JP2598443B2 - 自動車の換気フラツプ弁の制御用センサ - Google Patents
自動車の換気フラツプ弁の制御用センサInfo
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- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- 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
- B60H1/00735—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
- 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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- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H3/00—Other air-treating devices
- B60H3/0085—Smell or pollution preventing arrangements
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は有害物質センサ素子としての半導体素子と、
電子センサ信号−前処理部とから成る自動車の換気フラ
ツプ弁の制御用センサに関する。
電子センサ信号−前処理部とから成る自動車の換気フラ
ツプ弁の制御用センサに関する。
有害ガス及び他のガスがセンサにより検出される際内
部抵抗の変化する半導体センサは多種の適用例で公知で
ある。
部抵抗の変化する半導体センサは多種の適用例で公知で
ある。
基本動作によれば、センサは外部抵抗と共に分圧器を
形成する。取出された中間電圧は空気に対する負荷の尺
度となる。
形成する。取出された中間電圧は空気に対する負荷の尺
度となる。
さらに半導体センサから温度に対して敏感であること
も公知である。それ故、上記の温度敏感性（依存性）を
補償するため、例えば外部抵抗を、センサの温度特性に
相応する特性を有するNTC抵抗に接続することが提案さ
れている。
も公知である。それ故、上記の温度敏感性（依存性）を
補償するため、例えば外部抵抗を、センサの温度特性に
相応する特性を有するNTC抵抗に接続することが提案さ
れている。
更に、センサの感度が空気の湿度に依存することも公
知である。上記センサは概して、湿度の上昇と共に一層
敏感になる。湿度及び温度を有効に補償するため、著し
い回路コストが必要である。
知である。上記センサは概して、湿度の上昇と共に一層
敏感になる。湿度及び温度を有効に補償するため、著し
い回路コストが必要である。
自動車における空気循環（換気）フラツプ弁の制御用
のその種センサ使用の場合、上述のような相伴う敏感
性、殊に湿気に対する敏感性により、主観的且客観的に
誤つた種々の切換点が惹起され得る。
のその種センサ使用の場合、上述のような相伴う敏感
性、殊に湿気に対する敏感性により、主観的且客観的に
誤つた種々の切換点が惹起され得る。
従つて、取出された電圧信号を微分差分ないし識別
し、有害物質レベルの持続性変化の行なわれる際ごとに
切換えることが既に提案されている。上記手法により、
温度及び湿度に帰せられるすべての影響が抑圧される。
たんに微分値のみが伝送される上記手法の欠点とすると
ころは、比較的長時間持続するスタチツクの状況の際同
時に高い有害物質負荷のとき切換過程は暫くの時間の経
過後リセツト（解消）されることである。
し、有害物質レベルの持続性変化の行なわれる際ごとに
切換えることが既に提案されている。上記手法により、
温度及び湿度に帰せられるすべての影響が抑圧される。
たんに微分値のみが伝送される上記手法の欠点とすると
ころは、比較的長時間持続するスタチツクの状況の際同
時に高い有害物質負荷のとき切換過程は暫くの時間の経
過後リセツト（解消）されることである。
更に、そのような微分差分の際、有害物質濃度の上昇
が迅速に、緩慢に、又は微速度で行なわれるかが大きな
影響を及ぼす。微分素子の選定仕様に応じて（これは電
気的に見ればハイパスフイルタ）、有害物質濃度の著し
く緩慢な上昇が検出されない。
が迅速に、緩慢に、又は微速度で行なわれるかが大きな
影響を及ぼす。微分素子の選定仕様に応じて（これは電
気的に見ればハイパスフイルタ）、有害物質濃度の著し
く緩慢な上昇が検出されない。
例えば国道上を清浄な周囲空気の中で車を走らせる際
は例えばほかの車が存在するだけでも異常に不快感を覚
える、それというのも嗅覚の感覚が著しく過敏になるか
らである。
は例えばほかの車が存在するだけでも異常に不快感を覚
える、それというのも嗅覚の感覚が著しく過敏になるか
らである。
逆の場合において、交通量の激しい大都市の通行の際
は、車両の新鮮空気フラツプ弁がほぼ永続的に閉じられ
ているのは好ましくない。有害物質に対する感度（敏感
性）も著しく減じられているので、応動感度が低下され
るのが好ましい。
は、車両の新鮮空気フラツプ弁がほぼ永続的に閉じられ
ているのは好ましくない。有害物質に対する感度（敏感
性）も著しく減じられているので、応動感度が低下され
るのが好ましい。
上記従来技術から出発して本発明の課題とするところ
は、冒頭に述べた形式のセンサであつて、前述の欠点を
回避しつつ、温度及び湿度の影響を絶対的に抑圧するの
みならず、それの有害物質に対する感度をそのつどの状
況に自動的に適合するものを提供することにある。
は、冒頭に述べた形式のセンサであつて、前述の欠点を
回避しつつ、温度及び湿度の影響を絶対的に抑圧するの
みならず、それの有害物質に対する感度をそのつどの状
況に自動的に適合するものを提供することにある。
上記課題の解決のため本発明によれば、主請求範囲の
特徴事項中に記載された構成要件が提案される。このよ
うにして、センサ信号の短期間の変化によつてもセンサ
信号の所望の切換えが行なわれ、更に、当該切換点は所
定の限界内で変化しうる（センサの湿気、温度ドリフト
が排除されている限りにおいて）ことが達成される。更
に、人間の嗅覚器管の主観的判断への装置構成体の適合
が有利に且つそれ以上の回路コストを要さずに行なわれ
る、それというのは、既知の如く嗅覚の感覚は前以て新
鮮空気にて滞留により相応に空調状態におけれている
（条件づけられている）場合、極めてわずかな量の有害
物質にももう感応し得るからである。
特徴事項中に記載された構成要件が提案される。このよ
うにして、センサ信号の短期間の変化によつてもセンサ
信号の所望の切換えが行なわれ、更に、当該切換点は所
定の限界内で変化しうる（センサの湿気、温度ドリフト
が排除されている限りにおいて）ことが達成される。更
に、人間の嗅覚器管の主観的判断への装置構成体の適合
が有利に且つそれ以上の回路コストを要さずに行なわれ
る、それというのは、既知の如く嗅覚の感覚は前以て新
鮮空気にて滞留により相応に空調状態におけれている
（条件づけられている）場合、極めてわずかな量の有害
物質にももう感応し得るからである。
本発明の有利な実施に用いられる手段および構成要件
はサブクレームの対象である。
はサブクレームの対象である。
本発明の実施例を図を用いて説明する。
第１図は第１実施例の基本接続図、第２図は第２実施
例の基本接続図、第３図は第３実施例の基本接続図、第
４図はセンサ信号の積分としてＤ−Ａ変換器の出力電圧
の計算用式を表わす図、第５図は基準電圧の計算式を表
わす図、第６図は第４実施例の基本接続図、第７図はセ
ンサ電圧及び生じる切換電圧のと特性経過を表わすダイ
ヤグラム、第８図は第６図の実施例に対して変更を行な
つたセンサ装置構成図である。
例の基本接続図、第３図は第３実施例の基本接続図、第
４図はセンサ信号の積分としてＤ−Ａ変換器の出力電圧
の計算用式を表わす図、第５図は基準電圧の計算式を表
わす図、第６図は第４実施例の基本接続図、第７図はセ
ンサ電圧及び生じる切換電圧のと特性経過を表わすダイ
ヤグラム、第８図は第６図の実施例に対して変更を行な
つたセンサ装置構成図である。
第１図ではセンサ３は温度補償される外部抵抗４を有
する分圧器として構成されている。測定個所５からはセ
ンサ電圧が取出され、切換増幅器１に供給される。切換
増幅器１の動作点はポテンシオメータ６を介して調整さ
れ得る。ポテンシオメータ６は抵抗組合せ体により置換
されてもよい。
する分圧器として構成されている。測定個所５からはセ
ンサ電圧が取出され、切換増幅器１に供給される。切換
増幅器１の動作点はポテンシオメータ６を介して調整さ
れ得る。ポテンシオメータ６は抵抗組合せ体により置換
されてもよい。
測定個所５に生じるセンサ信号は積分素子に供給され
る。上記積分素子は抵抗７とコンデンサ８とによつて形
成される。
る。上記積分素子は抵抗７とコンデンサ８とによつて形
成される。
上記積分素子7,8の時定数は次のように選定されてい
る、すなわちセンサ電圧の短時間の変化によつてはほと
んど影響を受けず、これに反して長続きする連続的変化
によつては十分な作用を受けるように選定されている。
る、すなわちセンサ電圧の短時間の変化によつてはほと
んど影響を受けず、これに反して長続きする連続的変化
によつては十分な作用を受けるように選定されている。
ほぼ２分の時定数が実際的であることが明らかになつ
ている。
ている。
オペアンプ２（これは非反転インピーダンス変換器と
して接続構成されている）によつては、積分された信号
は抵抗９を介して切換増幅器１へ達し、ここでは当該積
分信号によっては切換閾値が変化せしめられる。
して接続構成されている）によつては、積分された信号
は抵抗９を介して切換増幅器１へ達し、ここでは当該積
分信号によっては切換閾値が変化せしめられる。
湿気、温度、主観的敏感性による影響は次のような大
きさの程度であつてはならないので、即ち比較的長時間
に亘つて空気への負荷が生じる際でもセンサがもはや作
動しないような大きさの程度であつてはならないので上
述の装置構成体への作用は低減される。
きさの程度であつてはならないので、即ち比較的長時間
に亘つて空気への負荷が生じる際でもセンサがもはや作
動しないような大きさの程度であつてはならないので上
述の装置構成体への作用は低減される。
本発明によればこのことは次のようにして達成され
る、すなわち抵抗9,10の相互間の比により、その動作点
を変化させ得る切換増幅器１の特性が定められるのであ
る。
る、すなわち抵抗9,10の相互間の比により、その動作点
を変化させ得る切換増幅器１の特性が定められるのであ
る。
有利な実施例では切換点が＋／−15％の領域内で変動
し得るように、抵抗9,10は選定されている。
し得るように、抵抗9,10は選定されている。
それにより、本発明により次の利点が得られる。
1.空気湿気、温度のスタチツクな作用が有効に抑圧され
る。センサのダイナミツクな特性、すなわち、空気の有
害物質負荷に対する応動特性は不都合な影響を受けな
い。
る。センサのダイナミツクな特性、すなわち、空気の有
害物質負荷に対する応動特性は不都合な影響を受けな
い。
2.有害物質の少ない空気の優勢の場合、センサの切換特
性は比較的に敏感であり、それにより、生理学的−主観
的要因、条件を考慮する。
性は比較的に敏感であり、それにより、生理学的−主観
的要因、条件を考慮する。
3.永続的で高い負荷の際センサの切換特性は比較的に敏
感でなくなり、それにより、換気フラツプ弁が許容され
得ない長い期間を越えて閉じられた状態におかれない
で、比較的わずかに負荷された空気の期間（フエーズ）
にて再び開き得るようになり、それにより、乗客室への
空間の空調状況調整機能が簡易化される、それというの
は殊に、湿気が排出され得るからである。それにより、
例えばガラス窓が曇るという危険が減少される。
感でなくなり、それにより、換気フラツプ弁が許容され
得ない長い期間を越えて閉じられた状態におかれない
で、比較的わずかに負荷された空気の期間（フエーズ）
にて再び開き得るようになり、それにより、乗客室への
空間の空調状況調整機能が簡易化される、それというの
は殊に、湿気が排出され得るからである。それにより、
例えばガラス窓が曇るという危険が減少される。
4.本発明の別の利点とするところは、センサ素子の精確
な選定、選別が相当不要になる、それは、当該回路自体
がいわば自己調整されるからである。
な選定、選別が相当不要になる、それは、当該回路自体
がいわば自己調整されるからである。
第２図の実施例が第１図のそれと異なる点は、同様に
前述の補償作用の行なわれるアナログ出力側が当該実施
例に設けられていることである。負帰還分岐11中には抵
抗12が設けられている。それにより、信号が当該のアナ
ログ特性曲線に沿つて導かれるようになる。従つて、負
帰還分岐11中で電圧帰還が行なわれる。よつて、電圧帰
還路中における抵抗12により、アナログ信号の伝送を可
能にする負帰還が行なわれ得その際、非反転入力側を介
してはゆつくりした（緩慢な）作用をおしのけ補償する
補償電圧が入力される。
前述の補償作用の行なわれるアナログ出力側が当該実施
例に設けられていることである。負帰還分岐11中には抵
抗12が設けられている。それにより、信号が当該のアナ
ログ特性曲線に沿つて導かれるようになる。従つて、負
帰還分岐11中で電圧帰還が行なわれる。よつて、電圧帰
還路中における抵抗12により、アナログ信号の伝送を可
能にする負帰還が行なわれ得その際、非反転入力側を介
してはゆつくりした（緩慢な）作用をおしのけ補償する
補償電圧が入力される。
第３図〜第５図の実施例の基礎となるのは後述の技術
思想であり、上記実施例は前述の問題に対する極めて有
利な手段を表わす。
思想であり、上記実施例は前述の問題に対する極めて有
利な手段を表わす。
ローパスフイルタを介して信号を導くこと（積分と称
するのは全くには精確ではない）による基準電圧の変化
をさせることにより、実際の走行中瘻々生じるような高
い有害物質含有量ピークがあると基準値の著しく迅速な
適合が行なわれるようになる。それにより、不都合に
も、センサは相応のオーダの数回の有害物質の侵入の後
でもう既に敏感でなくなる（そうすべき合理的な根拠は
ないのに）。それというのも、周知のように、ローパス
フイルタの出力側における電圧上昇は抵抗及びコンデン
サの選定により影響を受けると共に入力電圧の関数でも
あるからである。
するのは全くには精確ではない）による基準電圧の変化
をさせることにより、実際の走行中瘻々生じるような高
い有害物質含有量ピークがあると基準値の著しく迅速な
適合が行なわれるようになる。それにより、不都合に
も、センサは相応のオーダの数回の有害物質の侵入の後
でもう既に敏感でなくなる（そうすべき合理的な根拠は
ないのに）。それというのも、周知のように、ローパス
フイルタの出力側における電圧上昇は抵抗及びコンデン
サの選定により影響を受けると共に入力電圧の関数でも
あるからである。
第３図の回路は上記の欠点を回避し、基準時間に純然
たる積分信号（これは有利にほぼ任意の時間係数を有し
得る）を重畳する。この事項は次のことを考慮すると重
要であることがわかる。すなわち湿気、温度値及び湿気
値が極めて緩慢に変化し、また、人間の嗅覚器管の主観
的感覚が個別の、但し概して長い時定数に拘束されてい
ることを考慮すると重要であることがわかる。
たる積分信号（これは有利にほぼ任意の時間係数を有し
得る）を重畳する。この事項は次のことを考慮すると重
要であることがわかる。すなわち湿気、温度値及び湿気
値が極めて緩慢に変化し、また、人間の嗅覚器管の主観
的感覚が個別の、但し概して長い時定数に拘束されてい
ることを考慮すると重要であることがわかる。
第３図の実施例ではセンサ３は加熱される、有害物質
に依存する可変の半導体抵抗を有する。この抵抗は抵抗
組合せ体14を形成し、この抵抗組合せ体は唯１つの抵抗
から成つてもよいし、又は図示のような装置構成体であ
つてもよい。その場合、抵抗の１つはNTC抵抗であり、
その際そのNTC抵抗のパラメータはセンサ３の温度依存
性が抵抗組合せ体14の温度特性と全く同じものであるよ
うに選定されている。分圧器ではセンサ信号Usが取出さ
れる。センサ信号Usはコンパレータ17に達し、それの基
準電圧は分圧器19から取出される。この分圧器の分圧器
電圧Utは抵抗21と22を介して別の信号と混合され、抵抗
23を介してコンパレータ17へ加えられる。更にセンサ信
号は別のコンパレータ13にも達し、このコンパレータ13
の他方の入力側にはＤ−Ａ変換器15の出力信号が加えら
れる。
に依存する可変の半導体抵抗を有する。この抵抗は抵抗
組合せ体14を形成し、この抵抗組合せ体は唯１つの抵抗
から成つてもよいし、又は図示のような装置構成体であ
つてもよい。その場合、抵抗の１つはNTC抵抗であり、
その際そのNTC抵抗のパラメータはセンサ３の温度依存
性が抵抗組合せ体14の温度特性と全く同じものであるよ
うに選定されている。分圧器ではセンサ信号Usが取出さ
れる。センサ信号Usはコンパレータ17に達し、それの基
準電圧は分圧器19から取出される。この分圧器の分圧器
電圧Utは抵抗21と22を介して別の信号と混合され、抵抗
23を介してコンパレータ17へ加えられる。更にセンサ信
号は別のコンパレータ13にも達し、このコンパレータ13
の他方の入力側にはＤ−Ａ変換器15の出力信号が加えら
れる。
Ｄ−Ａ変換器15の出力電圧は以下Uxと称される。Ｄ−
Ａ変換器15はアツプ−ダウンカウンタ20によつて制御さ
れ、このカウンタ20は任意の周波数のクロツク発生器に
よつて制御される。それのクロツク周波数は次のように
選定される、すなわち８ビツト変換器利用の際、前述の
時定数（つまりほぼ３〜10分）に近い時間の後第８ビツ
トが得られるように選定される。
Ａ変換器15はアツプ−ダウンカウンタ20によつて制御さ
れ、このカウンタ20は任意の周波数のクロツク発生器に
よつて制御される。それのクロツク周波数は次のように
選定される、すなわち８ビツト変換器利用の際、前述の
時定数（つまりほぼ３〜10分）に近い時間の後第８ビツ
トが得られるように選定される。
カウンタ20はアツプ−ダウンカウンタである。アツプ
ダウンカウント機能はコンパレータ13の切換位置に応じ
て得られる。作動の際規則的にカウンタ内容が０とな
る。要するに出力信号Uxも同様に０となる。但しセンサ
信号Usは正の値を有する。従つてコンパレータ13は次の
ように接続構成されている、即ち当該出力値が、カウン
タ20をアツプカウントさせる値をとるように接続構成さ
れている。クロツク周波数に依存する時間間隔の後、Ｄ
−Ａ変換器15の出力電圧UXはセンサ電圧Usの値に達す
る。そうするとコンパレータ13は切換わり、ダウンカウ
ンタとして動作する。その限りにおいて、センサ電圧Us
のスタチツクの状況のもとでＤ−Ａ変換器15の出力電圧
Uxはセンサ電圧の値を中心としてふれ動く。センサ電圧
に偏差が生じると、出力電圧Uxは直線的に、クロツク周
波数により定まる時間に従つて直線的にセンサ電圧に遅
れて追従する。その限りにおいて、Ｄ−Ａ変換器15の出
力電圧Uxは次のような値、すなわち、時間依存の分布関
数を有する連続的分布状態としてのセンサ電圧の積分値
による平均値と称され得る値に相応する。有利には変化
速度が一定であり、更に、変化量が（時間に亘つて）一
定であり、センサ電圧に依存しない。
ダウンカウント機能はコンパレータ13の切換位置に応じ
て得られる。作動の際規則的にカウンタ内容が０とな
る。要するに出力信号Uxも同様に０となる。但しセンサ
信号Usは正の値を有する。従つてコンパレータ13は次の
ように接続構成されている、即ち当該出力値が、カウン
タ20をアツプカウントさせる値をとるように接続構成さ
れている。クロツク周波数に依存する時間間隔の後、Ｄ
−Ａ変換器15の出力電圧UXはセンサ電圧Usの値に達す
る。そうするとコンパレータ13は切換わり、ダウンカウ
ンタとして動作する。その限りにおいて、センサ電圧Us
のスタチツクの状況のもとでＤ−Ａ変換器15の出力電圧
Uxはセンサ電圧の値を中心としてふれ動く。センサ電圧
に偏差が生じると、出力電圧Uxは直線的に、クロツク周
波数により定まる時間に従つて直線的にセンサ電圧に遅
れて追従する。その限りにおいて、Ｄ−Ａ変換器15の出
力電圧Uxは次のような値、すなわち、時間依存の分布関
数を有する連続的分布状態としてのセンサ電圧の積分値
による平均値と称され得る値に相応する。有利には変化
速度が一定であり、更に、変化量が（時間に亘つて）一
定であり、センサ電圧に依存しない。
第４図の式は出力電圧Uxの関数を表わす。
そのように形成された補正電圧Uxへの、基準電圧の重
畳は抵抗22,21における電圧Ux、分圧器電圧Utの加算に
より行なわれる。基準電圧は第５図に示す式により算出
され得る。
畳は抵抗22,21における電圧Ux、分圧器電圧Utの加算に
より行なわれる。基準電圧は第５図に示す式により算出
され得る。
有利な実施例では、基準電圧がほぼ＋／−30％におよ
ぶ値だけ変化し得るように抵抗21,22は選定されてい
る。他の値を選定してもよい。経験によればそのような
選定により、先ずはセンサの湿度に依存するドリフトが
吸収される。当然極めて緩慢に行なわれるそのようなド
リフトは当該回路により極めて高い信頼度を以て押しの
けられる。外気からの著しく大きな有害物質による負荷
の際基準電圧は次のように変化する、すなわち当該切換
機能が“比較的に敏感でない”方向にシフトされるよう
に変化する。センサが主に有害物質の少ない外気にさら
される場合、当該装置構成は有利に有害物質量ピークに
対して比較的に敏感となる。その限りで、切換点のシフ
トは有利に人間の嗅覚の主観的認知能力に相応するよう
になる。
ぶ値だけ変化し得るように抵抗21,22は選定されてい
る。他の値を選定してもよい。経験によればそのような
選定により、先ずはセンサの湿度に依存するドリフトが
吸収される。当然極めて緩慢に行なわれるそのようなド
リフトは当該回路により極めて高い信頼度を以て押しの
けられる。外気からの著しく大きな有害物質による負荷
の際基準電圧は次のように変化する、すなわち当該切換
機能が“比較的に敏感でない”方向にシフトされるよう
に変化する。センサが主に有害物質の少ない外気にさら
される場合、当該装置構成は有利に有害物質量ピークに
対して比較的に敏感となる。その限りで、切換点のシフ
トは有利に人間の嗅覚の主観的認知能力に相応するよう
になる。
有利な附随作用として生じるのは当該回路が作動接続
直後は比較的敏感でないことである、それは先ず出力電
圧Uxが形成されなければならないからである。半導体セ
ンサは所定の生成準備時間を要することが既知であるの
で、不都合な切換過程が有効に阻止される。
直後は比較的敏感でないことである、それは先ず出力電
圧Uxが形成されなければならないからである。半導体セ
ンサは所定の生成準備時間を要することが既知であるの
で、不都合な切換過程が有効に阻止される。
Ｄ−Ａ変換器15の出力電圧Uxを、一層迅速に、代表的
センサ電圧に相応する値をもたらすため、上記始動過程
を著しく加速する装置構成部24を挿入接続し得る。クロ
ツク周波数は実質的に抵抗23,25及びコンデンサ26の時
定数によつて定まる。電圧Uxが小さい場合、ツエナーダ
イオード27はなお阻止状態にあり、その結果FETトラン
ジスタ28は阻止状態におかれる。コンデンサ26はクロツ
ク周波数が比較的高いように選定され、要するに、カウ
ンタ20は迅速にカウントアツプされる。ツエナー電圧に
到達するとトランジスタ28はオン状態になり、コンデン
サ29をコンデンサ26に並列に接続する。それにより、ク
ロツク周波数は相応に緩慢化される。上記装置構成体に
て有利なことは当該回路は著しく迅速に動作領域に入
り、その際付加的構成素子コストがわずかである。付す
べきは最後に述べた手段が挿入接続されていなくてもそ
の前に述べた基本的装置構成は機能し得るのである。
センサ電圧に相応する値をもたらすため、上記始動過程
を著しく加速する装置構成部24を挿入接続し得る。クロ
ツク周波数は実質的に抵抗23,25及びコンデンサ26の時
定数によつて定まる。電圧Uxが小さい場合、ツエナーダ
イオード27はなお阻止状態にあり、その結果FETトラン
ジスタ28は阻止状態におかれる。コンデンサ26はクロツ
ク周波数が比較的高いように選定され、要するに、カウ
ンタ20は迅速にカウントアツプされる。ツエナー電圧に
到達するとトランジスタ28はオン状態になり、コンデン
サ29をコンデンサ26に並列に接続する。それにより、ク
ロツク周波数は相応に緩慢化される。上記装置構成体に
て有利なことは当該回路は著しく迅速に動作領域に入
り、その際付加的構成素子コストがわずかである。付す
べきは最後に述べた手段が挿入接続されていなくてもそ
の前に述べた基本的装置構成は機能し得るのである。
基準電圧信号が直接コンパレータ17に供給されない
で、前置抵抗23を介して供給される（その際別の抵抗30
により正帰還結合が行なわれる）ことにより切換特性は
自由に選択可能なヒステリシス特性を有し得る。
で、前置抵抗23を介して供給される（その際別の抵抗30
により正帰還結合が行なわれる）ことにより切換特性は
自由に選択可能なヒステリシス特性を有し得る。
回路出力側31のほかにアナログ出力側32が設けられて
おり、その際センサ信号オペアンプ18に供給される。上
記オペアンプの増幅度は抵抗33,34の比によつて定めら
れ、その際オペアンプ18の非反転入力側は基準電圧信号
Urefの供給を受ける。
おり、その際センサ信号オペアンプ18に供給される。上
記オペアンプの増幅度は抵抗33,34の比によつて定めら
れ、その際オペアンプ18の非反転入力側は基準電圧信号
Urefの供給を受ける。
Ｄ−Ａ変換器15はR/2R回路網によつて置換され得る。
Ｄ−Ａ変換器15の出力側における電圧はコンデンサ35
によつて平滑化され得る。
によつて平滑化され得る。
分圧器19は少なくとも部分的に基準電圧の自由な可調
整性のため可調整抵抗から構成され得る。
整性のため可調整抵抗から構成され得る。
使用される４つのオペアンプ13,16,17,18は１つのケ
ーシング中に統合されるとよい。
ーシング中に統合されるとよい。
有利には周波数発生器16からはその中間電圧が分圧器
19により得られ、それにより構成素子が節減され得る。
19により得られ、それにより構成素子が節減され得る。
回路技術の詳細については他の構成素子の使用により
種々の変形が可能であり、その際本発明の基本的技術思
想を逸脱することはない。
種々の変形が可能であり、その際本発明の基本的技術思
想を逸脱することはない。
第６〜第８図の実施例では40はセンサ、41は積分ロジ
ツク、42はＤ−Ａ変換器、43はセンサ加熱用の切換トラ
ンジスタ、44はコンパレータ、45は回路出力側、46〜50
は分圧器の抵抗を示す。
ツク、42はＤ−Ａ変換器、43はセンサ加熱用の切換トラ
ンジスタ、44はコンパレータ、45は回路出力側、46〜50
は分圧器の抵抗を示す。
抵抗回路網に作用によれば良好な程度から適度の程度
までの負荷を受けている空気の領域において切換電圧
を、コンパレータ44が切換動作しないようにセツテイン
グするようにして、当該切換電圧を生じさせるものであ
る。
までの負荷を受けている空気の領域において切換電圧
を、コンパレータ44が切換動作しないようにセツテイン
グするようにして、当該切換電圧を生じさせるものであ
る。
劣悪な又は危険な負荷の領域では切換電圧はスタチツ
クセンサ電圧のもとでコンパレータ44が切換動作するよ
うにセツテイングされる。
クセンサ電圧のもとでコンパレータ44が切換動作するよ
うにセツテイングされる。
分圧器46〜50（これにはＤ−Ａ変換器42の出力側にて
形成される基準電圧が加わる）にて、切換電圧51が形成
され、この切換電圧はコンパレータ44の非反転入力側に
加わる。その際ダイオード52は抵抗47に並列に接続され
ており、上記ダイオードは所定レベルに到達の際オン状
態になり、切換電圧の特性曲線を著しくわん曲させる。
形成される基準電圧が加わる）にて、切換電圧51が形成
され、この切換電圧はコンパレータ44の非反転入力側に
加わる。その際ダイオード52は抵抗47に並列に接続され
ており、上記ダイオードは所定レベルに到達の際オン状
態になり、切換電圧の特性曲線を著しくわん曲させる。
さらに、切換電圧をさらに一層わん曲させて、それに
より、スタチツクなセンサ電圧、ひいてはＤ−Ａ変換器
42の出力電圧が自由に決定可能な値に達するとダイオー
ド52はオン状態になり、Ｄ−Ａ変換器42から抵抗46、ダ
イオード52、抵抗49を通る電流の流れを生じさせ（その
際上記抵抗49はカーブの当該部分における切換電圧の急
峻度を低減させる）、それにより、客観的に危険な有害
物質負荷の際出力が常に切換えられるという確実性が高
められる。
より、スタチツクなセンサ電圧、ひいてはＤ−Ａ変換器
42の出力電圧が自由に決定可能な値に達するとダイオー
ド52はオン状態になり、Ｄ−Ａ変換器42から抵抗46、ダ
イオード52、抵抗49を通る電流の流れを生じさせ（その
際上記抵抗49はカーブの当該部分における切換電圧の急
峻度を低減させる）、それにより、客観的に危険な有害
物質負荷の際出力が常に切換えられるという確実性が高
められる。
第７図からはダイオードの作用が明らかである。53は
センサ電圧のカーブ、54は切換電圧の51のカーブを示
す。
センサ電圧のカーブ、54は切換電圧の51のカーブを示
す。
センサ40を第８図に示すように配置構成することも可
能である。それにより有害物質レベルに関して電圧経過
が反転する。よつて、ダイオードの極性が反転されると
前述の装置構成についての記載内容は有効になる。回路
出力も反転する。
能である。それにより有害物質レベルに関して電圧経過
が反転する。よつて、ダイオードの極性が反転されると
前述の装置構成についての記載内容は有効になる。回路
出力も反転する。
フロントページの続き (72)発明者 ハーゲンケツター，マンフレート ドイツ連邦共和国 Ｄ―4600 ドルトム ント クロイツシユトラーセ 110アー (56)参考文献 特開 昭61−220909（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−23722（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−177708（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−78234（ＪＰ，Ａ)
Claims (18)
- 【請求項１】有害物質センサ素子（３）としての半導体
素子と、電子センサ信号−前処理部（2,7,8）とから成
る自動車の換気フラップ弁の制御用センサにおいて、前
記電子センサ信号−前処理部は、積分素子（7,8）を有
し、該積分素子（7,8）を用いてセンサ信号の積分によ
り補正信号が生成され、そして、切換増幅器（１）の切
換電圧が、２つの電圧の加算により生ぜしめられるよう
に構成されており、ここで、前記の２つの電圧のうちの
１つは、出力側にて抵抗（９）を備えた積分素子（7,
8）の出力電圧であり、もう１つは、出力側にて抵抗（1
0）を備えた分圧器（６）の出力電圧であり、ここにお
いて、前記両抵抗（9,10）の相互間の比は、自由に選択
（選定）可能であるように構成されていることを特徴と
する自動車の換気フラップ弁の制御用センサ。 - 【請求項２】切換時点が非対称に可制御であり、この可
制御性を得るため、加算抵抗に並列にダイオード−抵抗
組合せ体が接続されていて、当該切換点はダイオードの
切換方向に相応する方向に一方向にかつ非対称的に可変
適合されるように構成されている請求項１記載のセン
サ。 - 【請求項３】切換増幅器（１）には負帰還路（11,12）
が設けられており、センサ（３）の出力側に、アナログ
信号が得られ、該アナログ信号は温度及び湿度の影響を
殆ど受けていないものである請求項１または２記載のセ
ンサ。 - 【請求項４】切換点（センサ（３）の閾値）の追従制御
の時間的経過が直線的であり、その際時定数は通常通行
状況に依存する有害物質負荷の際生じる変化速度の倍
数、すなわちほぼ２〜５分である請求項１から３までの
いずれか１項記載のセンサ。 - 【請求項５】装置構成体の切換電圧（基準電圧）は分圧
器（19）から導出され、上記切換電圧は抵抗回路網（2
2,21）を介して、センサ信号に依存する補正電圧により
所定の値だけ制御され得、この値は抵抗（22,21）の相
互間の比により与えられるように構成されている請求項
１から４までのいずれか１項記載のセンサ。 - 【請求項６】上記抵抗（22,21）は分圧器（19）及びＤ
−Ａ変換器（15）の内部抵抗により定まる請求項１から
５までのいずれか１項記載のセンサ。 - 【請求項７】基準電圧を補正する補正電圧（Ux）が形成
されこの補正電圧形成のため、２進カウンタ（20）のカ
ウンタ内容が、アナログ信号に戻し変換され、該アナロ
グ信号はコンパレータ（13）によりセンサ電圧と比較さ
れ、その際、出力電圧（Ux）がセンサ電圧より大又は小
であるかに応じて、コンパレータ（13）の出力電圧によ
り上記カウンタ（20）はアップ又はダウンカウントさ
れ、その際カウンタ周波数は発振器（16）より供給され
る請求項１から６までのいずれか１項記載のセンサ。 - 【請求項８】カウンタ周波数は一定でなく、Ｄ−Ａ変換
器（15）の出力電圧により制御され、当該制御のためク
ロック周波数はＤ−Ａ変換器（15）の出力電圧の増大と
共により緩慢になり、その際自由に選択可能な限界値の
超過をすると電子スイッチ（トランジスタ）によって、
付加的容量が周波数発生器に付加接続されて、発生器周
波数が緩慢化するようにして、上記クロック周波数は緩
慢化される請求項１から７までのいずれか１項記載のセ
ンサ。 - 【請求項９】センサ（３）の温度ドリフトが分圧器分岐
（14）中に設けられた温度依存の抵抗によって補償さ
れ、この補償のため、温度依存抵抗はその温度依存性が
センサ（３）の温度依存性に相応するように選定されて
いる請求項１から８までのいずれか１項記載のセンサ。 - 【請求項１０】切換特性は自由に選択可能なヒステリシ
ス特性を有し、このため、基準電圧信号はコンパレータ
（17）に直接供給されないで、抵抗（23）を介して供給
され、その際別の抵抗（30）により正帰還が行われる請
求項１から９までのいずれか１項記載のセンサ。 - 【請求項１１】回路出力側（31）のほかに、アナログ出
力側（32）が設けられており、その際センサ信号はオペ
アンプ（18）に供給され、上記オペアンプの増幅度は抵
抗（33,34）の比によって定められ、その際上記オペア
ンプ（18）の非反転入力側には基準電圧信号が加えられ
る請求項１から10までのいずれか１項記載のセンサ。 - 【請求項１２】Ｄ−Ａ変換器（15）がカウンタ（20）よ
り少数のビットを有する場合、Ｄ−Ａ変換器（15）はカ
ウンタ（20）に接続され、その際カウンタ（20）の低ビ
ットは無視されるように接続されている請求項１から11
までのいずれか１項記載のセンサ。 - 【請求項１３】Ｄ−Ａ変換器（15）はR/2R回路網によっ
て置換される請求項１から11までのいずれか１項記載の
センサ。 - 【請求項１４】Ｄ−Ａ変換器（15）の出力側における電
圧がコンデンサ（35）によって平滑化される請求項１か
ら12までのいずれか１項記載のセンサ。 - 【請求項１５】分圧器（19）は少なくとも部分的に、基
準電圧の自由な可調整性のため可変抵抗を有し得る請求
項１から14までのいずれか１項記載のセンサ。 - 【請求項１６】使用される４つのオペアンプが１つのケ
ーシング内に統合されている請求項１から15までのいず
れか１項記載のセンサ。 - 【請求項１７】周波数発生器（16）からその中間電圧が
分圧器（19）より取り出され、その際有利に構成素子が
節減される請求項１から16までのいずれか１項記載のセ
ンサ。 - 【請求項１８】Ｄ−Ａ変換器（42）の出力側における形
成される基準電圧の加わる分圧器において切換電圧（5
1）が形成されこの切換電圧はコンパレータ（44）の非
反転入力側に加わり、その際ダイオード（52）が抵抗
（47）に並列に接続され、上記ダイオードは所定レベル
に到達の際オン状態になり、切換電圧（51）の特性曲線
のわん曲度を一層高めるように構成されている請求項１
から17までのいずれか１項記載のセンサ。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3634786.8 | 1986-10-11 | ||
| DE19863634786 DE3634786A1 (de) | 1986-10-11 | 1986-10-11 | Schadstoffsensor mit situationsangepasstem steuer- und schaltverfahren |
| DE8634907.4 | 1986-12-31 | ||
| DE8634907 | 1986-12-31 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01501095A JPH01501095A (ja) | 1989-04-13 |
| JP2598443B2 true JP2598443B2 (ja) | 1997-04-09 |
Family
ID=25848399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62506059A Expired - Lifetime 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 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4930407A (ja) |
| EP (1) | EP0287599B2 (ja) |
| JP (1) | JP2598443B2 (ja) |
| DE (1) | DE3768944D1 (ja) |
| WO (1) | WO1988002704A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3731745C3 (de) * | 1987-09-22 | 1997-09-18 | Hoelter Heinz | Verfahren zur Steuerung einer Fahrzeuglüftungseinrichtung |
| DE3907049A1 (de) * | 1989-03-04 | 1990-09-13 | Bayerische Motoren Werke Ag | Fahrzeug mit einem sicherheitssystem |
| DE3922364A1 (de) * | 1989-07-07 | 1991-01-17 | Audi Ag | Aufprallschutzvorrichtung mit einem aufblasbaren gaskissen in einem fahrzeug |
| US5062065A (en) * | 1989-10-06 | 1991-10-29 | Leopold Kostal Gmbh & Co., Kg | Environmental sensing and ventilation control system with compensation for sensor characteristics |
| DE4106078A1 (de) * | 1991-02-27 | 1992-09-03 | Daimler Benz Ag | Vorrichtung bzw. verfahren zur steuerung der belueftung eines innenraumes, insbesondere bei kraftfahrzeugen |
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| DE4328218A1 (de) * | 1993-08-21 | 1995-02-23 | Rump Elektronik Tech | Auswertung von Sensorsignalen |
| DE19515886B4 (de) * | 1995-04-29 | 2004-03-11 | Paragon Ag | Sensoranordnung zur Steuerung der Belüftung von Innenräumen |
| DE19543296C2 (de) | 1995-11-21 | 2001-02-22 | I T V I Internat Techno Ventur | Verfahren zur Ermittlung absoluter Gaskonzentrationen unter Verwendung halbleitender Gassensoren |
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| AU2003262028A1 (en) * | 2003-09-09 | 2005-04-06 | Fis Inc. | Gas detector |
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| KR100764862B1 (ko) * | 2006-03-07 | 2007-10-09 | 에후 아이 에스 가부시키가이샤 | 가스 검출 장치 |
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| EP3312031B1 (de) * | 2017-05-05 | 2021-01-06 | Carl Freudenberg KG | Lüftungssystem in einer mobilen einrichtung und verfahren zum betreiben eines lüftungssystems in einer mobilen einrichtung |
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| JPS6064018A (ja) * | 1983-09-20 | 1985-04-12 | Nippon Denso Co Ltd | カ−エアコン制御装置 |
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-
1987
- 1987-10-10 WO PCT/EP1987/000592 patent/WO1988002704A1/de active IP Right Grant
- 1987-10-10 JP JP62506059A patent/JP2598443B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1987-10-10 US US07/216,622 patent/US4930407A/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-10-10 DE DE8787906577T patent/DE3768944D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1987-10-10 EP EP87906577A patent/EP0287599B2/de not_active Expired - Lifetime
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|---|---|
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| EP0287599B1 (de) | 1991-03-27 |
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