CN110621867B - 学习装置及学习方法 - Google Patents

Abstract

一种对检测车辆的进气压力的进气压力传感器及检测车辆的排气压力的排气压力传感器的误差进行学习的学习装置，包括：压力取得部，其取得设于车辆的大气压力传感器在预定的温度范围内检测到的大气压力、进气压力传感器在预定的温度范围检测到的进气压力、及排气压力传感器在预定的温度范围内检测到的排气压力；以及学习部，其将在车辆的引擎停止的状态下在预定的温度范围内进气压力传感器检测到的进气压力与大气压力传感器检测到的大气压力的差即第1压力差、及在引擎停止的状态下在预定的温度范围内排气压力传感器检测到的排气压力与大气压力传感器检测到的大气压力的差即第2压力差存储到存储部。

Description

学习装置及学习方法

技术领域

本公开涉及用于学习车辆的进气压力传感器及排气压力传感器的个体偏差的大小的学习装置及学习方法。

背景技术

以往，已知利用大气压力来修正车辆的排气压力的测定值的方法。在专利文献1中，公开了一种预先存储有在预定的条件下测定的大气压力，并基于所存储的大气压力与所测定的大气压力的差，来修正排气压力的测定值的方法。

[现有技术文献]

[专利文献]

专利文献1：日本特开2006-161626号公报

发明内容

[发明要解决的课题]

在以往的方法中，未考虑压力传感器的特性随温度而变化。因大气压力传感器的温度特性与排气压力传感器的温度特性不同，故在使用以往的方法的情况下，修正值随温度而变化。因此，在使用以往的方法的情况下，大气压力传感器的温度特性的影响会波及到用于修正传感器的个体偏差的影响的修正值，故该修正值的精度较低。

本公开的目的在于提供一种能够提高大气压力传感器对车辆中的进气压力传感器及排气压力传感器的压力的修正精度的学习装置及学习方法。

[用于解决技术课题的技术方案]

本公开的学习装置是对检测车辆的进气压力的进气压力传感器及检测上述车辆的排气压力的排气压力传感器的误差进行学习，包括：压力取得部，其取得设于上述车辆的大气压力传感器在预定的温度范围内检测到的大气压力、上述进气压力传感器在上述预定的温度范围内检测到的进气压力、及上述排气压力传感器在上述预定的温度范围内检测到的排气压力，学习部，其将在上述车辆的引擎停止的状态下在上述预定的温度范围内上述进气压力传感器检测到的进气压力与上述大气压力传感器检测到的大气压力的差即第1压力差、及在上述引擎停止的状态下在上述预定的温度范围内上述排气压力传感器检测到的排气压力与上述大气压力传感器检测到的大气压力的差即第2压力差存储到存储部，以及修正部，其在上述学习部将上述第1压力差及上述第2压力差存储到上述存储部后，基于上述第1压力差修正上述进气压力传感器检测到的进气压力，并且基于上述第2压力差修正上述排气压力传感器检测到的排气压力。

也可以是，上述学习部在设于上述车辆的温度传感器检测到的温度比上述预定的温度范围的下限值低的情况下使上述车辆的上述引擎起动，将在上述温度传感器检测到的温度达到上述预定的温度范围内后使上述引擎停止的状态下的上述第1压力差及上述第2压力差存储到上述存储部。

另外，也可以是，上述学习部从开始向上述大气压力传感器、上述进气压力传感器及上述排气压力传感器通电起待机到经过预定的时间后，将上述第1压力差及上述第2压力差存储到上述存储部。

另外，也可以是，上述学习部在确认上述进气压力传感器、上述排气压力传感器及上述大气压力传感器未发生故障后，将上述第1压力差及上述第2压力差存储到上述存储部。

另外，也可以是，上述学习部将对在上述预定的时间内上述进气压力传感器检测到的进气压力进行了平滑化后的平滑化进气压力与对在上述预定的时间内上述大气压力传感器检测到的大气压力进行了平滑化后的平滑化大气压力的差计算为上述第1压力差，并且将对在上述预定的时间内上述排气压力传感器检测到的排气压力进行了平滑化后的平滑化排气压力与上述平滑化大气压的差计算为上述第2压力差。

本公开的学习方法是由计算机执行、对检测车辆的进气压力的进气压力传感器及检测上述车辆的排气压力的排气压力传感器的误差进行学习的方法，包括：取得设于上述车辆的大气压力传感器在预定的温度范围内检测到的大气压力、上述进气压力传感器在上述预定的温度范围内检测到的进气压力、及上述排气压力传感器在上述预定的温度范围内检测到的排气压力的步骤，将在上述车辆的引擎停止的状态下在上述预定的温度范围内上述进气压力传感器检测到的进气压力与上述大气压力传感器检测到的大气压力的差即第1压力差、及在上述引擎停止的状态下在上述预定的温度范围内上述排气压力传感器检测到的排气压力与上述大气压力传感器检测到的大气压力的差即第2压力差存储到存储部的步骤，以及在将上述第1压力差及上述第2压力差存储到上述存储部后，基于上述第1压力差修正上述进气压力传感器检测到的进气压力，并且基于上述第2压力差修正上述排气压力传感器检测到的排气压力的步骤。

发明效果

根据本公开的学习装置及学习方法，能够提高大气压力传感器对车辆中的进气压力传感器及排气压力传感器的压力的修正精度。

附图说明

图1是表示车辆中的进气系统及排气系统的构成的图。

图2是表示ECM的构成的图。

图3是表示ECM的处理步骤的流程图。

图4是表示使用工具实施由ECM进行的学习时的流程的时序图。

具体实施方式

[车辆1的概要]

图1是表示本实施方式的车辆1的进气系统及排气系统的构成的图。车辆1能够与由车辆1的制造者或经销商所使用的计算机等构成的工具2连接，制造者或经销商能够使用工具2将用于修正车辆1具有的进气压力传感器及排气压力传感器的个体偏差的信息发送给车辆1。

车辆1具有ECM(Engine Control Module：引擎控制模块)10、引擎11、EGR(ExhaustGas Recirculation：废气再循环装置)冷却器12、EGR阀13、温度传感器14、大气压力传感器15、进气压力传感器16、以及排气压力传感器17。ECM10是控制引擎11及引擎11的周边部件的模块，例如具有CPU(Central Processing Unit：中央处理器)、RAM(Random AccessMemory：随机存取存储器)及EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read OnlyMemory：电可擦可编程只读存储器)等。ECM10与工具2之间能够收发各种数据。ECM10与工具2可以通过电缆收发数据，也可以通过电波收发数据。

ECM10基于排气压力传感器17检测到的排气压力与进气压力传感器16检测到的进气压力的比来计算EGR流量。另外，ECM10控制EGR阀13，以使计算出的EGR流量所对应的氧气浓度成为预定的范围内。详细情况在下文说明，为了抑制因进气压力传感器16及排气压力传感器17的个体偏差而产生的EGR流量的计算误差，ECM10作为学习修正值的学习装置发挥功能，该修正值用于在预定的温度范围内基于大气压力传感器15、进气压力传感器16、及排气压力传感器17检测到的大气压力，来修正进气传感器16检测到的进气压力及排气压力传感器17检测到的排气压力。

引擎11产生用于驱动车辆1的动力。引擎11排出的排气的一部分被送到EGR冷却器12。EGR冷却器12将从引擎11送来的排气冷却后返回至引擎11。

EGR阀13是用于调整从引擎11送到EGR冷却器12的排气的量的阀。EGR阀13基于ECM10的控制，来调整从引擎11送到EGR冷却器12的排气的量。

温度传感器14是检测进气压力传感器16及排气压力传感器17的周边的温度(以下，有时称为周边温度)的温度检测部。温度传感器14将检测到的温度通知ECM10。图1中表示车辆1具有1个温度传感器14的示例，但车辆1也可以具有设于进气压力传感器16及排气压力传感器17附近的多个温度传感器14。

大气压力传感器15是检测大气压力的压力传感器。大气压力传感器15可以设于车辆的任意场所，例如设于引擎11附近。大气压力传感器15将检测到的大气压力通知ECM10。

进气压力传感器16是对经由中冷器(未图示)流入引擎11的空气的压力进行检测的压力传感器。进气压力传感器16检测例如由增压器(未图示)送入引擎11的压缩空气的压力即增压压力并作为进气压力。进气压力传感器16设于中冷器与引擎11之间的配管上。进气压力传感器16将检测到的进气压力通知ECM10。

排气压力传感器17是对从引擎11送到EGR冷却器12的排气的压力进行检测的压力传感器。排气压力传感器17设于引擎11与EGR冷却器12之间的配管上。排气压力传感器17将检测到的排气压力通知ECM10。

[传感器的精度特性]

设想大气压力传感器15、进气压力传感器16及排气压力传感器17分别存在根据压力及周边温度而偏差幅度不同的情况。因此，本实施方式的ECM10在大气压力传感器15、进气压力传感器16及排气压力传感器17的个体偏差幅度较小的温度范围内，基于大气压力传感器15检测到的压力，来学习进气压力传感器16及排气压力传感器17检测到的压力的偏差。ECM10在学习完成后，通过使用学习到的偏差来修正进气压力传感器16及排气压力传感器17检测到的压力，从而抑制进气压力传感器16及排气压力传感器17的偏差的影响。

[ECM10的构成]

图2是表示ECM10的构成的图。ECM10具有存储部101及控制部102。

存储部101具有EEPROM及RAM。存储部101存储控制部102所执行的程序。另外，存储部101将通过后述的学习部112进行学习而决定的、与进气压力传感器16检测到的进气压力及排气压力传感器17检测到的排气压力的偏差对应的修正值作为学习值而存储。

控制部102通过执行存储部101中存储的程序，从而作为压力取得部111、学习部112及修正部113发挥功能。

压力取得部111取得设于车辆1的大气压力传感器15在预定的温度范围内检测到的大气压力、进气压力传感器16在预定的温度范围内检测到的进气压力、及排气压力传感器17在预定的温度范围内检测到的排气压力。预定的温度范围是大气压力传感器15、进气压力传感器16及排气压力传感器17的偏差幅度比较小的温度范围。压力取得部111将取得的大气压力、进气压力及排气压力通知学习部112。另外，压力取得部111将取得的进气压力及排气压力通知修正部113。

学习部112将在引擎11停止的状态下在预定的温度范围内进气压力传感器16检测到的进气压力与大气压力传感器15检测到的大气压力的差即第1压力差，作为与进气压力传感器16检测到的进气压力的偏差对应的学习值存储到存储部101。另外，学习部112将在引擎11停止的状态下在预定的温度范围内排气压力传感器17检测到的排气压力与大气压力传感器15检测到的大气压力的差即第2压力差，作为与排气压力传感器17检测到的排气压力的偏差对应的学习值存储到存储部101。

在引擎11停止的状态下，理想的是，大气压力传感器15、进气压力传感器16及排气压力传感器17检测到的压力全部相同。在学习部112计算出的第1压力差不是0的情况下，若假设大气压力传感器15的偏差足够小，则认为第1压力差是进气压力传感器16的偏差引起的。同样，在学习部112计算出的第2压力差不是0的情况下，若假设大气压力传感器15的偏差足够小，则认为第2压力差是排气压力传感器17的偏差引起的。

为了在预定的温度范围内进行学习，学习部112在设于车辆1的温度传感器14检测到的温度比预定的温度范围的下限值低的情况下使车辆1的引擎11起动。之后，学习部112将在温度传感器14检测到的温度达到预定的温度范围内后使引擎11停止的状态下的第1压力差及第2压力差存储到存储部101。通过这样，因学习部112能够比较大气压力传感器15以高精度检测到的大气压力与进气压力传感器16检测到的大气压力及排气压力传感器17检测到的大气压力，故能够高精度地学习进气压力传感器16及排气压力传感器17的偏差。

例如，在大气压力传感器15检测到的大气压力是101.33kPa，进气压力传感器16检测到的大气压力是103.50kPa的情况下，学习部112将第1压力差记为2.17kPa。另外，在排气压力传感器17检测到的大气压力是100.20kPa的情况下，学习部112将第2压力差记为-1.13kPa。

修正部113在学习部112将第1压力差及第2压力差存储到存储部101后，基于第1压力差来修正进气压力传感器16检测到的进气压力。另外，修正部113基于第2压力差来修正排气压力传感器17检测到的排气压力。例如，在第1压力差是2.17kPa，进气压力传感器16检测到的进气压力是120.0kPa的情况下，修正部113将修正后的进气压力计算为117.83kPa。在第2压力差是-1.13kPa，排气压力传感器17检测到的排气压力是100.0kPa的情况下，修正部113将修正后的排气压力计算为101.13kPa。

[ECM10的处理流程图]

图3是表示ECM10的处理的步骤的流程图。图3所示的流程图中，首先，学习部112参照存储部101，确认是否已进行学习(S11)。学习部112在判定为已进行了学习时(S11中的是)，结束图3所示的流程图的处理。

学习部112在判定为未进行学习时(S11中的否)，开始学习的处理并进入步骤S12。在步骤S12中，学习部112判定温度传感器14检测到的温度是否进入了预定的温度范围内(S12)。学习部112在温度低于预定的温度范围的情况下(S12中的否)，例如，基于作业人员的操作来起动引擎11从而开始暖机(S13)。学习部112进行待机，直到温度传感器14检测到的温度进入预定的温度范围内为止。

学习部112在判定为温度传感器14检测到的温度进入了预定的温度范围时(S12中的是)，基于作业人员的操作停止引擎11(S14)。此外，学习部112在引擎11停止的情况下，不执行步骤S14而使处理进入步骤S15。

在步骤S15中，学习部112判定点火键是否成为接通状态(S15)，在点火键未成为接通状态的情况下(S15中的否)，进行待机直到点火键成为接通状态为止。学习部112在判定为点火键成为了接通状态时(S15中的是)，监控是否经过了预定时间(例如6秒)(S16)。

如上所述，学习部112在从开始向大气压力传感器15、进气压力传感器16及排气压力传感器17通电起待机到经过预定的时间为止的期间，通过压力取得部111取得大气压力传感器15、进气压力传感器16及排气压力传感器17检测到的大气压力、进气压力及排气压力(S17)。学习部112分别使在预定的时间内取得的大气压力、进气压力及排气压力平滑化。学习部112例如通过计算在预定的时间内压力取得部111从大气压力传感器15、进气压力传感器16及排气压力传感器17取得的大气压力、进气压力及排气压力的各自的平均值，从而计算平滑化大气压力、平滑化进气压力及平滑化排气压力。

另外，学习部112判定大气压力传感器15、进气压力传感器16及排气压力传感器17的某一个是否未发生故障(S18)。学习部112例如在压力取得部111所取得的大气压力、进气压力及排气压力的某一个的值的变动量大于预定的阈值，或大气压力、进气压力及排气压力的某一个的值表示异常值的情况下，判定为大气压力传感器15、进气压力传感器16及排气压力传感器17的某一个发生了故障。

学习部112在步骤S18中确认未发生故障后，计算第1压力差及第2压力差(差分值)。即，学习部112在判定为大气压力传感器15、进气压力传感器16及排气压力传感器17的任意一个都未发生故障后(S18中的否)，进入步骤S19，将对进气压力传感器16检测到的进气压力进行了平滑化后的平滑化进气压力与对大气压力传感器15检测到的大气压力进行了平滑化后的平滑化大气压力的差分值计算为第1压力差。另外，学习部112将对排气压力传感器17检测到的排气压力进行了平滑化后的平滑化排气压力与平滑化大气压力的差分值计算为第2压力差。

接下来，学习部112将计算出的第1压力差及第2压力差作为学习值存储到存储部101(S20)。由此，学习部112完成学习，并将学习完成的情况通知工具2。

此外，在步骤S18中，在学习部112判定为大气压力传感器15、进气压力传感器16及排气压力传感器17的某一个发生了故障的情况下(S18的是)，学习部112输出通知工具2发生了故障的错误消息(S21)。

[工具2所进行的学习控制]

图4是表示使用工具2实施由ECM10进行的学习时的流程的时序图。

在学习未完成的状态下点火键成为接通状态而开始向车辆1的各部分通电时(S41)，在ECM10中确认用于学习的条件是否齐备(S42)。作为用于学习的条件，ECM10例如确认传感器的周边温度是否在预定范围内。

ECM10在步骤S42中判定为条件未齐备的情况下，将该情况通知工具2，工具2将条件未准备好的NG项目显示在画面上(S31)。作业人员在NG项目显示在画面上的情况下，进行对应以将条件准备好。

ECM10在步骤S42中判定为条件齐备的情况下，开始学习(S43)，执行图3中说明的处理。若学习完成(S44)，则ECM10通知工具2学习已完成，工具2显示用于确认学习已完成的画面(S32)。

接下来，点火键成为断开状态时(S45)，ECM10将第1压力差及第2压力差作为学习值，与表示学习完成的标志一并存储到EEPROM(S46)。之后，ECM10成为学习禁止状态(S47)。

即使在成为学习禁止状态的期间中，当作业人员在工具2中输入用于解除学习禁止状态的指示时(S33)，工具2也向ECM10发送许可学习的指示。ECM10接收指示后转移到许可学习的状态(S48)，并返回步骤S41的状态。

[基于本实施方式的ECM10的效果]

如以上说明的这样，学习部112将在车辆1的引擎11停止的状态下在预定的温度范围内进气压力传感器16检测到的进气压力与大气压力传感器15检测到的大气压力的差即第1压力差、及在车辆1的引擎11停止的状态下在预定的温度范围内排气压力传感器17检测到的排气压力与大气压力传感器15检测到的大气压力的差即第2压力差存储到存储部101。然后，修正部113在学习部112将第1压力差及第2压力差存储到存储部101后，基于第1压力差修正进气压力传感器16检测到的进气压力，并且基于第2压力差修正排气压力传感器17检测到的排气压力。

通过这样，即使在因进气压力传感器16及排气压力传感器17的个体偏差导致进气压力传感器16检测到的进气压力及排气压力传感器17检测到的排气压力的精度较低的情况下，ECM10也能修正因进气压力传感器16及排气压力传感器17的个体偏差的影响而产生的进气压力及排气压力的偏差。其结果，因ECM10能够使用高精度的进气压力及排气压力来计算EGR流量，故能够实现适当地EGR控制，抑制NOx值的恶化于未然。

另外，学习部112在传感器的周边温度为各传感器的精度较高的温度范围的期间内计算第1压力差及第2压力差。通过这样，学习部112能够提高进气压力传感器16及排气压力传感器17的个体偏差的检测精度。

另外，学习部112从开始向大气压力传感器15、进气压力传感器16及排气压力传感器17通电起待机到经过预定的时间后，将第1压力差及第2压力差存储到存储部101。通过这样，学习部112能够使用各传感器的动作稳定后的压力值进行学习。另外，学习部112也能够使待机期间的压力值平滑化。通过这样，学习部112能够进一步提高进气压力传感器16及排气压力传感器17的个体偏差的检测精度。

以上，利用实施方式说明了本公开，但本公开的保护范围并不限定于上述实施方式所记载的范围，在其主旨的范围内可以有各种变形或变更。例如，装置的分散/合并的具体实施方式并不限于以上实施方式，关于其全部或部分，能够以任意单位而功能性或物理性地进行分散/合并从而构成。另外，通过将多个实施方式任意组合而产生的新的实施方式，也包含在本公开的实施方式中。通过组合而产生的新的实施方式的效果，同时具有原本的实施方式的效果。

本申请基于2017年5月11日申请的日本专利申请(特愿2017-094513)，并将其内容作为参考援引至此。

[工业可利用性]

本公开的学习装置及学习方法，在提高由大气压力传感器对车辆中的进气压力传感器及排气压力传感器的压力的修正精度这一点上是有用的。

[附图标记说明]

1 车辆

2 工具

11 引擎

12 EGR冷却器

13 EGR阀

14 温度传感器

15 大气压力传感器

16 进气压力传感器

17 排气压力传感器

101 存储部

102 控制部

111 压力取得部

112 学习部

113 修正部

Claims (6)

1.一种学习装置，其对检测车辆具有的引擎的进气压力的进气压力传感器及检测上述引擎的排气压力的排气压力传感器的误差，使用设置于上述车辆的大气压力传感器进行学习，包括：

压力取得部，其在确定为上述进气压力传感器、上述排气压力传感器以及上述大气压力传感器的个体偏差幅度为允许的幅度以下的温度范围即预定的温度范围内，在上述车辆的引擎停止的状态下，取得设于上述车辆的大气压力传感器检测到的检测大气压力、上述进气压力传感器检测到的检测进气压力、及上述排气压力传感器检测到的检测排气压力，

学习部，其将上述检测进气压力与上述检测大气压力的差即第1压力差、及上述检测排气压力与上述检测大气压力的差即第2压力差存储到存储部，以及

修正部，其在上述学习部将上述第1压力差及上述第2压力差存储到上述存储部后，通过从上述进气压力传感器检测到的进气压力减去上述第1压力差从而修正上述进气压力传感器检测到的进气压力，并且，通过从上述排气压力传感器检测到的排气压力减去上述第2压力差来修正上述排气压力传感器检测到的排气压力，

上述学习部在设于上述车辆的温度传感器检测到的温度比上述预定的温度范围的下限值低的情况下使上述车辆的上述引擎起动，在上述温度传感器检测到的温度达到上述预定的温度范围内后，使上述检测进气压力与上述检测大气压力的差即上述第1压力差、以及上述检测排气压力与上述检测大气压力的差即上述第2压力差存储到上述存储部。

2.如权利要求1所述的学习装置，其中，

上述学习部从开始向上述大气压力传感器、上述进气压力传感器及上述排气压力传感器通电起待机到经过预定的时间后，将上述第1压力差及上述第2压力差存储到上述存储部。

3.如权利要求1或2所述的学习装置，其中，

上述学习部在上述压力取得部取得的上述检测大气压力、上述检测进气压力以及上述检测排气压力的所有值的变动量为预定的阈值以下的情况下，或者在上述检测大气压力、上述检测进气压力以及上述检测排气压力的所有值表示正常值的情况下，判定为上述进气压力传感器、上述排气压力传感器及上述大气压力传感器未发生故障，在判定为上述进气压力传感器、上述排气压力传感器及上述大气压力传感器未发生故障后，将上述第1压力差及上述第2压力差存储到上述存储部。

4.如权利要求1或2所述的学习装置，其中，

上述学习部将对上述进气压力传感器检测到的上述进气压力进行了平滑化后的平滑化进气压力与对上述大气压力传感器检测到的大气压力进行了平滑化后的平滑化大气压力的差计算为上述第1压力差，并且将对上述排气压力传感器检测到的上述排气压力进行了平滑化后的平滑化排气压力与上述平滑化大气压的差计算为上述第2压力差。

5.如权利要求3所述的学习装置，其中，

上述学习部将对上述进气压力传感器检测到的上述进气压力进行了平滑化后的平滑化进气压力与对上述大气压力传感器检测到的大气压力进行了平滑化后的平滑化大气压力的差计算为上述第1压力差，并且将对上述排气压力传感器检测到的上述排气压力进行了平滑化后的平滑化排气压力与上述平滑化大气压的差计算为上述第2压力差。

6.一种学习方法，其由计算机执行，对检测车辆具有的引擎的进气压力的进气压力传感器及检测上述引擎的排气压力的排气压力传感器的误差，使用设置于上述车辆的大气压力传感器进行学习，包括：

在确定为上述进气压力传感器、上述排气压力传感器以及上述大气压力传感器的个体偏差幅度为允许的幅度以下的温度范围即预定的温度范围内，在上述车辆的引擎停止的状态下，取得设于上述车辆的大气压力传感器检测到的检测大气压力、上述进气压力传感器检测到的检测进气压力、及上述排气压力传感器检测到的检测排气压力的步骤，

在设于上述车辆的温度传感器检测到的温度比上述预定的温度范围的下限值低的情况下使上述车辆的上述引擎起动，在上述温度传感器检测到的温度达到上述预定的温度范围内后，使上述检测进气压力与上述检测大气压力的差即第1压力差、以及上述检测排气压力与上述检测大气压力的差即第2压力差存储到存储部的步骤，以及

在将上述第1压力差及上述第2压力差存储到上述存储部后，通过从上述进气压力传感器检测到的进气压力减去上述第1压力差从而修正上述进气压力传感器检测到的进气压力，并且，通过从上述排气压力传感器检测到的排气压力减去上述第2压力差来修正上述排气压力传感器检测到的排气压力的步骤。

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