内燃发动机的SOx浓度检测设备的制造方法_4

文档序号:9635051阅读:来源:国知局
.4V的电压被恒定地施加于传感器。然后,在根据第一实施例的SOx浓度检测中,所施加电压从0.4V提高至0.8V (指的是图8所示的从时间T0到时间T1的时段),并且然后,所施加电压从0.8V下降至0.4V(指的是图8所示的从时间T1到时间T2的时段)。在此时,EOT通过在所施加电压从0.8V下降至0.4V时使用参考电流以及输入到ECU的输出电流的峰值来计算(也就是,检测)SOx浓度。在此时,所算得的SOx浓度随参考电流与峰值之差增大而增大。
[0103]应当注意,在SOx浓度通过使用峰值与参考电流之差(以下,该差值将称为“电流差”)来计算(例如,与电流差对应的SOx浓度对于每个电流差预先通过实验等来获得)的情况下,这些获得的SOx浓度以作为电流差的函数的映射的形式存储于ECU内,并且SOx浓度通过从映射中读出与在SOx浓度的检测期间计算出的电流差对应的SOx浓度来计算出。
[0104]<根据第一实施例的SOx浓度检测设备的优点>
[0105]根据第一实施例的SOx浓度检测设备的极限电流型传感器能够被用来检测包含于废气中的氧的浓度(从而检测废气的空燃比)。因此,按照根据第一实施例的SOx浓度检测设备,包含于废气中的SOx的浓度能够通过使用能够用来检测包含于废气中的氧的浓度的传感器来检测。也就是,本申请的发明人已经意识到,在所施加电压被保持为恒定电压(例如,0.4V)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(例如,OjPNOx)的影响,并且另一方面,在所施加电压从预定电压(例如,0.8V)起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,并且因而,按照根据第一实施例的SOx浓度检测设备,SOx浓度能够通过使用能够用来检测包含于废气中的氧的浓度的传感器来准确地检测出。
[0106]而且,峰值是作为在所施加电压的下降期间的输出电流且与在SOx浓度为零的情况下的输出电流最显著不同的输出电流。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浓度检测的输出电流来更准确地检测出。
[0107]而且,根据第一实施例,在所施加电压开始下降之前施加于传感器的电压为0.4V。因此,该电压低于在所施加电压的下降开始时施加的0.8V。因而,根据第一实施例,与在所施加电压开始下降之前施加于传感器的电压等于0.8V的情形相比,由SOx浓度检测消耗的电力能够得以下降。
[0108]〈第一实施例的应用范围〉
[0109]应当注意,在根据第一实施例的SOx浓度检测中,在所施加电压开始上升时的施加电压(也就是,恒定地施加于传感器的电压)并不限定于0.4V,并且可以是在提高所施加电压之后下降所施加电压时用于生成具有峰值的输出电流的变化的任意电压,例如,低于或等于0.6V的电压,优选地,与0.4V相等的电压。
[0110]而且,在所施加电压的上升结束时的施加电压并不限定于0.8V,并且可以是在提高所施加电压之后下降所施加电压时用于生成具有峰值的输出电流的变化的任意电压,或者高于或等于输出稳压范围(也就是,在SOx浓度为零的情况下输出电流大体上恒定(与所施加电压无关)的范围,例如,0.2V?0.8V)的最大电压的任意电压,例如,高于0.8V的电压。
[0111]而且,在所施加电压的下降结束时的施加电压并不限定于0.4V,并且可以是低于或等于与峰值对应的电压的任意电压,例如,低于或等于0.7V的电压,优选地,与0.4V相等的电压。因此,在所施加电压的上升开始时的施加电压可以与在所施加电压的下降结束时的电压相同或不同。
[0112]而且,在根据第一实施例的SOx浓度检测中,使用了峰值,但是,作为该峰值的代替,可以使用在所施加电压从0.8V下降至0.4V时快速减小或增大的输出电流的范围内的输出电流。
[0113]〈参考电流〉
[0114]应当注意,包含于流入传感器的内部空间内的废气中的氧的浓度在下降所施加电压期间可以变化。在这种情况下,在所施加电压为0.8V时的输出电流指示所施加电压变化之前的氧浓度,而在所施加电压为0.4V时的输出电流指示在所施加电压变化之后的氧浓度。因此,与在所施加电压为0.8V时的输出电流相比,在所施加电压为0.4V时的输出电流更准确地反映了在峰值被输出时包含于传感器的内部空间内的废气中的氧的浓度。因此,在根据第一实施例的SOx浓度检测中,在所施加电压从0.8V下降至0.4V的情况下,作为参考电流的代替,在所施加电压达到0.4V时的输出电流(或者在已经从该时间起经过了预定的时间之后的输出电流)可以被用作参考电流。根据这点,即使在包含于废气中的氧的浓度于所施加电压的下降期间改变时,SOx浓度也能够被准确地检测出。
[0115]而且,在第一实施例中,作为使用峰值和参考电流来计算SOx浓度的代替,可以使用峰值和换算系数来计算SOx浓度。在这方面,所算得的SOx浓度随着峰值朝负值增加而增大。也就是,当峰值为负时,所算得的SOx浓度随峰值的绝对值增大而增大,并且当峰值为正时,所算得的SOx浓度随峰值的绝对值减小而增大。应当注意,换算系数是用于按照图4所示的关系将峰值转换为SOx浓度的系数。当然,在峰值作为正值而出现的情况下,所算得的SOx浓度随峰值朝正值增加而增大。
[0116]<根据第一实施例的扫描速度>
[0117]在根据第一实施例的SOx浓度检测中,如果所施加电压上升或下降的速度(扫描速度)过高,则可以没有峰值被输出,或者在所施加电压被降低时可以不输出与SOx浓度充分对应的峰值。因此,在根据第一实施例的SOx浓度检测中,优选的是,其中与SOx浓度充分对应的峰值在所施加电压被降低时被输出的所施加电压上升和下降的速度被选择。
[0118]特别地,如图9A所示,优选的是,所施加电压被提高,使得所施加电压的上升速度逐渐减小,并且然后所施加电压被降低,使得所施加电压的下降速度逐渐增大。否则,如图9B所示,优选的是,所施加电压被提高,使得所施加电压的上升速度保持于恒定的速度,并且然后所施加电压被降低,使得所施加电压的下降速度保持于恒定的速度。
[0119]而且,特别地,在根据第一实施例的SOx浓度检测中,当通过频率来表达在所施加电压从0.4V提高至0.8V并且然后所施加电压从0.8V下降至0.4V时所施加电压的变化时,优选的是频率小于或等于100Hz。换言之,优选的是从所施加电压的上升开始到所施加电压的下降结束所需的时间长于或等于0.01秒。
[0120]〈SOx检测电路的配置1>
[0121]应当注意,在发动机包含图1所示的极限电流型传感器(两单元型极限电流型传感器)的情况下,例如图10A所示的电路被用作SOx检测电路。在图10A中,10表示极限电流型传感器(也就是,图1所示的极限电流型传感器),14表示加热器,15表示栗单元,16表示传感器单元,90表示ECU,91表示施加电压命令部分,92表示参数计算部分,93表示加热器控制部分,94P和94S分别表示施加电压控制电路,以及95P和95S分别表示输出电流检测电路。
[0122]施加电压命令部分91、参数计算部分92和加热器控制部分93是EOT 90的元件。
[0123]施加电压命令部分91将与施加于栗单元15的电压相关的命令发送给施加电压控制电路94P,并且将与施加于传感器单元16的电压相关的命令发送给施加电压控制电路94S。
[0124]参数计算部分92从输出电流检测电路95P接收与栗单元的输出电流对应的信号,基于该接收信号来计算栗单元的输出电流,并且基于这个算得的输出电流来计算废气的空燃比(或者包含于废气中的氧的浓度)。参数计算部分92从输出电流检测电路95S接收与传感器单元的输出电流对应的信号,基于该接收信号来计算传感器单元的输出电流,并且基于这个算得的输出电流来计算包含于废气中的SOx的浓度。而且,参数计算部分92基于接收自输出电流检测电路95P和95S的信号来计算在传感器10中的电路的阻抗,并且将与这个算得的阻抗相关的信息发送给加热器控制部分93。加热器控制部分93将用于基于接收自参数计算部分92的与阻抗相关的信息来控制加热器14的控制信号发送给加热器14。
[0125]施加电压控制电路94P基于接收自施加电压命令部分91的命令(或者基于接收自施加电压命令部分91的命令以及由输出电流检测电路95P提供的与栗单元的输出电流对应的信号)来控制栗单元的所施加电压。
[0126]输出电流检测电路95P检测栗单元的输出电流,并且将与这个测得的输出电流对应的信号发送给参数计算部分92和施加电压控制电路94P。
[0127]施加电压控制电路94S基于接收自施加电压命令部分91的命令(或者接收自施加电压命令部分91的命令或者由输出电流检测电路95S提供的与传感器单元的输出电流对应的信号)来控制传感器单元的所施加电压。
[0128]输出电流检测电路95S检测传感器单元的输出电流,并将与这个测得的输出电流对应的信号发送给参数计算部分92和施加电压控制电路94S。
[0129]〈SOx检测电路的配置2>
[0130]在发动机包含图5所示的极限电流型传感器(单一单元型极限电流型传感器)的情况下,例如图10B所示的电路被用作SOx检测电路。在图10B中,30表示极限电流型传感器(也就是,图5所示的极限电流型传感器),34表示加热器,35表示传感器单元,90表示ECU,91表示施加电压命令部分,92表示参数计算部分,93表示加热器控制部分,94表示施加电压控制电路,以及95表示输出电流检测电路。
[0131]施加电压命令部分91、参数计算部分92和加热器控制部分93是EOT 90的元件。
[0132]施加电压命令部分91将与施加于传感器单元35的电压相关的命令发送给施加电压控制电路94。
[0133]参数计算部分92从输出电流检测电路95接收与传感器单元的输出电流对应的信号,基于该接收信号来计算传感器单元的输出电流,并且基于这个算得的输出电流来计算废气的空燃比(或者包含于废气中的氧的浓度)或者包含于废气中的SOx的浓度。而且,参数计算部分92基于接收自输出电流检测电路95的信号来计算传感器30中的电路的阻抗,并且将与这个算得的阻抗相关的信息发送给加热器控制部分93。加热器控制部分93将用于基于与接收自参数计算部分92的阻抗相关的信息来控制加热器34的控制信号发送给加热器34。
[0134]施加电压控制电路94基于接收自施加电压命令部分91的命令(或者接收自施加电压命令部分91的命令或者由输出电流检测电路95提供的
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