[實用新型]自校準傳感器系統及包含該系統的車用系統和車輛

有效

• 申請號: 200920159515.0
• 申請日: 2009-06-05
• 公開（公告）號: CN201502442U
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發明（設計）人: 約翰·威廉·霍德;羅伯特·F·諾瓦克
• 申請（專利權）人: 福特環球技術公司
• 主分類號: F02D41/02
• 分類號: F02D41/02;F02D41/14
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 衷誠宣

技術領域

本實用新型涉及汽車中的自校準傳感器系統，更具體地，涉及用在車輛排氣系統中的自校準傳感器系統及包含該系統的車用系統和車輛。

背景技術

由于政府對車輛排放的規定日益嚴格，已使用排氣傳感器以確保車輛在排放標準之內。為此，目前美國的多數汽油車都包括一個或多個排氣氧傳感器(EGO)。典型的排氣氧傳感器基本上根據排氣流中的氧濃度提供電壓或電流信號，該信號用作調節工作空燃比的反饋。此外，很多柴油車制造商和傳感器供應商已開始發展用于發動機排氣中的氮氧化物(NO_x)、碳氫化合物(HC)和碳煙以及氨(NH₃)的傳感器。

在使用之前，需要校準排氣傳感器。例如，為了校準氧傳感器，向傳感器施加包含氧氣和其他氣體的混合物并具有已知氧濃度的校準氣體。比較氧的測量值與校準氣體中的已知氧濃度并計算出校正因子。隨著時間推移，排氣傳感器的靈敏度會發生漂移，這至少部分地是因為傳感器暴露在極端溫度、來自排氣的碎片和水之下。即，這些傳感器在車輛運行期間會受到損害，因為來自排氣的碎片和隨時間累積的碳煙會改變傳感器的信號輸出。因此，為了保持精確，排氣傳感器需要定期的校準。

實用新型內容

為了解決上述問題，特別有利的是在車輛中結合自校準傳感器系統以允許排氣氧傳感器的定期自校準。具體來說，需要使用車輛中已有的部件向排氣傳感器定期提供具有已知氣體濃度的校準氣體以檢驗排氣傳感器并對為該傳感器確定的校正因子作出需要的任何調整。特別有利的是提供一種可以允許在車輛的發動機運行時校準排氣傳感器的系統。最后，需要為傳感器提供保護以使其免于碎片、水和累積的碳煙的損害。

根據本實用新型的一方面，提供一種車輛，其特征在于，包括：發動機；增壓器，其具有用于將空氣吸入所述增壓器的空氣入口和用于將空氣引導至所述發動機的空氣出口；用于引導燃燒產物離開所述發動機的排氣通道；及自校準傳感器系統。所述自校準傳感器系統包括：延伸進入所述排氣通道并用于感測預定氣體的濃度的排氣傳感器，所述排氣傳感器包括：具有孔的主體、從所述主體延伸進入所述排氣通道的感測元件、延伸進入所述排氣通道并形成傳感器校準室的帽構件、及延伸進入所述孔并與所述傳感器校準室流體連通的氣體入口管，其中所述感測元件延伸進入所述傳感器校準室中，所述帽構件包括允許燃燒產物進入所述傳感器校準室的多個開口；位于包含已知濃度的預定氣體的流體的供給裝置與所述氣體入口管和所述排氣傳感器兩者之間的閥；用于調節所述閥的控制單元；其中所述排氣傳感器的感測元件感測在所述車輛的運行期間流過所述排氣通道的預定氣體的濃度，所述控制單元在傳感器自校準周期期間切換所述閥以使所述排氣傳感器與所述包含已知濃度的預定氣體的流體的供給裝置連通以感測包含已知濃度的預定氣體。

根據本實用新型的另一方面，提供一種車用系統，包括：發動機；用于引導燃燒產物離開所述發動機的排氣通道；及自校準傳感器系統。所述自校準傳感器系統包括：延伸進入所述排氣通道并用于感測預定氣體的濃度的排氣傳感器；及控制單元；其中所述排氣傳感器感測在車輛運行期間流過所述排氣通道的預定氣體的濃度，所述控制單元在傳感器自校準周期期間使所述排氣傳感器與包含已知濃度的預定氣體的流體的供給裝置連通。

根據本實用新型的又一方面，提供一種自校準傳感器系統，包括：適用于延伸進入車輛的排氣通道以感測預定氣體的濃度的排氣傳感器，所述排氣傳感器包括：具有孔的主體、從所述主體伸出的感測元件、形成傳感器校準室的帽構件、及延伸進入所述孔中并與所述傳感器校準室流體連通的氣體入口管，其中所述感測元件延伸進入所述傳感器校準室中，所述帽構件包括允許燃燒產物進入所述傳感器校準室的多個開口；及控制單元，所述控制單元在傳感器自校準周期期間在使所述排氣傳感器與包含已知濃度的預定氣體的流體的供給裝置連通以使所述感測元件暴露在包含已知濃度的預定氣體中。

根據本實用新型，一種系統可以結合到車輛中，該系統即使在車輛運行期間也允許排氣傳感器進行定期自校準。該自校準傳感器系統包括設置在車輛的排氣通道中的排氣傳感器，位于排氣傳感器和具有已知氣體濃度的校準氣體的源之間的閥，以及控制單元。控制單元工作以定期開啟該閥以向傳感器提供校準氣體。然后控制單元從傳感器接收一個或多個基于已知氣體濃度的信號并對來自傳感器的信號得出修正的校正因子。從這個意義上來說，可以定期校準排氣傳感器以補償隨時間推移發展的靈敏度漂移。