本申請要求2015年6月18日提交的韓國專利申請第10-2015-0086702號的權(quán)益，其全部內(nèi)容通過引證結(jié)合于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開內(nèi)容涉及氧傳感器加熱器控制系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

本部分的陳述僅提供與本公開內(nèi)容相關(guān)的背景信息并且可不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

通常，氧傳感器安裝在排氣歧管的預(yù)定位置并且檢測廢氣中的氧量，并且氧傳感器將氧量信息作為反饋信息提供至發(fā)動機(jī)控制單元。

因此，發(fā)動機(jī)控制單元可通過從氧傳感器接收信息來確定空氣/燃料比是稀還是濃(低還是高)，并且可控制發(fā)動機(jī)利用理論空氣燃料比進(jìn)行燃燒。

典型的氧傳感器包括安裝在催化劑裝置的前端的第一氧傳感器以及安裝在催化劑裝置的后端的第二氧傳感器，使得催化劑裝置布置在第一氧傳感器與第二氧傳感器之間。

第一氧傳感器將關(guān)于空氣燃料比的稀或者濃的反饋信息提供至發(fā)動機(jī)控制單元。第二傳感器感測包含在廢氣中的氧濃度，在由催化劑裝置將廢氣凈化之后將廢氣排到大氣中，并且將反饋信息提供至發(fā)動機(jī)控制單元。第一氧傳感器和第二氧傳感器可設(shè)置用于實(shí)現(xiàn)排放控制。

當(dāng)通過從發(fā)動機(jī)排出的廢氣和通過設(shè)置至此的加熱器加熱第一氧傳感器時，第一氧傳感器被激活。氧傳感器被加熱的理由是，因?yàn)楫?dāng)溫度在700℃以上時，氧傳感器的感測部件的材料被活化并且運(yùn)行良好。

因此，如果氧傳感器不能被適當(dāng)加熱，則不會感測并且將空氣燃料比的稀或者濃的信息適當(dāng)?shù)靥峁榉答佇盘?。因此，發(fā)動機(jī)不能以理論空氣燃料比執(zhí)行燃燒并且在排放控制上會具有不利影響。

為了在發(fā)動機(jī)啟動時激活氧傳感器，運(yùn)行布置在氧傳感器中的加熱器。并且在發(fā)動機(jī)啟動后，隨著時間過去，當(dāng)廢氣的溫度在預(yù)定溫度上時，可通過施加預(yù)定映射值來控制加熱器。

因此，防止氧傳感器過熱并且可保持適當(dāng)溫度。

同時，氧傳感器包括傳感器元件、加熱器和保護(hù)管。傳感器元件和加熱器布置在保護(hù)管中，并且傳感器元件放置在廢氣流動的部位。因此，廢氣的燃燒材料的物質(zhì)可能粘附至傳感器元件，并且從而可延遲或劣化傳感器元件的響應(yīng)。

具體地，如果保護(hù)管中的溫度低于廢氣的溫度，通過理想氣體方程(PV＝nRT)，保護(hù)管中的壓力相對低于外側(cè)的壓力。因此，廢氣迅速流入保護(hù)管中。此時，如果發(fā)動機(jī)啟動，則流入保護(hù)管的廢氣被穩(wěn)固，并且廢氣的燃燒材料可能污染傳感器元件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開內(nèi)容提供了一種氧傳感器加熱器控制系統(tǒng)及其方法，其能夠通過防止外來物質(zhì)粘附至氧傳感器來提高傳感器元件的響應(yīng)。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的氧傳感器加熱器控制的方法可包括：通過運(yùn)轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)排出廢氣；并且停止發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，使得廢氣不被排出。發(fā)動機(jī)的停止運(yùn)轉(zhuǎn)可包括通過運(yùn)轉(zhuǎn)安置為與傳感器元件相鄰的加熱器來加熱傳感器元件，并且傳感器元件可檢測廢氣的特性。

氧傳感器加熱器控制的方法可進(jìn)一步包括控制加熱器，使得傳感器元件的溫度大于從發(fā)動機(jī)排出的廢氣的溫度。

傳感器元件可以是氧傳感器，該氧傳感器從廢氣中檢測氧量并且可生成電壓。

氧傳感器加熱器控制的方法可進(jìn)一步包括檢測廢氣的溫度，并且可以保持廢氣的溫度與傳感器元件的溫度之間的預(yù)定溫度差。

當(dāng)廢氣的溫度在發(fā)動機(jī)停機(jī)狀態(tài)下低于預(yù)定值時，可切斷施加至加熱器的電力(power)。

根據(jù)本公開內(nèi)容的一個形式的氧傳感器加熱器控制系統(tǒng)可包括：發(fā)動機(jī)，通過利用噴射燃料的燃燒運(yùn)轉(zhuǎn)來生成扭矩；傳感器單元，包括傳感器元件，該傳感器元件檢測從發(fā)動機(jī)排出的廢氣的特性；以及控制部，根據(jù)在傳感器元件檢測的特性信號控制發(fā)動機(jī)，并且該控制部可使發(fā)動機(jī)停機(jī)，使得廢氣不被排出并且運(yùn)轉(zhuǎn)與傳感器元件相鄰安置的加熱器以便加熱傳感器元件。

控制部可控制加熱器的加熱溫度根據(jù)傳感器元件的溫度與廢氣的溫度之間的溫度差選擇性地增加或降低。

當(dāng)廢氣的溫度在發(fā)動機(jī)停止?fàn)顟B(tài)低于預(yù)定值時，控制部可控制切斷施加至加熱器的電力。

在發(fā)動機(jī)停機(jī)狀態(tài)中，控制部可控制加熱器的運(yùn)轉(zhuǎn)，以加熱保護(hù)管的內(nèi)部，以便防止外部廢氣通過通道流入保護(hù)管中。

可以通過溫度檢測傳感器來檢測傳感器元件的溫度和廢氣的溫度或者可從根據(jù)發(fā)動機(jī)的狀態(tài)預(yù)定的映射表中選擇。

通過本文所提供的描述，進(jìn)一步的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒆兊蔑@而易見。應(yīng)當(dāng)理解，該描述和具體實(shí)例僅旨在用于說明的目的，并且不旨在限制本公開內(nèi)容的范圍。

附圖說明

為了可以良好的理解本公開內(nèi)容，現(xiàn)在將參考附圖以實(shí)例的方式描述本公開內(nèi)容的各種形式，其中：

圖1是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性形式的傳感器單元的總體截面圖；

圖2是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性形式的用于控制設(shè)置在氧傳感器加熱器控制系統(tǒng)中的傳感器單元的方法的流程圖；

圖3是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性形式的用于控制設(shè)置在氧傳感器加熱器控制系統(tǒng)中的傳感器單元的方法的流程圖；

圖4是示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性形式的氧傳感器加熱器控制系統(tǒng)的溫度變化的曲線圖；

圖5是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性形式的用于控制廢氣和傳感器元件的溫度的方法的示意性流程圖；以及

圖6是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性形式的氧傳感器加熱器控制系統(tǒng)的示意圖。

本文所描述的附圖僅用于說明目的并且不旨在以任何方式限制本公開內(nèi)容的范圍。

具體實(shí)施方式

以下描述實(shí)際上僅是示例性的并不旨在限制本公開內(nèi)容、應(yīng)用或者用途。應(yīng)當(dāng)理解的是，貫穿附圖，相應(yīng)的參考標(biāo)號指代相似或相應(yīng)的部件和特征。

圖6是根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式的形式的氧傳感器加熱器控制系統(tǒng)的示意圖。

參考圖6，氧傳感器加熱器控制系統(tǒng)包括發(fā)動機(jī)600、廢氣溫度傳感器620、傳感器單元180、傳感器元件162、加熱器164和控制部610。

發(fā)動機(jī)600可在它的氣缸中燃燒燃料，并且將活塞的移動轉(zhuǎn)換為扭矩。所燃燒的廢氣通過排氣歧管和排氣管線排出。

廢氣溫度傳感器620可感測在排氣管線或排氣歧管中流動的廢氣的溫度，或者可以應(yīng)用預(yù)定廢氣溫度的映射表，而不是廢氣溫度傳感器620。預(yù)定廢氣溫度映射表可包括根據(jù)發(fā)動機(jī)600的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況的廢氣的溫度信息。

傳感器單元180包括傳感器元件162和加熱器164。傳感器元件162通過在廢氣中包含的氧濃度可生成電壓，并且加熱器164可執(zhí)行加熱傳感器元件162的功能。

控制部610電連接至廢氣溫度傳感器620和傳感器元件162，并且控制加熱器164的運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，傳感器元件162可通過將廢氣濃度與大氣氧濃度進(jìn)行比較來生成電壓。

控制部610可包括利用預(yù)定程序操作的一個或多個微處理器，該預(yù)定程序包括用于控制如下文中描述的本公開內(nèi)容的示例性形式的方法的指令。

圖1是根據(jù)本公開內(nèi)容的一個方面的傳感器單元的總體截面圖。

參考圖1，傳感器單元180包括電線100、環(huán)部110、電線連接部120、外殼130、密封部140、接合部150、傳感器元件/加熱器160以及保護(hù)管170。

在保護(hù)管170中形成空間，并且傳感器元件/加熱器160可布置在空間的中心。接合部150可以是配件并且被形成為螺紋形成在它的外周邊的螺紋結(jié)構(gòu)，并且接合部150可螺旋耦接至排氣歧管或者排氣管線。

形成密封結(jié)構(gòu)的密封部140可插在接合部150的內(nèi)周邊與傳感器元件/加熱器160之間，并且傳感器元件/加熱器160的上端部可插入電線連接部120中。

電線連接部120穿過環(huán)部110電連接至電線100。傳感器元件162和加熱器164可彼此隔開地布置在一個本體上，并且傳感器元件162和加熱器164的位置是眾所周知的技術(shù)，并且因此，將省略它的詳細(xì)說明。

此外，在保護(hù)管170的中心和下端部中形成通道172，并且廢氣通過該通道172可流入和排出。

圖2是根據(jù)本公開內(nèi)容的一個形式的用于控制設(shè)置在氧傳感器加熱器控制系統(tǒng)中的傳感器單元的方法的流程圖。

參考圖2，控制加熱器164在步驟S200開始，并且在步驟S210中，確定發(fā)動機(jī)600是否運(yùn)轉(zhuǎn)?？梢酝ㄟ^發(fā)動機(jī)600的旋轉(zhuǎn)速度、噴油量等檢測發(fā)動機(jī)600運(yùn)轉(zhuǎn)與否。

當(dāng)確定發(fā)動機(jī)600運(yùn)轉(zhuǎn)時，在步驟S220中，控制部610計(jì)算溫度差。從傳感器元件162溫度中減去廢氣溫度是溫度差。進(jìn)一步地，當(dāng)在步驟S230中確定溫度差是預(yù)定值以下時，在步驟S240中，控制部610接通或者增加供應(yīng)給加熱器164的電力，以便增加保護(hù)管170中的溫度和傳感器元件162的溫度。

此后，當(dāng)在步驟S250中確定溫度差大于預(yù)定值時，則控制部610斷開或減少施加至加熱器164的電力，使得在步驟S260中降低保護(hù)管170中的溫度和傳感器元件162的溫度。

步驟S210之后，當(dāng)確定發(fā)動機(jī)600熄火時，執(zhí)行如圖3中描述的步驟S300。

圖3是根據(jù)本公開內(nèi)容的形式的用于控制設(shè)置在氧傳感器加熱器控制系統(tǒng)中的傳感器單元的方法的流程圖。

參考圖3，當(dāng)發(fā)動機(jī)600熄火時，在步驟S300中，控制部610計(jì)算傳感器元件162與廢氣之間的溫度差。從傳感器元件162溫度中減去廢氣溫度是溫度差。

根據(jù)本公開內(nèi)容的一個形式，廢氣的溫度通過廢氣溫度傳感器620來檢測或者可選自預(yù)定映射表。

此外，傳感器元件162的溫度也通過另外的溫度檢測傳感器來檢測或者該溫度可選自預(yù)定映射表。

在步驟S310中，當(dāng)確定溫度差是預(yù)定值以下時，在步驟S320中，控制部610接通或增加施加至加熱器164的電力，并且當(dāng)在步驟S330中確定溫度差大于預(yù)定值時，然后在步驟S340中，控制部610斷開或減少施加至加熱器164的電力。

在步驟S350中，當(dāng)確定廢氣溫度低于預(yù)定低溫時，控制部610確定加熱器164運(yùn)轉(zhuǎn)足夠。因此，在步驟S360中完全斷開加熱器164，在步驟S370中結(jié)束加熱器164的控制。

圖4是示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的形式的氧傳感器加熱器控制系統(tǒng)的溫度變化的曲線圖。

參考圖4，橫軸表示時間并且縱軸表示廢氣的溫度以及傳感器元件162的溫度。

在發(fā)動機(jī)600的運(yùn)轉(zhuǎn)期間，執(zhí)行有效操作控制以便控制加熱器164，并且在發(fā)動機(jī)600的非運(yùn)轉(zhuǎn)期間，執(zhí)行無效的加熱控制以便控制加熱器164。

如所示，在發(fā)動機(jī)600的運(yùn)轉(zhuǎn)期間，控制供應(yīng)給加熱器的電力，并且從而將傳感器元件162的溫度(或者保護(hù)管170中的溫度)控制為大于廢氣溫度。

進(jìn)一步地，在發(fā)動機(jī)600的非運(yùn)轉(zhuǎn)期間，控制供應(yīng)給加熱器164的電力，并且從而將傳感器元件162的溫度(或者保護(hù)管170中的溫度)控制為大于廢氣溫度。

如上所述，在發(fā)動機(jī)600起動或者熄火的狀態(tài)下，傳感器元件162的溫度(或者保護(hù)管170中的溫度)被至少控制為大于廢氣的溫度。

圖5是根據(jù)本公開內(nèi)容的形式的用于控制廢氣和傳感器元件的溫度的方法的示意性流程圖。

參考圖5，當(dāng)在步驟S500中運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)600時，在步驟S510中控制加熱器164使得傳感器元件162的溫度(或者保護(hù)管170中的溫度)大于廢氣的溫度。

在步驟S520中，當(dāng)發(fā)動機(jī)600熄火時，在步驟S530中控制加熱器164使得傳感器元件162的溫度(或者保護(hù)管170中的溫度)大于廢氣(或者排氣管線或者排氣歧管的內(nèi)部)的溫度。此后，當(dāng)已經(jīng)過去預(yù)定時間或者廢氣的溫度低于預(yù)定低溫時，加熱器164被關(guān)閉并且加熱器164的控制結(jié)束。

本公開內(nèi)容的描述實(shí)質(zhì)上僅僅是示例性的，并且因此，不背離本公開內(nèi)容的實(shí)質(zhì)的變形旨在包括在本公開內(nèi)容的范圍內(nèi)。該些變形不被認(rèn)為偏離本公開內(nèi)容的精神和范圍。

<符號說明>

100：電線 110：環(huán)部

120：電線連接部 130：外殼

140：密封部 150：接合部

160：傳感器元件/加熱器 162：傳感器元件

164：加熱器 170：保護(hù)管

172：通道 600：發(fā)動機(jī)

610：控制部 620：溫度傳感器

180：傳感器單元。