内燃发动机的SOx浓度检测设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及内燃发动机的SOx浓度检测设备。
【背景技术】
[0002]在未经审查的日本专利公开N0.2-122255中描述了用于测量包含于气体混合物中的含氧气体的相对量的传感器。该传感器具有两个栗单元。这些栗单元被串联安置。在这种传感器中，包含于气体混合物中的含氧气体的一部分(特别地，02)通过对上游侧栗单元施加较低的电压来去除，并且包含于气体混合物中的其余含氧气体(特别地，H20和C02)的相对量通过对下游侧栗单元施加高电压来测量。
【发明内容】
[0003]极限电流型传感器是已知的。在这种传感器中，一般地，某一恒定电压被施加用于包含于内燃发动机排出的废气(exhaust gas)中的氧的浓度的检测。但是，根据用于施加电压的这种技术，包含于废气中的SOx的浓度无法被容易地且准确地检测出。
[0004]在这方面，根据本申请的发明人的研究，本申请的发明人已经认识到，在改进用于给极限电流型传感器施加电压的技术时，包含于废气中的SOx的浓度能够通过极限电流型传感器准确检测出。
[0005]基于本申请的发明人的这个认识，本发明的目的是通过极限电流型传感器来准确检测包含于废气中的SOx的浓度。
[0006]本申请的一个发明涉及具有极限电流型传感器的内燃发动机的SOx浓度检测设备。本发明的设备包括:检测部分，用于在使施加于传感器的电压(以下，该电压将简称为“所施加电压”)从预定电压下降的同时通过使用传感器的输出电流(以下，该输出电流将简称为“输出电流”)来检测包含于由发动机排出的废气中的SOx的浓度(以下，SOx的这种浓度将称为“SOx浓度”)。
[0007]根据这点，能够检测SOx浓度。特别地，即使在当所施加电压被保持为恒定电压时占用输出电流的SOx的影响或者在所施加电压被提高时占用输出电流的SOx的影响小于占用输出电流的其他分量的影响的情况下，如果在所施加电压从预定电压器下降时占用输出电流的SOx的影响大于占用输出电流的其他分量的影响，则SOx浓度也能够被准确地检测出。
[0008]而且，优选的是，检测部分在使所施加电压从预定电压下降的同时将输出电流的峰值用作用于SOx浓度的检测的输出电流。峰值是输出电流在所施加电压的下降期间的最小输出电流(或最大输出电流)。因此，峰值是与SOx浓度精确对应的输出电流。因而，SOx浓度能够通过将峰值用作用于SOx浓度的检测的输出电流而准确地检测出。
[0009]而且，检测部分可以在使所施加电压从预定电压下降之后通过使用在比预定电压低的电压被施加于传感器时的输出电流来检测包含于废气中的氧的浓度。根据这点，包含于废气中的氧的浓度和SOx浓度能够通过单个传感器来检测出。
[0010]而且，检测部分可以在使所施加电压从比预定电压低的电压上升到预定电压之后将在使所施加电压从预定电压下降时的输出电流用作用于SOx浓度的检测的输出电流。在这种情况下，在所施加电压的下降开始之前施加于传感器的电压低于预定电压。因而，与在所施加电压的下降开始之前施加于传感器的电压等于预定电压的情形相比，为SOx浓度的检测所消耗的电力能够得以下降。
[0011 ] 检测部分可以在使所施加电压上升至预定电压之前通过使用在施加比预定电压低的电压时的输出电流来检测包含于废气中的氧的浓度。根据这点，包含于废气中的氧的浓度和SOx浓度能够通过单个传感器来检测出。
[0012]而且，优选的是，预定电压高于或等于0.8V。根据这点，能够获得与SOx浓度精确对应的输出电流，并且因此能够准确地检测出SOx浓度。
[0013]而且，优选的是，在所施加电压从预定电压的下降结束时的所施加电压是低于或等于0.7V的电压。根据这点，能够获得与SOx浓度精确对应的输出电流，并且因此能够准确地检测出SOx浓度。
[0014]而且，检测部分可以使所施加电压按照比具有100Hz的电压的变化速度小或与其相等的速度从预定电压下降。根据这点，可确保能够获得与SOx浓度精确对应的输出电流，并且因此能够准确地检测出SOx浓度。
[0015]而且，检测部分可以使所施加电压从比预定电压低的电压上升，并且然后使所施加电压按照比具有100Hz的电压的变化速度小或与其相等的速度从预定电压下降。根据这点，可确保能够获得与SOx浓度精确对应的输出电流，并且因此能够准确地检测出SOx浓度。
[0016]而且，发动机为例如汽油发动机。汽油发动机按照在发动机工作区的主要部分内的大气燃料化学计量比来操作。因此，包含于废气中的氧的浓度是低的。因而，SOx浓度能够被容易地检测出。
[0017]而且，SOx浓度检测设备还可以包括:控制部分，用于在使所施加电压从预定电压下降时的输出电流的绝对值大于或等于第一预定值的情况下执行用于使传感器的硫中毒再生的硫中毒再生控制。根据这点，直到因硫中毒所致的传感器的检测的准确度的下降不会发生，SOx浓度才被检测。因而，SOx浓度能够被更准确地检测出。
[0018]而且，SOx浓度检测设备还可以包含用于在使所施加电压从预定电压下降时的输出电流的绝对值大于第二预定值的情况下报警给发动机的燃烧室供应的燃料的性能故障的控制部分。根据这点，在可能发生燃料性能故障的情况下，SOx浓度检测设备的用户能够意识到，燃料的性能故障可能会发生。
[0019]本申请的另一个发明涉及用于检测包含于从具有极限电流型传感器的内燃发动机排出的废气中的SOx的浓度的方法。该方法包括:用于使施加于传感器的电压从预定电压下降的电压下降步骤，用于在电压下降步骤期间获取传感器的输出电流的输出电流获取步骤，以及用于通过使用由输出电流获取步骤获取的输出电流来检测包含于废气中的SOx的浓度的SOx浓度检测步骤。
[0020]根据这点，能够检测出SOx浓度。特别地，即使在所施加电压被保持为恒定电压时占用输出电流的SOx的影响或者在所施加电压被提高时占用输出电流的SOx的影响小于占用输出电流的其他分量的影响的情况下，如果在所施加电压从预定电压下降时占用输出电流的SOx的影响大于占用输出电流的其他分量的影响，则SOx浓度能够被准确地检测出。[0021 ] 而且，该方法还可以包括:用于在电压下降步骤之后给传感器施加比预定电压低的电压的下降后电压施加步骤，以及用于在下降后电压施加步骤期间通过使用传感器的输出电流来检测包含于废气中的氧的浓度的氧浓度检测步骤。根据这点，包含于废气中的氧的浓度和SOx浓度能够通过单个传感器来检测出。
[0022]而且，该方法还可以包括用于在电压下降步骤之前给传感器施加比预定电压低的电压的下降前电压施加步骤，用于在下降前电压施加步骤之后且在电压下降步骤之前使施加于传感器的电压上升至预定电压的电压升高步骤，以及用于在下降前电压施加步骤期间通过使用传感器的输出电流来检测包含于废气中的氧的浓度的氧浓度检测步骤。根据这点，包含于废气中的氧的浓度和SOx浓度能够通过单个传感器来检测出。
[0023]本申请的又一个发明涉及极限电流型传感器。本发明的极限电流型传感器被用来在施加于传感器的电压从预定电压下降时通过使用传感器的输出电流来检测包含于内燃发动机排出的废气中的SOx的浓度。
[0024]根据这点，能够提供用于检测SOx浓度的极限电流型传感器。特别地，即使在所施加电压被保持为恒定电压时占用输出电流的SOx的影响或者在所施加电压被提高时占用输出电流的SOx的影响小于占用输出电流的其他分量的影响的情况下，如果在所施加电压从预定电压下降时占用输出电流的SOx的影响大于占用输出电流的其他分量的影响，则能够提供用于准确地检测SOx浓度的极限电流型传感器。
[0025]而且，传感器可以被用来在施加于传感器的电压从预定电压下降之后通过使用在比预定电压低的电压被施加于传感器时的传感器的输出电流来检测包含于废气中的氧的浓度。根据这点，包含于废气中的氧的浓度和SOx浓度能够通过单个传感器来检测出。
[0026]而且，传感器可以被用来在预定电压被施加于传感器之前通过使用在比预定电压低的电压被施加于传感器时的传感器的输出电流来检测包含于废气中的氧的浓度。根据这点，包含于废气中的氧的浓度和SOx浓度能够通过单个传感器来检测出。
【附图说明】
[0027]图1示出了本发明的极限电流型传感器的一种实施例(两单元型极限电流型传感器)。
[0028]图2示出了图1所示的极限电流型传感器的输出特性。
[0029]图3示出了图1所示的极限电流型传感器的输出特性。
[0030]图4示出了在SOx浓度与输出电流的峰值之间的关系。
[0031]图5示出了本发明的极限电流型传感器的另一种实施例(单一单元型极限电流型传感器)。
[0032]图6示出了图5所示的极限电流型传感器的输出特性。
[0033]图7示出了包含具有图1或5所示的极限电流型传感器的SOx浓度检测设备的内燃发动机。
[0034]图8示出了示出与根据第一实施例的所施加电压的变化对应的输出电流的时间图。
[0035]图9A示出了所施加电压的上升和下降的一种方式。
[0036]图9B示出了所施加电压的上升和下降的另一种方式。
[0037]图10A示出了在图1所示的极限电流型传感器中采用的电路的一个实例。
[0038]图10B示出了在图4所示的极限电流型传感器中采用的电路的一个实例。
[0039]图11示出了根据第一实施例的SOx浓度检测流程的实施例的一个实例。
[0040]图12示出了根据第二实施例的SOx浓度检测流程的一个实例。
[0041]图13示出了根据第三实施例的SOx浓度检测流程的一个实例。
[0042]图14示出了根据第四实施例的SOx浓度/空燃比检测流程的一个实例。
【具体实施方式】
[0043]本发明的极限电流型传感器以及包含该极限电流型传感器的内燃发动机的SOx浓度检测设备的实施例将参照附图来描述。
[0044]<两单元型极限电流型传感器的配置>
[0045]图1示出了根据本发明的第一实施例的极限电流型传感器。图1所示的传感器是两单元型极限电流型传感器。在图1中，10表示极限电流型传感器，11A表示第一固体电解质层，11B表示第二固体电解质层，12A表示第一氧化铝层，12B表示第二氧化铝层，12C表示第三氧化铝层，12D表示第四氧化铝层，12E表示第五氧化铝层，12F表示第六氧化铝层，13表示扩散限制层，14表示加热器，15表示栗单元，15A表示第一栗电极，15B表示第二栗电