(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内、とりわけ、車両の室内の換気制御用センサ装置であって、ここで、ディーゼル燃料による排ガスの検出のためのセンサ及びガソリン燃料による排ガスの検出のためのセンサが使用され、これらのセンサの信号が、電子的評価回路により評価され、ここで、外部空気の品質が劣化した場合外気の直接の供給が中断され、空気循環動作モードに切り換えられるように構成されている、室内の換気制御用センサ装置において、
ディーゼル燃料による排ガス又はガソリン燃料による排ガスの検出の際惹起されるセンサ抵抗の変化がガスの性質には無関係に同じ方向経過を有する電気的信号変化をもたらすように、ディーゼル燃料による排ガスの検出のために使用されるセンサ及びガソリン燃料による排ガスの検出のために使用されるセンサは電気的に接続されていることを特徴とする室内の換気制御用センサ装置。
【請求項２】
ディーゼル燃料による排ガスの検出のため設けられたセンサがガソリン燃料による排ガスの検出のため設けられたセンサと直列に接続されており、前記センサ間で電気信号が取出されるように構成されていることを特徴とする請求の範囲１記載の装置。
【請求項３】
ガソリン燃料による排ガスの検出のため設けられたセンサ及びディーゼル燃料による排ガスの検出のため設けられたセンサは、夫々、１つのオーム抵抗と合わさって１つの分圧器を形成するように相互接続されており、取出された電気信号が相互に減算されるように構成されていることを特徴とする請求の範囲１記載の装置。
【請求項４】
ガソリン燃料による排ガスの検出のため設けられたセンサ及びディーゼル燃料による排ガスの検出のため設けられたセンサは、夫々、１つのオーム抵抗と合わさって１つの分圧器を形成するように相互接続されており、取出された各電気信号が相互に加算されるように構成されていることを特徴とする請求の範囲１記載の装置。
【請求項５】
ガソリン燃料による排ガスの検出のため設けられたセンサ及びディーゼル燃料による排ガスの検出のため設けられたセンサは、夫夫、並列及び直列抵抗と接続されていることを特徴とする請求の範囲１から４までのうちいずれか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
車両の換気を次のように制御することが提案されている、即ち、車両が有害物質濃度の増大したゾーンを通過走行する際は、常に換気モードを直接的外気採り入れモードから空気循環動作モードへ切り換えがなされるように制御することが提案されている。
ここで、適当なセンサシステムが外気の有害物質含有量を測定し、上述の意味合いで空気循環弁へ作用を及ぼす。亦、下記の刊行物をも参照すべきである。
ＤＥ    ３３  ０４  ３２４  Ａ１
ＷＯ    ８８／０２７０４
ＤＥ    ３７  ３１  ７５４  Ａ１
ＤＥ    ３５  ２６  ４６２  Ｃ２
ＤＥ    ３６  ６５  ０４４  Ａ１
ＥＰ    ０  ２２１  ９７１
唯一のセンサ素子を有する通常のシステム、例えば、二酸化錫センサを有するシステムは、ガソリンによる排気ガス内に含有されている酸化可能なガス（一酸化炭素、炭化水素）しか検出できないので、ディーゼル機関による排気ガス（酸化窒素、二酸化硫黄、有臭物質）に対して過敏の難があると指摘されている。
上記理由により、例えば、ＵＳ−Ａ−５  ３２０  ５７７により、２つのセンサを有するシステムが提案されている。そのうちの１つのセンサは、ディーゼル燃料による排ガス（例えば三酸化タングステン）用のセンサ、もう１つのセンサは、ガソリン燃料による排ガス（例えば、二酸化錫）用のセンサである。各センサには、１つの固有の信号経路が対応付けられている。少なくとも各センサには、１つのＡ／Ｄ変換器が配属されており、該Ａ／Ｄ変換器は、信号を中央評価ユニット（例えばマイクロプロセッサ）に伝送する。
そのように構成された２センサーシステムの機能は、諸要求を充足するものの、２チャンネル信号評価部は、比較的大きなコストを要する。
本発明の課題とするところは、１チャネル信号処理により、コスト及び所要構成手段ないし所要時間、複雑性等を低減することにある。
ここで、本発明は、次のような観測事項に着目、これを活用するものである。
図４は、二酸化錫センサの典型的信号特性を示し、上記二酸化錫センサは、ガソリン燃料による排ガス４．１にさらされ、そして、事後にディーゼル燃料による排ガス４．２にさらされたものである。ガソリン燃料による排ガスの場合、センサ抵抗が著しく低減する。ディーゼル燃料による排ガスの場合、センサ抵抗の増大の程度は、比較的わずかである。
図５は、三酸化タングステンセンサの典型的信号経過を示し、前記三酸化タングステンセンサは、ガソリンによる排ガス５．１にさらされ、その後にディーゼル燃料燃料による排ガス５．２にさらされたものである。ガソリン燃料による排ガスの場合、センサ抵抗はわずかに低減する。ディーゼル燃料による排ガスの場合センサ抵抗は、著しく増大する。
実地で明らかになったところによれば、両ガス群は、道路交通にて決して同時に、均質な化学量論比で発生、出現することはない。却って、種々の性質の短い衝撃的ガスは、比較的早期に相次いでセンサのところに到達する。
従って、本発明は、図１に相応する基本構成を提案するものである。二酸化錫センサ１は、三酸化タングステンセンサ２と共に分圧器として接続構成されている。分圧器電圧５は、信号処理部３に供給される。出力信号４によっては空気循環弁が制御される。ディーゼル燃料ないし軽油による排ガスパルスないし衝撃的排気ガス又はガソリン燃料による排ガスパルスないし衝撃的排ガスがセンサのところに準直列的に、ないし、ほぼ相次いで達するので、センサ１（ガソリン燃料による排気ガス）が低オーム性になるか、又は、センサ２が高いオーム性になる。それというのは、後者の場合において、高いオーム性になるのは、ディーゼル燃料による排ガスが生じているからである。いずれにしろ、当該の場合において、分圧器電圧として正の電圧パルスを観測できる。センサを相互に入れ替えた場合、勿論負方向に極性づけられた電圧パルスが観測される。
有利には、分圧器電圧は、唯１つのチャネルで後続処理され、それによりコストが著しく低減される。
種々異なるセンサ特性を生理的必要性に適合させるため、各センサ素子には、図６に示すように直列及び並列抵抗が接続される。それにより、ディーゼル燃料による排ガスが同じ排ガス濃度のもとで、係数２０〜４０だけ、ないし、２０〜４０倍一層より高い電圧パルスを生じさせることが達成される。
図２に示す１つの変化実施例では、各センサは、夫夫オーム抵抗と共に１つの分圧器を形成する。分圧器電圧は、オペアンプ２５において適正位相で加算され、その結果当該の出力側に、ガスに依存する電圧パルスが観測され、該電圧パルスは、常に、供給されるガスの性質に無関係に同じ方向に向く。
図３に示すさらなる変化実施例では、センサは、夫々、分圧器の上方及び下方分岐中に配置されている。両分圧器電圧は加算される。3.5参照。
さらなる変化実施例も可能であり、ここで、常に２つのセンは次のように接続されている、即ち両センサの抵抗特性経過の傾向ないし特性経過により、同一の電圧特性経過生ぜしめられるように接続されている。
特に有利には、センサ素子及び信号処理部を相互に分離しなければならない場合、本発明の基本技術思想を利用できる。コスト上の理由から、屡々次のことが要求される、即ち、車両のエアコン制御装置において複雑な処理が行われ、これに反し、センサは、他のところへ移されることが屡々要求される。
ここにおいて、有利には、１つに共通のヒータを有する基板、サブストレート上に、二酸化錫センサ及び三酸化タングステンセンサの双方が被着される。
上記のコンビ（組合せ）センサは、図７に示すように、１つの回路内に統合化、集積化され、ここで分圧器電圧に対して、オペアンプ７．３にてインピーダンス変換が行われる。制御器電子回路７．４は、加熱抵抗７．５に次のように給電する、即ち、一定の温度が走行時風及び外部温度の状態に無関係に達せられるように給電する。
両センサのまとめられれた信号は、唯一の電気線路を介して評価部に供給される。
勿論、本発明の技術思想の使用により同じ目標を２つの個別のセンサで達成できる。
本明細書中では敏過性の金属酸化物である酸化錫及び三酸化タングステンのみに就いて説明してあるが、勿論、他の金属酸化物例えば、ＺｎＯ，ＳｎｘＭｙＯｚ，ＴｉｘＭｙＯｚ，Ｉｎ２０３、ＩＴＯ等が使用可能であり、ここで、両ガス群に対して敏過性のセンサは、常に、次のように接続構成される、即ち、同じ方向に向いた電圧又は抵抗特性経過が生じ、該電圧又は抵抗特性経過は、相応して、信号処理段にて後続処理されるように接続構成されている。
各センサに対してアナログ/デジタル変換器、Ａ／Ｄ変換器がセンサ値をデジタル化できることは、当業者には自明である。このことは、集積化Ａ／Ｄ変換器を有するマイクロコントローラの場合何らの余分のコストを要しない。ここで、提示した本発明の教示は次のような場合にも成立つ、即ち、さらなる信号処理部においてセンサ値が前述の形態でまとめられ、合成される場合にも成立つ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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