ES2240622T3 - Aparato para determinar el estado de un sensor de humedad. - Google Patents
Aparato para determinar el estado de un sensor de humedad.Info
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Abstract
Un aparato para determinar el estado de un sensor de humedad (22) dispuesto en un sistema de escape (2) de un motor de combustión interna (1) para detectar humedad dentro de un tubo de escape (4), incluyendo dicho aparato: medios de determinación de estado operativo (25) para determinar si dicho motor de combustión interna (1) está en un estado operativo predeterminado, caracterizado por medios de cálculo de parámetro de estado de cambio (25) para calcular un parámetro de estado de cambio indicativo de una cantidad de cambio (VHUMD-VHUMD_REF; ÄVR2) de una señal (VHUMD; VR) detectada por dicho sensor de humedad (22) en base a la señal detectada (VHUMD; VR) de dicho sensor de humedad (22) detectado cuando dicho motor de combustión interna (1) está en dicho estado operativo predeterminado; y medios de determinación de estado (25) para determinar el estado de dicho sensor de humedad (22) según dicho parámetro de estado de cambio calculado.
Description
Aparato para determinar el estado de un sensor de
humedad.
La presente invención se refiere a un aparato de
determinación de estado para determinar el estado de un sensor de
humedad según el preámbulo de la reivindicación 1, que está
dispuesto en un sistema de escape de un motor de combustión interna
para detectar la humedad dentro de un tubo de escape.
El solicitante ya ha propuesto un aparato de
determinación de estado para un sensor de humedad del tipo
mencionado anteriormente, por ejemplo, en la Solicitud de Patente
japonesa publicada número 2001-323811. El sensor de
humedad está dispuesto en una posición hacia abajo de un adsorbente
para adsorber hidrocarbonos contenidos en gases de escape para
determinar el deterioro del adsorbente. La determinación del
deterioro del adsorbente se basa en la característica del adsorbente
hecho de zeolita o análogos que adsorbe humedad simultáneamente con
hidrocarbonos, y en una relación proporcional de la capacidad de
adsorber hidrocarbonos a la capacidad de adsorber humedad. Así, la
humedad de los gases de escape después de pasar por el adsorbente es
detectada por el sensor de humedad para determinar una degradación
de la capacidad del adsorbente de adsorber humedad, es decir, un
deterioro del adsorbente. Específicamente, el aparato de
determinación de estado establece un tiempo predeterminado requerido
para que la humedad detectada por el sensor de humedad aumente un
valor predeterminado, asociado con un aumento gradual de la humedad
de los gases de escape que pasan por el adsorbente que adsorbe
humedad mientras tanto después del arranque de un motor según la
humedad al tiempo del arranque, y análogos, y mide el tiempo real
que la humedad detectada tarda en aumentar el valor predeterminado.
Después, el aparato de determinación de estado determina que el
adsorbente se deteriora cuando el tiempo medido es más corto que el
tiempo predeterminado, a partir del hecho de que la humedad
detectada aumenta a una tasa alta.
Mientras el deterioro del adsorbente se determina
en base al resultado detectado por el sensor de humedad como se ha
descrito anteriormente, un elemento detector, que forma parte del
sensor de humedad, está expuesto en todo momento a gases de escape a
altas temperaturas y por lo tanto es altamente susceptible de
deterioro. Puesto que el sensor de humedad deteriorado podría
afectar adversamente a la exactitud de la determinación del
deterioro del adsorbente, se hace una determinación de fallo
adicional (determinación de estado) del sensor de humedad junto con
la determinación de deterioro para el adsorbente. La determinación
de fallo del sensor de humedad se basa en el hecho de que un valor
detectado por el sensor de humedad permanece establemente
sustancialmente a un valor constante en una región de alta humedad
cuando el adsorbente ha adsorbido completamente hidrocarbonos y
humedad en los gases de escape y está saturado. Se determina que el
sensor de humedad tiene fallo cuando la humedad detectada por el
sensor de humedad al tiempo en que se estima que el adsorbente está
saturado es menor que un valor predeterminado.
Sin embargo, la técnica anterior para determinar
un fallo en el sensor de humedad compara simplemente la humedad
detectada por el sensor de humedad, que permanece sustancialmente a
un valor constante debido al adsorbente saturado, con el valor
predeterminado. Por esta razón, por ejemplo, incluso cuando el
sensor de humedad se deteriora con una menor sensibilidad que hace
que la humedad detectada durante la adsorción del adsorbente cambie
realmente a una velocidad muy baja, se determina que el sensor de
humedad es normal cuando la humedad detectada llega eventualmente al
valor predeterminado. Por otra parte, en la determinación de
deterioro del adsorbente, se determina que el adsorbente está
deteriorado cuando la humedad detectada por el sensor de humedad
durante la adsorción aumenta a una tasa alta, como se ha descrito
anteriormente. Así, cuando se utiliza un sensor de humedad
deteriorado con baja sensibilidad para determinar un deterioro de un
adsorbente, el adsorbente, que está realmente deteriorado, se podría
determinar erróneamente que es normal porque la humedad detectada
aumenta a una velocidad más baja durante la adsorción, dando origen
a una reducción de la exactitud de la determinación de deterioro
para el adsorbente.
EP 1203878 describe otro aparato de determinación
de estado para un sensor de humedad del tipo mencionado
anteriormente, donde se determina que un sensor de humedad ha
fallado si un valor de humedad medido por el sensor de humedad
después de terminar la adsorción de hidrocarbonos y humedad por el
adsorbente, cae por debajo de un valor de referencia
predeterminado.
La presente invención se ha realizado para
resolver el problema mencionado anteriormente, y un objeto de la
invención es proporcionar un aparato de determinación de estado de
un sensor de humedad que es capaz de determinar con precisión el
estado de un sensor de humedad, incluyendo la sensibilidad, a partir
del resultado detectado por el sensor propiamente dicho.
Para lograr el objeto anterior, la presente
invención proporciona un aparato de determinación de estado para un
sensor de humedad dispuesto en un sistema de escape de un motor de
combustión interna para detectar una humedad dentro de un tubo de
escape. El aparato se caracteriza por incluir medios de cálculo de
parámetro de estado de cambio para calcular un parámetro de estado
de cambio indicativo de una cantidad de cambio de un valor detectado
por el sensor de humedad en base al valor detectado del sensor de
humedad detectado cuando el motor de combustión interna está en el
estado operativo predeterminado; y medios de determinación de estado
para determinar el estado del sensor de humedad según el parámetro
de estado de cambio calculado.
Según este aparato de determinación de estado
para un sensor de humedad, un parámetro de estado de cambio
indicativo de una cantidad de cambio de un valor detectado por el
sensor de humedad se calcula en base al valor detectado del sensor
de humedad detectado cuando el motor de combustión interna está en
el estado operativo predeterminado, y el estado del sensor de
humedad se determina según el parámetro de estado de cambio
calculado. Así, el parámetro de estado de cambio refleja una
situación de cambio del valor realmente detectado por el sensor de
humedad durante un estado operativo predeterminado del motor de
combustión interna, de manera que el aparato de determinación de
estado para un sensor de humedad puede determinar apropiadamente las
características y/o estado del sensor de humedad, incluyendo la
sensibilidad, según la condición operativa del motor de combustión
interna según el parámetro de estado de cambio.
Preferiblemente, el aparato de determinación de
estado para un sensor de humedad incluye además un adsorbente capaz
de adsorber hidrocarbonos y humedad en gases de escape, y dispuesto
en una posición hacia arriba del sensor de humedad en el sistema de
escape, donde el estado operativo predeterminado es después del
arranque del motor de combustión interna.
Según esta realización preferida del aparato de
determinación de estado para un sensor de humedad, el adsorbente,
hecho de zeolita o análogos, capaz de adsorber hidrocarbonos y
humedad en los gases de escape, está dispuesto en el sistema de
escape, y el sensor de humedad está dispuesto hacia abajo del
adsorbente. El adsorbente adsorbe hidrocarbono y humedad incluidos
en los gases de escape en cantidades relativamente grandes después
del arranque del motor de combustión interna para evitar la emisión
de hidrocarbonos a la atmósfera. En una fase inicial después del
arranque del motor de combustión interna, la humedad es adsorbida
por el adsorbente en una mayor proporción y por lo tanto pasa por el
adsorbente en una proporción más baja, de manera que el sensor de
humedad detecta una humedad baja dentro de un tubo de escape situado
hacia abajo. Después, cuando la humedad es adsorbida
incrementalmente por el adsorbente, la humedad pasa por el
adsorbente en una mayor proporción, haciendo que la humedad aumente
dentro del tubo de escape situado hacia abajo. De esta manera, la
humedad dentro del tubo de escape detectada por el sensor de humedad
aumenta en gran parte después del arranque del motor de combustión
interna, de manera que las características y/o el estado del sensor
de humedad, incluyendo la sensibilidad, se puede determinar
apropiadamente y con exactitud determinando el estado del sensor de
humedad en base al parámetro de estado de cambio calculado durante
este período después del arranque. Además, el adsorbente se puede
determinar apropiadamente en términos de deterioro según el
resultado de la determinación.
Preferiblemente, el aparato de determinación de
estado para un sensor de humedad incluye además medios de
establecimiento de valor de determinación para establecer un valor
de determinación según una sensibilidad del sensor de humedad antes
del deterioro, donde los medios de determinación de estado comparan
el parámetro de estado de cambio con el valor de determinación
establecido para determinar la degradación de la sensibilidad del
sensor de humedad.
Según esta realización preferida del aparato de
determinación de estado para un sensor de humedad, el parámetro de
estado de cambio se compara con un valor de determinación que se
establece según la sensibilidad del sensor de humedad antes del
deterioro para determinar una degradación de la sensibilidad del
sensor de humedad. Comparando así el valor de determinación
indicativo de la sensibilidad antes del deterioro con el parámetro
de estado de cambio, es posible determinar más apropiadamente y con
precisión una degradación de la sensibilidad del sensor de
humedad.
Preferiblemente, en el aparato de determinación
de estado para un sensor de humedad, la sensibilidad antes del
deterioro es detectada previamente para cada sensor de humedad, y la
información de sensibilidad indicativa de la sensibilidad detectada
antes del deterioro se almacena en el sensor de humedad, y los
medios de establecimiento de valor de determinación establecen el
valor de determinación en base a la información de sensibilidad
almacenada.
Según esta realización preferida del aparato de
determinación de estado para un sensor de humedad, la información de
sensibilidad indicativa de la sensibilidad antes del deterioro
previamente detectado para cada sensor de humedad se almacena en
cada sensor de humedad, de manera que el valor de determinación se
establece en base a la información de sensibilidad. Por lo tanto, es
posible establecer apropiadamente el valor de determinación
indicativo de la sensibilidad antes del deterioro, reflejando al
mismo tiempo variaciones en la sensibilidad inherentemente que posee
el sensor de humedad como una diferencia individual al valor de
determinación, determinando por lo tanto más exactamente una
degradación de la sensibilidad de cada sensor de humedad.
La figura 1 es un diagrama que ilustra en general
un motor de combustión interna en el que un aparato de determinación
de estado para un sensor de humedad se aplica según una realización
de la presente invención.
La figura 2 es una vista en sección transversal
ampliada que ilustra un adsorbedor de hidrocarbono.
La figura 3 es un diagrama de flujo que ilustra
una rutina para determinar si se ejecuta o no una determinación de
deterioro para un sensor de humedad.
Las figuras 4 y 5 son diagramas de flujo que
ilustran en combinación una rutina para determinar un deterioro del
sensor de humedad.
La figura 6 es un diagrama de sincronización que
muestra un ejemplo de aplicar el proceso de determinación de
deterioro según la realización.
La figura 7 es un diagrama de sincronización que
muestra un ejemplo de aplicar el proceso de determinación de
deterioro según una modificación ejemplar de la realización.
Y la figura 8 es un diagrama que ilustra la
configuración del sensor de humedad incluyendo un elemento resistivo
informativo.
A continuación, se describirá con detalle un
aparato de determinación de estado para un sensor de humedad según
una realización preferida de la presente invención con referencia a
los dibujos anexos. La figura 1 ilustra un motor de combustión
interna en el que se aplica un aparato de determinación de estado
para un sensor de humedad según la realización de la presente
invención. El motor de combustión interna ilustrado (denominado más
adelante el "motor") 1 tiene un sistema de escape 2 que incluye
un tubo de escape 4 conectado al motor 1 mediante un colector de
escape 3. Un catalizador 6 que tiene dos catalizadores de tres vías
5, y un adsorbedor de hidrocarbono 7 para adsorber hidrocarbonos se
han dispuesto a mitad de camino en el tubo de escape 4 para
purificar gases de escape. Los dos catalizadores de tres vías 5 del
catalizador 6 están dispuestos uno junto a otro a lo largo del tubo
de escape 4, y purifican sustancias nocivas (hidrocarbonos (HC),
monóxido de carbono (CO) y óxidos de nitrógeno (NOx)) presentes en
los gases de escape que pasan por el catalizador 6 por acciones del
catalizador de oxidación-reducción, cuando se
calientan a una temperatura predeterminada (por ejemplo, 300ºC) o
superior y se activan.
A su vez, el adsorbedor de hidrocarbono 7 está
dispuesto en una posición hacia abajo del catalizador 6 en el tubo
de escape 4, y dispuesto para reducir la cantidad de hidrocarbonos
emitida a la atmósfera adsorbiendo hidrocarbonos en los gases de
escape durante un período de arranque (por ejemplo, durante
aproximadamente 30 a 40 segundos desde el arranque) del motor 1 en
un estado frío en el que los catalizadores de tres vías 5 no han
sido activados. Como se ilustra en las figuras 1 y 2, el adsorbedor
de hidrocarbono 7 está acoplado a un extremo situado hacia abajo del
catalizador 6 mediante un interruptor de paso de escape 8. El
adsorbedor de hidrocarbono 7 incluye una carcasa sustancialmente
cilíndrica 11; un tubo de escape derivado 12 dispuesto dentro de la
carcasa 11; y un adsorbedor cilíndrico 16 dispuesto a mitad de
camino en el tubo de escape derivado 12 para adsorber hidrocarbonos
en los gases de escape que son introducidos en el tubo de escape
derivado 12.
Como se ilustra en la figura 2, la carcasa 11
tiene su extremo situado hacia arriba dividido en dos, es decir, un
agujero superior y otro inferior 11a, 11b. El agujero superior 11a
está en comunicación con un paso principal 13 que tiene una sección
transversal anular y formado entre la carcasa 11 y el tubo de escape
derivado 12, mientras que el agujero inferior 11b está en
comunicación con un paso de derivación 14 que es un espacio interior
del tubo de escape derivado 12.
El tubo de escape derivado 12 tiene su extremo
situado hacia arriba conectado a una superficie interior del agujero
inferior 11b de la carcasa 11, y un extremo situado hacia abajo
conectado a una superficie interior de un extremo situado hacia
abajo de la carcasa 11, respectivamente, en un estado estanco al
agua. El tubo de escape derivado 12 se forma con una pluralidad (por
ejemplo, cinco) de agujeros de comunicación alargados 12a en una
porción de extremo descendente en la dirección circunferencial a
intervalos iguales, de tal manera que el extremo situado hacia abajo
del paso principal 13 esté en comunicación con el extremo situado
hacia abajo del paso de derivación 14 mediante estos agujeros de
comunicación 12a.
El adsorbente 16 consta de un núcleo de panal (no
representado), hecho de un metal, que lleva zeolita en su
superficie, y tiene la propiedad de adsorber humedad así como
hidrocarbonos. Cuando los gases de escape introducidos en el paso de
derivación 14 pasan por el adsorbente 16, los hidrocarbonos y la
humedad en los gases de escape son adsorbidos por la zeolita. La
zeolita, que tiene propiedades de alta resistencia al calor, adsorbe
hidrocarbonos a temperaturas bajas (por ejemplo, inferiores a
100ºC), y desorbe hidrocarbonos una vez adsorbidos por lo tanto a
una temperatura predeterminada o superior (por ejemplo,
100-250ºC). Después, los hidrocarbonos desorbidos se
hacen recircular al motor 1 desde el adsorbedor de hidrocarbono 7
mediante un tubo EGR 17 y un tubo de entrada 1a, y son quemados por
el motor 1.
El interruptor de paso de escape 8 se ha previsto
para conmutar selectivamente el paso de gases de escape hacia abajo
del catalizador 6 al paso principal 13 o paso de derivación 14 según
un estado activado de los catalizadores de tres vías 5. El
interruptor de paso de escape 8 incluye un tubo de acoplamiento
sustancialmente cilíndrico 18; y una válvula de conmutación
pivotable 15 dispuesta en el tubo de acoplamiento 18. La válvula de
conmutación 15 es movida por un excitador de válvula de conmutación
19 (véase la figura 1) que es controlado por una UEC 25, descrita
más adelante, para conmutar el paso de gases de escape al paso
principal 13 cuando está presente en una posición indicada por
líneas continuas en la figura 2 y para conmutar el paso de gases de
escape al paso de derivación 14 cuando está presente en una posición
indicada por líneas de dos puntos y raya.
Como se ha descrito anteriormente, el tubo EGR 17
está acoplado entre el tubo de acoplamiento 18 y el tubo de entrada
1a del motor 1 para recircular una porción de gases de escape al
motor 1, y una válvula de control EGR 20 está dispuesta a mitad de
camino en el tubo EGR 17. La válvula de control EGR 20 es controlada
por la UEC 25 para accionar y parar el EGR y controlar una cantidad
EGR.
En la configuración anterior, el paso de gases de
escape se conmuta al paso de derivación 14 por el interruptor de
paso de escape 8 inmediatamente después de un arranque en frío del
motor 1, dando lugar por ello a que los gases de escape pasen por el
catalizador 6 al paso de derivación 14. Los gases de escape son
emitidos a la atmósfera después de que los hidrocarbonos en los
gases de escape han sido adsorbidos por el adsorbente 16. Después,
cuando se determina que los hidrocarbonos han sido adsorbidos por el
adsorbente 16, el paso de gases de escape se conmuta al paso
principal 13 para llevar los gases de escape al paso principal 13
mediante el tubo de acoplamiento 18 para emisión a la atmósfera.
Además, cuando la válvula de control EGR 20 se abre para operar el
EGR, una porción de los gases de escape se hace recircular al tubo
de entrada 1a a través del paso de derivación 14 y el tubo EGR 17
como un gas EGR. Los hidrocarbonos desorbidos del adsorbente 16 se
envían al tubo de entrada 1a por el gas EGR y son quemados por el
motor 1.
Un sensor de humedad 22 está unido a la carcasa
11 del adsorbedor de hidrocarbono 7 en una posición hacia abajo del
adsorbente 16. Como se ilustra en la figura 2, el sensor de humedad
22 incluye un elemento sensor 22a; un cuerpo 22b para unir el
elemento sensor 22a mirando dentro de la carcasa 11; un mazo de
cables 22c que se extienden desde el cuerpo 22b; y un acoplador 22d
conectado al extremo delantero del mazo de cables 22c. Como se
ilustra en la figura 8, el acoplador 22d está conectado a la UEC 25
mediante otro acoplador 24a y mazos 24b, 24c. El elemento sensor 22a
incluye un cuerpo poroso, por ejemplo, hecho de alúmina, titania o
análogos. El sensor de humedad 22 aprovecha la característica de que
su valor de resistencia varía según la cantidad de humedad adsorbida
en los poros del elemento sensor 22a para detectar la humedad. En
esta realización, una humedad relativa VHUMD corregida para la
temperatura, después de convertir un potencial parcial resistivo
(voltaje) VR asociado con el valor de resistencia del elemento
sensor 22a, es enviado a la UEC 25 mediante el mazo de cables 24b
como una señal de detección del sensor de humedad 22.
Además, como se ilustra en la figura 8, se ha
dispuesto un elemento resistivo informativo 23 (información de
sensibilidad) en el acoplador 22d del sensor de humedad 22. El
elemento resistivo informativo 23 guarda información de sensibilidad
antes del deterioro del sensor de humedad 22 detectando previamente
la característica de salida de cada sensor de humedad 22 (la
pendiente de un valor de salida a una humedad relativa real) antes
del uso (antes del deterioro), determinando en cuál de una
pluralidad predeterminada (por ejemplo, diez) de configuraciones
características de salida cae la característica de salida detectada,
y proporcionando al acoplador 22d un elemento resistivo que tiene el
valor de resistencia correspondiente a la configuración
característica de salida determinada. El elemento resistivo
informativo 23 está conectado a la UEC 25 mediante el acoplador 24a
y mazo de cables 24c, de manera que el valor de resistencia es leído
por la UEC 25 como un valor de resistencia informativo Rn (por
ejemplo R1-R10) (información de sensibilidad). Se
deberá observar que el elemento resistivo informativo 23 se dispone
en el acoplador 22d porque el acoplador 22d no se calentará a
diferencia del cuerpo 22b que está en contacto con el sistema de
escape 2 del motor 1.
La UEC 25 también recibe una señal indicativa de
la temperatura del agua del motor TW de un sensor de temperatura del
agua del motor 23; una señal indicativa de la presión interna de
tubo de admisión PB de un sensor de presión interior de tubo de
admisión 24; y una señal CRK, que es una señal de impulso, de un
sensor de ángulo de calado 32, respectivamente. La señal CRK se
genera cada ángulo de calado predeterminado cuando gira el cigüeñal,
no representado, del motor 1. La UEC 25 calcula una velocidad
rotacional NE del motor 1 en base a la señal CRK. También está
conectada una lámpara de alarma 26 a la UEC 25 para generar una
alarma por iluminación cuando se determina que el absorbente 16 o
sensor de humedad 22 está deteriorado.
En esta realización, la UEC 25 funciona como unos
medios de determinación de estado operativo, medios de cálculo de
parámetro de estado de cambio, medios de determinación de estado, y
medios de establecimiento de valor de determinación. La UEC 25 se
basa en un microordenador que incluye una interface de E/S, una CPU,
una RAM, una ROM y análogos. Las señales de detección de dichos
sensores, tal como el sensor de humedad 22, se introducen en la CPU
después de haberse convertido A/D, respectivamente, y reconfigurado
en la interface de E/S. La CPU controla un tiempo de inyección de
combustible Tout para un inyector 2a del motor 1, el excitador de
válvula de conmutación 19, y la válvula de control EGR 20 según un
programa de control y análogos almacenado en la ROM en respuesta a
las señales de detección anteriores, y determina deterioros del
adsorbente 16 y el sensor de humedad 22.
Se determina si el adsorbente 16 está deteriorado
o no en base a la humedad relativa VHUMD detectada por el sensor de
humedad 22 durante la adsorción de la humedad 16 después del
arranque del motor 1. Específicamente, por ejemplo, como se describe
en dicha Solicitud de Patente japonesa número
2000-338375, se realiza una medición en un tiempo
requerido para que la humedad relativa VHUMD aumente un valor
predeterminado, y se determina que el adsorbente 16 está deteriorado
cuando el tiempo medido es más corto que un tiempo predeterminado
porque la humedad relativa VHUMD aumenta a una tasa alta.
A continuación se describirá con referencia a las
figuras 3 a 5 el procesado para determinar un deterioro del sensor
de humedad 22. La figura 3 ilustra una rutina para determinar si se
ejecuta o no una determinación de deterioro para el sensor de
humedad 22. Esta rutina se ejecuta solamente una vez inmediatamente
después de arrancar el motor 1.
En primer lugar, en esta rutina, se determina en
el paso 31 (denominado "S31" en la figura. Lo mismo se aplica a
la descripción siguiente) si la temperatura del agua del motor TW es
igual o superior a un valor límite inferior TWSNSL (por ejemplo,
0ºC) e igual o menor que un valor límite superior TWSNSH (por
ejemplo, 50ºC). Si la respuesta al paso 31 es NO, es decir, cuando
la temperatura del agua del motor TW al comienzo está fuera de un
rango predeterminado definido por los valores límite superior e
inferior TWSNSL, TWSNSH, la UEC 25 pone un señalizador de
habilitación de determinación de deterioro F_MCNDSNS a "0"
(paso 32) en el supuesto de que no se cumplan las condiciones para
ejecutar una determinación de deterioro para el sensor de humedad
22, seguido de la terminación de esta rutina.
Por otra parte, si la respuesta al paso 31 es SÍ,
es decir, cuando la temperatura del agua del motor TW está dentro
del rango predeterminado, la UEC 25 pone el señalizador de
habilitación de determinación de deterioro F_MCNDSNS a "1"
(paso 33) en el supuesto de que se cumplan las condiciones para
ejecutar la determinación de deterioro para el sensor de humedad 22.
A continuación, la UEC 25 establece la humedad relativa VHUMD
detectada por el sensor de humedad 22 en ese tiempo como los valores
iniciales de un valor mínimo VHUMD_MIN y un valor anterior
VHUMD_PRE, respectivamente, de la humedad relativa (pasos 34,
35).
A continuación, la UEC 25 establece un valor de
determinación de deterioro VHUMD_JUD2 (valor de determinación),
descrito más adelante, según un valor de resistencia informativo Rn
(información de sensibilidad) leído del elemento resistivo
informativo 23 del sensor de humedad 22 (paso 36), seguido de la
terminación de esta rutina. Como se ha descrito anteriormente, el
valor de resistencia informativo Rn indica la sensibilidad del
sensor de humedad 22 antes del deterioro, de manera que el valor de
determinación de deterioro VHUMD_JUD2 se puede establecer
apropiadamente para cada sensor mediante la ejecución del paso 36,
reflejando al mismo tiempo variaciones en sensibilidad que posee
inherentemente cada sensor de humedad 22 como una diferencia
individual al valor de determinación de deterioro VHUMD_JUD2.
Las figuras 4 y 5 ilustran una rutina para
determinar un deterioro del sensor de humedad 22 según el resultado
de la determinación realizada por la rutina de la figura 3. Esta
rutina se ejecuta cada tiempo predeterminado (por ejemplo, 100 ms).
Primero se determina si el señalizador de habilitación de
determinación de deterioro F_MCNDSNS es o no "1" (paso 41). Si
la respuesta al paso 41 es NO, es decir, cuando no se cumplen las
condiciones para ejecutar la determinación de deterioro, esta rutina
se termina sin procesado adicional.
Por otra parte, si la respuesta al paso 41 es SÍ,
es decir, se cumplen las condiciones para ejecutar la determinación
de deterioro, se determina si la humedad relativa VHUMD detectada
entonces por el sensor de humedad 22 es o no menor que el valor
anterior VHUMD_PRE (paso 42). Si la respuesta al paso 42 es SÍ, es
decir, cuando VHUMD < VHUMD_PRE, la humedad relativa VHUMD en ese
tiempo se establece como el valor mínimo VHUMD_MIN (paso 43). De
esta manera, el valor mínimo VHUMD_MIN es actualizado en cualquier
momento en que la humedad relativa VHUMD es menor que la detectada
la última vez, de manera que el valor mínimo VHUMD_MIN indica un
valor mínimo de la humedad relativa VHUMD detectada por el sensor de
humedad 22 después del arranque del motor 1 (por ejemplo, en el
tiempo t1 en la figura 6). Si la respuesta al paso 42 es NO, o
después de ejecutar el paso 43, la rutina pasa al paso 44, donde la
UEC 25 cambia la humedad relativa corriente VHUMD al valor anterior
VHUMD_PRE.
A continuación se determina si un señalizador de
establecimiento creciente F_HUML2H es o no "1" (paso 45). Si la
respuesta al paso 45 es NO, se determina si la humedad relativa
VHUMD es o no mayor que la suma del valor mínimo VHUMD_MIN y un
valor de determinación ascendente predeterminado VHUMD_JUD1 (por
ejemplo 10%) (paso 46). Si la respuesta al paso 46 es NO, la UEC 25
pone el señalizador de establecimiento creciente F_HUML2H a "0"
en el supuesto de que la humedad relativa VHUMD todavía no haya
subido suficientemente (paso 47), seguido de la terminación de esta
rutina.
Por otra parte, si la respuesta al paso 46 es SÍ,
mostrando que se ha establecido VHUMD > VHUMD_MIN+
VHUMD_ JUD1, es decir, cuando la humedad relativa VHUMD ha incrementado del valor mínimo VHUMD_MIN el valor de determinación ascendente VHUMD_JUD1 o más (en el tiempo t2 en la figura 6), la UEC 25 pone el señalizador de establecimiento creciente F_HUML2H a "1" (paso 48) en el supuesto de que la humedad relativa VHUMD haya subido suficientemente y ahora esté subiendo establemente. A continuación, la UEC 25 pone la suma del valor mínimo VHUMD_MIN y el valor de determinación ascendente VHUMD_JUD1 a un valor de referencia VHUMD_REF (paso 49), seguido del avance de la rutina al paso 50 en la figura 5. Además, después de que la UEC 25 pone el señalizador de establecimiento creciente F_HUML2H a "1" en el paso 48, la respuesta al paso 45 es SÍ, en cuyo caso la rutina directamente avanza al paso 50.
VHUMD_ JUD1, es decir, cuando la humedad relativa VHUMD ha incrementado del valor mínimo VHUMD_MIN el valor de determinación ascendente VHUMD_JUD1 o más (en el tiempo t2 en la figura 6), la UEC 25 pone el señalizador de establecimiento creciente F_HUML2H a "1" (paso 48) en el supuesto de que la humedad relativa VHUMD haya subido suficientemente y ahora esté subiendo establemente. A continuación, la UEC 25 pone la suma del valor mínimo VHUMD_MIN y el valor de determinación ascendente VHUMD_JUD1 a un valor de referencia VHUMD_REF (paso 49), seguido del avance de la rutina al paso 50 en la figura 5. Además, después de que la UEC 25 pone el señalizador de establecimiento creciente F_HUML2H a "1" en el paso 48, la respuesta al paso 45 es SÍ, en cuyo caso la rutina directamente avanza al paso 50.
En el paso 50, la UEC 25 incrementa un contador
C_JUD. A continuación se determina si el valor de recuento excede o
no de un valor predeterminado NDT2 (correspondiente a un tiempo
predeterminado \Deltat2 (por ejemplo, un segundo) en la figura 6)
(paso 51). Si la respuesta al paso 51 es NO, esta rutina se
termina.
Por otra parte, si la respuesta al paso 51 es SÍ,
mostrando que C_JUD > NDT2, es decir, ha transcurrido cuando el
tiempo predeterminado \Deltat2 después del establecimiento del
aumento de la humedad relativa VHUMD (en el tiempo t3 en la figura
6), se determina si la diferencia entre la humedad relativa VHUMD en
ese tiempo y el valor de referencia VHUMD_REF establecido en el paso
49 (=VHUMD-VHUMD_REF) (parámetro de estado de
cambio) es o no mayor que la suma de la humedad relativa VHUMD y el
valor de determinación de deterioro VHUMD_JUD2 establecido en el
paso 36 (paso 52).
Si la respuesta al paso 52 es SÍ, es decir,
cuando la humedad relativa VHUMD está subiendo más allá del valor de
determinación de deterioro VHUMD_JUD2 durante el tiempo
predeterminado \Deltat2 después del aumento de la humedad relativa
VHUMD, la UEC 25 determina que el sensor de humedad 22 no está
deteriorado en el supuesto de que la humedad relativa VHUMD esté
cambiando a una tasa alta y el sensor de humedad 22 conserve una
buena sensibilidad, y pone un señalizador de deterioro F_SNSDT a
"0" para indicar este hecho (paso 53).
Por otra parte, si la respuesta al paso 52 es NO,
es decir, cuando la humedad relativa VHUMD aumenta por el valor de
determinación de deterioro VHUMD_JUD2 o menos durante el tiempo
predeterminado \Deltat2, la UEC 25 determina que el sensor de
humedad 22 está deteriorado en el supuesto de que la humedad
relativa VHUMD esté cambiando a una tasa baja y el sensor de humedad
22 exhiba una menor sensibilidad, y pone el señalizador de deterioro
F_SNSDT a "1" (paso 54).
En el paso 55 después del paso 53 o 54, la UEC 25
pone el señalizador de habilitación de determinación de deterioro
F_MCNDSNS a "0" en respuesta a la terminación de la
determinación de deterioro para el sensor de humedad 22, seguido de
la terminación de esta rutina.
Como se ha descrito anteriormente, según la
realización anterior, un aumento de la humedad relativa VHUMD
(VHUMD-VHUMD_REF) durante el tiempo predeterminado
\Deltat2 se compara con el valor de determinación de deterioro
VHUMD_JUD2 en base a la humedad relativa VHUMD detectada por el
sensor de humedad 22 mientras la humedad de gases de escape está
aumentando en una posición hacia abajo del adsorbente 16 durante la
adsorción realizada por el adsorbente 16 después del arranque del
motor 1, de manera que el estado del sensor de humedad 22 se puede
determinar apropiadamente y con exactitud, incluyendo una
degradación de la sensibilidad. Además, se puede realizar
apropiadamente una determinación de deterioro para el adsorbente 16
según el resultado de la determinación.
Además, puesto que el valor de determinación de
deterioro VHUMD_JUD2 se establece según el valor de resistencia
informativo Rn indicativo de la información de sensibilidad antes
del deterioro del sensor de humedad 22, la degradación de
sensibilidad se puede determinar para cada sensor con gran exactitud
reflejando al mismo tiempo variaciones en la sensibilidad que posee
inherentemente el sensor de humedad 22 como una diferencia
individual con el valor de determinación de deterioro VHUMD_JUD2. En
este caso, el valor de determinación de deterioro VHUMD JUD2 puede
ser fijo, y el tiempo predeterminado \Deltat2 se puede establecer
según el valor de resistencia informativo Rn, proporcionando por
ello ventajas similares.
Además, el tiempo en el que la humedad relativa
VHUMD se ha incrementado desde el valor mínimo
VHUMD_MIN después del comienzo el valor de determinación ascendente VHUMD_JUD1 se define como un tiempo de subida de la humedad relativa VHUMD, y el tiempo predeterminado \Deltat2 se mide a partir de ese tiempo, de manera que la humedad relativa VHUMD detectada cuando la humedad relativa VHUMD ha subido suficientemente y está aumentando establemente se puede usar en la determinación, y por consiguiente la determinación de degradación de la sensibilidad del sensor de humedad 22 se puede realizar más exactamente. Aunque no se representa, la determinación en el establecimiento ascendente por el valor de determinación ascendente VHUMD_JUD1 se puede omitir, en cuyo caso el tiempo predeterminado \Deltat2 puede ser un tiempo desde el tiempo en el que se genera el valor mínimo VHUMD_MIN.
VHUMD_MIN después del comienzo el valor de determinación ascendente VHUMD_JUD1 se define como un tiempo de subida de la humedad relativa VHUMD, y el tiempo predeterminado \Deltat2 se mide a partir de ese tiempo, de manera que la humedad relativa VHUMD detectada cuando la humedad relativa VHUMD ha subido suficientemente y está aumentando establemente se puede usar en la determinación, y por consiguiente la determinación de degradación de la sensibilidad del sensor de humedad 22 se puede realizar más exactamente. Aunque no se representa, la determinación en el establecimiento ascendente por el valor de determinación ascendente VHUMD_JUD1 se puede omitir, en cuyo caso el tiempo predeterminado \Deltat2 puede ser un tiempo desde el tiempo en el que se genera el valor mínimo VHUMD_MIN.
La figura 7 ilustra una modificación ejemplar de
la realización anterior. En esta modificación, la señal de detección
del sensor de humedad 22 se toma sin convertir el potencial parcial
resistivo VR del elemento sensor 22a. Por lo tanto, el potencial
parcial resistivo VR presenta un valor más alto porque una menor
humedad de los gases de escape hace que el elemento sensor 22a tenga
un valor de resistencia más grande. En otros términos, el potencial
parcial resistivo VR presenta comportamientos completamente inversos
a la humedad relativa VHUMD en la realización anterior en términos
de la magnitud y aumento/disminución. Por lo tanto, se puede hacer
exactamente la misma determinación en base al potencial parcial
resistivo VR que es el valor detectado por el sensor de humedad 22,
como en el caso de dicha humedad relativa VHUMD.
En resumen, se calcula un valor máximo del
potencial parcial resistivo VR actualizando al mismo tiempo (en el
tiempo t1) después del arranque del motor 1. Un tiempo (tiempo t2)
en el que el potencial parcial resistivo VR ha disminuido con
respecto al valor máximo un valor de determinación de caída
\DeltaVR1 se define como un tiempo de establecimiento de caída.
Una reducción \DeltaVR2 (parámetro de estado de cambio) del
potencial parcial resistivo VR desde el tiempo t2 a un tiempo (t3)
en el que ha transcurrido el tiempo predeterminado \Deltat2, se
compara con un valor de determinación predeterminado (valor de
determinación). De esta manera, el estado del sensor de humedad 22
incluyendo una degradación de sensibilidad se puede determinar
apropiadamente y con exactitud.
Se deberá entender que la presente invención no
se limita a la realización antes descrita, sino que se puede llevar
a la práctica de varias formas. Por ejemplo, en la realización
anterior, el tiempo predeterminado \Deltat2 es básicamente fijo, y
el aumento (VHUMD-VHUMD_REF) de la humedad relativa
VHUMD y la reducción \DeltaVR2 en el potencial parcial resistivo
VR durante el tiempo predeterminado \Deltat2 se utilizan como
parámetros directos de estado de cambio. Alternativamente, esta
relación se puede invertir. Específicamente, el aumento de la
humedad relativa VHUMD o la reducción del potencial parcial
resistivo VR puede ser un valor predeterminado, y el tiempo
requerido para alcanzar el valor predeterminado se puede usar como
un parámetro directo de estado de cambio que se puede comparar con
un tiempo predeterminado establecido.
Además, la realización anterior emplea un aumento
de la humedad relativa VHUMD y una reducción \DeltaVR2 del
potencial parcial resistivo VR durante el tiempo predeterminado
\Deltat2, es decir, las velocidades cambiantes (pendientes medias)
de los valores de detección como los parámetros de estado de cambio
para el valor de detección del sensor de humedad 22. Se puede
emplear otros parámetros apropiados en lugar de éste. Por ejemplo,
una aceleración de un cambio en un valor de detección se puede
calcular en todo momento como un parámetro de estado de cambio, y un
valor máximo de la aceleración cambiante calculada se puede comparar
con un valor de determinación establecido. Por lo demás, los
detalles de la configuración se pueden modificar según convenga sin
apartarse del espíritu y alcance de la invención expuesta en las
reivindicaciones anexas.
Como se ha descrito anteriormente con detalle, el
aparato de determinación de estado para un sensor de humedad según
la presente invención puede determinar ventajosamente con gran
exactitud el estado del sensor de humedad, incluyendo su
sensibilidad, de un resultado detectado por el sensor propiamente
dicho.
Se facilita un aparato de determinación de estado
para un sensor de humedad para determinar con precisión el estado
del sensor de humedad, incluyendo la sensibilidad, a partir de un
resultado detectado por el sensor propiamente dicho. El aparato de
determinación de estado está configurado para determinar un sensor
de humedad dispuesto en un sistema de escape de un motor de
combustión interna para detectar la humedad dentro de un tubo de
escape. El aparato incluye una UEC que determina si el motor de
combustión interna está o no en un estado operativo predeterminado,
calcula un parámetro de estado de cambio indicativo de un estado de
cambio de un valor detectado por el sensor de humedad en base al
valor detectado del sensor de humedad detectado cuando el motor de
combustión interna está en el estado operativo predeterminado, y
determina el estado del sensor de humedad según el parámetro de
estado de cambio calculado.
Claims (4)
1. Un aparato para determinar el estado de un
sensor de humedad (22) dispuesto en un sistema de escape (2) de un
motor de combustión interna (1) para detectar humedad dentro de un
tubo de escape (4), incluyendo dicho aparato:
medios de determinación de estado operativo (25)
para determinar si dicho motor de combustión interna (1) está en un
estado operativo predeterminado, caracterizado por
medios de cálculo de parámetro de estado de
cambio (25) para calcular un parámetro de estado de cambio
indicativo de una cantidad de cambio
(VHUMD-VHUMD_REF; \DeltaVR2) de una señal (VHUMD;
VR) detectada por dicho sensor de humedad (22) en base a la señal
detectada (VHUMD; VR) de dicho sensor de humedad (22) detectado
cuando dicho motor de combustión interna (1) está en dicho estado
operativo predeterminado; y medios de determinación de estado (25)
para determinar el estado de dicho sensor de humedad (22) según
dicho parámetro de estado de cambio calculado.
2. Un aparato de determinación de estado para un
sensor de humedad (22) según la reivindicación 1, incluyendo
además:
un adsorbente (16) capaz de adsorber
hidrocarbonos y humedad en gases de escape, estando dispuesto dicho
adsorbente (16) en una posición hacia arriba de dicho sensor de
humedad (22) en dicho sistema de escape (2), donde dicho estado
operativo predeterminado es posterior al arranque de dicho motor de
combustión interna (1).
3. Un aparato de determinación de estado para un
sensor de humedad (22) según la reivindicación 1, incluyendo
además:
medios de establecimiento de valor de
determinación (25) para establecer un valor de determinación según
la sensibilidad de dicho sensor de humedad (22) antes del
deterioro,
donde dichos medios de determinación de estado
(25) comparan dicho parámetro de estado de cambio con dicho valor de
determinación establecido para determinar una degradación de la
sensibilidad de dicho sensor de humedad (22).
4. Un aparato de determinación de estado para un
sensor de humedad (22) según la reivindicación 3, donde:
dicha sensibilidad antes del deterioro es
detectada previamente por cada dicho sensor de humedad (22), y la
información de sensibilidad indicativa de la sensibilidad detectada
antes del deterioro se almacena en dicho sensor de humedad (22),
y
dichos medios de establecimiento de valor de
determinación (25) establecen dicho valor de determinación en base a
dicha información de sensibilidad almacenada.
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