezugspotential angeschlossen. Ist der Transistor T1
durchgeschaltet, fließt ein Heizstrom vom Zuleitungszweig
über H+ zum Widerstand 1 und von dort über H- zum Bezugspoten
tial.
Um nun den Wert des Widerstandes 1 bestimmen zu können, ist
zwischen dem Transistor T1 und den Zuleitungskontakt H+ an
den Zuleitungszweig ein Meßwiderstand R8 angeschlossen, der
über einen Transistor T3 mit einer Meßspannung VCC beauf
schlagt werden kann, die von einem 5 V-Generator IC1 aus der
Batteriespannung Ub erzeugt wird. Der Transistor T3 wird an
seiner Basis wiederum vom Mikroprozessor M angesteuert. Eine
Diode D4 zwischen dem Kollektor des Transistors T3 und dem
Meßwiderstand R8 verhindert einen unerwünschten
Rückstromfluß. Vor und nach dem Meßwiderstand R8 wird das Po
tential von einem AD-Wandlerport AD1 bzw. AD2 abgefühlt. Um
zu verhindern, daß bei gesperrtem Transistor T3 und durchge
schaltetem Transistor T1, also bei Fließen des Heizstromes,
die AD-Wandlerports auf eine Spannung gezogen werden, die
deutlich größer ist als die maximal zulässige Eingangsspan
nung, werden sie über eine Diode D1 bzw. D2 und einen Wider
stand R16 bzw. R17, die in Reihe mit dem jeweiligen AD-
Wandlerport AD1 bzw. AD2 geschaltet sind, mittels eines Tran
sistors T4, an dessen Kollektor die Kathoden der Dioden D1
und D2 angeschlossen sind, auf eine erhöhte Spannung, bei
spielsweise 1,5 V gelegt und dadurch geschützt. Die Basis des
Transistors T4 wird dabei vom Mikroprozessor M angesteuert,
wobei dazwischen noch eine Schaltung aus einem in Reihe ge
schalteten Widerstand R23 und einem auf Batteriespannung Ub
gelegten Widerstand R19 sowie einer auf Bezugspotential ge
legten Zenerdiode vorgesehen ist.
Der Abgriff A am Beginn des Ableitungszweiges des Widerstan
des 1 ist über einen Widerstand R18 auf einen AD-Wandlerport
AD3 gelegt, der ebenfalls über eine Diode D3 an den Kollektor
des Transistors T4 angeschlossen ist.
Zum Heizen wird der Transistor T1 vom Mikroprozessor M durch
geschaltet. Gleichzeitig werden die AD-Wandlerports AD1-AD3
vor Überspannung geschützt und der Widerstand 1 vom Heizstrom
durchflossen, indem der Transistor T4 angesteuer und die AD-
Wandlerports auf eine Schutzspannung gelegt werden. Zum Mes
sen des Widerstandes wird durch Ansteuerung des Transistors
T2, T3 und T4 vom Mikroprozessor M der Transistor T1 gesperrt
und die AD-Wandlerports AD1-AD3 freigegeben. Die Potential
differenz zwischen AD2 und AD3 ergibt die Meßspannung Vcc.
Die Potentialdifferenz zwischen AD1 und AD2 ergibt zusammen
mit dem Widerstandswert von R8 und der Meßspannung Vcc den
dabei fließenden Meßstrom. Da bei dieser Spannungsmessung
kein Strom fließt, müssen die Widerstände R17 und R18 dabei
nicht berücksichtigt werden.
Die Potentialdifferenz zwischen AD3 und dem Bezugspotential
ermöglicht es, den Leitungswiderstand im Anleitungszweig zu
bestimmen. Setzt man den gleichen Leitungswiderstand für den
Zuleitungszweig an, ermöglicht das eine sehr exakte Berech
nung des Wertes des Widerstandes 1. Optional kann man das
Verhältnis der Leitungswiderstände des Zu- und des Ablei
tungszweiges einmal, beispielsweise exemplarisch, bestimmen
und weiter berücksichtigen.
Natürlich sollte die Zeitdauer der Messung kurz gegen die
thermische Zeitkonstante des Widerstandsheizers 13 bzw. des
NOx-Meßaufnehmers gewählt werden, um ein verfälschendes Ab
kühlen während der Widerstandsmessung zu vermeiden.
Aus dem Wert des Widerstandes 1 kann auf bekannte Weise die
Temperatur des Widerstandes 1 und somit des Heizers 13 be
stimmt werden.
Durch das wechselseitige Schalten von T1 mit T4 und T3 kann
auf die direkte Messung der Batteriespannung Ub verzichtet
werden.
Möchte man auf den Mikroprozessor M verzichten, kann man an
stelle der AD-Wandlerports AD1-AD3 auch Meßpins P1-P3 vorse
hen und diese mit Differenzverstärkern OP1 und OP2 verbinden,
wie in Fig. 3 dargestellt. Dabei wird die Differenz zwischen
P1 und P2 einem ersten Differenzverstärker OP1 zugeführt, an
dessen Ausgang die Meßspannung U1 ein Maß für den Meßstrom
darstellt, die Meßpins P2 und P3 werden einem zweiten Opera
tionsverstärker OP2 zugeführt, an dessen Ausgang die Meßspan
nung U2 ein Maß für die Meßspannung ist. Man kann auch nur
den Differenzverstärker OP1 vorsehen und dessen Ausgang einem
AD-Wandlerport zuführen. Dies spart einen AD-Wandlerport ein.
Allerdings muß man die Meßspannung dann ausgehend von VCC (um
den Spannungsabfall am Meßwiderstand R8 korrigiert) bestimmen
und kann sie nicht mehr messen.
Die vereinfachte Schaltung mit zwei Differenzverstärkern er
möglicht es dann nicht, den Leitungswiderstand im Ableitungs
zweig zu erfassen.
Claims (11)
1. Ansteuerschaltung eines Gassensors, der ein Widerstands
heizelement (1) aufweist, mit
einem Stromheizpfad, welcher von einer Speisespannungsquelle über ein erstes gesteuertes Schaltelement (T1) durch einen Zuleitungszweig zum Widerstandsheizelement (1) und von dort durch einen Ableitungszweig zu einem Bezugspotential fließt, wenn das erste Schaltelement (T1) durch geeignete Ansteuerung freigeschaltet ist, und
einem Meßstrompfad, welcher von einer Meßspannungsquelle über ein zweites gesteuertes Schaltelement (T3) und einen Meßwi derstand (R8) in den positiven Versorgungszweig einmündet und geschlossen ist, wenn das erste Schaltelement (T1) sperrge schaltet und das zweite Schaltelement (T3) freigeschaltet ist,
wobei das Potential beiderseits des Meßwiderstandes (R8) ab gegriffen und je einem ersten und zweiten Meßpin (P1, P2; AD1, AD2) einer Meßvorrichtung (M) zugeführt und das Potential nach dem Widerstandsheizelement (1) im Ablei tungszweig abgegriffen und einem dritten Meßpin (P3; AD3) der Meßvorrichtung (M) zugeführt ist.
einem Stromheizpfad, welcher von einer Speisespannungsquelle über ein erstes gesteuertes Schaltelement (T1) durch einen Zuleitungszweig zum Widerstandsheizelement (1) und von dort durch einen Ableitungszweig zu einem Bezugspotential fließt, wenn das erste Schaltelement (T1) durch geeignete Ansteuerung freigeschaltet ist, und
einem Meßstrompfad, welcher von einer Meßspannungsquelle über ein zweites gesteuertes Schaltelement (T3) und einen Meßwi derstand (R8) in den positiven Versorgungszweig einmündet und geschlossen ist, wenn das erste Schaltelement (T1) sperrge schaltet und das zweite Schaltelement (T3) freigeschaltet ist,
wobei das Potential beiderseits des Meßwiderstandes (R8) ab gegriffen und je einem ersten und zweiten Meßpin (P1, P2; AD1, AD2) einer Meßvorrichtung (M) zugeführt und das Potential nach dem Widerstandsheizelement (1) im Ablei tungszweig abgegriffen und einem dritten Meßpin (P3; AD3) der Meßvorrichtung (M) zugeführt ist.
2. Ansteuerschaltung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Zulei
tungszweig vom ersten Schaltelement (T1) zu einem Zuleitungs
kontakt (H+) des Widerstandsheizelementes (1) verläuft und
einen Anschlußknoten aufweist, an den der Meßwiderstand (R8)
angeschlossen ist.
3. Ansteuerschaltung nach einem der vorherigen Ansprüche, ge
kennzeichnet durch eine Schutzschaltung (R16, R17, R18, T4),
über die die Meßpins (P1, P2, P3; AD1, AD2, AD3) an eine Schutz
spannung anschließbar sind.
4. Ansteuerschaltung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schutz
schaltung die Meßpins (P1, P2, P3; AD1, AD2, AD3 jeweils über ei
nen Strombegrenzungswiderstand (R16, R17, R18) und eine Diode
(D1, D2, D3) an ein drittes Schaltelement (T4) angeschlossen
sind, das andererseits and die Schutzspannung angeschlossen
ist und diese bei geeigneter Ansteuerung freischaltet.
5. Ansteuerschaltung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Meßspan
nungsquelle als Meßspannungsgenerator (IC1) ausgebildet ist,
der die Meßspannung (VCC) aus der Speisespannung (UBatt) der
Speisespannungsquelle erzeugt.
6. Ansteuerschaltung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvor
richtung einen Mikroprozessor (M) mit AD-Wandlerports
(AD1, AD2, AD3) aufweist, welcher vorzugsweise auch die Schalt
elemente (T1, T3, T4) ansteuert.
7. Ansteuerschaltung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvor
richtung einen ersten Differenzverstärker (DP1) aufweist,
dessen Eingänge die Meßpins (P1, P2) sind, die das Potential
beidseitig des Meßwiderstandes (R8) abgreifen.
8. Ansteuerschaltung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvor
richtung einen zweiten Differenzverstärker (DP2) aufweist,
dessen Eingänge die Meßpins (P2, P3) sind, die ein Potential
am Meßwiderstand (R8) und das Potential im Ableitungszweig
abgreifen.
9. Verfahren zur Ansteuerung eines Gassensors, der ein Wider
standsheizelement aufweist, bei welchem Verfahren
- a) das Widerstandsheizelement in Heizphasen mit einem in ei nem Heizstromkreis fließenden Heizstrom beaufschlagt wird,
- b) das Widerstandsheizelement in Meßphasen durch eine be stimmte Meßspannung mit einem in einen Meßstromkreis fließen den geringeren Meßstrom beaufschlagt wird, wobei Meßstromkreis und Heizstromkreis in bestimmten Abschnitten durch dieselben Leiter gebildet sind,
- c) während der Meßphase in zumindest einem Teil dieser be stimmten Abschnitte der Spannungsabfall gemessen und daraus ein entsprechender Leitungswiderstand ermittelt wird,
- d) aus Meßstrom, Meßspannung und unter Berücksichtigung des entsprechenden Leitungswiderstandes der Widerstand des Wider standsheizelementes bestimmt wird, wobei
- e) Meß- und Heizphasen geeignet abgewechselt werden und aus dem Widerstand des Widerstandsheizelementes die Temperatur abgeleitet und bei der Gestaltung der Heizphasen berücksich tigt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Lei
tungswiderstand des Teils der bestimmten Abschnitte auf den
Leitungswiderstand aller bestimmten Abschnitte geschlossen
wird, um einen korrigierten Leitungswiderstand zu erhalten,
der in Schritt d) berücksichtigt wird.
11. Verfahren nach einem der vorherigen Verfahrensansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdau
er der Meßphase kurz gegen die thermische Zeitkonstante des
Widerstandsheizelementes gewählt wird.
Priority Applications (6)
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