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Hintergrund
der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Diese
Erfindung betrifft eine Fehlerbestimmungsvorrichtung für einen
Feuchtigkeitssensor, der die Feuchtigkeit der Abgase von einer Brennkraftmaschine
erfasst.
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Beschreibung vom Stand
der Technik
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Allgemein
ist im Auspuffsystem eines Benzinmotors oder dergleichen ein Drei-Wege-Katalysator
in einem Zwischenabschnitt des Auspuffrohrs angeordnet, um schädliche Substanzen
(Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid und Stickstoffverbindungen) in
den Abgasen zu reinigen. Jedoch bleibt zum Beispiel unmittelbar
nach dem Start des Motors im kalten Zustand (zum Beispiel bevor
angenähert
30 bis 40 Sekunden nach dem Kaltstart des Motors abgelaufen sind),
der Drei-Wege-Katalysator inaktiv, und die schädlichen Substanzen können nicht
ausreichend gereinigt werden, so dass insbesondere Kohlenwasserstoffe
von dem Motor als unverbrannte brennbare Komponenten abgegeben werden.
Um daher die Emission dieser Kohlenwasserstoffe in die Luft zu verhindern,
ist ein Motor vorgeschlagen worden, der zusätzlich zum Drei-Wege-Katalysator
einen im Auspuffrohr angeordneten Adsorber aufweist, um Kohlenwasserstoffe
zu adsorbieren. Ein solcher Adsorber ist in einer Bypassauspuffleitung
angeordnet, die von einem Zwischenabschnitt einer Hauptauspuffleitung
des Auspuffrohrs, in der der Drei-Wege-Katalysator angeordnet ist,
abzweigt. Ein Umschaltventil, das in einem Verzweigungsabschnitt
des Auspuffrohrs angeordnet ist, schaltet die Auspuffleitung für die Abgase
zwischen der Hauptauspuffleitung und der Bypassauspuffleitung um.
Daher werden Abgase, die unmittelbar nach dem Kaltstart des Motors
emittiert werden, durch den Kohlenwasserstoffe adsorbierenden Adsorber
gereinigt und dann in die Luft abgegeben.
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Der
oben erwähnte
Absorber trägt
auf seiner Oberfläche
ein Zeolith. Wenn Abgase durch die Bypassleitung hindurchtreten,
treten die Moleküle
der Kohlenwasserstoffe in kleine Löcher des Zeoliths ein, wodurch
die Kohlenwasserstoffe durch den Adsorber adsorbiert werden. Der
Adsorber dieser Art desorbiert die Kohlenwasserstoffe, die er hierdurch
ein Mal adsorbiert hat, wenn er auf einer Temperatur erhitzt wird,
die gleich oder höher
als eine vorbestimmte Temperatur ist (zum Beispiel 100 bis 250°C). Die desorbierten
Kohlenwasserstoffe werden zum Beispiel über das AGR zum Motor rückgeführt. Wie
oben beschrieben, führt
der Adsorber die Adsorption und Desorption der Kohlenwasserstoffe
wiederholt aus. Jedoch könnte
durch langfristigen Gebrauch davon die Menge an nicht desorbierten
Kohlenwasserstoffen, die permanent in dem Adsorber verbleiben, fortschreitend
zunehmen, oder die kleinen Löcher
des Adsorbers könnten
zerstört
werden. Dies resultiert in der Verschlechterung des Adsorbers, das
heißt
einer verringerten Adsorptionskapazität des Adsorbers zum Adsorbieren
von Kohlenwasserstoffen. Wenn der Motor in diesem Zustand wiederholt
gestartet wird, wird eine zunehmende Menge nicht desorbierter Kohlenwasserstoffe
in die Luft abgegeben. Um daher eine Motorsteuerung zum Desorbieren
von Kohlenwasserstoffen auszuführen
(zum Beispiel durch Anheben der Temperatur des Adsorbers), um den
verschlechterten Zustand des Adsorbers zu überwinden oder um den Fahrer über die
Verschlechterung des Adsorbers in Kenntnis zu setzen, hat der vorliegende
Anmelder in der Japanischen Patentanmeldung 2000-66443 bereits eine
Verschlechterungs-Erfassungsvorrichtung vorgeschlagen, um die Verschlechterung
eines Kohlenwasserstoffadsorbers zu erfassen.
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In
dieser Verschlechterungs-Erfassungsvorrichtung ist ein Feuchtigkeitssensor
an einer Stelle stromab eines Adsorbers in einer Bypassauspuffleitung
angeordnet, so dass die Feuchtigkeit der Abgase, die durch den Adsorber
hindurchgetreten sind, mit dem Feuchtigkeitssensor erfasst wird,
und die Verschlechterung des Adsorbers auf der Basis des Ergebnisses
der Erfassung detektiert wird. Diese Verschlechterungs-Erfassungsvorrichtung
nutzt die Proportionalität
zwischen den Fähigkeiten
des Adsorbers, Kohlenwasserstoffe zu adsorbieren und Wasser zu adsorbieren.
Durch Erfassung der Feuchtigkeit der Abgase, die durch den Adsorber
hindurchgetreten sind, und der Verwendung des Feuchtigkeitssensors
wird es möglich,
eine verringerte Adsorptionsfähigkeit
des Adsorbers zum Adsorbieren von Kohlenwasserstoffen und Wasser
zu detektieren, das heißt,
eine Verschlechterung des Adsorbers.
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Obwohl
die obige Verschlechterungs-Erfassungsvorrichtung die Verschlechterung
richtig erfassen kann, kann sobald der Feuchtigkeitssensor der Verschlechterungs-Erfassungsvorrichtung
ausgefallen ist, die richtige Erfassung der Verschlechterung nicht
durchgeführt
wird, was es unmöglich
macht, eine Motorsteuerung geeignet auszuführen oder den Fahrer über die
Verschlechterung des Adsorbers in Kenntnis zu setzen. Daher hat
die herkömmliche
Verschlechterungs-Erfassungsvorrichtung
in dieser Hinsicht Raum für
Verbesserung.
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Ein
Steuerungssystem der oben erwähnten Art
ist zum Beispiel in der Japanischen Patentoffenlegungsschrift (Kokai)
Nr. 11-2115 vorgeschlagen worden. Das vorgeschlagene Steuersystem
enthält einen
Temperatursensor, der in dem Auspuffrohr an einer Stelle zwischen
dem Drei-Wege-Katalysator und dem Umschaltventil angeordnet ist,
um eine Abgastemperatur an der stromabwärtigen Seite des Drei-Wege-Katalysators
zu erfassen, und steuert auf der Basis des Erfassungsergebnisses
durch den Temperatursensor das Umschaltventil in der folgenden Weise:
eine von dem Temperatursensor erfasste Abgastemperatur und eine
vorab definierte vorbestimmte Temperatur (zum Beispiel 300°C) werden miteinander
verglichen. Wenn die Abgastemperatur niedriger als die vorbestimmte
Temperatur ist, wird bestimmt, das der Drei-Wege-Katalysator inaktiv bleibt,
und durch das Umschaltventil wird die Hauptauspuffleitung geschlossen
und gleichzeitig wird die Bypassauspuffleitung geöffnet. Somit
werden die Abgase in die Bypassauspuffleitung geleitet, um zu bewirken,
dass Kohlenwasserstoffe in den Abgasen von dem Adsorber adsorbiert
werden, wodurch die Abgase gereinigt werden. Wenn andererseits die
Abgastemperatur höher
als die vorbestimmte Temperatur ist, wird bestimmt, das der Drei-Wege-Katalysator
aktiviert worden ist, und die Bypassauspuffleitung wird durch das
Umschaltventil geschlossen und gleichzeitig wird die Hauptauspuffleitung
geöffnet,
wodurch die vom Drei-Wege-Katalysator
gereinigten Abgase ohne weitere Bearbeitung emittiert werden. Es
sollte angemerkt werden, dass der obige Adsorber Kohlenwasserstoffe
adsorbiert, wenn er im Niedertemperaturzustand ist (zum Beispiel
niedriger als 100°C),
während
die hierdurch ein Mal adsorbierten Kohlenwasserstoffe bei Temperaturen
von gleich oder höher
als einer vorbestimmten Temperatur (zum Beispiel 100 bis 250°C) desorbiert werden.
Die desorbierten Kohlenwasserstoffe werden zum Beispiel über ein
AGR-Rohr zum Motor rückgeführt.
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Wie
zuvor beschrieben, wird in dem Steuerungssystem für das Umschaltventil
die Abgastemperatur an der stromabwärtigen Seite des Drei-Wege-Katalysators
durch den Temperatursensor erfasst, und der Zustand des Drei-Wege-Katalysators wird
auf der Basis der Erfassungsergebnisses geschätzt, um das Umschaltventil
anzusteuern. In dem obigen Steuerungssystem wird jedoch das Umschaltventil
unabhängig
vom tatsächlichen
Zustand der Adsorption von Kohlenwasserstoffen durch den Adsorber
gesteuert. Darüber
hinaus ist allgemein eine von den Temperatursensoren erfasste Temperaturänderung
langsam, hat ein geringes Ansprechverhalten und wird tendenziell
durch Parameter nachteilig beeinflußt, einschließlich einer
Außenlufttemperatur und
dergleichen. Daher ist es in dem obigen Steuerungssystem manchmal
unmöglich,
das Umschaltventil mit der richtigen Zeitgebung zu steuern, was eine
ungenügende
Reinigung der Abgase hervorruft.
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Die
JP-A-0525124 offenbart eine Brennkraftmaschine mit einem Feuchtigkeitssensor,
der den Durchtritt von Feuchtigkeit erfasst. Dort ist keine Fehlerbestimmungsvorrichtung
für den
Feuchtigkeitssensor offenbart.
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Die
DE 195 47 647 A offenbart
ein Verfahren zur Bestimmung eines Fehlers in einem Drucksensor,
wobei das Verfahren umfasst:
ein Betriebszustanderfassungsmittel
zum Erfassen eines Betriebszustands des Motors; ein Fehlerbestimmungs-Ausführungsbewertungsmittel
zum Bewerten, ob der Motor in einem Betriebszustand, in dem eine
Fehlerbestimmung des Drucksensors ausgeführt werden kann, ist oder nicht,
auf der Basis eines Erfassungsergebnisses durch das Betriebszustanderfassungsmittel;
sowie ein Drucksensorfehler-Bestimmungsmittel
zur Bestimmung, ob der Drucksensor ausgefallen ist oder nicht, auf
der Basis eines Erfassungsergebnisses durch den Drucksensor, wenn
das Fehlerbestimmungs-Ausführungsbewertungsmittel
bewertet hat, dass die Fehlerbestimmung des Drucksensors ausgeführt werden
kann.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Eine
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fehlerbestimmungsvorrichtung
bereitzustellen, die eine einfache Konstruktion hat und in der Lage
ist, einen Fehler eines Feuchtigkeitssensors, der die Feuchtigkeit
in von einer Brennkraftmaschine abgegebenen Abgasen erfasst, richtig
zu bestimmen.
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Zur
Lösung
der Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Fehlerbestimmungsvorrichtung
für einen Feuchtigkeitssensor
angegeben, der Feuchtigkeit von Abgasen erfasst, die von einer Brennkraftmaschine
abgegeben werden und durch eine Auspuffleitung fließen, wobei
in der Auspuffleitung ein Adsorber vorgesehen ist, der in der Lage
ist, Kohlenwasserstoffe und Wasser in den Abgasen zu adsorbieren, wobei
die Fehlerbestimmungsvorrichtung umfasst: ein Betriebszustanderfassungsmittel
zum Erfassen eines Betriebszustands der Maschine, einschließlich eines
Kohlenwasserstoff-Adsorptionszustands des Adsorbers; ein Fehlerbestimmungs-Ausführungsbewertungsmittel
zum Bewerten, ob die Maschine in einem Betriebszustand, in dem eine Fehlerbestimmung
des Feuchtigkeitssensors ausgeführt
werden kann, ist oder nicht, auf der Basis eines Erfassungsergebnisses
durch das Betriebszustanderfassungsmittel; ein Feuchtigkeitssensor-Fehlerbestimmungsmittel
zum Bestimmen, ob der Feuchtigkeitssensor fehlerhaft ist oder nicht,
auf der Basis eines Erfassungsergebnisses durch den Feuchtigkeitssensor, wenn
das Fehlerbestimmungs-Ausführungsbewertungsmittel
bewertet hat, dass die Fehlerbestimmung des Feuchtigkeitssensors
ausgeführt
werden kann, worin die Auspuffleitung derart konfiguriert ist, dass die
Auspuffleitung zwischen einer Hauptauspuffleitung und einer Bypassauspuffleitung,
in deren Mittelabschnitt der Adsorber angeordnet ist, umgeschaltet werden
kann, wobei der Feuchtigkeitssensor an einer Stelle stromab des
Adsorbers in der Bypassauspuffleitung angeordnet ist, und worin
das Fehlerbestimmungs-Ausführungsbewertungsmittel
bewertet, dass die Fehlerbestimmung des Feuchtigkeitssensors ausgeführt werden
kann, wenn die Auspuffleitung zu der Bypassauspuffleitung umgeschaltet
worden ist, wodurch der Adsorber Kohlenwasserstoffe in den Abgasen,
die in die Bypassauspuffleitung geführt werden, adsorbiert, wobei
die Kohlenwasserstoffe von dem Adsorber desorbiert werden, indem
die Auspuffleitung zur Hauptauspuffleitung geschaltet wird, wobei
die Fehlerbestimmungsvorrichtung ferner ein Desorptionszustanderfassungsmittel
umfasst, um einen Desorptionszustand der Kohlenwasserstoffe aus dem
Adsorber zu erfassen, worin das Fehlerbestimmungs-Ausführungsbewertungsmittel
bewertet, ob die Fehlerbestimmung des Feuchtigkeitssensors ausgeführt werden
kann oder nicht, auf der Basis des von dem Desorptionszustandserfassungsmittel
erfassten Zustands der Desorption der Kohlenwasserstoffe von dem
Adsorber zur Zeit der Beendigung eines vorangehenden Betriebs der
Maschine.
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Wenn
gemäß dieser
Fehlerbestimmungsvorrichtung das Fehlerbestimmungs-Ausführungsbewertungsmittel
bewertet hat, das die Maschine in einem Betriebszustand ist, in
dem eine Fehlerbestimmung des Feuchtigkeitssensors ausgeführt werden kann,
in Abhängigkeit
vom Betriebszustand der Maschine, bestimmt das Feuchtigkeitssensor-Fehlerbestimmungsmittel,
ob der Feuchtigkeitssensor ausgefallen ist oder nicht, auf der Basis
des Erfassungsergebnisses durch den Feuchtigkeitssensor. Wenn, in Abhängigkeit
vom Betriebszustand der Maschine ein von dem Feuchtigkeitssensor
erfasster Feuchtigkeitswert nicht innerhalb eines vorbestimmten
Bereichs liegt, obwohl die Maschine in einem vorbestimmten Betriebszustand
ist, wo der erfasste Wert innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegen
sollte, ist es möglich,
zu bestimmen, dass der Feuchtigkeitssensor ausgefallen ist. Dies
macht es möglich,
den Fehler des Feuchtigkeitssensors zur geeigneten Zeit richtig
zu bestimmen. Ferner wird die Fehlerbestimmung des Feuchtigkeitssensors
unter Verwendung eines vom Feuchtigkeitssensor erfassten Feuchtigkeitswerts
ausgeführt,
und daher ist es möglich,
eine Fehlerbestimmungsvorrichtung zur Bestimmung eines Fehlers des
Feuchtigkeitssensors mit einer relativ einfachen Konstruktion zu
realisieren, ohne eine spezielle Vorrichtung zu benötigen.
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Da
der Feuchtigkeitssensor an einer Stelle stromab des Adsorbers in
der Bypassauspuffleitung angeordnet ist, ist es möglich, die
Feuchtigkeit von Abgasen zu erfassen, die durch den Adsorber hindurchgetreten
sind, der einen Adsorptionsbetrieb durchführt, insbesondere die Feuchtigkeit
von Abgasen (nach Adsorptions-Abgase), deren Kohlenwasserstoffe
und Wasser von dem Adsorber adsorbiert worden sind. Wenn somit die
Abgase in die Bypassauspuffleitung geführt werden und gleichzeitig
der Adsorber Kohlenwasserstoffe in den Abgasen adsorbiert, bewertet
das Fehlerbestimmungs-Ausführungsbewertungsmittel,
das eine Fehlerbestimmung des Feuchtigkeitssensors ausgeführt werden
kann. Da die Adsorptionsfähigkeiten
des Adsorbers zur Adsorption von Kohlenwasserstoffen und vom Wasser zueinander
proportional sind, hat die Feuchtigkeit der nach Adsorption-Abgase
eine enge Korrelation zu einem tatsächlichen Adsorptionszustand
der Kohlenwasserstoffe durch den Adsorber. Solange daher der Adsorber
Kohlenwasserstoffe adsorbiert, sollte ein von dem Feuchtigkeitssensor
erfasster Wert der Feuchtigkeit innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegen,
zum Beispiel dann, wenn die Adsorption von Kohlenwasserstoffe nahezu
abgeschlossen ist. Dies ermöglicht
eine Bestimmung des Fehlers der Feuchtigkeitssensors auf der Basis
eines Werts der vom Feuchtigkeitssensor erfassten Feuchtigkeit.
Wenn, wie hier oben beschrieben, der Adsorber Kohlenwasserstoffe
adsorbiert, wird bestimmt, dass der Motor in einem Betriebszustand
ist, der zur Ausführung
der Fehlerbestimmung des Feuchtigkeitssensors geeignet ist, wodurch
ein Fehler des Feuchtigkeitssensors richtig bestimmt werden kann.
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Erfindungsgemäß wird auf
der Basis des Desorptionszustands der Kohlenwasserstoffe von dem Adsorber,
der durch das Desorptionszustanderfassungsmittel zur Zeit der Beendigung
eines vorangehenden Betriebs des Motors erfasst wird, gewertet, ob
die Fehlerbestimmung des Feuchtigkeitssensors ausgeführt werden
kann oder nicht. Daher kann eine angemessene Fehlerbestimmung unter
Berücksichtigung
des Desorptionszustands der Kohlenwasserstoffe von dem Adsorber,
der den von dem Feuchtigkeitssensor erfassten Feuchtigkeitswert
beeinflußt, ausgeführt werden.
Insbesondere wenn zum Beispiel die Desorption von Kohlenwasserstoffen
während des
unmittelbar vorangehenden Betriebs des Motors nicht abgeschlossen
worden ist, werden die Änderungsarten
in den von dem Feuchtigkeitssensor erfassten Wert unterschiedlich,
um die Zeit der richtigen Ausführung
der Fehlerbestimmung von einer vorbestimmten Zeit vorzuverlagern
oder zu verzögern.
In diesem Fall wird gemäß dieser
bevorzugten Ausführung
die Fehlerbestimmung nicht ausgeführt, sondern es wird nur dann,
wenn die Desorption von Kohlenwasserstoffen während des unmittelbar vorangehenden
Betriebs des Motors abgeschlossen worden ist, die Fehlerbestimmung
ausgeführt,
wodurch es möglich
wird, eine irrtümliche
Fehlerbestimmung des Feuchtigkeitssensors zu verhindern.
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Bevorzugt
enthält
das Fehlerbestimmungs-Ausführungsbewertungsmittel
ein Timermittel zum Messen einer Zeitdauer nach dem Start der Maschine,
und bestimmt ferner auf der Basis der vom Timermittel gemessenen
Zeitdauer, ob die Fehlerbestimmung des Feuchtigkeitssensors ausgeführt werden
kann oder nicht.
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Weiter
bevorzugt enthält
das Fehlerbestimmungs-Ausführungsbewertungsmittel
ferner ein Kraftstoffeinspritzzeitintegrationsmittel, um einen kumulativen
Wert von Kraftstoffeinspritzzeitdauern nach dem Start der Maschine
zu berechnen, und bestimmt ferner auf der Basis des vom Kraftstoffeinspritzzeitintegrationsmittel
berechneten kumulativen Wert, ob die Fehlerbestimmung des Feuchtigkeitssensors
ausgeführt
werden kann oder nicht.
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Bevorzugt
bestimmt das Feuchtigkeitssensor-Fehlerbestimmungsmittel, das der
Feuchtigkeitssensor fehlerhaft ist, wenn der von dem Feuchtigkeitssensor
erfasste Feuchtigkeitswert nicht niedriger als ein vorbestimmter
Wert ist.
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Die
obigen und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden
aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit dem
beigefügten
Zeichnungen näher
ersichtlich.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Blockdiagramm, das schematisch die Anordnung einer Brennkraftmaschine
zeigt, die eine Fehlerbestimmungsvorrichtung zur Bestimmung eines
Fehlers eines Feuchtigkeitssensors gemäß einer Ausführung der
Erfindung sowie ein Steuersystem zum Steuern/Regeln eines Auspuffleitungumschaltventils
enthält;
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2 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht,
die Kohlenwasserstoffadsorption zeigt;
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3 ist
ein Flussdiagramm, das eine Routine zur Ausführung eines Prozesses zur Bestimmung der
Ausführung
der Feuchtigkeitserfassung zeigt;
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4 ist
ein Flussdiagramm, das eine Routine zur Ausführung eines Feuchtigkeitserfassungsprozesses
zeigt,
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5 ist
ein Flussdiagramm, das eine Routine zur Ausführung eines Reaktionsverzögerungskompensationsprozesses
zum Kompensieren einer verzögerten
Reaktion eines Feuchtigkeitssensors zeigt;
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6A bis 6C sind
Diagramme, die schematische Darstellungen von Feuchtigkeitsänderungen
im Zeitablauf zeigen, die bei der Erläuterung des Reaktionsverzögerungskompensationsprozesses
nützlich
sind, worin:
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6A ist
ein Diagramm, das ein Beispiel von Änderungen im (wahren Wert)
der tatsächlichen Feuchtigkeit
an einer stromaufwärtigen
Seite eines KW-Adsorbers zeigt;
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6B ist
ein Diagramm, das ein Beispiel von Änderungen im vom Feuchtigkeitssensor
erfassten Feuchtigkeitswert an einer stromaufwärtigen Seite des KW-Adsorbers
zeigt;
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6C ist
ein Diagramm, das ein Beispiel von Änderungen im korrigierten oder
kompensierten Wert des erfassten Feuchtigkeitswerts zeigt;
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7 ist
ein Flussdiagramm, das eine Hauptroutine zur Ausführung eines
Schätzprozesses zum
Schätzen
eines Adsorptionszustands von Kohlenwasserstoffen durch den KW-Adsorber
sowie einen Desorptionszustand von Kohlenwasserstoffen von dem KW- Adsorber sowie einen
Fehlerbestimmungsprozess zum Bestimmen eines Fehlers des Feuchtigkeitssensors
zeigt;
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8 ist
ein Flussdiagramm, das eine Unterroutine zur Ausführung des
Schätzprozesses
zum Schätzen
des Adsorptionszustands von Kohlenwasserstoffen durch den KW-Adsorber
zeigt;
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9 ist
ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel von Änderungen in der stromaufwärtigen Feuchtigkeit
und der stromabwärtigen
Feuchtigkeit seit dem Start des Motors zeigt;
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10 ist
ein Flussdiagramm, das eine Unterroutine zur Ausführung des
Fehlerbestimmungsprozesses zur Fehlerbestimmung des Feuchtigkeitssensors
zeigt;
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11A bis 11B sind
Zeitdiagramme, die Beispiele von Änderungen verschiedener Daten seit
dem Start des Motors zeigen, worin:
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11A ist ein Diagramm, das ein Beispiel von Änderungen
im kumulativen Wert von Kraftstoffeinspritzzeitdauern zeigt;
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11B ist ein Diagramm, das ein Beispiel von Feuchtigkeitsänderungen
an der stromabwärtigen
Seite des KW-Adsorbers zeigt;
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11C ist ein Diagramm, das ein Beispiel von Temperaturänderungen
eins Sensorelements zeigt;
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12 ist
ein Flussdiagramm, das eine Unterroutine zur Ausführung eines
Schätzprozesses zum
Schätzen
eines Desorptionszustands von Kohlenwasserstoffen von dem KW-Adsorber
zeigt; und
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13 ist
ein Flussdiagramm, das eine Unterroutine zur Ausführung eines
Steuerprozesses zum Steuern/Regeln eines Umschaltventils zeigt.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGEN
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Die
Erfindung wird nun im Detail Bezug auf die Zeichnungen beschrieben,
die bevorzugte Ausführungen
davon zeigen. Zuerst in Bezug auf 1 ist schematisch
die Anordnung einer Brennkraftmaschine gezeigt, auf die eine Fehlerbestimmungsvorrichtung
zur Bestimmung eines Fehlers eines Feuchtigkeitssensors sowie ein
Steuerungssystem zum Steuern/Regeln eines Auspuffleitungsumschaltventils
gemäß einer
Ausführung
der vorliegenden Erfindung angewendet werden. Wie in der Fig. gezeigt,
ist ein Auspuffsystem 2 der Brennkraftmaschine 1 (nachfolgend
einfach als „der
Motor 1" bezeichnet) derart
konfiguriert, dass Abgase von dem Motor 1 nach der Reinigung
abgegeben werden, und gleichzeitig ein Teil der Abgase (AGR) zum
Motor 1 rückgeführt werden
kann. Das Auspuffsystem 2 weist ein Auspuffrohr 4 auf,
das über
einen Auspuffkrümmer 3 mit
dem Motor 1 verbunden ist.
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Eine
katalytische Vorrichtung 6, die zwei Drei-Wege-Katalysatoren 5, 5 aufweist,
sowie eine Kohlenwasserstoffadsorptionsvorrichtung 7 zum
Adsorbieren von Kohlenwasserstoffen sind in einem zwischenliegenden Abschnitt
des Auspuffrohrs 4 angeordnet, als Abgasreinigungskatalysatoren
zum Reinigen von Abgasen. Die zwei Drei-Wege-Katalysatoren 5, 5,
die in der katalytischen Vorrichtung 6 entlang dem Auspuffrohr 4 einander
benachbart angeordnet sind, werden aktiviert, indem sie auf eine Temperatur
von gleich oder höher
als eine vorbestimmte Temperatur (zum Beispiel 300°C) erhitzt werden,
um hierdurch schädliche
Substanzen (Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid und Stickstoffverbindungen)
in den durch die katalytische Vorrichtung 6 hindurchtretenden
Abgasen durch katalytische Oxidations-Reduktionswirkungen davon
zu reinigen.
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Die
Kohlenwasserstoffadsorptionsvorrichtung 7 ist in dem Auspuffrohr 4 an
einer Stelle stromab der katalytischen Vorrichtung 6 angeordnet,
um Kohlenwasserstoffe in den Abgasen zu adsorbieren, wenn der Motor 1 im
Startzustand ist (zum Beispiel bevor angenähert 30 bis 40 Sekunden nach
dem Start des Motorbetriebs abgelaufen sind), worin die Drei-Wege-Katalysatoren 5, 5 inaktiv
bleiben, um hierdurch die Emission von Kohlenwasserstoffen in den
Abgasen stark zu reduzieren. In Bezug auf die 1 und 2 ist
die Kohlenwasserstoffadsorptionsvorrichtung 7 mit dem stromabwärtigen Ende
der katalytischen Vorrichtung 6 über eine Auspuffleitungumschaltvorrichtung 8 verbunden,
und enthält
ein Gehäuse 11,
das eine allgemein hohlzylindrische Außenhülle bildet, ein Bypassauspuffrohr 12,
das in dem Gehäuse 11 angeordnet
ist, sowie einen zylindrischen KW-Adsorber 16 (Adsorber),
der in einen zwischenliegenden Abschnitt des Bypassauspuffrohrs 12 gefüllt ist,
um Kohlenwasserstoffe in den das Bypassauspuffrohr 12 geflossenen
Abgasen zu adsorbieren.
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Wie
in 2 gezeigt, ist das stromaufwärtige Ende des Gehäuses 11 in
obere und untere Abschnitte verzweigt. Eine obere Öffnung 11a des
oberen Abschnitts des stromaufwärtigen
Endes steht mit einer Auspuffleitung des Auspuffrohrs 4 und
mit einem im Querschnitt ringförmigen
Raum (Hauptauspuffleitung 13, der außerhalb des Bypassauspuffrohrs 12 in
dem Gehäuse 11 ausgebildet
ist, in Verbindung, während eine
untere Öffnung 11b des
unteren Abschnitts des stromaufwärtigen
Endes mit einem Raum (Bypassauspuffleitung 14) innerhalb
des Bypassauspuffrohrs in Verbindung steht.
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Das
stromaufwärtige
Ende des Bypassauspuffrohrs 12 ist in die untere Öffnung 11b des
Gehäuses 11 eingesetzt,
und sein stromabwärtiges
Ende ist in den stromabwärtigen
Endabschnitt des Gehäuses 11,
jeweils in luftdichten Zuständen,
eingesetzt. Ferner ist das Bypassauspuffrohr 12 mit einer
Mehrzahl von (zum Beispiel 5) Verbindungsschlitzen 12a an Stellen
nahe dem stromabwärtigen
Ende mit über den
Umfang gleichen Intervallen ausgebildet, über die der stromabwärtige Endabschnitt
der Hauptauspuffleitung 13 und jener der Bypassauspuffleitung 14 innerhalb
des Gehäuses 11 miteinander
in Verbindung stehen.
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Der
KW-Adsorber 16 ist aus einem nicht gezeigten Metall-Bienenwabenkern
gebildet, auf dessen Oberfläche
ein Zeolith getragen ist, so dass dann, wenn die Abgase durch den
KW-Adsorber 16 hindurchtreten, Kohlenwasserstoffe und Wasser
in den Abgasen durch das Zeolithe adsorbiert werden. Das Zeolith,
das hochwärmebeständig ist,
adsorbiert Kohlenwasserstoffe, wenn es im Niedertemperaturzustand
ist (zum Beispiel niedriger als 100°C), während es die ein Mal hier adsorbierten
Kohlenwasserstoffe desorbiert, wenn es auf eine Temperatur von gleich
oder höher
als eine vorbestimmte Temperatur (zum Beispiel 100 bis 250°C) erhitzt
wird. Die desorbierten Kohlenwasserstoffe werden über ein AGR-Rohr 17,
dessen entgegengesetzte Enden mit einem nachfolgend genannten Zweigrohr 18b des Auspuffleitungsumschaltventils 8 und
einem Ansaugrohr 1a des Motors 1 zum Motor 1 rückgeführt werden,
um durch den Motor 1 verbrannt zu werden. Obwohl das oben
beschriebene Zeolith nur in der Lage zu sein braucht, Kohlenwasserstoffe
und Wasser zu adsorbieren und nicht auf einen bestimmten Typ eingeschränkt ist,
wird aber in der vorliegenden Ausführung ein Gemisch von USY (Typ
Y), Ga-MFI und Ferrierite verwendet.
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Die
Abgasleitungsumschaltvorrichtung 8 wird dazu verwendet,
die wie oben konfigurierte Kohlenwasserstoffadsorptionsvorrichtung 7 mit
der katalytischen Vorrichtung 6 zu verbinden, und um selektiv
die Auspuffleitung für
die Abgase, die durch die katalytische Vorrichtung 6 hindurchgetreten
sind, in Abhängigkeit
vom Aktivierungszustand des Drei-Wege-Katalysators 5 zwischen
der Hauptauspuffleitung 13 und der Bypassauspuffleitung 14 umzuschalten. Die
Auspuffleitungsumschaltvorrichtung 8 enthält ein allgemein
hohlzylindrisches Verbindungsrohr 18 sowie ein Umschaltventil 15,
das in dem Verbindungsrohr 18 angeordnet ist, ob zwischen
der Haupt- und der
Bypassauspuffleitung umzuschalten. Das Verbindungsrohr 18 ist
gebildet durch ein Hauptrohr 18a zur luftdichten Verbindung
zwischen dem stromabwärtigen
Ende der katalytischen Vorrichtung 6 und der Hauptauspuffleitung 13 der
Kohlenwasserstoffadsorptionsvorrichtung 7, und dem Zweigrohr 18b,
das an einer Stelle stromauf des Hauptrohrs 18a abzweigt,
zur luftdichten Verbindung zwischen dem stromabwärtigen Ende der katalytischen
Vorrichtung 6 und der Bypassauspuffleitung 14 der
Kohlenwasserstoffadsorptionsvorrichtung 7.
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Das
Umschaltventil 15 weist ein scheibenförmiges Ventilelement 15a sowie
einen Arm 15c auf, der eine vorbestimmte Form hat und an
seinem einen Ende das Ventilelement 15a trägt. Da der
Arm 15c um sein anderes Ende herum durch ein Umschaltventilantriebseinheit 19 (siehe 1)
unter der Steuerung einer ECU 25, auf die später Bezug
genommen wird, um einen vorbestimmten Winkel schwenkbeweglich angetrieben
wird, wird auch das Ventilelement 15a schwenkend bewegt,
um das eine von Hauptrohr 18a und Zweigrohr 18b zu öffnen und gleichzeitig
das andere zu schließen.
Wenn daher, wie in 2 gezeigt, durch das Ventilelement 15a das
Hauptrohr 18a geöffnet
und gleichzeitig das Zweigrohr 18b geschlossen ist, fließen die
Abgase, die durch die katalytische Vorrichtung 6 hindurchgetreten
sind, durch das Hauptrohr 18a in die Hauptauspuffleitung 13 innerhalb
des Gehäuses 11. Wenn
hingegen durch das Ventilelement 15a das Hauptrohr 18a geschlossen
und gleichzeitig das Zweigrohr 18b geöffnet ist (siehe gestrichelte
Linie in 2), fließen die Abgase, die durch die
katalytische Vorrichtung 6 hindurchgetreten sind, durch
das Zweigrohr 18b in die Bypassauspuffleitung 14.
Es sollte angemerkt werden, das der Arm 15c am anderen
Ende mit einer nicht gezeigten Torsionsschraubenfeder versehen ist,
durch die, wie in 2 gezeigt, das Ventilelement 15a um
das Hauptrohr 18b normalerweise in einem offenen Zustand
hält und gleichzeitig
das Zweigrohr 18b in einem geschlossenen Zustand hält.
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In
der wie oben konfigurierten Auspuffleitungsumschaltvorrichtung 8 wird
normalerweise das Ventilelement 15a, das das Zweigrohr 18b schließt, unmittelbar
nach dem Start des Motors 1 schwenkbeweglich angetrieben,
wodurch das Zweigrohr 18b geöffnet und gleichzeitig das
Hauptrohr 18a geschlossen wird. Dies erlaubt, das die Abgase,
die durch die katalytische Vorrichtung 6 hindurchgetreten
sind, über
das Zweigrohr 18b in die Bypassauspuffleitung 14a geführt werden,
um hierdurch zu erlauben, das die Kohlenwasserstoffe und Wasser
in den Abgasen von dem KW-Adsorber 16 adsorbiert werden.
Die Abgase, die durch den KW-Adsorber 16 hindurchgetreten
sind, fließen
weiter stromabwärts,
so dass sie in die Atmosphäre
abgegeben werden. Wenn, wie unten beschrieben wird, bestimmt wird,
dass der KW-Adsorber 16 die Adsorption von Kohlenwasserstoffen
abgeschlossen hat, wird das Ventilelement 15a, das das
Hauptrohr 18a geschlossen hatte, wiederum schwenkbeweglich
angetrieben, um hierdurch das Hauptrohr 18a zu öffnen und
gleichzeitig das Zweigrohr 18b zu schließen. Somit
werden die Abgase, die durch die katalytische Vorrichtung 16 hindurchgetreten
sind, über
das Hauptrohr 18a in die Hauptauspuffleitung 13 innerhalb
des Gehäuses 11 geleitet,
fließen über die
Verbindungsschlitze 12a, die in dem stromabwärtigen Endabschnitt
des Bypassauspuffrohrs 12 ausgebildet sind, in das Bypassauspuffrohr 12,
und fließen
weiter stromabwärts,
so dass sie von den Kraftfahrzeug abgegeben werden.
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In
einen stromabwärtigen
Endabschnitt des Gehäuses 11 der
Kohlenwasserstoff-Adsorptionsvorrichtung 7 ist ein stromabwärtiger Feuchtigkeitssensor 22a eingesetzt,
der die Feuchtigkeit D (nachfolgend einfach als „stromabwärtige Feuchtigkeit D" bezeichnet) stromab
des KW-Adsorbers 16 und
der Bypassauspuffleitung 14 erfasst. Der stromabwärtige Feuchtigkeitssensor 22a liefert
ein elektrisches Signal, das die sensierte stromabwärtige Feuchtigkeit
D anzeigt, zu der ECU 25. Mit der ECU 25 ist auch
ein Ansauglufttemperatursensor 27 zum Erfassen einer Ansauglufttemperatur
TA verbunden. Die ECU 25 (Umschaltventilantriebsmittel,
Reaktionsverzögerungskompensationsmittel,
Heizersteuermittel, Betriebszustanderfassungsmittel, Fehlerbestimmungs-Ausführungsbewertungsmittel,
Feuchtigkeitssensor-Fehlerbestimmungsmittel,
Desorptionszustanderfassungsmittel) steuert/regelt den Motor 1 und
das Auspuffsystem 2 einschließlich des Umschaltventils 15 auf
der Basis der Erfassungsergebnisse durch die obigen Sensoren 22A, 27.
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Der
stromabwärtige
Feuchtigkeitssensor 22A ist in den stromabwärtigen Endabschnitt
des Gehäuses 11 derart
eingesetzt, das ein am Ende des Sensors 22A angebrachten
Sensorelement 22a durch einen der Verbindungsschlitze 12a des
Bypassauspuffrohrs 12 in die Bypassauspuffleitung 14 vorsteht,
und, wie oben beschrieben, die stromabwärtige Feuchtigkeit D erfasst,
um die ECU 25 ein Signal zuzuführen, das die sensierte Feuchtigkeit
D anzeigt. Dieses Signal wird von der ECU 25 als ein Signal
behandelt, das die relative Feuchtigkeit anzeigt, wenn Bedingungen
für den
KW-Adsorber 16 zum Absorbieren von Kohlenwasserstoffen
erfüllt
sind, worauf nachfolgend Bezug genommen wird, wohingegen dann, wenn
die Bedingungen nicht erfüllt
sind, das Signal als ein Signal behandelt wird, das eine absolute
Feuchtigkeit anzeigt. Ferner ist der stromabwärtige Feuchtigkeitssensor 22A mit
einer Heizung 28 zum Erwärmen des Sensorelements 22a versehen. Die
Heizung 28 ist derart konfiguriert, das sie durch die ECU 25 so
angesteuert wird, dass sie für
eine vorbestimmte Zeitdauer betrieben wird, um das Sensorelement 22a zu
erwärmen,
wenn vorbestimmte Bedingungen, auf die nachfolgend Bezug genommen wird,
erfüllt
sind. Es sollte angemerkt werden, dass der stromabwärtige Feuchtigkeitssensor 22A in
der vom vorliegenden Anmelder vorgeschlagenen Japanischen Patentanmeldung
Nr. 2000-23085 beschrieben ist und hierdurch unter Bezugnahme aufgenommen
wird, und daher eine detaillierte Beschreibung davon hier weggelassen
wird.
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Wie
in den 1 und 2 mit den gestrichelten Linien
angegeben, kann, zusätzlich
zu dem stromabwärtigen
Feuchtigkeitssensor 22A an einer Stelle stromauf des KW-Adsorbers 16 ein
stromaufwärtiger
Feuchtigkeitssensor 22B vorgesehen sein, der der gleiche
Feuchtigkeitssensor wie der stromabwärtige Feuchtigkeitssensor 22A ist.
Dieser stromaufwärtige
Feuchtigkeitssensor 22B erfasst die Feuchtigkeit DF (nachfolgend
einfach als „stromaufwärtige Feuchtigkeit
DF" bezeichnet)
stromauf des KW-Adsorbers
in der Bypassauspuffleitung 14. Es sollte angemerkt werden,
dass in der folgenden Beschreibung dann, wenn der stromabwärtige Feuchtigkeitssensor 22A und
der stromaufwärtige
Feuchtigkeitssensor 22B voneinander nicht unterschieden werden,
diese allgemein als „der
Feuchtigkeitssensor 22" bezeichnet
werden.
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Der
Motor 1 ist mit einem Kurbelwinkelstellungssensor 32 versehen,
der ein CRK-Signal und ein OT-Signal, die beide jeweilige Pulssignale
sind, immer dann zu der ECU 25 ausgibt, wenn sich eine nicht
gezeigte Kurbelwelle des Motors 1 um jeweilige vorbestimmte
Winkel dreht. Jeder Puls des OT-Signals
wird immer dann erzeugt, wenn sich zum Beispiel die Kurbelwelle
um 180 Grad dreht.
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Die
ECU 25 ist durch einen Mikrocomputer gebildet, der eine
I/O-Schnittstelle,
eine CPU, ein RAM und ein ROM enthält, von denen keine spezifisch
gezeigt ist. Signale von den Sensoren, wie etwa dem obigen Feuchtigkeitssensor 22 und
dem Ansauglufttemperatursensor 27 werden jeweils in die I/O-Schnittstelle
zur A/D-Wandlung und Wellenformung eingegeben, und dann in die CPU
eingegeben. Die CPU bestimmt einen Betriebszustand des Motors 1 auf
der Basis dieser Signale gemäß einem
aus dem ROM oder dergleichen gelesenen Steuerprogramm, und führt Steueroperationen
in Abhängigkeit
von dem so bestimmten Betriebszustand aus. Es sollte angemerkt werden,
dass dann, wenn die CPU zum Beispiel bestimmt, dass der Feuchtigkeitssensor 22 ausgefallen
ist, die ECU 25 ein Steuersignal an einer Warnlampe 26 ausgibt,
wodurch die Warnlampe 26 aufleuchtet, um den Fahrer über den
Fehler des Feuchtigkeitssensors 22 zu informieren.
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Als
nächstes
werden die von der ECU 25 ausgeführten Steueroperationen im
Detail in Bezug auf die 3 bis 13 beschrieben. 3 zeigt
einen Prozess zur Bestimmung, ob die Erfassung der Feuchtigkeit
ausgeführt
werden sollte oder nicht. Dieser Prozess startet unmittelbar nachdem
ein nicht gezeigter Zündschalter
eingeschaltet wird, um den Motor 1 anzulassen. In dem Prozess
wird zuerst in Schritt S101 bestimmt, ob die Heizung 28 zum
Heizen des Feuchtigkeitssensors 22 in Betrieb ist oder nicht.
Wenn die Antwort auf diese Frage positiv ist (Ja), das heißt, wenn
bestimmt wird, dass die Heizung 28 in Betrieb ist, wird
das Programm sofort beendet, wohingegen dann, wenn die Antwort auf
die Frage von Schritt S101 negativ ist (Nein), das heißt, wenn
die Heizung 28 nicht in Betrieb ist, das Programm zu Schritt
S102 weitergeht, worin bestimmt wird, ob dies vor dem Start des
Motors 1 ist, genauer gesagt, ob das Anlassen des Motors 1 gestartet
worden ist oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage positiv
ist (Ja), das heißt,
wenn dies vor dem Start des Motors 1 ist, geht das Programm
zum nächsten Schritt
S103 weiter, worin bestimmt wird, ob die vom Ansauglufttemperatursensor 27 sensierte
Ansauglufttemperatur TA niedriger als ein vorbestimmter Referenzwert
TA_HT_JDG (zum Beispiel 50°C)
ist oder nicht.
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Wenn
die Antwort auf die Frage von Schritt S103 positiv ist (Ja), das
heißt,
wenn die Ansauglufttemperatur TA niedriger als der Referenzwert TA_HT_JDG
ist, wird in Schritt S104 die Heizung 28 für eine vorbestimmte
Zeitdauer (zum Beispiel 10 Sekunden) betrieben, wonach das Programm
endet. Die obige Steuerung der Heizung 28 wird aus dem folgenden
Grund ausgeführt:
wenn die Umgebungstemperatur beim Start des Motors 1 niedrig
ist, tritt tendenziell eine Wasserkondensation auf dem Sensorelement 22a des
Feuchtigkeitssensors 22 auf, und wenn die Erfassung der
Feuchtigkeit in diesem Zustand ausgeführt wird, kann der tatsächliche
Wert der Feuchtigkeit nicht genau sensiert werden, so dass es erforderlich
ist, durch Kondensation erzeugte Wassertröpfchen durch Betrieb der Heizung 28 zu beseitigen.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage von Schritt S103 negativ
ist (Nein), dass heißt, wenn
die Ansauglufttemperatur TA gleich oder höher als der Referenzwert TA_HT_JDG
ist, wird bestimmt, dass keine Gefahr für das Auftreten von Kondensation
vorliegt, und in Schritt S106 wird ein Feuchtigkeitserfassungsprozess,
der später
im Detail beschrieben wird, ausgeführt, wonach das Programm endet.
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Wenn
die Antwort auf die Frage von Schritt S102 negativ ist (Nein), das
heißt,
wenn der Motor 1 bereits gestartet worden ist, dann geht
das Programm zu Schritt S105 weiter, worin bestimmt wird, ob der
Leerlauf des Motors 1 für
eine Zeitdauer, die gleich oder länger als eine vorbestimmte
Zeitdauer (zum Beispiel 10 Sekunden) ist, fortgedauert hat oder nicht.
Kondensation kann auf dem Sensorelement 22a des Feuchtigkeitssensors 22 auftreten,
wenn der Leerlauf des Motors 1 für eine Zeitdauer, die länger ist
als die vorbestimmte Zeitdauer, fortgedauert hat, und wenn daher
die Antwort auf die Frage von Schritt S105 positiv ist (Ja), geht
das Programm zu Schritt S104 weiter, um Wassertröpfchen von dem Sensorelement 22a ähnlich wie
oben zu entfernen, worin die Heizung 28 für die vorbestimmte
Zeitdauer betrieben wird (S104), wonach das Programm endet. Wenn
die Antwort auf die Frage von Schritt S105 negativ ist (Nein), das
heißt,
wenn die Dauer des Leerlaufs des Motors 1 kürzer als
die vorbestimmte Zeitdauer ist, geht das Programm zu Schritt S106
weiter.
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4 zeigt
den Feuchtigkeitserfassungsprozess, der an Schritt S106 auf der
Basis eines Erfassungsergebnisses durch den Feuchtigkeitssensor 22 ausgeführt wird.
In diesem Prozess wird zuerst in Schritt S111 ein vom stromabwärtigen Feuchtigkeitssensor 22A erfasster
Wert D auf den gegenwärtigen Wert
Hum_R(n) der stromabwärtigen
Feuchtigkeit gesetzt.
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Als
nächstes
wird in Schritt S112 bestimmt, ob dies vor dem Start des Motors 1 ist
oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage positiv ist (Ja), das heißt, wenn
dies vor dem Start des Motors 1 ist, dann wird in Schritt
S113 der gegenwärtige
Wert Hum_F_hat(n) einer stromaufwärtigen geschätzten Feuchtigkeit
auf die in Schritt S111 gesetzte stromabwärtige Feuchtigkeit Hum_R(n)
gesetzt. Da vor dem Start des Motors 1 die Abgase von dem
Motor 1 noch nicht in die Bypassauspuffleitung 14 geflossen
sind, wird die stromabwärtige
Feuchtigkeit Hum_R(n) ohne weitere Bearbeitung auf die stromaufwärtige geschätzte Feuchtigkeit
Hum_F_hat(n) gesetzt. Ferner wird in Schritt S113 der unmittelbar
vorhergehende Wert Hum_F_hat(n – 1)
der stromaufwärtigen
geschätzten
Feuchtigkeit Hum_F_hat(n) auf den gegenwärtigen Wert Hum_F_hat(n) davon
gesetzt.
-
Danach
wird in Schritt S114 bestimmt, ob der stromaufwärtige Feuchtigkeitssensor 22B vorgesehen
ist oder nicht. Wie in den 1 und 2 mit den
gestrichelten Linien angegeben, wird, wenn der stromaufwärtige Feuchtigkeitssensor 22B an
einer Stelle stromab des KW-Adsorbers 16 angeordnet, der
vom Feuchtigkeitssensor 22B erfasste Wert DF in Schritt
S115 auf den gegenwärtigen
Wert Hum_F(n) der stromaufwärtigen
Feuchtigkeit gesetzt, wonach das Programm endet. Wenn andererseits
der stromaufwärtige
Feuchtigkeitssensor 22B nicht angeordnet ist (Nein in S114),
geht das Programm zu Schritt S117 weiter, worin die stromaufwärtige geschätzte Feuchtigkeit
Hum_F_hat(n), die am obigen Schritt S113 gesetzt oder in Schritt
S116 berechnet worden ist, worin nachfolgend Bezug genommen wird,
auf die stromaufwärtige
Feuchtigkeit HUM_F(n) gesetzt, wonach das Programm endet.
-
Wenn
die Antwort auf die Frage von Schritt S112 negativ ist (Nein), das
heißt,
wenn der Motor 1 bereits gestartet worden ist, geht das
Programm zu Schritt S116 weiter, worin der gegenwärtige Wert Hum_F_hat(n)
der stromaufwärtigen
geschätzten Feuchtigkeit
unter Verwendung einer maximalen Feuchtigkeit Hum_MAX, der der Maximalwert
der relativen Feuchtigkeit ist, und des unmittelbar vorhergehenden
Werts Hum_F_hat(n – 1)
der stromaufwärtigen
geschätzten
Feuchtigkeit durch die folgende Gleichung (1) berechnet wird: Hum_F_hat(n) = ALF × Hum_MAX
+ (1 – ALF) × Hum_F_hat(n – 1) (1)
-
In
der obigen Gleichung (1) bezeichnet ALF einen experimentell erhaltenen
Wichtungskoeffizienten, der einen Wert innerhalb des Bereichs von
0 < ALF < 1,0 einnimmt. Ferner
wird in Schritt S116, während
der oben erwähnten
Berechnung, der unmittelbar vorhergehende Wert Hum_F_hat(n – 1) der stromaufwärtigen geschätzten Feuchtigkeit
auf die gegenwärtige
stromaufwärtige
geschätzte
Feuchtigkeit Hum_F_hat(n) gesetzt, die berechnet wird, wenn der
gegenwärtige
Feuchtigkeitserfassungsprozess ausgeführt wird. Dann geht das Programm
zu Schritt S114 weiter.
-
Wie
oben beschrieben, wird in dem Feuchtigkeitserfassungsprozess dann,
wenn der stromaufwärtige
Feuchtigkeitssensor 22B vorgesehen ist, der vom Feuchtigkeitssensor 22B erfasste
Wert DF als der gegenwärtige
Wert Hum_F_(n) des der stromaufwärtigen
Feuchtigkeit verwendet, wohingegen dann, wenn der stromaufwärtige Feuchtigkeitssensor 22B nicht
vorgesehen ist, die stromaufwärtige
geschätzte Feuchtigkeit
Hum_F_hat(n), die in Schritt S113 oder S116 auf der Basis des vom
stromabwärtigen
Feuchtigkeitssensor 22A erfassten Werts D geschätzt ist, verwendet
wird.
-
Wenn
ferner die Feuchtigkeitssensoren 22A, 22B ein
geringes Ansprechverhalten haben, tritt eine Reaktionsverzögerung der
erfassten Werte D, DF auf, und dann wird, um die verzögerte Reaktion
zu kompensieren, ein in 5 gezeigter Reaktionsverzögerungskompensationsprozess
ausgeführt,
um die Reaktionsverzögerung
des Feuchtigkeitssensors 22 zu kompensieren. Wie in der
Figur gezeigt, werden in diesem Kompensationsprozess die stromaufwärtige Feuchtigkeit
Hum_F(n) und die stromabwärtige Feuchtigkeit
Hum_R(n) jeweils in Schritt S121 unter Verwendung der gegenwärtigen erfassten
Werte D, DF und der unmittelbar vorangehenden erfassten Werte D_old,
DF_old durch die folgenden Gleichungen (2) und (3) berechnet: Hum_F(n) = 1/ALF1(DF – (1 – ALF1) × DF_old) (2) Hum_R(n) = 1/ALF2(D – (1 – ALF2) × D_old) (3)
-
In
den obigen Gleichungen repräsentieren die
Gleichungen ALF1 und ALF2 Korrekturkoeffizienten zum Kompensieren
der Ansprechverzögerung des
Feuchtigkeitssensors 22, die durch Experimente gemäß der Spezifikation
des Feuchtigkeitssensors 22 bestimmt werden. Die Koeffizienten
ALF1 und ALF2 nehmen Werte innerhalb der Bereiche 0 < ALF1 < 1,0 bzw. 0 < ALF2 < 1,0 ein. Die Gleichung (2)
kann zum Beispiel wie folgt umgeschrieben werden: Hum_F(n)
= 1/ALF1(DF – DF_old)
+ DF_old
-
Wie
durch diese Gleichung klar gezeigt, wird, wenn die Korrekturkoeffizienten
ALF1 und ALF2 größer werden,
der Kompensationsgrad reduziert, und wenn sich die Werte von ALF1
und ALF2 1 annähern, nähern sich
die stromaufwärtige
Feuchtigkeit Hum_F(n) und die stromabwärtige Feuchtigkeit Hum_R(n)
den gegenwärtigen
Werten DF, D unendlich an. Andererseits wird, wenn die Korrekturkoeffizienten
ALF1, ALF2 kleiner werden, der Kompensationsgrad vergrößert.
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Dann
werden in Schritt S122 die gegenwärtigen Werte DF und D jeweils
auf die unmittelbar vorangehenden Werte DF_old und D_old gesetzt,
so dass als die unmittelbar vorangehenden Werte verwendet werden,
wenn der nächste
Kompensationsprozess ausgeführt
wird, wonach das Programm endet. Es sollte angemerkt werden, dass
dann, wenn beide Feuchtigkeitssensoren 22A, 22B hoch
reaktiv sind, die hierdurch erfassten Werte D, DF als die stromabwärtige Feuchtigkeit
Hum_R(n) bzw. die stromaufwärtige
Feuchtigkeit Hum_F(n) ohne weitere Verarbeitung verwendet werden,
und der oben erwähnte
Kompensationsprozess nicht ausgeführt wird.
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Die 6A, 6B und 6C zeigen
Beispiele von Änderungen
im (wahren Wert) der Feuchtigkeit an der stromaufwärtigen Seite
des KW-Adsorbers 16, des Werts DF, der durch den stromaufwärtigen Feuchtigkeitssensor 22B erfasst
ist, und der stromaufwärtigen
Feuchtigkeit Hum_F(n), die durch Kompensierung der Korrektur des
erfassten Werts DF erhalten ist. Wenn man zum Beispiel, wie in 6A gezeigt,
annimmt, dass sich nach dem Start des Motors 1 die Feuchtigkeit
der Abgase von dem Motor 1 derart verändert, das sie unmittelbar
nach dem Start des Motors ansteigt und dann im Wesentlichen unverändert bleibt,
dann wird, wenn die Feuchtigkeit der Abgase mit einem Feuchtigkeitssensor
mit geringem Ansprechverhalten erfasst wird, wie in 6B gezeigt,
der erfasste Wert DF in einer Weise verändert, die von der Änderung
des wahren Werts verzögert
ist. Andererseits kann im Falle der stromaufwärtigen Feuchtigkeit Hum_F(n),
die durch die obige Gleichung (2) berechnet wird, ein Feuchtigkeitswert
erhalten werden, der sich mit der angenähert gleichzeitigen Zeitgebung
wie jener des wahren Werts verändert,
wodurch es möglich
wird, die verzögerte
Reaktion des stromaufwärtigen
Feuchtigkeitssensors 22B zu kompensieren.
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Es
sollte angemerkt werden, dass dann, wenn der stromaufwärtige Feuchtigkeitssensor 22B nicht
vorgesehen ist, zum Beispiel die stromabwärtige Feuchtigkeit Hum_R(n),
die in Schritt S121 in 5 zur Kompensation berechnet
ist, an den Schritten S113, S116 in 4 verwendet
wird, wodurch es möglich
gemacht wird, eine korrigierte und richtige stromaufwärtige Feuchtigkeit
Hum_F(n) zu erhalten.
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7 zeigt
eine Hauptroutine zur Ausführung
davon Schätzprozessen
zur Schätzung
eines Adsorptionszustands von Kohlenwasserstoffen durch den KW-Adsorber 16 und
eines Desorptionszustands von Kohlenwasserstoffen von dem KW-Adsorber 16,
sowie einen Fehlerbestimmungsprozess zur Fehlerbestimmung des Feuchtigkeitssensors 22. Der
Schätzprozess
zur Schätzung
des Adsorptionszustands von Kohlenwasserstoffen durch den KW-Adsorber 16 wird
synchron mit der Eingabe des OT-Signals von dem Kurbelwinkelstellungssensors 32 zur
ECU 25 ausgeführt.
Zuerst wird in diesem Schätzprozess
in Schritt S131 bestimmt, ob die Bedingungen für den KW-Adsorber 16 zum
Adsorbieren von Kohlenwasserstoffen erfüllt sind oder nicht. Insbesondere
wird bestimmt, ob das Ventilelement 15a des Umschaltventils 15 in
dem Zustand, der die Hauptauspuffleitung 13 schließt und gleichzeitig
die Bypassauspuffleitung 14 öffnet, gehalten wird oder nicht,
wie in 2 mit den gestrichelten Linien angegeben, das
heißt,
in einem Zustand, in dem Abgase von dem Motor 1 in die
Bypassauspuffleitung 14 geleitet werden.
-
Wenn
die Antwort auf die Frage von Schritt S131 positiv ist (Ja), das
heißt,
wenn die obigen Adsorptionsbedingungen erfüllt sind, geht das Programm
zu Schritt S132 weiter, worin der Schätzprozess ausgeführt wird,
um den Adsorptionszustand der Kohlenwasserstoffe zu schätzen. 8 ist
ein Flussdiagramm, das eine Unterroutine zur Ausführung des
Schätzprozesses
zeigt, um den Adsorptionszustand der Kohlenwasserstoffe durch den KW-Adsorbers 16 zu
schätzen.
Zuerst wird in diesem Prozess unter Verwendung der stromaufwärtigen Feuchtigkeit
Hum_F(n) und der stromabwärtigen Feuchtigkeit
Hum_R(n), die in 4 im Feuchtigkeiterfassungsprozess
berechnet sind, der kumulative Wert deltsum von Differenzen zwischen
den stromaufwärtigen
und den stromabwärtigen
Feuchtigkeitswerten in Schritt S141 durch die folgende Gleichung (4)
berechnet: deltsum
= deltsum + Hum_F(n) – Hum_R(n) (4)
-
Wenn
der Motor 1 gestartet ist, ändern sich die stromaufwärtige Feuchtigkeit
und die stromabwärtige
Feuchtigkeit normalerweise so wie in 9 gezeigt.
Insbesondere steigt die stromaufwärtige Feuchtigkeit vor der
stromabwärtigen
Feuchtigkeit (Zeit tF), und ändert
sich derart, dass im Lauf der Zeit ihr Wert zunimmt, und eventuell
auf einen Festwert konvergiert. Andererseits steigt die stromabwärtige Feuchtigkeit
später
als die stromaufwärtige
Feuchtigkeit, nachdem die stromaufwärtige Feuchtigkeit auf einen
gewissen Pegel angestiegen ist (Zeit tR). Dann erhöht sich
im Lauf der Zeit der Wert der stromabwärtigen Feuchtigkeit, und wenn
der KW-Adsorber 16 die Adsorption
von Kohlenwasserstoffen abgeschlossen hat (Zeit tS), konvergiert
sie auf angenähert
den gleichen Wert wie jenen der stromaufwärtigen Feuchtigkeit. Daher
wird durch wiederholte Ausführung
des vorliegenden Schätzprozesses
durch die obige Gleichung (4) der kumulative Wert deltsum berechnet, das
heißt
die Fläche
eines in 9 gezeigten schraffierten Abschnitts,
die der vom KW-Adsorber 16 adsorbierten Wassermenge entspricht.
Die adsorbierte Wassermenge ist proportional zur Menge der vom KW-Adsorber 16 adsorbierten
Kohlenwasserstoffen und hat eine enge Korrelation mit dieser.
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Dann
geht das Programm zu Schritt S142 weiter, worin bestimmt wird, ob
der Absolutwert der Differenz zwischen der stromaufwärtigen Feuchtigkeit
Hum_F(n) und der stromabwärtigen
Feuchtigkeit Hum_R(n) kleiner als ein vorbestimmter Referenzwert
D_H_JDG (zum Beispiel 10%) ist oder nicht. Wenn die Antwort auf
diese Frage negativ ist (Nein), wird in Schritt S145 bestimmt, dass
der KW-Adsorber 16 die Adsorption von Kohlenwasserstoffen
noch nicht abgeschlossen hat, da die Differenz zwischen der stromaufwärtigen Feuchtigkeit
Hum_F(n) und der stromabwärtigen
Feuchtigkeit Hum_R(n) groß ist, und
das vorliegende Programm wird beendet. Wenn andererseits die Antwort
auf die Frage von Schritt S142 positiv ist (Ja), das heißt wenn
bestimmt wird, dass die Differenz zwischen der stromaufwärtigen Feuchtigkeit
Hum_F(n) und der stromabwärtigen Feuchtigkeit
Hum_R(n) klein ist, geht das Programm zu Schritt S143 weiter.
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In
Schritt S143 wird bestimmt, ob der in Schritt S141 berechnete kumulative
Wert deltsum größer als
ein vorbestimmter Referenzwert TRAP_JDG (zum Beispiel 2000%) ist
oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage negativ ist (Nein), wird
in Schritt S145 bestimmt, dass der KW-Adsorber 16 die Adsorption
von Kohlenwasserstoffen noch nicht abgeschlossen hat, da der kumulative
Wert deltsum klein ist, wonach das Programm endet, wohingegen dann,
wenn die Antwort auf die Frage von Schritt S143 positiv ist (Ja),
das heißt,
wenn der kumulative Wert deltsum größer als der Referenzwert TRAP_JDG
ist, in Schritt S144 bestimmt wird, dass der KW-Adsorber 16 die Adsorption
von Kohlenwasserstoffen abgeschlossen hat, wonach das Programm endet.
-
Wenn,
wie hier oben beschrieben, in dem vorliegenden Schätzprozess
die Differenz zwischen der stromaufwärtigen Feuchtigkeit Hum_F(n)
und der stromabwärtigen
Feuchtigkeit Hum_R(n) kleiner als der Referenzwert D_H_JDG ist und
gleichzeitig der kumulative Wert deltsum größer als der Referenzwert TRAP_JDG
ist, wird bestimmt, dass der KW-Adsorber 16 die Adsorption
von Kohlenwasserstoffen abgeschlossen hat. Wie oben beschrieben,
nimmt während
des Starts des Motors 1 die obige Differenz fortschreitend
ab, wenn sich die Adsorption von der Kohlenwasserstoffe durch den
KW-Adsorber 16 dem Abschluss annähert, und der kumulative Wert
deltsum hat eine enge Korrelation zu der vom KW-Adsorber 16 adsorbierten
Kohlenwasserstoffmenge. Daher kann durch Ausführung des obigen Prozesses
der Adsorptionszustand der Kohlenwasserstoffe durch den KW-Adsorber 16,
das heißt,
ob die Adsorption der Kohlenwasserstoffe durch den KW-Adsorber 16 abgeschlossen
worden ist oder nicht, auf der Basis der Erfassungsergebnisse des
stromabwärtigen Feuchtigkeitssensors 22A oder
des Sensors 22A und des stromaufwärtigen Feuchtigkeitssensors 22B richtig
bestimmt werden.
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Nach
dem Schätzprozess
zum Schätzen
des Adsorptionszustands der Kohlenwasserstoffe in Schritt S132 geht
das Programm zu Schritt S133 in 7 weiter,
worin bestimmt wird, ob eine vorbestimmte Zeitdauer (zum Beispiel
10 Sekunden) nach dem Start des Motors 1 abgelaufen sind
oder nicht. Dann wird in Schritt S134 bestimmt, ob die Desorption
von Kohlenwasserstoffen von dem KW-Adsorber 16, wie nachfolgend
beschrieben wird, während
des unmittelbar vorangehenden Betriebs des Motors 1 (zum
Zeitpunkt des Betriebsendes) abgeschlossen worden ist oder nicht.
Wenn eine der Antworten auf diese Fragen negativ ist (Nein), dann
wird bestimmt, dass die Bedingungen zum Ausführen des Fehlerbestimmungsprozesses
zur Fehlerbestimmung des Feuchtigkeitssensors 22 nicht
erfüllt
sind, wonach das Programm endet. Wenn andererseits beide Antworten
auf die Fragen der Schritte S133 und S134 positiv sind (Ja), wird
bestimmt, dass die Bedingungen zur Ausführung des Fehlerbestimmungsprozesses
erfüllt
sind, und dieser Prozess wird in Schritt S135 ausgeführt.
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Um,
wie oben beschrieben, den Fehlerbestimmungsprozess zur Fehlerbestimmung
des Feuchtigkeitssensors 22 auszuführen, werden die Bestimmungen
in den Schritten S133 und S134 aus den folgenden Gründen ausgeführt: zuerst
wird in Schritt S133 der Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer nach
dem Start des Motors 1 zum Erfordernis der Durchführung des
Fehlerbestimmungsprozesses in Schritt S133 gesetzt, weil erst, nachdem
eine bestimmte Zeitdauer nach dem Start des Motors 1 abgelaufen
ist, die Adsorption von Kohlenwasserstoffen durch den KW-Adsorber 16 sich
dem Abschluss annähert,
wodurch der mit dem Feuchtigkeitssensor 22 erfasste Feuchtigkeitswert
(siehe 9 und 11B)
auf einem im Wesentlichen festen Wert stabil wird. Durch Ausführung der
Fehlerbestimmung des Feuchtigkeitssensors 22, wenn der
erfasste Wert stabil oder im Wesentlichen fest ist, ist es daher
möglich,
eine richtige Bestimmung des Fehlers des Feuchtigkeitssensors 22 auszuführen. Andererseits wird
der Abschluss der Desorption der Kohlenwasserstoffe während des
vorangehenden Betriebs des Motors 1 in Schritt S134 auf
ein Erfordernis gesetzt, weil dann, wenn die Desorption von Kohlenwasserstoffen
während
des vorangehenden Betriebs des Motors 1 nicht abgeschlossen
worden ist, durch die Art der Veränderungen im vom Feuchtigkeitssensor 22 erfassten
Wert unterschiedlich wird, um die Zeitgebung der richtigen Ausführung der
Fehlerbestimmung vorzuverlagern oder zu verzögern. In diesem Fall wird die
Fehlerbestimmung nicht ausgeführt, sondern
die Fehlerbestimmung wird nur dann ausgeführt, wenn die Desorption von
Kohlenwasserstoffen während
des unmittelbar vorangehenden Betriebs des Motors 1 abgeschlossen
worden ist, wodurch es möglich
wird, eine irrtümliche
Fehlerbestimmung des Feuchtigkeitssensors 22 zu verhindern.
-
10 ist
ein Flussdiagramm, das eine Unterroutine zur Ausführung des
in Schritt S135 ausgeführten
Fehlerbestimmungsprozesses zeigt, um zu bestimmen, ob der Fehler
des stromabwärtigen Feuchtigkeitssensors 22 aufgetreten
ist oder nicht. In diesem Prozess wird zuerst in Schritt S151 bestimmt, ob
ein Fehlerbestimmungsabschlussflag 1 einnimmt oder nicht. Das Fehlerbestimmungsabschlussflag wird
auf 0 rückgesetzt,
wenn der Zündschalter
eingeschaltet wird, und wird in Schritt S156 auf 1 gesetzt, worauf
nachfolgend Bezug genommen wird, wenn die Fehlerbestimmung des stromabwärtigen Feuchtigkeitssensors 22A abgeschlossen
worden ist. Wenn die Antwort auf die Frage von Schritt S151 positiv
ist (Ja), das heißt,
wenn das Fehlerbestimmungsabschlussflag 1 einnimmt, wird das Programm sofort
beendet. Wenn, wie oben beschrieben, die Fehlerbestimmung des stromabwärtigen Feuchtigkeitssensors 22A bereits
abgeschlossen worden ist, wird nachfolgend der Fehlerbestimmungsprozess nicht
ausgeführt.
Das heißt,
die Fehlerbestimmung wird nur ein Mal ausgeführt, wenn der Motor 1 gestartet
wird.
-
Wenn
die Antwort auf die Frage von Schritt S151 negativ ist (Nein), das
heißt,
wenn im gegenwärtigen
Prozess die Fehlerbestimmung des stromabwärtigen Feuchtigkeitssensors 22A nicht
abgeschlossen worden ist, wird ein kumulativer Wert sgm_tout der
Kraftstoffeinspritzzeitdauer tout aller Zylinder des Motors 1 durch
die folgende Gleichung berechnet: sgm_tout = sgm_tout + tout (5)
-
Die
obige Gleichung wird angewendet, um die gesamte Wärmemenge
zu schätzen,
die von dem Motor seit dessen Start zum Auspuffsystem 2 geliefert
wurde.
-
Dann
wird in Schritt S153 bestimmt, ob der kumulative Wert sgm_tout größer als
ein vorbestimmter Referenzwert SGM_JDGR ist oder nicht. Wenn die
Antwort auf diese Frage negativ ist (Nein), wird bestimmt, dass
die gesamte Wärmemenge
nicht groß genug
ist, um die Temperatur des Sensorelements 22a des stromabwärtigen Feuchtigkeitssensors 22A ausreichend
anzuheben, und das Programm wird sofort beendet, ohne die Fehlerbestimmung
des stromabwärtigen
Feuchtigkeitssensors 22A auszuführen.
-
Wenn
andererseits die Antwort auf die Frage von Schritt S153 positiv
ist (Ja), wird bestimmt, dass die Temperatur des Sensorelements 22a ausreichend
angehoben worden ist, und das Programm geht zu Schritt S154 weiter,
worin bestimmt wird, ob die stromabwärtige Feuchtigkeit Hum_R(n)
kleiner als der Referenzwert D_H_JDG (zum Beispiel 90%) ist oder
nicht. Wie in 11A gezeigt, nimmt mit Ablauf
der Zeit seit dem Start des Motors 1 der kumulative Wert
sgm_tout zu, und wenn diese den Referenzwert SGM_JDGR überschreitet
(Zeit tK), ist die Temperatur des Sensorelements 22a ausreichend angehoben
worden, und die Adsorption von Kohlenwasserstoffen durch den KW-Adsorber 16 ist
abgeschlossen oder nahezu abgeschlossen worden, so dass die stromabwärtige Feuchtigkeit
Hum_R(n) einen im Wesentlichen festen Wert einnimmt. Der obige Referenzwert
H_R_JDGR wird auf einen vorbestimmten Wert gesetzt, der etwas kleiner
ist als dieser Festwert. Wenn daher die Antwort auf die Frage von
Schritt S154 negativ ist (Nein), das heißt, wenn der Wert der stromabwärtigen Feuchtigkeit Hum_R(n)
gleich oder größer als
der Referenzwert H_R_JDGR ist, wird bestimmt, dass der stromabwärtige Feuchtigkeitssensor 22A normal
ist, wohingegen dann, wenn die Antwort auf die Frage von Schritt S154
positiv ist (Ja), das heißt,
wenn der Wert der stromabwärtigen
Feuchtigkeit Hum_R(n) kleiner als der Referenzwert H_R_JDGR ist,
bestimmt wird, dass der stromabwärtige
Feuchtigkeitssensor 22A ausgefallen ist. Dann wird in Schritt
S156 das Fehlerbestimmungsabschlussflag auf 1 gesetzt, wonach das
Programm endet.
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Durch
Ausführung
des obigen Prozesses ist es möglich,
die Fehlerbestimmung des stromabwärtigen Feuchtigkeitssensors 22A auf
der Basis des Erfassungsergebnisses durch den stromabwärtigen Feuchtigkeitssensor 22A selbst
richtig auszuführen. Es
sollte angemerkt werden, dass dann, wenn der stromaufwärtige Feuchtigkeitssensor 22B vorgesehen
ist, ein Fehlerbestimmungsprozess dafür so ähnlich ausgeführt werden
kann wie die Fehlerbestimmung des stromabwärtigen Feuchtigkeitssensors 22A,
in dem einfach die Größe der vorgenannten zwei
Referenzwerte (SGM_JDGR, H_R_JDG) verändert wird.
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Wieder
in Bezug auf 7 geht dann, wenn die Antwort
auf die Frage von Schritt S131 negativ ist (Nein), das heißt, wenn
die Bedingungen der Adsorption nicht erfüllt sind, das Programm zu Schritt
S136 weiter, worin bestimmt wird, ob die Bedingungen, damit der
KW-Adsorber 16 Kohlenwasserstoffe desorbiert, erfüllt sind
oder nicht. Insbesondere wird bestimmt, ob ein AGR-Betrieb ausgeführt wird
oder nicht. Wenn die Antwort auf die Frage von Schritt S136 positiv
ist (Ja), das heißt,
wenn die Bedingungen für
den KW-Adsorber 16 zum Desorbieren von Kohlenwasserstoffen
erfüllt
sind, geht das Programm zu Schritt S137 weiter, worin der Schätzprozess
zum Schätzen
des Desorptionszustands der Kohlenwasserstoffe von dem KW-Adsorber 16 ausgeführt wird. 12 zeigt
eine Unterroutine zur Ausführung
des obigen Schätzprozesses
zum Schätzen
des Desorptionszustands der Kohlenwasserstoffe von dem KW-Adsorber 16.
In dem gegenwärtigen
Prozess wird in Schritt S161 bestimmt, ob die stromabwärtige Feuchtigkeit
Hum_R(n) kleiner als ein vorbestimmter Referenzwert REL-JDG (zum
Beispiel 15%) ist oder nicht.
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Wenn
in Bezug auf 11B die Desorption der Kohlenwasserstoffe
von dem KW-Adsorber 16 beginnt, wird zu Anfang das Wasser
von dem KW-Adsorber 16 zusammen
mit den Kohlenwasserstoffen desorbiert, wodurch die stromabwärtige Feuchtigkeit
Hum_R(n) einen angenäherten
Festwert einhält,
und wenn dann die im KW-Adsorber 16 verbleibende Wassermenge
abnimmt, wird die Desorptionsmenge davon reduziert, was zu einer
Minderung der stromabwärtigen
Feuchtigkeit Hum_R(n) führt.
Im Ergebnis wird, wenn die Antwort auf die Frage von Schritt S161
positiv ist (Ja), das heißt,
wenn die stromabwärtige
Feuchtigkeit Hum_R(n) kleiner als der Referenzwert REL_JDG ist,
in Schritt S162 bestimmt, dass die stromabwärtige Feuchtigkeit Hum_R(n)
gering ist, und die Desorption von Kohlenwasserstoffen aus dem KW-Adsorber 16 abgeschlossen
worden ist, wonach das Programm endet. Wenn andererseits die Antwort
auf die Frage von Schritt S161 negativ ist (Nein), das heißt, wenn
die stromabwärtige
Feuchtigkeit Hum_R(n) gleich oder größer als der Referenzwert REL_JDG
ist, wird in Schritt S163 bestimmt, dass die Desorption der Kohlenwasserstoffe
noch nicht abgeschlossen worden ist, wonach das Programm endet.
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Durch
Ausführen
des oben beschriebenen Schätzprozesses
ist es möglich,
richtig zu bestimmen, das die Desorption von Kohlenwasserstoffen von
dem KW-Adsorber 16 abgeschlossen worden ist, auf der Basis
des Ergebnisses der Erfassung durch den stromabwärtigen Feuchtigkeitssensor 22A.
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13 zeigt
eine Routine zur Ausführung
eines Steuerprozesses zum Steuern/Regeln des Umschaltventils, wodurch
die Auspuffleitung selektiv zwischen der Hauptauspuffleitung 13 und
der Bypassauspuffleitung 14 umgeschaltet wird. In diesem
Prozess wird in Schritt S171 bestimmt, ob die Adsorption von Kohlenwasserstoffen
durch den KW-Adsorber 16 abgeschlossen worden ist oder
nicht. Diese bestimmt erfolgt auf der Basis davon, ob der oben in
Bezug auf die 8 beschriebene Schritt S144
ausgeführt
wird oder nicht. Wenn die Antwort auf die Frage von Schritt S171
negativ ist (Nein), bedeutet dies, das die Adsorption von Kohlenwasserstoffen
durch den KW-Adsorber 16 noch nicht abgeschlossen worden ist,
das heißt,
das der KW-Adsorber 16 im Verlauf der Adsorption von Kohlenwasserstoffen
ist, und da das Umschaltventil 15 so gehalten wird wie
es ist. Insbesondere wird in Schritt S173 das Ventilelement 15a des
Umschaltventils 15 in einem Zustand gehalten, der die Hauptauspuffleitung 13 schließt und gleichzeitig
die Bypassauspuffleitung 14 öffnet.
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Wenn
die Antwort auf die Frage von Schritt S171 positiv ist (Ja), bedeutet
dies, das die Adsorption von Kohlenwasserstoffen durch den KW-Adsorber 16 abgeschlossen
worden ist. Daher wird in Schritt S172 durch das Ventilelement 15a des
Umschaltventils 15 die Hauptauspuffleitung 13 geöffnet und gleichzeitig
die Bypassauspuffleitung 14 geschlossen. Es sollte angemerkt
werden, dass der AGR-Betrieb der nach mittels des AGR-Rohrs 17 ausgeführt wird,
um Kohlenwasserstoffe von dem KW-Adsorber 16 zu desorbieren.
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Durch
Ausführung
des obigen Steuerprozesses kann das Umschaltventil 15 mit
geeigneter Zeitgebung auf der Basis des Erfassungsergebnisses durch
den stromabwärtigen
Feuchtigkeitssensor 22A umgeschaltet werden.
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Wie
oben im Detail beschrieben, ist es gemäß der vorliegenden Ausführungen
möglich,
auf der Basis der stromabwärtigen
Feuchtigkeit Hum_R(n), die eine enge Korrelation zum Adsorptionszustand von
Kohlenwasserstoffen durch den KW-Adsorber 16 hat, den Adsorptionszustand
von Kohlenwasserstoffen durch den KW-Adsorber 16 richtig
zu schätzen, das
heißt,
ob die Adsorption von Kohlenwasserstoffen durch den KW-Adsorber 16 tatsächlich abgeschlossen
worden ist oder nicht. Ferner ist es möglich, das Umschaltventil 15 mit
geeigneter Zeitgebung durch Umschalten desselben gemäß dem Adsorptionszustand
von Kohlenwasserstoffen durch den KW-Adsorber 16 zu steuern,
was ermöglicht, dass
die Abgase ausreichend gereinigt werden.
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Zusätzlich kann
die verzögerte
Reaktion des Feuchtigkeitssensors 22 kompensiert werden,
wodurch auch dann, wenn der Feuchtigkeitssensor 22 ein
geringes Ansprechverhalten hat, es möglich wird, das Umschaltventil 15 mit
einer besser geeigneten Zeitgebung umzuschalten, in dem die verzögerte Reaktion
des Feuchtigkeitssensors 22 kompensiert wird. Indem ferner
das Sensorelement 22a des Feuchtigkeitssensors 22 mittels
der Heizung 28 in Abhängigkeit
vom Betriebszustands des Motors 1 erhitzt wird, ist es
möglich,
das Sensorelement 22a in einem Zustand anzuordnen, der zum
Erfassen der Feuchtigkeit geeignet ist. Im Ergebnis ist es möglich, das
Auftreten von Problemen zu vermeiden, wie etwa auf den Sensorelement 22a gebildetes
Kondensat und die Auflagerung von Koks und Ruß darauf, um hierdurch die
Feuchtigkeit richtig zu erfassen.
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Ferner
ist es gemäß der Fehlerbestimmungsvorrichtung
für den
Feuchtigkeitssensor der vorliegenden Erfindung möglich, den Adsorptionszustand
der Kohlenwasserstoffe durch den KW-Adsorber 16 und den
Desorptionszustand der Kohlenwasserstoffe von dem KW-Adsorber 16 auf
der Basis der stromabwärtigen
Feuchtigkeit Hum_R(n), die eine enge Korrelation zum tatsächlichen
Adsorptionszustand der Kohlenwasserstoffe durch den KW-Adsorber 16 hat,
richtig zu schätzen.
Ferner kann die Fehlerbestimmung des Feuchtigkeitssensors 22 auf
der Basis des Erfassungsergebnisses durch denselben mit geeigneter
Zeitgebung auf der Basis des geschätzten Adsorptionszustands der
Kohlenwasserstoffe durch den KW-Adsorber 16 und des Desorptionszustands
der Kohlenwasserstoffe von dem KW-Adsorber 16 richtig auszuführen. Darüber hinaus wird
die Fehlerbestimmung des Feuchtigkeitssensors 22 unter
Verwendung eines mit dem Sensor 22 erfassten Feuchtigkeitwerts
ausgeführt,
und daher wird es möglich,
die Fehlerbestimmungsvorrichtung zur Fehlerbestimmung des Feuchtigkeitssensors durch
eine relativ einfache Konstruktion zu realisieren, ohne eine spezielle
Vorrichtung zu benötigen.
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Es
sollte angemerkt werden, dass die Erfindung nicht auf die oben beschriebene
Ausführung beschränkt ist,
sondern auf verschiedenen Weisen praktiziert werden kann. Obwohl
zum Beispiel in der obigen Ausführung
die katalytische Vorrichtung 6, die die Drei-Wege-Katalysatoren 5 enthält, und
die Kohlenwasserstoffadsorptionsvorrichtung 7, die den KW-Adsorber 16 enthält, in dem
Auspuffrohr 4 als Abgasreinigungskatalysatoren separat
voneinander angeordnet sind, schränkt dies nicht ein, sondern
die vorliegende Erfindung kann auch auf einen Abgasreinigungskatalysator
vom sogenannten Hybridtyp angewendet werden, worin diese Vorrichtungen
durch eine einzige oder einheitliche Vorrichtung konfiguriert sind.
Ferner kann der Feuchtigkeitssensor 22 mit einem Luft-Kraftstoffverhältnissensor
integriert werden, in dem diese im gleichen Gehäuse untergebracht werden.
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Für den Fachmann
versteht es sich ferner, dass das Vorstehende eine bevorzugte Ausführung der
Erfindung ist, und das zahlreiche Änderungen und Modifikationen
durchgeführt
werden können, ohne
vom Umfang davon abzuweichen.
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Es
werden eine Fehlerbestimmungsvorrichtung, die eine einfache Konstruktion
hat und in der Lage ist, den Fehler eines Feuchtigkeitssensors richtig
zu bestimmen, der die Feuchtigkeit der Abgase davon einer Brennkraftmaschine
erfaßt,
sowie ein Steuerungssystem für
ein Auspuffleitungsumleitungsschaltventil angegeben, das das Umschaltventil mit
geeigneter Zeitgebung umschalten kann, um hierdurch eine ausreichende
Reinigung der Abgase zu ermöglichen.
In einer Form der Erfindung wird ein Betriebszustand des Motors
erfaßt.
Es wird auf der Basis des erfassten Betriebszustands des Motors
gewertet, ob der Motor in einem Betriebszustand ist oder nicht,
in dem die Fehlerbestimmung des Feuchtigkeitssensors ausgeführt werden
kann. Auf der Basis des Erfassungsergebnisses durch den Feuchtigkeitssensor
wird bestimmt, ob der Feuchtigkeitssensor ausgefallen ist oder nicht,
wenn bewertet worden ist, dass die Fehlerbestimmung des Feuchtigkeitssensors
ausgeführt
werden kann. In einer anderen Form der Erfindung schaltet das Umschaltventil
eine Auspuffleitung, in der eine katalytische Vorrichtung zum Reinigen
der Abgase von dem Motor angeordnet ist, zwischen einer Hauptauspuffleitung
und einer Bypassauspuffleitung, die die Hauptauspuffleitung umgeht
und in der ein Adsorber angeordnet ist, der in der Lage ist, Kohlenwasserstoffe
und Wasser in den Abgasen zu adsorbieren, um. Ein Feuchtigkeitssensor
ist an einer Stelle stromab des Adsorbers in der Bypassauspuffleitung
angeordnet, um die Feuchtigkeit der in die Bypassauspuffleitung
geführten
Abgase zu erfassen. Das Umschaltventil wird auf der Basis eines
Ergebnisses der Erfassung durch den Feuchtigkeitssensor angetrieben.