[發明專利]氣體傳感器控制設備

有效

• 申請號: 201810515805.8
• 申請日: 2018-05-25
• 公開（公告）號: CN108956867B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 小藪忠勝;川瀨友生;村山勇樹;加山龍三;長谷川明里;清水翔己
• 申請（專利權）人: 株式會社電裝
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 韓宏;夏青

在氣體傳感器中，泵單元基于泵單元供電電壓來調節氣體室中的氧氣濃度。傳感器單元在泵單元調節了氧氣濃度之后檢測檢測目標氣體中的特定氣體的濃度。在傳感器控制單元中，電壓切換部調節要供應給泵單元的泵單元供電電壓。泵單元輸出控制部將泵單元供電電壓的電壓切換過程之前和之后的泵單元的泵單元輸出電流的變化范圍調節到預定變化范圍內。劣化狀態檢測部基于由于電壓切換部執行的電壓切換過程而導致的傳感器單元的輸出電流的變化來檢測傳感器單元的劣化狀態比。

技術領域

本發明涉及能夠檢測傳感器故障的氣體傳感器控制設備，例如，能夠檢測氣體傳感器的傳感器元件中的傳感器單元的劣化的氣體傳感器控制設備。

背景技術

已知并廣泛使用氮氧化物(NOx)傳感器作為氣體傳感器，該氣體傳感器能夠檢測諸如從內燃機中排放的廢氣之類的檢測目標氣體中含有的特定氣體成分的濃度。

例如，專利文檔1，日本專利特許公開No.2009-175013公開了具有由泵單元、監測單元以及傳感器單元構成的三單元結構的NOx傳感器。泵單元排出已引入氣體傳感器的氣體室中的廢氣中的氧氣。監測單元檢測已通過泵單元的、在氣體室中含有的殘余氧氣的濃度。另一方面，傳感器單元檢測已通過泵單元的氣體中含有的NOx的濃度。

當這種NOx傳感器由于長時間使用而劣化并且NOx傳感器出現故障時，NOx傳感器難以檢測諸如廢氣之類的檢測目標氣體中含有的NOx的正確濃度。這經常導致機動車輛的廢氣排放增加的問題，其中NOx傳感器安裝在機動車輛的廢氣系統上。

為了解決該常規問題，已提出了各種對策方法用于檢測NOx傳感器故障，即，用于檢測NOx傳感器的劣化狀態。例如，專利文檔1公開了強制改變供應給泵單元的泵單元供電電壓的方法，以及檢測由于供應給泵單元的泵單元供電電壓的切換或改變而變化的傳感器單元的傳感器單元輸出電流的方法。專利文檔1的方法基于傳感器單元的傳感器單元輸出電流的改變量來檢測NOx傳感器的劣化狀態。

然而，專利文檔1中公開的方法具有以下缺點。為了檢測NOx傳感器的劣化狀態，切換要供應給泵單元的泵單元供電電壓，即，執行泵單元電壓的電壓切換過程。在執行泵單元供電電壓的電壓切換過程之前，泵單元供電電壓取決于檢測目標氣體中剩余氧氣的濃度和輸出，并且泵單元的泵單元電流變為給定值。

在執行泵單元供電電壓的電壓切換過程之前諸如廢氣之類的檢測目標氣體含有高濃度氧氣的情況下，當執行泵單元供電電壓的電壓切換過程時，泵單元的輸出具有顯著廣泛的變化范圍。因為傳感器單元的輸出由于泵單元的輸出的切換或改變而變化，所以這種現象對基于傳感器單元的輸出而執行的傳感器單元的劣化狀態的檢測結果提供了負面影響。

發明內容

因此期望提供一種能夠檢測傳感器單元的劣化的氣體傳感器控制設備，即，能夠高度準確地檢測氣體傳感器的傳感器元件中的傳感器單元的劣化狀態的氣體傳感器控制設備。

根據本發明的一方面，提供了一種能夠控制氣體傳感器的氣體傳感器控制設備。氣體傳感器具有泵單元、傳感器單元以及氣體室。泵單元接收泵單元供電電壓，并且基于接收到的泵單元供電電壓來調節引入氣體室的檢測目標氣體中含有的氧氣成分的濃度。在泵單元調節了檢測目標氣體中含有的氧氣成分的濃度之后，傳感器單元對檢測目標氣體中含有的特定氣體成分的濃度進行檢測。氣體傳感器控制設備具有計算機系統，該計算機系統具有中央處理單元。計算機系統具有電壓切換部、泵單元輸出控制部以及劣化狀態檢測部。電壓切換部執行泵單元供電電壓的電壓切換過程，以用于將泵單元供電電壓切換為供應給氣體傳感器中的泵單元。泵單元輸出控制部在預定的變化范圍內調節泵單元供電電壓的電壓切換過程之前和之后的泵單元的泵單元輸出電流的變化范圍。劣化狀態檢測部基于由電壓切換部執行的泵單元供電電壓的電壓切換過程引起的傳感器單元的傳感器單元輸出電流的變化來檢測傳感器單元的劣化狀態。