FR2654514A1 - Dispositif d'alimentation electrique d'une pompe a oxygene formant partie d'une sonde a oxygene lineaire. - Google Patents
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Abstract
Le dispositif comprend un pont de transistors (T1,T2,T3,T4) commandé par un microprocesseur (mu P). Celui-ci traite un signal de mesure (Vs) délivré par une cellule de mesure (1) de la sonde pour commander le sens et la durée du passage dans une pompe à oxygène (2) d'un courant I d'amplitude prédeterminé, asservi à (Vs). Une commande périodique alternative à rapport cyclique variable du courant envoyé dans la sonde est assurée par des commutations appropriées des transistors du pont. Application à la mesure du rapport air/carburant du mélange d'alimentation d'un moteur à combustion interne.
Description
La présente invention est relative à un dispositif d'alimentation
électrique d'une pompe à oxygène formant partie d'une sonde à oxygène linéaire et, plus particulièrement, à une telle sonde utilisée pour la mesure de la teneur en oxygène des gaz d'échappement d'un
moteur à combustion interne.
On sait qu'un paramètre important du fonctionnement d'un moteur à combustion interne est le coefficient d'air lambda (X' représentatif du rapport air/carburant du mélange qui alimente le moteur, divisé par le rapport correspondant à un mélange stoechiométrique L'importance de ce paramètre provient de son influence sur la puissance du moteur, sur sa consommation spécifique et surtout sur la composition des gaz d'échappement du moteur, en particulier en gaz nocifs Des lois antipollution de plus en plus sévères imposent aux motoristes de prévoir une régulation de ce coefficient X, permettant d'obtenir une
combustion du mélange aussi parfaite que possible.
A cet effet, on mesure indirectement la composition de celui-ci par une détection de la quantité d'oxygène présente dans les gaz d'échappement Etant donné que ces gaz contiennent de l'oxygène même quand le mélange est "riche" ( X < 1), la mesure de cette quantité d'oxygène permet de mesurer la composition du mélange qui alimente
le moteur.
On utilise à cet effet un capteur connu sous le nom de "sonde à oxygène" ou "sonde lambda", cette sonde étant
placée dans le courant des gaz d'échappement du moteur.
Classiquement une telle sonde est constituée d'une masse d'oxyde de zirconium ou de titane placée entre deux électrodes, une des électrodes étant exposée aux gaz d'échappement, à travers une couche de protection en céramique poreuse, tandis que l'autre électrode est en contact avec l'air libre On relève entre les électrodes une tension fonction de la différence de concentration en ions oxygène au niveau des deux électrodes On observe en particulier un saut de tension aux alentours de X = 1, dû aux propriétés particulières du matériau utilisé, oxyde de
zirconium ou oxyde de titane.
Du fait de ce saut, une telle sonde fournit un signal qui ne présente pratiquement que deux états, représentatifs d'un mélange pour lequel soit X < 1 soit \ > 1 On ne peut donc mesurer l'écart réel du mélange
par rapport à la stoechiométrie.
Pour pallier cet inconvénient, on a conçu une sonde à oxygène dite "linéaire" capable de fournir un signal sensiblement linéairement proportionnel au coefficient
aussi bien au-dessus qu'au-dessous de la stoechiométrie.
Une telle sonde à oxygène linéaire comprend normalement, comme représenté à la figure 1 du dessin annexé, une cellule de mesure 1 et une pompe à oxygène 2 séparées par une cavité de mesure 3, la cellule de mesure 1 étant elle-même limitée sur son autre face par une cavité de référence 4 La cellule de mesure 1 est constituée par une sonde à oxygène classique comprenant un corps 5 en oxyde de zirconium ou de titane, par exemple, et deux électrodes 6 et 7 placées contre ce corps respectivement dans la cavité de mesure 3 et dans la cavité de référence 4 La cellule de mesure délivre entre ces électrodes une tension Vs qui dépend de la quantité d'oxygène présente dans la cavité de mesure Celle-ci est en communication avec les gaz d'échappement du moteur, tout comme un volume 8 qui baigne une électrode 9 de la pompe à oxygène dont l'autre électrode 10 se trouve dans la cavité de mesure 3 La pompe à oxygène 2 comprend, comme la cellule de mesure 1, une masse d'oxyde de zirconium ou de titane placée entre les électrodes 9 et 10. Le passage d'un courant Ip dans la pompe à oxygène 2 provoque une arrivée d'oxygène dans la cavité de mesure, ou bien une extraction d'oxygène hors de cette cavité suivant le sens du courant En asservissant ce courant et son sens à la tention Vs délivrée par la cellule de mesure 1, on assure une régulation en boucle fermée de la concentration en oxygène de la cavité de mesure, par un apport ou un retrait d'oxygène dans cette cavité fonction de la teneur en oxygène des gaz d'échappement entrant dans cette cavité Le courant Ip est alors une fonction sensiblement linéaire de cette teneur en oxygène et donc du coefficient X représentatif de la composition du mélange air-carburant A titre d'exemple d'une sonde fonctionnant suivant ce principe, on peut citer la sonde vendue sous le nom NTK UEGO par la société japonaise NGK
SPARK PLUG CO,LTD.
Le problème est alors d'asservir le courant Ip d'alimentation de la pompe à la tension Vs délivrée par la cellule de mesure Classiquement on utilise à cet effet un circuit analogique complexe du type PID comportant de nombreux amplificateurs analogiques et des composants de précision Un tel circuit analogique est sujet à des dérives Sa complexité et la présence de composants de précision grèvent son coût En outre le fonctionnement de l'asservissement étant fixé par la structure du circuit, ce fonctionnement ne peut être modifié en fonction de diverses stratégies programmées à l'avance, comme c'est le cas des systèmes numériques commandés par microprocesseur
par exemple.
La présente invention a donc pour but de réaliser un dispositif d'alimentation électrique d'une pompe à oxygène formant partie d'une sonde à oxygène linéaire, qui ne
présente pas ces inconvénients.
Plus particulièrement, l'invention a pour but de réaliser un tel dispositif qui soit de structure simple à faible nombre de composants, fiable et de réalisation peu coûteuse. La présente invention a aussi pour but de réaliser un tel dispositif permettant d'assurer avec précision le réglage du courant d'alimentation de la pompe à oxygène,
avec correction des dérives en température.
La présente invention a encore pour but de réaliser un tel dispositif comprenant des moyens permettant de commander son fonctionnement suivant des stratégies variées. On atteint ces buts de l'invention, ainsi que d'autres qui apparaîtront dans la suite de la présente
description, avec un dispositif d'alimentation électrique
d'une pompe à oxygène formant partie d'une sonde à oxygène linéaire utilisée pour la mesure de la teneur en oxygène des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne, cette sonde comprenant en outre une cellule de mesure sensible à la quantité d'oxygène présente dans une cavité de mesure de la sonde en communication avec les gaz d'échappement et la pompe à oxygène pour délivrer un signal de mesure correspondant, ce signal commandant l'alimentation électrique de cette pompe Suivant l'invention le dispositif comprend, en combinaison, (a) une source d'énergie électrique et, (b) des moyens pour connecter sélectivement cette source à la pompe à oxygène de manière à asservir au signal délivré par la cellule de mesure, le sens et la dureté de passage dans la pompe d'un
courant d'intensité prédéterminé.
Suivant une caractéristique de la présente invention, lesdits moyens comprennent un pont en "H de transistors constitué de deux paires de transistors, les circuits émetteur-collecteur des transistors de chaque paire étant en série, la pompe à oxygène étant connectée entre les bornes communes aux circuits émetteur-collecteur des transistors de chaque paire, les paires de circuits émetteur-collecteur en série étant chacune connectée entre
la source d'énergie électrique et la masse.
Ces moyens comprennent en outre des moyens pour commander sélectivement et individuellement des transistors du pont de manière à déterminer le sens du courant d'alimentation de la pompe à oxygène ou la coupure
de ce courant.
Dans chaque paire de transistors du pont, les transistors sont de type opposé, les moyens de commande de la conduction des transistors assurant simultanément le blocage d'un transistor de chaque paire et le déblocage de l'autre transistor par une commande commune de leurs bases, les commandes des deux paires de transistors étant déterminées en fonction du signal de mesure pour commander le sens et la durée de passage du courant débité par la
source d'énergie électrique, dans la pompe à oxygène.
Les moyens pour connecter sélectivement la source d'énergie électrique à la pompe à oxygène sont conçus pour pouvoir mettre en oeuvre plusieurs stratégies différentes d'alimentation de cette pompe à oxygène Suivant une stratégie préférée, ces moyens assurent une alimentation périodique alternative à rapport cyclique variable, le signe du courant moyen dans la pompe s'inversant après
chaque basculement du signal de mesure.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la
description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé
dans lequel: la figure 1 est un schéma du dispositif d'alimentation électrique d'une pompe à oxygène formant partie d'une sonde à oxygène linéaire du type décrit en préambule de la
présente description,
les figures 2 A à 2 D représentent diverses formes d'onde
utiles à la description de diverses stratégies de commande
du courant dans la pompe à oxygène, et la figure 3 est un graphe qui illustre une autre
stratégie de réglage du courant dans la pompe à oxygène.
On se réfère à la figure 1 du dessin annexé qui représente schématiquement la sonde à oxygène linéaire
décrite en préambule de la présente description.
La figure 1 représente en outre le dispositif d'alimentation électrique de la pompe à oxygène de la sonde suivant la présente invention Ce dispositif comprend essentiellement une source d'énergie électrique délivrant une tension +V et des moyens pour connecter sélectivement cette source en série avec les électrodes 9, de la pompe à oxygène 2, de manière à asservir au signal de mesure Vs délivré par la cellule de mesure 1, le sens et la durée de passage dans la pompe d'un courant Ip d'intensité prédéterminée. Ces moyens comprennent essentiellement un pont en "H" de transistors (Tl,T 2,T 3,T 4) et un microprocesseur p P commandant sélectivement la conduction des transistors du pont par des signaux émis sur ses broches de sortie Cl et C 2 Le microprocesseur est lui-même alimenté par le signal Vs de sortie de la cellule de mesure 1, à travers un
convertisseur analogique-numérique CAN.
Le microprocesseur est dûment programmé pour émettre sur ses broches Cl et C 2 des signaux permettant de régler le courant moyen de la pompe 2 de manière à réguler la concentration en oxygène de la cavité de mesure 3 et donc la valeur de la tension Vs de sortie de la cellule de mesure 1 Cette régulation s'opère par retrait d'oxygène de la cavité de mesure 3, sous l'action de la pompe à
oxygène 2.
Ainsi, quand la concentration en oxygène du gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne (qui remplit les cavités 8 et 3 de la sonde) est représentative d'un mélange air/carburant d'alimentation du moteur caractérisé par un coefficient d'air X\ > 1, il y a extraction d'oxygène hors de la cavité 3 sous l'action de la pompe, Ip étant convenablement réglé par le dispositif suivant l'invention, comme on le verra dans la suite, pour ramener la concentration d'oxygène de la cavité 3 à une valeur correspondant à \ = 1 Inversement si la concentration en oxygène correspond à un coefficient d'air A < 1, il y a pompage d'oxygène dans la cavité à travers la pompe à oxygène excitée par un courant Ip de sens inverse au sens qui correspond à l'extraction d'oxygène hors de cette cavité Ainsi le courant dans la pompe à oxygène est-il représentatif de l'écart de la composition du mélange air/carburant par rapport à la composition correspondant à X = 1, la variation de Ip en
fonction de cet écart étant sensiblement linéaire.
Suivant la technique antérieure Ip est réglé par des circuits analogiques compliqués, de type PID La présente invention propose une commande numérique de ce courant,
plus simple et plus souple, comme on le verra plus loin.
A cet effet, le pont en "H" de transistors (T 1,T 2,T 3,T 4) est conçu pour assurer une commutation du sens du courant Ip dans la pompe à oxygène, sous la commande de signaux émis sur les broches Cl et C 2 du microprocesseur p P Le pont comprend deux paires de transistors bipolaires (T 1,T 3) d'une part et (T 2,T 4) d'autre part Les transistors d'une même paire sont de type opposé Ainsi les transistors Tl et T 2 sont- ils de type PNP, par exemple, tandis que les transistors T 3 et T 4
sont de type NPN Dans chaque paire les circuits émetteur-
collecteur des deux transistors sont connectés en série, entre une ligne à la tension +V et la masse Les bornes communes des circuits émetteurcollecteur des transistors T 1,T 3 d'une part, T 2,T 4 d'autre part, sont connectées respectivement aux électrodes 9 et 10 de la pompe à oxygène 2 Des résistances de charge Rl et R 2 sont connectées sur les émetteurs des transistors Tl et T 2 respectivement, entre ceux-ci et la ligne à +V Les émetteurs des transistors T 3 et T 4 sont connectés l'un à l'autre et leur point commun est connecté à la masse à travers une résistance de masse R 7 Les bases des transistors T 1,T 3,T 2,T 4, sont chargées par des résistances R 3,R 5,R 4,R 6 respectivement Les points communs aux résistances R 4 et R 6 d'une part et R 3 et R 5 d'autre part sont connectés aux broches Cl et C 2, respectivement, du microprocesseur p P. Le dispositif comprend en outre un générateur de tension de référence constitué par deux résistances R 8 et R 9 placées en série entre une ligne +V et la masse Le point milieu du diviseur de tension ainsi constitué est connecté aux bases des transistors T 3 et T 4 Des diodes Dl et D 2 montées passantes entre les bases de T 3 et T 4, respectivement, et le point milieu du diviseur de tension (R 8,R 9), assurent une compensation des variations des tensions base-émetteur Vb des transistors T 3 et T 4 en fonction de la température, pour un but que l'on
expliquera plus loin.
Avec le montage que l'on vient de décrire, il est clair que si, par exemple, le microprocesseur p P établit sur sa broche Cl une tension nulle, le transistor T 4 est bloqué alors que le transistor T 2 est saturé Ainsi la tension +V est appliquée, à travers la résistance R 2 et le circuit émetteur-collecteur du transistor T 2, à l'électrode 10 de la pompe à oxygène Si en outre, simultanément, le microprocesseur établit sur sa broche C 2 une tension V 1 de valeur convenable, cette tension provoque le blocage du transistor Tl de l'autre paire de
transistors (Tl,T 3) et le déblocage du transistor T 3.
L'électrode 9 de la pompe à oxygène 2 est alors connecté à la masse à travers le circuit collecteur-émetteur du transistor T 3 et la résistance de masse R 7 Ainsi une différence de potentiel est-elle établie entre les électrodes 9 et 10 de la pompe à oxygène et un courant Ip circule dans la pompe dans le sens contraire à celui de la flèche représentée entre les électrodes 9 et 10, qui repère un sens de courant arbitrairement choisi comme sens positif Le courant qui passe alors dans la sonde est celui qui ayant traversé la résistance R 2 et le transistor T 2, s'écoule vers la masse à travers le transistor T 3 et la résistance fixe R 7 Il est clair que l'intensité I du courant dans ce circuit est alors fixée par la polarisation de la base du transistor T 3, qui fonctionne alors en générateur de courant, c'est-à-dire par la tension du point milieu du pont diviseur R 8, R 9 A cet égard, on remarquera que la diode Dl compense une variation en fonction de la température de la tension Vbe du transistor T 3 pour empêcher ainsi une dérive de la tension de polarisation de ce transistor, et maintenir
ainsi le courant Ip à une valeur prédéterminée.
Il est clair qu'en inversant les tensions imposées ci-dessus sur les broches Cl et C 2 du microprocesseur, on inverse aussi le sens du courant dans la pompe à oxygène 2 De même en appliquant sur les broches Cl et C 2 des signaux de tension égaux ou nuls, on interrompt tout passage de courant dans la pompe à oxygène Le tableau
ci-dessous rassemble les diverses situations évoquées ci-
dessus. Tensions Etat du pont Courant I dans pompe 2 sur broches Cl=V 1 T 4 conduit T 2 bloqué I = O C 2 =V 1 T 3 conduit Tl bloqué Cl=O T 4 bloqué T 2 saturé I < 0, imposé par le C 2 =V 1 T 3 conduit Tl bloqué générateur de courant Cl=V 1 T 4 conduit T 2 bloqué I > 0, imposé par le C 2 = 0 T 3 bloqué Tl saturé générateur de courant C 1 =O T 4 bloqué T 2 saturé I = O C 2 = O T 3 bloqué Tl saturé On voit ainsi que, suivant l'invention, on peut fixer le sens et la durée du passage dans la pompe 2 d'un courant d'intensité prédéterminée I Suivant l'invention aussi, le microprocesseur p P est dûment programmé pour émettre sur les broches Cl et C 2 des signaux de commande permettant d'asservir le courant moyen traversant la pompe à oxygène 2, au signal de mesure Vs numérisé par le convertisseur CAN Du fait de cet asservissement, la valeur moyenne du courant est représentative à chaque instant du coefficient d'air X du mélange air/carburant qui alimente le moteur à combustion interne La valeur maximum Imax du courant passant dans la pompe est fixée par le diviseur de tension R 8, R 9, la résistance de mesure R 7 et la tension +V d'alimentation du pont de transistors (T 1,T 2,T 3,T 4) Du fait que les diodes Dl et D 2 compensent exactement les variations en fonction de la température des tensions Vb des transistors T 3 et T 4, le courant I dans la pompe à oxygène 2 présente une valeur absolue Imax pratiquement identique, dans les deux sens de passage de ce courant Ainsi, en appliquant des signaux appropriés aux broches Cl et C 2, le microprocesseur peut régler avec précision le courant moyen passant dans la pompe, entre deux valeurs +Imax et -Imax Diverses stratégies sont alors possibles pour asservir ce courant au signal de
tension Vs.
Suivant une première stratégie, illustrée à la figure 2 B, le microprocesseur mesure les temps t 1,t 2,etc successifs nécessaires pour faire basculer la tension Vs (voir Fig 2 A), lorsqu'on alimente la pompe à oxygène avec un courant d'intensité I = Imax Ces temps sont alors fonction de X Cette stratégie présente cependant quelques inconvénients D'une part, l'inertie de la sonde est telle que le temps t 2 mesuré est grevé d'un dépassement du temps t, précédent (voir figure 2 B, en corrélation avec les basculements du signal Vs représenté à la figure 2 A) D'autre part la mesure dépend de la précision du réglage de la valeur de Imax Enfin, autour de X = 1, les temps à mesurer deviennent très courts ce qui entraîne une diminution de la précision de la mesure,
là o on en a le plus besoin.
Suivant une deuxième stratégie illustrée à la figure 2 C, les moyens pour connecter sélectivement la source d'énergie électrique à la pompe à oxygène 2 assurent une alimentation périodique à rapport cyclique variable de la pompe, avec un courant Imax prédéterminé dont le sens s'inverse à chaque basculement du signal de mesure Vs La commande étant de période T, le courant moyen sur une période pendant laquelle le courant Imax est appliqué pendant un temps t 3, est de la forme: Imoyen = t 3/T x Imax, si Vs est positif Imoyen = t 3/T x (-Imax), si Vs est négatif Cette stratégie présente l'inconvénient de faire dépendre la mesure de Imoyen de la précision sur +I Max et -Imax En il outre, au voisinage de N = 1, les rapports cycliques sont faibles du fait que le temps t 3 est très inférieur à T. Certaines périodes pouront même s'écouler entièrement avec un courant nul ce qui nuit à la rapidité et à la précision des mesures. On a illustré au graphe de la figure 2 D une stratégie de commande préférée du dispositif suivant la présente invention Suivant celle-ci, les moyens pour connecter sélectivement la source d'énergie électrique à la pompe à oxygène assurent une alimentation périodique et alternative à rapport cyclique variable, le signe du courant moyen s'inversant après chaque basculement du signal de mesure Vs Ainsi, en référence à la figure 2 D, sur une période pendant laquelle un courant +Imax a été appliqué pendant un temps t 4, on a Imoyen = Imax x t 4/T -Imax x (T-t 4)/T soit, avec un rapport cyclique r = t 4/T, Imoyen = Imax x ( 2 r 1) Au voisinage de N = 1, Imoyen doit être faible, le rapport cyclique r s'établissant alors aux environs de % Du fait que Imax et -Imax sont fixés par le même diviseur de tension (R 8,R 9), une erreur sur Imax est compensée par la même erreur sur (-Imax) et la mesure finale de \ que l'on obtient ne dépend pas de la précision sur l'intensité maximum du courant délivré par le dispositif suivant l'invention, ce qui est un avantage
certain de la stratégie exposée ci-dessus.
Dans toutes les stratégies évoquées jusqu'à présent, on travaille avec des valeurs de Imax, en valeur absolue, fixes On peut aussi faire varier ce paramètre, par exemple en fonction de la plage de richesse dans laquelle se trouve le mélange air/carburant, pour améliorer la dynamique de la mesure On obtient facilement, avec une commande par microprocesseur, une variation de Imax par commutation entre plusieurs résistances R 7 ou plusieurs ponts diviseurs R 8, R 9, par exemple On a illustré sur le graphe de la figure 3 la variation du courant moyen dans la pompe à oxygène en fonction de N quand on commute Imax sur une valeur plus grande au passage de \ à la valeur a Sur la zone a voisine de N = 1, on peut obtenir une grande résolution car le rapport de variations à Imoyen/ à r est faible Par contre, dans la zone b qui prolonge la zone a, on peut avoir une grande dynamique car
le rapport A Imoyen/6 r est élevé.
Il apparaît maintenant que le dispositif d'alimentation de la pompe à oxygène d'une sonde à oxygène linéaire suivant l'invention présente de nombreux avantages Tout d'abord le dispositif est d'une grande simplicité et compte un nombre faible de composants, ce
qui réagit favorablement sur son coût de fabrication.
La précision des mesures obtenues est grande car seules les trois résistances R 7,R 8,R 9 et la tension +V influent sur la précision initiale du dispositif En outre, celui-ci étant commandé par un microprocesseur, cette imprécision peut-être compensée par un étalonnage numérique consistant à mémoriser dans le microprocesseur des paramètres de correction en fonction de la dérive
initiale constatée.
La dérive en température du montage est très faible du fait de la compensation des tensions Vbe des transistors T 3 et T 4 par les diodes Dl et D 2, cette dérive en température ne dépendant plus que de la dérive différentielle des résistances, de la tension V et de la
variation différentielle des gains des transistors.
Le dispositif est fiable, le montage étant auto-
protégé contre des courts-circuits à la masse grâce aux limitations de courant établies par les résistances Rl et R 2, et contre des courtscircuits sur l'alimentation, constituée en général par la batterie du véhicule en
électronique automobile.
Le dispositif suivant l'invention présente encore une grande souplesse de fonctionnement du fait qu'un microprocesseur est utilisé pour assurer la commande de la sonde et que ce microprocesseur peut être programmé pour établir l'une ou l'autre de plusieurs stratégies de
commande plus ou moins sophistiquées.
On sait qu'une sonde à oxygène doit être équipée de moyens de chauffage car le signal fourni n'est fiable qu'à partir d'une certaine température, par exemple de l'ordre de 2000 C Comme le microprocesseur peut aussi réaliser la commande du chauffage de la sonde et la mesure du signal Vs délivré par cette sonde, ce microprocesseur peut ainsi
assurer l'asservissement de l'ensemble.
Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple En particulier, l'invention n'est pas limitée à un dispositif réalisé en technologie bipolaire et pourrait tout aussi bien être réalisé en technologie
MOS, par exemple.
Claims (11)
1 Dispositif d'alimentation électrique d'une pompe à oxygène formant partie d'une sonde à oxygène linéaire utilisée pour la mesure de la teneur en oxygène des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne, cette sonde comprenant en outre une cellule de mesure ( 1) sensible à la quantité d'oxygène présente dans une cavité de mesure ( 3) de la sonde en communication avec les gaz d'échappement et la pompe à oxygène ( 2) pour délivrer un signal de mesure (Vs) correspondant, ce signal commandant l'alimentation électrique de cette pompe, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend, en combinaison, (a) une source d'énergie électrique et (b) des moyens pour connecter sélectivement cette source à la pompe à oxygène de manière à asservir au signal délivré par la cellule de mesure, le sens et la durée de passage dans la pompe d'un
courant d'intensité prédéterminée.
2 Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent un pont de transistors constitué de deux paires (Tl,T 3) et (T 2,T 4) de transistors, les circuits émetteur-collecteur des transistors de chaque paire étant en série, la pompe à oxygène ( 2) étant connectée entre les bornes communes aux circuits émetteur-collecteur des transistors de chaque paire, les paires de circuits émetteur-collecteur en série étant chacune connectée entre la source d'énergie
électrique et la masse.
3 Dispositif conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent en outre des moyens (p P) pour commander sélectivement et individuellement la conduction des transistors du pont de manière à déterminer le sens du courant d'alimentation de
la pompe à oxygène ( 2) ou la coupure de ce courant.
4 Dispositif conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que, dans chaque paire (Tl,T 3) et (T 2,T 4) de transistors du pont, les deux transistors sont de type opposé, les moyens de commande de la conduction des transistors assurant simultanément le blocage d'un transistor de chaque paire et le déblocage de l'autre transistor par une commande commune de leurs bases, les commandes des deux paires de transistors étant déterminées en fonction du signal de mesure pour commander le courant débité par la source d'énergie électrique dans
la pompe à oxygène.
Dispositif conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande comprennent un microprocesseur (p P) recevant le signal de mesure (Vs) par l'intermédiaire d'un convertisseur analogiquenumérique (CAN), ce signal étant traité dans le microprocesseur pour en déduire deux signaux de commande des paires de transistors (T 2,T 4) et (T 1,T 3) respectivement, propres à déterminer l'existence et le
sens de passage d'un courant dans la pompe à oxygène.
6 Dispositif conforme à l'une quelconque des
revendications 4 et 5, caractérisé en ce qu'il comprend
un générateur de tension de référence (+V,R 8,R 9) connecté aux bases d'un transistor (T 3,T 4) de chaque paire de transistors pour commander l'intensité du courant
traversant la pompe à oxygène.
7 Dispositif conforme à la revendication 6, caractérisé en ce que le générateur est constitué par un diviseur de tension (R 8,R 9) dont le point milieu est connecté aux bases des transistors (T 3,T 4) à travers des diodes (Dl,D 2) de compensation des variations, en fonction de la température, des tensions base-émetteur (Vbe) de
ces transistors.
8 Dispositif conforme à l'une quelconque des
revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend des
moyens pour faire varier sélectivement l'intensité du
courant traversant la pompe à oxygène.
9 Dispositif conforme à l'une quelconque des
revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les moyens
pour connecter sélectivement la source d'énergie électrique à la pompe à oxygène ( 2) commandent l'alimentation de la pompe à oxygène avec un courant d'intensité prédéterminée, le sens de ce courant
s'inversant à chaque basculement du signal de mesure (Vs).
10 Dispositif conforme à l'une quelconque des
revendications 1 à 8, caractérisée en ce que les moyens
pour connecter sélectivement la source d'énergie électrique à la pompe à oxygène assurent une alimentation périodique à rapport cyclique variable de la pompe ( 2) avec un courant prédéterminé dont le sens s'inverse à
chaque basculement du signal de mesure (Vs).
11 Dispositif conforme à l'une quelconque des
revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les moyens
pour connecter sélectivement la source d'énergie électrique à la pompe à oxygène assurent une alimentation périodique alternative à rapport cyclique variable, le signe du courant moyen s'inversant après chaque
basculement du signal de mesure (Vs).
12 Sonde à oxygène linéaire à pompe à oxygène, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif d'alimentation électrique de la pompe conforme à l'une
quelconque des revendications précédentes.
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|---|---|---|---|
| FR8914891A FR2654514A1 (fr) | 1989-11-14 | 1989-11-14 | Dispositif d'alimentation electrique d'une pompe a oxygene formant partie d'une sonde a oxygene lineaire. |
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Non-Patent Citations (1)
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| IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES * |
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| EP0427958B1 (fr) | 1994-12-21 |
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