DE102009029168B4 - Circuit arrangement for detecting a physical measured variable - Google Patents

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Abstract

Schaltungsanordnung zur Erfassung einer physikalischen Messgröße im Abgas einer Brennkraftmaschine mit einem Sensor einer ersten Art oder einem Sensor einer zweiten Art, wobei dem Sensor der ersten Art oder dem Sensor der zweiten Art wenigstens eine elektronische Schaltung (25; 250) zur Simulierung eines Sensors der jeweils anderen Art zugeordnet ist und wobei die wenigstens eine elektronische Schaltung (25, 250) zur Modifikation des Ausgangssignals des Sensors und/oder einer Kennlinie ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor der ersten Art eine Breitbandlambdasonde (20; 200) mit einer Nernstkonzentrationszelle (220) und einer Pumpzelle (210) und der Sensor der zweiten Art eine Breitbandlambdasonde (10) mit einer einzigen Konzentrationszelle (110) ist.Circuit arrangement for detecting a physical measurement variable in the exhaust gas of an internal combustion engine with a sensor of a first type or a sensor of a second type, the sensor of the first type or the sensor of the second type having at least one electronic circuit (25; 250) for simulating a sensor of the respective is assigned to another type and the at least one electronic circuit (25, 250) is designed to modify the output signal of the sensor and / or a characteristic curve, characterized in that the sensor of the first type is a broadband lambda probe (20; 200) with a Nernst concentration cell ( 220) and a pump cell (210) and the sensor of the second type is a broadband lambda probe (10) with a single concentration cell (110).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erfassung einer physikalischen Messgröße, insbesondere der Sauerstoffkonzentration, im Abgas einer Brennkraftmaschine, ein Verfahren zur Erfassung der physikalischen Messgröße sowie ein Computerprogramm bzw. ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung des Verfahrens.The present invention relates to a circuit arrangement for detecting a physical measured variable, in particular the oxygen concentration, in the exhaust gas of an internal combustion engine, a method for detecting the physical measured variable and a computer program or a computer program product for carrying out the method.

Stand der TechnikState of the art

Um eine optimale Verbrennung in Brennkraftmaschinen, beispielsweise bei Kraftfahrzeugen, zu gewährleisten, wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis im Abgas ermittelt, indem der Restsauerstoffgehalt des Abgases gemessen wird und das Kraftstoff-Zumesssystem das Luft-Kraftstoff-Gemisch für die Verbrennung sehr genau auf den Wert Lambda = 1, also auf eine stöchiometrische Verbrennung, einregelt.In order to ensure optimum combustion in internal combustion engines, such as motor vehicles, the air-fuel ratio in the exhaust gas is determined by the residual oxygen content of the exhaust gas is measured and the fuel metering system, the air-fuel mixture for combustion very accurately to the Value lambda = 1, that is to say a stoichiometric combustion.

Zur Messung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses sind unterschiedliche Konzentrationssonden bekannt, die zur Bestimmung der sogenannten Luftzahl – auch als Lambda bezeichnet – eingesetzt werden. Neben den bekannten Sprungsonden kommen vor allem Breitbandlambdasonden zum Einsatz, die einen werten Bereich des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses erfassen können.For measuring the air-fuel ratio different concentration probes are known, which are used to determine the so-called air ratio - also referred to as lambda. In addition to the known jump probes, it is above all broadband lambda probes which can detect a critical range of the air-fuel ratio.

Bei den Breitbandlambdasonden ist der Messfühler als Breitbandsensor ausgeführt. Dieser wird von Festelektrolytschichten sowie einer Anzahl von Elektroden gebildet, wie es beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 199 12 102 A1 hervorgeht. Ein Teil der Elektroden bildet bei diesem Sensor eine sogenannte Sauerstoffpumpzelle, ein anderer Teil eine sogenannte Konzentrationszelle oder Nernstkonzentrationszelle. An die Elektroden der Pumpzelle wird eine Pumpspannung angelegt, mittels der in einem ersten Messgasraum durch Zu- oder Abpumpen von Sauerstoff ein konstanter Sauerstoffpartialdruck, das heißt auch eine entsprechende Luftzahl Lambda, eingestellt wird. Dabei wird die Pumpspannung derart geregelt, dass sich an den Elektroden der Konzentrationszelle ein konstanter Spannungswert von 450 mV einstellt. Diese Spannung entspricht einem Wert von Lambda = 1. Über eine elektronische Regelschaltung wird der Pumpzelle immer genau so viel Sauerstoff aus dem Abgas zugeführt, dass an ihr der Zustand Lambda = 1 herrscht. Bei Luftüberschuss im Abgas, im sogenannten Magerbereich, wird demgemäß Sauerstoff abgepumpt, wohingegen bei geringem Restsauerstoffgehalt des Abgases, im sogenannten fetten Bereich, durch Umkehrung der Pumpspannung Sauerstoff zugeführt wird. Der jeweilige Pumpstrom Ip, der proportional zum Sauerstoff- oder Fettgasgehalt im Abgas ist, bildet das Ausgangssignal der Sonde. Die Auswertung der mittels der Breitbandlambdasonde erfassten Pumpstromwerte erfolgt anhand einer Ip-Lambda-Kennlinie.In the broadband lambda probes, the sensor is designed as a broadband sensor. This is formed by solid electrolyte layers and a number of electrodes, as for example from the German Offenlegungsschrift DE 199 12 102 A1 evident. One part of the electrodes forms in this sensor a so-called oxygen pump cell, another part a so-called concentration cell or Nernstkonzentrationszelle. A pumping voltage is applied to the electrodes of the pumping cell, by means of which a constant oxygen partial pressure, that is also a corresponding air ratio lambda, is set in a first measuring gas space by pumping or pumping oxygen. The pumping voltage is regulated in such a way that a constant voltage value of 450 mV is established at the electrodes of the concentration cell. This voltage corresponds to a value of lambda = 1. Via an electronic control circuit, the pump cell is always supplied with exactly the same amount of oxygen from the exhaust gas that the state lambda = 1 prevails there. In the case of excess air in the exhaust gas, in the so-called lean region, oxygen is accordingly pumped off, whereas oxygen is supplied by reversing the pumping voltage at a low residual oxygen content of the exhaust gas, in the so-called rich region. The respective pumping current Ip, which is proportional to the oxygen or fat gas content in the exhaust gas, forms the output signal of the probe. The evaluation of the pump current values detected by means of the broadband lambda probe takes place on the basis of an Ip lambda characteristic curve.

Neben dem beschriebenen sogenannten Zweizeller-Prinzip einer Breitbandlambdasonde mit Nernstkonzentrationszelle und Sauerstoffpumpzelle (Typ B) sind auch Lambdasonden mit einer einzigen Sauerstoffkonzentrationszelle nach dem sogenannten Einzeller-Prinzip (Typ A) bekannt. Hierbei wird auf eine Nernstkonzentrationszelle zusätzlich zu der Pumpzelle verzichtet. Statt auf einen konstanten Lambdawert in einem Messgasraum einzuregeln, wird bei Breitbandsonden gemäß dem Einzeller-Prinzip lediglich mit einer konstanten Pumpspannung der eindiffundierende Sauerstoff aus dem Messgasraum herausgepumpt. Es resultiert eine Kennlinie, die durch die Sauerstoffkonzentration bestimmt wird. Breitbandsonden nach dem Zweizeller-Prinzip (Typ B) und nach dem Einzeller-Prinzip (Typ A) unterscheiden sich also vor allem in ihren Ausgangssignalen, sodass unterschiedliche Ip-Lambda-Kennlinien resultieren.In addition to the described so-called two-cell principle of a broadband lambda probe with Nernstkonzentrationszelle and oxygen pumping cell (type B) and lambda probes with a single oxygen concentration cell according to the so-called single cell principle (type A) are known. In this case, a Nernstkonzentrationszelle is omitted in addition to the pump cell. Instead of adjusting to a constant lambda value in a measuring gas chamber, broadband probes according to the single-cell principle pump out the diffusing oxygen from the measuring gas space only with a constant pumping voltage. The result is a characteristic that is determined by the oxygen concentration. Broadband probes based on the two-cell principle (type B) and on the single-cell principle (type A) thus differ mainly in their output signals, resulting in different Ip lambda characteristics.

Es stellt sich das Problem, dass beispielsweise in Kraftfahrzeugen sowohl Breitbandsonden nach dem Zweizeller-Prinzip als auch nach dem Einzeller-Prinzip eingesetzt werden. Durch die zugrundeliegenden unterschiedlichen Prinzipien ist eine Austauschbarkeit der Sonden insbesondere im Hinblick auf eine Wartung oder Reparatur der Kraftfahrzeuge nicht gegeben.It raises the problem that, for example, in motor vehicles both broadband probes are used according to the two-cell principle as well as the single-cell principle. Due to the underlying different principles interchangeability of the probes is not given, especially with regard to a maintenance or repair of motor vehicles.

Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, diesen Nachteil zu beseitigen und eine Austauschbarkeit von Breitbandsonden nach dem Einzeller-Prinzip und nach dem Zweizeller-Prinzip sowie allgemein eine Austauschbarkeit verschiedener Sonden bzw. Sensoren unterschiedlicher Art zu ermöglichen.The invention therefore has the task of eliminating this disadvantage and to enable interchangeability of broadband probes according to the single cell principle and the two-cell principle and generally a replaceability of different probes or sensors of different types.

Weitere Anordnungen sind aus der JP 2004 093 957 A und der GB 2 320 577 A bekannt.Other arrangements are from the JP 2004 093 957 A and the GB 2 320 577 A known.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Diese Aufgabe wird durch eine Schaltungsanordnung zur Erfassung einer physikalischen Messgröße im Abgas einer Brennkraftmaschine sowie durch ein entsprechendes Verfahren gelöst, wie es in den unabhängigen Ansprüchen beschrieben ist. Bevorzugte Ausgestaltungen dieser Schaltungsanordnung und dieses Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a circuit arrangement for detecting a physical variable in the exhaust gas of an internal combustion engine and by a corresponding method, as described in the independent claims. Preferred embodiments of this circuit arrangement and method are the subject of the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung dient zur Erfassung einer physikalischen Messgröße, insbesondere einer Gaskomponentenkonzentration, vorzugsweise der Sauerstoffkonzentration, im Abgas einer Brennkraftmaschine. Die Erfassung der physikalischen Messgröße erfolgt mit einem Sensor einer ersten Art oder mit einem Sensor einer zweiten Art, wobei dem Sensor der ersten Art oder dem Sensor der zweiten Art wenigstens eine elektronische Schaltung zur Simulierung eines Sensors der jeweils anderen Art zugeordnet ist. Durch diese elektronische Schaltung lässt sich also beispielsweise bei Verwendung eines Sensors einer zweiten Art, der im Zuge einer Reparatur oder Wartung eines Kraftfahrzeugs eingebaut wird, ein Sensor einer ersten Art simulieren, der ursprünglich verbaut gewesen war, sodass bei einer Reparatur oder Wartung eines Kraftfahrzeugs der Sensor der ersten Art durch den Sensor der zweiten Art ersetzt werden kann, ohne dass das Motorsteuergerät ausgetauscht oder neu bedatet werden müsste. Das gleiche gilt auch in umgekehrter Weise, d. h. bei Ersetzung eines Sensors einer zweiten Art durch einen Sensor einer ersten Art, indem jeweils dem ersetzenden bzw. dem neuen Sensor eine elektronische Schaltung in der beschriebenen Weise zugeordnet ist.The circuit arrangement according to the invention serves to detect a physical measured variable, in particular a gas component concentration, preferably the oxygen concentration, in the exhaust gas of an internal combustion engine. The capture of Physical measured variable is carried out with a sensor of a first type or with a sensor of a second type, wherein the sensor of the first type or the sensor of the second type is associated with at least one electronic circuit for simulating a sensor of the other type. By means of this electronic circuit, for example when using a sensor of a second type, which is installed in the course of a repair or maintenance of a motor vehicle, it is possible to simulate a sensor of a first type which had originally been installed, so that during repair or maintenance of a motor vehicle Sensor of the first kind can be replaced by the sensor of the second kind, without the engine control unit would have to be replaced or re-fed. The same also applies in the reverse manner, ie when replacing a sensor of a second type by a sensor of a first type, in that in each case the replacement or the new sensor is associated with an electronic circuit in the manner described.

Bei dem Sensor sowohl der ersten Art als auch der zweiten Art handelt es sich jeweils um eine Breitbandlambdasonde, nämlich bei dem Sensor der ersten Art um eine Breitbandlambdasonde mit einer Nernstkonzentrationszelle und einer Pumpzelle nach dem sogenannten Zweizeller-Prinzip (Typ B) und bei dem Sensor der zweiten Art um eine Breitbandlambdasonde mit einer einzigen Konzentrationszelle nach dem sogenannten Einzeller-Prinzip (Typ A). Darüber hinaus kann es sich bei dem Sensor der ersten Art und bei dem Sensor der zweiten Art auch um Sensoren eines Typs, beispielsweise des Typs B oder des Typs A, handeln, die beispielsweise mit unterschiedlichen Kennlinien oder unterschiedlichen Betriebs- und/oder Signalparametern betrieben werden. Durch die Zuordnung einer elektronischen Schaltung können erfindungsgemäß die verschiedenen Sensoren unterschiedlicher Art gegeneinander ausgetauscht bzw. ersetzt werden.The sensor of the first type as well as of the second type is in each case a broadband lambda probe, namely a broadband lambda probe with a Nernst concentration cell and a pump cell according to the so-called two-cell principle (type B) and the sensor in the first type the second type to a broadband lambda probe with a single concentration cell according to the so-called single cell principle (type A). In addition, the sensor of the first type and the sensor of the second type can also be sensors of one type, for example of the type B or of the type A, which are operated, for example, with different characteristics or different operating and / or signal parameters , By assigning an electronic circuit according to the invention, the various sensors of different types can be exchanged or replaced.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung dient die wenigstens eine elektronische Schaltung zur Modifikation des Ausgangssignals des neuen Sensors bzw. der Breitbandlambdasonde und/oder zur Modifikation einer Kennlinie bzw. einer Pumpstrom-Lambda-Kennlinie der neuen Breitbandlambdasonde, sodass die zu ersetzende Breitbandlambdasonde bzw. deren Ausgangssignale simuliert werden. Entsprechendes kann beispielsweise auch bei Stickoxidsensoren angewendet werden, die mit unterschiedlicher Betriebsweise oder unterschiedlichen Kennlinien betrieben werden und durch Zuordnung einer elektronischen Schaltung untereinander ausgetauscht werden können. Durch den Einsatz einer elektronischen Schaltung gemäß der Erfindung lässt sich also beispielsweise bei Verwendung einer Typ B-Breitbandlambdasonde, die im Zuge einer Reparatur oder Wartung eines Kraftfahrzeugs eingebaut wird, eine Typ A-Lambdasonde simulieren, die ursprünglich verbaut gewesen war. Hierdurch kann bei einer Reparatur oder Wartung eines Kraftfahrzeugs eine Typ A-Breitbandlambdasonde durch eine Typ B-Breitbandlambdasonde ersetzt werden, ohne dass das Motor- bzw. Fremdmotorsteuergerät ausgetauscht oder neu bedatet werden müsste. Das Gleiche gilt auch in umgekehrter Weise, d. h. bei Ersetzung einer Typ B-Sonde durch eine Typ A-Sonde, indem vorzugsweise jeweils der ersetzenden bzw. der neuen Breitbandlambdasonde eine elektronische Schaltung in der beschriebenen Weise zugeordnet ist. In entsprechender Weise kann eine Art einer Typ A- oder B-Sonde durch eine andere Art einer Typ A- oder B-Sonde ersetzt werden.In a preferred embodiment of the circuit arrangement according to the invention, the at least one electronic circuit is used to modify the output signal of the new sensor or the broadband lambda probe and / or to modify a characteristic curve or a pump current lambda characteristic of the new broadband lambda probe, so that the broadband lambda probe to be replaced or whose output signals are simulated. The same can also be used, for example, in the case of nitrogen oxide sensors which are operated with different operating modes or different characteristic curves and can be interchanged by assigning an electronic circuit to one another. Thus, by using an electronic circuit according to the invention, for example when using a type B broadband lambda probe, which is installed in the course of a repair or maintenance of a motor vehicle, it is possible to simulate a type A lambda probe which had originally been installed. As a result, in a repair or maintenance of a motor vehicle, a type A broadband lambda probe can be replaced by a type B broadband lambda probe without the engine or third party engine control unit having to be replaced or re-fed. The same applies in the opposite way, d. H. when replacing a type B probe by a type A probe, preferably by each of the replacing or the new broadband lambda probe is associated with an electronic circuit in the manner described. Similarly, one type of type A or B probe may be replaced by another type of type A or B probe.

Die elektronische Schaltung ist insbesondere derart realisiert, dass das eigentliche Ausgangssignal des neuen Sensors, beispielsweise die Sondenspannung der neuen Lambdasonde das Eingangssignal der elektronischen Schaltung darstellt und dass das durch die Schaltung modifizierte Signal das Ausgangssignal der neuen Lambdasonde bei deren Beschaltung bildet, welches in ein Steuergerät eingespeist wird, sodass das Ausgangssignal der ursprünglichen Sonde simuliert wird.The electronic circuit is realized in particular such that the actual output signal of the new sensor, for example the probe voltage of the new lambda probe represents the input signal of the electronic circuit and that the signal modified by the circuit forms the output signal of the new lambda probe during its connection, which is in a control unit is fed so that the output signal of the original probe is simulated.

Die elektronische Schaltung kann als Schaltung oder als ein die Schaltung simulierendes Programm, beispielsweise in einem Steuergerät, realisiert sein.The electronic circuit can be realized as a circuit or as a program simulating the circuit, for example in a control unit.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird zunächst eine Differenzspannung zwischen der Sondenspannung und einer vorgebbaren Spannung gebildet. Die Differenzspannung wird vorzugsweise verstärkt und anschließend mit einem konstanten Faktor multipliziert bzw. umgesetzt. Diese Modifikation des Ausgangssignals der neuen Sonde wird durch entsprechende Schaltungselemente realisiert. Hierdurch kann die Kennlinie der neuen Sonde, die die Beziehung zwischen der Spannung und dem Pumpstrom der Sonde widerspiegelt, an die entsprechende Kennlinie der ausgetauschten Sonde angeglichen wenden, sodass der Pumpstrom der neuen Sonde in gewisser Weise in den Pumpstrom der ausgetauschten Sonde „übersetzt” wird. Bei Einspeisung dieser gewissermaßen übersetzten Werte in das Steuergerät der ausgetauschten Sonde kann dieses Steuergerät die Werte der neuen Sonde korrekt umsetzen. Der Faktor, mit dem die verstärkte Differenzspannung umgesetzt wird, hängt von den Charakteristiken der jeweiligen Kennlinien ab. Beispielsweise kann der Faktor ein negatives Vorzeichen umfassen, wenn sich die Steigung der Kennlinie der ausgetauschten Sonde entgegengesetzt zur Steigung der neuen Sonde verhält.In a preferred embodiment of the circuit arrangement according to the invention, a differential voltage between the probe voltage and a predeterminable voltage is first formed. The differential voltage is preferably amplified and then multiplied or converted by a constant factor. This modification of the output signal of the new probe is realized by corresponding circuit elements. As a result, the characteristic curve of the new probe, which reflects the relationship between the voltage and the pumping current of the probe, can be adapted to the corresponding characteristic of the exchanged probe, so that the pumping current of the new probe is in some way "translated" into the pumping current of the exchanged probe , When these somewhat translated values are fed into the exchanged probe control unit, this control unit can correctly convert the values of the new probe. The factor with which the amplified differential voltage is converted depends on the characteristics of the respective characteristic curves. For example, the factor may include a negative sign when the slope of the characteristic of the exchanged probe is opposite to the slope of the new probe.

Zur Realisierung der Schaltungsanordnung umfasst die Schaltungsanordnung verschiedene elektronische Bauelemente, insbesondere Operationsverstärker, Transistoren und Widerstände, beispielsweise auch einstellbare bzw. trimmbare Widerstände. To realize the circuit arrangement, the circuit arrangement comprises various electronic components, in particular operational amplifiers, transistors and resistors, for example also adjustable or trimmable resistors.

Mit besonderem Vorteil kann zur Angleichung der Kennlinien der verschiedenen Sonden ein Stromabgleich durch die elektronische Schaltung vorgenommen werden, insbesondere durch entsprechend ausgelegte Widerstände. Zum Stromabgleich können weiterhin spannungsgesteuerte Stromquellen verwendet werden.With particular advantage can be made by the electronic circuit to equalize the characteristics of the various probes, a current balance, in particular by appropriately designed resistors. For current balancing, voltage-controlled current sources can also be used.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist die elektronische Schaltung in einem Stecker, an einem Stecker, in einem Kabelbaum und/oder an einem Kabelbaum angeordnet. Sie kann z. B. im Universalverbindungssteckergehäuse des nachträglich einzusetzenden Sensors vorgesehen sein. Somit kann der neu einzusetzende Sensor zusammen mit der elektronischen Schaltung gemäß der Erfindung als ein Bauteil bereitgestellt werden, das zur Ersetzung eines Sensors anderen Typs oder des gleichen Typs mit anderer Kennlinie oder anderen Betriebs- und/oder Signalparametern geeignet ist.In a preferred embodiment of the circuit arrangement according to the invention, the electronic circuit is arranged in a plug, on a plug, in a cable harness and / or on a cable harness. You can z. B. may be provided in the universal connector housing of the subsequently inserted sensor. Thus, the sensor to be replaced can be provided together with the electronic circuit according to the invention as a component suitable for replacing a sensor of a different type or of the same type with a different characteristic or other operating and / or signal parameters.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Schaltungsanordnung ist die elektronische Schaltung in den Sensor oder die Sonde als solche integriert, beispielsweise indem die elektronische Schaltung in einen Sondenkörper eingebettet ist, um die Sonde quasi unabhängig vom jeweiligen Steuergerät betreiben zu können. Diese Ausführungsform ist insbesondere für solche Sensoren geeignet, die nicht bei hohen Temperaturen betrieben werden müssen.In a further preferred embodiment of the circuit arrangement, the electronic circuit is integrated into the sensor or the probe as such, for example by the electronic circuit being embedded in a probe body in order to be able to operate the probe virtually independently of the respective control device. This embodiment is particularly suitable for those sensors that do not need to be operated at high temperatures.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist eine elektronische Schaltung vorgesehen, die sowohl zur Modifikation des Ausgangssignals des Sensors und/oder der Kennlinie als auch zum Betreiben des Sensors vorgesehen ist. Insbesondere umfasst diese elektronische Schaltung zwei Teile, wobei der erste Teil zum eigentlichen Betreiben des Sensors vorgesehen ist und der zweite Teil die Modifikation des Ausgangssignals und/oder der Kennlinie bewirkt. Diese beiden Funktionen sind vorzugsweise in einer einzigen Schaltung ausgeführt. In anderen Ausführungsformen sind zwei oder mehr separate Schaltungen vorgesehen.In a particularly preferred embodiment of the circuit arrangement according to the invention, an electronic circuit is provided which is provided both for modifying the output signal of the sensor and / or the characteristic curve as well as for operating the sensor. In particular, this electronic circuit comprises two parts, wherein the first part is provided for the actual operation of the sensor and the second part causes the modification of the output signal and / or the characteristic curve. These two functions are preferably carried out in a single circuit. In other embodiments, two or more separate circuits are provided.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist insbesondere zur Erfassung von Sauerstoffkonzentrationen unter Verwendung von Breitbandlambdasonden geeignet. In anderen Ausführungsformen eignet sich die Schaltungsanordnung auch beispielsweise für die Erfassung von Stickoxiden im Abgas einer Brennkraftmaschine, indem entsprechende Stickoxidsensoren eingesetzt werden. Insbesondere können dadurch Stickoxidsensoren mit unterschiedlicher Betriebsweise, beispielsweise Stickoxidsensoren nach dem Reduktionsprinzip und Stickoxidsensoren nach dem Titrationsprinzip, oder mit unterschiedlicher Kennlinie untereinander ausgetauscht werden.The circuit arrangement according to the invention is particularly suitable for detecting oxygen concentrations using broadband lambda probes. In other embodiments, the circuit arrangement is also suitable for example for the detection of nitrogen oxides in the exhaust gas of an internal combustion engine by using corresponding nitrogen oxide sensors. In particular, nitrogen oxide sensors with different modes of operation, for example nitrogen oxide sensors according to the reduction principle and nitrogen oxide sensors according to the titration principle, or with different characteristics can be exchanged with one another.

Insbesondere bei Breitbandlambdasonden kann der Schaltung weiterhin ein Mikroprozessor für die Regelung einer Heizung der Sonde und/oder für eine Kompensation des statischen Druckempfindlichkeitsunterschieds sowie gegebenenfalls ein Atmosphärendrucksensor zugeordnet sein.In particular, in the case of broadband lambda probes, the circuit can furthermore be assigned a microprocessor for the regulation of a heating of the probe and / or for a compensation of the static pressure sensitivity difference and possibly also an atmospheric pressure sensor.

Die Erfindung umfasst weiterhin ein Verfahren zur Erfassung von physikalischen Messgrößen im Abgas einer Brennkraftmaschine mit einem Sensor einer ersten Art oder einem Sensor einer zweiten Art. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass durch wenigstens eine elektronische Schaltung ein Sensor der jeweils anderen Art simuliert wird, um hierdurch eine Austauschbarkeit von Sensoren unterschiedlicher Art zu ermöglichen. Beispielsweise kann hiermit die Sauerstoffkonzentration im Abgas einer Breitbandsonde, die entweder eine Nernstkonzentrationszelle und eine Pumpzelle gemäß dem sogenannten Zweizeller-Prinzip (Typ B) oder die eine einzige Konzentrationszelle gemäß dem sogenannten Einzeller-Prinzip (Typ A) aufweist, erfasst werden. Die Erfassung der Sauerstoffkonzentration erfolgt beispielsweise mittels Abgleich mit einer Ip-Lambda-Kennlinie. Das Ausgangssignal der Breitbandlambdasonde und/oder die Ip-Lambda-Kennlinie der Breitbandlambdasonde wird durch eine elektronische Schaltung modifiziert, sodass beispielsweise ausgehend von einer Typ B-Breitbandsonde eine Typ A-Breitbandsonde oder eine andere Sonde gleichen Typs simulierbar ist oder umgekehrt. Dieses erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit die Austauschbarkeit von Typ A-Breitbandsonden mit Typ B-Breitbandsonden und umgekehrt sowie von unterschiedlichen Sonden gleichen Typs. Hierdurch kann beispielsweise eine im Fahrzeug bereits verbaute Typ A-Breitbandsonde durch eine Typ B-Breitbandsonde ersetzt werden, indem der Typ B-Breitbandsonde eine elektronische Schaltung zugeordnet ist, die das Ausgangssignal und/oder die Kennlinie der Breitbandsonde derart modifiziert, dass eine Typ A-Breitbandsonde simuliert wird. Zur Simulation der Ausgangssignalcharakteristik bzw. der Kennlinie als Funktion des Pumpstroms Ip über der Gaskonzentration (steigendes bzw. fallendes Sondensignal) des jeweils anderen Sensors wird vorzugsweise eine Differenzspannung zwischen dem Ausgangssignal des Sensors und einer vorgebbaren Spannung gebildet. Dieses Signal wird vorzugsweise verstärkt und mit einem konstanten Faktor umgesetzt. Hierdurch kann die Kennlinie bzw. der Pumpstrom des einen Typs in den Pumpstrom des anderen Typs übersetzt werden. Bezüglich weiterer Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf die obige Beschreibung verwiesen.The invention further comprises a method for detecting physical measured variables in the exhaust gas of an internal combustion engine with a sensor of a first type or a sensor of a second type. This method is characterized in that a sensor of the other type is simulated by at least one electronic circuit to to allow interchangeability of sensors of different types. For example, hereby the oxygen concentration in the exhaust gas of a broadband probe having either a Nernst concentration cell and a pump cell according to the so-called two-cell principle (type B) or a single concentration cell according to the so-called single cell principle (type A) can be detected. The detection of the oxygen concentration, for example, by means of adjustment with an Ip lambda characteristic. The output signal of the broadband lambda probe and / or the Ip lambda characteristic of the broadband lambda probe is modified by an electronic circuit so that, for example, starting from a type B broadband probe, a type A broadband probe or another probe of the same type can be simulated or vice versa. This inventive method thus enables the interchangeability of type A broadband probes with type B broadband probes and vice versa and of different probes of the same type. As a result, for example, a type A broadband probe already installed in the vehicle can be replaced by a type B broadband probe by assigning the electronic type B broadband probe an electronic circuit which modifies the output signal and / or the characteristic of the wideband probe in such a way that a type A Broadband probe is simulated. In order to simulate the output signal characteristic or the characteristic curve as a function of the pumping current Ip above the gas concentration (rising or falling probe signal) of the respective other sensor, a differential voltage is preferably formed between the output signal of the sensor and a predeterminable voltage. This signal is preferably amplified and reacted with a constant factor. As a result, the characteristic curve or the pumping current of one type be translated into the pumping current of the other type. With regard to further features of the method according to the invention, reference is made to the above description.

Weiterhin umfasst die Erfindung ein Computerprogramm, das alle Schritte des beschriebenen Verfahrens ausführt, wenn es auf einem Rechengerät oder einem Steuergerät abläuft. Schließlich umfasst die Erfindung ein Computerprogrammprodukt mit entsprechendem Programmcode zur Durchführung des Verfahrens.Furthermore, the invention comprises a computer program that performs all the steps of the method described, when it runs on a computing device or a controller. Finally, the invention comprises a computer program product with corresponding program code for carrying out the method.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Figuren in Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen. Hierbei können die verschiedenen Merkmale jeweils für sich oder in Kombination miteinander verwirklicht sein.Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of the figures in conjunction with the embodiments. In this case, the various features can be implemented individually or in combination with each other.

Kurze Beschreibung der FigurenBrief description of the figures

In den Zeichnungen zeigen:In the drawings show:

1 eine schematische Darstellung einer Breitbandlambdasonde nach dem Einzeller-Prinzip (Typ A) mit einem angeschlossenen Steuergerät; 1 a schematic representation of a broadband lambda probe according to the single-cell principle (type A) with a connected control unit;

2 eine schematische Darstellung einer Breitbandlambdasonde nach dem Zweizeller-Prinzip (Typ B) mit einer zugeordneten elektronischen Schaltung gemäß der Erfindung und einem angeschlossenen Steuergerät, 2 a schematic representation of a broadband lambda probe according to the two-cell principle (type B) with an associated electronic circuit according to the invention and a connected control unit,

3(A) die Kennlinien einer Typ-B-Sonde und einer Typ-A-Sonde; 3(B) eine beispielhafte elektronische Schaltung gemäß der Erfindung als Blockschaltbild; 3 (A) the characteristics of a type B probe and a type A probe; 3 (B) an exemplary electronic circuit according to the invention as a block diagram;

4 eine beispielhafte Schaltungsanordnung zur Realisierung der elektronischen Schaltung aus 3(B); 4 an exemplary circuit arrangement for the realization of the electronic circuit 3 (B) ;

5 eine schematische Darstellung einer Breitbandlambdasonde nach dem Zweizeller-Prinzip (Typ B), die als Typ-A-Sonde verwendet wird, mit einem weiteren Beispiel einer zugeordneten elektronischen Schaltung gemäß der Erfindung und einem angeschlossenen Steuergerät und 5 a schematic representation of a broadband lambda probe according to the two-cell principle (type B), which is used as a type A probe, with a further example of an associated electronic circuit according to the invention and a connected control unit and

6 eine beispielhafte elektronische Schaltung zur Implementierung der Schaltung aus 5. 6 an exemplary electronic circuit for implementing the circuit 5 ,

Ausführungsbeispieleembodiments

1 zeigt in schematischer Weise eine Breitbandlambdasonde 10 nach dem Einzellerprinzip (Typ A), die in herkömmlicher Weise an eine Steuereinheit 12 bzw. ein Steuergerät angeschlossen ist. Die Breitbandlambdasonde 10 umfasst eine einzige Konzentrationszelle 110, über die mit einer Pumpspannung US eindiffundierender Sauerstoff aus einem Messgasraum gepumpt wird. Es wird ein Stromfluss Ip erfasst, der ein Maß für die Sauerstoffkonzentration darstellt, die anhand einer Ip-Kennlinie ermittelt wird. Die Pumpstrommessung und -auswertung erfolgt in einer Steuereinheit 12, die eine Typ-A-anwendungsspezifische Schaltung (ASIC) 13 und einen Mikroprozessor 14 umfasst. Die Breitbandsonde 10 ist mit einer Heizung 130 ausgestattet, die mit der Batteriespannung U_Batt betrieben und über eine Innenwiderstandsmessung Ri geregelt wird. 1 schematically shows a broadband lambda probe 10 according to the single-cell principle (type A), which in a conventional manner to a control unit 12 or a control unit is connected. The broadband lambda probe 10 includes a single concentration cell 110 , is pumped via the with a pumping voltage US diffusing oxygen from a sample gas space. A current flow Ip is detected, which represents a measure of the oxygen concentration, which is determined on the basis of an Ip characteristic curve. The pumping current measurement and evaluation takes place in a control unit 12 having a Type A Application Specific Circuit (ASIC) 13 and a microprocessor 14 includes. The broadband probe 10 is with a heater 130 equipped with the battery voltage U_Batt and controlled by an internal resistance measurement Ri.

2 zeigt in schematischer Weise als Blockschaltbild, wie eine Breitbandlambdasonde nach dem Einzellerprinzip, wie sie in 1 gezeigt ist, durch eine andere Sonde, insbesondere eine Breitbandlambdasonde 20 nach dem Zweizellerprinzip (Typ B), ersetzt wird, indem das Ausgangssignal UA der Auswerteschaltung 22 der Breitbandlambdasonde 20 über eine elektronische Schaltung 25 so verändert wird, dass das die Schaltung 25 verlassende Signal US bzw. die Spannungscharakteristik an den Klemmen US- und US+ das Ausgangssignal einer Typ-A-Sonde simuliert und dieses simulierte Signal in die Steuereinheit 12 einer Typ-A-Sonde eingespeist werden kann. Die Typ-B-Sonde 20 umfasst eine äußere Pumpelektrode APE und eine innere Pumpelektrode IPN, über die eine Pumpzelle 210 mit Spannung versorgt wird und so in einem Messgasraum eine konstante Zusammensetzung des Messgases, nämlich Lambda = 1 (Sondenspannung = 450 mV), gewährleistet. Die Einstellung des Pumpstroms Ip erfolgt anhand eines Vergleichs mit einer Referenzspannung über die Referenzelektrode RE über die Nernstkonzentrationszelle 220. Der erforderliche Pumpstrom Ip wird als Ausgangssignal ausgewertet. Die Auswertung erfolgt in der Steuereinheit 22 bzw. Auswerteschaltung mit einer Typ-B-spezifischen Schaltung (ASIC) 23 und einem Mikroprozessor 24 der Typ-B-Sonde. Über den Mikroprozessor 24 wird die Heizung 230 der Sonde 20 geregelt. 2 shows in a schematic way as a block diagram, such as a broadband lambda probe according to the single-cell principle, as in 1 is shown by another probe, in particular a broadband lambda probe 20 according to the two-cell principle (type B), is replaced by the output signal UA of the evaluation circuit 22 the broadband lambda probe 20 via an electronic circuit 25 is changed so that that the circuit 25 leaving signal US or the voltage characteristic at the terminals US and US + simulates the output signal of a type A probe and this simulated signal in the control unit 12 a type A probe can be fed. The type B probe 20 comprises an outer pumping electrode APE and an inner pumping electrode IPN, via which a pumping cell 210 is supplied with voltage and so in a measuring gas chamber, a constant composition of the sample gas, namely lambda = 1 (probe voltage = 450 mV), guaranteed. The adjustment of the pumping current Ip is based on a comparison with a reference voltage across the reference electrode RE via the Nernst concentration cell 220 , The required pumping current Ip is evaluated as an output signal. The evaluation takes place in the control unit 22 or evaluation circuit with a type B-specific circuit (ASIC) 23 and a microprocessor 24 the type B probe. About the microprocessor 24 will the heater 230 the probe 20 regulated.

Für die Auswertung des Sondensignals werden sowohl bei einer Typ A-Sonde als auch bei einer Typ B-Sonde entsprechende Ip-Lambda-Kennlinien als Funktion des Pumpstroms Ip über der Gaskonzentration herangezogen. Durch die voneinander abweichenden Messprinzipien sind jedoch die Ausgangssignale beider Sondentypen nicht austauschbar. Erfindungsgemäß ist daher eine elektronische Schaltung 25 vorgesehen, die die Ip-Lambda-Kennlinie der Typ B-Sonde 20 und/oder des Ausgangssignals UA der Sonde 20 derart modifiziert, dass das Auswertesignal einer Typ A-Sonde 10 simuliert wird, sodass damit die Typ B-Breitbandlambdasonde 20 die Typ A-Breitbandlambdasonde ersetzen kann, ohne dass die ursprüngliche Steuereinheit 12, insbesondere das Motorsteuergerät, ausgetauscht oder neu bedatet werden müsste.For the evaluation of the probe signal, both in a type A probe and in a type B probe, corresponding Ip lambda characteristics are used as a function of the pump current Ip above the gas concentration. Due to the differing measuring principles, however, the output signals of both types of probes are not interchangeable. According to the invention therefore an electronic circuit 25 provided the Ip lambda characteristic of the type B probe 20 and / or the output signal UA of the probe 20 modified so that the evaluation signal of a type A probe 10 is simulated, making it the type B broadband lambda probe 20 can replace the type A broadband lambda probe without the original control unit 12 , in particular the engine control unit, would have to be replaced or re-fed.

Vorzugsweise wird die elektronische Schaltung 25, die eine separate Masse 0 aufweist, dergestalt ausgeführt, dass verschiedene Typen von Austauschsonden betrieben werden können und dass verschiedene Typen von Ip-Lamda-Kennlinien als Ausgangssignal ausgegeben werden, wobei die zugehörigen Parameter durch Programmierung der elektronischen Schaltung eingestellt werden können, sodass keine Hardwareänderung der elektronischen Schaltung 25 notwendig ist. Zur Anpassung an verschiedene Sondentypen bzw. Sensoren können vorzugsweise ein oder mehrere einstellbare Widerstände vorgesehen sein. Preferably, the electronic circuit 25 that a separate mass 0 designed such that various types of exchange probes can be operated and that different types of Ip-lambda characteristics are output as an output, the associated parameters can be adjusted by programming the electronic circuit, so that no hardware change of the electronic circuit 25 necessary is. To adapt to different types of probes or sensors, preferably one or more adjustable resistors can be provided.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird die elektronische Schaltung 25 derart ausgeführt, dass alle relevanten Betriebsparameter der auszutauschenden Sonde 10, wie z. B. der Innenwiderstand Ri, richtig simuliert werden, sodass von den Diagnosefunktionen in der Steuereinheit 12 (Steuergerät), an die die elektronische Schaltung 25 angeschlossen ist, die Austauschsonde 20 mit elektronischer Schaltung 25 nicht als fehlerhaft erkannt wird und die Austauschsonde 20 mit für sie verträglichen Betriebsparametern betrieben wird.In a preferred embodiment of the circuit arrangement according to the invention, the electronic circuit 25 executed such that all relevant operating parameters of the probe to be replaced 10 , such as As the internal resistance Ri, are properly simulated, so that of the diagnostic functions in the control unit 12 (Control unit) to which the electronic circuit 25 connected, the replacement probe 20 with electronic circuit 25 is not recognized as faulty and the replacement probe 20 operated with compatible operating parameters.

Um unterschiedliche Leistungsanforderungen der verschiedenen Sensoren auszugleichen, ist es vorgesehen, den Anschluss H– der Heizung 230 der neuen Sonde an den für H– vorgesehenen Eingang des Steuergeräts 12 der ausgetauschten Sonde anzuschließen. Die Heizung der ausgetauschten Sonde kann durch einen entsprechend ausgelegten Widerstand, der einem Innenwiderstand Ri der Heizung entspricht, simuliert werden, der eine ausreichend hohe Temperatur des Sensors vorspiegelt, sodass die Heizung 230 des Sensors 20 nicht von der im Steuergerät 12 vorgesehenen Heizungsschaltung angesteuert wird.To compensate for different power requirements of different sensors, it is provided, the connection H- the heater 230 the new probe to the H input of the controller 12 to connect the replaced probe. The heater of the exchanged probe can be simulated by a correspondingly designed resistor corresponding to an internal resistance Ri of the heater, which pre-mirrors a sufficiently high temperature of the sensor, so that the heater 230 of the sensor 20 not from that in the control unit 12 provided heating circuit is controlled.

3(A) zeigt auf der linken Seite eine typische Kennlinie einer Breitbandlambdasonde nach dem Zweizellerprinzip (Typ B), die die Beziehung zwischen dem Sondensignal UA bzw. der Gaskonzentration und dem Pumpstrom Ip wiedergibt. Rechts daneben ist eine typische Kennlinie einer Breitbandlambdasonde nach dem Einzellerprinzip (Typ A) dargestellt. Die elektronische Schaltung gemäß der Erfindung modifiziert das Sondensignal UA einer Typ-B-Sonde in der Weise, dass ein Ausgangssignal US einer Typ-A-Sonde simuliert wird und dieses Ausgangssignal von dem Steuergerät der Typ-A-Sonde so ausgewertet werden kann, dass die Sauerstoffkonzentration im Abgas einer Brennkraftmaschine korrekt erfasst werden kann. 3 (A) shows on the left side a typical characteristic of a broadband lambda probe according to the two-cell principle (type B), which represents the relationship between the probe signal UA and the gas concentration and the pumping current Ip. To the right is a typical characteristic of a broadband lambda probe according to the single-cell principle (type A). The electronic circuit according to the invention modifies the probe signal UA of a type B probe in such a way that an output signal US of a type A probe is simulated and this output signal from the controller of the type A probe can be evaluated such that the oxygen concentration in the exhaust gas of an internal combustion engine can be detected correctly.

3(B) zeigt als Blockschaltbild ein Beispiel für eine elektronische Schaltung zur Umwandlung des Sondensignals UA einer Typ-B-Sonde in das Ausgangssignal US einer Typ-A-Sonde. UA repräsentiert das Ausgangssignal der Auswerteschaltung der neuen Sonde. Zwischen der Ausgangsspannung UA und einer vorgebbaren Spannung wird eine Differenz gebildet und über den Differenzverstärker 31 verstärkt. Die in diesem Beispiel gezeigte vorgebbare Spannung von 1,5 V beruht darauf, dass bei einer Spannung von 1,5 V bei Lambda = 1 der Strom Ip = 0 ist, wie es sich aus der in 3(A) gezeigten Kennlinie der Typ-B-Sonde ergibt. Im Weiteren zeigt 3(B) die schematische Realisierung der Umsetzung der verstärkten Differenzspannung mit einem Faktor, beispielsweise dem Faktor –0,27 zur Simulierung der abweichenden Kennlinie der ursprünglichen Typ-A-Sonde. Durch spannungsgesteuerte Stromquellen 305 und 306 wird hierbei der Strom in die entsprechende Richtung gesteuert. Durch einen hochohmigen Widerstand 307, beispielsweise 1 Megaohm, erfolgt ein Stromabgleich für die Klemme US–, sodass ein geeignetes Signal US–/US+ für das Steuergerät der ausgetauschten Sonde bereitgestellt wird. 3 (B) shows a block diagram of an example of an electronic circuit for converting the probe signal UA of a type B probe into the output signal US of a type A probe. UA represents the output signal of the evaluation circuit of the new probe. Between the output voltage UA and a predetermined voltage, a difference is formed and via the differential amplifier 31 strengthened. The specifiable voltage of 1.5 V shown in this example is based on the fact that at a voltage of 1.5 V at lambda = 1, the current Ip = 0, as can be seen from the in 3 (A) shown characteristic of the type B probe results. In the following shows 3 (B) the schematic realization of the implementation of the amplified differential voltage with a factor, for example the factor -0.27 for simulating the deviating characteristic of the original type A probe. By voltage-controlled current sources 305 and 306 In this case, the current is controlled in the appropriate direction. By a high-impedance resistor 307 , for example, 1 megohm, a current adjustment is made for the terminal US-, so that a suitable signal US- / US + is provided for the control unit of the exchanged probe.

4 zeigt eine beispielhafte Realisierung der Schaltung aus 3(B) zur Simulierung des Sondensignals US–/US+ einer Typ-A-Sonde, ausgehend von der Ausgangsspannung UA der Auswerteschaltung 22 der Typ-B-Sonde 20. Die Verstärkung der Spannungsdifferenz zwischen dem Ausgangssignal UA und einer vorgebbaren Spannung, z. B. 1,5 V, erfolgt über einen Differenzverstärker, der durch drei Operationsverstärker 401, 402, 403 gebildet wird. Das Differenzsignal UAdiff wird über einen weiteren Operationsverstärker 404 und durch zwei Transistoren 405 und 406 abhängig von fettem oder magerem Abgas so verändert, dass das Ausgangssignal einer Typ-A-Sonde US–/US+ bzw. die Spannungscharakteristik einer Typ-A-Sonde simuliert wird. Um den Anschluss US- nicht zu stören, ist diesem Anschluss ein hochohmiger Widerstand R3, beispielsweise 1 Megaohm, vorgeschaltet. 4 shows an exemplary implementation of the circuit 3 (B) for simulating the probe signal US- / US + of a type A probe, starting from the output voltage UA of the evaluation circuit 22 the type B probe 20 , The gain of the voltage difference between the output signal UA and a predetermined voltage, z. B. 1.5 V, via a differential amplifier, the three operational amplifier 401 . 402 . 403 is formed. The difference signal UAdiff is via a further operational amplifier 404 and through two transistors 405 and 406 depending on rich or lean exhaust gas changed so that the output signal of a type A probe US- / US + or the voltage characteristic of a type A probe is simulated. In order not to disturb the connection US-, this connection is preceded by a high-resistance resistor R3, for example 1 megohm.

Der durch die Operationsverstärker 401, 402, 403 gebildete Differenzverstärker verstärkt die Spannungsdifferenz zwischen der Eingangsspannung UA und einer durch einen Spannungsteiler, der aus den Widerständen R6 und R4 gebildet ist, vorgegebenen Spannung, in diesem Beispiel 1,5 V. Die Spannungsdifferenz liegt an einem zweiten Schaltungsteil mit zwei Transistoren 405 und 406 an, die im Grunde Pumpstromquellen eines fetten Pumpstroms und eines dazu gegenläufigen mageren Pumpstroms simulieren. Die Pumpstromquellen werden durch den Operationsverstärker 404 gefolgt von zwei Transistorschaltungsteilen, die die beiden Transistoren 405 und 406 (NPN-Transistor Q1 und PNP-Transistor Q2) umfassen, gebildet. An dem gemeinsamen Emitter 407 der spannungsgesteuerten Stromquellen 405 und 406 liegt damit bei einem Strom von 0 (Lambda = 1) beispielsweise 1,8 V an, sodass am Ausgang der beiden Klemmen der Sonde US– und US+ eine Spannungscharakteristik entsteht, die der Spannungscharakteristik des ausgetauschten Sensors 10 entspricht.The one through the operational amplifier 401 . 402 . 403 Differential amplifier formed amplifies the voltage difference between the input voltage UA and a predetermined voltage by a voltage divider, which is formed from the resistors R6 and R4, in this example 1.5 V. The voltage difference is applied to a second circuit part having two transistors 405 and 406 which basically simulate pumping current sources of a rich pumping current and an opposite lean pumping current. The pump current sources are through the operational amplifier 404 followed by two transistor circuit parts, which are the two transistors 405 and 406 (NPN transistor Q1 and PNP transistor Q2). At the common emitter 407 the voltage controlled current sources 405 and 406 is thus at a current of 0 (lambda = 1), for example, 1.8 V, so that at the output of the two terminals of the probe US and US + a voltage characteristic arises, the voltage characteristic of the replaced sensor 10 equivalent.

5 zeigt ein weiteres Beispiel für eine elektronische Schaltung 250, die das Ausgangssignal einer weiteren Typ-B-Sonde 200 mit einer Pumpzelle 210 und einer Nernstkonzentrationszelle 220 so modifiziert, dass das Ausgangssignal einer Typ-A-Sonde, die durch die Sonde 200 ersetzt wird, simuliert wird. Hierbei ist die Typ-B-Sonde 200 in gewisser Weise als Typ-A-Sonde, also als Einzeller, geschaltet, indem die äußere Pumpelektrode APE an den Luftkanal angeschlossen ist. Das Ausgangssignal dieser als Einzeller geschalteten Typ-B-Sonde 200 wird in die elektronische Schaltung 250 eingespeist. Das Signal wird abhängig von fettem oder magerem Abgas über zwei Stromquellen 505 und 506 derart abgeglichen, dass das Sondensignal US–/US+ einer anderen Typ-A-Sonde, die zu ersetzen ist, simuliert wird und in das Steuergerät 12 der anderen Typ-A-Sonde eingespeist werden kann. Im Wesentlichen wird hierbei der Strom reduziert und durch eine Fett- und eine Magerfunktion an den Strom der ursprünglichen Sonde angeglichen. Der Vorteil hierbei ist, dass bei dieser Anordnung gegebenenfalls auf einen Mikroprozessor für den neuen Sensor verzichtet werden kann. 5 shows another example of an electronic circuit 250 , which is the output of another type B probe 200 with a pumping cell 210 and a Nernst concentration cell 220 modified so that the output signal of a type A probe passing through the probe 200 is replaced, is simulated. Here is the type B probe 200 in some way as a type A probe, so as a single cell, connected by the outer pumping electrode APE is connected to the air duct. The output signal of this single-celled type B probe 200 gets into the electronic circuit 250 fed. The signal becomes dependent on rich or lean exhaust gas via two power sources 505 and 506 adjusted so that the probe signal US- / US + another type A probe, which is to be replaced, is simulated and in the control unit 12 the other type A probe can be fed. Essentially, the current is reduced and adjusted by a rich and a lean function to the current of the original probe. The advantage here is that in this arrangement, if necessary, can be dispensed with a microprocessor for the new sensor.

6 zeigt einen beispielhaften Aufbau der elektronischen Schaltung 250 der 5 mit Operationsverstärkern 601 bis 605 und Transistoren 606 und 607. Bei dieser Schaltung ist im Vergleich zu der in 4 dargestellten Schaltung der den Transistoren vorgeschaltete und als Integrator geschaltete Operationsverstärker durch zwei Operationsverstärker ersetzt. 6 shows an exemplary structure of the electronic circuit 250 of the 5 with operational amplifiers 601 to 605 and transistors 606 and 607 , In this circuit is compared to the in 4 shown circuit of the transistors upstream and replaced as an integrator operational amplifier replaced by two operational amplifiers.

Claims (9)

Schaltungsanordnung zur Erfassung einer physikalischen Messgröße im Abgas einer Brennkraftmaschine mit einem Sensor einer ersten Art oder einem Sensor einer zweiten Art, wobei dem Sensor der ersten Art oder dem Sensor der zweiten Art wenigstens eine elektronische Schaltung (25; 250) zur Simulierung eines Sensors der jeweils anderen Art zugeordnet ist und wobei die wenigstens eine elektronische Schaltung (25, 250) zur Modifikation des Ausgangssignals des Sensors und/oder einer Kennlinie ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor der ersten Art eine Breitbandlambdasonde (20; 200) mit einer Nernstkonzentrationszelle (220) und einer Pumpzelle (210) und der Sensor der zweiten Art eine Breitbandlambdasonde (10) mit einer einzigen Konzentrationszelle (110) ist.Circuit arrangement for detecting a physical variable in the exhaust gas of an internal combustion engine with a sensor of a first type or a sensor of a second type, wherein the sensor of the first type or the sensor of the second type at least one electronic circuit ( 25 ; 250 ) is associated with the simulation of a sensor of the other type and wherein the at least one electronic circuit ( 25 . 250 ) is designed for modifying the output signal of the sensor and / or a characteristic curve, characterized in that the sensor of the first type is a broadband lambda probe ( 20 ; 200 ) with a Nernst concentration cell ( 220 ) and a pump cell ( 210 ) and the sensor of the second type a broadband lambda probe ( 10 ) with a single concentration cell ( 110 ). Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Modifikation der Pumpstrom-Lambda-Kennlinie einer Breitbandlambdasonde (20; 200) mit einer Nernstkonzentrationszelle (220) und einer Pumpzelle (210) oder einer Breitbandlambdasonde (10) mit einer einzigen Konzentrationszelle (110) entweder eine Breitbandlambdasonde (10) mit einer einzigen Konzentrationszelle (110) oder eine Breitbandlambdasonde (20; 200) mit einer Nernstkonzentrationszelle (220) und einer Pumpzelle (210) simulierbar ist.Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that by the modification of the pump current lambda characteristic of a broadband lambda probe ( 20 ; 200 ) with a Nernst concentration cell ( 220 ) and a pump cell ( 210 ) or a broadband lambda probe ( 10 ) with a single concentration cell ( 110 ) either a broadband lambda probe ( 10 ) with a single concentration cell ( 110 ) or a broadband lambda probe ( 20 ; 200 ) with a Nernst concentration cell ( 220 ) and a pump cell ( 210 ) is simulated. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Modifikation des Ausgangssignals des Sensors und/oder der Kennlinie durch die Bildung einer Differenzspannung zwischen der Sondenspannung und einer vorgebbaren Spannung, einer Verstärkung der Differenzspannung und Umsetzung mit einem konstanten Faktor erfolgt.Circuit arrangement according to one of claims 1 or 2, characterized in that the modification of the output signal of the sensor and / or the characteristic curve by the formation of a differential voltage between the probe voltage and a predetermined voltage, a gain of the differential voltage and implementation with a constant factor. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Modifikation des Ausgangssignals des Sensors und/oder der Kennlinie durch einen Stromabgleich erfolgt.Circuit arrangement according to one of the preceding claims 1 to 3, characterized in that the modification of the output signal of the sensor and / or the characteristic is carried out by a current balance. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltung (25; 250) in einem Stecker, an einem Stecker, in einem Kabelbaum und/oder an einem Kabelbaum des Sensors (20; 200) angeordnet ist und/oder dass die elektronische Schaltung in den Sensor integriert ist.Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the electronic circuit ( 25 ; 250 ) in a plug, on a plug, in a wiring harness and / or on a wiring harness of the sensor ( 20 ; 200 ) is arranged and / or that the electronic circuit is integrated in the sensor. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltung (25; 250) sowohl zur Simulierung des Sensors der jeweils anderen Art (10) als auch zum Betreiben des Sensors (20; 200) ausgebildet ist.Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the electronic circuit ( 25 ; 250 ) both for simulating the sensor of the other type ( 10 ) as well as to operate the sensor ( 20 ; 200 ) is trained. Verfahren zur Erfassung einer physikalischen Messgröße im Abgas einer Brennkraftmaschine mit einer Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die wenigstens eine elektronische Schaltung (25; 250) der Sensor der jeweils anderen Art simuliert wird, wobei zur Simulation des Sensors der jeweils anderen Art eine Differenzspannung zwischen der Sondenspannung und einer vorgebbaren Spannung gebildet wird, die Differenzspannung verstärkt wird und mit einem konstanten Faktor umgesetzt wird.Method for detecting a physical measured variable in the exhaust gas of an internal combustion engine having a circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that by the at least one electronic circuit ( 25 ; 250 ) the sensor of the other type is simulated, wherein a differential voltage between the probe voltage and a predetermined voltage is formed to simulate the sensor of the other type, the differential voltage is amplified and implemented with a constant factor. Computerprogramm, das alle Schritte eines Verfahrens nach Anspruch 7 ausführt, wenn es auf einem Rechengerät oder einem Steuergerät abläuft.Computer program that performs all the steps of a method according to claim 7, when it runs on a computing device or a controller. Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 7, wenn das Programm auf einem Computer oder einem Steuergerät ausgeführt wird.Computer program product with program code, which is stored on a machine-readable carrier, for performing a method according to Claim 7, when the program is executed on a computer or a control device.
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