專利名稱：氧氣傳感器退化判斷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種例如用于氧氣傳感器的退化判斷裝置，該退化判 斷裝置判斷形成用于內(nèi)燃機(jī)的空氣燃料比控制的氧氣傳感器的固體 電解質(zhì)層的退化。
背景技術(shù)：
作為傳統(tǒng)氧氣傳感器，已知這樣的氧氣傳感器，其中所述氧氣傳 感器具有參考電極和測量電極，所述參考電極和測量電極在它們之間 保持有固體電解質(zhì)層，在電壓施加到參考電極和測量電極之間并且控
制所述電極之間的氧氣分壓的條件下，所述氧氣傳感器通過測量兩電 極之間的電壓而測量氧氣濃度。
利用這種氧氣傳感器，空氣燃料比u)的濃(很少氧氣，很多 燃料)/稀(很多氧氣，很少燃料)基于氧氣濃度的測量結(jié)果來判斷， 由此控制內(nèi)燃機(jī)的空氣燃料比。
在傳統(tǒng)技術(shù)中，氧氣傳感器的退化從氧氣傳感器的內(nèi)部組合或總 阻抗判斷，其是通過向氧氣傳感器施加特定電壓基于氧氣傳感器輸出 電壓的變化量來計算的(例如，參見專利公開l)。
專利公開1:日本專利申請KoKai公開No.4-233447。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題
然而，在傳統(tǒng)的退化判斷方式中，由于測量了氧氣傳感器的內(nèi)部 總阻抗，因此不能夠確定形成氧氣傳感器的固體電解質(zhì)層的退化。
由此，通過傳統(tǒng)的退化判斷方式，存在氧氣傳感器將被判斷為被 激活(-處于正常狀態(tài))的危險，而不管氧氣傳感器的輸出值變大的
事實(shí)，所述氧氣傳感器的輸出值變大的原因如下因?yàn)楣腆w電解質(zhì)層 經(jīng)受由于留在排出氣中的Si導(dǎo)致的催化劑中毒，然后固體電解質(zhì)層的 內(nèi)阻值增加(劣化)，或者因?yàn)楣腆w電解質(zhì)層的內(nèi)阻值由于固體電解 質(zhì)層的溫度沒有快速增加而難以降低。也就是說，盡管是稀的狀態(tài)， 該狀態(tài)卻被判斷為濃的狀態(tài)，因此這可能導(dǎo)致發(fā)動機(jī)失速或排放故 障。
本發(fā)明已經(jīng)被提出以便解決上述問題，并且本發(fā)明的目的是提供 一種用于氧氣傳感器的退化判斷裝置，該退化判斷裝置能夠精確地判 斷固體電解質(zhì)層的退化。
解決所述問題的技術(shù)手段
為了實(shí)現(xiàn)上述目，在權(quán)利要求l描述的發(fā)明中，退化判斷裝置具
體地具有控制單元，該控制單元通過在參考和測量電極之間施加高頻
交流電而檢測固體電解質(zhì)層的內(nèi)阻值，并且通過比較檢測到的電阻值 和參考值判斷固體電解質(zhì)層的退化。
由于根據(jù)本發(fā)明的氧氣傳感器的退化判斷裝置根據(jù)固體電解質(zhì) 層的內(nèi)阻值判斷固體電解質(zhì)層的退化，因此能夠精確地判斷固體電解 質(zhì)層的退化，并且能夠防止發(fā)動機(jī)失速或排放故障的發(fā)生。
在權(quán)利要求2描述的發(fā)明中，當(dāng)所述內(nèi)阻值變得大于或等于所述 參考值時，所述控制單元判斷所述固體電解質(zhì)層劣化。
在權(quán)利要求3描述的發(fā)明中，所述退化判斷裝置具有加熱器部 分，該加熱器部分用于加熱所述固體電解質(zhì)層，且所述控制單元在所 述內(nèi)阻值變得大于或等于所述參考值時判斷固體電解質(zhì)層劣化，且通 過控制施加到加熱部分上的電壓，將固體電解質(zhì)層加熱到使所述內(nèi)阻 值變?yōu)閰⒖贾档臏囟取?br> 根據(jù)此發(fā)明，可以降低固體電解質(zhì)層的內(nèi)阻值，并且將固體電解 質(zhì)層返回到激活狀態(tài)，從而獲得正確的傳感器輸出。
在權(quán)利要求4描述的發(fā)明中，當(dāng)施加到加熱器部分的電壓大于或 等于電池電壓時(所述施加的電壓與所述內(nèi)阻變?yōu)閰⒖贾禃r的溫度對 應(yīng))，控制單元延遲判斷固體電解質(zhì)層的激活狀態(tài)的判斷定時，直到
固體電解質(zhì)層加熱到使所述內(nèi)阻變?yōu)閰⒖贾档臏囟取?br> 根據(jù)此發(fā)明，通過等待固體電解質(zhì)層的溫度增加，能夠精確地判 斷固體電解質(zhì)層的退化。
在權(quán)利要求5描述的發(fā)明中，對施加到加熱器部分的電壓的控制 通過映射(map)或計算進(jìn)行，所述映射或計算由固體電解質(zhì)層的內(nèi) 阻值、加熱器電壓和激活判斷延遲值構(gòu)成。
在權(quán)利要求6描述的發(fā)明中，控制單元在參考電極和測量電極之 間施加10MHz的高頻交流電，且在固體電解質(zhì)層的內(nèi)阻值增加50% 或更多的情況下，控制單元判斷固體電解質(zhì)層劣化。
在權(quán)利要求7描述的發(fā)明中，氧氣傳感器的退化判斷裝置配備有 參考電極和測量電極，參考電極和測量電極在它們之間保持有固體電 解質(zhì)層，所述氧氣傳感器基于電動勢測量氧氣濃度，所述電動勢根據(jù) 參考電極側(cè)的氧氣分壓和測量電極側(cè)的氧氣分壓之間的差異產(chǎn)生，且 所述氧氣傳感器具有將氧氣積聚在參考電極側(cè)的系統(tǒng)，所述退化判斷 裝置具有控制單元，該控制單元通過在參考電極和測量電極之間施加 高頻交流電來檢測固體電解質(zhì)層的內(nèi)阻值，并且通過比較檢測到的內(nèi) 阻值與參考值來判斷固體電解質(zhì)層的退化。
在權(quán)利要求8描述的發(fā)明中，當(dāng)所述內(nèi)阻值變得大于或等于參考 值時，控制單元判斷固體電解質(zhì)層劣化。
在權(quán)利要求9描述的發(fā)明中，所迷退化判斷裝置具有加熱器部 分，該加熱器部分用于加熱固體電解質(zhì)層，且控制單元在所述內(nèi)阻值 變得大于或等于參考值時判斷電解質(zhì)層劣化，并且通過控制施加到加 熱部分的電壓，將固體電解質(zhì)層加熱到使所述內(nèi)阻值變?yōu)閰⒖贾档臏?度。
在權(quán)利要求10描述的發(fā)明中，當(dāng)與內(nèi)阻值變?yōu)閰⒖贾禃r的溫度 相對應(yīng)的、施加到加熱器部分的電壓大于或等于電池電壓時，所述控 制單元延遲判斷固體電解質(zhì)層的激活的判斷定時，直到電解質(zhì)層加熱 到使內(nèi)阻值變?yōu)閰⒖贾档臏囟取?br> 在權(quán)利要求ll描述的發(fā)明中，控制單元在內(nèi)阻值變?yōu)榇笥诨虻?br> 于參考值時判斷固體電解質(zhì)層劣化，并且根據(jù)內(nèi)阻值相對于參考值的
增量，將與氧氣傳感器的輸出值相比較的限制電平(slice level)升高 到正常值以上。
在權(quán)利要求12描述的發(fā)明中，與氧氣傳感器的輸出值相比較的 限制電平通過映射或計算被移位，所述映射或計算由固定電解質(zhì)層的 內(nèi)阻值、加熱器電壓、激活判斷延遲值和限制電平偏移量構(gòu)成。
在權(quán)利要求13描述的發(fā)明中，控制單元在參考電極和測量電極 之間施加10MHz的高頻交流電，并且在固體電解質(zhì)層的內(nèi)阻值增加 50%或更多的情況下，控制單元判斷固體電解質(zhì)層劣化。


圖l是示出根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的示意系統(tǒng)圖2是示出圖l所示氧氣傳感器的構(gòu)造截面圖及其等效電路；
圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的條件判斷過程的流程的流程圖4是根據(jù)本發(fā)明的退化判斷過程的流程的流程圖5是示出內(nèi)阻值根據(jù)交流電的頻率變化的圖6是示出根據(jù)裝置溫度的增加內(nèi)阻值的變化的圖7是解釋其中氧氣傳感器的輸出電壓的限制電平偏移的過程的圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的退化判斷裝置能夠應(yīng)用于例如圖1中所示的內(nèi)燃機(jī)的 空氣燃料比控制。在下面，將參考附圖描述本發(fā)明的一個實(shí)施例的內(nèi) 燃機(jī)系統(tǒng)。
[內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)
如圖l所示，本發(fā)明該實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)l包括作為主要元件的氣 缸5，燃料噴射閥(噴射器)7，氧氣傳感器8和控制單元(C/U) 10， 所述氣缸5具有進(jìn)氣閥2、排氣閥3和火花塞4，所述燃料噴射閥7 設(shè)置在進(jìn)氣口 6內(nèi)，氧氣傳感器8檢測排氣口 9內(nèi)的氧氣濃度，控制 單元10控制進(jìn)氣閥2、排氣閥3、火花塞4和燃料噴射閥7的操作。
另外，溫度傳感器11，負(fù)載傳感器12和發(fā)動機(jī)速度傳感器13 與控制單元10相連，所述溫度傳感器ll感測發(fā)動機(jī)操作溫度，如內(nèi) 燃機(jī)l的發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度、潤滑油溫度和外部空氣溫度，所述負(fù)載 傳感器12檢測內(nèi)燃機(jī)1的負(fù)栽，如節(jié)流閥開度，發(fā)動機(jī)速度傳感器 13檢測內(nèi)燃機(jī)1的轉(zhuǎn)數(shù)?？刂茊卧狪O構(gòu)造為由這些傳感器檢測的信 息輸入到控制單元10內(nèi)。
另外，如圖2所示，氧氣傳感器8具有測量電極22和參考電極 23，測量電極22和參考電極23在它們之間保持有固體電解質(zhì)層21。 氧氣傳感器8基于電動勢"V"檢測氧氣濃度，所述電動勢"V"通過在 測量電極22和參考電極23之間施加偏壓"VO"，根據(jù)參考電極23 — 側(cè)的氧氣分壓和測量電極22 —側(cè)的氧氣分壓的差異產(chǎn)生。所迷固體 電解質(zhì)層21形成為使得該固體電解質(zhì)層21能夠被加熱器部分24加 熱和激活，所述加熱器部分24通過施加的電壓加熱。
這里， 一般而言，當(dāng)形成氧氣傳感器8的固體電解質(zhì)層21的內(nèi) 阻值"R1"(見圖2B)由于留在排出氣中的Si導(dǎo)致的催化劑中毒而增 加(劣化)時，或者當(dāng)固體電解質(zhì)層21的內(nèi)阻值"R1"因?yàn)楣腆w電解 質(zhì)層21的溫度不快速升高而難以降低時，氧氣傳感器8的輸出值"V" 變大。
由此，通過傳統(tǒng)退化判斷方式，由于上述原因，盡管氧氣傳感器 8的輸出值"V，，變大的事實(shí)，固體電解質(zhì)層21也判斷為被激活。換言 之，盡管是稀狀態(tài)，該狀態(tài)也被判斷為濃狀態(tài)，且因此這可能導(dǎo)致發(fā) 動機(jī)失速或排放故障。
因此，在此內(nèi)燃機(jī)l內(nèi)，控制單元IO執(zhí)行下列條件判斷過程和 退化判斷過程，且由此精確地檢測固體電解質(zhì)層21的退化。下面， 將參考圖3和圖4描述控制單元10在執(zhí)行這些條件判斷和退化判斷 過程時的操作.
條件判斷操作
首先，將參考圖3所示的流程圖解釋控制單元10在執(zhí)行條件判
斷過程時的操作，在條件判斷過程中判斷用于固體電解質(zhì)層21的退 化判斷的開始的條件是否得到滿足。
在圖3的流程圖中，當(dāng)車輛的點(diǎn)火開關(guān)接通(ON)時，程序開 始，且條件判斷過程的程序進(jìn)行到步驟S1。
在步驟Sl的過程中，控制單元10從發(fā)動機(jī)速度傳感器13的檢 測結(jié)果判斷內(nèi)燃機(jī)l是否旋轉(zhuǎn)。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)l旋轉(zhuǎn)時，條件判斷過程的 程序通過控制單元10進(jìn)行到步驟S2。
在步驟S2的過程中，控制單元10由溫度傳感器11的檢測結(jié)果 判斷內(nèi)燃機(jī)l的發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度是否在規(guī)定的范圍內(nèi)。作為判斷的 結(jié)果，當(dāng)發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度不在規(guī)定的范圍內(nèi)時，條件判斷過程的程 序通過控制單元10返回到步驟S1。另一方面，當(dāng)發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度 位于規(guī)定的范圍內(nèi)時，程序通過控制單元10進(jìn)行到步驟S3。
在步驟S3的過程中，控制單元10判斷規(guī)定的空氣燃料比(1) 控制條件是否建立。作為判斷的結(jié)果，當(dāng)所述空氣燃料比控制條件沒 有建立時，條件判斷過程的程序通過控制單元10返回到步驟S1。另 一方面，當(dāng)空氣燃料比控制條件建立時，程序通過控制單元10進(jìn)行 到步驟S4。
在步驟S4的過程中，控制單元判斷發(fā)動機(jī)曲軸是否旋轉(zhuǎn)。作為 判斷的結(jié)果，當(dāng)發(fā)動機(jī)曲軸沒有旋轉(zhuǎn)時，條件判斷過程的程序通過控 制單元返回到步驟Sl。另一方面，當(dāng)發(fā)動機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)時，控制單元 IO判斷退化判斷條件建立，且條件判斷過程的循環(huán)終止。
[退化判斷過程I
下面將參考圖4所示流程圖解釋控制單元10在執(zhí)行退化判斷過 程時的操作，所述退化判斷過程判斷固體電解質(zhì)層21的退化。
在圖4的流程圖中，當(dāng)在條件判斷過程中退化判斷條件被判斷為 建立時程序開始，且退化判斷過程的程序進(jìn)行到步驟Sll。
在步驟Sll的過程中，控制單元10將大約10MHz的高頻交流 電施加到氧氣傳感器，并且檢測固體電解質(zhì)層21的內(nèi)阻值(體電阻 值)"R1"預(yù)定次數(shù)(例如100次)。
這里，如圖5A所示，與新的氧氣傳感器的內(nèi)阻值相比，通過由 于Si引起的催化劑中毒或通過熱循環(huán)而劣化的氧氣傳感器的內(nèi)阻值 通常變大。另外，如圖5B所示，通常已知的是當(dāng)在氧氣傳感器8 的測量電極22和參考電極23之間施加交流電時，電極的退化能夠從 低頻區(qū)域中的內(nèi)阻值檢測到，且固體電解質(zhì)層21的退化能夠從高頻 區(qū)域中的內(nèi)阻值檢測到。
結(jié)果，如上所迷，通過將大約10MHz的高頻交流電施加到氧氣 傳感器，能夠檢測固體電解質(zhì)層21的內(nèi)阻值"R1"。通過此過程，步 驟Sll結(jié)束，且退化判斷過程的程序進(jìn)行到步驟S12。
在步驟S12的過程中，控制單元10計算由該過程在步驟Sll檢 測的內(nèi)阻值"Rl，，的平均值作為體電阻平均值"Rav"。通過此過程，步 驟S12結(jié)束，且退化判斷過程的程序進(jìn)行到步驟S13。
在步驟S13的過程中，控制單元10將由該過程在步驟S12計算 的體電阻平均值"Rav"與內(nèi)阻值"Rl，，的初始數(shù)振(參考值)比較，然 后判斷固體電解質(zhì)層21是否劣化。
更具體地，在體電阻平均值"Rav，，相對于參考值變化50%以上 (50%或更大的變化)的情況下，控制單元10判斷固體電解質(zhì)層21 劣化。由此，作為判斷的結(jié)果，在固體電解質(zhì)層21沒有劣化的情況 下，控制單元10結(jié)束退化判斷過程的循環(huán)，且程序進(jìn)行到通常控制 模式，該通?？刂颇Ｊ脚袛嚯姌O的退化。另一方面，在固體電解質(zhì)層 21劣化的情況下，退化判斷過程的程序通過控制單元10進(jìn)行到步驟 S14。
在步稞S14的過程中，控制單元10參考示出體電阻平均值"Rav，， 和加熱器電壓之間的關(guān)系的映射，并讀取與由該過程在步驟S12計算 出的體電阻平均值"Rav"相對應(yīng)的加熱器電壓。然后，控制單元10將 讀取的加熱器電壓施加到加熱器部分24，從而加熱固體電解質(zhì)層21， 直到內(nèi)阻值"R1"變?yōu)閰⒖贾?。如圖6所示，固體電解質(zhì)層21的內(nèi)阻 值"R1，，通常根據(jù)傳感器(裝置)溫度的增加而降低。因此，通過此過 程，固體電解質(zhì)層21的內(nèi)阻值"R1"能夠降低，且固體電解質(zhì)層21能
夠返回到激活狀態(tài)。
這里，在讀取的加熱器電壓大于或等于電池電壓的情況下，控制
單元10將電池等同電壓施加到加熱器部分24。然而，由于大于電池 電壓的電壓不能夠被施加到加熱器部分24，控制單元10判斷需要用 于使固體電解質(zhì)層21的內(nèi)阻值"R1"變?yōu)閰⒖贾档臅r間，且退化判斷 過程的程序進(jìn)行到步驟S15。另一方面，在讀取的加熱器電壓小于電 池電壓的情況下，控制單元10結(jié)束退化判斷過程的循環(huán)，且程序進(jìn) 行到判斷電極的退化的通?？刂颇Ｊ?。
在步驟S15的過程中，控制單元10參考示出體電阻平均值"Rav" 和激活延遲之間的關(guān)系的映射，并且讀取與由該過程在步驟S12計算 出的體電阻平均值"Rav"對應(yīng)的激活延遲值。然后，控制單元10將激 活判斷定時延遲讀取的激活延遲值。
利用此過程，激活判斷定時能夠被延遲直到固體電解質(zhì)層21的 溫度升高，且能夠準(zhǔn)確地判斷固體電解質(zhì)層21的激活狀態(tài)。
通過此過程，步驟S15結(jié)束，且退化判斷過程的程序進(jìn)行到步驟
S16.
這里，在氧氣傳感器8不是像圖2所示的傳感器的偽參考電極類 型的情況下，控制單元10結(jié)束退化判斷過程的循環(huán)，且程序進(jìn)行到 判斷傳感器的退化的通常控制模式。
在步驟S16的過程中，控制單元10參考示出體電阻平均值"Rav，， 和限制電平(S/L)偏移量之間的關(guān)系的映射，并且讀取與由該過程 在步驟S12計算出的體電阻平均值"Rav"相對應(yīng)的限制電平偏移量。 然后，控制單元10將氧氣傳感器8的輸出電壓"V"的限制電平偏移所 讀取的偏移量(見圖7)。
更具體地，控制單元10利用內(nèi)阻值"R1"的變化，將所述限制電 平偏移氧氣傳感器8的輸出電壓"V"的移位量。通常，在氧氣傳感器 8是偽參考電極類型的情況下，難以通過該過程在步驟S15將體電阻 平均值"Rav"降低到參考值。然而，通過此過程，可以將氧氣傳感器 8的輸出電壓"V"調(diào)節(jié)到實(shí)際的電壓，且能夠準(zhǔn)確地判斷固體電解質(zhì)
層21的激活狀態(tài)。通過此過程，退化判斷過程的循環(huán)終止。
從上面的解釋清楚地看到，在本實(shí)施例中，控制單元10通過在 參考電極23和測量電極22之間施加高頻交流電來檢測固體電解質(zhì)層 21的內(nèi)阻值"R1"。然后，控制單元10通過比較檢測的內(nèi)阻值"R1" 的體電阻平均值"Rav，，與參考值來判斷固體電解質(zhì)層21的退化。因 此，能夠準(zhǔn)確地判斷固體電解質(zhì)層21的退化，且能夠防止發(fā)動機(jī)失 速和排放故障。
另外，在本實(shí)施例中，當(dāng)內(nèi)阻值"Rl"的體電阻平均值"Rav，，變得 大于或等于參考值時，控制單元10判斷固體電解質(zhì)層21劣化。然后， 控制單元10通過控制施加到加熱器部分24的電壓，將固體電解質(zhì)層 21加熱到使內(nèi)阻值"R1，，變?yōu)閰⒖贾档臏囟?。因此，可以降低固體電 解質(zhì)層21的內(nèi)阻值"R1"，且將固體電解質(zhì)層21返回到激活狀態(tài)，從 而獲得正確的傳感器輸出。
另外，在本實(shí)施例中，當(dāng)與內(nèi)阻值"R1"變?yōu)閰⒖贾禃r的溫度相 對應(yīng)的施加電壓大于或等于電池電壓時，控制單元10延遲判斷固體 電解質(zhì)層21的退化的定時。因此，通過等待傳感器溫度升高，能夠 準(zhǔn)確地判斷固體電解質(zhì)層21的退化。
而且，在本實(shí)施例中，當(dāng)內(nèi)阻值"Rl"的體電阻平均值"Rav，，變得 大于或等于參考值時，控制單元10判斷固體電解質(zhì)層21劣化，然后， 控制單元10根據(jù)內(nèi)阻值"R1"相對于參考值的增量，將與氧氣傳感器 的輸出值"V，，相比較的限制電平升高到正常值以上。因此，能夠準(zhǔn)確 地判斷固體電解質(zhì)層21的退化。
最后，從上述實(shí)施例可以理解的技術(shù)構(gòu)思而不是權(quán)利要求，與它 們的效果一起將在下面被描述。
(i)如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的氧氣傳感器的退化判斷裝 置，其中在通過在參考電極和測量電極之間施加10MHz的高頻交流 電，使得固體電解質(zhì)層的內(nèi)阻值相對于參考值增加50%或更多的情況 下，退化判斷裝置判斷固體電解質(zhì)層21劣化。
權(quán)利要求
1、一種氧氣傳感器的退化判斷裝置，所述氧氣傳感器具有參考電極和測量電極并且基于電動勢測量氧氣濃度，所述參考電極和測量電極在它們之間保持有固體電解質(zhì)層，所述電動勢根據(jù)參考電極側(cè)的氧氣分壓和測量電極側(cè)的氧氣分壓之間的差異而產(chǎn)生，所述退化判斷裝置包括控制單元，該控制單元通過在參考電極和測量電極之間施加高頻交流電來檢測所述固體電解質(zhì)層的內(nèi)阻值，并且通過比較檢測的內(nèi)阻值和參考值來判斷固體電解質(zhì)層的退化。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的氧氣傳感器的退化判斷裝置，其中 當(dāng)所述內(nèi)阻值變得大于或等于所述參考值時，所述控制單元判斷所述固體電解質(zhì)層劣化，
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的氣氣傳感器的退化判斷裝置，進(jìn)一步包括用于加熱所述固體電解質(zhì)層的加熱器部分， 其中所述控制單元在所述內(nèi)阻值變得大于或等于所述參考值時判斷 所述固體電解質(zhì)層劣化，并且通過控制施加到加熱器部分的電壓，將 所述固體電解質(zhì)層加熱到使所述內(nèi)阻值變?yōu)樗鰠⒖贾档臏囟取?br> 4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的氧氣傳感器的退化判斷裝置，其中*. 當(dāng)與所述內(nèi)阻值變?yōu)樗鰠⒖贾禃r的溫度相對應(yīng)的、施加到所述加熱器部分的電壓大于或等于電池電壓時，所述控制單元延遲判斷固 體電解質(zhì)層的激活狀態(tài)的判斷定時，直到所述固體電解質(zhì)層加熱到使 所述內(nèi)阻值變?yōu)樗鰠⒖贾档臏囟取?br> 5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的氧氣傳感器的退化判斷裝置，其中 施加到加熱器部分的電壓的控制通過映射或計算執(zhí)行，其中所述映射或計算由固體電解質(zhì)層的內(nèi)阻值、加熱器電壓和激活判斷延遲值 構(gòu)成，
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的氧氣傳感器的退化判斷裝置，其中 控制單元在參考電極和測量電極之間施加10MHz的高頻交流電，及在固體電解質(zhì)層的所述內(nèi)阻值增加50%或更多的情況下，所述 控制單元判斷所述固體電解質(zhì)層劣化。
7、 一種氧氣傳感器的退化判斷裝置，所述氧氣傳感器配備有參 考電極和測量電極，所述參考電極和測量電極在它們之間保持有固體 電解質(zhì)層，所述氧氣傳感器基于電動勢測量氧氣濃度并且具有將氧氣 積聚在參考電極側(cè)的系統(tǒng)，所述電動勢根據(jù)參考電極側(cè)的氧氣分壓和 測量電極側(cè)的氣氣分壓之間的差異而產(chǎn)生，所述退化判斷裝置包括控制單元，該控制單元通過在參考電極和測量電極之間施加高頻交流電來檢測所述固體電解質(zhì)層的內(nèi)阻值，并且通過比較檢測的內(nèi)阻 值和參考值來判斷固體電解質(zhì)層的退化。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的氣氣傳感器的退化判斷裝置，其中 當(dāng)所述內(nèi)阻值變得大于或等于所述參考值時，所述控制單元判斷所述固體電解質(zhì)層劣化。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的氧氣傳感器的退化判斷裝置，進(jìn)一步包括用于加熱所述固體電解質(zhì)層的加熱器部分， 其中所迷控制單元在所述內(nèi)阻值變得大于或等于所述參考值時判斷 所述固體電解質(zhì)層劣化，并且通過控制施加到加熱器部分的電壓，將 所述固體電解質(zhì)層加熱到使所述內(nèi)阻值變?yōu)樗鰠⒖贾档臏囟取?br> 10、 根據(jù)權(quán)利要求9所迷的氧氣傳感器的退化判斷裝置，其中 當(dāng)與所述內(nèi)阻值變?yōu)樗鰠⒖贾禃r的溫度相對應(yīng)的、施加到所述加熱器部分的電壓大于或等于電池電壓時，所述控制單元延遲判斷固 體電解質(zhì)層的激活狀態(tài)的判斷定時，直到所迷固體電解質(zhì)層加熱到使 所述內(nèi)阻值變?yōu)樗鰠⒖贾档臏囟取?br> 11、 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的氧氣傳感器的退化判斷裝置，其中 所述控制單元在所述內(nèi)阻值變?yōu)榇笥诨虻扔谒鰠⒖贾禃r判斷 固體電解質(zhì)層劣化，并且根據(jù)所述內(nèi)阻值相對于參考值的增量，將與 所述氧氣傳感器的輸出值相比較的限制電平升高到正常值以上。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的氧氣傳感器的退化判斷裝置，其中 與氧氣傳感器的輸出值比較的限制電平通過映射或計算被移位，所述映射或計算由所述固體電解質(zhì)層的內(nèi)阻值、加熱器電壓、激活判 斷延遲值和限制電平偏移量構(gòu)成。
13、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的氧氣傳感器的退化判斷裝置，其中 控制單元在參考電極和測量電極之間施加10MHz的高頻交流電，以及在固體電解質(zhì)層的所述內(nèi)阻值增加50%或更多的情況下，所述 控制單元判斷所述固體電解質(zhì)層劣化.
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于氧氣傳感器的退化判斷裝置，所述氧氣傳感器具有參考電極22和測量電極22且基于電動勢測量氧氣濃度，參考電極和測量電極在它們之間保持有固體電解質(zhì)層，所述電動勢根據(jù)參考電極側(cè)的氧氣分壓和測量電極側(cè)的氧氣分壓之間的差異而產(chǎn)生。控制單元10控制進(jìn)氣和排氣閥、火花塞和燃料噴射閥的操作，并且具有退化判斷裝置，該裝置通過在參考電極和測量電極之間施加高頻交流電來檢測所述固體電解質(zhì)層21的內(nèi)阻值R1，并且通過比較檢測的內(nèi)阻值R1和參考值來判斷固體電解質(zhì)層的退化。通過此判斷，能夠準(zhǔn)確地判斷固體電解質(zhì)層的退化且能夠防止發(fā)動機(jī)失速或排放故障的發(fā)生。
文檔編號G01N27/409GK101107513SQ20068000252
公開日2008年1月16日 申請日期2006年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月17日
發(fā)明者中村元則, 內(nèi)川晶 申請人:株式會社日立制作所