气体传感器控制装置的制造方法
【专利说明】气体传感器控制装置
[0001]相关申请的相互参照
[0002]本申请基于2013年6月4日提出申请的日本申请编号2013 — 117481号，这里援引其记载内容。
技术领域
[0003]本申请涉及一种气体传感器控制装置，该气体传感器控制装置具备对被检测气体所包含的规定成分的浓度进行检测的气体传感器。
【背景技术】
[0004]以往，在安装有内燃机的车辆中，在排气管设置排出气体净化用的催化剂，并且在该催化剂的上游侧、或者催化剂的上游侧与下游侧这两方设置检测排出气体的空燃比或者浓/稀的排出气体传感器，基于排出气体传感器的输出对空燃比进行反馈控制来提高催化剂的排出气体净化率。在该情况下，排出气体传感器相当于空燃比传感器或者氧传感器。
[0005]然而，关于氧传感器等的排出气体传感器，在排出气体的空燃比以浓/稀变化时，有时传感器输出的变化相对于实际的空燃比的变化产生延迟。
[0006]因此，例如如专利文献1 (日本特开昭60 - 98141号公报)记载那样，气体传感器具有在传感器电极间配置有固体电解质层的传感器元件。在该情况下，气体传感器相当于氧传感器，传感器电极具有基准电极与氧电极。利用电流供给部使电流从基准电极流向氧电极，从而使气体传感器的输出特性变化。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1:日本特开昭60 - 98141号公报然而，若使电流流经传感器电极间的电流供给部发生异常(例如故障等)，则不能适当地变更气体传感器的输出特性，不再能够基于气体传感器的输出适当地进行控制(例如空燃比反馈控制)。因此，在电流供给部发生异常的情况下，需要早期检测该异常。
[0010]因此，根据发明人的见解，考虑如下一种系统，其具备使恒流流经传感器电极间来变更气体传感器的输出特性的恒流供给部，在规定的异常诊断执行条件成立时(例如产生燃料切断的过程中)切换流经传感器电极间的电流值，基于该切换前后的气体传感器的输出来进行判定恒流供给部有无异常的异常诊断。
[0011]但是，在进行上述异常诊断的情况下，需要首先检测切换电流值之前的气体传感器的输出，之后，切换流经传感器电极间的电流值，并检测切换电流值之后的气体传感器的输出。因此，异常诊断所需的时间存在变长的趋势。而且，存在不能在异常诊断执行条件成立的期间内，完成异常诊断的频率变高的可能性，并且也存在对其他控制(例如燃料切断刚结束之后为了中和催化剂而进行的浓喷射(rich inject1n)控制等)带来负面影响的可能性。
【发明内容】
[0012]本申请的目的在于，提供一种能够检测变更气体传感器的输出特性的恒流供给部的异常、并且能够缩短异常诊断所需的时间的气体传感器控制装置。
[0013]在本申请的第一方式中，气体传感器控制装置具备:气体传感器，利用在一对传感器电极间配置有固体电解质体的传感器元件对被检测气体所包含的规定成分的浓度进行检测；恒流供给部，使恒流流经传感器电极间来变更气体传感器的输出特性；以及异常诊断部，在恒流供给部被以停止恒流或者将恒流维持为规定值的方式控制时，进行基于气体传感器的输出来判定恒流供给部有无异常的异常诊断。
[0014]若恒流供给部发生异常(例如故障等)、则以停止恒流(使其为0)或者将恒流维持为规定值的方式控制恒流供给部时的气体传感器的输出与正常时不同。因此，在如本申请那样以停止恒流或者将恒流维持为规定值的方式控制恒流供给部时，通过基于气体传感器的输出来进行判定恒流供给部有无异常的异常诊断，能够高精度地判定恒流供给部有无异常。因此，在恒流供给部发生了异常的情况下，能够早期地检测出该异常。并且，本申请无需在异常诊断时切换流经传感器电极间的恒流，因此与基于切换电流值前后的气体传感器的输出来进行异常诊断的情况相比，能够缩短异常诊断所需的时间。因此，能够提高在异常诊断执行条件的成立期间内可结束异常诊断的频率，并且能够防止给其他控制带来负面影响。
【附图说明】
[0015]以下，基于附图对本申请的实施例进行说明。此外，在以下的各实施例相互之中，在图中对彼此相同或等同的部分标注相同附图标记。
[0016]图1是表示本申请的一实施例中的发动机控制系统的结构的概略图，
[0017]图2是表示传感器元件的结构的剖视图，
[0018]图3是表示排出气体的空燃比与传感器元件的电动势的关系的电动势特性图，
[0019]图4是表示传感器元件周边的气体成分的状态的概略图，
[0020]图5是说明传感器输出的特性的时序图，
[0021]图6是表示恒流所流经的传感器元件周边的气体成分的状态的概略图，
[0022]图7是提高稀灵敏度或者浓灵敏度的情况下的氧传感器的输出特性图，
[0023]图8是表示氧传感器活性前的异常诊断的时序图，
[0024]图9是表示燃料切断中的异常诊断的时序图，
[0025]图10是表示恒流控制过程的流程图，
[0026]图11是表示异常诊断允许判定过程的流程图，
[0027]图12是表示异常诊断过程的流程图。
【具体实施方式】
[0028]以下，对将用于实施本申请的方式具体化了的一实施例进行说明。
[0029]首先，基于图1说明发动机控制系统整体的概略结构。
[0030]在作为内燃机的发动机11的进气管12设有通过马达等进行开度调节的节流阀13、以及检测该节流阀13的开度(节流开度)的节流阀开度传感器14。另外，在发动机11的各气缸的每一个中分别安装有进行缸内喷射或者进气口喷射的燃料喷射阀15，在发动机11的汽缸盖中对各气缸的每一个安装有火花塞16。通过各火花塞16的火花放电对缸内的混合气体点火。
[0031]在发动机11的排气管17设有对排出气体中的(^、^、勵夂等进行净化的三元催化剂等的第1催化剂18与第2催化剂19。另外，在第1催化剂18的上游侧，作为第1气体传感器设有输出与排出气体的空燃比相应的线性的空燃比信号的空燃比传感器20(线性A/F传感器)。在该情况下，也将排出气体的空燃比称作空燃当量比(excess air rat1)λ。而且，在第1催化剂18的下游侧(具体地说是第1催化剂18与第2催化剂19之间)，作为第2气体传感器设有根据排出气体的空燃比相比于理论空燃比是浓还是稀来使输出电压反转的氧传感器21 (02传感器)。在该情况下，也将理论空燃比称作化学计量空燃比(stoich1metrical air-fuel rat1)。
[0032]另外，在本发动机控制系统中，设有每当发动机11的曲柄轴(未图示)旋转规定曲柄转角就输出脉冲信号的曲柄转角传感器22、检测发动机11的吸入空气量的空气量传感器23、检测发动机11的冷却水温的冷却水温传感器24等的各种传感器。基于曲柄转角传感器22的输出信号检测曲柄转角、发动机转速。
[0033]上述各种传感器的输出被输入到电子控制单元(EOT) 25。该E⑶25以微型26为主体构成，通过执行存储于内置的ROM等的存储介质的各种发动机控制用的程序，从而与发动机运转状态相应地控制燃料喷射量、点火正时、节流阀开度(吸入空气量)等。
[0034]此时，在规定的空燃比F/B控制执行条件成立时，E⑶25基于空燃比传感器20的输出进行对空燃比(燃料喷射量)进行F/B校正的主F/B控制，以使第1催化剂18的上游侧的排出气体的空燃比达到目标空燃比。而且，基于氧传感器21的输出进行校正第1催化剂18的上游侧的目标空燃比、或者修正主F/B控制的F/B校正量或燃料喷射量的副F/B控制，以使第1催化剂18的下游侧的排出气体的空燃比达到控制目标值(例如理论空燃比)。而且，“F/B”相当于“反馈”。
[0035]接下来，基于图2说明氧传感器21的结构。
[0036]氧传感器21具有杯型构造的传感器元件31，实际上，该传感器元件31形成为元件整体收容于未图示的壳体、元件罩内的结构，并配设于发动机11的排气管17内。
[0037]在传感器元件31中，相当于固体电解质体的固体电解质层32形成为剖面U字状，在其外表面设有排气侧电极层33，并在内表面设有大气侧电极层34。固体电解质层32由使CaO、MgO、Y203、Yb203等作为稳定剂而固溶于ZrO 2、Hf02、Th02、Bi203等而成的氧离子传导性氧化物烧结体构成。另外，排气侧电极层33与大气侧电极层34均由铂等的催化剂活性较高的贵金属构成，且在表面实施了多孔质的化学镀等。这些排气侧电极层33与大气侧电极层34成为一对相对的传感器电极。被固体电解质层32