JP6432562B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関し、詳しくは、湿度センサを備える内燃機関の制御装置に関する。
従来、例えば特許文献１には、内燃機関の吸気の湿度を絶対湿度に基づき制御して、排気のＮＯｘ値を調整する装置が開示されている。この装置では、湿度センサにより検出される相対湿度と温度センサにより検出される吸気の温度とから絶対湿度が演算される。そして、演算された絶対湿度が目標値となるように、高湿潤空気を送る吸気ダクトに設けられた湿度調整ダンパの開度が調整される。
特開２００２−０４８０１０号公報 特開２００３−１４８１３５号公報
湿度センサは、外気の湿度変化に応じて感湿膜が吸着する水分量が変化することを利用して、外気の相対湿度を検出することとしている。このため、経年劣化等により感湿膜が水以外の物質、例えば排気や大気中の有機物を吸着すると、湿度センサによって検出される相対湿度にオフセット誤差が生じてしまう。このため、内燃機関の吸気通路に湿度センサを配置し、吸気通路を流れる吸気の相対湿度を内燃機関の制御に用いる構成においては、検出される相対湿度の誤差をオンボードで補正するための装置の構築が望まれる。
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたもので、内燃機関の吸気通路に配置された湿度センサのセンサ値のオフセット誤差を高精度に補正することが可能な内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
本発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の吸気通路内に配置され、前記吸気通路内の吸気の相対湿度に対応するセンサ値を検出する湿度センサと、前記湿度センサの位置における吸気温度を検出する温度センサと、前記センサ値に補正値を加算する補正を行うことにより前記センサ値のオフセット誤差を補正する制御装置と、を有する内燃機関の制御装置であって、
前記制御装置は、
前記吸気温度が変化する過程の複数時期において前記吸気温度をそれぞれ取得する吸気温度取得手段と、
前記複数時期のそれぞれにおいて前記センサ値を取得するセンサ値取得手段と、
前記センサ値のそれぞれに所定の相対湿度変化量を加算した値から、前記吸気温度の温度差の影響を排除した値を、湿度指標値としてそれぞれ算出する算出手段と、
前記湿度指標値のばらつき度合が小さくなるように前記相対湿度変化量を決定し、決定した前記相対湿度変化量を前記補正値として決定する補正手段と、
を備えることを特徴としている。
第２の発明は、第１の発明において、
前記算出手段は、前記センサ値に前記相対湿度変化量を加算した値と前記センサ値に対応する前記吸気温度を用いて算出される絶対湿度を前記湿度指標値として算出するように構成されていることを特徴としている。
第３の発明は、第１の発明において、
前記算出手段は、前記センサ値に前記相対湿度変化量を加算した値を用いて、前記吸気温度が所定の基準吸気温度であるときの相対湿度を前記湿度指標値として算出するように構成されていることを特徴としている。
第４の発明は、第１乃至第３の何れか１つの発明において、
前記補正手段は、前記湿度指標値の分散値が最小となるように前記補正値を決定することを特徴としている。
第５の発明は、第１乃至第３の何れか１つの発明において、
前記センサ値取得手段は、前記吸気温度が第１吸気温度であるときの前記センサ値である第１センサ値と、前記吸気温度が前記第１吸気温度から変化して第２吸気温度に達したときの前記センサ値である第２センサ値と、を取得する手段を含み、
前記算出手段は、前記第１センサ値及び前記第２センサ値のそれぞれに所定の相対湿度変化量を加算した値から、前記第１吸気温度と前記第２吸気温度の温度差の影響を排除した値を、第１湿度指標値及び第２湿度指標値としてそれぞれ算出する手段を含み、
前記補正手段は、前記第１湿度指標値と前記第２湿度指標値の差分値が０に近づくように前記相対湿度変化量を決定し、決定した前記相対湿度変化量を前記補正値として決定することを特徴としている。
第６の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の吸気通路内に配置され、前記吸気通路内の吸気の相対湿度に対応するセンサ値を検出する湿度センサと、前記湿度センサの位置における吸気温度を検出する温度センサと、前記センサ値に補正値を加算する補正を行うことにより前記センサ値のオフセット誤差を補正する制御装置と、を有する内燃機関の制御装置であって、
前記制御装置は、
前記吸気温度が変化する過程の複数時期において前記吸気温度をそれぞれ取得する吸気温度取得手段と、
前記複数時期のそれぞれにおいて前記センサ値を取得するセンサ値取得手段と、
前記センサ値から基準絶対湿度への相対湿度差を算出する算出手段と、
前記相対湿度差のばらつき度合が最小となる前記基準絶対湿度を算出し、算出された前記基準絶対湿度での前記相対湿度差の平均値を前記補正値として決定する補正手段と、
を備えることを特徴としている。
また、第７の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の吸気通路内に配置され、前記吸気通路内の吸気の相対湿度に対応するセンサ値を検出する湿度センサと、前記湿度センサの位置における吸気温度を検出する温度センサと、前記センサ値に補正値を加算する補正を行うことにより前記センサ値のオフセット誤差を補正する制御装置と、を有する内燃機関の制御装置であって、
前記制御装置は、
前記吸気温度が変化する過程の複数時期において前記吸気温度をそれぞれ取得する吸気温度取得手段と、
前記複数時期のそれぞれにおいて前記センサ値を取得するセンサ値取得手段と、
前記センサ値のそれぞれと前記センサ値のそれぞれに対応する前記吸気温度から、絶対湿度をそれぞれ算出し、算出した前記絶対湿度のそれぞれに所定の相対湿度変化量から算出した絶対湿度変化量を加算した値を、湿度指標値としてそれぞれ算出する算出手段と、
前記湿度指標値のばらつき度合が小さくなるように、前記絶対湿度変化量を決定し、決定した前記絶対湿度変化量から算出した相対湿度変化量を前記補正値として決定する補正手段と、
を備えることを特徴としている。
第８の発明は、第１乃至第７の何れか１つの発明において、
前記制御装置は、前記内燃機関の暖機期間において、前記内燃機関の始動後に前記吸気通路へと吸入される吸入空気の体積の積算値が、前記吸気通路における入口から前記湿度センサまでの容積を超えるまでは、前記センサ値の取得を制限するように構成されていることを特徴としている。
第９の発明は、第１乃至第８の何れか１つの発明において、
前記制御装置は、前記内燃機関の吸気通路における前記湿度センサの位置に燃料成分を含む吸気が流通している場合に、前記センサ値の取得を制限するように構成されていることを特徴としている。
吸気通路内の吸気の絶対湿度が一定の条件下において、湿度センサによって検出されるセンサ値は、そのときの吸気通路内の吸気温度によって変化する。第１の発明によれば、吸気温度が変化する過程の複数時期において、吸気温度の異なる複数のセンサ値が取得される。そして、これらのセンサ値に所定の相対湿度変化量を加算した値から吸気温度差の影響を排除した値である湿度指標値がそれぞれ算出され、これらの湿度指標値のばらつき度合が小さくなるように相対湿度変化量を決定し、決定した相対湿度変化量が補正値として決定される。吸気通路内の吸気の絶対湿度が一定の条件下において、湿度センサのセンサ値が真値であれば、吸気温度が変化したとしても湿度指標値は一定の値に維持される。本発明によれば、湿度指標値のばらつき度合が小さくなるように補正値が決定されるので、湿度センサによって取得される相対湿度を真値に近づけることが可能となる。
第２の発明によれば、吸気温度と、センサ値に相対湿度変化量を加算した値を用いて、湿度指標値としての絶対湿度が算出される。吸気通路内の吸気の絶対湿度が一定の条件下では、吸気温度が変化したとしても絶対湿度は変化しない。このため、本発明によれば、吸気温度の異なる複数の相対湿度から吸気温度差の影響を排除することができる。
第３の発明によれば、吸気温度と、センサ値に相対湿度変化量を加算した値を用いて、吸気温度が基準吸気温度である場合の相対湿度が湿度指標値として算出される。このため、本発明によれば、吸気温度の異なる複数のセンサ値から、吸気温度差の影響を排除することができる。
第４の発明によれば、湿度指標値の分散値が最小となるように補正値が決定されるので、湿度指標値のばらつき度合が最小となるように補正値を決定することが可能となる。
第５の発明によれば、吸気温度の異なる２点のセンサ値のそれぞれに所定の相対湿度変化量を加算した値を、温度差の影響を排除した上で比較することができる。このため、本発明によれば、これらの差分値が０に近づくように相対湿度変化量を決定し、決定した相対湿度変化量を補正値として決定することにより、湿度センサのセンサ値の誤差を高精度に補正することが可能となる。
第６の発明によれば、センサ値から基準絶対湿度への相対湿度差が算出され、この相対湿度差のばらつきが最小となる基準絶対湿度が算出される。相対湿度差のばらつきが最小となる基準絶対湿度は、真値に最も近い絶対湿度を表している。このため、本発明によれば、基準絶対湿度での相対湿度差の平均値を補正値として決定することにより、湿度センサのセンサ値の誤差を高精度に補正することが可能となる。
内燃機関の始動前の吸気通路内は外気と湿度が異なることも考えられる。第８の発明によれば、内燃機関の始動後に吸入した外気が湿度センサに到達する前のセンサ値が使用されることを防止することができるので、湿度センサの誤補正を抑制することが可能となる。
第９の発明によれば、吸気通路における湿度センサの位置に燃料成分を含む吸気が流通している場合のセンサ値が使用されることを防止することができるので、外気と異なる空気のセンサ値が使用されることによる湿度センサの誤補正を抑制することが可能となる。
実施の形態１のシステム構成を示す図である。 実施の形態１のシステムにおいて用いられる湿度センサの概略平面図を示す図である。 相対湿度のセンサ値と相対湿度の真値との関係を示した図である。 湿度センサのオフセット誤差を補正する方法を説明するための図である。 ΔＲＨｊと絶対湿度ＡＨｉ,ｊの分散値Ｖｊとの関係を示す一例である。 吸気温度に対する絶対湿度の変化を示す図である。 湿度センサのオフセット誤差補正を行う制御装置の構成を示す機能ブロック図である。 実施の形態１のシステムが実行するルーチンのフローチャートである。 吸気温度Ｔｉに対する変化量ΔＡＨｉ，ｊの関係を、ΔＲＨｊ毎に示す図である。 実施の形態２のシステムが実行するルーチンのフローチャートである。 実施の形態３のシステムが実行するルーチンのフローチャートである。 実施の形態４のシステムが実行するルーチンのフローチャートである。 実施の形態５のシステムが実行するルーチンのフローチャートである。 実施の形態６のシステムが実行するルーチンのフローチャートである。
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１について図を参照して説明する。
１−１.本発明の実施の形態１のシステム構成
図１は、実施の形態１のシステム構成を示す図である。図１に示すように、本実施の形態のシステムは、内燃機関としてのエンジン１０を備えている。エンジン１０の気筒数および気筒配置は特に限定されない。エンジン１０は、内部にピストン１２を有するシリンダブロック１４を備えている。シリンダブロック１４の上部にはシリンダヘッド１６が組み付けられている。シリンダヘッド１６は、シリンダヘッドカバー１８により覆われている。ピストン１２上面からシリンダヘッド１６までの空間は燃焼室２０を形成している。シリンダヘッド１６は、燃焼室２０と連通する吸気通路２２と、排気通路２４とを備えている。
また、本実施の形態のシステムは、過給機２６を備えている。過給機２６は、排気通路２４に設けられたタービン２６ａと、吸気通路２２に設けられたコンプレッサ２６ｂとを備えている。タービン２６ａとコンプレッサ２６ｂとは相互に連結されている。過給機２６の作動時には、排気圧を受けて回転するタービン２６ａによりコンプレッサ２６ｂが駆動され、コンプレッサ２６ｂにより吸入空気が圧縮、過給される。
吸気通路２２には、コンプレッサ２６ｂにより過給された吸入空気を冷却するインタークーラ２８が設けられている。インタークーラ２８よりも上流側の吸気通路２２には、コンプレッサ２６ｂをバイパスするエアバイパス通路３０，３２が設けられている。エアバイパス通路３０には、ＡＢＶ（Air Bypass Valve）３４が設けられている。ＡＢＶ３４を開弁することで、過給圧の急激な上昇が防止される。エアバイパス通路３２には、ＰＣＶ通路６４内の吸気をエアバイパス通路３２に導入するためのエゼクタ３６が設けられている。また、コンプレッサ２６ｂよりも上流側の吸気通路２２には、エアクリーナ３８が設けられている。一方、インタークーラ２８よりも下流側の吸気通路２２には、電子制御式のスロットルバルブ４０が設けられている。スロットルバルブ４０よりも下流側の吸気通路２２には、サージタンク４２が設けられている。
コンプレッサ２６ｂよりも上流側であってエアクリーナ３８よりも下流側の吸気通路２２には、吸入空気量を検出するためのエアフローメータ７２が設けられている。エアフローメータ７２には、吸入空気の温度を検出する温度センサ７４と吸入空気の湿度を検出する湿度センサ７６が内蔵されている。なお、温度センサ７４及び湿度センサ７６は、エアフローメータ７２とは別体に構成されていてもよい。湿度センサ７６の詳細については後述する。
排気通路２４には、タービン２６ａをバイパスする排気バイパス通路４４が設けられている。排気バイパス通路４４には、電磁駆動式のＷＧＶ（Waste Gate Valve）４６が設けられている。ＷＧＶ４６を開弁することで背圧を調節できるので、エンジンのポンプ損失や排気の筒内残留量が抑制される。
また、本実施の形態のシステムは、排気通路２４から吸気通路２２へ排気を再循環させるＥＧＲ機構を搭載している。ＥＧＲ機構は、タービン２６ａよりも上流側の排気通路２４と、サージタンク４２とを接続するＥＧＲ通路４８を備えている。ＥＧＲ通路４８上には、ＥＧＲガス量を調節するＥＧＲバルブ５０と、水冷式のＥＧＲクーラ５２と、ＥＧＲ触媒５４とが設けられている。ＥＧＲバルブ５０はサージタンク４２に最も近い位置に配置され、ＥＧＲ触媒５４は排気通路２４に近い位置に配置されている。また、ＥＧＲ機構は、ＥＧＲバルブ５０とＥＧＲクーラ５２との間に、エゼクタ５６を備えている。エゼクタ５６は、ＰＣＶ通路６２内のガスをＥＧＲ通路４８に導入するためのものである。
更に、本実施形態のシステムは、ブローバイガスを還元するブローバイガス還元機構を備えている。ブローバイガスとは、ピストン１２とシリンダ壁面の隙間からクランクケース内に流入するガスであり、未燃燃料やオイルミストを含むガスである。このブローバイガス還元機構は、４種類のＰＣＶ通路５８，６０，６２，６４を備えている。ＰＣＶ通路５８は、シリンダヘッドカバー１８とサージタンク４２とを接続する。ＰＣＶ通路５８上には、ＰＣＶバルブ６６が設けられている。ＰＣＶ通路６０は、コンプレッサ２６ｂよりも上流側において、シリンダヘッドカバー１８と吸気通路２２とを接続する。ＰＣＶ通路６２は、エゼクタ５６の吸入口と、シリンダヘッドカバー１８とを接続する。ＰＣＶ通路６２上には、ＰＣＶバルブ６８が設けられている。ＰＣＶ通路６４は、エゼクタ３６の吸入口と、シリンダヘッドカバー１８とを接続する。
加えて、本実施の形態のシステムは、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）７０を備えている。ＥＣＵ７０は、少なくとも入出力インタフェースとメモリとＣＰＵ（プロセッサ）とを備えている。入出力インタフェースは、内燃機関に取り付けられた各種センサからセンサ信号を取り込むとともに、内燃機関が備えるアクチュエータに対して操作信号を出力するために設けられている。ＥＣＵ７０が信号を取り込むセンサには、スロットルバルブ４０の開度を検出するスロットル開度センサ、エンジン１０の冷却水温を検出する温度センサ等、エンジン１０の制御に必要な各種のセンサが含まれる。ＥＣＵが操作信号を出すアクチュエータには、ＡＢＶ３４、スロットルバルブ４０、ＷＧＶ４６、ＥＧＲバルブ５０等の各種アクチュエータが含まれる。メモリには、内燃機関を制御するための各種の制御プログラム、マップ等が記憶されている。ＣＰＵ（プロセッサ）は、制御プログラム等をメモリから読み出して実行し、取り込んだセンサ信号に基づいて操作信号を生成する。
１−２．湿度センサの構成
図２は、本実施の形態のシステムにおいて用いられる湿度センサ７６の概略平面図を示す図である。湿度センサ７６は電気容量式の湿度センサであって、相対湿度に対応するセンサ信号を出力するものである。湿度センサ７６は、主にシリコン基板８０、検出用電極８２，８４、及び感湿膜８６から構成されている。シリコン基板８０の上には絶縁膜が形成されており、その上には櫛歯状の検出用電極８２，８４が互いに噛みあうように対抗して配置されている。また、感湿膜８６は、湿度に応じて電気容量値が変化する膜であり、シリコン基板８０に検出用電極８２，８４を覆うように配置されている。感湿膜８６の膜中に水分子が侵入すると、侵入した水分量に応じて感湿膜８６の誘電率が大きく変化する。従って、検出用電極８２，８４の間の容量値の変化をセンサ信号として検出することにより、センサ周囲の相対湿度を検出することができる。なお、湿度センサ７６は電気容量式の湿度センサに限らず、電気抵抗式等の他の湿度センサとして構成されていてもよい。
１−３．実施の形態１のシステムの動作
上述したように、湿度センサ７６は、外気の湿度変化に応じて感湿膜８６が吸着する水分量が変化することを利用して、外気の相対湿度を検出することとしている。このため、感湿膜８６が水以外の物質、例えば排気や大気中の有機物を吸着すると、検出される相対湿度に誤差が重畳してしまう。図３は、相対湿度のセンサ値と相対湿度の真値との関係を示した図である。なお、ここでいう相対湿度のセンサ値は、湿度センサ７６のセンサ信号から算出された相対湿度である。この図に示すように、高誘電率の物質が感湿膜８６に付着する劣化が発生すると、相対湿度の真値に対応するセンサ値が高湿度側にオフセットするオフセット誤差が生じてしまう。このように、湿度センサ７６は、周囲の環境や経年劣化等によってその検出特性が変わるおそれがある。このため、湿度センサ７６の検出精度を維持するためには、吸気通路２２に配置された湿度センサ７６のセンサ値に重畳するオフセット誤差を学習して補正することが求められる。
しかしながら、相対湿度のセンサ値は、吸気温度の変化に応じて変化する。このため、吸気温度条件の異なる相対湿度のセンサ値を単純に比較したとしても、湿度センサ７６のオフセット誤差を判別することはできない。そこで、実施の形態１のシステムでは、以下に示す検出方法を用いて、エンジン１０の吸気通路２２に配置された湿度センサ７６のオフセット誤差を判別することとしている。
１−３−１．湿度センサのオフセット誤差補正
図４は、湿度センサ７６のオフセット誤差を補正する方法を説明するための図である。図４に（ａ）で示す実線は、エンジン１０の暖機期間において湿度センサ７６によって検出された相対湿度の変化を示している。また、図４に（ｂ）で示す一点鎖線は、エンジン１０の暖機初期の時点（吸気温度が図中のＴ０である時点）における湿度センサ７６のセンサ値から換算した絶対湿度の等絶対湿度線を表している。また、図４に（ｃ）で示す二点鎖線は、吸気の相対湿度の真値に対応する等絶対湿度線を表している。なお、ここでいう暖機期間とは、エンジン１０の冷間始動後等、水温や油温の上昇に伴ってエンジンコンパートメント内の温度が上昇している期間を意味している。
エンジン１０の暖機期間において等絶対湿度の吸気が流れ続けているとすると、相対湿度の理論値は吸気温度の上昇に伴い図中（ｂ）に示す等絶対湿度線上を推移する。このため、この図に示すように、エンジン１０の暖機が進行するに伴い、湿度センサ７６により検出された相対湿度が図中の（ｂ）に示す等絶対湿度線上の相対湿度から徐々に乖離するような場合には、湿度センサ７６のセンサ値にオフセット誤差が重畳している可能性が高い。
湿度センサ７６のセンサ値にオフセット誤差が重畳している場合の等絶対湿度線は、真値の等絶対湿度線を一定量オフセットした線となる。このため、このオフセット量に相当する誤差量を特定してセンサ値に加算することとすれば、湿度センサ７６によって検出される相対湿度を真値に近づけることができる。
しかしながら、上述したように、吸気の相対湿度は吸気温度に応じて変化する。このため、異なる吸気温度における相対湿度同士を直接比較したとしても、オフセット誤差を判別することはできない。これに対して、吸気温度及び相対湿度から算出される絶対湿度は、吸気温度差の影響が排除されているため、これらの値のばらつき度合は、センサ値に重畳するオフセット誤差量の指標となり得る。
そこで、本発明の実施の形態１のシステムでは、吸気温度Ｔｉ（ｉ＝１,２,…ｎ）における相対湿度ＲＨｉをそれぞれ算出し、算出されたそれぞれの相対湿度ＲＨｉから絶対湿度ＡＨｉを算出する。そして、吸気温度Ｔｉで相対湿度がΔＲＨｊ（ΔＲＨｊ＝０,±５,±１０,…）変化した時の絶対湿度の変化量ΔＡＨｉ,ｊを算出し、この変化量ΔＡＨｉ,ｊを絶対湿度ＡＨｉに加算した値ＡＨｉ,ｊの分散値Ｖｊを算出する。図５は、ΔＲＨｊと絶対湿度ＡＨｉ,ｊの分散値Ｖｊとの関係を示す一例である。この図に示す点（ａ）はセンサ値を用いた場合の分散値Ｖｊ（ΔＲＨｊ＝０）を示している。分散値Ｖｊは絶対湿度のばらつき度合を表しているため、分散値Ｖｊが最小となる点（ｂ）に対応するΔＲＨｊ（この場合ΔＲＨｊ＝−５）が、相対湿度のセンサ値が最も真値に近づく湿度補正量であると判断することができる。したがって、本発明の実施の形態１のシステムでは、分散値Ｖｊが最小となるΔＲＨｊを算出し、湿度センサ７６のセンサ値である相対湿度ＲＨｉに算出されたΔＲＨｊを加算する補正を行う。
図６は、吸気温度に対する絶対湿度の変化を示す図であり、図中の（ａ）がセンサ値から算出される絶対湿度を、図中の（ｂ）がオフセット誤差の補正後の絶対湿度を示している。この図からも分かるとおり、上記の補正によれば、湿度センサ７６のセンサ値から算出される絶対湿度が極力一定となるようにセンサ値を補正することができるので、相対湿度の重畳するオフセット誤差を精度よく補正することが可能となる。
１−４．湿度センサのオフセット誤差補正を実現するための構成
次に、湿度センサ７６のオフセット誤差補正を実現するための具体的な構成について説明する。湿度センサ７６のオフセット誤差補正は制御装置７０１によって実現される。図７は、湿度センサ７６のオフセット誤差補正を行う制御装置７０１の構成を示す機能ブロック図である。制御装置７０１は、ＥＣＵ７０の処理回路の一部であり、湿度センサ７６のオフセット誤差補正を行うための機能を実現するためのものである。
制御装置７０１は、吸気温度取得部７１０、センサ値取得部７１２、算出部７２０及び補正部７３０から構成されている。吸気温度取得部７１０は、吸気温度が変化する過程における複数時期において、温度センサ７４を用いて吸気温度を取得する。センサ値取得部７１２は、上記複数時期のそれぞれにおいて、湿度センサ７６のセンサ値（相対湿度）を取得する。算出部７２０は、上記複数時期の吸気温度及びセンサ値の入力を受けて、これらのセンサ値から、吸気温度差による影響が排除された湿度指標値をそれぞれ算出する。補正部７３０は、入力されたそれぞれの湿度指標値のばらつき度合が小さくなるようにセンサ値に加算する湿度補正量を決定する。
上述した湿度センサ７６のオフセット誤差補正では、図７における吸気温度が吸気温度Ｔｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）に相当し、センサ値が相対湿度ＲＨｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）に相当し、湿度指標値が絶対湿度ＡＨｉに相当している。
なお、制御装置７０１における吸気温度取得部７１０、センサ値取得部７１２、算出部７２０及び補正部７３０の各機能は、処理回路により実現される。すなわち、制御装置７０１は、吸気温度が変化する過程における複数時期において、温度センサ７４を用いて吸気温度を取得し、上記複数時期のそれぞれにおいて、湿度センサ７６を用いてセンサ値を取得し、上記複数時期の吸気温度及びセンサ値の入力を受けて、センサ値から、吸気温度差による影響が排除された湿度指標値をそれぞれ算出し、そして入力されたそれぞれの湿度指標値のばらつき度合が小さくなるようにセンサ値に加算する湿度補正量を決定するための処理回路を備える。処理回路は、メモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、ＤＳＰともいう）である。
吸気温度取得部７１０、センサ値取得部７１２、算出部７２０及び補正部７３０の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアやファームウェアはプログラムとして記述され、メモリに格納される。処理回路は、メモリに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。すなわち、制御装置は、処理回路に実現されるときに、吸気温度が変化する過程における複数時期において、温度センサ７４を用いて吸気温度を取得するステップ、上記複数時期のそれぞれにおいて、湿度センサ７６を用いてセンサ値を取得するステップ、上記複数時期の吸気温度及びセンサ値の入力を受けて、これらのセンサ値から、吸気温度差による影響が排除された湿度指標値をそれぞれ算出するステップ、及び入力されたそれぞれの湿度指標値のばらつき度合が小さくなるように湿度補正量を決定するステップが、結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリを備える。また、これらのプログラムは、吸気温度取得部７１０、センサ値取得部７１２、算出部７２０及び補正部７３０の手順や方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。ここで、メモリとは、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ、ＥＰＰＲＯＭ等の不揮発性または揮発性の半導体メモリが該当する。
１−５．湿度センサのオフセット誤差補正の実行条件
上述した湿度センサのオフセット誤差補正では、以下の条件を満たすことにより、補正精度を高めることが可能となる。
１−５−１．吸気温度が変化するための条件
上述したエンジン１０の暖機期間の他にも、吸気温度が変化する状況であれば湿度センサのオフセット誤差補正を実行することができる。例えば、エンジン１０の停止から次回の始動までのソーク期間は、吸気温度が低下するため、湿度センサのオフセット誤差補正を実行することができる。
なお、吸気温度は、外気から吸気通路２２の入口までの気流を変化させることにより、短時間で変化させることができる。例えば、ラジエータのファンのＯＮ−ＯＦＦを切り替えると、エンジンコンパート内の温度を変化させることができるので、これにより吸気温度を変化させることができる。また、開閉自在なグリルを備えるエンジンにおいては、グリルの開閉によって吸気温度を変化させることもできる。また、吸気通路２２内へ高温の吸気を導入する、いわゆるホットエアインテークを備えるエンジンにおいては、ホットエアインテークの導入を切り替えるための切替弁を切り替えることによって吸気温度を変化させることもできる。さらに、吸気通路２２の途中又はエンジンコンパートメント内に熱交換器を備えるエンジンにおいては、熱交換器を動作させることによって吸気温度を変化させることもできる。
１−５−２．吸気温度の温度差を確保するための条件
吸気温度の温度変化が小さい場合には、検出される相対湿度に大きな差が生じないため、湿度センサのセンサ信号にオフセット誤差が重畳しているか否かの判断が付き難い。そこで、実施の形態１のシステムでは、吸気温度の温度変化が閾値（例えば、検出値の誤差幅）よりも大きくなるまで湿度センサのセンサ信号及び吸気温度を繰り返し検出するように構成されている。このような構成によれば、湿度センサのオフセット誤差の大きさを精度よく判定することが可能となる。
１−５−３．外気が湿度センサへ到達するための条件
エンジン１０を始動する場合において、始動前の吸気通路２２内やエンジンコンパートメント内の空気の絶対湿度は、始動時の外気の絶対湿度と異なる可能性がある。そこで、実施の形態１のシステムでは、エンジン１０の始動後、外気が湿度センサ７６に到達するまでの期間は、湿度センサのオフセット誤差補正を制限するように構成されている。このような構成としては、例えば、エンジン１０の始動後の吸入空気量の体積の積算値が、吸気通路２２の入口から湿度センサ７６が配置されている位置までの吸気容積を超えるまでは湿度センサのオフセット誤差補正を制限することが考えられる。また、エンジンコンパートメント内に空気が滞留するような構成である場合には、更にエンジンコンパートメントの空気容積も考慮してもよい。このような構成によれば、外気が湿度センサに到達した後の出力信号を用いることができるので、湿度センサのオフセット誤差補正を高精度に実現することができる。なお、外気が湿度センサ７６に到達したかの判定は、エンジン１０の始動時からの時間によって定めてもよい。
１−５−４．燃料成分を含むガスが湿度センサに到達する場合
実施の形態１のエンジン１０は、ＥＧＲ機構およびブローバイガス還元機構を備えている。このため、ＥＧＲガスやブローバイガスが吸気通路２２へと還流される運転条件では、吸気脈動の影響等によってこれらの燃焼ガスが湿度センサ７６へと到達することが想定される。そこで、実施の形態１のシステムでは、湿度センサ７６にＥＧＲガスやブローバイガス等の燃料成分を含むガスが到達する条件では、湿度センサのオフセット誤差補正を制限するように構成されている。このような構成によれば、湿度センサ７６の正常な出力信号を用いることができるので、湿度センサのオフセット誤差補正を高精度に実現することができる。
１−６．実施の形態１のシステムの具体的処理
次に、実施の形態１のシステムにおいて実行される湿度センサのオフセット誤差補正の具体的処理について説明する。図８は、実施の形態１のシステムが実行するルーチンのフローチャートである。なお、図８に示すルーチンは、湿度センサのオフセット誤差補正を行うためのルーチンであって、例えばエンジン１０の始動時にＥＣＵ７０によって実行される。
図８に示すルーチンでは、先ず温度センサ７４によって初期の吸気温度Ｔ０が取得される（ステップＳ２）。次に、現在の相対湿度ＲＨｉ（ｉ＝１,２,…）と吸気温度Ｔｉが取得される（ステップＳ４）。ここでは、具体的には、湿度センサ７６のセンサ値（相対湿度）に、後述する湿度補正量を加算した値が相対湿度ＲＨｉとして取得される。また、本ステップでは、相対湿度ＲＨｉの取得時において温度センサ７４により検出された吸気温度Ｔｉが取得される。
次に、ｉがｉ＋１にインクリメント処理される（ステップＳ６）。次に、直近のステップＳ４の処理において取得された現在の吸気温度Ｔｉと上記ステップＳ２の処理において取得された初期の吸気温度Ｔ０との差分の絶対値が閾値よりも大きいか否かが判定される（ステップＳ８）。ここでの閾値は、湿度センサのオフセット誤差を判別可能な吸気温度の温度差として、予め設定された値が読み込まれる。その結果、｜Ｔｉ−Ｔ０｜＞閾値の成立が認められない場合には、再びステップＳ４の処理へと移行する。そして、｜Ｔｉ−Ｔ０｜＞閾値の判定の成立が認められるまで吸気温度Ｔｉ及び相対湿度ＲＨｉ（ｉ＝１，２，…）の取得が繰り返し行なわれる。
上記ステップＳ８において｜Ｔｉ−Ｔ０｜＞閾値の成立が認められた場合には、次のステップへと移行し、吸気温度Ｔｉ及び相対湿度ＲＨｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）のときの絶対湿度ＡＨｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）がそれぞれ算出される（ステップＳ１０）。
次に、吸気温度Ｔｉにおいて相対湿度ＲＨｉがΔＲＨｊ（＝０，±５，±１０，…）変化した場合の絶対湿度ＡＨｉの変化量ΔＡＨｉ，ｊ（ΔＲＨｊ，Ｔｉ）が算出される（ステップＳ１２）。なお、ΔＲＨｊは相対湿度ＲＨｉを＋側或いは−側に変化させるための値であって、例えば、ΔＲＨ１＝０，ΔＲＨ２＝＋５，ΔＲＨ３＝−５，ΔＲＨ４＝＋１０，ΔＲＨ５＝−１０，…，ΔＲＨｍ＝・・・（ｊ＝１，２，…，ｍ）のように設定されている。図９は、吸気温度Ｔｉに対する変化量ΔＡＨｉ，ｊの関係を、ΔＲＨｊ毎に示す図である。ここでは、図９に示す関係を定めた関数又はマップを用いて、吸気温度Ｔｉ及びΔＲＨｊに対応する変化量ΔＡＨｉ，ｊが算出される。
次に、絶対湿度ＡＨｉに変化量ΔＡＨｉ，ｊ（ΔＲＨｊ，Ｔｉ）を加算した絶対湿度ＡＨｉ，ｊ（ｉ＝１，２，…，ｎ；ｊ＝１，２，…，ｍ）が算出され、これら絶対湿度ＡＨｉ，ｊの平均からの分散値Ｖｊが算出される（ステップＳ１４）。次に、分散値Ｖｊが最小となるΔＲＨｊが算出され、このΔＲＨｊが、相対湿度の真値と検出値との偏差ΔＲＨとして特定される（ステップＳ１６）。
次に、偏差ΔＲＨ＜閾値の成立有無が判定される（ステップＳ１８）。偏差ΔＲＨが過剰に大きい場合には、偏差ΔＲＨを算出するまでの過程で何らかの誤検出が含まれた可能性がある。ここでの閾値は、偏差ΔＲＨが誤検出を含むものであるか否かを判定するための閾値として予め定められた値が読み込まれる。その結果、ΔＲＨ＜閾値の成立が認められない場合には、次のステップに移行して、今回算出されたΔＲＨは誤検出に基づくものであると判定される（ステップＳ２０）。そして、今回ルーチンでは湿度補正量を新たに算出することは行なわずに、本ルーチンは終了される。
一方、上記ステップＳ１８において、ΔＲＨ＜閾値の成立が認められた場合には、ΔＲＨに所定の徐変量を乗算した値ΔＲＨ´が算出される（ステップＳ２２）。所定の徐変量は、後述する湿度補正量の急激な変化を抑制するためにΔＲＨを所定の割合に制限するための値であって、予め定められた１以下の正値が使用される。
次に、今回のルーチンにおける湿度補正量が算出される（ステップＳ２４）。ここでは、所定の補正量制約と上記ステップＳ２２において算出された偏差ΔＲＨ´との間で最小値選択が行われる。所定の補正量制約は、後述する湿度補正量の急激な変化を抑制するために偏差ΔＲＨ´の許容最大値を定めるための値であって、予め設定された値が使用される。なお、上記ステップＳ１８からＳ２４の処理は必須な処理ではないためスキップしてもよい。
次に、最終的な湿度補正量が算出される（ステップＳ２６）。ここでは、上記ステップＳ２４において算出された今回の湿度補正量を前回のルーチンにおける湿度補正量に加算することにより、最終的な湿度補正量が算出される。
以上説明したとおり、実施の形態１のシステムによれば、吸気通路２２に設けられている湿度センサ７６により検出されるセンサ値を補正して高い精度で真値に近づけることが可能となる。
ところで、上述した実施の形態１のシステムでは、絶対湿度ＡＨｉ，ｊ（ｉ＝１，２，…，ｎ；ｊ＝１，２，…，ｍ）の平均からの分散値Ｖｊを用いて、絶対湿度ＡＨｉ，ｊのばらつき度合が小さくなるための偏差ΔＲＨを算出することとした。しかしながら、偏差ΔＲＨを算出する方法は分散値Ｖｊを用いる方法に限られず、他の公知の評価関数等を用いて絶対湿度ＡＨｉ，ｊのばらつき度合を判断し偏差ΔＲＨを算出することとしてもよい。
なお、上述した実施の形態１のシステムでは、湿度補正量が第７の発明の「補正値」に相当し、ΔＲＨｊが第７の発明の「相対湿度変化量」に相当し、ΔAＨｉ，ｊが第７の発明の「絶対湿度変化量」に相当し、制御装置７０１が第７の発明の「制御装置」に相当し、吸気温度取得部７１０が第７の発明の「吸気温度取得手段」に相当し、センサ値取得部７１２が第７の発明の「センサ値取得手段」に相当し、算出部７２０が第７の発明の「算出手段」に相当し、補正部７３０が第７の発明の「補正手段」に相当している。
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について図を参照して説明する。実施の形態２のシステムは、実施の形態１と同様のハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ７０に後述する図１０に示すルーチンを実行させることにより実現される。
２−１．実施の形態２のシステムの動作
本発明の実施の形態２のシステムでは、分散値Ｖｊを算出する手順が実施の形態１のシステムと異なる。すなわち、本発明の実施の形態２のシステムでは、吸気温度Ｔｉ（ｉ＝１,２,…,ｎ）におけるセンサ値から相対湿度ＲＨｉをそれぞれ算出する。そして、算出されたそれぞれの相対湿度ＲＨｉにΔＲＨｊ（ｊ＝１，２，…，ｍ）を加算した値の絶対湿度ＡＨｉ,ｊをそれぞれ算出し、その分散値Ｖｊを算出する。
実施の形態２のシステムにおける湿度センサ７６のオフセット誤差補正は、実施の形態１のシステムと同様の図７に示す制御装置７０１によって実現される。なお、上述した絶対湿度の比較による湿度センサのオフセット誤差補正では、図７における吸気温度が吸気温度Ｔｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）に相当し、センサ値が相対湿度ＲＨｉ（ｉ＝１，２）に相当し、湿度指標値が絶対湿度ＡＨｉ,ｊに相当している。
２−２．実施の形態２のシステムの具体的処理
次に、実施の形態２のシステムにおいて実行される湿度センサのオフセット誤差補正の具体的処理について説明する。図１０は、実施の形態２のシステムが実行するルーチンのフローチャートである。なお、図１０に示すルーチンは、湿度センサのオフセット誤差補正を行うためのルーチンであって、例えばエンジン１０の始動時にＥＣＵ７０によって実行される。
図１０に示すルーチンのステップＳ２、Ｓ４、Ｓ６、及びＳ８では、図８に示すルーチンのステップＳ２、Ｓ４、Ｓ６、及びＳ８と同様の処理が実行される。そして、ステップＳ８の成立が認められた場合には、次のステップへと移行する。
次のステップでは、吸気温度Ｔｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）において相対湿度ＲＨｉがΔＲＨｊ（＝０，±５，±１０，…）変化した場合の絶対湿度ＡＨｉ,ｊが算出される（ステップＳ３０）。次に、絶対湿度ＡＨｉ,ｊ（ｉ＝１，２，…，ｎ；ｊ＝１，２，…，ｍ）の、平均からの分散値Ｖｊが算出される（ステップＳ３２）。
上記ステップＳ３２の処理が実行されると、次にステップＳ１６の処理へと移行する。ステップＳ１６からＳ２６では、図８に示すルーチンのステップＳ１６からＳ２６と同様の処理が実行される。
以上説明したとおり、実施の形態２のシステムによれば、吸気通路２２に設けられている湿度センサ７６により検出されるセンサ値を補正して高い精度で真値に近づけることが可能となる。
実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３について図を参照して説明する。実施の形態３のシステムは、実施の形態１と同様のハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ７０に後述する図１１に示すルーチンを実行させることにより実現される。
３−１．実施の形態３のシステムの動作
本発明の実施の形態３のシステムでは、絶対湿度から換算された所定の基準吸気温度における相対湿度を湿度指標値として用いる点が実施の形態２のシステムと異なる。すなわち、本発明の実施の形態３のシステムでは、絶対湿度ＡＨｉ,ｊ（ｉ＝１，２，…，ｎ；ｊ＝１，２，…，ｍ）から、所定の基準吸気温度Ｔａにおける相対湿度ＲＨｉ,ｊ(ＡＨｉ,ｊ, Ｔａ)をそれぞれ算出し、その分散値Ｖｊを算出する。
実施の形態３のシステムにおける湿度センサ７６のオフセット誤差補正は、実施の形態１のシステムと同様の図７に示す制御装置７０１によって実現される。なお、上述した絶対湿度の比較による湿度センサのオフセット誤差補正では、図７における吸気温度が吸気温度Ｔｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）に相当し、センサ値が相対湿度ＲＨｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）に相当し、湿度指標値が相対湿度ＲＨｉ,ｊ(ＡＨｉ,ｊ, Ｔａ)に相当している。
３−２．実施の形態３のシステムの具体的処理
次に、実施の形態３のシステムにおいて実行される湿度センサのオフセット誤差補正の具体的処理について説明する。図１１は、実施の形態３のシステムが実行するルーチンのフローチャートである。なお、図１１に示すルーチンは、湿度センサのオフセット誤差補正を行うためのルーチンであって、例えばエンジン１０の始動時にＥＣＵ７０によって実行される。
図１１に示すルーチンのステップＳ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８及びＳ３０では、図１０に示すルーチンのステップＳ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８及びＳ３０と同様の処理が実行される。そして、ステップＳ３０の処理の次のステップでは、上記ステップＳ３０において算出された絶対湿度ＡＨｉ,ｊのそれぞれの等絶対湿度線から、吸気温度が基準吸気温度Ｔａである場合の相対湿度ＲＨｉ,ｊ(ＡＨｉ,ｊ, Ｔａ)（ｉ＝１，２，…，ｎ；ｊ＝１，２，…，ｍ）が算出される（ステップＳ４０）。次に、相対湿度ＲＨｉ,ｊ(ＡＨｉ,ｊ, Ｔａ)の、平均からの分散値Ｖｊが算出される（ステップＳ４２）。
上記ステップＳ４２の処理が実行されると、次にステップＳ１６の処理へと移行する。ステップＳ１６からＳ２６では、図１０に示すルーチンのステップＳ１６からＳ２６と同様の処理が実行される。
以上説明したとおり、実施の形態３のシステムによれば、異なる吸気温度において検出された相対湿度が、同じ吸気温度の相対湿度に変換された上で比較されるので、湿度センサ７６により検出される相対湿度を高い精度で補正して真値に近づけることが可能となる。
実施の形態４．
次に、本発明の実施の形態４について図を参照して説明する。実施の形態４のシステムは、実施の形態１と同様のハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ７０に後述する図１２に示すルーチンを実行させることにより実現される。
４−１．実施の形態４のシステムの動作
本発明の実施の形態４のシステムでは、絶対湿度ＡＨｉ，ｊの分散値Ｖｊを用いずに、絶対湿度ＡＨｉ，ｊのうちの異なる吸気温度の任意の２点（例えば、ＡＨ１，ｊとＡＨ２，ｊ）が同値となるΔＲＨｊを偏差ΔＲＨとして特定する動作に特徴を有している。すなわち、本発明の実施の形態４のシステムでは、例えばｉ＝１のときの絶対湿度ＡＨ１，ｊ（ｊ＝１，２，…，ｍ）と、ｉ＝２のときの絶対湿度ＡＨ２，ｊ（ｊ＝１，２，…，ｍ）を算出し、ＡＨ１，ｊ＝ＡＨ２，ｊとなるΔＲＨｊを偏差ΔＲＨｊとして算出する。
実施の形態４のシステムにおける湿度センサ７６のオフセット誤差補正は、実施の形態１のシステムと同様の図７に示す制御装置７０１によって実現される。なお、上述した絶対湿度の比較による湿度センサのオフセット誤差補正では、図７における吸気温度が吸気温度Ｔｉ（ｉ＝１，２）に相当し、センサ値が相対湿度ＲＨｉ（ｉ＝１，２）に相当し、湿度指標値が絶対湿度ＡＨｉ,ｊ（ｉ＝１，２；ｊ＝１，２，…，ｍ）に相当している。
４−２．実施の形態４のシステムの具体的処理
次に、実施の形態４のシステムにおいて実行される湿度センサのオフセット誤差補正の具体的処理について説明する。図１２は、実施の形態４のシステムが実行するルーチンのフローチャートである。なお、図１２に示すルーチンは、湿度センサのオフセット誤差補正を行うためのルーチンであって、例えばエンジン１０の始動時にＥＣＵ７０によって実行される。
図１２に示すルーチンのステップＳ２、Ｓ４、Ｓ６、及びＳ８では、図１０に示すルーチンのステップＳ２、Ｓ４、Ｓ６、及びＳ８と同様の処理が実行される。そして、ステップＳ８の成立が認められた場合には、次のステップへと移行する。
次のステップでは、吸気温度Ｔｉ（ｉ＝１，２）において相対湿度ＲＨｉがΔＲＨｊ変化した場合の絶対湿度ＡＨｉ,ｊ（ｊ＝１，２，…，ｍ）が算出される（ステップＳ５０）。次に、算出された絶対湿度ＡＨ１,ｊ＝ＡＨ２,ｊとなるΔＲＨｊが算出され、このΔＲＨｊが、相対湿度の真値と検出値との偏差ΔＲＨとして特定される（ステップＳ５２）。
上記ステップＳ５２の処理が実行されると、次にステップＳ１８の処理へと移行する。ステップＳ１８からＳ２６では、図１０に示すルーチンのステップＳ１８からＳ２６と同様の処理が実行される。
以上説明したとおり、実施の形態４のシステムによれば、複雑な演算を行うことなく、湿度センサ７６により検出される相対湿度を高い精度で補正して真値に近づけることが可能となる。
ところで、上述した実施の形態４のシステムでは、絶対湿度ＡＨ１,ｊ＝絶対湿度ＡＨ２,ｊとなるΔＲＨｊを算出することとした。しかしながら、ΔＲＨｊの算出方法はこれに限らず、絶対湿度ＡＨ１,ｊと絶対湿度ＡＨ２,ｊの差分値が０に近づくようにΔＲＨｊを算出すればよい。
なお、上述した実施の形態４のシステムでは、吸気温度Ｔｉ（ｉ＝１）が第５の発明における「第１吸気温度」に相当し、吸気温度Ｔｉ（ｉ＝２）が第５の発明における「第２吸気温度」に相当し、相対湿度ＲＨｉ（ｉ＝１）が第５の発明における「第１センサ値」に相当し、相対湿度ＲＨｉ（ｉ＝２）が第５の発明における「第２センサ値」に相当し、ΔＲＨｊが第５の発明における「相対温度変化量」に相当し、絶対湿度ＡＨｉ,ｊ（ｉ＝１；ｊ＝１，２，…，ｍ）が第５の発明における「第１湿度指標値」に相当し、絶対湿度ＡＨｉ,ｊ（ｉ＝２；ｊ＝１，２，…，ｍ）が第５の発明における「第２湿度指標値」に相当している。
実施の形態５．
次に、本発明の実施の形態５について図を参照して説明する。実施の形態５のシステムは、実施の形態１と同様のハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ７０に後述する図１３に示すルーチンを実行させることにより実現される。
５−１．実施の形態５のシステムの動作
本発明の実施の形態５のシステムでは、絶対湿度ＡＨｉ，ｊの分散値Ｖｊを用いずに、絶対湿度ＡＨｉ，ｊのうちの異なる吸気温度の任意の２点（例えば、ＡＨ１，ｊとＡＨ２，ｊ）を基準吸気温度Ｔａでの相対湿度に変換し、変換後の相対湿度が同値となるΔＲＨｊを偏差ΔＲＨとして特定する動作に特徴を有している。すなわち、本発明の実施の形態５のシステムでは、例えばｉ＝１のときの絶対湿度ＡＨ１，ｊ（ｊ＝１，２，…，ｍ）と、ｉ＝２のときの絶対湿度ＡＨ２，ｊ（ｊ＝１，２，…，ｍ）を算出する。そして、絶対湿度ＡＨ１,ｊ及びＡＨ２,ｊの等絶対湿度線を用いて、所定の基準吸気温度Ｔａにおける相対湿度ＲＨ１,ｊ(ＡＨ１,ｊ, Ｔａ)及びＲＨ１,ｊ(ＡＨ１,ｊ, Ｔａ)をそれぞれ算出し、ＲＨ１,ｊ(ＡＨ１,ｊ, Ｔａ)＝ＲＨ１,ｊ(ＡＨ１,ｊ, Ｔａ)となるΔＲＨｊを偏差ΔＲＨｊとして算出する。
実施の形態５のシステムにおける湿度センサ７６のオフセット誤差補正は、実施の形態１のシステムと同様の図７に示す制御装置７０１によって実現される。なお、上述した絶対湿度の比較による湿度センサのオフセット誤差補正では、図７における吸気温度が吸気温度Ｔｉ（ｉ＝１，２）に相当し、センサ値が相対湿度ＲＨｉ（ｉ＝１，２）に相当し、湿度指標値が相対湿度ＲＨｉ,ｊ(ＡＨｉ,ｊ, Ｔａ)（ｎ＝１，２；ｊ＝１，２，…，ｍ）に相当している。
５−２．実施の形態５のシステムの具体的処理
次に、実施の形態５のシステムにおいて実行される湿度センサのオフセット誤差補正の具体的処理について説明する。図１３は、実施の形態５のシステムが実行するルーチンのフローチャートである。なお、図１３に示すルーチンは、湿度センサのオフセット誤差補正を行うためのルーチンであって、例えばエンジン１０の始動時にＥＣＵ７０によって実行される。
図１３に示すルーチンのステップＳ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８及びＳ５０では、図１２に示すルーチンのステップＳ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８及びＳ５０と同様の処理が実行される。そして、ステップＳ５０の処理の次のステップでは、上記ステップＳ５０において算出された絶対湿度ＡＨｉ,ｊ（ｉ＝１，２）のそれぞれの等絶対湿度線から、吸気温度が基準吸気温度Ｔａである場合の相対湿度ＲＨｉ,ｊ(ＡＨｉ,ｊ, Ｔａ)（ｉ＝１，２；ｊ＝１，２，…，ｍ）が算出される（ステップＳ６０）。次に、算出された相対湿度ＲＨ１,ｊ(ＡＨ１,ｊ, Ｔａ)＝ＲＨ２,ｊ(ＡＨ２,ｊ, Ｔａ)となるΔＲＨｊが算出され、このΔＲＨｊが、相対湿度の真値と検出値との偏差ΔＲＨとして特定される（ステップＳ６２）。
上記ステップＳ６２の処理が実行されると、次にステップＳ１８の処理へと移行する。ステップＳ１８からＳ２６では、図１２に示すルーチンのステップＳ１８からＳ２６と同様の処理が実行される。
以上説明したとおり、実施の形態５のシステムによれば、複雑な演算を行うことなく、湿度センサ７６により検出される相対湿度を高い精度で補正して真値に近づけることが可能となる。
ところで、上述した実施の形態５のシステムでは、相対湿度ＲＨ１,ｊ(ＡＨ１,ｊ, Ｔａ)＝相対湿度ＲＨ２,ｊ(ＡＨ２,ｊ, Ｔａ)となるΔＲＨｊを算出することとした。しかしながら、ΔＲＨｊの算出方法はこれに限らず、相対湿度ＲＨ１,ｊ(ＡＨ１,ｊ, Ｔａ)と相対湿度ＲＨ２,ｊ(ＡＨ２,ｊ, Ｔａ)の差分値が０に近づくようにΔＲＨｊを算出すればよい。
なお、上述した実施の形態５のシステムでは、吸気温度Ｔｉ（ｉ＝１）が第５の発明における「第１吸気温度」に相当し、吸気温度Ｔｉ（ｉ＝２）が第５の発明における「第２吸気温度」に相当し、相対湿度ＲＨｉ（ｉ＝１）が第５の発明における「第１センサ値」に相当し、相対湿度ＲＨｉ（ｉ＝２）が第５の発明における「第２センサ値」に相当し、ΔＲＨｊが第５の発明における「相対温度変化量」に相当し、相対湿度ＲＨ１,ｊ(ＡＨ１,ｊ, Ｔａ)が第５の発明における「第１湿度指標値」に相当し、相対湿度ＲＨ２,ｊ(ＡＨ２,ｊ, Ｔａ)が第５の発明における「第２湿度指標値」に相当している。
実施の形態６．
次に、本発明の実施の形態６について図を参照して説明する。実施の形態６のシステムは、実施の形態１と同様のハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ７０に後述する図１４に示すルーチンを実行させることにより実現される。
６−１．実施の形態６のシステムの動作
本発明の実施の形態６のシステムでは、相対湿度ＲＨｉ（Ｔｉ）（ｉ＝１，２，…，ｎ）から所定の基準絶対湿度ＡＨｊ（ｊ＝１，２，…，ｍ）への相対湿度差ｅ＿ｉ（ＡＨｊ）を湿度指標値として用いる点が実施の形態１のシステムと異なる。すなわち、本発明の実施の形態６のシステムでは、吸気温度Ｔｉでの基準絶対湿度ＡＨｊ（ｊ＝１，２，…，ｍ）に対応する相対湿度ＲＨ＿ＡＨｊ（Ｔｉ）（ｉ＝１，２，…，ｎ）をそれぞれ算出する。そして、算出された相対湿度ＲＨ＿ＡＨｊ（Ｔｉ）から相対湿度ＲＨｉを差し引くことにより、相対湿度差ｅ＿ｉ（ＡＨｊ）をそれぞれ算出し、その分散値Ｖ（ＡＨｊ）を算出する。
分散値Ｖ（ＡＨｊ）は、相対湿度差ｅ＿ｉ（ＡＨｊ）のばらつき度合を表しているため、分散値Ｖ（ＡＨｊ）が最小となる点に対応する基準絶対湿度ＡＨが、真値に最も近い絶対湿度であると判断することができる。したがって、本発明の実施の形態６のシステムでは、分散値Ｖ（ＡＨｊ）から基準絶対湿度ＡＨを算出し、基準絶対湿度ＡＨとの相対湿度差ｅ＿ｉ（ＡＨ）（ｉ＝１，２，…，ｎ）の平均値を偏差ΔＲＨとして算出する。
なお、実施の形態６のシステムにおける湿度センサ７６のオフセット誤差補正は、実施の形態１のシステムと同様の図７に示す制御装置７０１によって実現される。なお、上述した相対湿度差ｅ＿ｉ（ＡＨｊ）を用いた湿度センサのオフセット誤差補正では、図７における吸気温度が吸気温度Ｔｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）に相当し、センサ値が相対湿度ＲＨｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）に相当し、湿度指標値が相対湿度差ｅ＿ｉ（ＡＨｊ）（ｉ＝１，２，…，ｎ；ｊ＝１，２，…，ｍ）に相当している。
６−２．実施の形態６のシステムの具体的処理
次に、実施の形態６のシステムにおいて実行される湿度センサのオフセット誤差補正の具体的処理について説明する。図１４は、実施の形態６のシステムが実行するルーチンのフローチャートである。なお、図１４に示すルーチンは、湿度センサのオフセット誤差補正を行うためのルーチンであって、例えばエンジン１０の始動時にＥＣＵ７０によって実行される。
図１４に示すルーチンのステップＳ２、Ｓ４、Ｓ６、及びＳ８では、図８に示すルーチンのステップＳ２、Ｓ４、Ｓ６、及びＳ８と同様の処理が実行される。そして、ステップＳ８の成立が認められた場合には、次のステップへと移行する。
次のステップでは、吸気温度Ｔｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）での相対湿度ＲＨｉから基準絶対湿度ＡＨｊ（ｊ＝１，２，…，ｍ）への相対湿度差ｅ＿ｉ（ＡＨｊ）が算出される（ステップＳ７０）。ＥＣＵ７０は、基準絶対湿度ＡＨｊ（ｊ＝１，２，…，ｍ）のときの相対湿度ＲＨｉを、吸気温度Ｔｉの関数ＲＨ＿ＡＨｊ（Ｔｉ）（ｉ＝１，２，…，ｎ）として記憶している。ここでは、具体的には、算出された相対湿度ＲＨ＿ＡＨｊ（Ｔｉ）から相対湿度ＲＨｉを差し引くことにより、相対湿度差ｅ＿ｉ（ＡＨｊ）がそれぞれ算出される。
次に、相対湿度差ｅ＿ｉ（ＡＨｊ）（ｉ＝１，２，…，ｎ；ｊ＝１，２，…，ｍ）の、平均からの分散値Ｖ（ＡＨｊ）が算出される（ステップＳ７２）。次に、分散値Ｖ（ＡＨｊ）が最小となるＡＨが算出され、このＡＨが、絶対湿度の真値に最も近い値として特定される（ステップＳ７４）。次に、相対湿度差ｅ＿ｉ（ＡＨ）（ｉ＝１，２，…，ｎ）の平均値が算出され、この平均値が偏差ΔＲＨとして特定される（ステップＳ７６）。
上記ステップＳ７６の処理が実行されると、次にステップＳ１８の処理へと移行する。ステップＳ１８からＳ２６では、図８に示すルーチンのステップＳ１８からＳ２６と同様の処理が実行される。
以上説明したとおり、実施の形態６のシステムによれば、吸気通路２２に設けられている湿度センサ７６により検出されるセンサ値を補正して高い精度で真値に近づけることが可能となる。
ところで、上述した実施の形態６のシステムでは、相対湿度差ｅ＿ｉ（ＡＨｊ）（ｉ＝１，２，…，ｎ；ｊ＝１，２，…，ｍ）の、平均からの分散値Ｖ（ＡＨｊ）が最小となる絶対湿度ＡＨを真値に最も近い基準絶対湿度ＡＨとして算出することとした。しかしながら、分散値Ｖ（ＡＨｊ）から基準絶対湿度ＡＨとして算出する方法はこれに限られず、三角法や最急降下法等の公知の演算手法を用いて分散値Ｖ（ＡＨｊ）が０となるときの絶対湿度ＡＨを算出し、これを基準絶対湿度ＡＨとして特定することとしてもよい。また、基準絶対湿度ＡＨを算出する方法は分散値Ｖ（ＡＨｊ）を用いる方法に限られず、他の公知の評価関数等を用いて相対湿度差ｅ＿ｉ（ＡＨｊ）のばらつき度合を判断し基準絶対湿度ＡＨを算出することとしてもよい。
なお、上述した実施の形態６のシステムでは、基準絶対湿度ＡＨが第６の発明における「基準絶対湿度」に相当し、相対湿度差ｅ＿ｉ（ＡＨｊ）が第６の発明における「相対湿度差」に相当している。
１０ エンジン
２２ 吸気通路
２４ 排気通路
２６ 過給機
４８ ＥＧＲ通路
５０ ＥＧＲバルブ
５８，６０，６２，６４ ＰＣＶ通路
６６，６８ ＰＣＶバルブ
７０ ＥＣＵ（Electronic Control Unit）
７４ 温度センサ
７６ 湿度センサ
７０１ 制御装置
７１０ 吸気温度取得部
７１２ センサ値取得部
７２０ 算出部
７３０ 補正部

Claims (9)

  1. 内燃機関の吸気通路内に配置され、前記吸気通路内の吸気の相対湿度に対応するセンサ値を検出する湿度センサと、前記湿度センサの位置における吸気温度を検出する温度センサと、前記センサ値に補正値を加算する補正を行うことにより前記センサ値のオフセット誤差を補正する制御装置と、を有する内燃機関の制御装置であって、
    前記制御装置は、
    前記吸気温度が変化する過程の複数時期において前記吸気温度をそれぞれ取得する吸気温度取得手段と、
    前記複数時期のそれぞれにおいて前記センサ値を取得するセンサ値取得手段と、
    前記センサ値のそれぞれに所定の相対湿度変化量を加算した値から、前記吸気温度の温度差の影響を排除した値を、湿度指標値としてそれぞれ算出する算出手段と、
    前記湿度指標値のばらつき度合が小さくなるように前記相対湿度変化量を決定し、決定した前記相対湿度変化量を前記補正値として決定する補正手段と、
    を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  2. 前記算出手段は、前記センサ値に前記相対湿度変化量を加算した値と前記センサ値に対応する前記吸気温度を用いて算出される絶対湿度を前記湿度指標値として算出するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
  3. 前記算出手段は、前記センサ値に前記相対湿度変化量を加算した値を用いて、前記吸気温度が所定の基準吸気温度であるときの相対湿度を前記湿度指標値として算出するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
  4. 前記補正手段は、前記湿度指標値の分散値が最小となるように前記補正値を決定することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
  5. 前記センサ値取得手段は、前記吸気温度が第１吸気温度であるときの前記センサ値である第１センサ値と、前記吸気温度が前記第１吸気温度から変化して第２吸気温度に達したときの前記センサ値である第２センサ値と、を取得する手段を含み、
    前記算出手段は、前記第１センサ値及び前記第２センサ値のそれぞれに所定の相対湿度変化量を加算した値から、前記第１吸気温度と前記第２吸気温度の温度差の影響を排除した値を、第１湿度指標値及び第２湿度指標値としてそれぞれ算出する手段を含み、
    前記補正手段は、前記第１湿度指標値と前記第２湿度指標値の差分値が０に近づくように前記相対湿度変化量を決定し、決定した前記相対湿度変化量を前記補正値として決定することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
  6. 内燃機関の吸気通路内に配置され、前記吸気通路内の吸気の相対湿度に対応するセンサ値を検出する湿度センサと、前記湿度センサの位置における吸気温度を検出する温度センサと、前記センサ値に補正値を加算する補正を行うことにより前記センサ値のオフセット誤差を補正する制御装置と、を有する内燃機関の制御装置であって、
    前記制御装置は、
    前記吸気温度が変化する過程の複数時期において前記吸気温度をそれぞれ取得する吸気温度取得手段と、
    前記複数時期のそれぞれにおいて前記センサ値を取得するセンサ値取得手段と、
    前記センサ値から基準絶対湿度への相対湿度差を算出する算出手段と、
    前記相対湿度差のばらつき度合が最小となる前記基準絶対湿度を算出し、算出された前記基準絶対湿度での前記相対湿度差の平均値を前記補正値として決定する補正手段と、
    を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  7. 内燃機関の吸気通路内に配置され、前記吸気通路内の吸気の相対湿度に対応するセンサ値を検出する湿度センサと、前記湿度センサの位置における吸気温度を検出する温度センサと、前記センサ値に補正値を加算する補正を行うことにより前記センサ値のオフセット誤差を補正する制御装置と、を有する内燃機関の制御装置であって、
    前記制御装置は、
    前記吸気温度が変化する過程の複数時期において前記吸気温度をそれぞれ取得する吸気温度取得手段と、
    前記複数時期のそれぞれにおいて前記センサ値を取得するセンサ値取得手段と、
    前記センサ値のそれぞれと前記センサ値のそれぞれに対応する前記吸気温度から、絶対湿度をそれぞれ算出し、算出した前記絶対湿度のそれぞれに所定の相対湿度変化量から算出した絶対湿度変化量を加算した値を、湿度指標値としてそれぞれ算出する算出手段と、
    前記湿度指標値のばらつき度合が小さくなるように、前記絶対湿度変化量を決定し、決定した前記絶対湿度変化量から算出した相対湿度変化量を前記補正値として決定する補正手段と、
    を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  8. 前記制御装置は、前記内燃機関の暖機期間において、前記内燃機関の始動後に前記吸気通路へと吸入される吸入空気の体積の積算値が、前記吸気通路における入口から前記湿度センサまでの容積を超えるまでは、前記センサ値の取得を制限するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
  9. 前記制御装置は、前記内燃機関の吸気通路における前記湿度センサの位置に燃料成分を含む吸気が流通している場合に、前記センサ値の取得を制限するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
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