氣體傳感器控制裝置的制造方法
【專利說明】氣體傳感器控制裝置
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的相互參照
[0002]本申請(qǐng)基于2013年6月4日提出申請(qǐng)的日本申請(qǐng)編號(hào)2013 — 117481號(hào)，這里援引其記載內(nèi)容。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本申請(qǐng)涉及一種氣體傳感器控制裝置，該氣體傳感器控制裝置具備對(duì)被檢測(cè)氣體所包含的規(guī)定成分的濃度進(jìn)行檢測(cè)的氣體傳感器。
【背景技術(shù)】
[0004]以往，在安裝有內(nèi)燃機(jī)的車輛中，在排氣管設(shè)置排出氣體凈化用的催化劑，并且在該催化劑的上游側(cè)、或者催化劑的上游側(cè)與下游側(cè)這兩方設(shè)置檢測(cè)排出氣體的空燃比或者濃/稀的排出氣體傳感器，基于排出氣體傳感器的輸出對(duì)空燃比進(jìn)行反饋控制來提高催化劑的排出氣體凈化率。在該情況下，排出氣體傳感器相當(dāng)于空燃比傳感器或者氧傳感器。
[0005]然而，關(guān)于氧傳感器等的排出氣體傳感器，在排出氣體的空燃比以濃/稀變化時(shí)，有時(shí)傳感器輸出的變化相對(duì)于實(shí)際的空燃比的變化產(chǎn)生延遲。
[0006]因此，例如如專利文獻(xiàn)1 (日本特開昭60 - 98141號(hào)公報(bào))記載那樣，氣體傳感器具有在傳感器電極間配置有固體電解質(zhì)層的傳感器元件。在該情況下，氣體傳感器相當(dāng)于氧傳感器，傳感器電極具有基準(zhǔn)電極與氧電極。利用電流供給部使電流從基準(zhǔn)電極流向氧電極，從而使氣體傳感器的輸出特性變化。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)1:日本特開昭60 - 98141號(hào)公報(bào)然而，若使電流流經(jīng)傳感器電極間的電流供給部發(fā)生異常(例如故障等)，則不能適當(dāng)?shù)刈兏鼩怏w傳感器的輸出特性，不再能夠基于氣體傳感器的輸出適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行控制(例如空燃比反饋控制)。因此，在電流供給部發(fā)生異常的情況下，需要早期檢測(cè)該異常。
[0010]因此，根據(jù)發(fā)明人的見解，考慮如下一種系統(tǒng)，其具備使恒流流經(jīng)傳感器電極間來變更氣體傳感器的輸出特性的恒流供給部，在規(guī)定的異常診斷執(zhí)行條件成立時(shí)(例如產(chǎn)生燃料切斷的過程中)切換流經(jīng)傳感器電極間的電流值，基于該切換前后的氣體傳感器的輸出來進(jìn)行判定恒流供給部有無異常的異常診斷。
[0011]但是，在進(jìn)行上述異常診斷的情況下，需要首先檢測(cè)切換電流值之前的氣體傳感器的輸出，之后，切換流經(jīng)傳感器電極間的電流值，并檢測(cè)切換電流值之后的氣體傳感器的輸出。因此，異常診斷所需的時(shí)間存在變長(zhǎng)的趨勢(shì)。而且，存在不能在異常診斷執(zhí)行條件成立的期間內(nèi)，完成異常診斷的頻率變高的可能性，并且也存在對(duì)其他控制(例如燃料切斷剛結(jié)束之后為了中和催化劑而進(jìn)行的濃噴射(rich inject1n)控制等)帶來負(fù)面影響的可能性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本申請(qǐng)的目的在于，提供一種能夠檢測(cè)變更氣體傳感器的輸出特性的恒流供給部的異常、并且能夠縮短異常診斷所需的時(shí)間的氣體傳感器控制裝置。
[0013]在本申請(qǐng)的第一方式中，氣體傳感器控制裝置具備:氣體傳感器，利用在一對(duì)傳感器電極間配置有固體電解質(zhì)體的傳感器元件對(duì)被檢測(cè)氣體所包含的規(guī)定成分的濃度進(jìn)行檢測(cè)；恒流供給部，使恒流流經(jīng)傳感器電極間來變更氣體傳感器的輸出特性；以及異常診斷部，在恒流供給部被以停止恒流或者將恒流維持為規(guī)定值的方式控制時(shí)，進(jìn)行基于氣體傳感器的輸出來判定恒流供給部有無異常的異常診斷。
[0014]若恒流供給部發(fā)生異常(例如故障等)、則以停止恒流(使其為0)或者將恒流維持為規(guī)定值的方式控制恒流供給部時(shí)的氣體傳感器的輸出與正常時(shí)不同。因此，在如本申請(qǐng)那樣以停止恒流或者將恒流維持為規(guī)定值的方式控制恒流供給部時(shí)，通過基于氣體傳感器的輸出來進(jìn)行判定恒流供給部有無異常的異常診斷，能夠高精度地判定恒流供給部有無異常。因此，在恒流供給部發(fā)生了異常的情況下，能夠早期地檢測(cè)出該異常。并且，本申請(qǐng)無需在異常診斷時(shí)切換流經(jīng)傳感器電極間的恒流，因此與基于切換電流值前后的氣體傳感器的輸出來進(jìn)行異常診斷的情況相比，能夠縮短異常診斷所需的時(shí)間。因此，能夠提高在異常診斷執(zhí)行條件的成立期間內(nèi)可結(jié)束異常診斷的頻率，并且能夠防止給其他控制帶來負(fù)面影響。
【附圖說明】
[0015]以下，基于附圖對(duì)本申請(qǐng)的實(shí)施例進(jìn)行說明。此外，在以下的各實(shí)施例相互之中，在圖中對(duì)彼此相同或等同的部分標(biāo)注相同附圖標(biāo)記。
[0016]圖1是表示本申請(qǐng)的一實(shí)施例中的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的概略圖，
[0017]圖2是表示傳感器元件的結(jié)構(gòu)的剖視圖，
[0018]圖3是表示排出氣體的空燃比與傳感器元件的電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系的電動(dòng)勢(shì)特性圖，
[0019]圖4是表示傳感器元件周邊的氣體成分的狀態(tài)的概略圖，
[0020]圖5是說明傳感器輸出的特性的時(shí)序圖，
[0021]圖6是表示恒流所流經(jīng)的傳感器元件周邊的氣體成分的狀態(tài)的概略圖，
[0022]圖7是提高稀靈敏度或者濃靈敏度的情況下的氧傳感器的輸出特性圖，
[0023]圖8是表示氧傳感器活性前的異常診斷的時(shí)序圖，
[0024]圖9是表示燃料切斷中的異常診斷的時(shí)序圖，
[0025]圖10是表示恒流控制過程的流程圖，
[0026]圖11是表示異常診斷允許判定過程的流程圖，
[0027]圖12是表示異常診斷過程的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]以下，對(duì)將用于實(shí)施本申請(qǐng)的方式具體化了的一實(shí)施例進(jìn)行說明。
[0029]首先，基于圖1說明發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)整體的概略結(jié)構(gòu)。
[0030]在作為內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)11的進(jìn)氣管12設(shè)有通過馬達(dá)等進(jìn)行開度調(diào)節(jié)的節(jié)流閥13、以及檢測(cè)該節(jié)流閥13的開度(節(jié)流開度)的節(jié)流閥開度傳感器14。另外，在發(fā)動(dòng)機(jī)11的各氣缸的每一個(gè)中分別安裝有進(jìn)行缸內(nèi)噴射或者進(jìn)氣口噴射的燃料噴射閥15，在發(fā)動(dòng)機(jī)11的汽缸蓋中對(duì)各氣缸的每一個(gè)安裝有火花塞16。通過各火花塞16的火花放電對(duì)缸內(nèi)的混合氣體點(diǎn)火。
[0031]在發(fā)動(dòng)機(jī)11的排氣管17設(shè)有對(duì)排出氣體中的(^、^、勵(lì)夂等進(jìn)行凈化的三元催化劑等的第1催化劑18與第2催化劑19。另外，在第1催化劑18的上游側(cè)，作為第1氣體傳感器設(shè)有輸出與排出氣體的空燃比相應(yīng)的線性的空燃比信號(hào)的空燃比傳感器20(線性A/F傳感器)。在該情況下，也將排出氣體的空燃比稱作空燃當(dāng)量比(excess air rat1)λ。而且，在第1催化劑18的下游側(cè)(具體地說是第1催化劑18與第2催化劑19之間)，作為第2氣體傳感器設(shè)有根據(jù)排出氣體的空燃比相比于理論空燃比是濃還是稀來使輸出電壓反轉(zhuǎn)的氧傳感器21 (02傳感器)。在該情況下，也將理論空燃比稱作化學(xué)計(jì)量空燃比(stoich1metrical air-fuel rat1)。
[0032]另外，在本發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中，設(shè)有每當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)11的曲柄軸(未圖示)旋轉(zhuǎn)規(guī)定曲柄轉(zhuǎn)角就輸出脈沖信號(hào)的曲柄轉(zhuǎn)角傳感器22、檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)11的吸入空氣量的空氣量傳感器23、檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)11的冷卻水溫的冷卻水溫傳感器24等的各種傳感器。基于曲柄轉(zhuǎn)角傳感器22的輸出信號(hào)檢測(cè)曲柄轉(zhuǎn)角、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
[0033]上述各種傳感器的輸出被輸入到電子控制單元(EOT) 25。該E⑶25以微型26為主體構(gòu)成，通過執(zhí)行存儲(chǔ)于內(nèi)置的ROM等的存儲(chǔ)介質(zhì)的各種發(fā)動(dòng)機(jī)控制用的程序，從而與發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相應(yīng)地控制燃料噴射量、點(diǎn)火正時(shí)、節(jié)流閥開度(吸入空氣量)等。
[0034]此時(shí)，在規(guī)定的空燃比F/B控制執(zhí)行條件成立時(shí)，E⑶25基于空燃比傳感器20的輸出進(jìn)行對(duì)空燃比(燃料噴射量)進(jìn)行F/B校正的主F/B控制，以使第1催化劑18的上游側(cè)的排出氣體的空燃比達(dá)到目標(biāo)空燃比。而且，基于氧傳感器21的輸出進(jìn)行校正第1催化劑18的上游側(cè)的目標(biāo)空燃比、或者修正主F/B控制的F/B校正量或燃料噴射量的副F/B控制，以使第1催化劑18的下游側(cè)的排出氣體的空燃比達(dá)到控制目標(biāo)值(例如理論空燃比)。而且，“F/B”相當(dāng)于“反饋”。
[0035]接下來，基于圖2說明氧傳感器21的結(jié)構(gòu)。
[0036]氧傳感器21具有杯型構(gòu)造的傳感器元件31，實(shí)際上，該傳感器元件31形成為元件整體收容于未圖示的殼體、元件罩內(nèi)的結(jié)構(gòu)，并配設(shè)于發(fā)動(dòng)機(jī)11的排氣管17內(nèi)。
[0037]在傳感器元件31中，相當(dāng)于固體電解質(zhì)體的固體電解質(zhì)層32形成為剖面U字狀，在其外表面設(shè)有排氣側(cè)電極層33，并在內(nèi)表面設(shè)有大氣側(cè)電極層34。固體電解質(zhì)層32由使CaO、MgO、Y203、Yb203等作為穩(wěn)定劑而固溶于ZrO 2、Hf02、Th02、Bi203等而成的氧離子傳導(dǎo)性氧化物燒結(jié)體構(gòu)成。另外，排氣側(cè)電極層33與大氣側(cè)電極層34均由鉑等的催化劑活性較高的貴金屬構(gòu)成，且在表面實(shí)施了多孔質(zhì)的化學(xué)鍍等。這些排氣側(cè)電極層33與大氣側(cè)電極層34成為一對(duì)相對(duì)的傳感器電極。被固體電解質(zhì)層32