传感器控制设备制造技术

本发明专利技术提供一种传感器控制设备，包括：气体传感器，其包括具有第一固体电解质体、基准电极和检测电极的氧浓度检测单元；以及加热器；电流供给单元，用于向所述氧浓度检测单元供给电流；激活判断单元；和加热器控制单元，用于当激活判断单元判断为气体传感器的温度等于或高于激活判断温度时，通过将等于或高于激活判断温度的第一目标温度设置为目标温度来控制对加热器的电流供给，传感器控制设备还包括：自动停止检测单元；以及第一温度切换单元，用于当自动停止检测单元检测到自动停止时，控制供给至加热器的电流，以使得将加热器的目标温度切换至与在所述第一固体电解质中产生发黑的温度不同的第二目标温度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于计算表示检测对象气体中包含的特定气体的浓度的浓度匹配值的传感器控制设备。
技术介绍
在相关技术中，已知以下一种传感器控制设备该传感器控制设备安装于诸如车辆发动机等的内燃机的排气管中，并且检测流过排气管的气体内的特定气体成分的浓度。 该传感器控制设备包括例如气体传感器、加热器和控制单元。气体传感器包括具有固体电解质体和一对电极的单元，并且将与特定气体的浓度相对应的电信号输出至控制单元。固体电解质体通常由氧化锆基材料制成，特别地，从强度和离子导电性的角度出发，固体电解质体由部分稳定的氧化锆制成。在使用该固体电解质体的气体传感器中，如果气体传感器的温度没有达到预定温度(例如，600°C 700°C )，则基于与特定气体相对应的电信号的气体检测精度下降。因此，当预先设置了用作为用于判断是否激活气体传感器的基准的激活判断温度、并且检测到特定气体时，利用加热器将气体传感器加热至等于或高于激活判断温度的温度。控制单元控制用于使加热器进行加热的电流供给，并且基于从气体传感器输出的电信号计算特定气体的浓度匹配值。另外，包括使用固体电解质体的氧浓度检测单元和氧泵单元的气体传感器也是众所周知的。该氧浓度检测单元自发地生成用于检测排放气体的氧浓度的氧基准，从而控制对氧泵单元的电流供给。此外，用于驱动该气体传感器的控制单元也是已知的(参考专利文献1)。然而，在相关技术中，已知通过在诸如等待交通信号等的暂时停止期间自动停止发动机来改进燃料消耗并减少排放气体的自动停止控制。在该自动停止控制中，如果满足了允许内燃机自动停止的条件，则该内燃机自动停止。如果满足了允许内燃机重启的条件， 则该内燃机自动重启。如果在内燃机的自动停止期间、连续向气体传感器供给维持气体传感器的温度处于激活判断温度所需的电流，则内燃机的自动停止(以下还称为“怠速停止 (idle stop)”)期间的功耗增加，并且电池的负荷增大。另一方面，例如，已经提出了以下的内燃机用的控制设备将比气体传感器的激活判断温度低的温度设置为怠速停止期间加热器的目标温度，以降低怠速停止期间传感器控制设备的功耗(参考专利文献2)。专利文献1 日本特开2006-275628专利文献2 日本特开2003-14820
技术实现思路
本专利技术要解决的问题本专利技术人发现，在怠速停止期间并非可以设置低于气体传感器的激活判断温度的任何加热器目标温度。也就是说，本专利技术人发现，当没有适当设置怠速停止期间所设置的加热器目标温度时，气体传感器可能劣化。对此，本专利技术人进一步发现在如下类型的气体传感器中出现以下问题，该类型的气体传感器包括使用固体电解质体的氧浓度检测单元和氧泵单元，并且氧浓度检测单元自发地生成氧基准(即，通过向氧浓度检测单元供给电流来从检测电极向基准电极泵氧)。具体地，本专利技术人发现，如果在向氧浓度检测单元供给电流时、在预定时间段以上将气体传感器的固体电解质体持续加热至比激活判断温度低的预定温度(范围)，则固体电解质体易于发黑(blackening)。发黑是当固体电解质体中包含的金属氧化物被化学地还原时、在负电极侧的固体电解质体的表面上产生金属的现象(例如，ZrO2 — Zr+02)。在已经出现发黑的气体传感器中，由于固体电解质体的离子导电性根据发黑度而下降，因此即使当将气体传感器加热至激活判断温度时也难以以高精度检测特定气体。另外，在以下的单单元型气体传感器中也发生这种问题该单单元型气体传感器仅包括氧浓度检测单元，并且根据在氧浓度检测单元的一对电极之间产生的电动势来测量氧浓度，并且氧浓度检测单元本身自发地生成氧基准(即，通过向氧浓度检测单元供给电流来从检测电极向基准电极泵氧)。已经作出本专利技术以解决前述问题，并且本专利技术提供一种能够抑制气体传感器的劣化、并且降低怠速停止期间的加热器功耗的传感器控制设备。根据第一方面，本专利技术提供一种传感器控制设备，包括气体传感器，用于安装在内燃机的排气管中，并且包括包含第一固体电解质体、基准电极和检测电极的氧浓度检测单元，其中，所述基准电极和所述检测电极形成于所述第一固体电解质体上，并且所述氧浓度检测单元在所述检测电极和所述基准电极之间产生与测量对象气体的氧浓度相对应的电压；加热器，用于加热所述气体传感器；电流供给单元，用于向所述氧浓度检测单元供给电流，从而从所述检测电极通过所述第一固体电解质体向所述基准电极泵氧；激活判断单元，用于判断所述气体传感器的温度是否等于或高于激活判断温度；以及加热器控制单元， 用于当所述激活判断单元判断为所述气体传感器的温度等于或高于所述激活判断温度时， 通过将等于或高于所述激活判断温度的第一目标温度设置为所述加热器的目标温度，来控制对所述加热器的电流供给，其中，所述传感器控制设备还包括自动停止检测单元，用于检测所述内燃机的自动停止；以及第一温度切换单元，用于当所述自动停止检测单元检测到所述内燃机的自动停止时，控制供给至所述加热器的电流，以使得将所述加热器的目标温度切换至第二目标温度，其中，所述第二目标温度不同于在如下情况下在所述第一固体电解质体中产生发黑的温度在该情况下，当所述气体传感器的温度维持在比所述激活判断温度低的温度时，所述电流供给单元向所述氧浓度检测单元供给电流。在以上第一方面的优选实施例中，所述气体传感器包括检测室，其中，检测对象气体被引入所述检测室中，以及氧泵单元，其具有第二固体电解质体和在所述第二固体电解质体上形成的一对泵电极，所述一对泵电极中的一个泵电极被配置为暴露至所述检测室，所述氧泵单元根据在所述一对泵电极之间供给的电流向所述检测室或从所述检测室泵氧，所述氧浓度检测单元的所述检测电极暴露至所述检测室，并且所述基准电极位于所述检测室外部，以及其中，所述传感器控制设备还包括电流供给控制单元，所述电流供给控制单元用于根据所述氧浓度检测单元所产生的电压控制供给至所述氧泵单元的电流。如果在将固体电解质体加热至低于激活判断温度的预定温度并且该固体电解质体的阻抗下降时向固体电解质体连续供给电流，则可能容易发生从一个电极向另一个电极过量泵氧的现象，并且此外，可能容易发生发黑。因此，在根据第一方面的传感器控制设备中，当检测到内燃机的自动停止时，加热器控制单元控制对加热器的电流供给，以使得将气体传感器的温度维持在前述的第二目标温度。因此，在向氧浓度检测单元(包括第二固体电解质体)供给电流时、在氧浓度检测单元中产生发黑的温度的剩余时间段并未持续预定时间以上。由于该原因，在包括具有氧泵单元和氧浓度检测单元的气体传感器、或包括具有氧浓度检测单元的气体传感器的传感器控制设备中，可以抑制气体传感器的劣化，并且可以降低内燃机的自动停止期间的加热器功耗。此外，根据第一方面的传感器控制设备在检测到所述内燃机的自动停止时，在不停止向加热器供给电流的情况下，控制电流供给以维持第二目标温度。因此，与在内燃机的自动停止期间切断对加热器的电流供给的情况相比较，该传感器控制设备可以缩短在内燃机的自动停止被解除(自动启动)之后、直到气体传感器的温度上升至激活判断温度为止所经过的时间。根据第二方面，本专利技术提供一种传感器控制设备，包括气体传感器，用于安装在内燃机的排气管中，并且包括包含第一固体电解质体、基准电极和检测电极的氧浓度检测单元，其中，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种传感器控制设备，包括：气体传感器，用于安装在内燃机的排气管中，并且包括包含第一固体电解质体、基准电极和检测电极的氧浓度检测单元，其中，所述基准电极和所述检测电极形成于所述第一固体电解质体上，并且所述氧浓度检测单元在所述检测电极和所述基准电极之间产生与测量对象气体的氧浓度相对应的电压；加热器，用于加热所述气体传感器；电流供给单元，用于向所述氧浓度检测单元供给电流，从而从所述检测电极通过所述第一固体电解质体向所述基准电极泵氧；激活判断单元，用于判断所述气体传感器的温度是否等于或高于激活判断温度；以及加热器控制单元，用于当所述激活判断单元判断为所述气体传感器的温度等于或高于所述激活判断温度时，通过将等于或高于所述激活判断温度的第一目标温度设置为所述加热器的目标温度，来控制对所述加热器的电流供给，其中，所述传感器控制设备还包括：自动停止检测单元，用于检测所述内燃机的自动停止；以及第一温度切换单元，用于当所述自动停止检测单元检测到所述内燃机的自动停止时，控制供给至所述加热器的电流，以使得将所述加热器的目标温度切换至第二目标温度，其中，所述第二目标温度不同于在如下情况下在所述第一固体电解质体中产生发黑的温度：在该情况下，当所述气体传感器的温度维持在比所述激活判断温度低的温度时，所述电流供给单元向所述氧浓度检测单元供给电流。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：稻垣浩，
申请(专利权)人：日本特殊陶业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP