DE4304966A1 - Lambdawert-Ermittlungsvorrichtung - Google Patents
Lambdawert-ErmittlungsvorrichtungInfo
- Publication number
- DE4304966A1 DE4304966A1 DE4304966A DE4304966A DE4304966A1 DE 4304966 A1 DE4304966 A1 DE 4304966A1 DE 4304966 A DE4304966 A DE 4304966A DE 4304966 A DE4304966 A DE 4304966A DE 4304966 A1 DE4304966 A1 DE 4304966A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- voltage
- electrode
- exhaust gas
- cell
- lambda value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/416—Systems
- G01N27/417—Systems using cells, i.e. more than one cell and probes with solid electrolytes
- G01N27/419—Measuring voltages or currents with a combination of oxygen pumping cells and oxygen concentration cells
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1473—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation method
- F02D41/1475—Regulating the air fuel ratio at a value other than stoichiometry
- F02D41/1476—Biasing of the sensor
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
- G01N27/4065—Circuit arrangements specially adapted therefor
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
- Electrotherapy Devices (AREA)
- Maintenance And Management Of Digital Transmission (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ermitteln einer
Spannung, die den Lambdawert, d. h. das Luft/Kraftstoff-Ver
hältnis des einem Verbrennungsmotor zugeführten Luft/Kraft
stoff-Gemisches anzeigt.
Aus einem Artikel von S. Soejima et al., erschienen in SAE-
Papers 1985, 850378, Seiten 53 und 54, unter dem Titel "Mul
ti-Layered Zirconia Oxygen Sensor for Lean Burn Engine
Application" ist eine zweizellige Sauerstoffsonde mit Pump
zelle und Konzentrationszelle beschrieben, bei der die eine
der beiden Elektroden der Pumpzelle und die eine der beiden
Elektroden der Konzentrationszelle in einem für beide Zellen
gemeinsamen Diffusionsraum angeordnet sind, der eine Öffnung
aufweist, durch die Gas zwischen dem Raum mit dem zu mes
senden Abgas und dem Diffusionsraum ausgetauscht werden
kann. Wenn z. B. mageres Abgas in den Diffusionsraum ein
dringt, wird dies von der Konzentrationszelle festgestellt,
und es wird eine solche Spannung an die Pumpzelle angelegt,
daß diese durch Leitung von O2⁻-Ionen Sauerstoff aus dem
Diffusionsraum so lange herauspumpt, bis die Konzentrations
zelle den Lambdawert Eins anzeigt. Ist dagegen fettes Abgas
in den Diffusionsraum eingedrungen, erfolgen die beschriebe
nen Abläufe umgekehrt. Demgemäß weisen die Pumpströme für die
beiden Fälle unterschiedliche Polarität auf. Beim Lambdawert
Eins fließt der Strom Null. Die Messung des Stromes Null, um
z. B. auf den Lambdawert Eins zu regeln, ist jedoch z. B.
durch Heizerleckströme, kapazitive Ströme, elektromotorische
Kräfte oder Polarisationen gestört.
Eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist
aus DE-C-35 15 588 bekannt. Sie verwendet eine zweizellige
Sauerstoffsonde mit einer Konzentrationszelle und einer
Pumpzelle, an die eine Pumpspannung derart angelegt wird,
daß aufgrund des dann fließenden Pumpstroms bzw. O2⁻-Ionen
stroms die Konzentrationszelle stets eine konstante, dem
Lambdawert Eins entsprechende Nernstspannung anzeigt. Von
dieser zweizelligen Sauerstoffsonde wird wahlweise eine von
zwei Spannungen zur Auswertung abgegriffen, nämlich entweder
die angelegte Pumpspannung oder eine den Pumpstrom anzeigen
de Spannung. Beide Spannungen zeigen den Lambdawert an. Die
erste Spannung wird dann von einer Umschaltstufe ausgegeben,
wenn auf den Lambdawert Eins geregelt werden soll, d. h. auf
stöchiometrisches Luft/ Kraftstoff-Gemisch. Andernfalls wird
die zweitgenannte, den Pumpstrom anzeigende Spannung ausge
geben.
Das eben diskutierte Dokument führt aus, die Messung der
Pumpspannung im Bereich des Lambdawertes Eins sei weniger
störanfällig als die Messung der den Pumpstrom anzeigenden
Spannung. Jedoch ist keine durchgreifende Besserung zu
erwarten, da diese Pumpspannung ebenfalls von den oben ge
nannten Störungen beeinflußt wird.
Es bestand demgemäß das Problem, eine Vorrichtung zum Ermit
teln einer Spannung, die den Lambdawert des einem Verbren
nungsmotor zugeführten Luft/Kraftstoff-Gemisches anzeigt,
anzugeben, mit der auch Spannungen zuverlässig erfaßbar
sind, die einen Lambdawert nahe bei Eins anzeigen.
Die Erfindung ist durch die Merkmale von Anspruch 1 gegeben.
Sie zeichnet sich dadurch aus, daß als Spannung für den Be
reich um den Lambdawert Eins die Nernstspannung erfaßt und
von der Umschaltstufe auf ihren Ausgang geschaltet wird.
Diese Nernstspannung hat das von nach dem Nernstprinzip ar
beitenden Lambdasonden her bekannte, stark ausgeprägte
Sprungverhalten um den Lambdawert Eins. Daher kann mit die
ser Spannung sehr genau auf den Lambdawert Eins geregelt
werden, da jede kleine Abweichung von diesem Wert sprunghaft
zu einer größeren Spannungsabweichung führt. Zudem können
die oben genannten Störmöglichkeiten keinen Einfluß nehmen.
Insgesamt verfügt eine zweizellige Sauerstoffsonde über vier
Elektroden, jeweils zwei für die Pumpzelle und die Konzen
trationszelle. Wenn die Nernstspannung erfaßt wird, muß
hierzu zumindest diejenige Elektrode der Konzentrationszelle
verwendet werden, die der Umgebungsluft ausgesetzt ist. Als
zweite Elektrode kann jedoch eine beliebige der drei anderen
Elektroden verwendet werden. Dabei sollten die dem den bei
den Zellen gemeinsamen Diffusionsraum zugewandten Elektroden
jeweils im wesentlichen dieselbe Wirkung zeigen, was vor
teilhafterweise dazu verwendet wird, dadurch die Funktions
fähigkeit der Zelle zu überprüfen, daß abwechselnd die Span
nungen zwischen jeweils der Umgebungsluftelektrode und einer
der beiden Diffusionsraumzellen gemessen werden und von
einer Vergleichseinrichtung verglichen werden, die ein Feh
lersignal ausgibt, wenn die gemessenen Spannungen zu stark
voneinander abweichen.
Gegen welche der drei genannten Elektroden, also der Abgas
raumelektrode und der beiden Diffusionsraumelektroden, die
Nernstspannung gegenüber der Umgebungsluftelektrode gemessen
wird, und welche Potentialbeziehung dabei zischen der Abgas
raumelektrode und den Diffusionsraumelektroden gewählt wird
(Kurzschluß oder bestimmte Spannung oder Potentialungebun
denheit), kann unter Berücksichtigung der folgenden Ge
sichtspunkte frei gewählt werden.
An der Abgasraumelektrode möge Abgas vom Lambdawert Eins
auftreten, das jedoch Sauerstoff und ein oxidierbares Gas
enthalte. An der genannten Elektrode wird dieses Gas vom
Sauerstoff oxidiert, wobei die Reaktion nicht vollständig
verläuft, sondern gemäß dem Massenwirkungsgesetz ein be
stimmter Restanteil von Sauerstoff verbleibt, was zu einer
bestimmten Menge an O2⁻-Ionen führt, die wiederum eine be
stimmte Potentialdifferenz der Abgasraumelektrode zur Um
gebungsluftelektrode zur Folge haben. Kann die Reaktion an
der Elektrode bis zum Gleichgewichtszustand ablaufen, wird
gerade die zum Lambdawert Eins gehörende Nernstspannung ge
messen. Wird jedoch laufend viel Abgas der genannten Zusam
mensetzung geliefert, wird das Gleichgewicht nicht erreicht,
so daß ein falscher Lambdawert gemessen wird. Dieser Fehler
kann dann vermieden werden, wenn im Diffusionsraum gemessen
wird, in den das Abgas eindringen und dann an den dortigen
Elektroden zu einer Reaktion bis zum Gleichgewicht kommen
kann. Ein weiterer Vorteil der Messung im Diffusionsraum ist
der, daß die dortigen Elektroden weniger stark alterungsbe
dingten Störungen unterliegen als die Abgasraumelektrode. Da
für reagiert die Messung mit Hilfe der letzteren sehr schnell
auf Änderungen des Lambdawertes des Abgases.
Wenn die Diffusionsraumelektroden mit der Abgasraumelektrode
kurzgeschlossen werden, bildet sich ein mittleres Potential,
das etwas genauer ist als das der Abgasraumelektrode allein
und etwas schneller als das der Diffusionsraumelektroden al
lein. Wenn gegen die Diffusionsraumelektroden gemessen wird
und die Abgasraumelektrode potentialungebunden ist, wird die
oben genannte hohe Genauigkeit erhalten, wobei es allerdings
noch zu Ionenleitung zwischen dem Abgasraum und dem Diffus
ionsraum kommen kann, was die Messung leicht verfälscht. Die
genaueste Messung wird dann erhalten, wenn an die Pumpzelle
eine solche Spannung gelegt wird, die gerade der durch die
sauerstoff-Partialdruckdifferenz erzeugten Spannung entgegen
gesetzt ist, so daß kein Ionenstrom fließt. In diesem Fall
kann mit dem aus dem Abgasraum eingedrungenen Abgas eine voll
ständige Gleichgewichtsreaktion erfolgen, die durch keinen
Einfluß gestört wird.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Nernstspannung
also nicht mehr nur als Regelspannung für den Pumpstrom ver
wendet, sondern für Meß- und Regelvorgänge im Bereich um den
Lambawert Eins auch als wenig störanfällige Meßspannung. Da
durch, daß zum leztzteren Zweck die Nernstspannung zwischen der
Umgebungsluftelektrode und einer beliebigen der anderen Elek
troden abgegriffen werden kann, kann die Vorrichtungen optimal
an unterschiedliche Verwendungen angepaßt werden und es ist
eine Funktionsüberprüfung möglich.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines durch Figuren
veranschaulichten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer zweizelligen Sauerstoffsonde
mit Umschaltstufe zum Ausgeben jeweils einer von zwei Lamb
dawertspannungen, abhängig davon, ob der Lambdawert nahe bei
Eins liegt oder ob dies nicht der Fall ist; Fig. 2 ein Dia
gramm, bei dem die invertierte und um eine vorgegebene Span
nung verringerte Nernstspannung der in Fig. 1 enthaltenen Kon
zentrationszelle über dem Lambdawert aufgezeichnet ist; und
Fig. 3 ein Diagramm, in dem der Pumpstrom der Pumpzelle inner
halb von Fig. 1 über dem Lambdawert aufgetragen ist.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zum Ermitteln einer
Spannung, die den Lambdawert des einem (nichtdargestellten)
Verbrennungsmotor zugeführten Luft/Kraftstoff-Gemisches an
zeigt, besteht aus einer zweizelligen Sauerstoffsonde 10 und
einer Umschaltstufe 11. Die Umschaltstufe führt ihr Aus
gangssignal einem Steuergerät 12 zu, von dem sie ein Um
schaltsignal empfängt. Das Steuergerät verfügt über eine Ver
gleichseinrichtung 28.
Die zweizellige Sauerstoffsonde 10 besteht aus einer oben
liegenden Pumpzelle 13 und einer untenliegenden Konzentra
tionszelle 14, denen ein Diffusionsraum 15 gemeinsam ist.
Die Pumpzelle 13 besteht aus einer Zirkonoxidkeramikplatte
16 mit Abgasdurchtrittsöffnung 17. An ihrer Oberseite trägt
sie eine erste Elektrode 18.1, und an ihrer Unterseite eine
zweite Elektrode 18.2. Die Konzentrationszelle 14 besteht
aus einer Zirkonoxidplatte 19, die an ihrer Oberseite eine
dritte Elektrode 18.3 und an ihrer Unterseite eine vierte
Elektrode 18.4 trägt. Unterhalb dieser vierten Elektrode be
findet sich ein Umgebungsluftraum 20. Die gesamte Anordnung
wird von einer Heizleitungen 21 enthaltenden Keramikplatte
22 beheizt.
Die Umschalteinrichtung 11 verfügt über einen Differenzver
stärker 23, einen Stromregler 24, einen Elektrodenumschalter
25 sowie einen Sondenspannungsumschalter 26.
Es sei zunächst die Funktion der Konzentrationszelle 14 an
hand der Fig. 1 und 2 erläutert. Zunächst sei angenommen,
daß sich im Diffusionsraum 15 Abgas mit dem Lambdawert Eins
befinde. Dann gibt die Konzentrationszelle 14 eine Spannung
von typischerweise etwa 450 mV aus. Dieser Spannung ist in
der Schaltung von Fig. 1 allerdings die Spannung einer Ge
genspannungsquelle 27 entgegengeschaltet, so daß sich am
Ausgang des Differenzverstärkers 23 die Spannung Null ein
stellt, wie sie in Fig. 2 für den Lambdawert Eins einge
zeichnet ist. Schon bei einer Abweichung des Lambdawertes
des Abgases im Diffusionsraum 15 von nur etwa 1%o ändert
sich die zwischen den Elektroden 18.3 und 18.4 abgegriffene
Nernstspannung der Konzentrationszelle 14 erheblich, und
zwar auf etwa 800 mV im fetten Bereich und auf etwa 100 mV
im mageren Bereich. Da dieser Spannung die Spannung der Ge
genspannungsquelle 27 entgegengeschaltet ist, ergibt sich
eine Änderung von +350 mV auf -350 mV. Vom Differenzverstär
ker 23 wird diese Spannung umgedreht, so daß sich der Ver
lauf von Fig. 2 ergibt. Dieser Verlauf führt von etwa
-350 mV im fetten Bereich herkommend in einem Bereich von
einigen wenigen Promille um den Lambdawert 1 herum sehr
steil ansteigend zu einer Spannung von etwa +350 mV im mage
ren Bereich. Die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers
23 liegt über die Stromquelle 24 an der oberen Elektrode
18.1 der Pumpzelle 13. Wie vorstehend ausgeführt, ist diese
Spannung negativ gegenüber der unteren Elektrode 18.2, wenn
im Diffusionsraum 15 fettes Abgas vorliegt. Diese negative
Spannung an der oberen Elektrode 18.1 hat zur Folge, daß
diese O2 -1-Ionen durch die Zirkonoxidplatte 16 der Pumpzelle
13 nach unten zur unteren Elektrode 18.2 drückt, wo sie zu
02 neutralisiert werden, welcher Sauerstoff in den Diffu
sionsraum 15 ausgegeben wird und dadurch das dort vorhandene
fette Abgas so lange abmagert, bis der Lambdawert Eins er
reicht ist. Dann gibt der Differenzverstärker 23 die Span
nung Null aus, was zur Einstellung des sauerstoff-Pumpvor
gangs führt.
Wenn im Diffusionsraum 15 mageres Gemisch vorliegt, sind die
Spannungsverhältnisse umgekehrt, weswegen auch der Pumpvor
gang in umgekehrter Richtung abläuft, d. h., daß Sauerstoff
aus dem Diffusionsraum so lange nach oben in das Abgas hin
eingepumpt wird, bis sich im Diffusionsraum der Lambdawert
Eins einstellt. Wichtig ist im ersten Fall, daß Sauerstoff
schneller in den Diffusionsraum eingepumpt werden kann, als
er aus diesem durch das Abgaseintrittsloch 17 wieder hinaus
diffundiert, und daß im zweiten Fall Sauerstoff schneller
aus dem Diffusionsraum ausgepumpt werden kann, als er durch
nachströmendes Abgas wieder ersetzt wird.
Um Mißverständnissen vorzubeugen, sei darauf hingewiesen,
daß in Fig. 1 Ströme i in üblicher Weise von Plus nach Minus
eingezeichnet sind, also entgegen dem Elektronenstrom. Der
Pumpstrom ip im Fall eines fetten Gemisches fließt daher von
der oberen Elektrode 18.1 weg. Der Pumpstrom ip wird jeweils
durch Abgreifen einer Spannung U_ip gemessen, die beim Bei
spiel gemäß Fig. 1 von der Stromquelleneinrichtung 24 ausge
geben wird.
Fig. 3 zeigt die Abhängigkeit des Pumpstroms ip vom Lambda
wert. Es ist erkennbar, daß dieser Pumpstrom mit nahezu li
nearem Verhalten für jeweils positive und negative Werte im
mageren bzw. fetten Lambdabereich gemessen werden kann. Es
liegt hier für die Lambdawerte um Eins ein viel gröberer Maß
stab vor als bei Fig. 2. Betrachtet man den Pumpstrom ip nur
in einem Bereich einer Breite von einigen Promille Abweichung
um den Lambdawert Eins herum, ist erkennbar, daß dieser Strom
für den Lambdawert Eins nicht bei allen Sonden 0 Volt beträgt,
sondern daß Streuungen vorliegen, wie sie Abweichungen von
einigen Promille des Lambdawertes entsprechen. Daher kann ein
Lambdawert um Eins mit Hilfe der aus dem Pumpstrom ip abgelei
teten Spannung U_ip nicht zuverlässig gemessen werden. Dies
ist jedoch mit Hilfe der Nernstspannung U_N von der Konzentra
tionszelle 14 problemlos möglich. Die Umschaltstufe 11 gibt
über den Sondenspannungsumschalter 26 entweder die aus dem
Pumpstrom abgeleitete Spannung U_ip, für Regelung auf einen
Lambdawert ungleich Eins, oder die von der Konzentrationszelle
herrührende Nernstspannung U_N, für Regelung auf den Lambda
wert Eins, an das Steuergerät 12 aus. Die Umschaltung des Son
denspannungsumschalters 26 wird von dem oben genannten, vom
Steuergerät 12 ausgegebenen Umschaltsignal bewirkt. Wird ein
Kraftfahrzeug z. B. im unteren oder mittleren Lastbereich be
trieben, ist mageres Gemisch bevorzugt, so daß das Steuergerät
den Sondenspannungsumschalter 26 so umschaltet, daß die Um
schaltstufe 11 die Spannung U_ip ausgibt. Liegen dagegen Be
triebszustände mit Beschleunigung oder Vollast vor, soll auf
den Lambdawert Eins geregelt werden. Dann schaltet das Steuer
gerät 12 den Sondenspannungsumschalter 26 so um, daß die Um
schaltstufe 11 die Nernstspannung U_N ausgibt.
Der oben erwähnte Elektrodenumschalter 25 muß nicht notwen
digerweise vorhanden sein. Jedoch ist der in Fig. 1 einge
zeichnete Elektrodenumschalter 25 bei bestimmten Anwendungs
fällen von Vorteil. Er legt dann, wenn die Nernstspannung
gemessen werden soll, das Potential von der Elektrode 18.1
statt des Potentials von der Elektrode 18.3 auf den Diffe
renzverstärker 23. Damit wird die Nernstspannung zwischen
der der Umgebungsluft zugewandten Elektrode 18.4 der Konzen
trationszelle 14 und der dem Abgas zugewandten Elektrode
18.1 der Pumpzelle 13 gemessen. Die letztgenannte Elektrode
18.1 ist dem Abgas unmittelbar ausgesetzt, so daß Änderungen
des Lambdawertes des Abgases sofort mit ihrer Hilfe festge
stellt werden können.
Wie eingangs erläutert, kann die Nernstspannung auch anders
abgegriffen werden, was jedoch nicht durch Figuren veranschau
licht wird.
Die in Fig. 1 eingezeichnete Vergleichseinrichtung kann nicht
unmittelbar mit der in dieser Figur dargestellten Umschaltein
richtung zusammenwirken, da diese nur eine Nernstspannung er
faßt. Ist die Umschalteinrichtung jedoch weiterhin so ausge
bildet, daß sie die Eingang erläuterte Funktion des Umschal
tens zwischen zwei Nernstspannungen im Fall der Messung von
Abgas um den Lambawert Eins vornimmt, arbeitet die Vergleichs
einrichtung wie folgt. Es werde zunächst auf die Nernstspan
nung zwischen der Umgebungsluftelektrode 18.4 und der unteren
Diffusionsraumelektrode 18.3 geschaltet. Diese erste Spannung
wird von der Vergleichseinrichtung gespeichert. Dann wird auf
die Nernstspannung zur oberen Diffusionsraumelektrode 18.2 um
geschaltet. Die dabei gemessene zweite Spannung wird mit der
ersten gemessenen verglichen. Ist die Differenz größer als ein
vorgegebener Schwellenwert, wird ein Fehlersignal ausgegeben.
Es ist auch möglich, mehrere gemessene erste und zweite Span
nungen jeweils zu mitteln, bevor der Vergleich ausgeführt
wird, um die fälschliche Ausgabe eines Fehlersignals aufgrund
einer zufälligen Störung zu vermeiden.
Es sei darauf hingewiesen, daß als zweizellige Sauerstoff
sonde eine beliebige Sonde verwendet werden kann, die mit
dem oben beschriebenen Prinzip arbeitet, also z. B. eine
Sonde, wie sie in den eingangs genannten Dokumenten be
schrieben ist, oder eine im Handel befindliche Sonde dieses
Typs.
Claims (8)
1. Vorrichtung zum Ermitteln einer Spannung, die den
Lambdawert des einem Verbrennungsmotor zugeführten Luft/
Kraftstoff-Gemisches anzeigt, mit
- - einer im Motorabgas anzuordnenden zweizelligen Sauerstoff sonde (10) mit Pumpzelle (13) und Konzentrationszelle (14), bei der die eine (18.2) von zwei Elektroden (18.1, 18.2) der Pumpzelle und die eine (18.3) von zwei Elektroden (18.3, 18.4) der Konzentrationszelle in einem für beide Zellen ge meinsamen Diffusionsraum (15) angeordnet sind, der eine Öff nung (17) aufweist, durch die Gas zwischen dem Abgasraum und dem Diffusionsraum ausgetauscht werden kann, und bei der die andere Elektrode (18.1) der Pumpzelle dem Abgasraum, und die andere Elektrode (18.4) der Konzentrationszelle der Umge bungsluft zugewandt ist; und
- - einer Umschaltstufe (11) zum Ausgeben einer den elektri schen Pumpstrom (ip) durch die Pumpzelle anzeigenden Span nung (U_ip), wenn auf einen von Eins abweichenden Lambdawert geregelt werden soll, und zum Ausgeben einer anderen Span nung, wenn auf den Lambdawert Eins geregelt werden soll;
dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltstufe so ausgebildet
ist, daß sie dann, wenn auf den Lambdawert Eins geregelt
werden soll, diejenige Nernstspannung (U_N) auf ihren Aus
gang schaltet, die zwischen der der Umgebungsluft zugewand
ten Elektrode (18.4) und einer der anderen Elektroden (18.1,
18.2, 18.3) abgegriffen wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sie so ausgebildet ist, daß sie dann, wenn auf den
Lambdawert Eins geregelt werden soll, die Nernstspannung
zwischen der dem Abgas zugewandten Abgasraumelektrode (18.1)
der Pumpzelle und der der Umgebungsluft zugewandten Umge
bungsluftelektrode (18.4) der Konzentrationszelle abgreift.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sie so ausgebildet ist, daß sie dann, wenn auf den
Lambdawert Eins geregelt werden soll, die Nernstspannung
zwischen mindestens einer der dem Diffusionsraum zugewandten
Diffusionsraumelektroden (18.2 und/oder 18.3) und der der
Umgebungsluft zugewandten Umgebungsluftelektrode (18.4) der
Konzentrationszelle abgreift.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß sie so ausgebildet ist, daß sie die Abgasraumelektrode
(18.1) mit derjenigen der Diffusionsraumelektroden (18.2,
18.3) kurzschließt, gegen die die Nernstspannung gemessen
wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß sie so ausgebildet ist, daß sie die Abgasraumelektrode
(18.1) potentialungebunden hält.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß sie so ausgebildet ist, daß sie die Abgasraumelektrode
(18.1) auf ein solches Potential gegenüber derjenigen der
Diffusionsraumelektroden (18.2, 18.3) legt, gegen die die
Nernstspannung gemessen wird, daß kein Ionenstrom fließt.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß
- - die Umschaltstufe (11) so ausgebildet ist, daß sie ab wechselnd die Nernstspannung zwischen der Umgebungsluftelek trode (18.4) und jeweils einer der drei anderen Elektroden (18.1, 18.3, 18.4) ausgibt; und
- - eine Vergleichseinrichtung (28) vorhanden ist, die die ge nannten Spannungen miteinander vergleicht und ein Fehlersi gnal ausgibt, wenn eine der Spannungen um mehr als es einem vorgegebenen Wert entspricht von einer anderen der Spannun gen abweicht.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4304966A DE4304966A1 (de) | 1993-02-18 | 1993-02-18 | Lambdawert-Ermittlungsvorrichtung |
FR9400481A FR2701767A1 (fr) | 1993-02-18 | 1994-01-18 | Dispositif pour déterminer le coefficient lambda d'un mélange air/carburant, alimentant un moteur à combustion interne. |
JP6011272A JPH06249031A (ja) | 1993-02-18 | 1994-02-03 | ラムダ値を示す電圧を求める装置 |
ITMI940271A IT1273772B (it) | 1993-02-18 | 1994-02-15 | Dispositivo per determinare il valore lambda |
US08/198,291 US5391284A (en) | 1993-02-18 | 1994-02-18 | Arrangement for determining the lambda value of an air/fuel mixture |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4304966A DE4304966A1 (de) | 1993-02-18 | 1993-02-18 | Lambdawert-Ermittlungsvorrichtung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4304966A1 true DE4304966A1 (de) | 1994-08-25 |
Family
ID=6480770
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4304966A Withdrawn DE4304966A1 (de) | 1993-02-18 | 1993-02-18 | Lambdawert-Ermittlungsvorrichtung |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5391284A (de) |
JP (1) | JPH06249031A (de) |
DE (1) | DE4304966A1 (de) |
FR (1) | FR2701767A1 (de) |
IT (1) | IT1273772B (de) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1996009536A1 (de) * | 1994-09-24 | 1996-03-28 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und schaltungsanordnung zum ansteuern eines messfühlers zum bestimmen einer sauerstoffkonzentration in einem gasgemisch |
WO1996035120A1 (de) * | 1995-05-03 | 1996-11-07 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung zum ermitteln der konzentration einer komponente in einer gasmischung |
DE19819204C1 (de) * | 1998-04-29 | 1999-09-30 | Siemens Ag | Verfahren zur Abgasreinigung mit Trimmregelung |
WO2001011346A2 (de) * | 1999-08-05 | 2001-02-15 | Robert Bosch Gmbh | Sensorelement und verfahren zur bestimmung der sauerstoffkonzentration in gasgemischen |
DE19947364A1 (de) * | 1999-10-01 | 2001-04-12 | Volkswagen Ag | Verfahren zur Bestimmung des Abgas-Lambdawertes einer Brennkraftmaschine |
DE10029794A1 (de) * | 2000-06-16 | 2002-01-10 | Siemens Ag | Vorrichtung zum Betrieb einer linearen Lambdasonde |
DE10031474B4 (de) * | 1999-06-28 | 2005-05-12 | Unisia Jecs Corp., Atsugi | Luft/Kraftstoffverhältnis-Erfassungsanordnung |
DE102008011834A1 (de) | 2008-02-27 | 2009-09-03 | Volkswagen Ag | Verfahren zum Betreiben einer Lambdasonde |
DE102008011833A1 (de) | 2008-02-27 | 2009-09-03 | Volkswagen Ag | Verfahren zum Steuern einer lambdageregelten Abgasanlage einer Brennkraftmaschine |
DE102008013515A1 (de) | 2008-03-07 | 2009-09-10 | Volkswagen Ag | Verfahren zum Betreiben einer Lambdasonde während der Aufwärmphase |
DE102009026418B4 (de) | 2009-05-22 | 2023-07-13 | Robert Bosch Gmbh | Konditionierung eines Sensorelements in einem Brennerprüferstand bei mindestens 1000°C und Konditionierungsstrom |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0968094A (ja) * | 1995-08-30 | 1997-03-11 | Unisia Jecs Corp | 内燃機関の空燃比制御装置 |
JP3684686B2 (ja) * | 1995-12-18 | 2005-08-17 | 株式会社デンソー | 酸素濃度判定装置 |
JPH09318594A (ja) * | 1996-03-25 | 1997-12-12 | Ngk Insulators Ltd | ガスセンサおよび被測定ガス中の特定成分量の測定方法 |
DE19963566A1 (de) * | 1999-12-29 | 2001-07-05 | Bosch Gmbh Robert | Gassensor, insbesondere Lambda-Sonde |
JP4610127B2 (ja) * | 2001-06-18 | 2011-01-12 | 京セラ株式会社 | 空燃比センサ素子 |
JP4721593B2 (ja) * | 2001-09-27 | 2011-07-13 | 京セラ株式会社 | 酸素センサ |
DE10156248C1 (de) * | 2001-11-15 | 2003-06-18 | Bosch Gmbh Robert | Sensor zur Messung der Konzentration einer Gaskomponente in einem Gasgemisch |
US7449092B2 (en) * | 2003-12-17 | 2008-11-11 | Ford Global Technologies, Llc | Dual mode oxygen sensor |
DE10360775A1 (de) * | 2003-12-23 | 2005-07-28 | Robert Bosch Gmbh | Sensorvorrichtung für verbrennungsmotorische Abgase und Betriebs- und Auswerteverfahren |
DE102004042027A1 (de) * | 2004-08-31 | 2006-03-02 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung zum Ermitteln der Konzentration einer Komponente in einem Gasgemisch |
DE102004048318A1 (de) * | 2004-10-05 | 2006-04-06 | Robert Bosch Gmbh | Sensorelement und Verfahren zur Bestimmung der Konzentration von Gaskomponenten in einem Gasgemisch |
US20060231422A1 (en) * | 2005-04-14 | 2006-10-19 | Honeywell International Inc. | Switched gas sensor |
FR2890744B1 (fr) * | 2005-09-13 | 2012-12-28 | Ngk Spark Plug Co | Dispositif de commande de capteur de rapport air/combustible et procede de commande de capteur pour commander un tel capteur de rapport air/combustible |
JP4662207B2 (ja) | 2005-11-28 | 2011-03-30 | 日本特殊陶業株式会社 | 空燃比検出装置 |
DE102006062060A1 (de) * | 2006-12-29 | 2008-07-03 | Robert Bosch Gmbh | Sensorelement mit innen liegender Anode |
DE102008023695A1 (de) * | 2008-05-15 | 2009-11-19 | Robert Bosch Gmbh | Sensorelement mit verbesserten dynamischen Eigenschaften |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4658790A (en) * | 1984-05-01 | 1987-04-21 | Nissan Motor Co., Ltd. | Air/fuel ratio detecting device and control system using same |
JPS6147553A (ja) * | 1984-08-13 | 1986-03-08 | Hitachi Ltd | 空燃比センサ |
JPS61180427A (ja) * | 1985-02-06 | 1986-08-13 | Canon Inc | 集積回路基板 |
GB2182447B (en) * | 1985-10-18 | 1990-01-24 | Honda Motor Co Ltd | Device for measuring a component of a gaseous mixture |
JP2669699B2 (ja) * | 1989-11-28 | 1997-10-29 | 日本碍子株式会社 | 空燃比センサ |
US5231864A (en) * | 1990-02-28 | 1993-08-03 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Air-fuel ratio detecting device |
JP2880273B2 (ja) * | 1990-08-20 | 1999-04-05 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 酸素濃度検出装置 |
-
1993
- 1993-02-18 DE DE4304966A patent/DE4304966A1/de not_active Withdrawn
-
1994
- 1994-01-18 FR FR9400481A patent/FR2701767A1/fr active Pending
- 1994-02-03 JP JP6011272A patent/JPH06249031A/ja active Pending
- 1994-02-15 IT ITMI940271A patent/IT1273772B/it active IP Right Grant
- 1994-02-18 US US08/198,291 patent/US5391284A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5849175A (en) * | 1994-09-24 | 1998-12-15 | Robert Bosch Gmbh | Method and circuit arrangement for acutating a measuring sensor to determine an oxygen concentration in a gas mixture |
WO1996009536A1 (de) * | 1994-09-24 | 1996-03-28 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und schaltungsanordnung zum ansteuern eines messfühlers zum bestimmen einer sauerstoffkonzentration in einem gasgemisch |
WO1996035120A1 (de) * | 1995-05-03 | 1996-11-07 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung zum ermitteln der konzentration einer komponente in einer gasmischung |
US6378295B1 (en) | 1998-04-29 | 2002-04-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for cleaning exhaust gas with trimming control |
DE19819204C1 (de) * | 1998-04-29 | 1999-09-30 | Siemens Ag | Verfahren zur Abgasreinigung mit Trimmregelung |
DE10031474B4 (de) * | 1999-06-28 | 2005-05-12 | Unisia Jecs Corp., Atsugi | Luft/Kraftstoffverhältnis-Erfassungsanordnung |
WO2001011346A2 (de) * | 1999-08-05 | 2001-02-15 | Robert Bosch Gmbh | Sensorelement und verfahren zur bestimmung der sauerstoffkonzentration in gasgemischen |
WO2001011346A3 (de) * | 1999-08-05 | 2001-05-17 | Bosch Gmbh Robert | Sensorelement und verfahren zur bestimmung der sauerstoffkonzentration in gasgemischen |
DE19947364A1 (de) * | 1999-10-01 | 2001-04-12 | Volkswagen Ag | Verfahren zur Bestimmung des Abgas-Lambdawertes einer Brennkraftmaschine |
DE10029794C2 (de) * | 2000-06-16 | 2002-04-18 | Siemens Ag | Vorrichtung zum Betrieb einer linearen Lambdasonde |
DE10029794A1 (de) * | 2000-06-16 | 2002-01-10 | Siemens Ag | Vorrichtung zum Betrieb einer linearen Lambdasonde |
US7052596B2 (en) | 2000-06-16 | 2006-05-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Linear lambda probe evaluation circuit |
DE102008011834A1 (de) | 2008-02-27 | 2009-09-03 | Volkswagen Ag | Verfahren zum Betreiben einer Lambdasonde |
DE102008011833A1 (de) | 2008-02-27 | 2009-09-03 | Volkswagen Ag | Verfahren zum Steuern einer lambdageregelten Abgasanlage einer Brennkraftmaschine |
DE102008011834B4 (de) * | 2008-02-27 | 2017-09-21 | Volkswagen Ag | Verfahren zum Betreiben einer Lambdasonde |
DE102008011833B4 (de) | 2008-02-27 | 2020-06-25 | Volkswagen Ag | Verfahren zum Steuern einer lambdageregelten Abgasanlage einer Brennkraftmaschine |
DE102008013515A1 (de) | 2008-03-07 | 2009-09-10 | Volkswagen Ag | Verfahren zum Betreiben einer Lambdasonde während der Aufwärmphase |
DE102009026418B4 (de) | 2009-05-22 | 2023-07-13 | Robert Bosch Gmbh | Konditionierung eines Sensorelements in einem Brennerprüferstand bei mindestens 1000°C und Konditionierungsstrom |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
IT1273772B (it) | 1997-07-10 |
FR2701767A1 (fr) | 1994-08-26 |
ITMI940271A0 (it) | 1994-02-15 |
JPH06249031A (ja) | 1994-09-06 |
US5391284A (en) | 1995-02-21 |
ITMI940271A1 (it) | 1995-08-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE4304966A1 (de) | Lambdawert-Ermittlungsvorrichtung | |
DE3515588C2 (de) | ||
DE102005056515A1 (de) | Verfahren zur Erkennung der Diffusionsgaszusammensetzung in einer Breitband-Lambdasonde | |
DE3627227C2 (de) | ||
DE3010632C2 (de) | ||
DE3543759C2 (de) | Luft/Kraftstoff-Verhältnisdetektor | |
DE102006055613B4 (de) | Mischungsverhältniserfassungsgerät und Verfahren zur Bestimmung eines Mischungsverhältnisses eines Abgases | |
DE68917821T2 (de) | Messung und Kontrolle des Abgaskreislaufs mit einer Sauerstoffpumpvorrichtung. | |
DE19708011B4 (de) | Verfahren zum Erfassen von Sensorelement-Widerständen | |
DE10352064B4 (de) | Gaskonzentrationsmessgerät mit hohem Auflösungsvermögen | |
DE3019072A1 (de) | Vorrichtung zur bestimmung der sauerstoffkonzentration in verbrennungsgasen | |
DE19838466A1 (de) | Verfahren zum Ansteuern eines Meßfühlers zum Bestimmen einer Sauerstoffkonzentration in einem Gasgemisch | |
DE3715461C2 (de) | ||
DE3445754C2 (de) | Luft/Kraftstoffverhältnis-Detektor | |
DE69729270T2 (de) | Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungssystem mittels einem Grenzstromsensor | |
DE4341278B4 (de) | Grenzstromsensor zur Bestimmung des Lambdawertes in Gasgemischen | |
DE3445755A1 (de) | Luft/kraftstoffverhaeltnis-detektor | |
DE3609227C2 (de) | ||
EP0042914A2 (de) | Einrichtung zur Regelung des Kraftstoff/Luftverhältnisses bei Brennkraftmaschinen | |
DE19744439B4 (de) | Sauerstoffkonzentrationserfassung mit Sensorstrombegrenzung | |
DE3621004C2 (de) | ||
DE10145804B4 (de) | Stickoxidsensor mit unterdrückter Sauerstoffabhängigkeit des NO↓X↓-Signals | |
DE4434786C2 (de) | Luft/Kraftstoff-Regelsystem | |
DE102004048318A1 (de) | Sensorelement und Verfahren zur Bestimmung der Konzentration von Gaskomponenten in einem Gasgemisch | |
DE3543599A1 (de) | Messvorrichtung fuer ein luft/brennstoff-verhaeltnis |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |