DE102017110592A1

DE102017110592A1 - Steuerungsvorrichtung für Verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE102017110592A1
Application number: DE102017110592.1A
Authority: DE
Inventors: Hironori Ito
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-06-28
Filing date: 2017-05-16
Publication date: 2017-12-28
Anticipated expiration: 2037-05-17
Also published as: US20170370314A1; DE102017110592B4; JP2018003621A; JP6432562B2; US10344697B2

Abstract

Eine Verbrennungskraftmaschine hat einen Feuchtigkeitssensor, der in einem Einlassdurchgang der Verbrennungskraftmaschine angeordnet ist, einen Temperatursensor, der zum Erfassen einer Einlasslufttemperatur an einer Position des Feuchtigkeitssensors konfiguriert ist, und einen Controller, der zum Korrigieren eines Versatzfehlers des Sensorwertes durch Addieren eines Korrekturwertes zu dem Sensorwert konfiguriert ist. Der Controller beinhaltet eine Einlasslufttemperaturgewinnungseinrichtung, die die Einlasslufttemperaturen jeweils zu einer Mehrzahl von Zeitpunkten im Zuge einer Veränderung der Einlasslufttemperatur gewinnt, eine Sensorwertgewinnungseinrichtung, die die Sensorwerte zu der jeweiligen Mehrzahl von Zeitpunkten gewinnt, eine Berechnungseinrichtung, die Werte, welche Einflüsse von Temperaturdifferenzen der Einlasslufttemperaturen auf die jeweiligen Sensorwerte ausschließen, als jeweilige Feuchtigkeitsindexwerte berechnet, und eine Korrektureinrichtung, die einen Korrekturwert so bestimmt, dass ein Variationsgrad der Feuchtigkeitsindexwerte gering wird.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine und insbesondere eine Steuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, die einen Feuchtigkeitssensor beinhaltet.
Hintergrund
Herkömmlich offenbart ist beispielsweise in Patentliteratur 1 eine Vorrichtung, die einen NOx-Wert von Abgas durch Steuern der Feuchtigkeit von Einlassluft einer Verbrennungskraftmaschine basierend auf einer absoluten Feuchtigkeit einstellt. Bei dieser Vorrichtung wird die absolute Feuchtigkeit aus einer von einem Feuchtigkeitssensor erfassten relativen Feuchtigkeit und einer von einem Temperatursensor erfassten Temperatur von Einlassluft berechnet. Anschließend wird der Öffnungsgrad eines Feuchtigkeitseinstelldämpfers, der an einem Einlasskanal vorgesehen ist, welcher hochfeuchte Luft zuführt, so eingestellt, dass die berechnete absolute Feuchtigkeit ein Sollwert wird.
Es folgt eine Aufstellung von Patentliteratur, die dem Anmelder als bisheriger Stand der Technik zu Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zur Kenntnis gelangt ist.
Patentliteratur 1: JP 2002-048010 A
Patentliteratur 2: JP 2003-148135 A
Kurzfassung
Ein Feuchtigkeitssensor erfasst die relative Feuchtigkeit von Außenluft mit Hilfe der Tatsache, dass die von einem feuchtigkeitsempfindlichen Film adsorbierte Wassermenge entsprechend einer Veränderung der Feuchtigkeit von Außenluft variiert. Wenn folglich der feuchtigkeitsempfindliche Film mit der Zeit aufgrund von Abtrag oder dergleichen andere Substanzen als Wasser adsorbiert, beispielsweise Abgas oder organische Substanzen in der Atmosphäre, dann tritt bei der relativen Feuchtigkeit, die von dem Feuchtigkeitssensor erfasst wird, ein Versatzfehler auf. Bei dieser Konfiguration, in der ein Feuchtigkeitssensor im Einlassdurchgang einer Verbrennungskraftmaschine angeordnet ist und die relative Feuchtigkeit von in dem Einlassdurchgang strömender Einlassluft beim Steuern der Verbrennungskraftmaschine verwendet wird, ist es folglich gewünscht, eine Vorrichtung zu schaffen, um einen Fehler der erfassten relativen Feuchtigkeit an Bord zu korrigieren.
Die vorliegende Erfindung erfolgt vor dem Hintergrund des oben beschriebenen Problems und hat als eine Aufgabe die Bereitstellung einer Steuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, die imstande ist, einen Versatzfehler eines Sensorwerts eines Feuchtigkeitssensors, der in einem Einlassdurchgang der Verbrennungskraftmaschine vorgesehen ist, zu korrigieren.
Zur Lösung der oben beschriebenen Aufgabe ist die vorliegende Erfindung eine Steuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Feuchtigkeitssensor, der in einem Einlassdurchgang der Verbrennungskraftmaschine angeordnet ist und konfiguriert ist, um einen Sensorwert zu erfassen, der einer relativen Feuchtigkeit von Einlassluft in dem Einlassdurchgang entspricht, einem Temperatursensor, der eine Einlasslufttemperatur an einer Position des Feuchtigkeitssensors erfasst, und einem Controller, der konfiguriert ist, um einen Versatzfehler des Sensorwerts durch Durchführen einer Korrektur des Addierens eines Korrekturwerts zu dem Sensorwert zu korrigieren,
wobei der Controller beinhaltet:
eine Einlasslufttemperaturgewinnungseinrichtung, die konfiguriert ist, um die Einlasslufttemperaturen jeweils zu einer Mehrzahl von Zeitpunkten im Zuge einer Veränderung der Einlasslufttemperatur zu gewinnen,
eine Sensorwertgewinnungseinrichtung, die konfiguriert ist, um die Sensorwerte zu der jeweiligen Mehrzahl von Zeitpunkten zu gewinnen,
eine Berechnungseinrichtung, die konfiguriert ist, um jeweilige Werte, die Einflüsse von Temperaturdifferenzen der Einlassluftemperaturen auf die jeweiligen Sensorwerte ausschließen, als Feuchtigkeitsindexwerte zu berechnen, und
eine Korrektureinrichtung, die konfiguriert ist, um den Korrekturwert so zu bestimmen, dass ein Variationsgrad der Feuchtigkeitsindexwerte gering wird.
Eine zweite Erfindung in einer ersten Erfindung ist dergestalt, dass
die Berechnungseinrichtung konfiguriert ist, um eine absolute Feuchtigkeit, die unter Verwendung des Sensorwerts und der dem Sensorwert entsprechenden Einlasslufttemperatur berechnet wird, als den Feuchtigkeitsindexwert zu berechnen.
Eine dritte Erfindung in der ersten Erfindung ist dergestalt, dass
die Berechnungseinrichtung konfiguriert ist, um eine relative Feuchtigkeit zu einem Zeitpunkt, an dem die Einlasslufttemperatur eine vorbestimmte Referenzeinlasslufttemperatur ist, unter Verwendung des Sensorwertes als den Feuchtigkeitsindexwert zu berechnen.
Eine vierte Erfindung in einer aus der ersten bis dritten Erfindung ist dergestalt, dass
die Korrektureinrichtung konfiguriert ist, um den Korrekturwert so zu bestimmen, dass ein Varianzwert der Feuchtigkeitsindexwerte minimal wird.
Eine fünfte Erfindung in einer aus der ersten bis dritten Erfindung ist dergestalt, dass
die Sensorwertgewinnungseinrichtung eine Einrichtung beinhaltet, die einen ersten Sensorwert, welcher der Sensorwert zu einem Zeitpunkt ist, an dem die Einlasslufttemperatur eine erste Einlasslufttemperatur ist, und einen zweiten Sensorwert, welcher der Sensorwert zu einem Zeitpunkt ist, an dem sich die Einlasslufttemperatur ausgehend von der ersten Einlasslufttemperatur verändert und eine zweite Einlasslufttemperatur erreicht, erfasst,
die Berechnungseinrichtung eine Einrichtung beinhaltet, die konfiguriert ist, um Werte, die einen Einfluss einer Temperaturdifferenz der ersten Einlasslufttemperatur und der zweiten Einlasslufttemperatur auf den ersten Sensorwert und den zweiten Sensorwert ausschließen, als einen ersten Feuchtigkeitsindexwert bzw. einen zweiten Feuchtigkeitsindexwert zu berechnen, und
die Korrektureinrichtung konfiguriert ist, um den Korrekturwert so zu bestimmen, dass ein Differenzwert des ersten Feuchtigkeitsindexwertes und des zweiten Feuchtigkeitsindexwertes nahe bei null liegt.
Eine sechste Erfindung in der ersten Erfindung ist dergestalt, dass
die Berechnungseinrichtung konfiguriert ist, um aus den Sensorwerten Relativfeuchtigkeitsdifferenzen zu einer Referenzabsolutfeuchtigkeit als die Feuchtigkeitsindexwerte zu berechnen, und
die Korrektureinrichtung konfiguriert ist, um die Referenzabsolutfeuchtigkeit zu berechnen, bei der der Variationsgrad der Relativfeuchtigkeitsdifferenzen minimal wird, und um einen Durchschnittswert der Relativfeuchtigkeitsdifferenzen bei der berechneten Referenzabsolutfeuchtigkeit als den Korrekturwert zu bestimmen.
Eine siebte Erfindung in einer aus der ersten bis sechsten Erfindung ist dergestalt, dass
der Controller konfiguriert ist, um eine Gewinnung des Sensorwerts zu begrenzen, bis ein integrierter Wert eines Volumens von Einlassluft, das nach einem Start der Verbrennungskraftmaschine in den Einlassdurchgang gesogen wird, in einer Aufwärmphase der Verbrennungskraftmaschine eine Kapazität ab einem Eingang bis zum Feuchtigkeitssensor in dem Einlassdurchgang übersteigt.
Eine achte Erfindung in einer aus der ersten bis siebten Erfindung ist dergestalt, dass
der Controller konfiguriert ist, um eine Gewinnung des Sensorwertes zu begrenzen, wenn Einlassluft, die eine Kraftstoffkomponente enthält, an der Position des Feuchtigkeitssensors in dem Einlassdurchgang der Verbrennungskraftmaschine strömt.
In einem Zustand, in dem die absolute Feuchtigkeit von Einlassluft in dem Einlassdurchgang konstant ist, verändert sich der von dem Feuchtigkeitssensor erfasste Sensorwert jeweils in Übereinstimmung mit der Einlasslufttemperatur in dem Einlassdurchgang. Gemäß der ersten Erfindung werden zu einer Mehrzahl von Zeitpunkten im Zuge der Veränderung der Einlasslufttemperatur eine Mehrzahl von Sensorwerten bei unterschiedlichen Einlasslufttemperaturen gewonnen. Anschließend werden jeweils die Feuchtigkeitsindexwerte berechnet, welche die Werte sind, die die Einflüsse der Einlasslufttemperaturdifferenzen auf diese Sensorwerte ausschließen, und der Korrekturwert wird so bestimmt, dass der Variationsgrad dieser Feuchtigkeitsindexwerte gering wird. Wenn der Sensorwert des Feuchtigkeitssensors in dem Zustand, in dem die absolute Feuchtigkeit der Einlassluft in dem Einlassdurchgang konstant ist, ein wahrer Wert ist, dann wird der Feuchtigkeitsindexwert selbst dann auf einem festen Wert gehalten, wenn sich die Einlasslufttemperatur verändert. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Korrekturwert so bestimmt, dass der Variationsgrad der Feuchtigkeitsindexwerte gering wird, und mithin wird es möglich, die von dem Feuchtigkeitssensor gewonnene relative Feuchtigkeit in die Nähe des wahren Wertes zu bringen.
Gemäß der zweiten Erfindung wird die absolute Feuchtigkeit als der Feuchtigkeitsindexwert unter Verwendung der Einlasslufttemperatur und des Sensorwertes berechnet. In dem Zustand, in dem die absolute Feuchtigkeit der Einlassluft in dem Einlassdurchgang konstant ist, verändert sich die absolute Feuchtigkeit selbst dann nicht, wenn sich die Einlasslufttemperatur verändert. Folglich können gemäß der vorliegenden Erfindung die Einflüsse der Einlasslufttemperaturdifferenzen auf eine Mehrzahl von relativen Feuchtigkeiten bei unterschiedlichen Einlasslufttemperaturen ausgeschlossen werden.
Gemäß der dritten Erfindung wird die relative Feuchtigkeit in dem Fall, dass die Einlasslufttemperatur die Referenzeinlasslufttemperatur ist, unter Verwendung der Einlasslufttemperatur und des Sensorwertes als der Feuchtigkeitsindexwert berechnet. Folglich können gemäß der vorliegenden Erfindung die Einflüsse der Einlasslufttemperaturdifferenzen auf die Mehrzahl von Sensorwerten bei unterschiedlichen Einlasslufttemperaturen ausgeschlossen werden.
Gemäß der vierten Erfindung wird der Korrekturwert so bestimmt, dass der Varianzwert der Feuchtigkeitsindexwerte minimal wird, und mithin wird es möglich, den Korrekturwert so zu bestimmen, dass der Variationsgrad der Feuchtigkeitsindexwerte minimal wird.
Gemäß der fünften Erfindung können zwei Sensorwerte bei unterschiedlichen Einlasslufttemperaturen verglichen werden, nachdem der Einfluss der Temperaturdifferenz ausgeschlossen wird. Folglich wird es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, den Fehler des Sensorwertes des Feuchtigkeitssensors mit hoher Präzision zu korrigieren, indem der Korrekturwert so bestimmt wird, dass der Differenzwert nahe bei null liegt.
Gemäß der sechsten Erfindung werden die Relativfeuchtigkeitsdifferenzen der Sensorwerte zur Referenzabsolutfeuchtigkeit als die Feuchtigkeitsindexwerte berechnet, und die Referenzabsolutfeuchtigkeit, bei der die Variation der Relativfeuchtigkeitsdifferenzen minimal wird, wird berechnet. Die Referenzabsolutfeuchtigkeit, bei der die Variation der Relativfeuchtigkeitsdifferenzen minimal wird, drückt eine absolute Feuchtigkeit auf, die dem wahren Wert am nächsten ist. Folglich wird es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, den Fehler des Sensorwerts des Feuchtigkeitssensors mit hoher Präzision zu korrigieren, indem der Durchschnittswert der Relativfeuchtigkeitsdifferenzen bei der Referenzabsolutfeuchtigkeit als der Korrekturwert bestimmt wird.
Es ist denkbar, dass das Innere des Einlassdurchgangs vor einem Start der Verbrennungskraftmaschine sich von Außenluft in Bezug auf Feuchtigkeit unterscheidet. Gemäß der siebten Erfindung kann verhindert werden, dass der Sensorwert verwendet wird, bevor die Außenluft, die nach einem Start der Verbrennungskraftmaschine angesaugt wird, den Feuchtigkeitssensor erreicht, und mithin wird es möglich, eine fehlerhafte Korrektur des Feuchtigkeitssensors zu vermeiden.
Gemäß der achten Erfindung kann verhindert werden, dass der Sensorwert in dem Fall verwendet wird, dass die Einlassluft, die eine Kraftstoffkomponente enthält, an der Position des Feuchtigkeitssensors in dem Einlassdurchgang strömt, und mithin wird es möglich, eine fehlerhafte Korrektur des Feuchtigkeitssensors durch Verwenden des Sensorwerts der Luft, die von Außenluft verschieden ist, zu vermeiden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Diagramm, das eine Systemkonfiguration einer ersten Ausführungsform veranschaulicht;
2 ist eine Ansicht, die eine schematische Draufsicht auf einen Feuchtigkeitssensor veranschaulicht, der in dem System der ersten Ausführungsform verwendet wird;
3 ist ein Diagramm, das eine Relation zwischen einem Sensorwert einer relativen Feuchtigkeit und einem wahren Wert der relativen Feuchtigkeit veranschaulicht;
4 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Verfahrens zum Korrigieren eines Versatzfehlers des Feuchtigkeitssensors;
5 ist ein Beispiel, das eine Relation zwischen ΔRHj und einem Varianzwert Vj einer absoluten Feuchtigkeit AHi, j veranschaulicht;
6 ist ein Diagramm, das eine Veränderung der absoluten Feuchtigkeit gegenüber einer Einlasslufttemperatur veranschaulicht;
7 ist ein funktionales Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines Controllers veranschaulicht, der eine Versatzfehlerkorrektur des Feuchtigkeitssensors durchführt;
8 ist ein Flussdiagramm einer Routine, die von dem System der ersten Ausführungsform ausgeführt wird;
9 ist ein Diagramm, das eine Relation eines Veränderungsbetrags ΔAHi, j zu einer Einlasstemperatur Ti bei jedem ΔRHj veranschaulicht;
10 ist ein Flussdiagramm einer Routine, die von einem System einer zweiten Ausführungsform ausgeführt wird;
11 ist ein Flussdiagramm einer Routine, die von einem System einer dritten Ausführungsform ausgeführt wird;
12 ist ein Flussdiagramm einer Routine, die von einem System einer vierten Ausführungsform ausgeführt wird;
13 ist ein Flussdiagramm einer Routine, die von einem System einer fünften Ausführungsform ausgeführt wird; und
14 ist ein Flussdiagramm einer Routine, die von einem System einer sechsten Ausführungsform ausgeführt wird.
Detaillierte Beschreibung
Erste Ausführungsform
Nachstehend wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1-1. Systemkonfiguration einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
1 ist ein Diagramm, das eine Systemkonfiguration der ersten Ausführungsform veranschaulicht. Wie in 1 veranschaulicht, beinhaltet ein System der vorliegenden Ausführungsform eine Maschine 10 als eine Verbrennungskraftmaschine. Die Anzahl von Zylindern und die Zylinderanordnung der Maschine 10 unterliegen keinen besonderen Einschränkungen. Die Maschine 10 beinhaltet einen Zylinderblock 14 mit einem Kolben 12 darin. Ein Zylinderkopf 16 ist an einem oberen Abschnitt des Zylinderblocks 14 angebracht. Der Zylinderkopf 16 ist mit einem Zylinderkopfdeckel 18 bedeckt. Ein Raum von einer oberen Oberfläche des Kolbens 12 bis zum Zylinderkopf 16 bildet eine Brennkammer 20. Der Zylinderkopf 16 beinhaltet einen Einlassdurchgang 22 und einen Auslassdurchgang 24, welche mit der Brennkammer 20 in Verbindung stehen.
Ferner beinhaltet das System der vorliegenden Ausführungsform einen Lader 26. Der Lader 26 beinhaltet eine in dem Auslassdurchgang 24 vorgesehene Turbine 26a und einen in dem Einlassdurchgang 22 vorgesehenen Kompressor 26b. Die Turbine 26a und der Kompressor 26b sind miteinander verbunden. Zu einem Betriebszeitpunkt des Laders 26 wird der Kompressor 26b durch die Turbine 26a angetrieben, die sich durch Empfangen eines Abgasdrucks dreht, und Einlassluft wird von dem Kompressor 26b komprimiert und geladen.
In dem Einlassdurchgang 22 ist ein Ladeluftkühler 28 vorgesehen, der Einlassluft kühlt, welche von dem Kompressor 26b geladen wird. In dem Einlassdurchgang 22 sind auf einer Stromaufwärtsseite des Ladeluftkühlers 28 Luftumgehungsdurchgänge 30 und 32 vorgesehen, welche den Kompressor 26b umgehen. In dem Luftumgehungsdurchgang 30 ist ein ABV (Luftumgehungsventil) 34 vorgesehen. Durch Öffnen des ABV 34 wird ein abrupter Anstieg eines Ladedrucks verhindert. In dem Luftumgehungsdurchgang 32 ist eine Ausstoßvorrichtung 36 zum Einleiten von Einlassluft in einem PCV-Durchgang 64 in den Luftumgehungsdurchgang 32 vorgesehen. Ferner ist in dem Einlassdurchgang 22 auf einer Stromaufwärtsseite des Kompressors 26b ein Luftreiniger 38 vorgesehen. Indes ist in dem Einlassdurchgang 22 auf einer Stromabwärtsseite des Ladeluftkühlers 28 ein Drosselventil 40 vom elektronisch gesteuerten Typ vorgesehen. In dem Einlassdurchgang 22 auf einer Stromabwärtsseite des Drosselventils 40 ist ein Puffertank 42 vorgesehen.
In dem Einlassdurchgang 22, der sich auf der Stromaufwärtsseite des Kompressors 26b und auf einer Stromabwärtsseite des Luftreinigers 38 befindet, ist ein Luftdurchflussmesser 72 zum Erfassen einer Einlassluftmenge vorgesehen. In dem Luftdurchflussmesser 72 sind ein Temperatursensor 74, der eine Temperatur von Einlassluft erfasst, und ein Feuchtigkeitssensor 76, der eine Feuchtigkeit der Einlassluft erfasst, enthalten. Es sei darauf hingewiesen, dass der Temperatursensor 74 und der Feuchtigkeitssensor 76 separat von dem Luftdurchflussmesser 72 ausgebildet sein können. Details des Feuchtigkeitssensors 76 werden später beschrieben.
In dem Auslassdurchgang 24 ist ein Auslassumgehungsdurchgang 44 vorgesehen, der die Turbine 26a umgeht. In dem Auslassumgehungsdurchgang 44 ist ein WGV (Waste-Gate-Ventil) 46 vom elektromagnetisch angetriebenen Typ vorgesehen. Ein Gegendruck kann durch Öffnen des WGV 46 eingestellt werden, und mithin werden ein Pumpenverlust der Maschine und eine Abgasrestmenge im Zylinder unterbunden.
Ferner wird das System der vorliegenden Ausführungsform mit einem EGR-Mechanismus geladen, der Abgas vom Auslassdurchgang 24 zum Einlassdurchgang 22 rückführt. Der EGR-Mechanismus beinhaltet einen EGR-Durchgang 48, welcher den Auslassdurchgang 24 auf einer Stromaufwärtsseite der Turbine 26a und den Puffertank 42 verbindet. Am EGR-Durchgang 48 sind ein EGR-Ventil 50, das eine EGR-Gasmenge einstellt, ein EGR-Kühler 52 vom wasserkühlenden Typ und ein EGR-Katalysator 54 vorgesehen. Das EGR-Ventil 50 ist an einer Position angeordnet, die dem Puffertank 42 am nächsten ist, und der EGR-Katalysator 54 ist an einer Position angeordnet, die dem Auslassdurchgang 24 am nächsten ist. Ferner beinhaltet der EGR-Mechanismus eine Ausstoßvorrichtung 56 zwischen dem EGR-Ventil 50 und dem EGR-Kühler 52. Die Ausstoßvorrichtung 56 dient zum Zuführen von Gas in einem PCV-Durchgang 62 zu dem EGR-Durchgang 48.
Ferner beinhaltet das System der vorliegenden Ausführungsform einen Durchblasgasreduzierungsmechanismus, der Durchblasgas reduziert. Durchblasgas bezieht sich auf Gas, das aus einem Spalt zwischen dem Kolben 12 und einer Zylinderwandfläche in ein Kurbelgehäuse strömt, wobei es sich um Gas handelt, welches unverbrannten Kraftstoff und Ölnebel beinhaltet. Der Durchblasgasreduzierungsmechanismus beinhaltet vier Arten von PCV-Durchgängen 58, 60, 62 und 64. Der PCV-Durchgang 58 verbindet den Zylinderkopfdeckel 18 und den Puffertank 42. Am PCV-Durchgang 58 ist ein PCV-Ventil 66 vorgesehen. Der PCV-Durchgang 60 verbindet den Zylinderkopfdeckel 18 und den Einlassdurchgang 22 auf einer Stromaufwärtsseite des Kompressors 26b. Der PCV-Durchgang 62 verbindet eine Ansaugöffnung der Ausstoßvorrichtung 56 und den Zylinderkopfdeckel 18. Am PCV-Durchgang 62 ist ein PCV-Ventil 68 vorgesehen. Der PCV-Durchgang 64 verbindet eine Ansaugöffnung der Ausstoßvorrichtung 36 und den Zylinderkopfdeckel 18.
Darüber hinaus beinhaltet das System der vorliegenden Ausführungsform eine ECU (elektronische Steuerungseinheit) 70. Die ECU 70 beinhaltet mindestens eine Eingangs-/Ausgangsschnittstelle, einen Speicher und eine CPU (einen Prozessor). Die Eingangs-/Ausgangsschnittstelle ist vorgesehen, um Sensorsignale von verschiedenen Sensoren einzuholen, die an der Verbrennungskraftmaschine montiert sind, und um Betriebssignale an Aktuatoren auszugeben, die von der Verbrennungskraftmaschine umfasst sind. Die Sensoren, von denen die ECU 70 Signale einholt, beinhalten verschiedene Sensoren, die notwendig sind, um die Maschine 10 zu steuern, wie etwa einen Drosselöffnungsgradsensor, der einen Öffnungsgrad des Drosselventils 40 erfasst, und einen Temperatursensor, der eine Kühlwassertemperatur der Maschine 10 erfasst. Die Aktuatoren, an die die ECU Betriebssignale ausgibt, beinhalten verschiedene Aktuatoren wie etwa das ABV 34, das Drosselventil 40, das WGV 46 und das EGR-Ventil 50. In dem Speicher sind verschiedene Steuerungsprogramme zum Steuern der Verbrennungskraftmaschine, Kennfelder und dergleichen gespeichert. Die CPU (Prozessor) liest die Steuerungsprogramme oder dergleichen aus dem Speicher aus und führt das Steuerungsprogramm aus und erzeugt basierend auf den eingeholten Sensorsignalen ein Betriebssignal.
1-2. Konfiguration des Feuchtigkeitssensors
2 ist eine Ansicht, die eine schematische Draufsicht auf einen in dem System der vorliegenden Ausführungsform verwendeten Feuchtigkeitssensor 76 veranschaulicht. Der Feuchtigkeitssensor 76 ist ein Feuchtigkeitssensor vom elektrischen Kapazitätstyp und gibt ein Sensorsignal aus, das einer relativen Feuchtigkeit entspricht. Der Feuchtigkeitssensor 76 wird hauptsächlich durch ein Siliziumsubstrat 80, Detektionselektroden 82 und 84 und einen feuchtigkeitsempfindlichen Film 86 gebildet. Ein Isolierfilm ist auf dem Siliziumsubstrat 80 gebildet, und auf dem Isolierfilm sind die kammartigen Detektionselektroden 82 und 84 einander gegenüberliegend so angeordnet, dass sie miteinander in Eingriff stehen. Ferner ist der feuchtigkeitsempfindliche Film 86 ein Film mit einem elektrischen Kapazitätswert, der sich entsprechend einer Feuchtigkeit verändert, und ist über dem Siliziumsubstrat 80 auf eine solche Weise angeordnet, dass er die Detektionselektroden 82 und 84 bedeckt. Wenn Wassermoleküle in den Film des feuchtigkeitsempfindlichen Films 86 gelangen, dann verändert sich eine Dielektrizitätskonstante des feuchtigkeitsempfindlichen Films 86 entsprechend einer in ihn eindringenden Wassermenge stark. Demgemäß kann die relative Feuchtigkeit um den Sensor durch Erfassen einer Veränderung eines Kapazitätswertes zwischen den Detektionselektroden 82 und 84 als ein Sensorsignal erfasst werden. Es sei darauf hingewiesen, dass der Feuchtigkeitssensor 76 nicht auf einen Feuchtigkeitssensor vom elektrischen Kapazitätstyp beschränkt ist, sondern als ein anderer Feuchtigkeitssensor eines elektrischen Widerstandstyps oder dergleichen konfiguriert sein kann.
1-3. Funktionsweise des Systems der ersten Ausführungsform
Wie oben beschrieben, erfasst der Feuchtigkeitssensor 76 eine relative Feuchtigkeit von Außenluft mit Hilfe der Tatsache, dass sich eine durch den feuchtigkeitsempfindlichen Film 86 adsorbierte Wassermenge entsprechend einer Veränderung der Feuchtigkeit von Außenluft verändert. Wenn folglich der feuchtigkeitsempfindliche Film 86 andere Substanzen als Wasser adsorbiert, beispielsweise Abgas und organische Substanzen in der Atmosphäre, dann wird der erfassten relativen Feuchtigkeit ein Fehler überlagert. 3 ist ein Diagramm, das eine Relation zwischen einem Sensorwert einer relativen Feuchtigkeit und einem wahren Wert der relativen Feuchtigkeit veranschaulicht. Es sei darauf hingewiesen, dass sich der hier erwähnte Sensorwert der relativen Feuchtigkeit auf eine relative Feuchtigkeit bezieht, welche aus dem Sensorsignal des Feuchtigkeitssensors 76 berechnet wird. Wenn, wie in 3 veranschaulicht, eine Verschlechterung erfolgt, die durch Substanzen mit einer hohen Dielektrizitätskonstante bewirkt wird, welche an dem feuchtigkeitsempfindlichen Film 86 anhaften, dann tritt ein Versatzfehler auf, der ein Sensorwert ist, welcher dem zu einer Seite hoher Feuchtigkeit versetzten wahren Wert der relativen Feuchtigkeit entspricht. In diesem Fall besteht die Möglichkeit, dass sich eine Erfassungscharakteristik des Feuchtigkeitssensors 76 aufgrund einer umliegenden Umgebung, einer Verschlechterung mit der Zeit und dergleichen verändert. Folglich ist es zum Aufrechterhalten der Erfassungspräzision des Feuchtigkeitssensors 76 erforderlich, den Versatzfehler zu erfahren, der dem Sensorwert des Feuchtigkeitssensors 76, welcher in dem Einlassdurchgang 22 angeordnet ist, überlagert ist, und den Versatzfehler zu korrigieren.
Jedoch verändert sich der Sensorwert der relativen Feuchtigkeit entsprechend einer Veränderung der Einlasslufttemperatur. Folglich kann der Versatzfehler des Feuchtigkeitssensors 76 selbst dann nicht bestimmt werden, wenn die Sensorwerte der relativen Feuchtigkeit unter verschiedenen Einlasslufttemperaturbedingungen einfach verglichen werden. Somit wird in dem System der ersten Ausführungsform der Versatzfehler des in dem Einlassdurchgang 22 der Maschine 10 angeordneten Feuchtigkeitssensors 76 unter Verwendung eines wie folgt gezeigten Erfassungsverfahrens bestimmt.
1-3-1. Korrektur eines Versatzfehlers des Feuchtigkeitssensors
4 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Verfahrens zum Korrigieren des Versatzfehlers des Feuchtigkeitssensors 76. Eine durch (a) in 4 gezeigte durchgezogene Linie stellt eine Veränderung der von dem Feuchtigkeitssensor 76 in einer Aufwärmphase der Maschine 10 erfassten relativen Feuchtigkeit dar. Ferner stellt eine durch (b) in 4 gezeigte abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie eine gleiche Absolutfeuchtigkeitslinie einer absoluten Feuchtigkeit dar, die aus dem Sensorwert des Feuchtigkeitssensors 76 zu einem Zeitpunkt in einer anfänglichen Aufwärmphase der Maschine 10 (einem Zeitpunkt, an dem die Einlasslufttemperatur in 4 T0 ist) umgewandelt ist. Ferner stellt eine durch (c) in 4 gezeigte Zweipunkt-Kettenlinie eine gleiche Absolutfeuchtigkeitslinie dar, die dem wahren Wert der relativen Feuchtigkeit von Einlassluft entspricht. Es sei darauf hingewiesen, dass die hier erwähnte Aufwärmphase einen Zeitraum meint, in dem eine Temperatur in einem Maschinenraum mit einem Anstieg einer Wassertemperatur und einer Öltemperatur nach einem Kaltstart der Maschine 10 oder dergleichen ansteigt.
Wenn angenommen wird, dass in der Aufwärmphase der Maschine 10 weiterhin Einlassluft mit einer gleichen absoluten Feuchtigkeit strömt, dann verläuft bei einem Anstieg der Einlasslufttemperatur ein theoretischer Wert der relativen Feuchtigkeit auf der durch (b) in 4 gezeigten gleichen Absolutfeuchtigkeitslinie. Wenn folglich die von dem Feuchtigkeitssensor 76 erfasste relative Feuchtigkeit allmählich von der relativen Feuchtigkeit auf der durch (b) in 4 gezeigten gleichen Absolutfeuchtigkeitslinie abweicht, während das Aufwärmen der Maschine 10 voranschreitet, dann ist es höchstwahrscheinlich, dass dem Sensorwert des Feuchtigkeitssensors 76 ein Versatzfehler überlagert wird.
Die gleiche Absolutfeuchtigkeitslinie wird in dem Fall, dass dem Sensorwert des Feuchtigkeitssensors 76 der Versatzfehler überlagert wird, zu einer Linie, die durch Versetzen der gleichen Absolutfeuchtigkeitslinie des wahren Wertes um einen festen Betrag erhalten wird. Wenn folglich ein Fehlerbetrag, der dem Versatzbetrag entspricht, bestimmt wird und zu dem Sensorwert addiert wird, dann kann die von dem Feuchtigkeitssensor 76 erfasste relative Feuchtigkeit in die Nähe des wahren Wertes gebracht werden.
Jedoch, wie oben beschrieben, verändert sich die relative Feuchtigkeit von Einlassluft entsprechend der Einlasslufttemperatur. Selbst wenn folglich relative Feuchtigkeiten bei unterschiedlichen Einlasslufttemperaturen unmittelbar verglichen werden, kann der Versatzfehler nicht bestimmt werden. Im Gegensatz dazu ist bei der absoluten Feuchtigkeit, die aus der Einlasslufttemperatur und der relativen Feuchtigkeit berechnet wird, ein Einfluss der Einlasslufttemperaturdifferenz ausgeschlossen, so dass ein Variationsgrad dieser Werte ein Index eines Versatzfehlerbetrags sein kann, der dem Sensorwert überlagert ist.
Somit wird in dem System der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine relative Feuchtigkeit RHi jeweils bei einer Einlasslufttemperatur Ti (i = 1, 2, ... n) berechnet, und aus jeder berechneten relativen Feuchtigkeit RHi wird eine absolute Feuchtigkeit AHi berechnet. Ein Veränderungsbetrag ΔAHi, j der absoluten Feuchtigkeit zu einem Zeitpunkt, an dem sich die relative Feuchtigkeit um ΔRHj (ΔRHj = 0, ±5, ±10, ...) bei der Einlasslufttemperatur Ti verändert, wird berechnet, und ein Varianzwert Vj eines Wertes AHi, j, der durch Addieren des Veränderungsbetrags ΔAHi, j zu der absoluten Feuchtigkeit AHi erhalten wird, wird berechnet. 5 ist ein Beispiel, das eine Relation zwischen ΔRHj und dem Varianzwert Vj der absoluten Feuchtigkeit AHi, j zeigt. Ein in 5 veranschaulichter Punkt (a) stellt den Varianzwert Vj (ΔRHj = 0) in einem Fall des Verwendens des Sensorwertes dar. Da der Varianzwert Vj den Variationsgrad der absoluten Temperatur darstellt, kann bestimmt werden, dass ΔRHj (in diesem Fall gilt ΔRHj = –5), das einem Punkt (b) entspricht, an dem der Varianzwert Vj minimal wird, ein Feuchtigkeitskorrekturbetrag ist, bei dem der Sensorwert der relativen Feuchtigkeit dem wahren Wert am nächsten ist. Demgemäß wird in dem System der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ΔRHj berechnet, bei dem der Varianzwert Vj minimal wird, und eine Korrektur des Addierens des berechneten ΔRHj zu der relativen Feuchtigkeit RHi, welche der Sensorwert des Feuchtigkeitssensors 76 ist, wird durchgeführt.
6 ist ein Diagramm, das eine Veränderung der absoluten Feuchtigkeit über der Einlasslufttemperatur veranschaulicht. In 6 stellt (a) die absolute Feuchtigkeit dar, die aus dem Sensorwert berechnet wird, und (b) in 6 stellt eine absolute Feuchtigkeit nach Korrektur des Versatzfehlers dar. Wie aus 6 verständlich wird, kann gemäß der oben beschriebenen Korrektur der Sensorwert so korrigiert werden, dass die aus dem Sensorwert des Feuchtigkeitssensors 76 berechnete absolute Feuchtigkeit so konstant wie möglich wird, und mithin wird es möglich, den Versatzfehler, welcher der relativen Feuchtigkeit überlagert ist, mit hoher Präzision zu korrigieren.
1-4. Konfiguration zum Realisieren einer Versatzfehlerkorrektur des Feuchtigkeitssensors
Als Nächstes wird eine konkrete Konfiguration zum Realisieren einer Versatzfehlerkorrektur des Feuchtigkeitssensors 76 beschrieben. Die Versatzfehlerkorrektur des Feuchtigkeitssensors 76 wird durch einen Controller 701 realisiert. 7 ist ein funktionales Blockdiagramm, das eine Konfiguration des Controllers 701 veranschaulicht, der eine Versatzfehlerkorrektur des Feuchtigkeitssensors 76 durchführt. Der Controller 701 ist ein Teil eines Verarbeitungsschaltkreises der ECU 70 und dient zum Realisieren einer Funktion zum Durchführen einer Versatzfehlerkorrektur des Feuchtigkeitssensors 76.
Der Controller 701 ist durch eine Einlasslufttemperaturgewinnungseinheit 710, eine Sensorwertgewinnungseinheit 712, eine Berechnungseinheit 720 und eine Korrektureinheit 730 konfiguriert. Die Einlasslufttemperaturgewinnungseinheit 710 gewinnt Einlasslufttemperaturen unter Verwendung des Temperatursensors 74 zu einer Mehrzahl von Zeitpunkten im Zuge einer Veränderung der Einlasslufttemperatur. Die Sensorwertgewinnungseinheit 712 gewinnt einen Sensorwert (relative Feuchtigkeit) des Feuchtigkeitssensors 76 zu jedem der oben beschriebenen Mehrzahl von Zeitpunkten. Die Berechnungseinheit 720 empfängt Eingaben der Einlasslufttemperaturen und der Sensorwerte zu der oben beschriebenen Mehrzahl von Zeitpunkten und berechnet Feuchtigkeitsindexwerte, die Einflüsse durch die Einlasslufttemperaturdifferenzen auf diese Sensorwerte ausschließen. Die Korrektureinheit 730 bestimmt einen Feuchtigkeitskorrekturbetrag, der zu den Sensorwerten addiert wird, so dass ein Variationsgrad der jeweiligen eingegebenen Feuchtigkeitsindexwerte gering wird.
Bei der oben beschriebenen Versatzfehlerkorrektur des Feuchtigkeitssensors 76 entspricht die Einlasslufttemperatur in 7 der Einlasslufttemperatur Ti (i = 1, 2, ..., n), der Sensorwert entspricht der relativen Feuchtigkeit RHi (i = 1, 2, ..., n), und der Feuchtigkeitsindexwert entspricht der absoluten Feuchtigkeit AHi.
Jeweilige Funktionen der Einlasslufttemperaturgewinnungseinheit 710, der Sensorwertgewinnungseinheit 712, der Berechnungseinheit 720 und der Korrektureinheit 730 in dem Controller 701 werden durch den Verarbeitungsschaltkreis realisiert. Das heißt, der Controller 701 beinhaltet den Verarbeitungsschaltkreis zum Gewinnen der Einlasslufttemperaturen unter Verwendung des Temperatursensors 74 zu einer Mehrzahl von Zeitpunkten im Zuge der Veränderung der Einlasslufttemperatur, zum Gewinnen des Sensorwerts unter Verwendung des Feuchtigkeitssensors 76 zu jedem der oben beschriebenen Mehrzahl von Zeitpunkten, zum Empfangen der Eingaben der Einlasslufttemperaturen und der Sensorwerte zu der oben beschriebenen Mehrzahl von Zeitpunkten, zum Berechnen der Feuchtigkeitsindexwerte, von denen jeweils die Einflüsse durch die Einlasslufttemperaturdifferenzen ausgeschlossen sind, und zum Bestimmen des Feuchtigkeitskorrekturbetrags, der zu den Sensorwerten addiert wird, so dass der Variationsgrad der jeweiligen eingegebenen Feuchtigkeitsindexwerte gering wird. Der Verarbeitungsschaltkreis ist eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit, auch als ein zentraler Prozessor, eine Prozessoreinheit, eine Berechnungseinheit, ein Mikroprozessor, ein Mikrocomputer, ein Prozessor und ein DSP bezeichnet).
Die Funktionen der Einlasslufttemperaturgewinnungseinheit 710, der Sensorwertgewinnungseinheit 712, der Berechnungseinheit 720 und der Korrektureinheit 730 werden durch Software, Firmware oder eine Kombination aus Software und Firmware realisiert. Die Software und die Firmware werden als Programme umschrieben und sind in einem Speicher gespeichert. Der Verarbeitungsschaltkreis realisiert die Funktionen der jeweiligen Einheiten durch Lesen und Ausführen der in dem Speicher gespeicherten Programme. Das heißt, der Controller 701 beinhaltet den Speicher zum Speichern des Programms zum dementsprechenden Ausführen eines Schritts des Gewinnens der Einlasslufttemperaturen unter Verwendung des Temperatursensors 74 zu einer Mehrzahl von Zeitpunkten im Zuge der Veränderung der Einlasslufttemperatur, eines Schritts des Gewinnens des Sensorwerts unter Verwendung des Feuchtigkeitssensors 76 zu jedem der oben beschriebenen Mehrzahl von Zeitpunkten, eines Schritts des Empfangens der Eingaben der Einlasslufttemperaturen und der Sensorwerte zu der oben beschriebenen Mehrzahl von Zeitpunkten und des Berechnens aus diesen Sensorwerten der Feuchtigkeitsindexwerte, von denen jeweils die Einflüsse durch die Einlasslufttemperaturdifferenzen ausgeschlossen sind, und eines Schritts des Bestimmens des Feuchtigkeitskorrekturbetrags, so dass der Variationsgrad der jeweiligen eingegebenen Feuchtigkeitsindexwerte gering wird. Ferner können diese Programme als die Programme zum Veranlassen eines Computers, Vorgänge und Verfahren der Einlasslufttemperaturgewinnungseinheit 710, der Sensorwertgewinnungseinheit 712, der Berechnungseinheit 720 und der Korrektureinheit 730 auszuführen, bezeichnet werden. Hier ist auf den Speicher ein nichtflüchtiger oder flüchtiger Halbleiterspeicher wie etwa ein RAM, ein ROM, ein Flash-Speicher, ein EPROM oder ein EEPROM anwendbar.
1-5. Ausführungsbedingungen einer Versatzfehlerkorrektur des Feuchtigkeitssensors
Bei der obengenannten Versatzfehlerkorrektur des Feuchtigkeitssensors wird es möglich, die Präzision der Korrektur durch Erfüllen der folgenden Bedingungen zu steigern.
1-5-1. Bedingung für eine Veränderung der Einlasslufttemperatur
Die Versatzfehlerkorrektur des Feuchtigkeitssensors kann zusätzlich zu der oben beschriebenen Aufwärmphase der Maschine 10 ausgeführt werden, falls eine Situation vorliegt, in der sich die Einlasslufttemperatur ändert. Beispielsweise sinkt die Einlasslufttemperatur in einer Standzeit ab einem Stopp der Maschine 10 bis zu einem nächstmaligen Start, und mithin kann die Versatzfehlerkorrektur des Feuchtigkeitssensors ausgeführt werden.
Eine Einlasslufttemperatur kann innerhalb kurzer Zeit durch Umleiten eines Luftstroms von Außenluft in einen Eingang des Einlassdurchgangs 22 verändert werden. Wenn beispielsweise zwischen einem Ein- und Ausschalten eines Gebläses eines Kühlers gewechselt wird, kann die Temperatur innerhalb des Maschinenraums verändert werden, und dadurch ist die Einlasslufttemperatur veränderbar. Ferner kann bei einer Maschine mit einem öffenbaren und schließbaren Grill bzw. Gitter die Einlasslufttemperatur auch durch Öffnen und Schließen des Grills bzw. Gitters verändert werden. Ferner kann die Einlasslufttemperatur bei einer Maschine, die einen sogenannten Heißlufteinlass beinhaltet, welcher Hochtemperatureinlassluft in den Einlassdurchgang 22 einleitet, auch durch Schalten eines Umschaltventils zum Umstellen der Einleitung des Heißlufteinlasses verändert werden. Ferner kann bei einer Maschine, die einen Wärmetauscher an einer Mittelposition in dem Einlassdurchgang 22 oder in dem Maschinenraum beinhaltet, die Einlasslufttemperatur auch durch Betreiben des Wärmetauschers verändert werden.
1-5-2. Bedingung zum Sicherstellen einer Temperaturdifferenz der Einlasslufttemperatur
Wenn die Temperaturveränderung der Einlasslufttemperatur gering ist, entsteht keine große Differenz der erfassten relativen Feuchtigkeit, und daher ist es schwierig zu bestimmen, ob dem Sensorsignal des Feuchtigkeitssensors ein Versatzfehler überlagert ist oder nicht. Folglich ist das System der ersten Ausführungsform konfiguriert, um das Sensorsignal des Feuchtigkeitssensors und die Einlasslufttemperatur wiederholt zu erfassen, bis die Temperaturveränderung der Einlasslufttemperatur größer wird als ein Schwellenwert (beispielsweise ein Fehlerbereich des Erfassungswertes). Gemäß einer Konfiguration wie dieser wird es möglich, eine Größe des Versatzfehlers des Feuchtigkeitssensors mit hoher Präzision zu bestimmen.
1-5-3. Bedingung dafür, dass Außenluft den Feuchtigkeitssensor erreicht
Wenn die Maschine 10 gestartet wird, ist die absolute Feuchtigkeit von Luft in dem Einlassdurchgang 22 und in dem Maschinenraum vor dem Start wahrscheinlich verschieden von der absoluten Feuchtigkeit von Außenluft zum Zeitpunkt des Starts. Mithin ist das System der ersten Ausführungsform konfiguriert, um die Versatzfehlerkorrektur des Feuchtigkeitssensors in einem Zeitraum zurückzuhalten, bis Außenluft den Feuchtigkeitssensor 76 nach dem Start der Maschine 10 erreicht. In dieser Konfiguration kann die Versatzfehlerkorrektur des Feuchtigkeitssensors zurückgehalten werden, bis ein integrierter Wert eines Volumens einer Einlassluftmenge nach dem Start der Maschine 10 beispielsweise eine Einlasskapazität ab dem Eingang des Einlassdurchgangs 22 bis zu einer Position, an welcher der Feuchtigkeitssensor 76 angeordnet ist, überschreitet. Ferner kann in einem Fall einer solchen Konfiguration, dass Luft in dem Maschinenraum verbleibt, weiterhin eine Luftkapazität des Maschinenraums berücksichtigt werden. Gemäß einer Konfiguration wie dieser kann ein Ausgangssignal, nachdem Außenluft den Feuchtigkeitssensor erreicht, verwendet werden, und mithin kann die Versatzfehlerkorrektur des Feuchtigkeitssensors mit hoher Präzision realisiert werden. Es sei darauf hingewiesen, dass die Bestimmung, ob Außenluft den Feuchtigkeitssensor 76 erreicht, gemäß einem Zeitraum nach dem Startzeitpunkt der Maschine 10 erfolgen kann.
1-5-4. Fall, dass Gas, das eine Kraftstoffkomponente enthält, den Feuchtigkeitssensor erreicht
Die Maschine 10 der ersten Ausführungsform beinhaltet den EGR-Mechanismus und den Durchblasgasreduzierungsmechanismus. Folglich wird angenommen, dass in einem Betriebszustand, in dem das EGR-Gas und das Durchblasgas zum Einlassdurchgang 22 zurückgeführt werden, diese Verbrennungsgase den Feuchtigkeitssensor 76 durch den Einfluss einer pulsierenden Bewegung der Einlassluft erreichen. Somit ist das System der ersten Ausführungsform konfiguriert, um die Versatzfehlerkorrektur des Feuchtigkeitssensors in dem Zustand zurückzuhalten, in dem Gas, das eine Kraftstoffkomponente enthält, wie etwa das EGR-Gas und das Durchblasgas, den Feuchtigkeitssensor 76 erreicht. Gemäß einer Konfiguration wie dieser kann ein normales Ausgangssignal des Feuchtigkeitssensors 76 verwendet werden, und mithin ist die Versatzfehlerkorrektur des Feuchtigkeitssensors mit hoher Präzision realisierbar.
1-6. Konkrete Verarbeitung des Systems der ersten Ausführungsform
Als Nächstes wird eine konkrete Verarbeitung der Versatzfehlerkorrektur des Feuchtigkeitssensors, welche in dem System der ersten Ausführungsform ausgeführt wird, beschrieben. 8 ist ein Flussdiagramm einer Routine, die von dem System der ersten Ausführungsform ausgeführt wird. Es sei darauf hingewiesen, dass die in 8 veranschaulichte Routine eine Routine zum Durchführen der Versatzfehlerkorrektur des Feuchtigkeitssensors ist und durch die ECU 70 beispielsweise zum Zeitpunkt eines Starts der Maschine 10 ausgeführt wird.
In der in 8 veranschaulichten Routine wird zuerst durch den Temperatursensor 74 eine Einlasslufttemperatur T0 in einer Anfangsphase gewonnen (Schritt S2). Als Nächstes werden die relative Feuchtigkeit RHi (i = 1, 2, ...) und die Einlasslufttemperatur Ti zum gegenwärtigen Zeitpunkt gewonnen (Schritt S4). Dabei wird konkret ein Wert, der durch Addieren eines später beschriebenen Feuchtigkeitskorrekturwerts zu dem Sensorwert (der relativen Feuchtigkeit) des Feuchtigkeitssensors 76 erhalten wird, als die relative Feuchtigkeit RHi gewonnen. Ferner wird in dem vorliegenden Schritt zum Zeitpunkt der Gewinnung der relativen Feuchtigkeit RHi die durch den Temperatursensor 74 erfasste Einlasslufttemperatur Ti gewonnen.
Als Nächstes wird eine inkrementelle Verarbeitung von i bis i + 1 durchgeführt (Schritt S6). Als Nächstes wird bestimmt, ob ein absoluter Wert einer Differenz zwischen der gegenwärtigen Einlasslufttemperatur Ti, die in der Verarbeitung des letzten Schritts S4 gewonnen wird, und der Einlasslufttemperatur T0 in der Anfangsphase, die in der Verarbeitung in dem oben beschriebenen Schritt S2 gewonnen wird, größer ist als ein Schwellenwert oder nicht (Schritt S8). Was den Schwellenwert in diesem Fall anbelangt, so wird ein vorab festgelegter Wert als die Temperaturdifferenz der Einlasslufttemperatur gelesen, welche die Bestimmung des Versatzfehlers des Feuchtigkeitssensors ermöglicht. Wenn eine Feststellung von |Ti – T0| > Schwellenwert nicht als ein Ergebnis erkannt wird, dann wechselt der Ablauf wieder zu der Verarbeitung in Schritt S4. Anschließend wird die Gewinnung der Einlasslufttemperatur Ti und der relativen Feuchtigkeit RHi (i = 1, 2, ...) wiederholt durchgeführt, bis die Feststellung der Bestimmung von |Ti – T0| > Schwellenwert erkannt wird.
Wenn die Feststellung von |Ti – T0| > Schwellenwert im oben beschriebenen Schritt S8 erkannt wird, dann wechselt der Ablauf zu einem nächsten Schritt, und die absolute Feuchtigkeit AHi (i = 1, 2, ..., n) wird jeweils zum Zeitpunkt der Einlasslufttemperatur Ti und der relativen Feuchtigkeit RHi (i = 1, 2, ..., n) berechnet (Schritt S10).
Als Nächstes wird der Veränderungsbetrag ΔAHi, j (ΔRHj, Ti) der absoluten Feuchtigkeit AHi in dem Fall, dass sich die relative Feuchtigkeit RHi um ΔRHj (= 0, ±5, ±10, ...) ändert, bei der Einlasslufttemperatur Ti berechnet (Schritt S12). Es sei darauf hingewiesen, dass ΔRHj ein Wert zum Verändern der relativen Feuchtigkeit RHi hin zu einer Plusseite oder einer Minusseite ist und derart festgelegt ist, dass er beispielsweise ΔRH1 = 0, ΔRH2 = +5, ΔRH3 = –5, ΔRH4 = +10, ΔRH5 = –10, ..., ΔRHm = ... (j = 1, 2, ..., m) beträgt. 9 ist ein Diagramm, das eine Relation des Veränderungsbetrags ΔAHi, j zur Einlasslufttemperatur Ti bei jedem ΔRHj veranschaulicht. Hier wird unter Verwendung einer Funktion oder eines Kennfelds, worin die in 9 veranschaulichte Relation festgelegt ist, der Veränderungsbetrag ΔAHi, j, welcher der Einlasstemperatur Ti und ΔRHj entspricht, berechnet.
Als Nächstes wird die absolute Feuchtigkeit AHi, j (i = 1, 2, ..., n; j = 1, 2, ..., m), welche ein Ergebnis des Addierens des Veränderungsbetrags ΔAHi, j (ΔRHj, Ti) zu der absoluten Feuchtigkeit AHi ist, berechnet, und der Varianzwert Vj von einem Durchschnitt der absoluten Feuchtigkeiten AHi, j wird berechnet (Schritt S14). Als Nächstes wird ΔRHj, bei dem der Varianzwert Vj minimal wird, berechnet, und ΔRHj wird als eine Abweichung ΔRH zwischen dem wahren Wert und dem Erfassungswert der relativen Feuchtigkeit bestimmt (Schritt S16).
Als Nächstes wird ein Vorliegen oder Nichtvorliegen einer Feststellung von Abweichung ΔRH < Schwellenwert bestimmt (Schritt S18). Wenn die Abweichung ΔRH übermäßig groß ist, ist wahrscheinlich eine gewisse Fehlererkennung in dem Prozess beinhaltet, bis die Abweichung ΔRH berechnet wird. Was den Schwellenwert anbelangt, so wird ein Wert gelesen, der vorab als der Schwellenwert zum Bestimmen, ob die Abweichung ΔRH eine Fehlererkennung beinhaltet oder nicht, festgelegt wird. Wenn die Feststellung von ΔRH < Schwellenwert nicht als ein Ergebnis erkannt wird, dann wechselt der Ablauf zu einem nächsten Schritt und es wird bestimmt, dass ΔRH, das dieses Mal berechnet wird, auf einer Fehlererkennung beruht (Schritt S20). Anschließend wird in der diesmaligen Routine der Feuchtigkeitskorrekturbetrag nicht neu berechnet und die vorliegende Routine wird beendet.
Indes, wenn in oben beschriebenem Schritt S18 die Feststellung von ΔRH < Schwellenwert erkannt wird, wird ein Wert ΔRH' berechnet, der durch Multiplizieren von ΔRH mit einem vorbestimmten Betrag einer schrittweisen Veränderung erhalten wird (Schritt S22). Der vorbestimmte Betrag einer schrittweisen Veränderung ist ein Wert zum Beschränken von ΔRH auf ein vorbestimmtes Verhältnis, um eine abrupte Veränderung des später beschriebenen Feuchtigkeitskorrekturbetrags zu vermeiden, und ein vorab festgelegter positiver Wert, der 1 oder weniger beträgt, wird verwendet.
Als Nächstes wird der Feuchtigkeitskorrekturbetrag in der diesmaligen Routine berechnet (Schritt S24). Dabei wird eine Minimalwertauswahl zwischen einer vorbestimmten Korrekturbetragsbeschränkung und der in oben beschriebenem Schritt S22 berechneten Abweichung ΔRH' durchgeführt. Die vorbestimmte Korrekturbetragsbeschränkung ist ein Wert zum Festlegen eines zulässigen Maximalwerts der Abweichung ΔRH', um eine abrupte Veränderung des später beschriebenen Feuchtigkeitskorrekturbetrags zu vermeiden, und ein vorab festgelegter Wert wird verwendet. Es sei darauf hingewiesen, dass die oben beschriebene Verarbeitung von Schritt S18 bis S24 nicht unerlässlich ist und mithin übersprungen werden kann.
Als Nächstes wird ein abschließender Feuchtigkeitskorrekturbetrag berechnet (Schritt S26). Dabei wird der abschließende Feuchtigkeitskorrekturbetrag durch Addieren des diesmaligen Feuchtigkeitskorrekturbetrags, der in oben beschriebenem Schritt S24 berechnet wird, zu dem Feuchtigkeitskorrekturbetrag in der Routine des vorherigen Mals berechnet.
Wie oben beschrieben, wird es gemäß dem System der ersten Ausführungsform möglich, den Sensorwert, der durch den im Einlassdurchgang 22 vorgesehenen Feuchtigkeitssensor 76 erfasst wird, mit hoher Präzision zu korrigieren und den Sensorwert näher an den wahren Wert heranzubringen.
Im Übrigen wird in dem System der vorgenannten ersten Ausführungsform die Abweichung ΔRH, damit der Variationsgrad der absoluten Feuchtigkeit AHi, j gering ist, unter Verwendung des Varianzwerts Vj aus dem Durchschnitt der absoluten Feuchtigkeiten AHi, j (i = 1, 2, ..., n; j = 1, 2, ..., m) berechnet. Jedoch ist das Verfahren zum Berechnen der Abweichung ΔRH nicht auf das Verfahren beschränkt, das den Varianzwert Vj verwendet, sondern die Abweichung ΔRH kann durch Bestimmen des Variationsgrades der absoluten Feuchtigkeiten AHi, j unter Verwendung einer anderen bekannten Schätzfunktion oder dergleichen berechnet werden.
In dem System der oben beschriebenen ersten Ausführungsform entspricht der Feuchtigkeitskorrekturbetrag einem „Korrekturwert” einer ersten Erfindung, und der Controller 701 entspricht einem „Controller” der ersten Erfindung. Die Einlasslufttemperaturgewinnungseinheit 710 entspricht einer „Einlasslufttemperaturgewinnungseinrichtung” der ersten Erfindung, und die Sensorwertgewinnungseinheit 712 entspricht einer „Sensorwertgewinnungseinrichtung” der ersten Erfindung. Die Berechnungseinheit 720 entspricht einer „Berechnungseinrichtung” der ersten Erfindung, und die Korrektureinheit 730 entspricht einer „Korrektureinrichtung” der ersten Erfindung.
Zweite Ausführungsform
Als Nächstes wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Das System der zweiten Ausführungsform wird realisiert, indem die ECU 70 veranlasst wird, eine in 10 veranschaulichte Routine unter Verwendung einer zu der Hardwarekonfiguration in der ersten Ausführungsform ähnlichen Hardwarekonfiguration auszuführen.
2-1. Funktionsweise des Systems der zweiten Ausführungsform
Das System der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich vom System der ersten Ausführungsform durch das Verfahren des Berechnens des Varianzwertes Vj. Das heißt, in dem System der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die relativen Feuchtigkeiten RHi jeweils aus den Sensorwerten bei den Einlasslufttemperaturen Ti (i = 1, 2, ..., n) berechnet. Anschließend werden jeweils die absoluten Feuchtigkeiten AHi, j der Werte berechnet, die durch Addieren von ΔRHj (j = 1, 2, ..., m) zu den jeweiligen berechneten relativen Feuchtigkeiten RHi erhalten werden, und deren Varianzwert Vj wird berechnet.
Die Versatzfehlerkorrektur des Feuchtigkeitssensors 76 im System der zweiten Ausführungsform wird durch den in 7 veranschaulichten Controller 701 realisiert, der dem Controller im System der ersten Ausführungsform ähnlich ist. Bei der Versatzfehlerkorrektur des Feuchtigkeitssensors durch oben beschriebenen Vergleich der absoluten Feuchtigkeiten entspricht die Einlasslufttemperatur in 7 der Einlasslufttemperatur Ti (i = 1, 2, ..., n), der Sensorwert entspricht der relativen Feuchtigkeit RHi (i = 1, 2), und der Feuchtigkeitsindexwert entspricht der absoluten Feuchtigkeit AHi, j.
2-2. Konkrete Verarbeitung des Systems der zweiten Ausführungsform
Als Nächstes wird eine konkrete Verarbeitung der Versatzfehlerkorrektur des Feuchtigkeitssensors, welche in dem System der zweiten Ausführungsform ausgeführt wird, beschrieben. 10 ist ein Flussdiagramm einer Routine, die durch das System der zweiten Ausführungsform ausgeführt wird. Die in 10 veranschaulichte Routine ist eine Routine zum Durchführen der Versatzfehlerkorrektur für den Feuchtigkeitssensor und wird durch die ECU 70 beispielsweise zum Zeitpunkt eines Starts der Maschine 10 ausgeführt.
In Schritt S2, S4, S6 und S8 der in 10 veranschaulichten Routine wird eine zu der Verarbeitung in Schritt S2, S4, S6 und S8 der in 8 veranschaulichten Routine ähnliche Verarbeitung ausgeführt. Wenn die Feststellung von Schritt S8 erkannt wird, dann wechselt der Ablauf zu einem nächsten Schritt.
Im nächsten Schritt werden die absoluten Feuchtigkeiten AHi, j in dem Fall berechnet, dass sich die relativen Feuchtigkeiten RHi um ΔRHj (= 0, ±5, ±10, ...) bei den Einlasslumemperaturen Ti (i = 1, 2, ..., n) verändern (Schritt S30). Als Nächstes wird der Varianzwert Vj vom Durchschnitt der absoluten Feuchtigkeiten AHi, j (i = 1, 2, ..., n; j = 1, 2, ..., m) berechnet (Schritt S32).
Wenn die Verarbeitung in oben beschriebenem Schritt S32 ausgeführt wird, wechselt der Ablauf als Nächstes zu der Verarbeitung in Schritt S16. In Schritt S16 bis S26 wird eine zu der Verarbeitung in Schritt S16 bis S26 der in 8 veranschaulichten Routine ähnliche Verarbeitung ausgeführt.
Wie oben beschrieben, wird es gemäß dem System der zweiten Ausführungsform möglich, den Sensorwert, der von dem im Einlassdurchgang 22 vorgesehenen Feuchtigkeitssensor 76 erfasst wird, mit hoher Präzision zu korrigieren, um den Sensorwert nahe an den wahren Wert heranzubringen.
Dritte Ausführungsform
Als Nächstes wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Ein System der dritten Ausführungsform wird realisiert, indem die ECU 70 veranlasst wird, eine in 11 veranschaulichte, später beschriebene Routine unter Verwendung einer zu der Hardwarekonfiguration in der ersten Ausführungsform ähnlichen Hardwarekonfiguration auszuführen.
3-1. Funktionsweise des Systems der dritten Ausführungsform
Das System der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich vom System der zweiten Ausführungsform in einem Merkmal des Verwendens einer relativen Feuchtigkeit bei einer vorbestimmten Referenzeinlasslufttemperatur, die aus einer absoluten Feuchtigkeit umgewandelt wird, als einen Feuchtigkeitsindexwert. Das heißt, im System der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden jeweils relative Feuchtigkeiten RHi, j (AHi, j, Ta) bei einer vorbestimmten Referenzeinlasslufttemperatur Ta aus den absoluten Feuchtigkeiten AHi, j (i = 1, 2, ..., n; j = 1, 2, ..., m) berechnet, und deren Varianzwert Vj wird berechnet.
Die Versatzfehlerkorrektur des Feuchtigkeitssensors 76 im System der dritten Ausführungsform wird, wie im System der ersten Ausführungsform, durch den in 7 veranschaulichten Controller 701 realisiert. Bei der Versatzfehlerkorrektur des Feuchtigkeitssensors durch oben beschriebenen Vergleich der absoluten Feuchtigkeiten entspricht die Einlasslufttemperatur in 7 der Einlasslufttemperatur Ti (i = 1, 2, ..., n), der Sensorwert entspricht der relativen Feuchtigkeit RHi (i = 1, 2, ..., n), und der Feuchtigkeitsindexwert entspricht der relativen Feuchtigkeit RHi, j (AHi, j, Ta).
3-2. Konkrete Verarbeitung des Systems der dritten Ausführungsform
Als Nächstes wird eine konkrete Verarbeitung der Versatzfehlerkorrektur des Feuchtigkeitssensors, welche im System der dritten Ausführungsform ausgeführt wird, beschrieben. 11 ist ein Flussdiagramm einer durch das System der dritten Ausführungsform ausgeführten Routine. Die in 11 veranschaulichte Routine ist eine Routine zum Durchführen der Versatzfehlerkorrektur des Feuchtigkeitssensors und wird durch die ECU 70 beispielsweise zum Zeitpunkt eines Starts der Maschine 10 ausgeführt.
In Schritt S2, S4, S6, S8 und S30 der in 11 veranschaulichten Routine wird eine zu der Verarbeitung in Schritt S2, S4, S6, S8 und S30 der in 10 veranschaulichten Routine ähnliche Verarbeitung ausgeführt. Anschließend werden in einem zu der Verarbeitung in Schritt S30 nächsten Schritt die relativen Feuchtigkeiten RHi, j (AHi, j, Ta) (i = 1, 2, ..., n; j = 1, 2, ..., m) in dem Fall, dass die Einlasslufttemperatur die Referenzeinlasslufttemperatur Ta ist, aus jeweiligen gleichen Absolutfeuchtigkeitslinien der absoluten Feuchtigkeiten AHi, j, welche in oben beschriebenem Schritt S30 berechnet werden, berechnet (Schritt S40). Als Nächstes wird der Varianzwert Vj von einem Durchschnitt der relativen Feuchtigkeiten RHi, j (AHi, j, Ta) berechnet (Schritt S42).
Wenn die oben beschriebene Verarbeitung in Schritt S42 ausgeführt wird, dann wechselt der Ablauf als Nächstes zu der Verarbeitung in Schritt S16. In Schritt S16 bis S26 wird eine zu der Verarbeitung in Schritt S16 bis S26 der in 10 veranschaulichten Routine ähnliche Verarbeitung ausgeführt.
Wie oben beschrieben, werden gemäß dem System der dritten Ausführungsform die relativen Feuchtigkeiten, die bei verschiedenen Einlasslufttemperaturen erfasst werden, in die relativen Feuchtigkeiten bei der gleichen Einlasslufttemperatur umgewandelt und danach verglichen, so dass es möglich wird, die von dem Feuchtigkeitssensor 76 erfasste relative Feuchtigkeit mit hoher Präzision zu korrigieren und die relative Feuchtigkeit nahe an den wahren Wert heranzubringen.
Vierte Ausführungsform
Als Nächstes wird eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Das System der vierten Ausführungsform wird realisiert, indem die ECU 70 veranlasst wird, eine in 12 veranschaulichte, später beschriebene Routine unter Verwendung einer zu der Hardwarekonfiguration in der ersten Ausführungsform ähnlichen Hardwarekonfiguration auszuführen.
4-1. Funktionsweise des Systems der vierten Ausführungsform
Das System der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besitzt ein Merkmal eines Vorgangs des Bestimmens von ΔRHj, bei dem die absoluten Feuchtigkeiten AHi, j an zwei beliebigen unterschiedlichen Punkten der Einlasslufttemperatur (zum Beispiel AH1, j und AH2, j) aus den absoluten Feuchtigkeiten AHi, j den gleichen Wert aufweisen, als die Abweichung ΔRH, ohne den Varianzwert Vj der absoluten Feuchtigkeiten AHi, j zu verwenden. Das heißt, in dem System der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden beispielsweise die absolute Feuchtigkeit AH1, j (j = 1, 2, m) zu einem Zeitpunkt von i = 1 und eine absolute Feuchtigkeit AH2, j (j = 1, 2, ..., m) zu einem Zeitpunkt von i = 2 berechnet, und ΔRHj, bei dem AH1, j = AH2, j festgestellt wird, wird als die Abweichung ΔRHj berechnet.
Die Versatzfehlerkorrektur des Feuchtigkeitssensors 76 im System der vierten Ausführungsform wird, wie im System der ersten Ausführungsform, durch den in 7 veranschaulichten Controller 701 realisiert. Bei der Versatzfehlerkorrektur des Feuchtigkeitssensors durch oben beschriebenen Vergleich der absoluten Feuchtigkeiten entspricht die Einlasslufttemperatur in 7 der Einlasslufttemperatur Ti (i = 1, 2), der Sensorwert entspricht der relativen Feuchtigkeit RHi (i = 1, 2), und der Feuchtigkeitsindexwert entspricht der absoluten Feuchtigkeit AHi, j (i = 1, 2; j = 1, 2, ..., m).
4-2. Konkrete Verarbeitung des Systems der vierten Ausführungsform
Als Nächstes wird eine konkrete Verarbeitung der Versatzfehlerkorrektur des Feuchtigkeitssensors, welche in dem System der vierten Ausführungsform ausgeführt wird, beschrieben. 12 ist ein Flussdiagramm einer Routine, welche von dem System der vierten Ausführungsform ausgeführt wird. Die in 12 veranschaulichte Routine ist eine Routine zum Durchführen der Versatzfehlerkorrektur des Feuchtigkeitssensors und wird von der ECU 70 beispielsweise zum Zeitpunkt eines Starts der Maschine 10 ausgeführt.
In Schritt S2, S4, S6 und S8 der in 12 veranschaulichten Routine wird eine zu der Verarbeitung in Schritt S2, S4, S6 und S8 der in 10 veranschaulichten Routine ähnliche Verarbeitung ausgeführt. Wenn die Feststellung von Schritt S8 erkannt wird, dann wechselt die Verarbeitung zu einem nächsten Schritt.
In dem nächsten Schritt werden die absoluten Feuchtigkeiten AHi, j (j = 1, 2, ..., m) in dem Fall, dass sich die relative Feuchtigkeit RHi bei den Einlasslufttemperaturen Ti (i = 1, 2) um ΔRHj verändert, berechnet (Schritt S50). Als Nächstes wird ΔRHj, bei dem die berechnete absolute Feuchtigkeit AH1, j = AH2, j festgestellt wird, berechnet, und ΔRHj wird als die Abweichung ΔRH zwischen dem wahren Wert und dem Erfassungswert der relativen Feuchtigkeit bestimmt (Schritt S52).
Wenn die oben beschriebene Verarbeitung in Schritt S52 ausgeführt wird, dann wechselt der Ablauf als Nächstes zu der Verarbeitung in Schritt S18. In Schritt S18 bis S26 wird eine zu der Verarbeitung in Schritt S18 bis S26 der in 10 veranschaulichten Routine ähnliche Verarbeitung ausgeführt.
Wie oben beschrieben, wird es gemäß dem System der vierten Ausführungsform möglich, die von dem Feuchtigkeitssensor 76 erfasste relative Feuchtigkeit mit hoher Präzision zu korrigieren, um die relative Feuchtigkeit nahe an den wahren Wert heranzubringen, ohne eine komplizierte Rechenoperation durchzuführen.
Im Übrigen wird in dem oben beschriebenen System der vierten Ausführungsform ΔRHj berechnet, bei dem die absolute Feuchtigkeit AH1, j = die absolute Feuchtigkeit AH2, j festgestellt wird. Jedoch ist eine Methode zum Berechnen von ΔRHj nicht hierauf beschränkt, und ΔRHj kann so berechnet werden, dass ein Differenzwert der absoluten Feuchtigkeit AH1, j und der absoluten Feuchtigkeit AH2, j nahe bei null liegt.
In dem oben beschriebenen System der vierten Ausführungsform entspricht die Einlasslufttemperatur Ti (i = 1) einer „ersten Einlasslufttemperatur” in einer fünften Erfindung, und die Einlasslufttemperatur Ti (i = 2) entspricht einer „zweiten Einlasslufttemperatur” in der fünften Erfindung. Die relative Feuchtigkeit RHi (i = 1) entspricht einem „ersten Sensorwert” in der fünften Erfindung, und die relative Feuchtigkeit RHi (i = 2) entspricht einem „zweiten Sensorwert” in der fünften Erfindung. Die absolute Feuchtigkeit AHi, j (i = 1; j = 1, 2, ..., m) entspricht einem „ersten Feuchtigkeitsindexwert” in der fünften Erfindung, und die absolute Feuchtigkeit AHi, j (i = 2; j = 1, 2, ..., m) entspricht einem „zweiten Feuchtigkeitsindexwert” in der fünften Erfindung.
Fünfte Ausführungsform
Als Nächstes wird eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Das System der fünften Ausführungsform wird realisiert, indem die ECU 70 veranlasst wird, eine in 13 veranschaulichte, später beschriebene Routine unter Verwendung einer zu der Hardwarekonfiguration in der ersten Ausführungsform ähnlichen Hardwarekonfiguration auszuführen.
5-1. Funktionsweise des Systems der fünften Ausführungsform
Das System der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besitzt ein Merkmal eines Vorgangs des Umwandeln der absoluten Feuchtigkeiten AHi, j an zwei beliebigen unterschiedlichen Punkten der Einlasslufttemperatur (zum Beispiel AH1, j und AH2, j) aus den absoluten Temperaturen AHi, j in relative Feuchtigkeiten bei der Referenzeinlasslufttemperatur Ta und des Bestimmens von ΔRHj, bei dem die relativen Feuchtigkeiten nach der Umwandlung den gleichen Wert besitzen, als die Abweichung ΔRH, ohne den Varianzwert Vj der absoluten Feuchtigkeiten AHi, j zu verwenden. Das heißt, im System der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden beispielsweise die absolute Feuchtigkeit AH1, j (j = 1, 2, ..., m) zu einem Zeitpunkt von i = 1 und die absolute Feuchtigkeit AH2, j (j = 1, 2, ..., m) zu einem Zeitpunkt von i = 2 berechnet. Anschließend werden die relativen Feuchtigkeiten RH1, j (AH1, j, Ta) und RH1, j (AH1, j, Ta) jeweils bei der vorbestimmten Referenzeinlasslufttemperatur Ta unter Verwendung der gleichen Absolutfeuchtigkeitslinie der absoluten Feuchtigkeiten AH1, j und AH2, j berechnet, und ΔRHj, bei dem RH1, j (AH1, j, Ta) = RH1, j (AH1, j, Ta) festgestellt wird, wird als die Abweichung ΔRHj berechnet.
Eine Versatzfehlerkorrektur des Feuchtigkeitssensors 76 im System der fünften Ausführungsform wird, wie im System der ersten Ausführungsform, durch den in 7 veranschaulichten Controller 701 realisiert. Bei der Versatzfehlerkorrektur des Feuchtigkeitssensors durch oben beschriebenen Vergleich der absoluten Feuchtigkeiten entspricht die Einlasslufttemperatur in 7 der Einlasslufttemperatur Ti (i = 1, 2), der Sensorwert entspricht der relativen Feuchtigkeit RHi (i = 1, 2), und der Feuchtigkeitsindexwert entspricht der relativen Feuchtigkeit RHi, j (AHi, j, Ta) (n = 1, 2; j = 1, 2, ..., m).
5-2. Konkrete Verarbeitung des Systems der fünften Ausführungsform
Als Nächstes wird eine konkrete Verarbeitung der Versatzfehlerkorrektur des Feuchtigkeitssensors, welche im System der fünften Ausführungsform ausgeführt wird, beschrieben. 13 ist ein Flussdiagramm einer durch das System der fünften Ausführungsform ausgeführten Routine. Die in 13 veranschaulichte Routine ist eine Routine zum Durchführen der Versatzfehlerkorrektur des Feuchtigkeitssensors und wird durch die ECU 70 beispielsweise zum Zeitpunkt eines Starts der Maschine 10 ausgeführt.
In Schritt S2, S4, S6, S8 und S50 der in 13 veranschaulichten Routine wird eine zu der Verarbeitung in Schritt S2, S4, S6, S8 und S50 der in 12 veranschaulichten Routine ähnliche Verarbeitung ausgeführt. Anschließend werden in einem zu der Verarbeitung in Schritt S50 nächsten Schritt die relativen Feuchtigkeiten RHi, j (AHi, j, Ta) (i = 1, 2; j = 1, 2, ..., m) in dem Fall, dass die Einlasslufttemperatur die Referenzeinlasslufttemperatur Ta ist, aus den jeweiligen gleichen Absolutfeuchtigkeitslinien der in oben beschriebenem Schritt S50 berechneten absoluten Feuchtigkeiten AHi, j (i = 1, 2) berechnet (Schritt S60). Als Nächstes wird ΔRHj, bei dem die berechnete relative Feuchtigkeit RH1, j (AH1, j, Ta) = RH2, j (AH2, j, Ta) festgestellt wird, berechnet, und ΔRHj wird als die Abweichung ΔRH zwischen dem wahren Wert und dem Erfassungswert der relativen Feuchtigkeit bestimmt (Schritt S62).
Wenn die oben beschriebene Verarbeitung in Schritt S62 ausgeführt wird, dann wechselt der Ablauf als Nächstes zu der Verarbeitung in Schritt S18. In Schritt S18 bis S26 wird eine zu der Verarbeitung in Schritt S18 bis S26 in der in 12 veranschaulichten Routine ähnliche Verarbeitung ausgeführt.
Wie oben beschrieben, wird es gemäß dem System der fünften Ausführungsform möglich, die von dem Feuchtigkeitssensor 76 erfasste relative Feuchtigkeit mit hoher Präzision zu korrigieren, um die relative Feuchtigkeit nahe an den wahren Wert heranzubringen, ohne eine komplizierte Rechenoperation durchzuführen.
Im Übrigen wird in dem oben beschriebenen System der fünften Ausführungsform ΔRHj berechnet, bei dem die relative Feuchtigkeit RH1, j (AH1, j, Ta) = die absolute Feuchtigkeit RH2, j (AH2, j, Ta) festgestellt wird. Jedoch ist eine Methode zum Berechnen von ΔRHj nicht hierauf beschränkt, und ΔRHj kann so berechnet werden, dass der Differenzwert der relativen Feuchtigkeit RH1, j (AH1, j, Ta) und der relativen Feuchtigkeit RH2, j (AH2, j, Ta) nahe bei null liegt.
In dem oben beschriebenen System der fünften Ausführungsform entspricht die Einlasslufttemperatur Ti (i = 1) der „ersten Einlasslufttemperatur” in der fünften Erfindung, und die Einlasslufttemperatur Ti (i = 2) entspricht der „zweiten Einlasslufttemperatur” in der fünften Erfindung. Die relative Feuchtigkeit RHi (i = 1) entspricht dem „ersten Sensorwert” in der fünften Erfindung, und die relative Feuchtigkeit RHi (i = 2) entspricht einem „zweiten Sensorwert” in der fünften Erfindung. Die relative Feuchtigkeit RH1, j (AH1, j, Ta) entspricht dem „ersten Feuchtigkeitsindexwert” in der fünften Erfindung, und die relative Feuchtigkeit RH2, j (AH2, j, Ta) entspricht dem „zweiten Feuchtigkeitsindexwert” in der fünften Erfindung.
Sechste Ausführungsform
Als Nächstes wird eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Das System der sechsten Ausführungsform wird realisiert, indem die ECU 70 veranlasst wird, eine in 14 veranschaulichte, später beschriebene Routine unter Verwendung einer zu der Hardwarekonfiguration in der ersten Ausführungsform ähnlichen Hardwarekonfiguration auszuführen.
6-1. Funktionsweise des Systems der sechsten Ausführungsform
Das System der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von dem System in der ersten Ausführungsform in einem Merkmal des Verwendet einer Relativfeuchtigkeitsdifferenz e_i (AHj) der relativen Feuchtigkeit RHi (TI) (i = 1, 2, ..., n) zu der vorbestimmten Referenzabsolutfeuchtigkeit AHj (j = 1, 2, ..., m) als den Feuchtigkeitsindexwert. Das heißt, in dem System der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden jeweils relative Feuchtigkeiten RH_AHj (Ti) (i = 1, 2, ..., n), welche der Referenzabsolutfeuchtigkeit AHj (j = 1, 2, ..., m) entsprechen, bei der Einlasslufttemperatur Ti berechnet. Anschließend werden die relativen Feuchtigkeiten RHi von den berechneten relativen Feuchtigkeiten RH_AHj (Ti) subtrahiert, wodurch jeweils die Relativfeuchtigkeitsdifferenzen e_i (AHj) berechnet werden, und ein Varianzwert V (AHj) davon wird berechnet.
Der Varianzwert V (AHj) stellt einen Variationsgrad der Relativfeuchtigkeitsdifferenzen e_i (AHj) dar, und mithin kann die Referenzabsolutfeuchtigkeit AH, welche einem Punkt entspricht, an dem der Varianzwert V (AHj) minimal wird, als die absolute Feuchtigkeit bestimmt werden, welche dem wahren Wert am nächsten ist. Demgemäß wird in dem System der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Referenzabsolutfeuchtigkeit AH aus dem Varianzwert V (AHj) berechnet, und ein Durchschnittswert der Relativfeuchtigkeitsdifferenzen e_i (AH) (i = 1, 2, ..., n) von der Referenzabsolutfeuchtigkeit AH wird als die Abweichung ΔRH berechnet.
Eine Versatzfehlerkorrektur des Feuchtigkeitssensors 76 im System der sechsten Ausführungsform wird, wie im System der ersten Ausführungsform, durch den in 7 veranschaulichten Controller 701 realisiert. Bei der Versatzfehlerkorrektur des Feuchtigkeitssensors unter Verwendung der vorgenannten Relativfeuchtigkeitsdifferenz e_i (AHj) entspricht die Einlasslufttemperatur in 7 der Einlasslufttemperatur Ti (i = 1, 2, ..., n), der Sensorwert entspricht der relativen Feuchtigkeit RHi (i = 1, 2, ..., n), und der Feuchtigkeitsindexwert entspricht der Relativfeuchtigkeitsdifferenz e_i (AHj) (i = 1, 2, ..., n; j = 1, 2, ..., m).
6-2. Konkrete Verarbeitung des Systems der sechsten Ausführungsform
Als Nächstes wird eine konkrete Verarbeitung der Versatzfehlerkorrektur des Feuchtigkeitssensors, welche in dem System der sechsten Ausführungsform ausgeführt wird, beschrieben. 14 ist ein Flussdiagramm einer Routine, die durch das System der sechsten Ausführungsform ausgeführt wird. Die in 14 veranschaulichte Routine ist eine Routine zum Durchführen der Versatzfehlerkorrektur des Feuchtigkeitssensors und wird durch die ECU 70 beispielsweise zum Zeitpunkt eines Starts der Maschine 10 ausgeführt.
In Schritt S2, S4, S6 und S8 der in 14 veranschaulichten Routine wird eine zu der Verarbeitung in Schritt S2, S4, S6 und S8 der in 8 veranschaulichten Routine ähnliche Verarbeitung ausgeführt. Anschließend, wenn die Feststellung von Schritt S8 erkannt wird, wechselt der Ablauf zu einem nächsten Schritt.
In dem nächsten Schritt wird die Relativfeuchtigkeitsdifferenz e_i (AHj) der relativen Feuchtigkeit RHi bei der Einlasslufttemperatur Ti (i = 1, 2, ..., n) zu der Referenzabsolutfeuchtigkeit AHj (j = 1, 2, ..., m) berechnet (Schritt S70). Die ECU 70 speichert die relative Feuchtigkeit RHi zum Zeitpunkt der Referenzabsolutfeuchtigkeit AHj (j = 1, 2, m) als eine Funktion RH_AHj (Ti) (i = 1, 2, ..., n) der Einlasslufttemperatur Ti. Hier werden die Relativfeuchtigkeitsdifferenzen e_i (AHj) jeweils durch Subtrahieren der relativen Feuchtigkeiten RHi von den berechneten relativen Feuchtigkeiten RH_AHj (Ti) berechnet.
Als Nächstes wird der Varianzwert V (AHj) von einem Durchschnitt der Relativfeuchtigkeitsdifferenzen e_i (AHj) (i = 1, 2, ..., n; j = 1, 2, ..., m) berechnet (Schritt S72). Als Nächstes wird AH, bei dem der Varianzwert V (AHj) minimal wird, berechnet, und AH wird als ein Wert bestimmt, der dem wahren Wert der absoluten Feuchtigkeit am nächsten ist (Schritt S74). Als Nächstes wird der Durchschnittswert der Relativfeuchtigkeitsdifferenzen e_i (AH) (i = 1, 2, ..., n) berechnet, und der Durchschnittswert wird als die Abweichung ΔRH bestimmt (Schritt S76).
Wenn die oben beschriebene Verarbeitung in Schritt S76 ausgeführt wird, dann wechselt der Ablauf als Nächstes zu der Verarbeitung in Schritt S18. In Schritt S18 bis S26 wird eine zu der Verarbeitung in Schritt S18 bis S26 der in 8 veranschaulichten Routine ähnliche Verarbeitung ausgeführt.
Wie oben beschrieben, wird es gemäß dem System der sechsten Ausführungsform möglich, den Sensorwert, der von dem im Einlassdurchgang 22 vorgesehenen Feuchtigkeitssensor 76 erfasst wird, mit hoher Präzision zu korrigieren, um den Sensorwert nahe an den wahren Wert heranzubringen.
Im Übrigen wird in dem oben beschriebenen System der sechsten Ausführungsform die absolute Feuchtigkeit AH, bei der der Varianzwert V (AHj) vom Durchschnitt der Relativfeuchtigkeitsdifferenzen e_i (AHj) (i = 1, 2, ..., n; j = 1, 2, ... m) minimal wird, als die Referenzabsolutfeuchtigkeit AH berechnet, welche dem wahren Wert am nächsten ist. Jedoch ist ein Verfahren zum Berechnen der Referenzabsolutfeuchtigkeit AH aus dem Varianzwert V (AHj) nicht hierauf beschränkt, sondern die absolute Feuchtigkeit AH zu dem Zeitpunkt, an dem der Varianzwert V (AHj) null wird, kann unter Verwendung einer bekannten Rechenoperationsmethode, wie etwa einer Trigonometrie und eines Verfahrens des steilsten Abstiegs, berechnet werden, und die absolute Feuchtigkeit AH kann als die Referenzabsolutfeuchtigkeit AH bestimmt werden. Ferner ist das Verfahren zum Berechnen der Referenzabsolutfeuchtigkeit AH nicht auf das Verfahren beschränkt, welches den Varianzwert V (AHj) verwendet, sondern der Variationsgrad der Relativfeuchtigkeitsdifferenzen e_i (AHj) kann unter Verwendung einer anderen bekannten Schätzfunktion oder dergleichen zum Berechnen der Referenzabsolutfeuchtigkeit AH bestimmt werden.
In dem oben beschriebenen System der sechsten Ausführungsform entspricht die Referenzabsolutfeuchtigkeit AH einer „Referenzabsolutfeuchtigkeit” in einer sechsten Erfindung, und die Relativfeuchtigkeitsdifferenz e_i (AHj) entspricht einer „Relativfeuchtigkeitsdifferenz” in der sechsten Erfindung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2002-048010 A [0003]
JP 2003-148135 A [0003]

Claims

Steuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine (10) mit einem Feuchtigkeitssensor (76), der in einem Einlassdurchgang (22) der Verbrennungskraftmaschine (10) angeordnet ist und konfiguriert ist, um einen Sensorwert zu erfassen, der einer relativen Feuchtigkeit von Einlassluft in dem Einlassdurchgang (22) entspricht, einem Temperatursensor (74), der konfiguriert ist, um eine Einlasslufttemperatur an einer Position des Feuchtigkeitssensors (76) zu erfassen, und einem Controller (701), der konfiguriert ist, um einen Versatzfehler des Sensorwertes durch Durchführen einer Korrektur des Addierens eines Korrekturwertes zu dem Sensorwert zu korrigieren, wobei der Controller (701) umfasst: eine Einlasslufttemperaturgewinnungseinrichtung (710), die konfiguriert ist, um die Einlasslufttemperaturen zu einer Mehrzahl von Zeitpunkten im Zuge einer Veränderung der Einlasslufttemperatur zu gewinnen; eine Sensorwertgewinnungseinrichtung (712), die konfiguriert ist, um die Sensorwerte zu der jeweiligen Mehrzahl von Zeitpunkten zu gewinnen; eine Berechnungseinrichtung (720), die konfiguriert ist, um jeweilige Werte, die Einflüsse von Temperaturdifferenzen der Einlasslufttemperaturen auf die jeweiligen Sensorwerte ausschließen, als Feuchtigkeitsindexwerte zu berechnen; und eine Korrektureinrichtung (730), die konfiguriert ist, um den Korrekturwert so zu bestimmen, dass ein Variationsgrad der Feuchtigkeitsindexwerte gering wird.
Steuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine (10) nach Anspruch 1, wobei die Berechnungseinrichtung (720) konfiguriert ist, um eine absolute Feuchtigkeit, die unter Verwendung des Sensorwertes und der dem Sensorwert entsprechenden Einlasslufttemperatur berechnet wird, als den Feuchtigkeitsindexwert zu berechnen.
Steuerungsvorrichtung für eine Verbrenungskraftmaschine (10) nach Anspruch 1, wobei die Berechnungseinrichtung (720) konfiguriert ist, um eine relative Feuchtigkeit zu einem Zeitpunkt, an dem die Einlasslufttemperatur eine vorbestimmte Referenzeinlasslufttemperatur ist, unter Verwendung des Sensorwertes als den Feuchtigkeitsindexwert zu berechnen.
Steuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Korrektureinrichtung (730) konfiguriert ist, um den Korrekturwert so zu bestimmen, dass ein Varianzwert der Feuchtigkeitsindexwerte minimal wird.
Steuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Sensorwertgewinnungseinrichtung (712) eine Einrichtung beinhaltet, die einen ersten Sensorwert, welcher der Sensorwert zu einem Zeitpunkt ist, an dem die Einlasslufttemperatur eine erste Einlasslufttemperatur ist, und einen zweiten Sensorwert, welcher der Sensorwert zu einem Zeitpunkt ist, an dem sich die Einlasslufttemperatur ausgehend von der ersten Einlasslufttemperatur verändert und eine zweite Einlasslufttemperatur erreicht, erfasst, die Berechnungseinrichtung (720) eine Einrichtung beinhaltet, die konfiguriert ist, um Werte, bei denen ein Einfluss einer Temperaturdifferenz der ersten Einlasslufttemperatur und der zweiten Einlasslufttemperatur auf den ersten Sensorwert und den zweiten Sensorwert ausgeschlossen ist, als einen ersten Feuchtigkeitsindexwert bzw. einen zweiten Feuchtigkeitsindexwert zu berechnen, und die Korrektureinrichtung (730) konfiguriert ist, um den Korrekturwert so zu bestimmen, dass ein Differenzwert des ersten Feuchtigkeitsindexwertes und des zweiten Feuchtigkeitsindexwertes nahe bei null liegt.
Steuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine (10) nach Anspruch 1, wobei die Berechnungseinrichtung (720) konfiguriert ist, um aus den Sensorwerten Relativfeuchtigkeitsdifferenzen zu einer Referenzabsolutfeuchtigkeit als die Feuchtigkeitsindexwerte zu berechnen, und die Korrektureinrichtung (730) konfiguriert ist, um die Referenzabsolutfeuchtigkeit zu berechnen, bei welcher der Variationsgrad der Relativfeuchtigkeitsdifferenzen minimal wird, und um einen Durchschnittswert der Relativfeuchtigkeitsdifferenzen bei der berechneten Referenzabsolutfeuchtigkeit als den Korrekturwert zu bestimmen.
Steuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Controller (701) konfiguriert ist, um eine Gewinnung des Sensorwertes zurückzuhalten, bis ein integrierter Wert eines Volumens von Einlassluft, das nach einem Start der Verbrennungskraftmaschine (10) in den Einlassdurchgang (22) gesogen wird, in einer Aufwärmphase der Verbrennungskraftmaschine (10) eine Kapazität ab einem Eingang bis zum Feuchtigkeitssensor in dem Einlassdurchgang (22) übersteigt.
Steuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Controller (701) konfiguriert ist, um eine Gewinnung des Sensorwertes zurückzuhalten, wenn Einlassluft, die eine Kraftstoffkomponente enthält, an der Position des Feuchtigkeitssensors in dem Einlassdurchgang (22) der Verbrennungskraftmaschine (10) strömt.