CN107002588A - NOx传感器的清洁化程序和内燃机、以及NOx传感器的清洁化方法 - Google Patents

Abstract

在到达预先决定的清洁化时间(t1)时，清洁化程序(70)使DCU(52)执行开始步骤，在该开始步骤中，向控制部(34)发送使控制部(34)进行清洁化控制的开始指令，通过该开始指令，使控制部(34)执行进行清洁化控制的清洁化步骤，在该清洁化控制中，使流过基准泵单元(28)的电流从基准泵电流(I3)成为被设定为比基准泵电流(I3)大的电流值的清洁化泵电流(I4)，从而提高针对干扰的鲁棒性和可靠性，而不会损害NOx传感器的耐久性。

Description

NOx传感器的清洁化程序和内燃机、以及NOx传感器的清洁化 方法

技术领域

本发明涉及NOx传感器的清洁化程序和内燃机、以及NOx传感器的清洁化方法，更详细而言，涉及提高针对干扰的鲁棒性和可靠性而不会损害NOx传感器的耐久性的NOx传感器的清洁化程序和内燃机、以及NOx传感器的清洁化方法。

背景技术

柴油引擎通过为了净化排气气体中的NOx(氮氧化物)而配置在排气通道中的NOx传感器来检测排气气体中的NOx浓度，并基于其检测值来进行尿素水的喷射量的调节及催化剂等的自我诊断。

该NOx传感器在原理上在由氧化锆等氧离子传导性的固体电解质层构成的传感器元件中具有：基准空气室，其被维持为固定的基准氧浓度；以及基准电极，其配置在该基准空气室中。而且，由该基准电极和配置在传感器元件的外侧的泵电极构成了将基准空气室的内部的氧浓度维持为基准氧浓度的基准泵单元。

该NOx传感器在由于干扰等而不能将基准空气室的氧浓度维持为基准氧浓度的情况下，变得动作不良，NOx传感器所测量的NOx浓度变得不正确。另外，关于此处所说的干扰，可以例举出基准空气室的氧浓度变化、水分或烃进入基准空气室等。

但是，若为了提高对干扰的耐受性而使流过基准电极的基准泵电流增加，则会促进基准电极的劣化，产生NOx传感器的控制不良。此外，基准空气室的氧蔓延到加热器并促进加热器的劣化，传感器元件不会被充分加热。

对此，例如日本申请的特开2009－288082号公报(专利文献1)记载的，提出了控制传感器的泵电流的增减的方案。在该控制中，基于根据引擎的运转状态算出的排气气体的成分来使泵电流变化，在烃等的成分增加的情况下，通过使泵电流增加，从而确保了NOx传感器的可靠性。

但是，在上述的控制中，无法应对在车辆的长期保管后水分冷凝在基准空气室中的情况、或NOx传感器的加热器被加热的情况等，因此，无法长期地将NOx传感器维持为良好的状态。

此外，即使将基准空气室的氧浓度维持为基准氧浓度，也会由于排气气体的成分的不同，而导致基准泵电流增加，基准电极的劣化、加热器的劣化会发展。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本申请的特开2009－288082号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明是鉴于上述的问题而完成的，其课题在于提供一种提高针对干扰的鲁棒性和可靠性而不会损害NOx传感器的耐久性的NOx传感器的清洁化程序和内燃机、以及NOx传感器的清洁化方法。

用于解决课题的手段

一种用于解决上述的问题的本发明的NOx传感器的清洁化程序，上述NOx传感器被配置在被搭载于车辆上的内燃机的排气通道中，上述NOx传感器利用基准电极和基准泵电极构成基准泵单元，并包括进行将流过该基准泵单元的电流调节为预先决定的基准泵电流的控制的控制部，其中，上述基准电极在传感器元件的内侧配置在与外部气体连通的基准空气室中，上述基准泵电极配置在该传感器元件的外侧，上述基准泵单元将氧向该基准空气室的内部抽出，其特征在于，在到达预先决定的清洁化时间时，使被搭载于上述车辆上的车载用电子计算机执行开始步骤，在上述开始步骤中，向该控制部发送开始清洁化控制的开始指令，通过上述开始指令使上述控制部执行进行上述清洁化控制的清洁化步骤，在上述清洁化控制中，使流过上述基准泵单元的电流从上述基准泵电流成为被设定为比该基准泵电流大的电流值的清洁化泵电流。

此外，一种用于解决上述课题的本发明的内燃机，其特征在于，包括车载用电子计算机，上述车载用电子计算机记录有上述所述的NOx传感器的清洁化程序。

此外，一种用于解决上述的问题的本发明的NOx传感器的清洁化方法，将由被配置在传感器元件的内侧的与外部气体连通的基准空气室中的基准电极、和被配置在该传感器元件的外侧的泵电极构成的基准泵单元中流过的电流调节为预先决定的基准泵电流，将上述基准空气室的氧浓度维持为预先决定的基准氧浓度，其特征在于，在到达预先决定的清洁化时间时，使流过上述基准泵单元的电流成为被设定为比上述基准泵电流大的电流值的清洁化泵电流，从而使上述基准空气室成为被设定为比上述基准氧浓度大的浓度的清洁化氧浓度。

发明效果

根据本发明的NOx传感器的清洁化程序和内燃机、以及NOx传感器的清洁化方法，通过在到达预先决定的清洁化时间时，使流过基准泵单元的电流成为比基准泵电流高的清洁化泵电流，从而在通常使用时降低基准泵电流以提高NOx传感器的耐久性，并且，通过流动清洁化泵电流，从而将基准泵单元和基准空气室清洁化，将NOx传感器维持为良好的状态。

由此，提高针对干扰的鲁棒性和可靠性，而不会损害NOx传感器的耐久性。

附图说明

图1是例示本发明的检查装置所检查的NOx传感器的一个例子的说明图。

图2是例示本发明的内燃机的实施方式的说明图。

图3是例示在图2的车载用电子计算机中存储的本发明的NOx传感器的清洁化程序的实施方式的流程图，表示第一清洁化时间。

图4是表示图3的清洁化程序中的时间经过与基准泵单元的电阻值、电动势、及电流值的关系的图表。

图5是图3的清洁化程序中的设定第二清洁化时间的流程图。

图6是图3的清洁化程序中的设定第三清洁化时间的流程图。

图7是图3的清洁化程序中的设定第四清洁化时间的流程图。

图8是图3的清洁化程序中的设定第五清洁化时间的流程图。

图9是表示图1的NOx传感器的加热器的加热时间与传感器元件的温度的关系的图表。

图10是图3的清洁化程序中的设定第六清洁化时间的流程图。

图11是图3的清洁化程序中的设定第七清洁化时间的流程图。

具体实施方式

以下，说明本发明的NOx传感器的清洁化程序和内燃机、以及NOx传感器的清洁化方法。图1例示NOx传感器10的构成，图2例示作为存储有本发明的实施方式的清洁化程序70的车载用电子计算机具备尿素水控制装置(以下记为DCU)52的引擎40的构成。该NOx传感器10的清洁化程序70是对NOx传感器10的基准空气室21的氧浓度排除掉干扰所导致的影响的程序。另外，关于该干扰，可以例举基准空气室21的氧浓度变化、水分或烃进入基准空气室21等。

如图1所示，NOx传感器10在壳体11的内部配置有由氧化锆(ZrO₂)等氧离子传导性的固体电解质体12构成的传感器主体13。该传感器主体13包括传感器元件14、以及与该传感器元件14相邻配置的加热器15。

在固体电解质体12的排气通道41侧，从传感器元件14的排气气体的导入口16起向深处依次配置有导入室17、调整室18、以及测量室19，从导入口16连通到测量室19。此外，在固体电解质体12的排气通道41的外侧，配置有将外部气体导入的外部气体导入路20。除此之外，在固体电解质体12上，配置有与该外部气体导入路20连通的基准空气室21。

此外，在传感器元件14上，设置有第一泵单元22、第一氧分压检测单元23、第二泵单元24、第二氧分压检测单元25、测量泵单元26、第三氧分压检测单元27、以及基准泵单元28。

第一泵单元22包括：第一泵电极29，其配置在调整室18的内部；第二泵电极30，其配置在传感器元件14的外侧；以及固体电解质体12，其被第一泵电极29和第二泵电极30夹持。第一氧分压检测单元23包括：第一泵电极29；基准电极31，其配置在基准空气室21的内部；以及固体电解质体12，其被第一泵电极29和基准电极31夹持。第二泵单元24包括：第二泵电极30；第三泵电极32，其配置在测量室19的内部；以及固体电解质体12，其被第二泵电极30和第三泵电极32夹持。第二氧分压检测单元25包括：基准电极31；第三泵电极32；以及固体电解质体12，其被基准电极31和第三泵电极32夹持。测量泵单元26包括：第二泵电极30；测量电极33，其配置在测量室19的内部；以及固体电解质体12，其被第二泵电极30和测量电极33夹持。第三氧分压检测单元27包括：基准电极31；测量电极33；以及固体电解质体12，其被基准电极31和测量电极33夹持。基准泵单元28包括：第二泵电极30；基准电极31；以及固体电解质体12，其被第二泵电极30和基准电极31夹持。

此外，该NOx传感器10在控制部34的内部包括：向加热器15供给电力的加热器电源35；向第一泵单元22供给电力的第一电源36a；向第二泵单元24供给电力的第二电源36b；向测量泵单元26供给电力的第三电源36c；对基准泵单元28的基准泵电流I3的通电与单元电动势V3的测量的动作进行切换的开关37；以及向基准泵单元28供给电力的基准电源38。

在该NOx传感器10中，在检测排气气体中的氮氧化物的浓度时，首先，从加热器电源35向加热器15供给电力，加热传感器元件14。由此，通过将传感器元件14的温度升温到预先决定的测量温度Tmax，从而提高了固体电解质体12的氧离子的导电性。

若传感器元件14的温度上升到测量温度Tmax，则将开关37接通，使预先决定的基准泵电流I3流过基准泵单元28，将基准空气室21的氧浓度维持为预先设定的基准氧浓度ρ0，并且，用基准电极31进行基准空气室21的清洁化。

接下来，将开关37断开，利用基准泵单元28检测单元电动势V3。该单元电动势V3表示基准空气室21和排气通道41的氧分压。

接下来，基于由第二氧分压检测单元25检测的电动势V1来控制第二电源36b。与此同时，控制第二泵单元24中的第二泵电流I1，第二泵单元24进行测量室19的氧的抽吸(pumping)工作。由此，将测量室19内的环境中的氧分压控制为不会实质性地影响NOx的测量的较低的氧分压值。

此外，将该第二泵单元24的第二泵电流I1作为控制信号被输入到第一氧分压检测单元23，控制其电动势V0，从而控制为测量室19内的环境中的氧分压的梯度始终固定。

接下来，控制第三电源36c，使得第三氧分压检测单元27中的电动势V2固定。与此同时，测量泵单元26对通过NOx在测量室19内的测量电极33的周围被还原或分解而成的氧进行抽吸工作。这样在测量电极33的周围产生的氧的量与被测量气体中的NOx的浓度成比例。因而，通过检测测量泵单元26中的泵电流I2，从而算出排气气体中的NOx的浓度。

接下来，说明在排气通道41中配置有上述的NOx传感器10的引擎40。在该引擎40中，利用配置在排气通道41中的后处理装置42将从未图示的气缸内排出的排气气体净化并放出到大气中。

在后处理装置42中，从排气通道41的上游侧起依次配置有氧化催化剂43、捕集装置44、尿素水喷射阀45、SCR催化剂46、以及氨泄露(slip)催化剂47。若排气气体通过该后处理装置42，则在氧化催化剂43中，排气气体中的未燃烃和一氧化碳被氧化，并且，一氧化氮被氧化而生成二氧化氮。接下来，在捕集装置44中，在利用承载的催化剂将一氧化氮氧化来生成二氧化氮的同时，捕集排气气体中的微颗粒状物质。此外，在该捕集装置44中，通过使捕集到的微颗粒状物质与二氧化氮反应，从而将微颗粒状物质氧化除去。接下来，在SCR催化剂46中，利用各SCR反应将因氧化催化剂43和捕集装置44的氧化反应而温度上升的排气气体中的氮氧化物还原，该各SCR反应中以因从尿素水喷射阀45喷射的尿素水的水解而产生的氨为还原剂。

从尿素水喷射阀45喷射的尿素水被储藏在尿素水罐48中。储藏在该尿素水罐48中的尿素水由加压输送泵49加压输送，经由配管向尿素水喷射阀45移送。

此外，在该引擎40中，作为控制引擎40的车载用电子计算机的单元，包括控制单元50。该控制单元50具有控制燃料的喷射量的引擎控制装置(以下，记为ECM)51、控制后处理装置42中的尿素水的喷射的DCU52。在该ECM51上连接有点火开关接通传感器53、车速传感器54、排气温度传感器55、以及压力差传感器56。此外，在DCU52中设置有取得车辆的停止时间即静置时间(soak time)的静置计时器57、以及计数点火开关接通次数的计数器58，在DCU52上连接有NOx传感器10以及排气气体温度传感器59。另外，各传感器等是一个例子，不限于该构成。

而且，该引擎40被搭载于车辆60。此外，在进行该车辆60的检查、保养的维修站中配备有检查装置80。该检查装置80具有车外电子计算机81、以及将车外电子计算机81和DCU52连接的通信机82。

车外电子计算机81由与DCU52通过通信机82连接并能够相互收发数据的计算机构成，具有CPU、存储器、存储介质、输入装置、以及输出装置。作为通信机82，能够例示光纤、同轴线缆、TP线缆、串行线缆、以及并行线缆等。

在这样的引擎40中，在作为车载电子计算机而配备的DCU52的存储介质中存储有清洁化程序70。该清洁化程序70被构成为在到达预先决定的清洁化时间t1时执行清洁化控制。

如图3所示，在步骤S10中到达清洁化时间t1时，该清洁化程序70作为开始步骤使DCU52执行步骤S20。接下来，作为清洁化步骤使控制部34执行步骤S30～步骤S40。

也就是说，通过执行清洁化程序70而进行的NOx传感器10的清洁化方法是如下方法：在到达预先决定的清洁化时间t1时，使流过基准泵单元28的电流成为被设定为比基准泵电流I3大的电流值的清洁化泵电流I4，使基准空气室21的氧浓度成为被设定为比基准氧浓度ρ0大的浓度的清洁化氧浓度ρ1。

也就是说，在通常使用时，降低基准泵电流I3以抑制基准电极31的劣化。此外，通过降低基准泵电流I3，从而防止因基准空气室21的氧蔓延到加热器而导致加热器15劣化。由此，提高通常使用时的NOx传感器10的耐久性。

另一方面，在到达清洁化时间t1时，将流过基准泵单元28的电流决定为清洁化泵电流I4，在基准电极31上将烃、一氧化碳、以及水氧化除去，并且，使基准空气室21的氧浓度成为清洁化氧浓度ρ1，从而从基准空气室21将氧排出到外部气体导入路20，从而将烃、一氧化碳、以及水从基准空气室21排出。由此，排除干扰的影响而将基准空气室21清洁化，将NOx传感器10维持为良好的状态。

根据以上所述，根据包括上述的清洁化程序70、和存储有该清洁化程序70的DCU52的引擎40、以及NOx传感器10的清洁化方法，提高针对干扰的鲁棒性和可靠性，而不会损害NOx传感器10的耐久性。

接下来，说明关于该清洁化程序70的细节。

在到达清洁化时间t1时开始该清洁化程序70。该实施方式的第一清洁化时间t1是车辆60在维修站中停车并由设置在维修站中的检查装置80对车辆60进行检查时。详细说明，清洁化时间t1是进行步骤S10时，在该步骤S10中，车辆60在维修站中停车，检查装置80的车外电子计算机81通过通信机82而与DCU52连接，从车外电子计算机81发送的检查指令被DCU52接收。

接下来，若在步骤S10中到达清洁化时间t1，则使DCU52执行步骤S20，在该步骤S20中，向控制部34发送使NOx传感器10的控制部34进行清洁化控制的开始指令。

接下来，若控制部34接收到在步骤S20中发送的开始指令，则在接通了开关37时，使控制部34执行步骤S30，在该步骤S30中，将流过基准泵单元28的电流从基准泵电流I3设定为清洁化泵电流I4。接下来，使控制部34执行步骤S40，在该步骤S40种，控制基准电源38向基准泵单元28通电该清洁化泵电流I4。

如图4所示，基于基准空气室21及排气通道41的氧分压、和该基准空气室21的容积及基准电极31的大小，将清洁化泵电流I4设定为比基准泵电流I3高的值。该清洁化泵电流I4被设定为在为了清洁化的短期间的使用中不会使构成传感器元件14的固体电解质体12或基准电极31的耐久性降低、且使基准空气室21的氧浓度成为被设定为比基准氧浓度ρ0大的浓度的清洁化氧浓度ρ1的值。基准空气室21和排气通道41的氧分压能够根据断开了开关37时的基准泵单元28的单元电动势V3来取得。此外，基准空气室21的容积越大，该清洁化泵电流I4为越大的值。例如，清洁化泵电流I4的值为基准泵电流I3的值的2倍～5倍。

另外，在使流过基准泵单元28的电流值从基准泵电流I3成为清洁化泵电流I4时，基准空气室21和排气通道41的氧分压会变化。由于该氧分压的变化，单元电动势V3也会变化，但是，最好是伴随该单元电动势V3的变化，而使各单元22～27中的电流和电压变化，使得第二氧分压检测单元25、和第三氧分压单元27各自的氧分压(各电动势V1、V2)不会变化。

接下来，在使控制部34正在执行步骤S40的途中，使DCU52执行步骤S50，在该步骤S50中，经由控制部34取得基准泵单元28的电阻值R。接下来，使DCU52执行步骤S60，在该步骤S60中，判定电阻值R是否为预先决定的结束判定值Ra以上。

在步骤S60中电阻值R小于结束判定值Ra的情况下，返回步骤S30，继续清洁化泵电流I4的通电。另一方面，在步骤S60中电阻值R为结束判定值Ra以上的情况下，使DCU52执行步骤S70，在该步骤S70中，向控制部34发送使清洁化控制停止的结束指令。

结束判定值Ra被设定为对已利用步骤S40中的清洁化控制排除了干扰所导致的影响的情况进行判定的值。该结束判定值Ra优选基于电阻值R1来设定，该电阻值R1在基准泵单元28中流过基准泵电流I3的情况下使电动势V3成为基准空气室21和排气通道41的氧分压。

接下来，若控制部34接收到在步骤S70中发送的结束指令，则在接通了开关37时，使控制部34执行步骤S80，在该步骤S80中，将流过基准泵单元28的电流从清洁化泵电流I4设定为基准泵电流I3。接下来，使控制部34执行步骤S90并该程序结束，在该步骤S90中，控制基准电源38向基准泵单元28通电该基准泵电流I3。

图4表示经过时间与基准泵单元28中的电阻值R、电压值V、及电流值I的关系的一个例子。此处，将开始步骤S90的时间设定为t2。

在到达维修站时，NOx传感器10的基准空气室21的氧浓度因干扰而处于未能维持基准氧浓度ρ0的状态。也就是说，此时的电压值V'小于基于基准空气室21和排气通道41的氧分压的单元电动势V3，与此同时，电阻值R'也小。从车外电子计算机81发送的检查指令被DCU52接收，若到达清洁化时间t1，则开始清洁化程序70。

接下来，若开始了步骤S40，则在基准泵单元28中流过清洁化泵电流I4。由此，开始排除干扰的影响。施加电压V与电流值I相应地增加。另一方面，由于随着干扰影响的排除的进行而产生与氧分压相应的电动势，所以该施加电压V进一步持续上升。因此，基准泵单元28的电阻值R也持续上升。

接下来，若电阻值R达到结束判定值Ra以上，则在时间t2开始步骤S90。

该时间t1与时间t2之间的期间Δt1是使控制部34执行清洁化控制的期间。该期间Δt1平均而言是十分钟左右，但是，由于车辆60的运转状态的不同，有时也会是几小时。

这样，进行NOx传感器10的清洁化，直到使流过基准泵单元28的电流成为清洁化泵电流I4时的基准泵单元28的电阻值R达到预先决定的结束判定值Ra以上，从而完全排除干扰所导致的影响，将基准空气室21的内部清洁化。

此外，由于能够在基准泵单元28的电阻值R达到了结束判定值Ra以上时，结束清洁化控制，所以，能够使流动清洁化泵电流I4的时间缩短，有利于提高NOx传感器10的耐久性。

另外，也可以代替步骤S60的判定步骤，而是预先决定期间Δt1，在经过了该期间Δt1时，执行步骤S70。在此情况下，预先通过实验或试验求出使流动的电流成为清洁化泵电流I4时的基准泵单元28的电阻值R达到预先决定的结束判定值Ra以上的期间Δt1。若使用这样代替步骤S60而求出的期间Δt1，则尽管有的情况下会残存干扰所导致的影响，但是，能够使车辆60的检查作业尽早完成。

此外，如上所述，由于能够通过在车辆60的检查时设定清洁化时间t1，从而定期地将NOx传感器10清洁化，所以，有利于长期间将NOx传感器10维持为良好的状态。

此外，在上述的清洁化程序70中，还能够在车辆60的行驶中使DCU52执行时间设定步骤，在该时间设定步骤中，将第二清洁化时间t1设定为车辆60的行驶距离L1达到预先决定的清洁化行驶距离La以上时。

在预先通过实验或试验使车辆60行驶的情况下，清洁化行驶距离La被设定为需要NOx传感器10的清洁化的行驶距离。例如该清洁化行驶距离La被设定为5000km～30000km。

在此情况下，清洁化程序70在车辆60的行驶中始终执行。

如图5所示，在时间设定步骤中，接入ECM51，使DCU52执行步骤S100，在该步骤S100中，取得ECM51根据车速传感器54的检测值取得的车辆60的行驶距离L1。

接下来，使DCU52执行步骤S110，在该步骤S110中，判定取得的行驶距离L1是否为清洁化行驶距离La以上。在该步骤S110中，在行驶距离L1比清洁化行驶距离La短的情况下，返回步骤S100。另一方面，在行驶距离L1为清洁化行驶距离La以上的情况下，将进行了该判定时设定为清洁化时间t1，执行步骤S20。

由于通过将清洁化时间t1设定为行驶距离L1达到清洁化行驶距离La以上时，从而基于车辆60的行驶距离L1定期地将NOx传感器10清洁化，所以，有利于长期间将NOx传感器10维持为良好的状态。

此外，在上述的清洁化程序70中，还能够使DCU52执行时间设定步骤，在该时间设定步骤中，将第三清洁化时间t1设定为车辆60的静置时间Δt2达到预先决定的长期间Δta以上之后的引擎40的启动开始时。

在预先通过实验或试验停止了车辆60的情况下，长期间Δta被设定为需要NOx传感器10的清洁化的期间。例如，该长期间Δta被设定为7天～1个月。

在此情况下，清洁化程序70在车辆60的启动时被执行。该车辆60的启动时被设定为用点火开关接通传感器53检测到点火开关接通时。

如图6所示，使DCU52执行步骤S200，在该步骤S200中，取得设置于DCU52的静置计时器57所取得的车辆60的静置时间Δt2。另外，静置时间是指在程序控制中使得目标值成为一定的时间。在该步骤S200中，将目标值设定为车辆60的停车。也就是说，此处所说的车辆60的静置时间Δt2是指从车辆停止之后起的时间，是从点火开关关闭到点火开关接通的时间。

接下来，使DCU52执行步骤S210，在该步骤S210中，判定取得的静置时间Δt2是否是长期间Δta以上。在该步骤S210中，在静置时间Δt2比长期间Δta短的情况下，结束清洁化程序70。另一方面，在静置时间Δt2为长期间Δta以上的情况下，使DCU52执行步骤S220，在该步骤S220中，将引擎40的启动开始时设定为清洁化时间t1。然后，在步骤S230中，若开始了引擎40的启动，则执行步骤S20。

由于通过将清洁化时间t1设定为静置时间Δt2达到长期间Δta以上的情况下的引擎40的启动开始时，从而在车辆60的长期保管后的使用时将NOx传感器10清洁化，所以，排除了在保管中在基准空气室21中冷凝的水分或湿度的影响，有利于将NOx传感器10维持为良好的状态。

此外，在上述的清洁化程序70中，还能够使DCU52执行时间设定步骤，在该时间设定步骤中，将第四清洁化时间t1设定为在判定为车辆60的点火开关接通次数Nig小于被规定为表示刚生产后的次数判定值Na之后的引擎40的启动开始时。

次数判定值Na被设定为对车辆60是否是刚生产后进行判定的次数。例如，该次数判定值Na被设定为100次。

如图7所示，使DCU52执行步骤S300，在该步骤S300中，取得设置于DCU52的计数器58所取得的点火开关接通次数Nig。

接下来，使DCU52执行步骤S310，在该步骤S310中，判定取得的点火开关接通次数Nig是否小于次数判定值Na。在该步骤S310中，在点火开关接通次数Nig为次数判定值Na以上的情况下，清洁化程序70结束。另一方面，在点火开关接通次数Nig小于次数判定值Na的情况下，使DCU52执行步骤S320，在该步骤S320中，将引擎40的启动开始时设定为清洁化时间t1。然后，在步骤S330中，若开始了引擎40的启动，则执行步骤S20。

通过利用点火开关接通次数Nig来判定车辆60是否是刚生产后，从而在刚生产后的长期保管后的使用时排除在基准空气室21中冷凝的水分或湿度的影响，有利于将NOx传感器10维持为良好的状态。

此外，在上述的清洁化程序70中，还能够使DCU52执行时间设定步骤，在该时间设定步骤中，将第五清洁化时间t1设定为每次引擎40的启动开始时。

如图8所示，在用点火开关接通传感器53检测到点火开关接通时，使DCU52执行步骤S400，在该步骤S400中，将引擎40的启动开始时设定为清洁化时间t1。然后，在步骤S410中，若开始了引擎40的启动，则执行步骤S20。

这样，通过在引擎40的启动开始时，每次实施NOx传感器10的清洁化，从而有利于长期间将NOx传感器10维持为良好的状态。

另外，在第三～第五清洁化时间t1中，优选将在第三及第四清洁化时间t1实施的清洁化控制的期间Δt1、和在第五清洁化时间t1实施的清洁化控制的期间Δt1设定为不同的期间。例如，将在第三及第四清洁化时间t1实施的清洁化控制的期间Δt1设定为几十分钟，将在第五清洁化时间t1实施的清洁化控制的期间Δt1设定为几分钟。特别是，在第五清洁化时间t1实施的清洁化控制由于其次数也变多，所以，若考虑NOx传感器10的耐久性设为比在第三及第四清洁化时间t1实施的清洁化控制的期间短的期间，则更有利于NOx传感器10的耐久性的提高。

此外，在上述的清洁化程序70中，还能够使DCU52执行时间设定步骤，在该时间设定步骤中，将第六清洁化时间t1设定在向NOx传感器10的加热器15通电中的启动(ライトオフ)期间Δt3。

图9是表示用NOx传感器10检测NOx浓度时的加热器15的加热时间t与此时的传感器元件14的温度T的关系的图表。此处，将加热器15的通电开始时间设为t3，将达到预热温度Tpre的时间设为t4，将达到测量温度Tmax的时间设为t5，将启动期间Δt3的结束时间且变得能由NOx传感器10输出NOx值的时间设为t6，将视为固体电解质体12已活化的活化点设为P1。

在利用加热器15加热传感器元件14时，在升温到传感器元件14活化的测量温度Tmax之前，升温到被设定为比测量温度Tmax低的温度的预热温度Tpre。这样，通过在升温到测量温度Tmax之前升温到预热温度Tpre，从而使进入或附着到传感器元件14的内部水分蒸发。例如，该预热温度被设定为几十度。

启动期间Δt3是指从时间t4到时间t6的期间，是指直到包含设置在传感器元件14中的基准电极31的各电极稳定为止的期间。在将清洁化时间t1设定在该启动期间Δt3的期间中的情况下，优选设定在启动期间Δt3开始的时间t4与到达测量温度Tmax的时间t5之间。特别是，若将清洁化时间t1设置在固体电解质体12的活化前，则在电流不流动的状态下被施加电压，因此，有可能使固体电解质体12的耐久性降低。因此，优选将在时间t5的附近视为固体电解质体12已活化的活化点P1设定为清洁化时间t1。

在此情况下，从DCU52接收了根据排气气体温度传感器59的检测值取得的露点(DewPoint)信息的控制部34基于该露点信息来设定启动期间Δt3，若开始了加热器15的通电，则执行清洁化程序70。

如图10所示，接入控制部34，使DCU52执行步骤S500，在该步骤S500中，取得由控制部34设定的启动期间Δt3。

接下来，使DCU52执行步骤S510，在该步骤S510中，将清洁化时间t1设定为取得的启动期间Δt3的活化点P1。然后，在步骤S520中，在到达启动期间Δt3的期间中的活化点P1时，执行步骤S20。

由于通过在启动期间Δt3的期间中设定清洁化时间t1，从而在基准空气室21的氧浓度不稳定时，早期将基准空气室21清洁化，所以，能够提高对于排气气体性能改善极为重要的NOx传感器10的早期活化性能而不损害耐久性。

在该启动期间Δt3的期间中开始的清洁化控制最好是在传感器元件14的温度上升到测量温度Tmax并利用NOx传感器10开始了排气气体的NOx浓度的检测之后，也进行一定期间。

优选将图9中的清洁化控制的期间Δt1作为预先决定的期间。例如，在该第六清洁化时间t1实施的清洁化控制的期间Δt1为10分钟左右。

此外，在上述的清洁化程序70中，使DCU52执行时间设定步骤，在该时间设定步骤中，将第七清洁化时间t1设定为车辆60的行驶中的后处理控制的开始时间t7。

后处理控制是指捕集装置44的再生控制及SCR催化剂46的净化控制。也就是说，后处理控制的开始时间t7是指捕集装置44的再生控制及SCR催化剂46的净化控制的任一者的开始时间。

在此情况下，清洁化程序70在引擎40的启动时被执行。

如图11所示，接入ECM51，使DCU52执行步骤S600，在该步骤S600中，取得基于与ECM51连接的压力差传感器56的检测值开始的捕集装置44的再生控制的开始时间、及基于排气温度传感器55的检测值开始的SCR催化剂46的净化控制的开始时间的任一者的开始时间t7。

接下来，使DCU52执行步骤S610，在该步骤S610中，将清洁化时间t1设定为取得的开始时间t7。然后，在该步骤S620中到达后处理控制的开始时间t7时，执行步骤S20。

由于通过将清洁化时间t1设定为后处理控制的开始时间t7，从而即使因后处理控制而增加的烃蔓延到基准空气室21，也用基准电极31将该烃氧化，将基准空气室21清洁化，所以，排除后处理控制所导致的干扰的影响，有利于将NOx传感器10维持为良好的状态。

另外，在该第七清洁化时间t1实施的清洁化控制中，优选从后处理控制的结束后继续到几分钟后。

另外，该后处理控制也能够适用于在实施方式的引擎40中未设置的NOx吸附还原催化剂(LNT催化剂)的浓燃燃烧控制。

附图标记说明

10 NOx传感器

14 传感器元件

15 加热器

21 基准空气室

28 基准泵单元

30 第二泵电极

31 基准电极

34 控制部

37 开关

38 基准电源

40 引擎

41 排气通道

42 后处理装置

50 控制单元

51 ECM

52 DCU

60 车辆

70 清洁化程序

I3 基准泵电流

I4 清洁化泵电流

t1 清洁化时间

ρ0 基准氧浓度

ρ1 清洁化氧浓度

Claims (12)

1.一种NOx传感器的清洁化程序，上述NOx传感器被配置在被搭载于车辆上的内燃机的排气通道中，上述NOx传感器利用基准电极和基准泵电极构成基准泵单元，并包括进行将流过该基准泵单元的电流调节为预先决定的基准泵电流的控制的控制部，其中，上述基准电极在传感器元件的内侧被配置在与外部气体连通的基准空气室中，上述基准泵电极被配置在该传感器元件的外侧，上述基准泵单元将氧向该基准空气室的内部抽出，其特征在于，

在到达预先决定的清洁化时间时，使被搭载于上述车辆上的车载用电子计算机执行开始步骤，在上述开始步骤中，向该控制部发送开始清洁化控制的开始指令，

通过上述开始指令使上述控制部执行进行上述清洁化控制的清洁化步骤，在上述清洁化控制中，使流过上述基准泵单元的电流从上述基准泵电流成为被设定为比该基准泵电流大的电流值的清洁化泵电流。

2.如权利要求1所述的NOx传感器的清洁化程序，其中，

将上述基准泵电流的值设定为将上述基准空气室的氧浓度维持为预先决定的基准氧浓度的值，并且，

将上述清洁化泵电流的值设定为使上述基准空气室的氧浓度成为被设定为比上述基准氧浓度大的浓度的清洁化氧浓度的值。

3.如权利要求1或2所述的NOx传感器的清洁化程序，其中，

在正在使上述控制部执行上述清洁化步骤的途中，使上述车载用电子计算机执行：

电阻值取得步骤，经由上述控制部取得上述基准泵单元中的电阻值；

判定步骤，判定取得的上述电阻值是否为预先决定的结束判定值以上；以及

结束步骤，在上述电阻值达到上述结束判定值以上时，向上述控制部发送使上述控制部进行停止上述清洁化控制的控制的结束指令；

通过上述结束指令使上述控制部执行停止上述清洁化控制的停止步骤。

4.如权利要求1～3的任何一项所述的NOx传感器的清洁化程序，其中，

在上述车辆的检查时，使上述车载用电子计算机执行时间设定步骤，在该时间设定步骤中，将该车载用电子计算机接收到来自与该车载用电子计算机连接的车外电子计算机的检查指令时设定为上述清洁化时间。

5.如权利要求1～4的任何一项所述的NOx传感器的清洁化程序，其中，

在上述车辆的行驶中，使上述车载用电子计算机执行：行驶距离取得步骤，从搭载于上述车辆上的用于取得该车辆的行驶距离的行驶距离取得部件取得该行驶距离；行驶距离判定步骤，判定取得的该行驶距离是否是上述清洁化行驶距离以上；以及时间设定步骤，将该行驶距离达到了该清洁化行驶距离以上时设定为上述清洁化时间。

6.如权利要求1～5的任何一项所述的NOx传感器的清洁化程序，其中，

在上述车辆的启动时使上述车载用电子计算机执行：静置时间取得步骤，从搭载于该车辆上的用于取得该车辆的静置时间的静置时间取得部件取得该静置时间；静置时间判定步骤，判定取得的该静置时间是否是预先决定的长期间以上；以及时间设定步骤，将判定为该静置时间达到了该长期间以上的情况下的上述内燃机的启动时设定为上述清洁化时间。

7.如权利要求1～6的任何一项所述的NOx传感器的清洁化程序，其中，

在上述车辆的启动时，使上述车载用电子计算机执行：通电次数取得步骤，从搭载于该车辆上的用于取得向高电压电路的通电次数的通电次数取得部件取得该通电次数；通电次数判定步骤，判定取得的该通电次数是否小于预先决定的次数判定值；以及时间设定步骤，将判定为该通电次数小于该次数判定值的情况下的上述内燃机的启动时设定为上述清洁化时间。

8.如权利要求1～7的任何一项所述的NOx传感器的清洁化程序，其中，

使上述车载用电子计算机执行时间设定步骤，在上述时间设定步骤中，将上述内燃机的启动时设定为上述清洁化时间。

9.如权利要求1～8的任何一项所述的NOx传感器的清洁化程序，其中，

上述NOx传感器具有将上述传感器元件加热的电热式的加热器，

在开始了利用上述加热器对上述传感器元件进行加热时，使上述车载用电子计算机执行：启动期间取得步骤，取得上述控制部进行向上述加热器通电来将上述传感器元件升温到预先决定的测量温度的控制的启动期间；以及时间设定步骤，将上述清洁化时间设定在取得的该启动期间中。

10.如权利要求1～9的任何一项所述的NOx传感器的清洁化程序，其中，

在上述车辆的行驶中，使上述车载用电子计算机执行：后处理时间取得步骤，取得配置在上述排气通道中的捕集装置的再生控制、选择性还原催化剂的净化控制、及NOx吸附还原催化剂的浓燃燃烧控制的任一个后处理控制的开始时间；以及时间设定步骤，将取得的该开始时间设定为上述清洁化时间。

11.一种内燃机，其特征在于，

包括车载用电子计算机，上述车载用电子计算机记录有权利要求1～10的任何一项所述的NOx传感器的清洁化程序。

12.一种NOx传感器的清洁化方法，将由被配置在传感器元件的内侧的与外部气体连通的基准空气室中的基准电极、和被配置在该传感器元件的外侧的泵电极构成的基准泵单元中流过的电流调节为预先决定的基准泵电流，将上述基准空气室的氧浓度维持为预先决定的基准氧浓度，其特征在于，

在到达预先决定的清洁化时间时，使流过上述基准泵单元的电流成为被设定为比上述基准泵电流大的电流值的清洁化泵电流，从而使上述基准空气室的氧浓度成为被设定为比上述基准氧浓度大的浓度的清洁化氧浓度。