專利名稱：寬帶拉姆達(dá)傳感器的分析和控制單元的制作方法
寬帶拉姆達(dá)傳感器的分析和控制單元 本發(fā)明涉及寬帶拉姆達(dá)傳感器的分析和控制單元。 現(xiàn)有技術(shù)為了達(dá)到現(xiàn)在所要求的機(jī)動(dòng)車排放限值，使用了規(guī)定的三元催化轉(zhuǎn)換器。其用 于大大降低廢氣成分一氧化碳、碳?xì)浠衔锖偷趸?。其由一種陶瓷體組成，該陶 瓷體具有許多小的孔道并設(shè)置有貴金屬涂料，這些貴金屬涂料具有實(shí)際的催化劑功能。 如果廢氣掠過熱的催化劑表面，所述的廢氣成分則分解為無害的化合物水、氮和二氧化碳。為了使所述的廢氣相互反應(yīng)，發(fā)動(dòng)機(jī)需要平衡的化學(xué)計(jì)量混合物，該混合物既 不允許是富的也不允許是貧的。這通過采用一種拉姆達(dá)傳感器來保證，其中該拉姆達(dá)傳 感器測(cè)量廢氣中的氧含量并將其通知給一個(gè)控制設(shè)備。該控制設(shè)備然后比如如此來影響 噴射裝置，使得該噴射裝置來提供當(dāng)前所需的混合物。用作混合物比例傳感器的氧傳感器在US-A-4,568,443中被公開。在該氧傳感器 中，傳感器的測(cè)量元件構(gòu)造有一個(gè)內(nèi)部氣體擴(kuò)散室，該氣體擴(kuò)散室與外部空間相通，外 部空間包含有要測(cè)量的氣體。該測(cè)量元件具有一個(gè)測(cè)量裝置，該測(cè)量裝置用于確定在內(nèi) 部氣體擴(kuò)散室中氣氛或者說氣體的氧濃度，在該氣體擴(kuò)散室中有在預(yù)定擴(kuò)散阻力下導(dǎo)入 的測(cè)量氣體。該測(cè)量裝置輸出一個(gè)輸出信號(hào)，該輸出信號(hào)指示了氧濃度。此外該測(cè)量元 件還具有氧泵裝置，該氧泵裝置利用與該測(cè)量裝置的輸出信號(hào)有關(guān)的泵電流而被驅(qū)動(dòng)， 使得在該氣體擴(kuò)散室中的氧濃度被保持為一個(gè)預(yù)定的值。傳輸給該氧泵裝置的泵電流被 采集了一個(gè)參數(shù)，該參數(shù)描述了測(cè)量氣體的氧濃度、也即通過空氣/燃料混合物的燃燒 而產(chǎn)生的廢氣。在DE 198 38 466 Al中公開了用于控制測(cè)量探頭、以確定氣體混合物中、尤其 內(nèi)燃機(jī)廢氣中氧濃度的一種方法。在此與氧濃度相對(duì)應(yīng)的、由能斯脫測(cè)量元件所提供的 檢測(cè)電壓由一個(gè)電路配置轉(zhuǎn)換為泵單元的泵電壓。按照氣體混合物中的氧含量，一個(gè)陽(yáng) 極的或陰極的總電流流過該泵單元。在該測(cè)量探頭穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，其中在一個(gè)可選的時(shí)間 段上在該測(cè)量探頭中流過一個(gè)陽(yáng)極的極限電流，給該泵單元和/或該能斯脫測(cè)量元件如 此施加了至少一個(gè)與所測(cè)量的檢測(cè)電壓無關(guān)地或者與產(chǎn)生的泵電流無關(guān)而提供的電壓脈 沖，使得進(jìn)行該測(cè)量探頭的去極化。在DE 101 45 804 B4中公開了用于運(yùn)行一種氮氧化物傳感器以確定氣體混合物 中、尤其機(jī)動(dòng)車廢氣后處理時(shí)氮氧化物濃度的方法。在泵單元的內(nèi)部泵電極與外部泵電 極之間施加了影響泵電流的一個(gè)泵電壓。借助該泵電壓，在第一測(cè)量室中通過氧氣的泵 入或泵出來調(diào)節(jié)一個(gè)恒定的氧氣分壓力。該泵電壓被如此來控制，使得在濃度單元的電 極上調(diào)節(jié)一個(gè)恒定的電壓值。在第二測(cè)量室中所設(shè)置的NOx敏感的第三電極作為第二 泵單元而被運(yùn)行，在該第二泵單元中調(diào)節(jié)一個(gè)極限泵電流，該極限泵電流指示了 NOx濃 度。在一個(gè)測(cè)量時(shí)間窗口內(nèi)該泵電流被斷開或者受控制地被降低，并采集NOx濃度。在DE 102 21 392 B4中公開了用于借助測(cè)量敏感元件來測(cè)量在測(cè)量氣體中氣體濃度的一種方法和一種裝置。該測(cè)量敏感元件具有一個(gè)外部電極，該外部電極與一種固 體電解質(zhì)相連并暴露于固定氣體，該測(cè)量敏感元件還具有一個(gè)與該固體電解質(zhì)相連的電 極，在這兩個(gè)電極之間借助流過該固體電解質(zhì)的泵電流能夠泵入氧氣。在此該泵電流在 該參考電極與該電極之間被驅(qū)動(dòng)。作為泵電流周期地使用了一個(gè)脈沖序列，該脈沖序列 具有多個(gè)相同脈沖寬度的單個(gè)脈沖，其中用于調(diào)節(jié)泵電流電平的脈沖寬度由數(shù)字的或模 擬的調(diào)節(jié)器來調(diào)節(jié)。在DE 101 63 912 Al中公開了一種氣體傳感器、尤其一種拉姆達(dá)傳感器以及用于 控制該氣體傳感器的一種方法。在此該氣體傳感器具有暴露于測(cè)量氣體中的一個(gè)第一電 極以及暴露于參考?xì)怏w中的一個(gè)第二電極。此外還設(shè)置有控制和分析電路。給該電路輸 送了關(guān)于整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的信號(hào)。在運(yùn)行狀態(tài)中，其中測(cè)量氣體充分地或者在氣體成 分濃度上對(duì)應(yīng)于參考?xì)怏w，該控制和分析電路把該測(cè)量信號(hào)自動(dòng)地與一個(gè)預(yù)給定值相比 較。這能夠提供一種氣體傳感器，該氣體傳感器即使在應(yīng)用于腐蝕性氣體混合物中時(shí)也 具有長(zhǎng)的壽命以及良好的測(cè)量精確度。
在DE 102 16 724 Cl中公開了用于運(yùn)行寬帶拉姆達(dá)傳感器以確定在用燃料-空氣 混合物驅(qū)動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)廢氣中氧濃度的一種方法，其中在燃料后噴射期間在內(nèi)燃機(jī)的貧運(yùn) 行中和/或在拉姆達(dá)傳感器的升溫階段來進(jìn)行泵電壓的重復(fù)換極。為了泵電壓的重復(fù)換 極，在該泵單元上施加了具有恒定幅度的電壓脈沖的脈沖序列，并通過根據(jù)能斯脫單元 的能斯脫電壓對(duì)電壓脈沖的脈寬調(diào)制來調(diào)節(jié)一個(gè)有效的泵電流。對(duì)此代替地，可以為了 泵電壓的充分換極而在該泵單元上施加具有恒定脈寬的電壓脈沖的脈沖序列，并通過根 據(jù)能斯脫單元的能斯脫電壓改變?cè)撾妷好}沖的幅度來調(diào)節(jié)一個(gè)有效的泵電流?？梢栽趦?nèi) 燃機(jī)的貧運(yùn)行和富運(yùn)行中一直保持對(duì)該脈沖單元的脈沖驅(qū)動(dòng)。在DE 10 2004 047 797 Al中公開了另一種傳感器元件，該傳感器元件設(shè)置用于 確定內(nèi)燃機(jī)廢氣中氧氣分壓力。該傳感器元件包含有至少一個(gè)電化學(xué)測(cè)量單元，該電化 學(xué)測(cè)量單元包含有一個(gè)第一電極和一個(gè)第二電極，這兩個(gè)電極通過一種固體電解質(zhì)電連 接。該第二電極設(shè)置在一個(gè)氣室中，該氣室通過具有催化活性材料的一個(gè)第一元件和限 制擴(kuò)散的一個(gè)第二元件與位于該傳感器元件外部的測(cè)量氣體相連接。該第一元件在測(cè)量 氣體的擴(kuò)散方向上具有至少Imm的長(zhǎng)度。這能夠使該傳感器元件以放大的響應(yīng)速度來測(cè) 量該測(cè)量氣體的氧氣分壓力。另外在所謂不均衡測(cè)量氣體或多成分測(cè)量氣體的情況下也 能夠進(jìn)行氧氣分壓力的精確測(cè)量。此外還公開了由該申請(qǐng)人所開發(fā)的集成電路CJ125，其中它是一種寬帶拉姆達(dá)傳 感器的控制和放大電路。該電路連接在該寬帶拉姆達(dá)傳感器與微計(jì)算機(jī)之間。它的任務(wù) 尤其在于，借助一種模擬分析概念來分析由該寬帶拉姆達(dá)傳感器所提供的能斯脫電壓， 并向該寬帶拉姆達(dá)傳感器傳輸與該能斯脫電壓相關(guān)的泵電壓。關(guān)于該集成電路的產(chǎn)品信 息可以訪問因特網(wǎng)地址 www.semiconductors.bosch.de/pdf/CJ125_Product_Info.pdf。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)具有權(quán)利要求1所述特征的一種分析和控制單元所具有的優(yōu)點(diǎn)是，它除了確定 泵電流調(diào)節(jié)器的實(shí)際值之外，還確定與該寬帶拉姆達(dá)傳感器的運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)的另外的信 息，并將其在數(shù)字接口上提供。所述的另外的信息可以以多種方式而被使用，比如用于 實(shí)現(xiàn)按照CARB的電纜診斷，用于保證該寬帶拉姆達(dá)傳感器的電極端子RE、IPE和APE在每個(gè)運(yùn) 行狀態(tài)中都不偏離OV至Umax的允許電壓范圍，用于連續(xù)觀測(cè)寬帶拉姆達(dá)傳感 器的電極極性，用于關(guān)于其老化來監(jiān)控該拉姆達(dá)傳感器，用于在存在限流傳感器的情況 觀測(cè)拉姆達(dá)1通路(Lambdal-Durchgang)并且用于檢測(cè)本拉姆達(dá)傳感器的運(yùn)行預(yù)備程度。 由此擴(kuò)展了分析和控制單元的功能。為了確定與寬帶拉姆達(dá)傳感器的運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)的所述另外的信息，可以一同使 用原本就存在的、設(shè)置用于確定泵電流調(diào)節(jié)器實(shí)際值以及用于確定拉姆達(dá)傳感器內(nèi)部電 阻的信號(hào)處理單元。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，由該信號(hào)處理單元所確定的與寬帶拉姆達(dá)傳感器的運(yùn)行狀 態(tài)有關(guān)的所述另外的信息通過一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器被直接輸送給該數(shù)字接口。從這里它們可 以無延遲地比如輸送給一個(gè)所連接的uC。該uC又可以分析所傳輸?shù)牧硗獾男畔?，并?速地采取可能必要的響應(yīng)，比如改變?nèi)剂匣旌衔锘蛘唢@示報(bào)警信號(hào)。一個(gè)可替選的實(shí)施方案是，把由該信號(hào)處理單元所確定的與該寬帶拉姆達(dá)傳感 器的運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)的所述另外的信息在模數(shù)轉(zhuǎn)換之后中間存儲(chǔ)在該分析和控制單元的一 個(gè)中間存儲(chǔ)器中，或者在那里進(jìn)行收集，并把所收集的信息以數(shù)據(jù)突發(fā)(Datenburst)的形 式通過該數(shù)據(jù)字接口來輸出。另一可替選的實(shí)施方案是，把由該信號(hào)處理單元所確定的與該寬帶拉姆達(dá)傳感 器的運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)的所述另外的信息在模數(shù)轉(zhuǎn)換之后以預(yù)給定的地址存儲(chǔ)在該分析和控 制單元的一個(gè)中間存儲(chǔ)器中，從而比如一個(gè)外部uC能夠通過該數(shù)字接口通過該中間存儲(chǔ) 器的合適尋址來訪問所期望的與該寬帶拉姆達(dá)傳感器的運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)的另外的信息。該分析和控制單元有利地具有一個(gè)唯一的泵電流源，該泵電流源通過一個(gè)開關(guān) 與該分析和控制單元的內(nèi)部泵電極端子相連接，并通過另一開關(guān)與該分析和控制單元的 外部泵電極端子相連接。這能夠通過合適地控制該開關(guān)來以所期望的方式來組織電流方 向。該泵電流有利地是一種脈沖形式的泵電流，其具有固定的頻率、可變的占空比 和可調(diào)節(jié)的代數(shù)符號(hào)。這允許在該脈沖形式的泵電流的脈沖間隔期間來確定該泵電流調(diào) 節(jié)器的實(shí)際值、該拉姆達(dá)傳感器的內(nèi)部電阻以及與該拉姆達(dá)傳感器的運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)的另 外的信息。優(yōu)選地該信號(hào)處理單元在每個(gè)脈沖間隔中采集數(shù)據(jù)，以確定該泵電流調(diào)節(jié)器的 實(shí)際值。這所具有的優(yōu)點(diǎn)是，泵電流的調(diào)節(jié)可以快速地對(duì)變化的實(shí)際值做出反應(yīng)。此外該信號(hào)處理單元還優(yōu)選地在彼此相繼的脈沖間隔中采集數(shù)據(jù)，以確定不同 的與該寬帶拉姆達(dá)傳感器的運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)的另外的信息，其中這些數(shù)據(jù)優(yōu)選地周期地被 采集。這降低了在每個(gè)脈沖間隔中所確定的信息的數(shù)量，并降低了對(duì)信號(hào)處理速度的要 求。優(yōu)選地該分析和控制單元包含有一個(gè)參數(shù)存儲(chǔ)器，在該參數(shù)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有一 個(gè)數(shù)據(jù)組，該數(shù)據(jù)組對(duì)應(yīng)于該數(shù)字調(diào)節(jié)器的預(yù)給定調(diào)節(jié)特性并能夠通過SPI而被加載。這 使得能夠結(jié)合不同類型的拉姆達(dá)傳感器或者結(jié)合不同制造商的拉姆達(dá)傳感器來使用該分 析和控制單元。比如該分析和控制單元能夠結(jié)合申請(qǐng)人和其他制造商的具有參考電極的 寬帶傳感器而被使用，并且也能夠結(jié)合限流傳感器而被使用。該分析和控制單元能夠以一個(gè)獨(dú)立元件的形式而連接在相應(yīng)存在的拉姆達(dá)傳感器和控制設(shè)備之間，或者也對(duì)此代替地也可以以ASIC的形式是控制設(shè)備的集成組成部 分。由于能夠把不同的參數(shù)數(shù)據(jù)組存儲(chǔ)在該分析和控制單元中，還為此創(chuàng)造了前提即該分析和控制單元能夠結(jié)合不同制造商的傳感器而被使用。優(yōu)選地該分析和控制單元具有多個(gè)另外的開關(guān)，其開關(guān)控制信號(hào)通過控制裝置 來提供。借助這些另外的開關(guān)，能夠有利地把該分析和控制單元的相應(yīng)期望的一個(gè)端子 或多個(gè)端子與相應(yīng)所期望的參照電位比如地相連接，以能夠向該信號(hào)處理單元提供一個(gè) 目前所期望的測(cè)量值。該測(cè)量值的提供和其分析能夠有利地在非常短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行，使 得整個(gè)系統(tǒng)能夠快速地進(jìn)行必要的步驟。本發(fā)明的其他有利的特征由下文借助附圖對(duì)其進(jìn)行的解釋得到。附1示出了分析和控制單元的草圖，該分析和控制單元與寬帶拉姆達(dá)傳感器、 插頭和uC相連接。圖2示出了用于產(chǎn)生脈沖形的泵電流的例子。圖3示出了在

圖1的信號(hào)處理單元5中信號(hào)處理的實(shí)施例。說明圖1示出了一個(gè)分析和控制單元1的草圖，它與寬帶拉姆達(dá)傳感器2、控制設(shè)備 3和傳感器插頭4相連接。該控制和分析單元1對(duì)此代替地也可以是控制設(shè)備的集成組成 部分，如通過虛線3’所示。該控制和分析單元1優(yōu)選地以ASIC的形式來實(shí)現(xiàn)，也即以 專用集成電路的形式。該分析和控制單元1具有多個(gè)端子。在這些端子中有應(yīng)用電阻端子RIR、應(yīng)用電 阻端子RIP、校正電阻端子CAL、參考電極端子RE、測(cè)量輸入端REM、內(nèi)部泵電極端子 IPE,測(cè)量輸入端APM、外部泵電極端子APE、測(cè)量輸入端MEM、接地電阻端子RG、 測(cè)量輸入端MES、電壓供電端子UC5、UC3、UB禾PUCS、時(shí)鐘輸入端ΤΑΚΤ、曲軸信號(hào) 輸入端KW0、4個(gè)SPI端子和一個(gè)接地端子GND。該控制和調(diào)節(jié)單元1的參考電極端子RE與該寬帶拉姆達(dá)傳感器2的參考電極端 子RE相連接。該控制和調(diào)節(jié)單元1的內(nèi)部泵電極端子IPE與該寬帶拉姆達(dá)傳感器2的內(nèi) 部泵電極端子IPE相連接。該控制和調(diào)節(jié)單元1的外部泵電極端子APE與該寬帶拉姆達(dá) 傳感器2的外部泵電極端子APE相連接。該控制和調(diào)節(jié)單元1的測(cè)量輸入端MES通過 一個(gè)歐姆電阻Rctxte與該寬帶拉姆達(dá)傳感器2的泵電極端子APE相連接，其中該歐姆電阻 是插頭4的組成部分。給該控制和調(diào)節(jié)單元1的時(shí)鐘輸入端TAKT輸送了在μ C3中所產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào) Takt。由uC3給該控制和調(diào)節(jié)單元1的輸入端KWO輸送了一個(gè)曲軸信號(hào)KW0。后者的 信號(hào)把在該控制和調(diào)節(jié)單元1中采集測(cè)量數(shù)據(jù)的時(shí)間點(diǎn)與發(fā)動(dòng)機(jī)控制中的時(shí)間特性曲線 相耦合。此外uC3通過一個(gè)數(shù)據(jù)總線與該控制和調(diào)節(jié)單元1的作為SPI接口來實(shí)現(xiàn)的一個(gè) 數(shù)字接口 8相連接。在該uC3與該控制和調(diào)節(jié)單元1之間通過該數(shù)據(jù)總線來進(jìn)行雙向數(shù) 據(jù)交換。該控制和調(diào)節(jié)單元1的應(yīng)用電阻端子RIR通過一個(gè)歐姆電阻Ripref與一個(gè)參考電位相連接，并在該控制和調(diào)節(jié)單元1內(nèi)部與一個(gè)參考電流源12相連接。該控制和調(diào)節(jié)單元1的應(yīng)用電阻端子RIP通過一個(gè)歐姆電阻Rip與地相連接，并在該控制和調(diào)節(jié)單元1內(nèi) 部與一個(gè)泵電流源11相連接。該控制和調(diào)節(jié)單元1的校正電阻端子CAL通過一個(gè)歐姆 電阻Rcal與一個(gè)參考電位相連接，并在該控制和調(diào)節(jié)單元1內(nèi)部通過一個(gè)開關(guān)S9與該參 考電流源12相連接。該控制和調(diào)節(jié)單元1的參考電極端子RE通過一個(gè)歐姆電阻Rfr與該測(cè)量輸入端 REM相連接。該測(cè)量輸入端REM通過一個(gè)電容器Cfr與該控制和調(diào)節(jié)單元1的內(nèi)部泵 電極端子IPE相連接。與Rfr與Cfr的串聯(lián)電路并聯(lián)連接了另一電容器C；，該電容器C；從 而也連接在該寬帶拉姆達(dá)傳感器2的參考電極RE與該寬帶拉姆達(dá)傳感器2的內(nèi)部泵電極 IPE之間。該控制和調(diào)節(jié)單元1的內(nèi)部泵電極端子IPE通過一個(gè)電容器Cfp與該測(cè)量輸入端 APM相連接。該測(cè)量輸入端APM通過一個(gè)歐姆電阻Rfp與該控制和調(diào)節(jié)單元1的外部泵 電極端子APE相連接。與Rfp和Cfp的串聯(lián)電路并聯(lián)連接了一個(gè)電容器Cp，該電容器Cp 從而也連接在該寬帶拉姆達(dá)傳感器2的內(nèi)部泵電極IPE與該寬帶拉姆達(dá)傳感器的外部泵電 極APE之間。此外與該電容器Cp并聯(lián)連接了兩個(gè)電容器Cstl和Cst2的串聯(lián)電路。在該 電容器Cstl和Cst2之間的連接點(diǎn)與地相連接。該控制和調(diào)節(jié)單元1的外部泵電極端子APE通過一個(gè)電容器Cfm與該測(cè)量輸入端 MEM相連接。該測(cè)量輸入端MEM通過一個(gè)歐姆電阻Rfm與該控制和調(diào)節(jié)單元1的測(cè)量 輸入端MES相連接。與Cfm和Rfm的串聯(lián)電路并聯(lián)地連接了一個(gè)測(cè)量電阻R_s。其從而 也與插頭4的電阻Rcbd6相連接。該控制和調(diào)節(jié)單元1的接地電阻端子RG通過一個(gè)歐姆電阻Rgnd與地相連接。 該控制和調(diào)節(jié)單元1的測(cè)量輸入端MES通過一個(gè)電容器Cst3與地相連接。在該控制和調(diào)節(jié)單元1內(nèi)部，該控制和調(diào)節(jié)單元1的參考電極端子RE通過一個(gè) 開關(guān)SlO連接到該參考電流源12上。此外該參考電極端子RE通過兩個(gè)開關(guān)S8和Sll 的串聯(lián)電路與一個(gè)參考電壓Xvm · U。。相連接。在開關(guān)S8和Sll之間的連接點(diǎn)通過一 個(gè)開關(guān)S4與地相連接。此外在開關(guān)S8和Sll之間的連接點(diǎn)還與該控制和調(diào)節(jié)單元1的 內(nèi)部泵電極端子IPE相連接。該控制和調(diào)節(jié)單元1的內(nèi)部泵電極端子IPE在該控制和調(diào)節(jié)單元1內(nèi)部此外還 通過一個(gè)開關(guān)S2與該控制和調(diào)節(jié)單元1的接地電阻端子RG相連接。該外部泵電極端子 APE在該控制和調(diào)節(jié)單元1內(nèi)部通過一個(gè)開關(guān)Sl與該控制和調(diào)節(jié)單元的接地電阻端子RG 相連接。另外該控制和調(diào)節(jié)單元1的外部泵電極端子APE在該控制和調(diào)節(jié)單元內(nèi)部還通 過一個(gè)開關(guān)S3置于地GND上。該控制和調(diào)節(jié)單元1的接地電阻端子RG在該控制和調(diào)節(jié)單元1內(nèi)部通過一個(gè)開 關(guān)S12與該控制和調(diào)節(jié)單元1的測(cè)量輸入端MES相連接。最后該控制和調(diào)節(jié)單元1的測(cè) 量輸入端MES在該控制和調(diào)節(jié)單元1內(nèi)部通過一個(gè)開關(guān)S5與地GND相連接。上述開關(guān)Si，…，S12的開關(guān)控制信號(hào)sl，…，sl2由一個(gè)控制裝置10來提供。 該控制裝置10根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)Takt、數(shù)據(jù)信號(hào)和該數(shù)字調(diào)節(jié)器7的輸出信號(hào)來生成這些開 關(guān)控制信號(hào)，其中該時(shí)鐘信號(hào)由控制設(shè)備3’來提供，數(shù)據(jù)信號(hào)由uC3來提供并通過該數(shù) 字接口8而被輸送給該控制裝置。該數(shù)字調(diào)節(jié)器7的主要任務(wù)是，由輸送給它的輸入信號(hào)來為該控制 裝置10生成泵電流調(diào)節(jié)信號(hào)并將其輸送給該控制裝置10。該泵電流調(diào)節(jié)信 號(hào)影響著該脈沖形的泵電流的脈沖寬度和電流方向。該數(shù)字調(diào)節(jié)器7為了確定它的為該控制裝置10而設(shè)置的泵電流調(diào)節(jié)信號(hào)而把通 過該模數(shù)轉(zhuǎn)換器6輸送給它的實(shí)際值信號(hào)與理論值信號(hào)進(jìn)行比較，并根據(jù)該比較結(jié)果來 生成該泵電流調(diào)節(jié)信號(hào)。該控制裝置10在輸出側(cè)還與該信號(hào)處理單元5和該模數(shù)轉(zhuǎn)換器6相連接，以向 該元件組輸送時(shí)間控制信號(hào)，這些時(shí)間控制信號(hào)與該時(shí)鐘信號(hào)Takt相同步。該數(shù)字調(diào)節(jié)器7與一個(gè)中間存儲(chǔ)器9a相連接。該中間存儲(chǔ)器9a設(shè)置用于存儲(chǔ) 該泵電流脈沖的占空比和代數(shù)符號(hào)以及前述的與該寬帶拉姆達(dá)傳感器的運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)的 另外的信息。將與運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)的另外的信息在該中間存儲(chǔ)器9a中進(jìn)行存儲(chǔ)的目的是 在該中間存儲(chǔ)器中收集所述的與該寬帶拉姆達(dá)傳感器的運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)的另外的信息，并 然后把所收集的另外的信息以數(shù)據(jù)突發(fā)的形式通過該數(shù)字接口 8傳輸?shù)皆摽刂圃O(shè)備3。對(duì)此代替地，也可以把該泵電流脈沖的占空比和代數(shù)符號(hào)以及所述的與該寬帶 拉姆達(dá)傳感器2的運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)的另外的信息在預(yù)給定地址上存儲(chǔ)到該中間存儲(chǔ)器9a 中。在該情況下，對(duì)于該外部控制設(shè)備3能夠通過該中間存儲(chǔ)器9a的合適尋址通過該數(shù) 字接口 8有針對(duì)地訪問與該寬帶拉姆達(dá)傳感器2的運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)的期望信息。此外該數(shù)字調(diào)節(jié)器7還與一個(gè)參數(shù)存儲(chǔ)器9b相連接。在該參數(shù)存儲(chǔ)器9b中存儲(chǔ) 有一個(gè)數(shù)據(jù)組，該數(shù)據(jù)組對(duì)應(yīng)于該數(shù)字調(diào)節(jié)器7的預(yù)給定的調(diào)節(jié)特性。該調(diào)節(jié)特性被分 配給確定類型的拉姆達(dá)傳感器2。由于能夠在該存儲(chǔ)器9b中改變相應(yīng)所需的調(diào)節(jié)特性， 該控制和調(diào)節(jié)單元1從而能夠與不同的拉姆達(dá)傳感器類型一起應(yīng)用。該控制和調(diào)節(jié)單元 1的這種通用的可適用性允許以ASIC的形式大量地制造該控制和調(diào)節(jié)單元1。從而把這 種控制和調(diào)節(jié)單元的制造成本保持為相對(duì)較低。該信號(hào)處理單元5用于確定泵電流調(diào)節(jié)器7的實(shí)際值，并用于為該寬帶拉姆達(dá) 傳感器2的內(nèi)阻R1的確定來進(jìn)行信號(hào)處理。此外，在本發(fā)明中，該信號(hào)處理單元5還設(shè) 置用于確定與該寬帶拉姆達(dá)傳感器的運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)的所述另外的信息。為了能夠執(zhí)行這 些任務(wù)，該信號(hào)處理單元5在輸入側(cè)與外部泵電極端子APE、內(nèi)部泵電極端子IPE、測(cè)量 輸入端REM、測(cè)量輸入端APM、校正電阻端子CAL、測(cè)量輸入端MEM和接地電阻端子 RG相連接，并從那里獲取輸入信號(hào)，這些輸入信號(hào)能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的所期望的測(cè)量值的采 集。為了提供所期望的測(cè)量值，一個(gè)差分放大器的輸入端通過由該控制裝置10所控制的 多路復(fù)用器分別與兩個(gè)要采集的電位相連接。該差分放大器對(duì)該差分信號(hào)進(jìn)行放大，并 與所定義的電位參考一起轉(zhuǎn)發(fā)到該ADC。該控制裝置10如此來為開關(guān)S6和S7生成開關(guān)控制信號(hào)S6和S7，使得在內(nèi)部以 及外部泵電極端子上產(chǎn)生脈沖形式、具有固定頻率、可變占空比和可調(diào)節(jié)代數(shù)符號(hào)的脈 沖電流。此外該控制裝置10還如此為另外的開關(guān)生成開關(guān)控制信號(hào)，使得在脈沖間隔期 間以及在脈沖形的泵電流信號(hào)的電流脈沖期間能夠采集相應(yīng)所期望的測(cè)量值。下面借助圖2來解釋脈沖形泵電流Ip的生成。在此在圖2的左側(cè)示出了該傳感 器2，在圖2的右側(cè)示出了傳感器等效電路圖。在圖2的左側(cè)圖示中示出了該傳感器的端子RE、IPE和APE以及電流Ip和電壓 Upc和Up的方向。
由圖2的右側(cè)所示的等效電路圖示出，該傳感器的端子APE通過電阻Rzua與電 容器Cl和電阻Riap6的串聯(lián)電路與連接點(diǎn)K相連接。在該電容器Cl上下降了一個(gè)電壓 Up0apeo與該電容器Cl并聯(lián)地設(shè)置了一個(gè)電流源I(O2)。該傳感器的端子IPE通過電阻Rzui與電容器C2的串聯(lián)電路而同樣與連接點(diǎn)K相 連接。在該電容器C2上下降了一個(gè)電壓UpQipe。與該電容器C2并聯(lián)地設(shè)置了一個(gè)電流 源 I (O2)。該連接點(diǎn)K此外還通過電阻Rl與電容器C3和電阻R2的串聯(lián)電路與端子RE相 連接。在該電阻Rl和電容器C3之間的連接點(diǎn)通過電阻R3與在電容器Cl和電阻R-之 間的連接點(diǎn)相連接。在端子APE和IPE之間可以獲得電壓Up。
電壓Up適用以下的等式Up = Up0+(^,+^,+R.^,) · Ip。其中，有Up0 = Up0ape+Up0ipeO1^可以取在-2V與+2V之間的值。該電極電容通常大于lOOyF。這導(dǎo)致在 一個(gè)時(shí)鐘周期期間保持獲得充電狀態(tài)。得到了以下的運(yùn)行狀況(還參見圖1)UUptl >0，Ip > O 開關(guān) S6 和 S4 閉合；2.)Uptl <0，Ip < 0 開關(guān) S7 和 S3 閉合；3.)Uptl >0，Ip < 0 開關(guān) S7 和 Sl 閉合；4.)Up0 <0，Ip > 0 開關(guān) S6 和 S2 閉合；在此運(yùn)行狀況1和2對(duì)應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)情形，運(yùn)行狀況3和4對(duì)應(yīng)于脈沖反轉(zhuǎn)運(yùn)行 (Gegenpulsbetrieb)。通過在脈沖反轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)開關(guān)Sl或S2的閉合，有利地實(shí)現(xiàn)了由于電壓降 Ip · Rgnd(見圖1)使在端子APE或IPE上的電位不會(huì)下降低于地電位。借助UpO的代 數(shù)符號(hào)來對(duì)電流路徑的選擇進(jìn)行判斷。對(duì)于該控制和調(diào)節(jié)單元1的基本功能，也即泵電流調(diào)節(jié)，存在兩種可能第一 種可能是，在該參考電極RE上的電壓作為調(diào)節(jié)器實(shí)際值在脈沖間隔中被分析。從而在較 高地電位中的調(diào)節(jié)以能斯脫電壓為依據(jù)，并從而比具有模擬分析的系統(tǒng)更精確地調(diào)節(jié)在 傳感器空腔(IPE)中的氣體組成。從而避免了該電極電容的再充電過程以及與其相關(guān)的 動(dòng)態(tài)損耗，其中該再充電過程取決于該參考電壓的與泵電流成比例的部分。泵電流調(diào)節(jié) 的第二種可能是把在一個(gè)脈沖周期時(shí)長(zhǎng)期間的平均電壓用作調(diào)節(jié)器實(shí)際值，其中采用 了一種Σ-△轉(zhuǎn)換器。這對(duì)應(yīng)于在模擬運(yùn)行中的方法。通過把調(diào)節(jié)器的理論值相應(yīng)地跟 隨Ure的與電流成比例的分量，可避免模擬運(yùn)行的缺點(diǎn)，該缺點(diǎn)在于Ure的與泵電流成比 例的分量的影響以及由此所引起的動(dòng)態(tài)損耗。該與電流比例的(stromproportional)分量可 以利用上述的測(cè)量值采集裝置作為差值Ure (Ip)-Ure (Ip = 0)來采集。對(duì)于內(nèi)部電阻測(cè)量的功能存在以下兩種可能第一種可能在于，在脈沖間隔中 在該參考電極上進(jìn)行內(nèi)部電阻R1的測(cè)量。在此在未加載的電壓Ure與通過該參考電流源 12所加載的電壓Ure之間形成了該差值，其中未加載的電壓Ure體現(xiàn)為對(duì)于泵電流調(diào)節(jié) 的實(shí)際值。第二種可能在于，在該泵單元上作為在APE和IPE之間泵電壓的差值而未加載(Ip = 0)和加載(Ip > 0)地進(jìn)行內(nèi)部電阻R1的測(cè)量。因?yàn)橛摄f金制成的具有正溫度 系數(shù)的引線電阻不利的電阻比降低了溫度測(cè)量敏感性，所以有必要對(duì)引線的信號(hào)分量進(jìn) 行補(bǔ)償。如果把UreCtp > 0)-Ure(Ip = 0)之間的差值作為至內(nèi)部泵電極上的引線電阻的 度量并從而對(duì)內(nèi)部電阻測(cè)量進(jìn)行校正，那么這部分上是可以的。在冷傳感器的情況下(Ri-冷> IOOk歐姆)，該參考單元RE-IPE為了進(jìn)行測(cè)量 范圍擴(kuò)展而通過該開關(guān)S8被橋接。內(nèi)部電阻測(cè)量則反映的是該開關(guān)的電阻值。如果傳 感器溫度接近運(yùn)行范圍(RiWk歐姆)，那么這可以通過內(nèi)部電阻測(cè)量來識(shí)別。因?yàn)樵撝?存在于冷傳感器的情況下(Ri-冷||S8)，所以該傳感器的內(nèi)部電阻可以根據(jù)冷測(cè)量和當(dāng)前 值來計(jì)算。為了在參考電極RE上生成平均20 μ A的參考泵電流或者為了生成人工參考氧 氣，使用了同一參考電流源12，利用該參考電流源還在該參考電極上實(shí)施內(nèi)部電阻測(cè) 量。由80 μ s的內(nèi)部電阻測(cè)量脈沖的時(shí)間平均值、脈沖周期時(shí)長(zhǎng)(2ms—每第三個(gè)時(shí)鐘周 期)以及電流脈沖幅度Ipr = 570 μ A得到了平均值Ipref = 20 μ Α。如果泵單元是無電流的，那么就把傳感器特征曲線(Ipcal)校正到傳感器的均衡 狀態(tài)。為此把泵電流源連接到測(cè)量電阻上，該測(cè)量電阻與插頭4中的均衡電阻并聯(lián)連 接。泵電流在！^二尺-^民‘上的電壓降乘以所調(diào)節(jié)的占空比除以標(biāo)稱值！^㈣，得到了 理論特征曲線的泵電流Ip = f(拉姆達(dá))。在選擇地測(cè)量參照時(shí)考慮在電極APE和IPE上 所測(cè)量的充電狀態(tài)(極性)，以保證該傳感器端子不偏離從OV到Umax的允許電壓范圍。如果該參考電流源12與參考電極RE不連接，那么就實(shí)施內(nèi)部電阻測(cè)量的校 正。為此把該參考電流源12連通到該控制設(shè)備3中一個(gè)精確的校正值R。al上。如果Rcal 被設(shè)置為溫度調(diào)節(jié)的目標(biāo)值R1,那么電壓降R。al ·。就是針對(duì)內(nèi)部電阻測(cè)量的參考值。 該信號(hào)處理單元5的公差從而被補(bǔ)償。內(nèi)部電阻測(cè)量在此不被中斷。如果不必處理另外的信號(hào)，那么就實(shí)施該信號(hào)處理單元5的偏移校正。為此該 信號(hào)處理單元5的輸入端通過一個(gè)開關(guān)而被短接(Ue = 0)，并通過另一開關(guān)被置于所定 義的同相電位(Gleichtaktpotential)上。在此如同在采集其他測(cè)量值時(shí)一樣預(yù)先給定相同 的采樣時(shí)間。該數(shù)字化的值被用于測(cè)量值的校正。針對(duì)該信號(hào)處理單元5的每次放大并 針對(duì)該模數(shù)轉(zhuǎn)換器來實(shí)施偏移校正。該拉姆達(dá)信號(hào)流在此不被中斷。如果通過該數(shù)字接口 8向uC以數(shù)據(jù)突發(fā)傳輸?shù)男问絹磉M(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，那么就首 先收集多個(gè)拉姆達(dá)值或者多個(gè)時(shí)鐘周期的占空比，以然后與內(nèi)部電阻信息和校正值一起 在一個(gè)數(shù)據(jù)分組中被傳輸。為了形成與發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)鐘的時(shí)間對(duì)應(yīng)-如上所述-由該控制設(shè)備 提供一個(gè)曲軸觸發(fā)信號(hào)，可以根據(jù)該曲軸觸發(fā)信號(hào)針對(duì)每次傳輸而選擇一個(gè)時(shí)間標(biāo)記。下面的列表示出了所獲得的測(cè)量值的可能應(yīng)用例子，其中該測(cè)量值是在該控制 和調(diào)節(jié)單元的相應(yīng)端子上在相應(yīng)預(yù)給定運(yùn)行條件時(shí)所具有的電壓UnO RE-IPE, Ip = 0, Ipr = 0在脈沖間隔中未采集的調(diào)節(jié)器實(shí)際值(UnO-調(diào)節(jié)器)Ri RE-IPE, Ip = 0, Ipr > 0 — Un ； Ri^Un-UnO溫度調(diào)節(jié)，電纜故障(Kabelabfall)診斷RE，IPEUpO APE-IPE, Ip = 0, Ipr = 0
燒毀保護(hù)，老化診斷，Ipcal-激活，Riape-測(cè)量，極限電流運(yùn)行的主導(dǎo)參量
Up APE-IPE, Ip > 0，Ipr = 0電纜故障診斷ΑΡΕ，IPE, Riape測(cè)量LSF LSF診斷功能一來自UnO-UpO的拉姆達(dá)跳躍Real RCAL-GND，在 Real 上的 Ipr校正Ri測(cè)量，拉姆達(dá)特征曲線的Ipref校正Ipcal APE-MES,在 Rmess 上的 Ip泵電流校正Rzu RE-IPE, Ip > 0, Ipr = 0泵單元Ri測(cè)量校正，Unav調(diào)節(jié)的理論值校正，電纜故障識(shí)別Rgnd RG-GND, Ip > 0在反轉(zhuǎn)脈沖運(yùn)行時(shí)Ip確定，用于電纜故障識(shí)別Rcode。圖3示出了在該信號(hào)處理單元5中信號(hào)處理的兩個(gè)實(shí)施例。根據(jù)在圖3a中所示的實(shí)施例，在一個(gè)多路復(fù)用器MUXl上施加了在該分析和控 制單元1的端子APE、IPE、REM、APM> CAL> MEM、GND和RG上所具有的電位。 由該控制裝置10來給該多路復(fù)用器MUXl提供開關(guān)控制信號(hào)，使得兩個(gè)相應(yīng)要采集的電 位被轉(zhuǎn)發(fā)到一個(gè)后接的差分放大器Diff上。在所示的實(shí)施例中，它是Uep和Uem，也即 在該分析和控制單元1的端子REM和IPE或APM和IPE或APE和MEM或CAL和GND 或RG和GND上所具有的電位。該差分放大器放大該差分信號(hào)，并把它連同所定義的電 位參照一起轉(zhuǎn)發(fā)到后接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器6上。在圖3b所示的實(shí)施例中，在一個(gè)多路復(fù)用器MUX2上施加了在該分析和控制單 元1的端子RE、IPE> APE、MES> RG> CAL和GND上所具有的電位。在圖1中所示
的端子REM、APM和MEM以及濾波器Rfr_Cfr、Rfp-Ce,和Rfm-Cfm在該實(shí)施例中可以省 略。由該控制裝置10給在圖2中所示的多路復(fù)用器MUX2提供開關(guān)控制信號(hào)smux。該 多路復(fù)用器MUX2的一個(gè)輸出通過歐姆電阻MUM和Rfl以及一個(gè)電容器Cfl與地相連。 該多路復(fù)用器MUX2的另一個(gè)輸出通過歐姆電阻MUP和Rf2以及一個(gè)電容器Cf2與地相 連。該電容器Cf2的遠(yuǎn)地端子通過一個(gè)歐姆電阻Rep與差分放大器Diff的一個(gè)輸入端相連。該電容器Cfl的遠(yuǎn)地端子通過一個(gè)歐姆電阻REM與差分放大器Diff的第二輸入相 連。在該電容器Cfl的遠(yuǎn)地端子與該電容！Cf2的遠(yuǎn)地端子之間連接了一個(gè)電容器Cfd。施 加到該差分放大器Diff的輸入端上的信號(hào)是在該控制和調(diào)節(jié)單元1的端子RE和IPE或者 APE和IPE或者APE和MES或者CAL和GND或者RG和GND上所具有的電位。該差 分放大器放大該差分信號(hào)，并與所定義的電位參照一起轉(zhuǎn)發(fā)到后接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器6上。
權(quán)利要求
1.寬帶拉姆達(dá)傳感器的分析和控制單元(1)，其具有 -信號(hào)處理單元(5)，-與該信號(hào)處理單元相連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(6)， -與該模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連接的數(shù)字泵電流調(diào)節(jié)器(7)， _與該數(shù)字泵電流調(diào)節(jié)器相連接的數(shù)字接口(8)， _與該數(shù)字泵電流調(diào)節(jié)器相連接的控制裝置(10)， _用于提供泵電流的泵電流源(11)， -內(nèi)部泵電極端子(IPE)， -外部泵電極端子(APE)和 _參考電極端子(RE)，其中-該信號(hào)處理單元(5)設(shè)置用于確定該拉姆達(dá)傳感器的泵電流調(diào)節(jié)器(7)的實(shí)際值， 并且其中-該信號(hào)處理單元(5)另外還設(shè)置用于確定與該寬帶拉姆達(dá)傳感器的運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)的 另外的信息，并且其中-與該寬帶拉姆達(dá)傳感器的運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)的所述另外的信息能夠通過該數(shù)字接口(8) 來輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析和控制單元，其特征在于，由該信號(hào)處理單元(5)所確 定的、與該寬帶拉姆達(dá)傳感器的運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)的所述另外的信息能夠通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器(6) 被直接輸送給該數(shù)字接口(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析和控制單元，其特征在于，由該信號(hào)處理單元(5)所確 定的、與該寬帶拉姆達(dá)傳感器的運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)的所述另外的信息通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器(6)被 轉(zhuǎn)發(fā)到中間儲(chǔ)存器(9a)，并被存儲(chǔ)在那里，在該中間存儲(chǔ)器(9)中所存儲(chǔ)的信息能夠集 中地以數(shù)據(jù)突發(fā)的形式被輸送給該數(shù)字接口(8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析和控制單元，其特征在于，由該信號(hào)處理單元(5)所確 定的、與該寬帶拉姆達(dá)傳感器的運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)的所述另外的信息通過一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(6) 被轉(zhuǎn)發(fā)到中間儲(chǔ)存器(9a)，并在預(yù)給定的地址處存儲(chǔ)在那里，在預(yù)給定地址處所存儲(chǔ)的 信息能夠有針對(duì)性地通過來數(shù)字接口(8)來訪問。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的分析和控制單元，其特征在于，該泵電流源(11)通 過開關(guān)(S7)與該內(nèi)部泵電極端子(IPE)相連接，并通過開關(guān)(S6)與該外部泵電極端子 (APE)相連接，該控制裝置(10)設(shè)置用于為開關(guān)(S7)和開關(guān)(S6)提供開關(guān)控制信號(hào) (s6, s7),該控制裝置(10)根據(jù)該泵電流調(diào)節(jié)器(7)的數(shù)字輸出信號(hào)來提供該開關(guān)控制 信號(hào)(s6，s7),使得在該內(nèi)部或外部泵電極端子(IPE，APE)上輸出脈沖形的泵電流。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的分析和控制單元，其特征在于，該脈沖形的泵電流具有固定 的頻率、可變的占空比和可調(diào)節(jié)的代數(shù)符號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的分析和控制單元，其特征在于，設(shè)置有以下的運(yùn)行狀況 A Up0 > 0, Ip > 0 在該泵電流源(11)與該外部泵電極端子(APE)之間的開關(guān)(S6)閉合；該內(nèi)部泵電 極端子(IPE)與地(GND)相連接； B Up0 < 0, Ip < 0 在該泵電流源(11)與該內(nèi)部泵電極端子(IPE)之間的開關(guān)(S7)閉合；該外部泵電極 端子(APE)與地(GND)相連接；C Up0 > 0, Ip < 0 在該泵電流源(11)與該內(nèi)部泵電極端子(IPE)之間的開關(guān)(S7)閉合；該外部泵電極 端子(APE)通過一個(gè)電阻(Rgnd)與地(GND)相連接；D Up0 < 0, Ip > 0 在該泵電流源(11)與該外部泵電極端子(APE)之間的開關(guān)(S6)閉合；該內(nèi)部泵電 極端子(IPE)通過一個(gè)電阻(Rgnd)與地(GND)相連接；
8.根據(jù)權(quán)利要求5-7之一所述的分析和控制單元，其特征在于，該信號(hào)處理單元(5) 在脈沖間隔期間以及在該脈沖形泵電流的電流脈沖期間確定該泵電流調(diào)節(jié)器的實(shí)際值、 該寬帶拉姆達(dá)傳感器的內(nèi)部電阻以及與該寬帶拉姆達(dá)傳感器的運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)的所述另外 的信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的分析和控制單元，其特征在于，該信號(hào)處理單元(5)在每個(gè) 脈沖間隔中都采集數(shù)據(jù)，以確定該泵電流調(diào)節(jié)器的實(shí)際值。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的分析和控制單元，其特征在于，該信號(hào)處理單元(5) 在彼此相繼的脈沖間隔中采集數(shù)據(jù)，以確定不同的、與該寬帶拉姆達(dá)傳感器的運(yùn)行狀態(tài) 有關(guān)的另外的信息。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的分析和控制單元，其特征在于，該信號(hào)處理單元(5)周期 性地采集數(shù)據(jù)，以確定不同的、與該寬帶拉姆達(dá)傳感器有關(guān)的另外的信息。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的分析和控制單元，其特征在于，其包含有參考電流 源(12)。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的分析和控制單元，其特征在于，其具有多個(gè)另外的 開關(guān)(Si，S2，S3，S4，S5，S8，S9，S10, Sll, S12)，并且該控制裝置(10)設(shè)置用 于為所述另外的開關(guān)提供開關(guān)控制信號(hào)(sl，s2，s3, s4, s5, s8, s9, slO, sll, sl2)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的分析和控制單元，其特征在于，該控制裝置(10)控制所 述另外的開關(guān)，使得在脈沖間隔中閉合預(yù)給定的所述的另外的開關(guān)，以把該分析和控制 單元的期望端子與期望的參考電位相連接。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的分析和控制單元，其特征在于，其具有參數(shù)存儲(chǔ)器 (9b)，在該參數(shù)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有數(shù)據(jù)組，該數(shù)據(jù)組相應(yīng)于該數(shù)字調(diào)節(jié)器(7)的預(yù)給定的 調(diào)節(jié)特性。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的分析和控制單元，其特征在于，所述另外的信息之 一是與出現(xiàn)電纜短路或電纜故障有關(guān)的信息。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的分析和控制單元，其特征在于，與該寬帶拉姆達(dá)傳 感器的電極在該寬帶拉姆達(dá)傳感器的不同運(yùn)行狀態(tài)中的充電狀態(tài)有關(guān)的信息屬于所述另 外的信息。
18.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的分析和控制單元，其特征在于，所述另外的信息之 一是與電極上的過壓有關(guān)的信息。
19.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的分析和控制單元，其特征在于，所述另外的信息之 一是與該寬帶拉姆達(dá)傳感器的老化有關(guān)的信息。
20.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的分析和控制單元，其特征在于，所述另外的信息之 一是與該拉姆達(dá)1通路有關(guān)的信息。
21.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的分析和控制單元，其特征在于，所述另外的信息之 一是與該寬帶拉姆達(dá)傳感器的運(yùn)行準(zhǔn)備狀態(tài)有關(guān)的信息。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種寬帶拉姆達(dá)傳感器(2)的分析和控制單元(1)，其具有信號(hào)處理單元(5)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(6)、數(shù)字泵電流調(diào)節(jié)器(7)、數(shù)字接口(8)、控制裝置(10)、泵電流源(11)、內(nèi)部泵電極端子(IPE)、外部泵電極端子(APE)和參考電極端子(RE)。該信號(hào)處理單元(5)設(shè)置用于確定該泵電流調(diào)節(jié)器(7)的實(shí)際值，并用于確定與該寬帶拉姆達(dá)傳感器的運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)的另外的信息。與該寬帶拉姆達(dá)傳感器的運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)的所述另外的信息可以通過該數(shù)字接口(8)來輸出。
文檔編號(hào)F02D41/14GK102016557SQ200980116461
公開日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2009年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月9日
發(fā)明者R·賴施爾 申請(qǐng)人:羅伯特.博世有限公司