用于气体检测装置的控制装置和用于气体检测装置的控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供用于气体检测装置的控制装置和用于气体检测装置的控制方法。电子控制单元构成为，对电压施加装置(81)进行控制使其进行施加电压扫描，并获取在电化学单元(41c)的第一电极(41a)与第二电极(41b)之间流动的输出电流(Im)。并且，所述电子控制单元构成为，基于该输出电流(Im)来检测排气中有无预定浓度以上的硫氧化物和所述排气中的硫氧化物浓度中的某一方。所述电子控制单元构成为，基于预定参数来进行预定判定和预定检测中的某一方。因此，能够高精度地进行排气中是否含有预定浓度以上的硫氧化物的判定或排气中的硫氧化物的浓度检测。

Control device for gas detection device and control method for gas detection device

The invention provides a control device for a gas detection device and a control method for a gas detection device. The electronic control unit consists of a voltage applicator (81) which is controlled so that the voltage is scanned and the output current (Im) flowing between the first electrode (41a) of the electrochemical unit (41c) and the second electrode (41b) is obtained. Furthermore, the electronic control unit is composed of an output current (Im) to detect one of the sulfur oxides in the exhaust or not in the exhaust gas and the sulphur oxide concentration in the exhaust. The electronic control unit is composed of predetermined determination and predetermined detection based on predetermined parameters. Therefore, it is possible to carry out a high precision determination of sulfur oxides in the exhaust gas with a predetermined concentration or concentration of sulfur oxides in the exhaust gas.

【技术实现步骤摘要】
用于气体检测装置的控制装置和用于气体检测装置的控制方法
本专利技术涉及用于进行在内燃机的排气(被检气体)中是否含有预定浓度以上的硫氧化物的判定或该排气中所含的硫氧化物浓度的检测的气体检测装置的控制装置、和用于气体检测装置的控制方法。
技术介绍
为了对内燃机进行控制，广泛使用基于排气中所含的氧(O2)的浓度来获取燃烧室内的混合气的空燃比(A/F)的空燃比传感器(称为“A/F传感器”)。作为这样的空燃比传感器的一种类型，可以举出极限电流式气体传感器。而且，提出有使用这样的极限电流式气体传感器来检测排气中的硫氧化物(以下称为“SOX”)的浓度的SOX浓度检测装置(以下称为“以往装置”)(例如参照日本特开2015-17931)。以往的装置包括利用了氧离子传导性固体电解质的抽氧作用(oxygenpumpingeffect)的泵单元(电化学单元)。以往的装置通过对泵单元的一对电极之间施加电压从而使排气中的含氧原子的气体成分(例如是O2、SOX以及H2O等，以下也称为“含氧成分”)分解，因而产生氧化物离子(O2-)。以往的装置对由于因含氧成分的分解而产生的氧化物离子在泵单元的电极之间移动(抽氧作用)而在所述电极之间流动的电流的特性进行检测。若更具体地描述，则以往的装置对SOX浓度进行检测时执行施加电压扫描(voltagesweep)。即，以往的装置执行在使对泵单元施加的施加电压从0.4V升压到0.8V后使其从0.8V降压到0.4V的施加电压扫描。并且，以往的装置利用在施加电压到了0.8V的时间点在泵单元的电极之间流动的电流(以下称为“输出电流”)与施加电压从0.8V降低到0.4V期间中的输出电流的最小值即峰值的差，来算出SOX浓度。
技术实现思路
然而，上述输出电流也很有可能因排气中所含的SOX以外的含氧成分的影响而变化。例如，水(H2O)的分解电压与硫氧化物的分解电压为相同程度或比硫氧化物的分解电压稍高。而且，排气中的水的浓度例如根据混合气的空燃比而变动。因此，难以剔除由于水的分解对输出电流的影响而对仅因SOX成分的分解而生的输出电流进行检测。因此，要求利用“不受SOX以外的含氧成分影响且仅因SOX成分而生的输出电流变化”，来进行排气中是否存在预定浓度以上的硫氧化物的判定或排气中的硫氧化物的浓度的检测。本专利技术高精度地进行排气中是否含有预定浓度以上的硫氧化物的判定或硫氧化物的浓度的检测。本专利技术的第一技术方案是用于气体检测装置的控制装置。所述气体检测装置包括元件部、电压施加装置、电流检测器以及电子控制单元。所述元件部包括电化学单元和扩散阻碍体，并设置于内燃机的排气通路。所述电化学单元包括具有氧化物离子传导性的固体电解质体、第一电极以及第二电极，所述第一电极和所述第二电极分别设置于所述固体电解质体的表面。所述扩散阻碍体由在所述排气通路流动的排气能够通过的多孔材料制成。所述元件部构成为，使得在所述排气通路流动的所述排气通过所述扩散阻碍体并到达所述第一电极。所述电压施加装置构成为，对所述第一电极与所述第二电极之间施加电压。所述电流检测器构成为，对在所述第一电极与所述第二电极之间流动的电流即输出电流进行检测。所述电子控制单元构成为，控制利用所述电压施加装置施加于所述第一电极与所述第二电极之间的电压即施加电压。所述电子控制单元构成为，利用所述电流检测器来获取所述输出电流。所述电子控制单元构成为，在所述电子控制单元判断为供给到所述内燃机的混合气的空燃比处于稳定的状态的情况下，利用所述电压施加装置在执行升压扫描后，执行降压扫描。所述升压扫描是使所述施加电压从第一电压上升到第二电压的控制，所述第一电压选自低于所述硫氧化物的分解开始电压的第一电压范围内，所述第二电压选自比所述硫氧化物的所述分解开始电压高的第二电压范围内。所述降压扫描是使所述施加电压以预定的降压速度从所述第二电压下降到所述第一电压的控制。所述电子控制单元构成为，基于所述输出电流获取预定参数，基于所述预定参数来进行所述预定判定和所述预定检测中的某一方。所述预定判定是判定在所述排气中是否含有预定浓度以上的硫氧化物的判定。所述预定检测是检测所述排气中的所述硫氧化物的浓度的检测。所述预定参数与在输出电流产生的预定变化相关，所述输出电流是所述排气所含的所述硫氧化物的浓度越高则越大的输出电流。所述预定变化是因下述电流而在所述输出电流产生的变化，所述电流是因预定的硫在所述第一电极发生再氧化反应而变回硫氧化物从而在所述第一电极与所述第二电极之间流动的电流。所述预定的硫是在所述降压扫描期间在所述施加电压变得低于所述硫氧化物的分解开始电压时已吸附于所述第一电极的硫。所述预定的降压速度被设定为使得以所述施加电压成为在所述第一电压范围内且比所述第一电压高的电压范围内的电压的时间点为界、所述预定的硫的所述再氧化反应的速度骤增的速度。根据所述构成，所述气体检测装置中的降压扫描的降压速度被设定为使得以施加电压变成在第一电压范围(低于硫氧化物的分解开始电压的电压范围)内且比第一电压高的电压范围内的电压的时间点为界、硫的再氧化反应的速度骤增的速度。因此，硫氧化物浓度越高，不受硫氧化物以外的含氧成分影响的输出电流的变化则越大地显现。而且，所述气体检测装置基于输出电流来获取与这样的因硫的再氧化反应引起的在输出电流产生的变化的程度相关的参数。而且，所述气体检测装置构成为，基于该参数来进行预定判定和预定检测中的某一方。因此，能够高精度地进行排气中是否含有预定浓度以上的硫氧化物的判定或者进行排气中的硫氧化物的浓度的检测。在用于所述气体检测装置的所述控制装置中，所述电子控制单元也可以构成为，预先存储在所述降压扫描期间在所述施加电压变成再氧化电流检测电压的时间点时的所述输出电流来作为基础电流。所述再氧化电流检测电压也可以是所述第一电压范围内且比所述第一电压高的电压。所述电子控制单元也可以构成为：使不包含所述硫氧化物的作为被检气体的排气在所述排气通路流通，并执行所述升压扫描和所述降压扫描。所述电子控制单元算出所述基础电流与在所述降压扫描期间在所述施加电压成为所述再氧化电流检测电压的时间点获取的所述输出电流的差量，将所述差量用作所述参数。根据所述构成，利用高精度表现硫氧化物的浓度的所述差量来进行在排气中是否含有预定浓度以上的硫氧化物的判定或者进行排气中的硫氧化物的浓度的检测，因此能够更高精度地进行这样的判定或浓度的检测。在用于所述气体检测装置的所述控制装置中，所述电子控制单元也可以判定所述差量的大小是否为阈值差量以上。所述电子控制单元也可以构成为：在所述电子控制单元判定为所述差量的大小为所述阈值差量以上的情况下，判定为在所述排气中包含所述预定浓度以上的硫氧化物。所述电子控制单元也可以构成为，在所述电子控制单元判定为所述差量的大小小于所述阈值差量的情况下，判定为在所述排气中不含所述预定浓度以上的硫氧化物。根据所述构成，通过判定高精度地示出硫氧化物的浓度的所述差量的大小是否为与预定浓度对应的阈值差量以上，能够高精度地判定在排气中是否含有预定浓度以上的硫化氧化物。在用于所述气体检测装置的所述控制装置中，所述电子控制单元也可以构成为，存储所述差量与所述排气中的硫氧化物的浓度的关系。所述电子控制单元也可以构成为，基于所述差量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于气体检测装置的控制装置,所述气体检测装置包括元件部、电压施加装置以及电流检测器，所述元件部包括电化学单元和扩散阻碍体，设置于内燃机的排气通路，所述电化学单元包括具有氧化物离子传导性的固体电解质体、第一电极以及第二电极，所述第一电极和所述第二电极分别设置于所述固体电解质体的表面，所述扩散阻碍体由在所述排气通路流动的排气能够通过的多孔材料形成，所述元件部构成为，使得在所述排气通路流动的所述排气通过所述扩散阻碍体并到达所述第一电极，所述电压施加装置构成为，对所述第一电极与所述第二电极之间施加电压，所述电流检测器构成为，对输出电流进行检测,所述输出电流是在所述第一电极与所述第二电极之间流动的电流，所述控制装置的特征在于，具备电子控制单元，所述电子控制单元构成为，控制施加电压，所述施加电压是利用所述电压施加装置施加于所述第一电极与所述第二电极之间的电压，所述电子控制单元构成为，利用所述电流检测器来获取所述输出电流，所述电子控制单元构成为，在所述电子控制单元判断为供给到所述内燃机的混合气的空燃比处于稳定的状态的情况下，利用所述电压施加装置在执行升压扫描后执行降压扫描，所述升压扫描是使所述施加电压从第一电压上升到第二电压的控制，所述第一电压选自低于所述硫氧化物的分解开始电压的第一电压范围内,所述第二电压选自比所述硫氧化物的所述分解开始电压高的第二电压范围内，所述降压扫描是使所述施加电压以预定的降压速度从所述第二电压下降到所述第一电压的控制，所述电子控制单元构成为，基于所述输出电流来获取预定参数，并基于所述预定参数来进行预定判定和预定检测中的某一方，所述预定判定是判定在所述排气中是否含有预定浓度以上的硫氧化物的判定，所述预定检测是检测所述排气中的所述硫氧化物的浓度的检测，所述预定参数与输出电流中产生的预定变化相关，所述输出电流是所述排气所含的所述硫氧化物的浓度越高则变得越大的输出电流，所述预定变化是因下述电流而在所述输出电流中产生的变化，所述电流是因预定的硫在所述第一电极发生再氧化反应而变回硫氧化物、从而在所述第一电极与所述第二电极之间流动的电流，所述预定的硫是在所述降压扫描期间在所述施加电压变得低于所述硫氧化物的分解开始电压时已吸附于所述第一电极的硫，所述预定的降压速度被设定为下述速度，该速度使得以所述施加电压成为在所述第一电压范围内且比所述第一电压高的电压范围内的电压的时间点为界、所述预定的硫的所述再氧化反应的速度骤增。...

【技术特征摘要】
2016.11.30 JP 2016-2333761.一种用于气体检测装置的控制装置,所述气体检测装置包括元件部、电压施加装置以及电流检测器，所述元件部包括电化学单元和扩散阻碍体，设置于内燃机的排气通路，所述电化学单元包括具有氧化物离子传导性的固体电解质体、第一电极以及第二电极，所述第一电极和所述第二电极分别设置于所述固体电解质体的表面，所述扩散阻碍体由在所述排气通路流动的排气能够通过的多孔材料形成，所述元件部构成为，使得在所述排气通路流动的所述排气通过所述扩散阻碍体并到达所述第一电极，所述电压施加装置构成为，对所述第一电极与所述第二电极之间施加电压，所述电流检测器构成为，对输出电流进行检测,所述输出电流是在所述第一电极与所述第二电极之间流动的电流，所述控制装置的特征在于，具备电子控制单元，所述电子控制单元构成为，控制施加电压，所述施加电压是利用所述电压施加装置施加于所述第一电极与所述第二电极之间的电压，所述电子控制单元构成为，利用所述电流检测器来获取所述输出电流，所述电子控制单元构成为，在所述电子控制单元判断为供给到所述内燃机的混合气的空燃比处于稳定的状态的情况下，利用所述电压施加装置在执行升压扫描后执行降压扫描，所述升压扫描是使所述施加电压从第一电压上升到第二电压的控制，所述第一电压选自低于所述硫氧化物的分解开始电压的第一电压范围内,所述第二电压选自比所述硫氧化物的所述分解开始电压高的第二电压范围内，所述降压扫描是使所述施加电压以预定的降压速度从所述第二电压下降到所述第一电压的控制，所述电子控制单元构成为，基于所述输出电流来获取预定参数，并基于所述预定参数来进行预定判定和预定检测中的某一方，所述预定判定是判定在所述排气中是否含有预定浓度以上的硫氧化物的判定，所述预定检测是检测所述排气中的所述硫氧化物的浓度的检测，所述预定参数与输出电流中产生的预定变化相关，所述输出电流是所述排气所含的所述硫氧化物的浓度越高则变得越大的输出电流，所述预定变化是因下述电流而在所述输出电流中产生的变化，所述电流是因预定的硫在所述第一电极发生再氧化反应而变回硫氧化物、从而在所述第一电极与所述第二电极之间流动的电流，所述预定的硫是在所述降压扫描期间在所述施加电压变得低于所述硫氧化物的分解开始电压时已吸附于所述第一电极的硫，所述预定的降压速度被设定为下述速度，该速度使得以所述施加电压成为在所述第一电压范围内且比所述第一电压高的电压范围内的电压的时间点为界、所述预定的硫的所述再氧化反应的速度骤增。2.根据权利要求1所述的用于所述气体检测装置的所述控制装置，所述电子控制单元构成为，预先存储在所述降压扫描期间所述施加电压成为再氧化电流检测电压的时间点时的所述输出电流，来作为基础电流，所述再氧化电流检测电压是在所述第一电压范围内且比所述第一电压高的电压，所述电子控制单元构成为，使不含所述硫氧化物的作为被检气体的排气在所述排气通路流通，并执行所述升压扫描和所述降压扫描，所述电子控制单元构成为，算出所述基础电流与在所述降压扫描期间在所述施加电压成为所述再氧化电流检测电压的时间点所获取到的所述输出电流的差量，将所述差量用作所述参数。3.根据权利要求2所述的用于所述气体检测装置的所述控制装置，所述电子控制单元判定所述差量的大小是否为阈值差量以上，所述电子控制单元，在所述电子控制单元判定为所述差量的大小为所述阈值差量以上的情况下，判定为在所述排气中含有所述预定浓度以上的硫氧化物，所述电子控制单元构成为，在所述电子控制单元判定为所述差量的大小小于所述阈值差量的情况下，判定为在所述排气中不含所述预定浓度以上的硫氧化物。4.根据权利要求2所述的用于所述气体检测装置的所述控制装置，所述电子控制单元构成为，存储所述差量与所述排气中的硫氧化物的浓度的关系，所述电子控制单元构成为，基于所述差量与所述关系来检测所述排气中的硫氧化物的浓度。5.根据权利要求1所述的用于所述气体检测装置的所述控制装置，所述电子控制单元构成为算出最小变化值，并构成为将所述最小...

【专利技术属性】
技术研发人员：青木圭一郎，水谷圭吾，若尾和弘，松田和久，
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