[发明专利]用于模拟宽带型λ传感器的电气响应的测试台

说明书

用于控制系统的测试台，所述控制系统设立用于操控宽带型λ传感器，所述测试台设立为，用于在考虑由泵送电压在所述电路中引起的电流的情况下计算表示在宽带型λ传感器的测量间隙中的氧气浓度的实际值或者可导出氧气浓度的指示值。为了可信地模拟宽带型λ传感器的泵电池的电气响应，在电路中第一二极管和第二二极管如此并联连接，使得在泵送电压为第一极性时电流流经第一二极管并且在泵送电压为第二极性时电流流经第二二极管。

技术领域

本发明涉及一种用于控制宽带型λ传感器的嵌入式系统的研发。

背景技术

在内燃机械、例如具有内燃机的机动车中使用λ传感器，以便监控空燃比λ、即燃烧空气与燃料的比例的数值。大多数λ传感器基于对通过热二氧化锆层的负电荷氧离子流的测量。这样的λ传感器的最简单实施方式已知为奈斯特电池(Nernstzelle)。奈斯特电池的具有明显较大测量间隔的扩展形式是宽带型λ传感器。该宽带型λ传感器主要由两个二氧化锆层和一个在这两个二氧化锆层之间设置的测量间隙构成，该测量间隙经由通道与机动车的废气流交换气体。借助于泵送电压将氧离子从废气输送到测量间隙中并且由此将测量间隙中的空燃比保持在恰当的值λ＝1。测量为此所需的泵送电流，以便由泵送电流推断废气流中的空燃比。在图1的描述中更详细地描述了宽带型λ传感器的功能。

λ传感器通常包括控制系统、例如电子控制装置，以用于控制和读取λ传感器。车辆控制系统在其批量生产之前典型地经历过耗费的研发和评估过程，其中也包括控制系统的原型在测试台上的测试。测试台必须设计成实时逼真地仿真控制系统的环境，亦即读入、处理控制系统的控制信号以及可信地并且逼真地生成由控制系统预期的输入数据例如传感器值并且将其提供给控制系统。在具体情况下，控制系统必须能施加泵送电压给测试台，以便引起电流(所述电流从控制系统的角度看是泵送电流)，并且测试台必须由所述电流计算出如下值，控制系统能够由该值推断出在测量间隙中的空燃比。

在现有技术中已知的是，给简单的电阻施加控制系统的泵送电压。对此的例子出现在本申请人的DS2680 I/O单元的产品说明中(产品说明SCALEXIO，23页，分项“SpecialI/O Channels”,可在网址：https://www.dspace.com/de/gmb/home/products/hw/simulator_hardware/scalexio.cfm作为PDF调阅)。但欧姆电阻的电流电压特性曲线——在下文中称为电气响应——极其不同于实际宽带型λ传感器的电气响应。在近期，用于宽带型λ传感器的控制装置越来越多地配备有诊断功能，所述诊断功能识别该电气响应的偏差并且评估为错误。这不符合逼真的环境仿真的要求，正如迫切需要所述逼真的环境仿真以用于产生可用的测量结果。

发明内容

在该背景下，本发明的任务在于，改善在测试台测试中对由控制系统对于宽带型λ传感器所施加的泵送电压的电气响应的可信度。

该任务通过按照本发明的测试台或测试方法解决。

因此本发明的技术方案是一种用于控制系统的测试台，所述控制系统设立用于操控宽带型λ传感器。所述测试台包括具有第一连接端和第二连接端的电路，以用于通过控制系统施加落在所述电路上的泵送电压。此外，所述测试台设立为，用于在考虑由泵送电压在所述电路中引起的电流的情况下计算表示在宽带型λ传感器的测量间隙中的氧气浓度的实际值或者由控制系统所期望的可导出氧气浓度的指示值。指示值可以特别是落在宽带型λ传感器的奈斯特电池上的扩散电压或者流经奈斯特电池的扩散电流。

此外测试台设立为，用于在测试台的数据输出端上提供该实际值，使得在数据输出端上通过控制系统可读取该实际值。

在所述电路中，第一二极管和第二二极管如此并联连接，使得在泵送电压为第一极性时电流流经第一二极管并且在泵送电压为第二极性时电流流经第二二极管。