KR970003279B1 - 람다값 검출 프로세스와 그 장치 및 사용법 - Google Patents

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베스테르도르프 미카엘
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로베르트 보쉬 게엠베하
랄프 베렌스 · 게오르그 뮐러
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Abstract

내용없음.

Description

[발명의 명칭]
람다값 검출 프로세서와 그 장치 및 사용법
[도면의 간단한 설명]
본 발명은 도면에 의해 설명된 적합한 실시예를 참조로 더욱 상세히 설명될 것이다.
제1도는 본 발명에 따른 장치의 블록도이다.
제2도는 전체 람다 영역을 다이어그램으로 나타내는 특성도이다.
제3도 및 제4도는 각각의 경우에 있어서, 비교적 낮은 탐침 온도 범위와 비교적 높은 탐침 온도 범위 각각에 대하여 정확한 리치 영역에 대한 특성도를 도시한다.
제5도는 람다값에 대한 상이한 검출 영역을 설명하는 도면이다.
제6도는 람다값 검출이 람다 탐침의 내부저항을 고려하여 작용하는 경우를 설명하는 블록도이다.
[발명의 상세한 설명]
본 발명은 실예로 내부 연소 엔진의 배기 가스 흐름내에서 배열된 람다(lambda) 탐침에 의해 제공되는 람다값을 검출하는 프로세스에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 상기 프로세스의 사용 및 프로세스의 수행 장치에 관한 것이다.
[종래의 기술]
람다 탐침에 제공된 전압의 값은 탐침의 위치에서의 람다값 및 그 온도에 의해 좌우된다. 이러한 의존성은 리치 브랜치(rich branch)에서 특히 강하다. 상기 온도 응답으로 인해 측정된 결과는 왜곡되어, 특정온도하에서는 탐침에 의해 공급된 전압이 제어에 이용되는 모든 부분에 대해 활용될 수 없는 정도까지 된다. 상기값이 활용되는 컷-인(cut-in) 임계값을 검출하기 위하여 실예로, 탐침의 내부 저항이 측정되는데 상기 내부저항은 온도가 증가함에 따라 감소하게 된다.
내부 저항 측정 프로세스는 본 출원일 이후 공고된 유럽 특허원 제0 258 543 A2호에서 설명된다. 탐침 전압은 무부하 상태에서 측정되고 이후 소정의 저항값을 가지는 부하 저항에 의해 부하상태에서 측정된다. 두 전압과 공지된 저항값으로부터 전류의 내부저항이 계산된다. 이는 임계값과 비교되며, 상기 전류값이 임계값보다 낮은 경우 전압값은 람다 제어를 위해 사용된다.
내부 저항의 온도 의존성이 활용되며, 내부저항의 값을 계산할 필요가 없는 보다 간단한 프로세스가 독일연방공화국 특허원 제33 19 432(미합중국 특허원 제4,528,952)로부터 공지되어 있다. 공지된 프로세스는, 탐침과 직렬인 부하 저항에서 픽-오프(pick-off)된 전압이 람다값 불안정으로 인해 탐침 전압이 변할때 마다 변할 뿐 아니라, 내부 저항이 변할때 마다 또한 변한다는 사실을 이용하고 있다. 따라서, 부하 저항기를 통하여 내부 저항을 산출할 필요가 전혀 없으며, 대신에 탐침 준비를 검출하기 위하여 부하 저항기에서 픽-오프된 전압을 전압 임계값과 비교하는 것으로 충분하다. 실제로, 짙은 혼합물에서 발생한 순간 배기 가스나 또는 옅은 혼합물에서 발생한 순간 배기 가스에 탐침이 투입되는지에 따라서, 상이한 두 전압에 동일한 내부저항이 공급될 수 있으므로 두개의 임계값이 필요하게 된다.
상기 탐침 준비 프로세스의 경우에 있어서, 임계값이 설정되므로써 내부저항이 단지 미세하게 변하게 되어 결국 측정된 결과가 더 이상 왜곡되지 않을 때까지 탐치의 제어 준비는 검출되지 않는다.
본 발명의 목적은 종래 보다 더 낮은 온도에서도 신뢰성있게 동작하는 람다값 검출 프르세스를 제공하는데 그 기초를 두고 있다. 본 발명의 다른 목적은 상기 프로세스에 대한 사용법에 기 기초를 두고 있다. 또한, 본 발명의 목적은 상기 프로세스의 실행 장치를 제공하는데 그 기초를 두고 있다.
[본 발명의 장점]
본 발명은 청구범위 1항에서 람다 감지기(또는 탐침)의 내부저항 Ri가 내부저항의 감소로 보다 낮아지게 되는 값을 갖는 부하저항에 따라서 결정되는 특징을 기술한다.
본 발명에 따른 상기 프로세스는 탐침의 내부저항이 결정되고, 람다값이 탐침전압으로부터 결정될때 내부저항에 대한 허용한계가 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이를 위하여 측정된 탐침전압이 내부저항의 조력으로(with the aid of the internal resistance) 정정되어 정정된 전압으로부터 람다값이 결정되거나, 측정된 전압으로부터 람다값이 결정되고, 상기 값이 내부저항의 조력으로 정정된다. 특히 람다값-탐침 전압- 내부 저항 특성도로부터 람다값을 결정하는 것이 특히 유용하며, 여기에서 탐침전압은 무부하 상태에서의 탐침의 전압이다.
내부저항은 부하 저항기의 조력으로 간단한 구조적 측정에 의해 결정될 수 있다. 특히, 소정의 외부 전압이 탐침에 인가될 때마다 측정이 이루어질 수 있으며 내부저항은 상기 전압 및 이때 흐르는 전류로부터 계산된다.
람다 제어에 대한 사용에 있어서, 본 발명에 따른 프로세스는 보다 양호한 제어 결과를 제공하며, 측정 장치의 사용에 있어서는, 종래의 프로세스 보다는 더욱 신뢰성있는 측정 결과를 제공한다. 상기와 같은 사용에 대하여는 광범위한 온도 범위에서 동작가능할 경우 더욱 이점이 있다. 이를 가능하게 하기 위하여, 람다값 검출 프로세스의 보다 유용한 개선으로, 탐침의 각 내부 저항에 따라서 즉, 각각의 온도 범위에 따라서 다른 저항값의 저항을 갖는 부하 저항기에 의해 로딩(loading)이 발생하게 된다. 부하 저항값은 탐침에 과도하게 부하가 걸리지 않도록 선택되며 따라서 탐침의 손상이 방지된다. 제어용으로 사용되는 경우 특히 중요한 것은, 무부하의 탐침 전압이 다음의 샘플링 시간까지 회복하도록 부하 저항값이 선택되는 개선이 이루어져야 한다는 것이다.
본 발명에 따른 프로세스는 탐침의 전체 동작영역 즉, 린(lean)영역으로부터 리치(rich)영역까지에서 사용될 수 있다. 하지만, 린 영역 및 람다가 대략 1정도가 되는 영역에서의 온도 의존성은 비교적 작으므로, 사용법의 보다 양호한 개선으로, 온도 의존성을 고려할 필요없이 상기 영역에서 람다값에 대한 전압값의 변환이 선형으로 발생하게 된다.
람다값 검출을 위한 본 발명에 따른 장치는 무부하 탐침의 전압 검출 수단, 탐침의 내부 저항 결정수단, 및 측정된 전압값에 따른 람다값의 판독을 위한 특성도를 가진다.
[적절한 실시예의 설명]
제안된 프로세스의 사용 및 실행 장치는 온도 의존성이 강한 람다 탐침의 리치(rich) 브랜치 및 온도 의존성이 강하지 않은 린(lean) 브랜치를 제공하며, 특히 극히 적은 비용으로 이용가능한 네른스트형(Nernst type)(가열 및 비가열)을 제공한다. 이는, 탐침 전압 Us, 탐침 온도 Ts 및 람다 사이에 재생가능한 관계가 있다는 사실에 근거를 두고 있다. 따라서, 람다 결정은, 상기 변수에 대해 셋-업된 상응하는 람다 탐침의 특성도로부터 보간된 각각의 동작점에서 람다값에 의한 Us 및 Ts로부터 가능해진다. 산소 탐침의 내부 저항 Ri는 온도 Ts의 함수가 되므로, 대안적으로 람다값을 결정하기 위해 산소 탐침의 Us 및 Ri에 대해 셋업된 특성도를 사용하는 것이 가능하다. 상기 프로세스에 있어서, 제1단계에서는 탐침 전압 Us가 무시할 수 있는 부하하에서 유휴전압으로 결정되고, 제2단계에서는 정밀 저항기 RL로 부하가 걸린 산소 탐침의 탐침 전압 UL이 측정되며, 간단한 산술 루틴에 의해 내부 저항 Ri가 상기 전압으로부터 계산된다.
실행가능한 장치 및 프로세스가 제1도의 블록도를 참조하여 보다 상세히 설명된다. 10은 람다 탐침을 나타내는데, 탐침의 초기 전압원(Us), (10a), 온도 종속 내부 저항(Ri), 및 람다 탐침이 가열되는 경우의 전기 가열소자(10c)를 구비하며, 필요한 경우 탐침은 통상의 동작 온도인 600℃내지 800℃까지 가열될 수 있다. 탐침의 출력 단자 A 및 B는 매우 높은 내부 저항을 가지는 차동 증폭기(16)의 두 입력(17 및 18)으로 접속된다. 출력단자 A 및 B사이에는, 전기적으로 트리거 가능한 스위치(12)가 있으며, 스위치(12)의 한 스위칭 섹션(13)은 저항값 RL의 부하 저항(11)을 통해 출력 단자 A에 접속되고 다른 스위칭 섹션(14)은 증폭기(16)의 한 입력 및 매개체에 접속된다. 강한 퇴행성 피드백으로 인해, 낮지만 일정한 이득을 가지는 증폭기(16)의 출력은 마이크로컴퓨터(22)의 입력/출력 인터페이스(21)의 아날로그/디지탈(A/D) 입력 채널(20)로 접속되며, 큰 I/O인터페이스(21)는 일반적으로 다른 A/D 입력(23)을 부가적으로 갖게 된다. 마이크로컴퓨터(22)의 출력 채널(24)은 전기 스위치(12)의 제어 전극(15)에 접속된다. 다른 출력 채널(26)은 전기 스위치(27)의 상응하는 제어 전극(28)에 접속되며, 스위치(27)의 스위칭 섹션(29 및 30)은 가열 소자(10c)와 직렬로 접속되고 공급 전압(31)에 접속된다. 가열 소자가 생략되는 경우는 상술한 다른 회로 소자가 역시 생략된다. 마이크로컴퓨터(22)의 I/O 인터페이스(21)는 일반적으로 소모 소자(consumers)의 트리거용으로 접속부(25)를 갖는다.
탐침 전압 Us는 짧은 주기로 실례로 10ms 마다 규칙적으로 샘플되며, A/D입력 채널(20)를 통해 마이크로 컴퓨터(22)로 기록되며 그곳에서 부가적 프로세스 및 평가가 이루어진다. 탐침 신호가 상기와 같은 제어용으로 작용하는 경우, 100Hz 크기 단위가 되는, 상기 신호로부터 샘플링 주파수는 람다 탐침 신호의 정지된 적절한 시간 분석 및 상응하게 설계된 배기 가스 제어 회로의 정지된 적절한 컷-오프 주파수를 보장해 준다. 회로에 포함된 제어기의 동적응답을 현저하게 손상시키지 않기 위하여, 부가 저항 RL을 갖는 람다 탐침의 "테스트 로딩(test loading)"이 상술한 규칙적 샘플링 순간중 연속된 두순간 사이의 시간 구간동안 즉, 10ms 이하 즉, 5ms 기간동안에 발생한다. 교란 범위까지 작용하도록 사용된 람다 탐침의 메모리 효과(이전의 높은 전류 부하에 의한, 탐침 특성에 있어서의 온도 종속의 왜곡)를 허용하지 않기 위하여, 람다 탐침의 개별적 테스트 부하 사이의 시간 간격이 현저하게 커지게 되는데, 실례로, Is 정도의 크기로 선택되어 그에 따라 1/2Hz의 상기 테스트 부하의 반복 주파수를 발생시킨다. 결과적으로, 실례로 1/200이상의 부하 비율이 형성되며 그로 인해 탐침전류의 평균값이 바람직하게 낮아짐으로써 그 전류 에이징(ageing)이 낮게 유지된다.
규칙적인 두 샘플링 순간의 구간, 실계로 10ms의 구간에서 검출된 두 전압 UL및 Us가 다음 식,
Ri=RL(Us-UL)/UL(Ⅰ)
에 따라 컴퓨터 프로그램에 의해 결합되도록, 람다 탐침의 온도-가변 내부 저항 Ri가 결정된다.
상기의 경우에 있어서, 부하에서의 탐침 전압 UL 및 바로 뒤에 측정된 유휴 전압 Us가 거의 "동시"로서 간주되며, 이는 규칙적인 샘플링 주기와 비교하여 람다 탐침의 보다 큰 열(thermal) 시간 상수로 인하여 허용가능한다.
계산된 탐침의 내부 저항 Ri는 특성도에서 파라미터로 작용하며, 상기 특성도에 있어서, 무부하 상태에서 측정된 탐침 전압 Us에 의존적인 람다값이 제공된다. 이러한 람다 특성도는 제2도에 도시된다. 측정된 내부저항이 제공된 두 특성사이에 존재하는 경우, 보간이 일어난다. 이는 무부하 상태의 탐침 전압 Us의 규칙적인 두 검출사이에 있는 각각의 샘플링 주기 동안에 주기적으로 실행되는데, 새로운 특성도의 입력 정정값으로서 다음의 전류 탐침 내부 저항이 되는, 실예로 늦어도 1s 후에 다시 발생하는 각각의 경우의 다음 결정까지, 특성도에 삽입되는 정정값으로서 최종 결정된 내부 저항값으로 각각의 경우 정확하게 된다. 상기 측정에 의해, 상응하는 배기 가스 제어 회로의 필수적 요소인 마이크로컴퓨터가 보간값의 취득에 의해 미소하게 부하가 걸림으로써 내부 저항을 갱신하고, 따라서 탐침 전압의 정정 및 람다 탐침의 열시간 상수에 적합하고 적절하게 신속한 탐침 전압의 갱신이 배기 가스에 의해 조정된 람다값에 대해 발생한다.
제2도는 람다 영역에 대한 특성도를 개략적으로 나타내고 있는 반면, 제3도 및 제4도는 상이한 두 온도 영역에 대해 리치 영역에 대한 특성도의 특정 도면을 나타낸다. 제3도로부터 알 수 있는 바와 같이 낮은 온도 즉, 도시된 경우에서는 500℃에서 550℃ 사이의 온도에서, 람다값은 내부 저항의 함수로서 약간 변화를 일으킨다. 제4도의 도면을 따라 높은 온도, 즉650℃에서 900℃사이의 온도에서는 대조적으로 변동이 현저하게 된다. 900℃에서 무부하의 탐침으로서 측정된 860mV의 전압 Us는 약 0.75의 람다값에 상응하며, 650℃의 탐침 온도에서는 약0.95의 람다값에 상응한다. 이는, 상기 프로세스가 보다 낮은 온도에서 신뢰성있는 람다값을 결정할 수 있을뿐 아니라, 통상적인 개념에 따라서도 탐침 준비가 존재하는 온도 영역에서 보다 정확히 측정된 결과를 제공할 수 있다는 사실을 명백히 한다. 따라서 상기 프로세스는 리치 영역에서도 예열(warm-up) 또는 충만한 부하 제어를 위해 일정한 제어를 수행할 수 있다. 더욱이 설명된 람다 검출은 람다 측정 장치와 함께 사용될 수 있다.
상이한 내부 저항에 대한 세가지 특성이 제3도 및 제4도에서 각각의 경우에 대해 표시된다. 실제로 보다 많은 특성이 이용될 것이며 특히 높은 온도 영역에서는 보다 많은 특성이 이용되며 상기 영역에서는 변화가 크고 따라서 보간 에러가 커지는 것을 방지한다. 또한 횡축을 따라서 가능한한 많은 보간값이 사용될 것이다. 보간값의 수 및 한 특성도에 표시된 특성의 수에 대한 제한은 특성도 메모리의 용량에 의해 고정된다.
제5도에서는 다양한 탐침 온도에 대한 탐침 특성이 도시된다. 람다값은 횡축에 표시되고 무부하 탐침의 전압값은 종축에 표시되는데, 이는 제2도 내지 제4도에서와 반대로 표시되어 있는 것이다. 특성을 세 영역으로 세분되는데, 리치 람다값에 대하여는 약 650mV 이상의 상부 전압 영역, 린 람다값에 대하여는 약 100mV 이하의 하부영역, 그리고 람다=1로 제어하는 중간영역으로 세분된다. 하부 및 중간 영역에 있어서는 특성의 온도 의존성이 낮으며 그 이유는 각각의 영역에서 각각 경우의 단일 특성에 의해 특성이 나타나기 때문이다. 상부영역에 있어서는 상술한 상이한 온도 영역에 대한 특성도가 사용된다.
제5도에 따른 특성 분할을 사용하는 람다값을 검출 장치에 대한 함수 다이어그램이 제6도에서 도시되며, 이에 대하여는 이하에서 설명한다.
제6도에 포함된 탐침(10)은 부하 저항11o, 11m, 또는 11u중 선택된 하나에 의해 부하가 걸리는데, 내부저항 Ri는 상부 온도 영역에 대해 Rio, 중간 온도 영역에 대해 Rim, 또는 하부 온도 영역에 대해 Riu를 가지는지의 여부에 의해 좌우된다. 적합한 실시예의 부하 저항은 상부, 중간 및 하부 영역에 대해 500Ω, 2000Ω 및 5000Ω의 저항값을 각각 갖는다. 그러나 상기 저항은 탐침 전압이 제5도에 의한 상부 특성 영역, 즉 650mV보다 높은 영역에 있을 때만 람다 탐침(10)으로 컷-인(cut-in) 한다. 상기 조건은 AND 소자(32)에서 입력조건으로서 제6도에서 표시된다. 상기 AND 소자의 다른 입력에는 클럭 전압이 입력되는데 상기 전압은 5ms동안에는 하이 레벨, 다른 1s동안은 레벨을 갖는다. 따라서 부하 저항의 컷-인 스위치(12)는 탐침 전압이 650mV이상일 때 1s마다 5ms동안 스위치 트리거(33)에 의해 폐쇄된다.
제1도를 참조로 설명된 바와 같이 스위치 트리거는 마이크로 컴퓨터(22)의 일부이다.
탐침(10)에서 픽-오프된 전압은 증폭기(16)에 의해 증폭되어 전압 스위치(34)를 통해 계산 수단(35)으로 공급된다. 전압 스위치(34)는 부하 저항 스위치(12)와 함께 스위치된다. 컷-인 부하와 더불어 계산 수단(35)은 부하에서 결정된 전압 UL을 수신하며, 그렇지 않은 경우 무부하의 탐침 전압 Us를 보유한다. 상기 값으로부터 상술된 식(1)에 의해 탐침의 내부 저항 Ri가 계산된다. 상술한 바와 같이 내부 저항의 값에 따라 부하 저항 11o, 11m 또는 11u중 하나가 컷-인 된다. 유사하게, 상기 값에 의해 세가지 특성도중 하나가 리치 브랜치(37)로 스위치된다. 세가지 특성도 36o, 36m 및 36u는 차례로 상부, 중간 및 하부 온도 영역에 상응한다. 특성도 36u는 제3도의 특성도와 상응하고 특성도 36o는 제4도의 특성도와 상응한다.
무부하 상태의 전압 Us는 계산 수단(35) 및 특성도 36i에 공급될 뿐만 아니라 람다=1인 선형화 테이블(38) 및 린 선형화 테이블(39)로 공급된다. 상기 두 테이블은 제5도를 설명된 선형화를 수행한다. 상기 테이블의 출력은 대략 1정도가 되는 람다에 대한 스위치(40) 또는 린 스위치(41)를 통과한다. 리치 스위치(37), 약 1의 람다에 대한 스위치(41), 및 린 스위치(41)가, 제6도에 따른 람다값 검출 장치의 출력(42)에 접속된다. 상기 세개의 스위치중 하나가 탐침 전압 Us에 의해 폐쇄된다. 650mV 이상의 전압에서는 리치 스위치(37)가 폐쇄되고, 100mV이하의 전압에서는 린 스위치(41)가 폐쇄되며, 그 사이의 전압에서는 약 1의 람다에 대한 스위치(40)가 폐쇄된다.
따라서, 상기 장치는 100mV 이하의 전압에서는 린 선형화 테이블(39)로부터 발생하는 반면에, 100mV와 650mV사이의 전압에서는 람다=1인 선형화 테이블(38)로부터 림다값을 발생시키고, 650mV이상의 전압에 대해서는 특성도 36i로부터 값을 발생시키는데, 내부 저항 영역이 우세한 온도 영역에 의존적이다.
제6도에 따른 장치의 함수 블록은 제1도의 마이크로컴퓨터(22)내로 가능한한 집적된다.
상술한 바와 같이, 탐침은 각각의 경우에서 매 1s마다 5ms 동안 부하가 걸린다. 반면에 무부하 상태의 탐침은 매 10ms 마다 샘플된다. 이는, 무부하 상태의 탐침 전압의 다음 샘플링을 위해, 측정된 값이 이전의 로딩에 의해 왜곡되지 않도록 하기 위하여 로딩후에 탐침 전압이 비교적 신속히 회복되어야 함을 의미한다. 신속한 회복의 요구는 다양한 내부저항 영역에서 선택된 상이한 부하 저항에 의해 가능해지며, 높은 부하 저항일수록 높은 내부 저항을 가지게 된다. 따라서 사용될 부하 저항 영역의 수는 탐침의 회복율 및 샘플링 비율에 의존한다. 따라서, 상기 적합한 실시예에서 보다 많은 또한 적은 영역 즉 세가지 이상 또는 이하 영역에서 사용될 수 있다.
내부저항의 계산이 상술한 식(1)에 따라서 실행되어야 할 필요는 없으며, 탐침이 배선에 따라 의존하게 된다. 이와 같이, 내부 저항의 결정은 EP 제0 258 543 A2호에서 설명된 바와같은 네트워크와 같은 어떠한 부하 네트워크로 실행될 수 있다.
적합한 실시예의 경우에 있어서, 람다값 검출은 리치 람다값의 영역 동안에 탐침 내부저항에 대한 허용차를 가지고 실행된다. 이는 사용된 탐침의 형태와 관계가 있으며, 린 영역에서는 낮은 온도 의존성을 갖게 된다. 그러나 상술한 바와 같이 상기 탐침은 모든 측정 영역에서 사용될 수 있다.
설명된 적합한 실시예의 경우에 있어서의 큰 이득은 어떠한 경우에도 이용가능한 마이크로컴퓨터와 분리된 간단한 설계가 되며, 내부 저항의 결정을 위해 단지 부하저항(11) 및 스위치(12)만을 필요로 한다는 것이다. 그러나 문제가 되는 것은, 탐침이 부하로부터 완전히 복원되지 않을 경우 탐침 전압이 샘플링될때 마다 무부하의 탐침 전압이 정확하게 측정되지 않는다는 것이다. 또한, 무부하 상태 및 부하 상태에서의 전압 Us 및 UL이 동시에 측정되지 않고 교대로 측정되는데, 이러한 것이 동시에 측정되는 것으로 간주될 뿐이다. 린 및 리치 람다값 영역에서, 탐침 전압은 측정 시간 구간내에서 현저하게 변화하지 않으므로, 상기 영역에서 상기 절차는 별로 문제가 되지 않는다. 그러나 람다가 대략 1이 되는 영역에서 전압이 급동되는 탐침이 사용되는 경우, 두 측정사이의 작은 시간 불일치에서 현저한 급동이 발생할 수 있다.
상기의 시간 문제는, 탐침의 내부 저항이 동일한 로딩에 의해 결정되지 않고서, 탐침에 소정의 전압을 인가하고 탐침에 흐르는 전류를 측정하며 소정의 전압 및 측정된 전류로부터 내부저항을 계산함으로써, 개별적으로 결정된다면 제거될 수 된다. 2000Hz의 교류 전압이 전압으로서 적합하게 사용된다. 이때 흐르는 교류전류는 탐침의 기전력에 의해 유도된 전류로부터 쉽게 분리될 수 있으며 제거된다. 상기 프로세스에 의한 내부저항의 결정은 수초 즉, 2s의 간격으로 수행될 수 있다. 그 이유는 탐침의 내부저항이 비교적 천천히 변화하기 때문이다. 무부하 상태의 탐침의 전압은 보다 빨리 샘플되는데 즉, 100ms마다 샘플된다. 측정된 탐침 전압은 이전의 로딩에 의해 왜곡되지 않는다.
공지된 실효값을 갖는 교류 전류가 탐침을 통해 전송되고, 탐침 또는 보조 저항기에서의 실효 전압이 측정되며, 탐침의 내부 저항이 전류 및 전압으로부터 계산되는 경우 동일한 방법이 적용된다.
적합한 실시예에 있어서, 람다값은 특성도로부터 판독되는 것으로 가정되었다. 상기 프로세스는 낮은 컴퓨터 로딩의 장점을 가진다. 그러나, 이론적으로 내부저항에 대한 허용차를 가지는 수학적 함수의 조력으로 측정된 탐침 전압의 정정이 가능하다. 상기 경우의 수학적 함수는 내부 저항 및 탐침 전압 사이의 관계를 표현한다. 따라서 무부하 상태에서 측정된 탐침 전압으로부터 람다값을 결정하고 상기 값을 수학적 함수의 조력으로 정정하는 것이 가능하다. 상기 경우에 있어서, 상기 함수는 람다값 및 내수 저항사이에 관계를 나타낸다.

Claims (13)

  1. 무부하일 때 그 양단에 감지기 전압 Us를 갖는 람다 감지기에 의해서 람다값을 검출하는 방법으로서,상기 람다 감지기는 람다 감지기 온도 Ts의 함수로서 변화하는 내부 저항 Ri을 갖게 되는, 상기 람다값 검출방법에 있어서 : 감지기 전압 Us를 검출하는 단계; 감소하는 내부 저항 Ri으로 보다 작게 되는 값을 갖는 부하저항으로 가끔 감지기를 부하상태로(loading)함으로써 상기 람다 감지기의 내부 저항 Ri를 결정하고, 부하상태로된 감지기의 전압 UL을 측정하며, 부하 저항값과 무부하의 감지기 각각의 전압 Us 및 UL로부터 내부 저항을 계산하는 단계; 람다값이 상기 감지기 전압 Us의 함수로서 특성 필드로서, 상기 내부 저항 Ri가 그 필드의 파라미터가 되는, 상기 특성 필드를 제공하는 단계; 상기 감지기 전압 Us와 내부 저항 Ri의 각각의 값으로 상기 특성 필드를 어드레싱(addressing)하는 단계; 및 상기 감지기 전압 Us와 내부 저항 Ri에 대응한 상기 특성 필드로부터 람다의 값을 판독하는 단계를 구비하는 람다값 검출 방법
  2. 제1항에 있어서 상기 부하 저항의 감소는 소정의 저항값을 갖는 상이한 저항기를 사용함으로써 발생하는 것을 특징으로 하는 람다값 검출 방법.
  3. 제2항에 있어서, 각각의 부하 저항값은, 다시 무부하 상태로된 감지기의 전압이 다음 샘플링 시기에 복원되도록 선택되는 것을 특징으로 하는 람다값 검출 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 방법은 리치 범위(rich range)에서 지시하는 람다 지시장치용 람다값 검출에 이용되며, 부하 저항기(11u, 11m, 11o)에는 특성 필드(36u, 36m, 36o)가 각각 지정되는 것을 특징으로 하는 람다값 검출 방법,
  5. 제1항에 있어서, 상기 방법은 리치 람다 범위의 람다 제어를 위한 람다값 검출에 이용되는 것을 특징으로 하는 람다값 검출 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 람다 범위는 약1이거나 린(lean) 람다 범위이며, 상기 람다값 검출은 람다값으로 로딩(loading)할 필요가 없는 특정 측정된 감지기 전압 Us의 선형 변환에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는 람다값 검출 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 특성 필드는 상이한 값의 감지기 온도에 대한 곡선 그룹을 포함하고, 상기 람다값은 상기 곡선사이의 보간 후 판독되는 것을 특징으로 하는 람다값 검출 방법.
  8. 제1항에 있어서, 내부 저항 Ri의 결정을 위해 공지된 전류가 감지기에 공급되고 감지기 양단의 전압이 측정되며, 내부 저항 Ri가 상기 공지된 전류 및 감지기 양단의 측정 전압으로부터 계산되는 것을 특징으로 하는 람다값 검출 방법.
  9. 제1항에 있어서, 부하 저항의 특정값은, 다시 무부하 상태로 된 감지기의 전압이 다음 샘플링 시기에 복원되도록 선택되는 것을 특징으로 하는 람다값 검출 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 방법은, 상기 감지기 전압을 모니터링하고, 상기 감지기 전압이 리치 동작을 나타내는 소정의 레벨을 초과할 때 상기 감지기 전압을 상기 특성 필드에 공급되며, 상기 감지기 전압이 리치 동작이 아님을 나타내거나 린 동작을 나타내는 상기 소정의 레벨이하로 떨어질 때 상기 감지기 전압을 선형화 테이블에 공급하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 람다값 검출 방법.
  11. 무부하일 때 그 양단에 감지기 전압 Us를 갖는 람다 감지기에 람다값을 검출하는 방법으로서, 상기 람다 감지기는 람다 감지기 온도 Ts의 함수로서 변화하는 내부 저항 Ri을 갖게 되는, 상기 람다값 검출방법에 있어서 : 감지기 전압 Us를 검출하는 단계; 상기 람다 감지기의 내부 저항 Ri를 결정하는 단계; 람다값이 상기 감지기 전압 Us의 함수로서 기억되는 특성 필드로서, 상기 내부 저항 Ri가 그 필드의 파라미터가 되는, 상기 특성 필드를 제공하는 단계; 상기 감지기 전압 Us와 내부 저항 Ri의 각각의 값으로 상기 특성 필드를 어드레싱(addressing)하는 단계; 상기 감지기 전압 Us와 내부 저항 Ri에 대응하는 상기 특성 필드로부터 람다의 값을 판독하는 단계; 및 상기 감지기 전압을 모니터링하고, 상기 감지기 전압이 리치 동작을 나타내는 소정의 레벨을 초과할 때 상기 감지기 전압을 상기 특성 필드에 공급하며, 상기 전압이 리치 동작이 아님을 나타내거나 린 동작을 나타내는 상기 소정의 레벨이하로 떨어질 때 상기 감지기 전압을 선형화 테이블에 공급하는 단계를 구비하는 람다값 검출 방법.
  12. 무부하일 때 그 양단에 감지기 전압 Us를 갖는 람다 감지기에 의해서 람다값을 검출하는 방법으로서, 상기 람다 감지기는 람다 감지기 온도 Ts의 함수로서 변화하는 내부 저항 Ri을 갖게 되는, 상기 람다값 검출방법에 있어서 : 감지기 전압 Us를 검출하는 단계; 주어진 전압을 상기 감지기에 공급하고 상기 감지기에 흐르는 전류를 측정함으로써 상기 람다 감지기의 내부 저항 Ri를 결정하고, 상기 주어진 전압 및 상기 측정된 전류로부터 내부 저항을 계산하는 단계; 람다값이 상기 감지기 전압 Us의 함수로서 기억되는 특성 필드로서, 상기 내부저항 Ri가 그 필드의 파라미터가 되는, 상기 특성 필드를 제공하는 단계; 상기 감지기 전압 Us와 내부저항 Ri의 각각의 값으로 상기 특성 필드를 어드레싱(addressing)하는 단계; 상기 감지기 전압 Us와 내부 저항 Ri에 대응하는 상기 특성 필드로부터 람다의 값을 판독하는 단계; 상기 감지기 전압을 모니터링하고, 상기 감지기 전압이 리치 동작을 나타내는 소정의 레벨을 초과할 때 상기 감지기 전압을 상기 특성 필드에 공급하는 단계; 및 상기 감지기 전압이 리치 동작이 아님을 나타내거나 린 동작을 나타내는 상기 소정의 레벨이하로떨어질 때 상기 감지기 전압을 선형화 테이블에 공급하는 단계를 구비하는 람다값 검출 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 선형화 테이블은 람다가 약 1인 범위에 대해 제공되고, 다른 선형화 테이블은 린 범위(lean range)에 대해 제공되는 것을 특징으로 하는 람다값 검출 방법
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