传感器控制装置、传感器控制系统以及传感器控制方法_3

文档序号:8460466阅读:来源:国知局
0073]在氧气泵单元与电动势检测单元之间,介入中空的测定室与用于将吸入环境气体取入到该测定室的多孔质的扩散限制部形成的间隔层,层叠两个单元。氧气泵单元的一个电极配置在测定室外,另一个电极配置在测定室内。另外,电动势检测单元的一个电极配置在测定室内,另一个电极通过后述的加热器17的层叠而从外部的环境气体中遮断,暴露在成为基准的氧气浓度环境气体中。
[0074]并且,该传感器元件11通过氧气传感器控制部12而被驱动控制(通电控制)。具体地讲,以根据测定室内的氧气浓度在电动势检测单元中产生的电动势(电压)成为目标值的方式,对供给到氧气泵单元的泵电流的通电状态进行控制。此时,流过氧气泵单元的泵电流输出为输出信号Ip,该输出信号Ip对应于氧气浓度。
[0075]另外,加热器17层叠到传感器元件11的电动势检测单元侧,以氧气泵单元和电动势检测单元活性化的方式被加热。该加热器17具有在以氧化铝为主体的两个绝缘层间封入了发热电阻体的公知的结构。
[0076]传感器元件11和进行加热器17的驱动控制(通电控制)等的氧气传感器控制部12与氧气传感器10连接,但是在本实施方式中,氧气传感器控制部12以与具有传感器元件11和加热器17的氧气传感器10 —体化的方式(结构)与该氧气传感器10连接。
[0077]另外,在从传感器元件11输出的输出信号Ip与吸入环境气体中的氧气浓度之间的对应关系中产生了变化时,氧气传感器控制部12进行在输出信号Ip的校正中使用的校正系数Ipcomp的更新,从而进行该对应关系的校正。另外,使用公知的电路结构执行基于氧气传感器控制部12的传感器元件11、加热器17的通电控制,因此省略详细的说明。
[0078]在该氧气传感器控制部12上主要设置有对从传感器元件11输出的输出信号Ip进行检测的检测部13、从ECU(判定部)43输入控制信号的输入部14、执行在氧气浓度的算出中使用的输出信号Ip有关的校正处理的运算部15、作为能够进行写入的非易失性存储器(EEPROM)的存储部16。
[0079]检测部13具有对传感器元件11的输出信号Ip进行检测的电路,例如,具有去除噪声等的滤波电路等。在检测部13中检测到的输出信号Ip输入到运算部15。
[0080]在E⑶43中判定为发动机40怠速停止时,输入部14输入从E⑶43输出的控制信号。另外,将在后面详细叙述ECU43中的怠速停止与否的判定的详细。
[0081]另外,在本实施方式中,虽然应用到分开配置检测部13和输入部14的例子而进行了说明,但是也可以是将两者一体化的接口部,不特别限定其结构。
[0082]运算部15为具有CPU (中央运算处理单元)、ROM、RAM、输入输出接口等的微电脑,通过执行存储在ROM中的控制程序,执行与传感器元件11的输出信号Ip有关的校正系数Ipcomp的算出和更新等运算处理等。另外,将在后面叙述运算部15中的运算处理。
[0083]EGR开度传感器62是对EGR阀门53的开度进行检测而将开度信号输出到E⑶43的传感器。车速传感器63是对车辆的行驶速度进行检测而将车速信号输出到ECU43的传感器。换档传感器64是对前进档“D”和空档“N”和驻车档“P”等变速杆等的选择位置进行检测并将选择信号输出到ECU43的传感器。
[0084]加速器传感器65是对车辆的加速踏板中的踏入量等操作进行检测的传感器,是将检测信号输出到ECU43的传感器。制动器传感器66是对车辆的脚制动器中的踏入量等的操作进行检测的传感器,是将检测信号输出到ECU43的传感器。另外,作为这些传感器能够使用公知的传感器,不特别限定传感器的形式。
[0085]接着,参照图3和图4对从由上述结构构成的传感器控制系统I的氧气传感器控制部12中的传感器元件11的输出信号Ip更新校正系数Ipcomp的校正处理进行说明。另夕卜,使用校正系数Ipcomp从传感器元件11的输出信号Ip算出氧气浓度的方法与对输出信号Ip乘上校正系数Ipcomp的公知的方法相同,因此省略其说明。
[0086]当向传感器控制系统I供给电力而开始校正系数Ipcomp的校正处理时,如说明图3的校正系数Ipcomp的校正处理的流程图所示,运算部15执行将输出信号Ip平均值的变量z的值重置为“I”的处理,并且执行将输出信号Ip样品的变量η的值重置为“I”的处理(S10)。
[0087]并且,执行开始向氧气传感器10和氧气传感器控制部12通电的控制(加热器17的驱动控制等)(S11)。接着,执行读出存储在运算部15的存储部16中的最新的校正系数Ipcomp的处理(S12)。另外,在传感器控制系统1的初始状态下,将事先设定的校正系数作为最新的校正系数Ipcomp存储到存储部16中。
[0088]之后,进行将氧气传感器10的暖气打开40秒左右而等待该氧气传感器10 (传感器元件11)的活性化的处理(S13),接着,开始针对传感器元件11的通电控制(S14)。此处,关于氧气传感器10的暖气,是从加热器17产生热而加热到活性化传感器元件11的氧气泵单元和电动势检测单元的温度。另外,针对传感器元件11的通电控制,以根据测定室内的氧气浓度在电动势检测单元中产生的电动势(电压)成为目标值的方式,对供给到氧气泵单元的泵电流的通电状态进行控制,此时流入到氧气泵单元的泵电流输出为输出信号Ip。
[0089]运算部15执行如下处理:进行使用在S12中读出的校正系数Ipcomp对作为来自传感器元件11的输出的输出信号Ip进行校正的运算,将校正后的信号输出到ECU43(S15)。另外,关于使用了校正系数Ipcomp的输出信号Ip的校正运算,能够使用公知的运算,不特别限定运算方法。另外,在ECU43中,单独执行使用所校正的输出信号Ip而算出氧气浓度的处理。
[0090]并且,执行如下处理:通过ECU43接收与点火开关有关的信号,判定点火开关是否断开(S16)。在判定为点火开关没有断开时(否时),执行判定通过ECU43输入的怠速停止标志是否为“1”的处理(S17)。
[0091]此处,参照图5所示的流程图对E⑶43中的发动机40用于执行怠速停止的怠速停止执行处理进行说明。首先,当通过ECU43开始怠速停止执行处理时,将怠速停止标志设置为“0” (S20) o另外,怠速停止标志还输出到氧气传感器控制部12,标志为“1”时表示执行了怠速停止,标志为“0”时表示执行了怠速停止。接着,执行判定发动机40的怠速停止条件是否成立的处理(条件判定步骤:S21)。
[0092]具体地讲,判定从车速传感器63输出的车速信号是否表示车速0、且从换档传感器64输出的选择信号是否表示前进档“D”、且从加速器传感器65输出的检测信号是否表示没有操作加速踏板(踏入量为0)、且从制动器传感器66输出的检测信号是否表示操作了脚制动器(踏入)。在这些条件中的至少一个不成立时,判定为怠速停止条件不成立(否),E⑶43执行不执行怠速停止的处理(S22)。而且,E⑶43对EGR装置50输出进行在发动机40运行时进行的通常的控制的控制信号(S23)。更具体地讲,对EGR阀门53输出进行用于使排气适当回流的通常的开闭控制的控制信号。
[0093]另一方面,在S21的判定中在所有的条件成立时,判定为怠速停止条件成立(是),E⑶43对EGR装置50输出闭合EGR阀门53的控制信号(回流停止步骤:S24)。而且,E⑶43执行是否从EGR开度传感器62输入EGR阀门53闭合的信号之后经过了预定的环境气体稳定等待时间(预定的等待时间)的判定(等待时间判定步骤:S25)。作为预定的环境气体稳定等待时间能够例不从5秒左右到10秒左右的时间。
[0094]当从通过闭合EGR阀门53而停止排气的回流之后,经过预定的环境气体稳定等待时间时,通过EGR装置50回流的排气被吸入到发动机40 (气缸内),进气歧管44内成为与大气大致相同的环境气体。
[0095]当在S25的判定中判定为没有经过预定的环境气体稳定等待时间时(否时),ECU43再次回到S21并重复执行上述的处理。另一方面,在判定为经过了预定的环境气体稳定等待时间时(是时),对发动机40输出进行怠速停止的控制信号(怠速停止步骤:S26)。
[0096]并且,将怠速停止标志设定为“I” (S27)。另一方面,在S21的判定中,在判定为怠速停止条件不成立(否)时,对发动机40输出不执行怠速停止的控制信号(S22),使发动机40继续驱动或者再次启动。并且,执行上述的S23的处理,将怠速停止标志设定为“O” (S28) ο
[0097]在设定怠速停止标志的S27或S28的处理之后,执行判定是否断开了点火开关的处理(S29)。当在S29中点火开关接通时(否时),再次回到S21的处理,重复进行之后的处理。另一方面,当在S29中判定为点火开关断开时(是时),结束怠速停止执行处理。
[0098]并且,在回到从图3、图4所示的传感器元件11的输出信号Ip更新校正系数Ipcomp的校正处理的说明,在S17中判定为怠速停止标志为“I” (即,通过图5所示的怠速停止执行处理执行了怠速停止)时(是时),执行是否从最初判定为怠速停止标志=I开始经过了预定的传感器输出稳定等待时间
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