內(nèi)燃機的控制裝置和控制方法
【技術(shù)領域】
[0001 ]本發(fā)明涉及用于內(nèi)燃機的控制裝置和控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]日本專利申請公開N0.2-122255(JP2-122255 A)公開了用于測量在包含兩種類型的含氧氣體的氣體混合物中的一種類型的含氧氣體的相對量的方法和裝置。在此，在氣體中的含氧氣體(例如，水蒸氣或二氧化碳)的相對量通過控制施加于單元的電壓來測量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在內(nèi)燃機領域，有必要檢測在廢氣中的SOx的濃度(也就是，氧化硫的濃度)ο還有必要計算與廢氣中的SOx相關的參數(shù)(在下文稱為“SOx相關參數(shù)”)。在這種情況下，優(yōu)選的是可以精確地計算SOx相關參數(shù)。
[0004]本發(fā)明提供精確計算廢氣中的SOx相關參數(shù)的技術(shù)。
[0005]本發(fā)明的第一方面涉及一種包含極限電流傳感器的內(nèi)燃機控制裝置，該控制裝置包含電子控制單元。電子控制單元被配置為在下列條件之一滿足時將施加于極限電流傳感器的電壓提高到預定電壓:極限電流傳感器的溫度等于或低于第一預定溫度以及極限電流傳感器的溫度被預測為等于或低于第一預定溫度的條件成立。電子控制單元被配置為基于在施加于極限電流傳感器的電壓從預定電壓降低時極限電流傳感器的輸出電流來計算與對象氣體中的SOx相關的參數(shù)。
[0006]根據(jù)該配置，在升壓控制中(在將施加于極限電流傳感器的電壓提高到預定電壓的控制中)的傳感器溫度低于在不執(zhí)行升壓控制時的傳感器溫度。當在升壓控制中的傳感器溫度為低時，在升壓控制中附著于傳感器的S0x(特別地，硫成分)沒有從傳感器上脫離。作為選擇，至少附著于傳感器的SOx從傳感器上的脫離受到抑制。結(jié)果，在升壓控制之后執(zhí)行的降壓控制中(在使施加于極限電流傳感器的電壓從預定電壓降低的控制中)的傳感器的輸出電流正好對應于SOx的量。因此，可以精確地計算出SOx相關參數(shù)。
[0007]除了傳感器自身的溫度之外，傳感器溫度還可以包括與傳感器的溫度相關的參數(shù)以及基本上指出傳感器的溫度的參數(shù)。
[0008]該條件可以是發(fā)動機工作狀態(tài)為低負荷的且低速的工作狀態(tài)的條件或者傳感器溫度為了除升壓控制外的其他目的而被控制為等于或低于第一預定溫度的條件。
[0009]在該方面中，電子控制單元可以被配置為在對極限電流傳感器預熱的過程中進行控制，使得這些條件之一得以滿足。在傳感器的預熱過程中，存在著傳感器溫度等于或低于第一預定溫度的時段。在此時，當傳感器溫度被控制為等于或低于第一預定溫度或者該條件成立時，沒有必要積極地降低傳感器溫度(或者傳感器溫度被降低的程度是小的)。因此，可以有效地控制傳感器溫度使其等于或低于第一預定溫度。因此，可以有效地且精確地計算出SOx相關參數(shù)。
[0010]在該方面中，電子控制單元可以被配置為當在使施加于極限電流傳感器的電壓從預定電壓降低時的輸出電流的絕對值等于或大于第一預定值時給出通知燃料性能異常的警報。根據(jù)該配置，當存在燃料性能異常的可能性時，能夠通知燃料性能異常的可能性。在這種情況下，并不一定要明確地計算出SOx相關參數(shù)。在這種情況下，可以說用于確定用于通知燃料性能異常的警報是否有必要的參數(shù)作為SOx相關參數(shù)來計算。
[0011]在該方面中，電子控制單元可以被配置為當極限電流傳感器的溫度等于或高于第二預定溫度且等于或低于第一預定溫度時使施加于極限電流傳感器的電壓提高到預定電壓。第二預定溫度可以低于第一預定溫度。當在升壓控制中的傳感器溫度過低時，SOx(特別地，硫成分)在升壓控制中對傳感器的附著不會有進展。因此，通過僅在傳感器溫度等于或高于第二預定溫度且等于或低于第一預定溫度時執(zhí)行升壓控制，SOx在升壓控制中對傳感器的附著有進展。因此，可以進一步精確地計算出SOx相關參數(shù)。
[0012]在該方面中，電子控制單元可以被配置為當在對象氣體中的氧濃度等于或高于預定的濃度時使施加于極限電流傳感器的電壓提高到預定電壓。當在升壓控制中于對象氣體內(nèi)的氧濃度為高時，在升壓控制中附著于傳感器的SOx能夠容易地從傳感器上脫離。因此，考慮到對SOx相關參數(shù)的精確計算，有必要抑制SOx從傳感器上的脫離，特別是當在升壓控制中于對象氣體內(nèi)的氧濃度為高時。因此，通過僅在對象氣體中的氧濃度等于或高于預定濃度時執(zhí)行升壓控制，升壓控制僅在特別有必要抑制SOx從傳感器上的脫離時執(zhí)行。結(jié)果，可以進一步高效地且精確地計算出SOx相關參數(shù)。
[0013]在該方面中，電子控制單元可以被配置為在減少極限電流傳感器的硫中毒的過程結(jié)束之后使施加于極限電流傳感器的電壓提高到預定電壓。根據(jù)該配置，傳感器在計算SOx相關參數(shù)時沒有受到硫的毒化。因此，可以進一步精確地計算出SOx相關參數(shù)。
[0014]在該方面中，極限電流傳感器可以檢測出對象氣體中的氧濃度，并且第一預定溫度可以在電子控制單元將施加于極限電流傳感器的電壓提高到預定電壓時被設定為比適合于通過使用極限電流傳感器來檢測氧濃度的極限電流傳感器的下限溫度低的溫度。SOx從傳感器上的脫離受到抑制的傳感器溫度低于適合于通過使用傳感器來檢測氧氣溫度的傳感器溫度的下限值。因此，通過將第一預定溫度設定為比適合于通過使用傳感器來檢測氧濃度的傳感器溫度的下限值低的溫度，可以進一步令人滿意地抑制SOx從傳感器上的脫離。因此，可以進一步精確地計算出SOx相關參數(shù)。氧濃度為例如在對象氣體到達傳感器時包含于對象氣體中的氧的濃度，或者從傳感器內(nèi)的對象氣體中的NOx產(chǎn)生的氧的濃度。
[0015]在該方面中，當多個參數(shù)被計算時，電子控制單元可以被配置為將在極限電流傳感器的溫度為較低的溫度時計算出的參數(shù)設定為與SOx相關的最終參數(shù)。如上所述，當傳感器溫度過低時，不可能精確地計算出SOx相關參數(shù)。因此，當傳感器溫度不是過低時，隨著傳感器溫度變得更低，在降壓控制中的輸出電流更精確地對應于SOx的量。因此，通過將在傳感器溫度為較低的溫度時計算出的SOx相關參數(shù)用作最終的SOx相關參數(shù)，可以更精確地計算出SOx相關參數(shù)。特別地，當在升壓控制中的傳感器溫度無論在執(zhí)行升壓控制的任何時候不同時(特別地，當升壓控制在傳感器溫度變?yōu)榈扔诨虻陀诘谝活A定溫度而不是積極地控制傳感器溫度使其等于或低于第一預定溫度時執(zhí)行時)，該理念是有用的。
[0016]SOx相關參數(shù)可以是SOx的濃度或者用來控制內(nèi)燃機的系數(shù)，或者可以是根據(jù)SOx濃度來設定的系數(shù)。
[0017]在該方面中，電子控制單元可以被配置為在使施加于極限電流傳感器的電壓從預定電壓降低時，執(zhí)行在輸出電流等于或大于第二確定值時減少極限電流傳感器的硫中毒的控制。根據(jù)該配置，當存在著傳感器被硫毒化的可能性時，可以減少傳感器的硫中毒。在這種情況下，可以說用于確定硫中毒減少控制是否有必要的參數(shù)被計算為SOx相關參數(shù)。
[0018]在該方面中，預定電壓可以例如等于或高于0.8V。根據(jù)該配置，可以在降壓控制中從傳感器輸出與SOx的量精確對應的輸出電流。因此，可以精確地計算出SOx相關參數(shù)。
[0019]在該方面中，在使施加于極限電流傳感器的電壓從預定電壓降低結(jié)束時施加的電壓可以例如等于或低于0.7V。根據(jù)該配置，可以在降壓控制中從傳感器輸出與SOx的量精確對應的輸出電流。因此，可以精確地計算出SOx相關參數(shù)。
[0020]在該方面中，電子控制單元可以將比預定電壓低的第二電壓施加于極限電流傳感器，并且電子控制單元可以在第二電壓被施加于極限電流傳感器時使用極限電流傳感器的輸出電流來檢測對象氣體中的氧濃度。根據(jù)該配置，可以檢測出對象氣體中的氧濃度。
[0021]在該方面中，電子控制單元可以將在降壓控制中的輸出電流的峰值用作用于計算參數(shù)的輸出電流。峰值可以是降壓控制的輸出電流當中的最小輸出電流(或最大輸出電流)。因此，可以說峰值是與SOx相關參數(shù)精確對應的輸出電流。因此，通過將峰值用作用于計算SOx相關參數(shù)的輸出電流，可以更精確地計算出SOx相關參數(shù)。
[0022]本發(fā)明的第二方面涉及一種用于包含極限電流傳感器的內(nèi)燃機的控制方法，該控制方法由電子控制單元執(zhí)行。該控制方法包括在下列條件之一滿足時由電子控制單元將施加于極限電流傳感器的電壓提高到預定電壓:極限電流傳感器的溫度等于或低于第一預定溫度以及極限電流傳感器的溫度被預測為等于或低于第一預定溫度的條件成立。該控制方法包括:由電子控制單元基于在施加于極限電流傳感器的電壓從預定電壓降低時極限電流傳感器的輸出電流，計算出與對象氣體中的SOx相關的參數(shù)。
[0023]根據(jù)該配置，在升壓控制中(在將施加于極限電流傳感器的電壓提高到預定電壓的控制中)的傳感器溫度是低的。當在升壓控制中的傳感器溫度為低時，在升壓控制中附著于傳感器的S0x(特別地，硫成分)沒有從傳感器上脫離(或者，至少附著于傳感器的SOx從傳感器上的脫離受到抑制)。結(jié)果，在升壓控制之后執(zhí)行的降壓控制中(在使施加于極限電流傳感器的電壓從預定電壓降低的控制中)的傳感器的輸出電流正好對應于SOx的量。因此，可以精確地計算出SOx相關參數(shù)。
【附圖說明】
[0024]本發(fā)明的示例性實施例的特征、優(yōu)點以及技術(shù)和工業(yè)意義將會在下文參照附圖來描述，在附圖中相似的附圖標記指示相似的元件，并且在附圖中:
[0025]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的極限電流傳感器的一個實例(雙單元極限電流傳感器)的示圖；
[0026]圖2是示出圖1所示的極限電流傳感器的輸出特性的示圖；
[0027]圖3是示出圖1所示的極限電流傳感器的輸出特性的示圖；
[0028]圖4是示出在SOx的濃度與輸出電流的峰值之間的關系的示圖；
[0029]圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的極限電流傳感器的另一個實例(單一單元極限電流傳感器)的示圖；
[0030]圖6是示出圖5所示的極限電流傳感器的輸出特性的示圖；
[0031]圖7是示出包含具有圖1或5所示的極限電流傳感器的SOx濃度檢測器的內(nèi)燃機的示圖；
[0032]圖8是示出其中SOx的濃度在第一實施例中被檢測的情形的時序圖；
[0033]圖9A和9B是示出在檢測SOx濃度時所施加的電壓的增大形式和減小形式的示圖；
[0034]圖10是示出在第一實施例中的SOx濃度檢測流程的一個實例的流程圖；
[0035]圖11是示出其中SOx的濃度在第三實施例中被檢測的情形的時序圖；
[0036]圖12是示出在第三實施例中的SOx濃度及空燃比檢測流程的一個實例的流程圖；
[0037]圖13是示出在第四實施例中SOx的濃度被檢測的情形的時序圖；
[0038]圖14是示出在第四實施例中的SOx濃度及空燃比檢測流程的一個實例的流程圖；
[0039]圖15是示出其中SOx的濃度在第五實施例中被檢測的情形的時序圖；
[0040]圖16是示出在第五實施例中的SOx濃度及空燃比檢測流程的一個實例的流程圖；
[0041]圖17是示出在第八實施例中的SOx濃度及空燃比檢測流程的一個實例的流程圖；以及
[0042]圖18A是示出由圖1所示的極限電流傳感器采用的電路的一個實例的示圖，而圖18B是示出由圖5所示的極限電流傳感器采用的電路的一個實例的示圖。
【具體實施方式】
[0043]用于根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機的控制裝置將會在下文參照附圖來描述。在下文，本發(fā)明的實施例將會結(jié)合其中由內(nèi)燃機排出的廢氣被用作對象氣體并且SOx的濃度被用作SOx相關參數(shù)的實例來描述。
[0044]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的極限電流傳感器的一個實例。圖1所示的極限電流傳感器是雙單元極限電流傳感器。在圖1中，附圖標記10指示極限電流傳感器，附圖標記IlA指示第一固體電解質(zhì)層，附圖標記IlB指示第二固體電解質(zhì)層，附圖標記12A指示第一氧化鋁層，附圖標記12B指示第二氧化鋁層，附圖標記12C指示第三氧化鋁層，附圖標記12D指示第四氧化鋁層，附圖標記12E指示第五氧化鋁層，附圖標記12F指示第六氧化鋁層，附圖標記13指示擴散控制層，附圖標記14指示加熱器，附圖標記15指示栗單元，附圖標記15A指示第一栗電極，附圖標記15B指示第二栗電極，附圖標記15C指示栗單元的電壓源，附圖標記16指示傳感器單元，附圖標記16A指示第一傳感器電極，附圖標記16B指示第二傳感器電極，附圖標記16C指示傳感器單元的電壓源，附圖標記17A指示第一空氣引入通道，附圖標記17B指示第二空氣引入通道，而附圖標記18指示內(nèi)部空間。
[0045]固體電解質(zhì)層11A、11B是由氧化鋯等形成的層并且具有氧離子電導率。氧化鋁層12A至12F是由氧化鋁形成的層。擴散控制層13是多孔層，并且能夠輸送廢氣。在極限電流傳感器10中，這些層按照第六氧化鋁層12F、第五氧化鋁層12E、第四氧化鋁層12