DE102011080543A1

DE102011080543A1 - Sensorsteuerung und abgasbehandlungssystem unter verwendung desselben

Info

Publication number: DE102011080543A1
Application number: DE102011080543A
Authority: DE
Inventors: Yuuki Sakamoto; Mikiyasu Matsuoka; Yuuzou Matsumoto
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2010-08-06
Filing date: 2011-08-05
Publication date: 2012-02-09
Also published as: US9021868B2; JP5408069B2; JP2012037370A; US20120031168A1

Abstract

Sensorsteuerung für einen Schwebstofferfassungssensor (17), der ein Paar an gegenüberliegenden Elektroden (36a, 36b) umfasst, die voneinander beabstandet und auf einem Anhaftungsabschnitt (32) angeordnet sind. Die Sensorsteuerung umfasst einen Berechnungsabschnitt (20), der konfiguriert ist, um eine dem Schwebstofferfassungssensor anhaftende Menge an Schwebstoff basierend auf einem Erfassungswert von dem Schwebstofferfassungssensor zu berechnen, und einen Bestimmungsabschnitt (20), der konfiguriert ist, um basierend auf dem Erfassungswert zu bestimmen, ob Wasser in der Abgasleitung vorhanden ist. Somit ist es möglich, akkurat zu bestimmen, ob Wasser in der Abgasleitung vorhanden ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf eine Sensorsteuerung zum Berechnen einer Menge an Schwebstoff (PM: „particulate matter”) basierend auf einem Erfassungssignal von einem Schwebstofferfassungssensor, und ein die Sensorsteuerung verwendendes Abgasbehandlungssystem.
Hintergrund der Erfindung
Verschiedene Typen von Schwebstoffsensoren (d. h. Schwebstofferfassungssensoren) zum Erfassen der von einem Motor oder dergleichen ausgestoßenen Schwebstoffmenge wurden vorgestellt. Beispielsweise umfasst ein in JP-A-59-196453 (in Entsprechung zu US 4,656,832 ) offenbarter Schwebstoffsensor ein Paar an gegenüberliegenden Elektroden auf einem isolierenden Substrat. Die Ansammlung von Schwebstoff ändert einen Widerstand zwischen dem Paar an Elektroden. Unter Verwendung dieser Eigenschaft ist der Schwebstoffsensor konfiguriert, um die Menge an Schwebstoff zu erfassen, indem der Widerstand zwischen den Elektroden gemessen wird. In einem solchen Fall ist eine mit einem Sensorelement in Verbindung stehende Signalausgabeschaltung eine Spannungsteilerschaltung, die durch einen Widerstand zwischen dem Paar an gegenüberliegenden Elektroden und einem vorbestimmten Shuntwiderstand gebildet ist. Die Signalausgabeschaltung ist konfiguriert, um eine Spannung an einem Zwischenpunkt der Spannungsteilerschaltung als ein Sensorerfassungssignal auszugeben.
Zusätzlich weist der vorstehend beschriebene Schwebstoffsensor eine Heizereinrichtung auf, wie beispielsweise einen Heizer zum erzwungenen Verbrennen und Entfernen von zwischen dem Paar an gegenüberliegenden Elektroden angesammelten Schwebstoff.
Wenn der Motor in einer Niedrigtemperaturumgebung für eine Kaltstartperiode startet, neigt Wasser in der Abgasleitung, in welcher ein Schwebstoffsensor bereitgestellt ist, dazu, an dem Schwebstoffsensor und anderen Abgassensoren zu haften. Praktischerweise ist Wasser, das durch eine Verbrennungsreaktion von Brennstoff und Luft gebildet ist, in dem Abgas von dem Motor enthalten, und Wasser, das in dem Abgas während der Kaltstartperiode des Motors enthalten ist, wird in der Abgasleitung gekühlt und kondensiert. Ferner kann Wasser, das durch einen vorangegangenen Motorbetrieb erzeugt ist, und in der Abgasleitung bleibt, gestreut werden und auf die Sensoren fallen. Wenn Wasser auf den Schwebstoffsensor fällt oder an ihm haftet, ändert sich der Widerstand zwischen den Elektroden aufgrund des anhaftenden Wassers, wodurch die Menge an Schwebstoff in einigen Fällen unkorrekt erfasst wird. Zusätzlich kann ein isolierendes Substrat des Schwebstoffsensors beschädigt werden aufgrund eines teilweisen Kühlens des Substrats an wasseranhaftenden Abschnitten, wenn der Heizer den Sensor in einem wasseranhaftenden Zustand erhitzt.
Zusammenfassung der Erfindung
In Anbetracht der vorstehenden Probleme stellt die vorliegende Erfindung eine Sensorsteuerung, die Wasser in einer Abgasleitung eines Verbrennungsmotors akkurat erfassen kann, und ein Abgasbehandlungssystem mit der Sensorsteuerung bereit.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Sensorsteuerung, die in einer Abgasleitung eines Verbrennungsmotors anzuordnen ist: einen Schwebstofferfassungssensor, der ein Paar an gegenüberliegenden Elektroden umfasst, die voneinander beabstandet und auf einem Anhaftungsabschnitt angeordnet sind, an welchem in Gas der Abgasleitung enthaltene leitende Schwebstoffteilchen haften, um ein Erfassungssignal entsprechend einem Widerstandswert zwischen dem Paar an gegenüberliegenden Elektroden auszugeben; einen Berechnungsabschnitt, der konfiguriert ist, um eine Menge an Schwebstoff basierend auf einem Erfassungswert von dem Schwebstofferfassungssensor zu berechnen, die an dem Schwebstofferfassungssensor haftet; und einen Bestimmungsabschnitt, der konfiguriert ist, um basierend auf dem Erfassungswert zu bestimmen, ob Wasser in der Abgasleitung vorhanden ist.
Wenn Schwebstoff an dem Anhaftungsabschnitt des Schwebstofferfassungssensors haftet, ändert sich der Widerstandswert zwischen den gegenüberliegenden Elektroden, und der Erfassungswert ändert sich ebenfalls basierend auf der Änderung des Widerstandswerts. In der Sensorsteuerung wird eine Änderung des Widerstandswerts aufgrund des Anhaftens von Wasser auf dem Anhaftungsabschnitt für die Erfassung von Wasser in der Abgasleitung basierend auf dem Erfassungswert von dem Schwebstofferfassungssensor verwendet. Deshalb ist es möglich, ein Verhalten des Erfassungswerts zum Zeitpunkt einer Wasseranhaftung vorherzusagen. Beispielsweise werden ein tatsächlicher Erfassungswert und ein Signalausgabebereich in einem Wasseranhaftungszustand miteinander verglichen, wodurch akkurat bestimmt wird, ob Wasser auf dem Anhaftungsabschnitt vorhanden ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende detaillierte Beschreibung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen offensichtlich.
1 zeigt ein Blockkonfigurationsdiagramm eines Maschinensteuerungssystems in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt eine perspektivische Einzelteildarstellung eines Sensorelements in dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3 zeigt eine schematische Darstellung eines Schwebstoffsensors in dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
4 zeigt ein Flussdiagramm eines Wasseranhaftungsbestimmungsprozesses in dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
5 zeigt ein Ablaufdiagramm des Wasseranhaftungsbestimmungsprozesses in dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Sensorabnormalitätsdiagnoseprozesses in einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
7 zeigt ein Ablaufdiagramm des Sensorabnormalitätsdiagnoseprozesses in einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der vorliegenden Erfindung
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung auf der Basis der Zeichnungen beschrieben. In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Fahrzeugmotorsystem mit einem in einem Fahrzeug angebrachten Motor bereitgestellt, um die Menge an Schwebstoff (Menge an leitendem Schwebstoff) eines Abgases, das von einem Motor ausgestoßen wird, zu beobachten. Insbesondere wird ein Schwebstoffsensor in einem Motorabgasrohr bereitgestellt. Basierend auf der von dem Schwebstoffsensor erfassten Menge an anhaftendem Schwebstoff, wird die Menge and Schwebstoff beobachtet. 1 zeigt ein Konfigurationsprogramm des Grundzugs des Systems.
In 1 stellt der Motor 11 einen direkt einspritzenden Benzinmotor dar. Der Motor 11 ist mit einem Einspritzventil 12 und einem Zünder 13 bereitgestellt, welche als Stellglied für den Betrieb des Motors 11 dienen. Das Abgasrohr 14 des Motors 11 ist mit einem Dreiwegekatalysator 15 bereitgestellt, der als ein Abgasreinigungssystem dient. Der A/F-Sensor 16 ist dem Dreiwegekatalysator 15 vorgelagert, und ein Schwebstoffsensor 17 als ein Schwebstofferfassungssensor ist dem Dreiwegekatalysator 15 nachgelagert. Der A/F-Sensor 16 ist ein mit einem Heizer ausgestatteter Abgassensor, und ein Sensorelement in dem A/F-Sensor 16 wird auf eine bestimmte Aktivierungstemperatur erhitzt, indem dem Heizer Strom zugeführt wird. Das System ist ferner mit einem Drehsensor 18 zum Erfassen einer Motordrehgeschwindigkeit, und einem Drucksensor 19 zum Erfassen des Drucks eines Ansaugrohrs und dergleichen bereitgestellt.
Die ECU 20 umfasst einen Mikrocomputer, der aus einer bekannten CPU, einem ROM, einem RAM und dergleichen als seine Hauptkomponenten besteht. Die ECU 20 führt verschiedene in dem ROM gespeicherte Steuerungsprogramme aus, um basierend auf dem Betriebszustand des Motors 11 verschiedene Steuerungsprozesse des Motors 11 durchzuführen. D. h., die ECU 20 empfängt eine Eingabe von entsprechenden Signalen von den vorstehenden Sensoren oder dergleichen, und steuert den Betrieb des Einspritzventils 12 und des Zünders 13, indem die Einspritzmenge oder der Zündungszeitpunkt basierend auf den empfangenen Signalen berechnet werden. Hinsichtlich der Einspritzsteuerung wird der Erfassungswert des A/F-Sensors 16 verwendet, um die Luftbrennstoffverhältnisrückkopplungssteuerung durchzuführen.
Die ECU 20 berechnet die Menge an Schwebstoff, die von dem Motor 11 tatsächlich ausgestoßen wurde (tatsächliche Schwebstoffemissionsmenge), basierend auf einem Erfassungssignal von dem Schwebstoffsensor 17, und führt eine Diagnose des Verbrennungszustands des Motors 11 basierend auf der tatsächlichen Schwebstoffemissionsmenge aus. Insbesondere wird bestimmt, dass die Menge an ausgestoßenem Schwebstoff überhöht ist, und dass eine Motorabnormalität bewirkt wird, wenn die tatsächliche Schwebstoffemissionsmenge einen vorbestimmten Wert zum Bestimmen einer Abnormalität übersteigt.
Ferner kann die ECU 20 den Steuerungszustand des Motors 11 basierend auf der tatsächlichen Schwebstoffemissionsmenge steuern, die aus dem Erfassungsergebnis des Schwebstoffsensors 17 berechnet ist. Beispielsweise kann die ECU 20 die Einspritzmenge, den Einspritzzeitpunkt des Brennstoffs, und den Zündzeitpunkt basierend auf der tatsächlichen Schwebstoffemissionsmenge steuern.
Als nächstes wird die Struktur des Schwebstoffsensors 17, und die elektrische Konfiguration des Schwebstoffsensors 17 mit Bezug auf die 2 und 3 beschrieben. 2 zeigt eine perspektivische Einzeiteildarstellung der Hauptstruktur eines Sensorelements 31 in dem Schwebstoffsensor 17, und 3 zeigt ein elektrisches Konfigurationsdiagramm bezüglich des Schwebstoffsensors 17.
Wie in 2 gezeigt, umfasst das Sensorelement 31 zwei Stücke der isolierenden Substrate 32 und 33, wobei jedes eine longitudinale Plattenform aufweist. Ein isolierendes Substrat 32 ist mit einem Schwebstofferfasser 34 zum Erfassen der Menge an Schwebstoff bereitgestellt. Das andere isolierende Substrat 33 ist mit einem Heizer 35 zum Erhitzen des Sensorelements 31 bereitgestellt. Das Sensorelement 31 weist eine Laminierungsstruktur auf, in welcher zwei Schichten der isolierenden Substrate 32 und 33 gestapelt sind. Das isolierende Substrat 32 entspricht einem Anhaftungsabschnitt.
Ein Paar an Erfassungselektroden 36a und 36b ist auf einer Oberfläche des isolierenden Substrats 32 dem anderen isolierenden Substrat 33 gegenüberliegend bereitgestellt, und die Elektroden 36a und 36b sind voneinander beabstandet. Der Schwebstofferfasser 34 besteht aus diesem Paar an Erfassungselektroden 36a und 36b. Jede der Erfassungselektroden 36a und 36b weist eine kammartige Form mit Zähnen auf. Die Zähne der Kämme der Erfassungselektroden 36a und 36b sind wechselseitig angeordnet, so dass sie in vorbestimmten Intervallen einander gegenüberliegen. Der Heizer 35 umfasst ein Heizelement, das beispielsweise aus einem elektrisch erhitzten Draht hergestellt ist.
Die Form des Paars an Erfassungselektroden 36a und 36b ist nicht notwendigerweise auf die vorstehend erwähnte begrenzt, und kann aus einer gekrümmten bestehen. Alternativ können die Erfassungselektroden 36a und 36b aus einem Paar an Elektrodenabschnitten gebildet sein, von welchen jede aus einem Draht gebildet ist, und welche einander gegenüberliegend parallel angeordnet sind, während sie um einen vorbestimmten Abstand voneinander beabstandet sind.
Obwohl es nicht in der Abbildung gezeigt wird, umfasst der Schwebstoffsensor 17 einen Halter zum Halten des Sensorelements 31. Das Sensorelement 31 ist an einem Abgasrohr fixiert, wobei ein Ende von dem Halter gehalten wird. In einem solchen Fall ist ein Teil, der zumindest den Schwebstofferfasser 34 und den Heizer 35 umfasst, in dem Abgasrohr positioniert, während der Schwebstoffsensor 17 an dem Abgasrohr angebracht ist, während das isolierende Substrat 32 (d. h. Schwebstoffanhaftungsabschnitt) des Sensorelements 31 in Richtung der vorgelagerten Seite des Abgases gerichtet ist. Somit ist der Schwebstoff auf den Erfassungselektroden 36a und 36b und ihrem Umfeld über das isolierende Substrat 32 angebracht und akkumuliert, wenn Schwebstoff enthaltendes Abgas durch das Abgasrohr fließt. Der Schwebstoffsensor 17 weist eine schützende Abdeckung zum Abdecken von Vorsprüngen des Sensorelements 31 auf.
Wenn Schwebstoff in dem Abgas auf dem isolierenden Substrat 32 des Sensorelements 31 haftet und akkumuliert ist, erfasst der Schwebstoffsensor 17 mit der vorstehenden Struktur die Menge an Schwebstoff basierend auf einer Widerstandsänderung des Schwebstofferfassers 34 (d. h. Widerstandswert zwischen dem Paar an Erfassungselektroden 36a und 36b), welche der Menge an akkumuliertem Schwebstoff entspricht.
Wie in 3 gezeigt, weist der Schwebstoffsensor 17 die folgende elektrische Konfiguration auf. D. h., ein Ende des Schwebstofferfassers 34 des Schwebstoffsensors 17 steht mit einer Sensorenergiequelle 41 in Verbindung, und sein anderes Ende steht mit einem Shuntwiderstand 42 in Verbindung. Die Sensorenergiequelle 41 ist beispielsweise aus einer Konstantspannungsschaltung konstruiert. Die konstante Spannung Vcc beträgt beispielsweise 5 V. In einem solchen Fall bilden der Schwebstofferfasser 34 und der Shuntwiderstand 42 eine Spannungsteilerschaltung 40, in welcher eine Spannung eines Zwischenpunkts als eine Schwebstofferfassungsspannung Vpm (Sensorerfassungswert) in die ECU 20 eingegeben wird. D. h., in dem Schwebstofferfasser 34 ändert sich der Widerstand Rpm gemäß der Menge an akkumuliertem Schwebstoff. Die Schwebstofferfassungsspannung Vpm wird durch den Widerstand Rpm und den Widerstand Rs des Shuntwiderstands 42 geändert. Dann wird die Schwebstofferfassungsspannung Vpm in einen Mikrocomputer 44 über einen A/D-Konverter 43 eingegeben.
Wenn Vcc = 5 V und Rs = 100 kΩ beträgt, kann die Schwebstofferfassungsspannung Vpm durch die folgende Gleichung (1) bestimmt werden: Vpm = 5 V × 100 kΩ/(100 kΩ + Rpm) (1)
In der obigen Gleichung wird der Widerstand Rpm des Schwebstofferfassers 34 unendlich, wodurch Vpm = 0 V resultiert, wenn die Menge an akkumuliertem Schwebstoff 0 ist (d. h. im Wesentlichen gleich 0). Wenn sich der Widerstand Rpm des Schwebstofferfassers 34 beispielsweise auf 1 kΩ aufgrund der Akkumulation von Schwebstoff verringert, wird die Schwebstofferfassungsspannung Vpm zu Vpm = 4,95 V. Auf diesem Weg ändert sich die Schwebstofferfassungsspannung Vpm gemäß der Menge an akkumuliertem Schwebstoff auf dem Schwebstofferfasser 34. Der Mikrocomputer 44 berechnet die Menge an akkumuliertem Schwebstoff gemäß der Schwebstofferfassungsspannung Vpm.
Die Spannungsteilerschaltung 40 bildet eine Signalausgabeschaltung. Die Schwebstofferfassungsspannung Vpm wird durch die Spannungsteilerschaltung 40 in einem Ausgabebereich von 0 bis 5 V variabel geändert. In einem solchen Fall beträgt der maximale Ausgabewert der Schwebstofferfassungsspannung Vpm in etwa 5 V, oder strenger genommen, einen Wert, der etwas kleiner als 5 V ist.
Ferner steht eine Heizerenergiequelle 45 mit dem Heizer 35 des Schwebstoffsensors 17 in Verbindung. Die Heizerenergiequelle 45 ist beispielsweise eine Infahrzeugbatterie, und eine elektrische Stromzufuhr an den Heizer 35 von der Infahrzeugbatterie erhitzt den Heizer 35. In einem solchen Fall steht ein Transistor 46 als ein Schaltelement mit einer nachgeschalteten Seite des Heizers 35 in Verbindung, und eine Erhitzungssteuerung des Heizers 35 wird durch Ein-/Ausschalten des Transistors 46 unter Steuerung des Mikrocomputers 44 durchgeführt.
Wenn die Erregung des Heizers 35 mit dem auf dem isolierenden Substrat 32 akkumulierten Schwebstoff beginnt, erhöht sich die Temperatur des akkumulierten Schwebstoffs, wodurch ein Verbrennen des akkumulierten Schwebstoffs erzwungen wird. Ein solches erzwungenes Verbrennen des Schwebstoffs verbrennt und entfernt auf dem isolierenden Substrat 32 akkumulierten Schwebstoff. Beispielsweise bestimmt der Mikrocomputer 44, dass eine Aufforderung zum erzwungenen Verbrennen des Schwebstoffs gemacht wird, und steuert somit beim Start des Motors 11, zum Ende des Betriebs des Motors 11, oder wenn bestimmt wird, dass die Menge an akkumuliertem Schwebstoff eine vorbestimmte Menge erreicht, oder wenn die gesamte Motorbetriebszeit oder Fahrzeugfahrentfernung einen bestimmten Schwellenwert erreicht, den Erhitzungsbetrieb des Heizers 35.
Ferner ist die ECU 20 mit einem EEPROM 47 bereitgestellt, der als ein Speicher für einen Backup dient, um darin verschiedene Typen von studierten Werten, Abnormalitätsdiagnosewerten (Diagnosedaten, oder ”Diag-Data”) oder dergleichen zu speichern.
Für den Fall einer Kaltstartperiode des Motors 11, befindet sich eine Innenseite des Abgasrohrs 14 in einem Niedrigtemperaturzustand, und die Niedrigtemperatur des Abgasrohrs 14 kühlt das Abgas von der Verbrennung des Motors 11, wodurch bewirkt wird, dass in dem Abgas enthaltener Dampf kondensiert wird und an dem Sensorelement 31 (d. h. an dem isolierenden Substrat 32) des Schwebstoffsensors 17 haftet. Ferner kann von dem vorstehenden Betrieb des Motors 11 in dem Abgasrohr 14 übriggebliebenes Wasser durch den Gasfluss in dem Rohr 14 aufgrund des Betriebs des Motors 11 gestreut werden, und kann an dem Sensorelement 31 (d. h. auf dem isolierenden Substrat 32) haften.
In dem Schwebstoffsensor 17 kann ein Paar an Erfassungselektroden 36a, 36b untereinander aufgrund des gestreuten Wassers leitfähig werden, wenn Wasser an dem isolierenden Substrat 32 haftet. Deshalb besteht die Möglichkeit, dass die Menge an Schwebstoff nicht korrekt erfasst wird. Ferner besteht die Möglichkeit, dass eine Beschädigung des Sensorelements 31 während eines erzwungenen Verbrennens von Schwebstoff zu dem Motorstartzeitpunkt aufgrund des Anhaftens von kondensiertem/gestreutem Wasser auf dem Sensorelement 31 in der Niedrigtemperaturumgebung verursacht wird. Beispielsweise kann ein partielles Kühlen des Elements 31 durch das anhaftende Wasser während der Erhitzung durch die elektrische Stromzufuhr an den Heizer 35 bewirkt werden.
Deshalb wird unter Verwendung der Schwebstofferfassungsspannung Vpm, die jeweils unterschiedliche Werte aufweist, wenn das isolierende Substrat 32 das anhaftende Wasser aufweist, und wenn das isolierende Substrat 32 kein anhaftendes Wasser aufweist, eine Wasseranhaftung an dem Schwebstoffsensor 17 bestimmt. Bei einer solchen Bestimmung wird bestimmt, dass Wasser in dem Abgasrohr 14 vorhanden ist, falls der Schwebstoffsensor 17 anhaftendes Wasser aufweist, und basierend auf einem Bestimmungsergebnis der Wasseranhaftung kann eine Steuerung basierend auf der Schwebstofferfassungsspannung Vpm beschränkt werden, und/oder ein erzwungenes Verbrennen des auf dem isolierenden Substrat 32 akkumulierten Schwebstoffs kann beschränkt werden.
Ferner kann in einigen Fällen nicht bestimmt werden, wenn sich der Schwebstofferfasser 34 in einem Schwebstoff-akkumulierten Zustand zu einem Motorstartzeitpunkt befindet, ob die Schwebstofferfassungsspannung Vpm durch den akkumulierten Schwebstoff bewirkt wird, oder durch die Wasseranhaftung bewirkt wird. Deshalb wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Schwebstofferfassungsspannung Vpm als der Stoppzeitpunkterfassungswert zu dem Zeitpunkt eines Stoppens des Motors akquiriert, und die Schwebstofferfassungsspannung Vpm wird auch als der Startzeitpunkterfassungswert in der Startperiode einer vorbestimmten Zeitlänge auf ein vorheriges Stoppen des Verbrennungsmotors folgend akquiriert. Deshalb ist es möglich, die Wasseranhaftungsbestimmung des Schwebstoffsensors 17 basierend auf dem Ergebnis eines Vergleichs zwischen dem Stoppzeitpunkterfassungswert und dem Startzeitpunkterfassungswert durchzuführen.
Gemäß der Wasseranhaftungsbestimmung basierend auf der Schwebstofferfassungsspannung Vpm kann bestimmt werden, dass Wasser von dem Schwebstofferfassungselement 34 nach der Anhaftung verschwunden ist. D. h. in anderen Worten, dass die Wasseranhaftung auf dem isolierenden Substrat 32 temporär ist, und dass Wasser auf dem isolierenden Substrat 32 verdampft, wenn sich der Motor 11 aufwärmt und die Temperatur in dem Abgasrohr 14 steigt. Deshalb weist die Schwebstofferfassungsspannung Vpm einen relativ großen Wert auf, wenn sich das Sensorelement 31 in einem Wasseranhaftungszustand befindet, und der Spannungswert Vpm verringert sich, um die Menge einer Schwebstoffakkumulation auf dem isolierenden Substrat 32 korrekt wiederzugeben, wenn Wasser auf dem isolierenden Substrat 32 verdampft. Deshalb kann ein Verschwinden von Wasser von dem Schwebstoffsensor 17 während der Startperiode des Motors 11 bestimmt werden, indem das vorstehende Verhalten der Änderung der Schwebstofferfassungsspannung Vpm verwendet wird. Mit anderen Worten ausgedrückt: Es kann bestimmt werden, ob Wasser in der Abgasleitung auf diese Art und Weise verschwunden ist. Vorliegend umfasst das Verschwinden von Wasser ein Nichtvorhandensein von Wasser aufgrund von Wasserverdampfung, einer Wasserbewegung mit dem Fluss des Abgases, einer Wasserentfernung oder dergleichen.
Dann wird die Wasseranhaftungsbestimmung des Schwebstoffsensors 17 im Folgenden in einer praktischeren Art und Weise erklärt. 4 zeigt ein Flussdiagramm eines Wasseranhaftungsbestimmungsprozesses in dem Ausführungsbeispiel, und dieser Prozess wird in regulären Intervallen durch den Mikrocomputer 44 wiederholt.
In 4 wird bestimmt, ob der Motorbetrieb in einer vorbestimmten Motorstartperiode zu dem Zeitpunkt eines Startens des Motors 11 in Schritt S11 liegt. Beispielsweise wird eine Zeitperiode von einem Start des Motors 11 (d. h. Einschalten der Zündung) zu einem Ende des Aufwärmens des Motors 11 als die Motorstartperiode definiert. Alternativ kann eine Zeitperiode von einem Start des Motors 11 zu einer Erhöhung einer Motorkühlmitteltemperatur auf einen aufgewärmten Wert (z. B. 80°C) als die Motorstartperiode definiert werden.
Falls der Motorbetrieb nicht in der Motorstartperiode liegt, wird der vorliegende Prozess beendet, ohne den Wasseranhaftungsbestimmungsprozess des Schwebstoffsensors 17 durchzuführen. Auf der anderen Seite, falls bestimmt wird, dass der Motorbetrieb in der Motorstartperiode liegt, fährt der Steuerungsprozess bei Schritt S12 fort, und es wird bestimmt, ob das Abgasrohr 14 sich in einem Wassertropfenkondensierungszustand befindet. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Abgastemperatursensor in der Nähe des Schwebstoffsensors 17 angeordnet, und eine Abgastemperatur wird erfasst, und ein Druck in dem Abgasrohr 14 wird mit einem gesättigten Dampfdruck bei der erfassten Abgastemperatur verglichen. Falls der gegenwärtige gesättigte Dampfdruck bei der erfassten Abgastemperatur kleiner als der Innendruck des Abgasrohrs 14 ist, befindet sich das Abgasrohr 14 in einem Zustand, in dem Wassertropen einfach kondensieren, und es wird bestimmt, dass es möglich ist, die Wasseranhaftung an den Schwebstoffsensor 17 zu bewirken. Ferner kann die Abgastemperatur beispielsweise basierend auf einem Heizerwiderstandswert des Schwebstoffsensors 17 berechnet werden. Der Heizerwiderstandswert wird basierend auf einer Erfassung der Heizerwiderstandsspannung (d. h. eine Batteriespannung) und einem elektrischen Heizerstrom zu dem Zeitpunkt eines Zuführens von Strom an den Heizer berechnet. Der Innendruck des Abgasrohrs kann unter Verwendung von Sensoren erfasst werden, oder kann als dem atmosphärischen Druck entsprechend angenommen werden.
Wenn bestimmt wird, dass sich das Abgasrohr 14 in einem Wassertropfenkondensierungszustand (d. h. JA in S12) befindet, fährt der Steuerungsprozess bei Schritt S13 fort, und ein Wasserexistenzflag Fwe wird auf „1” gesetzt. In dem folgenden Schritt S14 wird die Berechnung der Menge an Schwebstoff basierend auf der Schwebstofferfassungsspannung Vpm verhindert, und das erzwungene Verbrennen von auf dem isolierenden Substrat 32 akkumulierten Schwebstoff wird verhindert.
Wenn bestimmt wird, dass die Wassertropfenkondensationsmöglichkeit in dem Abgasrohr 14 verringert ist (d. h. NEIN in S12), fährt der Steuerungsprozess bei Schritt S15 fort. Der Prozess nach Schritt S15 dient der Bestimmung, ob der Schwebstoffsensor 17 tatsächlich frei von anhaftendem Wasser ist oder nicht (d. h. ob kein Wasser in der Abgasleitung vorhanden ist), sogar obwohl die Bestimmung basierend auf dem gesättigten Dampfdruck anzeigt, dass die Möglichkeit einer Wassertropfenkondensation in der Abgasleitung vermindert ist.
In Schritt S15 wird die Schwebstofferfassungsspannung Vpm akquiriert, und es wird in Schritt S16 basierend auf der akquirierten Schwebstofferfassungsspannung Vpm bestimmt, ob das Wasser an dem Schwebstofferfasser 34 haftet. In einem solchen Fall wird eine verringerte Änderung der Widerstandswerte des Schwebstofferfassers 34 erfasst, um die Wasseranhaftung (z. B. Wassertropfen) an dem Paar an Erfassungselektroden 36a, 36b zu erfassen. D. h., wenn die Schwebstofferfassungsspannung Vpm in einem vorbestimmten Bereich Vwt liegt, wird der Prozess in S16 als JA bestimmt. Der vorbestimmte Bereich Vwt wird basierend auf dem elektrischen Widerstandswert von Wasser definiert, und der Bereich Vwt ist innerhalb eines Bereichs der Widerstandswerte enthalten, die von dem Schwebstofferfasser 34 ausgegeben werden können, wenn ein Wassertropfen zwischen dem Paar an Erfassungselektroden 36a, 36b vorliegt.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Schwebstofferfassungsspannung Vpm zu dem Zeitpunkt eines Stoppens des Motors 11 als ein Stoppzeitpunkterfassungswert akquiriert, und der vorbestimmte Bereich Vwt wird basierend auf dem Stoppzeitpunkterfassungswert eingestellt. Mit anderen Worten ausgedrückt: Der vorbestimmte Bereich Vwt wird als eine Summe des Stoppzeitpunkterfassungswerts und des Spannungswerts entsprechend dem Widerstandswert von Wasser definiert. Alternativ wird die Schwebstofferfassungsspannung Vpm als der Erfassungswert zu Beginn der gegenwärtigen Startzeit des Motors 11 akquiriert, und der vorbestimmte Bereich Vwt kann basierend auf dem Startzeitpunkterfassungswert eingestellt werden.
Ferner können zwei Werte für den vorbestimmten Bereich Vwt (d. h. ein maximaler Wert und ein minimaler Wert) eingestellt werden, um zu bestimmen, ob die Schwebstofferfassungsspannung Vpm in dem Bereich Vwt enthalten ist. Alternativ kann ein vorbestimmter Wert als der vorbestimmte Bereich Vwt definiert werden, um zu bestimmen, ob die Schwebstofferfassungsspannung Vpm gleich oder größer als der eine vorbestimmte Wert ist.
Falls die Bestimmung in Schritt S16 JA ergibt, fährt der Steuerungsprozess bei Schritt S13 fort, und das Wasserexistenzflag Fwe wird auf ”1” gesetzt, und in dem folgenden Schritt S14 wird eine Steuerung verhindert, indem die tatsächliche Schwebstoffemissionsmenge, die basierend auf dem Erfassungssignal des Schwebstoffsensors 17 berechnet ist, verwendet wird, und das erzwungene Verbrennen des auf dem isolierenden Substrat 32 akkumulierten Schwebstoffs wird verhindert.
Auf der anderen Seite wird in Schritt S17 bestimmt, falls die Bestimmung in Schritt S16 NEIN ergibt, ob das Wasserexistenzflag Fwe auf „0” gesetzt ist. Falls die Bestimmung in Schritt S17 JA ergibt, fährt der Steuerungsprozess bei Schritt S18 fort, während das Wasserexistenzflag Fwe auf „0” gehalten wird, und der Prozess fährt ferner bei Schritt S20 fort. Falls ferner die Bestimmung in Schritt S17 NEIN ergibt, fährt der Steuerungsprozess bei Schritt S19 fort, und es wird basierend auf der Schwebstofferfassungsspannung Vpm bestimmt, ob das an dem Schwebstoffsensor 17 haftende Wasser verschwunden ist oder nicht. In einem solchen Fall wird die Erhöhung einer Änderung des Widerstandswerts des Schwebstofferfassers 34 erfasst, wodurch das Verschwinden von Wasser erfasst wird, das zwischen dem Paar an Erfassungselektroden 36a, 36b vorhanden gewesen ist. D. h., wenn die Schwebstofferfassungsspannung Vpm gleich oder kleiner als ein Schwellenwert Vthw ist, wird Schritt S19 als JA bestimmt.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Schwellenwert Vthw basierend auf dem Stoppzeitpunkterfassungswert (d. h. die Schwebstofferfassungsspannung Vpm) eingestellt, welcher zum Zeitpunkt eines Stoppens des Motors 11 akquiriert wird, in der selben Art und Weise wie der vorbestimmte Bereich Vwt. In einem solchen Fall wird der Schwellenwert Vthw als ein im Wesentlichen gleicher Spannungswert als der Stoppzeitpunkterfassungswert eingestellt. Alternativ wird die Schwebstofferfassungsspannung Vpm als der Erfassungswert zu Beginn der gegenwärtigen Startperiode des Motors 11 akquiriert, und der vorbestimmte Bereich Vwt kann basierend auf dem Startzeitpunkterfassungswert eingestellt werden.
Falls Schritt S19 NEIN ergibt, fährt der Steuerungsprozess bei Schritt S13 fort, bei welchem das Wasserexistenzflag Fwe auf „1” gehalten wird, und eine Steuerung wird durchgeführt, indem der Erfassungswert des Schwebstoffsensors 17 verwendet wird, und der erzwungene Verbrennungsprozess von Schwebstoff wird in Schritt S14 verhindert. Auf der anderen Seite, falls die Bestimmung in Schritt S19 JA ergibt, fährt der Steuerungsprozess bei Schritt S18 fort, und das Wasserexistenzflag Fwe wird auf „0” gesetzt, und der Steuerungsprozess fährt bei Schritt S20 fort.
In Schritt S20 wird bestimmt, ob eine Aufforderung für ein erzwungenes Verbrennen in dem Schwebstoffsensor 17 gemacht wurde. In dem vorliegendem Ausführungsbeispiel wird ein erzwungenes Schwebstoffverbrennungsflag Fbu gesetzt (d. h. Fbu = 1) und die Aufforderung für ein erzwungenes Verbrennen wird gemacht, basierend auf zumindest einer der folgenden vier Bedingungen: (a) es liegt eine Motorstartzeitperiode vor, (b) es liegt ein Ende eines Motorbetriebs vor, (c) die Menge einer Schwebstoffakkumulation erreicht einen vorbestimmten Wert, oder (d) die Gesamtmotorbetriebszeit oder Fahrzeugfahrdistanz erreicht einen bestimmten Schwellenwert. Deshalb ist die Bestimmung in Schritt S20 JA, falls das erzwungene Schwebstoffverbrennen für den Schwebstoffsensor 17 in der vorliegenden Maschinenstartzeitperiode noch nicht durchgeführt wurde.
Falls in Schritt S20 JA bestimmt wird, fährt der Steuerungsprozess bei Schritt S21 fort, um das erzwungene Schwebstoffverbrennen für den Schwebstoffsensor 17 durchzuführen. In Schritt S21 wird der erzwungene Schwebstoffverbrennungsprozess ausgeführt. Praktischerweise empfängt der Heizer 35 des Schwebstoffsensors 17 eine elektrische Stromzufuhr. Falls die Bestimmung in Schritt S20 NEIN ergibt, fährt der Steuerungsprozess bei Schritt S22 fort, und es wird bestimmt, ob der erzwungene Schwebstoffverbrennungsprozess für den Schwebstoffsensor 17 beendet ist oder nicht. Falls der erzwungene Schwebstoffverbrennungsprozess bei Schritt S22 beendet ist, fährt der Steuerungsprozess bei Schritt S23 fort, und eine Steuerung durch Verwenden der tatsächlichen Schwebstoffemissionsmenge wird gestartet, die basierend auf dem Erfassungssignal des Schwebstoffsensors 17 berechnet ist. Praktischerweise wird ein Verbrennungszustand des Motors 11 basierend auf der tatsächlichen Schwebstoffemissionsmenge diagnostiziert, und eine Einspritzungsmengensteuerung, eine Einspritzungszeitpunktsteuerung oder/und eine Zündungszeitpunktsteuerung des Motors 11 kann basierend auf der tatsächlichen Schwebstoffemissionsmenge durchgeführt werden.
Ferner schaltet der Mikrocomputer 44 eine elektrische Stromversorgung zu dem Heizer des A/F-Sensors 16 von einem Beschränkungszustand zu einem Beschränkungsaufhebungszustand, für den Fall, dass das Wasserexistenzflag Fwe in Schritt S18 auf ”0” gesetzt wurde, d. h. wenn bestimmt wird, dass Wasser in dem Abgasrohr 14 existiert. Beispielsweise wird die elektrische Stromzufuhr zu dem Heizer des A/F-Sensors 16 von einem Verhinderungszustand zu einem Zulassungszustand geschaltet. In einem solchen Fall wird die elektrische Stromzufuhr zu dem Heizer des A/F-Sensors 16 gestartet, wenn basierend auf der Schwebstofferfassungsspannung Vpm bestimmt wird, dass die Wasseranhaftung verschwunden ist.
5 zeigt ein detailliertes Ablaufdiagramm, um einen Wasseranhaftungsbestimmungsprozess des Schwebstoffsensors 17 in einer Kaltstartzeitperiode des Motors 11 zu erklären. In 5 zeigt NE die Drehgeschwindigkeit des Motors 11 an, T(PM) zeigt die Umgebungstemperatur des Schwebstoffsensors 17 an, Vpm zeigt die Schwebstofferfassungsspannung an, Fwe zeigt das Wasserexistenzflag an, Fbu zeigt das Erzwungenes-Schwebstoffverbrennen-Flag an, und Fper zeigt ein Schwebstoffmessungszulassungsflag an. Beispielsweise wird das Wasserexistenzflag Fwe auf 1 gesetzt, wenn Wasser in dem Abgasrohr vorhanden ist; und das Wasserexistenzflag Fwe wird zurückgesetzt (Fwe = 0), wenn Wasser in dem Abgasrohr nicht vorhanden ist. Das Erzwungenes-Schwebstoffverbrennen-Flag Fbu wird beispielsweise auf 1 gesetzt, wenn das erzwungene Schwebstoffverbrennen angefordert wird, und das Erzwungenes-Schwebstoffverbrennen-Flag Fbu wird zurückgesetzt (Fbu = 0), wenn das erzwungene Schwebstoffverbrennen nicht angefordert wird.
Außerdem wird beispielsweise das Schwebstoffmessungszulassungsflag Fper auf 1 gesetzt, wenn die Schwebstoffmessung zugelassen wird, und das Schwebstoffmessungszulassungsflag Fper wird zurückgesetzt (Fper = 0), wenn die Schwebstoffmessung nicht zugelassen wird.
In 5 wird das Wasserexistenzflag Fwe gesetzt (z. B. Fwe = 1), bevor die Umgebungstemperatur T(PM) des Schwebstoffsensors 17 zu einem Zeitpunkt t11 einen vorbestimmten Wert TH1 erreicht, und sowohl der erzwungene Schwebstoffverbrennungsprozess als auch eine Steuerung des Motors 11 werden basierend auf der Schwebstofferfassungsspannung Vpm verhindert. Ferner ist der vorbestimmte Wert TH1 ein Temperaturwert, wenn der Innendruck des Abgasrohrs dem atmosphärischen Druck entspricht. D. h., der Wert TH1 entspricht 100°C, falls der Innendruck des Abgasrohrs ein atmosphärischer Druck ist. Vor dem Zeitpunkt t11 ist der gesättigte Dampfdruck bei der Umgebungstemperatur T(PM) des Schwebstoffsensors 17 kleiner als der Innendruck des Abgasrohrs 14, wodurch eine Umgebung bereitgestellt wird, die eine Wassertropfenkondensation im Inneren des Abgasrohrs 14 einfach verursacht.
Nach dem Zeitpunkt t11 erhöht ein Hochtemperaturabgas von dem Motor 11 die Umgebungstemperatur T(PM) des Sensors, und es kann auftreten, dass die Umgebung in dem Abgasrohr 14 keine Wasserkondensation aufweist. Sogar nach dem Zeitpunkt t11 gibt es jedoch keine geringe Chance einer Wasseranhaftung an den Schwebstoffsensor 17, weil eine Verdampfung der Wassertropfen in dem Abgasrohr 14 einige Zeit benötigt. Ferner kann die Umgebung in dem Abgasrohr 14 aufgrund der unebenen Temperaturverteilung in dem Abgasrohr 14 nicht akkurat basierend auf der Abgastemperatur bestimmt werden, hinsichtlich der Frage, ob die Umgebung eine einfache Wasserkondensation nicht länger zulässt.
In Anbetracht einer solchen Situation wird nach dem Zeitpunkt t11, während die Schwebstofferfassungsspannung Vpm innerhalb des vorbestimmten Bereichs Vwt bleibt, bestimmt, dass Wasser immer noch in dem Abgasrohr 14 vorhanden ist, und das Wasserexistenzflag Fwe wird in einem gesetzten Zustand (z. B. Fwe = 1) gehalten. In einem solchen Fall werden sowohl der erzwungene Schwebstoffverbrennungsprozess als auch die Steuerung des Motors 11 basierend auf der Schwebstofferfassungsspannung Vpm verhindert.
Wenn die Schwebstofferfassungsspannung Vpm gleich oder kleiner als der Schwellenwert Vthw nach dem Zeitpunkt t11 ist, wird das Wasserexistenzflag Fwe zu einem Zeitpunkt t12 auf null zurückgesetzt, und ein erzwungenes Schwebstoffverbrennungsflag Fbu wird gesetzt (d. h. Fbu = 1). Auf dieser Art und Weise wird dem Erhitzer 35 Strom zugeführt, und das erzwungene Verbrennen des akkumulierten Schwebstoffs wird durchgeführt. In einem solchen Fall kann das erzwungene Schwebstoffverbrennungsflag Fbu auf 1 gesetzt werden, nachdem eine vorbestimmte Zeit von dem Zurücksetzen des Wasserexistenzflags Fwe (Fwe = 0) verstrichen ist.
Die Erhöhung der Schwebstofferfassungsspannung Vpm nach dem Start der elektrischen Stromzufuhr zu dem Heizer 35 wird durch die Verringerung des Widerstandswerts zwischen den Elektroden aufgrund der Erhöhung der Temperatur des akkumulierten Schwebstoffs auf dem Schwebstoffsensor 17 (d. h. das isolierende Substrat 32) bewirkt. Mit anderen Worten ausgedrückt: Der Schwebstoff weist eine Temperatureigenschaft auf, dass sein Widerstandswert sich verringert, wenn sich seine Temperatur erhöht. Deshalb erhöht sich die Schwebstofferfassungsspannung Vpm auf einen maximalen Wert (MAX), wenn sich der Widerstandswert des Schwebstoffs verringert, und die Spannung Vpm mit dem maximalen Wert wird für eine vorbestimmte Zeitperiode fortgesetzt. Dann wird der Widerstandswert erhöht, nachdem das erzwungene Schwebstoffverbrennen durchgeführt wurde, um den akkumulierten Schwebstoff zu entfernen, wodurch die Verringerung der Schwebstofferfassungsspannung Vpm hervorgerufen wird. D. h., die Spannung Vpm fällt auf im Wesentlichen 0 zu einem Zeitpunkt t13.
Wenn die Schwebstofferfassungsspannung Vpm nach der Verringerung im Wesentlichen 0 ist, wird die elektrische Stromzufuhr zu dem Heizer 35 ausgeschaltet, und das Erzwungenes-Schwebstoffverbrennen-Flag Fbu wird zu dem Zeitpunkt t13 zurückgesetzt, basierend auf der Bestimmung, dass das erzwungene Schwebstoffverbrennen beendet ist, und ein Schwebstoffmessungszulassungsflag Fper wird gesetzt (z. B. Fper = 1). Ferner kann das Erzwungenes-Schwebstoffverbrennen-Flag Fbu auf 0 zurückgesetzt werden, wenn die Schwebstofferfassungsspannung Vpm verändert wird, so dass sie sich verringert, und zu der selben Zeit kann eine elektrische Stromzufuhr zu dem Heizer 35 ausgeschaltet werden. Außerdem kann das Schwebstoffmessungszulassungsflag Fper auf 1 gesetzt werden, nachdem eine vorbestimmte Zeit von dem Zurücksetzen des Erzwungenes-Schwebstoffverbrennen-Flags Fbu verstrichen ist.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, das vorstehend beschrieben wurde, werden die folgenden vorteilhaften Effekte erzielt.
Die Wasseranhaftung an dem Schwebstoffsensor 17 wird in einem Wasseranhaftungszustand des isolierenden Substrats 32 und einem Wasserverschwindungszustand des isolierenden Substrats 32 basierend auf Differenzwerten der Schwebstofferfassungsspannung Vpm bestimmt. Mit anderen Worten ausgedrückt: Die Konfiguration der Sensorsteuerung ermöglicht eine Wasserexistenzbestimmung zum Bestimmen, ob Wasser in dem Abgasrohr 14 vorhanden ist.
Ferner kann akkurat bestimmt werden, wenn der Schwebstofferfasser 34 einen anhaftenden akkumulierten Schwebstoff zu der Motorstartzeit aufweist, ob die Schwebstofferfassungsspannung Vpm durch den akkumulierten Schwebstoff verursacht wird, oder ob die Schwebstofferfassungsspannung Vpm durch die Anhaftung von Wasser verursacht wird. Dies liegt daran, dass eine solche Bestimmung konfiguriert ist, um basierend auf dem Vergleich zwischen dem Stoppzeitpunkterfassungswert und dem Startzeitpunkterfassungswert durchgeführt zu werden, d. h., der als die Schwebstofferfassungsspannung Vpm zu dem Zeitpunkt eines Stoppens des Motors 11 akquirierte Stoppzeitpunkterfassungswert, und der während einer vorbestimmten Periode von dem Start des Motors 11 nach einem vorhergehenden Stoppen als die Schwebstofferfassungsspannung Vpm akquirierte Startzeitpunkterfassungswert.
Ferner kann aufgrund der obigen Konfiguration ein Vorhandensein von Wasser in dem Abgasrohr 14 (d. h. die Wasseranhaftung an dem Schwebstoffsensor 17) akkurat erfasst werden, und ein Wasserverschwindungszeitpunkt in dem Ausgangsrohr 14 (d. h. der Wasseranhaftungsentfernungszeitpunkt) kann angemessen bestimmt werden. Falls sich ferner die Schwebstofferfassungsspannung Vpm verringert und dann erhöht, wird bestimmt, dass Wasser in dem Ausgangsrohr 14 verschwunden ist. Um genauer zu sein wird gemäß der Wasseranhaftungsbestimmung durch Verwenden der Schwebstofferfassungsspannung Vpm das Wasserverschwinden basierend auf dem Erfassungssignal von dem Schwebstoffsensor 17 direkt bestimmt, wodurch die Erfassungsgenauigkeit eines Wasserverschwindungszeitpunkts verbessert wird, relativ zu der Bestimmung, die die Umgebungsparameter des Schwebstoffsensors 17, wie beispielsweise die Temperatur, der gesättigte Dampfdruck oder dergleichen verwendet.
Außerdem kann eine inkorrekte Steuerung der Schwebstoffmenge verhindert werden, weil die Konfiguration der Sensorsteuerung der vorliegenden Erfindung eine Steuerung verhindert, die die Schwebstofferfassungsspannung Vpm verwendet, wenn das Wasser in dem Ausgangsrohr 14 erfasst ist, und die Steuerung kann basierend auf der Schwebstoffmenge angemessen durchgeführt werden.
Ferner kann Beschädigung des Sensorelements 31 angemessen verhindert werden, weil das erzwungene Schwebstoffverbrennen zum Verbrennen des auf dem isolierenden Substrat 32 akkumulierten Schwebstoffs verhindert wird, wenn Wasser in dem Abgasrohr 14 erfasst ist.
Außerdem wird die Beschränkung bezüglich der elektrischen Stromzufuhr zu dem Heizer 35 des A/F-Sensors 16 zu einem Wasserverschwindungszeitpunkt von dem Abgasrohr 14 aufgehoben, wenn der Motor 11 gestartet wird. Mit anderen Worten ausgedrückt: Ein Beschränkungsaufhebungszeitpunkt, um dem Heizer 35 Strom zuzuführen, wird akkurat bestimmt, und ein zu frühes Aufheben der Beschränkung oder ein zu spätes Aufheben der Beschränkung wird verhindert. In einem solchen Fall wird eine unnötige Verzögerung des Aufhebens einer Beschränkung der elektrischen Stromzufuhr zu dem Heizer verhindert, wodurch eine frühe Aktivierung des A/F-Sensors 16 ermöglicht wird. Als Ergebnis wird die Luftbrennstoffverhältnisrückkopplungssteuerung viel früher gestartet, um die Abgasreinigungskapazität zu verbessern.
(Andere Ausführungsbeispiele)
Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit ihrem bevorzugten Ausführungsbeispiel mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen vollständig beschrieben wurde, ist zu beachten, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen für den Fachmann offensichtlich sind.
Beispielsweise kann Wasser in dem Ausgangsrohr 14 basierend auf der Änderungsrate der Schwebstofferfassungsspannung Vpm erfasst werden. Praktischerweise wird die Erhöhungsrate der Schwebstofferfassungsspannung Vpm in einer vorbestimmten Zeitperiode zu dem Motorstartzeitpunkt berechnet, und Wasser in dem Abgasrohr 14 wird erfasst, indem die Erhöhungsrate der Spannung Vpm mit einer im voraus berechneten herkömmlichen Erhöhungsrate verglichen wird. Mit anderen Worten ausgedrückt: Die Erhöhungsrate der Spannung Vpm weist einen relativ kleinen Wert auf, falls die Erhöhung der Schwebstofferfassungsspannung Vpm durch die erhöhte Schwebstoffakkumulationsmenge bewirkt ist. Die Erhöhungsrate der Schwebstofferfassungsspannung Vpm weist jedoch einen relativ großen Wert auf, wenn an dem Schwebstofferfasser 34 haftendes Wasser zu dem Motorstartzeitpunkt den Widerstandswert des Schwebstofferfassers 34 drastisch verringert. Eine solche Änderung der Erhöhungsrate der Schwebstofferfassungsspannung Vpm ausnutzend, kann bestimmt werden, ob Wasser während einer Motorstartperiode an dem Schwebstofferfasser 34 haftet.
Ferner kann während einer vorbestimmten Startperiode des Motors 11 die Abnormalitätsdiagnose des Schwebstoffsensors 17 basierend auf der Dauer, die die Schwebstofferfassungsspannung Vpm auf einem Wert verbleibt, der dem Widerstandswert von Wasser entspricht, durchgeführt werden. 6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Sensorabnormalitätsdiagnoseprozesses, um eine Situation der Motorstartperiode darzustellen. In 6 wird ein Hochzählen eines Zählers für eine Erfassung einer unzulässigen Wasseranhaftung (CV: „water attachment detection improper counter”) zu einem Zeitpunkt t21 gestartet, wenn die Umgebungstemperatur des Schwebstoffsensors 17 einen vorbestimmten Wert TH1 erreicht. Falls eine Erhöhung der Schwebstofferfassungsspannung Vpm während der Motorstartperiode auf der Wasseranhaftung an dem Schwebstoffsensor 17 beruht, verdampfen Wassertropfen auf dem Schwebstoffsensor 17, wenn sich die Umgebungstemperatur des Schwebstoffsensors erhöht, und die Schwebstofferfassungsspannung Vpm verringert sich zu einem Zeitpunkt t22. In einem solchen Fall wird bestimmt, dass der Schwebstoffsensor 17 normal ist.
Im Gegensatz dazu verbleibt die Schwebstofferfassungsspannung Vpm auf einem hohen Wert, falls eine Erhöhung der Schwebstofferfassungsspannung Vpm nicht auf einer Wasseranhaftung an dem Schwebstoffsensor 17 beruht, und beispielsweise auf einem Fremdstoff beruht, wie beispielsweise dem isolierenden Substrat 32 des Schwebstoffsensors 17 anhaftenden Metallstücken, oder auf Störstellen in dem isolierenden Substrat 32 beruht, die einen schwachen Leckstrom verursachen. In einem solchen Fall erreicht der Zähler für eine Erfassung einer unzulässigen Wasseranhaftung (CV) einen Abnormalitätsbestimmungswert Cth zu dem Zeitpunkt t22, und das Schwebstoffsensorabnormalitätsbestimmungsflag Fab wird gesetzt (z. B. Fab = 1).
Außerdem kann eine Vorrichtung zum Bestimmen basierend auf einem anderen Parameter als der Schwebstofferfassungsspannung Vpm (z. B. Temperatur oder gesättigter Dampfdruck), ob Wasser in dem Abgasrohr 14 vorhanden ist, bereitgestellt werden, und die Abnormalitätsdiagnose des Schwebstoffsensors 17 kann basierend auf der Schwebstofferfassungsspannung Vpm durchgeführt werden, die erfasst wird, während ein Vorhandensein von Wasser in dem Abgasrohr 14 durch eine solche Vorrichtung erfasst wird. Falls die Schwebstofferfassungsspannung Vpm während einer solchen Periode einen Wert, der dem Widerstandswert von Wasser entspricht, nicht anzeigt, wird der Schwebstoffsensor 17 als abnormal bestimmt.
7 zeigt ein Ablaufdiagramm des Sensorabnormalitätsdiagnoseprozesses, um praktischer zu erklären, wie eine solche Abnormalitätsdiagnose durchgeführt wird, und das Ablaufdiagramm stellt eine Situation während der Motorstartperiode dar. Wenn das Hochzählen des Zählers für eine Erfassung einer unzulässigen Wasseranhaftung (CV) zu dem Zeitpunkt eines Startens des Motors 11 gestartet wird, wie in 7 gezeigt, wird die Schwebstofferfassungsspannung Vpm zu einem Zeitpunkt T31 akquiriert, wenn der Zählerwert (CV) den Schwellenwert Cth erreicht. Falls die Schwebstofferfassungsspannung Vpm klein ist und nicht in den vorbestimmten Bereich Vwt fällt, wird der Schwebstoffsensor 17 als abnormal bestimmt, und das Schwebstoffsensorabnormalitätsbestimmungsflag Fab wird beispielsweise auf 1 gesetzt.
Die abnormale Diagnose des Schwebstoffsensors 17 kann basierend auf der Schwebstofferfassungsspannung Vpm ausgeführt werden, und die Abnormalitätsdiagnose des Schwebstoffsensors 17 kann während einer vorbestimmten Kaltstartperiode zu dem Motorstartzeitpunkt verhindert werden. Die vorstehende Modifikation beruht auf den folgenden Gründen. D. h., wenn Wasser an dem Schwebstoffsensor 17 haftet, verringert sich der Widerstandswert zwischen dem Paar an Erfassungselektroden 36a, 36b, sogar falls es gerade nach der Entfernung von Schwebstoff durch das erzwungene Schwebstoffverbrennen ist, und dadurch ist es möglich, zu bewirken, dass die Schwebstofferfassungsspannung Vpm den Abnormalitätsbestimmungswert übersteigt. Alternativ kann die Erhöhungsrate der Schwebstofferfassungsspannung Vpm schnell genug sein, um als abnormal bestimmt zu werden. Die Erhöhung der Schwebstofferfassungsspannung Vpm kann jedoch nur temporär sein, und die Spannung Vpm kann in den normalen Bereich nach dem Aufwärmen des Motors 11 zurückkehren, was zu einem Hochtemperaturzustand im Inneren des Abgasrohrs 14 führt, und wodurch das anhaftende Wasser verdampft. In einem solchen Fall befindet sich der Schwebstoffsensor 17 nicht länger in dem abnormalen Zustand. Deshalb sollte eine solche wieder herstellbare und temporäre Abnormalität nicht als eine nicht wieder herstellbar (d. h. reale) Abnormalität bestimmt und diagnostiziert werden. Deshalb kann wie vorstehend beschrieben während der Kaltstartperiode des Motors die Abnormalitätsdiagnose basierend auf der Schwebstofferfassungsspannung Vpm verhindert werden.
Wenn bestimmt wird, dass Wasser an dem Schwebstoffsensor 17 haftet, kann eine elektrische Stromzufuhr zu dem Heizer 35 gesteuert werden, so dass eine kleinere Strommenge relativ zu der Strommenge für ein erzwungenes Schwebstoffverbrennen vorliegt. In einer solchen Konfiguration wird der Schaden des Sensors 17 aufgrund eines schnellen Erhitzens verhindert, während das anhaftende Wasser unter Verwendung des Heizers 35 in einer kürzest möglichen Zeit verdampft wird.
Das erzwungene Verbrennen von Schwebstoff kann an einem Ende des Motorbetriebs durchgeführt werden, und die Schwebstoffakkumulationsmenge auf dem Schwebstofferfasser 34 kann zu dem nachfolgenden Motorstartzeitpunkt auf 0 gesetzt werden, oder kann auf im Wesentlichen 0 gesetzt werden. In einer solchen Konfiguration wird, wenn die Schwebstoffmenge zu dem Motorstartzeitpunkt gleich 0 ist, ein Strom zwischen den Erfassungselektroden aufgrund der Schwebstoffakkumulation nicht geleitet, wodurch die Spannung Vpm gleich 0 (V) wird. Deshalb kann eine Wasseranhaftung auf dem isolierenden Substrat 32 während der Motorstartperiode basierend auf der Schwebstofferfassungsspannung Vpm einfach erfasst werden.
Ferner kann das erzwungene Verbrennen von Schwebstoff konfiguriert sein, um vor einer Kondensation/Anhaftung von Wasser zu dem Motorstartzeitpunkt durchgeführt zu werden, zusätzlich zu dem erzwungenen Verbrennen von Schwebstoff am Ende des Motorbetriebs.
Der Katalysator 15 kann als eine Abgasbehandlungsvorrichtung bereitgestellt werden, die mit einem Heizer ausgestattet ist. Praktischerweise kann der Katalysator 15 einen Heizer in oder auf einem Träger aufweisen. In einem solchen Fall wird ein Vorhandensein von Wasser in dem Abgasrohr 14 basierend auf einem Erfassungssignal (d. h. die Schwebstofferfassungsspannung Vpm) von dem Schwebstoffsensor 17 bestimmt, und eine elektrische Stromzufuhr zu dem Heizer wird basierend auf dem Ergebnis der vorstehenden Bestimmung entweder zugelassen oder verhindert.
Fremdstoffe, die an dem isolierenden Substrat 32 des Schwebstoffsensors 17 haften, können basierend auf der Änderung der Schwebstofferfassungsspannung Vpm identifiziert werden. Praktischerweise kann sich die Schwebstofferfassungsspannung Vpm ändern, wenn ein leitfähiges Material wie beispielsweise ein Stück Metall oder Wasser auf das isolierende Substrat 32 fällt, und das Änderungsverhalten der Schwebstofferfassungsspannung Vpm ändert sich in Abhängigkeit von dem an dem isolierenden Substrat 32 haftenden Fremdstoff. Deshalb kann die Änderung der Schwebstofferfassungsspannung Vpm oder ihr Änderungsverhalten für Material zu Material basierend auf der Schwebstofferfassungsspannung Vpm voridentifiziert werden, und der Vergleich zwischen diesen Änderungen mit einem herkömmlichen Wert ermöglicht eine Identifizierung, aus was der anhaftende Fremdstoff besteht.
Die Signalausgabeschaltung, die die in 3 gezeigte Spannungsteilerschaltung 40 verwendet, kann eine unterschiedliche Konfiguration aufweisen. Beispielsweise können die Positionen des Schwebstofferfassers 34 und des Shuntwiderstands 42 in der Spannungsteilerschaltung 40 umgedreht sein, so dass sich der Schwebstofferfasser 34 auf der unteren Seite („low side”) und der Shuntwiderstand 42 auf der oberen Seite („high side”) befindet. In einer solchen Konfiguration wird die Schwebstofferfassungsspannung Vpm unter Verwendung der folgenden Gleichung (2) berechnet. Vpm = 5 V × Rpm/(Rs + Rpm) (2)
In der vorstehenden Gleichung (2) ist Rpm ein Widerstandswert des Schwebstofferfassers 34, und Rs ist ein Widerstandswert des Shuntwiderstands 42 (z. B. 5 kΩ).
In der vorstehenden Konfiguration ist der Heizer 35 auf dem isolierenden Substrat 32 in einem integrierten Körper angeordnet. Die Temperatur des Umgebungsgases um den Schwebstoffsensor 17 (z. B. das Abgas von dem Motor) kann jedoch auf eine Verbrennungstemperatur von Schwebstoff erhöht werden. In einem solchen Fall kann die Temperatur des Abgases von dem Motor 11 durch die Motorverbrennungssteuerung erhöht werden, oder andere Erhitzungsvorrichtungen (z. B. ein anderer Heizer) können in dem Abgasrohr angeordnet werden.
Ein Schwebstofffilter zum Sammeln von Schwebstoff kann in einem Motorabgasrohr angeordnet werden, und zumindest eine einer vorgeschalteten Seite oder einer nachgeschalteten Seite des Schwebstofffilters kann den Schwebstoffsensor aufweisen, um einen Schwebstofffilterauffrischungszeitpunkt basierend auf dem Schwebstoffsensorerfassungswert zu bestimmen. Ferner kann eine Betriebsunterbrechungsdiagnose des Schwebstofffilters basierend auf dem Schwebstoffsensorerfassungswert durchgeführt werden.
In den vorstehenden Ausführungsbeispielen wird eine Anwendung der vorliegenden Erfindung auf einen Direkteinspritzungsbenzinmotor beispielhaft gezeigt. Die Sensorsteuerung der vorliegenden Erfindung kann jedoch auf andere Motortypen anwendbar sein. Beispielsweise kann sie auf einen Dieselmotor anwendbar sein (insbesondere einen Direkteinspritzungsdieselmotor), und die Sensorsteuerung kann in einem Schwebstoffsensor verwendet werden, der in dem Abgasrohr des Dieselmotors angeordnet ist. Ferner kann die Schwebstoffmengenerfassung der vorliegenden Erfindung auf andere Gastypen anwendbar sein, die sich von dem in der vorliegenden Erfindung erklärten Abgas unterscheiden.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine in einer Abgasleitung 14 eines Verbrennungsmotors 11 anzuordnende Sensorsteuerung: einen Schwebstofferfassungssensor 17, der ein Paar an gegenüberliegenden Elektroden 36a, 36b umfasst, die voneinander beabstandet sind, und auf einem Anhaftungsabschnitt 32 angeordnet sind, an welchem in Gas der Abgasleitung enthaltener leitfähiger Schwebstoff haftet, um ein Erfassungssignal entsprechend einem Widerstandswert zwischen dem Paar an gegenüberliegenden Elektroden 36a, 36b auszugeben; einen Berechnungsabschnitt (20), der konfiguriert ist, um eine an dem Schwebstofferfassungssensor 17 haftende Schwebstoffmenge basierend auf einem Erfassungswert von dem Schwebstofferfassungssensor 17 zu berechnen; und einen Bestimmungsabschnitt (20), der konfiguriert ist, um basierend auf dem Erfassungswert zu bestimmen, ob Wasser in der Abgasleitung vorhanden ist.
Wenn der Schwebstofferfassungssensor 17 dem Anhaftungsabschnitt 32 anhaftenden Schwebstoff aufweist, ändert sich der Widerstandswert zwischen den gegenüberliegenden Elektroden, und der Erfassungswert ändert sich auch basierend auf der Änderung des Widerstandswerts. In der vorliegenden Erfindung wird eine Änderung des Widerstandswerts aufgrund der Anhaftung von Wasser auf dem Anhaftungsabschnitt 32 für die Erfassung von Wasser in der Abgasleitung 14 basierend auf dem Erfassungswert von dem Schwebstofferfassungssensor 17 verwendet. Somit ist es möglich, ein Verhalten des Erfassungswerts zu einem Zeitpunkt einer Wasseranhaftung vorherzusagen. Beispielsweise werden ein tatsächlicher Erfassungswert und ein Signalausgabebereich in einem Wasseranhaftungszustand miteinander verglichen, wodurch akkurat bestimmt wird, ob Wasser auf dem Anhaftungsabschnitt 32 vorhanden ist.
Der Bestimmungsabschnitt kann bestimmen, dass Wasser in dem Abgasdurchlass verschwunden ist, wenn sich der Erfassungswert des Widerstandswerts zwischen dem Paar an gegenüberliegenden Elektroden ändert, um verringert zu werden, und dann, wenn sich der Erfassungswert des Widerstandswerts ändert, um erhöht zu werden, nachdem er verringert wurde.
Beispielsweise haftet Wasser an dem Anhaftungsabschnitt 32 des Schwebstofferfassungssensors 17, wenn Wasser in der Abgasleitung 14 zu dem Startzeitpunkt des Verbrennungsmotors 11 vorhanden ist. Das Anhaften des Wassers auf dem Sensor 17 kann jedoch nur temporär sein, weil die Abgasleitung 14 in einen Hochtemperaturzustand aufgrund der Verbrennung des Brennstoffs gebracht wird. In einem solchen Fall verringert sich der Widerstandswert zwischen dem Paar an gegenüberliegenden Elektroden 36a, 36b aufgrund der Anhaftung von Wasser, und der Widerstandswert zwischen dem Paar an gegenüberliegenden Elektroden 36a, 36b erhöht sich aufgrund des Verschwindens von Wasser. Da in der vorliegenden Erfindung der Bestimmungsabschnitt bestimmt, dass Wasser in der Abgasleitung 14 verschwunden ist, wenn der Erfassungswert des Widerstandswert zwischen dem Paar an gegenüberliegenden Elektroden 36a, 36b geändert wird, um verringert zu werden, und dann wenn der Erfassungswert des Widerstandswerts geändert wird, um erhöht zu werden, nachdem er verringert wurde, kann das Wasser in der Abgasleitung akkurat bestimmt werden.
Der Bestimmungsabschnitt kann basierend auf einer Änderungsrate des Erfassungswerts bestimmen, dass Wasser in der Abgasleitung 14 vorhanden ist.
Falls eine Anhaftung von Schwebstoff in dem Abgas auf dem Anhaftungsabschnitt 32 und eine Anhaftung von Wasser in der Abgasleitung auf dem Anhaftungsabschnitt 32 miteinander verglichen werden, ist die Änderungsrate des Sensorerfassungswerts von dem Schwebstofferfassungssensor 17 schneller als die Änderung des Sensorerfassungswerts des vorherigen Falls. Deshalb wird die Änderungsrate des Sensorerfassungswerts von dem Schwebstofferfassungssensor 17 als ein Parameter zum Bestimmen des Vorhandenseins von Wasser in der Abgasleitung 14 verwendet.
Die Sensorsteuerung kann eine Einrichtung zum Entfernen des dem Anhaftungsabschnitt 32 anhaftenden Schwebstoffs umfassen. In diesem Fall akquiriert der Bestimmungsabschnitt einen Erfassungswert in einem Schwebstoff-entfernten Zustand, der durch die Entfernungseinrichtung entfernt ist, und der Bestimmungsabschnitt bestimmt basierend auf dem akquirierten Erfassungswert in dem Schwebstoff-entfernten Zustand, ob Wasser vorhanden ist. Somit kann die Schwebstoffmenge auf dem Anhaftungsabschnitt als 0 betrachtet werden, wenn die Bestimmung eines Vorhandenseins von Wasser durchgeführt wird. D. h., durch die Entfernung des Schwebstoffs umfasst der Widerstandswert die Schwebstoffkomponente nicht. Deshalb kann die Erfassung eines Vorhandenseins von Wasser einfach und akkurat durchgeführt werden.
In einem solchen Fall kann der Schwebstoff-entfernte Zustand einen Zustand umfassen, in welchem die Schwebstoffmenge auf dem Anhaftungsabschnitt 32 null ist, oder kann einen Zustand umfassen, in welchem die Schwebstoffmenge auf dem Anhaftungsabschnitt 32 im Wesentlichen null ist.
Die Sensorsteuerung kann ferner eine Einrichtung zum Akquirieren des Erfassungswerts zu einem Zeitpunkt eines Stoppens des Verbrennungsmotors 11 als einen Stoppzeitpunkterfassungswert, und eine Einrichtung zum Akquirieren des Erfassungswerts zu einer Startzeitperiode, die einem Stoppen des Verbrennungsmotors 11 folgt, als einen Startzeitpunkterfassungswert umfassen. In diesem Fall bestimmt der Bestimmungsabschnitt, ob Wasser in dem Abgasdurchlass vorhanden ist, indem der Stoppzeitpunkterfassungswert mit dem Startzeitpunkterfassungswert verglichen wird.
Zu dem Zeitpunkt des Stoppens des Verbrennungsmotors 11 spiegelt das Erfassungssignal des Schwebstofferfassungssensors 17 die Anhaftungsmenge des Schwebstoffs angemessen wieder, weil es nicht notwendig ist, den Einfluss von Wasser auf den Widerstandswert zwischen den gegenüberliegenden Elektroden 36a, 36b zu berücksichtigen. Ferner sollten die Anhaftungsmenge des Schwebstoffs zu dem Zeitpunkt eines Stoppens des Motors 11 und die Anhaftungsmenge des Schwebstoffs zu dem nachfolgenden Startzeitpunkt des Motors 11 einander entsprechen, weil kein neuer Schwebstoff an dem Anhaftungsabschnitt 32 während des Zeitpunkts eines Stoppens der Maschine zu dem nachfolgenden Startzeitpunkt haftet. Mit anderen Worten ausgedrückt: Falls sich das Startzeitpunkterfassungssignal von dem Stoppzeitpunkterfassungssignal unterscheidet, kann die Anhaftung von Wasser bestimmt werden. Gemäß der vorstehenden Konfiguration kann eine Wasseranhaftungsbestimmung unter Berücksichtigung der Anhaftungsmenge des Schwebstoffs zu dem Motorstartzeitpunkt des Verbrennungsmotors 11 ausgeführt werden.
Wenn der Bestimmungsabschnitt bestimmt, dass Wasser in der Abgasleitung 14 vorhanden ist, kann der Berechnungsabschnitt eine Berechnung der dem Schwebstofferfassungssensor anhaftenden Menge an Schwebstoff verhindern.
Außerdem kann ein Heizer 35 angeordnet sein, um den Anhaftungsabschnitt 32 zu erhitzen, um dem Anhaftungsabschnitt 32 anhaftenden Schwebstoff zu verbrennen. In diesem Fall ist die Erhitzung des Anhaftungsabschnitts 32 durch Verwenden des Heizers 35 beschränkt, wenn der Bestimmungsabschnitt bestimmt, dass Wasser in der Abgasleitung vorhanden ist. Zusätzlich kann die Frage, wie eine Beschränkung der Erhitzung des Anhaftungsabschnitts 32 durchgeführt wird, beispielsweise umfassen: (a) eine Verhinderung eines Erhitzens des Anhaftungsabschnitts 32 durch den Heizer 35, und (b) eine Beschränkung einer Stromzufuhr an den Heizer 35 oder dergleichen.
Beispielsweise kann die Sensorsteuerung für ein Abgasbehandlungssystem verwendet werden. In diesem Fall kann das Abgasbehandlungssystem mit zumindest einem mit einem Heizer ausgestatteten Abgassensor oder einer mit einem Heizer ausgestatteten Abgasbehandlungsvorrichtung, die in der Abgasleitung 14 angeordnet ist, und einem Heizersteuerungsabschnitt bereitgestellt werden, der konfiguriert ist, um eine Stromzufuhr zu einem Heizer in zumindest dem mit einem Heizer ausgestatteten Abgassensor oder der mit dem Erhitzer ausgestatteten Abgasbehandlungsvorrichtung basierend auf einem Bestimmungsergebnis des Bestimmungsabschnitts zu reduzieren. Somit ist es möglich, einen frühen Start einer Rückkopplungssteuerung des Luftbrennstoffverhältnisses durchzuführen, um die Abgasreinigungskapazität zu verbessern.
Solche Änderungen, Modifikationen, und zusammengefasste Schemata liegen im Bereich der durch die beigefügten Ansprüche definierten vorliegenden Erfindung.
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 59-196453 A [0002]
US 4656832 [0002]

Claims

Sensorsteuerung, die in einer Abgasleitung (14) eines Verbrennungsmotors (11) anzuordnen ist, wobei die Sensorsteuerung aufweist: einen Schwebstofferfassungssensor (17), der ein Paar an gegenüberliegenden Elektroden (36a, 36b) umfasst, die voneinander beabstandet und auf einem Anhaftungsabschnitt (32) angeordnet sind, an welchem in Gas der Abgasleitung enthaltener leitfähiger Schwebstoff (PM) haftet, wobei der Schwebstofferfassungssensor angeordnet ist, um ein Erfassungssignal entsprechend einem Widerstandswert zwischen dem Paar an gegenüberliegenden Elektroden (36a, 36b) auszugeben; einen Berechnungsabschnitt (20), der konfiguriert ist, um eine an dem Schwebstofferfassungssensor haftende Menge an Schwebstoff basierend auf einem Erfassungswert von dem Schwebstofferfassungssensor zu berechnen; und einen Bestimmungsabschnitt (20), der konfiguriert ist, um basierend auf dem Erfassungswert zu bestimmen, ob Wasser in der Abgasleitung vorhanden ist.
Sensorsteuerung nach Anspruch 1, wobei der Bestimmungsabschnitt bestimmt, dass Wasser in der Abgasleitung verschwunden ist, wenn sich der Erfassungswert des Widerstandswerts zwischen dem Paar an gegenüberliegenden Elektroden verringert, und dann, wenn sich der Erfassungswert des Widerstandswerts erhöht, nachdem er verringert wurde.
Sensorsteuerung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Bestimmungsabschnitt basierend auf einer Änderungsrate des Erfassungswerts bestimmt, dass Wasser in der Abgasleitung vorhanden ist.
Sensorsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner mit: einer Einrichtung zum Entfernen des an dem Anhaftungsabschnitt haftenden Schwebstoffs, wobei der Bestimmungsabschnitt einen Erfassungswert in einem Schwebstoff-entfernten Zustand, der durch die Entfernungseinrichtung entfernt ist, akquiriert, und der Bestimmungsabschnitt basierend auf dem in dem Schwebstoff-entfernten Zustand akquirierten Erfassungswert bestimmt, ob Wasser vorhanden ist.
Sensorsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner mit: einer Einrichtung zum Akquirieren des Erfassungswerts zu einem Zeitpunkt eines Stoppens des Verbrennungsmotors als einen Stoppzeitpunkterfassungswert; und einer Einrichtung zum Akquirieren des Erfassungswerts in einer Startzeitperiode, die einem Stoppen des Verbrennungsmotors folgt, als einen Startzeitpunkterfassungswert, wobei der Bestimmungsabschnitt bestimmt, ob Wasser in der Abgasleitung vorhanden ist, indem der Stoppzeitpunkterfassungswert mit dem Startzeitpunkterfassungswert verglichen wird.
Sensorsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei wenn der Bestimmungsabschnitt bestimmt, dass das Wasser in der Abgasleitung vorhanden ist, der Berechnungsabschnitt eine Berechnung der an dem Schwebstofferfassungssensor haftenden Menge an Schwebstoff verhindert.
Sensorsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner mit: einem Heizer (35), der angeordnet ist, um den Anhaftungsabschnitt zu erhitzen, damit an dem Anhaftungsabschnitt haftender Schwebstoff verbrannt wird, wobei wenn der Bestimmungsabschnitt bestimmt, dass Wasser in der Abgasleitung vorhanden ist, das Erhitzen des Anhaftungsabschnitts durch Verwenden des Heizers beschränkt wird.
Abgasbehandlungssystem mit: der Sensorsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 7; zumindest einem mit einem Heizers ausgestatteten Abgassensor oder einer mit einem Heizer ausgestatteten Abgasbehandlungsvorrichtung, die in der Abgasleitung angeordnet sind; und einem Heizersteuerungsabschnitt (20), der konfiguriert ist, um eine Stromzufuhr zu einem Heizer in zumindest dem mit einem Heizer ausgestatteten Abgassensor oder der mit dem Heizer ausgestatteten Abgasbehandlungsvorrichtung basierend auf einem Bestimmungsergebnis des Bestimmungsabschnitts zu reduzieren.