一种控制电路(10)，其适于具有第一电端子(11a)和第二电端子(11b)的单单元线性氧传感器(1)，并设计成在电端子上提供第一电压(Vs+)和相应的第二电压(Vs‑)，其中在电端子之间的单元电流(Ip)指示检测到的氧浓度，且其中控制电路在第一和第二电端子之间产生偏置电压(ΔVs)，该偏置电压具有作为单元电流的函数的预设模式。该电路设置为包括：互阻块(17)，其耦联到第二电端子(11b)以作为单元电流的函数并基于预设模式产生经处理的电压(Vout)；和加法器级(16)，其耦联到互阻块(17)和第二电端子(11b)，以便在经处理的电压(Vout)和第二电压(Vs‑)之间执行求和，以产生适于线性氧传感器(1)的第一电端子(11a)的第一电压(Vs+)，以使得偏置电压(ΔVs)具有作为单元电流(Ip)的函数的预设模式。
1.一种控制电路(10)，其适于具有第一电端子(11a)和第二电端子(11b)的单单元线性氧传感器(1)，并且设计成分别在第一电端子(11a)和第二电端子(11b)上提供第一电压(Vs+)和第二电压(Vs-)，其中在所述第一电端子(11a)和第二电端子(11b)之间的单元电流(Ip)指示所检测到的氧浓度，所述控制电路(10)配置成在所述第一电端子(11a)和第二电端子(11b)之间产生偏置电压(ΔVs)，所述偏置电压具有作为所述单元电流(Ip)的函数的预设模式；
互阻块(17)，其耦联到所述第二电端子(11b)并配置成作为所述单元电流(Ip)和所述预设模式的函数产生经处理的电压(Vout)；和加法器级(16)，其耦联到所述互阻块(17)和所述第二电端子(11b)，并且配置成在所述经处理的电压(Vout)和所述第二电压(Vs-)之间执行求和，以便产生适于所述线性氧传感器+(1)的第一电端子(11a)的所述第一电压(Vs)，以便所述偏置电压(ΔVs)具有作为单元电流(Ip)的函数的预设模式。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述互阻块(17)包括：
电流感测级(12)，其耦联到所述第二电端子(11b)，并配置成作为所述单元电流(Ip)的函数来产生感测电压(Vsense)；和处理级(14)，其耦联到所述电流感测级(12)并配置成基于所述预设模式处理所述感测电压(Vsense)，以产生所述经处理的电压(Vout)。
3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，随着单元电流(Ip)变化，所述预设模式设为：
对于低于下限阈值(Ipmin)的单元电流(Ip)值，设为最小电压限制值(Vmin)；
对于高于上限阈值(Ipmax)的单元电流(Ip)值，设为最大电压限制值(Vmax)；以及在最小电压限制值(Vmin)和最大电压限制值(Vmax)之间的线性坡度模式，具有预先设定的斜率。
4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述处理级(14)包括运算放大器(24)，其具有取决于相关的供应电压(VDDS)的上限饱和电压(Vsatsup)和下限饱和电压(Vsatinf)；其中所述运算放大器(24)具有增益(k)，该增益设置为使得对于高于所述上限阈值(Ipmax)的单元电流(Ip)的值而言经处理的电压(Vout)等于上限饱和电压(Vsatsup)，以及对于低于所述下限阈值(Ipmin)的单元电流(Ip)的值而言经处理的电压(Vout)等于下限饱和电压(Vsatinf)。
5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述运算放大器(24)具有偏移电压(Vsum)，该偏移电压具有取决于所述预设模式的值。
6.根据权利要求4或5所述的电路，其特征在于，所述加法器级(16)配置成通过线性氧传感器(1)的第二电端子(11b)上的所述第二电压(Vs-)和所述经处理的电压(Vout)之间的求和，来补偿由所述处理级(14)施加到所述经处理的电压(Vout)的增益(k)。
7.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述电流感测级(12)包括感测电阻器(20)，该感测电阻器连接在所述线性氧传感器(1)的所述第二电端子(11b)和在参考电压(Vref)处设置的节点(N1)之间。
8.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，还包括解耦级(18)，该解耦级连接在所述加法器级(16)的求和输出(N3)和所述线性氧传感器(1)的所述第一电端子(11a)之间；所述解耦级(18)设计成接收控制信号(Sc)，并且能够基于所述控制信号(Sc)操作以便在至少一个操作条件期间用于将所述求和输出(N3)从所述第一电端子(11a)选择性地解耦。
9.根据权利要求8所述的电路，其特征在于，所述操作条件是用于测量所述线性氧传感器(1)的操作温度(T)的测量条件，该测量条件设置为：发送在所述线性氧传感器(1)的所述第一电端子(11a)和第二电端子(11b)之间的测量电流(Imeas)；以及在所述测量电流(Imeas)通过处测量所述线性氧传感器(1)的电阻；其中所述解耦级(18)配置成以在时间上限于执行所述操作温度测量的方式将所述求和输出(N3)从所述第一电端子(11a)解耦。
10.根据权利要求8或9所述的电路，其特征在于，所述解耦级(18)包括至少一个开关元件(36a，36b)，该开关元件能够通过所述控制信号(Sc)操作以便将所述加法器级(16)的求和输出(N3)带到高阻抗状态。
11.根据权利要求9所述的电路，其特征在于，包括测量级(19)，该测量级耦联到所述线性氧传感器(1)的所述第一电端子(11a)和第二电端子(11b)，并且配置成：产生所述控制信号(Sc)；提供在所述线性氧传感器(1)的所述第一电端子(11a)和第二电端子(11b)之间的所述测量电流(Imeas)；并在所述测量电流(Imeas)通过处测量所述线性氧传感器(1)的电阻。
12.根据权利要求1所述的电路，其是纯模拟型电路。
13.一种内燃发动机(60)，其包括排气管和/或进气管(61)；单单元线性氧传感器(1)，该单单元线性氧传感器配置成测量存在于所述排气管和/或进气管(61)内的气体中的氧浓度；以及根据权利要求1所述的适于单单元线性氧传感器(1)的控制电路(10)。
14.一种适于单单元线性氧传感器(1)的控制方法，所述线性氧传感器(1)具有第一电端子(11a)和第二电端子(11b)，并设计成分别在所述第一电端子(11a)和第二电端子(11b)上提供第一电压(Vs+)和第二电压(Vs-)，其中在所述第一电端子(11a)和第二电端子(11b)之间的单元电流(Ip)指示所检测到的氧浓度，所述控制方法包括在所述第一电端子(11a)和第二电端子(11b)之间产生偏置电压(ΔVs)的步骤，所述偏置电压具有作为所述单元电流(Ip)的函数的预设模式；
产生作为所述单元电流(Ip)和所述预设模式的函数的经处理的电压(Vout)；和在所述经处理的电压(Vout)和所述第二电压(Vs-)之间执行求和，以产生适于所述线性氧传感器(1)的第一电端子(11a)的所述第一电压(Vs+)，从而使得所述偏置电压(ΔVs)具有作为单元电流(Ip)的函数的预设模式。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，产生偏置电压(ΔVs)的步骤包括：
作为所述单元电流(Ip)的函数产生感测电压(Vsense)；和
基于所述预设模式处理所述感测电压(Vsense)以便产生所述经处理的电压(Vout)。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，产生偏置电压(ΔVs)的步骤由耦联到线性氧传感器(1)的控制电路(10)实施；还包括：在至少一个操作条件期间将所述第一电端子(11a)从所述控制电路(10)选择性地解耦，其中所述操作条件是用于测量所述线性氧传感器(1)的操作温度(T)的测量条件，设置为：发送在所述线性氧传感器(1)的所述第一电端子(11a)和第二电端子(11b)之间的测量电流(Imeas)；并在所述测量电流(Imeas)通过处测量所述线性氧传感器(1)的电阻；其中所述解耦步骤具有在时间上限于执行操作温度测量的持续时间。
17.根据权利要求16所述的方法，还包括在所述解耦步骤之后：发送在所述线性氧传感器(1)的所述第一电端子(11a)和第二电端子(11b)之间的测量电流(Imeas)；在所述测量电流(Imeas)通过处测量所述线性氧传感器(1)的电阻，以便作为所测得电阻的函数确定所述操作温度(T)；和在所述操作温度测量结束时再次将所述第一电端子(11a)耦联到所述控制电路(10)。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，加热元件(6)耦联到线性氧传感器(1)；
在其中操作温度(T)的测量值不同于预设值(Tdes)的情况下，还包括在再次将所述第一电端子(11a)耦联到所述控制电路(10)的所述步骤之前，改变所述加热元件(6)的驱动条件的步骤。
19.根据权利要求17或18所述的方法，其特征在于，在操作温度(T)与预设值(Tdes)具有所需关系时，执行再次将所述第一电端子(11a)耦联到所述控制电路(10)的所述步骤。
用于控制单单元线性氧传感器的电路和方法
技术领域
[0001] 本发明涉及用于控制线性氧传感器、特别是单单元(single-cell)型线性氧传感器的电路和方法。
背景技术
[0002] 线性氧传感器是已知的，即所谓的UEGO传感器(Universal Exhaust Gas Oxygen Sensor，通用排气氧传感器)，其例如在内燃发动机中使用以便测量在排气管和/或进气管内气体中的氧浓度，并由此获得关于在排气和/或进气处的空气/燃料(A/F)比的信息。
[0003] 这些线性氧传感器基于使用电解感测单元，例如包括二氧化锆(ZrO2)的电解感测单元，它们对于氧离子是敏感的，并且其取决于当它们与气体接触时的所存在的氧量来产生合适的电信号。
[0004] 具体地，线性氧传感器是已知的，其使用两个电解单元，通常定义为“泵送单元”和“感测单元”，并且设想到取而代之使用单个电解感测单元的线性氧传感器。
[0005] 例如，以本申请人的名义申请的EP 1 001 261 A1公开了一种适于双单元(double cell)线性氧传感器的集成的微控制器类型的控制装置。
[0006] 单单元线性氧传感器有时是优选的，例如用于降低相关联的控制装置的成本、尺寸和电路复杂性。
[0007] 如图1A和图1B中的示意性截面图中所示的那样，总体上由标号1指示的单单元型线性氧传感器包括：
[0008] 电解质层2，例如包括二氧化锆(ZrO2)的电解质层2；
[0009] 第一电极3a和第二电极3b，其与电解质层2接触，相对于同一电解质层2设置在相反侧上，并且限定线性氧传感器1的第一(正极)电端子和相应的第二(负极)电端子；
[0010] 扩散层4，其在第一电极3a的上方并在操作期间与需要测量其氧浓度的气体接触，所述气体例如排放气体(第二电极3b设置成与包含参照空气的环境接触)。
[0011] 线性氧传感器1还包括：参照空气导管5，其限定与第二电极3b接触的上述环境；和加热元件6，其设置在参照空气导管5的下方，并适于通过施加电量来驱动，以便使得电解感测单元到达合适的温度(例如等于700°)。
[0012] 在操作过程中，在线性氧传感器1的电端子(在图1B中用电流发生器7示意性地表示)之间流动的单元电流(cell current)Ip指示氧气百分比，在电端子两端之间设定合适值的偏置电压ΔV(图1B示出与电阻器8串联的电压发生器ΔV)；这种单元电流Ip因而指示空气/燃料比A/F，如通过图2中的示例所示那样。
[0013] 已知的是，在控制线性氧传感器的领域中，所施加的电量(特别是，在相关联的电端子之间的偏置电压)需要处于给定的(上限和下限)阈值内；超过(高于或低于)这些阈值实际上可能会导致电解质的所谓的“发黑”现象，其对传感器造成潜在的破坏，或在任何情况下足以损害其正常操作。
[0014] 此外，在先前所示的单单元线性氧传感器1的情况下，在相应的电端子之间施加的电压需要具有与单元电流Ip的给定关系，对应于同一单元电流Ip的变化具有适当的变化。
发明内容
[0015] 本发明的目的是提供一种用于控制单单元线性氧传感器的方案，其具有简单和低成本的结构且它提供良好的电气性能。
[0016] 根据本发明，提供用于控制具有第一电端子和第二电端子的单单元线性氧传感器的控制电路，设计成在所述第一电端子和第二电端子上提供第一电压和相应的第二电压，其中在第一电端子和第二电端子之间的单元电流指示所检测到的氧浓度，所述控制电路配置成在第一电端子和第二电端子之间产生偏置电压，所述偏置电压具有作为单元电流的函数的预设模式，并包括：
[0017] 互阻块，其耦联到所述第二电端子并配置成作为单元电流和预设模式的函数产生经处理的电压；和
[0018] 加法器级，其耦联到互阻块和第二电端子，并且配置成在经处理的电压和第二电压之间执行求和，以便产生适于线性氧传感器的第一电端子的第一电压，从而以便使得偏置电压具有作为单元电流的函数的预设模式。
[0019] 根据本发明，还提供适于单单元线性氧传感器的控制方法，所述线性氧传感器具有第一电端子和第二电端子，设计成在所述第一电端子和第二电端子上提供第一电压和相应的第二电压，其中在第一电端子和第二电端子之间的单元电流指示所检测到的氧浓度，所述控制方法包括在第一电端子和第二电端子之间产生偏置电压的步骤，所述偏置电压具有作为单元电流的函数的预设模式；其中产生偏置电压的步骤包括：
[0020] 产生作为单元电流和预设模式的函数的经处理的电压；和
[0021] 在经处理的电压和第二电压之间执行求和，以产生适于线性氧传感器的第一电端子的第一电压，从而使得偏置电压具有作为单元电流的函数的预设模式。
附图说明
[0022] 为了更好地理解本发明，现在将参照附图通过非限制性的示例描述优选实施例，其中：
[0023] -图1A至图1B为示意性截面图，具有对已知类型的单单元线性氧传感器的不同水平的细节；
[0024] -图2是与在图1A、图1B的传感器中的电量和氧浓度量相关的图表；
[0025] -图3为根据本发明方案的一个实施例的线性氧传感器的控制电路的框图；
[0026] -图4A、图4B是与图3中的控制电路相关的电量的图表；
[0027] -图5是图3中的控制电路的更详细的电路图。
[0028] -图6是由图3的控制电路执行的控制操作的流程图；和
[0029] -图7示意性地示出内燃发动机的一部分，其中可以采用线性氧传感器和相应的控制电路。
具体实施方式
[0030] 如图3中所示，本发明方案的一个方面设想实施控制电路，在该实施例中是纯模拟型控制电路，作为一个整体由标号10表示，该控制电路用于同样由标号1表示的单单元线性氧传感器的偏置。
[0031] 线性氧传感器1可参照图1A至图1B以类似于前述的方式进行构造，且从电路的观点表示为具有电流发生器7，其连接于在此由11a和11b所示的第一电端子和第二电端子之间；以及电阻器8和电容器9的串联连接，电阻器8和电容器9连接在相同的第一电端子11a和第二电端子11b之间。
[0032] 具体地，控制电路10配置成在线性氧传感器1的电端子11a和11b之间产生合适的偏置电压，在此用ΔVS表示，其作为由同一线性氧传感器1基于所检测到的氧浓度供应的单元电流Ip值的函数，与为了同一线性氧传感器1的正常操作由设计所设置的模式以及最小阈值和最大阈值相关。
[0033] 在操作过程中，第一电压 存在于线性氧传感器1的第一电端子11a上，其例如采取正值，而第二电压 存在于线性氧传感器1的第二电端子11b上(例如，其也是正值，但比第一电压 低)；偏置电压ΔVS由第一电压 和第二电压 之间的差值给出：
[0034] 详细地，控制电路10包括：
[0035] -感测级12，其耦联到线性氧传感器1的第二电端子11b，配置成供应感测电压Vsense(V感测)，指示单元电流Ip的值，相对于参考电压Vref(V参考)，具有合适的值，例如等于3.8伏；具体地，感测电压Vsense相对于同一单元电流Ip成比例地增加或减少(根据单元电流Ip的方向)；
[0036] -缓冲器级13，其具有阻抗解耦的功能，连接到感测级12的输出；
[0037] -放大器级14，其通过缓冲器级13耦联到感测级12的输出，配置成通过应用合适的增益k和偏移电压Vsum(V和)处理所述感测电压Vsense，如随后更详细描述的那样，产生经处理的电压Vout(V输出)；
[0038] -加法器级16，其在第一输入处接收在线性氧传感器1的第二电端子11b上的第二电压 以及在第二输入处的经处理的电压Vout，并且执行它们的加权求和，以补偿先前由放大器级14应用的增益 从而产生将被施加到同一线性氧传感器1的第一电端子11a的第一电压
[0039] -选择性耦联级18，其设置在加法器级16的输出和第一电端子11a之间，并且配置成根据控制信号Sc选择性地将加法器级16的输出耦联到同一第一电端子11a；具体地，相应于控制信号Sc的第一值(例如高)，由加法器级16产生的第一电压 被供应给线性氧传感器1的第一电端子11a，而对于同一控制信号Sc的第二值(例如低)而言，加法器级16的输出被带至高阻抗状态，从同一第一电端子11a解耦。
[0040] 感测级12和放大器级14一起形成互阻块，作为整体用标号17表示，设计成作为单元电流Ip的函数产生经处理的电压Vout的合适值(其确定在线性氧传感器1的第一电端子11a上的与第二电端子11b相关的第一电压 的适当值)。
[0041] 具体地，如图4A中所示，线性氧传感器1的电解感测单元根据设计具有所需的模式，其将单元电流Ip的变化链接(“映射”)到在端子11a、11b之间施加的偏置电压ΔVs。
[0042] 在所示的示例中，随着单元电流Ip变化，适于偏置电压ΔVs的该模式设置为包括：在该示例中对于低于下限阈值Ipmin的单元电流Ip值而言，最小电压限制值Vmin接近于0伏；在该示例中对于高于上限阈值Ipmax的单元电流Ip值而言，最大电压限制值Vmax接近于1.2伏；并且在最小电压限制值Vmin和最大电压限制值Vmax之间的线性坡度模式具有预先设定的斜率。
此外，对于单元电流Ip的空值而言，偏置电压ΔVs的非空值在该示例中设置为等于约0.4伏。
[0043] 根据本发明方案的一个方面，放大器级14的偏移电压Vsum和增益k被适当地选择成随着单元电流Ip变化而复制偏置电压ΔVs的上述所需的(设计的)模式。
[0044] 具体地，对于低于下限阈值Ipmin或高于上限阈值Ipmax的单元电流Ip值而言，增益k是如此的以使得放大器级14在上限饱和电压或下限饱和电压(所谓的“电源轨(supply rail)”)中进行操作；换言之，放大器级14在其所有动态(dynamics)上操作，而具有不能超过上限饱和电压和下限饱和电压的经处理的电压Vout。
[0045] 经处理的电压Vout的可能模式在图4B中示出：经处理的电压Vout的值包括在上限饱和电压和下限饱和电压之间，上限饱和电压和下限饱和电压在此用Vsatsup和Vsatinf表示，并且此外同一经处理的电压Vout的非空值对应于单元电流Ip的空值。
[0046] 以这种方式，所述放大器级14确保设计上对于施加到线性氧传感器1的偏置电压ΔVs所设置的限制值得到遵从。此外，补偿由放大器级14施加的增益k，加法器级16随后允许从由同一放大器级14供应的经处理的电压Vout开始获得偏置电压ΔVs的所需值。
[0047] 根据本发明方案的另一方面，选择性耦联级18可操作以在一定的操作条件下将线性氧传感器1从控制电路10解耦，特别是当需要测量同一线性氧传感器的操作温度时。
[0048] 为了测量该操作温度，测量电流Imeas被注入到线性氧传感器1内，并测量在同一测量电流Imeas通过处的相应电阻；电阻测量值是线性氧传感器1温度的指示。
[0049] 具体地，为此目的，测量级19耦联到线性氧传感器1的第一电端子11a和第二电端子11b，配置成在第一电端子11a和/或第二电端子11b处注入测量电流Imeas，例如脉冲式的测量电流，并确定同一线性氧传感器1的电阻(基于由电端子11a、11b之间的同一测量电流Imeas所导致的压降)。
[0050] 此外测量级19配置成产生适于选择性耦联级18的控制信号Sc，其被合适地定时以便执行温度测量的操作。具体地，选择性耦联级18进行操作以将线性氧传感器1从控制电路10解耦持续短暂的时间段，该时间段足以测量温度，但不在线性氧传感器1的偏置条件下导致不需要的变化，如由控制电路10所确定的那样。
[0051] 现在将参照图5进一步详细地描述控制电路10的一个可能的实施例。
[0052] 在该情况下感测级12包括：感测电阻器20，其具有连接在线性氧传感器1的第二电端子11b和第一内部节点N1之间的电阻Rsense；以及第一缓冲放大器21，其具有接收参考电压Vref的不倒相输入，连接到输出(为电压跟随器的配置)的倒相输入，以及连接到所述第一内部节点N1的输出，从而在其上馈送回相同的参考电压Vref。
[0053] 在操作期间，单元电流Ip确定等于Rsense·Ip的在感测电阻器20上的压降，因此感测电压Vsense等于：
[0054] Vsense＝Rsense·Ip+Vref，
[0055] 以及因此与单元电流Ip成正比。
[0056] 缓冲器级13包括第二缓冲放大器23，其具有：连接到线性氧传感器1的第二电端子11b的不倒相输入，连接到输出(为电压跟随器的配置)的倒相输入，和连接到第二内部节点N2的输出，在其上从而馈送回第二电压 (与感测电压Vsense一致)。
[0057] 放大器级14包括运算放大器24，其具有：不倒相输入，其经由具有电阻R1的第一增益电阻器25连接到第二内部节点N2，并且还经由具有电阻R2的第二增益电阻器26连接到参考接地端子GND；倒相输入，其经由在该示例中具有电阻R1的第三增益电阻器27连接到其上存在偏移电压Vsum的偏移输入，并且还经由具有电阻R2的第四增益电阻器28连接到相应输出；以及提供经处理的电压Vout的输出。
[0058] 以未示出的方式，偏移电压Vsum可从同一参考电压Vref产生，例如通过电阻分压器产生。
[0059] 经处理的电压Vout因此由以下表达式给出：
[0060] Vout＝k·(Vsense-Vsum)
[0061] 其中增益k由增益电阻器的电阻R1和R2的值来限定：k＝R2/R1。
[0062] 运算放大器24还接收供应电压VDDS，例如等于5伏，其值以已知的方式确定相应的上限饱和电压Vsatsup和下限饱和电压Vsatinf的值(电源轨)。
[0063] 加法器级16进而可包括运算放大器30，它具有：不倒相输入，其经由具有电阻R1的第五增益电阻器31连接到第二内部节点N2，并且还经由具有电阻R2的第六增益电阻器32连接到放大器级14的运算放大器24的输出；倒相输入，其经由在该示例中具有电阻R2的第七增益电阻器33连接到接地端子GND，并且还经由具有电阻R1的第八增益电阻器34连接到第三内部节点N3；和输出，其经由另一电阻器35连接到第三内部节点N3，以便于在短路的情况下提供保护的目的，并提供适于线性氧传感器1的第一电端子11a的第一电压
[0064] 运算放大器30的不倒相输入还经由电容器35'连接到接地端子GND，具有“回路补偿”功能以便稳定控制回路。
[0065] 第一电压 因此由以下表达式给出：
[0066]
[0067] 选择性耦联级18包括：在第三内部节点N3和线性氧传感器1的第一电端子11a之间串联连接的第一开关元件36a和第二开关元件36b(在该示例中通过相应的MOSFET晶体管制成)，并具有连接到彼此且连接到第四内部节点N4的控制端子。同一第四内部节点N4经由另一电阻器37连接到第三内部节点N3。
[0068] 选择性耦联级18还包括双极型晶体管38，其具有：连接到控制输入的基部端子，在控制输入处其(从测量级19)接收通过电阻器39的控制信号Sc；经由电阻器40连接到第四内部节点N4的集电极端子；以及连接到接地端子GND的发射极端子。
[0069] 在所示实施例中，上述测量级19包括：第一双向电流发生器41，其连接到线性氧传感器1的第一电端子11a，接收供应电压VBAT(该供应电压还供应给运算放大器21、23和30)；和第二双向电流发生器42，其连接到同一线性氧传感器1的第二电端子11b，接收供应电压VBAT。
[0070] 第一电流发生器41和第二电流发生器42可操作以将测量电流(在该示例中为脉冲型的测量电流)Imeas朝向线性氧传感器1的第一电端子11a或第二电端子11b注入，所述电流由一对连续的脉冲提供，所述脉冲具有相反的极性和例如等于0微秒的持续时间和等于±2.5毫安的幅度。
[0071] 测量电流Imeas可替代地在两个方向上朝向相应电端子11a、11b或者从相同的电端子11a、11b提供。
[0072] 如前面所指出的那样，温度测量操作的持续时间是如此的，以使得它不改变偏置条件以及因此不改变线性氧传感器1的电解质层2中的电解质的状态。
[0073] 测量级19还包括控制单元44，其配置成驱动第一电流发生器41和第二电流发生器42并进而基于同一定时信号产生适于选择性耦联级18的控制信号Sc。以未示出的方式，控制单元44也可操作地耦联到例如其中采用线性氧传感器1的发动机的高级管理单元，可从该高级管理单元接收适当的命令。
[0074] 在操作过程中，控制单元44能够通过切换控制信号Sc来启动用于测量线性氧传感器1的温度的程序；随后，同一控制单元44驱动电流发生器41、42，以提供通过线性氧传感器1的测量电流Imeas，基于在同一线性氧传感器1的电端子11a、11b之间的电阻测量值来确定温度值。
[0075] 更详细地，并且如图6中所示，由测量级19的控制单元44实施的温度测量程序设置为在第一步骤50中在选择性耦联级18中切换第一开关元件36a和第二开关元件36b以便将控制电路10从线性氧传感器1解耦(具体地，两个开关36a、36b都断开)并中断同一线性氧传感器1的偏置。
[0076] 接着，在步骤51，控制单元44确定驱动第一电流发生器41和/或第二电流发生器42通过线性氧传感器1供应测量电流Imeas。
[0077] 然后在步骤52测量作为由测量电流Imeas通过所导致的相应电端子11a、11b之间压降的函数的线性氧传感器1的电阻。
[0078] 以这种方式，控制单元44在步骤54确定作为测得电阻函数的温度值。
[0079] 在随后的步骤55中，控制单元44可验证先前确定的温度值T是否对应于适于线性氧传感器1的所需操作温度Tdes。
[0080] 如果验证是肯定的，无需进行校正，则在步骤56控制电路10随后可再次耦联到线性氧传感器1，以供应偏置电压ΔVs并继续氧浓度感测操作。
[0081] 否则，在步骤57，根据温度T和所需操作温度Tdes之间的差值，供应到线性氧传感器1的加热元件6的驱动电流可被适当地修改(参见图1A)。
[0082] 可能以迭代的方式从步骤57返回到步骤51，以便对温度T的值进行另外的检查，直至同一温度T达到所需值。
[0083] 具体地，线性氧传感器1的温度T的测量以及供应给加热元件6的驱动量的任何校正可在连续的基础上执行、以固定的周期间隔执行，或者每当需要时执行，换言之当它适于监测和更新同一温度的值时执行。
[0084] 以未示出但是从论述可明显看出的方式，从步骤56返回到步骤50(以便对温度T进行新的测量)的发生例如在设定的等待时间之后，或者在从耦联到控制单元44的高级管理单元接收用于监测温度的命令之后。
[0085] 所提出的方案的优点可从前面的描述清楚得出。
[0086] 在任何情况下，再次强调的是，所提出的方案允许有效地偏置和有效地控制单单元线性氧传感器，但以降低的电路复杂性和实施成本实现。
[0087] 控制电路10的安全性从本质上可以保证，因为对于偏置电压而言不可能采取比由线性氧传感器1可容忍的限制值更高或更低的值，(具体地，这是由于处理级14的运算放大器24的受限的动态)。
[0088] 当需要测量相对的操作温度时，将线性氧传感器1的控制电路解耦的可能性是特别有利的。
[0089] 有利的是，在所述实施例中是完全模拟类型的控制电路10能够与附加的处理单元(例如微处理器单元)合作，附加的处理单元可操作地耦联到同一线性氧传感器1，例如以便执行读取和处理所获得数据的操作和/或同一线性氧传感器1的诊断操作。这些处理单元可耦联到控制电路10形成于其中的同一印刷电路板(PCB)。
[0090] 如图7中示意性示出的那样，所述的方案可有利地例如在内燃发动机60中应用，以控制设置在排气管61内的线性氧传感器1，用于测量排气中的氧浓度，并从而提供A/F比的指示。
[0091] 在图示的示例中，例如定位在催化器63之前的线性氧传感器1适用于在相同的气体被释放到环境中之前消除存在于燃烧气体中的污染物质；然而，以未图示的方式，线性氧传感器1同样可定位在催化器63的下游(或定位在内燃发动机60的进气管处)。
[0092] 最后，清楚的是在不脱离如所附权利要求限定的本发明范围的情况下，可对在此所述和所示的内容做出修改和变化。
[0093] 具体地，显然的是控制电路10可实施描述所需模式(根据设计)的不同曲线，其将单元电流Ip的变化链接到线性氧传感器1的电端子11a、11b之间的偏置电压ΔVs，例如根据线性坡度模式的不同斜率，和/或不同的最小电压限制值Vmin，和/或不同的最大电压限制值Vmax。
[0094] 此外，再次强调的是，控制电路10可在各种应用中用于控制单单元线性氧传感器，还可用在与先前提及的内燃发动机不同的那些内燃发动机中。
