[發明專利]氣體傳感器

有效

• 申請號: 201480015719.0
• 申請日: 2014-01-14
• 公開（公告）號: CN105074442B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 中野洋;松本昌大;淺野哲;小野瀨保夫
• 申請（專利權）人: 日立汽車系統株式會社
• 主分類號: G01N25/18
• 分類號: G01N25/18
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司11243
• 代理人: 范勝杰,文志

技術領域

本發明涉及一種具備設置在內燃機等中的發熱體的氣體傳感器。

背景技術

作為具備發熱體的氣體傳感器，例如有利用氣體的熱傳導的變化，根據暴露在氣體中的發熱體的放熱量來測量氣體的量的熱式氣體傳感器。

熱式氣體傳感器在各種技術領域中被使用，在汽車用內燃機等中，為了謀求燃料費的降低，要求除了高精度地測量吸入空氣的流量、溫度、壓力以外，還高精度地測量濕度等環境狀態。另外，還為了在以氫氣為燃料的汽車用內燃機中檢測氫氣濃度而使內燃機最佳地運轉，而使用上述傳感器。

作為上述那樣的測量濕度、氫氣等氣體濃度的熱式氣體傳感器，具有專利文獻1所記載的氣體傳感器。公開了以下的氣體傳感器，該氣體傳感器具備：具有空洞部的基板、在基板上層疊的由多個絕緣層構成的薄膜支持體、被薄膜支持體的絕緣層包夾的第一發熱體和第二發熱體，第二發熱體被配置在第一發熱體的周圍，第一發熱體被控制為比第二發熱體更高的溫度，根據施加到第一發熱體的電力來測定周圍氣體的濃度。

另外，作為具備發熱體的氣體傳感器，具有專利文獻2所記載的附設了檢測元件的加熱用加熱器的廢氣傳感器。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2011-137679號公報

專利文獻2：日本特開2004-360526號公報

發明內容

發明要解決的問題

在將這樣的熱式氣體傳感器裝配在汽車等的引擎中而用于燃燒控制等的情況下，有時由于環境條件、運轉條件等產生結露從而在熱式氣體傳感器上附著水、油等液體。另外，在為附設了用于測量引擎廢氣的各種量的加熱用加熱器的廢氣傳感器的情況下，因燃燒而產生的水蒸氣結露，容易在檢測元件上引起水的附著。另外，在測量引擎的進氣量的熱式氣體傳感器中，也處于由于環境溫度的變化或者因降雨而造成的水的混入等從而容易附著水滴的環境中。另外，在具備怠速停止系統的引擎中，有時還在引擎停止后油擴散而在熱式氣體傳感器上附著油等液體。這樣，裝配在引擎上的氣體傳感器被放置在容易附著水、油等液體的環境中。

如果在引擎啟動時對熱式氣體傳感器接通電源，則傳感器元件、傳感器元件周圍被加熱而成為驅動狀態或激活狀態。這時，如果在傳感器元件上附著了水滴、油等液體，則由于液體的急劇加熱而造成的液膜破裂導致的沖擊、因部分地形成蒸汽膜而造成的溫度差導致的熱應力等，在傳感器元件上產生開裂，傳感器元件有可能發生故障、惡化。特別在為專利文獻1所記載的在薄膜部具備發熱體的構造的情況下，因為薄膜部具有數微米的厚度，所以更容易引起因附著液體而造成的傳感器元件的故障。

但是，如果限制發熱體的加熱量，則產生傳感器元件的檢測靈敏度降低、無法去除附著在傳感器元件上的水滴、或直到蒸發為止花費長時間這樣的問題。因此，在引擎啟動后，在長時間內氣體傳感器成為無法檢測正常的氣體量的狀態，對引擎的燃燒控制產生不良影響。

本發明的目的在于，防止因在傳感器元件上附著了液體的狀態下進行啟動造成的傳感器元件的惡化、故障，并且短時間并且低消耗功率地去除液體。

解決問題的方案

為了解決上述問題，本發明的熱式氣體傳感器具備：第一發熱體、在上述第一發熱體的周圍比形成上述第一發熱體的面積大地形成的第二發熱體，通過將上述第一發熱體加熱到預定的溫度來測量氣體的量，在該氣體傳感器中，在上述氣體傳感器啟動時，加熱上述第二發熱體，在預定的期間內限制上述第一發熱體的發熱量后，使上述第一發熱體上升到上述預定的溫度。

發明效果

根據本發明，能夠防止因在傳感器元件上附著了液體的狀態下進行啟動造成的傳感器元件的惡化、故障，并且能夠短時間并且低消耗功率地去除液體。

附圖說明

圖1是第一實施例的氣體傳感器的平面圖。

圖2是第一實施例的氣體傳感器的截面圖。

圖3是第一實施例的氣體傳感器的加熱控制單元。

圖4是表示第一實施例的氣體傳感器的動作的時序圖。

圖5是第二實施例的氣體傳感器的加熱控制單元。

圖6是表示第二實施例的氣體傳感器的動作的時序圖。

圖7是表示第三實施例的氣體傳感器的動作的時序圖。

具體實施方式

以下，根據附圖詳細說明本發明的實施例。在本實施方式中，作為汽車用內燃機的進氣系統，說明應用于測定進氣的絕對濕度的熱式氣體傳感器的例子。

實施例1