WO2017033635A1 - エンジンの制御装置 - Google Patents

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WO2017033635A1
WO2017033635A1 PCT/JP2016/071467 JP2016071467W WO2017033635A1 WO 2017033635 A1 WO2017033635 A1 WO 2017033635A1 JP 2016071467 W JP2016071467 W JP 2016071467W WO 2017033635 A1 WO2017033635 A1 WO 2017033635A1
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engine
humidity
ignition timing
value
output
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PCT/JP2016/071467
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Inventor
中川　慎二
堀　俊雄
赤城　好彦
Original Assignee
日立オートモティブシステムズ株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D45/00—Electrical control not provided for in groups F02D41/00 - F02D43/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15—Digital data processing

Definitions

  • the present invention relates to an engine control device, and more particularly to an engine control device including a humidity sensor in an intake pipe of an engine.
  • Patent Document 1 JP 2009-138707 A (Patent Document 1) as background art in this technical field.
  • the engine control means starts the engine and starts the dehumidifier when the engine stop time has e
  • Patent Document 2 JP 2010-084221 A
  • a spark ignition engine control method provided with a compression ratio changing means for forcibly changing the effective compression ratio, the occurrence of abnormal combustion due to self-ignition before the normal combustion time due to spark ignition is described.
  • the abnormal combustion determination step for predicting or detecting, and when the abnormal combustion is predicted or detected in the low speed operation region of the engine, the engine rotational speed is increased and the abnormal combustion is also performed after the engine rotational speed is increased.
  • a control step of lowering the effective compression ratio by the compression ratio changing means ”And“ The engine controller is an input of the intake humidity sensor. ” (See [Claim 1] and [0035]).
  • Patent Document 1 is intended to prevent fogging of the indoor glass during the engine stop period, and when the vehicle speed is lower than a predetermined value, the intake air humidity changes suddenly when the engine is stopped or the engine is started. It does not correspond.
  • Patent Document 2 eliminates the prag by increasing the engine speed and changing the compression ratio and the like in consideration of the humidity at the time of the occurrence of the peg when the engine is running at a low speed. However, it does not correspond to a sudden change in the intake humidity when the vehicle speed is below a predetermined value, when the engine is stopped or when the engine is started.
  • a sudden change in intake humidity due to the influence of water vapor from the ground when the vehicle speed is a predetermined value or less, water vapor from the combustion chamber when the engine is stopped or when the engine is started is to adapt to sudden changes in intake air humidity due to the effects of air pressure.
  • the present application includes a plurality of means for solving the above-described problems.
  • the present application includes humidity detection means for detecting the humidity of intake air taken into the engine, and processing means for performing processing based on an output from the humidity detection means.
  • the processing means performs processing different from normal processing using the output from the humidity detection means when the vehicle speed is equal to or lower than a predetermined value, or when the engine is stopped or started.
  • the intake humidity may change suddenly due to the influence of water vapor from the ground, and when the engine is stopped or the engine (re) started, the intake humidity may be affected by the influence of water vapor from the combustion chamber. It may change suddenly. This sudden change is unlikely to occur during normal operation, and is not considered in conventional control. For this reason, the conventional control cannot cope with this sudden change in humidity, and has an adverse effect on the engine such as deterioration of fuel consumption and instability of combustion.
  • processing relating to predetermined engine control different from normal control that can cope with this sudden change or predetermined humidity detection means is performed.
  • a process different from the normal process may be a control that increases the followability to the output of the humidity detecting means.
  • This implements control in which the followability of the control using the output value of the humidity detecting means becomes high so that the engine control parameters such as the ignition timing can follow the sudden change in humidity.
  • the processing means is ignition timing control means for controlling the ignition timing of an ignition device provided in the engine, and the processing different from the normal processing is to determine the ignition timing from the current ignition timing based on humidity. Processing for increasing the ignition timing correction amount per control cycle when correcting to the target ignition timing to be performed may be performed.
  • a process different from the normal process may be a process using a value that has no correlation with the output value output from the humidity detecting means. That is, in order to eliminate an adverse effect due to a sudden change in humidity, the sensitivity of humidity change is eliminated by switching to control that does not use the output value of the humidity detection means.
  • the humidity detecting means is a humidity sensor provided in an intake pipe to the engine, and the humidity detecting means is diagnosed using an output from the humidity detecting means as a process different from the normal process. It is possible to do. That is, the dynamic range, responsiveness, etc. of the humidity detecting means are diagnosed using a sudden humidity change phenomenon.
  • the humidity detection means When the output value output from the humidity detection means does not exceed a predetermined value, it may be diagnosed that the humidity detection means is abnormal. That is, using the sudden humidity change phenomenon, when the output value of the humidity detecting means does not exceed a predetermined value, the humidity detecting means determines that it is abnormal.
  • a process different from the normal process for a predetermined period after the engine is stopped or started. That is, a sudden change in the intake humidity when the engine is stopped occurs for a certain period after the stop. Only during this period, predetermined engine control or processing related to the predetermined humidity detecting means is performed. Further, a sudden change in the intake humidity at the time of engine (re) starting occurs for a certain period after the start. Only during this period, predetermined engine control or processing related to the predetermined humidity detecting means is performed.
  • the present invention it is possible to adapt to a sudden change in intake humidity due to the influence of water vapor from the ground when the vehicle speed is a predetermined value or less, and a sudden change in intake humidity due to the influence of water vapor from the combustion chamber when the engine is stopped or started. Can improve combustion robustness and fuel efficiency.
  • Engine control system diagram in Examples 1 to 6 The figure which represented the inside of the control unit in Examples 1-6 The block diagram showing the whole control in Example 1, 3 The block diagram of the ignition timing correction value calculating part in Example 1 The block diagram showing the whole control in Example 2 Block diagram of humidity sensor output correction unit in embodiment 2 Block diagram of ignition timing correction value calculation unit in Embodiment 3 Block diagram showing overall control in Embodiment 4 Block diagram of humidity sensor diagnosis unit in embodiment 4 Block diagram showing the entire control in the fifth embodiment Block diagram of humidity sensor diagnosis unit in embodiment 5 Block diagram showing the entire control in the sixth embodiment The block diagram of the ignition timing correction value calculating part in Example 6
  • FIG. 1 is a system diagram showing this embodiment.
  • air from the outside passes through the air cleaner 1 and flows into the cylinder through the intake manifold 4 and the collector 5.
  • the amount of inflow air is adjusted by the electronic throttle 3.
  • the air flow sensor 2 detects the inflow air amount.
  • the intake air temperature sensor 29 detects the intake air temperature.
  • the humidity sensor 31 detects the humidity in the intake pipe.
  • the crank angle sensor 15 outputs a signal every 10 ° of the crankshaft rotation angle and a signal every combustion cycle.
  • the water temperature sensor 14 detects the coolant temperature of the engine.
  • the accelerator opening sensor 13 detects the amount of depression of the accelerator 6 and thereby detects the driver's required torque.
  • the vehicle speed sensor 32 detects the vehicle speed.
  • the signals of the accelerator opening sensor 13, the airflow sensor 2, the intake air temperature sensor 29, the humidity sensor 31, the throttle opening sensor 17 attached to the electronic throttle 3, the crank angle sensor 15, and the water temperature sensor 14 are control units described later.
  • the engine operating state is obtained from these sensor outputs, and the main operation amount of the engine such as the air amount, the fuel injection amount, the ignition timing, and the EGR amount is optimally calculated.
  • the target air amount calculated in the control unit 16 is converted into target throttle opening ⁇ electronic throttle drive signal and sent to the electronic throttle 3.
  • the fuel injection amount is converted into a valve opening pulse signal and sent to a fuel injection valve (injector) 7. Further, a drive signal is sent to the spark plug 8 so as to be ignited at the ignition timing calculated by the control unit 16. Further, a drive signal is sent to the EGR valve 19 so that the target EGR amount calculated by the control unit 16 is realized.
  • the injected fuel is mixed with the air from the intake manifold and flows into the cylinder of the engine 9 to form an air-fuel mixture.
  • the air-fuel mixture explodes by a spark generated from the spark plug 8 at a predetermined ignition timing, and the piston is pushed down by the combustion pressure to become engine power.
  • the exhaust after the explosion passes through the exhaust manifold 10 and the exhaust heat recovery device 11. After the heat (energy) of the exhaust gas is recovered by the exhaust heat recovery device, a part of the exhaust gas is returned to the intake side through the exhaust gas recirculation pipe 18.
  • the amount of reflux is controlled by an EGR valve (valve) 19.
  • the catalyst upstream air-fuel ratio sensor 12 is attached between the engine 9 and the exhaust heat recovery device 11.
  • the exhaust temperature sensor 20 is attached downstream of the exhaust heat recovery device 11.
  • FIG. 2 shows the inside of the control unit 16.
  • the ECU 16 includes an airflow sensor 2, a catalyst upstream air-fuel ratio sensor 12, an accelerator opening sensor 13, a water temperature sensor 14, a crank angle sensor 15, a throttle valve opening sensor 17, an exhaust temperature sensor 20, an intake air temperature sensor 29, and a humidity sensor 31.
  • Each sensor output value of the vehicle speed sensor 32 is input, and after signal processing such as noise removal is performed by the input circuit 24, it is sent to the input / output port 25.
  • the value of the input port is stored in the RAM 23 and is processed in the CPU 21.
  • a control program describing the contents of the arithmetic processing is written in the ROM 22 in advance.
  • a value representing each actuator operation amount calculated according to the control program is stored in the RAM 23 and then sent to the input / output port 25.
  • the ignition plug operation signal is set to an ON / OFF signal that is ON when the primary coil in the ignition output circuit is energized and is OFF when the primary coil is not energized.
  • the ignition timing is when the ignition is switched from ON to OFF.
  • the spark plug signal set at the output port is amplified to a sufficient energy required for combustion by the ignition output circuit 26 and supplied to the spark plug.
  • the fuel injection valve drive signal is set to an ON / OFF signal that is ON when the valve is open and OFF when the valve is closed.
  • the fuel injection valve drive circuit 27 amplifies the fuel injection valve 7 to a sufficient energy to open the fuel injection valve 7. Sent to.
  • a drive signal for realizing the target opening degree of the electronic throttle 3 is sent to the electronic throttle 3 via the electronic throttle drive circuit 28.
  • a drive signal for realizing the target opening degree of the EGR valve 19 is sent to the EGR valve 19 via the EGR valve drive circuit 30.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the entire control, and includes the following arithmetic units.
  • Ignition timing correction value calculator calculates an ignition timing correction value (Hos_Hum) based on humidity (Hum), vehicle speed (Vsp), and engine speed (Ne). A value obtained by adding Hos_Hum to the basic ignition timing (ADV_0) is defined as the final ignition timing (ADV). Since there are many known techniques for the basic ignition timing (ADV_0) calculation method, it will not be described in detail here.
  • ⁇ Ignition timing correction value calculation unit (FIG. 4)>
  • Hos_Hum ignition timing correction value
  • FIG. A value obtained by referring to the map M_Hos_Hum0 using Hum (humidity) is defined as Hos_Hum0 (ignition timing correction basic value).
  • Hos_Hum previously value
  • Hos_Hum0 is closer to Hos_Hum0 by K1_Hos_Hum.
  • the set value of the map M_Hos_Hum0 should be determined from actual machine tests so that the optimal ignition timing (desired fuel efficiency / exhaust performance) according to Hum (humidity) is obtained.
  • FIG. 1 is a system diagram showing this embodiment. Since it is the same as Example 1, it does not elaborate.
  • FIG. 2 shows the inside of the control unit 16, but since it is the same as the first embodiment, it will not be described in detail.
  • FIG. 5 is a block diagram showing the entire control, and includes the following arithmetic units.
  • Humidity sensor output correction unit calculates the corrected humidity (Hum1) based on the humidity (Hum), the vehicle speed (Vsp), and the engine speed (Ne).
  • the corrected humidity (Hum1) is conventionally used in the control using humidity. Since this control is conventional control such as ignition timing control, it will not be described in detail here.
  • the signal from the humidity detection means installed in the intake pipe of the engine and the output value of the humidity detection means when the vehicle speed is lower than the predetermined value or when the engine is stopped or the engine is started are predetermined. Control that is handled as the value of. With this configuration, it is possible to eliminate an adverse effect due to erroneous control at the time of sudden change in humidity, so that combustion robustness is improved.
  • ⁇ Humidity sensor output correction unit (FIG. 6)>
  • the determination method when the engine is stopped or started is not described in detail here because there are various processes such as using the engine speed (Ne).
  • ⁇ K1_Hum should be determined from actual machine tests etc. according to the performance of each engine as standard humidity or humidity that minimizes adverse effects on the engine.
  • control is switched to the control not using the output value of the humidity detecting means when the vehicle speed is equal to or lower than a predetermined value or when the engine is started.
  • FIG. 1 is a system diagram showing this embodiment. Since it is the same as Example 1, it does not elaborate.
  • FIG. 2 shows the inside of the control unit 16, but since it is the same as the first embodiment, it will not be described in detail.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the entire control, and includes the following arithmetic units.
  • Ignition timing correction value calculator calculates an ignition timing correction value (Hos_Hum) based on humidity (Hum), vehicle speed (Vsp), and engine speed (Ne). A value obtained by adding Hos_Hum to the basic ignition timing (ADV_0) is defined as the final ignition timing (ADV). Since there are many known techniques for the basic ignition timing (ADV_0) calculation method, it will not be described in detail here.
  • switching is made between a means for inputting a signal from a humidity detection means installed in the intake pipe of the engine and a control that does not use the output value of the humidity detection means when the vehicle speed is lower than a predetermined value or when the engine is started. Perform the process.
  • ⁇ Ignition timing correction value calculation unit (FIG. 7)>
  • Hos_Hum ignition timing correction value
  • a value obtained by referring to the map M_Hos_Hum0 using Hum (humidity) is defined as Hos_Hum0 (ignition timing correction basic value).
  • the determination method when the engine is stopped or started is not described in detail here because there are various processes such as using the engine speed (Ne).
  • the set value of the map M_Hos_Hum0 should be determined from actual machine tests so that the optimal ignition timing (desired fuel efficiency / exhaust performance) according to Hum (humidity) is obtained.
  • the humidity detecting means is diagnosed when the vehicle speed is equal to or lower than a predetermined value, when the engine is stopped, or when the engine is started.
  • FIG. 1 is a system diagram showing this embodiment. Since it is the same as Example 1, it does not elaborate.
  • FIG. 2 shows the inside of the control unit 16, but since it is the same as the first embodiment, it will not be described in detail.
  • FIG. 8 is a block diagram showing the entire control, and includes the following arithmetic units.
  • Humidity sensor diagnostic unit calculates an abnormality flag (f_MUL) based on the humidity (Hum), the vehicle speed (Vsp), and the engine rotation speed (Ne).
  • a signal is input from a humidity detection means installed in the intake pipe of the engine, and the humidity detection means is diagnosed when the vehicle speed is lower than a predetermined value or when the engine is stopped or the engine is started.
  • the humidity detection means is diagnosed using a sudden humidity change phenomenon that does not normally occur, so the diagnostic accuracy is improved. Details of each calculation unit will be described below.
  • K1_Hum is a value corresponding to a sudden change in humidity that can occur when the vehicle speed is below a predetermined value, when the engine is stopped, or when the engine is started. It is also possible to perform a responsiveness diagnosis of the humidity sensor based on the time until reaching K1_Hum.
  • the humidity may not change suddenly, so this process may be performed only when the engine is stopped or started.
  • the humidity detecting means is diagnosed for a predetermined period after the operation of the engine is stopped.
  • FIG. 1 is a system diagram showing this embodiment. Since it is the same as Example 1, it does not elaborate.
  • FIG. 2 shows the inside of the control unit 16, but since it is the same as the first embodiment, it will not be described in detail.
  • FIG. 10 is a block diagram showing the entire control, and includes the following arithmetic units.
  • Humidity sensor diagnosis unit calculates an abnormality flag (f_MUL) based on the humidity (Hum) and the engine speed (Ne).
  • the humidity detection means is diagnosed for a predetermined period after the operation of the engine is stopped and the means for inputting a signal from the humidity detection means installed in the intake pipe of the engine.
  • the humidity detecting means is diagnosed for an appropriate period using a sudden humidity change phenomenon that does not normally occur after the engine is stopped, so that the diagnosis accuracy is improved without requiring an excessive load and power of the microcomputer. Details of each calculation unit will be described below.
  • K1_Hum is a value according to the sudden change in humidity that can occur in a predetermined period after the engine stops. It is also possible to perform a responsiveness diagnosis of the humidity sensor based on the time until reaching K1_Hum.
  • FIG. 1 is a system diagram showing this embodiment. Since it is the same as Example 1, it does not elaborate.
  • FIG. 2 shows the inside of the control unit 16, but since it is the same as the first embodiment, it will not be described in detail.
  • FIG. 12 is a block diagram showing the entire control, and includes the following arithmetic units.
  • the “ignition timing correction value calculation unit” calculates the ignition timing correction value (Hos_Hum) based on the humidity (Hum) and the engine speed (Ne). A value obtained by adding Hos_Hum to the basic ignition timing (ADV_0) is defined as the final ignition timing (ADV). Since there are many known techniques for the basic ignition timing (ADV_0) calculation method, it will not be described in detail here.
  • the means for inputting the signal from the humidity detection means installed in the intake pipe of the engine, and the ignition timing using the output value of the humidity detection means for a predetermined period after the engine is started have a high followability.
  • ⁇ Ignition timing correction value calculation unit (FIG. 13)>
  • Hos_Hum ignition timing correction value
  • FIG. 13 A value obtained by referring to the map M_Hos_Hum0 using Hum (humidity) is defined as Hos_Hum0 (ignition timing correction basic value).
  • -Since Ne (previous value) 0 to Ne (current value)> 0
  • Hos_Hum (previous value) and Hos_Hum0 are different
  • Hos_Hum is closer to Hos_Hum0 by K1_Hos_Hum.
  • the set value of the map M_Hos_Hum0 should be determined from actual machine tests so that the optimal ignition timing (desired fuel efficiency / exhaust performance) according to Hum (humidity) is obtained.
  • T2_mode is determined so as to correspond to the period in which the intake humidity changes suddenly due to water vapor from the engine after the engine is started. It is good to decide while confirming the actual phenomenon through experiments.

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Abstract

本発明では、エンジンの吸気管に湿度検出手段を備えるエンジンにおいて、車速が所定値以下の時の地面からの水蒸気の影響による吸気湿度の急変、エンジン停止時もしくはエンジン始動時の燃焼室からの水蒸気の影響による吸気湿度の急変に適応することを課題とする。エンジンの吸気管に設置された湿度を検出する手段と、車両速度が所定値以下の時もしくはエンジン停止時もしくはエンジン始動時、所定のエンジン制御もしくは所定の前記湿度検出手段に関する処理を実施することを特徴とするエンジンの制御装置。

Description

エンジンの制御装置
　本発明は、エンジンの制御装置に関するものであり、特に、エンジンの吸気管に湿度センサを備えたエンジン制御装置に関する。
　本技術分野の背景技術として、特開２００９－１３８７０７号公報（特許文献１）がある。この公報には、「エンジンと該エンジンの駆動力により作動して車室内を除湿する除湿機とを備えた車両に対して、所定の停止条件が成立したときに該エンジンを停止し、その後、所定のエンジン停止時間が経過した時に該エンジンを始動するエンジン制御手段を備えた車両の制御装置であって、車両が置かれた状況を検出する車両状況検出手段と、該車両状況検出手段により検出された状況の下で、車両の窓ガラスに曇りが生じない湿度である曇り判定湿度を推定する曇り判定湿度推定手段と、車室内の湿度を検出する湿度検出手段と、エンジンの停止直前における前記湿度検出手段の検出湿度と前記曇り判定湿度との湿度差に応じて、該湿度差が大きいほど前記エンジン停止時間を長い時間に決定するエンジン停止時間決定手段とを備え、前記エンジン制御手段は、前記始動条件が成立してエンジンを停止した後、前記エンジン停止時間が経過した時に、エンジンを始動すると共に前記除湿機を起動することを特徴とする車両の制御装置」と記載されている（［請求項１］参照）。
　また、本技術分野の背景技術として、特開２０１０－０８４６２１号公報（特許文献２）がある。この公報には、「有効圧縮比を強制的に変更する圧縮比変更手段を備えた火花点火式エンジンの制御方法であって、火花点火による正常燃焼時点より前に自着火による異常燃焼の発生を予測または検出する異常燃焼判定工程と、前記エンジンの低速運転領域において前記異常燃焼が予測または検出されたときは、エンジンの回転速度を上昇させるとともに、エンジンの回転速度を上昇させた後も異常燃焼が予測又は検出されたときは、前記圧縮比変更手段により有効圧縮比を低下させる制御工程と、を有することを特徴とするエンジンの制御方法。」および「エンジン制御器は、吸気湿度センサの入力を受ける」と記載されている（［請求項１］、［００３５］参照）。
特開２００９－１３８７０７号公報 特開２０１０－０８４６２１号公報
　しかしながら、前述の先行技術（特許文献１）は、エンジン停止期間において室内ガラスの曇り防止を図るものであって、車速が所定値以下の時、エンジン停止時もしくはエンジン始動時における吸気湿度の急変に対応するものではない。また、前述の先行技術（特許文献２）は、エンジン低回転時においてプレイグ発生時に、エンジンの回転数を上昇させ、さらに湿度を考慮して、圧縮比などを変更することで、プレイグを解消するものであって、車速が所定値以下の時、エンジン停止時もしくはエンジン始動時における吸気湿度の急変に対応するものではない。本発明では、エンジンの吸気管に湿度検出手段を備えるエンジンにおいて、車速が所定値以下の時の地面からの水蒸気の影響による吸気湿度の急変、エンジン停止時もしくはエンジン始動時の燃焼室からの水蒸気の影響による吸気湿度の急変に適応することを課題とする。
　上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、例えば、エンジンに吸入される吸気の湿度を検出する湿度検出手段と、前記湿度検出手段からの出力に基づく処理を行う処理手段とを備え、前記処理手段は、車両速度が所定値以下の際、もしくはエンジンの停止時又は始動の際に、前記湿度検出手段からの出力を用いた通常の処理とは異なる処理を実施する。
　すなわち、車速が所定値以下の時、地面からの水蒸気の影響により吸気湿度が急変することがある、また、エンジン停止時もしくはエンジン(再)始動時に、燃焼室からの水蒸気の影響により吸気湿度が急変することがある。この急変は、通常運転時は、発生することは、まず無く、従来制御では、考慮されていない。このため、従来制御では、この湿度急変に対応できず燃費悪化、燃焼不安定化など、エンジンへの悪影響を及ぼす。車両速度が所定値以下のとき、この急変に対応可能な通常制御とは異なる所定のエンジン制御もしくは所定の前記湿度検出手段に関する処理を実施するものである。
　また、例えば、前記通常の処理とは異なる処理は、前記湿度検出手段の出力に対する追従性を高くする制御とすることが考えられる。これは、湿度急変に、点火時期などのエンジン制御パラメータが追従できるように、湿度検出手段の出力値を用いる制御の追従性が高くなる制御を実施するものである。
　また、前記処理手段は、前記エンジンに備えられる点火装置の点火時期を制御する点火時期制御手段であり、前記通常の処理とは異なる処理は、点火時期を現在の点火時期から湿度に基づいて決定される目標点火時期へと補正する際の制御周期当たりの点火時期補正量を通常時よりも大きくする処理であってもよい。
　また、例えば、前記通常の処理とは異なる処理は、前記湿度検出手段から出力される出力値とは相関関係を有しない値を用いた処理とすることが考えられる。すなわち、湿度急変による悪影響をなくすため、前記湿度検出手段の出力値を用いない制御に切り替えることで、湿度変化の感度を無くすものである。
　また、例えば、前記出力値とは相関関係を有しない値として、一定値を用いることが考えられる。すなわち、湿度急変による悪影響をなくすため、湿度検出手段の出力値を所定値に固定することで、湿度変化の感度を無くすものである。
　また、前記湿度検出手段は、前記エンジンへの吸気管に備えられる湿度センサであり、前記通常の処理とは異なる処理として、前記湿度検出手段からの出力を用いた該湿度検出手段の診断を実施することが考えられる。すなわち、湿度急変現象を用いて、湿度検出手段のダイナミックレンジ、応答性などを診断するものである。
　また、例えば、
　前記湿度検出手段から出力される出力値が所定値以上にならないとき、前記湿度検出手段の異常と診断することものであってもよい。すなわち、湿度急変現象を用いて、湿度検出手段の出力値が所定値以上とならないとき、湿度検出手段が異常と判定するものである。
　また、例えば、エンジンの停止又は始動後の所定期間、前記通常の処理とは異なる処理を実施することが好ましい。すなわち、エンジン停止時における吸気湿度の急変は、停止後一定期間発生する。この期間のみ所定のエンジン制御もしくは所定の前記湿度検出手段に関する処理を実施する。また、エンジン(再)始動時における吸気湿度の急変は、始動後一定期間発生する。この期間のみ所定のエンジン制御もしくは所定の前記湿度検出手段に関する処理を実施する。
　本発明によれば、車速が所定値以下の時の地面からの水蒸気の影響による吸気湿度の急変、エンジン停止時もしくはエンジン始動時の燃焼室からの水蒸気の影響による吸気湿度の急変に適応することができるので、燃焼ロバスト性が向上し、燃費が改善する。
実施例１～６におけるエンジン制御システム図 実施例１～６におけるコントロールユニットの内部を表した図 実施例１、３における制御全体を表したブロック図 実施例１における点火時期補正値演算部のブロック図 実施例２における制御全体を表したブロック図 実施例２における湿度センサ出力補正部のブロック図 実施例３における点火時期補正値演算部のブロック図 実施例４における制御全体を表したブロック図 実施例４における湿度センサ診断部のブロック図 実施例５における制御全体を表したブロック図 実施例５における湿度センサ診断部のブロック図 実施例６における制御全体を表したブロック図 実施例６における点火時期補正値演算部のブロック図
　以下、実施例を図面を用いて説明する。
　本実施例では、車両速度が所定値以下の時もしくはエンジン始動時、湿度検出手段の出力値を用いる制御の追従性が高くなる制御の実施例を説明する。
　図１は、本実施例を示すシステム図である。多気筒（ここでは４気筒）で構成されるエンジン９において、外部からの空気はエアクリーナ１を通過し、吸気マニホールド４、コレクタ５を経てシリンダー内に流入する。流入空気量は電子スロットル３により調節される。エアフローセンサ２では流入空気量が検出される。また、吸気温センサ２９で、吸気温が検出される。湿度センサ３１で、吸気管内の湿度が検出される。クランク角センサ１５では、クランク軸の回転角１０゜毎の信号と燃焼周期毎の信号が出力される。水温センサ１４はエンジンの冷却水温度を検出する。またアクセル開度センサ１３は、アクセル６の踏み込み量を検出し、それによって運転者の要求トルクを検出する。車速センサ３２は、車速を検出する。
　アクセル開度センサ１３、エアフロセンサ２、吸気温センサ２９、湿度センサ３１、電子スロットル３に取り付けられたスロットル開度センサ１７、クランク角センサ１５、水温センサ１４のそれぞれの信号は、後述のコントロールユニット１６に送られ、これらセンサ出力からエンジンの運転状態を得て、空気量、燃料噴射量、点火時期およびＥＧＲ量のエンジンの主要な操作量が最適に演算される。
　コントロールユニット１６内で演算された目標空気量は、目標スロットル開度→電子スロットル駆動信号に変換され、電子スロットル３に送られる。燃料噴射量は開弁パルス信号に変換され、燃料噴射弁(インジェクタ)７に送られる。またコントロールユニット１６で演算された点火時期で点火されるよう駆動信号が点火プラグ８に送られる。また、コントロールユニット１６で演算された目標ＥＧＲ量が実現されるようＥＧＲ弁１９に駆動信号が送られる。
　噴射された燃料は吸気マニホールドからの空気と混合されエンジン９のシリンダー内に流入し混合気を形成する。混合気は所定の点火時期で点火プラグ８から発生される火花により爆発し、その燃焼圧によりピストンを押し下げてエンジンの動力となる。爆発後の排気は排気マニホールド１０を経て、排熱回収装置１１を通過する。排熱回収装置で排気が持つ熱(エネルギー)を回収した後、排気の一部は、排気還流管１８を通って、吸気側に還流される。還流量はＥＧＲ弁(バルブ)１９によって制御される。
　触媒上流空燃比センサ１２はエンジン９と排熱回収装置１１の間に取り付けられている。排気温度センサ２０は排熱回収装置１１の下流に取り付けられている。
　図２はコントロールユニット１６の内部を示したものである。ＥＣＵ１６内にはエアフロセンサ２、触媒上流空燃比センサ１２、アクセル開度センサ１３、水温センサ１４、クランク角センサ１５、スロットル弁開度センサ１７、排気温度センサ２０、吸気温センサ２９、湿度センサ３１、車速センサ３２の各センサ出力値が入力され、入力回路２４にてノイズ除去等の信号処理を行った後、入出力ポート２５に送られる。入力ポートの値はＲＡＭ２３に保管され、ＣＰＵ２１内で演算処理される。演算処理の内容を記述した制御プログラムはＲＯＭ２２に予め書き込まれている。制御プログラムに従って演算された各アクチュエータ作動量を表す値はＲＡＭ２３に保管された後、入出力ポート２５に送られる。点火プラグの作動信号は点火出力回路内の一次側コイルの通流時はＯＮとなり、非通流時はＯＦＦとなるＯＮ・ＯＦＦ信号がセットされる。点火時期はＯＮからＯＦＦになる時である。出力ポートにセットされた点火プラグ用の信号は点火出力回路２６で燃焼に必要な十分なエネルギーに増幅され点火プラグに供給される。また燃料噴射弁の駆動信号は開弁時ＯＮ、閉弁時ＯＦＦとなるＯＮ・ＯＦＦ信号がセットされ、燃料噴射弁駆動回路２７で燃料噴射弁を開くに十分なエネルギーに増幅され燃料噴射弁７に送られる。電子スロットル３の目標開度を実現する駆動信号は、電子スロットル駆動回路２８を経て、電子スロットル３に送られる。ＥＧＲ弁１９の目標開度を実現する駆動信号は、ＥＧＲ弁駆動回路３０を経て、ＥＧＲ弁１９に送られる。
　以下、ＲＯＭ２２に書き込まれる制御プログラムについて述べる。図３は制御全体を表したブロック図であり、以下の演算部から構成される。
　・点火時期補正値演算部（図４）
「点火時期補正値演算部」で、湿度(Hum)、車速(Vsp)、エンジン回転速度(Ne)に基づいて、点火時期補正値(Hos_Hum)を演算する。基本点火時期(ADV_0)に、Hos_Humを加えた値を最終的な点火時期(ADV)とする。基本点火時期(ADV_0)の演算方式については、多くの公知技術があるので、ここでは詳述しない。
　本実施例では、エンジンの吸気管に設置された湿度検出手段からの信号を入力する手段と、車両速度が所定値以下の時もしくはエンジン始動時、湿度検出手段の出力値を用いる点火時期の追従性が高くなる制御を実施する。本構成により、車両速度が所定値以下の時もしくはエンジン始動時において湿度が急変しても、点火時期制御の追従性が高くなっているので、湿度急変に応じた最適な点火時期に制御することが可能となり、燃焼ロバスト性が向上し、燃費が改善する。以下、各演算部の詳細を説明する。
　＜点火時期補正値演算部（図４）＞
本演算部では、Hos_Hum(点火時期補正値)を演算する。具体的には、図４に示される。
・Hum(湿度)を用いてマップM_Hos_Hum0を参照して得られた値をHos_Hum0(点火時期補正基本値)とする。
・Vsp≦K1_Vsp もしくは、エンジン始動時のときは、f_mode=1とする。それ以外のときは、f_mode=0とする。
・Hos_Hum（前回値）とHos_Hum0が異なるとき,Hos_Humは、K1_Hos_HumずつHos_Hum0に近づけていく。
K1_Hos_Humは、
ｉ)f_mode=0のとき、K1_Hos_Hum_a
ｉｉ)f_mode=1のとき、K1_Hos_Hum_b
ｉｉｉ)それ以外のとき、Hos_Hum=Hos_Hum0
とする。
　マップM_Hos_Hum0の設定値は、Hum(湿度)に応じた最適点火時期(所望の燃費性能／排気性能)となるように実機試験等から決めるのが良い。
　エンジン始動時の判定法については、エンジン回転速度(Ne)等を用いるなど、従来、様々な処理があるので、ここでは詳述しない。
　K1_Hos_Hum_a，K1_Hos_Hum_bは、K1_Hos_Hum_a＜K1_Hos_Hum_bであり、f_mode=1のとき、Hos_Humの追従性が速くなるように設定する。具体的な値は、各エンジン性能に応じて、実機試験等から決めるのが良い。
　本実施例では、車両速度が所定値以下の時もしくはエンジン停止時もしくはエンジン始動時、湿度検出手段の出力値を所定の値とする制御の実施例を説明する。
　図１は本実施例を示すシステム図である。実施例１と同じであるので詳述しない。
　図２はコントロールユニット１６の内部を示したものであるが、実施例１と同じであるので、詳述しない。
　以下、ＲＯＭ２２に書き込まれる制御プログラムについて述べる。図５は制御全体を表したブロック図であり、以下の演算部から構成される。
　・湿度センサ出力補正部（図５）
「湿度センサ出力補正部」で、湿度(Hum)、車速(Vsp)、エンジン回転速度(Ne)に基づいて、補正後湿度(Hum1)を演算する。
　補正後湿度(Hum1)は、従来、湿度を用いて行う制御で用いられる。当該制御については、点火時期制御など従来制御なので、ここでは詳述しない。
　本実施例では、エンジンの吸気管に設置された湿度検出手段からの信号を入力する手段と、車両速度が所定値以下の時もしくはエンジン停止時もしくはエンジン始動時、湿度検出手段の出力値を所定の値として取り扱う制御を実施する。本構成により、湿度急変時の誤制御による悪影響をなくすことができるので、燃焼ロバスト性が向上する。
　以下、各演算部の詳細を説明する。
＜湿度センサ出力補正部（図６）＞
　本演算部では、Hum1(補正後湿度)を演算する。具体的には、図６に示される。
・Vsp≦K1_Vsp もしくは、エンジン停止時もしくは、エンジン始動時のときは、f_mode=1とする。それ以外のときは、f_mode=0とする。
ｉ)f_mode=0のときHum1=Hum
ｉｉ)f_mode=1のとき、Hum1=K1_Hum
とする。
　エンジン停止時、エンジン始動時の判定法については、エンジン回転速度(Ne)等を用いるなど、従来、様々な処理があるので、ここでは詳述しない。
　K1_Humは、標準的な湿度、あるいは、エンジンへの悪影響がもっとも小さくなるような湿度として、各エンジン性能に応じて、実機試験等から決めるのが良い。
　本実施例では、車両速度が所定値以下の時もしくはエンジン始動時、湿度検出手段の出力値を用いない制御に切り替える実施例を説明する。
　図１は本実施例を示すシステム図である。実施例１と同じであるので詳述しない。
　図２はコントロールユニット１６の内部を示したものであるが、実施例１と同じであるので、詳述しない。
　以下、ＲＯＭ２２に書き込まれる制御プログラムについて述べる。図３は制御全体を表したブロック図であり、以下の演算部から構成される。
　・点火時期補正値演算部（図７）
「点火時期補正値演算部」で、湿度(Hum)、車速(Vsp)、エンジン回転速度(Ne)に基づいて、点火時期補正値(Hos_Hum)を演算する。基本点火時期(ADV_0)に、Hos_Humを加えた値を最終的な点火時期(ADV)とする。基本点火時期(ADV_0)の演算方式については、多くの公知技術があるので、ここでは詳述しない。
　本実施例では、エンジンの吸気管に設置された湿度検出手段からの信号を入力する手段と、車両速度が所定値以下の時もしくはエンジン始動時、湿度検出手段の出力値を用いない制御に切り替える処理を実施する。本構成により、湿度急変時の誤制御による悪影響をなくすことができるので、燃焼ロバスト性が向上する。
　以下、各演算部の詳細を説明する。
＜点火時期補正値演算部（図７）＞
　本演算部では、Hos_Hum(点火時期補正値)を演算する。具体的には、図４に示される。
・Vsp≦K1_Vsp もしくは、エンジン停止時もしくは、エンジン始動時のときは、f_mode=1とする。それ以外のときは、f_mode=0とする。
・Hum(湿度)を用いてマップM_Hos_Hum0を参照して得られた値をHos_Hum0(点火時期補正基本値)とする。
f_mode=0のとき、Hos_Hum=Hos_Hum0
f_mode=1のとき、Hos_Hum=0
とする。
　エンジン停止時、エンジン始動時の判定法については、エンジン回転速度(Ne)等を用いるなど、従来、様々な処理があるので、ここでは詳述しない。
　マップM_Hos_Hum0の設定値は、Hum(湿度)に応じた最適点火時期(所望の燃費性能／排気性能)となるように実機試験等から決めるのが良い。
　本実施例では、車両速度が所定値以下の時もしくはエンジン停止時もしくはエンジン始動時、湿度検出手段を診断する実施例を説明する。
　図１は本実施例を示すシステム図である。実施例１と同じであるので詳述しない。
　図２はコントロールユニット１６の内部を示したものであるが、実施例１と同じであるので、詳述しない。
　以下、ＲＯＭ２２に書き込まれる制御プログラムについて述べる。図８は制御全体を表したブロック図であり、以下の演算部から構成される。
　・湿度センサ診断部（図９）
「湿度センサ診断部」で、湿度(Hum)、車速(Vsp)、エンジン回転速度(Ne)に基づいて、異常フラグ(f_MUL)を演算する。
　本実施例では、エンジンの吸気管に設置された湿度検出手段からの信号を入力する手段と、車両速度が所定値以下の時もしくはエンジン停止時もしくはエンジン始動時、湿度検出手段の診断を実施する。本構成により、通常は発生しないような湿度急変現象を用いて湿度検出手段を診断するので、診断精度が向上する。以下、各演算部の詳細を説明する。
　＜湿度センサ診断部（図９）＞
　本演算部では、f_MUL(異常フラグ)を演算する。具体的には、図９に示される。
・Vsp≦K1_Vsp もしくは、エンジン停止時もしくは、エンジン始動時のときは、f_mode=1とする。それ以外のときは、f_mode=0とする。
ｉ)f_mode=0のときf_MULは、前回値を維持。
ｉｉ)f_mode=1において、
一度でも、Hum≧K1_Hum_MULとなったとき、f_MUL=0
それ以外のとき、f_MUL=1
　エンジン停止時、エンジン始動時の判定法については、エンジン回転速度(Ne)等を用いるなど、従来、様々な処理があるので、ここでは詳述しない。
　K1_Humの値は、車両速度が所定値以下の時もしくはエンジン停止時もしくはエンジン始動時に、起きうる湿度急変に応じた値とする。また、K1_Humに到達するまでの時間に基づいて、湿度センサの応答性診断をするのも良い。
　また、車速が所定値以下のときは、湿度が急変しないこともあるので、本処理は、エンジン停止時、始動時のみ実施するのもよい。
　本実施例では、エンジンの運転が停止した後、所定期間は、湿度検出手段を診断する実施例を説明する。
　図１は本実施例を示すシステム図である。実施例１と同じであるので詳述しない。
　図２はコントロールユニット１６の内部を示したものであるが、実施例１と同じであるので、詳述しない。
　以下、ＲＯＭ２２に書き込まれる制御プログラムについて述べる。図１０は制御全体を表したブロック図であり、以下の演算部から構成される。
　・湿度センサ診断部（図１１）
「湿度センサ診断部」で、湿度(Hum)、エンジン回転速度(Ne)に基づいて、異常フラグ(f_MUL)を演算する。
　本実施例では、エンジンの吸気管に設置された湿度検出手段からの信号を入力する手段と、エンジンの運転が停止した後、所定期間は、湿度検出手段の診断を実施する。本構成により、エンジン停止後の通常は発生しないような湿度急変現象を用いて適切な期間だけ湿度検出手段を診断するので、マイコンの負荷、電力を過度に要さず診断精度が向上する。以下、各演算部の詳細を説明する。
　＜湿度センサ診断部（図１１）＞
本演算部では、f_MUL(異常フラグ)を演算する。具体的には、図１１に示される。
・Ne(前回値)＞0からNe(今回値)＝0となってから、T1_modeの期間は、Ne=0のとき、f_mode=1とする。それ以外のときは、f_mode=0とする。
ｉ)f_mode=0のときf_MULは、前回値を維持。
ｉｉ)f_mode=1において、
一度でも、Hum≧K1_Hum_MULとなったとき、f_MUL=0
それ以外のとき、f_MUL=1　T1_modeは、エンジン停止後のエンジンからの水蒸気により吸気湿度が急変する期間に相当するよう決定する。実現象を実験等で確認しながら決めるのがよい。
　K1_Humの値は、エンジン停止後、所定期間に起きうる湿度急変に応じた値とする。また、K1_Humに到達するまでの時間に基づいて、湿度センサの応答性診断をするのも良い。
　本実施例では、エンジンが始動した後、所定期間は、湿度検出手段の出力値を用いる制御の追従性が高くなる制御の実施例を説明する。
　図１は本実施例を示すシステム図である。実施例１と同じであるので詳述しない。
　図２はコントロールユニット１６の内部を示したものであるが、実施例１と同じであるので、詳述しない。
　以下、ＲＯＭ２２に書き込まれる制御プログラムについて述べる。図１２は制御全体を表したブロック図であり、以下の演算部から構成される。
　・点火時期補正値演算部（図１３）
「点火時期補正値演算部」で、湿度(Hum)、エンジン回転速度(Ne)に基づいて、点火時期補正値(Hos_Hum)を演算する。基本点火時期(ADV_0)に、Hos_Humを加えた値を最終的な点火時期(ADV)とする。基本点火時期(ADV_0)の演算方式については、多くの公知技術があるので、ここでは詳述しない。
　本実施例では、エンジンの吸気管に設置された湿度検出手段からの信号を入力する手段と、エンジンが始動した後、所定期間は、湿度検出手段の出力値を用いる点火時期の追従性が高くなる制御を実施する。本構成により、エンジン始動後の湿度急変時期のみ、点火時期制御の追従性が高くなっているので、適切な期間だけ湿度急変に応じた最適な点火時期に制御することが可能となり、燃焼ロバスト性が向上し、燃費が改善すると同時にシステムロバスト性が向上する。以下、各演算部の詳細を説明する。
　＜点火時期補正値演算部（図１３）＞
本演算部では、Hos_Hum(点火時期補正値)を演算する。具体的には、図１３に示される。
・Hum(湿度)を用いてマップM_Hos_Hum0を参照して得られた値をHos_Hum0(点火時期補正基本値)とする。
・Ne(前回値)＝0からNe(今回値)＞0となってから、T2_modeの期間は、Ne＞0のとき、f_mode=1とする。それ以外のときは、f_mode=0とする。
・Hos_Hum（前回値）とHos_Hum0が異なるとき,Hos_Humは、K1_Hos_HumずつHos_Hum0に近づけていく。K1_Hos_Humは、
ｉ)f_mode=0のとき、K1_Hos_Hum_a
ｉｉ)f_mode=1のとき、K1_Hos_Hum_b
とする。
ｉｉｉ)それ以外のとき、Hos_Hum=Hos_Hum0
とする。
　マップM_Hos_Hum0の設定値は、Hum(湿度)に応じた最適点火時期(所望の燃費性能／排気性能)となるように実機試験等から決めるのが良い。　T2_modeは、エンジン始動後のエンジンからの水蒸気により吸気湿度が急変する期間に相当するよう決定する。実現象を実験等で確認しながら決めるのがよい。
　K1_Hos_Hum_a，K1_Hos_Hum_bは、K1_Hos_Hum_a＜K1_Hos_Hum_bであり、f_mode=1のとき、Hos_Humの追従性が速くなるように設定する。具体的な値は、各エンジン性能に応じて、実機試験等から決めるのが良い。
１　エアクリーナ
２　エアフロセンサ
３　電子スロットル
４　吸気管
５　コレクタ
６　アクセル
７　燃料噴射弁
８　点火プラグ
９　エンジン
１０　排気管
１１　排熱回収装置
１２　Ａ／Ｆセンサ
１３　アクセル開度センサ
１４　水温センサ
１５　エンジン回転数センサ
１６　コントロールユニット
１７　スロットル開度センサ
１８　排気還流管
１９　排気還流量調節バルブ
２０　排気温度センサ
２１　コントロールユニット内に実装されるＣＰＵ
２２　コントロールユニット内に実装されるＲＯＭ
２３　コントロールユニット内に実装されるＲＡＭ
２４　コントロールユニット内に実装される各種センサの入力回路
２５　各種センサ信号の入力、アクチュエータ動作信号を出力するポート
２６　点火プラグに適切なタイミングで駆動信号を出力する点火出力回路
２７　燃料噴射弁に適切なパルスを出力する燃料噴射弁駆動回路
２８　電子スロットル駆動回路
２９　吸気温センサ
３１　湿度センサ
３２　車速センサ

Claims (8)

  1. 　エンジンに吸入される吸気の湿度を検出する湿度検出手段と、
    　前記湿度検出手段からの出力に基づく処理を行う処理手段とを備え、
    　前記処理手段は、車両速度が所定値以下の際、もしくは、エンジンの停止又は始動の際に、前記湿度検出手段からの出力を用いた通常の処理とは異なる処理を実施することを特徴とするエンジンの制御装置。
  2. 　請求項１において、
    　前記通常の処理とは異なる処理は、前記湿度検出手段の出力に対する追従性を高くする処理であることを特徴とするエンジンの制御装置。
  3. 　請求項１において、
    　前記処理手段は、前記エンジンに備えられる点火装置の点火時期を制御する点火時期制御手段であり、
    　前記通常の処理とは異なる処理は、点火時期を現在の点火時期から湿度に基づいて決定される目標点火時期へと補正する際の制御周期当たりの点火時期補正量を通常時よりも大きくする処理であることを特徴とするエンジンの制御装置。
  4. 　請求項１において、
    　前記通常の処理とは異なる処理は、前記湿度検出手段から出力される出力値とは相関関係を有しない値を用いた処理であることを特徴とするエンジンの制御装置。
  5. 　請求項４において、
    　前記出力値とは相関関係を有しない値として、一定値を用いることを特徴とするエンジンの制御装置。
  6. 　請求項１において、
    　前記湿度検出手段は、前記エンジンへの吸気管に備えられる湿度センサであり、
    　前記通常の処理とは異なる処理として、前記湿度検出手段からの出力を用いた該湿度検出手段の診断を実施することを特徴とするエンジンの制御装置。
  7. 　請求項５において、
    　前記湿度検出手段から出力される出力値が所定値以上にならないとき、前記湿度検出手段の異常と診断することを特徴とするエンジンの制御装置。
  8. 　請求項１において、
    　前記エンジンの停止又は始動後の所定期間、前記通常の処理とは異なる処理を実施することを特徴とするエンジンの制御装置。
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