排气传感器制造技术

本发明专利技术提供排气传感器，能够抑制由于随时间劣化而传感器单元的输出降低所致的浓度的检测精度降低。排气传感器(1)具备传感器单元(51)、电压施加电路(61)、电流检测电路(62)以及浓度计算部(80a)。电流检测电路检测在内燃机(100)中执行停止向内燃机的燃烧室(2)供给燃料的燃料切断控制并且从电压施加电路对传感器单元施加预定电压时在传感器单元中流过的第一电流，检测在内燃机中执行对燃烧室供给燃料的通常控制并且从电压施加电路对传感器单元施加预定电压时在传感器单元中流过的第二电流。相比于第一电流相对高的情况，在第一电流相对低的情况下，浓度计算部将针对第二电流的废气中的特定成分的浓度计算得高。

【技术实现步骤摘要】
排气传感器
本专利技术涉及排气传感器。
技术介绍
以往已知：为了检测在内燃机的排气通路中流过的废气中的特定成分的浓度，在内燃机的排气通路配置排气传感器。排气传感器例如是检测废气中的氮氧化物的浓度的氮氧化物传感器(NOx传感器)(例如参照专利文献1～4)。排气传感器具备传感器单元，该传感器单元具有固体电解质层、阳极以及阴极。在排气传感器中，将对传感器单元施加预定电压时在传感器单元中流过的电流检测为传感器单元的输出，根据检测出的输出，计算废气中的特定成分的浓度。例如，使用浓度被表示为传感器单元的输出的函数的映射(map)来计算浓度。在该映射中，传感器单元的输出越高，浓度越高。专利文献1：日本特开2014-171919号公报专利文献2：日本特开2011-513735号公报专利文献3：日本特开2009-014706号公报专利文献4：日本特开2001-133429号公报
技术实现思路
然而，如果长期使用排气传感器，则由于随时间劣化而传感器单元的电极等的特性发生变化，传感器单元的输出降低。如果根据降低的输出来计算浓度，则浓度被计算出为比实际的浓度低，浓度的检测精度降低。因此，本专利技术的目的在于提供一种排气传感器，能够抑制由于随时间劣化而传感器单元的输出降低所致的浓度的检测精度降低。为了解决上述课题，在第1专利技术中，提供一种排气传感器，检测在内燃机的排气通路中流过的废气中的特定成分的浓度，所述排气传感器具备：传感器单元，该传感器单元具有：固体电解质层，具有氧化物离子传导性；第一电极，以暴露于所述废气的方式配置于所述固体电解质层的一个侧面上，并且含有钙钛矿型氧化物；以及第二电极，以暴露于基准气体的方式配置于所述固体电解质层的另一个侧面上；电压施加电路，对所述传感器单元施加电压，以使所述第二电极的电位高于所述第一电极的电位；电流检测电路，检测在所述传感器单元中流过的电流；以及浓度计算部，根据由所述电流检测电路检测出的电流，计算所述浓度，所述电流检测电路检测第一电流，并检测第二电流，所述第一电流是在所述内燃机中执行停止向该内燃机的燃烧室供给燃料的燃料切断控制并且从所述电压施加电路对所述传感器单元施加预定电压时在所述传感器单元中流过的电流，所述第二电流是在所述内燃机中执行对所述燃烧室供给燃料的通常控制并且从所述电压施加电路对所述传感器单元施加所述预定电压时在所述传感器单元中流过的电流，相比于所述第一电流相对高的情况，在该第一电流相对低的情况下，所述浓度计算部将针对所述第二电流的所述浓度计算得高。第2专利技术是在第1专利技术中，所述浓度计算部根据所述第一电流和所述第二电流的比例，计算所述浓度。第3专利技术是在第1专利技术中，所述浓度计算部根据所述第一电流的初始值和所述第一电流的当前值的比例，校正所述第二电流，根据该校正后的第二电流，计算所述浓度。第4专利技术是在第3专利技术中，所述第一电流的初始值被预先决定，是多个该排气传感器中的所述第一电流的初始值的平均值。第5专利技术是在第3专利技术中，所述第一电流的初始值是在将该排气传感器安装到所述内燃机之后通过所述电流检测电路最初检测出预定次数的所述第一电流的平均值。第6专利技术是在第1至第5中的任意一个专利技术中，该排气传感器是检测废气中的氮氧化物的浓度的、1单元型的氮氧化物传感器。根据本专利技术，提供能够抑制由于随时间劣化而传感器单元的输出降低所致的浓度的检测精度降低的排气传感器。附图说明图1是概略地示出应用本专利技术的第一实施方式的排气传感器的内燃机的图。图2是概略地示出NOx传感器的结构的框图。图3是传感器主体的放大图。图4是沿着图3的A-A线的传感器主体的剖面图。图5是示出耐久试验前后的传感器单元的输出的图表。图6是示出NOx传感器的初始状态的NOx选择性和耐久试验之后的NOx选择性的关系的图表。图7是示出校正后的第二电流和被测气体中的NOx浓度的关系的映射。图8是示出本专利技术的第一实施方式中的NOx浓度计算处理的控制例程的流程图。图9是示出第二电流除以第一电流而得到的值和被测气体中的NOx浓度的关系的映射。图10是示出本专利技术的第三实施方式中的NOx浓度计算处理的控制例程的流程图。(符号说明)1：NOx传感器(排气传感器)；2：燃烧室；40：固体电解质层；41：第一电极；42：第二电极；51：传感器单元；61：电压施加电路；62：电流检测电路；80：电子控制部件(ECU)；80a：浓度计算部；100：内燃机。具体实施方式以下，参照附图，详细说明本专利技术的实施方式。此外，在以下的说明中，对同样的构成要素附加同一参照编号。<第一实施方式>最初，参照图1～图8，说明本专利技术的第一实施方式。<内燃机整体的说明>图1是概略地示出应用本专利技术的第一实施方式的排气传感器的内燃机100的图。图1所示的内燃机100是压缩自点火式内燃机(柴油机)。内燃机100例如搭载于车辆。参照图1，内燃机100具备发动机主体90、各气缸的燃烧室2、向燃烧室2内喷射燃料的电子控制式燃料喷射阀3、进气歧管4以及排气歧管5。进气歧管4经由进气管6连结于涡轮增压器(增压器)7的压缩机7a的出口。压缩机7a的入口经由进气管6连结于空气滤清器8。在进气管6内配置有通过步进马达驱动的节流阀9。进而，在进气管6的周围配置有用于使在进气管6内流过的吸入空气冷却的冷却装置13。在图1所示的内燃机100中，发动机冷却水被引导到冷却装置13内，通过发动机冷却水对吸入空气进行冷却。进气歧管4以及进气管6形成将空气引导到燃烧室2的进气通路。另一方面，排气歧管5经由排气管27连结于涡轮增压器7的涡轮7b的入口。涡轮7b的出口经由排气管27连结于内置有排气净化催化剂28的套管29。排气歧管5以及排气管27形成将由于燃烧室2中的混合气的燃烧而产生的废气排出的排气通路。排气净化催化剂28例如是对废气中的NOx进行还原净化的选择还原型NOx降低催化剂(SCR催化剂)或者NOx吸收还原催化剂。另外，也可以为了降低废气中的粒子状物质(PM)，在排气通路配置氧化催化剂、柴油机微粒过滤器(DPF)等。排气歧管5和进气歧管4经由废气再循环(以下称为“EGR”)通路14相互连结。在EGR通路14内，配置电子控制式EGR控制阀15。另外，在EGR通路14的周围，配置用于使在EGR通路14内流过的EGR气体冷却的EGR冷却装置20。在图1所示的实施方式中，发动机冷却水被引导到EGR冷却装置20内，通过发动机冷却水对EGR气体进行冷却。通过电子控制式的吐出量可变的燃料泵19，将燃料从燃料罐33经由燃料配管34供给到共轨18内。供给到共轨18内的燃料经由各燃料供给管17被供给到各燃料喷射阀3。通过电子控制部件(ECU)80，执行内燃机100的各种控制。ECU80由数字计算机构成，具备通过双向性总线81相互连接的ROM(只读存储器)82、RAM(随机访问存储器)83、CPU(微型处理器)84、输入端口85以及输出端口86。负载传感器101以及空气流量计102的输出经由对应的AD变换器87被输入到输入端口85。另一方面，输出端口86经由对应的驱动电路88连接于燃料喷射阀3、节流阀驱动用步进马达、EGR控制阀15以及燃料泵19。负载传感器101使得产生与加速踏板120本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种排气传感器，检测在内燃机的排气通路中流过的废气中的特定成分的浓度，所述排气传感器具备：传感器单元，该传感器单元具有：固体电解质层，具有氧化物离子传导性；第一电极，以暴露于所述废气的方式配置于所述固体电解质层的一个侧面上，并且含有钙钛矿型氧化物；以及第二电极，以暴露于基准气体的方式配置于所述固体电解质层的另一个侧面上；电压施加电路，对所述传感器单元施加电压，以使所述第二电极的电位高于所述第一电极的电位；电流检测电路，检测在所述传感器单元中流过的电流；以及浓度计算部，根据由所述电流检测电路检测出的电流，计算所述浓度，所述电流检测电路检测第一电流，并检测第二电流，所述第一电流是在所述内燃机中执行停止向该内燃机的燃烧室供给燃料的燃料切断控制并且从所述电压施加电路对所述传感器单元施加预定电压时在所述传感器单元中流过的电流，所述第二电流是在所述内燃机中执行对所述燃烧室供给燃料的通常控制并且从所述电压施加电路对所述传感器单元施加所述预定电压时在所述传感器单元中流过的电流，相比于所述第一电流相对高的情况，在该第一电流相对低的情况下，所述浓度计算部将针对所述第二电流的所述浓度计算得高。

【技术特征摘要】
2016.07.04 JP 2016-1323461.一种排气传感器，检测在内燃机的排气通路中流过的废气中的特定成分的浓度，所述排气传感器具备：传感器单元，该传感器单元具有：固体电解质层，具有氧化物离子传导性；第一电极，以暴露于所述废气的方式配置于所述固体电解质层的一个侧面上，并且含有钙钛矿型氧化物；以及第二电极，以暴露于基准气体的方式配置于所述固体电解质层的另一个侧面上；电压施加电路，对所述传感器单元施加电压，以使所述第二电极的电位高于所述第一电极的电位；电流检测电路，检测在所述传感器单元中流过的电流；以及浓度计算部，根据由所述电流检测电路检测出的电流，计算所述浓度，所述电流检测电路检测第一电流，并检测第二电流，所述第一电流是在所述内燃机中执行停止向该内燃机的燃烧室供给燃料的燃料切断控制并且从所述电压施加电路对所述传感器单元施加预定电压时在所述传感器单元中流过的电流，所述第二电流是在所述内燃机中执行对所述燃烧室供给燃料的通常控制并且从所述电...

【专利技术属性】
技术研发人员：青木圭一郎，芹泽义久，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP