用于排气传感器的控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于排气传感器的控制装置。用于排气传感器的控制装置被构造成控制排气传感器，所述排气传感器被设置在内燃机的排气通路中。用于排气传感器的控制装置包括：传感器元件；加热器，该加热器被构造成加热传感器元件；电流检测电路，该电流检测电路被构造成检测排气传感器的输出电流；以及电子控制装置，该电子控制装置被构造成通过PWM控制来控制供应到加热器的电力。应到加热器的电力。应到加热器的电力。

【技术实现步骤摘要】
用于排气传感器的控制装置


[0001]本专利技术涉及用于排气传感器的控制装置。

技术介绍

[0002]常规上已知在内燃机的排气通路中设置排气传感器，以便降低排气排放物的劣化，其中，排气传感器检测排气中的特定成分的浓度。在这种排气传感器中，传感器元件被加热器加热，以便保持传感器元件是活跃的。
[0003]传感器元件的温度与传感器元件的阻抗相关联。在日本未审专利申请公报第2002
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071633号(JP 2002
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071633A)中所述的空燃比传感器中，供应到加热器的电力被反馈控制，以使传感器元件的阻抗达到期望阻抗。

技术实现思路

[0004]但是，随着传感器元件退化，对应于相同元件温度的元件阻抗值增大。因而，在执行上述反馈控制时，传感器元件可能过热。
[0005]在JP 2002
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071633 A中所述的空燃比传感器中，基于指示传感器元件的退化状态的半活跃温度来限制供应到加热器的电力。但是，使用元件阻抗估计半活跃温度。因而，当元件阻抗和元件温度之间的关系改变时，半活跃温度的估计准确性降低。结果，供应到加热器的电力可能被不适当地限制，并且传感器元件可能过热。
[0006]本专利技术降低了通过加热器加热传感器元件的排气传感器中的传感器元件的过热。
[0007]根据本专利技术的一方面的用于排气传感器的控制装置被构造成控制排气传感器，所述排气传感器被设置在内燃机的排气通路中。控制装置包括：传感器元件；加热器，所述加热器被构造成加热所述传感器元件；电流检测电路，所述电流检测电路被构造成检测所述排气传感器的输出电流；以及电子控制装置，所述电子控制装置被构造成通过脉宽调制控制来控制被供应到所述加热器的电力。所述电子控制装置被构造成：与当由所述电流检测电路检测到的所述排气传感器的所述输出电流的变化量小于阈值时相比，当所述变化量等于或大于所述阈值时，将所述脉宽调制控制中的占空比的上限值设定成较低的值。
[0008]在上述方面，变化量可以是与脉宽调制控制的周期同步的排气传感器的输出电流的变化量。
[0009]在上述方面，变化量可以是当内燃机以稳态运行时由电流检测电路检测到的排气传感器的输出电流的变化量。
[0010]在上述方面，电子控制装置可以被构造成控制被供应到加热器的电力，以便使传感器元件的阻抗达到期望值，并且该电子控制装置可以被构造成当排气传感器的输出电流中的所述变化量等于或大于阈值时，改变期望值，以便将所述变化量降低至比所述阈值小的值。
[0011]在上述方面，电子控制装置可以被构造成控制被供应到加热器的电力，以便使传感器元件的阻抗达到期望值，并且该电子控制装置可以被构造成当排气传感器的输出电流
中的所述变化量等于或大于阈值时，修正阻抗，以便将所述变化量降低至比所述阈值小的值。
[0012]在上述方面，电子控制装置可以被构造成当排气传感器的输出电流的变化量等于或大于阈值时，以如下方式设定上限值，即：所述变化量越大，所述上限值越低。
[0013]根据本专利技术，在通过加热器加热传感器元件的排气传感器中降低了传感器元件的过热。
附图说明
[0014]下面将参考附图描述本专利技术的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中相同的附图标记指示相同元件，并且其中：
[0015]图1示意性地示出了根据本专利技术的第一实施例的用于排气传感器的控制装置所应用到的内燃机；
[0016]图2是空燃比传感器的局部截面图；
[0017]图3示意性地示出了根据本专利技术的第一实施例的用于排气传感器的控制装置的构造；
[0018]图4示出了空燃比传感器的电压
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电流(V
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I)特性；
[0019]图5示出了当所施加的电压为0.45V时排气的空燃比与输出电流之间的关系；
[0020]图6是示出传感器元件的温度和传感器元件的阻抗之间的关系的曲线图；
[0021]图7A和图7B示出了空燃比传感器的输出电流的示例，其中来自加热器的噪声叠加在所述输出电流上；
[0022]图8是根据本专利技术的第一实施例的上限值设定过程的控制例程的流程图；
[0023]图9是根据本专利技术的第二实施例的上限值设定过程的控制例程的流程图；以及
[0024]图10是根据本专利技术的第三实施例的上限值设定过程的控制例程的流程图。
具体实施方式
[0025]将参考附图详细地描述本专利技术的实施例。在下文说明中，以相同附图标记指示类似部件。
[0026]第一实施例
[0027]首先，将参考图1至图8描述本专利技术的第一实施例。
[0028]内燃机的总体说明
[0029]图1示意性地示出了根据本专利技术的第一实施例的用于排气传感器的控制装置所应用到的内燃机。图1中所示的内燃机是火花点火内燃机。该内燃机被安装在车辆上。
[0030]参考图1，42指示气缸体，43指示在气缸体42内往复运动的活塞，44指示固定在气缸体42上的气缸盖，45指示在活塞43与气缸盖44之间形成的燃烧室，46指示进气门，47指示进气口，48指示排气门，49指示排气口。进气门46打开和关闭进气口47，并且排气门48打开和关闭排气口49。
[0031]如图1中所示，在气缸盖44的内壁表面的中部中设置有火花塞50，并且在气缸盖44的内壁表面的周边部中设置有燃料喷射阀51。火花塞50被构造成响应于点火信号产生火花。燃料喷射阀51响应于喷射信号将预定量的燃料喷射到燃烧室45中。在本实施例中，使用
理论空燃比为14.6的汽油作为燃料。
[0032]每个气缸的每个进气口47都通过进气支管53中的对应一个进气支管联接到稳压罐54。稳压罐54通过进气管55联接到空气滤清器56。进气口47、进气支管53、稳压罐54、进气管55等形成用于将空气引导至燃烧室45的进气通路。由节气门驱动致动器57驱动的节气门58设置在进气管55中。节气门58通过节气门驱动致动器57而旋转，使得节气门58可以改变进气通路的开口面积。
[0033]每个气缸的每个排气口49都联接至排气歧管59。排气歧管59具有多个分支和收集器。分支联接到排气口49并且也汇聚到收集器中。排气歧管59的收集器联接至包含催化剂60的壳体61。壳体61联接至排气管62。排气口49、排气歧管59、壳体61、排气管62等形成排气通路，所述排气通路用于排出由燃烧室45中的空燃混合物的燃烧所产生的排气。催化剂60是例如能够同时去除碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)以及氮氧化物(NOx)的三元催化剂。
[0034]电子控制单元(ECU)31执行对内燃机的各种控制。即，ECU 31起内燃机的控制装置的作用。ECU 31接收设在内燃机中的各种传感器的输出，并基于各种传感器的输出来控制内燃机的各种致动器，等等。
[0035]ECU 31是数字计算机，并包括随机存取存储器(RAM)33、只读存储器(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于排气传感器的控制装置，所述控制装置被构造成控制所述排气传感器，所述排气传感器被设置在内燃机的排气通路中，所述控制装置的特征在于包括：传感器元件；加热器，所述加热器被构造成加热所述传感器元件；电流检测电路，所述电流检测电路被构造成检测所述排气传感器的输出电流；以及电子控制装置，所述电子控制装置被构造成通过脉宽调制控制来控制被供应到所述加热器的电力，其中所述电子控制装置被构造成：与当由所述电流检测电路检测到的所述排气传感器的所述输出电流的变化量小于阈值时相比，当所述变化量等于或大于所述阈值时，将所述脉宽调制控制中的占空比的上限值设定成较低的值。2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述变化量是与所述脉宽调制控制的周期同步的所述排气传感器的所述输出电流的变化量。3.根据权利要求1或2所述的控制装置，其特征在于，所述变化量是当所述内燃机以稳态运行时由所述电流检测电路检测到的所述排气传感器的所述输出电流的变...

【专利技术属性】
技术研发人员：若尾和弘，青木圭一郎，神谷康敬，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：