KR102658081B1 - 제어 유닛과 매연 입자 센서의 조립체 및 조립체의 작동 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 매연 입자 센서(10)와 제어 유닛(12)으로 이루어진 조립체에 관한 것이며, 상기 제어 유닛(12)은 매연 입자 센서(10)를 통해 흐르는 제 1 전류(I1)의 제 1 전류 강도를 측정하는 제 1 전류 측정 장치(26)를 포함한다. 조립체는, 제어 유닛(12)이 제 2 전류 측정 장치(28), 및 상기 제어 유닛의 전압원(14)으로부터의 전류(I0)가 제 1 전류(I1) 및 제 2 전류(I2)로 분할되는 회로 노드(30)를 포함하고, 상기 제 1 전류(I1)는 제 1 전류 측정 장치(26)로 이어지는 전류 경로로 흐르며 상기 제 2 전류(I2)는 제 2 전류 측정 장치(28)로 이어지는 전류 경로로 흐르고, 상기 제어 유닛(12)은 상기 제 2 전류(I2)의 전류 강도가 미리 정해진 임계값 아래로 떨어지는 경우 에러 메시지를 생성하도록 설계되는 것을 특징으로 한다. 독립 청구항은 상기 조립체의 작동 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 장치의 측면에서 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 매연 입자(soot particle) 센서와 제어 유닛으로 이루어진 조립체에 관한 것이고, 방법의 측면에서 독립 방법 청구항의 전제부에 따른 상기 조립체의 작동 방법에 관한 것이다.
상기 조립체와 상기 방법은 각각 그 자체로 알려진 것으로 가정된다. 본 발명과 관련하여 사용될 수 있는 매연 입자 센서는 예를 들어 DE 10 2006 042 362 A2로부터 알려져 있다. 매연 입자 센서는 예를 들어 내연 기관의 배기 가스에서 입자 필터의 기능을 모니터링하는데 사용된다.
그 자체로 알려진 조립체에서, 제어 유닛은 전압원, 및 상기 전압원에 전기 전도 방식으로 연결된 연결부를 포함하고, 상기 연결부에는 매연 입자 센서가 연결된다. 또한, 제어 유닛은, 상기 연결부를 거쳐 매연 입자 센서를 통해 흐르는 제 1 전류의 제 1 전류 강도를 측정하는 제 1 전류 측정 장치를 포함한다. 상응하게, 공지된 방법은 상기 연결부를 거쳐 매연 입자 센서를 통해 흐르는 제 1 전류의 제 1 전류 강도를 제어 유닛의 제 1 전류 측정 장치로 측정하는 단계를 포함한다.
측정 회로는 매연 입자 센서의 내부에서, 매연이 존재할 때 생긴 전기 전도성 매연 층을 통해 폐쇄되고, 상기 매연 층은 매연 입자 센서의 두 전극을 전기 전도 방식으로 연결한다. 측정 전류의 전류 강도는 매연 층의 두께에 따라 달라지므로, 매연 입자 센서가 노출된 측정 가스의 매연 농도를 나타내는 측정 변수이다. 매연 층의 전기 저항은 일반적으로 10 메가 옴 범위 내에 있다. 일반적인 측정 전류 강도는 0 내지 50 마이크로 암페어의 범위 내에 있다.
측정 회로에서 흐르는 전류는 단락이 발생할 때 특히 크다. 그러나 매연 입자 센서가 매연으로 과부하될 때도 전류가 특히 클 수 있는데, 그 이유는 침적된 매연의 저항이 매연 층의 두께에 반비례하기 때문이다.
일반적으로 가역적인 매연 과부하와 일반적으로 비가역적인 단락을 구별하기 위해, 경우에 따라 존재하는 매연 층이 탈 정도로 센서를 약 100 초 동안 가열하는 것이 알려져 있다. 이 과정을 타당성 검사 재생이라고도 한다. 타당성 검사 재생 후 측정 전류가 다시 상한값 아래로 떨어져서 에러 없는 상태에 대한 특성 값 범위에 있으면, 입자 필터 결함을 지시하는 에러 메시지가 나타난다. 매연 입자 센서는 일반적으로 입자 필터 하류의 측정 가스로서의 배기 가스 내에 배치된다.
입자 필터가 작동하는 경우, 입자 필터의 매연 과부하가 나타나지 않아야한다. 그럼에도 매연 과부하가 검출되면, 이는 입자 필터의 에러로서 평가된다. 타당성 검사 재생은 결함있는 입자 필터의 감지를 지연시킬 수 있다. 또한, 입자 필터는 가능한 결함 메시지 전에도 충분히 기능하고 있는 것으로 판단되어서는 안된다. 그 결과, 매연 입자 센서의 신호를 고려하는 입자 필터 진단의 경우, 타당성 검사 재생의 종료를 기다려야 하며, 이는 바람직하지 않다.
본 발명은 장치 측면에서 청구항 제 1 항의 특징이 그리고 방법 측면에서 독립 방법 청구항의 특징이 종래 기술과 다르다.
이에 따라, 본 발명에 따른 장치는, 제어 유닛이 전압원과 제 1 전류 측정 장치 사이에 위치한 직렬 저항, 제 2 전류 측정 장치, 및 상기 직렬 저항과 상기 제 1 전류 측정 장치 사이에 위치한 회로 노드를 포함하고, 상기 회로 노드에서, 직렬 저항을 통해 흐르는 전압원의 전류가 제 1 전류와 제 2 전류로 분할되며, 상기 제 1 전류는 제 1 전류 측정 장치로 이어지는 전류 경로로 흐르고 상기 제 2 전류는 제 2 전류 측정 장치로 이어지는 전류 경로로 흐르며, 상기 제어 유닛은 상기 제 2 전류 측정 장치로 측정할 수 있는 제 2 전류가 미리 정해진 임계값 아래로 떨어지는 경우 에러 메시지를 생성하도록 설계되는 것을 특징으로 한다.
상응하게, 본 발명에 따른 방법은, 제 2 전류 측정 장치로 측정할 수 있는 전류가 검출되어 하한 임계값과 비교되고, 제 2 전류 강도가 제 1 하한 임계값 아래로 떨어지는 경우 에러 메시지가 생성되며, 직렬 저항을 통해 흐르는 전압원의 전류가, 전압원과 제 1 전류 측정 장치 사이에 위치한 직렬 저항과 제 1 전류 측정 장치 사이에 위치한 회로 노드에서, 제 1 전류와 제 2 전류로 분할되고, 상기 제 1 전류는 상기 제 1 전류 측정 장치로 이어지는 전류 경로로 흐르며, 상기 제 2 전류는 상기 제 2 전류 측정 장치로 이어지는 전류 경로로 흐르는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 타당성 검사 재생없이 매연 입자 센서를 진단할 수 있다는 큰 장점을 갖는다. 제 1 전류 측정 장치의 측정 범위 초과가 매연 입자 센서의 매연 과부하에 의한 것인지 또는 차량 전기 시스템 전압 또는 차량 전기 시스템 접지에 대한 포지티브 매연 입자 센서 전극 리드의 단락에 의한 것인지의 결정이 즉각적으로 가능하다. 이로 인해, 측정 시간이 단축되고 진단 소프트웨어의 복잡성이 감소하며 필요한 보안 수준이 감소한다. 전기적 에러가 전원을 켠(power up) 후 10 초 이내에 감지되어야 하며 본 발명은 약 100 초가 걸리는 타당성 검사 재생의 생략에 의해 이 목표에 접근하기 때문에, 승인 기관의 더 큰 수락이 기대될 수 있다.
장치의 바람직한 실시예는 제 1 전류 측정 장치가 회로 노드와 제 1 연결부 사이에 연결되는 것을 특징으로 한다.
대안으로서, 제어 유닛의 제 1 전류 측정 장치는 제어 유닛의 제 2 연결부에 연결되고, 상기 연결부에는 매연 입자 센서의 리턴 라인이 연결된 되는 것이 바람직하다.
장치의 또 다른 바람직한 실시예는 제 1 전류 측정 장치가 측정 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전압원이 정전압원인 것이 더욱 바람직하다.
장치의 또 다른 바람직한 실시예는 전압원이 입력 직류 전압을 입력 직류 전압보다 큰 출력 직류 전압으로 변환하는 DC/DC 스텝-업 컨버터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
제 2 전류 측정 장치는 회로 노드에 연결된 분압기를 포함하고 분압기의 중앙 탭에서의 전압을 측정하도록 설계되는 것도 바람직하다.
본 발명의 방법 측면과 관련해서, 제 1 전류 강도는 매연 입자 센서의 측정 환경에서 매연 입자 농도에 대한 척도로서 평가되는 것이 바람직하다.
제 1 전류 강도의 평가 및 제 2 전류 강도와 제 2 하한 임계값의 비교를 포함하는 방법 시퀀스가 반복적으로 수행되고 상기 평가 및 상기 비교가 각각 동일한 방법 사이클에서 수행되는 것이 더 바람직하다.
또 다른 바람직한 실시예는 매연 입자 센서가 측정 가스 흐름에서 상기 측정 가스 흐름을 필터링하는 입자 필터 하류에 배치되는 경우, 제 2 전류 강도가 제 1 하한 임계값보다 큰 제 2 하한 임계값과 비교되고, 상기 제 2 전류 강도가 미리 정해진 지속 시간보다 오래 제 2 임계값 아래로 떨어지며 제 1 임계값 아래로 떨어지지 않는 경우 입자 필터가 에러를 갖는 것으로 판단되는 것을 특징으로 한다.
추가 장점들은 다음 설명, 도면들 및 종속 청구항들에 제시된다. 상기 언급된 특징들과 아래에 설명될 특징들은 각각 제시된 조합으로뿐만 아니라, 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서, 다른 조합으로 또는 단독으로도 사용될 수 있음은 당연하다.
본 발명의 실시예들은 도면에 도시되고 다음 설명에서 더 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 조립체의 제 1 실시예를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 조립체의 제 2 실시예를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 방법의 실시예로서 흐름도를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 조립체의 제 2 실시예를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 방법의 실시예로서 흐름도를 도시한다.
구체적으로, 도 1은 매연 입자 센서(10)와 제어 유닛(12)으로 이루어진 조립체를 도시하고, 상기 제어 유닛(12)은 전압원(14), 및 상기 전압원(14)에 전기 전도 방식으로 연결된 제 1 연결부(16)를 포함한다. 매연 입자 센서(10)의 제 1 전극(18)은 제 1 연결부(16)에 연결된다. 매연 입자 센서의 제 2 전극(20)은 접지(22)에 연결된다. 매연 입자를 운반하는 배기 가스에서 매연 입자 센서(10)가 작동될 때 제 1 전극(18)은 매연 층을 통해 제 2 전극(20)과 전기적으로 연결된다. 매연 층은 도 1에서 저항(24)으로 나타난다. 매연 층의 저항 값은 메가 옴 범위에 있으며 매연 층의 두께를 반영한다. 매연 층의 두께는 측정 가스 내의 매연 입자 농도와 상관된다.
전압원(14)은 바람직하게는 정전압원, 특히 입력 직류 전압을 더 높은 출력 직류 전압으로 변환하는 DC/DC 스텝-업 컨버터이다. 입력 직류 전압은 예를 들어 본 발명이 사용되는 자동차의 제어 유닛 내부 직류 전압 또는 차량 전기 시스템 전압이다. 출력 직류 전압은 예를 들어 20V 내지 40V이다. 제어 유닛(12)은, 제 1 연결부(16)를 거쳐 매연 입자 센서(10)를 통해 흐르는 제 1 전류(I1)의 제 1 전류 강도를 정확하게 측정하는 제 1 전류 측정 장치(26)를 포함한다.
제어 유닛(12)은 전압원(14)과 제 1 전류 측정 장치(26) 사이에 전기적으로 배치된 직렬 저항(R1), 제 2 전류 측정 장치(28), 및 상기 직렬 저항(R1)과 상기 제 1 전류 측정 장치(26) 사이에 전기적으로 배치된 회로 노드(30)를 포함한다. 제 1 전류 측정 장치(26)는 회로 노드(30)와 제 1 연결부(16) 사이에 연결된다. 회로 노드(30)에서, 직렬 저항(R1)을 통해 흐르는 전압원(14)의 전류(I0)가 제 1 전류(I1)와 제 2 전류(I2)로 분할된다. 제 1 전류(I1)는 회로 노드(30)로부터 제 1 전류 측정 장치(26)로 이어지는 전류 경로로 흐르고, 제 2 전류(I2)는 제 2 전류 측정 장치(28)로 이어지는 전류 경로로 흐른다.
제 1 전류 측정 장치(26)는 측정 저항(R6), 및 측정 저항(R6) 양단의 전압 강하를 검출하는 측정 증폭기(26.1)를 포함한다. 측정 저항(R6)은 회로 노드(30)로부터 제 1 연결부(16)로 이어지는 전류 경로에 위치하며, 이를 통해 제 1 전류(11)가 흐른다. 측정 증폭기(26.1)는 증폭된 측정 전류를 출력하는 연산 증폭기를 포함하고, 상기 증폭된 측정 전류는 저항(R10)을 통해 접지로 흘러 전압 강하를 생성한다. 이 전압 강하는 제 1 아날로그/디지털 변환기(26.2)에 의해 검출되고 제어 유닛(12)의 마이크로 프로세서(31)에 전송된다. 측정된 전압 강하는 마이크로 프로세서(31)에 의해 측정 가스 중의 매연 농도에 대한 척도로서 추가 처리되어 추가로 사용된다.
제 2 전류 측정 장치(28)는 저항들(R2, R3)로 이루어진 분압기(32)를 포함하고, 상기 분압기(32)의 제 1 단부는 회로 노드(30)에 연결된다. 분압기의 제 2 단부는 접지(22)에 연결된다. 제 2 전류 측정 장치(28)의 구성 요소인 제 2 아날로그/디지털 변환기(34)는 분압기(32)의 중앙 탭(32.1)에 연결된다. 중앙 탭(32.1)에 설정된 전압은 제 2 아날로그/디지털 변환기(34)에 의해 검출되고 제어 유닛(12)의 마이크로 프로세서(31)에 전송된다. 이 전압은 이하에서 제 2 전류 강도라고도 하는 제 2 전류(I2)의 전류 강도에 대한 척도이다. 제어 유닛(12)은 적절한 프로그래밍에 의해, 미리 정해진 임계값보다 작은 제 2 전류 강도(I2)를 전기적 에러로서 평가하도록 설계된다.
전압원(14)의 출력 전압이 35 볼트인 실시예에서, 저항들(R1, R2, R3)은 예를 들어 다음 값을 갖는다: R1 = 20 킬로 옴, R2 = 100 킬로 옴, R3 = 15 킬로 옴. 그러나 R2 및 R3는 예를 들어 R2 = 1 메가 옴, R3 = 150 킬로 옴의 조합으로 또는 매우 넓은 범위의 다른 조합으로 설계될 수도 있다. 제 2 아날로그/디지털 변환기(34)에 의해 디지털화될 수 있는 0V 내지 5V의 전압이 분압기(32)의 중앙 탭(32.1)에 설정되는 것은 저항값의 선택을 위해 필수적이다.
에러 없는 정상 작동에서 I1은 일반적으로 0-50 ㎂의 값을 갖기 때문에, 이 범위에서 측정 작동 중에 R1에서의 상당한 전압 강하가 없다. 더 높은 전류에서야, 특히 단락의 경우, 진단 목적을 위해 사용될 수 있는 평가 가능한 신호가 분압기(32)를 통해 발생한다.
마이크로 프로세서(31)는 무엇보다도 제 1 전류 측정 장치(26)에 의해 검출된 제 1 전류 강도(I1)와 상한값을 비교한다. 전류(I1)에 대한 상한값을 초과하는 측정값은, 제 1 연결부(16)를 통해 매연 입자 센서(10)의 제 1 전극(18)으로 이어지며 제 1 전극(18)을 포함하는 전류 경로가 접지 단락 또는 차량 전기 시스템 전압에 대한 단락을 갖는 경우에 발생할 수 있다. 에러 없는 상태에서 상기 전류 경로에서의 전압은 차량 전기 시스템 전압으로부터 DC/DC 상향 변환에 의해 나타나므로 에러 없는 상태에서는 차량 전기 시스템 전압보다 크다.
매연 입자 센서(10)의 저항(24)의 값은, 단락이 없고 매연 입자 센서(10)의 매연 부하가 다소 작은 경우에 매우 크다. 극단의 경우, 저항(24)의 값은 무한히 크다. 이 경우, 전압원(14)으로부터 회로 노드(30)로 가는 전류(I0)의 전류 강도와 회로 노드(30)에 설정된 전압의 값은 저항들(R1, R2 및 R3)의 값에 의해 결정된다.
매연 부하가 증가함에 따라 저항(24)이 작아지면, 회로 노드(30)로부터 전류가 공급되는 회로 부품의 전체 저항이 감소한다. 도 1에서, 이들 모두는 회로 노드(30)의 우측에 놓인 회로 부품이다. 결과적으로, 전압원(14)의 전압이 일정하면, 전압원(14)으로부터 저항(R1)을 통해 회로 노드(30)로 흐르는 전류(I0)가 증가한다. 이에 따라, R1을 통해 더 큰 전압이 강하하며, 이는 회로 노드(30)에서의 전압이 감소하게 한다. 그러면, 분압기(32)를 통해 흐르는 전류(I2)의 전류 강도도 감소하여, 제 2 전류 측정 장치(28)의 제 2 아날로그/디지털 변환기(34)도 무한히 큰 저항(24)의 경우에서보다 낮은 전압을 측정한다.
반대로, 저항(24)의 값이 감소함에 따라 제 1 전류(I1)의 전류 강도가 증가한다. 이 제 1 전류 강도(I1)는 제 1 전류 측정 장치(26)에 의해 검출되어 마이크로 프로세서(31)로 전달된다. 매연 부하가 클수록 제 1 전류 강도(I1)도 커진다. 특정 크기의 매연 부하에서, 측정 증폭기(26.1)의 연산 증폭기는 포화 상태로 된다. 즉, 센서 전극의 매연 부하가 증가함에도 출력 신호가 일정하게 유지되어, 더 증가하는 매연 부하를 적절하게 나타내지 못한다.
제어 유닛(12)의 제 1 연결부(16)에 연결된 센서 리드가 더 낮은 전압, 예를 들어 차량 전기 시스템 전압 또는 접지에 대해 단락되는 경우에도 동일한 효과가 나타난다. 이 두 가지 경우에 흐르는 전류(I1)의 전류 강도와 관련하여 단락과 매연 과부하는, 단락의 경우 제 1 전류 강도가 매연 과부하의 경우에서보다 훨씬 크다는 점에서 다르지만, 이는 제 1 전류 측정 장치(26)의 신호에서 구별될 수 없다.
이 상황에서, 제 2 전류 측정 장치(28)의 효과가 나타난다. 매연 입자 센서(10)의 매연 과부하에서 예상될 수 있는 평균 전류 강도(I1)에서, 저항(R1)을 통한 평균 전압 강하가 나타나고, 이는 제 2 전류 측정 장치(28)의 평균 신호에 반영된다. 반면에, 단락은 더 높은 전류 강도(I1)로 이어지고, 그에 따라 회로 노드(30)에서의 더 낮은 전위 및 제 2 전류 측정 장치(28)의 분압기(32)의 저항들(R2 및 R3) 사이의 중앙 탭(32.1)에서의 더 낮은 전위로 이어진다. 상기 두 저항(R2 및 R3) 사이의 중앙 탭(32.1)에서의 전위는 제 2 아날로그/디지털 변환기(34)에 의해 측정값으로서 검출되어 마이크로 프로세서(31)로 전송된다.
마이크로 프로세서(31)는 제어 유닛(12)의 적절한 프로그래밍에 의해, 측정값을 미리 정해진 임계값과 비교하고, 상기 측정값이 상기 임계값보다 작은 경우 에러 메시지를 출력하도록 설계된다. 임계값은 바람직하게는 전기적 에러와 매연 입자 센서의 매연 과부하를 구별할 수 있도록 미리 결정된다. 에러 메시지는 바람직하게는 상기 조립체가 자동차에 사용될 때 운전자 또는 승객의 시야에 있는 에러 램프(36)가 켜지게 한다. 상기 켜기는 바람직하게는 통계적 검증 후에만 즉, 에러가 미리 정해진 횟수만큼 감지된 경우에만 수행된다. 대안으로서 또는 추가로, 전기적 에러를 나타내는 에러 메시지가 제어 유닛(12)의 메모리에 저장된다.
도 2는 본 발명에 따른 조립체의 다른 실시예를 도시한다. 도 2의 대상은 제어 유닛(12)의 제 1 전류 측정 장치(26)가 매연 입자 센서(10)의 리턴 라인 연결부에 연결된다는 점에서 도 1의 대상과 다르다.
구체적으로, 도 2는 매연 입자 센서(10)와 제어 유닛(12)으로 이루어진 조립체를 도시하고, 상기 제어 유닛(12)은 전압원(14), 및 상기 전압원(14)에 전기 전도 방식으로 연결된 제 2 연결부(38)를 포함하며, 상기 제 2 연결부(38)에 매연 입자 센서(10)가 연결된다. 제어 유닛(12)은, 상기 제 2 연결부(38)를 지나 매연 입자 센서(10)를 통해 흐르는 제 1 전류(I1)의 제 1 전류 강도를 측정하는 제 1 전류 측정 장치(26)를 포함한다. 제어 유닛(12)은 전압원(14)과 제 1 전류 측정 장치(26) 사이에 놓인 직렬 저항(R1), 제 2 전류 측정 장치(28), 및 상기 직렬 저항(R1)과 상기 제 1 전류 측정 장치(26) 사이에 놓인 회로 노드(30)를 포함하고, 상기 회로 노드(30)에서, 상기 직렬 저항(R1)을 통해 흐르는 전압원(14)의 전류(I0)가 제 1 전류(I1) 및 제 2 전류(I2)로 분할된다. 제 1 전류(I1)는 제 1 전류 측정 장치(26)로 이어지는 전류 경로로 흐르고, 제 2 전류(I2)는 제 2 전류 측정 장치(28)로 이어지는 전류 경로로 흐른다. 제어 유닛(12)은, 제 2 전류 측정 장치(28)로 측정될 수 있는 제 2 전류(I2)의 전류 강도가 미리 정해진 임계값 아래로 떨어진 경우, 에러 메시지를 생성하도록 설계된다.
도 1의 대상과는 달리, 도 2의 대상에서 제 1 전류 측정 장치(26)는 회로 노드(30)와 센서 리드가 연결된 제 1 연결부(16) 사이에 연결되지 않는다. 그 대신, 도 2의 대상에서 제 1 전류 측정 장치(26)는 매연 입자 센서(10)의 리턴 라인이 연결된 제어 유닛(12)의 제 2 연결부(38)에 연결된다. 이 조립체는 도 1에 따른 회로와 유사한 회로 특성을 갖는다. 특히, 센서 리드의 단락은 도 1을 참조하여 설명한 인과 관계에 의해 제 2 전류 측정 장치(28)의 분압기(32)의 중앙 탭(32.1)에서 전위의 저하를 초래하고, 이는 매연 과부하와 전기적 에러(단락)를 구별할 수 있게 한다.
도 3은 본 발명에 따른 방법의 실시예로서 흐름도를 도시한다. 제어 유닛(12)에서 실행되는, 매연 입자 센서(10)의 신호를 제어하고 평가하기 위한 상위의 메인 프로그램(100)으로부터, 제 2 전류 측정 장치(28)의 측정값이 판독되는 단계(102)가 반복적으로 달성된다. 후속 단계(104)에서, 측정값은 미리 정해진 임계값과 비교된다. 측정값이 임계값보다 작지 않으면, 메인 프로그램(100)으로의 복귀가 수행된다. 메인 프로그램에서, 예를들어 제 1 전류 측정 장치(26)의 신호가 평가되고 입자 농도가 상기 신호에 할당된다.
반면에, 측정값이 임계값보다 작으면, 프로그램은 단계(106)로 분기하고, 이 단계에서 이 상황이 에러로서 평가된다. 에러로서의 평가는 에러 카운터의 증가 동안 그리고 에러 발생 빈도의 저장 및/또는 에러 발생시 에러 램프 켜기 또는 에러 발생에 대한 통계적 검증을 포함한 에러 발생 빈도의 결정 동안 수행될 수 있다. 여기서도 후속해서 메인 프로그램으로의 복귀가 수행된다.
10: 매연 입자 센서
12: 제어 유닛
14: 전압원
16: 제 1 연결부
26: 제 1 전류 측정 장치
26.1: 측정 증폭기
28: 제 2 전류 측정 장치
30: 회로 노드
32: 분압기
32.1: 중앙 탭
12: 제어 유닛
14: 전압원
16: 제 1 연결부
26: 제 1 전류 측정 장치
26.1: 측정 증폭기
28: 제 2 전류 측정 장치
30: 회로 노드
32: 분압기
32.1: 중앙 탭
Claims (10)
- 매연 입자 센서(10)와 제어 유닛(12)의 조립체로서, 상기 제어 유닛(12)은 전압원(14), 및 상기 전압원(14)에 전기 전도 방식으로 연결된 제 1 연결부(16; 38)를 포함하고, 상기 제 1 연결부(16; 38)에는 상기 매연 입자 센서(10)가 연결되며, 상기 제어 유닛(12)은, 상기 제 1 연결부(16; 38)를 거쳐 상기 매연 입자 센서(10)를 통해 흐르는 제 1 전류(I1)의 제 1 전류 강도를 측정하는 제 1 전류 측정 장치(26)를 포함하는, 상기 조립체에 있어서,
상기 제어 유닛(12)은 상기 전압원(14)과 상기 제 1 전류 측정 장치(26) 사이에 위치한 직렬 저항(R1), 제 2 전류 측정 장치(28), 및 상기 직렬 저항(R1)과 상기 제 1 전류 측정 장치(26) 사이에 위치한 회로 노드(30)를 포함하고, 상기 회로 노드(30)에서, 상기 직렬 저항(R1)을 통해 흐르는 상기 전압원(14)의 전류(I0)가 제 1 전류(I1)와 제 2 전류(I2)로 분할되며,
상기 제 1 전류(I1)는 상기 제 1 전류 측정 장치(26)로 이어지는 전류 경로로 흐르고, 상기 제 2 전류(I2)는 상기 제 2 전류 측정 장치(28)로 이어지는 전류 경로로 흐르며,
상기 제어 유닛(12)은, 상기 제 2 전류 측정 장치(28)로 측정 가능한 상기 제 2 전류(I2)의 전류 강도가 미리 정해진 임계값 아래로 떨어지는 경우 에러 메시지를 생성하도록 설계되고,
상기 제 1 전류 측정 장치(26)는 상기 회로 노드(30)와 상기 제 1 연결부(16) 사이에 연결되는 것을 특징으로 하는 조립체. - 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전류 측정 장치(26)는 측정 증폭기(26.1)를 포함하는 것을 특징으로 하는 조립체.
- 제 1 항에 있어서, 상기 전압원(14)은 정전압원인 것을 특징으로 하는 조립체.
- 제 1 항에 있어서, 상기 전압원(14)은 입력 직류 전압을 상기 입력 직류 전압보다 큰 출력 직류 전압으로 변환하는 스텝-업 컨버터를 포함하는 것을 특징으로 하는 조립체.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 전류 측정 장치(28)는 상기 회로 노드(30)에 연결된 분압기(32)를 포함하고, 상기 분압기(32)의 중앙 탭(32.1)에서의 전압을 측정하도록 설계되는 특징으로 하는 조립체.
- 제어 유닛(12)과 매연 입자 센서(10)를 구비하는 조립체의 작동 방법으로서, 상기 제어 유닛(12)은 전압원(14), 및 상기 전압원(14)에 전기 전도 방식으로 연결된 제 1 연결부(16)를 포함하고, 상기 제 1 연결부(16)에는 상기 매연 입자 센서(10)가 연결되며, 상기 제 1 연결부(16)를 거쳐 상기 매연 입자 센서(10)를 통해 흐르는 제 1 전류(I1)의 제 1 전류 강도가 상기 제어 유닛(12)의 제 1 전류 측정 장치(26)로 측정되는, 상기 조립체의 작동 방법에 있어서,
상기 전압원(14)에 의해 생성된 전류(I0)는 직렬 저항(R1)을 통해 안내되며, 상기 직렬 저항(R1) 하류에 위치한 회로 노드(30)에서 상기 제 1 전류(I1)와 제 2 전류(I2)로 분할되고,
상기 제 2 전류(I2)의 전류 강도가 제 2 전류 강도로서 제 2 전류 측정 장치(28)로 측정되며, 상기 제 2 전류 강도(I2)는 임계값과 비교되고,
상기 제 2 전류 강도(I2)가 상기 임계값 아래로 떨어지는 경우 에러 메시지가 생성되고,
상기 제 1 전류 측정 장치(26)는 상기 회로 노드(30)와 상기 제 1 연결부(16) 사이에 연결되는 것을 특징으로 하는 조립체의 작동 방법. - 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 전류 강도(I1)는 상기 매연 입자 센서(10)의 측정 환경에서 매연 입자 농도에 대한 척도로서 평가되는 것을 특징으로 하는 조립체의 작동 방법.
- 제 9 항에 있어서, 상기 제 1 전류 강도의 평가 및 상기 제 2 전류 강도와 제 2 하한 임계값의 비교를 포함하는 방법 시퀀스는 반복적으로 수행되고, 상기 평가 및 상기 비교는 각각 동일한 방법 사이클에서 수행되는 것을 특징으로 하는 조립체의 작동 방법.
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|---|---|---|---|---|
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Patent Citations (3)
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| US20110015824A1 (en) | 2009-07-14 | 2011-01-20 | Continental Automotive Gmbh | Method for the on-board functional diagnosis of a soot sensor in a motor vehicle and/or for the detection of further constituents in the soot |
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