Lambdasondenheizung mit PTC: Ist das ein Regelkreis?

[Karli (Gast)]

Hallo zusammen,

ich grüble gerade über ein Problem nach:
In modernen Autos mit Otto-Motor gibt es eine beheizte Lambdasonde. Bei 
hochmodernen Autos wird die Heizung vom Steuergerät auf konstante 
Temperatur geregelt. Also es wird irgendwie nachgeschaut, wie heiß die 
Lambdasonde ist und dann entsprechende Strom drauf gegeben. Ich vermute, 
man nimmt den temperaturabhängigen Widerstand der Heizwendel zur 
Ermittlung der Lambdasondentemperatur.
Hier haben wir einen richtigen Regelkreis mit Rückkopplung und allem 
drum und dran.

Früher hatten die Lambdasonden eine 'selbstregelnde' Heizung. Die 
Heizwendel hatte PTC-Charakteristik. Wurde die Lambdasonde heiß, stieg 
der Widerstand der Heizwendel und die Stromstärke und damit die 
Heizleistung verringerte sich.

Meine Frage: Kann man das wirklich 'Regelung' nennen? Irgendwie sehe ich 
die Rückkopplung nicht, also wo hinten etwas nachgeschaut wird, damit 
vorne etwas korrigierendes verändert wird.

Wer kann mir das erklären?

Danke und vlg
Karli

[Ötzi (Gast)]

Wenn die Regelstrecke gleichzeitig Stellglied ist,warum nicht? Oder sehe 
ich das falsch? Allerdings ist die "Soll"-Temperatur abhängig von der 
angelegten Spannung

[Martin S. (sirnails)]

Also auch auf die Gefahr hin, etwas falsches zu schreiben: Dass die 
Temperatur der Lambdasonde geregelt wird, wäre mir neu. Dass 
Lambdasonden überhaupt beheizt werden, ist genauso ein Öko-Gedöhns, wie 
Kaltlaufregler und der gleichen.

Soweit ich weiß braucht die Lambdasonde eine Mindesttemperatur, damit 
die chemischen Rekationen am Katalysatorwerkstoff, denn dann 
gleichermaßen auch den Labda-Wert erzeugt, ablaufen kann. Ich meine, es 
sind 400°C minimum. Die Heizung, die verbaut wird, ist eigentlich nur 
ein normaler Kaltleiter wie jede andere Glühlampe auch. Die heizt bis 
auf Betriebstemperatur und gut ist.

Es kann natürlich sein, dass man die Heizung bei hohen Temperaturen 
abschaltet, um die Lebensdauer zu erhöhen, wäre aber im Anbetracht der 
Geldschneiderei für diese Sonden wohl eher kontraproduktiv.

[Alex W.:-) (Gast)]

5€ Produktionskosten!

[Martin S. (sirnails)]

Apropos ich korrigiere mich (hab es jetzt doch nochmal nachgelesen): Es 
ist kein katalytischer Werkstoff und die Arbeitstemperatur ist je nach 
Senortyp mehr oder weniger höher.

[Andreas R. (rebirama)]

Regelung mit PTC ist vom Prinzip ein P-Regler für die Temperatur, 
inclusiv nicht verschwindender Regelabweichung und dem Problem der 
Spannungsabhängigkeit.

Bei PTC-Heizung ist die Temperatur tatsächlich abhängig von der 
Bordnetzspannung, aber immerhin um Welten besser als bei den unbeheizten 
Sprungsonden. Damit ist das Steuergerät lange blind was die Qualität des 
Abgases angeht, bis die Karre mal warm ist. Außerdem wirken sich die 
andauernden Temperaturwechselzyklen (Vollgas - Teillast) nachteilig auf 
die Lebensdauer aus.

Schau dir mal das Datenblatt einer verbreiteten Lambdasonde, wie der 
Bosch LSU4.2 an.

Die Temperatur wird durch Messung des Innenwiderstand der Nernstzelle
 gemessen und mittels des separaten Heizwiderstands auf ca 750°C 
gehalten.

@Alex: Hast du eine Quelle für deine 5€?

Bei ebay gibt's die ja zu Hauf und sie unterscheiden sich nur in Stecker 
und Kabellänge. Beim Anpassen muss man nur aufpassen, dass die Sonden 
mittels eines Widerstands im Stecker abgeglichen sind.

[Karli (Gast)]

Danke für eure Antworten.

>>Schau dir mal das Datenblatt einer verbreiteten Lambdasonde, wie der
Bosch LSU4.2 an. Die Temperatur wird durch Messung des Innenwiderstand 
der Nernstzelle gemessen und mittels des separaten Heizwiderstands auf 
ca 750°C
gehalten.<<

Das wäre dann wohl eine richtige Regelung. Also Temperaturmessung über 
den Innenwiderstand der Nernstzelle und das Steuergerät schickt gerade 
so viel Strom auf den separaten Heizwiderstand, dass die 750°C anliegen. 
Das geschieht vermutlich mit PWM, denke ich mal oder?

[H.Joachim S. (crazyhorse)]

Wenn ich mich recht erinnere, wird die Temperatur über den Widerstand 
der Heizwendel selbst gemessen/geschätzt. Die Nernstzelle nur zur 
Sauerstoffmessung (Strom durch die Zelle so regeln, dass die Spannung an 
der Zelle passt. Messwert ist der dann der dabei fliessende Messstrom.

Ist aber schon ein paar Jahre her, dass ich mich damit beschäftigt habe.

[Karli (Gast)]

Das habe ich auch so gelesen. Nur ist es dann so dass die Heizwendel 
selbst sich viel schneller erhitzt, als die Lambdasonde selbst. Dadurch 
würde die Lambdasondenheizung zu früh abgeschaltet. Andererseits: Wenn 
die Programmierer das wissen, können sie das sicherlich berücksichtigen, 
so dass die Temperaturegelung trotzdem einigermaßen gut funktionieren 
könnte.