(57)【要約】混合気の気体成分の濃度を決定するために、センサ素子（１０）、特にラムダセンサを駆動する方法であって、気体成分はポンプ電圧の印加により測定気体室（１２）から隔離され、これから混合気における気体成分の濃度が推測される、上記方法は、動的な圧力変動に起因するポンプ電流の振動を、当該ポンプ電流の周波数解析を行うことで、センサ信号の修正のために考慮することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
混合気の気体成分の濃度を決定するために、センサ素子（１０）、特にラムダセンサを駆動する方法であって、前記気体成分はポンプ電圧の印加によって測定気体室（１２）から隔離され、これから前記混合気における前記気体成分の前記濃度が推測される、前記方法において、動的な圧力変動に起因する前記ポンプ電流の振動を、前記センサ信号の修正のために考慮することを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記ポンプ電流の前記振動は、動的な圧力変動に起因する周波数部分を特定するために解析され、前記センサ信号は、前記動的な圧力変動の前記周波数の分だけ修正されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記振動の前記解析は、周波数解析、特にフーリエ周波数解析によって行われることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
動的な圧力変動に起因する前記周波数部分は、前記ポンプ電流の前記振動から差し引かれることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
動的な圧力変動に起因する周波数部分を特徴付ける少なくとも１つの変数に、センサ素子に典型的な、前記ポンプ電流の平均値シフトが割り当てられ、前記割り当てを用いて前記センサ信号の前記修正が行われ、好適に、前記割り当てが特性マップに記録されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記ポンプ電流の前記修正のために、予め設定可能な閾値をその周波数が上回る、動的な圧力変動に起因する周波数部分のみを考慮することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記振動の前記解析の際には、低い周波数、特に２５Ｈｚを下回る周波数と、高い周波数、特に２５Ｈｚを上回る周波数と、が互いに区別されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記センサの前記信号がハイパスフィルタにより案内され、前記信号の、整流され平均化された振幅が、前記センサ信号の修正のために援用されることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
演算機又は制御装置で駆動する場合に請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法の全ステップを実行するコンピュータプログラム。
【請求項１０】
前記プログラムがコンピュータ又は制御装置で実行される場合に、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法を実施するための、機械読み取り可能な担体に格納された、プログラムコードを備えるコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ素子、特に、請求項１の上位概念に記載の広帯域ラムダセンサを駆動する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
混合気における気体成分の濃度を決定する様々なセンサ素子が公知である。例えば、空気と燃料との比率を記述する空気過剰率を定めるために、所謂ラムダセンサが使用される。この比率は、内燃機関内での燃料燃焼のため及び排気後処理のために非常に重要である。
【０００３】
排気中の残留空気含有量の測定については、原則的に、スプリングセンサと広帯域センサとが公知である。スプリングセンサでは、酸素供給される基準電極に相関して、排気側の電極の電位が測定される。スプリングセンサは、濃厚混合気から希薄混合気への遷移、及び、希薄混合気から濃厚混合気への遷移を検出することが出来る。広帯域ラムダセンサは、基本的により広い範囲に渡って、即ち、濃厚な範囲でも希薄な範囲でも排気中の残留空気含有量を測定することが出来る。広帯域ラムダセンサは、基本的に、ガルバーニセルとして機能する従来の濃度センサ（ネルンストセンサ）と、限界電流セル又は「ポンプ」セルと、の組み合わせにより構成される。ポンプセルには、外部から電圧が印加される。この電圧が十分に大きい場合には、セルの両端の酸素濃度差に比例した大きさの限界電流が設定される。極性に従って、電流と共に酸素原子が移動する。電子制御回路を通じて、排気から取り出されたλ＝１相当の量の酸素が、ポンプセルの濃度センサに常に供給される。排気中の酸素含有量又は濃厚気体含有量に比例した大きさの各ポンプ電流が、広帯域ラムダセンサの出力信号を形成する。測定気体室内での濃度の測定は、測定気体室内のネルンスト電極と、基準室内の酸素供給される基準電極と、の間のネルンスト電圧の決定を用いて行われる。酸素イオン転送に必要な作動温度を得るために、広帯域ラムダセンサは、内蔵された発熱素子を具備する。
【０００４】
ラムダセンサの測定信号は、空気過剰率λ、即ち、混合気における空気と燃料との比率と、支配する絶対圧力と、に依存する。内燃機関のシリンダ点火の周波数によって、排気の絶対圧力が数百ｍｂａｒ分だけ変動する。各脈圧によって、ラムダセンサの測定気体室内へと運ばれる希薄気体（Ｍａｇｅｒｇａｓ）成分又は濃厚気体（Ｆｅｔｔｇａｓ）成分の量が、短時間に急激に上昇し、続いて再び急激に低下する。ポンプ電流のレギュレータは非常に迅速に反応するため、搬送段階において、空隙内の目標濃度λ＝１からの逸脱に相当する付加的な気体成分を、迅速に吐き出すことが出来る。従って、後続の低圧段階では、高圧段階の間に搬送されたのより少ない気体成分がそこから搬出される。発生したポンプ電流の振動は、適切な電子フィルタリングにより平滑化される。しかしながら全体として、特性曲線の精度損失を伴う平均ポンプ電流のずれが発生する。
【０００５】
これに伴う不正確性を最小化するためのアプローチは、測定気体室から気体を隔離する可能な限り厚い拡散障壁の実現を利用する。但し、これにより、ラムダセンサの静的な圧力依存性が高まる。動的な圧力依存性の作用を防止するための更なる別の処置は、例えば、独国特許出願公開第１０２００４０２３００４号明細書に開示されるように、拡散障壁の容積と比較して測定気体室の容積を縮小することである。このことによっても、動的な圧力変動に対する測定信号の依存性が回避される。しかしながら、測定気体室の縮小には他の欠点が伴う可能性がある。空隙の拡散抵抗が高いため、酸素が電極の前縁でのみ吐き出され、これにより、電極に局所的に過剰な負荷が掛かる。このことは特に、搬送される気体状の電極有害物質による毒作用について当てはまる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これに対して、本発明の根底には、センサ素子、特に広帯域ラムダセンサを駆動する方法であって、ポンプ電流の動的な圧力依存性の確実な補正を可能としセンサ素子の測定精度を高める上記方法を提供するという課題がある。本方法は、既存のセンサ素子でも、当該センサ素子自体に更なる変更を加える必要なく利用できるべきである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明にかかる方法は、センサ素子、特に、混合気における気体成分の濃度を決定することに適したラムダセンサを駆動するために提供される。気体成分はポンプ電圧の印加により測定気体室から隔離され、これから（ｈｉｅｒａｕｓ）混合気における気体成分の濃度が推測される。この種のセンサ素子では特に、所謂ツーセル型の原理又は所謂シングルセル型の原理に従って機能する広帯域ラムセンサが関わっている。ツーセル型の原理に従って、測定気体室内の気体成分の濃度が、予め設定可能な値に制御され、その上で測定されたポンプ電流から、混合気における気体成分の濃度が推測される。シングルセルの場合は、気体成分の濃度は限界電流を用いて測定されうる。本発明にかかる方法は、動的な圧力変動に起因するポンプ電流の振動を、センサ信号の修正のために考慮することを特徴とする。例えば、内燃機関のシリンダ点火の周波数により発生する動的な圧力変動は、最終的には、ポンプ電流と、従って、センサ素子の測定信号と、に影響を与える。本発明の核は、動的な圧力変動により発生した振動、又はその周波数部分を特定し、対応してセンサ信号を修正することにある。これにより、圧力振動に起因するポンプ電流の特別な平均値シフトを補正することが可能であり、これにより、センサ素子の測定精度が明らかに改善される。
【０００８】
好適に、ポンプ電流の振動は、動的な圧力変動に起因する周波数部分を特定するために解析される。ポンプ電流は、動的な圧力変動に起因する周波数部分の分だけ修正される。この周波数部分は、以下では、圧力変動の周波数部分とも呼ばれる。圧力変動の周波数部分の特定とその補正は、特に有利に、オペレーティングエレクトロニクス（Ｂｅｔｒｉｅｂｓｅｌｅｋｔｒｏｎｉｋ）のソフトウェアの機能として実行されうる。センサ素子自体の更なる適合は必要ではない。むしろ、本発明にかかる方法は、センサ素子の評価ソフトウェアの適合又は追加によって利用することが可能であるため、本発明にかかる方法は既存のセンサ素子でも利用可能である。
【０００９】
特に有利に、振動の解析は周波数解析によって行われる。空気と燃料との比率の変動によって、又は、ラムダ変動（Ｌａｍｂｄａｓｃｈｗａｎｋｕｎｇ）によって引き起こされる振動は、動的な圧力変動に起因する振動よりも小さい周波数を有する。この違いに基づいて、ラムダ振動（Ｌａｍｂｄａ−Ｏｓｚｉｌｌａｔｉｏｎ）が圧力振動と区別されるので、圧力振動の周波数部分を特定し、本発明に基づき修正のために考慮することが可能である。特に好適な実施形態において、周波数の解析は、フーリエ周波数解析によって、即ち、一方ではラムダ振動、他方では動的な圧力変動振動に由来する周波数部分を識別するために、様々な正弦関数及び余弦関数に振動を分解することによって行われる。
【００１０】
本発明に基づくセンサ信号の修正のために、動的な圧力変動に起因する周波数部分は、ポンプ電流の振動から差し引かれ、従って最終的に、ラムダ振動のみがセンサ素子の測定信号の評価の際に使用される。
【００１１】
本発明の更なる別の好適な構成において、特性マップを用いてセンサ信号の修正を行うことが出来る。冒頭で記載した、動的な変動に起因するポンプ電流の振動又は振動部分による平均ポンプ電流のずれは、所謂特別な平均値シフト（Ｍｉｔｔｅｌｗｅｒｔｖｅｒｓｃｈｉｅｂｕｎｇ）により特徴付けられる。この特別な平均値シフトは、センサ種、並びに、圧力変動の周波数及び支配する平均圧力に依存する。脈圧の形状及び振幅は、この変数に対して影響を及ぼさない。従って、特別な平均値シフトは、センサに典型的な平均ポンプ電流のずれの、作動点に依存する現在の、振幅と周波数と形状係数との組み合わせに割り当てられうる。この連関関係は、例えば、評価及び／又は制御ユニット内の特性マップの形態により記録されうる。その場合、平均ポンプ電流のずれは、作動点に依存する現在の、脈動の振幅と形状との組み合わせと、特性マップから分かる特別な平均値シフトと、から算出される。ポンプ電流の動的な圧力依存性による特別な平均値シフトを補正するために、この特性マップを用いて、測定されたポンプ電流、又は、センサ信号及びこれに伴うラムダ測定（Ｌａｍｂｄａｍｅｓｓｕｎｇ）でのエラーが、ずらされ又は訂正されうる。脈圧の振幅及び形状係数を、作動点に従って、例えば特性マップを用いて、又は、特に好適に動的な圧力モデルを用いて決定することが可能である。この種の圧力モデルは、当業者には、例えば、センサ信号の静的な圧力依存性の補正との関連において類似した形態で公知である。脈圧の周波数は、この場合、例えばエンジン回転数から導出されうる。まとめると、動的な圧力変動に起因する振動の周波数部分も、少なくとも１つの変数であって、例えば特性マップの形態により、センサ素子に典型的なポンプ電流の平均値シフトに割り当てられる上記変数によって特徴付けられうる。他の実施形態において、動的な圧力変動に起因する周波数部分と、測定可能又は導出可能な作動変数又は作動条件と、の間の連関関係が、動的な圧力モデルを用いてまとめられ、従って、本発明に基づきセンサ信号の修正を考慮しうるために、動的な圧力変動に起因するポンプ電流の振動、又は、圧力変動に関わるその周波数部分を、１つ以上の作動変数を用いて定めることが可能である。
【００１２】
有利に、センサ信号の修正のために、予め設定可能な閾値をその周波数が上回る、動的な圧力変動に起因する周波数部分のみを考慮する。周波数が小さい場合は脈圧の値が小さいので、本発明にかかる補正方法の簡素化した実施という意味において、高い周波数のみ評価することで十分でありうる。特に周波数が高い場合には、測定信号に関する平均値シフトへの寄与が特に重要である。本発明にかかる方法の本実施形態は、全ての周波数を考慮するよりもコストが低いが、センサ素子の測定精度を著しく改善することが可能である。
【００１３】
本発明にかかる方法の特に好適な実施形態において、ポンプ電流の振動の解析の際には、低い周波数が、高い周波数と区別される。低い周波数とは、好適に２５Ｈｚを下回る周波数であり、高い周波数とは、好適に２５Ｈｚを上回る周波数である。例えば（高速）フーリエ変換の形態による簡素化された周波数解析は、少ないコストで実施可能であるが、非常に有益な結果をもたらす。例えば、センサの信号がハイパスフィルタにより案内され、整流されうる。平均化された振幅は、センサ信号修正のためのパラメータとして利用される。追加的に、脈圧により発生した平均ポンプ電流のずれが、本実施形態において考慮されるべきであろう。
【００１４】
脈圧の形状、振幅、周波数は、その周期期間に比べて比較的ゆっくりと変化する。混合気制御の濃厚−希薄・振動（Ｆｅｔｔ−Ｍａｇｅｒ−Ｏｓｚｉｌｌａｔｉｏｎ）、及び、負荷変動による空気過剰率の変化も、典型的に、約１０Ｈｚの周波数により発生する。従って、この比較的ゆっくりとした変化によって、新しい作動点への適合における、本発明にかかる十分に迅速な補正が可能となる。
【００１５】
本発明によれば、更なる別のノイズ信号も、ポンプ電流の修正の際に考慮されうる。特に、ポンプ電流のノイズ信号は、λ＝１の排気濃度の通過（Ｄｕｒｃｈｇａｎｇ）に基づき、追加的に補正されうる。λ＝１による排気濃度の通過の間に、例えば、ポンプ電流変化の傾きから、ソフトウェアに記録された特性マップを用いてノイズ信号を定め、測定されたポンプ電流から除算することが可能である。センサ素子のヒータ・パルシング（Ｈｅｉｚｅｒｔａｋｔｕｎｇ）のクロストークによるポンプ電流のノイズ信号も、本発明に基づいて考慮されうる。このノイズ信号は、ソフトウェアに記録された特性マップを用いて、例えば、発熱出力、制御信号、特に、ヒータのデューティサイクル（Ｄｕｔｙ−Ｃｙｃｌｅ）、ヒータの耐熱性、及び、場合によっては、エンジン作動点、排気温度等から定められ、測定されたポンプ電流から除算されうる。対応する特性マップは、フィルタリングされておらず補正されていないポンプ電流のノイズ信号が、ヒータ入力（Ｈｅｉｚｅｒｅｉｎｋｏｐｐｌｕｎｇ）の際に測定され格納されることで、適切な駆動段階に新たに校正されうる。
【００１６】
本発明はさらに、演算機又は制御装置で駆動する場合に本発明にかかる方法の全ステップを実行するコンピュータプログラムを含む。最後に、本発明は、上記プログラムがコンピュータ又は制御装置で実行される場合に、本発明にかかる方法を実施するための、機械読み取り可能な担体に格納された、プログラムコードを含むコンピュータプログラム製品を含む。コンピュータプログラム又はコンピュータプログラム製品によって、本発明にかかる方法は、既存のセンサ素子でも簡単に利用され、動的な圧力変動に起因するポンプ電流の振動及び振動部分を補正するために利用されうる。特にシリンダ点火の周波数による、測定気体の絶対圧力の変動のために発生する動的な圧力変動によって、センサ素子、特に広帯域ラムダセンサの測定信号に誤りが生じ、その際、平均ポンプ電流のずれ（特別な平均値シフト）が引き起こされる。本発明に基づいて、圧力変動に起因する周波数部分の分だけポンプ電流を修正することで、特別な平均値シフトを補正することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
本発明の更なる別の特徴及び利点は、図面と関連する実施例についての以下の記載から明らかとなろう。ここでは、様々な構成要素が、単独で、又は互いの組み合わせにおいて実現されうる。
【図１】従来技術で公知の広帯域ラムダセンサを示す。
【図２Ａ】脈圧と気体交換とが重なる際のセンサ信号の概略図を示す。
【図２Ｂ】センサ信号のフーリエスペクトルの概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、混合気、特に内燃機関の排気における酸素濃度を決定するために設けられた、従来技術で公知の広帯域ラムダセンサを示している。このセンサ素子は、固体電解質１１から形成された平面状のセンサ本体１０を含み、センサ本体１０内部には、測定気体室として例えば環状の空隙１２が形成される。空隙１２は、中央孔１３を介して排気と繋がっている。中央孔１３と空隙１２との間には、多孔性の拡散障壁１４が配置される。孔１３の側には、多孔性の保護層１６により覆われる外部ポンプ電極１５が配置される。測定気体室１２の側には、外部ポンプ電極１５の方を向いた側に、内部ポンプ電極１７が配置される。外部ポンプ電極１５と内部ポンプ電極１７とは、酸素イオンの転送のために設けられたポンプセル１８を画成する。
【００１９】
基準気体容積室２０内には、基準電極２１が設けられる。測定気体室１２内には、更なる別の電極が、即ち、内部電極１７と同様に零電位にあるネルンスト電極３０が配置される。ネルンスト電極３０と基準電極２１とが共に、ネルンストセル又は濃度セル５０を形成する。
【００２０】
さらに、測定気体室１２と、基準気体容積室２０と、の下方では、ヒータ絶縁層２３内にヒータ２２が配置される。ヒータ２２は、例えば蛇行形状に形成されてもよい。ヒータ２２は、センサ素子１０の十分な作動温度を保障する。
【００２１】
センサ素子１０の測定及び評価回路は差動増幅器６０を含み、この差動増幅器６０の１の入力口に、例えば４５０ｍＶの基準電圧が印加される。他の入力口は、基準電極２１と接続されている。さらに、差動増幅器６０の出力口を外部ポンプ電極１５へと案内する、測定抵抗器ＲＭ６１と平衡用抵抗器ＲＡｂｇ６１とから成る分流器が設けられる。
【００２２】
ポンプセル１８の電極１５及び１７にはポンプ電圧が印加され、このポンプ電圧を用いて、測定気体室１２内では、酸素の送り込み又は吐き出しによって一定の酸素分圧が調整される。その際にポンプ電圧は、濃度セル５０の電極３０及び２１で例えば４５０ｍＶの一定の電圧値が設定されるように制御される。この電圧は、値λ＝１に対応する。この所謂ツーセル型の原則に従って、測定気体室１２内の空気過剰率が、ポンプ電流によって、予め設定可能な値であって、好適に一定にλ＝１に維持される上記値に対して制御される。測定気体室内のこの空気過剰率は、ネルンストセルのための予め設定可能な比較電圧、この場合４５０ｍＶによって予め設定される。
【００２３】
測定可能な信号は、一方では、排気混合気における空気濃度、即ち、排気混合気の空気過剰率に依存する。他方では、測定信号は絶対圧力からも影響を受ける。ここでの問題は、排気の絶対圧力が変動するということである。例えば、絶対圧力は、シリンダ点火の周波数によって数百ｍｂａｒ分だけ振動する。各脈圧によって、測定気体室１２内へと搬送される排気の希薄気体成分又は濃厚気体成分が、短時間に急激に上昇するということになる。これに対して、センサ素子１０の測定及び評価回路は非常に迅速に応答することが可能であり、従って、搬送段階において脈圧の間に進入する付加的な気体成分であって、測定気体室１２内のλ＝１からの偏差をもたらす上記気体成分が、非常に迅速にポンプセル１８を介して搬出される。しかしながら、後続の低圧段階において高圧段階において搬入されたのより少ない気体成分が搬出されるために、全体として、測定信号のずれが発生する。適切な電子フィルタリングによる、このポンプ電流・振動の平滑化の際にさえも、測定精度を損ねる平均ポンプ電流のずれが発生する。
【００２４】
この問題は、ここで詳細に記載するツーセル型の広帯域ラムダセンサでのみ発生するものではない。限界電流を用いて空気過剰率λを測定しうる所謂単セル型のラムダセンサも、これと比較可能な、動的な圧力変動による限界電流の平均値シフトを示す。従って、本発明にかかる方法は特に好適に、単セル型のラムダセンサの駆動の際にも利用可能である。
【００２５】
本発明によれば、動的な圧力変動に起因するポンプ電流の振動、即ち、動的な圧力変動に起因する周波数部分は、センサ信号の修正の際に補正されるため、脈圧に起因する平均ポンプ電流のずれが解消される。これにより、このように駆動されるセンサ素子の測定精度が基本的に改善される。システム許容差もこの処置により低減されうる。動的な圧力変動に起因するポンプ電流の振動の周波数部分を特定するために、振動が好適に解析される。このために、例えば、ポンプ電流の周期信号がその個々の周波数部分に分解されるフーリエ周波数解析を実行することが可能である。この周波数部分は、例えば、測定されたポンプ電流から引くことが可能である。
【００２６】
他の特に好適な実施形態において、特別な平均値シフトに関する特性マップにおいて、圧力変動の振幅と周波数と形状係数との作動点に依存する現在の上記組み合わせが、センサに典型的な平均ポンプ電流のずれに割り当てられ、従って、この特性マップを用いて、現在のポンプ電流を測定し各作動点に考慮することのみによって特定の平均値シフトを定め、ラムダ測定を対応して修正することが可能である。他の実施形態において、このために、動的な圧力モデルが援用されうる。その際に、脈圧の振幅と形状係数との決定が、作動点に従って動的な圧力モデルを用いて行われる。脈圧の周波数は、エンジン回転数から獲得される。
【００２７】
好適に、本発明にかかる方法は、シリンダ均衡（Ｚｙｌｉｎｄｅｒｇｌｅｉｃｈｓｔｅｌｌｕｎｇ）が既に平滑運転により又は他の方法により保障されるエンジンでも適用される。この場合に、ポンプ電流信号は基本的に、ラムダ差分により生成されるであろう高周波数部分を含まない。むしろ、高周波数の範囲では、脈圧による変動が予期される。一般に、特定の周波数閾値、例えば２５Ｈｚを下回る変動は、実際のラムダ変動によって引き起こされると言える。上記閾値を上回ると、振動は原則的に脈圧によって引き起こされる。或る程度の規模において、２５Ｈｚを上回る、ラムダ変動に由来する振動も発生する。このラムダ変動は、シリンダの位置異常（Ｚｙｌｉｎｄｅｒｆｅｈｌｓｔｅｌｌｕｎｇ）により発生する。ラムダ変動は、原則的に脈圧の半分の周波数で発生するため、周波数スペクトルにおいて良好にこの脈圧と区別することが出来る。シリンダ均衡が保障されている場合に、特定の閾値、特に２５Ｈｚを上回る変動は、基本的に脈圧のみにより引き起こされる。排気組成が急に変化した際には、ラムダ変動の周波数スペクトルが広くなり、従って、このスペクトルの末端（Ａｕｓｌａｅｕｆｅｒ）は、この閾値を上回る値も提供する可能性がある。しかしながら、このは、脈圧の値よりも推移が単調であり、従って、脈圧の値と区別されうる。
【００２８】
離調された（ｖｅｒｔｒｉｍｍｔ）シリンダにおいては、好適に、ラムダ変動が脈圧と非常に重なる場合には、ポンプ電流の振動が、周波数解析によって周波数部分に分解される。シリンダ離調（Ｚｙｌｉｎｄｅｒｖｅｒｔｒｉｍｍｕｎｇ）によるラムダ変動は、最大でも脈圧の半分の周波数を有するので、例えばフーリエスペクトルにおいて周波数部分を互いに区別することが容易に可能である。
【００２９】
好適に、確実に圧力変動に割り当てることが可能なため、特に２倍のエンジン回転数に割り当てられるフーリエ振幅が評価される。
【００３０】
図２Ａは、脈圧と気体交換（ラムダ交換）とが重なった際のセンサ信号の時間的推移を概略的に示している。図２Ｂからは、これに対応するフーリエ分解（ＦＴ［センサ信号］）が見て取れる。１００で示される図２Ｂの信号の推移は、センサ信号の本当の部分（ＦＴ［Ｉｐ］）を示す。２００で示される推移は、センサ信号の想像の部分（ＦＴ［Ｉｐ］）を示す。３００で示される範囲は、静的なポンプ電流Ｉｐを示している。この静的なＩｐ３００を上回るフーリエスペクトル内の信号は、ここでは４００で示される気体交換又はラムダ交換に割り当てられる。この周波数を上回るフーリエスペクトルにおける信号は、ここでは５００で示される脈圧に割り当てられる。従って、脈圧の影響は、本来のラムダ信号から切り離される。但し、このためには、周波数０Ｈｚの際の追加的な値の原因となる平均的なポンプ電流のずれも補正されるべきである。
【図１】
2013533968.tif 000003
【図２Ａ】
2013533968.tif 000004
【図２Ｂ】
2013533968.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成25年1月4日(2013.1.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
混合気の気体成分の濃度を決定するために、センサ素子（１０）を駆動する方法であって、前記気体成分はポンプ電圧の印加によって測定気体室（１２）から隔離され、これから前記混合気における前記気体成分の前記濃度が推測される、前記方法において、動的な圧力変動に起因するポンプ電流の振動を、センサ信号の修正のために考慮することを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記ポンプ電流の前記振動は、動的な圧力変動に起因する周波数部分を特定するために解析され、前記センサ信号は、前記動的な圧力変動の前記周波数の分だけ修正されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記振動の前記解析は、周波数解析によって行われることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
動的な圧力変動に起因する前記周波数部分は、前記ポンプ電流の前記振動から差し引かれることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
動的な圧力変動に起因する周波数部分を特徴付ける少なくとも１つの変数に、センサ素子に典型的な、前記ポンプ電流の平均値シフトが割り当てられ、前記割り当てを用いて前記センサ信号の前記修正が行われることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記ポンプ電流の前記修正のために、予め設定可能な閾値をその周波数が上回る、動的な圧力変動に起因する周波数部分のみを考慮することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記振動の前記解析の際には、２５Ｈｚを下回る低い周波数と、２５Ｈｚを上回る高い周波数と、が互いに区別されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記センサの前記信号がハイパスフィルタにより案内され、前記信号の、整流され平均化された振幅が、前記センサ信号の修正のために援用されることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
演算機又は制御装置で駆動する場合に請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法の全ステップを実行するコンピュータプログラム。
【請求項１０】
前記プログラムがコンピュータ又は制御装置で実行される場合に、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法を実施するためのプログラムコードが機械読み取り可能な担体に格納された、記録媒体。
【請求項１１】
前記センサ素子（１０）としてラムダセンサを駆動することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記振動の前記解析は、フーリエ周波数解析によって行われることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項１３】
前記割り当てが特性マップに記録されることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【国際調査報告】
2013533968.tif 000006
2013533968.tif 000007
2013533968.tif 000008
2013533968.tif 000009