JP3267326B2 - センサ調整装置 - Google Patents

センサ調整装置

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    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D18/00Testing or calibrating apparatus or arrangements provided for in groups G01D1/00 - G01D15/00
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
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    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416Systems
    • G01N27/417Systems using cells, i.e. more than one cell and probes with solid electrolytes
    • G01N27/4175Calibrating or checking the analyser
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、センサ調整装置、更に
詳細には、センサ、特に内燃機関によって駆動される自
動車の運転パラメータを検出するセンサの製造ばらつき
及び温度の影響を調整する装置であって、センサに対し
て直列に調整手段が接続されるセンサ調整装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】センサ信号を調整するこの種の装置が、
EP−A−0264388から知られている。同公報に
は圧力センサの出力信号を調整する装置が記載されてい
る。そのために圧力に関係する2つの抵抗を検出するブ
リッジ回路が処理回路と接続されている。ここではセン
サとして圧力に関係する抵抗が用いられる。その場合、
同一の圧力値でセンサ毎に異なる抵抗値が発生する。測
定すべき量と処理回路の出力信号との間に所定の関係を
形成するために、センサに対して直列に接続された調整
抵抗が設けられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】調整抵抗の温度ドリフ
トを補償するためには、極めて複雑な補償回路が必要に
なる。この種の装置においては、通常調整抵抗ないし温
度ドリフトの補償回路は処理回路に組み込まれる。この
ようなセンサを交換しようとする場合には、通常処理回
路ごと交換しなければならない。また、処理回路をそれ
ぞれのセンサに同調させなければならない。
【0004】さらに、EP−A−0114235には、
内燃機関の排ガス内の酸素含有量を測定する方法が記載
されている。そのためには、測定抵抗に所定の電圧が供
給される。その場合に抵抗を流れる電流が酸素濃度を示
す値となる。なお、測定抵抗の供給電圧はそれぞれ測定
された電流に従って調整される。ばらつきの調整は行わ
れない。
【0005】本発明の課題は、従来技術に比べて簡単な
構造で、かつセンサを簡単に調整することができ、温度
ドリフトが発生しないセンサ調整装置を提供することで
ある。さらにセンサを交換する際に処理回路を交換した
り、調整し直したりする必要のないようにすることであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の課題は本発明によ
れば、内燃機関によって駆動される自動車の運転パラメ
ータと所定の関係にある電流を検出するセンサの製造ば
らつき及び温度の影響を調整する装置であって、前記
ンサ(10)に対して直列に複数の素子からなる調整手
段が接続されるセンサ調整装置において、前記調整手段
として分流回路(30、40)が使用され、前記分流回
路が、センサ(10)とアース間に直列に接続された
なくとも1つの調整抵抗(30)と、センサ(10)と
電流測定装置(50)間に直列に接続された第2の抵抗
(40)から構成されることにより解決される。
【0007】
【作用】このような構成では、構造が簡単であり、かつ
センサを簡単に調整することができる。また、温度ドリ
フトは発生せず、さらにセンサを交換する際に処理回路
を交換したり、調整し直したりする必要がない。
【0008】本発明の好ましい他の実施例が、従属請求
項に記載されている。
【0009】
【実施例】以下、図面に示す実施例を用いて本発明を詳
細に説明する。
【0010】以下においては、ディーゼル式内燃機関の
排ガス内の酸素濃度を測定する酸素センサを用いて本発
明の説明を行う。この種の酸素センサは例えばEP−A
−0114235から知られている。制御装置が測定さ
れた酸素濃度に従って内燃機関の出力を定める量を変化
させる。好ましくはこの量は、噴射すべき燃料量であ
る。
【0011】しかし本発明は他のセンサ及び/あるいは
他の内燃機関に用いることもできる。すなわち好ましく
は、出力量が内燃機関の運転パラメータに関係するすべ
てのセンサに用いられる。
【0012】図において、内燃機関の排ガスの酸素濃度
ないし酸素含有量を検出するセンサ10は、センサコネ
クタ15と多数の導線11、12を介して制御装置20
と接続されている。この制御装置は、センサ信号に基づ
いてアクチュエータ60の駆動信号を算出する。制御装
置20から導線11を介してセンサ端子に所定の電圧が
供給される。好ましくはこの電圧は約0.6Vの直流電
圧成分と交流電圧成分から形成される。センサの他の端
子は第1の抵抗30と導線13を介して、さらに第2の
抵抗40と導線12を介して制御装置と接続される。調
整抵抗ともよばれる第1の抵抗30は、導線13を介し
て直接アースと接続され、第2の抵抗40は導線12お
よび電流測定装置50を介してアースと接続される。セ
ンサ10、第2の抵抗40および電流測定装置50の直
列回路が形成される。第2の抵抗40と電流測定装置5
0からなる直列回路に対して並列に抵抗30が接続され
る。使用される電流測定装置50の内部抵抗は好ましく
は0である。
【0013】センサに所定の電圧が印加される場合、セ
ンサ10に流れる電流は排ガス内の酸素含有量を示す値
となる。電流と酸素含有量の関係はほぼ線形である。し
かし感度とも呼ばれるセンサ電流と酸素含有量の関係
は、著しいばらつきの影響を受ける。感度はセンサ毎に
著しく異なる。個々のセンサ間のばらつきは必要な測定
精度よりずっと大きい。その理由は、かならずしもすべ
てのセンサが同一のパラメータで製造できないからであ
る。
【0014】このばらつきを除去するために、従来技術
においてはこのばらつきを補償する処理回路が設けられ
ている。しかしその場合には、センサと処理回路を互い
に同調させることが必要である。このことは各処理回路
を使用するセンサに合わせて調整しなけらばならないこ
とを意味している。従ってセンサを交換することが必要
になった場合には、新たな調整が必要となる。
【0015】この欠点を除去するために、本発明によれ
ば、調整素子を直接センサに、ないしはセンサコネクタ
に配置することが行なわれる。センサと調整素子、ある
いはセンサコネクタと調整素子は1つのユニットを形成
する。従って、所定の酸素含有量が与えられた場合各セ
ンサのセンサコネクタに同一の出力信号が現れるように
なる。
【0016】調整抵抗は抵抗の温度に従って異なる値を
有する。正確な調整を可能にするためには、調整抵抗は
極めて大きな温度範囲、例えば―40゜から+130゜
の間でほぼ一定の抵抗をもたなければならない。しかし
このような抵抗は、コスト的に使用することはできな
い。
【0017】それに代るものとして本発明装置が提案さ
れている。即ち、このような調整抵抗の代わりに少なく
とも2つの抵抗30、40からなる分流回路(分流器)
が使用される。調整抵抗30と第2の抵抗40の値が適
当に選ばれる場合、2つの抵抗が熱的に互いに良好に結
合されている限り、両抵抗の温度依存性が補償される。
この良好な結合は、2つの抵抗を空間的に互いに近傍に
配置し、すべての駆動状態において両抵抗がそれぞれ同
一の温度になるようにする場合に得られる。
【0018】センサを調整するとき、第2の抵抗40に
流れる電流が所定の酸素含有量において所定の値をとる
まで、調整抵抗30を変化させることが行われる。図に
は、分流器をセンサコネクタに内蔵する特に好ましい実
施例が示されている。
【0019】特に好ましくは、分流器はセンサあるいは
センサコネクタと共にユニットとして形成される。セン
サと分流器からなるユニットあるいはセンサコネクタと
分流器からなるユニットを交換する場合には、調整を行
なう必要はない。所定の酸素含有量において、各センサ
コネクタには同一の出力信号が現れる。
【0020】その場合、第1の抵抗に発生する電圧U1
については、次の式が成立する。
【0021】U1=R1*I1 但し、R1は第1の抵抗の値で、I1は第1の抵抗に流
れる電流を示す。第2の抵抗に発生する電圧U2に関し
ては次の式が成立する。
【0022】U2=R2*I2 ここで、R2は第2の抵抗の値であり、I2は第2の抵
抗に流れる電流を示す。
【0023】センサ電流ISは2つの電流I1とI2の
合計である。電流測定装置の内部抵抗を無視する場合に
は、次の式が成立する。
【0024】I1*R1=I2*R2 なお、抵抗R1とR2については、抵抗の温度Tに従っ
て次の関係が成立する。
【0025】 R1=RK1*(1+a*[T−273]) R2=RK2*(1+a*[T−273]) なお、RK1とRK2は抵抗R1とR2の温度に関係し
ない成分を示す。両抵抗の熱的な結合が良好であるもの
として、電流測定装置Sを流れる電流I2について次の
式が成立する。
【0026】I2=IS*RK1/(RK1+RK2) RK1とRK2は温度に関係しない量を表しているの
で、電流測定装置で検出された電流I2はそれぞれの温
度に関係なくセンサ電流に比例する。調整抵抗あるいは
第2の抵抗を適当に選択することによって、個々のセン
サ間の感度のばらつきを補償することができる。その場
合に特に好ましくは調整時第1の抵抗R1が調節され
る。
【0027】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、センサ電流を、センサとアース間に直列に接
続された調整抵抗と、センサとセンサ電流測定装置間に
直列に接続された抵抗に分流することができるので、各
抵抗に温度ドリフトがあっても温度に影響されないセン
サ信号を得ることができるとともに、センサの製造に伴
う感度のばらつきを補償することができる、という優れ
た効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置を説明するブロック図である。
【符号の説明】
10 センサ 15 センサコネクタ 20 制御装置 30 調整抵抗 40 抵抗 50 電流測定装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−170758(JP,A) 特表 昭63−503085(JP,A) 特表 平4−503861(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01D 3/00 G01D 3/028

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関によって駆動される自動車の運
    転パラメータと所定の関係にある電流を検出するセンサ
    の製造ばらつき及び温度の影響を調整する装置であっ
    て、前記センサ(10)に対して直列に複数の素子から
    なる調整手段が接続されるセンサ調整装置において、前記 調整手段として分流回路(30、40)が使用さ
    れ、前記分流回路が、センサ(10)とアース間に直列に接
    続された 少なくとも1つの調整抵抗(30)と、センサ
    (10)と電流測定装置(50)間に直列に接続された
    第2の抵抗(40)から構成されることを特徴とする
    ンサ調整装置。
  2. 【請求項2】 分流回路とセンサコネクタ(15)が1
    つのユニットを形成することを特徴とする請求項1に記
    載の装置。
  3. 【請求項3】 分流回路とセンサが1つのユニットを形
    成することを特徴とする請求項1あるいは2に記載の装
    置。
  4. 【請求項4】 センサが内燃機関の排ガス内の酸素濃度
    を検出することを特徴とする請求項に記載の装置。
  5. 【請求項5】 分流回路の各抵抗が互いに良好に熱接触
    することを特徴とする請求項1からのいずれか1項に
    記載の装置。
JP10820792A 1991-05-10 1992-04-28 センサ調整装置 Expired - Fee Related JP3267326B2 (ja)

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