[发明专利]气体传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种具备设置在内燃机等中的发热体的气体传感器。

背景技术

作为具备发热体的气体传感器，例如有利用气体的热传导的变化，根据暴露在气体中的发热体的放热量来测量气体的量的热式气体传感器。

热式气体传感器在各种技术领域中被使用，在汽车用内燃机等中，为了谋求燃料费的降低，要求除了高精度地测量吸入空气的流量、温度、压力以外，还高精度地测量湿度等环境状态。另外，还为了在以氢气为燃料的汽车用内燃机中检测氢气浓度而使内燃机最佳地运转，而使用上述传感器。

作为上述那样的测量湿度、氢气等气体浓度的热式气体传感器，具有专利文献1所记载的气体传感器。公开了以下的气体传感器，该气体传感器具备：具有空洞部的基板、在基板上层叠的由多个绝缘层构成的薄膜支持体、被薄膜支持体的绝缘层包夹的第一发热体和第二发热体，第二发热体被配置在第一发热体的周围，第一发热体被控制为比第二发热体更高的温度，根据施加到第一发热体的电力来测定周围气体的浓度。

另外，作为具备发热体的气体传感器，具有专利文献2所记载的附设了检测元件的加热用加热器的废气传感器。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-137679号公报

专利文献2：日本特开2004-360526号公报

发明内容

发明要解决的问题

在将这样的热式气体传感器装配在汽车等的引擎中而用于燃烧控制等的情况下，有时由于环境条件、运转条件等产生结露从而在热式气体传感器上附着水、油等液体。另外，在为附设了用于测量引擎废气的各种量的加热用加热器的废气传感器的情况下，因燃烧而产生的水蒸气结露，容易在检测元件上引起水的附着。另外，在测量引擎的进气量的热式气体传感器中，也处于由于环境温度的变化或者因降雨而造成的水的混入等从而容易附着水滴的环境中。另外，在具备怠速停止系统的引擎中，有时还在引擎停止后油扩散而在热式气体传感器上附着油等液体。这样，装配在引擎上的气体传感器被放置在容易附着水、油等液体的环境中。

如果在引擎启动时对热式气体传感器接通电源，则传感器元件、传感器元件周围被加热而成为驱动状态或激活状态。这时，如果在传感器元件上附着了水滴、油等液体，则由于液体的急剧加热而造成的液膜破裂导致的冲击、因部分地形成蒸汽膜而造成的温度差导致的热应力等，在传感器元件上产生开裂，传感器元件有可能发生故障、恶化。特别在为专利文献1所记载的在薄膜部具备发热体的构造的情况下，因为薄膜部具有数微米的厚度，所以更容易引起因附着液体而造成的传感器元件的故障。

但是，如果限制发热体的加热量，则产生传感器元件的检测灵敏度降低、无法去除附着在传感器元件上的水滴、或直到蒸发为止花费长时间这样的问题。因此，在引擎启动后，在长时间内气体传感器成为无法检测正常的气体量的状态，对引擎的燃烧控制产生不良影响。

本发明的目的在于，防止因在传感器元件上附着了液体的状态下进行启动造成的传感器元件的恶化、故障，并且短时间并且低消耗功率地去除液体。

解决问题的方案

为了解决上述问题，本发明的热式气体传感器具备：第一发热体、在上述第一发热体的周围比形成上述第一发热体的面积大地形成的第二发热体，通过将上述第一发热体加热到预定的温度来测量气体的量，在该气体传感器中，在上述气体传感器启动时，加热上述第二发热体，在预定的期间内限制上述第一发热体的发热量后，使上述第一发热体上升到上述预定的温度。

发明效果

根据本发明，能够防止因在传感器元件上附着了液体的状态下进行启动造成的传感器元件的恶化、故障，并且能够短时间并且低消耗功率地去除液体。

附图说明

图1是第一实施例的气体传感器的平面图。

图2是第一实施例的气体传感器的截面图。

图3是第一实施例的气体传感器的加热控制单元。

图4是表示第一实施例的气体传感器的动作的时序图。

图5是第二实施例的气体传感器的加热控制单元。

图6是表示第二实施例的气体传感器的动作的时序图。

图7是表示第三实施例的气体传感器的动作的时序图。

具体实施方式

以下，根据附图详细说明本发明的实施例。在本实施方式中，作为汽车用内燃机的进气系统，说明应用于测定进气的绝对湿度的热式气体传感器的例子。

实施例1