[发明专利]气体传感器的异常诊断系统

摘要

提供了气体传感器的异常诊断系统，在检测包含在内燃机的排气中的含氧气体的极限电流型气体传感器中，检测水(H₂O)的分解电流值，并基于其与对应于包含在排气中的水的浓度的水的参考分解电流值的偏差来诊断极限电流型气体传感器的输出特性的异常的存在。从而，不仅氧气传感器(空燃比传感器)，而且NOx传感器和SOx传感器不仅能够精确并且容易地诊断输出特性的明显异常，而且能够精确并且容易地诊断输出特性的微小异常。此外，水的参考分解电流值可以基于由单独的湿度传感器检测的水的浓度或者由极限电流型气体传感器检测的氧气的分解电流值来获取。在后者的情形下，可以基于在燃料切断期间检测到的氧气的分解电流值来校正水的参考分解电流值。

主权项

1.一种气体传感器的异常诊断系统，用于诊断气体传感器是否异常，所述异常诊断系统包括：元件部(10)，其包括第一电化学电池(11c)、致密物(21a至21e)以及扩散抵抗部(32)，所述第一电化学电池(11c)包括具有氧离子传导性的固体电解质物(11s)以及分别形成在所述固体电解质物(11s)的表面上的第一电极(11a)和第二电极(11b)，并且所述元件部(10)构造为使得作为测试气体的内燃机的排气通过所述扩散抵抗部(32)被引入由所述固体电解质物(11s)和所述致密物(21a至21e)以及所述扩散抵抗部(32)限定的内部空间(31)，并且所述第一电极(11a)暴露于所述内部空间(31)，而所述第二电极(11b)暴露于第一另一空间(51)，所述第一另一空间(51)是不同于所述内部空间(31)的空间，加热器(41)，其在通电时产生热以加热所述元件部(10)，电压控制部，其改变第一施加电压，所述第一施加电压是施加在所述第一电极(11a)和所述第二电极(11b)之间的电压，温度调节部，其通过控制对所述加热器(41)的通电量来改变所述元件部(10)的温度，测量控制部，其使用所述电压控制部来控制所述第一施加电压，使用所述温度调节部来控制所述元件部(10)的温度，并且获取第一电极电流值，所述第一电极电流值是在所述第一电极(11a)和所述第二电极(11b)之间流动的电流的值，并且所述第一电极(11a)构造为能够在第一状态下分解包含在所述测试气体中的水(H2O)，在所述第一状态下，所述元件部(10)的温度是第一预定温度并且所述第一施加电压是落入预定第一电压区域内的第一预定电压，所述第一预定温度是不低于激活温度的温度，所述激活温度是所述固体电解质物(11s)表现出氧离子传导性的温度，并且所述第一电极(11a)构造为能够在第二状态下分解测试成分，所述测试成分是在其分子结构中包含氧原子的并且包含在所述测试气体中的成分，在所述第二状态下，所述元件部(10)的温度是所述第一预定温度并且所述第一施加电压是落入预定第二电压区域内的第二预定电压，所述测量控制部构造为获取在所述第二状态下所获取的所述第一电极电流值作为测试成分浓度相关值，所述测试成分浓度相关值是与包含在所述测试气体中的所述测试成分的浓度关联的值，其中：所述测量控制部预先存储了第一对应关系，所述第一对应关系是湿度相关值和参考水分解电流值的对应关系，所述湿度相关值是对应于包含在所述测试气体中的水的浓度的值，所述参考水分解电流值是当正常状态下的所述气体传感器的所述第一电化学电池(11c)处于所述第一状态时由于包含在所述气体中的水的分解而在所述第一电极(11a)和所述第二电极(11b)之间流动的电流的值，并且所述测量控制部构造为，当燃料供给至所述内燃机时，获取当前的所述湿度相关值，基于所述第一对应关系来规定对应于获取的所述湿度相关值的所述参考水分解电流值，并且基于在所述第一状态下所获取的所述第一电极电流值来获取水分解电流值，所述水分解电流值是由于包含在所述测试气体中的水的分解而在所述第一电极(11a)和所述第二电极(11b)之间流动的电流的值，并且所述测量控制部构造为，当湿度检测偏差大于预定第一上限时或者当所述湿度检测偏差小于预定第一下限时判定所述气体传感器异常，所述湿度检测偏差是通过从所述水分解电流值减去规定的所述参考水分解电流值所获得的值与规定的所述参考水分解电流值之比，并且所述第一电极(11a)构造为能够在所述第一施加电压处于低于所述第一电压区域的所述第二电压区域的所述第二状态下分解包含在所述测试气体中的作为所述测试成分的氧，并且所述测量控制部构造为基于在所述第一施加电压处于低于所述第一电压区域的所述第二电压区域的所述第二状态下所获取的所述测试成分浓度相关值来获取第一氧分解电流值，所述第一氧分解电流值是由于包含在所述测试气体中的氧的分解而在所述第一电极(11a)和所述第二电极(11b)之间流动的电流的值，并且所述测量控制部构造为获取所获取的所述第一氧分解电流值作为所述湿度相关值，并且预先存储了所述第一对应关系，在所述第一对应关系中，当正常状态下的所述气体传感器的所述第一电化学电池(11c)处于所述第二状态时所获取的所述第一氧分解电流值用作所述湿度相关值。