DE102019219647A1 - Measurement of the shunt resistance of a lambda probe and correction of its influence - Google Patents

Measurement of the shunt resistance of a lambda probe and correction of its influence Download PDF

Info

Publication number
DE102019219647A1
DE102019219647A1 DE102019219647.0A DE102019219647A DE102019219647A1 DE 102019219647 A1 DE102019219647 A1 DE 102019219647A1 DE 102019219647 A DE102019219647 A DE 102019219647A DE 102019219647 A1 DE102019219647 A1 DE 102019219647A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
current
connection
lambda probe
shunt resistance
pump
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.)
Pending
Application number
DE102019219647.0A
Other languages
German (de)
Inventor
Andreas Kneer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102019219647.0A priority Critical patent/DE102019219647A1/en
Publication of DE102019219647A1 publication Critical patent/DE102019219647A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416Systems
    • G01N27/417Systems using cells, i.e. more than one cell and probes with solid electrolytes
    • G01N27/419Measuring voltages or currents with a combination of oxygen pumping cells and oxygen concentration cells
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1454Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
    • F02D41/1456Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio with sensor output signal being linear or quasi-linear with the concentration of oxygen
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/02Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
    • F01N2560/025Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor for measuring or detecting O2, e.g. lambda sensors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416Systems
    • G01N27/417Systems using cells, i.e. more than one cell and probes with solid electrolytes
    • G01N27/4175Calibrating or checking the analyser
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (100; 200) zur Berechnung eines Lambdawerts unter Verwendung einer Breitbandlambdasonde (L). Dabei wird mittels einer Auswerteeinrichtung (M), die einen Messanschluss (S1) und zumindest einen Stellanschluss (S2; S3) aufweist, in einer Startphase der Breitbandlambdasonde (L) zumindest ein Nebenschlusswiderstand (RN1;RN2; RN3) und ggf. ein Masseversatz (Uλ.0) ermittelt. Während eines Normalbetriebs der Breitbandlambdasonde (L), der zeitlich nach der Startphase stattfindet, wird ein Pumpstrom (lP,t) einer Pumpzelle (P) der Breitbandlambdasonde (L) unter Berücksichtigung des zumindest einen Nebenschlusswiderstands (RN1;RN2; RN3) und/oder des Masseversatzes (Uλ.0) ermittelt. Der Lambdawert wird anschließend aus dem ermittelten Pumpstrom (lP,t) berechnet.The invention relates to a method (100; 200) for calculating a lambda value using a broadband lambda probe (L). At least one shunt resistor (RN1; RN2; RN3) and, if necessary, a mass offset ( Uλ.0) determined. During normal operation of the broadband lambda probe (L), which takes place after the start phase, a pump current (lP, t) of a pump cell (P) of the broadband lambda probe (L) taking into account the at least one shunt resistor (RN1; RN2; RN3) and / or of the mass offset (Uλ.0) is determined. The lambda value is then calculated from the determined pump current (lP, t).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Berechnung eines Lambdawerts unter Verwendung einer Breitbandlambdasonde sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung.The present invention relates to a method for calculating a lambda value using a broadband lambda probe as well as a computing unit and a computer program for its implementation.

Stand der TechnikState of the art

In vielen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor werden Lambdasonden bzw. Lambdasensoren eingesetzt, um das Verhältnis aus Kraftstoff und Verbrennungsluft in einem Einspritzgemisch, das dem Verbrennungsmotor zugeführt wird, zu regeln. Dazu kann in der Lambdasonde die elektrische Spannung einer Nernstzelle oder der elektrische Widerstand einer Widerstandssprungsonde gemessen werden.In many vehicles with internal combustion engines, lambda probes or lambda sensors are used to regulate the ratio of fuel and combustion air in an injection mixture that is fed to the internal combustion engine. For this purpose, the electrical voltage of a Nernst cell or the electrical resistance of a resistance jump probe can be measured in the lambda probe.

Der Lambdawert entspricht einem Stöchiometrieverhältnis zwischen Verbrennungssauerstoff und Brennstoffmolekülen, wobei ein Wert von 1 bedeutet, dass so viel Sauerstoff in dem Verbrennungsraum vorhanden ist, wie theoretisch für die vollständige Verbrennung des Brennstoffs benötigt wird. Lambdawerte über 1 kennzeichnen einen Sauerstoffüberschuss (mageres Gemisch), Werte unter 1 einen Sauerstoffmangel (fettes Gemisch) im Verbrennungsraum.The lambda value corresponds to a stoichiometric ratio between combustion oxygen and fuel molecules, where a value of 1 means that there is as much oxygen in the combustion chamber as is theoretically required for complete combustion of the fuel. Lambda values above 1 indicate an excess of oxygen (lean mixture), values below 1 an oxygen deficiency (rich mixture) in the combustion chamber.

In Fahrzeugen heutiger Bauart kommen die unterschiedlichsten Sonden zum Einsatz. Neben Sprungsonden existieren auch sogenannte Breitbandlambdasonden mit zwei Zellen, wie sie beispielsweise aus der DE 10 2007 057 707 A1 hervorgehen. Diese Sonden dienen der Messung der Konzentration einer Gaskomponente im Abgas der Brennkraftmaschine. Häufig werden Breitbandlambdasonden eingesetzt, die auf der Basis einer herkömmlichen galvanischen Nernstzelle, die mit einer Sauerstoff-Pumpzelle kombiniert ist, funktionieren. Ein Messgas befindet sich in einem Messspalt zwischen den beiden Zellen. Ein Pumpstrom, der an die Sauerstoff-Pumpzelle, die im Wesentlichen gleicher Bauart wie die Nernstzelle ist, angelegt wird, bewirkt dabei, dass durch die Membran der Pumpzelle Sauerstoffionen in das Messgas hinein oder aus dem Messgas heraus transportiert werden. Über Diffusionsöffnungen ist das Messgas zusätzlich unabhängig vom Pumpstrom mit dem zu prüfenden Abgas verbunden, so dass sich die Zusammensetzung des Messgases in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Abgases ändert, wenn kein Pumpstrom angelegt wird. Zur Ermittlung des Lambdawerts wird über den Pumpstrom ein Lambdawert von 1 in dem Messgas eingestellt. Dies wird dadurch realisiert, dass das an der Nernstzelle erzeugte Potential über einen elektronischen Regelkreis, der den Pumpstrom regelt, konstant gehalten wird. Bei Luftüberschuss im Abgas (Magerbereich) wird also Sauerstoff aus dem Messspalt abgepumpt. Bei geringem Restsauerstoffgehalt des Abgases (fetter Bereich) wird durch Umkehrung der Pumpspannung Sauerstoff in den Messspalt zugeführt. Der jeweilige Pumpstrom bildet das Ausgangssignal. Die Ausgangssignalleitung derartiger Breitbandlambdasonden ist mit einer Auswerteeinheit verbunden.A wide variety of probes are used in today's vehicles. In addition to jump probes, there are also so-called broadband lambda probes with two cells, such as those from the DE 10 2007 057 707 A1 emerge. These probes are used to measure the concentration of a gas component in the exhaust gas of the internal combustion engine. Broadband lambda probes are often used, which function on the basis of a conventional galvanic Nernst cell combined with an oxygen pump cell. A measuring gas is located in a measuring gap between the two cells. A pump current that is applied to the oxygen pump cell, which is essentially of the same type as the Nernst cell, causes oxygen ions to be transported into or out of the measurement gas through the membrane of the pump cell. The measurement gas is also connected to the exhaust gas to be tested via diffusion openings, independently of the pump current, so that the composition of the measurement gas changes depending on the composition of the exhaust gas if no pump current is applied. To determine the lambda value, a lambda value of 1 is set in the measurement gas via the pump current. This is achieved by keeping the potential generated at the Nernst cell constant via an electronic control circuit that regulates the pump current. If there is excess air in the exhaust gas (lean area), oxygen is pumped out of the measuring gap. If the residual oxygen content of the exhaust gas is low (rich area), oxygen is fed into the measuring gap by reversing the pump voltage. The respective pump current forms the output signal. The output signal line of such broadband lambda probes is connected to an evaluation unit.

Aus dem Pumpstrom kann dann der Lambdawert des zu prüfenden Abgases berechnet werden. Der Pumpstrom kann dabei direkt als der Strom gemessen werden, der von der Lambdasonde in einen Messanschluss der Auswerteeinheit fließt, oder anhand der Ströme berechnet werden, die Stellanschlüsse der Auswerteeinheit zur Einstellung des Pumpstromes verlassen.The lambda value of the exhaust gas to be tested can then be calculated from the pump current. The pump current can be measured directly as the current that flows from the lambda probe into a measuring connection of the evaluation unit, or it can be calculated on the basis of the currents that leave the control connections of the evaluation unit for setting the pump current.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zur Berechnung eines Lambdawerts unter Verwendung einer Breitbandlambdasonde sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Besch reibung.According to the invention, a method for calculating a lambda value using a broadband lambda probe as well as a computing unit and a computer program for its implementation are proposed with the features of the independent claims. Advantageous refinements are the subject of the subclaims and the description below.

Bei Lambdasonden für die Anwendung in Fahrzeugen sind Anschlüsse einer Auswertungselektronik gegenüber dem metallischen Sondenkörper und gegenüber einem eingebauten Heizelement grundsätzlich elektrisch isoliert. Wenn die Isolierung fehlerhaft ist, bildet sich ein Nebenschlusswiderstand von den Anschlüssen zum Sondengehäuse oder auch zum Heizelement. Je nach Sonde, Alter usw. kann dieser Widerstand relativ klein werden und so signifikante Leckströme verursachen.In the case of lambda probes for use in vehicles, the connections of evaluation electronics are fundamentally electrically isolated from the metallic probe body and from a built-in heating element. If the insulation is faulty, a shunt resistance will build up from the connections to the probe housing or to the heating element. Depending on the probe, age, etc., this resistance can become relatively small and thus cause significant leakage currents.

Zudem kann sich das Massepotential des metallischen Sondengehäuses, das über den Auspuff mit Fahrzeugmasse verbunden ist, von dem Massepotential der Auswerteelektronik im Steuergerät unterscheiden. Bei PKW ist hierbei eine Potentialdifferenz, auch Masseversatz genannt, von ±1 V realistisch.In addition, the ground potential of the metallic probe housing, which is connected to the vehicle ground via the exhaust, can differ from the ground potential of the evaluation electronics in the control unit. In the case of cars, a potential difference, also known as a ground offset, of ± 1 V is realistic.

Da die Auswerteeinheit zur Berechnung des Lambdawerts, insbesondere das Steuergerät eines Fahrzeugs, sehr empfindlich auf störende Einflüsse reagiert, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, wenigstens einen Leckstrom bzw. Nebenschlusswiderstand zu messen und bei der Berechnung des Lambdawerts zu berücksichtigen, so dass nur der tatsächlich durch die Pumpzelle fließende, und damit „sauerstoffwirksame“, Pumpstrom das Ergebnis beeinflusst. Dadurch kann über die gesamte Lebensdauer der Lambdasonde hinweg eine im Wesentlichen konstante Auswertungsqualität erzielt werden.Since the evaluation unit for calculating the lambda value, in particular the control unit of a vehicle, reacts very sensitively to disruptive influences, the invention provides for at least one leakage current or shunt resistance to be measured and taken into account when calculating the lambda value, so that only the actually caused by the Pump current flowing through the pump cell, and thus “oxygen-effective”, influences the result. As a result, an essentially constant evaluation quality can be achieved over the entire service life of the lambda probe.

Wenn der Pumpstrom durch Messen des Stroms, der von der Lambdasonde in die Auswerteeinheit fließt, ermittelt wird, stört ein erster Nebenschlusswiderstand, über den Strom von einer Stromquelle durch den Messanschluss der Auswerteeinheit fließt, ohne die Pumpzelle durchflossen zu haben, z.B. ein Strom von einer Fahrzeugbatterie über eine Sondenheizung zum Sondensteuergerät.If the pump current is determined by measuring the current that flows from the lambda probe into the evaluation unit, a first shunt resistance interferes, through which current flows from a current source through the measuring connection of the evaluation unit without having flowed through the pump cell, e.g. a current from a Vehicle battery via a probe heater to the probe control unit.

Dieser erste Nebenschlusswiderstand kann gemäß vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung ermittelt werden, indem in der Startphase der Lambdasonde der Stromfluss in den Messanschluss als erster Leckstrom gemessen wird, während Strom weder durch die Stellanschlüsse der Auswerteeinheit noch durch die Sondenheizung fließt. Gleichzeitig wird die Spannung der Stromquelle gemessen und der erste Nebenschlusswiderstand aus der Spannung der Stromquelle und dem gemessenen ersten Leckstrom berechnet. Im späteren Normalbetrieb kann dann der jeweils aktuelle erste Leckstrom aus der jeweils aktuell gemessenen Spannung der Stromquelle und dem anfangs berechneten ersten Nebenschlusswiderstand berechnet werden. Dieser aktuelle erste Leckstrom wird dann von dem gemessenen Stromfluss subtrahiert, um einen korrigierten Pumpstrom zu ermitteln.According to advantageous embodiments of the invention, this first shunt resistance can be determined by measuring the current flow into the measuring connection as the first leakage current in the start phase of the lambda probe, while current neither flows through the control connections of the evaluation unit nor through the probe heater. At the same time, the voltage of the current source is measured and the first shunt resistance is calculated from the voltage of the current source and the measured first leakage current. In later normal operation, the current first leakage current can then be calculated from the current measured voltage of the current source and the initially calculated first shunt resistance. This current first leakage current is then subtracted from the measured current flow in order to determine a corrected pump current.

Wird der Pumpstrom andererseits anhand der Stellströme berechnet, die die Stellanschlüsse der Auswerteeinheit zur Einstellung des Pumpstromes verlassen, stört der erste Leckstrom nicht, da er nicht durch die Zellen fließt. In diesem Fall werden jedoch vorteilhafterweise zweite Leckströme berücksichtigt, die von den Stellanschlüssen der Auswerteeinheit direkt zu Masse abfließen, ohne über die mit dem jeweiligen Stellanschluss verbundene Zelle geflossen zu sein. Hierbei ist die Ermittlung komplizierter, da im Strompfad zwischen den Stellanschlüssen der Auswerteeinheit und der Sonde bzw. innerhalb der Lambdasonde keine Strommessstellen vorgesehen sind. Daher wird vorteilhafterweise im noch kalten Zustand der zu messende Sondenanschluss auf einen möglichst hohen Eingangswiderstand eingestellt und eine erste definierte Ausgangsstromstärke an dem zu messenden Stellanschluss eingestellt. Nach Einschwingen des Systems wird das Potential des Sondenanschlusses gegen den Masseanschluss der Auswerteeinrichtung gemessen. Diese Prozedur wird mit einer zweiten definierten Ausgangsstromstärke, die sich von der ersten unterscheidet, wiederholt. Aus der Differenz der beiden gemessenen Potentiale und der Differenz der beiden eingestellten Stromstärken kann der zweite Nebenschlusswiderstand des betreffenden Stellanschlusses berechnet werden.If, on the other hand, the pump current is calculated on the basis of the control currents that leave the control connections of the evaluation unit for setting the pump current, the first leakage current does not interfere because it does not flow through the cells. In this case, however, second leakage currents are advantageously taken into account, which flow from the setting connections of the evaluation unit directly to ground without having flowed via the cell connected to the respective setting connection. Determination is more complicated here, since no current measuring points are provided in the current path between the setting connections of the evaluation unit and the probe or within the lambda probe. Therefore, the probe connection to be measured is advantageously set to the highest possible input resistance when it is still cold, and a first defined output current intensity is set at the control connection to be measured. After the system has settled, the potential of the probe connection is measured against the ground connection of the evaluation device. This procedure is repeated with a second defined output current that is different from the first. The second shunt resistance of the relevant control connection can be calculated from the difference between the two measured potentials and the difference between the two set currents.

Vorteilhafterweise wird dabei auch der Masseversatz der Lambdasonde berücksichtigt. Dieser Masseversatz der Sondenmasse gegenüber der Masse der Auswerteeinrichtung ergibt sich als Differenz aus dem gemessenen Potential und der zugehörigen, mit dem berechneten zweiten Nebenschlusswiderstand multiplizierten, eingestellten Stromstärke.The mass offset of the lambda probe is advantageously also taken into account. This mass offset of the probe mass in relation to the mass of the evaluation device results as the difference between the measured potential and the associated, set current strength multiplied by the calculated second shunt resistance.

Im Normalbetrieb erfolgt die Korrektur des Pumpstroms durch Messen des aktuellen Sondenanschlusspotentials gegen den Masseanschluss der Auswerteeinrichtung und Berechnung des zweiten Leckstroms aus dem masseversatzkorrigierten aktuellen Sondenanschlusspotential und dem berechneten zweiten Nebenschlusswiderstand .In normal operation, the pump current is corrected by measuring the current probe connection potential against the ground connection of the evaluation device and calculating the second leakage current from the current probe connection potential corrected for mass offset and the calculated second shunt resistance.

Bevorzugt wird der so ermittelte Lambdawert zur Einstellung bzw. Optimierung eines Luft-Brennstoff-Gemischs für einen Verbrennungsprozess, insbesondere in einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, verwendet.The lambda value determined in this way is preferably used to set or optimize an air-fuel mixture for a combustion process, in particular in an internal combustion engine of a vehicle.

Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.A computing unit according to the invention, for example a control unit of a motor vehicle, is set up, in particular in terms of programming, to carry out a method according to the invention.

Auch die Implementierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Computerprogramms oder Computerprogrammprodukts mit Programmcode zur Durchführung aller Verfahrensschritte ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere magnetische, optische und elektrische Speicher, wie z.B. Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.The implementation of a method according to the invention in the form of a computer program or computer program product with program code for performing all method steps is advantageous, since this causes particularly low costs, in particular if an executing control device is also used for other tasks and is therefore available anyway. Suitable data carriers for providing the computer program are, in particular, magnetic, optical and electrical memories, such as hard drives, flash memories, EEPROMs, DVDs, etc. A program can also be downloaded via computer networks (Internet, intranet, etc.).

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.Further advantages and embodiments of the invention emerge from the description and the accompanying drawings.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.The invention is shown schematically in the drawings using exemplary embodiments and is described below with reference to the drawings.

FigurenlisteFigure list

  • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer vorteilhaften Verschaltung einer Breitbandlambdasonde, wobei auch mögliche Nebenschlusswiderstände dargestellt sind. 1 shows a schematic representation of an advantageous interconnection of a broadband lambda probe, with possible shunt resistances also being shown.
  • 2 zeigt eine vorteilhafte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei ein Pumpstrom durch Messen eines Messstroms und Korrektur des gemessenen Messstroms ermittelt wird. 2 shows an advantageous embodiment of a method according to the invention, wherein a pump current is determined by measuring a measuring current and correcting the measured measuring current.
  • 3 zeigt eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei ein Pumpstrom durch Einstellen eines Stellstroms und Korrektur des eingestellten Stellstroms ermittelt wird. 3 shows a further advantageous embodiment of a method according to the invention, wherein a pump current is determined by setting a control current and correcting the set control current.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Zum Zwecke der Erläuterung sei angenommen, die hier beschriebenen Verfahren 100, 200 und Schaltungen 50 kommen im Zusammenhang mit dem Betrieb einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs zur Anwendung.For purposes of illustration, assume the procedures described herein 100 , 200 and circuits 50 are used in connection with the operation of an internal combustion engine of a vehicle.

In 1 ist eine vorteilhafte Verschaltung 50 einer Breitbandlambdasonde L mit einem Motorsteuergerät M schematisch dargestellt. Stellanschlüsse S2, S3 des Motorsteuergeräts M sind mit Eingängen der Lambdasonde L verbunden. Insbesondere ist ein Stellanschluss S2 an dem Eingang einer Pumpzelle P und ein Stellanschluss S3 an dem Eingang einer Nernstzelle N der Lambdasonde L angeschlossen. Ein Messanschluss S1 des Motorsteuergeräts M ist an einem Signalausgang der Lambdasonde L angeschlossen.In 1 is an advantageous interconnection 50 a broadband lambda probe L with an engine control unit M is shown schematically. Control connections S2 , S3 of the engine control unit M are connected to inputs of the lambda probe L. In particular, there is an adjusting connection S2 at the input of a pump cell P and an adjusting connection S3 connected to the input of a Nernst cell N of the lambda probe L. A measuring connection S1 of the engine control unit M is connected to a signal output of the lambda probe L.

Die Lambdasonde L verfügt über eine Sondenheizung H, die dazu eingerichtet ist, die Lamdasonde L während eines Normalbetriebs möglichst schnell auf Betriebstemperatur zu erhitzen. Dazu ist die Sondenheizung an einer Fahrzeugbatterie B angeschlossen.The lambda probe L has a probe heater H which is set up to heat the lambda probe L to operating temperature as quickly as possible during normal operation. The probe heater is connected to a vehicle battery B for this purpose.

Mit zunehmendem Alter der Schaltung 50 werden elektrische Isolierungen zwischen den einzelnen Komponenten der Schaltung 50 durchlässig, so dass Ströme an nicht dafür vorgesehenen Stellen fließen können. Insbesondere von Bedeutung für die Ermittlung eines Lambdawerts sind dabei Nebenschlusswiderstände RN1, RN2, RN3 , die Ströme in den Messanschluss S1 des Motorsteuergeräts M und von den Stellanschlüssen S2, S3 des Motorsteuergeräts M zur Lambdasonde L beeinflussen, da sie die Ermittlung eines Pumpstroms IP,t, der durch die Pumpzelle P der Breitbandlambdasonde L fließt, erschweren.With increasing age of the circuit 50 are electrical insulation between the individual components of the circuit 50 permeable, so that currents can flow in places not intended for this purpose. Shunt resistances R N1 are particularly important for the determination of a lambda value, RN2 , R N3 , the currents in the test port S1 of the engine control unit M and of the setting connections S2 , S3 of the engine control unit M to the lambda probe L, since they make it more difficult to determine a pumping current I P, t that flows through the pumping cell P of the broadband lambda probe L.

Je nach Ausgestaltung der Auswertung wird der Strom, der über die Signalleitung der Lambdasonde L in den Messanschluss S1 des Motorsteuergeräts M fließt, gemessen oder Stellströme, die an den Stellanschlüssen S2, S3 des Motorsteuergeräts M eingestellt werden, ausgewertet.Depending on the configuration of the evaluation, the current that is transmitted via the signal line of the lambda probe L into the measurement connection S1 of the engine control unit M flows, measured or control currents that are supplied to the control connections S2 , S3 of the engine control unit M are set, evaluated.

Ein erster Nebenschlusswiderstand RN1, der eine elektrisch leitende Verbindung von der Fahrzeugbatterie B, im dargestellten Beispiel über die Sondenheizung H, zum Signalausgang der Lambdasonde L herstellt, erhöht den Stromfluss in den Messeingang S1 des Motorsteuergeräts M.A first shunt resistor R N1 , which produces an electrically conductive connection from the vehicle battery B, in the example shown via the probe heater H, to the signal output of the lambda probe L, increases the current flow into the measurement input S1 of the engine control unit M.

Durch die Nebenschlusswiderstände RN2 und RN3 kann ein Teil der an den Stellanschlüssen S2 und S3 eingestellten Stellströme direkt nach Masse abfließen.By the shunt resistors R N2 and R N3 can be part of the adjustment ports S2 and S3 The set actuating currents flow off directly to ground.

In 2 ist eine vorteilhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Berechnung eines Lambdawerts anhand eines Flussdiagramms schematisch dargestellt und insgesamt mit 100 bezeichnet. In dem Verfahren 100 wird eine Breitbandlambdasonde L eingesetzt.In 2 an advantageous embodiment of a method according to the invention for calculating a lambda value is shown schematically on the basis of a flowchart and denoted overall by 100. In the process 100 a broadband lambda probe L is used.

In dem Verfahren 100 wird zunächst ein erster Nebenschlusswiderstand RN1 ermittelt. Während einer Startphase der Lambdasonde L werden dazu eine Spannung UB,0 einer Fahrzeugbatterie B gegen einen Masseanschluss G einer Auswerteeinrichtung, in dem beschriebenen Beispiel eines Motorsteuergeräts M, sowie ein Messstrom IM,0 in einen Messanschluss S1 des Motorsteuergeräts M gemessen. Der Messanschluss S1 des Motorsteuergeräts M ist mit einem Signalanschluss der Lambdasonde L verbunden. Während der Startphase ist die Lambdasonde L insbesondere noch kalt und es fließt in dieser Ausgestaltung des Verfahrens 100 kein Stellstrom aus Stellanschlüssen S2, S3 des Motorsteuergeräts M. In Ermangelung regulär fließender Ströme kann es sich folglich bei dem Messstrom IM,0 nur um einen Leckstrom handeln, der von der Fahrzeugbatterie über den ersten Nebenschlusswiderstand RN1 in den Messanschluss S1 des Motorsteuergeräts M fließt. Durch Division der Batteriespannung UB,0 durch den Leckstrom IM,0 wird der erste Nebenschlusswiderstand RN1 berechnet. Vorteilhafterweise wird dieser erste Nebenschlusswiderstand RN1 in dem Motorsteuergerät M gespeichert, um während eines auf die Startphase folgenden Normalbetriebs darauf zurückgreifen zu können.In the process 100 a first shunt resistance R N1 is first determined. During a start phase of the lambda probe L, a voltage U B, 0 of a vehicle battery B to a ground connection G of an evaluation device, in the example described, an engine control unit M, and a measurement current I M, 0 are fed into a measurement connection S1 of the engine control unit M measured. The measuring connection S1 of the engine control unit M is connected to a signal connection of the lambda probe L. During the start phase, the lambda probe L is in particular still cold and in this embodiment of the method it flows 100 no control current from control connections S2 , S3 of the engine control unit M. In the absence of regularly flowing currents, the measurement current I M, 0 can therefore only be a leakage current that flows from the vehicle battery via the first shunt resistor R N1 into the measurement connection S1 of the engine control unit M flows. The first shunt resistance R N1 is calculated by dividing the battery voltage U B, 0 by the leakage current I M, 0. This first shunt resistance R N1 is advantageously stored in the engine control device M in order to be able to fall back on it during normal operation following the start phase.

Während des Normalbetriebs werden Stellströme an den Stellanschlüssen S2, S3 des Motorsteuergeräts M eingestellt, um in einem Messspalt der Breitbandlambdasonde L eine Gaszusammensetzung mit einem Lambdawert von 1 einzustellen. Zumindest ein Teil dieser Stellströme fließt über eine Pumpzelle P und/oder über eine Nernstzelle N der Lambdasonde L in den Messanschluss S1 des Motorsteuergeräts M. Gleichzeitig fließt auch während des Normalbetriebs ein von der jeweils aktuellen Batteriespannung UB,t abhängiger aktueller Leckstrom IN1,t. Der aktuelle Leckstrom IN1,t kann daher jeweils durch Division der aktuell gemessenen Batteriespannung UB,t durch den als konstant angenommenen ersten Nebenschlusswiderstand RN, berechnet werden.During normal operation, control currents are applied to the control connections S2 , S3 of the engine control unit M is set in order to set a gas composition with a lambda value of 1 in a measuring gap of the broadband lambda probe L. At least some of these actuating currents flow into the measurement connection via a pump cell P and / or via a Nernst cell N of the lambda probe L S1 of the engine control unit M. At the same time, a current leakage current I N1, t , which is dependent on the current battery voltage U B, t, also flows during normal operation. The current leakage current I N1, t can therefore be calculated in each case by dividing the currently measured battery voltage U B, t by the first shunt resistance R N , which is assumed to be constant.

Der tatsächliche aktuelle Pumpstrom Ip.t, der durch die Pumpzelle P der Lambdasonde L fließt, wird folglich durch Subtraktion des berechneten aktuellen Leckstroms IN1,t von einem aktuell in den Messanschluss S1 fließenden aktuellen Messstrom IM,t berechnet.The actual current pump current Ip .t , which flows through the pump cell P of the lambda probe L, is consequently obtained by subtracting the calculated current leakage current I N1, t from a current in the Measuring connection S1 flowing current measurement current I M, t is calculated.

Aus diesem bezüglich des über den Nebenschlusswiderstand RN1 fließenden Leckstroms IN1,t korrigierten aktuellen Pumpstrom IP,t wird durch das Motorsteuergerät M der Lambdawert berechnet.The lambda value is calculated by the engine control unit M from this actual pump current I P , t corrected with regard to the leakage current I N1, t flowing through the shunt resistor R N1.

Dieser aktuelle Lambdawert kann dann vorteilhafterweise zur Einstellung eines optimierten Luft-Brennstoff-Gemischs am Eingang der Brennkraftmaschine verwendet werden.This current lambda value can then advantageously be used to set an optimized air-fuel mixture at the input of the internal combustion engine.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens ist in 3 schematisch dargestellt und insgesamt mit 200 bezeichnet. In dem in 3 dargestellten Verfahren 200 wird der Pumpstrom IP,t aus an den Stellanschlüssen S2, S3 eingestellten Stellströmen ermittelt. Da der in Bezug auf das in 2 dargestellte Verfahren 100 beschriebene Leckstrom IM,0 keinen Einfluss auf die durch die Stellanschlüsse S2, S3 fließenden Stellströme hat, braucht der erste Nebenschlusswiderstand RN1 in dem Verfahren 200 nicht berücksichtigt zu werden. Jedoch wird, ähnlich wie in dem oben erläuterten Verfahren 100, zunächst zumindest ein zweiter Nebenschlusswiderstand RN2 bzw. dritter Nebenschlusswiderstand RN3 ermittelt, über den ein Teil des durch den jeweiligen Stellanschluss S2, S3 fließenden Stroms direkt zum Masseanschluss der Fahrzeugbatterie B abfließt, ohne durch die Lambdasonde L zu fließen.Another advantageous embodiment of a method according to the invention is shown in FIG 3 shown schematically and designated as a whole by 200. In the in 3 presented procedure 200 the pump current I P, t is out at the control connections S2 , S3 set actuating currents determined. Since the in relation to the in 2 illustrated procedure 100 Leakage current I M, 0 described has no influence on the through the control connections S2 , S3 has flowing actuating currents, the first shunt resistor needs R N1 in the process 200 not to be considered. However, similar to the procedure explained above 100 , initially at least a second shunt resistor R N2 or third shunt resistor R N3 determined over which a part of the through the respective setting connection S2 , S3 flowing current flows directly to the ground connection of the vehicle battery B without flowing through the lambda probe L.

Da in dem Strompfad innerhalb der Lambdasonde L keine Messmöglichkeit für die tatsächlich fließenden Ströme besteht, muss der zweite bzw. dritte Nebenschlusswiderstand RN2 , RN3 berechnet werden, indem in der Startphase bei noch kalter Lambdasonde L nacheinander mehrfach voneinander verschiedene Stellströme IS,1, IS,2 in dem jeweiligen Stellanschluss S2, S3 des Motorsteuergeräts M eingestellt und nach Einschwingen des Stromkreises das entsprechende Potential Uλ,1, Uλ,2 am Eingang der Lambdasonde L gegen den Masseanschluss G des Motorsteuergeräts M gemessen wird. Dabei wird der Widerstand Rλ,0 des jeweiligen Eingangs der Lamdasonde L möglichst hoch eingestellt. Aus den Differenzen der Sondenpotentiale Uλ,1, Uλ,2 ergibt sich in Kombination mit den Differenzen der zugehörigen Stellströme lS,1, lS,2 der zweite bzw. dritte Nebenschlusswiderstand RN2 , RN3 als Quotient. Wenn mehr als zwei verschiedene Stellströme lS,1, lS,2 mit den zugehörigen Sondenpotentialen Uλ,1, Uλ,2 erfasst werden, kann die Zuverlässigkeit durch Mittelwertbildung erhöht werden.Since there is no measurement option for the currents actually flowing in the current path within the lambda probe L, the second or third shunt resistor must R N2 , R N3 are calculated by, in the starting phase, when the lambda probe L is still cold, actuating currents I S, 1 , I S , 2 which are different from one another several times in succession in the respective actuating connection S2 , S3 of the engine control unit M is set and, after the circuit has settled, the corresponding potential U λ, 1 , U λ, 2 at the input of the lambda probe L against the ground connection G of the engine control unit M is measured. The resistance R λ, 0 of the respective input of the lambda probe L is set as high as possible. The second and third shunt resistance results from the differences in the probe potentials U λ, 1 , U λ, 2 in combination with the differences in the associated actuating currents l S, 1 , l S, 2 R N2 , R N3 as a quotient. If more than two different actuating currents I S, 1 , I S, 2 with the associated probe potentials U λ, 1 , U λ, 2 are recorded, the reliability can be increased by averaging.

Ein Masseversatz Uλ,0 des Masseanschlusses der Lambdasonde L gegenüber dem Masseanschluss G des Motorsteuergeräts M kann aus jeweils zusammengehörigen Werten für Stellstrom lS,1, lS,2 und Sondenpotential Uλ,1, Uλ,2 unter Verwendung des berechneten zweiten bzw. dritten Nebenschlusswiderstands RN2 , RN3 berechnet werden. Der Masseversatz ergibt sich als die Differenz eines Sondenpotentials Uλ,1, Uλ,2, und dem Produkt des zugehörigen Stellstroms lS,1, lS,2 mit dem berechneten zweiten bzw. dritten Nebenschlusswiderstand RN2 , RN3 A ground offset U λ, 0 of the ground connection of the lambda probe L with respect to the ground connection G of the engine control unit M can be calculated from values for actuating current l S, 1 , l S, 2 and probe potential U λ, 1 , U λ, 2 that are calculated using the second or third shunt resistor R N2 , R N3 be calculated. The ground offset results as the difference between a probe potential U λ, 1, U λ, 2, and the product of the associated actuating current I S, 1 , I S, 2 with the calculated second or third shunt resistance R N2 , R N3

Im Normalbetrieb ist der Eingang der Lambdasonde L ohne zusätzlichen Widerstand geschaltet und der Pumpstrom lP,t kann durch Messen des aktuellen Sondenpotentials Uλ,t, Korrektur des Massenversatzes Uλ,0 und Division durch den berechneten zweiten Nebenschlusswiderstand RN2 berechnet werden.In normal operation, the input of the lambda probe L is switched without additional resistance and the pump current I P, t can be measured by measuring the current probe potential U λ, t , correcting the mass offset U λ, 0 and dividing by the calculated second shunt resistance R N2 be calculated.

Das Motorsteuergerät M berechnet den Lambdawert anhand dieses korrigierten Pumpstroms lP,t und verwendet bevorzugt den berechneten Lambdawert zur Einstellung des Luft-Brennstoff-Gemischs am Eingang der Brennkraftmaschine.The engine control unit M calculates the lambda value on the basis of this corrected pump current I P, t and preferably uses the calculated lambda value to adjust the air-fuel mixture at the input of the internal combustion engine.

Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die hier beschriebenen Verfahren nicht nur im Zusammenhang mit Fahrzeugen zum Einsatz kommen können, sondern auch für alle anderen Anwendungen vorteilhaft ist, in denen die Zusammensetzung eines Luft-Brennstoff- bzw. Abgas-Gemischs analysiert werden soll.It should be expressly pointed out that the methods described here can not only be used in connection with vehicles, but are also advantageous for all other applications in which the composition of an air-fuel or exhaust gas mixture is to be analyzed.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102007057707 A1 [0004]DE 102007057707 A1 [0004]

Claims (12)

Verfahren (100; 200) zur Berechnung eines Lambdawerts unter Verwendung einer Breitbandlambdasonde (L), wobei mittels einer Auswerteeinrichtung (M), die einen Messanschluss (S1) und zumindest einen Stellanschluss (S2; S3) aufweist, in einer Startphase der Breitbandlambdasonde (L) zumindest ein Nebenschlusswiderstand (RN1; RN2; RN3) ermittelt wird; während eines Normalbetriebs der Breitbandlambdasonde (L), der zeitlich nach der Startphase stattfindet, ein Pumpstrom (lP,t) einer Pumpzelle (P) der Breitbandlambdasonde (L) unter Berücksichtigung des zumindest einen Nebenschlusswiderstands (RN1; RN2; RN3) ermittelt wird; und der Lambdawert aus dem ermittelten Pumpstrom (lP,t) berechnet wird.Method (100; 200) for calculating a lambda value using a broadband lambda probe (L), wherein by means of an evaluation device (M) which has a measuring connection (S1) and at least one setting connection (S2; S3), in a start phase of the broadband lambda probe (L ) at least one shunt resistor (R N1; R N2 ; R N3 ) is determined; During normal operation of the broadband lambda probe (L), which takes place after the start phase, a pump current (l P, t ) of a pump cell (P) of the broadband lambda probe (L) taking into account the at least one shunt resistor (R N1; R N2 ; R N3 ) is determined; and the lambda value is calculated from the determined pump current (I P, t ). Verfahren (100) nach Anspruch 1, wobei der Pumpstrom (lP,t) durch Messen eines Messstroms (lM,t), der in den Messanschluss (S1) fließt, ermittelt wird, wobei der ermittelte Nebenschlusswiderstand (RN1; RN2; RN3) ein erster Nebenschlusswiderstand (RN1) ist, durch den Strom von einer Stromquelle (B) unter Umgehung der Pumpzelle (P) in den Messanschluss (S1) fließen kann.Method (100) according to Claim 1 , the pump current (I P, t ) being determined by measuring a measuring current (I M, t ) flowing into the measuring connection (S1), the determined shunt resistance (R N1; R N2 ; R N3 ) being a first shunt resistance (R N1 ), through which current can flow from a current source (B) into the measuring connection (S1), bypassing the pump cell (P). Verfahren (100) nach Anspruch 2, wobei das Ermitteln des ersten Nebenschlusswiderstands (RN1) umfasst, einen Messstrom in den Messanschluss (S1) als einen ersten Leckstrom (lM,0) zu messen, während durch den zumindest einen Stellanschluss (S2; S3) kein Stellstrom fließt; gleichzeitig eine Spannung (UB,0) der Stromquelle (B) gegen einen Masseanschluss (G) der Auswerteeinrichtung (M) zu messen; und den ersten Nebenschlusswiderstand (RN1) als Quotient der Spannung (UB.0) der Stromquelle (B) und des ersten Leckstroms (lM,0) zu berechnen.Method (100) according to Claim 2 wherein the determination of the first shunt resistance (R N1 ) comprises measuring a measurement current in the measurement connection (S1) as a first leakage current (I M, 0 ) while no control current flows through the at least one control connection (S2; S3); simultaneously measuring a voltage (U B, 0 ) of the current source (B) against a ground connection (G) of the evaluation device (M); and to calculate the first shunt resistance (R N1 ) as the quotient of the voltage (U B.0) of the current source (B) and the first leakage current (I M, 0). Verfahren (100) nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Ermitteln des Pumpstroms (lP,t) umfasst, eine aktuelle Spannung (UB,t) der Stromquelle (B) zu messen; einen aktuellen Leckstrom (lN1,t) als Quotient aus dem ersten Nebenschlusswiderstand (RN1) und der aktuellen Spannung (UB.t) der Stromquelle (B) zu berechnen; den aktuellen Messstrom (lM,t) zu messen; und den aktuellen Leckstrom (lN1,t) von dem aktuellen Messstrom (lM,t) zu subtrahieren.Method (100) according to Claim 2 or 3 , wherein the determination of the pump current (I P, t ) comprises measuring a current voltage (U B, t ) of the current source (B); to calculate a current leakage current (l N1, t ) as the quotient of the first shunt resistance (R N1 ) and the current voltage (U Bt ) of the current source (B); measure the current measurement current (l M, t ); and subtract the current leakage current (l N1, t ) from the current measurement current (l M, t ). Verfahren (200) nach Anspruch 1, wobei der Pumpstrom (lP,t) durch Erfassen eines Stellstroms (Is,t), der über den zumindest einen Stellanschluss (S2; S3) der Auswerteeinrichtung (M) fließt, ermittelt wird, wobei der ermittelte Nebenschlusswiderstand ein zweiter Nebenschlusswiderstand (RN2) ist, durch den Strom von dem zumindest einen Stellanschluss (S2; S3) unter Umgehung eines Anschlusses der Breitbandlambdasonde (L) zu einem Masseanschluss einer Stromquelle (B) fließen kann; und ein Masseversatz (Uλ,0) als Differenz zwischen einem Massepotential der Breitbandlambdasonde (L) und einem Massepotential der Auswerteeinrichtung (M) ermittelt und berücksichtigt wird.Method (200) according to Claim 1 , the pump current (I P, t ) being determined by detecting a control current (Is, t) which flows via the at least one control connection (S2; S3) of the evaluation device (M), the determined shunt resistance being a second shunt resistance (R N2 ), through which current can flow from the at least one setting connection (S2; S3) to a ground connection of a current source (B), bypassing a connection of the broadband lambda probe (L); and a ground offset (U λ, 0 ) is determined and taken into account as the difference between a ground potential of the broadband lambda probe (L) and a ground potential of the evaluation device (M). Verfahren (200) nach Anspruch 5, wobei das Ermitteln des zweiten Nebenschlusswiderstands (RN2) umfasst, den Anschluss der Breitbandlambdasonde (L) auf einen hohen Eingangswiderstand (Rλ,0 einzustellen; einen ersten definierten Stellstrom (lS,1) an dem zu messenden Stellanschluss (S2; S3) einzustellen; nach Einschwingen des Systems ein erstes Potential (Uλ,1) des Anschlusses der Breitbandlambdasonde (L) gegen den Masseanschluss (G) der Auswerteeinrichtung (M) zu messen; einen zweiten definierten Stellstrom (ls,2), der sich von dem ersten (lS,1) unterscheidet, an dem zu messenden Stellanschluss (S2; S3) einzustellen; nach Einschwingen des Systems ein zweites Potential (Uλ,2) des Anschlusses der Breitbandlambdasonde (L) gegen den Masseanschluss (G) der Auswerteeinrichtung (M) zu messen; und den zweiten Nebenschlusswiderstand (RN2) des betreffenden Stellanschlusses (S2; S3) als Quotient aus der Differenz der beiden gemessenen Potentiale (Uλ,1; Uλ.2) und der Differenz der beiden eingestellten Stellströme (lS,1; lS,2) zu berechnen.Method (200) according to Claim 5 , wherein determining the second shunt resistance (R N2 ) comprises setting the connection of the broadband lambda probe (L) to a high input resistance (R λ, 0 ; a first defined control current (l S, 1 ) at the control connection to be measured (S2; S3 ); after the system has settled, a first potential (U λ, 1 ) of the connection of the broadband lambda probe (L) to the ground connection (G) of the evaluation device (M) to be measured; a second defined control current (l s, 2 ), which is differs from the first one (l S, 1 ), to be set at the adjusting connection (S2; S3) to be measured; after the system has settled, a second potential (U λ, 2 ) of the connection of the broadband lambda probe (L) to the ground connection (G) of the To measure the evaluation device (M); and the second shunt resistance (R N2 ) of the relevant control connection (S2; S3) as the quotient of the difference between the two measured potentials (U λ, 1 ; U λ.2 ) and the difference between the two set control currents me (l S, 1 ; l S, 2 ). Verfahren (200) nach Anspruch 6, wobei der Masseversatz (Uλ,0) als die Differenz aus dem gemessenen ersten bzw. zweiten Potential (Uλ,1; Uλ,2) und dem Produkt des jeweils zugehörigen Stellstroms (lS,1; lS,2) mit dem berechneten zweiten Nebenschlusswiderstand (RN2) berechnet wird.Method (200) according to Claim 6 , where the mass offset (U λ, 0 ) is the difference between the measured first or second potential (U λ, 1 ; U λ, 2 ) and the product of the respective associated actuating current (l S, 1 ; l S, 2 ) with the calculated second shunt resistance (R N2 ). Verfahren (200) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei das Ermitteln des Pumpstroms (lP,t) umfasst, einen aktuellen Stellstrom (lS,t) einzustellen; ein aktuelles Potential (Uλ,t) des Anschlusses der Breitbandlambdasonde (L) gegen den Masseanschluss (G) der Auswerteeinrichtung (M) zu messen; einen zweiten Leckstrom (IN2,t) als Quotient aus der Differenz des aktuellen Potentials (Uλ,t) und dem Masseversatz (Uλ,0) mit dem zweiten Nebenschlusswiderstand (RN2) zu berechnen; und den zweiten Leckstrom (lN2,t) von dem aktuellen Stellstrom (lS,t) zu subtrahieren.Method (200) according to one of the Claims 5 to 7th wherein the determination of the pump current (I P, t ) comprises setting a current actuating current (I S, t ); to measure a current potential (U λ, t ) of the connection of the broadband lambda probe (L) to the ground connection (G) of the evaluation device (M); to calculate a second leakage current (I N2, t ) as the quotient of the difference between the current potential (U λ, t ) and the offset (U λ, 0 ) with the second shunt resistance (R N2); and to subtract the second leakage current (I N2, t ) from the current actuating current (I S, t). Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Lambdawert zur Einstellung eines Luft-Brennstoff-Gemischs für einen Verbrennungsprozess verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the lambda value is used to set an air-fuel mixture for a combustion process. Recheneinheit (M), die dazu eingerichtet ist, alle Verfahrensschritte eines Verfahrens (100; 200) nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.Computing unit (M) which is set up to carry out all method steps of a method (100; 200) according to one of the preceding claims. Computerprogramm, das eine Recheneinheit (M) dazu veranlasst, alle Verfahrensschritte eines Verfahrens (100; 200) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen, wenn es auf der Recheneinheit (M) ausgeführt wird.Computer program which causes a processing unit (M) to perform all method steps of a method (100; 200) according to one of the Claims 1 to 9 to be carried out when it is executed on the computing unit (M). Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 11.Machine-readable storage medium with a computer program stored thereon Claim 11 .
DE102019219647.0A 2019-12-16 2019-12-16 Measurement of the shunt resistance of a lambda probe and correction of its influence Pending DE102019219647A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019219647.0A DE102019219647A1 (en) 2019-12-16 2019-12-16 Measurement of the shunt resistance of a lambda probe and correction of its influence

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019219647.0A DE102019219647A1 (en) 2019-12-16 2019-12-16 Measurement of the shunt resistance of a lambda probe and correction of its influence

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102019219647A1 true DE102019219647A1 (en) 2021-06-17

Family

ID=76085186

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019219647.0A Pending DE102019219647A1 (en) 2019-12-16 2019-12-16 Measurement of the shunt resistance of a lambda probe and correction of its influence

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102019219647A1 (en)

Citations (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3917710A1 (en) * 1988-06-02 1990-01-04 Ngk Insulators Ltd OXYGEN SENSOR WITH BUILT-IN HEATING ELEMENT
DE19716173A1 (en) * 1997-04-18 1998-10-22 Bosch Gmbh Robert Process for testing the leakage current of a planar oxygen sensor
JP2001242127A (en) * 2000-02-29 2001-09-07 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Gas concentration detector
JP2002328112A (en) * 2001-05-01 2002-11-15 Denso Corp Gas sensor element
EP1262649A2 (en) * 2001-05-31 2002-12-04 Denso Corporation Power supply control system for heater used in gas sensor
DE10221392A1 (en) * 2002-05-14 2003-12-04 Siemens Ag Method and device for measuring a gas concentration
DE10339967A1 (en) * 2002-08-30 2004-04-15 Denso Corp., Kariya Multilayer gas sensor element
DE10339685A1 (en) * 2002-08-30 2004-04-22 Denso Corp., Kariya Gas concentration measuring device free of interference signals
DE10257284A1 (en) * 2002-12-07 2004-06-24 Robert Bosch Gmbh Circuit arrangement, for gas sensor e.g. in engine exhaust, comprises reference gas chamber containing reference electrode, flow source for feeding reference gas flow to electrode, and diagnostic arrangement containing constant-time device
DE10361033A1 (en) * 2002-12-26 2004-07-15 Denso Corp., Kariya Gas concentration meter
DE102004018871A1 (en) * 2004-04-19 2005-11-10 Siemens Ag Method and apparatus for operating an exhaust gas analysis sensor cell
DE102005018438A1 (en) * 2005-04-21 2006-10-26 Robert Bosch Gmbh Heated amperometric sensor and method of operation
DE102006014266A1 (en) * 2005-12-23 2007-06-28 Robert Bosch Gmbh Two cells-broadband-lambda sensor for internal combustion engine, has one of heater connections connected with connections of pump cells or Nernst cells, and control device provided for clocked operation of heater and for signal evaluation
JP2008203190A (en) * 2007-02-22 2008-09-04 Ngk Spark Plug Co Ltd Sensor controller
DE102007057707A1 (en) * 2007-11-30 2009-06-04 Robert Bosch Gmbh Method for operating a gas sensor for determining the concentration of gas components in the exhaust gas of internal combustion engines
DE102008001697A1 (en) * 2008-05-09 2009-11-12 Robert Bosch Gmbh Evaluation and control unit for a broadband lambda probe
EP2163889A1 (en) * 1999-02-03 2010-03-17 Denso Corporation Gas concentration measuring apparatus compensating for error component of output signal
JP2010230516A (en) * 2009-03-27 2010-10-14 Ngk Insulators Ltd Gas sensor, and control method of electrode potential of the same
DE102009027378A1 (en) * 2009-07-01 2011-01-05 Robert Bosch Gmbh Method and diagnostic device for diagnosing a heated exhaust gas probe of an internal combustion engine
DE102014203063A1 (en) * 2014-02-20 2015-08-20 Robert Bosch Gmbh Device for detecting at least one property of a gas
JP2016045143A (en) * 2014-08-26 2016-04-04 株式会社デンソー Microcurrent detector

Patent Citations (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3917710A1 (en) * 1988-06-02 1990-01-04 Ngk Insulators Ltd OXYGEN SENSOR WITH BUILT-IN HEATING ELEMENT
DE19716173A1 (en) * 1997-04-18 1998-10-22 Bosch Gmbh Robert Process for testing the leakage current of a planar oxygen sensor
EP2163889A1 (en) * 1999-02-03 2010-03-17 Denso Corporation Gas concentration measuring apparatus compensating for error component of output signal
JP2001242127A (en) * 2000-02-29 2001-09-07 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Gas concentration detector
JP2002328112A (en) * 2001-05-01 2002-11-15 Denso Corp Gas sensor element
EP1262649A2 (en) * 2001-05-31 2002-12-04 Denso Corporation Power supply control system for heater used in gas sensor
DE10221392A1 (en) * 2002-05-14 2003-12-04 Siemens Ag Method and device for measuring a gas concentration
DE10339967A1 (en) * 2002-08-30 2004-04-15 Denso Corp., Kariya Multilayer gas sensor element
DE10339685A1 (en) * 2002-08-30 2004-04-22 Denso Corp., Kariya Gas concentration measuring device free of interference signals
DE10257284A1 (en) * 2002-12-07 2004-06-24 Robert Bosch Gmbh Circuit arrangement, for gas sensor e.g. in engine exhaust, comprises reference gas chamber containing reference electrode, flow source for feeding reference gas flow to electrode, and diagnostic arrangement containing constant-time device
DE10361033A1 (en) * 2002-12-26 2004-07-15 Denso Corp., Kariya Gas concentration meter
DE102004018871A1 (en) * 2004-04-19 2005-11-10 Siemens Ag Method and apparatus for operating an exhaust gas analysis sensor cell
DE102005018438A1 (en) * 2005-04-21 2006-10-26 Robert Bosch Gmbh Heated amperometric sensor and method of operation
DE102006014266A1 (en) * 2005-12-23 2007-06-28 Robert Bosch Gmbh Two cells-broadband-lambda sensor for internal combustion engine, has one of heater connections connected with connections of pump cells or Nernst cells, and control device provided for clocked operation of heater and for signal evaluation
JP2008203190A (en) * 2007-02-22 2008-09-04 Ngk Spark Plug Co Ltd Sensor controller
DE102007057707A1 (en) * 2007-11-30 2009-06-04 Robert Bosch Gmbh Method for operating a gas sensor for determining the concentration of gas components in the exhaust gas of internal combustion engines
DE102008001697A1 (en) * 2008-05-09 2009-11-12 Robert Bosch Gmbh Evaluation and control unit for a broadband lambda probe
JP2010230516A (en) * 2009-03-27 2010-10-14 Ngk Insulators Ltd Gas sensor, and control method of electrode potential of the same
DE102009027378A1 (en) * 2009-07-01 2011-01-05 Robert Bosch Gmbh Method and diagnostic device for diagnosing a heated exhaust gas probe of an internal combustion engine
DE102014203063A1 (en) * 2014-02-20 2015-08-20 Robert Bosch Gmbh Device for detecting at least one property of a gas
JP2016045143A (en) * 2014-08-26 2016-04-04 株式会社デンソー Microcurrent detector

Non-Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BOSCH Automotive Electronics Product Information Lambda Probe Interface IC - CJ125 CJ125_Product_Info_2006-04 26.04.2006 http://www.bosch-semiconductors.de/media/automotive_electronics/product_information/CJ125_Product_Info.pdf [rech. 06.11.2017)] *
BOSCH ENGINEERING GmbH: Bosch Motorsport – Lambdatronic LT4 – Function Manual. Abstatt, 2011. 12 Seiten. URL https://www.bosch-motorsport.com/media/downloads/lambdatronic_lt4.pdf [abgerufen am 02.07.2020] - Firmenschrift *
BOSCH ENGINEERING GmbH: Lambdatronic LT4 ADV – Functionsheet. Version 2.0 11/03/2019. Abstatt, 2019. 20 Seiten. URL http://www.bosch-motorsport.de/content/downloads/Raceparts/Resources/pdf/Functionsheet_75896971_Lambdatronic_LT4_ADV.pdf [abgerufen am 02.07.2020] - Firmenschrift *
BOSCH ENGINEERING GmbH: Lambdatronic LT4 ADV Quick Start Manual, 11.3.2019 15:49:01, Seitenzahl: 12, URL:http://www.bosch-motorsport.de/content/downloads/Raceparts/Resources/pdf/Quick%20Installation%20Guide_75895307_Lambdatronic_LT4_ADV.pdf *
FORD MOTOR COMPANY: 2015 MY OBD Operation – Summary for gasoline engines. Revision date October 6, 2014. Dearborn (MI), 2014. S. 77-96. URL: http://www.fordservicecontent.com/ford_content/catalog/motorcraft/OBDSM1505.pdf [abgerufen am 02.07.2020] - Firmenschrift *
KNÖDLER, Sebastian: Interface für Breitband-Lambdasonde – Sauerstoffgehalt im Abgas messen. In: Elektor, Bd. 43, 2012, H. 1, S. 14-20. – ISSN 0173-1696 *
Maschinenlesbares Speichermedium mit darauf Gespeichertem URL:https://pbs.twimg.com/media/DpcRDKyU0AA4uih.jpg *
ROBERT BOSCH GmbH: Automotive Electronics – Product Information – CJ135 – Lambda probe interface IC. Stuttgart, 2010. 2 Seiten. URL: https://www.bosch-semiconductors.com/media/automotive_systems_ics/pdf_1/ic_engine_management/bosch_ic_cj135.pdf [abgerufen am 02.07.2020] - Firmenschrift *
ROBERT BOSCH GmbH: Engine management systems – Oxygen sensor interfaces. In: Bosch Semiconductors – Sensors, System ICs and IP modules – Autumn 2018. Stuttgart, 2018. S. 25. URL: https://www.bosch-semiconductors.com/media/m_home/bosch_semiconductors_catalog_2018_2_en.pdf [abgerufen am 02.07.2020] - Firmenschrift *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19636226B4 (en) Lambda probe internal resistance determination
EP2449237A1 (en) Method and diagnostic device for diagnosing a heatable exhaust gas probe of an internal combustion engine
WO2000010002A1 (en) Method and device for calibrating a probe system comprised of an exhaust probe and of a control circuit for a motor vehicle
DE102009047648A1 (en) Method and device for diagnosing deviations in a single-cylinder lambda control
EP3596453B1 (en) Method for operating a sensor for detecting at least one property of a measured gas in a measurement gas chamber
DE102010029776A1 (en) Method for detecting the type of lambda probes
WO2014063903A1 (en) Method and device for diagnosing the air reference channel of a wideband lambda probe
DE102018201266A1 (en) Method for determining an adjusted compensation factor of an amperometric sensor and amperometric sensor
DE102009029168A1 (en) Switching arrangement for collecting physical measured variable in exhaust gas of internal combustion engine, comprises two sensors, which are assigned electronic circuit for simulating sensor of different kinds
DE102013202260A1 (en) Method for monitoring steady lambda signal of multi-cellular exhaust-gas sensor, involves determining pump voltage and nernst voltage with respect to lambda value of exhaust gas from constant lambda signal
DE102015207914A1 (en) System for sensing a stoichiometric air / fuel ratio
DE102019219647A1 (en) Measurement of the shunt resistance of a lambda probe and correction of its influence
DE10161901B4 (en) Method and device for compensating the offset of the linear sensor characteristic of a sensor arranged in the exhaust gas of an internal combustion engine
DE102013224811A1 (en) Control unit for operating a broadband lambda probe
WO2009068367A1 (en) Method for operating a gas sensor for determining the concentration of gas constituents in the waste gas of internal combustion engines
DE102019203749A1 (en) Method for determining an error in an exhaust gas sensor of an internal combustion engine
DE102011077353A1 (en) Method for compensating current-voltage characteristic of single-cell oxygen sensor used in internal combustion engine, involves determining direct current resistance of sensor by negative pumping current and corresponding voltage
DE102014224943A1 (en) Method for detecting at least two types of electrical faults in at least one circuit
DE102010040817A1 (en) Method for aligning wide band lambda sensor of sensor device to e.g. detect oxygen concentration in exhaust gas in gas measuring chamber in motor car diesel engine, involves judging properties of diffusion barrier based on pumping currents
DE102018219567A1 (en) Method for recognizing a need for adaptation of a compensation factor of an amperometric sensor and amperometric sensor
DE102008004359A1 (en) Method for operating a sensor element for determining the concentration of gas components
DE102009060172A1 (en) Exhaust gas sensor i.e. oxygen sensor, dynamic diagnosing method for motor vehicle, involves evaluating dynamic of gas sensor by response of measured signals of closed loop that is determined by modification of controlling signal
DE102016124328A1 (en) Test rig for simulating the electrical response of a broadband lambda probe
DE19907946C2 (en) Circuit for a NOx sensor
DE102018123120A1 (en) Sensor control device

Legal Events

Date Code Title Description
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: G01N0027417000

Ipc: G01N0027419000

R163 Identified publications notified
R084 Declaration of willingness to licence