專利名稱：傳感器控制設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于計(jì)算表示檢測(cè)對(duì)象氣體中包含的特定氣體的濃度的濃度匹配值的傳感器控制設(shè)備。
背景技術(shù)：
在相關(guān)技術(shù)中，已知以下一種傳感器控制設(shè)備該傳感器控制設(shè)備安裝于諸如車輛發(fā)動(dòng)機(jī)等的內(nèi)燃機(jī)的排氣管中，并且檢測(cè)流過排氣管的氣體內(nèi)的特定氣體成分的濃度。 該傳感器控制設(shè)備包括例如氣體傳感器、加熱器和控制單元。氣體傳感器包括具有固體電解質(zhì)體和一對(duì)電極的單元，并且將與特定氣體的濃度相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)輸出至控制單元。固體電解質(zhì)體通常由氧化鋯基材料制成，特別地，從強(qiáng)度和離子導(dǎo)電性的角度出發(fā)，固體電解質(zhì)體由部分穩(wěn)定的氧化鋯制成。在使用該固體電解質(zhì)體的氣體傳感器中，如果氣體傳感器的溫度沒有達(dá)到預(yù)定溫度(例如，600°C 700°C )，則基于與特定氣體相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)的氣體檢測(cè)精度下降。因此，當(dāng)預(yù)先設(shè)置了用作為用于判斷是否激活氣體傳感器的基準(zhǔn)的激活判斷溫度、并且檢測(cè)到特定氣體時(shí)，利用加熱器將氣體傳感器加熱至等于或高于激活判斷溫度的溫度?？刂茊卧刂朴糜谑辜訜崞鬟M(jìn)行加熱的電流供給，并且基于從氣體傳感器輸出的電信號(hào)計(jì)算特定氣體的濃度匹配值。另外，包括使用固體電解質(zhì)體的氧濃度檢測(cè)單元和氧泵單元的氣體傳感器也是眾所周知的。該氧濃度檢測(cè)單元自發(fā)地生成用于檢測(cè)排放氣體的氧濃度的氧基準(zhǔn)，從而控制對(duì)氧泵單元的電流供給。此外，用于驅(qū)動(dòng)該氣體傳感器的控制單元也是已知的(參考專利文獻(xiàn)1)。然而，在相關(guān)技術(shù)中，已知通過在諸如等待交通信號(hào)等的暫時(shí)停止期間自動(dòng)停止發(fā)動(dòng)機(jī)來改進(jìn)燃料消耗并減少排放氣體的自動(dòng)停止控制。在該自動(dòng)停止控制中，如果滿足了允許內(nèi)燃機(jī)自動(dòng)停止的條件，則該內(nèi)燃機(jī)自動(dòng)停止。如果滿足了允許內(nèi)燃機(jī)重啟的條件， 則該內(nèi)燃機(jī)自動(dòng)重啟。如果在內(nèi)燃機(jī)的自動(dòng)停止期間、連續(xù)向氣體傳感器供給維持氣體傳感器的溫度處于激活判斷溫度所需的電流，則內(nèi)燃機(jī)的自動(dòng)停止(以下還稱為“怠速停止 (idle stop)”)期間的功耗增加，并且電池的負(fù)荷增大。另一方面，例如，已經(jīng)提出了以下的內(nèi)燃機(jī)用的控制設(shè)備將比氣體傳感器的激活判斷溫度低的溫度設(shè)置為怠速停止期間加熱器的目標(biāo)溫度，以降低怠速停止期間傳感器控制設(shè)備的功耗(參考專利文獻(xiàn)2)。專利文獻(xiàn)1 日本特開2006-275628專利文獻(xiàn)2 日本特開2003-14820
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在怠速停止期間并非可以設(shè)置低于氣體傳感器的激活判斷溫度的任何加熱器目標(biāo)溫度。也就是說，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)沒有適當(dāng)設(shè)置怠速停止期間所設(shè)置的加熱器目標(biāo)溫度時(shí)，氣體傳感器可能劣化。對(duì)此，本發(fā)明人進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)在如下類型的氣體傳感器中出現(xiàn)以下問題，該類型的氣體傳感器包括使用固體電解質(zhì)體的氧濃度檢測(cè)單元和氧泵單元，并且氧濃度檢測(cè)單元自發(fā)地生成氧基準(zhǔn)(即，通過向氧濃度檢測(cè)單元供給電流來從檢測(cè)電極向基準(zhǔn)電極泵氧)。具體地，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，如果在向氧濃度檢測(cè)單元供給電流時(shí)、在預(yù)定時(shí)間段以上將氣體傳感器的固體電解質(zhì)體持續(xù)加熱至比激活判斷溫度低的預(yù)定溫度(范圍)，則固體電解質(zhì)體易于發(fā)黑(blackening)。發(fā)黑是當(dāng)固體電解質(zhì)體中包含的金屬氧化物被化學(xué)地還原時(shí)、在負(fù)電極側(cè)的固體電解質(zhì)體的表面上產(chǎn)生金屬的現(xiàn)象(例如，ZrO2 — Zr+02)。在已經(jīng)出現(xiàn)發(fā)黑的氣體傳感器中，由于固體電解質(zhì)體的離子導(dǎo)電性根據(jù)發(fā)黑度而下降，因此即使當(dāng)將氣體傳感器加熱至激活判斷溫度時(shí)也難以以高精度檢測(cè)特定氣體。另外，在以下的單單元型氣體傳感器中也發(fā)生這種問題該單單元型氣體傳感器僅包括氧濃度檢測(cè)單元，并且根據(jù)在氧濃度檢測(cè)單元的一對(duì)電極之間產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)來測(cè)量氧濃度，并且氧濃度檢測(cè)單元本身自發(fā)地生成氧基準(zhǔn)(即，通過向氧濃度檢測(cè)單元供給電流來從檢測(cè)電極向基準(zhǔn)電極泵氧)。已經(jīng)作出本發(fā)明以解決前述問題，并且本發(fā)明提供一種能夠抑制氣體傳感器的劣化、并且降低怠速停止期間的加熱器功耗的傳感器控制設(shè)備。根據(jù)第一方面，本發(fā)明提供一種傳感器控制設(shè)備，包括氣體傳感器，用于安裝在內(nèi)燃機(jī)的排氣管中，并且包括包含第一固體電解質(zhì)體、基準(zhǔn)電極和檢測(cè)電極的氧濃度檢測(cè)單元，其中，所述基準(zhǔn)電極和所述檢測(cè)電極形成于所述第一固體電解質(zhì)體上，并且所述氧濃度檢測(cè)單元在所述檢測(cè)電極和所述基準(zhǔn)電極之間產(chǎn)生與測(cè)量對(duì)象氣體的氧濃度相對(duì)應(yīng)的電壓；加熱器，用于加熱所述氣體傳感器；電流供給單元，用于向所述氧濃度檢測(cè)單元供給電流，從而從所述檢測(cè)電極通過所述第一固體電解質(zhì)體向所述基準(zhǔn)電極泵氧；激活判斷單元，用于判斷所述氣體傳感器的溫度是否等于或高于激活判斷溫度；以及加熱器控制單元， 用于當(dāng)所述激活判斷單元判斷為所述氣體傳感器的溫度等于或高于所述激活判斷溫度時(shí)， 通過將等于或高于所述激活判斷溫度的第一目標(biāo)溫度設(shè)置為所述加熱器的目標(biāo)溫度，來控制對(duì)所述加熱器的電流供給，其中，所述傳感器控制設(shè)備還包括自動(dòng)停止檢測(cè)單元，用于檢測(cè)所述內(nèi)燃機(jī)的自動(dòng)停止；以及第一溫度切換單元，用于當(dāng)所述自動(dòng)停止檢測(cè)單元檢測(cè)到所述內(nèi)燃機(jī)的自動(dòng)停止時(shí)，控制供給至所述加熱器的電流，以使得將所述加熱器的目標(biāo)溫度切換至第二目標(biāo)溫度，其中，所述第二目標(biāo)溫度不同于在如下情況下在所述第一固體電解質(zhì)體中產(chǎn)生發(fā)黑的溫度在該情況下，當(dāng)所述氣體傳感器的溫度維持在比所述激活判斷溫度低的溫度時(shí)，所述電流供給單元向所述氧濃度檢測(cè)單元供給電流。在以上第一方面的優(yōu)選實(shí)施例中，所述氣體傳感器包括檢測(cè)室，其中，檢測(cè)對(duì)象氣體被引入所述檢測(cè)室中，以及氧泵單元，其具有第二固體電解質(zhì)體和在所述第二固體電解質(zhì)體上形成的一對(duì)泵電極，所述一對(duì)泵電極中的一個(gè)泵電極被配置為暴露至所述檢測(cè)室，所述氧泵單元根據(jù)在所述一對(duì)泵電極之間供給的電流向所述檢測(cè)室或從所述檢測(cè)室泵氧，所述氧濃度檢測(cè)單元的所述檢測(cè)電極暴露至所述檢測(cè)室，并且所述基準(zhǔn)電極位于所述檢測(cè)室外部，以及其中，所述傳感器控制設(shè)備還包括電流供給控制單元，所述電流供給控制單元用于根據(jù)所述氧濃度檢測(cè)單元所產(chǎn)生的電壓控制供給至所述氧泵單元的電流。如果在將固體電解質(zhì)體加熱至低于激活判斷溫度的預(yù)定溫度并且該固體電解質(zhì)體的阻抗下降時(shí)向固體電解質(zhì)體連續(xù)供給電流，則可能容易發(fā)生從一個(gè)電極向另一個(gè)電極過量泵氧的現(xiàn)象，并且此外，可能容易發(fā)生發(fā)黑。因此，在根據(jù)第一方面的傳感器控制設(shè)備中，當(dāng)檢測(cè)到內(nèi)燃機(jī)的自動(dòng)停止時(shí)，加熱器控制單元控制對(duì)加熱器的電流供給，以使得將氣體傳感器的溫度維持在前述的第二目標(biāo)溫度。因此，在向氧濃度檢測(cè)單元(包括第二固體電解質(zhì)體)供給電流時(shí)、在氧濃度檢測(cè)單元中產(chǎn)生發(fā)黑的溫度的剩余時(shí)間段并未持續(xù)預(yù)定時(shí)間以上。由于該原因，在包括具有氧泵單元和氧濃度檢測(cè)單元的氣體傳感器、或包括具有氧濃度檢測(cè)單元的氣體傳感器的傳感器控制設(shè)備中，可以抑制氣體傳感器的劣化，并且可以降低內(nèi)燃機(jī)的自動(dòng)停止期間的加熱器功耗。此外，根據(jù)第一方面的傳感器控制設(shè)備在檢測(cè)到所述內(nèi)燃機(jī)的自動(dòng)停止時(shí)，在不停止向加熱器供給電流的情況下，控制電流供給以維持第二目標(biāo)溫度。因此，與在內(nèi)燃機(jī)的自動(dòng)停止期間切斷對(duì)加熱器的電流供給的情況相比較，該傳感器控制設(shè)備可以縮短在內(nèi)燃機(jī)的自動(dòng)停止被解除(自動(dòng)啟動(dòng))之后、直到氣體傳感器的溫度上升至激活判斷溫度為止所經(jīng)過的時(shí)間。根據(jù)第二方面，本發(fā)明提供一種傳感器控制設(shè)備，包括氣體傳感器，用于安裝在內(nèi)燃機(jī)的排氣管中，并且包括包含第一固體電解質(zhì)體、基準(zhǔn)電極和檢測(cè)電極的氧濃度檢測(cè)單元，其中，所述基準(zhǔn)電極和所述檢測(cè)電極形成于所述第一固體電解質(zhì)體上，并且所述氧濃度檢測(cè)單元在所述檢測(cè)電極和所述基準(zhǔn)電極之間產(chǎn)生與測(cè)量對(duì)象氣體的氧濃度相對(duì)應(yīng)的電壓；加熱器，用于加熱所述氣體傳感器；電流供給單元，用于向所述氧濃度檢測(cè)單元供給電流，從而從所述檢測(cè)電極通過所述第一固體電解質(zhì)體向所述基準(zhǔn)電極泵氧；激活判斷單元，用于判斷所述氣體傳感器的溫度是否等于或高于激活判斷溫度；以及加熱器控制單元， 用于當(dāng)所述激活判斷單元判斷為所述氣體傳感器的溫度等于或高于所述激活判斷溫度時(shí)， 通過將等于或高于所述激活判斷溫度的第一目標(biāo)溫度設(shè)置為所述加熱器的目標(biāo)溫度，來控制供給至所述加熱器的電流，其中，所述傳感器控制設(shè)備還包括自動(dòng)停止檢測(cè)單元，用于檢測(cè)所述內(nèi)燃機(jī)的自動(dòng)停止；以及第二溫度切換單元，用于當(dāng)所述自動(dòng)停止檢測(cè)單元檢測(cè)到所述內(nèi)燃機(jī)的自動(dòng)停止時(shí)，控制供給至所述加熱器的電流，以使得將所述加熱器的目標(biāo)溫度切換至比所述氣體傳感器的所述激活判斷溫度低的第三目標(biāo)溫度；以及電流停止單元，用于當(dāng)所述自動(dòng)停止檢測(cè)單元檢測(cè)到所述內(nèi)燃機(jī)的自動(dòng)停止時(shí)，停止向所述氧濃度檢測(cè)單元供給電流。在以上第二方面的優(yōu)選實(shí)施例中，所述氣體傳感器包括檢測(cè)室，其中，檢測(cè)對(duì)象氣體被引入所述檢測(cè)室中，以及氧泵單元，其具有第二固體電解質(zhì)體和在所述第二固體電解質(zhì)體上形成的一對(duì)泵電極，所述一對(duì)泵電極中的一個(gè)泵電極被配置為暴露至所述檢測(cè)室，所述氧泵單元根據(jù)在所述一對(duì)泵電極之間供給的電流向所述檢測(cè)室或從所述檢測(cè)室泵氧，所述氧濃度檢測(cè)單元的所述檢測(cè)電極暴露至所述檢測(cè)室，并且所述基準(zhǔn)電極位于所述檢測(cè)室外部，以及其中，所述傳感器控制設(shè)備還包括電流供給控制單元，所述電流供給控制單元用于根據(jù)在所述氧濃度檢測(cè)單元中產(chǎn)生的電壓控制供給至所述氧泵單元的電流，并且所述電流停止單元停止向所述氧泵單元和所述氧濃度檢測(cè)單元供給電流。在根據(jù)第二方面的傳感器控制設(shè)備中，在內(nèi)燃機(jī)自動(dòng)停止、并且控制對(duì)加熱器的電流供給以維持氣體傳感器的溫度處于第三目標(biāo)溫度時(shí)，在具有氧濃度檢測(cè)單元的氣體傳感器中，切斷對(duì)氧濃度檢測(cè)單元的電流供給，并且在具有氧泵單元和氧濃度檢測(cè)單元的氣體傳感器中，切斷對(duì)這兩個(gè)單元的電流供給。由于該原因，可以可靠地避免內(nèi)燃機(jī)的自動(dòng)停止期間的發(fā)黑。因此，當(dāng)傳感器控制設(shè)備包括具有氧濃度檢測(cè)單元的氣體傳感器時(shí)，或者即使當(dāng)傳感器控制設(shè)備包括具有氧濃度檢測(cè)單元和氧泵單元這兩者的氣體傳感器時(shí)，可以抑制該氣體傳感器的劣化，并且可以降低內(nèi)燃機(jī)的自動(dòng)停止期間的加熱器功耗。此外，根據(jù)第二方面的傳感器控制設(shè)備在檢測(cè)到內(nèi)燃機(jī)的自動(dòng)停止時(shí)，在不切斷對(duì)加熱器的電流供給的情況下，控制電流供給以使得維持第三目標(biāo)溫度。由于該原因，與在內(nèi)燃機(jī)的自動(dòng)停止期間切斷對(duì)加熱器的電流供給的情況相比較，該傳感器控制設(shè)備可以縮短在內(nèi)燃機(jī)的自動(dòng)停止被解除(自動(dòng)啟動(dòng))之后、直到氣體傳感器的溫度上升至激活判斷溫度為止所經(jīng)過的時(shí)間。


將參考以下附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的例示方面，其中圖1是示出內(nèi)燃機(jī)100的排氣系統(tǒng)周圍的示意結(jié)構(gòu)的圖；圖2是示出傳感器控制設(shè)備4的示意結(jié)構(gòu)的解釋圖；圖3是示出根據(jù)第一實(shí)施例的主處理的流程圖；圖4是示出根據(jù)第二實(shí)施例的主處理的流程圖；以及圖5是示出根據(jù)第三實(shí)施例的主處理的流程圖。
具體實(shí)施例方式以下將參考附圖來說明本發(fā)明的傳感器控制設(shè)備的第一至第三實(shí)施例。然而，本發(fā)明不應(yīng)當(dāng)被解釋為局限于此。另外，在以下說明中，圖2的垂直方向表示氣體傳感器1的垂直方向，并且圖2的水平方向表示氣體傳感器1的水平方向。根據(jù)第一至第三實(shí)施例的傳感器控制設(shè)備4具有相同的物理結(jié)構(gòu)和電氣結(jié)構(gòu)。也就是說，參考圖1，將針對(duì)內(nèi)燃機(jī)100和內(nèi)燃機(jī)100中安裝的傳感器控制設(shè)備4的示意結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。內(nèi)燃機(jī)100具有用于驅(qū)動(dòng)車輛(未示出)的發(fā)動(dòng)機(jī)101。發(fā)動(dòng)機(jī)101連接至用于將排放氣體從發(fā)動(dòng)機(jī)101排出至車輛外部的排氣管102。傳感器控制設(shè)備4包括氣體傳感器1和電子控制單元(ECU)3。氣體傳感器1安裝在排氣管102的路徑的中部。氣體傳感器1是通用空氣/燃料(A/F)加熱的通用排氣含氧量(Universal Exhaust Gas Oxygen, UEGO)傳感器，其中，流過排氣管102的氣體是檢測(cè)對(duì)象氣體。在與氣體傳感器1分開的位置處配置E⑶3，并且通過從電池80接收到的電力來驅(qū)動(dòng)E⑶3。氣體傳感器1和E⑶3利用導(dǎo)線91 (信號(hào)線)彼此電連接。ECU 3控制對(duì)氣體傳感器1的電力供給，并且氣體傳感器1將與檢測(cè)對(duì)象氣體內(nèi)的氧濃度相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)輸出至ECU 3。ECU 3基于來自氣體傳感器1的輸出執(zhí)行發(fā)動(dòng)機(jī)101的A/F比反饋控制。接著，參考圖2，將順次說明傳感器控制設(shè)備4中包括的氣體傳感器1和ECU 3。氣體傳感器1包括檢測(cè)元件10、加熱器元件40和殼體(未示出)。檢測(cè)元件10具有固體電解質(zhì)體11和13以及絕緣基體12和M按固體電解質(zhì)體13、絕緣基體12、固體電解質(zhì)體11 和絕緣基體M的順序的層疊結(jié)構(gòu)。固體電解質(zhì)體11和13、絕緣基體12和24、以及以下所述的絕緣基體17和18均具有細(xì)長(zhǎng)的板狀形狀。在圖2中，示意性示出沿著與氣體傳感器1 的縱向方向垂直的方向所得的截面圖。固體電解質(zhì)體11和13由包含氧化釔穩(wěn)定劑的部分穩(wěn)定的氧化鋯作為主要成分而制成，并且具有氧離子導(dǎo)電性。絕緣基體12和M由包含氧化鋁作為主要成分的材料制成。為了維持固體電解質(zhì)體11和13的激活穩(wěn)定性和固體電解質(zhì)體11和13的早期激活化，在固體電解質(zhì)體13上層疊加熱器元件40。在排氣管102(參考圖1)中安裝用于將檢測(cè)元件10和加熱器元件40保持在內(nèi)側(cè)的殼體。以下將詳細(xì)說明氣體傳感器1中包括的檢測(cè)元件10和加熱器元件40。
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首先，將參考圖2來說明檢測(cè)元件10的結(jié)構(gòu)。檢測(cè)元件10包括檢測(cè)室23、擴(kuò)散速度控制部15、氧泵單元27 (以下稱為“ Ip單元27”)、氧濃度檢測(cè)單元觀(以下稱為“Vs單元觀”)以及絕緣基體12和24。檢測(cè)室23是流過排氣管102(參考圖1)的氣體(例如， 排放氣體)被引入的小空間。由固體電解質(zhì)體11、固體電解質(zhì)體13、擴(kuò)散速度控制部15和絕緣基體12來限定檢測(cè)室23。擴(kuò)散速度控制部15配置在檢測(cè)室23的寬度方向(圖1中的紙面的水平方向)的兩端處。擴(kuò)散速度控制部15由多孔材料(例如，氧化鋁)制成，并且控制當(dāng)檢測(cè)對(duì)象氣體被引入檢測(cè)室23中時(shí)的流入量。Ipl單元27包括固體電解質(zhì)體11以及多孔電極19和20。電極19和20由包含 Pt(鉬)作為主要成分的材料制成。包含Pt作為主要成分的材料包括例如Pt、Pt合金、以及包含Pt和陶瓷的金屬陶瓷。電極20設(shè)置在固體電解質(zhì)體11的暴露至檢測(cè)室23的表面上。電極19設(shè)置在固體電解質(zhì)體11的與檢測(cè)室23相對(duì)的表面上。也就是說，在檢測(cè)元件 10的層疊方向上，一對(duì)電極19和20按夾持固體電解質(zhì)體11的方式配置。在固體電解質(zhì)體11的上表面上層疊絕緣基體對(duì)。絕緣基體對(duì)具有位于電極19的上部的開口 29，并且開口四設(shè)置有保護(hù)層25。保護(hù)層25由包含陶瓷(例如，氧化鋁)的多孔材料制成。此外， 保護(hù)層25覆蓋電極19的上表面，以使得電極19不會(huì)因諸如檢測(cè)對(duì)象氣體中包含的硅等的有害成分而劣化。固體電解質(zhì)體11與本發(fā)明的“第二固體電解質(zhì)體”相對(duì)應(yīng)，并且電極19 和20與本發(fā)明的“一對(duì)泵電極”相對(duì)應(yīng)。Ipl單元27通過在電極19和20之間供給電流，在鄰接電極19的大氣(檢測(cè)元件 10外部的大氣)和鄰接電極20的大氣(檢測(cè)室23內(nèi)部的大氣)之間泵氧(即，在兩個(gè)方向上泵氧)。Vs單元28包括固體電解質(zhì)體13以及多孔電極21和22。固體電解質(zhì)體13被配置成限定檢測(cè)室23的下壁并且面向固體電解質(zhì)體11。電極21設(shè)置在固體電解質(zhì)體13的暴露至檢測(cè)室23的表面上。電極22形成于固體電解質(zhì)體13的與檢測(cè)室23相對(duì)的表面上。 也就是說，在檢測(cè)元件10的層疊方向上，一對(duì)電極21和22按夾持固體電解質(zhì)體13的方式配置。電極21和22由包含前述的Pt作為主要成分的材料構(gòu)成。Vs單元觀主要根據(jù)與由固體電解質(zhì)體13分隔開的大氣之間(鄰接電極21的檢測(cè)室23內(nèi)部的大氣和鄰接電極22的大氣之間)的氧濃度差產(chǎn)生電壓(電動(dòng)勢(shì))。另外，電極22被絕緣基體17阻擋，從而不接觸流過排氣管102(參考圖1)的氣體。如以下將更加詳細(xì)地說明的，電極22用作為氧基準(zhǔn)電極，該氧基準(zhǔn)電極用于維持恒定的氧濃度，并且用作為檢測(cè)檢測(cè)室23內(nèi)的氧濃度的基準(zhǔn)。固體電解質(zhì)體13與本發(fā)明的“第一固體電解質(zhì)體” 相對(duì)應(yīng)，電極21與本發(fā)明的“檢測(cè)電極”相對(duì)應(yīng)，并且電極22與本發(fā)明的“基準(zhǔn)電極”相對(duì)應(yīng)。接著，將參考圖2來說明加熱器元件40的結(jié)構(gòu)。通過利用加熱器元件40加熱檢測(cè)元件10 (特別是固體電解質(zhì)體11和1 來激活氣體傳感器1。加熱器元件40包括熱生成電阻器沈以及絕緣基體17和18。熱生成電阻器沈由包含鉬作為主要成分的材料制成， 并且被置于絕緣基體17和18之間。絕緣基體17和18由包含氧化鋁作為主要成分的材料構(gòu)成。加熱器元件40與本發(fā)明的“加熱器”相對(duì)應(yīng)。接著，將參考圖2來說明E⑶3的結(jié)構(gòu)。E⑶3控制車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)101和氣體傳感器1。參考圖2，ECU 3包括微計(jì)算機(jī)9、專用集成電路(ASIC) 30和加熱器電壓供給電路50作為主要組件。微計(jì)算機(jī)9是具有現(xiàn)有技術(shù)中已知的CPU 6、ROM 7和RAM 8的芯片。ROM 7存儲(chǔ)CPU 6所執(zhí)行的各種控制程序、以及在執(zhí)行這些控制程序期間所參考的各種參數(shù)。如圖2所示，ASIC 30包括Ip檢測(cè)電路31、Ip驅(qū)動(dòng)電路32、電阻檢測(cè)電路33、電壓輸出電路34、基準(zhǔn)電壓比較器電路35和Icp供給電路36。Ip檢測(cè)電路31將在Ip單元27的電極19和20之間流動(dòng)的電流Ip轉(zhuǎn)換成電壓， 并將轉(zhuǎn)換成的電壓輸出至微計(jì)算機(jī)9作為檢測(cè)信號(hào)。電阻檢測(cè)電路33向Vs單元觀定期供給預(yù)定電流，并且響應(yīng)于該預(yù)定電流的供給，檢測(cè)電壓Vs的變化。將表示電阻檢測(cè)電路 33所檢測(cè)到的伴隨著電流的變化的電壓Vs的變化的值輸出至微計(jì)算機(jī)9。微計(jì)算機(jī)9基于預(yù)先獲得了從電阻檢測(cè)電路33輸出的值、ROM 7中存儲(chǔ)的電壓Vs的變化量和Vs單元觀中的阻抗Ri之間的關(guān)系的表，獲得Vs單元28的阻抗Ri。將Vs單元28的阻抗Ri與Vs單元28的溫度、即整個(gè)檢測(cè)元件10的溫度相關(guān)，并且微計(jì)算機(jī)9基于Vs單元28的阻抗Ri 來檢測(cè)氣體傳感器1 (檢測(cè)元件10)的溫度。電壓輸出電路34檢測(cè)在Vs單元28的電極21和22之間產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)Vs。基準(zhǔn)電壓比較器電路35將預(yù)定基準(zhǔn)電壓與由電壓輸出電路34檢測(cè)到的電動(dòng)勢(shì)Vs進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果輸出至Ip驅(qū)動(dòng)電路32。Ip驅(qū)動(dòng)電路32基于從基準(zhǔn)電壓比較器電路35輸出的比較結(jié)果，控制在Ip單元27的電極19和20之間供給的電流Ip的大小和方向。Icp供給電路36供給從Vs單元28的電極22流向電極21的微電流Icp。加熱器電壓供給電路50響應(yīng)于CPU 6的指示，在比例積分(PI， Proportional-Integral)控制下生成施加至熱生成電阻器沈的兩端的電壓Vh，并且通過向熱生成電阻器26的兩端施加恒定電壓(例如，12V)等，使熱生成電阻器沈進(jìn)行加熱。接著，將參考圖2來簡(jiǎn)要說明使用氣體傳感器1來對(duì)檢測(cè)對(duì)象氣體的氧濃度(排放氣體的A/F比)進(jìn)行檢測(cè)的操作。另外，當(dāng)檢測(cè)到檢測(cè)對(duì)象氣體的氧濃度時(shí)，將基準(zhǔn)電壓 (例如，450mV)設(shè)置為基準(zhǔn)電壓比較器電路35的比較對(duì)象。首先，Icp供給電路36從Vs單元觀的電極22通過固體電解質(zhì)體13向電極21供給微電流Icp。作為供給電流的結(jié)果，檢測(cè)對(duì)象氣體內(nèi)的氧分子轉(zhuǎn)變成氧離子，并且使這些氧離子從電極21側(cè)通過固體電解質(zhì)體 13向電極22側(cè)移動(dòng)(抽吸)。如果向Vs單元觀供給電流Icp，則氧離子從電極21向電極 22移動(dòng)，并且生成氧濃度大氣，該氧濃度大氣用作用于產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)Vs的基準(zhǔn)。電壓輸出電路34檢測(cè)電極21和22之間的電動(dòng)勢(shì)Vs，并將檢測(cè)到的電動(dòng)勢(shì)Vs輸出至基準(zhǔn)電壓比較器電路35?；鶞?zhǔn)電壓比較器電路35將電動(dòng)勢(shì)Vs和基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果輸出至 Ip驅(qū)動(dòng)電路32。Ip驅(qū)動(dòng)電路32基于基準(zhǔn)電壓比較器電路35的比較結(jié)果，控制在Ip單元 27的電極19和20之間供給的電流Ip的大小和方向，以使得電動(dòng)勢(shì)Vs變?yōu)榛鶞?zhǔn)電壓。結(jié)果，利用Ip單元27來向檢測(cè)室23或從檢測(cè)室23泵氧。另外，當(dāng)流過檢測(cè)室23的排放氣體的A/F比大于理想配比的A/F比時(shí)，對(duì)在Ip單元27的電極19和20之間供給的電流Ip的大小或方向進(jìn)行控制，以從Ip單元27的外部向檢測(cè)室23泵氧。同時(shí)，當(dāng)流入檢測(cè)室23中的排放氣體的A/F比小于理想配比的A/F比時(shí)，對(duì)在Ip單元27的電極19和20之間供給的電流Ip的大小和方向進(jìn)行控制，以從檢測(cè)器23向Ip單元27的外部泵氧。在Ip檢測(cè)電路31中將此時(shí)的電流Ip轉(zhuǎn)換成電壓，并且將轉(zhuǎn)換成電壓的電流Ip輸出至微計(jì)算機(jī)9作為檢測(cè)信號(hào)。微計(jì)算機(jī)9(CPU 6)基于該檢測(cè)信號(hào)計(jì)算檢測(cè)對(duì)象氣體中包含的氧濃度匹配值，并且還計(jì)算排放氣體的A/F比。
接著，將參考圖3來說明由根據(jù)第一實(shí)施例的傳感器控制設(shè)備4執(zhí)行的主處理。將用于執(zhí)行圖3中的主處理的程序存儲(chǔ)在圖2的ROM 7中，并且由CPU 6執(zhí)行該程序。另外， 與圖3的主處理分開執(zhí)行計(jì)算氧濃度匹配值和A/F比的處理。首先，將說明主處理的概述。根據(jù)第一實(shí)施例，根據(jù)是否激活氣體傳感器1的檢測(cè)元件10來處理包括失活模式(以下稱為NA模式)和激活模式(以下稱為A模式)的驅(qū)動(dòng)模式中的任一個(gè)。NA模式是用于將檢測(cè)元件10加熱至等于或高于激活判斷溫度的溫度的控制模式。在NA模式下，不執(zhí)行向Ip單元27供給電流Ip的處理。根據(jù)第一實(shí)施例，在NA 模式下執(zhí)行由圖3的虛線151包圍的框所表示的處理。A模式是用于維持檢測(cè)元件10的溫度等于或高于激活判斷溫度、并向Ip單元27供給用于檢測(cè)檢測(cè)對(duì)象氣體內(nèi)的氧濃度的電流Ip的控制模式。在A模式下，執(zhí)行由虛線152包圍的框所表示的處理。此外，對(duì)于內(nèi)燃機(jī)100的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，根據(jù)第一實(shí)施例的傳感器控制設(shè)備4將怠速停止期間傳感器控制設(shè)備 4的驅(qū)動(dòng)模式設(shè)置為NA模式。根據(jù)第一實(shí)施例，根據(jù)驅(qū)動(dòng)模式和內(nèi)燃機(jī)100的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，對(duì)與加熱后的氣體傳感器1(檢測(cè)元件10)的目標(biāo)溫度相對(duì)應(yīng)的目標(biāo)電阻值設(shè)置不同的值。在將驅(qū)動(dòng)模式設(shè)置為NA模式、并且不執(zhí)行怠速停止的情況下，將目標(biāo)電阻值TRi設(shè)置為值TRi 1。對(duì)于值TRi 1，設(shè)置激活檢測(cè)元件10的情況下的電阻值。根據(jù)第一實(shí)施例，使用目標(biāo)電阻值TRi作為判斷是否激活檢測(cè)元件10的處理中的閾值。在將驅(qū)動(dòng)模式設(shè)置為NA模式、并且執(zhí)行怠速停止的情況下，將目標(biāo)電阻值TRi設(shè)置為值TRi4。對(duì)于值TRi4，將不激活檢測(cè)元件10的情況下的電阻值預(yù)先設(shè)置為與在固體電解質(zhì)體13中不產(chǎn)生發(fā)黑的溫度相對(duì)應(yīng)的電阻值。在固體電解質(zhì)體13中產(chǎn)生發(fā)黑的溫度條件根據(jù)諸如供給至固體電解質(zhì)體13的電流的大小或固體電解質(zhì)體13的組成等的條件而不同，并且溫度的范圍可以為例如100°C 400 "C。當(dāng)將驅(qū)動(dòng)模式設(shè)置為A模式時(shí)，將目標(biāo)電阻值TRi設(shè)置為值TRi2。除了值TRil、 TRi2和TRi4以外，根據(jù)第一實(shí)施例，設(shè)置用于檢測(cè)A模式控制期間檢測(cè)元件10的溫度下降的情況的閾值TRi3。對(duì)于值TRi3，預(yù)先設(shè)置比值TRil大的值。根據(jù)第一實(shí)施例，將值TRil 設(shè)置為與作為檢測(cè)元件10的溫度的600°C相對(duì)應(yīng)的500 Ω，將值TRi2設(shè)置為與作為檢測(cè)元件10的溫度的800°C相對(duì)應(yīng)的100 Ω，將值TRi3設(shè)置為與作為檢測(cè)元件10的溫度的550°C 相對(duì)應(yīng)的550 Ω，并且將值TRi4設(shè)置為與作為檢測(cè)元件10的溫度的500°C相對(duì)應(yīng)的580 Ω。 值TRi4與以下的溫度相對(duì)應(yīng)，該溫度比與用于判斷是否激活檢測(cè)元件10的閾值TRil相對(duì)應(yīng)的溫度低、且比在固體電解質(zhì)體13中產(chǎn)生發(fā)黑的溫度(100°C 400°C )高。將TRil TRi4的大小關(guān)系設(shè)置為TRi4 > TRi3 > TRil > TRi2。例如，基于利用自動(dòng)停止發(fā)動(dòng)機(jī)101的運(yùn)轉(zhuǎn)的指示、以及在自動(dòng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)之后自動(dòng)重啟發(fā)動(dòng)機(jī)101的運(yùn)轉(zhuǎn)的指示所更新的怠速停止標(biāo)志，判斷內(nèi)燃機(jī)100是否處于怠速停止。將怠速停止標(biāo)志存儲(chǔ)在RAM 8中。例如，使用現(xiàn)有技術(shù)中已知的方法(例如，通過引用包含于此的日本特開2003-148206所述的方法)來輸出自動(dòng)停止發(fā)動(dòng)機(jī)101的運(yùn)轉(zhuǎn)的指示、以及在自動(dòng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)之后自動(dòng)重啟發(fā)動(dòng)機(jī)101的運(yùn)轉(zhuǎn)的指示。如圖3所示，在該主處理中，CPU 6向加熱器電壓供給電路50輸出指示，并且開始向加熱器元件40的熱生成電阻器沈施加12V的電壓的處理(SlO)。然后，CPU 6向Icp供給電路36輸出指示，從而開始向Vs單元觀供給電流Icp的處理(S20)。然后，判斷電壓輸出電路；34所檢測(cè)到的電壓Vs是否低于1.5V。如果電壓Vs等于或高于1.5V (步驟S30中為“否”)，則處理等待，直到電壓Vs低于1. 5V為止。當(dāng)電壓Vs低于1. 5V時(shí)(步驟S30中為“是”)，CPU 6開始檢測(cè)阻抗Ri的處理(以下稱為“Ri檢測(cè)處理”)(S40)。CPU 6根據(jù)與主處理分開的例程定期執(zhí)行該Ri檢測(cè)處理。具體地，在Ri檢測(cè)處理中，CPU 6向電阻檢測(cè)電路33輸出指示以向Vs單元觀供給恒定電流，并且將響應(yīng)于所供給的電流而獲得的電壓 Vs的變化量輸出至微計(jì)算機(jī)9。CPU 6基于從電阻檢測(cè)電路33輸出的電壓Vs的變化量獲得阻抗Ri。執(zhí)行Ri檢測(cè)處理，以基于Ri來判斷是否激活氣體傳感器1。然后，CPU 6判斷是否正在執(zhí)行怠速停止(S60)。在步驟S60中，例如，基于前述的怠速停止標(biāo)志來判斷是否正在執(zhí)行怠速停止。如果判斷為正在執(zhí)行怠速停止(步驟S60中為“是”)JljCPU 6通過將目標(biāo)電阻值TRi設(shè)置為TRi4，開始或繼續(xù)進(jìn)行加熱器的PI電流供給控制(S120)。具體地，CPU 6向加熱器電壓供給電路50輸出指示，以通過將目標(biāo)電阻值TRi設(shè)置為TRi4來開始或繼續(xù)進(jìn)行PI電流供給控制。另外，在向Ip單元27供給電流 Ip的情況下，CPU 6向Ip驅(qū)動(dòng)電路32和基準(zhǔn)電壓比較器電路35輸出指示，以停止向Ip單元27供給電流Ip的處理(S120)。然后，處理返回至步驟S60。如果判斷為沒有正在執(zhí)行怠速停止(步驟S60中為“否”)，則CPU 6通過將目標(biāo)電阻值TRi設(shè)置為TRil，開始或繼續(xù)進(jìn)行加熱器的PI電流供給控制(S70)。具體地，CPU 6 向加熱器電壓供給電路50輸出指示，以通過將目標(biāo)電阻值TRi設(shè)置為TRil來開始或繼續(xù)進(jìn)行PI電流供給控制。另外，在向Ip單元27供給電流Ip的情況下，CPU 6向Ip驅(qū)動(dòng)電路32和基準(zhǔn)電壓比較器電路35輸出指示，以停止向Ip單元27供給電流Ip的處理(S70)。 然后，CPU6判斷是否激活氣體傳感器1 (檢測(cè)元件10) (S80)。根據(jù)本實(shí)施例，當(dāng)在前述的 Ri檢測(cè)處理中檢測(cè)到的值Ri等于或低于值TRi時(shí)，CPU 6判斷為激活氣體傳感器1。當(dāng)不激活氣體傳感器1時(shí)(步驟S80中為“否”)，處理返回至步驟S60。當(dāng)激活氣體傳感器1時(shí) (步驟S80中為“是”)，執(zhí)行A模式的處理(由虛線152包圍的框所表示的處理)。具體地， CPU 6開始或繼續(xù)進(jìn)行A模式控制(S90)。在步驟S90中，CPU 6向Ip驅(qū)動(dòng)電路32和基準(zhǔn)電壓比較器電路35輸出指示，以開始或繼續(xù)進(jìn)行向Ip單元27供給電流Ip的處理。另外， CPU 6向加熱器電壓供給電路50輸出指示，以通過將目標(biāo)電阻值TRi設(shè)置為TRi2來開始或繼續(xù)進(jìn)行PI電流供給控制。然后，CPU 6判斷在前述的Ri檢測(cè)處理中檢測(cè)到的值Ri是否高于值TRi3 (SllO)。 步驟SllO是針對(duì)A模式控制期間、檢測(cè)元件10的溫度下降至被判斷為不激活氣體傳感器1 的溫度的情況的處理。例如，當(dāng)在A模式控制期間在發(fā)動(dòng)機(jī)101(參考圖1)中執(zhí)行自動(dòng)停止時(shí)，由于排放氣體沒有流過排氣管102(參考圖1)，因此氣體傳感器1的溫度下降。當(dāng)值 Ri等于或低于TRi3時(shí)(步驟SllO中為“否”)，處理返回至步驟S90。當(dāng)值Ri高于TRi3 時(shí)(步驟SllO中為“是”)，處理返回至步驟S60。當(dāng)在A模式控制期間發(fā)動(dòng)機(jī)101自動(dòng)停止時(shí)，在步驟SllO中，值Ri高于TRi3(步驟SllO中為“是”)，處理返回至步驟S60。然后， 在步驟S60中，判斷為正在執(zhí)行怠速停止(步驟S60中為“是”)。如上所述，CPU 6執(zhí)行根據(jù)第一實(shí)施例的主處理。無(wú)論是否正在執(zhí)行怠速停止， Icp供給電路36和執(zhí)行圖3中的步驟S20的處理的CPU 6都與本發(fā)明的“電流供給單元” 相對(duì)應(yīng)。當(dāng)將驅(qū)動(dòng)模式設(shè)置為NA模式時(shí)，執(zhí)行圖3中的步驟S60的處理的CPU 6用作本發(fā)明的“自動(dòng)停止檢測(cè)單元”。當(dāng)沒有正在執(zhí)行怠速停止時(shí)(步驟S60中為“否”)，執(zhí)行步驟S80的處理的CPU 6用作本發(fā)明的“激活判斷單元”。另外，在步驟S90中，加熱器電壓供給電路50、以及通過將目標(biāo)電阻值TRi設(shè)置為TRi2來執(zhí)行加熱器元件40的電流供給控制的 CPU 6用作本發(fā)明的“加熱器控制單元”。在步驟S90中，當(dāng)將驅(qū)動(dòng)模式設(shè)置為A模式時(shí)(步驟S80中為“是”、并且步驟SllO中為“否”)，Ip驅(qū)動(dòng)電路32、以及開始或繼續(xù)進(jìn)行Ip單元 27的電流供給控制的CPU 6用作本發(fā)明的“電流供給控制單元”。在步驟S120中，加熱器電壓供給電路50、以及通過將目標(biāo)電阻值TRi切換至TRi4來執(zhí)行加熱器元件40的電流供給控制的CPU 6用作本發(fā)明的“第一溫度切換單元”。另外，與值TRil相對(duì)應(yīng)的溫度對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的激活判斷溫度，與值TRi2相對(duì)應(yīng)的溫度對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的第一目標(biāo)溫度，并且與值 TRi4相對(duì)應(yīng)的溫度對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的第二目標(biāo)溫度。在根據(jù)第一實(shí)施例的傳感器控制設(shè)備4中，處于在向Vs單元觀供給電流Icp時(shí)在Vs單元觀(固體電解質(zhì)體13)中產(chǎn)生發(fā)黑的溫度的時(shí)間段并沒有持續(xù)預(yù)定時(shí)間以上。因此，當(dāng)傳感器控制設(shè)備4包括具有Vs單元28和Ip單元27的氣體傳感器1時(shí)，可以抑制氣體傳感器1的劣化，并且可以降低內(nèi)燃機(jī)100的自動(dòng)停止(怠速停止)期間加熱器元件40 的功耗。對(duì)此，作為固體電解質(zhì)體11和13的主要成分的部分穩(wěn)定的氧化鋯通常包括包含 M相(單斜相)、C相(立方相)和T相(四方相)的、具有多個(gè)結(jié)晶結(jié)構(gòu)的不同的相。部分穩(wěn)定的氧化鋯的T相由于預(yù)定條件下的等溫馬氏體狀態(tài)而變換成M相，這是已知的。當(dāng)部分穩(wěn)定的氧化鋯被暴露于的大氣的溫度接近200°C時(shí)，從T相到M相的變換以最高速度進(jìn)行，并且由于部分穩(wěn)定的氧化鋯被暴露于的大氣中的水分而促進(jìn)了從T相到M相的變換。 因此，從T相變換為M相的溫度根據(jù)包括部分穩(wěn)定的氧化鋯被暴露于的大氣中的水分、以及部分穩(wěn)定的氧化鋯的相結(jié)構(gòu)的條件而不同。從T相到M相的變換伴隨有體積變化，并且當(dāng)在固體電解質(zhì)體11和13內(nèi)部發(fā)生從T相到M相的變換時(shí)，裂紋從固體電解質(zhì)體11和13 的表面向其內(nèi)部傳播，從而使氣體傳感器1的強(qiáng)度劣化，這是已知的。根據(jù)第一實(shí)施例，將怠速停止期間的目標(biāo)溫度設(shè)置為在固體電解質(zhì)體11和13中不產(chǎn)生發(fā)黑和從T相到M相的變換的溫度。由于該原因，在傳感器控制設(shè)備4中，由于怠速停止期間的目標(biāo)溫度低于固體電解質(zhì)體13的激活判斷溫度，因此在固體電解質(zhì)體11和13內(nèi)部不發(fā)生從T相到M相的變換。因此，可以避免裂紋從固體電解質(zhì)體11和13的表面向其內(nèi)部傳播。在根據(jù)第一實(shí)施例的主處理中，在步驟SllO和在SllO之后執(zhí)行的步驟S60中檢測(cè)在A模式控制期間發(fā)動(dòng)機(jī)101自動(dòng)停止的情況。另一方面，在根據(jù)第二實(shí)施例的主處理中，可以直接檢測(cè)在A模式控制期間執(zhí)行的怠速停止。以下將參考圖4來說明根據(jù)第二實(shí)施例的主處理。將用于執(zhí)行圖4的主處理的程序存儲(chǔ)在圖2的ROM 7中，并且由CPU 6執(zhí)行該程序。在圖4中，相同的步驟編號(hào)表示與圖3的第一實(shí)施例的主處理相同的處理。如圖 4所示，在根據(jù)第二實(shí)施例的主處理中，處理NA模式、A模式和怠速停止NA模式(以下稱為 “IS模式”)中的任一個(gè)驅(qū)動(dòng)模式。IS模式是在檢測(cè)到怠速停止的時(shí)間段期間執(zhí)行的驅(qū)動(dòng)模式。根據(jù)第二實(shí)施例，在NA模式下，執(zhí)行由圖4的虛線201包圍的框所表示的處理。在A 模式下，執(zhí)行由虛線202包圍的框所表示的處理。在IS模式下，執(zhí)行由虛線203包圍的框所表示的處理。如圖4所示，根據(jù)第二實(shí)施例的主處理與第一實(shí)施例的主處理的不同之處在于，在步驟S90和SllO之間執(zhí)行步驟S100，并且代替步驟S120，執(zhí)行步驟S130。在步驟SlOO中，與步驟S60相同，CPU 6判斷是否正在執(zhí)行怠速停止。如果判斷為正在執(zhí)行怠速停止(步驟SlOO中為“是”)，則執(zhí)行步驟S130的處理。如果判斷為沒有正在執(zhí)行怠速停止 (步驟SlOO中為“否”)，則執(zhí)行步驟SllO的處理。步驟S130的處理與圖3的步驟S120的處理類似。如上所述，CPU 6執(zhí)行根據(jù)第二實(shí)施例的主處理。執(zhí)行圖4的步驟S60和SlOO的處理的CPU 6用作本發(fā)明的“自動(dòng)停止檢測(cè)單元”。在根據(jù)第二實(shí)施例的傳感器控制設(shè)備4 中，與第一實(shí)施例的傳感器控制設(shè)備4相比較，可以在較早的階段檢測(cè)A模式控制期間的怠速停止。因此，與第一實(shí)施例的傳感器控制設(shè)備4相比較，可以進(jìn)一步降低怠速停止期間加熱器元件40的功耗。然而，根據(jù)第一和第二實(shí)施例，通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)置值TRi 3來避免怠速停止期間固體電解質(zhì)體13中的發(fā)黑。另一方面，根據(jù)第三實(shí)施例，可以通過在怠速停止期間停止供給電流Icp來避免怠速停止期間固體電解質(zhì)體13中的發(fā)黑。將參考圖5來說明根據(jù)第三實(shí)施例的主處理。將用于執(zhí)行圖5的主處理的程序存儲(chǔ)在圖2的ROM 7中，并且由CPU 6執(zhí)行該程序。在圖5中，相同的步驟編號(hào)表示與圖3的第一實(shí)施例的主處理相同的處理。根據(jù)第三實(shí)施例，在NA模式下，執(zhí)行由圖5的虛線301包圍的框所表示的處理。在A模式下，執(zhí)行由虛線302包圍的框所表示的處理。如圖5所示，根據(jù)第三實(shí)施例的主處理與第一實(shí)施例的主處理的不同之處在于，執(zhí)行步驟S65和S115。在沒有正在執(zhí)行怠速停止時(shí)(步驟S60中為“否”)執(zhí)行的步驟S65中，CPU 6向 Icp供給電路36輸出指示，以開始或繼續(xù)向Vs單元觀供給電流Icp (S65)。在正在執(zhí)行怠速停止時(shí)(步驟S60中為“是”)執(zhí)行的步驟S115中，CPU 6向Icp供給電路36輸出指示， 以停止向Vs單元28供給電流Icp(S115)。如上所述，CPU 6執(zhí)行根據(jù)第三實(shí)施例的主處理。根據(jù)第三實(shí)施例的Icp供給電路 36、以及執(zhí)行圖5的步驟S20和S65的處理的CPU 6與本發(fā)明的“電流供給單元”相對(duì)應(yīng)。 Ip驅(qū)動(dòng)電路32、Icp供給電路36和執(zhí)行步驟S115的處理的CPU 6用作本發(fā)明的“電流停止單元”。加熱器電壓供給電路50和執(zhí)行步驟S120的處理的CPU 6用作本發(fā)明的“第二溫度切換單元”。另外，在圖5中，與值TRil相對(duì)應(yīng)的溫度對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的激活判斷溫度，與值TRi2相對(duì)應(yīng)的溫度對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的第一目標(biāo)溫度，并且與值TRi4相對(duì)應(yīng)的溫度對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的第三目標(biāo)溫度。在根據(jù)第三實(shí)施例的傳感器控制設(shè)備4中，在內(nèi)燃機(jī)中執(zhí)行自動(dòng)停止的時(shí)間段期間，切斷對(duì)Ip單元27和Vs單元觀的電流供給。由于該原因，無(wú)論怠速停止期間氣體傳感器1的目標(biāo)溫度如何，都可以可靠地避免在內(nèi)燃機(jī)100的自動(dòng)停止期間的發(fā)黑。因此，即使當(dāng)傳感器控制設(shè)備4包括包含Ip單元27和Vs單元28的氣體傳感器1時(shí)，也可以抑制氣體傳感器1的劣化，并且降低內(nèi)燃機(jī)100的自動(dòng)停止期間加熱器元件40的功耗。另外，根據(jù)第三實(shí)施例，由于在怠速停止期間切斷對(duì)Vs單元觀供給電流Icp，因此如果值TRi4低于與激活溫度相對(duì)應(yīng)的TRil，則不特別限制該值TRi4。然而，優(yōu)選將值TRi4設(shè)置為與在固體電解質(zhì)體11和13中不產(chǎn)生從T相到M相的變換的溫度相對(duì)應(yīng)的電阻值。另外，本發(fā)明不限于以上所述的第一至第三實(shí)施例，并且可以在不背離所附的權(quán)利要求書的精神和范圍的情況下進(jìn)行各種改變。例如，可以進(jìn)行以下的變形(1) (3)。
(1)盡管在前述實(shí)施例中將檢測(cè)檢測(cè)對(duì)象氣體內(nèi)的特定成分的氣體濃度的氣體傳感器例示為通用A/F加熱排氣含氧量(UEGO)傳感器，但本發(fā)明不限于此。例如，除了以上所述的氧泵單元和氧濃度檢測(cè)單元以外，可以進(jìn)一步包括通過分解NOx (氮氧化物)來泵氧的第二氧泵單元。本發(fā)明可以應(yīng)用于檢測(cè)檢測(cè)對(duì)象氣體內(nèi)的NOx的濃度的NOx傳感器。另外，本發(fā)明不限于具有氧泵單元(Ip單元)和氧濃度檢測(cè)單元(Vs單元)的兩單元型氣體傳感器，并且可以應(yīng)用于具有氧濃度檢測(cè)單元(Vs單元)28的單單元型氣體傳感器，在該單單元型氣體傳感器中，與前述實(shí)施例類似，通過從Vs單元觀中的電極(檢測(cè)電極)22向電極(基準(zhǔn)電極)21供給微電流Icp，來從電極22朝向電極21泵氧。在該單單元型氣體傳感器中，根據(jù)在Vs單元觀的一對(duì)電極21和22之間產(chǎn)生的電壓(電動(dòng)勢(shì))來檢測(cè)檢測(cè)對(duì)象氣體內(nèi)的氧濃度，并且連接至該氣體傳感器的傳感器控制設(shè)備基于在一對(duì)電極21和22之間產(chǎn)生的電壓，判斷排放氣體的A/F比與特定A/F比相比較是大還是小。即使在具有該Vs單元28的單單元型氣體傳感器中，也通過供給微電流Icp來使用電極(基準(zhǔn)電極)21作為基準(zhǔn)氧源。因此，通過將氣體傳感器連接至根據(jù)以上所述的第一至第三實(shí)施例的傳感器控制設(shè)備，可以在抑制氣體傳感器(Vs單元28)的劣化時(shí)，降低內(nèi)燃機(jī)100的自動(dòng)停止(怠速停止)期間加熱器元件40的功耗。另外，在將根據(jù)第一至第三實(shí)施例的傳感器控制設(shè)備4連接至具有單個(gè)Vs單元觀的氣體傳感器的情況下，可以采用基本類似但在以下方面不同的結(jié)構(gòu)省略了用于驅(qū)動(dòng)氧泵單元的電路系統(tǒng)，并且從各實(shí)施例的流程圖中省略了與氧泵單元有關(guān)的處理。(2)可以適當(dāng)?shù)匦薷膫鞲衅骺刂圃O(shè)備4的結(jié)構(gòu)。例如，可以單獨(dú)設(shè)置控制單元和 ECU 3，其中該控制單元具有微計(jì)算機(jī)9、ASIC 30和加熱器電壓供給電路50。在這種情況下，可以在該控制單元或ECU 3中執(zhí)行以上所述的主處理。另外，例如，盡管前述實(shí)施例的傳感器控制設(shè)備4通過PI電流供給控制使用包括TRil、TRi2和TRi4的目標(biāo)電阻值TRi來控制對(duì)加熱器元件40的電流供給，但控制對(duì)加熱器元件40的電流供給的方法不限于此，并且可以通過PID電流供給控制來進(jìn)行該方法。(3)可以適當(dāng)?shù)匦薷脑谝陨纤龅闹魈幚碇袌?zhí)行的步驟和該主處理所參考的各種參數(shù)。例如，盡管在前述實(shí)施例中、基于Vs單元28的阻抗來檢測(cè)檢測(cè)元件10的溫度，但可以代替Vs單元觀，而基于Ip單元27的阻抗來檢測(cè)檢測(cè)元件10的溫度。另外，可以基于加熱器元件40中包括的熱生成電阻器沈的電阻值來檢測(cè)檢測(cè)元件10的溫度。另外，例如， 從降低功耗的角度來看，根據(jù)第一和第二實(shí)施例的傳感器控制設(shè)備4在怠速停止期間切斷對(duì)Ip單元27的電流供給。然而，如果在怠速停止期間加熱器元件40的目標(biāo)溫度是在固體電解質(zhì)體11和固體電解質(zhì)體13這兩者中不產(chǎn)生發(fā)黑的溫度，則根據(jù)第一和第二實(shí)施例的傳感器控制設(shè)備4可以在怠速停止期間繼續(xù)向Ip單元27供給電流。另外，例如，根據(jù)第三實(shí)施例，如同圖4的第二實(shí)施例的步驟S 100—樣，可以在A模式控制期間判斷是否正在執(zhí)行怠速停止。本申請(qǐng)要求2009年12月22日提交的日本專利申請(qǐng)2009-291081以及2010年11 月22日提交的日本專利申請(qǐng)2010-259696的優(yōu)先權(quán)，在此通過引用包含這兩個(gè)申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種傳感器控制設(shè)備，包括氣體傳感器，用于安裝在內(nèi)燃機(jī)的排氣管中，并且包括包含第一固體電解質(zhì)體、基準(zhǔn)電極和檢測(cè)電極的氧濃度檢測(cè)單元，其中，所述基準(zhǔn)電極和所述檢測(cè)電極形成于所述第一固體電解質(zhì)體上，并且所述氧濃度檢測(cè)單元在所述檢測(cè)電極和所述基準(zhǔn)電極之間產(chǎn)生與測(cè)量對(duì)象氣體的氧濃度相對(duì)應(yīng)的電壓；加熱器，用于加熱所述氣體傳感器；電流供給單元，用于向所述氧濃度檢測(cè)單元供給電流，從而從所述檢測(cè)電極通過所述第一固體電解質(zhì)體向所述基準(zhǔn)電極泵氧；激活判斷單元，用于判斷所述氣體傳感器的溫度是否等于或高于激活判斷溫度；以及加熱器控制單元，用于當(dāng)所述激活判斷單元判斷為所述氣體傳感器的溫度等于或高于所述激活判斷溫度時(shí)，通過將等于或高于所述激活判斷溫度的第一目標(biāo)溫度設(shè)置為所述加熱器的目標(biāo)溫度，來控制對(duì)所述加熱器的電流供給， 其中，所述傳感器控制設(shè)備還包括 自動(dòng)停止檢測(cè)單元，用于檢測(cè)所述內(nèi)燃機(jī)的自動(dòng)停止；以及第一溫度切換單元，用于當(dāng)所述自動(dòng)停止檢測(cè)單元檢測(cè)到所述內(nèi)燃機(jī)的自動(dòng)停止時(shí)， 控制供給至所述加熱器的電流，以使得將所述加熱器的目標(biāo)溫度切換至第二目標(biāo)溫度，其中，所述第二目標(biāo)溫度不同于在如下情況下在所述第一固體電解質(zhì)體中產(chǎn)生發(fā)黑的溫度 在該情況下，當(dāng)所述氣體傳感器的溫度維持在比所述激活判斷溫度低的溫度時(shí)，所述電流供給單元向所述氧濃度檢測(cè)單元供給電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器控制設(shè)備，其特征在于， 所述氣體傳感器包括檢測(cè)室，其中，檢測(cè)對(duì)象氣體被引入所述檢測(cè)室中，以及氧泵單元，其具有第二固體電解質(zhì)體和在所述第二固體電解質(zhì)體上形成的一對(duì)泵電極，所述一對(duì)泵電極中的一個(gè)泵電極被配置為暴露至所述檢測(cè)室，所述氧泵單元根據(jù)在所述一對(duì)泵電極之間供給的電流向所述檢測(cè)室或從所述檢測(cè)室泵氧，所述氧濃度檢測(cè)單元的所述檢測(cè)電極暴露至所述檢測(cè)室，并且所述基準(zhǔn)電極位于所述檢測(cè)室外部，以及其中，所述傳感器控制設(shè)備還包括電流供給控制單元，所述電流供給控制單元用于根據(jù)所述氧濃度檢測(cè)單元所產(chǎn)生的電壓控制供給至所述氧泵單元的電流。
3.—種傳感器控制設(shè)備，包括氣體傳感器，用于安裝在內(nèi)燃機(jī)的排氣管中，并且包括包含第一固體電解質(zhì)體、基準(zhǔn)電極和檢測(cè)電極的氧濃度檢測(cè)單元，其中，所述基準(zhǔn)電極和所述檢測(cè)電極形成于所述第一固體電解質(zhì)體上，并且所述氧濃度檢測(cè)單元在所述檢測(cè)電極和所述基準(zhǔn)電極之間產(chǎn)生與測(cè)量對(duì)象氣體的氧濃度相對(duì)應(yīng)的電壓；加熱器，用于加熱所述氣體傳感器；電流供給單元，用于向所述氧濃度檢測(cè)單元供給電流，從而從所述檢測(cè)電極通過所述第一固體電解質(zhì)體向所述基準(zhǔn)電極泵氧；激活判斷單元，用于判斷所述氣體傳感器的溫度是否等于或高于激活判斷溫度；以及加熱器控制單元，用于當(dāng)所述激活判斷單元判斷為所述氣體傳感器的溫度等于或高于所述激活判斷溫度時(shí)，通過將等于或高于所述激活判斷溫度的第一目標(biāo)溫度設(shè)置為所述加熱器的目標(biāo)溫度，來控制供給至所述加熱器的電流， 其中，所述傳感器控制設(shè)備還包括 自動(dòng)停止檢測(cè)單元，用于檢測(cè)所述內(nèi)燃機(jī)的自動(dòng)停止；以及第二溫度切換單元，用于當(dāng)所述自動(dòng)停止檢測(cè)單元檢測(cè)到所述內(nèi)燃機(jī)的自動(dòng)停止時(shí)， 控制供給至所述加熱器的電流，以使得將所述加熱器的目標(biāo)溫度切換至比所述氣體傳感器的所述激活判斷溫度低的第三目標(biāo)溫度；以及電流停止單元，用于當(dāng)所述自動(dòng)停止檢測(cè)單元檢測(cè)到所述內(nèi)燃機(jī)的自動(dòng)停止時(shí)，停止向所述氧濃度檢測(cè)單元供給電流。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的傳感器控制設(shè)備，其特征在于， 所述氣體傳感器包括檢測(cè)室，其中，檢測(cè)對(duì)象氣體被引入所述檢測(cè)室中，以及氧泵單元，其具有第二固體電解質(zhì)體和在所述第二固體電解質(zhì)體上形成的一對(duì)泵電極，所述一對(duì)泵電極中的一個(gè)泵電極被配置為暴露至所述檢測(cè)室，所述氧泵單元根據(jù)在所述一對(duì)泵電極之間供給的電流向所述檢測(cè)室或從所述檢測(cè)室泵氧，所述氧濃度檢測(cè)單元的所述檢測(cè)電極暴露至所述檢測(cè)室，并且所述基準(zhǔn)電極位于所述檢測(cè)室外部，以及其中，所述傳感器控制設(shè)備還包括電流供給控制單元，所述電流供給控制單元用于根據(jù)在所述氧濃度檢測(cè)單元中產(chǎn)生的電壓控制供給至所述氧泵單元的電流，并且所述電流停止單元停止向所述氧泵單元和所述氧濃度檢測(cè)單元供給電流。
全文摘要
本發(fā)明提供一種傳感器控制設(shè)備，包括氣體傳感器，其包括具有第一固體電解質(zhì)體、基準(zhǔn)電極和檢測(cè)電極的氧濃度檢測(cè)單元；以及加熱器；電流供給單元，用于向所述氧濃度檢測(cè)單元供給電流；激活判斷單元；和加熱器控制單元，用于當(dāng)激活判斷單元判斷為氣體傳感器的溫度等于或高于激活判斷溫度時(shí)，通過將等于或高于激活判斷溫度的第一目標(biāo)溫度設(shè)置為目標(biāo)溫度來控制對(duì)加熱器的電流供給，傳感器控制設(shè)備還包括自動(dòng)停止檢測(cè)單元；以及第一溫度切換單元，用于當(dāng)自動(dòng)停止檢測(cè)單元檢測(cè)到自動(dòng)停止時(shí)，控制供給至加熱器的電流，以使得將加熱器的目標(biāo)溫度切換至與在所述第一固體電解質(zhì)中產(chǎn)生發(fā)黑的溫度不同的第二目標(biāo)溫度。
文檔編號(hào)G01N27/419GK102182571SQ20101061522
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月22日
發(fā)明者稻垣浩 申請(qǐng)人:日本特殊陶業(yè)株式會(huì)社