FR2781572A1 - Procede de reduction du comportement de derive dans des sondes a gaz a temperature elevee de type resistif et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede - Google Patents

Abstract

La sonde comporte des éléments chauffant et de sonde et un courant lui est appliqué pour déterminer la valeur de mesure sensible au gaz.Une tension alternative modulée en largeur d'impulsions, déduite d'une tension continue Vcc et comportant des premières et secondes impulsions de polarités opposées, est appliquée à l'élément chauffant, un courant passant dans chacun des deux sens de celui-ci respectivement pour ces premières et secondes impulsions, deux valeurs de courant sont mesurées au moyen du courant passant dans l'élément de sonde, pour la même tension appliquée à celui-ci, pendant respectivement les premières et secondes impulsions et les deux quantités de charge passant pendant cette durée sont déterminées, la différence de ces quantités est déterminée et le rapport des première et seconde durées d'impulsion est réglé, pour une somme constante des durées préfixée par la puissance de chauffage, afin que cette différence soit minimale.

Description

L'invention concerne des mesures au moyen desquelles il est possible au

moins de rendre minimaux des effets de dérive et des altérations de valeur de mesure qui ont été observés en fonctionnement sur des sondes à gaz à température élevée de type résistif. On a établi que des causes de ce comportement de dérive sont constituées par des courants électriques unipolaires se présentant dans les éléments d'une sonde à gaz à température élevée à base d'oxyde métallique, de type résistif, ou à travers les parties constitutives de cette sonde. De telles sondes sont utilisées pour l'analyse et la surveillance de gaz d'échappement, notamment dans des véhicules automobiles, par exemple sous forme de ce qu'il est

convenu d'appeler une sonde lambda de type résistif.

Des sondes à gaz typiques sont constituées d'un substrat HTCC (High Temperatur Cofired Ceramic = céramique à cuisson simultanée à température élevée) qui est par exemple un oxyde d'aluminium. Ce substrat est utilisé sous forme d'une plaquette ou d'une feuille. Il est prévu, déposés sur ce substrat, outre la couche d'oxyde métallique sensible au gaz, un élément chauffant isolé électriquement de cette couche, de préférence en platine, et éventuellement un capteur de température. Une telle structure est connue d'une manière générale et est fabriquée conformément à des opérations de procédé connues. L'élément chauffant indiqué sert à maintenir la sonde à la température nécessaire de fonctionnement, un maintien constant de la température étant souhaité pour éviter des perturbations dues à une sensibilité de déséquilibre de température (exponentielle) de la couche formant sonde. Des températures typiques de fonctionnement d'une telle sonde sont comprises entre 700 et 950 C, valeurs auxquelles des matières d'isolation disponibles pour le substrat ont déjà une résistance électrique spécifique relativement faible, à savoir en comparaison des résistances spécifiques des matières à

base d'oxyde métallique de la couche formant sonde à gaz.

Ces dernières sont comprises entre 20 kilo-ohms et 2 méga-ohms. Afin d'éviter, pendant la mesure sensible au gaz, des perturbations éventuellement dues au chauffage, la détection du gaz a toujours lieu avec un élément chauffant qui n'est pas traversé par un courant au moment

de cette mesure.

Toutefois, il a également été établi que les valeurs de mesure qui doivent être obtenues avec une sonde typique sont variables sur l'étendue de la durée de service, ce qui repose sur des variations se présentant

dans l'élément formant sonde.

La présente invention a pour but de fournir des mesures au moyen desquelles on peut obtenir, avec une telle sonde à gaz, des valeurs de mesure qui sont

sujettes à une dérive minimale.

A cet effet, l'invention a pour objet un procédé pour le fonctionnement d'une sonde à gaz, comportant un élément chauffant et un élément de sonde, à laquelle un courant électrique est appliqué pour la détermination de la valeur de mesure sensible au gaz, caractérisé en ce qu'est produite, pour l'alimentation de l'élément chauffant, une tension alternative modulée en largeur d'impulsions qui est déduite d'une tension continue et pour laquelle des premières et des secondes impulsions de tension se succédant ont des polarités opposées l'une à l'autre par rapport à un potentiel de base, en ce qu'avec les premières impulsions de tension ayant une première polarité de la tension alternative, un courant électrique est appliqué à travers l'élément chauffant dans un premier sens de celui-ci et en ce qu'avec les secondes impulsions de tension ayant la polarité opposée de la tension alternative, un courant électrique est appliqué à

travers l'élément chauffant dans le sens opposé de celui-

ci, en ce que, pendant la durée d'impulsion des premières impulsions de tension, une première valeur de courant est mesurée au moyen du courant électrique passant dans l'élément de sonde et la première quantité de charge qui est passée pendant cette durée d'impulsion est déterminée, en ce que, pendant la durée d'impulsion des secondes impulsions de tension, une seconde valeur de courant est mesurée au moyen du courant électrique passant dans l'élément de sonde et la seconde quantité de charge qui est passée pendant cette durée d'impulsion est déterminée, les deux valeurs de courant étant mesurées pour la même tension appliquée à l'élément de sonde, en ce qu'à partir des valeurs de la première quantité de charge et de la seconde quantité de charge, la valeur de la différence des quantités de charge qui sont passées est déterminée et en ce que le rapport de la première durée d'impulsion à la seconde durée d'impulsion est réglé, pour une somme constante des durées d'impulsion préfixée par la puissance de chauffage nécessaire, de façon que la valeur de différence soit amenée à un

minimum pouvant être atteint.

Le procédé conforme à l'invention peut aussi présenter l'une des particularités suivantes ou les deux: - le réglage du rapport de la première durée d'impulsion ayant la première polarité à la seconde durée d'impulsion ayant la seconde polarité fait l'objet, pendant la durée de fonctionnement de la sonde, d'une régulation continue qui est telle que la valeur de différence est maintenue à un minimum pouvant dans chaque

cas être atteint.

- la fréquence alternative d'impulsions de la succession des premières et secondes impulsions de tension est grande en comparaison de la fréquence

alternative du courant de sonde.

L'invention a également pour objet un dispositif de mise en oeuvre d'un procédé tel que défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'il est prévu un dispositif servant à produire une tension alternative modulée en largeur d'impulsions dont les durées d'impulsion des impulsions de tension et des intervalles entre ces impulsions peuvent être commandées dans ce dispositif, un dispositif de mesure servant à mesurer les valeurs de courant de sonde, lors d'une impulsion de tension présentant une première polarité et d'une impulsion de tension présentant la polarité opposée, et les quantités de charge qui sont respectivement passées pendant les durées d'impulsion, un circuit servant à déterminer la valeur de différence des deux quantités de charge, un régulateur de potentiel et un circuit servant à régler un rapport des durées d'impulsion pour une valeur de différence rendue minimale. Le dispositif conforme à l'invention, servant à produire la tension alternative modulée en largeur d'impulsions, peut aussi présenter la particularité selon laquelle ce dispositif est un circuit en pont, dans lequel il est prévu quatre branches de pont comportant chacune un interrupteur et dans lequel la connexion de la tension continue est prévue entre les sommets d'une première diagonale et la connexion de l'élément chauffant entre les sommets de l'autre diagonale, et ces interrupteurs sont, en ce qui concerne leur fonction d'interrupteur, connectés par paires en pouvant être commandés pour une ouverture et une fermeture dans le

temps s'effectuant d'une manière symétrique.

Ainsi, comme mesures prises importantes, l'invention comporte, entre autres, celle consistant à utiliser pour le chauffage un courant alternatif choisi

d'une manière déterminée (encore à exposer en détail ci-

après). Notamment, la forme de ce courant alternatif est choisie en étant réglée automatiquement, d'une part en étant adaptée individuellement à l'exemplaire de sonde particulier, et d'autre part en étant égalisée face à des variations se présentant dans la sonde au cours de la

durée de fonctionnement.

Il a été établi que, dans les couches résistives sensibles au gaz d'éléments de sonde à gaz typiques, il se présente, avec la durée de fonctionnement de ceux-ci, des défauts de polarisation qui conduisent à une dérive de valeur de mesure. La raison doit en être vue dans l'action de courants unipolaires, plus précisément de composantes à courant continu d'un courant alternatif qui passe, ces courants unipolaires ou composantes à courant continu passant à travers la matière de la couche sensible. Les causes de tels courants unipolaires sont des courants de fuite qui passent par exemple, dans un sens unipolaire et sur la période, de l'élément de sonde vers l'élément chauffant de la sonde qui est également alimenté en courant. Grâce aux mesures prises conformément à la définition générale du procédé conforme à l'invention exposées ci-dessus et grâce en outre à celles des particularités supplémentaires également exposées ci-dessus, l'invention permet d'obtenir qu'un courant électrique, objet d'une sommation sur l'étendue de segments de temps de la durée de fonctionnement, qui ne présente qu'un sens unipolaire soit évité ou au moins

fortement rendu minimal dans la matière sensible au gaz.

Ceci signifie qu'est au moins rendu minimale la quantité de charge électrique qui, dans des segments de temps du fonctionnement, a pu passer d'une manière unipolaire à travers la matière sensible au gaz, de sorte que des défauts de polarisation dans cette matière, dus au courant unipolaire de telles charges électriques sont au

moins évités dans une large mesure.

Dans le cas de l'invention, non seulement on utilise un courant alternatif pour le courant électrique de mesure Im passant dans la couche sensible au gaz de l'élément de sonde, mais il est également prévu qu'un courant alternatif, plus précisément d'un type particulier choisi conformément à l'invention, soit utilisé pour l'alimentation du chauffage de la sonde à

gaz.

Ainsi qu'il est connu, la structure d'une sonde à gaz résistive chauffée est conçue de façon que, sur une plaquette de substrat électriquement isolante, on trouve l'élément de sonde, s'étendant à deux dimensions dans un plan, et l'élément chauffant s'étendant également à deux

dimensions dans un plan parallèle voisin au premier plan.

Le courant (de mesure ou de chauffage) qui passe à travers chaque élément et, dans celui-ci, passe entre des électrodes prévues sur l'élément considéré, crée, dans le plan de chacun des éléments de sonde et chauffant, un champ de potentiel électrique respectif. En fonction des tensions électriques appliquées d'une part sur l'élément de sonde et d'autre part sur l'élément chauffant, il se présente, approximativement au centre du plan de chacun des éléments, une valeur moyenne, appelée ici potentiel moyen, de la différence de potentiel de la tension

électrique appliquée sur l'élément respectif.

Les mesures prises conformément à l'invention ont pour effet qu'une différence de potentiel unipolaire, c'est-à-dire une tension électrique entre ce potentiel moyen de la couche de l'élément de sonde et celui de la couche de l'élément chauffant est, en étant intégrée sur l'étendue de la durée de fonctionnement, rendue minimale ou rendue nulle dans le cas idéal. Ceci signifie que, sur l'étendue de la période, c'est dans une mesure la plus faible possible qu'il passe à cet endroit une composante unipolaire de charge électrique au cours de la durée de fonctionnement, à savoir une composante sous l'effet de laquelle des défauts de polarisation auraient pu être produits. La mesure ainsi prise donne l'assurance que, d'une manière intégrée par rapport au temps, une quantité de charge unipolaire passant même en dehors du centre

indiqué des plans est rendue minimale dans le temps.

L'utilisation, pour le chauffage d'une sonde typique, d'un courant alternatif se présentant sous forme de signaux modulés en largeur d'impulsions (PWM) est notamment connue pour les cas dans lesquels l'alimentation du chauffage à partir d'une source de courant continu (comme par exemple dans un véhicule) doit être assurée au moyen d'une tension V, par rapport à la masse. Le réglage en largeur d'impulsions permet que la puissance électrique fournie pour l'alimentation soit commandée simplement et avec des pertes réduites, à savoir en faisant s'appliquer la tension Vcc totale sur le chauffage par impulsions et en ne faisant s'appliquer aucune tension sur l'élément chauffant dans les intervalles entre impulsions (dans lesquels, comme déjà indiqué, la mesure sensible au gaz a lieu). En revanche, contrairement à cette pratique, il est prévu, conformément à l'invention, que les impulsions de tension qui se succèdent d'une manière périodique et sont appliquées à l'élément chauffant aient des polarités opposées alternant dans le temps. Par ailleurs, conformément à l'invention, il est prévu que la largeur ou durée tl de l'impulsion de tension dans un premier sens et la durée correspondante de l'impulsion de sens opposé soient variables l'une par rapport à l'autre et qu'à cet effet, les intervalles situés entre celles-ci

puissent être réglés.

D'autres précisions concernant l'invention, qui contiennent un supplément de divulgation, sont fournies

en regard des dessins annexés.

La figure 1 représente le graphe d'un exemple d'une tension alternative utilisée conformément à l'invention

pour l'alimentation de l'élément chauffant.

La figure 2 représente un agencement de circuit servant à produire la tension alternative de la figure 1, cet agencement de circuit faisant également partie de la

régulation.

La figure 3 représente un graphe permettant de préciser la corrélation dans le temps, conforme à l'invention, existant entre les intervalles/points de mesure et les phases du courant alternatif de la figure 1. La figure 4 représente le schéma du processus de régulation prévu conformément à l'invention qui sert à rendre minimal un courant de fuite (excès de courant) unipolaire se présentant d'une manière intégrée dans le temps. La figure 1 présente le principe de base d'un schéma d'impulsions de la tension de chauffage PWM, utilisée conformément à l'invention, au moyen de laquelle, conformément à l'invention, le potentiel central, mentionné ci-dessus, de l'élément chauffant de la sonde à gaz peut faire l'objet d'une variation en étant soumis à une commande/régulation, plus précisément avec le résultat de rendre minimal un courant de fuite unipolaire, tel qu'il s'en présenterait obligatoirement, suivant l'état de la technique, entre l'élément de sonde

et l'élément chauffant de la sonde à gaz décrite ci-

dessus, ici pertinente, en raison des résistances d'isolation de la plaquette de substrat dont la grandeur n'est que limitée aux températures élevées de fonctionnement. tl désigne à chaque fois l'impulsion de la tension alternative de chauffage qui présente une première polarité de tension/un premier sens de courant, ainsi que sa durée (réglée conformément à l'invention). t2 désigne l'impulsion correspondante de tension de sens opposé (du sens opposé correspondant de courant de chauffage). tO et t'0 désignent les intervalles entre impulsions associés par rapport à la durée totale de période désignée par T. Les abscisses représentent l'axe du temps et la tension de fonctionnement positive et la tension de fonctionnement négative Vcc sont portées en ordonnées. La somme des durées tl + t2 doit être choisie en fonction de la puissance de chauffage nécessaire pendant la période T. Toutefois, conformément à l'invention, les durées tl et t2 sont déterminées dans le rapport de l'une à l'autre

d'une manière particulière devant encore être décrite ci-

après en détail.

Le principe de base du schéma d'impulsions de la figure 11 peut également être modifié, en restant dans le cadre de l'invention, par le fait par exemple qu'à la place de la succession à chaque fois d'une impulsion tl et d'une impulsion t2, ce sont à chaque fois plusieurs impulsions tl qui sont suivies de plusieurs impulsions t2 correspondantes et la somme Ztl des largeurs dans le temps de ces premières impulsions est réglée, conformément à l'invention, dans son rapport à la somme

Et2 correspondante.

Une tension alternative appliquée sur l'élément chauffant 12, telle que représentée à la figure 1, peut être produite au moyen d'un pont d'interrupteurs 51 tel que le montre la figure 2, plus précisément pour la première impulsion tl et la seconde impulsion t2 dans la période T. Les interrupteurs S représentés à la figure 2 sont tous ouverts pendant les intervalles entre impulsions tO, t'0. Conformément à l'invention, lors de l'alimentation par impulsions du chauffage, telle que représentée à la figure 1, il passe dans l'élément chauffant (12 à la figure 2) un courant électrique bipolaire qui comporte toutefois, en fonction du sens du courant (et pour une intensité de courant uniforme), des

quantités de charge différentes en fonction du sens.

L'agencement de circuit de la figure 2 sert, en étant commandé, de régulateur de potentiel pour le potentiel central, mentionné ci-dessus, de l'élément chauffant 12. Une fermeture des interrupteurs S1 et Si' d'une part et une fermeture des interrupteurs S2 et S2' d'autre part qui ont des durées de longueurs différant d'une manière appropriée (à savoir tl et t2) permettent de régler le potentiel central de l'élément chauffant en le déplaçant dans un sens ou dans l'autre en fonction du niveau. Il est ainsi possible, conformément à l'invention, de rendre minimal un excès formant courant de fuite unipolaire dans la matière sensible au gaz de l'élément de sonde, qui se présente dans le cas d'une sonde à gaz typique et qui est intégré sur l'étendue de la période en tant que quantité de charge. Ainsi, la possibilité d'une apparition de défauts de polarisation est de la même manière rendue minimale et le problème

posé résolu.

En effet, dans des sondes à gaz d'une nature typique, des composantes de courant de fuite unipolaire se présentent, en tant que dispersion entre exemplaires et individuellement, avec des valeurs d'intensité différente, plus précisément notamment pour des raisons de structure de ces sondes, du fait de positionnements défectueux des agencements des éléments et/ou du fait de défauts d'homogénéité de matière. Il n'est pas non plus à exclure que de telles causes de l'apparition de courants unipolaires se présentent, en tant que vieillissement, uniquement lorsque s'écoule le temps d'utilisation d'une telle sonde. Ainsi, conformément à l'invention, il est prévu une commande ou régulation qui, pour la sonde à gaz prise individuellement, règle d'abord à sa valeur minimale la quantité de charge unipolaire passant et/ou respecte la valeur minimale de cette quantité de charge, obtenue pour chaque sonde considérée, en étant également réglée au cours du temps, alors que des variations sont apparues dans la sonde lorsque s'écoule le temps d'utilisation. Pour un réglage, par régulation, d'une telle adaptation optimisée des potentiels présents sur l'élément chauffant au moyen d'une mesure du rapport des durées tl et t2 l'une par rapport à l'autre qui fait l'objet d'une régulation (par exemple à chauffage maintenu constant), l'invention prévoit de prendre les mesures qui suivent: Concernant la manière de mesurer la valeur de résistance sensible au gaz de la couche sensible au gaz qui est chargée de gaz à mesurer/détecter (cette mesure a lieu dans les intervalles entre impulsions de la tension électrique appliquée à l'élément chauffant), c'est toutefois, conformément à l'invention, alors qu'une tension électrique est appliquée à l'élément chauffant, c'est-à-dire pendant une durée respectivement tl, t2 du chauffage, qu'un courant électrique Im est introduit dans la couche sensible au gaz de l'élément de sonde. A chaque fois, l'intensité de ce courant passant dans l'élément de sonde est mesurée, plus précisément d'une part l'intensité Iml de ce courant pendant tl du passage de courant dans l'élément chauffant suivant un premier sens et d'autre part l'intensité Im2 pendant t2 du passage de courant dans l'élément chauffant dans l'autre sens opposé au premier. Avantageusement, on part de durées tl = t2. A l'instant chaque fois considéré de la mesure, la tension de chauffage Vcc est toujours constante, indépendamment du sens du courant de chauffage. Les deux valeurs mesurées des quantités de charge Q1 = (Iml x tl) et Q2 = (Im2 x t2) qui passent peuvent permettre d'en déduire, pour chaque sens, la quantité de courant de fuite du sens considéré qui passe respectivement dans un premier sens approprié et dans le sens opposé pendant la première mesure et pendant la seconde mesure. Tant que et à condition que les deux valeurs de mesure Q1 et Q2 soient mesurées comme ayant la même grandeur, la structure de la sonde est idéale, étant donné que les quantités de courant de fuite qui passent dans un premier sens et dans l'autre sens ont la même grandeur et il ne se présente sur l'étendue de la période aucune quantité de charge formant courant de fuite unipolaire qui formerait un excès pouvant produire des défauts de polarisation au

cours de la durée de fonctionnement.

Toutefois, en liaison avec le travail effectué sur l'invention, il a été établi que, pour une sonde fabriquée, ce n'est que rarement que ces deux valeurs de mesure Q1 et Q2 ont la même grandeur (et restent également de la même grandeur). Il existe alors, entre la couche sensible et l'élément chauffant, une différence de potentiel entre les potentiels centraux définis qui conduit à une quantité de charge formant courant de fuite unipolaire. Sur le plan structurel, cela peut par exemple être dû à des épaisseurs réparties d'une manière non uniforme, par exemple d'une couche adhésive et analogue, sur l'étendue de la surface de l'élément de sonde/élément chauffant. Conformément à l'invention, il est prévu d'abaisser au moyen d'une régulation, au moins jusqu'à un minimum, la grandeur de mesure de la différence AQ = IQ1 - Q21 entre les valeurs de mesure Q1 et Q2 et donc la quantité de charge formant courant de fuite unipolaire qui se présente ainsi. A cet effet, cette valeur de différence mesurée est envoyée à un régulateur qui toutefois ne contient d'abord aucune information sur le sens dans lequel il doit commander la régulation. Conformément à l'invention, le régulateur est conçu, sous forme d'un système susceptible d'apprentissage, pour rendre minimale la valeur de différence entre les valeurs de mesure Q1 et Q2 et il peut reconnaître, au moyen de méthodes connues appropriées (par exemple de logique floue), le sens

convenable de sa régulation.

Le procédé conforme à l'invention comporte donc les opérations suivantes: 1) application de la tension habituelle sur l'élément de sonde et de la tension alternative de chauffage prévue conformément à l'invention, 2) pendant une impulsion de chauffage tl (positive), il se produit une mesure de la résistance de sonde et donc de la valeur de mesure Q1, 3) pendant une impulsion de chauffage t2 négative, il se produit là encore une mesure de la résistance de sonde (valeur de mesure Q2), 4) commande au moyen du régulateur de façon que la différence entre tl et t2 se rapproche de zéro, et ceci plus précisément, conformément à l'invention, grâce au fait que le rapport des durées d'impulsion tl et t2 l'une vis-à-vis de l'autre est modifié, et ceci avec une somme tl + t2 conservant la même grandeur (c'est-à-dire avec

une puissance de chauffage préfixée restant inchangée).

Grâce à ces mesures prises conformément à l'invention, le niveau du potentiel central, défini plus haut, de l'élément chauffant peut être modifié d'une valeur AU telle que la quantité de charge formant courant de fuite unipolaire qui se présente est rendue minimale. La figure 3 présente à cet effet les graphes dans le temps a) des tensions de chauffage + Vcc et - Vcc appliquées et en outre, au- dessus, b) en même temps la tension Us (figure 4) ou V0 (figure 3) 1V appliquée sur l'élément de sonde, prévue pour le courant de mesure (courant alternatif) Im, et le signal de sonde S qui se présente. Celui- ci contient les valeurs de mesure Q1, Q2 (mesurées pendant les durées d'impulsion tl, t2) et la valeur de mesure sensible au gaz S proprement dite, déterminée pendant la durée tO des intervalles entre

impulsions du courant de chauffage.

A titre de développement de l'invention, il peut en outre être prévu une électrode collectrice pour des courants de fuite se présentant encore. Un courant de fuite restant peut être capté par cette électrode collectrice et dévié vers la borne de masse. A cet effet, il peut être prévu une électrode supplémentaire qui est appliquée, avec une relativement faible impédance, à un potentiel de base. Pour remplir cette fonction, il est possible d'utiliser l'une des deux électrodes de sonde existant obligatoirement. Pour remplir cette fonction, la résistance d'entrée des électrodes de sonde concernées doit être mesurée inférieure à la résistance la plus petite possible de la couche sensible au gaz. Le courant de fuite restant, non encore éliminé par la régulation conformément à l'invention, est alors évacué à la masse par le trajet de la plus petite résistance, sans que cette composante de courant de fuite unipolaire encore restante puisse laisser derrière elle des défauts de polarisation. Cette électrode collectrice est utilisée en outre pour maintenir constant par rapport à la masse du système le potentiel central de la couche sensible au gaz. Cette électrode collectrice sert donc de masse artificielle pour l'élément de sonde à gaz, ce qui présente un avantage pour la mesure de résistances élevées. La figure 4 représente un schéma-bloc pour le procédé conforme à l'invention servant à rendre minimaux des phénomènes de dérive d'une sonde à gaz 1, les informations contenues dans le schéma- bloc faisant partie

de la présente description de l'invention. Sur cette

figure 4, 50 désigne une source de courant continu qui délivre le courant d'alimentation pour l'élément chauffant 12. A l'étage 51 (pont d'interrupteurs PWM), ce courant d'alimentation est transformé, conformément à la modulation en largeur d'impulsions PWM décrite plus haut, en impulsions tl et t2 présentant respectivement des sens de courant opposés. Un courant électrique de mesure Im ou Jm à sens de courant de préférence alternatif est envoyé à l'élément de sonde 11. Au pas de procédé 52 (mesure de Jml/détermination de Q1 dans tl), lors de la présence d'une impulsion de chauffage tl présentant un sens de courant supposé positif, l'intensité du courant de sonde Iml ou Jml qui passe alors dans l'élément de sonde 11 et la quantité de charge Q2 sont mesurées. Pendant le pas de procédé 53 (mesure de Jm2/détermination de Q2 dans t2), lors de l'impulsion de chauffage t2 présentant un sens de courant supposé négatif par rapport au premier, le courant de sonde Im2 ou Jm2 est mesuré. 54 (détermination de AQ) indique la formation de différence entre les deux quantités de charge Q1 = Iml x tl et Q2 = Im2 x t2. Ce signal de différence AQ passe au régulateur de potentiel (régulation de potentiel). Celui-ci reçoit, en tant que valeur de référence, le signal 56 correspondant à la valeur de consigne zéro. 57 (détermination de tl par rapport à t2) indique l'adaptation, obtenue par régulation, du potentiel central de l'élément chauffant, à savoir le réglage du rapport tl à t2 des longueurs des impulsions de chauffage de la modulation en largeur d'impulsions qui ont des sens opposés l'une par rapport à l'autre. Cette détermination de rapport passe à l'étage 58 (détermination de tl; t2) qui reçoit par ailleurs de l'étage 59(régulation de température/régulateur PDJ tl + t2) l'indication de la somme des longueurs d'impulsion tl + t2. Cette somme des longueurs d'impulsion s'obtient à partir de la puissance effectivement nécessaire pour l'élément chauffant de sonde 12. Cette grandeur physique est surveillée au moyen du capteur de température de l'élément chauffant 12 et est calculée et déterminée dans l'étage 59. La liaison de l'étage 58 à étage 51 fournit ainsi à cet étage 51 les informations concernant le niveau de la puissance de chauffage (tl + t2) et le rapport des longueurs d'impulsion tl et t2 de l'une à l'autre en vue du réglage conforme à l'invention du potentiel central de l'élément chauffant 12, et ceci plus précisément à partir du signal de l'étage 54. Cela fournit la valeur minimale du courant de fuite qui a été relevé dans cet étage en tant que différence des signaux

Q1 et Q2.

C'est pendant les intervalles entre impulsions tO, tO' de l'opération de chauffage qu'a lieu, au pas ou dans l'étage 60 (valeur de mesure de sonde à gaz S avec dérive minimale dans tO; tO'), la mesure de la résistance de la couche sensible au gaz à partir de la grandeur alors mesurée du courant de mesure Im (signal de sonde Jm) traversant la couche d'oxyde métallique de l'élément de sonde 11, à savoir ainsi que cela était le cas dans le

dernier état de la technique.

D'une manière avantageuse, il est procédé (par exemple comme dans l'état de la technique) à la mesure des valeurs de mesure sensibles au gaz S lorsqu'une tension alternative Us est appliquée, et ceci pour les deux polarités (+/-; figure 3). Il est également possible de former une valeur moyenne à partir des valeurs de mesure S+ et S-. On peut alors obtenir une

succession plus rapide de valeurs de mesure.

Claims (5)

REVENDICATIONS

1. Procédé pour le fonctionnement d'une sonde à gaz (1), comportant un élément chauffant (12) et un élément de sonde (11), à laquelle un courant électrique (Im) est appliqué pour la détermination de la valeur de mesure sensible au gaz, caractérisé en ce qu'est produite, pour l'alimentation de l'élément chauffant (12), une tension alternative modulée en largeur d'impulsions (PWM) (figure 1) qui est déduite d'une tension continue (Vcc) et pour laquelle des premières et des secondes impulsions de tension (tl; t2) se succédant ont des polarités (+ Vcc, - Vcc) opposées l'une à l'autre par rapport à un potentiel de base, en ce qu'avec les premières impulsions de tension (tl) ayant une première polarité de la tension alternative, un courant électrique est appliqué à travers l'élément chauffant (12) dans un premier sens de celui-ci et en ce qu'avec les secondes impulsions de tension (t2) ayant la polarité opposée de la tension alternative, un courant électrique est appliqué à travers l'élément chauffant (12) dans le sens opposé de celui-ci, en ce que, pendant la durée d'impulsion (tl) des premières impulsions de tension, une première valeur de courant (Iml) est mesurée au moyen du courant électrique passant dans l'élément de sonde (11) et la première quantité de charge (Q1 = Iml x tl) qui est passée pendant cette durée d'impulsion (tl) est déterminée, en ce que, pendant la durée d'impulsion (t2) des secondes impulsions de tension, une seconde valeur de courant (Im2) est mesurée au moyen du courant électrique passant dans l'élément de sonde et la seconde quantité de charge (Q2 = Im2 x t2) qui est passée pendant cette durée d'impulsion (t2) est déterminée, les deux valeurs de courant (Iml et Im2) étant mesurées pour la même tension appliquée à l'élément de sonde (11), en ce qu'à partir des valeurs de la première quantité de charge (Q1) et de la seconde quantité de charge (Q2), la valeur de la différence (AQ = Q1 - Q2) des quantités de charge qui sont passées est déterminée et en ce que le rapport (tl: t2) de la première durée d'impulsion à la seconde durée d'impulsion est réglé, pour une somme constante des durées d'impulsion (tl + t2 = constante) préfixée par la puissance de chauffage nécessaire, de façon que la valeur de différence (AQ)

soit amenée à un minimum pouvant être atteint.

2. Procédé suivant la revendication 1, selon lequel le réglage du rapport de la première durée d'impulsion (tl) ayant la première polarité à la seconde durée d'impulsion (t2) ayant la seconde polarité fait l'objet, pendant la durée de fonctionnement de la sonde, d'une régulation continue qui est telle que la valeur de différence (AQ) est maintenue à un minimum pouvant dans

chaque cas être atteint.

3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, selon lequel la fréquence alternative d'impulsions de la succession des premières et secondes impulsions de tension (tl et t2) est grande en comparaison de la

fréquence alternative du courant de sonde (Im).

4. Dispositif de mise en oeuvre d'un procédé suivant

l'une des revendications 1 à 3,

caractérisé en ce qu'il est prévu un dispositif (51) servant à produire une tension alternative modulée en largeur d'impulsions (PWM) dont les durées d'impulsion (tl, t2) des impulsions de tension et des intervalles (tO, t'0) entre ces impulsions peuvent être commandées dans ce dispositif, un dispositif de mesure (52, 53) servant à mesurer les valeurs de courant de sonde (Iml, Im2), lors d'une impulsion de tension (tl) présentant une première polarité et d'une impulsion de tension (t2) présentant la polarité opposée, et les quantités de charge (Q1, Q2) qui sont respectivement passées pendant les durées d'impulsion (tl, t2), un circuit (54) servant à déterminer la valeur de différence (AQ) des deux quantités de charge (Q1, Q2), un régulateur de potentiel (55) et un circuit (57, 58) servant à régler un rapport des durées d'impulsion (tl par rapport à t2) pour une valeur

de différence (AQ) rendue minimale.

5. Dispositif, servant à produire la tension alternative modulée en largeur d'impulsions (PWM), pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une ou l'autre

l'une des revendications 1 à 3,

caractérisé en ce que ce dispositif est un circuit en pont dans lequel il est prévu quatre branches de pont comportant chacune un interrupteur (Si, S'l, S2, S'2) et dans lequel la connexion de la tension continue (Vcc) est prévue entre les sommets d'une première diagonale et la connexion de l'élément chauffant (12) entre les sommets de l'autre diagonale et en ce que ces interrupteurs sont, en ce qui concerne leur fonction d'interrupteur, connectés par paires (Si, S'l et S2, S'2) en pouvant être commandés pour une ouverture et une fermeture dans le temps s'effectuant

d'une manière symétrique.