KR100801338B1 - 가스 센서용 제어 회로 및 제어 방법 - Google Patents

가스 센서용 제어 회로 및 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100801338B1
KR100801338B1 KR1020027006720A KR20027006720A KR100801338B1 KR 100801338 B1 KR100801338 B1 KR 100801338B1 KR 1020027006720 A KR1020027006720 A KR 1020027006720A KR 20027006720 A KR20027006720 A KR 20027006720A KR 100801338 B1 KR100801338 B1 KR 100801338B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
measuring
measurement
voltage
heating element
resistive heating
Prior art date
Application number
KR1020027006720A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20020060759A (ko
Inventor
팀 발데
Original Assignee
지멘스 악티엔게젤샤프트
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 지멘스 악티엔게젤샤프트 filed Critical 지멘스 악티엔게젤샤프트
Publication of KR20020060759A publication Critical patent/KR20020060759A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100801338B1 publication Critical patent/KR100801338B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/403—Cells and electrode assemblies
    • G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
    • 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
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/403—Cells and electrode assemblies
    • G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
    • G01N27/4067—Means for heating or controlling the temperature of the solid electrolyte

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

본 발명은 저항성 가열 소자(1)를 포함하는 가스 센서의 온도 측정에 관한 것으로서, 상기 측정은 3-포인트-회로에 의해 이루어진다. 측정 단계에서는 측정 저항(R8)에 의해 결정된 측정 전류가 상기 저항(1)을 통한다. 3-포인트-측정을 통해, 도입선 분기의 라인 저항이 정확하게 측정될 수 있고, 이러한 라인 저항은 다른 도입선 분기의 라인 저항에 대한 근사치로서 사용될 수 있다. 물론 도입선측에도 탭(A)이 제공될 수 있다.

Description

가스 센서용 제어 회로 및 제어 방법{CONTROL CIRCUIT AND CONTROL METHOD FOR A GAS SENSOR}
본 발명은 저항성 가열 소자를 포함하는 가스 센서를 제어하기 위한 제어 회로 및 제어 방법에 관한 것이다. 범용형 제어 회로 및 범용형 제어 방법은 US-A-4 963 246에 공지되어있다.
가스 성분을 측정하기 위해, 상승된 온도에서 구동되어야 하는 다양한 가스 센서들이 공지되어있다. 예컨대 1989년도 간행물 제 980170호, "Thick Film ZrO2 NOx Sensor for the Measurement of Low NOx Concentration"(Society of Automotive Engineers, N. Kato 외) 또는 1997년도 간행물 제 970858호, "Performance of Thick Film NOx Sensor on Diesel and Gasoline Engines"(Society of Automotive Engineers, N. Kato 외)에는 NOx-농도를 측정하기 위한 후막-측정 검출기가 기술되어있다. 상기 측정 검출기는 2 개의 측정 셀을 포함하며, 산소 이온을 전도하는 지르코늄 산화물로 이루어져 있다. 상기 측정 검출기는 다음과 같은 측정 개념을 구현한다. 측정될 가스가 확산 배리어를 통해 공급되는 제 1 측정 셀에서 제 1 산소 이온 펌프 전류(pump current)에 의해 제 1 산소 농도가 조정되는데, 이 때 NOx의 분해가 일어나서는 안된다. 확산 배리어를 통해 상기 제 1 측정 셀과 연결되는 제 2 측정 셀에서는 제 2 산소 이온 펌프 전류에 의해 산소 함량이 더욱 감소된다. 측정 전극에서의 NOx 분해는 NOx-농도의 척도가 되는 제 3 산소 이온 펌프 전류를 야기한다. 이 경우 전기 가열기에 의해 전체 측정 검출기의 온도가 예컨대 750℃까지 상승한다.
이러한 NOx-측정 검출기는 측정 정확도가 구동 온도에 상당히 의존하는 가스 센서의 전형적인 예이다.
따라서 그러한 가스 센서에서 구동 온도를 측정하는 것이 절대적으로 필요하다.
공지된 한 측정 방법에서는 전술한 NOx-측정 검출기에서 측정 셀의 온도에 따른 임피던스가 이용된다. 교류 전류의 인가 및 적절한 전류 측정을 통해 임피던스가 측정되고, 그 결과 센서 온도가 측정된다. 이러한 방법은 구현하기가 비교적 간단하긴 하나, 센서가 노후화되면 임피던스의 장기적 변동이 야기되고, 이는 곧 온도 에러로 인지될 수 있다는 단점이 있다. 상기 방법의 또 다른 문제는, 측정을 위해 측정 신호, 즉 제 3 산소 이온 펌프 전류에 교류 전류가 중첩되면 상기 측정 신호가 변조될 수 있다는 것이다.
다른 접근 방법에서는 저항성 가열 소자의 저항이 온도에 따라 좌우된다는 사실이 이용된다. 즉, 저항성 가열 소자의 도입선(incoming line)에 측정 저항을 연결시켜 거기서 강하하는 전압을 측정함으로써, 상기 저항성 가열 소자를 통해 흐르는 전류를 계산할 수 있다. 저항성 가열 소자의 공급 전압과 함께 저항이 얻어진다. 그러나 이러한 2-포인트-측정에서는 도입선 저항이 동시적으로 측정됨으로써 발생하는 측정 오류가 허용치 이상으로 높게 나타난다.
공지된 또 다른 방법은 예컨대 Tietze, Schenk의 "Halbleiter-Schaltungstechnik(반도체 회로 기술)"(제 9판, Springer, 1989, p.891 이하 참조)로부터 공지된 저항의 4-포인트-측정 방법이다. 그러나 이 4-포인트-측정은 저항성 가열 소자의 접촉지점에서 직접적으로 전압 탭을 필요로 하는데, 이는 너무 높은 비용 때문에 대부분의 가스 센서에서는 불가능하다.
본 발명의 목적은, 4-포인트-측정을 위한 비용이 수반되지 않으면서 저항성 가열 소자의 저항 측정을 통해 가스 센서의 정확한 온도 측정을 가능하게 하는 가스 센서용 제어 회로 및 제어 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은 청구항 제 1항 및 9항에 정의된 본 발명을 통해 달성된다.
본 발명에 따르면 3-포인트-측정이 수행된다. 이때 저항성 가열 소자의 저항을 측정하기 위해, 이 경우에는 측정 전류가 측정 저항을 통해 흘러서, 상기 저항성 가열 소자의 도입선 분기에 공급된다.
하기의 설명에서 "도입선 분기(incoming line branch)"는 공급 전압으로부터 저항성 가열 소자까지 이르는 라인 분기를 의미한다. 또한 "도출선 분기(outgoing line branch)"는 저항성 가열 소자로부터 기준 전위까지 이르는 라인 분기를 의미한다.
측정 단계동안에는 가열 전류가 차단된다. 측정 저항에서의 적절한 탭들(taps)을 통해서 측정 전압에 의해 유도되는 측정 전류가 검출된다. 저항성 가열 소자의 도출선 분기측 접촉지점에서 직접 전위가 도출되기 때문에, 측정 전류와 함께 상기 전위와 측정 신호 전압의 전위의 전위차로부터 저항이 산출될 수 있다.
이 경우 도출선 분기의 도입선 저항은 함께 측정되지 않는데, 그 이유는 상기 도출선 분기의 시작 부분에 있는 전위 탭에 의해 상기 도출선 분기의 라인 저항이 결정될 수 있기 때문이다. 도출선 분기의 라인 저항은 도입선 분기의 라인 저항과 거의 같게 세팅될 수 있으므로, 한 바람직한 개선예에서는 도입선 분기 및 도출선 분기의 라인 저항과 관련하여 저항성 가열 소자의 저항을 수정할 수 있다.
본 발명에 따른 제어 회로에는 측정 전류 및 가열 전류를 스위칭할 수 있도록 제어 스위칭 소자가 제공된다.
또한 적절한 측정 전압이 사용되기 때문에, 공급 전압의 직접 측정은 생략될 수도 있다. 이를 통해 측정 오류가 줄어들고, 장치 비용이 절감된다. 그렇지 않은 경우, 공급 전압은 통용되는 측정 장치의 정규 입력 전압 범위, 예컨대 AD-변환기의 입력 전압 범위에 매칭되어야 한다.
본 발명의 또 다른 장점은, 측정 저항이 더 이상 높은 가열 전류를 야기하지 않는다는 것이다. 그렇기 때문에 측정 저항이 하이 임피던스(high impedance)로 형성될 수 있고, 이는 정확도에 긍정적인 영향을 미친다. 또한, 이 경우 소비된 열 손실이 낮아져서, 측정 저항의 노후화에 긍정적으로 작용하며, 그 결과 측정 정확도에도 긍정적인 영향을 미친다. 그 밖에도 제어 회로의 내부 가열(internal heating)이 감소된다.
본 발명에 따른 제어 회로의 경우 가열 단계동안 측정 저항에는 공급 전압의 전위가 걸리기 때문에, 측정 저항에서의 전압 강하를 측정하기 위해 AD 변환기를 사용할 때 상기 AD 변환기의 최대 허용 입력 전압이 초과되지 않도록 할 필요가 있다. AD 변환기를 보호하기 위해, 가열 단계동안 바람직하게는 관련 다이오드 및 제어 스위칭 소자를 통해 상기 AD 변환기에 보호 전압이 인가되고, 그럼으로써 상기 AD 변환기에 인가되는 전압차가 허용 가능한 정도로 감소된다. 그러나 또 다른 해결책도 생각해볼 수 있다. 즉, 가열 단계에서 AD 변환기 포트에 예컨대 특수 집적 회로를 이용하여 적절한 보호 전압을 인가하는 것을 생각해 볼 수 있다.
측정 단계와 가열 단계의 조정은 마이크로프로세서에 의해 수행될 수 있으나, 아날로그 회로나 프로그램가능 로직도 고려될 수 있다.
측정 단계동안에는 저항성 가열 소자가 가열되지 않기 때문에, 가열되지 않는 측정 단계에서 냉각에 기인한 측정 오류를 최소화하기 위해서는 측정 단계를 저항성 가열 소자 또는 가열된 가스 센서의 온도 시상수보다 더 짧게 구성해야 한다.
본 발명의 바람직한 형성예들은 종속 청구항에 제시되어 있다.
하기에는 본 발명이 도면을 참고로 실시예에서 더 자세히 설명된다.
도 1은 NOx-측정 검출기의 개략적 단면도이다.
도 2는 상기 측정 검출기에 대한 제어 회로이다.
도 3은 도 2의 회로의 변형예의 한 요소의 개략도이다.
도 1에는 NOx-측정 검출기(1)의 단면도가 개략적으로 도시되어있다. 상기 NOx-측정 검출기는 저항에 의해 가열되고, 내연기관의 배기 가스 내 NOx-농도의 측정에 사용된다. 상기 NOx-측정 검출기는 예컨대 본 발명에 따른 제어 회로 또는 본 발명에 따른 방법이 사용되는 가스 센서의 일예이다.
고체 전해질(2), 이 경우에는 ZrO2로 이루어진 상기 측정 검출기가 NOx-농도가 측정될 배기 가스를 확산 배리어(3)를 통해 수용한다. 상기 배기 가스는 확산 배리어(3)를 통해 제 1 측정 셀(4)로 확산된다. 상기 측정 셀 내 산소 함량은 제 1 전극(5)과 주변 공기에 노출된 기준 전극(11) 사이의 네른스트 전압(Nernst voltage)의 도출(tapping)에 의해 측정된다. 이 때 기준 전극(11)은 공기 채널(12) 내에 배치되고, 상기 공기 채널(12) 내로 개구(14)를 통해 주변 공기가 유입된다.
도출된 네른스트 전압은 제어 전압(VS0)을 공급하는 제어기(C0)에 전달된다. 이 네른스트 전압이 전압제어 전류원(UI0)을 제어하고, 상기 전류원(UI0)은 측정 검출기(1)의 고체 전해질(2)을 통해 제 1 산소이온 펌프 전류(IP0)를 제 1 전극(5)과 외부 전극(6) 사이에서 유도한다. 이때 제 1 측정 셀(4)에서는 사전설정된 산소 농도가 세팅된다. 이 농도가 전극(5)과 기준 전극(11) 사이의 네른스트 전압을 통해 측정됨으로써, 제어기(C0)의 제어 루프가 닫힌다.
따라서 기술된 회로 장치는 제 1 측정 셀(4) 내에서 사전설정된 산소 농도를 조정한다. 제 2 측정 셀(8)은 또 다른 확산 배리어(7)를 통해 제 1 측정 셀(4)에 연결된다. 상기 확산 배리어(7)에 의해 제 1 측정 셀(4) 내에 있던 가스가 제 2 측정 셀(8)로 확산된다. 제 2 측정 셀에서는 회로 장치에 의해 제 2 산소 농도가 조정된다. 이를 위해 제 2 전극(9)과 기준 전극(11) 사이에서 제 2 네른스트 전압이 도출되어 제 2 제어 전압(VS1)을 공급하는 제어기(C1)에 전달되며, 상기 제 2 제어 전압(VS1)에 의해 제 2 전압제어 전류원(UI1)이 구동된다. 따라서 제 2 측정 셀(8)로부터 나오는 산소이온 펌프 전류(IP1)를 유도하기 위한 회로 장치는 제 1 측정 셀(4)을 위한 회로 장치에 상응한다.
상기 회로 장치는 제 2 측정 셀(8) 내에서 사전설정된 산소 농도가 조정되도록 산소이온 펌프 전류(IP1)를 유도한다.
이때 상기 산소 농도는 실행되는 프로세스에 의해 NOx가 영향을 받지 않도록, 특히 분해가 일어나지 않도록 선택된다. NOx는 이제 촉매 작용을 하도록 형성될 수 있는 측정 전극(10)에서 상기 측정 전극(10)으로부터 외부 전극(6) 쪽으로 제 3 산소이온 펌프 전류(IP2)에 펌핑된다. 그 결과 상기 제 3 산소이온 펌프 전류(IP2)는 측정 셀(8) 및 측정될 배기 가스 내에서의 NOx-농도의 척도가 된다.
상기 펌프 전류(IP2)는 앞서 언급한 펌프 전류들과 마찬가지로 전압제어 전류원(UI2)에 의해 유도되며, 상기 전류원(UI2)의 제어 전압(VS2)은 제어기(C2)에 의해 사전설정된다. 상기 제어기(C2)는 측정 전극(10)과 기준 전극(11) 사이의 네른스트 전압을 도출하고, 제어전압(VS2)의 설정을 통해 미리 정해진 네른스트 전압을 세팅한다.
도 1의 가열기(13)는 도 2의 회로에서 저항(1)으로 구현되어 있다. 상기 저항(1), 즉 가열기(13)는 3 개의 단자(H+, H- 및 A)를 갖는다. 이때 저항(1)은 도입선 분기 및 도출선 분기를 위한 단자인 H+ 와 H- 사이에 배치된다. 하기의 3-포인트-측정을 구현하기 위해 탭(A)이 사용된다. 저항(1)의 도입선 접촉지점(H+)은 트랜지스터(T1)를 통해 배터리 전압(Ub)에 접속된다. 상기 트랜지스터(T1)의 제어 입력은 트랜지스터(T2)의 콜렉터에 접속되고, 동시에 저항(R7)을 통해 배터리 전압(Ub)에 접속된다. 상기 트랜지스터(T2)는 이미터를 통해 기준 전위로 설정되기 때문에, 배터리 전압(Ub)은 마이크로프로세서(M)와 연결된 베이스를 제어함으로써 트랜지스터(T1)를 통해 스위칭될 수 있다.
또한 저항(1)이 도출선 접촉지점(H-)을 통해 기준 전위에 접속된다. 트랜지스터(T1)가 스위치 온되면, 가열 전류가 도입선 분기로부터 H+를 통해 저항(1)으로 흐르고, 상기 저항(1)으로부터 H-를 통해 기준 전위로 흐른다.
그런 다음 저항(1)의 값을 측정하기 위해 트랜지스터(T1)와 도입선 분기의 도입선 접촉지점(H+) 사이에 측정 저항(R8)이 접속되고, 상기 측정 저항(R8)에는 트랜지스터(T3)를 통해 배터리 전압(Ub)으로부터 5V-제너레이터(IC1)에 의해 발생하는 측정 전압(VCC)이 인가될 수 있다. 상기 트랜지스터(T3)는 베이스 상에서 다시 마이크로프로세서(M)에 의해 제어된다. 상기 트랜지스터(T3)의 콜렉터와 측정 저항(R8) 사이에 배치된 다이오드(D4)가 바람직하지 않은 전류의 역흐름을 막는다. 측정 저항(R8)의 전후에서는 AD-변환기 포트(AD1 및 AD2)에 의해 전위가 샘플링된다. 트랜지스터 T3가 차단되고, 트랜지스터 T1이 접속되는 경우, 즉 가열 전류가 흐르는 경우, AD-변환기 포트들이 최대 허용 입력 전압보다 명백히 더 큰 전압으로 이르는 것을 막기 위해, 상기 AD-변환기 포트들은 각각의 AD 변환기 포트(AD1 및 AD2)에 직렬 접속되는 저항(R16 및 R17) 및 다이오드(D1 및 D2)를 통해 트랜지스터 T4 - 상기 트랜지스터(T4)의 콜렉터에는 상기 다이오드(D1 및 D2)의 캐소드가 접속됨 - 를 이용하여, 상승된 전압, 예컨대 1.5V에 놓임으로써 보호된다. 이때 상기 트랜지스터(T4)의 베이스는 마이크로프로세서(M)에 의해 제어되고, 상기 트랜지스터(T4)와 마이크로프로세서(M) 사이에는 직렬 접속된 저항(R23), 배터리 전압(Ub)으로 설정된 저항(R19) 및 기준 전위로 설정된 제너 다이오드(Zener diode)로 구성된 회로가 제공된다.
저항(1)의 도출선 분기의 시작 부분에 있는 탭(A)은 저항(R18)을 통해 AD-변환기 포트(AD3)에 인가되고, 상기 AD-변환기 포트는 역시 다이오드(D3)를 통해 트랜지스터(T4)의 콜렉터에 접속된다.
가열을 위해 트랜지스터 T1이 마이크로프로세서(M)에 의해 턴-온된다. 동시에 트랜지스터 T4가 구동되고 AD-변환기 포트에 보호 전압이 인가됨으로써, 상기 AD-변환기 포트(AD1-AD3)가 과전압으로부터 보호되고, 저항(1)을 통해 가열 전류가 흐른다. 저항 측정을 위해 마이크로프로세서(M)에 의해 트랜지스터 T2, T3 및 T4가 구동됨으로써, 트랜지스터 T1이 턴오프되고 AD-변환기 포트(AD1-AD3)가 이네이블(enable)된다. AD2와 AD3 사이의 전위차는 측정 전압(VCC)을 제공한다. AD1과 AD2 사이의 전위차는 R8의 저항값 및 측정 전압(VCC)과 함께 이때 흐르는 측정 전류를 제공한다. 이러한 전압 측정시에는 전류가 흐르지 않기 때문에, 이 경우에는 저항(R17 및 R18)이 고려될 필요가 없다.
AD3과 기준 전위 사이의 전위차는 인접한 라인 분기 내 라인 저항의 측정을 가능하게 한다. 도입선 분기에 대해 동일한 라인 저항을 설정하면, 저항(1)의 값을 매우 정확하게 산출할 수 있다. 선택적으로는 도입선 분기와 도출선 분기의 라인 저항 비가 한번, 예시적으로 측정될 수 있고, 또한 참고될 수 있다.
물론, 저항 측정동안 측정의 질을 저하시키는 냉각을 막기 위해, 측정 기간이 저항 가열기(13) 또는 NOx-측정 검출기의 온도 시상수(thermal time constant)보다 짧게 선택되어야 한다.
저항(1)의 값으로부터 공지된 방식으로 상기 저항(1)의 온도 및 상기 저항 온도에 따른 가열기(13)의 온도가 측정될 수 있다.
T1이 T4 및 T3과 상호 스위칭됨으로써 배터리 전압(Ub)의 직접 측정이 생략될 수 있다.
마이크로프로세서(M)를 제거하고자 하는 경우, 도 3에 도시된 것처럼 AD-변환기 포트(AD1-AD3) 대신 측정핀(P1-P3)이 제공될 수도 있으며, 상기 측정핀들(P1-P3)을 차동 증폭기(OP1 및 OP2)와 연결할 수 있다. 이때 P1과 P2 사이의 차가 제 1 차동 증폭기(differential amplifier)(OP1)에 전달되면 상기 제 1 차동 증폭기(OP1)의 출력에서의 측정 전압(U1)은 측정 전류의 측정치를 나타내고, 측정핀(P2 및 P3)이 제 2 연산 증폭기(operational amplifier)(OP2)에 전달되면 상기 제 2 연산 증폭기(OP2)의 출력에서의 측정 전압(U2)은 측정 전압의 측정치가 된다. 또한 차동 증폭기(OP1)만 제공하고, 상기 차동 증폭기의 출력을 AD-변환기 포트에 전달하는 것도 가능하다. 이렇게 하면 1개의 AD-변환기 포트가 절약된다. 그러나 그렇게 되면 (측정 저항(R8)에서의 전압 강하만큼 수정된) VCC에 기초하여 측정 전압을 결정해야 하고, 그 이후로는 더 이상 상기 측정 전압을 측정할 수 없다.
그렇게 되면 2 개의 차동 증폭기를 구비한 간소화된 회로를 통해 도출선 분기에서의 라인 저항을 확인하는 것이 불가능하다.

Claims (11)

  1. 저항성 가열 소자(1)를 포함하는 가스 센서를 제어하는 회로으로서,
    제 1 스위칭 소자(T1)가 적절한 구동에 의해 턴-온되었을 때, 공급 분기의 공급전압원으로부터 상기 제 1 제어 스위칭 소자(T1)를 지나 도입선 분기(incoming line branch)를 통해 저항성 가열 소자(1)까지 이르고 또한 상기 저항성 가열 소자(1)로부터 도출선 분기(outgoing line branch)를 통해 기준 전위까지 이르는 전류 가열 경로,
    상기 제 1 스위칭 소자(T1)가 턴-오프되고 제 2 스위칭 소자(T3)가 턴-온되었을 때, 측정전압원으로부터 상기 제 2 제어 스위칭 소자(T3) 및 측정 저항(R8)을 통해 공급 분기까지 이르도록 형성되는 측정 전류 경로, 및
    측정 장치(M)를 포함하는 가스 센서 제어 회로에 있어서,
    상기 측정 저항(R8)의 양단에서 전위가 도출(tapping)되어 각각 측정 장치(M)의 제 1 측정핀 및 제 2 측정핀(P1, P2;AD1, AD2)에 각각 전달되며,
    도출선 분기에서 저항성 가열 소자(1)의 전위가 도출되어 상기 측정 장치(M)의 제 3 측정핀(P3;AD3)에 전달되는, 가스 센서 제어 회로.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 도입선 분기는 제 1 스위칭 소자(T1)로부터 저항성 가열 소자(1)의 도입선 접촉지점(H+)까지 연장되고, 측정 저항(R8)이 접속되는 단자 노드를 갖는, 가스 센서 제어 회로.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 측정핀들(P1, P2, P3;AD1, AD2, AD3)이 보호 회로(R16, R17, R18, T4)를 통해 보호 전압에 접속되는, 가스 센서 제어 회로.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 보호 회로에서는 전류 제한 저항(R16, R17, R18) 및 다이오드(D1, D2, D3)를 통해 상기 측정핀들(P1, P2, P3;AD1, AD2, AD3)이 제 3 스위칭 소자(T4)에 접속되고, 상기 제 3 스위칭 소자(T4)는 보호 전압에 접속되고, 구동되는 경우에 상기 보호 전압을 턴-온시키는, 가스 센서 제어 회로.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 측정전압원은 공급전압원의 공급전압(Ub)으로부터 측정전압(VCC)을 발생시키는 측정전압 제너레이터(IC1)로 형성되는, 가스 센서 제어 회로.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 측정 장치는 AD-변환기 포트(AD1, AD2, AD3)를 가진 마이크로프로세서(M)를 포함하고, 상기 마이크로프로세서(M)는 스위칭 소자(T1, T3, T4)도 제어하는, 가스 센서 제어 회로.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 측정 장치는 제 1 차동 증폭기(OP1)를 포함하며, 상기 제 1 차동 증폭기(OP1)의 입력들은 측정 저항(R8)의 양단에서 전위를 도출하는 측정핀(P1, P2)인, 가스 센서 제어 회로.
  8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 측정 장치는 차동 증폭기(OP2)를 포함하며, 상기 차동 증폭기(OP2)의 입력들은 측정 저항(R8)에서의 전위 및 도출선 분기 내에서의 전위를 도출하는 측정핀(P2, P3)인, 가스 센서 제어 회로.
  9. 저항성 가열 소자를 포함하는 가스 센서를 제어하는 방법으로서,
    a) 가열 단계에서 가열 전류 회로 내에 흐르는 가열 전류가 상기 저항성 가열 소자에 공급되고,
    b) 특정 측정 전압에 의한 측정 단계에서, 측정 전류 회로에 흐르며 가열 전류보다 더 적은 측정 전류가 상기 저항성 가열 소자에 공급되며, 이때 측정 전류 회로 및 가열 전류 회로는 특정 구역에서 동일한 도체로 형성되고,
    c) 상기 측정 전류 및 측정 전압으로부터 상기 저항성 가열 소자의 저항이 측정되며,
    d) 측정 단계와 가열 단계가 교대로 실시되며, 상기 저항성 가열 소자의 저항으로부터 온도가 유추되어 가열 단계의 구성시 고려되는 가스 센서 제어 방법에 있어서,
    e) 상기 측정 단계동안 상기 특정 구역의 적어도 일부에서 전압 강하가 측정되고 그로부터 라인 저항이 검출되며, 저항성 가열 소자의 저항 측정시 상기 라인 저항이 고려되는, 가스 센서 제어 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 단계 d)에서 고려되는 정정된 라인 저항을 얻기 위해, 모든 특정 구역의 라인 저항이 특정 구역 일부의 라인 저항으로부터 추론되는, 가스 센서 제어 방법.
  11. 제 9항 또는 10항에 있어서,
    상기 측정 단계의 기간은 저항성 가열 소자의 온도 시상수보다 더 작게 선택되는, 가스 센서 제어 방법.
KR1020027006720A 1999-11-25 2000-11-22 가스 센서용 제어 회로 및 제어 방법 KR100801338B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19956823A DE19956823C2 (de) 1999-11-25 1999-11-25 Ansteuerschaltung und Ansteuerverfahren für einen Gassensor
DE19956823.5 1999-11-25
PCT/DE2000/004124 WO2001038863A1 (de) 1999-11-25 2000-11-22 Ansteuerschaltung und ansteuerverfahren für einen gassensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20020060759A KR20020060759A (ko) 2002-07-18
KR100801338B1 true KR100801338B1 (ko) 2008-02-05

Family

ID=7930342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020027006720A KR100801338B1 (ko) 1999-11-25 2000-11-22 가스 센서용 제어 회로 및 제어 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6916415B2 (ko)
EP (1) EP1232390A1 (ko)
JP (1) JP4746238B2 (ko)
KR (1) KR100801338B1 (ko)
DE (1) DE19956823C2 (ko)
WO (1) WO2001038863A1 (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10354858B4 (de) * 2002-11-20 2007-11-15 Horst Dubjak Messgerät zur Anzeige von Gasen
US7645403B2 (en) * 2003-06-24 2010-01-12 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Method of improving color quality in an object produced by solid freeform fabrication
US20090101627A1 (en) * 2007-10-18 2009-04-23 Fanuc Ltd Electric discharge machine having wire electrode cutting function, and wire electrode cutting method
WO2009076644A2 (en) * 2007-12-12 2009-06-18 University Of Florida Research Foundation Inc. Electric-field enhanced performance in catalysis and solid-state devices involving gases
DE102011009780A1 (de) * 2011-01-28 2012-08-02 Continental Automotive Gmbh Sensorelement und Verfahren zum Erfassen eines Parameters eines Gasgemischs in einem Gasraum
US9164080B2 (en) 2012-06-11 2015-10-20 Ohio State Innovation Foundation System and method for sensing NO
SG10201810190XA (en) * 2018-11-15 2020-06-29 Delphi Tech Ip Ltd Soot sensor arrangement

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0067437A1 (en) * 1981-06-15 1982-12-22 Ford Motor Company Limited Oxygen sensor and method of operation
US4963246A (en) 1987-12-14 1990-10-16 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Oxygen concentration-sensing device
US5111792A (en) 1991-06-07 1992-05-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Apparatus for controlling heater for oxygen sensor and fuel control apparatus using the same

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07117526B2 (ja) * 1987-12-14 1995-12-18 本田技研工業株式会社 酸素濃度検出装置
JPH01155260A (ja) * 1987-12-14 1989-06-19 Honda Motor Co Ltd 酸素濃度検出装置
JP2633641B2 (ja) * 1988-08-26 1997-07-23 本田技研工業株式会社 排気濃度検出装置
US4993392A (en) * 1989-04-24 1991-02-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Apparatus for controlling heater for heating oxygen sensor
JPH03246461A (ja) * 1990-02-23 1991-11-01 Ngk Spark Plug Co Ltd 空燃比センサ制御装置
US5182519A (en) * 1990-10-22 1993-01-26 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Heater control device for an air-fuel ratio sensor
JP3408359B2 (ja) * 1995-06-16 2003-05-19 本田技研工業株式会社 内燃機関の排気系雰囲気温度検出装置
DE19719390A1 (de) * 1997-05-07 1998-11-12 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit der elektrischen Heizung einer Lambda-Sonde im Abgasrohr einer Brennkraftmaschine
JP3292124B2 (ja) * 1998-01-16 2002-06-17 株式会社デンソー 酸素濃度センサの素子インピーダンス検出装置及び酸素濃度検出装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0067437A1 (en) * 1981-06-15 1982-12-22 Ford Motor Company Limited Oxygen sensor and method of operation
US4963246A (en) 1987-12-14 1990-10-16 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Oxygen concentration-sensing device
US5111792A (en) 1991-06-07 1992-05-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Apparatus for controlling heater for oxygen sensor and fuel control apparatus using the same

Also Published As

Publication number Publication date
DE19956823A1 (de) 2001-06-07
DE19956823C2 (de) 2002-11-28
JP4746238B2 (ja) 2011-08-10
EP1232390A1 (de) 2002-08-21
US6916415B2 (en) 2005-07-12
KR20020060759A (ko) 2002-07-18
US20020164815A1 (en) 2002-11-07
WO2001038863A1 (de) 2001-05-31
JP2003515165A (ja) 2003-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4305724A (en) Combustible gas detection system
US20030052657A1 (en) Circuit arrangement for the power supply of a two-wire sensor
JPH0850115A (ja) 排気ガス酸素監視に用いる電流複製回路および方法
JPH0560052B2 (ko)
KR100801338B1 (ko) 가스 센서용 제어 회로 및 제어 방법
US8330470B2 (en) Device for checking the operability of a sensor element
KR20010071085A (ko) 자동차에서 배출 프로브의 펌프 전류를 제어하기 위한회로 장치
US6160404A (en) Circuit for measuring the electrode current of a ceramic gas sensor
US5429105A (en) Current replication circuit and method for use in exhaust gas oxygen monitoring
JPS5979847A (ja) 酸素濃度センサの制御装置
KR100707531B1 (ko) 선형 배기-가스 프로브를 동작시키기 위한 회로 장치
JPS594541B2 (ja) 空燃比制御装置
JP5067469B2 (ja) ガス濃度検出装置
US5970785A (en) Heater control circuit
US6300754B1 (en) Circuit for an NOx measurement sensor
JP2008304383A (ja) ガス濃度検出装置
JP2008309640A (ja) ガス濃度検出装置
JP2016142598A (ja) 制御回路およびそれを備える装置
JP4086108B2 (ja) ＮＯｘ測定装置
US20040050696A1 (en) NOx measurement apparatus
JP2002257783A (ja) ガスセンサ
SU1227773A1 (ru) Устройство дл ограничени тока нагрузки экскаваторного электропривода посто нного тока
JPS6128857A (ja) 空燃比検出器
JP2001059833A (ja) 排ガス濃度検出装置
KR950014872A (ko) 산소센서의 히터저항을 이용한 폐회로 공연비 제어시스템

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130118

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140116

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150115

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160121

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170120

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180118

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190118

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200116

Year of fee payment: 13