Bosch Motorsport

Lambdatronic LT4
Function Manual

2

Icons description

1 Icons description
Addition

Subtraction

Negation

SwitchMultiplication

Conjunction

Multiplexer

Parameter line

Temporal low-pass filter

If-then

Division

Disjunction

If-then-else

Symmetric

Sign

Limiter

Greater than

Smaller thanGreater than or equalTurn-off delay

Turn-on delay

Bi-edge

Parameter map

Digital low-pass filter

Group break-points/Gruppenstützstellen

Delta

Up-counter

Down-counter

Temporal integrator

AccumulatorLess than or equal

Down-edge

Up-edge

Flip-flop

Integrator with factor

Pin layout

2 Pin layout
LIFE-PLUG / LIFE-STECKER AS 614 – 35 PN

4Pin

Function

Pin

Function1+ 12V (Battery +)20

Pump Current LSU2 IP2

2+ 12V (Battery +)21

Virtual GND LSU2 VM2

3Ground (Battery -)22

Heater PWM LSU2 Uh-2

4

Ground (Battery -)23

Heater (Batt +) LSU2 Uh+2

5

K-Line Diagnostic Connection

24

Setup Current LSU2 IA2

6

CAN1 + (high)25

Nernst Voltage LSU2 UN2

7

CAN1 – (low)26

UN1Pump Current LSU3 IP38Analog out 1

27

Virtual GND LSU3 VM39Analog out 2

28

Heater PWM LSU3 Uh-3

10

Analog out 3

29

Heater (Batt +) LSU3 Uh+3

11

Analog out 4

30

Setup Current LSU3 IA3

12

Reference GND for anal. out

31

Nernst Voltage LSU3 UN3

13

Shield32

Pump Current LSU4 IP4

14

Pump Current LSU1 IP1

33

Virtual GND LSU4 VM415

Virtual GND LSU1 VM134Heater PWM LSU4 Uh-4

16

Heater PWM LSU1 Uh-1

35

Heater (Batt +) LSU4 Uh+4

17

Heater (Batt +) LSU1 Uh+1

36

Setup Current LSU4 IA418

Setup Current LSU1 IA1

37

Nernst Voltage LSU4 UN419

Nernst Voltage LSU1 UN1

%LAMBDA

3 %LAMBDA
Lambda value detection
Lambdawert Berechnung
LAMBDA_MAIN:LAMBDA_CALC:

5

%LAMBDALAMBDA_HEAT:

Labels/Langbezeichner
CJ125diag

Lambda-chip CJ125 internal error code

Lambda-Baustein CJ125 interner Fehlercode

Lambda value

Lambdawert

lamout_u

Lambda output voltage (w/o Linearization)

Lambda Ausgangsspannung (ohne Linearisierung)LampwmLambda PWM output value

Lambda PWM Ausgangswert

lam_u

Lambda sensor voltage

Lambdasensorspannung

lam_eLambda value error

Lambdawert Fehler

lam_oLambda value calibration offset

Lambdawert Kalibrierungsoffset

lam_ofLambda value calibration offset filtered

Lambdawert Kalibrierungsoffset gefiltert

lam_ucLambda sensor calibrated voltage

Lambdasensorspannung kalibriert

lam_ufLambda sensor filtered voltage

Lambdasensorspannung gefiltert

lamheat_e

Lambda heater error

Lambdaheizung Fehler

lamheatpwm

Lambda heater PWM

Lambdaheizungs PWM

lamlimits_e

Lambda value beyond limits

Lambdawert Grenzen überschritten

lamoffset

Lambda calibration active

Lambdakalibrierung aktiv

Lambda sensor operational

Lambdasensor Betriebsbereit

Lambda sensor internal impedance

Lambdasensor Innenwiderstandlamr_fLambda sensor internal impedance filtered

Lambdasensor Innenwiderstand gefiltert

lamr_uLambda sensor internal impedance voltage

Lambdasensor Innenwiderstandsspannung

Lambda sensor temperature

Lambdasensor Temperatur

Lambda sensor operation temperature reached

Lambdasensor Betriebstemperatur erreicht

Lambda output voltage (see pinlist)

Lambda Ausgangsspannung (siehe Pinlisting)Lambda CAN messages IDs (reconfigurable)

Lambda CAN-Botschaften IDs (kalibrierbar)

Lambda -> Voltage conversion

Lambda – Spannungs- Konvertierung

lam

lamok
lamr

lamt
lamtokoutput_pin

CANID
LAMOUTU

6

%LAMBDALAMOUTPWM

Voltage -> PWM Linearization

Spannung -> PWM Linearisierung

LAM_FIL

Lambda filter time-constantLambda Filter Zeitkonstante

LAM_LIN

Lambda value linearization curve

Lambdawert Linearisierungskurve

LAM_MAX

Lambda value maximum limit

Lambdawert Maximale Grenze

LAM_MIN

Lambda value minimum limit

Lambdawert Minimale Grenze

LAM_REF

Lambda calibration reference voltage

Lambda Kalibrierungsreferenzspannung

LAMHEATPWM42

Lambda heating PWM for LSU4.2

Lambda Heizungs PWM für LSU4.2

LAMHEATPWM49

Lambda heating PWM for LSU4.9

Lambda Heizungs PWM für LSU4.9

LAMLIMITS_DEL

Lambda value delay for limits passing

Lambdawert Grenzenüberschreitungs
Fehlerverzögerung

LAMOFFSET_DEL

Lambda calibration duration

Lambda Kalibrierungsdauer

LAMR_FIL

Lambda internal impedance filter time-constantLambda Innenwiderstand Filter Zeitkonstante

LAMR_GRD

Lambda internal impedance gradient

Lambda Innenwiderstand Gradient

LAMR_OFF

Lambda internal impedance offset

Lambda Innenwiderstand Offset

LAMREF_DEL

Lambda calibration delay

Lambda Kalibrierungsverzögerung

LAMREF_FIL

Lambda calibration offset filter time-constantLambda Kalibrierungsoffset Filter Zeitkonstante

LAMREF_MAX

Lambda voltage upper calibration limit

Lambdaspannung Kalibrierungsgrenze oben

LAMREF_MIN

Lambda voltage lower calibration limit

Lambdaspannung Kalibrierungsgrenze unten

LAMT_MIN

Lambda sensor minimum operation temperature

Lambdasensor minimale Betriebstemperatur

LAMT42_LIN

Lambda sensor temperature linearization curve for
LSU4.2

Lambdasensor Temperatur Linearisierungskurve fürLSU4.2

LAMT49_LIN

Lambda sensor temperature linearization curve for
LSU4.9Lambdasensor Temperatur Linearisierungskurve fürLSU4.9Lambda sensor minimum temperature for diagnosis
activation

Lambdasensor Temperatur für Diagnoseaktivierung im
CJ125

Lambda type (0->LSU4.2 1->LSU4.9)

Lambda Typ (0->LSU4.2 1->LSU4.9)

LAMTDIAG_MIN
LAMTYPE_CW

Description
The wide range sensor LSU4.9/4.2 is used together with the evaluation-IC "CJ125" for a continuous Lambda
control in the range between Lambda 0.75 and 4.0. The sensor contains a Nernst cell and a pump cell. The
Lambda in the Nernst cell is controlled to Lambda = 1.013 independent of the oxygen contents on the emission side, through a current through the pump cell. The closed loop control and evaluation of the current aswell as a diagnosis function are performed in the CJ125. The current-proportional output voltage of the
CJ125 "lam_u" is a measure for Lambda value (air/fuel ratio) and it is updated every 10 ms. The linearization“LAM_LIN” is a characteristic line with 22 table entries. The result of the interpolation is the current Lambda"lam". With a cold high-resistance sensor "lam=1" is indicated after the adjustment procedure. If the sensor
becomes active due to the heating the operating readiness is set "lamok". For this to happen, the sensor
heating must be working. The reference pump current is fixed at 20uA. The error "lam_e" is set whenever the
CJ125 own diagnosis mechanisms detect short-circuits and under-voltage conditions, and when an inplausible sensor voltage level is present in "lam_u". A good-working LSU/CJ125 combination outputs a voltage
between 0.2V and 4.0V. It could happen that extreme voltage levels appear on extreme mixture conditions(extreme enrichment/enleanment). Therefore a calibrateable delay can be used ("LAMLIMITS_DEL") for
diagnosis detection.

The heaters of the sensors (Ri20°C ~ 3 Ohm) are switched by transistors, which are triggered in a clockedfashion by processor ports in the 10ms grid (this heating is NOT valid for the LT4F1!). A permanent turn-on of
the heater for a long time is not permitted. The heater is clocked with a fixed frequency of 100Hz, during
which the turn-on duration of heater is steadily increased starting with a cold sensor by a temperature dependent value and thereafter decreased again. The first heating phase does not heat up the sensor at 100%,
to avoid sensor ceramic damage due to excessive temperature gradient and condensation water. The sensor
temperature is calculated out of the filtered internal resistance "lamr" and "LAMT42/49_LIN". As soon as this7

%LAMBDA
temperature goes above "LAMT_MIN", "lamtok" will indicate that the sensor is sufficiently heated. For thebest possible sensor operation, its ceramics must have a temperature of 780°C(LSU4.9) or 750°C(LSU4.2)
respectively, so that the heater reacts accordingly. At this temperature the internal resistance has a value of
300 Ohm(LSU4.9) or 82.5 Ohm (LSU4.2) respectively. The heater error "lamheat_e" is set when the CJ125
own diagnosis mechanisms detect errors at the output stage (short-circuits or open load).

The internal diagnostic function of the CC125 is activated only when “lamt” goes over “LAMTDIAG_MIN”,
whereas short-circuit detection is activated. Below this threshold a correct diagnostic is not possible.

The lambda signal output is realized via a CAN message or analog signal output. Please find further information regarding the CAN specification in „CAN messages / CAN Botschaften“. Using LAMOUTU the measured
lambda value related output voltage can be defined (0 – 5 V). To compensate hardware tolerances the linearization curve LAMOUTPWM can be used.

Beschreibung
Die Breitbandsonde LSU4.9/4.2 wird zusammen mit dem Auswerte-IC "CJ125" für eine stetige Lambdaregelung im Bereich von Lambda 0.75 bis 4.0 eingesetzt. Die LSU beinhaltet eine Nernstzelle und eine Pumpzelle.
Das Lambda in der Nernstzelle wird unabhängig vom abgasseitigen Lambda (Sauerstoffanteil) durch einen
Strom durch die Pumpzelle auf Lambda = 1.013 geregelt. Die Regelung und Auswertung des Stroms, sowie
eine Diagnosefunktion werden in dem CJ125 durchgeführt. Die stromproportionale Ausgangsspannung desCJ125 "lam_u" ist ein Maß für Lambda und wird im 10ms-Takt abgetastet. Die Linearisierung "LAM_LIN" isteine Kennlinie mit 22 Tabelleneinträgen. Das Interpolationsergebnis ist das aktuelle Lambda "lam". Bei kalter,hochohmiger Sonde wird nach dem Abgleichvorgang ein "lam=1" angezeigt. Wenn die LSU durch die Heizung
aktiv wird, wird die Betriebsbereitschaft "lamok" gesetzt. Hierfür muss die Sondenheizung funktionieren. Der
Referenzpumpstrom wird fest auf 20uA gesetzt. Der Fehler "lam_e" wird immer dann gesetzt, wenn die
CJ125-eigene Diagnose Kurzschlüsse oder unausreichende Spannungen feststellt und wenn unplausible
Spannungswerte des Sensors anstehen. Eine gut funktionierende LSU/CJ125 Kombination liefert zwischen
0.2V und 4.0V an „lam_u“. Es können aber extreme Spannungswerte bei extremen Bedingungen (extreme
Anfettung/Abmagerung) auftreten. Deshalb gibt es ein zusätzlich applizierbare Zeitverzögerung"LAMLIMITS_DEL" für die Diagnose.

Die Heizungen der Sensoren (RH 20°C ~ 3 Ohm) werden durch Transistoren geschaltet, die getaktet von
Rechnerports im 10ms-Raster angesteuert werden (Diese Heizung gilt NICHT für das LT4F1!). Ein Dauereinschalten der Heizung über längere Zeit ist nicht zulässig. Sie wird mit einer festen Frequenz von 100Hz getaktet, wobei die Einschaltdauer der Heizung bei einer kalten Sonde von einem temperaturabhängigen Wert
stetig erhöht und dann wieder reduziert wird. Die sofortige 100% Heizung wärend des kalten Sondenzustandes ist zu vermeiden, damit die Keramik nicht wegen des grossen Temperaturunterschiedes und Kondenswassers Schaden nimmt. Die Sondentemperatur wird durch den gefilterten Innenwiderstand „lamr“ und"LAMT42/49_LIN" berechnet. Überschreitet diese den Wert "LAMT_MIN", gilt die Sonde als ausreichend
erhitzt ("lamtok"). Für den bestmöglichen Betrieb der Sonde, muss die Keramik eine Temperatur von
780°C(LSU4.9) bzw. 750°C(LSU4.2) einhalten, so dass die Heizung entsprechend reagiert. Bei dieser Temperatur beträgt der Innenwiderstand dann 300 Ohm (LSU4.9)bzw. 82.5 Ohm (LSU4.2). Der Fehler "lamheat_e"
wird immer dann gesetzt wenn die CJ125-eigene Diagnose einen Defekt an der Endstufe detektiert (Kurzschluss oder keine Last).

Die bausteininterne Diagnose vom CJ125 wird abhängig von der Sondentemperatur aktiviert. Übersteigt die
Sondentemperatur „lamt“ den Wert „LAMTDIAG_MIN“, dann wird die Kurzschlusserkennung aktiviert. Unterhalb dieser Schwelle ist eine korrekte Diagnose nicht möglich.

Die Ausgabe der Lambdawerte erfolgt zum einen über CAN, oder über die Ausgabe von Analogspannungen.
Nähere Infos zum CAN-Protokoll siehe „CAN messages / CAN Botschaften“. Mit Hilfe der Kennlinie LAMOUTU
kann eine beliebige Ausgangsspannung (0 – 5 V) entsprechend der Lambdawerte definiert werden. Eine HW
Anpassung erfolgt über die Kennlinie LAMOUTPWM.

8

%LAMBDA

Typical values / Typische Werte:
LAM_FIL= 20 ms

LAM_MAX= 4.5 VLAM_MIN= 0.2 VLAMLIMITS_DEL=1s

LAMTYPE_CW= 1 (LSU 4.9)

LAMR_FIL= 320ms

LAMR_OFF= 0.3 VLAMR_GRD= 408 Ohm/V

LAMT_MIN= 650 °CLAMTDIAG_DEL= 10 slamt 550 600 650 700 710 720 730 740 750 760 780
LAMHEATPWM42 60% 80% 99% 99% 99% 99% 90% 80% 50% 30% 0%lamt 550 600 650 700 725 750 760 770 780 790 800
LAMHEATPWM49 60% 80% 99% 99% 99% 99% 90% 80% 50% 30% 0%

lam_uc 0.19 0.53 0.66 0.81 1.07 1.31 1.39 1.46 1.50 1.52 1.60 1.70 1.76 1.85 2.21 2.49 2.71 2.96 3.29 3.61 3.76 3.87
LAM_LIN 0.75 0.80 0.82 0.85 0.90 0.95 0.97 0.99 1.00 1.01 1.05 1.10 1.13 1.18 1.43 1.70 1.99 2.43 3.41 5.39 7.51 10.12

lam 0,2 0,4 0,6 0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

2,2

2,4

2,6

2,8

3

3,2

3,4

3,6

3,8

4

4,4

4,6

LAMOUTU 0,2 0,4 0,6 0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

2,2

2,4

2,6

2,8

3

3,2

3,4

3,6

3,8

4

4,4

4,6

CAN messages / CAN-Botschaften:
Using the CANID parameter line, the CAN messages can be reconfigured. Note that these IDs must be indecimal form and not the usual hexadecimal one! To change an ID, simply select the index number startingwith for ID1, 2 for ID2 and so on, and change the corresponding parameter-line value.

Mittels CANID Kennlinie kann man die CAN Botschafts-IDs der ausgesendeten Lambda-Werte konfigurieren.
Diese Ids müssen in dezimaler und nicht hexa-dezimaler Form eingegeben werden. Um eine ID zu ändern,muss man ganz einfach den Index auswählen, 1 für ID1, 2 für ID2 und so weiter, dann den Kennlinienwert wie
gewünscht ändern.

9%LAMBDA
Default IDs:
ID
CANID

ID1

ID2

ID3

ID4

0x770 (1904)

0x771 (1905)

0x772 (1906)

0x773 (1907)

MESSAGE ID 1

MESSAGE ID 2*

MESSAGE ID 3

MESSAGE ID 4

Byte

Value

Byte

Value

Byte

Value

Byte

Value

0

lam1 (low)0lam5 (low)

0

lam1t

0

lamx_e1

lam1 (high)1

lam5 (high)

1

lam2t

1

lamxheat_e2

lam2 (low)2

lam6 (low)

2

lam3t

2

lamxok3

lam2 (high)3

lam6 (high)

3

lam4t

3

-

4

lam3 (low)4lam7 (low)4

lam5t*

4-

5

lam3 (high)5

lam7 (high)5

lam6t*

5-

6

lam4 (low)6

lam8 (low)6

lam7t*

6-

7

lam4 (high)7

lam8 (high)7

lam8t*

7-* optional for LT8* optional for LT8

Notes1/Anmerkung1:
Bit
lamx_e

0

1

2

3

4*

5*

6*

7*

lam1_elam2_elam3_elam4_elam5_elam6_elam7_elam8_elamxheat_e lam1heat1_e lam2heat_e lam3heat_e lam4heat_e lam5heat_e lam6heat_e lam7heat_e lam8heat_elamxoklam1oklam2oklam3oklam4oklam5oklam6oklam7oklam8ok* optional for LT8

Notes2:- All values are unsigned (positive) values- All word-wide values are in Intel (little-endian) byte-order- All lambda-values are quantized with 0.000244/bit and zero offset (range = 0…16)- All temperatures are quantized with 5°C/bit and offset -40°C (range = -40…1235°C)- The CAN refresh rate is 100Hz (10 ms)

Anmerkungen2:- Alle Werte sind unsigned (positiv)- Alle word-breite Werte sind in der Intel (little-endian) Byte-Reihenfolge- Alle Lambdawerte sind mit 0.000244/bit quantisiert und mit Null Offset (Bereich = 0…16)- Alle Temperaturen sind mit 5°C/bit quantisiert und mit -40°C Offset (Bereich = -40…1235°C)- Die CAN-Senderate beträgt 100 Hz (10ms)

10Contact
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Motorsport
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North and South America:
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www.bosch-motorsport.com
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