传感器控制装置和传感器控制系统制造方法及图纸

公开了一种传感器控制装置和传感器控制系统，该传感器控制装置用于连接至氧传感器，所述氧传感器包括：感测元件，用于测量内燃机的进气中的氧浓度；以及加热器，用于对所述感测元件进行加热，所述传感器控制装置包括：检测单元，用于检测从所述感测元件输出的与氧浓度相对应的输出信号；以及计算单元，用于计算对所述氧浓度进行计算时所使用的输出信号的补偿系数。在所述内燃机处于运转中并且处于能够对所述进气中的氧浓度进行估计的特定运转状态的情况下，所述计算单元收集计算所述补偿系数时所使用的补偿信息。还公开了一种包括氧传感器和所述传感器控制装置的传感器控制系统。

【技术实现步骤摘要】
传感器控制装置和传感器控制系统
本专利技术涉及如下一种传感器控制装置和传感器控制系统，其中该传感器控制装置和传感器控制系统例如测量内燃机的诸如充气混合物等的对象测量气体中的特定成分的浓度，并且适合用于对氧传感器的输出信号进行补偿。
技术介绍
在近年的内燃机中，为了提高燃料经济性并减少排气中所包含的有害物质的目的，通常进行针对作为燃料相对于进气的比率的空气燃料比的控制、特别是针对燃料相对于进气中所包含的氧的比率的控制。当进行该控制时，需要测量进气的体积。例如，已知有使用用于测量进气的体积的空气质量流量传感器的方法。该空气质量流量传感器用于配备有进气节流阀的内燃机中，并且可用于测量根据运转状态而改变的气缸内进气体积。另一方面，在柴油发动机和直喷式汽油发动机等中没有设置进气节流阀，并且气缸内进气体积基本恒定。此外，在具有用于使燃烧后的排气中的一部分再循环到进气内的排气再循环装置(以下称为“EGR装置”)的柴油发动机中，进气中所包含的氧的比率由于再循环用排气的量(以下称为“EGR量”)而改变。换句话说，气缸内氧进入量改变。在这种情况下，难以仅使用上述的空气质量流量传感器来对空气燃料比进行精确控制。也就是说，在仅使用空气质量流量传感器的空气燃料比的控制中，是在假定进气中所包含的氧的比率例如与空气中所包含的氧的比率相同的前提下来计算气缸内氧进入量。由于在配备有EGR装置的内燃机中进气中所包含的氧的比率改变，因此可能无法精确地计算气缸内氧进入量。为了解决上述问题，使用用于测量进气中所包含的氧浓度的氧传感器，并且已提出了计算气缸内氧进入量的技术(例如，参见日本特开平JP-A-H02-221647)。在该技术中，通过利用空气质量流量传感器测量气缸内进气体积并且进一步利用氧传感器测量进气的氧浓度来计算气缸内氧进入量。对于空气燃料比的控制，考虑根据如上所计算出的氧的量来控制喷入气缸或进气口内的燃料的量的前馈控制以提供良好结果。专利文献1：日本特开平JP-A-H02-221647
技术实现思路
专利技术要解决的问题已知，在如上所述使用氧传感器的情况下，需要补偿例如由于该氧传感器的劣化所引起的输出值的变化。特别地，在氧传感器仅配置在进气系统内的情况下，需要高的氧传感器精度。此外，与氧传感器配置在进气系统和非进气系统内的情况相比，补偿的必要性提高。由于该原因，JP-A-H02-221647中所公开的技术还在内燃机停止之后对氧传感器的输出值进行补偿。然而，在对氧传感器的输出值进行补偿的情况下总是消耗电力，并且在车辆的情况下，该电力是从所安装的电池供给的。当如JP-A-H02-221647中所公开的、在内燃机停止之后进行补偿的情况下电池的电力不足时，担心无法以精确状态进行补偿。更特别地，可能发生无法充分驱动氧传感器的加热器的情况、或者无法精确地控制感测元件的温度的情况。此外，即使在进行补偿的情况下，也担心由于消耗了电池的电力而导致该电池容易耗尽。因此，本专利技术的目的是提供如下一种传感器控制装置和传感器控制系统，其中该传感器控制装置和传感器控制系统能够在抑制连同内燃机一起安装的电池的电力消耗的情况下，抑制配备有加热器的氧传感器的测量精度劣化。在第一方面(1)中，已通过提供以下来实现本专利技术的上述目的：一种传感器控制装置，用于连接至氧传感器，所述氧传感器包括：感测元件，用于测量内燃机的进气中的氧浓度；以及加热器，用于对所述感测元件进行加热，所述传感器控制装置包括：检测单元，用于检测从所述感测元件输出的与所述氧浓度相对应的输出信号；以及计算单元，用于计算对所述氧浓度进行计算所使用的输出信号的补偿系数，其中，在所述内燃机处于运转中并且处于能够对所述进气中的氧浓度进行估计的特定运转状态的情况下，所述计算单元收集计算所述补偿系数时所使用的补偿信息。根据本专利技术的传感器控制装置，在内燃机处于运转中并且处于能够对进气中的氧浓度进行估计的特定运转状态的情况下，进行关于计算补偿系数所使用的补偿信息的收集。因此，可以计算和更新用于基于该补偿信息对感测元件的输出信号进行补偿的补偿系数。因而，即使在感测元件的输出信号的值和进气中的氧浓度之间的对应关系中、由于例如感测元件的劣化而发生偏差，也可以通过使用计算单元中所计算出的补偿系数对该输出信号进行补偿来消除该相应对应关系的偏差。另外，在本专利技术中，如上所述，在内燃机处于运转中的情况下，计算单元收集计算补偿系数所使用的补偿信息。计算单元计算和更新输出信号的补偿系数的时刻可以是内燃机处于运转中的时刻并且可以是内燃机处于非运转状态的时刻。没有特定限制该时刻。此外，在本专利技术的传感器控制装置中，由于在利用内燃机驱动发电机并且连同该内燃机一起安装的电池被充电的情况下、计算单元收集上述补偿信息，因此与在内燃机停止的情况下收集补偿信息的情况相比，可以抑制该电池的电力消耗。换句话说，能够对进气中的氧浓度进行估计的特定运转状态是预先存储在计算单元中的氧浓度和进气中的氧浓度相同的状态。此外，内燃机处于运转中的状态例如是指在钥匙不为熄火(OFF)状态的情况下驱动内燃机的状态(包括怠速运转状态)。此外，对内燃机驱动了特定时间段的情况下的状态包括在内燃机处于运转中的状态内，而与在该内燃机安装在车辆中的情况下该车辆是否行驶无关。在本专利技术的传感器控制装置(1)的优选实施例(2)中，所述特定运转状态是设置在排气再循环装置中的用于控制再循环用排气的量的控制阀的开度小于预定开度的状态，其中所述排气再循环装置用于使所述内燃机的排气中的一部分再循环至所述进气内，将所述控制阀的开度小于所述预定开度的情况下的所述进气中的氧浓度预先存储在所述计算单元中，以及在所述控制阀的开度小于所述预定开度的情况下，所述计算单元收集所述补偿信息。这样，通过将特定运转状态定义为排气再循环装置的控制阀的开度小于预定开度的状态，可以基于预先存储在计算单元中的氧浓度和控制阀的开度之间的关系来更加精确地进行该计算。换句话说，可以基于在预先存储在计算单元中的氧浓度和进气中的氧浓度彼此一致的状态下所收集到的补偿信息来计算补偿系数。此时，控制阀的开度小于预定开度的状态例示出基本无需考虑由于排气的再循环所引起的进气中的氧浓度的变化的状态。在传感器控制装置(2)的另一优选实施例(3)中，所述特定运转状态是所述内燃机的运转状态处于怠速运转状态的状态，将所述控制阀的开度小于所述预定开度、并且所述内燃机处于所述怠速运转状态的情况下的氧浓度预先存储在所述计算单元中，以及在所述内燃机处于所述怠速运转状态的情况下，所述计算单元收集所述补偿信息。这样，通过将特定运转状态定义为排气再循环装置的控制阀的开度小于预定开度的状态、并且还定义为内燃机处于怠速运转状态的状态，可以基于预先存储在计算单元中的氧浓度来更加精确地计算补偿系数。也就是说，在内燃机处于怠速运转的情况下，与在高负荷状态下驱动内燃机的情况相比，进入内燃机的进气的流量体积减少。然后，在配置有感测元件的区域中，进气的流速下降，并且此外，进气的压力接近空气压力。通常，感测元件的输出信号依赖于感测元件的温度，并且还依赖于周围压力。通过使进气的流速下降来减少因进气而消除的感测元件的热量，由此容易将温度控制为预定恒定温度并且容易使输出信号稳定。同样，通过将感测元件周围本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传感器控制装置，用于连接至氧传感器，所述氧传感器包括：感测元件，用于测量内燃机的进气中的氧浓度；以及加热器，用于对所述感测元件进行加热，所述传感器控制装置包括：检测单元，用于检测从所述感测元件输出的与所述氧浓度相对应的输出信号；以及计算单元，用于计算对所述氧浓度进行计算所使用的所述输出信号的补偿系数，其中，在所述内燃机处于运转中并且处于能够对所述进气中的氧浓度进行估计的特定运转状态的情况下，所述计算单元收集计算所述补偿系数时所使用的补偿信息。

【技术特征摘要】
2011.11.17 JP 2011-251701;2012.09.28 JP 2012-21701.一种传感器控制装置，用于连接至氧传感器，所述氧传感器包括：感测元件，用于测量内燃机的进气中的氧浓度；以及加热器，用于对所述感测元件进行加热，所述传感器控制装置包括：检测单元，用于检测从所述感测元件输出的与所述氧浓度相对应的输出信号；以及计算单元，用于计算对所述氧浓度进行计算所使用的所述输出信号的补偿系数，其中，在所述内燃机处于运转中、并且处于能够对所述进气中的氧浓度进行估计的特定运转状态、并且还处于在执行PWM控制处理的同时判断为所述感测元件已启动的状态的情况下，所述计算单元收集计算所述补偿系数时所使用的补偿信息，其中，所述PWM控制处理是用于使用PWM控制来控制供给至所述加热器的电力以使得所述感测元件的阻抗与预先存储的目标阻抗相一致的处理，其中，所述特定运转状态是设置在排气再循环装置中的用于控制再循环用排气的量的控制阀的开度小于预定开度、并且所述内燃机的运转状态处于怠速运转状态的状态，其中所述排气再循环装置用于使所述内燃机的排气中的一部分再循环至所述进气内，将所述控制阀的开度小于所述预定开度、...

【专利技术属性】
技术研发人员：稻垣浩，
申请(专利权)人：日本特殊陶业株式会社，
类型：发明
国别省市：