[發(fā)明專利]氣體傳感器裝置及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210134604.6
• 申請(qǐng)日: 2012-04-28
• 公開（公告）號(hào): CN102759549B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 加藤剛;森健太朗;川口壯一;日比野功稔;市田亮介
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 日本特殊陶業(yè)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): G01N27/14
• 分類號(hào): G01N27/14
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 謝麗娜;關(guān)兆輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及具有用于內(nèi)燃機(jī)中的空燃比反饋控制的氣體傳感器的氣體傳感器裝置及其控制方法。

背景技術(shù)

公知有如下氣體傳感器：至少具有一個(gè)以上的由固體電解質(zhì)體以及一對(duì)電極構(gòu)成的單電池(cell)，檢測(cè)氧等特定氣體的濃度。固體電解質(zhì)體隨著溫度上升而活性化，并且根據(jù)被固體電解質(zhì)體隔開的兩部分氣氛之間的氧濃度差而在一對(duì)電極之間產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。固體電解質(zhì)體通過由內(nèi)燃機(jī)排出的排氣氣體的熱而被加熱，另一方面存在為了固體電解質(zhì)體提前活性化而設(shè)置加熱器的情況。此外，由于單電池的內(nèi)部電阻值與溫度具有相關(guān)關(guān)系，因此加熱器的溫度控制通過基于單電池的內(nèi)部電阻值的反饋控制來(lái)進(jìn)行(例如參照專利文獻(xiàn)1)。在專利文獻(xiàn)1中，以使單電池的內(nèi)部電阻值達(dá)到目標(biāo)電阻值的方式進(jìn)行向加熱器的電力供給，并且進(jìn)行維持單電池溫度一定的控制。

然而，公知若由于經(jīng)時(shí)劣化等使單電池劣化，則內(nèi)部電阻值產(chǎn)生變化。在單電池劣化了的情況下，為了保持單電池溫度一定，例如可以對(duì)應(yīng)于單電池的劣化狀態(tài)變更目標(biāo)電阻值。在專利文獻(xiàn)1中，若單電池劣化并且內(nèi)部電阻值變化，則向加熱器的供給電力產(chǎn)生變化，所以在向加熱器的供給電力超過了預(yù)定電力的情況判定為單電池劣化，而進(jìn)行向與劣化狀態(tài)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)電阻值的變更。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開平10-26599號(hào)公報(bào)

但是，在專利文獻(xiàn)1中，為了進(jìn)行單電池的劣化判定，單電池必須以能夠得到單電池的內(nèi)部電阻值與溫度的相關(guān)關(guān)系的程度來(lái)充分進(jìn)行活性化，并且也需要從開始驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)到能夠開始進(jìn)行劣化檢測(cè)的時(shí)間。而且，由于不是直接判定單電池的劣化，而是基于向加熱器的供給電力間接進(jìn)行劣化判定，因此具有劣化檢測(cè)的精度不良的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決上述問題點(diǎn)而做出的，其目的在于提供一種氣體傳感器裝置及其控制方法，能夠提前開始單電池的劣化判定，并且能夠高精度地進(jìn)行單電池的劣化判定。

根據(jù)本發(fā)明的第1方式，提供一種氣體傳感器裝置，具有氣體傳感器，該氣體傳感器具有至少一個(gè)以上的由固體電解質(zhì)體以及一對(duì)電極構(gòu)成的單電池，并且輸出與排氣氣體中的特定氣體的濃度對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)，所述氣體傳感器裝置適用于基于所述檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行空燃比反饋控制的內(nèi)燃機(jī)，其中，所述氣體傳感器裝置具有：獲取機(jī)構(gòu)，獲取從所述氣體傳感器輸出的所述檢測(cè)信號(hào)；電阻值檢測(cè)機(jī)構(gòu)，檢測(cè)構(gòu)成所述氣體傳感器的一個(gè)所述單電池的內(nèi)部電阻值；判斷機(jī)構(gòu)，判斷通過所述獲取機(jī)構(gòu)獲取的所述檢測(cè)信號(hào)是否達(dá)到了能夠開始所述空燃比反饋控制的開始判定值；開始時(shí)電阻值檢測(cè)機(jī)構(gòu)，在通過所述判斷機(jī)構(gòu)判斷為所述檢測(cè)信號(hào)達(dá)到了所述開始判定值的情況下，通過所述電阻值檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)所述單電池的開始時(shí)內(nèi)部電阻值；以及比較機(jī)構(gòu)，比較通過所述開始時(shí)電阻值檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)出的所述開始時(shí)內(nèi)部電阻值和預(yù)先設(shè)定的劣化判定值。

氣體傳感器在成為被加熱到目標(biāo)的溫度而完全活性化的狀態(tài)之前，成為如下狀態(tài)：在被加熱而使內(nèi)部電阻值逐漸下降的過程中，輸出能夠執(zhí)行內(nèi)燃機(jī)的空燃比反饋控制的水準(zhǔn)的檢測(cè)信號(hào)。而且，本申請(qǐng)發(fā)明人研究之后，明白了檢測(cè)信號(hào)達(dá)到能夠開始空燃比反饋控制的開始判定值時(shí)的單電池的內(nèi)部電阻值和單電池的劣化狀態(tài)之間存在相關(guān)關(guān)系。因此，在第1方式中，單電池的開始時(shí)內(nèi)部電阻值和劣化判定值的比較，在氣體傳感器的檢測(cè)信號(hào)達(dá)到了開始判定值的情況下進(jìn)行，該開始判定值用于判定是否達(dá)到了進(jìn)行空燃比反饋控制所需要的精度。由此，與氣體傳感器的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行空燃比反饋控制并且穩(wěn)定之后進(jìn)行單電池的劣化判定的現(xiàn)有的氣體傳感器裝置相比，能夠提前開始單電池的劣化判定。此外，通過僅僅將單電池的開始時(shí)內(nèi)部電阻值與劣化判定值比較這種直接并且簡(jiǎn)單的比較處理，就能夠進(jìn)行單電池的劣化的判定，所以能夠精準(zhǔn)并且迅速地進(jìn)行劣化判定，能夠使基于其判定結(jié)果的劣化校正處理等提前執(zhí)行。

在第1方式中，所述氣體傳感器也可以還具有加熱器，該加熱器用于通過通電機(jī)構(gòu)的通電來(lái)加熱所述固體電解質(zhì)體。在這種情況下，第1方式也可以還具有：決定機(jī)構(gòu)，決定所述通電機(jī)構(gòu)向所述加熱器的通電量，以使通過所述電阻值檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)的所述內(nèi)部電阻值成為目標(biāo)電阻值；以及校正機(jī)構(gòu)，基于所述比較機(jī)構(gòu)的比較結(jié)果，校正所述目標(biāo)電阻值。

在第1方式中，以使內(nèi)部電阻值成為目標(biāo)電阻值的方式?jīng)Q定向加熱器的通電量，進(jìn)而基于比較機(jī)構(gòu)的比較結(jié)果能夠校正目標(biāo)電阻值，所以能夠精準(zhǔn)地決定向加熱器的通電量。由此，被加熱器加熱的單電池能夠維持一定的溫度，所以作為氣體傳感器的輸出，能夠得到更穩(wěn)定的輸出。