本发明专利技术提供一种气体传感器及气体传感器中的浓度校正方法，该气体传感器即便在基准气体空间侧产生了污染气体的情况下、也可抑制测定精度劣化。气体传感器的控制器具备：浓度确定部，其基于通过施加规定的泵电压而在测定电极与空腔外泵电极之间与规定气体成分的浓度相对应地流通的测定泵电流来确定规定气体成分的浓度；以及校正处理部，其对浓度确定部中确定的规定气体成分的浓度进行校正，校正处理部基于预先确定的偏置电流值或偏置电流值的标准化值与气体传感器启动时测定泵电流产生的输出变动之间的相关关系，对规定气体成分的浓度进行校正，该偏置电流值为不含规定气体成分的被测定气体流通时的测定泵电流的大小。分的被测定气体流通时的测定泵电流的大小。分的被测定气体流通时的测定泵电流的大小。
【技术实现步骤摘要】
气体传感器及气体传感器中的浓度校正方法
[0001]本专利技术涉及具备陶瓷制的传感器元件的气体传感器，特别涉及确保气体传感器中的测定精度。
技术介绍
[0002]以往，作为对汽车的发动机等内燃机中的燃烧气体、废气等被测定气体中的规定气体成分的浓度进行测定的装置，众所周知有采用氧化锆(ZrO2)等氧离子传导性固体电解质陶瓷形成了传感器元件的气体传感器。
[0003]该气体传感器通常具有如下构成的主体部，该构成为，陶瓷制的长条板状的传感器元件(检测元件)在金属制的收纳部件的内部(中空部)通过陶瓷支撑件和滑石粉等陶瓷的压粉体而被固定，利用压粉体，使得用于将被测定气体向测定电极等所在的元件内部导入的气体导入口所在的一个端部侧与供基准气体(大气)导入的另一个端部侧之间实现气密性密封(例如参见专利文献1)。
[0004]收纳部件的另一个端部侧为也称之为所谓的外筒的圆筒状部件，在其末端嵌入有作为密封(Seal)部件的橡胶塞。由上述外筒和橡胶塞围绕的空间为基准气体空间。在橡胶塞具备供将中心元件和外部电连接的若干引线插穿的贯通孔。基准气体通常直接使用气体传感器制作过程中将橡胶塞嵌入于外筒的时刻存在于外筒内的大气，不过，之后从橡胶塞的贯通孔与引线之间的间隙通过而进入于外筒内的大气也能够成为基准气体。
[0005]另外，在传感器元件的另一个端部，基准气体从基准气体空间向元件内部导入，且提供基准电位的基准电极设置成能够与基准气体接触。通过基准电极与氧浓度恒定的基准气体接触，使得基准电位保持恒定，由此在基准电极与测定电极等配备于传感器元件的其他电极之间产生与该电极周围的气氛相对应的电位差。
[0006]配置于传感器元件的各种电极通过在元件内部或者元件侧面所配设的电极导通部而与配备于元件端部的连接端子电连接，还已知使将基准电极和作为该连接端子的电极焊盘之间连接的基准电极导通部为多孔质的传感器元件(例如参见专利文献2)。
[0007]此外，还已知如下气体传感器元件，其中，被导入被测定气体的被测定气体室的宽度W1和在朝向被测定气体室的气体导入口所配置的多孔质扩散阻力层的宽度W2满足W1＜W2的关系(例如参见专利文献3)。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1：日本特许第6401644号公报
[0011]专利文献2：日本特许第5832479号公报
[0012]专利文献3：日本特开2020－71128号公报
技术实现思路
[0013]对于专利文献1中公开的气体传感器，其主体部配置于来自发动机的排气路径而
在废气气氛下使用，且在传感器元件本身由加热器加热等高温的环境下使用。因此，当开始使用，主体部被加热到高温时，有时因附着于外筒内表面的油分挥发或者从橡胶塞产生气体而产生污染气体，基准气体被该污染气体污染。并且，作为该污染气体到达至基准电极的结果，有可能发生如下状况，即，应当保持恒定的基准电位发生变化，无法保持气体传感器的测定精度。认为上述状况在专利文献2中公开那样的基准电极导通部为多孔质的情况下更容易发生。
[0014]专利文献1所公开的气体传感器中，由外侧电极、基准电极、以及配备于两者之间的固体电解质构成的电化学泵单元中，通过对两个电极间施加规定的电压，能够从元件外部向基准气体空间吸入氧，通过进行该吸入，即便在基准气体被污染的情况下，也能够保持基准电位恒定。
[0015]然而，上述污染气体不仅到达基准电极，有时经由测定电极导通部等电极导通部而到达至测定电极以及更靠近气体导入口的内部空腔。于是，本来应当从气体导入口导入后在氧浓度被调整为规定值之后到达测定电极的被测定气体被经由导通部而侵入的污染气体污染，结果气体传感器中的测定精度可能有时会劣化。即便侵入量微小，在测定对象气体成分的浓度较小的情况下，其影响也无法忽略。
[0016]例如，专利文献3中公开如下方案，即，通过被测定气体室的宽度W1比以往小而使得配置于气体传感器元件的电极的宽度也变小的情况下，为了使包括引线部在内的电极部的阻抗不大幅变化，将与各电极连接的电极导通部的宽度设定为相对变大，从而调整为规定的电极阻抗。像这样使引线部的宽度变大的情况下，引线部的扩散阻力变小，污染气体经由引线部而到达的量增加的可能性提高。
[0017]另外，将专利文献2所公开的多孔质的电极导通部还用于除基准电极导通部以外的电极导通部，这能够抑制铂的使用量，成本降低，但是，经由电极导通部的污染气体的侵入量有可能增加。
[0018]本专利技术是鉴于上述课题而实施的，其目的在于，提供即便在基准气体空间侧产生了污染气体、也可抑制测定精度劣化的气体传感器。
[0019]为了解决上述课题，本专利技术的第一方案是能够对被测定气体中的规定气体成分进行监测的气体传感器，其特征在于，具备：传感器元件，该传感器元件具有由氧离子传导性的固体电解质构成的长条板状的基体部，且在一个端部侧具备监测部；壳体，所述传感器元件收纳并固定于该壳体的内部；以及控制器，该控制器对所述气体传感器的动作进行控制，所述壳体具备：外筒，该外筒具备内部存在基准气体的基准气体空间，所述传感器元件的另一个端部侧突出到所述基准气体空间内；以及密封部件，该密封部件嵌入于所述外筒的端部，将所述基准气体空间密封，所述传感器元件具备：至少1个氧分压调整用内部空腔，该至少1个氧分压调整用内部空腔在规定的扩散阻力之下与配备于所述一个端部侧的所述被测定气体的导入口连通；测定用内部空腔，该测定用内部空腔与所述至少1个氧分压调整用内部空腔进一步连通；空腔外泵电极，该空腔外泵电极配置于除所述至少1个氧分压调整用内部空腔及所述测定用内部空腔以外的部位；测定电极，该测定电极面对所述测定用内部空腔而设置；测定泵单元，该测定泵单元中，通过施加规定的泵电压而在所述测定电极与所述空腔外泵电极之间流通有与所述规定气体成分的浓度相对应的测定泵电流；以及测定电极引线部，该测定电极引线部具备自所述测定电极延伸存在的能够将所述传感器元件的外部
和所述测定电极电连接的测定电极导通部和将所述测定电极导通部覆盖的测定导通部绝缘层，所述控制器具备：浓度确定部，该浓度确定部基于所述测定泵电流来确定所述规定气体成分的浓度；以及校正处理部，该校正处理部对所述浓度确定部中确定的所述规定气体成分的浓度进行校正，所述校正处理部基于预先确定的偏置电流值或所述偏置电流值的标准化值与所述气体传感器启动时所述测定泵电流产生的输出变动之间的相关关系，对所述规定气体成分的浓度进行校正，该偏置电流值为不含所述规定气体成分的被测定气体流通时的所述测定泵电流的大小。
[0020]本专利技术的第二方案在第一方案所涉及的气体传感器的基础上，其特征在于，所述校正处理部具备温度推定部，该温度推定部基于预先确定的温度推定信息，对所述密封部件的温度进行推定，在判断为所述气体传感器启动后所述密封部件的温度超过了规定的阈值温度的情况下，对所述规定气体成分的浓度进行校正。
[0021]本专利技术的第三方案在第一或第二方案所本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种气体传感器，其能够对被测定气体中的规定气体成分进行监测，所述气体传感器的特征在于，具备：传感器元件，该传感器元件具有由氧离子传导性的固体电解质构成的长条板状的基体部，且在一个端部侧具备监测部；壳体，所述传感器元件收纳并固定于该壳体的内部；以及控制器，该控制器对所述气体传感器的动作进行控制，所述壳体具备：外筒，该外筒具备内部存在基准气体的基准气体空间，所述传感器元件的另一个端部侧突出到所述基准气体空间内；以及密封部件，该密封部件嵌入于所述外筒的端部，将所述基准气体空间密封，所述传感器元件具备：至少1个氧分压调整用内部空腔，该至少1个氧分压调整用内部空腔在规定的扩散阻力之下与配备于所述一个端部侧的所述被测定气体的导入口连通；测定用内部空腔，该测定用内部空腔与所述至少1个氧分压调整用内部空腔进一步连通；空腔外泵电极，该空腔外泵电极配置于除所述至少1个氧分压调整用内部空腔及所述测定用内部空腔以外的部位；测定电极，该测定电极面对所述测定用内部空腔而设置；测定泵单元，该测定泵单元中，通过施加规定的泵电压而在所述测定电极与所述空腔外泵电极之间流通有与所述规定气体成分的浓度相对应的测定泵电流；以及测定电极引线部，该测定电极引线部具备自所述测定电极延伸存在的能够将所述传感器元件的外部和所述测定电极电连接的测定电极导通部和将所述测定电极导通部覆盖的测定导通部绝缘层，所述控制器具备：浓度确定部，该浓度确定部基于所述测定泵电流来确定所述规定气体成分的浓度；以及校正处理部，该校正处理部对所述浓度确定部中确定的所述规定气体成分的浓度进行校正，所述校正处理部基于预先确定的偏置电流值或所述偏置电流值的标准化值与所述气体传感器启动时所述测定泵电流产生的输出变动之间的相关关系，对所述规定气体成分的浓度进行校正，该偏置电流值为不含所述规定气体成分的被测定气体流通时的所述测定泵电流的大小。2.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，所述校正处理部具备温度推定部，该温度推定部基于预先确定的温度推定信息，对所述密封部件的温度进行推定，在判断为所述气体传感器启动后所述密封部件的温度超过了规定的阈值温度的情况下，对所述规定气体成分的浓度进行校正。3.根据权利要求1或2所述的气体传感器，其特征在于，所述校正处理部具备时间测量部，该时间测量部对执行所述规定气体成分的浓度校正
的时间进行测量，通过所述时间测量部而测得的时间的累积值到达预先设定的最大需要校正时间以后，将所述规定气体成分的浓度的校正停止。4.一种浓度校正方法，其是能够对被测定气体中的规定气体成分进行监测的气体传感器中...
【专利技术属性】
技术研发人员：渡边悠介，冈本拓，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，
类型：发明
国别省市：
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