燃比。
[0123]這種情況下，為了根據(jù)在一個(gè)或多個(gè)電化學(xué)電池中獲得的檢測(cè)值檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中的空氣-燃料混合物的空燃比，需要向如上所述的電化學(xué)電池施加與氧的極限電流區(qū)關(guān)聯(lián)的施加電壓。從而，基本上理想的是在不進(jìn)行利用按照本發(fā)明的設(shè)備的SOx濃度檢測(cè)處理時(shí)，檢測(cè)空燃比。
[0124]在氣體濃度檢測(cè)元件具備第二電化學(xué)電池，并在第二電化學(xué)電池中施加與氧的極限電流區(qū)關(guān)聯(lián)的施加電流的情況下，盡管進(jìn)行利用按照本發(fā)明的設(shè)備的SOx濃度檢測(cè)處理，也能夠檢測(cè)空燃比。另外，當(dāng)根據(jù)如上所述檢測(cè)的包含在測(cè)試氣體中的氧的濃度校正第一檢測(cè)值和/或第二檢測(cè)值時(shí)，能夠進(jìn)一步精確地檢測(cè)包含在測(cè)試氣體中的氧化硫的濃度。
[0125]包含在從內(nèi)燃機(jī)排出的廢氣中的氧的濃度隨在內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中燃燒的空氣-燃料混合物的空燃比而變化。從而，為了根據(jù)第一檢測(cè)值精確地檢測(cè)包含在測(cè)試氣體中的氧化硫的濃度，理想的是當(dāng)在內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中燃燒的空氣-燃料混合物的空燃比被保持為預(yù)定值時(shí)(其例子包括在內(nèi)燃機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)期間)，檢測(cè)第一檢測(cè)值。
[0126]為了說明本發(fā)明，參考【附圖說明】了具有具體結(jié)構(gòu)的幾個(gè)實(shí)施例和變形例。不過，本發(fā)明的范圍并不局限于例證實(shí)施例和變形例，可對(duì)其增加適當(dāng)?shù)淖兏?，而不脫離權(quán)利要求書和說明書的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種氣體濃度檢測(cè)設(shè)備，其特征在于包括: 氣體濃度檢測(cè)元件(10 ;20 ;30)，所述氣體濃度檢測(cè)元件(10 ；20 ；30)包括第一電化學(xué)電池(11c)、致密體(21b)和抗擴(kuò)散單元(32)，所述第一電化學(xué)電池(11c)包括第一固體電解質(zhì)體(11s)、第一電極(11a)和第二電極(lib)，所述第一固體電解質(zhì)體(11s)具有氧化物離子傳導(dǎo)性，所述第一電極(11a)和所述第二電極(11b)被布置在所述第一固體電解質(zhì)體(11s)的相應(yīng)表面上，所述第一固體電解質(zhì)體(11s)、所述致密體(21b)和所述抗擴(kuò)散單元(32)被配置成限定內(nèi)部空間，所述抗擴(kuò)散單元(32)被配置成把作為測(cè)試氣體的來自內(nèi)燃機(jī)的廢氣經(jīng)所述抗擴(kuò)散單元(32)引入所述內(nèi)部空間中，所述第一電極(11a)暴露在所述內(nèi)部空間中，所述第二電極(11b)暴露在作為除所述內(nèi)部空間外的空間的第一獨(dú)立空間中，所述第一電極(11a)被配置成當(dāng)由所述第一電極(11a)和所述第二電極(11b)組成的第一電極對(duì)被施加第一預(yù)定電壓時(shí)，分解包含在所述測(cè)試氣體中的水和氧化硫； 第一電流檢測(cè)器(71)，所述第一電流檢測(cè)器(71)被配置成輸出與流過所述第一電極對(duì)的電流相關(guān)聯(lián)的第一檢測(cè)值； 第一電源(61)，所述第一電源￠1)被配置成向所述第一電極對(duì)施加電壓；和 電子控制單元(81)，所述電子控制單元(81)被配置成: (i)控制第一電源(61)，以致向所述第一電極對(duì)施加所述第一預(yù)定電壓； (?)當(dāng)所述第一預(yù)定電壓被施加于所述第一電極對(duì)時(shí)，從所述第一電流檢測(cè)器(71)獲得所述第一檢測(cè)值；和 (iii)根據(jù)所述第一檢測(cè)值，檢測(cè)包含在所述測(cè)試氣體中的所述氧化硫的濃度。2.按照權(quán)利要求1所述的氣體濃度檢測(cè)設(shè)備，其特征在于所述電子控制單元(81)被配置成控制所述第一電源￠1)，以致作為所述第一預(yù)定電壓，向所述第一電極對(duì)施加比水的極限電流區(qū)的下限電壓低的預(yù)定電壓。3.按照權(quán)利要求1或2所述的氣體濃度檢測(cè)設(shè)備，其特征在于所述電子控制單元(81)被配置成控制所述第一電源￠1)，以致作為所述第一預(yù)定電壓，向所述第一電極對(duì)施加等于或大于0.6V的預(yù)定電壓。4.按照權(quán)利要求1-3任意之一所述的氣體濃度檢測(cè)設(shè)備，其特征在于所述電子控制單元(81)被配置成當(dāng)所述第一電極對(duì)被施加所述第一預(yù)定電壓時(shí)，獲得流過所述第一電極對(duì)的電流的大小，作為所述第一檢測(cè)值。5.按照權(quán)利要求4所述的氣體濃度檢測(cè)設(shè)備，其特征在于所述電子控制單元(81)被配置成隨著所述第一檢測(cè)值減小而檢測(cè)到越高的包含在所述測(cè)試氣體中的所述氧化硫的所述濃度的濃度值。6.按照權(quán)利要求1-5任意之一所述的氣體濃度檢測(cè)設(shè)備，其特征在于所述第一電極包含選自由鉑、銠和鈀組成的組中的至少之一。7.按照權(quán)利要求1-6任意之一所述的氣體濃度檢測(cè)設(shè)備，其特征在于還包括: 第二電源(62)， 其中所述氣體濃度檢測(cè)元件(20;30)包括第二電化學(xué)電池(12c)，所述第二電化學(xué)電池(12c)包括第二固體電解質(zhì)體(12s)、第三電極(12a)和第四電極(12b)，所述第二固體電解質(zhì)體(12s)具有氧化物離子傳導(dǎo)性，所述第三電極(12a)和所述第四電極(12b)被布置在所述第二固體電解質(zhì)體(12s)的相應(yīng)表面上，所述第三電極(12a)暴露在所述內(nèi)部空間中，所述第四電極(12b)暴露在作為除所述內(nèi)部空間外的空間的第二獨(dú)立空間中，所述第三電極(12a)被布置在所述內(nèi)部空間中比所述第一電極(11a)更靠近所述抗擴(kuò)散單元(32)的位置，所述第三電極(12a)被配置成當(dāng)?shù)诙A(yù)定電壓被施加于由所述第三電極(12a)和所述第四電極(12b)組成的第二電極對(duì)時(shí)，從所述內(nèi)部空間排出氧，或者把氧引入所述內(nèi)部空間中， 其中所述第二電源￠2)被配置成向所述第二電極對(duì)施加電壓，并且 其中所述電子控制單元(81)被配置成控制所述第二電源￠2)，以致向所述第二電極對(duì)施加所述第二預(yù)定電壓，所述電子控制單元(81)被配置成當(dāng)在向所述第二電極對(duì)施加所述第二預(yù)定電壓的情況下所述內(nèi)部空間中的所述氧的濃度被調(diào)整到預(yù)定濃度時(shí)，并且當(dāng)向所述第一電極對(duì)施加所述第一預(yù)定電壓時(shí)，從所述第一電流檢測(cè)器(71)獲得所述第一檢測(cè)值。8.按照權(quán)利要求7所述的氣體濃度檢測(cè)設(shè)備，其特征在于所述電子控制單元(81)被配置成控制所述第二電源￠2)，以致作為所述第二預(yù)定電壓，向所述第二電極對(duì)施加等于或大于氧的分解起始電壓并且小于水的分解起始電壓的預(yù)定電壓。9.按照權(quán)利要求1-8任意之一所述的氣體濃度檢測(cè)設(shè)備，其特征在于還包括: 第三電流檢測(cè)器(73);和 第三電源(63)， 其中所述氣體濃度檢測(cè)元件(30)包括第三電化學(xué)電池(13c)，所述第三電化學(xué)電池(13c)包括第三固體電解質(zhì)體(13s)、第五電極(13a)和第六電極(13b)，所述第三固體電解質(zhì)體(13s)具有氧化物離子傳導(dǎo)性，所述第五電極(13a)和所述第六電極(13b)被布置在所述第三固體電解質(zhì)體(13s)的相應(yīng)表面上，所述第五電極(13a)暴露在所述內(nèi)部空間中，所述第六電極(13b)暴露在作為除所述內(nèi)部空間外的空間的第三獨(dú)立空間中，所述第五電極(13a)被配置成以致第二分解速率小于第一分解速率，所述第二分解速率是向由所述第五電極(13a)和所述第六電極(13b)組成的第三電極對(duì)施加第三預(yù)定電壓的情況下的借助所述第三電化學(xué)電池的氧化硫分解的速率，所述第一分解速率是向所述第一電極對(duì)施加所述第一預(yù)定電壓的情況下的借助所述第一電化學(xué)電池的氧化硫分解的速率， 其中所述第三電流檢測(cè)器(73)被配置成輸出與流過所述第三電極對(duì)的電流相關(guān)聯(lián)的第三檢測(cè)值， 其中所述第三電源￠3)被配置成向所述第三電極對(duì)施加電壓， 其中所述電子控制單元(81)被配置成控制所述第三電源(63)，以致向所述第三電極對(duì)施加所述第三預(yù)定電壓， 其中所述電子控制單元(81)被配置成從所述第三電流檢測(cè)器獲得所述第三檢測(cè)值，并且 其中所述電子控制單元(81)被配置成根據(jù)當(dāng)向所述第一電極對(duì)施加所述第一預(yù)定電壓時(shí)獲得的所述第一檢測(cè)值和當(dāng)向所述第三電極對(duì)施加所述第三預(yù)定電壓時(shí)獲得的所述第三檢測(cè)值之差，檢測(cè)包含在所述測(cè)試氣體中的所述氧化硫的所述濃度。10.按照權(quán)利要求9所述的氣體濃度檢測(cè)設(shè)備，其特征在于所述電子控制單元(81)被配置成控制所述第三電源￠3)，以致作為所述第三預(yù)定電壓，向所述第三電極對(duì)施加等于或大于水的分解起始電壓并且小于水的極限電流區(qū)的下限電壓的預(yù)定電壓。11.按照權(quán)利要求9或10所述的氣體濃度檢測(cè)設(shè)備，其特征在于所述電子控制單元(81)被配置成控制所述第三電源(63)，以致作為所述第三預(yù)定電壓，向所述第三電極對(duì)施加等于所述第一預(yù)定電壓的電壓。12.按照權(quán)利要求9-11任意之一所述的氣體濃度檢測(cè)設(shè)備，其特征在于所述第五電極(13a)被布置在包含濃度與包含在到達(dá)所述第一電極的所述測(cè)試氣體中的水的濃度相等的水的測(cè)試氣體所到達(dá)的區(qū)域中。13.按照權(quán)利要求9-12任意之一所述的氣體濃度檢測(cè)設(shè)備，其特征在于當(dāng)向所述第三電極對(duì)施加所述第三預(yù)定電壓時(shí)，所述電子控制單元(81)從所述第三電流檢測(cè)器獲得所述第三檢測(cè)值。14.按照權(quán)利要求13所述的氣體濃度檢測(cè)設(shè)備，其特征在于所述電子控制單元(81)被配置成隨著所述第一檢測(cè)值和所述第二檢測(cè)值之差的絕對(duì)值增大而檢測(cè)到越高的包含在所述測(cè)試氣體中的所述氧化硫的所述濃度的濃度值。15.按照權(quán)利要求9-14任意之一所述的氣體濃度檢測(cè)設(shè)備，其特征在于所述第五電極(13a)包含選自由鉑、金、鉛和銀組成的組中的至少之一。16.按照權(quán)利要求1-6任意之一所述的氣體濃度檢測(cè)設(shè)備，其特征在于 所述電子控制單元(81)被配置成控制所述第一電源(62)，以致向所述第一電極對(duì)施加作為比水的分解起始電壓低的預(yù)定電壓的第四預(yù)定電壓，并且 所述電子控制單元(81)被配置成根據(jù)與當(dāng)施加所述第四預(yù)定電壓時(shí)流過所述第一電極對(duì)的電流相關(guān)聯(lián)的所述第一檢測(cè)值，檢測(cè)與所述測(cè)試氣體相關(guān)聯(lián)的內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中的空氣-燃料混合物的空燃比。17.按照權(quán)利要求7或8所述的氣體濃度檢測(cè)設(shè)備，其特征在于 所述電子控制單元(81)被配置成控制所述第一電源(61)和/或所述第二電源(62)，以致向所述第一電極對(duì)和/或所述第二電極對(duì)施加作為比水的分解起始電壓低的預(yù)定電壓的第四預(yù)定電壓，并且 所述電子控制單元(81)被配置成根據(jù)與流過被施加所述第四預(yù)定電壓的所述第一電極對(duì)或所述第二電極對(duì)的電流相關(guān)聯(lián)的檢測(cè)值，檢測(cè)與所述測(cè)試氣體相關(guān)聯(lián)的內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中的空氣-燃料混合物的空燃比。18.按照權(quán)利要求9-15任意之一所述的氣體濃度檢測(cè)設(shè)備，其特征在于 所述電子控制單元(81)被配置成控制所述第一電源(61)、所述第二電源￠2)或所述第三電源￠3)中的至少一個(gè)，以致向所述第一電極對(duì)、所述第二電極對(duì)或所述第三電極對(duì)中的至少一個(gè)施加作為比水的分解起始電壓低的預(yù)定電壓的第四預(yù)定電壓，并且 所述電子控制單元(81)被配置成根據(jù)與流過被施加所述第四預(yù)定電壓的所述第一電極對(duì)、所述第二電極對(duì)或所述第三電極對(duì)的電流相關(guān)聯(lián)的檢測(cè)值，檢測(cè)與所述測(cè)試氣體相關(guān)聯(lián)的內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中的空氣-燃料混合物的空燃比。
【專利摘要】本公開涉及氣體濃度檢測(cè)設(shè)備。該氣體濃度檢測(cè)設(shè)備包括氣體濃度檢測(cè)元件(10；20；30)和電子控制單元(81)。氣體濃度檢測(cè)元件(10；20；30)包括第一電化學(xué)電池(11c)。電子控制單元(81)被配置成根據(jù)當(dāng)向第一電化學(xué)電池(11c)施加第一預(yù)定電壓時(shí)獲得的與流過第一電化學(xué)電池(11c)的電流相關(guān)聯(lián)的第一檢測(cè)值，檢測(cè)包含在測(cè)試氣體中的氧化硫的濃度。第一預(yù)定電壓是包含在測(cè)試氣體中的水和氧化硫在第一電化學(xué)電池(11c)的第一電極(11a)中被分解的電壓。
【IPC分類】G01N27/407
【公開號(hào)】CN105388197
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510549890
【發(fā)明人】水谷圭吾, 下川弘宣, 若尾和弘, 橋田達(dá)弘, 青木圭一郎
【申請(qǐng)人】豐田自動(dòng)車株式會(huì)社
【公開日】2016年3月9日
【申請(qǐng)日】2015年9月1日
【公告號(hào)】US20160061771