DE3634786A1 - Schadstoffsensor mit situationsangepasstem steuer- und schaltverfahren - Google Patents
Schadstoffsensor mit situationsangepasstem steuer- und schaltverfahrenInfo
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- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
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- B60H1/008—Control systems or circuits characterised by their input, i.e. by the detection, measurement or calculation of particular conditions, e.g. signal treatment, dynamic models the input being air quality
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Description
Halbleitersensoren, die ihren inneren Widerstand verändern,
wenn Schad- und andere Gase vom Sensor erkannt werden, sind
in vielfältigen Anwendungen bekannt.
Das Funktionsprinzip ist in der Regel, daß das Sensorelement
zusammen mit einem Außenwiderstand einen Spannungsteiler
bildet. Die abgegriffene Mittelspannung ist ein Maß für
die Belastung der Luft.
Weiter ist bekannt, daß die meisten Halbleitersensoren
temperaturempfindlich sind. Darum sind verschiedene
Verfahren aufgezeigt worden, diese Temperaturempfind
lichkeit auszugleichen, indem z.B. der Außenwiderstand
mit einem NTC-Widerstand beschaltet wird, dessen Charakte
ristik der Temperaturcharakteristik des Sensors entspricht.
Ferner ist bekannt, daß die Empfindlichkeit der Sensoren
abhängig ist von der Luftfeuchte. Die Sensoren werden in
der Regel empfindlicher mit ansteigender Feuchte.
Um Feuchte und Temperatur erfolgreich zu kompensieren,
ist ein erheblicher Schaltaufbau notwendig.
Beim Einsatz des Sensors zur Steuerung der Umluftklappe
in Kraftfahrzeugen, wie sie z.B. in den Patentanmeldungen
P 35 05 670.3 und P 35 04 156.0 beschrieben sind, kann
diese Querempfindlichkeit gegenüber vorzugsweise Feuchte
zu unterschiedlichen Schaltpunkten führen, die subjektiv
und objektiv falsch sind.
Es ist daher vorgeschlagen worden, das abgegriffene
Spannungssignal zu differenzieren und jeweils dann
zu schalten, wenn eine nachhaltige Änderung des Schad
stoffpegels erfolgt.
Dieses Verfahren unterdrückt vorteilhaft alle Einflüsse,
die auf Temperatur- und feuchte Einflüsse zurückführbar
sind.
Nachteilig ist, daß die Ansprechempfindlichkeit auch
eine Funktion der Zeit ist. Das bedeutet, daß kurze -
plötzlich auftretende Schadstoffbelastungen durchaus
zu einem Schalten führen, sich "schleichend" aufbauende
Schadstoffbelastungen, wie sie in der Straßenverkehrs
situation durchaus auftreten können, von der Vorrichtung
ignoriert werden.
Die vorliegende Erfindung zeigt einen Weg auf, die Ein
flüsse von Temperatur und Feuchte absolut zu unterdrücken.
Als weitere positive Eigenschaft der Erfindung ist zu
nennen, daß die Empfindlichkeit der Anordnung gegenüber
Schadstoffen sich an die Situation anpaßt.
Diese Verschiebung des Schaltpunktes ist physiologisch
erwünscht.
Wird das Auto beispielsweise auf der Landstraße in
sauberer Umgebungsluft gefahren, wirkt sich das Vorhandensein
beispielsweise eines anderen Fahrzeuges ungewöhnlich störend
aus, weil das Empfinden des Geruchssinns deutlich sensibilisiert
worden ist.
Im umgekehrten Falle ist im dichten Großstadtverkehr es nicht
wünschenswert, daß die Frischluftklappe des Fahrzeuges nahezu
permanent geschlossen ist. Weil auch die Sensibilität gegen
über Schadstoffen deutlich gemindert ist, ist es hier
wünschenswert, wenn die Ansprechempfindlichkeit abgesenkt
ist.
In Fig. 1 ist eine grundsätzliche Ausführung der
Erfindung beschrieben: Der Sensor (3) ist als Spannungs
teiler mit einem Außenwiderstand (4) ausgebildet, der
temperaturkompensiert ist. Am Meßpunkt 1 (5) wird die
Sensorspannung abgenommen und einem Schaltverstärker (1)
zugeführt. Der Arbeitspunkt des Schaltverstärkers kann
über das Potentiometer P 1 (6) eingestellt werden.
Das Potentiometer P 1 kann durch eine Widerstandskombination
ersetzt werden.
Das am Meßpunkt 1 stehende Sensorsignal wird einem Integrier
glied zugeführt, was durch den Widerstand R 1 und den
Kondensator C 1 gebildet wird.
Die Zeitkonstante dieses Integriergliedes ist so gewählt,
daß kurze Änderungen der Sensorspannung nahezu keine
Auswirkungen zeigen, Langwärme, stetige Änderungen
dagegen sehr wohl.
Als praktisch hat sich eine Zeitkonstante herausgestellt,
die etwa 2 min. ist.
Über einen Operationsverstärker (2), der als nicht inver
tierender Impendanzwandler geschaltet ist, gelangt das
integrierte Signal über den Widerstand R 2 zum Schalt
verstärker (1), wo es die Schaltschwelle verändert.
Da der Einfluß von Feuchte, Temperatur und des subjektiven
Empfindens nicht so groß werden darf, daß der Sensor bei
einer über eine längere Zeit vorliegende starke Belastung
der Luft nicht mehr schaltet, muß der Einfluß der oben
beschriebenen Anordnung gemindert werden.
Erfindungsgemäß wird das erreicht, indem das Verhältnis
der Widerstände R 2 und R 3 zueinander die Fähigkeit des
Schaltverstärkers bestimmen, seinen Arbeitpunkt zu ver
ändern.
In der bevorzugten Auslegung sind die Widerstände so
dimensioniert, daß der Schaltpunkt im Bereich von
± 15% gleiten kann.
Damit wird durch die Erfindung folgender Vorteil erreicht.
- 1. Die statischen Einflüsse von Luftfeuchte und Temperatur werden wirkungsvoll unterdrückt. Die dynamischen Eigen schaften des Sensors, d.h. das Ansprechverhalten auf Schadstoffbelastungen der Luft, ist dagegen nicht nach teilig beeinflußt.
- 2. Bei überwiegend schadstoffarmer Luft ist das Schalt verhalten des Sensors empfindlicher und trägt damit physiologisch-subjektiven Gegebenheiten Rechnung.
- 3. Bei permanent hoher Belastung ist das Schaltverhalten des Sensors unempfindlicher, womit erreicht wird, daß die Lüftungsklappe nicht über einen unzulässig langen Zeitraum geschlossen bleibt, sondern sich in Phasen relativ geringbelasteter Luft wieder öffnen kann, was die klimatische Situation im Innenraum von Fahrgast zellen vereinfacht, weil insbesondere Feuchtigkeit aus getragen werden kann. Damit ist die Gefahr deutlich verringert, daß sich z.B. die Scheiben beschlagen.
- 4. Ein weiterer nicht zu unterschätzender Vorteil der Erfindung ist die Tatsache, daß sich eine genaue Selektion der Sensorelemente weitgehend erübrigt, weil sich die Schaltung sozusagen selbst abgleicht.
Claims (5)
1. Schadstoffsensor mit integrierter Signalvorverarbeitung
zum Zwecke der Klappensteuerung in Kraftfahrzeugen
auf der Basis von Halbleiter-Schadstoffsensoren,
dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitspunkt des
Schaltverstärkers (1) nicht konstant bleibt, sondern
sich in Abhängigkeit des vom Sensor gelieferten
Signals verändern kann.
2. Schadstoffsensor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Korrektursignal
eine Integration erfährt.
3. Schadstoffsensor nach Anspruch 1-2
dadurch gekennzeichnet, daß der Einfluß auf den
Schaltpunkt dadurch begrenzt wird, daß die Schalt
spannung am Schaltverstärker (1) dadurch ergibt,
daß sich die Spannungen am Ausgang des Integrier
gliedes und am Ausgang eines für die Schaltspannung
verantwortlichen Spannungsteilers (6) über zwei
Widerstände addiert, wobei das Verhältnis dieser
beiden Widerstände zueinander frei wählbar ist.
4. Schadstoffsensor nach Anspruch 1-3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltzeitpunkt
unsymmetrisch beeinflußbar ist, indem parallel zu
dem in Anspruch 3 erwähnten Additionswiderstand
eine Dioden/Widerstandskombination mit dem Ziel
geschaltet wird, die gleitende Anpassung des
Schaltpunktes in eine der Schaltrichtung der Diode
entsprechende Richtung einseitig und unsymmetrisch
zu beeinflussen.
5. Sensor nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltverstärker (1)
durch eine Gegenkoppelung (Fig. 2) beschaltet wird, daß
am Ausgang des Sensors ein Analogsignal zur Verfügung
steht, das dann weitestgehend von den Einflüssen von
Temperatur und Feuchte befreit ist.
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863634786 DE3634786A1 (de) | 1986-10-11 | 1986-10-11 | Schadstoffsensor mit situationsangepasstem steuer- und schaltverfahren |
PCT/EP1987/000592 WO1988002704A1 (en) | 1986-10-11 | 1987-10-10 | Sensor for controlling air circulation valves of motor vehicles |
AT87906577T ATE61975T1 (de) | 1986-10-11 | 1987-10-10 | Sensor zur steuerung von umluftklappen von kraftfahrzeugen. |
JP62506059A JP2598443B2 (ja) | 1986-10-11 | 1987-10-10 | 自動車の換気フラツプ弁の制御用センサ |
DE8787906577T DE3768944D1 (de) | 1986-10-11 | 1987-10-10 | Sensor zur steuerung von umluftklappen von kraftfahrzeugen. |
EP87906577A EP0287599B2 (de) | 1986-10-11 | 1987-10-10 | Sensor zur steuerung von umluftklappen von kraftfahrzeugen |
US07/216,622 US4930407A (en) | 1986-10-11 | 1987-10-10 | Sensing system for controlling air circulation valves in motor vehicles |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863634786 DE3634786A1 (de) | 1986-10-11 | 1986-10-11 | Schadstoffsensor mit situationsangepasstem steuer- und schaltverfahren |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3634786A1 true DE3634786A1 (de) | 1988-04-14 |
Family
ID=6311601
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863634786 Withdrawn DE3634786A1 (de) | 1986-10-11 | 1986-10-11 | Schadstoffsensor mit situationsangepasstem steuer- und schaltverfahren |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3634786A1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE2901519A1 (de) * | 1978-01-19 | 1979-08-09 | Nippon Soken | Gasmesseinrichtung |
-
1986
- 1986-10-11 DE DE19863634786 patent/DE3634786A1/de not_active Withdrawn
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Legal Events
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