[发明专利]用于废气传感器的加热器控制装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于废气传感器的加热器控制装置和加热 器控制方法。

背景技术

已知一种内燃机，在发动机排气通道内设有废气传感器， 该废气传感器根据废气中特定成分的量或浓度产生输出，例如，根据 废气中的氧浓度产生输出的氧浓度传感器，并且基于氧浓度传感器的 输出电压控制空燃比。但是，前述废气传感器的输出根据传感器元件 的温度而变化。

为克服该问题，在一种已知的内燃机中，氧浓度传感器 设有电加热器，其用于加热传感器元件，使得传感器元件的温度保持 在预定目标温度(见日本专利申请公开No.2005-2974 (JP-A-2005-2974))。在这种技术中，传感器元件的温度由传感器元件 的阻抗表示。因此，预先设定表示目标温度的目标阻抗，并检测传感 器元件的实际阻抗，且控制电加热器的输出，使得实际阻抗变得等于 目标阻抗。

但是，传感器元件的阻抗根据发动机中使用的燃料的特 性而变化。具体地，在发动机中使用的燃料为例如含有酒精的汽油的 情况下，传感器元件的阻抗会根据燃料中的酒精浓度而变化。这是因 为废气的成分根据燃料中的酒精浓度而变化，并且，例如由氧化锆形 成的电解质部分的电阻抗根据废气中含有的成分而变化。因此，即使 实际阻抗保持在目标阻抗，根据发动机中使用的燃料的特性的不同， 也可能传感器元件的实际温度并未保持在目标温度。这意味着废气传 感器的输出并不一定准确。

发明内容

本发明的第一方面涉及一种用于配备有加热器的废气传 感器的加热器控制装置，所述废气传感器设置在内燃机的排气通道内。 所述加热器控制装置包括：检测装置，其用于检测所述内燃机中使用 的燃料的特性；设定装置，其用于基于检测到的所述燃料的特性来设 定目标阻抗；以及控制装置，其用于控制所述废气传感器的加热器输 出，使得所述废气传感器的传感器元件的阻抗变得等于所设定的目标 阻抗。该加热器控制装置控制成使得由所述阻抗表示的所述传感器元 件的温度变得等于由所述目标阻抗表示的目标温度。

本发明的第二方面涉及一种用于配备有加热器的废气传 感器的加热器控制方法，所述废气传感器设置在内燃机的排气通道内。 所述加热器控制方法包括检测所述内燃机中使用的燃料的特性的步 骤、基于检测到的燃料特性来设定所述废气传感器的传感器元件的目 标阻抗的步骤、以及控制所述废气传感器的加热器输出使得所述废气 传感器的传感器元件的阻抗变得等于所设定的目标阻抗的步骤。

不管发动机中使用的燃料的特性如何，传感器元件的温 度都可保持在目标温度，因此可保持废气传感器的输出的准确度。

附图说明

参考附图，从下面具体实施例的描述可清楚本发明的前 述及其它目的、特征和优点，其中相同的附图标记用于表示相同的元 件，并且其中： 图1为内燃机的总图； 图2为示出氧浓度传感器的输出电压的曲线图； 图3为从概念上示出氧浓度传感器的构造的图； 图4为示出传感器元件的阻抗Z的曲线图； 图5为示出目标阻抗ZT的脉谱图(map)的曲线图；以及 图6为用于执行传感器温度控制程序的流程图。

具体实施方式

图1示出了发动机主体1、气缸体2、气缸盖3、活塞4、 燃烧室5、进气门6、进气口7、排气门8、排气口9和火花塞10。各 气缸的进气口7通过相应的一个进气支管11连接到稳压罐12上。稳 压罐12通过进气管13连接到空气滤清器14上。在进气管13内布置 有空气流量计15和由步进电机16驱动的节气门17。另外，各进气口 7附装有燃料喷射阀18。燃料喷射阀18连接到共轨19。共轨19通过 燃料泵20连接到燃料罐21，燃料泵20允许控制从其排出的量。共轨 19附装有燃料压力传感器22。从燃料泵20排出的量被控制成使得由 燃料压力传感器22检测到的共轨19内的燃料压力变得等于目标压力。 另外，燃料罐20附装有用于检测燃料罐20内的燃料特性的燃料特性 传感器23。

在本发明的一个实施例中，使用通过混合汽油与酒精得 到的含有酒精的汽油。这样，燃料中的酒精浓度可从例如零至百分之 百变化。因此，在该实施例中，燃料特性传感器23由根据燃料中的酒 精浓度产生输出的酒精浓度传感器构造而成。

另一方面，气缸的排气口9通过排气歧管24相应的支管 以及排气管25连接到催化器26上。催化器26连接到排气管27上。 在排气管25中附装有废气传感器28。