DE10031474A1

DE10031474A1 - Luft/Kraftstoffverhältnis-Erfassungsanordnung

Info

Publication number: DE10031474A1
Application number: DE10031474A
Authority: DE
Inventors: Shoichi Sakai; Futoshi Ichiyanagi; Toshiaki Inoue
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd; Unisia Jecs Corp
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1999-06-28
Filing date: 2000-06-28
Publication date: 2001-04-05
Anticipated expiration: 2020-06-29
Also published as: DE10031474B4; US6332966B1; JP2001013107A; JP3552951B2

Abstract

Eine Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungsanordnung umfaßt ein Sensorgehäuse mit einem Sauerstoffsensorteil, das zwischen einer ersten und einer zweiten Elektrode angeordnet ist, und einem Sauerstoffpumpteil, das zwischen einer dritten und einer vierten Elektrode angeordnet ist, die durch eine Heizeinrichtung geheizt werden. Eine Signalausgabe-Verarbeitungsschaltung dient dazu, ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Signal zu liefern. Eine Signalumschalteinrichtung dient dazu, ein provisorisches Sauerstoffgehaltsignal zu liefern, das von der ersten und der zweiten Elektrode abgeleitet wird, wenn das Sauerstoffpumpteil noch nicht aktiviert ist, und das Luft/Kraftstoff-Verhälnis-Signal zu liefern, wenn das Sauerstoffpumpteil aktiviert ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Luft/Kraft stoffverhältnis-Erfassungsanordnung zum Erfassen des Ge mischverhältnisses von Ansaugluft zu Kraftstoff oder des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses (A/F-Verhältnisses; A = Air, F = Fuel) beispielsweise eines Kraftfahrzeugmotors.

Allgemein sind Kraftfahrzeugmotoren mit einem A/F-Verhält nissensor, der in einem Abgasrohr angeordnet ist, zum Erfas sen des Sauerstoffgehalts, der in dem Abgas verbleibt, als ein A/F-Verhältnis der Ansaugluft versehen. Um während eines Motorleerlaufbetriebs ein A/F-Verhältnis in der Nähe eines theoretischen A/F-Verhältnisses (14,7) zu erhalten, führt eine elektronische Steuereinheit (ECU = electronic control unit) beispielsweise eine Korrektursteuerung der Kraftstoff einspritzmenge durch, d. h. eine sogenannte A/F-Verhältnis- Steuerung.

Der A/F-Verhältnis-Sensor, der in dem Abgasrohr angeordnet ist, bildet eine A/F-Verhältnis-Erfassungsanordnung, wie sie beispielsweise in dem US-Patent 5,236,569 offenbart ist. Der A/F-Verhältnis-Sensor umfaßt ein Gehäuse, das aus einem Sau erstoff-Ionen-leitenden Material gebildet ist, wie z. B. Zir konerde (ZrO₂), und das Luft- und Gas-Zellen aufweist.

In dem Sensorgehäuse sind ein Sauerstoffsensorteil zum Lie fern eines Sauerstoffgehaltsignals, das gemäß dem Sauer stoffgehalt in den Luft- und Gas-Zellen mittels einer ersten Elektrode, die auf der Luft-Zellen-Seite angeordnet ist, und einer zweiten Elektrode, die auf das Gas-Zellen-Seite ange ordnet ist, erhalten wird, und ein Sauerstoffpumpteil zum Treiben von Sauerstoffionen, um durch das Sensorgehäuse in oder aus der Gaszelle zu fließen, indem ein Sauerstoffpump signal zu einer dritten Elektrode, die auf der Gaszellen- Seite angeordnet ist, und einer vierten Elektrode, die außerhalb angeordnet ist, geliefert wird, sowie eine Heiz einrichtung zum Erwärmen des Sauerstoffsensorteils und des Sauerstoffpumpteils durch den Empfang von externer elektri scher Leistung.

Der A/F-Verhältnis-Sensor ist mit einer Signalausgabe-Ver arbeitungsschaltung oder A/F-Verhältnis-Ausgabeeinrichtung verbunden. Die Signalausgabe-Verarbeitungsschaltung liefert ein Sauerstoffpumpsignal zu der dritten und der vierten Elektrode gemäß einem Sauerstoffgehaltsignal, das von der ersten und der zweiten Elektrode abgeleitet wird, und lie fert ferner ein A/F-Verhältnissignal, das den Sauerstoffge halt in der Gaszelle anzeigt, gemäß der Menge von elektri scher Leistung, die der dritten und der vierten Elektrode durch das Sauerstoffpumpsignal zugeführt wird, zu der ECU, usw.

Während eines Motorbetriebs und während Abgas in die Gaszel le des Sensorgehäuses fließt, werden Sauerstoffionen gemäß einem Unterschied des Sauerstoffgehalts zwischen den Luft- und Gaszellen getrieben, um sich durch das Sauerstoffsen sorteil zu bewegen, was eine elektromotorische Kraft oder ein Sauerstoffgehaltsignal zwischen der ersten und der zwei ten Elektrode erzeugt.

Die Signalausgabe-Verarbeitungsschaltung legt gemäß einem Sauerstoffgehaltsignal, das zwischen der ersten und der zweiten Elektrode erzeugt wird, ein Spannungssignal oder ein Sauerstoffpumpsignal zwischen der dritten und der vierten Elektrode an, um zu bewirken, daß sich Sauerstoffionen auf eine solche Weise durch das Sauerstoffpumpteil bewegen, daß eine Differenz des Sauerstoffgehalts zwischen den Luft- und Gas-Zellen kompensiert wird. Folglich wird gemäß der Menge von bewegten Sauerstoffionen ein Strom zwischen der dritten und der vierten Elektrode geleitet. Unter Verwendung eines Werts dieses Stroms oder Pumpstroms, eines Spannungswerts eines Sauerstoffpumpsignals, usw., liefert die Signalausga be-Verarbeitungsschaltung ein A/F-Verhältnis-Signal, das das A/F-Verhältnis der Ansaugluft anzeigt.

Durch das A/F-Verhältnis-Signal kann die ECU das A/F-ver hältnis der Ansaugluft als einen kontinuierlichen Wert emp fangen, auf dessen Grundlage eine genaue A/F-Verhältnis- Steuerung sichergestellt werden kann, um das A/F-Verhältnis in der Nähe des theoretischen A/F-Verhältnisses zu erhalten.

Bei den obigen A/F-Verhältnis-Erfassungsanordnungen werden auf einen Motorstart, usw., hin das Sauerstoffsensorteil und das Sauerstoffpumpteil durch die Heizeinrichtung für ihre schnelle Aktivierung erwärmt. Auf einen Motorstart hin wer den die beiden Teile beispielsweise während zumindest 18 bis 20 Sekunden auf etwa 550°C erwärmt, um das A/F-Verhältnis erfaßbar zu machen.

Bei den oben beschriebenen A/F-Verhältnis-Erfassungsanord nungen werden auf einen Motorstart hin beispielsweise das Sauerstoffsensorteil und das Sauerstoffpumpteil durch die Heizeinrichtung auf etwa 550°C für ihre schnelle Aktivierung erwärmt. Dies bedeutet, daß auf einen Motorstart hin eine Zeit von zumindest 18 bis 20 Sekunden von dem Beginn der Er wärmung an für eine volle Aktivierung der zwei Teile benö tigt werden. Wenn das Sauerstoffpumpteil noch nicht akti viert ist, liefert die Signalausgabe-Verarbeitungsschaltung ferner ein A/F-Verhältnissignal, das grob den gleichen Aus gabewert besitzt wie das Signal, das erhalten wird, wenn das A/F-Verhältnis in der Nähe des theoretischen A/F-Verhältnis ses ist. Es ist somit durch die einfache Verwendung des A/F-Verhältnis-Signals schwierig, frühzeitig zu bestimmen, ob das Sauerstoffpumpteil aktiviert ist oder nicht.

Daher wird bei den obigen A/F-Verhältnis-Erfassungsanordnun gen die Erfassung des A/F-Verhältnisses häufig nach einer Wartezeit von etwa 18 bis 20 Sekunden begonnen, während der angenommen wird, daß das Sauerstoffpumpteil vollständig ak tiviert wird. Dies verhindert einen frühzeitigen Beginn ei ner A/F-Verhältnis-Steuerung während eines Leerlaufbetriebs auf einen Motorstart hin, was die Tendenz einer schlechten Abgasreinigung, usw., zur Folge hat.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungsanordnungen zu schaf fen, die einen frühzeitigen Beginn der Erfassung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses der Ansaugluft, eine stabile Erfassung desselben und eine Verbesserung der Erfassungsge nauigkeit und der Zuverlässigkeit in der Anfangsphase ermög lichen.

Diese Aufgabe wird durch Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Erfas sungsanordnungen gemäß den Ansprüchen 1, 5, 9 und 13 gelöst.

Gemäß einem Aspekt schafft die vorliegende Erfindung eine Anordnung zum Erfassen eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses (A/F-Verhältnisses), die folgende Merkmale aufweist:
ein Sensorgehäuse mit einer Luftzelle und einer Gaszelle, in die Abgas fließt;
eine erste, eine zweite, eine dritte und eine vierte Elek trode, die in der Luftzelle, der Gaszelle, der Gaszelle bzw. außerhalb angeordnet sind;
ein Sauerstoffsensorteil, das mit dem Sensorgehäuse angeord net ist, wobei das Sauerstoffsensorteil ein Sauerstoffge haltsignal durch die erste und die zweite Elektrode liefert, das eine Differenz des Sauerstoffgehalts zwischen der Luft zelle und der Gaszelle anzeigt;
ein Sauerstoffpumpteil, das mit dem Sensorgehäuse angeordnet ist, wobei das Sauerstoffpumpteil Sauerstoffionen treibt, um gemäß einem Sauerstoffpumpsignal, das zwischen der dritten und der vierten Elektrode empfangen wird, durch das Sensor gehäuse in und aus der Gaszelle zu fließen;
eine Heizeinrichtung, die mit dem Sensorgehäuse angeordnet ist, wobei die Heizeinrichtung das Sauerstoffsensorteil und das Sauerstoffpumpteil heizt;
eine Verarbeitungsschaltung, die das Sauerstoffpumpsignal gemäß dem Sauerstoffgehaltsignal zu der dritten und der vierten Elektrode liefert, und gemäß einer Menge von elek trischer Leistung, die durch das Sauerstoffpumpsignal zu der dritten und der vierten Elektrode geliefert wird, ein A/F- Verhältnis-Signal liefert, das einen Sauerstoffgehalt in der Gaszelle anzeigt;
eine Signalumschaltschaltung, die auf eine geschaltete Art und Weise entweder das A/F-Verhältnis-Signal oder entweder das Sauerstoffgehaltsignal oder ein provisorisches Sauer stoffgehaltsignal, das von der ersten und der vierten Elek trode abgeleitet wird, liefert; und
eine elektronische Steuereinheit (ECU), die auf die Bestim mung einer Aktivierung des Sauerstoffpumpteils gemäß entwe der dem Sauerstoffgehaltsignal oder dem provisorischen Sauerstoffgehaltsignal hin ein Umschaltsignal zu der Signal umschaltschaltung zum Liefern des A/F-Verhältnis-Signals liefert.

Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfin dung eine Anordnung zum Erfassen eines Luft/Kraftstoff-Ver hältnisses (A/F-Verhältnisses), die folgende Merkmale auf weist:
ein Sensorgehäuse mit einer Luftzelle und einer Gaszelle, in die Abgas fließt;
eine erste, eine zweite, eine dritte und eine vierte Elek trode, die in der Luftzelle, der Gaszelle, der Gaszelle bzw. außerhalb angeordnet sind;
ein Sauerstoffsensorteil, das mit dem Sensorgehäuse angeord net ist, wobei das Sauerstoffsensorteil ein Sauerstoffge haltsignal durch die erste und die zweite Elektrode liefert, das eine Differenz des Sauerstoffgehalts zwischen der Luft zelle und der Gaszelle anzeigt;
ein Sauerstoffpumpteil, das mit dem Sensorgehäuse angeordnet ist, wobei das Sauerstoffpumpteil gemäß einem Sauerstoff pumpsignal, das zwischen und der vierten Elektrode empfangen wird, Sauerstoffionen treibt, um durch das Sensorgehäuse in und aus der Gaszelle zu fließen;
eine Heizeinrichtung, die mit dem Sensorgehäuse angeordnet ist, wobei die Heizeinrichtung das Sauerstoffsensorteil und das Sauerstoffpumpteil heizt;
eine Verarbeitungsschaltung, die das Sauerstoffpumpsignal gemäß dem Sauerstoffgehaltsignal zu der dritten und der vierten Elektrode liefert, und ein A/F-Verhältnis-Signal liefert, das gemäß einer Menge von elektrischer Leistung, die durch das Sauerstoffpumpsignal an die dritte und die vierte Elektrode angelegt wird, einen Sauerstoffgehalt in der Gaszelle anzeigt;
eine Signalverstärkerschaltung, die das A/F-Verhältnis-Si gnal verstärkt, um ein verstärktes A/F-Verhältnis-Signal zu liefern;
eine Signalumschaltschaltung, die auf eine geschaltete Art und Weise entweder das A/F-Verhältnis-Signal oder das ver stärkte A/F-Verhältnis-Signal liefert; und
eine elektronische Steuereinheit (ECU), die auf eine Be stimmung der Aktivierung des Sauerstoffpumpteils gemäß dem verstärkten A/F-Verhältnis-Signal hin ein Umschaltsignal zu der Signalumschaltschaltung liefert, um das A/F-Verhältnis- Signal zu liefern.

Gemäß noch einem weiteren Aspekt schafft die vorliegende Er findung eine Anordnung zum Erfassen eines Luft/Kraftstoff- Verhältnisses (A/F-Verhältnisses), die folgende Merkmale aufweist:
ein Sensorgehäuse mit einer Luftzelle und einer Gaszelle, in die Abgas fließt;
eine erste, eine zweite, eine dritte und eine vierte Elek trode, die in der Luftzelle, der Gaszelle, der Gaszelle bzw. außerhalb angeordnet sind;
ein Sauerstoffsensorteil, das mit dem Sensorgehäuse angeord net ist, wobei das Sauerstoffsensorteil ein Sauerstoffge haltsignal durch die erste und die zweite Elektrode liefert, das eine Differenz des Sauerstoffgehalts zwischen der Luft zelle und der Gaszelle anzeigt;
ein Sauerstoffpumpteil, das mit dem Sensorgehäuse angeordnet ist, wobei das Sauerstoffpumpteil gemäß einem Sauerstoff pumpsignal, das zwischen der dritten und der vierten Elek trode empfangen wird, bewirkt, daß Sauerstoffionen durch das Sensorgehäuse in und aus der Gaszelle fließen;
eine Heizeinrichtung, die mit dem Sensorgehäuse angeordnet ist, wobei die Heizeinrichtung das Sauerstoffsensorteil und das Sauerstoffpumpteil heizt;
eine Einrichtung zum Liefern des Sauerstoffpumpsignals gemäß dem Sauerstoffgehaltsignal zu der dritten und der vierten Elektrode, und zum Liefern eines A/F-Verhältnis-Signals, das einen Sauerstoffgehalt in der Gaszelle anzeigt, gemäß einer Menge von elektrischer Leistung, die durch das Sauerstoff pumpsignal zu der dritten und der vierten Elektrode zuge führt wird;
eine Einrichtung zum Liefern entweder des A/F-Verhältnis-Si gnals oder entweder des Sauerstoffgehaltsignals oder eines provisorischen Sauerstoffgehaltsignals, das von der ersten und der vierten Elektrode abgeleitet wird, auf eine geschal tete Art und Weise; und
eine Einrichtung zum Liefern, auf eine Bestimmung einer Ak tivierung des Sauerstoffpumpteils gemäß entweder dem Sauer stoffgehaltsignal oder dem provisorischen Sauerstoffgehalt signal hin, eines Umschaltsignals zu der Signalumschalt schaltung, um das A/F-Verhältnis-Signal zu liefern.

Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfin dung eine Anordnung zum Erfassen eines Luft/Kraftstoff-Ver hältnisses (A/F-Verhältnisses), die folgende Merkmale auf weist:
ein Sensorgehäuse mit einer Luftzelle und einer Gaszelle, in die Abgas fließt;
eine erste, eine zweite, eine dritte und eine vierte Elek trode, die in der Luftzelle, der Gaszelle, der Gaszelle bzw. außerhalb angeordnet sind;
ein Sauerstoffsensorteil, das mit dem Sensorgehäuse angeord net ist, wobei das Sauerstoffsensorteil ein Sauerstoffge haltsignal durch die erste und die zweite Elektrode liefert, das eine Differenz des Sauerstoffgehalts zwischen der Luft zelle und der Gaszelle liefert;
ein Sauerstoffpumpteil, das mit dem Sensorgehäuse angeordnet ist, wobei das Sauerstoffpumpteil gemäß einem Sauerstoff pumpsignal, das zwischen der dritten und der vierten Elek trode empfangen wird, Sauerstoffionen treibt, um durch das Sensorgehäuse in und aus der Gaszelle zu fließen;
eine Heizeinrichtung, die mit dem Sensorgehäuse angeordnet ist, wobei die Heizeinrichtung das Sauerstoffsensorteil und das Sauerstoffpumpteil heizt;
eine Einrichtung zum Liefern des Sauerstoffpumpsignals gemäß dem Sauerstoffgehaltsignal zu der dritten und der vierten Elektrode, und zum Liefern eines A/F-Verhältnis-Signals, das einen Sauerstoffgehalt in der Gaszelle anzeigt, gemäß einer Menge von elektrischer Leistung, die durch das Sauerstoff pumpsignal zu der dritten und der vierten Elektrode zuge führt wird;
eine Einrichtung zum Verstärken des A/F-Verhältnis-Signals, um ein verstärktes A/F-Verhältnis-Signal zu liefern;
eine Einrichtung zum Liefern entweder des A/F-Verhältnis- Signals oder des verstärkten A/F-Verhältnis-Signals auf eine geschaltete Art und Weise; und
eine Einrichtung zum Liefern, auf eine Bestimmung einer Ak tivierung des Sauerstoffpumpteils gemäß dem verstärkten A/F-Verhältnis-Signal hin, eines Umschaltsignals zu der Si gnalumschaltschaltung, um das A/F-Verhältnis-Signal zu lie fern.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeich nungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm im Querschnitt, das ein erstes Ausführungsbeispiel einer A/F-Verhältnis-Erfas sungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwi schen einem Sauerstoffgehaltsignal, das von einem Sauerstoffsensorteil abgeleitet ist, und dem Luft überschußfaktor zeigt;

Fig. 3 eine Ansicht ähnlich der von Fig. 2, die die Be ziehung zwischen einem A/F-Verhältnis-Signal, das von einem Sauerstoffpumpteil abgeleitet ist, und einem Luftüberschußfaktor zeigt;

Fig. 4 eine Ansicht ähnlich der von Fig. 3, die die Be ziehung zwischen dem Sauerstoffgehaltsignal und einem A/F-Verhältnis-Signal sowie einer Heiztempe ratur nach einem Motorstart zeigt;

Fig. 5 ein Flußdiagramm, das den Betrieb des ersten Aus führungsbeispiels zeigt;

Fig. 6 eine Ansicht ähnlich der von Fig. 1, die ein zwei tes Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;

Fig. 7 eine Ansicht ähnlich der von Fig. 4, die die Bezie hung zwischen dem A/F-Verhältnis-Signal und einer Heizzeit zeigt;

Fig. 8 eine Ansicht ähnlich der von Fig. 7, die die Bezie hung zwischen einem verstärktem A/F-Verhältnis-Si gnal und einer Heizzeit zeigt, wobei das verstärkte A/F-Verhältnis-Signal durch ein Verstärken des A/F-Verhältnis-Signals in einem Abschnitt a in Fig. 7 erhalten wird; und

Fig. 9 eine Ansicht ähnlich der von Fig. 6, die eine Va riante des ersten Ausführungsbeispiels zeigt.

Bezugnehmend auf die Fig. 1 bis 8 wird nunmehr eine Be schreibung bezüglich einer A/F-Verhältnis-Erfassungsanord nung, die die vorliegende Erfindung verkörpert, durchge führt.

Die Fig. 1 bis 5 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist ein A/F-Sensor (Luft/Kraftstoff-Sensor) beispielsweise in einem Motorabgasrohr, das nicht gezeigt ist, angeordnet und umfaßt ein Sensorgehäuse 2, eine Vo-Zelle oder ein Sauerstoffsen sorteil 8, eine IP-Zelle oder ein Sauerstoffpumpteil 12 und eine Heizeinrichtung 16, wie nachfolgend beschrieben wird.

Das Sensorgehäuse 2 ist einstückig aus einem Sauerstoff-Io nen-leitenden Material gebildet, wie z. B. Zirkonerde (ZrO₂), und umfaßt ein oberes ZrO₂-Teil 2A, eine Vo-Zelle oder mitt leres Teil 2B, ein mittleres ZrO₂-Teil 2C und ein unteres Teil 2D. Eine luftdurchlässige Schutzschicht 3 ist auf der oberen Oberfläche des oberen Teils 2A über einer Elektrode 14 angeordnet, die später beschrieben wird.

In der Mitte des oberen Teils 2A ist ein Abgasführungsloch 4 gebildet, um Abgas in das Sensorgehäuse 2 einzubringen. Eine Diffusionsgaszelle 5 ist zwischen dem oberen Teil 2A und der Vo-Zelle 2B definiert, um das Führungsloch 4 zu umgeben. Die Diffusionsgaszelle 5 kommuniziert mit dem Führungsloch 4 durch eine Diffusionsschicht 6, die beispielsweise aus porö ser Zirkonerde besteht. In diesem Fall dient die Diffusions schicht 6 dazu, die Ausgaben eines Sauerstoffpumpsignals VP, usw., zu stabilisieren. Wenn Sauerstoffionen durch den Be trieb der IP-Zelle 12 durch den oberen Teil 2A in oder aus der Diffusionsgaszelle 5 fließen, wie nachfolgend beschrie ben wird, vergleicht die Diffusionsschicht 6 die Hineinfluß- oder Herausfluß-Geschwindigkeit dieser Sauerstoffionen und die Hineinfluß-Geschwindigkeit des Abgases, das durch das Führungsloch 4 in die Diffusionsgaszelle 5 fließt, um eine bestimmte Verzögerung für die Letztgenannte zu liefern.

Außerhalb der Diffusionsgaszelle 5 sind das obere Teil 2A und die Vo-Zelle 2B einstückig mit dem mittleren Teil 2C verbunden. Eine Luftzelle 7, die aus der Diffusionsgaszelle 5 ausgeschnitten ist, ist zwischen der Vo-Zelle 2B und dem unteren Teil 2D definiert. Saubere Luft wird von außerhalb des Abgasrohrs in die Luftzelle 7 eingebracht.

Die Vo-Zelle 8 ist mit dem Sensorgehäuse 2 angeordnet und umfaßt die Vo-Zelle 2B des Sensorgehäuses 2, eine erste Elektrode 9, die in der Luftzelle 7 angeordnet und an der unteren Oberfläche der Vo-Zelle 2B angebracht ist, und eine zweite Elektrode 10, die in der Diffusionsgaszelle 5 ange ordnet und an der oberen Oberfläche der Vo-Zelle 2B ange bracht ist.

Während eines Motorbetriebs fließt Abgas durch das Führungs loch und die Diffusionsschicht 6 in die Diffusionsgaszelle 5, wie durch einen Pfeil A in Fig. 1 gezeigt ist, wobei Sauerstoffionen getrieben werden, um sich gemäß einer Diffe renz des Sauerstoffgehalts zwischen der Diffusionsgaszelle 5 und der Luftzelle 7 durch die Vo-Zelle 2B des Sensorgehäuses 2 zu bewegen, wie durch einen Pfeil B in Fig. 1 gezeigt ist, wodurch eine elektromotorische Kraft zwischen den Elektroden 9, 10 erzeugt wird. Die Vo-Zelle 8 liefert diese elektromo torische Kraft oder ein Sauerstoffgehaltsignal Vo zu einer später genannten Signalausgabe-Verarbeitungsschaltung 18.

Wenn das A/F-Verhältnis der Motoransaugluft kleiner ist als des theoretische A/F-Verhältnis ( = 14,7), um eine sogenannte Fett-Tendenz (Luftüberschußfaktor λ < 1) zu zeigen, ist, wie in Fig. 2 gezeigt ist, der Gehalt von Sauerstoff, der in dem Abgas verbleibt, kleiner, so daß das Sauerstoffgehaltsignal Vo eine Hochpegelspannung VH anzeigt, die einem Spannungs wert von etwa 1 V entspricht. Andererseits zeigt, wenn das A/F-Verhältnis kleiner ist als das theoretische AlF-Verhält nis, um eine sogenannte Mager-Tendenz zu zeigen, das Sauer stoffgehaltsignal Vo eine Niederpegelspannung VL an, die na he bei 0 V ist. Wenn das A/F-Verhältnis in der Nähe des theoretischen A/F-Verhältnisses ist (λ = 1), ist das Sauer stoffgehaltsignal Vo auf einem mittleren Spannungspegel VM gehalten, der beispielsweise etwa 400 bis 500 mv entspricht.

Wie in Fig. 4 gezeigt ist, wird, durch das Erwärmen der Vo- Zelle 8 von Zimmertemperatur auf eine Temperatur von etwa 300 bis 360°C durch die Heizeinrichtung 16 das Sauerstoffge haltsignal Vo (siehe die Vo-Kennlinie 11 in Fig. 4) gemäß dem Sauerstoffgehalt in dem Abgas in eine Fett-Tendenz-Sei te-Kennlinie 11A und eine Mager-Tendenz-Seite-Kennlinie 11B aufgegabelt, was eine Aktivierung der Vo-Zelle 8 ergibt. Da her wird bei einer nachfolgend genannten Aktivierungsbestim mungsverarbeitung für die Vo-Zelle 8 basierend auf einem Vergleich des Sauerstoffgehaltsignals Vo mit den vorbestimm ten Auswertungswerten SH, SL bestimmt, ob die Vo-Zelle 8 ak tiviert ist oder nicht.

Die IP-Zelle 12 ist mit dem Sensorgehäuse 2 angeordnet und umfaßt den oberen Teil 2A des Sensorgehäuses 2, eine dritte Elektrode 13, die in der Diffusionsgaszelle 5 angeordnet und an der unteren Oberfläche des oberen Teils 2A angebracht ist, und eine vierte Elektrode 14, die sich außerhalb befin det und an der oberen Oberfläche des oberen Teils 2A ange bracht ist.

Wenn die Signalausgabe-Verarbeitungsschaltung 18 ein Sauer stoffpumpsignal VP oder ein Spannungssignal zu den Elektro den 13, 14 liefert, wie nachfolgend beschrieben wird, treibt die IP-Zelle 12 Sauerstoffionen, um durch den oberen Teil 2A von der Außenseite des Sensorgehäuses 2 in die Diffusions gaszelle 5 zu fließen, wie beispielsweise durch einen Pfeil C in Fig. 1 gezeigt ist. Wenn andererseits das Anlegen einer Spannung basierend auf dem Sauerstoffpumpsignal VP in die entgegengesetzte Richtung durchgeführt wird, fließen Sauer stoffionen von der Diffusionsgaszelle 5 durch den oberen Teil 2A zu der Außenseite des Sensorgehäuses 2, wie durch einen Pfeil D in Fig. 1 gezeigt ist. In diesem Fall wird die Menge von Sauerstoffionen, die sich durch den oberen Teil 2A bewegen, gemäß einem Unterschied des Sauerstoffgehalts zwi schen der Diffusionsgaszelle 5 und der Luftzelle 7 bestimmt. Ein Pumpstrom IP, der proportional zu der obigen Menge ist, wird zu den Elektronen 13, 14 geliefert.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ändert sich ein A/F-Verhältnis- Signal VOUT unter Verwendung des Sauerstoffpumpsignals VP und des Pumpstroms IP, das von der Signalausgabe-Verarbei tungsschaltung 18 abgeleitet wird, kontinuierlich mit dem A/F-Verhältnis der Ansaugluft oder dem Sauerstoffgehalt in der Diffusionsgaszelle 5. Wenn das A/F-Verhältnis in der Nä he des theoretischen A/F-Verhältnisses ist, entspricht das A/F-Verhältnis-Signal VOUT einer vorbestimmten Spannung V1 mittleren Pegels. In diesem Fall ist die Spannung V1 mitt leren Pegels auf einen bestimmten Spannungswert von bei spielsweise 1,5 bis 2,5 V eingestellt.

Wie in Fig. 4 gezeigt ist, wird die IP-Zelle 12 durch Er hitzen derselben auf eine Temperatur von beispielsweise 550°C durch die Heizeinrichtung 16 aktiviert, wie durch eine Kennlinie 15 gezeigt ist. Spezieller wird, wenn die IP-Zelle 12 noch nicht aktiviert ist, das A/F-Verhältnis-Signal VOUT als eine bestimmte Spannung, beispielsweise 1,5 oder 2,5 V geliefert, die im wesentlichen gleich der Spannung V1 mitt leren Pegels ist, ungeachtet des Sauerstoffgehalts in der Diffusionsgaszelle 5. Andererseits ist, wenn die IP-Zelle 12 aktiviert ist, das A/F-Verhältnis-Signal VOUT gemäß dem Sau erstoffgehalt in dem Abgas in eine Fett-Tendenz-Seiten-Kenn linie 15A und eine Mager-Tendenz-Seiten-Kennlinie 15B verga belt.

Die Elektrode 14 der IP-Zelle 12 und die Elektrode 9 der Vo-Zelle 8 liegen einander durch das obere Teil 2A, die Vo- Zelle 2B und das mittlere Teil 2C des Sensorgehäuses 2 ge genüber. Folglich wird gemäß einer Differenz des Sauerstoff gehalts zwischen dem Abgas außerhalb des Sensorgehäuses 2 und der Luft in der Luftzelle 7 bewirkt, daß sich Sauer stoffionen zwischen den Elektroden 9, 14 bewegen, wie durch einen Pfeil E in Fig. 1 gezeigt ist. Dies erzeugt ein pro visorisches Sauerstoffgehaltsignal Vt, das sich auf im we sentlichen die gleiche Weise ändert wie das Sauerstoffge haltsignal Vo und das zu einer später beschriebenen Signal umschalteinrichtung 19 geliefert wird.

Die Heizeinrichtung 16 ist in dem unteren Teil 2D durch eine Isolationsschicht 17 angeordnet und besteht aus einem metal lischen Material, wie z. B. Platin. Die Heizeinrichtung 16 dient dazu, die Vo-Zelle 8 und die IP-Zelle 12 durch einen Betrieb einer später genannten elektronischen Steuereinheit (ECU) 20 elektrisch zu heizen.

Die Signalausgabe-Verarbeitungsschaltung 18 oder die A/F- Verhältnis-Ausgabeeinrichtung ist mit den Elektroden 9, 10, 13, 14 verbunden und liefert das Sauerstoffpumpsignal VP, das eine Anlagerichtung (Polarität) und einen Wert der Span nung gemäß dem Sauerstoffgehaltsignal Vo, das von der Vo- Zelle 8 abgeleitet wird, anzeigt. Eine Anlagerichtung und ein Wert der Spannung des Sauerstoffpumpsignals VP werden durch die Signalausgabe-Verarbeitungsschaltung 18 derart ge steuert, daß das Sauerstoffgehaltsignal Vö sich der Spannung VM mittleren Pegels nähert, d. h. daß bewirkt wird, daß sich Sauerstoffionen in eine der Richtungen, die durch die Pfeile C, D in Fig. 1 gezeigt sind, bewegen, was eine Differenz des Sauerstoffgehalts zwischen der Diffusionsgaszelle 5 und der Luftzelle 7 kompensieren kann.

Unter Verwendung des Sauerstoffpumpsignals VP und des Pump stroms IP aufgrund der Bewegung der Sauerstoffionen bestimmt die Signalausgabe-Verarbeitungsschaltung 18 den Sauerstoff gehalt in der Diffusionsgaszelle 5, welcher als das A/F-Ver hältnis-Signal VOUT geliefert wird, das sich kontinuierlich mit dem A/F-Verhältnis der Ansaugluft ändert, wie in Fig. 3 gezeigt ist.

Der Signalumschalter 19, oder die Signalumschalteinrichtung, besitzt eine Eingangsseite, mit der die Signalausgabe-Ver arbeitungsschaltung 18 und die Elektroden 9, 14 parallel verbunden sind. Der Signalumschalter 19 wird durch ein Um schaltsignal K1 geschaltet, das von der ECU 20 abgeleitet wird, um der ECU 20 auf eine geschaltete Weise entweder das A/F-Verhältnis-Signal VOUT, das von der Signalausgabe-Ver arbeitungsschaltung 18 abgeleitet wird, oder das proviso rische Sauerstoffgehaltsignal Vt, das von den Elektroden 9, 14 abgeleitet wird, zu liefern.

Die ECU 20, oder Umschaltsteuereinrichtung, ist mit dem Si gnalumschalter 19 verbunden und umfaßt ein Speicherteil 20A, das aus einem ROM, einem RAM, usw., besteht und vorher ge speicherte Informationen aufweist, wie z. B. später genannte Programme für eine Aktivierungsbestimmungsverarbeitung und eine A/F-Verhältnis-Steuerung und Datenwerte, wie z. B. Aus wertungswerte SH, SL, Spannungen VM, V1 mittlerer Pegel und eine Zeit To.

Auf einen Motorstart hin führt die ECU 20 beispielsweise un ter Verwendung des provisorischen Sauerstoffgehaltsignals Vt, das von dem Signalumschalter 19 abgeleitet wird, eine Aktivierungsbestimmungsverarbeitung für die Vo-Zelle 8 durch, wie nachfolgend beschrieben wird. Bis die vorbestimm te Zeit To von beispielsweise 4 bis 5 Sekunden vergangen ist, nachdem die Vo-Zelle 8 durch die Heizeinrichtung 16 ak tiviert ist, führt die ECU 20 eine A/F-Verhältnis-Steuerung der Ansaugluft unter Verwendung des provisorischen Sauer stoffgehaltsignals Vt durch.

Wenn die vorbestimmte Zeit To von beispielsweise 4 bis 5 Se kunden nach der Aktivierung der Vo-Zelle 8 verstrichen ist, bestimmt die ECU 20, daß die IP-Zelle 12 ebenfalls aktiviert ist, und liefert das Umschaltsignal K1 zu dem Signalumschal ter 19, was ermöglicht, daß die ECU 20 die A/F-Verhältnis- Steuerung unter Verwendung des A/F-Verhältnis-Signals VOUT durchführt.

Bezugnehmend auf Fig. 5 wird nun der Betrieb des ersten Aus führungsbeispiels der A/F-Verhältnis-Erfassungsanordnung be schrieben.

In einem Schritt S wird, wenn die ECU 20 eingeschaltet ist, der Signalumschalter 19 initialisiert, so daß das proviso rische Sauerstoffgehaltsignal Vt, das von den Elektroden 9, 14 abgeleitet wird, zu der ECU 20 geliefert wird. In einem Schritt S2 wird die Leistungsversorgung für die Heizeinrich tung 16 begonnen.

In einem Schritt S3 wird das provisorische Sauerstoffgehalt signal Vt von dem Signalumschalter 19 gelesen. In einem Schritt S4 wird bestimmt, ob die Vo-Zelle 8 durch das Heizen der Heizeinrichtung 16 aktiviert ist oder nicht. Bei dieser Aktivierungsbestimmungsverarbeitung wird, wenn das proviso rische Sauerstoffgehaltsignal Vt, das eine Temperaturcharak teristik besitzt, die im wesentlichen identisch zu der des Sauerstoffgehaltsignals Vo ist, das in Fig. 4 gezeigt ist, den Fett-Seiten-Auswertungswert SH überschreitet, oder das selbe unter den Mager-Seiten-Auswertungswert SL fällt, nach dem es ihn einmal überschritten hat, bestimmt, daß die Vo- Zelle 8 durch einen Temperaturanstieg aktiviert wird. An dernfalls wird bestimmt, daß die Vo-Zelle 8 noch nicht akti viert ist.

Wenn die Antwort in dem Schritt S4 Nein lautet, springt die Steuerung zu dem Schritt S3, um auf eine Aktivierung der Vo-Zelle 8 zu warten. Da sowohl die Vo-Zelle als auch die IP-Zelle 12 noch nicht aktiviert sind, befinden sich in die sem Fall das provisorische Sauerstoffgehaltsignal Vt und das A/F-Verhältnis-Signal VOUT in dem Ausgangszustand, der durch einen Temperaturbereich (I) in Fig. 4 gegeben ist. Es ist somit klar, daß eine A/F-Verhältnis-Steuerung in dem Tempe raturbereich (I) nicht möglich ist.

Wenn die Antwort in dem Schritt S4 Ja lautet, d. h. es wird bestimmt, daß die Vo-Zelle 8 aktiviert ist, springt die Steuerung andererseits zu einem Schritt S5, in dem das pro visorische Sauerstoffgehaltsignal Vt gelesen wird. In diesem Fall sind das provisorische Sauerstoffgehaltsignal Vt und das A/F-Verhältnis-Signal VOUT in dem Ausgangszustand, der durch einen Temperaturbereich (II) in Fig. 4 gegeben ist.

In einem Schritt S6 wird eine A/F-Verhältnissteuerung unter Verwendung des provisorischen Sauerstoffgehaltsignals Vt durchgeführt. Spezifisch wird bei der A/F-Verhältnis-Steue rung das provisorische Sauerstoffgehaltsignal Vt beispiels weise mit der Spannung VM mittleren Pegels verglichen. Wenn das A/F-Verhältnis der Ansaugluft eine Fett-Tendenz zeigt, wird die Kraftstoffeinspritzmenge korrigiert, um abzunehmen, wohingegen, wenn das A/F-Verhältnis eine Mager-Tendenz zeigt, die Kraftstoffeinspritzmenge korrigiert wird, um zu zunehmen. Somit wird das A/F-Verhältnis während eines Leer laufbetriebs beispielsweise auf einem Wert gehalten, der in der Nähe des theoretischen A/F-Verhältnisses ist.

In einem Schritt S7 wird bestimmt, ob die vorbestimmte Zeit To von beispielsweise 4 bis 5 Sekunden nach der Aktivierung der Vo-Zelle 8 verstrichen ist oder nicht. Wenn die Antwort in dem Schritt S7 Nein lautet, d. h. es wird bestimmt, daß die IP-Zelle 12 noch nicht aktiviert ist, wird die A/F-Ver hältnis-Steuerung kontinuierlich in den Schritten S5, S6 unter Verwendung des provisorischen Sauerstoffgehaltsignals Vt durchgeführt.

Wenn andererseits die Antwort in dem Schritt S7 Ja lautet, d. h. es wird bestimmt, daß die IP-Zelle 12 durch das Heizen der Heizeinrichtung 16 aktiviert wurde, springt die Steue rung zu einem Schritt S8, in dem das Umschaltsignal K1 zu dem Signalumschalter 19 geliefert wird. Zu diesem Zeitpunkt sind sowohl die Vo-Zelle 8 als auch die IP-Zelle 12 akti viert, so daß das provisorische Sauerstoffgehaltsignal Vt und das A/F-Verhältnis-Signal VOUT in dem Ausgangszustand sind, der durch einen Temperaturbereich (III) in Fig. 4 ge geben ist.

Dies ermöglicht, daß die ECU 20 das A/F-Verhältnis-Signal VOUT von der Signalausgabe-Verarbeitungsschaltung 18 durch den Signalumschalter 19 empfängt. Folglich wird in einem Schritt S9 das A/F-Verhältnissignal VOUT gelesen, und in ei nem nachfolgenden Schritt S10 wird die A/F-Verhältnis-Steue rung unter Verwendung des A/F-Verhältnis-Signals VOUT durch geführt. In einem Schritt S11 wird die A/F-Verhältnis-Steue rung wiederholt durchgeführt, bis der Steuerfluß der ECU 20 beispielsweise durch ein Abschalten beendet wird. Wenn der Steuerfluß beendet wird, springt die Steuerung zu einem Schritt S12, in dem die Leistungsversorgung zu der Heizein richtung 16 beendet wird, woraufhin die Steuerung mit einem Schritt S13 fortsetzt, um zu einem Ende zu kommen.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel umfaßt die A/F-Verhält nis-Erfassungsanordnung den A/F-Verhältnis-Sensor 1, die Si gnalausgabe-Verarbeitungsschaltung 18, den Signalumschalter 19 und die ECU 20, so daß beispielsweise auf einen Motor start hin, wobei die Vo-Zelle 8 und die IP-Zelle 12 durch die Heizeinrichtung 16 beheizt werden, durch die ECU 20 un ter Verwendung des provisorischen Sauerstoffgehaltsignals Vt, das im wesentlichen identisch zu dem Sauerstoffgehalt signal Vo ist, bestimmt werden kann, ob die Vo-Zelle 8 akti viert ist oder nicht.

Wenn bestimmt wird, daß die Vo-Zelle 8 aktiviert ist, kann die A/S-Verhältnis-Steuerung unter Verwendung des provisori schen Sauerstoffgehaltsignals Vt beispielsweise in dem Tem peraturbereich (II) in Fig. 4 begonnen werden. Wenn überdies die vorbestimmte Zeit To von beispielsweise 4 bis 5 Sekunden nach dem Beginn der A/F-Verhältnis-Steuerung unter Verwen dung des provisorischen Sauerstoffgehaltsignals Vt verstri chen ist, kann bestimmt werden, daß die IP-Zelle 12 in den Temperaturbereich (III) in Fig. 4 kommt und bereits akti viert ist. Dies ermöglicht, daß die A/F-Verhältnis-Steuerung unter Verwendung des A/F-Verhältnis-Signals begonnen wird.

Gemäß dem Stand der Technik konnte während einer Zeitperiode von dem Beginn des Heizens durch die Heizeinrichtung 16 an bis zu dem Eintritt in den Temperaturbereich (III) in Fig. 4, beispielsweise etwa 18 bis 20 Sekunden, keine A/F-Ver hältnis-Steuerung durchgeführt werden. Andererseits wurde bei dem ersten Ausführungsbeispiel bestätigt, daß nur eine kurze Wartezeit von beispielsweise 6 bis 7 Sekunden vom Be ginn des Heizens an bis zu dem Eintritt in den Temperatur bereich (II) in Fig. 4 benötigt wird, was einen frühzeitigen Beginn der A/F-Verhältnis-Steuerung auf einen Motorstart, usw., hin ermöglicht.

Überdies werden, wenn die IP-Zelle 12 noch nicht aktiviert ist, eine Aktivierungsbestimmung der Vo-Zelle 8 und eine A/F-Verhältnis-Steuerung unter Verwendung des provisorischen Sauerstoffgehaltsignals Vt durchgeführt, das von den Elek troden 9, 14 abgeleitet wird. Folglich kann eine Differenz des Sauerstoffgehalts zwischen dem Abgas außerhalb des Sen sorgehäuses 2 und der Luft in der Luftzelle 7 direkt als das provisorische Sauerstoffgehaltsignal Vt erfaßt werden, ohne sich auf das Abgas, das durch die Diffusionsschicht 6 in die Diffusionsgaszelle 5 fließt, zu stützen, was ein besseres Ansprechverhalten dieser Erfassung zur Folge hat.

Speziell wenn die Vo-Zelle 8 noch nicht aktiviert ist, neigt das Ansprechverhalten des Sauerstoffgehaltsignals Vo dazu, sich bezüglich einer Änderung des Sauerstoffgehalts in der Diffusionsgaszelle 5 aufgrund einer Zeitverzögerung, die er zeugt wird, wenn das Abgas durch die Diffusionsschicht 6 ge langt, zu senken. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel kann, wenn die Vo-Zelle 8 noch nicht aktiviert ist, eine Aktivie rungsbestimmung der Vo-Zelle 8 unter Verwendung des proviso rischen Sauerstoffgehaltsignals Vt durchgeführt werden. Dies ermöglicht eine genaue A/F-Verhältnis-Steuerung in dem Tem peraturbereich (II) in Fig. 4.

Daher kann bei dem ersten Ausführungsbeispiel eine Erfassung des A/F-Verhältnisses frühzeitig auf einen Motorstart, usw., hin begonnen werden, was nicht nur zu einer stabilen A/F- Verhältnis-Steuerung beiträgt, sondern ferner zu einer Ver besserung des Abgasreinigungsverhaltens und der Vorrich tungszuverlässigkeit.

Die Fig. 6 bis 8 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel sind die gleichen Bezugszeichen für Merkmale verwendet, die gleich denen des ersten Ausführungsbeispiels, wie es in den Fig. 1 bis 5 gezeigt ist, sind, wobei auf eine redundante Beschreibung verzichtet wird. Die Merkmale des zweiten Aus führungsbeispiels bestehen darin, daß das A/F-Verhältnis-Si gnal, das von dem Sauerstoffpumpteil abgeleitet wird, ver stärkt wird, wobei mit demselben eine Aktivierungsbestimmung des Sauerstoffpumpteils durchgeführt wird.

Eine Signalausgabe-Verarbeitungsschaltung 31 einer A/F-Ver hältnis-Ausgabeeinrichtung ist mit einem A/F-Verhältnis-Sen sor 1 verbunden und dient dazu, das A/F-Verhältnis-Signal VOUT gemäß dem Sauerstoffgehalt in der Diffusionsgaszelle 5, der durch den A/F-Verhältnis-Sensor 1 erfaßt wird, auf im wesentlichen die gleiche Weise wie die Signalausgabe-Verar beitungsschaltung 18 bei dem ersten Ausführungsbeispiel zu liefern.

Wie in Fig. 7 gezeigt ist, ist die IP-Zelle 12 während einer Zeitperiode von einem Beginn des Heizens durch die Heizein richtung 16 zu einem Zeitpunkt t1 in Fig. 7 von beispiels weise etwa 4 Sekunden noch nicht aktiviert. In dem nichtak tivierten Zustand der IP-Zelle 12 wird somit das A/F-Ver hältnis-Signal VOUT, das von der Signalausgabe-Verarbei tungsschaltung 31 abgeleitet wird, auf einem Spannungswert gehalten, der im wesentlichen gleich der Spannung V1 mittle ren Pegels, beispielsweise etwa 1,5 oder 2,5 V, ist.

Die Aktivierung der IP-Zelle 12 beginnt, wenn eine Zeit t2 von beispielsweise etwa 5 Sekunden nach dem Anfang des Hei zens verstrichen ist. Dies bewirkt, daß das A/F-Verhältnis- Signal VOUT leicht auf eine Änderung des A/F-Verhältnisses des Abgases, usw., anspricht. Wenn die Spannung V1 mittleren Pegels auf etwa 1,5 Volt eingestellt ist, ändert sich das A/F-Verhältnis-Signal VOUT in einen kleinen Bereich von 1,225 bis 1,725 V bezüglich der Spannung V1.

Die Aktivierung der IP-Zelle 12 ist abgeschlossen, wenn eine Zeit t3 von etwa 10 Sekunden nach dem Beginn des Heizens verstrichen ist. Das A/F-Verhältnis-Signal VOUT wird stabil in einen Fett-Tendenz-Seiten-Ausgangswert und einen Mager- Tendenz-Seiten-Ausgangswert gemäß dem Sauerstoffgehalt in dem Abgas aufgegabelt.

Ein Signalverstärker 32 als eine Signalverstärkungseinrich tung ist auf der Ausgangsseite mit der Signalausgabe-Verar beitungsschaltung 31 verbunden und dient dazu, das A/F-Ver hältnis-Signal VOUT zu verstärken, um unter Verwendung des folgenden Ausdrucks ein verstärktes A/F-Verhältnis-Signal Va zu erhalten:

Va = - α × VOUT + β (1)

wobei α ein vorbestimmter Verstärkungsfaktor ist und β eine festgelegte Offsetspannung von beispielsweise 3,45 V ist.

Der Verstärkungsfaktor α wird bestimmt, um sich in einem re lativ großen Änderungsbereich ΔV von etwa 1 V zu ändern, wenn sich das A/F-Verhältnis-Signal VOUT in einem Bereich von beispielsweise 1,225 bis 1,725 V ändert. Die Offsetspan nung β dient dazu, eine Signalspannung zu verschieben, um einen mittleren Wert von etwa 400 bis 500 mV, vorzugsweise etwa 450 mV, aufzuweisen, wenn sich das verstärkte A/F-Ver hältnis-Signal Va in einem Bereich von etwa 1 V ändert.

Wenn die Offsetspannung β auf 3,45 V eingestellt ist, ändert sich bezugnehmend auf Fig. 8 das verstärkte A/F-Verhältnis- Signal Va in im wesentlichen dem gleichen Bereich wie das Sauerstoffgehaltsignal Vo der Vo-Zelle 8 oder das proviso rische Sauerstoffgehaltsignal Vt bei dem ersten Ausführungs beispiel gemäß den Zuständen des Abgases. Folglich kann eine Aktivierungsbestimmung der IP-Zelle 12 durchgeführt werden, wie nachfolgend beschrieben wird, indem im wesentlichen die gleichen Auswertungswerte SH', SL' als die Auswertungswerte SH, SL verwendet werden.

Speziell wenn sich das A/F-Verhältnis-Signal VOUT in einem Bereich von etwa 1,225 bis 1,725 V ändert, wird durch ein Einsetzen des Verstärkungsfaktors α = 2 und der Offsetspan nung β = 3,45 V in dem Ausdruck (I) das verstärkte A/F-Ver hältnis-Signal Va erhalten, das sich in einem Bereich von etwa 0 bis 1 V (Schwankungsbreite ΔV = 1 V) bezüglich einer vorbestimmten Spannung V2 mittleren Pegels von beispiels weise 400 bis 500 mV, vorzugsweise etwa 450 mV, ändert.

Ein Signalumschalter 33, oder eine Signalumschalteinrich tung, ist mit der Signalausgabe-Verarbeitungsschaltung 31 und dem Signalverstärker 32 auf der Ausgangsseite verbunden. Der Signalumschalter 33 wird durch ein Umschaltsignal K2 um geschaltet, das von einer später genannten elektronischen Steuereinheit (ECU) 34 abgeleitet wird, um der ECU 34 auf eine geschaltete Art und Weise entweder das A/F-Verhältnis- Signal VOUT, das von der Signalausgabe-Verarbeitungsschal tung 31 abgeleitet wird, oder das verstärkte A/F-Verhält nis-Signal Va, das von dem Signalverstärker 32 abgeleitet wird, zu liefern.

Die ECU 34, oder Umschaltsteuereinrichtung, umfaßt ein Spei cherteil 34a, das vorher gespeicherte Informationen, wie z. B. vorher genannte Datenwerte, wie z. B. die Auswertungs werte SH', SL', und Programme zur Aktivierung einer Bestim mungsverarbeitung, usw., aufweist.

Auf einen Motorstart hin betätigt beispielsweise die ECU 20 die Heizeinrichtung 16, um die Vo-Zelle 8 und die IP-Zelle 12 zu heizen, und führt eine Aktivierungsbestimmungsverar beitung für IP-Zelle 12 unter Verwendung des verstärkten A/F-Verhältnis-Signals Va, das von dem Signalumschalter 33 abgeleitet wird, durch. Wenn die Aktivierung der IP-Zelle 12 zu dem Zeitpunkt t1 in Fig. 7 beginnt und wenn sich das A/F-Verhältnis-Signal VOUT in einem kleinen-Bereich von bei spielsweise etwa 1,225 bis 1,725 V ändert, ist das verstärk te A/F-Verhältnis-Signal Va durch eine Kennlinie in Fig. 8 gegeben, wobei verstärkte Werte mit einer großen Schwan kungsbreite ΔV von etwa 1 V erhalten werden.

Daher vergleicht die ECU 34 das verstärkte A/F-Verhältnis- Signal Va mit den vorbestimmten Auswertungswerten SH', SL'. Wenn ein Fett-Seiten-Ausgangswert des verstärkten A/F-Ver hältnis-Signals Va den Auswertungswert SH' überschreitet oder ein Mager-Seiten-Ausgangswert desselben unter den Aus wertungswert SL' fällt, wird bestimmt, daß die Aktivierung der IP-Zelle 12 beginnt.

Mit der Bestimmung des Aktivierungsbeginns liefert die ECU 34 das Umschaltsignal K2 zu dem Signalumschalter 33, der da durch umgeschaltet wird, um das A/F-Verhältnis-Signal VOUT zu der ECU 34 zu liefern. Folglich kann unter Verwendung des A/F-Verhältnis-Signals VOUT die ECU 34 eine A/F-Verhält nis-Steuerung beginnen, wenn der Zeitpunkt t2 erreicht wird, der um eine Zeitdifferenz Δt von beispielsweise etwa 5 Se kunden vor dem Zeitpunkt t3, zu dem die Aktivierung der IP- Zelle 12 abgeschlossen ist, liegt.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Spannung V1 mittleren Pegels, die von der Signalausgabe-Verarbeitungs schaltung 31 abgeleitet wird, auf etwa 1,5 V eingestellt, so daß das A/F-Verhältnis-Signal VOUT in einem Bereich von etwa 1,225 bis 1,725 V variiert. Alternativ kann die Spannung V1 mittleren Pegels nach Bedarf auf etwa 2,5 V eingestellt sein. In diesem Fall variiert das A/F-Verhältnis-Signal VOUT in einem Bereich von etwa 2,225 bis 2,725 V, so daß unter Verwendung der Offsetspannung β = 5,45 V in dem Ausdruck (1) ein verstärktes A/F-Verhältnis-Signal Va erhalten wird, das sich in einem Bereich von 0 bis 1 V bezüglich der Spannung V2 mittleren Pegels ändert, auf im wesentlichen die gleiche Weise wie beim zweiten Ausführungsbeispiel.

Es ist somit klar, daß das zweite Ausführungsbeispiel im we sentlichen die gleiche Wirkung erzeugen kann, wie das erste Ausführungsbeispiel. Speziell kann bei dem zweiten Ausfüh rungsbeispiel unter Verwendung des verstärkten A/F-Verhält nis-Signals Va, das durch das Verstärken des A/F-Verhält nis-Signals VOUT erhalten wird, genau beispielsweise auf ei nen Motorstart hin gemäß dem verstärkten A/F-Verhältnis-Si gnal Va bestimmt werden, ob eine Aktivierung der IP-Zelle 12 beginnt oder nicht. Basierend auf dem Ergebnis der Bestim mung kann ein A/F-Verhältnis-Steuerung unter Verwendung des A/F-Verhältnis-Signals VOUT frühzeitig zu dem Zeitpunkt t2 beginnen, der um die Differenz Δt von beispielsweise etwa 5 Sekunden vor dem bekannten ehemaligen Startzeitpunkt liegt.

Nach dem Bestimmen des Aktivierungsbeginns kann ein Ein gangssignal der ECU 34 durch den Signalumschalter 33 auf das A/F-Verhältnis-Signal VOUT geschaltet werden. Wenn in diesem Zustand eine A/F-Verhältnis-Steuerung durchgeführt wird, kann das A/F-Verhältnis-Signal VOUT einen großen Erfassungs- oder Ausgabe-Bereich und eine geringe Datenmenge besitzen.

Es sei bemerkt, daß bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Schritt S4 in Fig. 5 ein konkretes Beispiel des Aktivie rungsbestimmungs-Teils oder der -Einrichtung zeigt, wobei die Schritte S7, S8 ein konkretes Beispiel des Umschaltsi gnal-Ausgabe-Teils oder der -Einrichtung zeigen.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird entweder das A/F- Verhältnis-Signal VOUT, das von der IP-Zelle 12 abgeleitet wird, oder das provisorische Sauerstoffgehaltsignal Vt, das von den Elektroden 9, 14 abgeleitet wird, auf eine geschal tete Weise durch den Signalumschalter 19 geliefert. Alter nativ kann die Struktur geändert werden, wie in Fig. 9 ge zeigt ist.

Speziell wird bei dieser Variante, wie in Fig. 9 gezeigt ist, anstelle des provisorischen Sauerstoffgehaltsignals Vt, das von den Elektroden 9, 14 abgeleitet wird, das Sauer stoffgehaltsignal Vo, das von den Elektroden 9, 10 abgelei tet wird, zu einem Signalumschalter 19' geliefert, wobei entweder das Sauerstoffgehaltsignal Vo oder das A/F-Verhält nis-Signal VOUT durch den Signalumschalter 19' zu der ECU 20 geliefert werden. Bei dieser Variante wird bei dem Steuer fluß der ECU 20, wie in Fig. 5 gezeigt ist, in Schritten S3', S5' anstelle der Schritte S3, S5 das Sauerstoffgehalt signal Vo gelesen, wobei in einem Schritt S6' anstelle des Schritts 56, eine A/F-Verhältnis-Steuerung unter Verwendung des Sauerstoffgehaltsignals Vo durchgeführt wird.

Obwohl die vorliegende Erfindung bezüglich bevorzugter Aus führungsbeispiele beschrieben wurde, sei bemerkt, daß die vorliegende Erfindung nicht auf dieselben begrenzt ist und daß verschiedene Änderungen und Modifikationen durchgeführt werden können, ohne vom Schutzbereich der vorliegenden Er findung abzuweichen.

Beispielsweise sind bei den obigen Ausführungsbeispielen die Signalumschalter 19, 33, der Signalverstärker 32, usw., außerhalb der ECU 20, 34 angeordnet. Alternativ kann das A/F-Verhältnissignal VOUT, das von der Signalausgabe-Verar beitungsschaltung 18, 31 abgeleitet wird, das provisorische Sauerstoffgehaltsignal Vt, das von den Elektroden 9, 14 ab geleitet wird, usw., direkt zu der ECU 20, 34 geliefert wer den, falls die ECU 20, 34 auf eine Software-Weise ein Um schalten zwischen dem A/F-Verhältnis-Signal VOUT und dem provisorischen Sauerstoffgehaltsignal Vt, eine Verstärkung des A/F-Verhältnis-Signals VOUT, usw., durchführt.

Claims

1. Anordnung zum Erfassen eines Luft/Kraftstoff-Verhält nisses, mit folgenden Merkmalen:
einem Sensorgehäuse (2) mit einer Luftzelle (7) und ei ner Gaszelle (5), in die Abgas fließt;
einer ersten, einer zweiten, einer dritten und einer vierten Elektrode (9, 10, 13, 14), die in der Luftzelle (7), der Gaszelle (5), der Gaszelle (5) bzw. außerhalb angeordnet sind;
einem Sauerstoffsensorteil (8), das mit dem Sensorge häuse (2) angeordnet ist, wobei das Sauerstoffsensor teil (8) ein Sauerstoffgehaltsignal (Vo) durch die er ste und die zweite Elektrode (9, 10) liefert, das eine Differenz des Sauerstoffgehalts zwischen der Luftzelle (7) und der Gaszelle (5) anzeigt;
einem Sauerstoffpumpteil (12), das mit dem Sensorge häuse (2) angeordnet ist, wobei das Sauerstoffpumpteil (12) gemäß einem Sauerstoffpumpsignal (VP), das zwi schen der dritten und der vierten Elektroden (13, 14) empfangen wird, Sauerstoffionen treibt, um durch das Sensorgehäuse (2) in und aus der Gaszelle (5) zu fließen;
einer Heizeinrichtung (16), die mit dem Sensorgehäuse (2) angeordnet ist, wobei die Heizeinrichtung (16) das Sauerstoffsensorteil (8) und das Sauerstoffpumpteil (12) heizt;
einer Verarbeitungsschaltung (18), die das Sauerstoff pumpsignal (VP) gemäß dem Sauerstoffgehaltsignal (Vo) zu der dritten und der vierten Elektrode (13, 14) und ein Luft/Kraftstoff-Verhältnissignal (VOUT), das einen Sauerstoffgehalt in der Gaszelle (5) anzeigt, gemäß ei ner Menge von elektrischer Leistung, die durch das Sau erstoffpumpsignal (VP) zu der dritten und der vierten Elektrode (13, 14) geliefert wird, liefert;
einer Signalumschaltschaltung (19), die auf eine ge schaltete Weise entweder das Luft/Kraftstoff-Verhält nis-Signal (VOUT) oder entweder das Sauerstoffgehaltsi gnal (Vo) oder ein provisorisches Sauerstoffgehaltsi gnal (Vt), das von der ersten und der vierten Elektrode (9, 14) abgeleitet wird, liefert; und
einer elektronischen Steuereinheit (ECU 20), die auf eine Bestimmung einer Aktivierung des Sauerstoffpump teils (12) gemäß entweder dem Sauerstoffgehaltsignal (Vo) oder dem provisorischen Sauerstoffgehaltsignal (Vt) hin ein Umschaltsignal (K1) zu der Signalumschalt schaltung (19) zum Liefern des Luft/Kraftstoff-Verhält nis-Signals (VOUT) liefert.

2. Anordnung nach Anspruch 1, bei der die elektronische Steuereinheit (20) ein Aktivierungsbestimmungsteil zum Sicherstellen der Bestimmung einer Aktivierung gemäß entweder dem Sauerstoffgehaltsignal (Vo) oder dem pro visorischen Sauerstoffgehaltsignal (Vt) und ein Um schaltsignal-Ausgabeteil zum Ausgeben des Umschaltsi gnals (K1) zu der Signalumschaltschaltung (19), nachdem eine vorbestimmte Zeit nach der Bestimmung der Aktivie rung verstrichen ist, aufweist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, bei der das Aktivierungsbe stimmungsteil die Bestimmung einer Aktivierung sicher stellt, wenn entweder das Sauerstoffgehaltsignal (Vo) oder das provisorische Sauerstoffgehaltsignal (Vt) ei nen vorbestimmten Fett-Seiten-Schwellenwert übersteigt.

4. Anordnung nach Anspruch 3, bei dem das Aktivierungsbe stimmungsteil die Bestimmung einer Aktivierung sicher stellt, wenn entweder das Sauerstoffgehaltsignal (Vo) oder das provisorische Sauerstoffgehaltsignal (Vt) nach dem einmaligen Überschreiten des Fett-Seiten-Schwellen werts unter den vorbestimmten Fett-Seiten-Schwellenwert abfällt.

5. Anordnung zum Erfassen eines Luft/Kraftstoff-Verhält nisses, mit folgenden Merkmalen:
einem Sensorgehäuse (2) mit einer Luftzelle (7) und ei ner Gaszelle (5), in die Abgas fließt;
einer ersten, einer zweiten, einer dritten und einer vierten Elektrode (9, 10, 13, 14), die in der Luftzelle (7), der Gaszelle (5), der Gaszelle (5) bzw. außerhalb angeordnet sind;
einem Sauerstoffsensorteil (8), das mit dem Sensorge häuse (2) angeordnet ist, wobei das Sauerstoffsensor teil (8) ein Sauerstoffgehaltsignal (Vo) durch die er ste und die zweite Elektrode (9, 10) liefert, das eine Differenz des Sauerstoffgehalts zwischen der Luftzelle (7) und der Gaszelle (5) anzeigt;
einem Sauerstoffpumpteil (12), das mit dem Sensorge häuse (2) angeordnet ist, wobei das Sauerstoffpumpteil (12) gemäß einem Sauerstoffpumpsignal (VP), das zwi schen der dritten und der vierten Elektrode (13, 14) empfangen wird, Sauerstoffionen treibt, um durch das Sensorgehäuse (2) in und aus der Gaszelle (5) zu fließen;
einer Heizeinrichtung (16), die mit dem Sensorgehäuse (2) angeordnet ist, wobei die Heizeinrichtung (16) das Sauerstoffsensorteil (8) und das Sauerstoffpumpteil (12) heizt;
einer Verarbeitungsschaltung (18), die das Sauerstoff pumpsignal (VP) gemäß dem Sauerstoffgehaltsignal (Vo) zu der dritten und der vierten Elektrode (13, 14) und ein Luft/Kraftstoff-Verhältnissignal (VOUT) liefert, das gemäß einer Menge von elektrischer Leistung, die durch das Sauerstoffpumpsignal (VP) zu der dritten und der vierten Elektrode (13, 14) geliefert wird, einen Sauerstoffgehalt in der Gaszelle (5) anzeigt;
einer Signalverstärkerschaltung (32), die das Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Signal (VOUT) verstärkt, um ein verstärktes Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Signal (Va) zu liefern;
einer Signalumschaltschaltung (33), die auf eine ge schaltete Weise entweder das Luft/Kraftstoff-Verhält nis-Signal (VOUT) oder das verstärkte Luft/Kraftstoff- Verhältnis-Signal (Va) liefert; und
einer elektronischen Steuereinheit (34), die auf eine Bestimmung einer Aktivierung des Sauerstoffpumpteils (12) gemäß dem verstärkten Luft/Kraftstoff-Verhältnis- Signal (Va) hin ein Umschaltsignal (K2) zu der Signal umschaltschaltung (33) zum Liefern des Luft/Kraft stoff-Verhältnissignals (VOUT) liefert.

6. Anordnung nach Anspruch 5, bei der die elektronische Steuereinheit (34) die Bestimmung einer Aktivierung sicherstellt, wenn das verstärkte Luft/Kraftstoff-Ver hältnis-Signal (Va) einen vorbestimmten Fett-Seiten- Schwellenwert übersteigt.

7. Anordnung nach Anspruch 6, bei der die elektronische Steuereinheit (34) die Bestimmung einer Aktivierung sicherstellt, wenn das verstärkte Luft/Kraftstoff-Ver hältnis-Signal (Va) unter den vorbestimmten Fett-Sei ten-Schwellenwert fällt.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei der die Signalverstärkerschaltung (32) das Luft/Kraftstoff-Ver hältnis-Signal (VOUT) mit einem vorbestimmten Verstär kungsfaktor multipliziert, woraufhin ein vorbestimmter Offsetspannungswert addiert wird, um das verstärkte Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Signal (Va) zu erhalten.

9. Anordnung zum Erfassen eines Luft/Kraftstoff-Verhält nisses, mit folgenden Merkmalen:
einem Sensorgehäuse (2) mit einer Luftzelle (7) und ei ner Gaszelle (5), in die Abgas fließt;
einer ersten, einer zweiten, einer dritten und einer vierten Elektrode (9, 10, 13, 14), die in der Luftzelle (7), der Gaszelle (5), der Gaszelle (5) bzw. außerhalb angeordnet sind;
einem Sauerstoffsensorteil (8), das mit dem Sensorge häuse (2) angeordnet ist, wobei das Sauerstoffsensor teil (8) ein Sauerstoffgehaltsignal (Vo) durch die er ste und die zweite Elektrode (9, 10) liefert, das eine Differenz des Sauerstoffgehalts zwischen der Luftzelle (7) und der Gaszelle (5) anzeigt;
einem Sauerstoffpumpteil (12), das mit dem Sensorgehäu se (2) angeordnet ist, wobei das Sauerstoffpumpteil (12) gemäß einem Sauerstoffpumpsignal (VP), das zwi schen der dritten und der vierten Elektrode empfangen wird, Sauerstoffionen treibt, um durch das Sensorgehäu se (2) in und aus der Gaszelle (5) zu fließen;
einer Heizeinrichtung (16), die mit dem Sensorgehäuse (2) angeordnet ist, wobei die Heizeinrichtung (16) das Sauerstoffsensorteil (8) und das Sauerstoffpumpteil (12) heizt;
einer Einrichtung (18) zum Liefern des Sauerstoffpump signals (12) gemäß dem Sauerstoffgehaltsignal (Vo) zu der dritten und der vierten Elektrode (13, 14) und zum Liefern eines Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Signals (VOUT), das einen Sauerstoffgehalt in der Gaszelle (5) anzeigt, gemäß einer Menge von elektrischer Leistung, die durch das Sauerstoffpumpsignal (VP) zu der dritten und der vierten Elektrode (13, 14) geliefert wird;
einer Einrichtung zum Liefern entweder des Luft/Kraft stoff-Verhältnissignals VOUT oder entweder des Sauer stoffgehaltsignals (Vo) oder eines provisorischen Sauerstoffgehaltsignals (Vt), das von der ersten und der vierten Elektrode (9, 14) abgeleitet wird, auf eine geschaltete Weise; und
einer Einrichtung (20) zum Liefern eines Umschaltsi gnals (K1) zu der Signalumschaltschaltung (19) zum Lie fern des Luft/Kraftstoff-Verhältnissignals (VOUT) auf eine Bestimmung einer Aktivierung des Sauerstoffpump teils (12) gemäß entweder dem Sauerstoffgehaltsignal (Vo) oder dem provisorischen Sauerstoffgehaltsignal (Vt) hin.

10. Anordnung nach Anspruch 9, bei der die Umschaltsignal- Liefereinrichtung (20) ein Aktivierungsbestimmungsteil zum Sicherstellen der Bestimmung der Aktivierung gemäß entweder dem Sauerstoffgehaltsignal (Vo) oder dem pro visorischen Sauerstoffgehaltsignal (Vt) und ein Um schaltsignal-Ausgabeteil zum Ausgeben des Umschaltsi gnals (K1) zu der Signalumschaltschaltung (19) nach ei nem Verstreichen einer vorbestimmten Zeit nach der Be stimmung einer Aktivierung aufweist.

11. Anordnung nach Anspruch 10, bei der das Aktivierungsbe stimmungsteil die Bestimmung einer Aktivierung sicher stellt, wenn entweder das Sauerstoffgehaltsignal (Vo) oder das provisorische Sauerstoffgehaltsignal (Vt) ei nen vorbestimmten Fett-Seiten-Schwellenwert überschrei ten.

12. Anordnung nach Anspruch 11, bei der das Aktivierungsbe stimmungsteil die Bestimmung einer Aktivierung sicher stellt, wenn entweder das Sauerstoffgehaltsignal (Vo) oder das provisorische Sauerstoffgehaltsignal (Vt) un ter den vorbestimmten Fett-Seiten-Schwellenwert fällt, nachdem dem vorbestimmte Fett-Seiten-Schwellenwert ein mal überschritten wurde.

13. Anordnung zum Erfassen eines Luft/Kraftstoff-Verhält nisses, mit folgenden Merkmalen:
einem Sensorgehäuse (2) mit einer Luftzelle (7) und ei ner Gaszelle (5), in die Abgas fließt;
einer ersten, einer zweiten, einer dritten und einer vierten Elektrode (9, 10, 13, 14) in der Luftzelle (7), der Gaszelle (5), der Gaszelle (5) bzw. außerhalb;
einem Sauerstoffsensorteil (8), das mit dem Sensorge häuse (2) angeordnet ist, wobei das Sauerstoffsensor teil (8) ein Sauerstoffgehaltsignal (Vo) durch die er ste und die zweite Elektrode (9, 10) liefert, das eine Differenz des Sauerstoffgehalts zwischen der Luftzelle (7) und der Gaszelle (5) anzeigt;
einem Sauerstoffpumpteil (12), das mit dem Sensorgehäu se (2) angeordnet ist, wobei das Sauerstoffpumpteil (12) gemäß einem Sauerstoffpumpsignal (VP), das zwi schen der dritten und der vierten Elektrode (13, 14) empfangen wird, Sauerstoffionen treibt, um durch das Sensorgehäuse (2) in und aus der Gaszelle (5) zu fließen;
einer Heizeinrichtung (16), die mit dem Sensorgehäuse (2) angeordnet ist, wobei die Heizeinrichtung das Sauerstoffsensorteil (8) und das Sauerstoffpumpteil (12) heizt;
einer Einrichtung (18) zum Liefern des Sauerstoffpump signals gemäß dem Sauerstoffgehaltsignal (Vo) zu der dritten und der vierten Elektrode (13, 14), und zum Liefern eines Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Signals (VOUT), das einen Sauerstoffgehalt in der Gaszelle (5) anzeigt, gemäß einer Menge von elektrischer Leistung, die durch das Sauerstoffpumpsignal (VP) zu der dritten und vierten Elektrode (13, 14) geliefert wird;
einer Einrichtung (32) zum Verstärken des Luft/Kraft stoff-Verhältnis-Signals (VOUT), um ein verstärktes Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Signal (Va) zu liefern;
einer Einrichtung zum Liefern entweder des Luft/Kraft stoff-Verhältnis-Signals (VOUT) oder des verstärkten Luft/Kraftstoff-Verhältnissignals (Va) auf eine ge schaltete Weise; und
einer Einrichtung (37) zum Liefern eines Umschaltsi gnals (K2) zu der Signalumschaltschaltung (33) zum Lie fern des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Signals (VOUT) auf eine Bestimmung einer Aktivierung des Sauerstoffpump teils (12) gemäß dem verstärkten Luft/Kraftstoff-Ver hältnis-Signal hin.

14. Anordnung nach Anspruch 13, bei der die Umschaltsi gnal-Liefereinrichtung (34) die Bestimmung einer Akti vierung sicherstellt, wenn das verstärkte Luft/Kraft stoff-Verhältnis-Signal (Va) einen vorbestimmten Fett- Seiten-Schwellenwert übersteigt.

15. Anordnung nach Anspruch 14, bei der die Umschaltsi gnal-Liefereinrichtung (34) die Bestimmung einer Akti vierung sicherstellt, wenn das verstärkte Luft/Kraft stoff-Verhältnis-Signal (Va) unter den vorbestimmten Fett-Seiten-Schwellenwert fällt.

16. Anordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, bei der die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Signal-Verstärkungsein richtung (32) das Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Signal (VOUT) mit einem vorbestimmten Verstärkungsfaktor mul tipliziert, woraufhin ein vorbestimmten Versatzspan nungswert addiert wird, um das verstärkte Luft/Kraft stoff-Verhältnissignal zu erhalten.