DE102008001388A1 - Sensorinformationserfassungsvorrichtung, Sensorkorrekturvorrichtung und Sensordiagnosevorrichtung - Google Patents

Sensorinformationserfassungsvorrichtung, Sensorkorrekturvorrichtung und Sensordiagnosevorrichtung Download PDF

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Abstract

Eine Sensorinformationserfassungsvorrichtung zum Erfassen der Information eines Zielsensors ist für einen A/F-Sensor (Sauerstoffkonzentrationssensor) entwickelt, der in einer Abgaspassage einer Brennkraftmaschine angeordnet ist und eine Ausgabe gemäß einer Änderung einer Sauerstoffkonzentration in der Abgaspassage ändert. Die Sensorinformationserfassungsvorrichtung ist aufgebaut, um ein Programm (Schritt S15) zum Ermitteln einer Ausgabe des A/F-Sensors (Sensorausgabe B) zu haben, wenn eine bestimmte Durchführungsbedingung erfüllt ist (Schritt S12), während die Brennkraftmaschine in einem Leerlauf ist (Schritt S11). Die Ausgabe des A/F-Sensors wird in einem Zustand erhalten, in dem eine Sauerstoffkonzentration um den A/F-Sensor herum eine Sauerstoffkonzentration in der Atmosphäre ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sensorinformationserfassungsvorrichtung zum Erhalten von Sensorinformation, die sich auf eine Ausgabecharakteristik eines Sauerstoffkonzentrationssensor bezieht, eine Sensorkorrekturvorrichtung zum Korrigieren der Ausgabecharakteristik des Sauerstoffkonzentrationssensors auf der Basis der durch die Sensorinformationserfassungsvorrichtung ermittelten Sensorinformation, und eine Sensordiagnosevorrichtung zum Diagnostizieren einer Abnormalität des Sauerstoffkonzentrationssensors auf der Basis der durch die Sensorinformationserfassungsvorrichtung ermittelten Sensorinformation. Der Sauerstoffkonzentrationssensor wird bspw. zur EGR-Steuerung und dergleichen in einer Dieselkraftmaschine verwendet.
  • JP-A-10-212999 zeigt eine derartige Sensorvorrichtung, die in einem Kraftmaschinensteuerungssystem für ein Automobil montiert ist. Ein Ausgabefehler eines Sauerstoffkonzentrationssensors, der in einem Kraftmaschinenabgassystem angeordnet ist, wird auf der Basis der Ausgabe des Sauerstoffkonzentrationssensors während einer Kraftstoffunterbrechungsdauer zu der Zeit einer Abnahme einer Fahrzeuggeschwindigkeit geschätzt. Das Innere des Abgasrohrs ist in der Kraftstoffunterbrechungsdauer gewöhnlich in einen Atmosphärenzustand gebracht, so dass diese Vorrichtung einen Unterschied zwischen der Ausgabe des Sauerstoffkonzentrationssensors und einem normalen Referenzwert in der Atmosphäre berechnet (lernt), der im Voraus gemessen wurde. Das heißt der Ausgabefehler (Fehler eines Ausgabewerts) des Sauerstoffkonzentrationssensors wird durch Verwendung der Kraftstoffunterbrechungsdauer berechnet. Die Vorrichtung führt der Reihe nach das Lernen des Ausgabefehlers des Sauerstoffkonzentrationssensors durch (Atmosphärenlernen) und korrigiert den Ausgabefehler sequentiell, um den Ausgabefehler des Sauerstoffkonzentrationssensors einschließlich Fehler zu kompensieren, die durch Herstellungsabweichungen und zeitliche Änderungen verursacht sind.
  • Bei dem allgemeinen Kraftmaschinenbetrieb wird jedoch nur dann, wenn ein Fahrer seinen Fuß von einem Gaspedal nimmt (den Umfang eines Niederdrückens des Gaspedals auf annähernd „0" bringt) ohne einen Bremsbetrieb (ein Bremspedal drückt) und einen Kupplungsauskuppelbetrieb (ein Kupplungspedal drückt) durchzuführen, und zwar in einem Zustand, in dem ein Fahrzeug ausreichend beschleunigt ist (in einem Zustand, in dem die Kraftmaschinendrehzahl ausreichend hoch ist), die Kraftstoffunterbrechung während einer Dauer durchgeführt, in der sich die Geschwindigkeit des Automobils verringert. Wenn das Fahrzeug in einem gewöhnlichen Modus angetrieben wird, ist es aus diesem Grund nicht immer leicht, die Häufigkeit einer Durchführung der Kraftstoffunterbrechung sicher zu stellen. Insbesondere wenn das Fahrzeug mit niedriger Geschwindigkeit (bspw. 2–30 km/h) in einem Stadtbereich gefahren wird, wird das Fahrzeug nicht ausreichend beschleunigt, und daher sind Gelegenheiten knapp, die Kraftstoffunterbrechung durchzuführen. Des Weiteren wird in einem AT-Fahrzeug, das mit einem automatischen Getriebe versehen ist, die Kraftmaschinendrehzahl in einem Zustand stark verringert (die Fahrzeugdrehzahl wird schnell auf eine Leerlaufdrehzahl verringert), in dem das Getriebe nicht gesperrt ist, so dass es schwierig ist, falls das Getriebe nicht gesperrt ist, die Kraftstoffunterbrechung durchzuführen (gewöhnlich wird die Kraftstoffunterbrechung nicht durchgeführt). Somit ist es in dem AT-Fahrzeug schwierig, die Häufigkeit der Durchführung der Kraftstoffunterbrechung sicher zu stellen.
  • Des Weiteren kann, selbst wenn die Kraftstoffunterbrechung durchgeführt wird, das vorstehend genannte Atmosphärenlernen nicht immer schnell durchgeführt werden. Es ist nach dem Beginn der Kraftstoffunterbrechung eine ausreichende Zeit erfordert, bis ein Gas abgegeben ist, das in dem Abgasrohr und dem Sauerstoffkonzentrationssensor verbleibt, und Frischluft an die Stelle des verbleibenden Gases zirkuliert ist. Somit ist es erfordert, dass das Fahrzeug in einem Kraftstoffunterbrechungszustand gehalten wird, um das vorstehend genannte Atmosphärenlernen durchzuführen. Daher, selbst wenn die vorstehend genannte Bedingung erfüllt ist und die Kraftstoffunterbrechung durchgeführt wird, kann das Atmosphärenlernen nicht durchgeführt werden, wenn nicht die Kraftstoffunterbrechung fortlaufend für eine ausreichend lange Zeit durchgeführt wird.
  • In der Vorrichtung, die in JP-A-10-212999 beschrieben ist, obwohl das vorstehend genannte Atomsphärenlernen durchgeführt werden kann, ist die Häufigkeit des Durchführens des Atmosphärenlernens nicht ausreichend berücksichtigt. Somit kann eine Verschlechterung der Erfassungsgenauigkeit des Sauerstoffkonzentrationssensors aufgrund der ungenügenden Häufigkeit der Durchführung des Atmosphärenlernens verursacht werden.
  • Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht dieser Umstände gemacht. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sensorinformationserfassungsvorrichtung, die zur Erfassung des Ausgabefehlers eines Sauerstoffkonzentrationssensors verwendet wird und den Ausgabewert des Sauerstoffkonzentrationssensors unter einer hohen Sauerstoffkonzentration mit einer höheren Häufigkeit ermitteln kann, eine Sensorkorrekturvorrichtung und eine Sensordiagnosevorrichtung vorzusehen.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Sensorinformationserfassungsvorrichtung zum Erfassen der Information eines Zielsensors eines Sauerstoffkonzentrationssensors vorgesehen, der in einer Abgaspassage einer Brennkraftmaschine angeordnet ist und der eine Ausgabe gemäß einer Änderung einer Sauerstoffkonzentration in der Abgaspassage ändert. Die Sensorinformationserfassungsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Obergrenzenausgabeermittlungseinrichtung zum Ermitteln einer Obergrenze eines Ausgabewerts des Sauerstoffkonzentrationssensors hat, wenn eine bestimmte Durchführungsbedingung (die bspw. in regelmäßigen Intervallen erfüllt ist) erfüllt ist, während sich die Brennkraftmaschine in einem Leerlauf befindet.
  • Als das Ergebnis von Untersuchungen, die durch den Erfinder gemacht wurden, um den Ausgabewert eines Sauerstoffkonzentrationssensors unter einer hohen Sauerstoffkonzentration mit höherer Häufigkeit zu ermitteln, wurde heraus gefunden, dass eine Sauerstoffkonzentration um den Sauerstoffkonzentrationssensor herum grundsätzlich zu einer Sauerstoffkonzentration nahe einer Sauerstoffkonzentration in der Atmosphäre gebracht werden könnte, selbst in der Zeitspanne eines Leerlaufbetriebs. Somit ermittelt die Vorrichtung den Ausgabewert eines Sauerstoffkonzentrationssensors unter einer hohen Sauerstoffkonzentration in der Zeitspanne eines Leerlaufbetriebs. Gemäß dieser Vorrichtung kann durch Ausnützen der Leerlaufbetriebeszeitspannen, die mit einer höheren Häufigkeit als eine Häufigkeit auftreten, mit der die Kraftstoffunterbrechungszeitspannen auftreten, der Ausgabewert (Obergrenzensensorausgabe) des Sauerstoffkonzentrationssensors unter einer hohen Sauerstoffkonzentration mit einer höheren Häufigkeit als eine Häufigkeit in dem Fall ermittelt werden, dass die Kraftstoffunterbrechungszeitspannen zu der Zeit einer Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit verwendet werden.
  • Es ist wirksam, die Obergrenzensensorausgabe als den Ausgabewert des Sauerstoffkonzentrationssensor in einem Zustand zu ermitteln, in dem eine Sauerstoffkonzentration um den Sauerstoffkonzentrationssensor herum (atmosphärische Sauerstoffkonzentration) ausreichend hoch ist. Der Zustand wird bspw. durch das Vergleichen der Sensorausgabe mit einem bestimmen Schwellenwert oder durch Schätzen der Betriebsbedingung bzw. des Betriebszustands der Brennkraftmaschine bestimmt.
  • Die Obergrenzensensorausgabe (Ausgabewert unter einer hohen Sauerstoffkonzentration) ist insbesondere in einem Sauerstoffkonzentrationssensor (sogenannter A/F-Sensor) einer Linearerfassungsbauart wichtig. Somit ist es besonders wirksam, die Erfindung auf einen Sauerstoffkonzentrationssensor einer Linearerfassungsbauart anzuwenden.
  • Die bestimmte Durchführungsbedingung kann eine Bedingung beinhalten, dass eine Betriebsbedingung bzw. eine Betriebszustand der Brennkraftmaschine eine Sauerstoffkonzentration um den Sauerstoffkonzentrationssensor herum ausreichend stabil macht.
  • In Abhängigkeit der Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine wird eine Sauerstoffkonzentration um den Sauerstoffkonzentrationssensor herum instabil. Wenn die Obergrenzensensorausgabe in einem Zustand ermittelt wird, in dem die Sauerstoffkonzentration instabil ist, kann ein korrekter Ausgabewert gewöhnlich nicht ermittelt werden. In dem vorstehen genannten Aufbau beinhaltet die bestimmte Durchführungsbedingung eine Bedingung, dass die Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine eine Sauerstoffkonzentration um den Sauerstoffkonzentrationssensor herum ausreichend stabil macht. Somit kann die Obergrenzensensorausgabe in einem Zustand ermittelt werden, in dem die Sauerstoffkonzentration um den Sauerstoffkonzentrationssensor herum stabil ist.
  • In dieser Hinsicht ist es wirksam, wenigstens eine der folgenden Bedingungen als die Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine zu verwenden, die die Sauerstoffkonzentration um den Sauerstoffkonzentrationssensor herum stabil macht, wobei die Bedingungen beinhalten: eine Bedingung, dass die Temperatur der Kraftmaschine selbst (die als die Temperatur eines Kraftmaschinenkühlmittels oder die Temperatur eines Schmieröls erfasst wird) ausreichend hoch ist; eine Bedingung, dass die Temperatur einer Einlassluft innerhalb eines bestimmten Bereichs ist; eine Bedingung, dass ein Atmosphärendruck (Druck der Außenluft) ausreichend hoch ist; und eine Bedingung, dass ein DPF (Partikelfilter) keinen Regenerationsprozess durchführt.
  • Die vorliegende Erfindung kann eine Sauerstoffkonzentrationserhöhungseinrichtung zum aktiven bzw. zwangsweisen Erhöhen einer Sauerstoffkonzentration um den Sauerstoffkonzentrationssensor herum haben, bevor die Obergrenzenausgabeermittlungseinrichtung die Obergrenzensensorausgabe ermittelt, und die Obergrenzenausgabeermittlungseinrichtung kann die Obergrenzensensorausgabe in einem Zustand ermitteln, in dem eine Sauerstoffkonzentration um den Sauerstoffkonzentrationssensor herum durch die Sauerstoffkonzentrationserhöhungseinrichtung erhöht ist.
  • Wenn die Ausgabecharakteristik des Sauerstoffkonzentrationssensors korrigiert wird, wird gewöhnlich, da die Obergrenzensensorausgabe ein Ausgabewert unter einer hohen Sauerstoffkonzentration ist, die Genauigkeit einer Korrektur erhöht. In diesem Punkt hat der vorstehend genannte Aufbau die Sauerstoffkonzentrationserhöhungseinrichtung, so dass die Obergrenzensensorausgabe unter einer hohen Sauerstoffkonzentration ermittelt werden kann. Des Weiteren ist ein Aufbau nützlich, um eine Sauerstoffkonzentration durch die Sauerstoffkonzentrationserhöhungseinrichtung auf eine höhere Sauerstoffkonzentration als die Obergrenze des Erfassungsbereichs des Sauerstoffkonzentrationssensors zu erhöhen. Des Weiteren ist auch ein Aufbau, um eine Sauerstoffkonzentration durch die Sauerstoffkonzentrationserhöhung auf ein Luft-Kraftstoffverhältnis an einer magereren Seite als ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoffverhältnis oder zu einer Sauerstoffkonzentration zu erhöhen, die der Atmosphäre entspricht, im Vergleich zu einem Aufbau nützlich, um die Obergrenzensensorausgabe bei einem stöchiometrischen Luft-Kraftstoffverhältnis zu ermitteln.
  • In dieser Hinsicht ist es im Hinblick auf die Sauerstoffkonzentrationserhöhungseinrichtung wirksam, wenigstens eine der folgenden Einrichtungen zu verwenden: eine Einrichtung zum Erhöhen des Betrags einer EGR (Abgasrückführung) (bspw. Erhöhen des Betrags einer EGR durch Steuern der Öffnung eines EGR-Ventils zu einer geschlossenen Seite); eine Einrichtung zum Erhöhen der Frischluftmenge (bspw. eine Erhöhung der Frischluftmenge durch Steuern einer Drosselklappe, die in einer Einlasspassage angeordnet ist, zu einer Öffnungsseite); eine Einrichtung zum Erhöhen des Umfangs einer Aufladung (bspw. Erhöhen des Umfangs einer Aufladung durch Steuern des Antriebsumfangs eines Elektromotors eines Turboladers mit einem Hilfsmotor zu einer Erhöhungsseite oder durch Steuern der Drosselöffnung einer Düse eines Turboladers mit variabler Düse zu einer geschlossenen Seite); und eine Einrichtung zum aktiven bzw. zwangsweisen Verringern des Antriebsumfangs (bspw. Ändern eines Betriebszustand in einen Stoppzustand) einer Einheit (bspw. einer Servolenkung oder eines Scheinwerfers), die direkt oder indirekt durch die Ausgabe der Brennkraftmaschine mit Energie versorgt wird.
  • Die bestimmte Durchführungsbedingung kann eine Bedingung beinhalten, dass eine auf eine Ausgabewelle der Brennkraftmaschine aufgebrachte Last (in anderen Worten eine Kraftmaschinenlast) ausreichend gering ist. Dies macht es möglich, auch die Möglichkeit in geeigneter Weise zu verringern, dass die Brennkraftmaschine abstirbt, wenn die Sauerstoffkonzentration durch die Sauerstoffkonzentrationserhöhungseinrichtung erhöht ist.
  • Im Hinblick auf die Bedingung, die zeigt, dass eine auf eine Ausgabewelle der Brennkraftmaschine aufgebrachte Last ausreichend gering ist, ist es wirksam, bspw. wenigstens eine Bedingung von einer Bedingung, dass eine bestimmte Einheit (bspw. eine Servolenkung), die durch eine Drehkraft der Ausgabewelle der Kraftmaschine (Kraftmaschinenausgabe) angetrieben wird, in einem Stoppzustand ist, und einer Bedingung zu verwenden, dass eine im Fahrzeug eingebaute Einheit (bspw. ein Scheinwerfer), die durch von einer Lichtmaschine erzeugter Energie angetrieben wird, in einem Stoppzustand ist.
  • Die vorliegende Erfindung kann eine Kraftstoffunterbrechungseinrichtung haben, um alle Zylinder, die ein Abgas zu dem Sauerstoffkonzentrationssensor abgeben, aktiv bzw. zwangsweise in einen Kraftstoffunterbrechungszustand zu bringen, bis eine bestimmte Bedingung erfüllt ist, bevor die Obergrenzenausgabeermittlungseinrichtung die Obergrenzensensorausgabe ermittelt, und die Obergrenzenausgabeermittlungseinrichtung kann die Obergrenzensensorausgabe in einem Zustand ermitteln, in dem eine Kraftstoffunterbrechung durch die Kraftstoffunterbrechungseinrichtung durchgeführt wird.
  • Gemäß diesem Aufbau können alle Zylinder, die ein Abgas zu dem Sauerstoffkonzentrationssensor abgeben, durch die Kraftstoffunterbrechungseinrichtung fortlaufend in einen Kraftstoffunterbrechungszustand gebracht werden, bis eine bestimmte Bedingung erfüllt ist. Dann ermittelt die Obergrenzenausgabeermittlungseinrichtung die Obergrenzensensorausgabe in dem Kraftstoffunterbrechungszustand auf diese Weise, so dass die Obergrenzenausgabeermittlungseinrichtung die Obergrenzensensorausgabe unter einer höheren Sauerstoffkonzentration ermitteln kann.
  • Es ist wirksam, einen Aufbau zu verwenden, in dem, wenn die Drehzahl der Ausgabewelle der Brennkraftmaschine (mit anderen Worten die Kraftmaschinendrehzahl) geringer wird als eine bestimmte Drehzahl (die bspw. auf eine Leerlaufdrehzahl bei dem normalen Betrieb oder eine bestimmte Drehzahl eingestellt ist, die höher als die Leerlaufdrehzahl ist), eine bestimmte Bedingung erfüllt ist, die sich auf ein Durchführen der Kraftstoffunterbrechung bezieht. Dies macht es leicht, eine Kraftstoffeinspritzung erneut zu starten, bevor die Kraftmaschine abstirbt, was wiederum die Möglichkeit verringern kann, dass die Brennkraftmaschine abstirbt.
  • In diesem Fall ist es wirksam, einen Aufbau zu verwenden, der eine Einrichtung zum aktiven bzw. zwangsweisen Erhöhen der Drehzahl der Ausgabewelle der Brennkraftmaschine hat, bevor die Kraftstoffunterbrechungseinrichtung die Kraftstoffunterbrechung durchführt.
  • Wenn die Kraftstoffunterbrechung durchgeführt wird, wird die Zufuhr von Kraftstoff zu der Brennkraftmaschine gestoppt, was wiederum eine Verbrennung in der Brennkraftmaschine stoppt, wodurch ein Brennkraftmaschinenabsterben verursacht wird. In dieser Hinsicht hat der vorstehend genannte Aufbau eine Einrichtung zum aktiven bzw. zwangsweisen Erhöhen der Brennkraftmaschinendrehzahl, bevor die Kraftstoffunterbrechungseinrichtung die Kraftstoffunterbrechung durchführt. Aus diesem Grund ist es durch Erhöhen der Kraftmaschinendrehzahl, bevor die Kraftstoffunterbrechungseinrichtung die Kraftstoffunterbrechung durchführt, möglich, die Kraftmaschinendrehzahl zu erhöhen, wenn die Kraftstoffunterbrechungseinrichtung die Kraftstoffunterbrechung durchführt, und die Brennkraftmaschine weniger anfällig gegen ein Brennkraftmaschinenabsterben zu machen, selbst falls die Kraftstoffunterbrechungseinrichtung die Kraftstoffunterbrechung durchführt.
  • Des Weiteren ist es in der vorliegenden Erfindung wirksam, einen Aufbau zu verwenden, der eine Einrichtung zum aktiven bzw. zwangsweisen Erhöhen einer Sauerstoffkonzentration um den Sauerstoffkonzentrationssensor herum hat, bevor die Kraftstoffunterbrechungseinrichtung eine Kraftstoffunterbrechung durchführt. Dies macht es möglich, die Obergrenzensensorausgabe unter einer höheren Sauerstoffkonzentration zu ermitteln.
  • Des Weiteren ist es in der vorliegenden Erfindung wirksam, einen Aufbau zu verwenden, der eine Einrichtung zum Erhöhen einer auf eine Ausgabewelle der Brennkraftmaschine aufgebrachten Last hat, bevor die Kraftstoffunterbrechungseinrichtung eine Kraftstoffunterbrechung durchführt.
  • Wenn die Brennkraftmaschinenlast erhöht ist, ist gewöhnlich die Strömungsrate von Abgas erhöht, das von der Brennkraftmaschine abgegeben wird (die Geschwindigkeit einer Abgasströmung ist erhöht). Das heißt, gemäß dem vorstehend genannten Aufbau, kann eine große Gasmenge durch den Sauerstoffkonzentrationssensor in einer kurzen Zeit zirkulieren, um dadurch eine Sauerstoffkonzentration um den Sauerstoffkonzentrationssensor herum schneller auf eine gewünschte Sauerstoffkonzentration zu erhöhen.
  • Die vorliegende Erfindung kann eine Ausgabefehlererkennungseinrichtung zum Vergleichen einer Obergrenzensensorausgabe, die durch die Obergrenzenausgabeermittlungseinrichtung ermittelt wird, mit einem Referenzwert haben, der zu der Obergrenzensensorausgabe korrespondiert, um einen Ausgabefehler des Sauerstoffkonzentrationssensor zu entdecken.
  • Die derartige Vorrichtung hat die Ausgabefehlererkennungseinrichtung, so dass der Ausgabefehler des Sauerstoffkonzentrationssensors leicht mit hoher Genauigkeit auf der Basis der Obergrenzensensorausgabe (Ausgabewert unter einer hohen Sauerstoffkonzentration) ermittelt werden kann. Durch Verwendung des Ausgabefehlers, der auf dieses Weise ermittelt wird, kann die Ausgabecharakteristik des Sauerstoffkonzentrationssensors korrigiert werden und der Grad einer Verschlechterung der Leistung (bspw. eine Leistungsverschlechterung, die durch zeitliche Änderungen verursacht wird) des Sauerstoffkonzentrationssensors kann erfasst werden.
  • Es ist für die vorliegende Erfindung wirksam, dass sie aufgebaut ist, um eine Einrichtung zum Bestimmen des Referenzwerts auf der Basis von Folgendem zu haben: der Kraftstoffdichte von Kraftstoff, der zur Verbrennung in die Brennkraftmaschine zugeführt wird; der Verbrauchsmenge von Sauerstoff pro Kraftstoffinengeneinheit; der Kraftstoffeinspritzmenge pro Zeitspanneneinheit; und der Einlassluftmenge pro Zeitspanneneinheit. Diese Parameter hängen mit einem Luft-Kraftstoffverhältnis (Sauerstoffkonzentration) zu dieser Zeit zusammen. Aus diesem Grund kann der Referenzwert mit vergleichsweise hoher Genauigkeit durch Verwendung einer Berechnungsgleichung ermittelt werden, wie bspw. ein Referenzwert/100(%) = Kraftstoffdichte (g/mm3) × Sauerstoffverbrauchsmenge pro Kraftstoffinengeneinheit (g/g) × Kraftstoffeinspritzmenge pro Hub (mm3/Hub)/die Einlassluftmenge pro Verbrennungszyklus (g/Zyklus). Des Weiteren ist es in Abhängigkeit von der Verwendung oder dergleichen auch wirksam, einen geeigneten Korrekturterm zu dieser Berechnungsgleichung hinzuzufügen. Des Weiteren kann zusätzlich zu dieser Berechnungsgleichung bspw. ein bestimmtes Kennfeld verwendet werden, das vorher durch Experimente oder dergleichen angefertigt worden ist.
  • 1 ist eine schematische Ansicht, die einen allgemeinen Aufbau eines Brennkraftmaschinensteuerungssystems zeigt, auf das eine Sensorinformationserfassungsvorrichtung, eine Sensorkorrekturvorrichtung und eine Sensordiagnosevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet sind.
  • 2A ist eine Seitenansicht, die einen äußeren Aufbau eines Sauerstoffkonzentrationssensor zeigt, der für das System verwendet wird, und 2B ist eine Schnittansicht, die den inneren Aufbau des Sensors zeigt.
  • 3 ist ein Flussdiagramm, das einen Ablauf eines Sensorcharakteristiklernens gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
  • 4 ist ein Graph, der eine Verwendung eines Luft-Kraftstoffverhältnisbereichs des Sauerstoffkonzentrationssensors in einer gewöhnlichen Luft-Kraftstoffverhältnissteuerung in einer Dieselbrennkraftmaschine zeigt.
  • 5 ist ein Graph, der die Art des Korrigierens einer Sensorausgabecharakteristik auf Basis des Sensorcharakteristiklernprozesses zeigt.
  • 6A bis 6H sind Zeitablaufdiagramme, die das Fortschreiten von verschiedenen Parametern zeigen, die sich auf die Korrektur der Sensorausgabe der ersten Ausführungsform beziehen.
  • 7 ist ein Flussdiagramm, das einen Ablauf eines Sensorcharakteristiklernens gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.
  • 8 ist ein Zeitdiagramm, das ein Fortschreiten von verschiedenen Parametern zeigt, die sich auf die Korrektur der Sensorausgabe gemäß der zweiten Ausführungsform beziehen.
  • (Erste Ausführungsform)
  • Nachstehend wird eine erste Ausführungsform einer Sensorinformationserfassungsvorrichtung und einer Sensorkorrekturvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 1 bis 6H beschrieben. Ein Verbrennungsmotorsteuerungssystem steuert eine Dieselbrennkraftmaschine, die mit einer Kraftstoffeinspritzeinheit der Commonrail-Bauart versehen ist. Die Sensorinformationserfassungsvorrichtung dieser Ausführungsform ist in diesem System eingebaut und wird zum Erfassen der Erfassungs- bzw. Sensorcharakteristik eines Sauerstoffkonzentrationssensors verwendet, der in einem Brennkraftmaschinenabgassystem angeordnet ist.
  • Mit Bezug auf 1 wird ein allgemeiner Aufbau des Brennkraftmaschinensteuerungssystems gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben. Die Signallinien in den Zeichnungen entsprechen einer Verdrahtungsanordnung. Eine Brennkraftmaschine 10 ist eine Mehrzylinderkraftmaschine, bspw. eine Reihen-Vierzylinderkraftmaschine, die in einem Vierradfahrzeug montiert ist (bspw. ein AT-Fahrzeug). In 1 ist der Einfachheit halber nur ein Zylinder gezeigt (Zylinder 20 in der Zeichnung). Die Kraftmaschine 10 ist eine Dieselkraftmaschine der Hubkolbenbauart (Brennkraftmaschine) mit vier Hüben. In dieser Kraftmaschine 10 werden zu steuernde Zylinder der Reihe nach durch Zylinderbestimmungssensoren (elektromagnetische Aufnehmer) bestimmt, die an den Nockenwellen (nicht gezeigt) von Ansaug- und Auslassventilen 21, 22 angeordnet sind. Bspw. bildet in vier Zylindern #1 bis #4, in denen bspw. der Zylinder 20 in der Zeichnung als ein Zylinder Raute 1 angenommen wird, ein Verbrennungszyklus einschließlich Ansaug-Kompressions-Verbrennungs-, und Auslasshub, ein Intervall von 720°CA, und im Detail werden die Zylinder bspw. der Reihe nach in der Reihenfolge der Zylinder #1, #3, #4 und #2 mit einem Verschiebungsintervall von 180°CA zwischen den Zylindern bestimmt. Der Aufbau dieser vier Zylinder #1 bis #4 ist grundsätzlich gleich zueinander, so dass das System als ein Zylinder 20 beschrieben wird.
  • Wie in 1 gezeigt ist, steuert dieses System die Kraftmaschine 10 zum Drehen einer Kurbelwelle 10a (einer Ausgabewelle) durch ein Moment, das durch Verbrennung in dem Zylinder 20 erzeugt wird. Das System hat verschiedene Arten von Sensoren und eine elektronische Steuereinheit (ECU) 70 zum Steuern der Kraftmaschine 10. Nachstehend werden die jeweiligen Elemente, die dieses System bilden, einschließlich der Kraftmaschine 10, detailliert beschrieben.
  • Der Zylinder 20 ist grundsätzlich durch einen Zylinderblock 20a und einen Zylinderkopf 20b gebildet. Der Zylinderblock 20a ist mit einer Kühlmittelpassage (Wassertasche) 21a zum Zirkulieren eines Kühlmittels in der Kraftmaschine 10 und einem Wassertemperatursensor 21b zum Erfassen der Kühlmitteltemperatur in der Kühlmittelpassage 21 versehen. Der Zylinder 20 hat einen Kolben 20c, der darin aufgenommen ist, und der Kolben 20c wird hin und her bewegt, um die Kurbelwelle 10a der Kraftmaschine 10 zu drehen. Ein Kurbelwinkelsensor 10b (bspw. ein elektromagnetischer Aufnehmer) zum Ausgeben eines Kurbelwinkelsignals bei Intervallen eines bestimmten Kurbelwinkels (bspw. 30°CA) ist an der Außenumfangsseite der Kurbelwelle 10a angeordnet. Die Drehwinkelposition und die Drehzahl der Kurbelwelle 10a können durch den Kurbelwinkelsensor 10b erfasst werden. Die Drehzahl der Kurbelwelle 10a entspricht der Kraftmaschinendrehzahl.
  • Eine Brennkammer 20d ist zwischen dem Zylinderkopf 20b, der an der oberen Endfläche des Zylinderblocks 20a fixiert ist, und der Kopffläche des Kolbens 20c in dem Zylinder 20 gebildet. Der Zylinderkopf 20b hat Ansauganschlüsse 11 und Auslassanschlüsse 12. Zwei Ansauganschlüsse 11 und zwei Auslassanschlüsse 12 sind jeweils für einen Zylinder vorgesehen. Der Zylinderkopf 20b hat vier Anschlüsse für einen Zylinder. Diese Ansauganschlüsse 11 und Auslassanschlüsse 12 werden durch Einlassventile 21 und Auslassventile 22, die durch einen Nocken (nicht gezeigt) angetrieben werden, geöffnet oder geschlossen. Der Nocken ist an einer Nockenwelle montiert die mit der Kurbelwelle 10a wirkverbunden ist. Des Weiteren ist ein Einlassrohr 30 zum Ansaugen von Außenluft (Frischluft) in den Zylinder 20 mit den Ansauganschlüssen 11 verbunden, um die Brennkammer 20d mit der Außenseite des Fahrzeugs (Außenluft) durch die jeweiligen Anschlüsse zu verbinden. Ein Abgasrohr 40 zum Abgeben von Verbrennungsgas (Abgas) von den jeweiligen Zylindern ist mit den Auslassanschlüssen 12 verbunden.
  • Die Frischluft wird durch ein Luftreinigungsbauteil (nicht gezeigt), das in dem stromaufwärtigsten Abschnitt angeordnet ist, in das Einlassrohr 30 gesaugt. Das Luftreinigungsbauteil entfernt Fremdpartikel in der Luft. Ein Luftmengenmesser (31) (bspw. ein Heißdrahtluftmengenmesser) zum Erfassen der Einlassluftströmungsrate als ein elektrisches Signal ist stromabwärtig von dem Luftreinigungsbauteil angeordnet. Des Weiteren ist ein Einlasslufttemperatursensor 32 zum Erfassen der Einlasslufttemperatur nahe dem Luftmengenmesser 31 angeordnet. An der stromabwärtigen Seite des Luftmengenmessers 31 und des Einlasslufttemperatursensors 32 sind ein Kompressor 50a zum Aufladen, eine elektronisch gesteuerte Drosselklappe 33, deren Öffnung durch einen DC-Motor elektrisch gesteuert wird, und ein Drosselpositionssensor 33a zum Erfassen einer Drosselklappenöffnung angeordnet.
  • In dem Abgasrohr 40 sind eine Abgasturbine 50b zur Aufladung, ein Katalysator 44 und ein Dieselpartikelfilter (DPF) 45 angeordnet. Des Weiteren sind Abgastemperatursensoren 43a, 43b nahe der stromaufwärtigen und stromabwärtigen Seite des DPF 45 angeordnet. Diese Sensoren 43a, 43b werden zum Ermitteln der Temperatur in der Mitte des DPF 45 bspw. zu der Zeit des Durchführens des Regenerationsprozesses oder dergleichen verwendet.
  • Der DPF 45 ist ein Partikel (PM) entfernender Filter einer kontinuierlich regenerierenden Bauart, der PM in dem Abgas sammelt. Der DPF 45 verbrennt wiederholt und entfernt die gesammelten PM in der Nacheinspritzung, die nach der Haupteinspritzung der Kraftstoffeinspritzung zum hauptsächlichen Erzeugen eines Ausgabemoments stattfindet, was einem Regenerationsprozess entspricht. Des Weiteren trägt der DPF 45 einen Platin basierten Oxidationskatalysator (nicht gezeigt) auf einer hitzeresistenten Keramik, bspw. Cordierit, und kann einen löslichen organischen Bestandteil (SOF), der eine der Komponenten der Partikel ist, und HC und CO entfernen.
  • Des Weiteren ist das Abgasrohr 40, das diesen DPF 45 hat, weiter mit einem Differentialdrucksensor 46 zum Erfassen einer Druckdifferenz zwischen einem Druck nahe des Einlasses des DPF 45 und einem Druck nahe des Auslasses des DPF 45 versehen. Die Druckdifferenz, die durch diesen Differentialdrucksensor 46 erfasst wird, entspricht einem Druckverlust, der durch den DPF 45 verursacht wird, und zeigt den Verstopfungsgrad des DPF 45, der durch die gesammelten PM verursacht wird. Aus diesem Grund kann die Menge der PM (PM-Ansammlungsmenge), die durch den DPF 45 gesammelt wird, durch Bezugnahme auf die Druckdifferenz erfasst werden.
  • Ein A/F-Sensor 42 eines Sauerstoffkonzentrationssensors einer Linearerfassungsbauart ist nahe der stromaufwärtigen Seite des Katalysators 44 angeordnet. In 2A und 2B sind der äußere Aufbau und der innere Aufbau eines A/F-Sensors mit einem Heizbauteil der Schichtbauart gezeigt. 2A ist eine Seitenansicht, die die äußere Form des Sensors zeigt, und 2B ist eine Schnittansicht, die den inneren Aufbau des Sensors zeigt.
  • Wie in 2A und 2B gezeigt ist, hat dieser A/F-Sensor 42 ein Sensorelement 421, das aus einer Festelektrolytsubstanz wie Zirkonium (ZrO2) hergestellt ist, und ein Heizbauteil 24 (Heizeinheit) zum Erwärmen des Sensorelements 421. Sein vorderer Endabschnitt, der einem Erfassungsabschnitt (Gaserfassungsabschnitt) entspricht, ist mit einer Außenabdeckung 427 und einer Innenabdeckung 428 doppelt abgedeckt.
  • Das Sensorelement ist an einem Substrat, das aus Aluminiumoxid (AL2O3) hergestellt ist, zusammen mit einer Gasunterbrechungsschicht und einer Diffusionswiderstandsschicht ausgebildet. Eine bestimmte Spannung wird auf den Erfassungsabschnitt aufgebracht, der durch ein paar Elektroden angeklemmt ist. Wenn das Sensorelement in einem aktiven Zustand ist (unter einer Betriebstemperaturbedingung), ändert das Sensorelement die Strommenge, die durch Aufbringen der bestimmten Spannung erzeugt wird, gemäß einer Umgebungssauerstoffkonzentration, d. h. einer Sauerstoffkonzentration in dem Abgas. Der Sensor ändert die Strommenge linear bezüglich der Sauerstoffkonzentration und gibt diesen Stromwert als eine Sensorausgabe zu der ECU 70 aus. Der Stromwert wird höher, wenn ein Luft-Kraftstoffverhältnis magerer wird. Genauer gesagt, wenn das Luft-Kraftstoffverhältnis mager ist, wird ein Innenstrom erzeugt, der auf die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas anspricht bzw. reagiert, und wenn das Luft-Kraftstoffverhältnis fett ist, wird ein Innenstrom erzeugt, der auf die Konzentration von nicht verbranntem Gas in dem Abgas anspricht bzw. reagiert. Ein Stromwert, der auf die Sauerstoffkonzentration oder die Konzentration von nicht verbranntem Gas in dem Abgas anspricht, kann durch die Diffusionswiderstandsschicht (nicht gezeigt), die an der Abgasseite des Sensorelements 421 angeordnet ist, als eine Sensorausgabe erhalten werden.
  • Wenn das Heizbauteil 422 mit Energie beaufschlagt wird, wird das Heizbauteil 422 in einen Antriebszustand gebracht, um Wärme zu erzeugen. Die Wärmemenge des Heizbauteils 422 wird größer, wenn die Strommenge größer wird, die durch das Heizbauteil 422 hindurch geht. Die Strommenge, die durch das Heizbauteil 422 hindurch geht, wird sequentiell auf einen Zielwert gesteuert (PID gesteuert), der auf eine Zielelementtemperatur anspricht, um die Temperatur des Sensorelements 421 auf einen gewünschten Wert zu bringen (Zielwert zu dieser Zeit). Auf diese Weise wird die Temperatur des Sensorelements 421 in einen bestimmten Betriebstemperaturbereich gesteuert. Der A/F-Sensor 42 wird in einem aktiven Zustand verwendet, in dem wenigstens der Erfassungsabschnitt des Sensorelements 421 zu einem bestimmten Betriebstemperaturbereich (bspw. nahe 700°C) erwärmt ist, der höher als eine gewöhnliche Temperatur ist. Zu dieser Zeit ist der Betriebstemperaturbereich des A/F-Sensors 42 als ein Temperaturbereich eingestellt, der höher als eine Temperatur ist, bei der das Sensorelement 422 aktiviert ist, und der so hoch wie eine Temperatur ist, die keine Beschädigung des Sensorelements 421 verursacht.
  • Die Außenabdeckung 427 und die Innenabdeckung 428 haben Entlüftungslöcher, die in der Seitenfläche (Löcher 427a, 428a) und in der Bodenfläche (Loch 427b, 428b) ausgebildet sind, wobei die Entlüftungslöcher ausgebildet sind, um das Abgas einzubringen, das durch den A/F-Sensor 42 erfasst werden soll. Die Sauerstoffkonzentration des Abgases, das durch diese Entlüftungslöcher n in die Innenabdeckung 428 (Erfassungsabschnitt) eingebracht wird, wird durch das Sensorelement 421 erfasst. Dieser A/F-Sensor 42 hat den Labyrinthaufbau der Entlüftungslöcher, der durch die Außenabdeckung 427 und die Innenabdeckung 428 gebildet ist, und der Widerstand gegen Spritzen von Wasser dieses A/F-Sensors 42 ist durch diesen Labyrinthaufbau der Entlüftungslöcher erhöht. Des Weiteren ist ein Abgastemperatursensor 43a zum Erfassen der Temperatur des Abgases nahe des A/F-Sensors 42 angeordnet, und die Temperatur um den A/F-Sensor 42 herum (Atmosphärentemperatur) kann durch den Abgastemperatursensor 43a erfasst werden. Diese Atmosphärentemperatur wird zum Bestimmen der Zeitabstimmung zum Starten eines Sensorerwärmungsprozesses (Antreiben des Heizbauteils 422), der durchzuführen ist, um den Sensor 42 zu aktivieren, bspw. bei dem Beginn des Startens der Kraftmaschine 10, verwendet.
  • In einem Kraftstoffzuführsystem dieses Systems wird ein Direkteinspritzmodus als ein Kraftstoffzuführmodus verwendet. Das heißt die Brennkammer 20d in dem Zylinder 20 ist weiter mit einem Injektor 15 als ein elektromagnetisch angetriebenes Kraftstoffeinspritzventil zum direkten Einspritzen und Zuführen von Hochdruckkraftstoff (Leichtöl mit einem Einspritzdruck von bspw. „1000 atm" oder mehr), der von einer Commonrail (Druckspeicherrohr, nicht gezeigt) zugeführt wird, in die Brennkammer 20d versehen. In der Kraftmaschine 10 wird durch Öffnen des Injektors 15 eine erforderte Kraftstoffmenge in jeden Zylinder eingespritzt und zugeführt. Das heißt wenn die Kraftmaschine 10 angetrieben wird, wird das Einlassventil 21 geöffnet, um Luft in die Brennkammer 20d des Zylinders 20 von dem Einlassrohr 30 einzuleiten, wodurch die Einlassluft mit dem Kraftstoff gemischt wird, der von dem Injektor 15 eingespritzt und zugeführt wird. Dann wird die mit dem Kraftstoff gemischte Luft (Luft-Kraftstoffgemisch) durch den Kolben 20c in dem Zylinder 20 komprimiert, wodurch das Gemisch gezündet (selbst gezündet) und verbrannt wird. Dann, wenn das Auslassventil 22 geöffnet wird, wird das Abgas nach einer Verbrennung in das Abgasrohr 40 abgegeben.
  • In diesem System ist ein Turbolader zwischen dem Einlassrohr 30 und dem Abgasrohr 40 angeordnet. Der Turbolader ist ein sogenannter Turbolader mit variabler Düse, der einen Einlassluftkompressor 50a, der in der Mitte des Einlassrohrs 30 angeordnet ist, und eine Abgasturbine 50b hat, die in der Mitte des Abgasrohrs 40 angeordnet ist. Der Einlassluftkompressor 50a ist mit der Abgasturbine 50b durch eine Welle (nicht gezeigt) verbunden. Das heißt die Abgasturbine 50b wird durch das Abgas gedreht, das durch das Abgasrohr 40 strömt, und ihre Drehkraft wird über die Welle auf den Einlassluftkompressor 50a übertragen. Die durch das Einlassrohr 30 strömende Luft wird durch den Einlassluftkompressor 50a komprimiert, wodurch die Luft aufgeladen wird. Des Weiteren hat die Abgasturbine 50b einen variablen Düsenmechanismus 50c, der aus einem bekannten Ventilmechanismus gebildet ist, und hat den Bereich der Abgaspassage, der sich gemäß dem Betrieb des Öffnens/Schließens dieses variablen Düsenmechanismus 50c ändert, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases, das auf die Abgasturbine 50b trifft, und die Drehzahl der Abgasturbine 50b geändert werden. Dieser Turbolader steuert die Drehzahl der Abgasturbine 50b auf der Basis eines Befehlswerts für diesen variablen Düsenmechanismus 50c, um eine Auflademenge durch die Drehzahl des Einlassluftkompressors 50a ansprechend auf eine Drehung der Abgasturbine 50b variabel zu steuern. Die Auflademenge wird erhöht, wenn die Düse weiter gedrosselt wird. Dann kann die Wirksamkeit des Einbringens bzw. Ladens von Einlassluft in jeden Zylinder durch diese Aufladung erhöht werden. Falls es notwendig ist, kann hier das Einlassrohr 30 auch mit einem Zwischenkühler zum Kühlen der Einlassluft versehen sein.
  • Des Weiteren ist auch eine EGR-Einheit zum Rezirkulieren eines Teils des Abgases als Abgasrezirkulation (EGR) zu dem Einlasssystem zwischen dem Einlassrohr 30 und dem Abgasrohr 40 angeordnet. Diese EGR-Einheit hat grundsätzlich ein EGR-Rohr 60a, das angeordnet ist, um das Einlassrohr 30 mit dem Abgasrohr 40 zu verbinden, und ein EGR-Ventil 60b, das ein Solenoidventil ist, das stromabwärtig von der Drosselklappe 33 des Einlassrohrs 30 angeordnet ist. Der Passagenbereich bzw. die Passagenfläche des EGR-Rohrs 60a und eine EGR-Rate (die die Rate des zu dem Zylinder zurückgeführten EGR-Gases zu dem gesamten Abgas ist) können durch das Ventilöffnen des EGR-Ventils 60b gesteuert werden. Diese Steuerung wird auf der Basis der Ausgabe und dergleichen des A/F-Sensors 42 durchgeführt. Beispielsweise ist in einem Zustand, in dem das EGR-Ventil 60b vollständig geschlossen ist, das EGR-Rohr 60a geschlossen, und daher ist eine EGR-Menge „0". Des Weiteren, falls es notwendig ist, ist ein EGR-Kühler zum Kühlen eines EGR-Gases auch in dem EGR-Rohr 60a angeordnet. In dieser EGR-Einheit wird ein Teil des Abgases durch das EGR-Rohr 60a zu dem Einlasssystem rezirkuliert, wodurch die Verbrennungstemperatur verringert wird und daher NOX verringert wird.
  • Des Weiteren ist ein Fahrzeug (nicht gezeigt bspw. ein Vierrad-PKW oder -LKW), das die Kraftmaschine 10 als Antriebsquelle verwendet, mit verschiedenen Arten von Sensoren zum Steuern des Fahrzeugs zusätzlich zu den vorstehend genannten Sensoren versehen. Beispielsweise ist ein Gaspedal mit einem Gaspedalpositionssensor 71 zum Ausgeben eines elektrischen Signals in Erwiderung auf den Zustand des Gaspedals (dem Betrag einer Verschiebung) versehen, um den Betriebsumfang (den Umfang eines Niederdrückens) des Gaspedals durch den Fahrer zu erfassen. Des Weiteren ist die ECU 70 mit einem Atmosphärendrucksensor 72 zum Erfassen des Drucks der Außenluft (Atmosphärenruck) versehen. Des Weiteren ist eine Achse zum Übertragen der Drehkraft der Ausgabewelle der Kraftmaschine 10 der Räder (Reifen), wenn das Fahrzeug fährt, mit einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 73 zum Ausgeben eines sich auf die Achse beziehenden Drehsignals versehen, um die Fahrgeschwindigkeit zu erfassen.
  • In diesem System funktioniert die ECU 70 als eine Sensorinformationserfassungsvorrichtung und eine Sensorkorrekturvorrichtung. Die ECU 70 (ECU für Kraftmaschinensteuerung) ist so aufgebaut, dass sie einen bekannten Mikrocomputer (nicht gezeigt) beinhaltet. Die ECU 70 erfasst den Antriebszustand der Kraftmaschine 10 und die Anforderung des Fahrers auf der Basis der Erfassungssignale der verschiedenen Arten von Sensoren. Die ECU 70 betreibt verschiedene Stellglieder, wie die Drosselklappe 33 und den Injektor 15, um verschiedene Steuerungen, die die Kraftmaschine 10 betreffen, in einem optimalen Modus in Erwiderung auf Bedingungen zu dieser Zeit durchzuführen. Wenn die ECU 70 bspw. die Kraftmaschine 10 in einem stetigen Antriebsmodus betreibt, berechnet die ECU 70 verschiedene Verbrennungsbedingungen (bspw. eine Einspritzzeitabstimmung und eine Kraftstoffeinspritzmenge) und betreibt verschiedene Stellglieder auf der Basis der Erfassungssignale der jeweiligen Sensoren, wodurch ein angezeigtes bzw. angegebenes Moment (erzeugtes Moment), das durch die Verbrennung von Kraftstoff in jedem Zylinder (Brennkammer) erzeugt wird, und ein Wellenmoment (Ausgabemoment) gesteuert werden, das tatsächlich zu der Ausgabewelle (Kurbelwelle 10a) ausgegeben wird. Des Weiteren wird in dem Steuerungssystem dieser Ausführungsform, genauso wie bei einem bekannten Dieselkraftmaschinensystem, in dem stetigen Antriebsmodus die Drosselklappe 33, die in dem Einlassrohr 30 der Kraftmaschine 10 angeordnet ist, in dem annähernd vollständig geöffneten Zustand gehalten, um die Frischluftmenge zu erhöhen und einen Pumpverlust zu verringern. Daher steuert die ECU 70 eine Kraftstoffeinspritzmenge hauptsächlich als Verbrennungssteuerung (insbesondere eine Verbrennungssteuerung, die sich auf eine Momenteinstellung bezieht) in dem stetigen Antriebsmodus.
  • Der Mikrocomputer, der in der ECU 70 montiert ist, besteht hauptsächlich aus verschiedenen Arten von Verarbeitungseinheiten, Speichern, Signalverarbeitungseinheiten, Kommunikationseinheiten und Antriebsschaltungen einschließlich: einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) zum Durchführen verschiedener Berechnungen; einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) als einem Hauptspeicher zum temporären Speichern von Daten und Berechnungsergebnissen während der Berechnungen; einem Nur-Lese-Speicher (ROM) als einem Programmspeicher; einem elektrisch löschbaren und programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EEPROM), der ein elektrisch wieder beschreibbarer nicht flüchtiger Speicher ist, als einem Datenspeicher und einem Sicherungs-RAM (Speicher, der durch eine Sicherungsenergiequelle, wie einer in einem Fahrzeug montierten Batterie, immer mit Energie versorgt wird, selbst nachdem die Zufuhr der Hauptenergiequelle der ECU gestoppt ist); und einer Signalverarbeitungseinheit, wie einem A/D-Umwandler und einer Takterzeugungsschaltung; und Eingabe-/Ausgabeanschlüssen zum Eingeben/Ausgeben von Signalen von/zu der Außenseite. In dem ROM sind im Voraus verschiedene Programme und Steuerkennfelder gespeichert, die sich auf die Kraftmaschinensteuerung beziehen und die Programme beinhalten, die sich auf die Erfassung von Sensorinformation und die Korrektur der Sensoren beziehen. Des Weiteren sind in dem Datenspeicher (bspw. dem EEPROM) verschiedene Steuerdaten im Voraus gespeichert, einschließlich der Konstruktionsdaten der Kraftmaschine 10.
  • Die Vorrichtung dieser Ausführungsform erfasst (lernt) auch die Ausgabefehler der Sensoren (Fehler von Ausgabewerten und Ausgabezeitabstimmungen) durch das Atmosphärenlernen und korrigiert die Ausgaben der Sensoren. In dieser Ausführungsform werden jedoch Leerlaufbetriebszeitspannen verwendet, die mit höherer Häufigkeit als eine Häufigkeit auftreten, mit der Kraftstoffunterbrechungszeitspannen zu der Zeit der Verringerung der Drehzahl des Fahrzeugs auftreten, so dass die Ausgabewerte des Sauerstoffkonzentrationssensors (Obergrenzensensorausgaben) mit einer höheren Häufigkeit als eine Häufigkeit ermittelt werden, zu der die Kraftstoffunterbrechungszeitspannen bei der Zeit des Verringerns der Geschwindigkeit des Fahrzeugs verwendet werden.
  • Nachstehend wird ein Prozess, der die Erfassung von Sensorinformation betrifft, im Detail mit Bezug auf 3 bis 6H beschrieben. 3 ist ein Flussdiagramm, das den Prozessablauf des Prozesses zeigt. Grundsätzlich, wenn die ECU 70 die in dem ROM gespeicherten Programme während einer Zeitspanne ausführt, in der eine bestimmte Bedingung erfüllt ist (bspw. während einer Zeitspanne, in der die Kraftmaschine in Betrieb ist), werden die in diesen Zeichnungen gezeigten Verarbeitungen der Reihe nach bei bestimmten Intervallen durchgeführt (bspw. bei Intervallen eines bestimmten Kurbellwinkels oder einer bestimmten Zeit). Des Weiteren werden die Werte von verschiedenen Parametern, die in den in 3 gezeigten Prozessen verwendet werden, in den Speichern gespeichert, die in der ECU 70 eingebaut sind, wie dem RAM, dem EEPROM oder dem Sicherungs-RAM, und werden immer dann aktualisiert, wenn es erforderlich ist.
  • In Schritt S11 wird bestimmt, ob die Kraftmaschine 10 in einem Leerlauf ist. Als nächstes wird in Schritt S12 bestimmt, ob eine bestimmte Durchführungsbedingung erfüllt ist, die zeigt, ob die Korrektur und ein Lernen der Sensorausgabecharakteristik durchzuführen ist. Wenn in diesen Bestimmungsschritten bestimmt wird, dass die Kraftmaschine 10 im Leerlauf ist und die bestimmte Durchführungsbedingung erfüllt ist, geht der Prozess zu dem nächsten Schritt S13. Andererseits, während eine Bestimmung gemacht wird, die anders als diese Bestimmungen ist, werden die vorstehend genannten jeweiligen Bestimmungsprozesse wiederholt bei vorbestimmten Prozessintervallen in den Schritten S11 und S12 durchgeführt.
  • In Schritt S11 wird bestimmt, ob alle Bedingungen erfüllt sind, einschließlich folgender Bedingungen: eine Bedingung, dass der Betätigungsumfang des Gaspedals annähernd "0" ist (was durch den Gaspedalpositionssensor 71 erfasst wird); eine Bedingung, dass das Fahrzeug in einem Stoppzustand ist (was durch einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 73 erfasst wird); und eine Bedingung, dass ein Neutralschalter eingeschaltet ist, der nur eingeschaltet ist, wenn die Position eines Schalthebels in einer Neutralposition (N) ist. Wenn ein Teil dieser Bedingungen erfüllt ist, kann bestimmt werden, dass eine bestimmte Leerlaufbedingung erfüllt ist. Wenn in Schritt S11 bestimmt wird, dass alle vorstehend genannten Bedingungen erfüllt sind, dann wird angenommen, dass die Kraftmaschine 10 im Leerlauf ist und ein Leerlaufbestimmungsflag wird auf "AN" eingestellt (der Anfangswert des Flags ist "AUS").
  • In Schritt S12 wird bestimmt, ob bestimmte Durchführungsbedingungen erfüllt sind, die zeigen, dass eine Sauerstoffkonzentration um den A/F-Sensor 42 herum stabil ist. Mit anderen Worten wird bestimmt, ob alle der nachfolgenden Bedingungen erfüllt sind, bspw.:
    • 1. Die Temperatur eines Kraftmaschinenkühlmittels, die durch den Wassertemperatursensor 21b tatsächlich gemessen wird, ist ausreichend hoch. Wenn bspw. ein durch den Wassertemperatursensor 21b gemessener Wert ein bestimmter Wert oder höher ist (Temperatur eines Kraftmaschinenkühlmittels ≥ bestimmter Wert), wird angenommen, dass die Temperatur eines Kraftmaschinenkühlmittels ausreichend hoch ist.
    • 2. Die Temperatur einer Einlassluft, die durch den Einlasslufttemperatursensor 32 tatsächlich gemessen wird, ist innerhalb eines bestimmten Bereichs.
    • 3. Ein Atmosphärendruck, der durch den Atmosphärendrucksensor 72 tatsächlich gemessen wird, ist ausreichend hoch. Wenn bspw. ein durch den Atmosphärendrucksensor 72 gemessener Wert ein bestimmter Wert oder höher ist (Atmosphärendruck ≥ bestimmter Wert), wird angenommen, dass der Atmosphärendruck ausreichend hoch ist.
    • 4. Eine auf die Kurbelwelle 10a der Kraftmaschine 10 aufgebrachte Last ist ausreichend klein. Wenn bspw. alle der Bedingungen erfüllt sind, einschließlich: einer Bedingung, dass eine bestimmte Einheit (bspw. eine Servolenkung), die durch die Drehkraft der Kurbelwelle 10a angetrieben wird, in einem Stoppzustand ist; und einer Bedingung, dass eine in dem Fahrzeug eingebaute Einheit (z. B. ein Schweinwerfer) der durch die Verwendung von durch eine Lichtmaschine erzeugter elektrischer Energie elektrisch angetrieben wird, in einem Stoppzustand ist, wird angenommen, dass die auf die Kurbelwelle 10a aufgebrachte Last ausreichend gering ist.
    • 5. Der DPF 45 führt den Regenerationsprozess nicht durch und führt den Regenerationsprozess nicht durch, während der Lernprozess durchgeführt wird. Wenn bspw. alle Bedingungen erfüllt sind, einschließlich: einer Bedingung, dass eine Abgastemperatur an der stromaufwärtigen Seite des DPF ein bestimmter Wert oder geringer ist (wenn diese Abgastemperatur höher ist, werden die PM leichter selbst entzündet); einer Bedingung, dass ein Temperaturunterschied des Abgases zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite des DPF (Unterschied zwischen einem Wert, der durch einen Abgastemperatursensor 43a tatsächlich gemessen wird, und einem Wert, der durch einen Abgastemperatursensor 43b gemessen wird) ein bestimmter Temperaturunterschied oder geringer ist (wenn der Regenerationsprozess durchgeführt wird, wird diese Temperaturdifferenz groß); einer Bedingung, dass die Menge von PM, die an dem DPF 45 abgelagert ist, ein bestimmter Wert oder geringer ist (wenn die Menge von abgelagertem PM größer wird, werden die PM leichter selbst entzündet), wird angenommen, dass der DPF 45 den Regenerationsprozess nicht durchführt und es für eine Weile nicht erfordert ist, den Regenerationsprozess durchzuführen. Wenn bestimmt ist, dass alle der vorstehend genannten Bedingungen erfüllt sind, wird bestimmt, dass die bestimmten Durchführungsbedingungen erfüllt sind, und ein Lerndurchführungsbestimmungsflag wird auf "AN" eingestellt (der anfängliche Wert des Flags ist "AUS").
  • In dem nachfolgenden Schritt S13 werden verschiedene Stellglieder aktiv angetrieben, um eine Sauerstoffkonzentration in dem Abgas und eine Sauerstoffkonzentration um den A/F-Sensor 42 herum nahe zu einer Sauerstoffkonzentration in der Atmosphäre zu bringen. Im Speziellen wird bspw. das EGR-Ventil 60b vollständig geschlossen, um die EGR-Menge auf einen Grenzwert (auf bspw. fast "0") zu verringern, die Drosselklappe 33 wird vollständig geöffnet, um die Frischluftmenge auf einen Grenzwert zu erhöhen, und die Düse des variablen Düsenmechanismus 50c wird vollständig geschlossen, um die Auflademenge auf einen Grenzwert zu erhöhen. Damit kann die Sauerstoffmenge (eine Sauerstoffkonzentration) in dem Abgas erhöht werden. Des Weiteren, um die auf die Kraftmaschine aufgebrachte Last auf einen Grenzwert zu verringern, werden die bestimmten Einheiten, die durch die Kurbelwelle 10a angetrieben werden, und die im Fahrzeug eingebauten Einheiten gestoppt, die durch die Verwendung der durch die Lichtmaschine erzeugten elektrischen Energie angetrieben werden. Bspw. wird eine Klimaanlageneinheit gestoppt. Durch Verringern der auf die Kraftmaschine 10 aufgebrachten Last in dieser Weise wird eine Kraftstoffeinspritzmenge verringert und daher kann eine relative Sauerstoffmenge (Sauerstoffkonzentration) erhöht werden. Auf diese Weise kann durch den Prozess in Schritt S13 die Sauerstoffkonzentration um den A/F-Sensor 42 herum auf eine Sauerstoffkonzentration in der Atmosphäre erhöht werden, die höher als die Obergrenze des Erfassungsbereichs des A/F-Sensors 42 ist.
  • 4 zeigt einen Luft-Kraftstoffverhältnisbereich des A/F-Sensors 42 in einer gewöhnlichen Luft-Kraftstoffverhältnissteuerung einer Dieselkraftmaschine.
  • Wie in 4 gezeigt ist, wird ein Luft-Kraftstoffverhältnis, das in der Dieselkraftmaschine verwendet wird, gewöhnlich gemäß der Kraftmaschinendrehzahl und der auf die Kraftmaschine aufgebrachten Last geändert. Ein Luft-Kraftstoffverhältnis variiert von 1,2 bis 6,5 im Hinblick auf λ (Überschussluftverhältnis) und wird während des Leerlaufbetriebs ungefähr 4,5. Im Gegensatz dazu wird in dem Prozess von Schritt S13 dieser Ausführungsform (Zwangslernsteuerung bzw. aktive Lernsteuerung) λ auf ungefähr 7,5 erhöht. Auf diese Weise wird in dem Schritt S13 das Luft-Kraftstoffverhältnis auf die Sauerstoffkonzentration gesteuert (λ ungefähr 7,5), die höher als das Luft-Kraftstoffverhältnis (λ = 4,5) während des Leerlaufbetriebs ist und höher als die Obergrenze (λ = 6,5) des Luft-Kraftstoffverhältnisses ist.
  • Wenn der Prozess dieses Schritts S13 beendet ist, wird angenommen, dass die Sauerstoffkonzentration um den A/F-Sensor 42 herum eine Sauerstoffkonzentration in der Atmosphäre wird, und in dem nächsten Schritt S14 wird ein Referenzwert "A", der den Wert eines normalen Luft-Kraftstoffverhältnisses (Sauerstoffkonzentration) zeigt, der zu dieser Zeit zu erreichen ist, auf der Basis einer bestimmten Berechnungsgleichung berechnet. In einem Zustand bspw., in dem die Kraftstoffeinspritzmenge und die Einlassluftmenge stabil sind, wird der vorstehend genannte Referenzwert "A" auf der Basis der folgenden Berechnungsgleichung (1) berechnet. Referenzwert A/100 (%) = Kraftstoffdichte (g/mm3) × Sauerstoffverbrauchsmenge pro durch eine Verbrennung in der Kraftmaschine 10 verbrauchte Kraftstoffmengeneinheit (g/g) × Kraftstoffeinspritzmenge pro Hub (mm3/Hub)/Einlassluftströmungsrate pro Verbrennungszyklus (g/Zyklus) (Gleichung 1)
  • Hier wird die Kraftstoffdichte auf der Basis einer Kraftstofftemperatur zu dieser Zeit (die durch einen Temperatursensor in einer Kraftstoffpumpe zum Zuführen des Kraftstoffs zu dem Injektor 15 erfasst wird) durch die Verwendung einer bestimmten Berechnungsgleichung berechnet. Des Weiteren wird die Sauerstoffverbrauchsmenge im Voraus durch ein Experiment oder dgl. ermittelt und wird in dem Datenspeicher in der ECU 70 gespeichert. Des Weiteren wird die Kraftstoffeinspritzmenge bspw. auf der Basis eines Befehlswerts zu dem Injektor 15 berechnet. Darüber hinaus wird die Einlassluftströmungsrate bspw. auf der Basis der Ausgabe des Luftmengenmessers 31 berechnet.
  • In dem nächsten Schritt S15 wird in einem Zustand, in dem die Sauerstoffkonzentration um den A/F-Sensor 42 herum die Sauerstoffkonzentration wird, die der Atmosphäre entspricht, der Ausgabewert (Sensorausgabe B) des A/F-Sensors 42 ermittelt. In dieser Ausführungsform werden, nachdem eine bestimmte Zeit seit der Zeit verstrichen ist, wenn der Prozess von Schritt S13 beendet ist, mit anderen Worten nachdem die Sensorausgabe stabil wird, mehrere Ausgabewerte des A/F-Sensors 42 zu mehreren Erfassungszeiten in einem Bereich ermittelt, in dem die Sensorausgabe stabil ist, und die Sensorausgabe "B" wird als der Durchschnittswert dieser mehreren Ausgabewerte ermittelt.
  • In dem nächsten Schritt S16 wird die in dem Schritt S15 berechnete Sensorausgabe "B" durch den Referenzwert "A" geteilt, der in dem Schritt S14 berechnet wird, um die Differenz zwischen diesen als einen Lernwert "C" (= B/A) zu erhalten. Die Größe dieses Lernwerts "C" entspricht dem Ausgabefehler des A/F-Sensors 42. In dem nächsten Schritt S17 wird der Lernwert "C" auf den Ausgabewert des A/F-Sensors 42 angewendet bzw. fließt in diesen ein, wodurch die Sensorausgabe eines geringeren Fehlers anschließend ermittelt werden kann. In 5 ist die Korrektur der Sensorausgabe in Schritt S16 als ein Graph gezeigt.
  • Wie in 5 gezeigt ist, wird die Ausgabecharakteristik des Sensors durch individuelle Unterschiede und dgl. geändert. In Abhängigkeit von dem Sensor fällt die Ausgabecharakteristik nicht immer mit einer spezifischen normalen Ausgabecharakteristik zusammen (die durch eine durchgehende Linie L0 gezeigt ist). Mit anderen Worten, selbst wenn die Sensoren von derselben Art sind, sind die Ausgabecharakteristika der Sensoren nicht dieselben: bspw., wie durch durchgehende Linien L1 und L2 in dem Graphen gezeigt ist, kann die Ausgabecharakteristik in einigen Fällen von der normalen Ausgabecharakteristik abweichen. In einem Sensor, der die Ausgabecharakteristik hat, die in dem Graphen durch die Linie L1 gezeigt ist, wird ein Wert "A0" als der Referenzwert "A" in Schritt S14 ermittelt, und ein Wert "B1" wird als eine Sensorausgabe "B" in Schritt S15 ermittelt. In dem nächsten Schritt S16 wird die Ausgabecharakteristik des A/F-Sensors 42 von der durch die durchgehende Linie L1 gezeigten Charakteristik zu der Charakteristik korrigiert, die durch die durchgehende Linie L0 gezeigt ist. Im Speziellen wird in einem Sensor zum Erfassen einer Sauerstoffkonzentration durch die Verwendung einer Gleichung, nämlich einer "Sauerstoffkonzentration = (Ausgabewert des Sensors 42)/Lernwert C", durch Aktualisieren des Lernwerts "C" ein Ausgabefehler zu der Zeit des Leerlaufbetriebs kompensiert. Die Neigung der Ausgabecharakteristik wird auch zusammen mit der Kompensation korrigiert, um mit der Neigung der Charakteristik der durchgehenden Linie L0 zusammenzufallen. In einem Sensor, der die Ausgabecharakteristik hat, die in dem Graphen durch die durchgehende Linie L2 gezeigt ist, wird ein Wert "A0" als der Referenzwert "A" in Schritt S14 ermittelt, und ein Wert "B2" wird in Schritt S15 als eine Sensorausgabe "B" ermittelt. In dem nächsten Schritt S16 wird, genauso wie es vorstehend beschrieben ist, die Ausgabecharakteristik des A/F-Sensors 42 von der Charakteristik, die durch die durchgehende Linie L2 gezeigt ist, zu der Charakteristik, die durch die durchgehende Linie L0 gezeigt ist, auf der Basis dieser Werte korrigiert.
  • Auf diese Weise wird in dieser Ausführungsform die Abfolge von Prozessen (Prozesse, die in 3 gezeigt sind) der Reihe nach durchgeführt, um die Genauigkeit der Sensorausgabe des A/F-Sensors 42 zu halten. Es ist wirksam, den Lernwert "C" und die Sensorausgabe "B" in einem bestimmten Speicher (bspw. dem EEPROM und dem Sicherungs-RAM) zu speichern, der Daten behalten kann, selbst nachdem die Hauptenergiequelle der ECU 70 abgeschaltet ist. Damit werden, selbst nachdem die Kraftmaschine 10 gestoppt ist und die Energiezufuhr zu der ECU 70 gestoppt ist, die Daten nicht gelöscht, sondern in dem Speicher in einer nicht flüchtigen Weise gespeichert, und daher kann eine Datenanalyse leichter durchgeführt werden.
  • Als nächstes wird eine Art des Korrigierens der Sensorausgabe durch die ECU 70 kurz mit Bezug auf 6A bis 6H beschrieben. 6A bis 6H sind Zeitablaufdiagramme, die den Fortschritt von verschiedenen Parametern zeigen, die sich auf die Korrektur der Sensorausgabe beziehen, wobei ein Fall als ein Beispiel betrachtet wird, in dem ein Fahrzeug, in das die ECU 70 eingebaut ist, von einem stetigen Antriebszustand in einen Leerlaufzustand gebracht wird. 6A zeigt eine Fahrzeuggeschwindigkeit, die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 73 tatsächlich gemessen wird, 6B zeigt einen Wert des Leerlaufbestimmungsflags (Bestimmungsergebnis in Schritt S11), 6C zeigt einen Wert des Lerndurchführungsbestimmungsflags (Bestimmungsergebnis in Schritt S12), 6D zeigt eine Öffnung des EGR-Ventils 60b, 6E zeigt eine Öffnung der Drosselklappe 33, die tatsächlich durch den Drosselpositionssensor 33a gemessen wird, 6F zeigt eine Einlassluftströmungsrate, die tatsächlich durch den Luftmengenmesser 31 gemessen wird, 6G zeigt die Ausgabe des A/F-Sensors 42, die größer wird, wenn das Luft-Kraftstoffverhältnis magerer wird, und 6H zeigt den Lernwert „C".
  • Wie in 6A gezeigt ist, beginnt das Fahrzeug seine Geschwindigkeit von einem stetigen Antriebszustand bei einer Zeit t10 zu verringern und verringert dann fortlaufend seine Geschwindigkeit, bis die Kraftmaschine 10 in den Leerlaufzustand gebracht ist. In diesem Zustand ist eine bestimmte Leerlaufbedingung nach der Zeit t11 erfüllt, so dass das Leerlaufbestimmungsflag auf „AN" festgesetzt wird (6B). Dann wird zu der Zeit t12 eine bestimmte Durchführungsbedingung erfüllt (Schritt S12), so dass das Lerndurchführungsbestimmungsflag auf „AN" festgesetzt wird (6C).
  • Wenn das Lerndurchführungsbestimmungsflag auf „AN" festegesetzt ist, werden verschiedene Stellglieder (EGR-Ventil 60b und die Drosselklappe 33) in Schritt S13 aktiv angetrieben, wodurch die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas und die Sauerstoffkonzentration um den A/F-Sensor 42 herum nahe zu der Sauerstoffkonzentration in der Atmosphäre gebracht werden (6D bis 6F). Des Weiteren wird zu dieser Zeit die auf die Kraftmaschine 10 aufgebrachte Last verringert, wie vorstehend beschrieben ist. Damit wird die Ausgabe des A/F-Sensors 42 erhöht und nach einer Weile zu einer Zeit t13 (6G) in einen stabilen Zustand auf einen Wert gebracht, der der Sauerstoffkonzentration der Atmosphäre entspricht. In dieser Hinsicht werden der Atmosphärenprozess, der auf dem aktiven bzw. zwangsweisen Antreiben der Stellglieder basiert, und der Prozess des Verringerns der auf die Kraftmaschine aufgebrachten Last durchgeführt, während das Lerndurchführungsflag auf „AN" festgesetzt gehalten wird. Somit, wenn das Lerndurchführungsflag auf „AUS" eingestellt wird, wird das Antreiben der jeweiligen Stellglieder wieder auf die normale Steuerung eingestellt. In dem Beispiel, das in 6A bis 6H gezeigt ist, wird zu einer Zeit t15 das Lerndurchführungsflag auf „AUS" eingestellt, und das Antreiben der jeweiligen Stellglieder wieder auf die normale Steuerung eingestellt.
  • Die Prozesse in Schritt S14 und S15, die in 3 gezeigt sind, werden in der Atmosphärenbedingung wie folgt durchgeführt. Der vorstehend genannte Referenzwert „A" und die Sensorausgabe „B" werden durch diese Prozesse berechnet. Insbesondere werden in Schritt S15 mehrere Ausgabewerte durch mehrere Erfassungen in einem Bereich ermittelt, in dem die Sensorausgabe stabil ist (in der Zeitspanne nach einer Zeit t13), und die Sensorausgabe „B" wird als der Durchschnittswert der mehreren Sensorausgaben ermittelt. Wenn der Referenzwert „A" und die Sensorausgabe „B" auf dieses Weise ermittelt werden, wird ein Unterschied zwischen beiden (Grad einer Abweichung) als der Lernwert C (= B/A) in dem nächsten Schritt S16 (6H) ermittelt. Somit wird in Schritt S17 dieser Lernwert „C" auf den Ausgabewert des A/F-Sensors 42 angewendet bzw. fließt in diesen ein. Damit wird die Sensorausgabe korrigiert, und daher kann die Ausgabecharakteristik mit einem geringeren Fehler (bspw. eine durchgehende Linie L0, die in 5 gezeigt ist) ermittelt werden.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, können gemäß dieser Sensorinformationserfassungsvorrichtung und der Sensorkorrekturvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform, die folgenden außergewöhnlichen Vorteile erhalten werden.
    • (1) Die Sensorinformationserfassungsvorrichtung zum Erfassen einer Information eines Zielsensors ist für den A/F-Sensor 42 entwickelt, der in dem Abgasrohr 40 angeordnet ist und seine Ausgabe gemäß einer Änderung der Sauerstoffkonzentration in der Abgaspassage ändert. Die Sensorinformationserfassungsvorrichtung ist aufgebaut, um ein Programm (Obergrenzenausgabeermittlungseinrichtung, Schritt S15) zum Ermitteln einer Obergrenzensensorausgabe (Sensorausgabe „B", bspw. Werte „B1, B2" in 5) unter der Bedingung zu ermitteln, dass die bestimmte Durchführungsbedingung erfüllt ist (Schritt S12), während die Kraftmaschine 10 in einem Leerlauf ist (Schritt S11). Die Obergrenzensensorausgabe ist der Ausgabewert des A/F-Sensors 42 in einem Zustand, wo die Sauerstoffkonzentration um den A/F-Sensor 42 herum die Sauerstoffkonzentration der Atmosphäre ist. Gemäß dieser Vorrichtung kann durch Verwenden der Leerlaufbetriebszeitspannen, die mit höherer Häufigkeit als eine Häufigkeit auftreten, mit der die Kraftstoffunterbrechungszeitspanne zu der Zeit des Verringerns der Fahrzeuggeschwindigkeit auftritt, der Ausgabewert (Sensorausgabe „B") des Sauerstoffkonzentrationssensors unter der hohen Sauerstoffkonzentration mit einer größeren Häufigkeit als eine Häufigkeit ermittelt werden, mit der die Kraftstoffunterbrechungszeitspannen zu der Zeit des Verringerns der Fahrzeuggeschwindigkeit verwendet werden.
    • (2) Die Durchführungsbedingung zum Erfüllen der Durchführungsbedingung, die in Schritt S12 bestimmt wird, beinhaltet die Bedingung, dass die Betriebsbedingung bzw. ein Betriebszustand der Kraftmaschine 10 die Sauerstoffkonzentration um den A/F-Sensor 42 herum ausreichend stabil macht. Damit kann die Ausgabe „B" des A/F-Sensors 42 in dem Zustand erhalten werden, in dem die Sauerstoffkonzentration um den A/F-Sensor 42 herum ausreichend stabil ist.
    • (3) Die Bedingungen zum Erfüllen der Bedingung, dass die Sauerstoffkonzentration um den A/F-Sensor 42 herum ausreichend stabil ist, beinhaltet: eine Bedingung, dass die Temperatur der Kraftmaschine 10 selbst (die durch die Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur erfasst wird) ausreichend hoch ist; eine Bedingung, dass die Temperatur der Einlassluft innerhalb eines bestimmten Bereichs ist; eine Bedingung, dass der Atmosphärendruck (Druck der Außenluft) ausreichend hoch ist; und eine Bedingung, dass der DPF den Regenerationsprozess nicht durchführt. Dies macht es möglich, leicht und genau zu erfassen, dass die Sauerstoffkonzentration um den A/F-Sensor 42 herum stabil gemacht ist.
    • (4) Die Sensorinformationserfassungsvorrichtung ist aufgebaut, um ein Programm (Sauerstoffkonzentrationserhöhungseinrichtung, Schritt S13) zum zwangsweisen bzw. aktiven Erhöhen der Sauerstoffkonzentration um den A/F-Sensor 42 herum zu haben, bevor die Sensorausgabe „B" ermittelt wird (Schritt S15 in 3). In Schritt S15 wird die Sensorausgabe „B" in einem Zustand ermittelt, in dem die Sauerstoffkonzentration um den A/F-Sensor 42 erhöht ist. Mit diesem Aufbau kann die Obergrenzensensorausgabe unter einer höheren Sauerstoffkonzentration erhöht werden.
    • (5) In Schritt S15 wird die Sauerstoffkonzentration zu einer höheren Konzentration als eine obere Grenze in dem Erfassungsbereich des A/F-Sensors erhöht (genauer gesagt auf die Sauerstoffkonzentration, die der Atmosphäre entspricht. Dies kann die Korrekturgenauigkeit erhöhen, die sich auf die Ausgabecharakteristik des A/F-Sensors 42 bezieht.
    • (6) In Schritt S15 werden die EGR-Menge, die Frischluftmenge und der Aufladeumfang erhöht, und der Umfang des Antreibens der Einheit (bspw. die Servolenkung oder der Scheinwerfers), die durch die Ausgabe der Brennkraftmaschine direkt oder indirekt angetrieben wird, wird zwangsweise verringert. Dies kann die Sauerstoffkonzentration um den A/F-Sensor 42 herum weiter leicht korrekt erhöhen.
    • (7) Die Bedingung zum Erfüllen der Durchführungsbedingung, die in Schritt S12 bestimmt wird, beinhaltet, dass die auf die Ausgabewelle (Kurbelwelle 10a) der Kraftmaschine 10 aufgebrachte Last (mit anderen Worten Kraftmaschinenlast) ausreichend gering ist. Dies kann in geeigneter Weise die Möglichkeit verringern, dass die Kraftmaschine 10 abstirbt wird, wenn die Sauerstoffkonzentration durch den Prozess von Schritt S13 erhöht wird.
    • (8) Die Bedingung zum Erfüllen der Bedingung, die zeigt, dass die Kraftmaschinenlast ausreichend gering ist, beinhaltet eine Bedingung, dass die bestimmte Einheit (bspw. die Servolenkung), die durch die Drehkraft der Kurbelwelle 10a (Kraftmaschinenausgabe) angetrieben wird, in einem Stoppzustand ist, und eine Bedingung, dass die in dem Fahrzeug eingebaute Einheit (bspw. der Scheinwerfer), der durch die Verwendung von durch die Lichtmaschine erzeugter elektrischer Energie elektrisch angetrieben wird, in einem Stoppzustand ist. Dies macht es möglich, leichter und korrekter zu erfassen, dass die Kraftmaschinenlast ausreichend gering ist.
    • (9) Die Sensorinformationserfassungsvorrichtung ist ausgebaut, um ein Programm (Ausgabefehlerberechnungseinrichtung, Schritt S28) zum Vergleichen der Sensorausgabe „B", die in Schritt S15 ermittelt wird, mit dem Referenzwert, der zu dieser korrespondiert (Referenzwert „A", der in Schritt S26 berechnet wird), zu haben, um den Ausgabefehler (Lernwert C) des A/F-Sensors 42 zu ermitteln. Mit diesem Aufbau kann der Ausgabefehler (Lernwert C) des A/F-Sensors 42 leicht mit hoher Genauigkeit ermittelt werden.
    • (10) In Schritt S26 wird der Referenzwert „A" durch die Verwendung der Gleichung (1) berechnet. Damit kann der Referenzwert „A" mit vergleichsweise hoher Genauigkeit ermittelt werden.
    • (11) Des Weiteren ist die Sensorkorrekturvorrichtung zum Korrigieren des A/F-Sensors 42 aufgebaut, um ein Programm (Schritt S29) zum Korrigieren der Ausgabecharakteristik des A/F-Sensors 42 auf der Basis des Fehlers der Sensorausgabe zu haben, die in dem Schritt S28 ermittelt wird. Mit diesem Aufbau kann die Genauigkeit der Sensorausgabe des A/F-Sensors 42 hoch gehalten werden.
  • (Zweite Ausführungsform)
  • Eine zweite Ausführungsform einer Sensorinformationserfassungsvorrichtung und einer Sensorkorrekturvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf 7 und 8 beschrieben. Das Kraftmaschinensteuerungssystem hat einen Aufbau, der zu dem System korrespondiert, das in 1 gezeigt ist. Die gleichen Teile und Komponenten, wie diejenigen in der ersten Ausführungsform, sind mit den selben Bezugszeichen gekennzeichnet, und die gleiche Beschreibung wird nicht wiederholt.
  • In der ersten Ausführungsform wird die Sensorausgabe „B" (Obergrenzensensorausgabe) in einem Zustand ermittelt, in dem die Kraftstoffunterbrechung nicht durchgeführt wird. An Stelle des in 3 gezeigten Prozesses, kann der in 7 gezeigte Prozess durchgeführt werden (Flussdiagramm, das zu dem in 3 gezeigten Flussdiagramm korrespondiert). Dieser Prozess wird auch sequentiell bei bestimmten Prozessintervallen durchgeführt (bspw. bei den Intervallen eines Verbrennungszyklus oder einer Zeitspanne, die kürzer als dieser ist).
  • Wie in 7 gezeigt ist, wird auch in dieser Prozessabfolge in Schritt S21 bestimmt, ob die Kraftmaschine in einem Leerlauf ist, wobei dieser Schritt zu dem Prozess in Schritt S11 korrespondiert. In Schritt S22 wird bestimmt, ob eine bestimmte Durchführungsbedingung erfüllt ist, die nur erfüllt ist, wenn die Korrektur und das Lernen der Sensorausgabecharakteristik durchzuführen ist. Wenn durch die Bestimmungsprozesse der jeweiligen Schritte bestimmt ist, dass die Kraftmaschine in einem Leerlauf ist und die bestimmte Durchführungsbedingung erfüllt ist, geht der Prozess weiter zu dem nächsten Schritt S23. Während die anderen Bestimmungen in den Schritten S21 und S22 durchgeführt werden, werden die jeweiligen Bestimmungsprozesse bei bestimmten Prozessintervallen in den anfänglichen Schritten S21 und S22 wiederholt durchgeführt.
  • In Schritt S22 ist die Durchführungsbedingung dann erfüllt, wenn bspw. jedes Mal eine Fahrdistanz eine bestimmte Distanz erreicht (die bspw. auf 10.000 km festgelegt ist).
  • Des Weiteren wird in diesem Beispiel die Sensorausgabe „B" (Obergrenzensensorausgabe) durch die Prozesse in Schritten S23 bis S25 ermittelt, während die Kraftstoffunterbrechung durchgeführt wird.
  • In Schritt S23 wird die Kraftmaschinendrehzahl erhöht. Insbesondere wird bspw. die Zieldrehzahl zu der Zeit eines Leerlaufs von „800 U/min" auf „2000 U/min" erhöht. Damit tritt, selbst wenn die Kraftmaschinenlast erhöht ist, das Kraftmaschinenabsterben kaum auf. Hierbei wird zu dieser Zeit, je nachdem wie es erfordert ist, durch Aufleuchten einer bestimmten Lampe oder dergleichen, der Benutzer (Fahrer) darauf aufmerksam gemacht, dass die Kraftmaschinendrehzahl zwangsweise erhöht ist. Dies kann die Wahrscheinlichkeit verringern, dass der Benutzer eine beabsichtigte Erhöhung der Kraftmaschinendrehzahl irrtümlicherweise als das Auftreten einer Abnormalität wahrnimmt.
  • In dem nächsten Schritt S24 werden, genauso wie bei dem Schritt S13, verschiedene Stellglieder zwangsweise angetrieben, um die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas und durch Ausbreitung die Sauerstoffkonzentration um den A/F-Sensor 42 herum auf die Sauerstoffkonzentration in der Atmosphäre zu bringen. Hier wird jedoch die Kraftmaschinenlast zu einer Erhöhungsseite gesteuert. Im Speziellen werden die bestimmten Einheiten angetrieben, die durch die Drehkraft (Kraftmaschinenausgabe) der Kurbelwelle 10a angetrieben werden. Beispielsweise werden die Klimaanlageneinheit und die Lichtmaschine angetrieben. Auf diese Weise wird die Kraftmaschinenlast erhöht, um die Strömungsrate des Abgases zu erhöhen (Erhöhung einer Geschwindigkeit der Abgasströmung). Aus diesem Grund ist es durch Antreiben der Klimaanlageneinheit oder dergleichen möglich, eine große Abgasmenge durch den A/F-Sensor 42 in einer kurzen Zeit zirkulieren zu lassen, und die Sauerstoffkonzentration um den A/F-Sensor 42 schneller auf die Sauerstoffkonzentration in der Atmosphäre zu erhöhen.
  • In Schritt S25 wird die Steuerung des Erhöhens der Kraftmaschinenlast gestoppt, und dann wird eine Kraftstoffunterbrechung (zeitweiser Stopp einer Kraftstoffeinspritzung) durchgeführt. Das heißt die Kraftstoffeinspritzung durch den Injektor (15) wird in allen Zylindern (allen vier Zylindern) der Kraftmaschine 10 zwangsweise gestoppt.
  • In diesem Beispiel werden die Prozesse S26 bis S28, das heißt die Prozesse, die den Prozessen in den Schritten S14 bis S16 entsprechen, in dem Zustand durchgeführt, in dem die Kraftstoffunterbrechung durchgeführt wird, um den Referenzwert „A", die Sensorausgabe „B" und den Lernwert „C" zu berechnen. In Schritt S29 wird der Prozess durchgeführt, der dem Prozess in Schritt S17 in 3 entspricht, um den Lernwert „C" auf den Ausgabewert des A/F-Sensors 42 anzuwenden bzw. in diesen einfließen zu lassen. Damit wird die Sensorausgabe korrigiert, und die Ausgabecharakteristik mit einem geringeren Fehler (bspw. die durchgehende Line L0, die in 5 gezeigt ist) kann ermittelt werden.
  • In 8 ist die Art des Korrigierens der Sensorausgabe gemäß dieser Ausführungsform als ein Zeitablaufdiagramm gezeigt. 8 zeigt das Fortschreiten der Sauerstoffkonzentration um den A/F-Sensor 42 herum und das Fortschreiten der Kraftmaschinendrehzahl.
  • Wie in 8 gezeigt ist, wird in diesem Beispiel zu der Zeit T21 die Kraftmaschinendrehzahl durch den Prozess von Schritt S23 erhöht, der in 7 gezeigt ist. Als nächstes werden zu einer Zeit t22 verschiedene Stellglieder (das EGR-Ventil 60b und die Drosselklappe 33) durch den Prozess von Schritt S24 zwangsweise angetrieben, wodurch die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas und die Sauerstoffkonzentration um den A/F-Sensor 42 auf die Sauerstoffkonzentration in der Atmosphäre gebracht werden. Des Weiteren wird zu dieser Zeit die Kraftmaschinenlast erhöht, wie vorstehend beschrieben ist. Anschließend wird zu einer Zeit t23 die Steuerung einer Erhöhung der Kraftmaschinenlast gestoppt und die Kraftstoffunterbrechung wird durch den Prozess von Schritt S25 durchgeführt. Wenn diese Prozesse durchgeführt werden, wird, wie in 8 gezeigt ist, die Sauerstoffkonzentration um den A/F-Sensor 42 herum erhöht und bei einem bestimmten Niveau gesättigt. In dieser Ausführungsform werden in dieser Zeitspanne, während der die Sauerstoffkonzentration gesättigt ist, die Prozesse der Schritte S26 bis S29 durchgeführt. Damit wird die Sensorausgabe korrigiert und die Ausgabecharakteristik mit einem geringeren Fehler (bspw. die durchgehende Line L0 in 5) kann ermittelt werden.
  • Wenn die Kraftstoffunterbrechung zu einer Zeit t23 durchgeführt wird, wird die Kraftmaschinendrehzahl verringert. Aus diesem Grund, wenn die Kraftmaschinendrehzahl auf einen Wert verringert wird, der geringer als eine bestimmte Drehzahl vor dem Erreichen des Motorabsterbens ist (die auf bspw. eine Leerlaufdrehzahl zu der Zeit eines normalen Betriebs oder eine bestimmte Drehzahl eingestellt ist, die höher als die Leerlaufdrehzahl ist), wird die Kraftstoffeinspritzung erneut gestartet.
  • Wie vorstehend beschrieben ist kann gemäß der Sensorinformationserfassungsvorrichtung und der Sensorkorrekturvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform zusätzlich zu den Vorteilen, die äquivalent zu den Effekten von (1), (4) bis (6) und (9) bis (11) sind oder diesen entsprechen, die folgenden Vorteile erhalten werden.
    • (12) Die Sensorinformationserfassungsvorrichtung und die Sensorkorrekturvorrichtung sind aufgebaut, um ein Programm (Kraftstoffunterbrechungseinrichtung, Schritt S25, der in 7 gezeigt ist) zum zwangsweisen Versetzen aller Zylinder in einen Zustand zu haben, in dem die Kraftstoffzufuhr unterbrochen ist, bis eine bestimmte Bedingung erfüllt ist. In Schritt S27 wird die Sensorausgabe „B" in dem Zustand ermittelt, in dem die Kraftstoffunterbrechung durchgeführt wird. Damit kann die Sensorausgabe „B" unter einer höheren Sauerstoffkonzentration ermittelt werden.
    • (13) Wenn die Drehzahl der Ausgabewelle der Kraftmaschine 10 (in anderen Worten die Kraftmaschinendrehzahl) geringer als eine bestimmte Drehzahl wird, während die Kraftstoffunterbrechung durchgeführt wird, wird bewirkt, dass eine bestimmte Bedingung erfüllt ist, die sich auf die Durchführung des Prozesses von Schritt S25 bezieht. Damit kann die Kraftstoffeinspritzung leicht erneut gestartet werden, bevor die Kraftmaschine 10 abstirbt, was wiederum die Wahrscheinlichkeit verringert, dass die Kraftmaschine abstirbt.
    • (14) Die Sensorinformationserfassungsvorrichtung und die Sensorkorrekturvorrichtung sind aufgebaut, um ein Programm (aus Schritt S23) zum zwangsweisen Erhöhen der Drehzahl der Kraftmaschinenausgabewelle (Kurbelwelle 10a) zu haben, bevor die Kraftstoffunterbrechung in Schritt S25 durchgeführt wird. Dies kann die Kraftmaschinendrehzahl erhöhen, wenn die Kraftstoffunterbrechung durchgeführt wird, und kann die Kraftmaschine 10 weniger anfällig gegen ein Abwürgen machen, selbst wenn die Kraftstoffunterbrechung durchgeführt wird.
    • (15) Die Sensorinformationserfassungsvorrichtung und die Sensorkorrekturvorrichtung sind aufgebaut, um ein Programm (Schritt S24) zum zwangsweisen Erhöhen der Sauerstoffkonzentration um den A/F-Sensor 42 herum zu haben, bevor die Kraftstoffunterbrechung in Schritt S25 durchgeführt wird. Damit kann die Sensorausgabe „B" unter einer höheren Sauerstoffkonzentration ermittelt werden.
    • (16) Die Sensorinformationserfassungsvorrichtung und die Sensorkorrekturvorrichtung sind aufgebaut, um ein Programm (Schritt S24) zum Erhöhen der auf die Kraftmaschinenausgabewelle (Kurbelwelle 10a) aufgebrachten Last zu haben, bevor die Kraftstoffunterbrechung in Schritt S25 durchgeführt wird. Damit kann eine große Gasmenge durch den A/F-Sensor 42 in einer kurzen Zeit zirkulieren, um die Sauerstoffkonzentration um den A/F-Sensor 42 herum schneller auf eine gewünschte Sauerstoffkonzentration zu erhöhen.
    • (17) Die Durchführungsbedingung des Schritts S22 ist auf eine Bedingung eingestellt, die das Intervall einer Durchführung bestimmt (insbesondere das lange Intervall einer Durchführung). Damit können das Lernen und die Korrektur bei beliebigen Intervallen durchgeführt werden.
  • In dieser Hinsicht kann die vorstehend genannte Ausführungsform zur Umsetzung in der folgenden Weise geändert werden.
  • Der Ausgabefehler (Lernwert C) des A/F-Sensors 42 kann für eine Verwendung verwendet werden, die anders als die Korrektur der Ausgabecharakteristik ist. Beispielsweise kann eine Sensordiagnosevorrichtung ein Programm haben, um auf der Basis des Lernwerts C zu diagnostizieren, ob der A/F-Sensor 42 eine Abnormalität verursacht (bspw. eine Abnormalität einer Verschlechterung durch eine zeitliche Veränderung). Des Weiteren kann der Ausgabefehler (Lernwert C) des A/F-Sensors 42 für eine Verwendung verwendet werden, die anders als die Korrektur und die Diagnose ist. Beispielsweise können die Daten der Sensorausgabe „B" und des Lernwerts „C" akkumuliert werden und nur für eine Datenanalyse verwendet werden.
  • Das Verfahren zum Ermitteln des Referenzwerts „A" wird beliebig bestimmt. In Abhängigkeit der Verwendung oder dergleichen ist es auch wirksam, einen geeigneten Korrekturterm zu der vorstehend genannten Berechnungsgleichung (1) hinzuzufügen. Des Weiteren kann zusätzlich zu der Berechnungsgleichung (1) bspw. ein bestimmtes Kennfeld, das im Voraus durch ein Experiment oder dergleichen angefertigt wurde, verwendet werden.
  • In den jeweiligen Ausführungsformen wird die Sauerstoffkonzentration auf eine Sauerstoffkonzentration erhöht (genauer gesagt auf die Sauerstoffkonzentration, die der Atmosphäre entspricht), die höher als eine obere Grenze des Erfassungsbereichs des A/F-Sensors 42 oder eine Verwendungsgrenze in der normalen Steuerung ist. Jedoch ist dies keine essentielle Ausgestaltung. Falls bspw. ein Ausgabewert nahe der oberen Grenze des Erfassungsbereichs als die Sensorausgabe „B" ermittelt werden kann, kann die Ausgabecharakteristik mit vergleichsweise hoher Genauigkeit korrigiert werden. Des Weiteren ist es in Abhängigkeit der Art des Sensors auch wirksam, einen Aufbau zu verwenden, in dem die Sensorausgabe „B" wenigstens bei einem magereren Luft-Kraftstoffverhältnis als ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoffverhältnis ermittelt wird.
  • Die Art und das System der zu steuernden Kraftmaschine kann in geeigneter Weise gemäß einer Verwendung und dergleichen geändert werden. Während bspw. der Fall des Anwendens der vorliegenden Erfindung auf die Dieselkraftmaschine als ein Beispiel in den vorstehend genannten Ausführungsformen beschrieben worden ist, kann die vorliegende Erfindung grundsätzlich in der selben Weise auf andere Kraftmaschinen angewendet werden, bspw. auf einen Benzinmotor einer Funkenzündungsart. Des Weiteren kann der Prozess des zwangsweisen Erhöhens der Sauerstoffkonzentration um den A/F-Sensor 42 herum auch in geeigneter Weise weggelassen werden, wenn es erfordert ist. Wenn diese Änderungen am Aufbau in den vorstehend genannten Ausführungsformen gemacht werden, ist es bevorzugt, dass die Details der vorstehend genannten verschiedenen Prozesse in geeigneter Weise in einer optimalen Weise gemäß dem tatsächlichen Aufbau geändert werden.
  • Während in den vorstehend genannten Ausführungsformen und Modifikationen angenommen wird, dass verschiedene Arten von Software (Programmen) verwendet werden, können die selben Funktionen durch die Verwendung von Hardware, wie bestimmten Schaltkreisen, realisiert werden.
  • Eine Sensorinformationserfassungsvorrichtung zum Erfassen der Information eines Zielsensors ist für einen A/F-Sensor (Sauerstoffkonzentrationssensor) entwickelt, der in einer Abgaspassage einer Brennkraftmaschine angeordnet ist und eine Ausgabe gemäß einer Änderung einer Sauerstoffkonzentration in der Abgaspassage ändert. Die Sensorinformationserfassungsvorrichtung ist aufgebaut, um ein Programm (Schritt S15) zum Ermitteln einer Ausgabe des A/F-Sensors (Sensorausgabe B) zu haben, wenn eine bestimmte Durchführungsbedingung erfüllt ist (Schritt S12), während die Brennkraftmaschine in einem Leerlauf ist (Schritt S11). Die Ausgabe des A/F-Sensors wird in einem Zustand erhalten, in dem eine Sauerstoffkonzentration um den A/F-Sensor herum eine Sauerstoffkonzentration in der Atmosphäre ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - JP 10-212999 A [0002, 0005]

Claims (11)

  1. Sensorinformationserfassungsvorrichtung, die für einen Sauerstoffkonzentrationssensor (42) gestaltet ist, der in einer Abgaspassage (40) einer Brennkraftmaschine (10) angeordnet ist und der eine Ausgabe gemäß einer Änderung einer Sauerstoffkonzentration in der Abgaspassage ändert, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist: eine Obergrenzenausgabeermittlungseinrichtung (S15, S27) zum Ermitteln einer Obergrenze (B) eines Ausgabewerts des Sauerstoffkonzentrationssensors, wenn eine bestimmte Durchführungsbedingung erfüllt ist, während die Brennkraftmaschine in einem Leerlauf ist.
  2. Sensorinformationserfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die bestimmte Durchführungsbedingung eine Bedingung beinhaltet, dass eine Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine eine Sauerstoffkonzentration um den Sauerstoffkonzentrationssensor herum ausreichend stabil macht.
  3. Sensorinformationserfassungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, die des Weiteren Folgendes aufweist: eine Sauerstoffkonzentrationserhöhungseinrichtung (S13, S24) zum zwangsweisen Erhöhen einer Sauerstoffkonzentration um den Sauerstoffkonzentrationssensor (42) herum, bevor die Obergrenzenausgabeermittlungseinrichtung die Obergrenze ermittelt, wobei die Obergrenzenausgabeermittlungseinrichtung die Obergrenze in einem Zustand ermittelt, in dem eine Sauerstoffkonzentration um den Sauerstoffkonzentrationssensor herum durch die Sauerstoffkonzentrationserhöhungseinrichtung erhöht ist.
  4. Sensorinformationserfassungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die bestimmte Durchführungsbedingung eine Bedingung beinhaltet, dass eine auf eine Ausgabewelle (10a) der Brennkraftmaschine aufgebrachte Last ausreichend klein ist.
  5. Sensorinformationserfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die des Weiteren Folgendes aufweist: eine Kraftstoffunterbrechungseinrichtung (S25), um alle Zylinder (20), die Abgas zu dem Sauerstoffkonzentrationssensor abgeben, zwangsweise in einen Kraftstoffunterbrechungszustand zu bringen, bis eine bestimmte Bedingung erfüllt ist, bevor die Obergrenzenausgabeermittlungseinrichtung die Obergrenze ermittelt, wobei die Obergrenzenausgabeermittlungseinrichtung die Obergrenze in einem Zustand ermittelt, in dem eine Kraftstoffunterbrechung durch die Kraftstoffunterbrechungseinrichtung durchgeführt wird.
  6. Sensorinformationserfassungsvorrichtung nach Anspruch 5, die des Weiteren Folgendes aufweist: eine Einrichtung (S23) zum zwangsweisen Erhöhen einer Drehzahl einer Ausgabewelle (10a) der Brennkraftmaschine, bevor die Kraftstoffunterbrechungseinrichtung eine Kraftstoffunterbrechung durchführt.
  7. Sensorinformationserfassungsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, die des Weiteren Folgendes aufweist: eine Einrichtung (S24) zum zwangsweisen Erhöhen einer Sauerstoffkonzentration um den Sauerstoffkonzentrationssensor herum, bevor die Kraftstoffunterbrechungseinrichtung eine Kraftstoffunterbrechung durchführt.
  8. Sensorinformationserfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, die des Weiteren Folgendes aufweist: eine Einrichtung (S24) zum Erhöhen einer auf eine Ausgabewelle der Brennkraftmaschine aufgebrachten Last, bevor die Kraftstoffunterbrechungseinrichtung eine Kraftstoffunterbrechung durchführt.
  9. Sensorinformationserfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, die des Weiteren Folgendes aufweist: eine Ausgabefehlerableitungseinrichtung (S16, S28) zum Vergleichen einer durch die Obergrenzenausgabeermittlungseinrichtung ermittelten Obergrenzensensorausgabe mit einem Referenzwert, der zu der Obergrenzensensorausgabe korrespondiert, um einen Ausgabefehler des Sauerstoffkonzentrationssensors abzuleiten.
  10. Sensorkorrekturvorrichtung mit: einer Einrichtung (S17, S29) zum Korrigieren einer Ausgabecharakteristik des Sauerstoffkonzentrationssensors auf der Basis eines Sensorausgabefehlers, der durch die Ausgabefehlererkennungseinrichtung in der Sensorinformationserfassungsvorrichtung nach Anspruch 9 entdeckt wird.
  11. Sensordiagnosevorrichtung mit: einer Einrichtung zum Diagnostizieren, ob eine Abnormalität in dem Sauerstoffkonzentrationssensor auftritt, auf der Basis eines Sensorausgabefehlers, der durch die Ausgabefehlererkennungseinrichtung in der Sensorinformationserfassungsvorrichtung nach Anspruch 9 entdeckt wird.
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