[发明专利]气体传感器装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有用于内燃机中的空燃比反馈控制的气体传感器的气体传感器装置及其控制方法。

背景技术

公知有如下气体传感器：至少具有一个以上的由固体电解质体以及一对电极构成的单电池(cell)，检测氧等特定气体的浓度。固体电解质体随着温度上升而活性化，并且根据被固体电解质体隔开的两部分气氛之间的氧浓度差而在一对电极之间产生电动势。固体电解质体通过由内燃机排出的排气气体的热而被加热，另一方面存在为了固体电解质体提前活性化而设置加热器的情况。此外，由于单电池的内部电阻值与温度具有相关关系，因此加热器的温度控制通过基于单电池的内部电阻值的反馈控制来进行(例如参照专利文献1)。在专利文献1中，以使单电池的内部电阻值达到目标电阻值的方式进行向加热器的电力供给，并且进行维持单电池温度一定的控制。

然而，公知若由于经时劣化等使单电池劣化，则内部电阻值产生变化。在单电池劣化了的情况下，为了保持单电池温度一定，例如可以对应于单电池的劣化状态变更目标电阻值。在专利文献1中，若单电池劣化并且内部电阻值变化，则向加热器的供给电力产生变化，所以在向加热器的供给电力超过了预定电力的情况判定为单电池劣化，而进行向与劣化状态对应的目标电阻值的变更。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-26599号公报

但是，在专利文献1中，为了进行单电池的劣化判定，单电池必须以能够得到单电池的内部电阻值与温度的相关关系的程度来充分进行活性化，并且也需要从开始驱动发动机到能够开始进行劣化检测的时间。而且，由于不是直接判定单电池的劣化，而是基于向加热器的供给电力间接进行劣化判定，因此具有劣化检测的精度不良的问题。

发明内容

本发明是为了解决上述问题点而做出的，其目的在于提供一种气体传感器装置及其控制方法，能够提前开始单电池的劣化判定，并且能够高精度地进行单电池的劣化判定。

根据本发明的第1方式，提供一种气体传感器装置，具有气体传感器，该气体传感器具有至少一个以上的由固体电解质体以及一对电极构成的单电池，并且输出与排气气体中的特定气体的浓度对应的检测信号，所述气体传感器装置适用于基于所述检测信号进行空燃比反馈控制的内燃机，其中，所述气体传感器装置具有：获取机构，获取从所述气体传感器输出的所述检测信号；电阻值检测机构，检测构成所述气体传感器的一个所述单电池的内部电阻值；判断机构，判断通过所述获取机构获取的所述检测信号是否达到了能够开始所述空燃比反馈控制的开始判定值；开始时电阻值检测机构，在通过所述判断机构判断为所述检测信号达到了所述开始判定值的情况下，通过所述电阻值检测机构检测所述单电池的开始时内部电阻值；以及比较机构，比较通过所述开始时电阻值检测机构检测出的所述开始时内部电阻值和预先设定的劣化判定值。

气体传感器在成为被加热到目标的温度而完全活性化的状态之前，成为如下状态：在被加热而使内部电阻值逐渐下降的过程中，输出能够执行内燃机的空燃比反馈控制的水准的检测信号。而且，本申请发明人研究之后，明白了检测信号达到能够开始空燃比反馈控制的开始判定值时的单电池的内部电阻值和单电池的劣化状态之间存在相关关系。因此，在第1方式中，单电池的开始时内部电阻值和劣化判定值的比较，在气体传感器的检测信号达到了开始判定值的情况下进行，该开始判定值用于判定是否达到了进行空燃比反馈控制所需要的精度。由此，与气体传感器的检测信号进行空燃比反馈控制并且稳定之后进行单电池的劣化判定的现有的气体传感器装置相比，能够提前开始单电池的劣化判定。此外，通过仅仅将单电池的开始时内部电阻值与劣化判定值比较这种直接并且简单的比较处理，就能够进行单电池的劣化的判定，所以能够精准并且迅速地进行劣化判定，能够使基于其判定结果的劣化校正处理等提前执行。

在第1方式中，所述气体传感器也可以还具有加热器，该加热器用于通过通电机构的通电来加热所述固体电解质体。在这种情况下，第1方式也可以还具有：决定机构，决定所述通电机构向所述加热器的通电量，以使通过所述电阻值检测机构检测的所述内部电阻值成为目标电阻值；以及校正机构，基于所述比较机构的比较结果，校正所述目标电阻值。

在第1方式中，以使内部电阻值成为目标电阻值的方式决定向加热器的通电量，进而基于比较机构的比较结果能够校正目标电阻值，所以能够精准地决定向加热器的通电量。由此，被加热器加热的单电池能够维持一定的温度，所以作为气体传感器的输出，能够得到更稳定的输出。