[发明专利]气体传感器的劣化信号产生装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体传感器的劣化信号产生装置，用于模拟由处于劣化状态下的气体传感器输出的检测信号(劣化信号)，该气体传感器基于来自内燃发动机的排气中的特定成分的浓度，检测该排气的空燃比。 

背景技术

气体传感器是众所周知的。它们安装在汽车发动机等内燃发动机的排气通道中，以基于排气中的特定成分的浓度，检测排气的空燃比。这种气体传感器的传感器元件利用流过该元件本身的电流的幅值或该元件上的电压根据排气中的特定元素的浓度而二值或线性变化的事实，来检测排气的空燃比。从气体传感器输出的检测信号传送到ECU(electronic control unit，电子控制单元)，ECU基于由此而接收到的检测信号，执行发动机中燃料喷射量调整等空燃比的反馈控制。 

在该气体传感器中，因为传感器元件暴露到排气通道的排气中，所以在长时间使用后，传感器元件由于老化而劣化。在这种情况下，参照ECU的开发，采用即使对于从处于劣化状态的气体传感器获得的检测信号也能够将对空燃比反馈控制的参数确定为最佳的设计，使得即使当气体传感器劣化到某种程度时也能保持对空燃比反馈控制的精度。例如，进行加速耐久试验以提供处于不同劣化程度的气体传感器。根据该检测信号和从正常气体传感器检测到的信号，预测从处于不同劣化程度的气体传感器获得的劣化信号的瞬时状态，从而设置用于控制的参数。 

当测试实际的车辆以检查排气的净化状态时，为了检查即使采用劣化的气体传感器时由ECU所执行的对空燃比的反馈控制是否适当，将通过上述加速耐久试验已经劣化的气体传感器安装在实际车辆中。然而，很难通过加速耐久试验如所希望的那样来构造每一个气体传感器，以使传感器再现这种试验要使用的多种劣化状态。此外，每次进行试验时在不同的劣化状态之间切换气体传感器非常繁琐。在这种情况下，开发了能够模拟来自气体传感器的劣化信号的劣化信号产生装置(劣化模拟器)(例如，参见日本特开2004-93957号公报)。 

这种劣化信号产生装置介于安装在实际车辆中的正常气体传感器(即用作劣化信号产生的基准的气体传感器)和ECU之间。该装置处理输入到该装置的检测信号以模拟劣化信号，并向ECU输出劣化信号。具体地，在日本特开2004-93957号公报中公开的劣化信号产生装置通过改变检测信号的增益或延迟该检测信号的应答特性，生成模拟的劣化信号。 

本发明要解决的问题

在大多数情况下，气体传感器安装在设置于排气通道下游的净化器的附近。因此，当通过对燃料喷射量的调整来改变提供给内燃发动机的混合物的目标空燃比时，具有新空燃比的混合物在发动机(燃烧室)中燃烧之后到达气体传感器需要一定的时间。为此，在混合物的目标空燃比进行变化的定时和从气体传感器输出的检测信号开始出现变化的定时之间存在延时(延迟)。 

当气体传感器用了很长的一段时间后，气体传感器的保护器(具体来说是覆盖传感器元件外围的带有气体流通孔的保护器)可能随时间而劣化，例如气体流通孔阻塞等。当气体传感器如上所述劣化时，通过气体流通孔替换保护器中的气体变慢。 因此，当与来自未劣化的气体传感器的检测信号相比时，来自该气体传感器的检测信号开始随混合物的目标空燃比的变化而变化需要更长的时间(延迟时间)。为此，当考虑到气体传感器的劣化状态而开发ECU时，不注意上述延迟时间随着所经过的时间而变化(增加)的事实，就无法开发出能够促进对空燃比的更准确的反馈控制的ECU。然而，尽管在日本特开2004-93957号公报中公开的劣化信号产生装置可以模拟具有可变增益和应答特性的劣化信号，但是通过该装置无法模拟来自气体传感器的这种延迟时间变化的劣化信号。 

为了解决上述问题做出了本发明，本发明的目的是提供一种气体传感器的劣化信号产生装置，该气体传感器基于来自内燃发动机的排气中的特定成分的浓度，检测该排气的空燃比，该装置能够模拟由气体传感器输出的劣化信号并输出具有一些延迟的劣化信号。 

发明内容

(1)为了实现上述目的，本发明提供一种气体传感器的劣化信号产生装置，用于模拟由处于劣化状态的气体传感器输出的劣化信号，该气体传感器基于来自内燃发动机的排气中的特定成分的浓度，检测排气的空燃比，该劣化信号产生装置包括：