DE60201233T2 - Temperaturregeleinrichtung für einen Feuchtigkeitssensor - Google Patents

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung betrifft ein Temperatursteuer/regelsystem zur Steuerung/Regelung der Temperatur eines Sensorelements eines Feuchtigkeitssensors, welcher in einem Auspuffrohr eines Verbrennungsmotors vorgesehen ist, um Feuchtigkeit im Auspuffrohr zu erfassen.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Es wurde eine Brennkraftmaschine mit einem Adsorptionsmittel vorgeschlagen, welches in einem Abgassystem derselben angeordnet ist, um Kohlenwasserstoffe in Abgasen zu adsorbieren. Das Adsorptionsmittel trägt an seiner Oberfläche Zeolit. Wenn Abgase durch das Adsorptionsmittel hindurchtreten, gelangen die darin enthaltenen Kohlenwasserstoffe in kleine Löcher des Zeolit, wodurch sie durch das Adsorptionsmittel adsorbiert werden. Das derartige Adsorptionsmittel desorbiert, d. h. löst einmal durch es adsorbierte Kohlenwasserstoffe, wenn es durch Abgase auf eine Temperatur gleich oder höher als eine vorbestimmte Temperatur (z. B. 100 bis 250°C) erwärmt wird. Die desorbierten Kohlenwasserstoffe werden der Maschine z. B. über ein AGR-Rohr zurückgeführt. Das Adsorptionsmittel führt die Adsorption und Desorption von Kohlenwasserstoffen, wie sie oben beschrieben wurde, wiederholt aus. Jedoch nimmt möglicherweise die Menge an Kohlenwasserstoffen, welche nicht desorbiert werden konnten und dauerhaft in dem Adsorptionsmittel verbleiben, progressiv zu oder die kleinen Löcher des Adsorptionsmittels werden unter Umständen durch eine Langzeitverwendung desselben zerstört. Dies führt zu der Verschlechterung des Adsorptionsmittels, sodass eine Adsorptionskapazität des Adsorptionsmittels zum Adsorbieren von Kohlenwasserstoffen abgesenkt wird. Dies macht es erforderlich, den Grad an Verschlechterung des Adsorptionsmittels zu erfassen.
  • Die vorliegende Anmelderin hat bereits eine Verschlechterungserfassungsvorrichtung zur Erfassung der obigen Verschlechterung eines Adsorptionsmittels vorgeschlagen, beispielsweise durch die japanische Patentoffenlegungsschrift (Kokai) mit der Nummer 2001-323811. In dieser Verschlechterungserfassungsvorrichtung wird Aufmerksamkeit auf eine Proportionalität zwischen den Fähigkeiten des Adsorptionsmittels, Kohlenwasserstoffe zu adsorbieren und Feuchtigkeit zu adsorbieren, gelegt. Weiterhin wird die Feuchtigkeit von Abgasen, welche durch das Adsorptionsmittel hindurchgetreten sind, durch den Feuchtigkeitssensor erfasst, während das Adsorptionsmittel Kohlenwasserstoffe adsorbiert, um eine Absenkung der Fähigkeiten des Adsorptionsmittels, Kohlenwasserstoffe und Feuchtigkeit zu adsorbieren, d. h. die Verschlechterung des Adsorptionsmittels, auf Grundlage der erfassten Feuchtigkeit zu bestimmen. Der Feuchtigkeitssensor weist ein aus einem porösen Körper mit einer großen Anzahl kleiner Löcher ausgebildetes Sensorelement auf. Wenn die Abgase durch das Sensorelement hindurchtreten, gelangt Feuchtigkeit in den Abgasen in die kleinen Löcher des porösen Körpers und wird durch selbigen adsorbiert, wobei auf Grundlage davon die Feuchtigkeit von Abgasen erfasst wird. Wie oben beschrieben wurde, ist das Sensorelement beim Erfassen von Feuchtigkeit der Abgase den Abgasen ausgesetzt und somit haften Wassertröpfchen, welche durch Kondensation erzeugt wurden, und Verunreinigungen, wie etwa unverbrannte Kraftstoffbestandteile, welche in den Abgasen enthalten sind, dem Sensorelement an. In diesem Falle kann die Feuchtigkeit der Abgase nicht genau erfasst werden und auch der Verschlechterungsgrad des Adsorptionsmittels kann nicht genau erfasst werden.
  • Um dieses Problem zu überwinden, wird in der vorgeschlagenen Verschlechterungserfassungsvorrichtung die Temperatur des Sensorelements durch Erwärmen desselben unter Verwendung eines Heizgeräts gesteuert/geregelt, um daran anhaftende Wassertröpfchen zu beseitigen und ein Anhaften von Wassertröpfchen daran zu unterdrücken, wodurch eine ausgezeichnete Erfassungsgenauigkeit des Feuchtigkeitssensors beibehalten wird. Genauer wird bei der Temperatursteuerung/regelung des Feuchtigkeitssensors das Heizgerät für eine vorbestimmte Zeitdauer betrieben, wobei beurteilt wird, dass Kondensation an dem Sensorelement ausgebildet wurde, und zwar entweder dann, wenn vor dem Anlassen der Maschine die Einlasslufttemperatur niedriger als eine vorbestimmte Temperatur ist, oder dann, wenn nach dem Anlassen der Maschine ein Leerlauf der Maschine für eine vorbestimmte Zeitdauer oder länger fortgedauert hat.
  • Bei der Temperatursteuerung/regelung des obigen Feuchtigkeitssensors wird das Heizgerät für die vorbestimmte Zeitdauer nur unter Umständen betrieben, unter welchen angenommen wird, dass Kondensation stattgefunden hat. Jedoch wird die obige Bestimmung einer Verschlechterung des Adsorptionsmittels ausgeführt, während Kohlenwasserstoffe durch das Adsorptionsmittel adsorbiert werden, und somit haften unter Umständen andere Verunreinigungen in Abgasen als Wassertröpfchen dem Feuchtigkeitssensor an. Selbst dann, wenn derartige Verunreinigungen anhaften, wird die obige Temperatursteuerung/regelung so lange nicht ausgeführt, wie nicht angenommen wird, dass eine Kondensation ausgebildet wurde, was in der verschlechterten Erfassungsgenauigkeit des Feuchtigkeitssensors resultiert. Da das Heizgerät einfach für die vorbestimmte Zeitdauer betrieben wird, besteht ferner eine Besorgnis, dass die Verunreinigungen nicht in ausreichendem Maße beseitigt werden können, z. B. abhängig von einem Temperaturzustand des Abgassystems. Da das Sensorelement plötzlich durch das Heizgerät aus einem Zustand mit daran ausgebildeter Kondensation erwärmt wird, steigt darüber hinaus die Temperatur des Sensorelements steil von einer niedrigen Temperatur aus an, was ein Springen des Sensorelements bewirken kann.
  • ABRISS DER ERFINDUNG
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Temperatursteuer/regelsystem für einen Feuchtigkeitssensor bereitzustellen, welches in der Lage ist, an einem Sensorelement des Sensors anhaftende Verunreinigungen in effizienter und ausrei chender Art und Weise zu beseitigen, während es verhindert, dass das Sensorelement aufgrund von Hitze springt, welche durch ein Heizgerät in einem Zustand daran ausgebildeter Kondensation erzeugt wird, und während ein Anhaften von Verunreinigungen an dem Sensorelement unterdrückt wird, wodurch es ermöglicht wird, eine ausgezeichnete Erfassungsgenauigkeit des Feuchtigkeitssensors beizubehalten.
  • Um die obige Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung ein Temperatursteuer/regelsystem zum Steuern/Regeln einer Temperatur eines Sensorelements eines Feuchtigkeitssensors bereit, welcher in einem Abgasrohr einer Brennkraftmaschine zur Erfassung von Feuchtigkeit im Inneren des Abgasrohrs angeordnet ist, wobei das Temperatursteuer/regelsystem umfasst:
    ein Heizgerät zum Beheizen des Sensorelements; ein Temperaturerfassungsmittel zur Erfassung der Temperatur des Sensorelements; und ein Heizgerätsteuer/regelmittel, um zu bewirken, dass das Heizgerät arbeitet, wenn die durch das Temperaturerfassungsmittel erfasste Temperatur des Sensorelements höher als eine erste vorbestimmte Temperatur ist.
  • Gemäß diesem Temperatursteuer/regelsystem für einen Feuchtigkeitssensor bewirkt das Heizgerätsteuer/regelmittel, dass das Heizgerät arbeitet, wenn die durch das Temperaturerfassungsmittel erfasste Temperatur des Sensorelements höher als eine erste vorbestimmte Temperatur ist, wodurch das Sensorelement beheizt wird. Somit wird das Heizgerät dann betrieben, wenn das Sensorelement sich in einem Hochtemperaturzustand befindet, sodass es möglich ist, Verunreinigungen, welche an dem Sensorelement anhaften, in effizienter Weise zu verbrennen und zu beseitigen. Dies ermöglicht es, eine Erfassungsgenauigkeit des Feuchtigkeitssensors genau wiederherzustellen.
  • Vorzugsweise ist die erste vorbestimmte Temperatur eine Temperatur, bei welcher an dem Sensorelement keine Kondensation gebildet werden kann.
  • Bei dieser bevorzugten Ausführungsform wird das Heizgerät betrieben, wenn die Temperatur des Sensorelements höher als eine Temperatur ist, bei welcher Kondensation an dem Sensorelement nicht ausgebildet werden kann, und somit kann das Sensorelement in einem Zustand erwärmt werden, in welchem keine Kondensation an dem Sensorelement ausgebildet worden ist. Daher ist es möglich, zu verhindern, dass das Sensorelement durch Wärme springt, welche durch das Heizgerät erzeugt wird, wenn es Kondensation an sich ausgebildet aufweist.
  • Vorzugsweise ist das Heizgerät dazu konfiguriert, eine veränderliche Wärmemenge zu erzeugen, und das Heizgerätsteuer/regelmittel bewirkt, dass das Heizgerät derart arbeitet, dass es eine geringere Wärmemenge erzeugt, wenn die Temperatur des Sensorelements gleich oder niedriger als die erste vorbestimmte Temperatur ist, als dann, wenn die Temperatur des Sensorelements höher als die erste vorbestimmte Temperatur ist.
  • Bei dieser bevorzugten Ausführungsform wird das zur Erzeugung einer veränderlichen Wärmemenge konfigurierte Heizgerät betrieben, um eine niedrigere Wärmemenge zu erzeugen, wenn die Temperatur des Sensorelements gleich oder niedriger als die erste vorbestimmte Temperatur ist, als dann, wenn die Temperatur des Sensorelements höher ist als die erste vorbestimmte Temperatur. Dies bewirkt, dass die Temperatur des Sensorelements von einem Zustand niedriger Temperatur aus, bei welchem Kondensation an dem Sensorelement ausgebildet wurde, langsam ansteigt, wodurch es ermöglicht wird, Kondensation mit minimalem Energieverbrauch zu beseitigen, während sicher verhindert wird, dass das Sensorelement durch eine plötzliche Temperaturänderung springt.
  • Vorzugsweise umfasst das Temperatursteuer/regelsystem ferner ein Atmosphärenbestimmungsmittel zur Bestimmung, ob eine Atmosphäre, in welcher der Feuchtigkeitssensor arbeitet, sich in einem Oxidationszustand befindet oder nicht, und bei welchem das Heizgerätsteuer/regelmittel bewirkt, dass das Heizgerät zu arbeiten aufhört, wenn eine Zeit, über welche hinweg das Heizgerät arbeitet, wobei die Temperatur des Sensorelements höher als eine zweite vorbestimmte Temperatur ist, die hoch genug ist, um dem Sensorelement anhaftende Verunreinigungen zu beseitigen, und die Atmosphäre, in welcher der Feuchtigkeitssensor arbeitet, sich in dem Oxidationszustand befindet, eine vorbestimmte Zeitdauer erreicht hat.
  • Bei dieser bevorzugten Ausführungsform wird das Heizgerät dann im Betrieb gestoppt, wenn eine kumulative Zeitdauer, über welche das Heizgerät hinweg arbeitet, wobei die Temperatur des Sensorelements hoch genug ist, um an dem Sensorelement anhaftende Verunreinigungen zu beseitigen und wobei die Atmosphäre, in welcher der Feuchtigkeitssensor arbeitet, sich in dem Oxidierungszustand befindet, eine vorbestimmte Zeitdauer erreicht hat. Somit wird das Sensorelement durch das Heizgerät für die vorbestimmte Zeitdauer beheizt, wobei die Temperatur des Sensorelements und die Atmosphäre, in welcher das Sensorelement arbeitet, geeignet ist, um an dem Sensorelement anhaftende Verunreinigungen zu verbrennen. Daher ist es möglich, die Verunreinigungen vollständig zu verbrennen und sicher zu beseitigen. Da der Betrieb des Heizgeräts gestoppt wird, wenn die vorbestimmte Zeitdauer erreicht ist, ist es ferner möglich, das Heizgerät in einer gerade geeigneten Art und Weise ohne Übermaß zu betreiben und dadurch einen Energieverbrauch des Heizgeräts zu minimieren.
  • Vorzugsweise bewirkt das Heizgerätsteuer/regelmittel, dass das Heizgerät während eines Stillstands der Maschine arbeitet.
  • Bei dieser bevorzugten Ausführungsform wird das Heizgerät auch während eines Stillstands der Maschine betrieben. Daher ist es sogar dann, wenn die Maschine angehalten hat, bevor die Verunreinigungen durch einen Betrieb des Heizgeräts während eines Betriebs der Maschine beseitigt wurden, möglich, an dem Sensorelement anhaftende Verunreinigungen sicher zu beseitigen. Es sollte angemerkt werden, dass der Stillstand der Maschine einen Stillstand durch einen Leerlaufstopp einschließt, d. h. eine Funktion eines Fahrzeugs zum automatischen Anhalten eines Betriebs der Maschine, z. B. während eines Wartens an einem Haltelicht. Fahrzeuge mit einer Leerlaufstoppeigenschaft führen üblicherweise wiederholt einen Betrieb und ein Anhalten ihrer Ma schinen in kurzen Zeitabständen aus und somit besteht eine große Möglichkeit, dass der Leerlaufstopp vor einem Abschluss einer Beseitigung von Verunreinigungen ausgeführt wird. Daher ermöglicht diese bevorzugte Ausführungsform, die oben beschriebenen vorteilhaften Wirkungen der Erfindung in effizienter Art und Weise zu erhalten.
  • Die obige und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Zusammenschau mit den beiliegenden Zeichnungen offensichtlicher werden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Blockdiagramm, welches die Anordnung einer Brennkraftmaschine zeigt, an welcher ein Temperatursteuer/regelsystem für einen Feuchtigkeitssensor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet ist;
  • 2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Kohlenwasserstoffadsorbierers;
  • 3 ist ein Flussdiagramm, welches eine Routine zur Ausführung eines Heizgerätesteuer/regelausführungs-Bedingungsbestimmungsprozesses ist zur Bestimmung, ob Bedingungen zur Ausführung einer Heizgerätesteuerung/regelung erfüllt sind oder nicht;
  • 4 ist eine Flussdiagramm, welches eine Routine zur Ausführung eines Heizgerätesteuer/regelprozesses ist;
  • 5 ist ein Flussdiagramm, welches eine Unterroutine zur Ausführung eines Wärmereinigungssteuer/regelprozesses in einem Schritt S45 in 4 zeigt;
  • 6 ist ein Flussdiagramm, welches eine Routine zum Ausführen eines Heizgerätesteuer/regelprozesses während eines Stillstands der Maschine zeigt; und
  • 7 ist ein Flussdiagramm, welches eine Routine zum Ausführen eines Verschlechterungsbestimmungsprozesses zur Bestimmung einer Verschlechterung eines Adsorptionsmittels zeigt, nachdem die Maschine angehalten hat.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Die Erfindung wird nun ausführlich mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden, welche eine bevorzugte Ausführungsform derselben zeigen. Als Erstes wird Bezug genommen auf 1. Dort ist schematisch die Anordnung einer Brennkraftmaschine 2 (im Folgenden lediglich als "die Maschine 2" bezeichnet) gezeigt, an welcher ein Temperatursteuer/regelsystem 1 für einen Feuchtigkeitssensor (im Folgenden lediglich als "das Steuer/Regelsystem 1" bezeichnet) angewendet ist, und zwar nach Maßgabe der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Maschine 2 ist z. B. eine Vier-Zylinder-Viertakt-Maschine, welche an einem nicht dargestellten Fahrzeug installiert ist, das eine Leerlaufstoppeigenschaft aufweist. Ferner umfasst die Maschine 2 ein Einlassrohr 4 mit Einspritzeinrichtungen 4a, welche für jeweilige Zylinder vorgesehen sind. Weiterhin wird die Kraftstoffeinspritzzeitdauer Tout einer jeden Einspritzvorrichtung 4a durch eine ECU 25 gesteuert/geregelt, auf welche im Folgenden Bezug genommen wird.
  • Bei einem Zwischenabschnitt eines Auspuffrohrs 3 der Maschine 2 sind eine katalytische Vorrichtung 6 mit einem Dreiwegekatalysator 5 und ein Kohlenwasserstoffadsorbierer 7 zum Adsorbieren von Kohlenwasserstoffen von der stromaufwärtigen Seite zur stromabwärtigen Seite in der genannten Reihenfolge als Reinigungsvorrichtungen zum Reinigen von Abgasen angeordnet. Wenn der Dreiwegekatalysator 5 auf eine Temperatur gleich oder höher als eine vorbestimmte Temperatur (z. B. 300°C) erwärmt ist, ist er aktiv und reduziert schädliche Substanzen (HC, CO und NOx) in durch die katalytische Vorrichtung 6 hindurchgehenden Abgasen durch katalytische Oxidations-Reduk tionswirkungen derselben.
  • Der Kohlenwasserstoffadsorbierer 7 adsorbiert Kohlenwasserstoffe in Abgasen, wenn sich die Maschine 2 in einem Startzustand befindet (z. B. für ca. 30 bis 40 Sekunden nach dem Anlassen der Maschine), bei welchem der Dreiwegekatalysator 5 noch nicht aktiviert wurde, um dadurch eine Emission von Kohlenwasserstoffen aus dem Fahrzeug zu reduzieren. Wie in 1 und 2 gezeigt ist, umfasst der Kohlenwasserstoffadsorbierer 7 eine Auslasskanal-Wechselvorrichtung 8, ein Gehäuse 9, welches eine äußere Schale mit einer im Allgemeinen hohlen zylindrischen Gestalt bildet, sowie ein zylindrisches Adsorptionsmittel 11, welches in dem Gehäuse 9 zum Adsorbieren von Kohlenwasserstoffen in Abgasen aufgenommen ist.
  • Wie in 2 gezeigt ist, weist das Gehäuse 9 ein stromaufwärtiges Ende desselben auf, welches in einen oberen und einen unteren Abschnitt gegabelt ist. Eine obere Öffnung 9a des oberen Abschnitts des stromaufwärtigen Endes steht mit einem Raum (Hauptkanal 12) ringförmigen Querschnitts in Verbindung, welcher außerhalb eines Umgehungsabgasrohrs 10 in dem Gehäuse 9 ausgebildet ist, während eine untere Öffnung 9b des unteren Abschnitts des stromaufwärtigen Endes mit einem Raum (Umgehungskanal 13) im Inneren des Umgehungsabgasrohrs 10 in Verbindung steht.
  • Das Umgehungsabgasrohr 10 weist ein stromaufwärtiges Ende desselben auf, welches in die untere Öffnung 9b des Gehäuses 9 eingeführt ist, und weist ein stromabwärtiges Ende desselben auf, welches in den stromabwärtigen Endabschnitt des Gehäuses 9 eingeführt ist, und zwar jeweils in luftdichten Zuständen. Ferner ist das Umgehungsabgasrohr 10 mit einer Mehrzahl (beispielsweise fünf) von Verbindungsschlitzen 10a bei Stellen nahe dem stromabwärtigen Ende mit in Umfangsrichtung gleichen Abständen ausgebildet, über welche der stromabwärtige Endabschnitt des Hauptkanals 12 und jener des Umgehungskanals 13 innerhalb des Gehäuses 11 miteinander in Verbindung stehen.
  • Das Adsorptionsmittel 11 ist aus einem nicht dargestellten Metallwabenkern gebildet, welche an seiner Oberfläche Zeolit trägt. Das Zeolit, welches einen hohen Wärmewiderstand aufweist, adsorbiert Kohlenwasserstoffe, wenn es sich in einem Zustand niedriger Temperatur (z. B. niedriger als 100°C) befindet, während es die dadurch adsorbierten Kohlenwasserstoffe desorbiert, d. h. abgibt, wenn es auf eine Temperatur gleich oder höher als eine vorbestimmte Temperatur (z. B. 100 bis 250°C) erwärmt wird. Die desorbierten Kohlenwasserstoffe werden von dem Kohlenwasserstoffadsorbierer 7 zur Maschine 2 über ein AGR-Rohr 14 und das Einlassrohr 4 rezirkuliert, um durch die Maschine 2 verbrannt zu werden. Ferner ist ein AGR-Steuer/Regelventil 14a bei einem Zwischenabschnitt des AGR-Rohrs 14 angeordnet. Die ECU 25 steuert/regelt das AGR-Steuer/Regelventil 14a, um den Betrieb und das Anhalten eines AGR-Systems (Abgasrückführungssystem) und die Menge an AGR zu steuern/regeln.
  • Die Abgaskanalwechselvorrichtung 8 umfasst ein Verbindungsrohr 15 mit einer im Allgemeinen hohlen zylindrischen Gestalt, welcher den wie oben konfigurierten Kohlenwasserstoffadsorbierer 7 mit der katalytischen Vorrichtung 6 verbindet, und ein Wechselventil 16, welches in dem Verbindungsrohr 15 angeordnet ist, um den Abgaskanal zwischen dem Hauptkanal 12 und dem Umgehungskanal 13 zu schalten. Ferner wird der Schaltvorgang des Wechselventils 16 durch eine Wechselventil-Betätigungssteuer/regelvorrichtung 17 (siehe 1) gesteuert/geregelt, welche durch die ECU 25 betrieben wird.
  • In der wie oben konfigurierten Abgaskanalwechselvorrichtung 8 wird das Wechselventil 16 unmittelbar nach dem Anlassen der Maschine 2 normalerweise für eine Schwenkbewegung zu einer in 2 durch eine strichpunktpunktierte Linie angezeigte Stelle betätigt, wodurch der Abgaskanal zum Umgehungskanal 13 geschaltet wird. Dies gestattet, dass Abgase, welche bereits durch die katalytische Vorrichtung 6 hindurch gegangen sind, in den Umgehungskanal 13 geleitet werden, wodurch bewirkt wird, dass Kohlenwasserstoffe und Feuchtigkeit in den Abgasen durch das Adsorptionsmittel 11 adsorbiert werden. Die durch das Adsorptionsmittel 11 hindurchgetretenen Abgase strö men weiter stromabwärts, sodass sie von dem Fahrzeug ausgestoßen werden. Wenn eine gewisse Zeitdauer nach dem Anlassen der Maschine 2 verstrichen ist und der Dreiwegekatalysator 5 aktiviert wurde, wird das Wechselventil 16 für eine Schwenkbewegung zu einer in 2 durch eine durchgezogene Linie angezeigte Stellung angetrieben, wodurch der Abgaskanal zum Hauptkanal 12 geschaltet wird. Dies bewirkt, dass durch die katalytische Vorrichtung 6 durchgetretene Abgase in den Hauptkanal 12 im Inneren des Gehäuses 9 geleitet werden, über die in dem stromabwärtigen Endabschnitt des Umgehungsauspuffrohrs 10 ausgebildeten Verbindungsschlitze 10a in das Umgehungsauspuffrohr 10 strömen und weiter stromabwärts strömen, um vom Fahrzeug ausgestoßen zu werden. Wenn das AGR-Steuer/Regelventil 14a geöffnet wird, um die AGR zu starten, wird ferner ein Teil der Abgase als AGR-Gase über den Umgehungskanal 13 und das AGR-Rohr 14 zum Einlassrohr 4 rückgeführt. Die von dem Adsorptionsmittel 11 desorbierten Kohlenwasserstoffe werden zum Einlassrohr 4 geschickt und in der Maschine 2 verbrannt.
  • Ferner ist ein stromabwärtiger Feuchtigkeitssensor 18 (Feuchtigkeitssensor) an dem Gehäuse 9 des Kohlenwasserstoffadsorbierers 7 bei einer Stelle stromabwärts des Adsorptionsmittels 11 derart montiert, dass es in den Umgehungskanal 13 eingeführt ist. Der stromabwärtige Feuchtigkeitssensor 18 ist vorgesehen, um den Verschlechterungsgrad des Adsorptionsmittels 11 während eines Betriebs der Maschine 2 zu bestimmen und erfasst eine, relative Feuchtigkeit VHUMD2 innerhalb des Auspuffrohrs bei einer Stelle stromabwärts es Adsorptionsmittels 11 und liefert ein Signal an die ECU 25, welches die erfasste relative Feuchtigkeit VHUMD2 anzeigt. Der stromabwärtige Feuchtigkeitssensor 18 weist ein Sensorelement 18a auf, welches durch einen aus Aluminiumoxid oder dgl. hergestellten porösen Körper gebildet ist und dazu konfiguriert ist, die Feuchtigkeit der Abgase auf Grundlage eines Widerstandswerts derselben zu erfassen, welcher mit der Menge an von Abgasen adsorbierter Feuchtigkeit schwankt. Ferner weist der stromabwärtige Feuchtigkeitssensor 18 ein Heizgerät 19 zum Beheizen des Sensorelements 18a auf. Das Heizgerät 19 ist derart konfiguriert, dass es eine veränderliche Wärmemenge erzeugen kann, und die ECU 25 steuert/regelt den Energiezufuhrbetrag des Heizgeräts 19, um dadurch die dadurch erzeugte Wärmemenge zu steuern/regeln. Das Sensorelement 18a ist mit einem Temperatursensor 20 (Temperaturerfassungsmittel) versehen, welches durch einen Thermistor oder einen Platinwiderstand gebildet ist. Der Temperatursensor 20 erfasst eine Temperatur THCM2 des Sensorelements 18a und liefert ein Signal an die ECU 25, welches die erfasste Sensorelementtemperatur THCM2 anzeigt.
  • Ferner ist ein stromaufwärtiger Feuchtigkeitssensor 30 (Feuchtigkeitssensor) zur Bestimmung des Verschlechterungsgrades des Adsorptionsmittels 11 während eines Stillstands der Maschine 2 an dem Gehäuse 9 bei einer Stelle stromaufwärts des Adsorptionsmittels 11 derart montiert, dass er in den Umgehungskanal 13 eingeführt ist. Der stromaufwärtige Feuchtigkeitssensor 30 ist ähnlich dem stromabwärtigen Feuchtigkeitssensor 18 konfiguriert und erfasst eine relative Feuchtigkeit VHUMD innerhalb des Auspuffrohrs bei einer Stelle stromaufwärts des Adsorptionsmittels 11 und liefert ein Signal an die ECU 25, welches die erfasste relative Feuchtigkeit VHUMD anzeigt. Der stromaufwärtige Feuchtigkeitssensor 30 und sein Sensorelement 30a weisen ein Heizgerät 35 bzw. einen dafür bereitgestellten Temperatursensor 31 (Temperaturerfassungsmittel) auf, welche dem oben beschriebenen Heizgerät 19 und dem oben beschriebenen Temperatursensor 20 ähnlich sind. Der Temperatursensor 31 erfasst eine Temperatur (im Folgenden als "Sensorelementtemperatur" bezeichent) THCM des Sensorelements 30a und liefert ein Signal an die ECU 25, welches die erfasste Sensorelementtemperatur THCM anzeigt.
  • Ferner ist ein Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor 21 mit linearem Ausgang (im Folgenden als "der LAF-Sensor" bezeichnet) in das Auspuffrohr 3 bei einer Stelle stromaufwärts der katalytischen Vorrichtung 6 eingefügt. Der LAF-Sensor 21 erfasst linear eine Sauerstoffkonzentration (Luft-Kraftstoff-Verhältnis) von Abgasen und liefert ein Signal an die ECU 25, welches die erfasste Sauerstoffkonzentration anzeigt. Der Ausgabewert VLAF des LAF-Sensors 21 ist derart konfiguriert, dass er niedriger ist, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis fetter (d. h. kleiner) ist. Ein durch einen Thermistor oder dgl. gebildeter Kühlmitteltemperatursensor 22 und ein Kurbelwinkelsensor 23 sind an dem Körper der Maschine 2 angebracht. Der Kühlmitteltemperatursensor 22 erfasst eine Temperatur (Maschinenkühlmitteltemperatur) TW des durch den Zylinderblock der Maschine 2 zirkulierenden Maschinenkühlmittels und liefert ein Signal an die ECU 25, welches die erfasste Maschinenkühlmitteltemperatur TW anzeigt. Der Kurbelwinkelsensor 23 erzeugt und liefert einen Impuls eines CRK-Signals als ein Impulssignal an die ECU 25 jedesmal wenn eine nicht dargestellte Kurbelwelle der Maschine 2 um einen vorbestimmten Kurbelwinkel dreht. Die ECU 25 bestimmt die Drehzahl NE der Maschine 2 (im Folgenden als die "Maschinendrehzahl" bezeichnet) auf Grundlage des CRK-Signals. Eingefügt in das Einlassrohr 4 ist ein Einlassdrucksensor 24 zur Erfassung des Absolutdrucks PBA im Einlassrohr 4, um ein Signal an die ECU 25 zu liefern, welches den erfassten Einlassrohrabsolutdruck PBA anzeigt. Ferner wird der ECU 25 ebenso ein eine Umgebungslufttemperatur TA anzeigendes Signal von einem Umgebungslufttemperatursensor 32 zugeführt, welcher die Umgebungslufttemperatur TA als eine Außentemperatur der Maschine 2 und des Auspuffrohrs 3 erfasst.
  • Die ECU 25 bildet ein Heizgerätsteuer/regelmittel und ein Atmosphärenbestimmungsmittel der Erfindung. Die ECU 25 ist durch einen Mikrocomputer einschließlich einer E/A-Schnittstelle, einer CPU, eines RAM und eines ROM gebildet, von welchen keines spezifisch dargestellt ist. Die von den oben beschriebenen Sensoren der ECU 25 zugeführten Signale werden jeweils der E/A-Schnittstelle für eine A/D-Wandlung zugeführt und dann der CPU eingegeben.
  • Die CPU bestimmt einen Betriebszustand der Maschine 2 auf Grundlage von Maschinenparametersignalen, welche von Sensoren einschließlich der oben beschriebenen erhalten werden, und berechnet die Kraftstoffeinspritzzeitdauer Tout synchron mit einer Erzeugung eines jeden TC-Signalimpulses, um der Einspritzvorrichtung 4a ein Antriebssignal auf Grundlage der Berechnung zuzuführen. Die CPU arbeitet nach Maßgabe von Steuer/Regelprogrammen, welche aus dem ROM gelesen werden und spricht auf Signale von den obigen Sensoren an, um die Adsorptions- und Desorptionsvorgänge des Adsorptionsmittels 11 zu steuern/regeln und um den Verschlechterungsgrad des Adsorptionsmittels 11 zu bestimmen, ebenso wie um einen Heizgerätsteuer/regelprozess auszuführen zur Steuerung/Regelung der Arbeitsvorgänge der Heizgeräte 19 und 35, um die jeweiligen Temperaturen des stromabwärtigen und des stromaufwärtigen Feuchtigkeitssensors 19, 35 zu steuern/regeln.
  • Der Heizgerätsteuer/regelprozess wird in der gleichen Art und Weise für sowohl den stromabwärtigen als auch den stromaufwärtigen Feuchtigkeitssensor 18, 30 ausgeführt. Daher wird die folgende Beschreibung dieser Steuerung/Regelung stellvertretend für die beiden Sensoren lediglich den stromaufwärtigen Feuchtigkeitssensor 30 betreffend gegeben. 3 ist ein Flussdiagramm, welches eine Routine zur Ausführung eines Heizgerätsteuer/regelausführung-Bedingungsbestimmungsprozesses zeigt zur Bestimmung, ob die Heizgerätsteuerung/regelung ausgeführt werden sollte oder nicht. Dieser Prozess und der Heizgerätsteuer/regelprozess, welche im Folgenden ausführlich beschrieben werden, werden bei vorbestimmten Zeitintervallen (z. B. von 100 ms) ausgeführt. Zuerst wird in Schritten S31 bis S33 bestimmt, ob die Maschinendrehzahl NE gleich oder höher als ein vorbestimmter unterer Grenzwert NELMTL (z. B. 650 U/min) ist oder nicht, ob der Einlassrohrabsolutdruck PBA gleich oder höher als ein vorbestimmter unterer Grenzwert PBALMTL (z. B. 150 mmHg) ist oder nicht und ob die Maschinenkühlmitteltemperatur TW gleich oder höher als ein vorbestimmter unterer Grenzwert TWLMTL (z. B. 80°C) ist oder nicht. Wenn irgendeine dieser Antworten auf diese Fragen negativ (NEIN) ist, wird beurteilt, dass die Bedingungen zur Ausführung der Heizgerätsteuerung/regelung nicht erfüllt sind, sodass ein Heizgerätsteuerungs/regelungsausführungsbedingungserfüllungsflag F_HCMD in einem Schritt S34 auf 0 gesetzt wird. Wenn andererseits all die Antworten auf die Fragen der Schritte S31 bis S33 positiv (JA) sind, d. h. wenn die Maschinendrehzahl NE, der Einlassrohrabsolutdruck PBA und die Maschinenkühlmitteltemperatur TW innerhalb der jeweiligen vorbestimmten Bereiche liegen, wird beurteilt, dass die Bedingungen zur Ausführung der Heizgerätsteuerung/regelung erfüllt sind und der Heizgerätsteuerungs/regelungsausführungsbedingungserfüllungsflag F_HCMD wird in einem Schritt S35 auf 1 gesetzt, gefolgt von einer Beendigung des Programms.
  • 4 ist ein Flussdiagramm, welches eine Routine zur Ausführung des Heizgerätsteuer/regelprozesses zeigt. Zuerst wird in einem Schritt S41 bestimmt, ob ein HC-Steuerungs/Regelungsabschlussflag F_HCFIN auf 1 gesetzt wurde oder nicht. Wenn F_HCFIN = 1 gilt, d. h. wenn eine Heizreinigungssteuerung/regelung, auf welche weiter unten Bezug genommen wird, abgeschlossen wurde, wird eine Energieversorgung des Heizgeräts 35 in einem Schritt S42 gestoppt, gefolgt von einer Beendigung des Programms. Wenn die Antwort auf die Frage des Schritts S41 negativ ist (NEIN), wird in einem Schritt S43 bestimmt, ob der Heizgerätsteuerungs/Regelungsausführungsbedingungserfüllungsflag F_HCMD 1 annimmt oder nicht. Wenn die Antwort auf die Frage negativ (NEIN) ist, d. h. wenn die Bedingungen zur Ausführung der Heizgerätsteuerung/regelung nicht erfüllt sind, schreitet das Programm voran zu Schritt S42, in welchem die Energieversorgung des Heizgeräts 35 gestoppt wird, gefolgt von einer Beendigung des Programms. Wenn die Antwort auf die Frage des Schritts S43 positiv (JA) ist, wird in einem Schritt S44 bestimmt, ob die Sensorelementtemperatur THCM höher als eine erste vorbestimmte Temperatur Treff ist oder nicht. Die erste vorbestimmte Temperatur Treff ist auf eine Temperatur (z. B. 70°C) eingestellt, bei welcher Kondensation am Sensorelement 30a nicht gebildet wird. Wenn die Antwort auf die Frage positiv (JA) ist, d. h. wenn die Sensorelementtemperatur THCM höher als die erste vorbestimmte Temperatur Treff ist, wird die Heizreinigungssteuerung/regelung, auf welche unten Bezug genommen wird, in einem Schritt S45 ausgeführt, gefolgt von einer Beendigung des Programms. Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schritts S44 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn die Sensorelementtemperatur THCM gleich oder niedriger als die erste vorbestimmte Temperatur Treff ist, wird beurteilt, dass eine Besorgnis besteht, dass Kondensation aufgetreten ist, und das Heizgerät 35 wird in einem Schritt S46 in einem Kondensa tionsbeseitigungsmodus gestartet, um die Kondensation zu beseitigen, gefolgt von einer Beendigung des Programms. In dem Kondensationsbeseitigungsmodus wird das Heizgerät 35 betrieben, um eine niedrigere Wärmemenge als dann zu erzeugen, wenn die Heizreinigungssteuerung/regelung ausgeführt wird.
  • 5 ist ein Flussdiagramm, welches eine Unterroutine zur Ausführung eines Heizreinigungssteuer/regelprozesses (im Folgenden als "HC-Steuer/Regelprozess" bezeichnet) zeigt, der im Schritt S45 in 4 ausgeführt wird. Der Ausdruck "Heizreinigung (HC)" soll ein Beheizen des Sensorelements 30a durch das Heizgerät 35 zur Beseitigung von dem Sensorelement 30a anhaftenden Verunreinigungen bezeichnen. Zuerst wird in einem Schritt S51 das Heizgerät 35 mit Energie versorgt, um das Sensorelement 30a zu beheizen. Dann wird in einem Schritt S52 bestimmt, ob die Sensorelementtemperatur THCM höher als eine zweite vorbestimmte Temperatur Tref2 ist oder nicht, welche höher als die erste vorbestimmte Temperatur Treff ist. Die zweite vorbestimmte Temperatur Tref2 ist auf eine Temperatur (z. B. 800°C) gesetzt, bei oder oberhalb welcher dem Sensorelement 30a anhaftende Verunreinigungen durch Wärme verbrannt und beseitigt werden können, welche vom Heizgerät 35 erzeugt wird.
  • Wenn die Antwort auf die Frage des Schritts S52 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn die Sensorelementtemperatur THCM gleich oder niedriger als die zweite vorbestimmte Temperatur Tref2 ist, schreitet das Programm voran zu einem Schritt S53, bei welchem der HC-Steuerungs/Regelungsabschlussflag F_HCFIN auf 0 gesetzt wird, um die HC-Steuerung/Regelung fortzusetzen.
  • Wenn die Antwort auf die Frage des Schritts 52 positiv (JA) ist, d. h. wenn die Sensorelementtemperatur THCM höher als die zweite vorbestimmte Temperatur Tref2 ist, schreitet das Programm zu einem Schritt S54 voran, bei welchem bestimmt wird, ob ein Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältniskoeffizient KCMD kleiner als ein vorbestimmter Wert KCMDL (z. B. 1,0) ist oder nicht. Der Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältniskoeffizient KCMD ist ein Koeffizient, welcher durch die ECU 25 nach Maßgabe der Maschinendrehzahl NE, des Einlassrohrabsolutdrucks PBA usw. gesetzt wird und zur Berechnung der Kraftstoffeinspritzzeitdauer Tout verwendet wird, über welche hinweg Kraftstoff in die Maschine 2 eingespritzt werden soll. Genauer wird der Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältniskoeffizient KCMD dann, wenn das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis gleich einem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, auf einen Wert von 1,0 gesetzt und dann, wenn das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis fetter als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, wird der Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältniskoeffizient KCMD auf einen Wert größer als 1,0 gesetzt, wohingegen dann, wenn das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis magerer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, der Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältniskoeffizient KCMD auf einen Wert kleiner als 1,0 gesetzt wird.
  • Wenn die Antwort auf die Frage des Schritts S54 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn KCMD ≥ KCMDL gilt und somit das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des der Maschine 2 zugeführten Gemisches auf das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder einen fetteren Wert gesteuert/geregelt wird, sodass eine Atmosphäre, in welcher der stromaufwärtige Feuchtigkeitssensor 30 arbeitet, sich nicht in einem Oxidierungszustand befindet, schreitet das Programm zu dem Schritt S53 voran, in welchem der HC-Steuerungs/Regelungsabschlussflag F_HCFIN auf 0 gesetzt wird, um die HC-Steuerung/Regelung fortzusetzen.
  • Wenn die Antwort auf die Frage des Schritts S54 positiv (JA) ist, d. h. wenn KCMD < KCMDL gilt, und wenn somit das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des der Maschine 2 zugeführten Gemisches auf einen magereren Wert gesteuert/geregelt wird, einschließlich eines Falles, dass die Maschine 2 sich in einem Kraftstoffunterbrechungszustand befindet, sodass die Atmosphäre, in welcher der stromaufwärtige Feuchtigkeitssensor 30 arbeitet, sich in dem Oxidierungszustand befindet, schreitet das Programm voran zu einem Schritt S55, bei welchem die Zählung CHC eines CHC-Zählers inkrementiert wird. Dann schreitet das Programm voran zu einem Schritt S56, bei welchem bestimmt wird, ob die Zählung CHC des CHC-Zählers größer als ein vorbestimmter Wert CHCref (vorbestimmte Zeitdauer; beispielsweise entsprechend 10 Se kunden) ist oder nicht. Wenn die Antwort auf die Frage negativ (NEIN) ist, d. h. wenn CHC ≤ CHCref gilt, wird der Schritt S53 ausgeführt, um die HC-Steuerung/Regelung fortzusetzen.
  • Wenn die Antwort auf die Frage des Schritts S56 positiv (JA) ist, d. h. wenn eine Zeit, über welche hinweg das Heizgerät 39 in Betrieb war, wobei die Sensorelementtemperatur THCM höher als die zweite vorbestimmte Temperatur Tref2 ist und die Atmosphäre, in welcher der stromaufwärtige Feuchtigkeitssensor 30 arbeitet, sich im Oxidierungszustand befindet, die vorbestimmte Zeitdauer erreicht hat, welche dem vorbestimmten Wert CHCref entspricht, wird beurteilt, dass dem Sensorelement 30a anhaftende Verunreinigungen durch Ausführung der HC-Steuerung/Regelung ausreichend verbrannt und beseitigt wurden, sodass der HC-Steuerungs/Regelungsabschlussflag F_HCFIN in einem Schritt S57 auf 1 gesetzt wird, um die HC-Steuerung/Regelung zu beenden, gefolgt von einer Beendigung des Programms. Dies macht die Antwort auf die Frage des Schritts S41 in 4 positiv (JA), wodurch die Energieversorgung des Heizgeräts 35 von diesem Zeitpunkt an gestoppt wird.
  • Wie oben beschrieben wurde, wird die HC-Steuerung/Regelung ausgeführt, wenn die Sensorelementtemperatur THCM des stromaufwärtigen Feuchtigkeitssensors 30 höher als die erste vorbestimmte Temperatur Treff ist, wodurch das Heizgerät 35 betrieben wird, um das Sensorelement 30a zu beheizen, wenn eine Kondensation auf dem Sensorelement 30a nicht ausgebildet wurde. Folglich ist es möglich, zu verhindern, dass das Sensorelement 30a durch Wärme aufgrund eines Beheizens desselben durch das Heizgerät 35 springt, welches in einem Zustand ausgeführt wird, in welchem Kondensation auf dem Sensorelement 30a sich gebildet hat. Ferner wird die HC-Steuerung/Regelung fortgesetzt ausgeführt, bis eine Zeit, über welche hinweg das Heizgerät 39 in Betrieb ist, wobei die Sensorelementtemperatur THCM höher als die zweite vorbestimmte Temperatur Tref2 ist und wobei die Atmosphäre, in welcher der stromaufwärtige Feuchtigkeitssensor 30 arbeitet, sich in dem Oxidierungszustand befindet, die vorbestimmte Zeitdauer erreicht, welche dem vorbestimmten Wert CHCref entspricht. Daher kann das Sensorelement 30a durch das Heizgerät 35 in einem Zustand in ausreichendem Maße beheizt werden, in welchem die Sensorelementtemperatur THCM und die Atmosphäre, in welcher der stromaufwärtige Feuchtigkeitssensor 30 arbeitet, zur Beseitigung von Verunreinigungen, wie etwa unverbrannte Kraftstoffkomponenten sowie Aschen und Öle des Kraftstoffs, welche dem Sensorelement 30a anhaften, geeignet sind. Daher ist es möglich, die Verunreinigungen vollständig zu verbrennen und dadurch sicher zu beseitigen. Dies ermöglicht es, eine Erfassungsgenauigkeit des stromaufwärtigen Feuchtigkeitssensors 30 korrekt wiederherzustellen. Ferner ist es durch Anhalten eines Betriebs des Heizgeräts 35 danach möglich, zu verhindern, dass das Heizgerät 35 unnotwendigerweise oder in übermäßigem Maße arbeitet, wodurch ein Energieverbrauch minimiert wird.
  • Wenn die Sensorelementtemperatur THCM niedriger als die erste vorbestimmte Temperatur Treff ist und somit eine Besorgnis besteht, dass sich Kondensation ausgebildet hat, wird das Heizgerät 35 ferner in dem Kondensationsbeseitigungsmodus betrieben, um eine niedrigere Wärmemenge zu erzeugen als dann, wenn die HC-Steuerung/Regelung ausgeführt wird. Dies bewirkt, dass die Temperatur des Sensorelements 30a langsam von einer niedrigen Temperatur aus ansteigt, was eine Beseitigung der Kondensation mit minimalem Energieverbrauch ermöglicht, während sicher verhindert wird, dass das Sensorelement 30a durch eine starke Temperaturänderung springt.
  • Wie oben erwähnt wurde, wird der Heizgerätsteuer/regelprozess auch an dem stromabwärtigen Feuchtigkeitssensor 18 in der gleichen Weise ausgeführt, wodurch die gleichen Wirkungen, wie sie oben beschrieben wurden, für den stromabwärtigen Feuchtigkeitssensor 18 erhalten werden können.
  • 6 ist ein Flussdiagramm, welches eine Routine für einen Heizgerätsteuer/regelprozess zeigt, der während eines Stillstands der Maschine 2 ausgeführt wird. Zuerst wird in einem Schritt S61 bestimmt, ob ein nicht dargestellter Zündungsschalter der Maschine 2 aus ist oder nicht oder sich die Maschine 2 in einem Leerlaufstoppzustand befindet. Wenn die Antwort auf die Frage negativ (NEIN) ist, d. h. wenn die Maschine 2 sich in Betrieb befindet, wird das Programm sofort beendet, wohingegen dann, wenn die Antwort auf die Frage positiv (JA) ist, d. h. wenn die Maschine sich im Stillstand befindet, in einem Schritt S62 bestimmt wird, ob der HC-Steuerungs/Regelungsabschlussflag F_HCFIN den Wert 1 annimmt oder nicht. Wenn die Antwort auf die Frage positiv (JA) ist, d. h. wenn die HC-Steuerung/Regelung bereits abgeschlossen wurde, wird das Programm sofort beendet.
  • Wenn die Antwort auf die Frage negativ (NEIN) ist, was bedeutet, dass die HC-Steuerung/Regelung vor einem Stillstand der Maschine 2 nicht abgeschlossen wurde, wird ein Steuer/Regelprozess ausgeführt, welcher dem oben beschriebenen Heizgerätsteuer/regelprozess während eines Betriebs der Maschine 2 ähnlich ist. Zuerst wird in einem Schritt S63 bestimmt, ob die Sensorelementtemperatur THCM höher als die erste vorbestimmte Temperatur Treff ist oder nicht. Wenn die Antwort auf die Frage negativ (NEIN) ist, d. h. wenn TH – CM ≤ Tref1 gilt, schreitet das Programm zu einem Schritt S64 voran, in welchem ähnlich zu dem Schritt S46 in 4 das Heizgerät 35 in dem Kondensationsbeseitigungsmodus betrieben wird, um eine kleinere Wärmemenge zu erzeugen, gefolgt von einer Beendigung des Programms.
  • Wenn die Antwort auf die Frage des Schritts S63 positiv (JA) ist, wird ähnlich zu dem Schritt S52 in 5 in einem Schritt S65 bestimmt, ob THCM > Tref2 gilt oder nicht. Wenn die Antwort auf die Frage negativ (NEIN) ist, d. h. wenn die Sensorelementtemperatur THCM gleich oder niedriger als die zweite vorbestimmte Temperatur Tref2 ist, wird das Heizgerät 35 in einem Schritt S66 betrieben, gefolgt von einer Beendigung des Programms. Wenn die Antwort auf die Frage des Schritts S65 positiv (JA) ist, d. h. wenn THCM > Tref2 gilt, wird die Zählung CHCA eines CHCA-Zählers in einem Schritt S67 inkrementiert und dann wird in einem Schritt S68 bestimmt, ob die Zählung CHCA des CHCA-Zählers größer als ein Wert CHCAref (welcher beispielsweise 10 Sekunden entspricht) ist oder nicht. Wenn die Antwort auf die Frage negativ (NEIN) ist, was bedeutet, dass CHCA ≤ CHCAref gilt, schreitet das Programm voran zu einem Schritt S69, in welchem der HC-Steuerungs/Regelungsabschlussflag F_HCFIN auf 0 gesetzt wird, um die HC-Steuerung/Regelung fortzusetzen.
  • Wenn die Antwort auf die Frage des Schritts S68 positiv (JA) ist, d. h. wenn CHCA > CHCAref gilt, wird der HC-Steuerungs/Regelungsabschlussflag F_HCFIN in einem Schritt S70 auf 1 gesetzt und die Energiezufuhr zum Heizgerät 35 und die Energiezufuhr zur ECU 25 werden in einem Schritt S71 ausgeschaltet, um die HC-Steuerung/Regelung zu unterbrechen, gefolgt von einer Beendigung des Programms.
  • Wie oben beschrieben wurde, wird dann, wenn die HC-Steuerung/Regelung während eines Betriebs der Maschine 2 nicht abgeschlossen wurde, der Heizgerätsteuer/regelprozess selbst während eines Stillstands der Maschine 2 in der gleichen Art und Weise weiterhin ausgeführt, wie er während eines Betriebs der Maschine 2 ausgeführt wird. Dies ermöglicht es, Verunreinigungen sicher zu beseitigen und dadurch die Erfassungsgenauigkeit des stromabwärtigen Feuchtigkeitssensors 30 korrekt wiederherzustellen.
  • 7 zeigt einen Verschlechterungsbestimmungsprozess zur Bestimmung einer Verschlechterung des Adsorptionsmittels 11, welcher ausgeführt wird, nachdem die Maschine gestoppt hat. Diese Verschlechterungsbestimmung wird auf Grundlage des folgenden Grundgedankens ausgeführt: Nachdem die Maschine 2 gestoppt hat, adsorbiert das Adsorptionsmittel 11 mehr Feuchtigkeit, da die Temperatur des Adsorptionsmittels 11 progressiv sinkt, und die Adsorption schreitet voran, bis das Adsorptionsmittel 11 gesättigt ist. Daher wird eine in der Nähe des Adsorptionsmittels 11 erfasste Feuchtigkeit im Wesentlichen statisch oder konstant. Ferner repräsentiert die Feuchtigkeit in diesem statischen Zustand einen Verschlechterungsgrad des Adsorptionsmittels 11. Genauer ist die Fähigkeit des Adsorptionsmittels, Feuchtigkeit zu adsorbieren, niedriger, wenn der Verschlechterungsgrad des Adsorptionsmittels 11 höher ist, und somit weist der Wert der in diesem statischen Zustand erfassten Feuchtigkeit üblicherweise einen größeren Wert dann auf, wenn sich das Adsorptionsmittels 11 in dem verschlechterten Zustand befindet als dann, wenn sich das Adsorptions mittel 11 in dem normalen oder nicht verschlechterten Zustand befindet. Daher ist es auf Grundlage des Werts der in dem statischen Zustand durch den stromaufwärtigen Feuchtigkeitssensor 30 erfassten Feuchtigkeit möglich, eine Verschlechterung des Adsorptionsmittels 11 zu bestimmen. Da die Verschlechterungsbestimmung auf Grundlage des Werts einer Feuchtigkeit ausgeführt wird, welche erfasst wird, wenn sich die Feuchtigkeit in dem statischen Zustand befindet, ist es möglich, einen kostengünstigen Feuchtigkeitssensor zu verwenden, welcher ein verhältnismäßig niedriges Ansprechverhalten aufweist.
  • Der Verschlechterungsbestimmungsprozess wird durch einen nicht dargestellten Aus-Timer gestartet, welcher die ECU 25 erneut startet, nachdem eine vorbestimmte Zeitdauer (z. B. zwei Stunden) verstrichen sind, nachdem die Maschine gestoppt wurde, um die Verschlechterung des Adsorptionsmittels 11 auf Grundlage der durch den stromaufwärtigen Feuchtigkeitssensor 30 erfassten relativen Feuchtigkeit VHUMD zu bestimmen. Als Erstes wird in einem Schritt S101 bestimmt, ob der HC-Steuerungs/Regelungsabschlussflag F_HCFIN den Wert 1 annimmt oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage negativ (NEIN) ist, d. h. wenn die HC-Steuerung/Regelung während des vorhergehenden Betriebs der Maschine 2 oder während eines Stillstands danach nicht abgeschlossen wurde, wobei berücksichtigt wird, dass ein Anhaften von Verunreinigungen am Sensorelement 30a die genaue Bestimmung einer Verschlechterung des Adsorptionsmittels 11 verhindern kann, wird die Verschlechterungsbestimmung nicht ausgeführt, gefolgt von einer Beendigung des vorliegenden Programms.
  • Wenn die Antwort auf die Frage des Schritts S101 positiv (JA) ist, wird in einem Schritt S102 bestimmt, ob ein Desorptionsabschlussflag F_HCPG den Wert 1 annimmt oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage negativ (NEIN) ist, d. h. wenn ein Desorptionsprozess zum Desorbieren, d. h. Freigeben, von adsorbiertem Kohlenwasserstoff während des vorhergehenden Betriebs der Maschine 2 nicht abgeschlossen wurde, besteht eine Besorgnis, dass die Verschlechterungsbestimmung des Adsorptionsmittels 11 aufgrund von in dem Adsorptionsmittel 11 verbleibenden Kohlenwasserstoffen nicht genau ausgeführt werden kann, und somit wird das vorliegende Programm beendet.
  • Wenn die Antwort auf die Frage des Schritts S102 positiv (JA) ist, d. h. wenn der Desorptionsprozess während des vorhergehenden Betriebs der Maschine abgeschlossen wurde, wird bestimmt, ob ein Verschlechterungsbestimmungserlaubnisflag F_MCND den Wert 1 annimmt oder nicht (Schritt S103). Der Verschlechterungsbestimmungserlaubnisflag F_MCND wird auf 1 gesetzt, wenn ein Zustand, in welchem die Maschinenkühlmitteltemperatur TW höher als ein vorbestimmter Wert (z. B. 85°C) ist, d. h. die Temperatur des Adsorptionsmittels 11 auf einen Wert angestiegen ist, der hoch genug ist, um die durch das Adsorptionsmittel 11 adsorbierten Kohlenwasserstoffe zu desorbieren bzw. freizugeben, und das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis KCMD innerhalb eines vorbestimmten Bereichs bei oder in der Nähe des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses liegt, für eine vorbestimmte Zeitdauer oder länger fortgedauert hat, wobei in einem solchen Fall beurteilt wird, dass die Verschlechterungsbestimmung des Adsorptionsmittels 11 genau ausgeführt werden kann. Wenn die Antwort auf die Frage des Schritts S103 negativ ist, d. h. wenn F_MCND = 0 gilt, wird daher das vorliegende Programm sofort beendet.
  • Wenn die Antwort auf die Frage des Schritts S103 positiv (JA) ist, d. h. wenn F_MCND = 1 gilt, wird in einem Schritt S104 bestimmt, ob ein durch Subtrahieren der Umgebungslufttemperatur TA von der Motorkühlmitteltemperatur TW erhaltener Wert kleiner als ein vorbestimmter Wert DT ist oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage positiv (JA) ist, d. h. wenn TW – TA < DT gilt, wird beurteilt, dass die Maschinenkühlmitteltemperatur TW auf eine Temperatur abgefallen ist, welche im Wesentlichen gleich der Umgebungslufttemperatur ist; mit anderen Worten, dass die Temperatur des Adsorptionsmittels 11 auf die zur Umgebungslufttemperatur im Wesentlichen gleiche Temperatur abgefallen ist, und somit ist die Feuchtigkeit in der Nähe des Adsorptionsmittels 11 im Wesentlichen statisch geworden. Daher wird durch Nachsehen in einer nicht dargestellten Tabelle nach Maßgabe der Maschinenkühlmitteltemperatur TW ein Referenzwert VHUMD_JUDO, mit Bezug auf welchen die Verschlechterung des Adsorptionsmittels 11 bestimmt wird, berechnet (Schritt S105). Der Referenzwert VHUMD_JUDO wird auf einen kleineren Wert gesetzt, wenn die Maschinenkühlmitteltemperatur TW niedriger ist.
  • Im folgenden Schritt S106 wird bestimmt, ob die relative Feuchtigkeit VHUMD gleich oder niedriger als der Referenzwert VHUMD_JUDO ist oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage positiv (JA) ist, d. h. wenn VHUMD ≤ VHUMD_JUDO gilt, wird beurteilt, dass die Wasseradsorptionsfähigkeit des Adsorptionsmittels 11 hoch ist und somit dass das Adsorptionsmittel 11 sich nicht verschlechtert hat, sodass ein Verschlechterungsflag F_TRSDT in einem Schritt S107 auf 0 gesetzt wird, um diese Tatsache anzuzeigen, gefolgt von einer Beendigung des Programms.
  • Wenn die Antwort auf die Frage des Schritts S106 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn VHUMD > VHUMD_JUDO gilt, wird beurteilt, dass die Wasseradsorptionsfähigkeit des Adsorptionsmittels 11 niedrig ist, und somit dass das Adsorptionsmittel 11 verschlechtert ist, sodass in einem Schritt S108 der Verschlechterungsflag F_TRSDT auf 1 gesetzt wird, gefolgt von einer Beendigung des Programms.
  • Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schritts S104 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn TW – TA ≥ DT gilt, mit anderen Worten, wenn die Temperatur des Adsorptionsmittels 11 nicht auf die Temperatur abgefallen ist, welche im Wesentlichen gleich der Umgebungslufttemperatur ist, wird beurteilt, dass die relative Feuchtigkeit VHUMD nicht statisch geworden ist, sodass die Zählung C_DONE eines C_DONE-Zählers zum Zählen der Anzahl an Ausführungen der Verschlechterungsbestimmung in einem Schritt S109 inkrementiert wird, und dann wird in einem Schritt S110 bestimmt, ob die Zählung C_DONE gleich oder kleiner als ein oberer Grenzwert N ist. Die Zählung C_DONE des C_DONE-Zählers wird auf 0 initialisiert, wenn die Maschine 2 gestoppt wird.
  • Wenn die Antwort auf die Frage des Schritts S110 positiv (JA) ist, d. h. wenn C_DONE ≤ N gilt, wird in einem Schritt S111 die auf den oben genannten Aus- Timer gesetzte Zeit auf eine erste vorbestimmte Zeitdauer Δt (z. B. 30 Minuten) gesetzt, welche kürzer als die oben genannte vorbestimmte Zeitdauer ist, gefolgt von einer Beendigung des Programms. Der vorliegende Prozess wird dadurch einmal unterbrochen und nach dem Verstreichen der ersten vorbestimmten Zeitdauer Δt durch den erneuten Start der ECU 25 wieder aufgenommen. Während dieser Unterbrechung wird die Zählung C_DONE angehalten. Dann, wenn die Antwort auf die Frage des Schritts S104 in dem wiederaufgenommenen Verschlechterungsbestimmungsprozess positiv (JA) wird, werden die Schritte S105 und folgende ausgeführt, um die Verschlechterungsbestimmung durchzuführen.
  • Wenn dagegen selbst in dem wiederaufgenommenen Prozess die Antwort auf die Frage des Schritts S104 negativ (NEIN) ist und zur gleichen Zeit die Antwort auf die Frage des Schritts S110 negativ (NEIN) ist, d. h. selbst wenn mit dem Verstreichen einer Zeitdauer, welche dem oberen Grenzwert N entspricht, zusätzlich zu der vorbestimmten Zeitdauer nach dem Stoppen der Maschine 2 die Maschinenkühlmitteltemperatur TW nicht zu der Umgebungslufttemperatur TA konvergiert ist, wird beurteilt, dass die Verschlechterung des Adsorptionsmittels 11 nicht genau bestimmt werden kann, sodass das vorliegende Programm beendet wird.
  • Wie oben beschrieben wurde, wird die Verschlechterungsbestimmung des Adsorptionsmittels 11 auf Grundlage des Erfassungsergebnisses durch den stromaufwärtigen Feuchtigkeitssensor 30 durchgeführt, und zwar ausgeführt, nachdem die Maschine 2 angehalten wurde, d. h. in einem Zustand, in welchem keine Abgase strömen. Ferner wird in dem normalen Betriebszustand der Maschine 2, nachdem der Dreiwegekatalysator 5 aktiviert worden ist, der Abgaskanal auf den Hauptkanal 12 geschaltet und die Abgase strömen nicht zum stromaufwärtigen Feuchtigkeitssensor 30 hin. Somit wird verhindert, dass der stromaufwärtige Feuchtigkeitssensor 30 Abgasen ausgesetzt ist, welche während eines Betriebs der Maschine 2 strömen, abgesehen von einer Zeitdauer, während welcher Kohlenwasserstoffe bei oder unmittelbar nach einem Kaltstart der Maschine 2 adsorbiert werden, und die Heizgerätsteuerung/regelung kann während eines Betriebs der Maschine 2 ausgeführt werden, wodurch die Sensorelementtemperatur THCM bei einer vorbestimmten Temperatur gehalten werden kann. Daher ist es möglich, zu verhindern, dass Verunreinigungen an dem Sensorelement 30a anhaften, und es ist möglich, eine ausgezeichnete Erfassungsgenauigkeit des stromaufwärtigen Feuchtigkeitssensors 30 zu bewahren.
  • Ferner wird die Verschlechterungsbestimmung des Adsorptionsmittels 11 ausgeführt, während ein Anhaften von Verunreinigungen daran unterdrückt wird, und auch falls die HC-Steuerung/Regelung abgeschlossen wurde, d. h. nach einer Beseitigung von dem Sensorelement 30a anhaftenden Verunreinigungen. Ferner wird die Verschlechterungsbestimmung ausgeführt, wenn die Maschine 2 mit einer Zufuhr des Gemisches bei oder in der Nähe des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses arbeitete, d. h. in einem für die Verschlechterungsbestimmung geeigneten Zustand, in welchem die Feuchtigkeit einer Atmosphäre, in der der stromaufwärtige Feuchtigkeitssensor 30 arbeitet, mit geringer Schwankung relativ hoch ist. Dieser Zustand, kombiniert mit einer Bewahrung der ausgezeichneten Erfassungsgenauigkeit des stromaufwärtigen Feuchtigkeitssensors 30, ermöglicht es, eine genaue Verschlechterungsbestimmung des Adsorptionsmittels durchzuführen.
  • Es sollte angemerkt werden, dass die Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform begrenzt ist, sondern auf verschiedene Arten und Weisen ausgeführt werden kann. Beispielsweise kann, obwohl in der obigen Ausführungsform die Sensorelementtemperatur THCM unter Verwendung der Temperatursensoren 20, 30 erfasst wird, sie durch arithmetische Operationen auf Grundlage von Betriebszuständen der Maschine 2 geschätzt werden. Obwohl eine Bestimmung, ob die Atmosphäre, in der der stromaufwärtige Feuchtigkeitssensor 30 arbeitet, sich in dem Oxidationszustand befindet oder nicht, auf Grundlage des Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältniskoeffizienten KCMD ausgeführt wird, ist dies ferner nicht einschränkend, sondern diese Bestimmung kann auf Grundlage der Sauerstoffkonzentration innerhalb des Abgases durchgeführt werden, welche durch den LAF-Sensor 21 erfasst wird. Anstelle des Ad sorptionsmittels 11 der Ausführungsform kann ferner ein hybrider Kohlenwasserstoff-adsorbierender Katalysator verwendet werden, bei welchem ein Adsorptionsmittel und ein Dreiwegekatalysator in Kombination vorgesehen sind. Dieser Kohlenwasserstoff-adsorbierende Katalysator adsorbiert Kohlenwasserstoffe in einem Zustand, in welchem der Katalysator bei einem Kaltstart der Maschine 2 nicht aktiviert wurde und dann, nach einer Aktivierung des Katalysators, werden die Abgase durch eine katalytische Oxidations-Reduktions-Wirkung desselben gereinigt. Daher können selbst bei der Verwendung des Kohlenwasserstoff-adsorbierenden Katalysators die gleichen vorteilhaften Wirkungen erhalten werden, wie sie durch die obige Ausführungsform bereitgestellt werden.
  • Es wird ferner von Fachleuten verstanden werden, dass das Vorstehende eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist und dass verschiedene Änderungen und Modifikationen ausgeführt werden könne, ohne vom Grundgedanken und vom Rahmen derselben abzuweichen.
  • Es ist ein Temperatursteuer/regelsystem für einen Feuchtigkeitssensor bereitgestellt, welches in der Lage ist, einem Sensorelement des Sensors anhaftende Verunreinigungen effizient und ausreichend zu beseitigen, während verhindert wird, dass das Sensorelement aufgrund von Wärme springt, die durch ein Heizgerät in einem Zustand daran ausgebildeter Kondensation erzeugt wird, und während ein Anhaften von Verunreinigungen an dem Sensorelement unterdrückt wird, wodurch es ermöglicht wird, eine ausgezeichnete Erfassungsgenauigkeit des Feuchtigkeitssensors zu bewahren. Das Temperatursteuer/regelsystem steuert/regelt die Temperatur des Sensorelements des Feuchtigkeitssensors, welcher in einem Abgasrohr zur Erfassung einer Feuchtigkeit in dem Abgasrohr angeordnet ist. Ein Heizgerät beheizt das Sensorelement. Die Temperatur des Sensorelements wird erfasst. Wenn die erfasste Temperatur des Sensorelements höher als eine vorbestimmte Temperatur ist, wird das Heizgerät betrieben.

Claims (5)

  1. Temperatursteuer/regelsystem zum Steuern/Regeln einer Temperatur eines Sensorelements eines Feuchtigkeitssensors, welcher in einem Auspuffrohr einer Brennkraftmaschine angeordnet ist, um Feuchtigkeit im Inneren des Auspuffrohrs zu erfassen, wobei das Temperatursteuer/regelsystem umfasst: eine Heizvorrichtung zum Beheizen des Sensorelements; ein Temperaturerfassungsmittel zum Erfassen der Temperatur des Sensorelements; sowie ein Heizvorrichtungssteuer/regelmittel, um die Heizvorrichtung arbeiten zu lassen, wenn die durch das Temperaturerfassungsmittel erfasste Temperatur des Sensorelements höher ist als eine erste vorbestimmte Temperatur.
  2. Temperatursteuer/regelsystem nach Anspruch 1, bei welchem die erste vorbestimmte Temperatur eine Temperatur ist, bei welcher sich Kondensation am Sensorelement nicht ausbilden kann.
  3. Temperatursteuer/regelsystem nach Anspruch 1, bei welchem die Heizvorrichtung derart konfiguriert ist, dass sie eine veränderliche Wärmemenge erzeugt, und bei welchem das Heizvorrichtungssteuer/regelmittel die Heizvorrichtung derart arbeiten lässt, dass es eine geringere Wärmemenge erzeugt, wenn die Temperatur des Sensorelements gleich oder kleiner als die erste vorbestimmte Temperatur ist, als dann, wenn die Temperatur des Sensorelements höher als die erste vorbestimmte Temperatur ist.
  4. Temperatursteuer/regelsystem nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Atmosphärenbestimmungsmittel zur Bestimmung, ob eine Atmosphäre, in welcher der Feuchtigkeitssensor arbeitet, sich in einem Oxidationszustand befindet oder nicht, und bei welchem das Heizvorrichtungssteuer/regelmittel die Heizvorrichtung derart arbeiten lässt, dass es einen Betrieb stoppt, wenn eine Zeit eine vorbestimmte Zeitdauer erreicht hat, über welche Zeit die Heizvorrichtung in Betrieb ist, während die Temperatur des Sensorelements höher als eine zweite vorbestimmte Temperatur ist, die hoch genug ist, um dem Sensorelement anhaftende Verunreinigungen zu beseitigen, und während die Atmosphäre, in welcher der Feuchtigkeitssensor arbeitet, sich im Oxidationszustand befindet.
  5. Temperatursteuer/regelsystem nach Anspruch 1, bei welchem das Heizvorrichtungssteuer/regelmittel die Heizvorrichtung während eines Stillstands der Maschine arbeiten lässt.
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