Patent DE-102009001672-B4 (DE)
Title: Gassensorsteuerungssystem mit Sensorzellenstromkorrektur zur Sicherstellung einer erhöhten Auflösung bei der Strom/Spannungsumwandlung und A/D-Umwandlung
Inventor: HADA SATOSHI
IPC: G01N27/419
Filed: 2009-03-19
Granted: 2021-01-28
Abstract: Gassensorsteuersystem zum Steuern der Betriebsweise eines Gassensors, der mit einer Abtastvorrichtung (10) ausgerüstet ist, die eine erste Zelle (31), eine zweite Zelle (34) und eine dritte Zelle (35) umfasst, die jeweils aus einem Festelektrolyt (11, 12) ausgebildet sind, und eine darin ausgebildete Gaskammer (14, 16) aufweisen, die erste Zelle (31) ist zur Steuerung einer Sauerstoffmenge eingerichtet, die in einem in die Gaskammer eingelassenen Gas enthalten ist, um die Sauerstoffkonzentration in dem Gas auf einem gegebenen gesteuerten Niveau zu halten, die zweite Zelle (34) ist zur Erzeugung eines elektrischen Stroms als Funktion einer in dem Gas enthaltenen Sauerstoffkonzentration eingerichtet, bei dem die Sauerstoffmenge durch die erste Zelle (31) gesteuert worden ist, und die dritte Zelle (35) ist zur Erzeugung eines elektrischen Stroms als eine Funktion einer Konzentration eines vorausgewählten Bestandteils des Gases eingerichtet, bei dem die Sauerstoffmenge durch die erste Zelle (31) gesteuert worden ist, mit:einer Schaltung (45) der zweiten Zelle (34) mit einem Strom/Spannungswandler (61), der mit der zweiten Zelle (34) verbunden ist, um den durch die zweite Zelle (34) erzeugten elektrischen Strom abzutasten und in eine Spannung umzuwandeln, und die Spannung als Strommesswert der zweiten Zelle (34) auszugeben;einer Schaltung (46) der dritten Zelle (35) mit einem Strom/Spannungswandler (81), der mit der dritten Zelle (35) verbunden ist;einer Stromeinstelleinrichtung (47), die zur Erzeugung eines Einstellstroms (Iadj) arbeitet, der ein als eine Funktion des von der Schaltung (45) der zweiten Zelle (34) ausgegebenen Strommesswerts der zweiten Zelle (34) bestimmter elektrischer Strom ist; undeinem Verzweigungsschaltungspfad (L2), der mit einem Verbindungspunkt zwischen dem Strom/Spannungswandler (81) der Schaltung (46) der dritten Zelle (35) und der dritten Zelle (35) verbunden ist, und durch den der Einstellstrom (Iadj) zum Eingeben des durch die dritte Zelle (35) erzeugten elektrischen Stroms minus dem Einstellstrom (Iadj) in den Strom/Spannungswandler (81) der Schaltung (46) der dritten Zelle (35) fließt, so dass der Strom/Spannungswandler (81) den elektrischen Strom minus dem Einstellstrom (Iadj) in eine Spannung umwandelt, und die Spannung als die Konzentration des vorausgewählten Bestandteils des Gases repräsentierender Strommesswert der dritten Zelle (35) ausgibt, wobei ein Subtrahieren des Einstellstroms (Iadj) von dem durch die dritte Zelle (35) erzeugten elektrischen Strom durchgeführt wird, und dann eine Differenz zwischen dem Einstellstrom (Iadj) und dem durch die dritte Zelle (35) erzeugten elektrischen Strom in den Strom/Spannungswandler (81) der Schaltung (46) der dritten Zelle (35) eingegeben wird, die Stromeinstelleinrichtung (47) mit einem Ausgangsanschluss der Schaltung (45) der zweiten Zelle (34) verbunden ist, und zur Bestimmung des Einstellstroms (Iadj) auf der Grundlage des von der Schaltung (45) der zweiten Zelle (34) ausgegebenen Strommesswerts der zweiten Zelle (34) und zum Aufbau eines Flusses des Einstellstroms (Iadj) durch den Verzweigungsschaltungspfad (L2) in einer Richtung eingerichtet ist, in der der Einstellstrom (Iadj) von der Schaltung (46) der dritten Zelle (35) herausgezogen wird, die Stromeinstelleinrichtung (47) den Einstellstrom (Iadj) identisch zu dem durch die zweite Zelle (34) erzeugten elektrischen Strom erzeugt, die Stromeinstelleinrichtung (47) zum Regulieren einer Differenz zwischen einer Empfindlichkeit der zweiten Zelle (34) zur Erzeugung des elektrischen Stroms in Reaktion auf die Sauerstoffkonzentration und einer Empfindlichkeit der dritten Zelle (35) zur Erzeugung des elektrischen Stroms in Reaktion auf die Sauerstoffkonzentration entworfen ist,das Gassensorsteuersystem ferner einen Analog/Digital-Wandler aufweist, in den der von der Schaltung (46) der dritten Zelle (35) ausgegebene Strommesswert der dritten Zelle (35) eingegeben wird, und der den Strommesswert der dritten Zelle (35) in ein digitales Signal umwandelt, dass die Konzentration des vorausgewählten Bestandteils des Gases angibt.