WO2017130527A1 - 内燃機関制御装置 - Google Patents

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fuel injection
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赤城　好彦
浅野　誠二
一浩 押領司
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Definitions

  • the present invention relates to an internal combustion engine control apparatus, for example, an internal combustion engine control apparatus capable of improving the accuracy of engine fuel injection control and related EGR control.
  • Patent Document 1 Conventionally, a technique for measuring the humidity during intake and correcting the fuel injection amount using the measured humidity is known (for example, see Patent Document 1 below).
  • the above-mentioned prior art mainly aims to correct the error due to the humidity of the sensor.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to be able to supply fuel at an optimal air-fuel ratio into a cylinder of an internal combustion engine, thereby controlling the fuel injection amount appropriately and with high accuracy. It is an object of the present invention to provide an internal combustion engine control device capable of performing the above.
  • an internal combustion engine control apparatus performs fuel injection based on a detected humidity detected by a humidity sensor that detects a humidity upstream of an intake throttle valve disposed in an intake pipe.
  • An internal combustion engine controller for controlling a fuel injection amount of fuel injected into a cylinder from a valve, wherein the fuel is calculated according to a dry air flow rate calculated or estimated based on a detected humidity detected by the humidity sensor. It is characterized in that the fuel injection amount of the injection valve is calculated or corrected.
  • the humidity sensor that detects the humidity upstream of the intake throttle valve, the fluctuation factor of the dry air flow rate and oxygen concentration that directly affects the oxygen amount in the intake air of the internal combustion engine.
  • the fluctuation factor of the dry air flow rate and oxygen concentration that directly affects the oxygen amount in the intake air of the internal combustion engine.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of the overall configuration of an internal combustion engine (engine) to which an internal combustion engine control device according to the present invention is applied (when an exhaust gas recirculation device is provided).
  • the internal block diagram which showed an example of the internal structure of the internal combustion engine control apparatus which concerns on this invention.
  • the block diagram which showed an example of the control block of the internal combustion engine control apparatus which concerns on this invention.
  • the block diagram which showed the other example of the control block of the internal combustion engine control apparatus which concerns on this invention.
  • FIG. 1 shows an example of the overall configuration of an internal combustion engine (engine) to which an internal combustion engine control device that is the subject of the present invention is applied (when an exhaust gas recirculation device is provided).
  • a mass flow sensor for example, an H / W sensor
  • an intake throttle valve also referred to as a throttle
  • an exhaust pipe of the engine 1000 which is integrated with a humidity sensor 1101 for measuring humidity during intake and an intake air temperature sensor for measuring the temperature of air in the intake pipe 1102.
  • An opening degree of an EGR valve 1106 that adjusts the flow rate of exhaust gas (also referred to as EGR gas) flowing in the passage 1105 set in the middle of a passage (also referred to as EGR passage) 1105 that connects 1104 and the intake pipe 1102 is detected.
  • An EGR valve opening sensor 1110, an EGR gas temperature sensor 1107 for measuring the temperature of exhaust gas in the passage 1105, and the like are provided.
  • the connection position between the passage 1105 and the intake pipe 1102 that is, the exhaust gas recirculation outlet
  • the humidity sensor 1101 particularly, the collector 1108 downstream of the intake throttle valve 1100.
  • the exhaust gas recirculated from the exhaust pipe 1104 to the intake pipe 1102 via the passage 1105 does not reach the humidity sensor 1101.
  • the engine 1000 includes a fuel injection valve 1111 that supplies (injects) fuel into the cylinder and an ignition coil 1112 that ignites the fuel supplied into the cylinder for each cylinder (for example, four cylinders).
  • a fuel injection valve 1111 that supplies (injects) fuel into the cylinder
  • an ignition coil 1112 that ignites the fuel supplied into the cylinder for each cylinder (for example, four cylinders).
  • intake valve phase varying means 1115 and exhaust valve phase varying means 1116 for changing the phases of the intake valve 1113 and the exhaust valve 1114 provided in each cylinder are provided.
  • FIG. 2 shows an example of the internal configuration of the internal combustion engine control apparatus that is the subject of the present invention.
  • the internal combustion engine control apparatus 100 basically includes a CPU 151 and an output signal driver 153.
  • the CPU 151 converts an electrical signal of each sensor installed in the engine into a signal for digital arithmetic processing.
  • An I / O unit 152 is set, and an output signal driver 153 that converts a digital arithmetic processing control signal into an actual actuator drive signal and outputs it is connected to the CPU 151.
  • the I / O unit 152 includes, for example, a mass flow sensor (for example, an H / W sensor) 154a, a humidity sensor 154, a pressure sensor 155, an intake air temperature sensor 155a, an atmospheric pressure sensor 156, a water temperature sensor 157, Electrical signals obtained from the crank angle sensor 158, the throttle valve (throttle) opening sensor 159, the oxygen concentration sensor 160, the ignition SW 150, and the EGR valve opening sensor 161 are input.
  • a mass flow sensor for example, an H / W sensor
  • a humidity sensor 154 for example, a humidity sensor 154, a pressure sensor 155, an intake air temperature sensor 155a, an atmospheric pressure sensor 156, a water temperature sensor 157, Electrical signals obtained from the crank angle sensor 158, the throttle valve (throttle) opening sensor 159, the oxygen concentration sensor 160, the ignition SW 150, and the EGR valve opening sensor 161 are input.
  • a mass flow sensor for example, an H / W sensor
  • a humidity sensor 154 for example
  • the operation amount of each actuator is calculated based on the signal input to the I / O unit 152, and based on the calculation result, the fuel injection valve (here, Fuel injection valves for four cylinders) 162 to 165, ignition coils 166 to 169, intake valve phase varying means 170, exhaust valve phase varying means 171 and the like are transmitted.
  • the fuel injection valve here, Fuel injection valves for four cylinders
  • ignition coils 166 to 169 ignition coils 166 to 169
  • intake valve phase varying means 170 intake valve phase varying means 170
  • exhaust valve phase varying means 171 and the like are transmitted.
  • FIG. 3 shows an example of the control block of the internal combustion engine control apparatus which is the object of the present invention and is calculated by the CPU 151 described above.
  • the absolute humidity is calculated from the detected humidity detected by the humidity sensor, and the basic fuel injection amount of the fuel injected from the fuel injection valve into the cylinder is corrected based on the calculated absolute humidity. ing.
  • Block 101 is a block for engine speed calculation means.
  • the number of inputs per unit time of an electrical signal of the crank angle sensor set at a predetermined crank angle position of the engine, mainly a pulse signal change is counted and processed, thereby calculating the unit of the engine. Calculate the number of revolutions per hour.
  • the block 130 is an estimated value of the intake pipe pressure from the output of the mass flow sensor (for example, H / W sensor), the intake air temperature sensor output, the humidity sensor output, the atmospheric pressure sensor output, and the engine speed calculated in the block 101 described above. Are used to estimate or calculate the amount of air flowing into the cylinder (cylinder) of the engine (cylinder inflow air amount) using them, and to calculate the absolute humidity.
  • a block 103 is a block for calculating an engine load index representing the basic fuel and engine load required by the engine in each region from the engine speed calculated in the block 101 and the amount of air flowing into the cylinder of the engine. It is.
  • the block 104 calculates the correction coefficient in each operation region of the engine of the basic fuel calculated in the block 103 from the engine speed calculated in the block 101 and the engine load calculated in the block 103. It is a block.
  • a block 105 is a block for determining an optimal ignition timing in each operation region of the engine from a map search or the like based on the engine speed and the engine load.
  • the block 106 is a block that performs engine transient determination from the throttle valve opening obtained from the throttle opening sensor, and calculates the acceleration / deceleration fuel correction amount and acceleration / deceleration ignition correction amount associated with the transient.
  • a block 107 is a block for determining the optimum opening and closing timings of the intake and exhaust valves for the engine from the engine speed, the engine load, and the engine water temperature.
  • a block 108 calculates an air-fuel ratio feedback control coefficient from an output of an oxygen concentration sensor set in the exhaust pipe of the engine so that a mixture of fuel and air supplied to the engine is maintained at a target air-fuel ratio described later. It is a block to do.
  • the oxygen concentration sensor described above outputs a signal proportional to the exhaust air / fuel ratio.
  • the exhaust gas has a rich side / lean side 2 relative to the stoichiometric air / fuel ratio. There is no problem even if it outputs two signals.
  • Block 109 is a block for determining an optimum target air-fuel ratio in each operation region of the engine from a map search or the like based on the engine speed and the engine load.
  • the target air-fuel ratio determined in this block 109 is used for the air-fuel ratio feedback control in block 108 described above.
  • the block 131 is a block for correcting the basic fuel calculated in the block 103 by the basic fuel correction coefficient in the block 104, the acceleration / deceleration fuel correction amount in the block 106, the air-fuel ratio feedback control coefficient in the block 108, and the like.
  • the block 111 is a block for correcting the ignition timing determined by the map search or the like in the block 105 with the acceleration / deceleration fuel correction amount or the like in the block 106 described above.
  • the result obtained by applying various corrections for the decrease in the oxygen concentration due to the absolute humidity calculated in the block 130 to the basic fuel (amount) calculated in the block 103 is the fuel injection means in each cylinder.
  • the basic fuel (amount) calculated in block 103 is corrected so as to increase the fuel amount, and the correction result is output to blocks 112 to 115 as fuel injection means.
  • the blocks 116 to 119 are ignition means for igniting the fuel mixture flowing into the cylinder in accordance with the required ignition timing of the engine corrected in the block 111 described above.
  • the blocks 120 and 121 are control means for controlling the opening / closing timings of the intake valve and the exhaust valve calculated in the block 107 described above.
  • FIG. 4 shows another example of the control block of the internal combustion engine control apparatus which is the object of the present invention and is calculated by the CPU 151 described above.
  • the cylinder inflow dry air amount is calculated from the detected humidity detected by the humidity sensor, and the basic fuel injection amount of the fuel injected from the fuel injection valve into the cylinder is calculated based on the calculated cylinder inflow dry air amount. It comes to calculate.
  • Block 101 is a block for engine speed calculation means.
  • the number of inputs per unit time of an electrical signal of the crank angle sensor set at a predetermined crank angle position of the engine, mainly a pulse signal change is counted and processed, thereby calculating the unit of the engine. Calculate the number of revolutions per hour.
  • the block 102 performs drying in the intake air from the output of the mass flow sensor (for example, H / W sensor), the intake air temperature sensor output, the humidity sensor output, the atmospheric pressure sensor output, and the engine speed calculated in the block 101 described above.
  • the air amount (or dry air flow rate) and water vapor amount (or water vapor flow rate) are calculated, and the dry air partial pressure and water vapor partial pressure in the intake pipe are estimated from the calculation results.
  • This block estimates or calculates the amount of air (cylinder inflow dry air amount) (and the amount of water vapor) flowing into the engine cylinder (cylinder) based on the operating conditions.
  • the block 103 represents the basic fuel and engine load required by the engine in each region from the engine speed calculated in the block 101 and the amount of air flowing into the engine cylinder (cylinder inflow dry air amount).
  • This block calculates an engine load index.
  • the block 103 sets the relative amount of dry air flowing into the cylinder so that the basic fuel (amount) required by the engine increases. If so, the basic fuel (amount) is calculated so that the basic fuel (amount) required by the engine is reduced.
  • the basic fuel (amount) is calculated so that the basic fuel (amount) required by the engine increases (or decreases) as the amount of dry air flowing into the cylinder increases (or decreases). Further, in this embodiment, the block 110 of the basic fuel correction means does not have the humidity correction means shown in FIG. 3 by estimating the amount of dry air in the intake pipe.
  • the dry air flow rate is estimated based on the humidity detected by the humidity sensor, and the amount of dry air and water vapor reaching the intake pipe and reaching (inflowing) into the cylinder is obtained.
  • the engine can be operated with an appropriate fuel injection amount.
  • FIG. 5 shows still another example of the control block of the internal combustion engine control apparatus that is the subject of the present invention, which is calculated by the above-described CPU 151 (control block of the internal combustion engine control apparatus in consideration of the EGR gas component). is there.
  • the cylinder inflow dry air amount is calculated in consideration of the EGR gas component, and the fuel injection valve enters the cylinder based on the calculated cylinder inflow dry air amount.
  • the basic fuel injection amount of the fuel to be injected is calculated.
  • Block 101 is a block of the engine speed calculation means.
  • the number of inputs per unit time of an electrical signal of the crank angle sensor set at a predetermined crank angle position of the engine, mainly a pulse signal change is counted and processed, thereby calculating the unit of the engine. Calculate the number of revolutions per hour.
  • the block 132 is a block that estimates the EGR gas amount (exhaust gas recirculation amount) from the EGR valve opening sensor output in consideration of the engine operating state and calculates the EGR water vapor partial pressure.
  • the block 102 performs drying in the intake air from the output of the mass flow sensor (for example, H / W sensor), the intake air temperature sensor output, the humidity sensor output, the atmospheric pressure sensor output, and the engine speed calculated in the block 101 described above. Calculate the air amount (or dry air flow rate) and water vapor amount (or water vapor flow rate), and further consider the EGR gas amount and water vapor partial pressure calculated in block 132, and the dry air partial pressure and water vapor partial pressure in the intake pipe A block for estimating or calculating the amount of air flowing into the engine cylinder (cylinder inflow) (and the amount of water vapor) based on the engine operating conditions using the estimation result It is.
  • the mass flow sensor for example, H / W sensor
  • the block 103 represents the basic fuel and engine load required by the engine in each region from the engine speed calculated in the block 101 and the amount of air flowing into the engine cylinder (cylinder inflow dry air amount). Calculate engine load index. For example, when the amount of EGR gas is relatively large, particularly when the EGR water vapor partial pressure is high, the block 103 is assumed to decrease the amount of dry air flowing into the cylinder relatively, so that the optimum air-fuel ratio is maintained. Therefore, the basic fuel (amount) is calculated so that the basic fuel (amount) required by the engine is reduced.
  • the basic fuel (amount) is calculated so that the basic fuel (amount) required by the engine increases.
  • the basic fuel (amount) required by the engine decreases (or increases) as the EGR gas volume increases (or decreases), especially when the EGR water vapor partial pressure increases (or decreases).
  • the basic fuel (amount) is calculated.
  • the block 110 of the basic fuel correction means does not have the humidity correction means shown in FIG. 3 by estimating the amount of dry air in the intake pipe.
  • the amount of water vapor in the cylinder can be estimated by adding the amount of water vapor supplied from the EGR gas (reflux gas) to the amount of water vapor in the intake air.
  • FIG. 6 shows the main part of the control block of the internal combustion engine control apparatus that is the subject of the present invention.
  • the output voltage corresponding to the flow rate obtained from the mass flow sensor (for example, H / W sensor) 601 provided upstream from the intake throttle valve is filtered by the hard filter 602 and further soft filtered by the block 603. Is done.
  • the output voltage value (filtering value) of the filtered intake air flow rate is converted into an air flow rate corresponding to the voltage by a table search in block 604.
  • an absolute value using the intake air temperature THA that is the output value of the intake air temperature sensor, the relative humidity RH that is the output value of the humidity sensor, and the atmospheric pressure Patm that is the output value of the atmospheric pressure sensor that is input to the block 605 is absolute. Calculate humidity xvap.
  • a block 606 is a block for estimating the dry air partial pressure and the water vapor partial pressure in the intake pipe using the absolute humidity xvap calculated in the block 605, and a block 607 is the estimated dry air partial pressure and the water vapor.
  • This block calculates the amount of dry air flowing into the cylinder from the partial pressure, intake air temperature THA, engine speed Ne, and absolute humidity xvap.
  • the amount of humid air in the intake pipe is calculated by calculating the amount of wet air QwMANI from the sum of the amount of dry air ThQa entering the intake pipe and the amount of water vapor ThH2O and subtracting the amount of wet air QwAR coming out of the intake pipe. Is calculated as a pressure change by calculating the pressure. Since it is a microcomputer calculation, it is actually calculated with Z conversion.
  • FIG. 7 illustrates an example of the control flow of the internal combustion engine control apparatus that is the subject of the present invention.
  • step S701 the engine speed is calculated.
  • step S702 the outputs of a mass flow sensor (for example, H / W sensor), an intake air temperature sensor, a humidity sensor, and an atmospheric pressure sensor are read.
  • step S703 the absolute humidity is calculated from the humidity detection value, the intake air temperature detection value, and the atmospheric pressure detection value.
  • step S704 the pressure in the intake pipe is estimated by performing a balance calculation of the amount of dry air and the amount of water vapor calculated from the intake air amount and the absolute humidity that are detected by the mass flow sensor.
  • step S705 the amount of dry air flowing into the cylinder flowing into the engine cylinder is calculated from the estimated values of the intake pipe pressure and absolute humidity.
  • step S706 the basic fuel and the engine load of the engine are calculated from the engine speed and the cylinder inflow dry air amount.
  • the basic fuel (amount) is calculated so that the basic fuel (amount) of the engine increases (or decreases) as the amount of dry air flowing into the cylinder increases (or decreases).
  • step S707 a map search is made for the basic fuel correction coefficient of the engine based on the engine speed and the engine load.
  • step S708 acceleration / deceleration determination is performed based on the output of the throttle opening sensor.
  • step S709 a fuel correction amount at the time of acceleration / deceleration determination is calculated.
  • step S710 the output of the oxygen concentration sensor is read.
  • step S711 a target air-fuel ratio suitable for each operating region of the engine is set.
  • step S712 air-fuel ratio feedback control is performed using the output of the oxygen concentration sensor and the target air-fuel ratio, and an air-fuel ratio feedback control coefficient is calculated.
  • step S713 the basic fuel (amount) is corrected from the basic fuel correction coefficient, the fuel correction amount at the time of acceleration / deceleration determination, and the air-fuel ratio feedback control coefficient.
  • step S714 the basic ignition timing is searched for a map from the engine speed and the engine load described above.
  • step S715 an acceleration / deceleration ignition correction amount for the basic ignition timing is calculated during acceleration.
  • step S716 acceleration / deceleration ignition timing correction is performed on the basic ignition timing using the acceleration / deceleration ignition correction amount.
  • step S717 the opening / closing timings of the intake valve and the exhaust valve suitable for each operation region of the engine are set.
  • FIG. 8 illustrates an example of the main part of the control flow of the internal combustion engine control apparatus that is the subject of the present invention.
  • the calculation flow of the absolute temperature, and the dry air partial pressure and water vapor partial pressure in the intake pipe. is described in detail.
  • step S801 the intake air temperature THA that is the output value of the intake air temperature sensor is read.
  • step S802 the saturated water vapor pressure table is searched with the intake air temperature THA, and the saturated water vapor pressure Psat is calculated.
  • step S803 the relative humidity RH, which is the output value of the humidity sensor, is read.
  • step S804 the relative humidity RH / 100 is calculated.
  • step S805 the atmospheric pressure Patm, which is the output value of the atmospheric pressure sensor, is read.
  • step S806 the aforementioned saturated water vapor pressure Psat ⁇ the aforementioned RH / 100 / atmospheric pressure Patm is calculated, and the absolute humidity xvap is calculated.
  • step S807 the amount of dry air is calculated by calculating the intake air amount ⁇ (1-xvap), which is the output value of the mass flow sensor.
  • step S808 the dry air partial pressure and the water vapor partial pressure in the intake pipe are calculated using the calculation result of step S807.
  • the saturated water vapor pressure Psat is obtained by a table search based on the intake air temperature THA, but may be obtained by an approximate expression based on the intake air temperature THA.
  • FIG. 9 illustrates another example of the main part of the control flow of the internal combustion engine control apparatus that is the subject of the present invention, and in particular, details the estimation flow of the amount of water vapor in the EGR gas.
  • step S901 the EGR valve opening that is the output value of the EGR valve opening sensor is read.
  • step S902 the EGR gas amount is calculated from the EGR valve opening and engine load read in step S901.
  • step S903 the water vapor partial pressure in the EGR gas (exhaust gas) is calculated from the carbon-hydrogen ratio CHR of the fuel and the air-fuel ratio AFR.
  • FIG. 10 shows an example of a partial configuration of an internal combustion engine (engine) to which the internal combustion engine control apparatus to which the present invention is applied (when a supercharger is provided).
  • the partial structure around the intake system is shown.
  • the intake system of the engine 2000 of the illustrated embodiment mainly includes a supercharger 2101 that supercharges the amount of air sucked by the pressure of exhaust gas, and an intake throttle valve (also referred to as a throttle) that adjusts the amount of air sucked by the engine 2000.
  • a supercharger 2101 that supercharges the amount of air sucked by the pressure of exhaust gas
  • an intake throttle valve also referred to as a throttle
  • 2102, a manifold 2103 located downstream of the throttle 2102, a fuel injection valve 2104 that supplies fuel into the cylinder, and an intake valve 2105 are provided upstream of the throttle 2102 (in the illustrated example, upstream of the throttle 2102).
  • An intake sensor 2100 that measures the air amount and humidity of the intake air that the engine 2000 sucks is provided on the upstream side of the supercharger 2101 that is positioned.
  • the dry air amount (cylinder inflow dry air amount) and the water vapor amount (cylinder inflow water vapor amount) sucked by the cylinder (cylinder) of the engine 2000 are estimated or calculated. The method will be specifically described.
  • Equation 2 If the relative humidity detected by the intake sensor 2100 is RH, the water vapor amount QH2O can be calculated from the intake air amount QA00 by the following equation (2). (Equation 2)
  • the fuel injection amount of the fuel injection valve can be controlled appropriately and with high accuracy as described above.
  • each of the above-described configurations, functions, processing units, processing means, and the like may be realized by hardware by designing a part or all of them with, for example, an integrated circuit.
  • Each of the above-described configurations, functions, and the like may be realized by software by interpreting and executing a program that realizes each function by the processor.
  • Information such as programs, tables, and files for realizing each function can be stored in a memory, a hard disk, a storage device such as an SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, an SD card, or a DVD.
  • control lines and information lines indicate what is considered necessary for the explanation, and not all the control lines and information lines on the product are necessarily shown. Actually, it may be considered that almost all the components are connected to each other.
  • Internal Combustion Engine Control Device 1000 Internal Combustion Engine (Engine) 1100 Inlet throttle valve (throttle) 1101 Mass flow sensor integrated humidity sensor 1102 Intake pipe 1103 Intake temperature sensor integrated pressure sensor 1104 Exhaust pipe 1105 passage (EGR passage) 1106 EGR valve 1107 EGR gas temperature sensor 1108 collector 1110 EGR valve opening sensor 1111 fuel injection valve 1112 ignition coil 1113 intake valve 1114 exhaust valve

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Abstract

内燃機関の燃料噴射制御においては、吸気中の酸素によって完全燃焼できる最適な燃料量を供給する必要があるが、大気の酸素濃度は湿度によって影響を受ける。　内燃機関の吸気中の、酸素量に直接影響する乾燥空気流量と酸素濃度の変動要因である湿度流量を分離して算出することで、内燃機関の気筒内に最適な空燃比で燃料を供給することが可能となる。また、排気管を流れる排気ガスの一部を吸気管に還流させるEGRも含めた高精度な制御が可能となる。

Description

内燃機関制御装置
　本発明は、内燃機関制御装置に係り、例えば、エンジンの燃料噴射制御及びそれに関連したEGR制御の高精度化を図ることのできる内燃機関制御装置に関する。
　従来から、吸気中の湿度を計測し、計測した湿度を用いて燃料噴射量を補正する技術が知られている（例えば、下記特許文献１参照）。
特開平０９－３０４３２２号公報
　ところで、上記従来技術では、センサの湿度による誤差を補正することを主目的としている。
　一方で、エンジンの燃料噴射制御においては、吸気中の酸素で完全燃焼できる適正な量の燃料を供給する必要があるが、吸気中の酸素濃度は自然環境の中で湿度によって変動する。
　そのため、吸気中の湿度に応じた酸素濃度変動を考慮していない上記従来技術では、最適な空燃比で燃料を供給することができず、燃料噴射量を適正かつ高精度に制御し得ないのが現状である。
　本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、内燃機関の気筒内に最適な空燃比で燃料を供給でき、もって、燃料噴射量を適正かつ高精度に制御することのできる内燃機関制御装置を提供することにある。
　上記する課題を解決するために、本発明に係る内燃機関制御装置は、吸気管内に配備された吸気絞り弁より上流側の湿度を検出する湿度センサにより検出される検出湿度に基づいて、燃料噴射弁から気筒内に噴射される燃料の燃料噴射量を制御する内燃機関制御装置であって、前記湿度センサにより検出される検出湿度に基づいて算出もしくは推定される乾燥空気流量に応じて、前記燃料噴射弁の燃料噴射量を算出または補正することを特徴としている。
　本発明によれば、吸気絞り弁より上流側の湿度を検出する湿度センサにより検出される検出湿度から、内燃機関の吸気中の、酸素量に直接影響する乾燥空気流量と酸素濃度の変動要因である湿度流量を分離して算出することで、内燃機関の気筒内に最適な空燃比で燃料を供給することが可能となる。また、排気管を流れる排気ガスの一部を吸気管に還流させるEGRも含めた高精度な制御が可能となる。
　上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
本発明に係る内燃機関制御装置が適用される内燃機関（エンジン）の全体構成の一例（排気ガス還流装置を備えた場合）を示した概略構成図。 本発明に係る内燃機関制御装置の内部構成の一例を示した内部構成図。 本発明に係る内燃機関制御装置の制御ブロックの一例を示したブロック図。 本発明に係る内燃機関制御装置の制御ブロックの他例を示したブロック図。 本発明に係る内燃機関制御装置の制御ブロックの更なる他例を示したブロック図。 本発明に係る内燃機関制御装置の制御ブロックの主要部分を示したブロック図。 本発明に係る内燃機関制御装置の制御フローの一例を説明したフローチャート。 本発明に係る内燃機関制御装置の制御フローの主要部分の一例を説明したフローチャート。 本発明に係る内燃機関制御装置の制御フローの主要部分の他例を説明したフローチャート。 本発明に係る内燃機関制御装置が適用される内燃機関（エンジン）の部分構成の一例（過給機を備えた場合）を示した概略構成図。
　以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
　図１は、本発明の対象となる内燃機関制御装置が適用される内燃機関（エンジン）の全体構成の一例（排気ガス還流装置を備えた場合）を示したものである。
　図示実施形態のエンジン１０００には、例えば、吸気絞り弁（スロットルともいう）１１００の上流に設置された、吸入空気量を計測する質量流量センサ（例えば、H/Wセンサ）が一体となった、吸気中の湿度を計測する湿度センサ１１０１、吸気管１１０２内の空気の温度を計測する吸気温センサが一体となった、吸気管１１０２内の圧力を計測する圧力センサ１１０３、当該エンジン１０００の排気管１１０４と吸気管１１０２をつなぐ通路（EGR通路ともいう）１１０５の途中に設定された、通路１１０５の中を流れる排気ガス（EGRガスともいう）の流量を調節するEGRバルブ１１０６の開度を検出するEGRバルブ開度センサ１１１０、通路１１０５内の排気ガスの温度を計測するEGRガス温センサ１１０７等が設けられている。また、ここでは、通路１１０５と吸気管１１０２との接続位置（すなわち、排気ガスの還流吹き出し口）は、湿度センサ１１０１より下流（特に、吸気絞り弁１１００の下流のコレクタ１１０８）に位置しており、排気管１１０４から通路１１０５を介して吸気管１１０２に還流された排気ガスが湿度センサ１１０１に届かない構成となっている。
　また、当該エンジン１０００には、気筒（シリンダ）毎（例えば、４つの気筒）に、気筒内に燃料を供給（噴射）する燃料噴射弁１１１１、気筒内に供給された燃料に点火する点火コイル１１１２が配設されるとともに、各気筒に設けられた吸気バルブ１１１３や排気バルブ１１１４の位相を変更する吸気バルブ位相可変手段１１１５や排気バルブ位相可変手段１１１６が配備されている。
　図２は、本発明の対象となる内燃機関制御装置の内部構成の一例を示したものである。
　内燃機関制御装置１００は、基本的に、CPU１５１と出力信号ドライバ１５３から構成されており、CPU１５１の内部には、エンジンに設置された各センサの電気的信号をデジタル演算処理用の信号に変換するＩ／Ｏ部１５２が設定されており、そのCPU１５１に、デジタル演算処理用の制御信号を実際のアクチュエータの駆動信号に変換して出力する出力信号ドライバ１５３が接続されている。
　具体的には、Ｉ／Ｏ部１５２には、例えば、質量流量センサ（例えば、H/Wセンサ）１５４ａ、湿度センサ１５４、圧力センサ１５５、吸気温センサ１５５ａ、大気圧センサ１５６、水温センサ１５７、クランク角度センサ１５８、絞り弁（スロットル）開度センサ１５９、酸素濃度センサ１６０、イグニッションSW１５０、EGRバルブ開度センサ１６１から得られる電気的信号が入力されている。CPU１５１では、前記Ｉ／Ｏ部１５２に入力された信号をもとに、各アクチュエータの作動量などを演算し、その演算結果に基づき、出力信号ドライバ１５３を介して、燃料噴射弁（ここでは、４気筒分の燃料噴射弁）１６２～１６５、点火コイル１６６～１６９、吸気バルブ位相可変手段１７０、及び排気バルブ位相可変手段１７１等へ駆動信号を送信する。
　図３は、前述のCPU１５１において演算される、本発明の対象となる内燃機関制御装置の制御ブロックの一例を示したものである。この例では、湿度センサにより検出される検出湿度等から絶対湿度を算出し、算出された絶対湿度等に基づいて燃料噴射弁から気筒内に噴射する燃料の基本燃料噴射量を補正するようになっている。
　ブロック１０１は、エンジン回転数計算手段のブロックである。このブロック１０１では、エンジンの所定のクランク角度位置に設定されたクランク角度センサの電気的な信号、主にパルス信号変化の単位時間当たりの入力数をカウントし、演算処理することで、エンジンの単位時間当たりの回転数を計算する。ブロック１３０は、質量流量センサ（例えば、H/Wセンサ）出力、吸気温センサ出力、湿度センサ出力、大気圧センサ出力、及び前述のブロック１０１で計算されたエンジン回転数から、吸気管圧力推定値を計算し、それらを用いてエンジンのシリンダ（気筒）に流入する空気量（シリンダ流入空気量）を推定ないし演算するとともに、絶対湿度を計算するブロックである。ブロック１０３は、前述のブロック１０１で計算されたエンジン回転数、及び前述のエンジンのシリンダへ流入する空気量から、各領域におけるエンジンの要求する基本燃料及びエンジン負荷を表すエンジン負荷指標を計算するブロックである。ブロック１０４は、前述のブロック１０１で計算されたエンジン回転数、前述のブロック１０３で計算されたエンジン負荷から、前述のブロック１０３で計算された基本燃料のエンジンの各運転領域における補正係数を計算するブロックである。ブロック１０５は、前述のエンジン回転数、及び前述のエンジン負荷から、エンジンの各運転領域における最適な点火時期をマップ検索等で決定するブロックである。
　ブロック１０６は、前述のスロットル開度センサから得られる絞り弁開度からエンジンの過渡判定を行い、過渡に伴う加減速燃料補正量、及び加減速点火補正量を計算するブロックである。ブロック１０７は、前述のエンジン回転数、前述のエンジン負荷、及びエンジン水温から、エンジンに最適な吸気及び排気バルブの開閉タイミングを決定するブロックである。ブロック１０８は、エンジンの排気管に設定された酸素濃度センサの出力等から、エンジンに供給される燃料と空気の混合気が後述する目標空燃比に保たれるように空燃比帰還制御係数を計算するブロックである。なお、前述の酸素濃度センサは、本実施例では、排気空燃比に対して比例的な信号を出力するものを示しているが、排気ガスが理論空燃比に対してリッチ側／リーン側の２つの信号を出力するものでも差し支えはない。
　ブロック１０９は、前述のエンジン回転数、及び前述のエンジン負荷から、エンジンの各運転領域における最適な目標空燃比をマップ検索等で決定するブロックである。本ブロック１０９で決定された目標空燃比は、前述のブロック１０８の空燃比帰還制御に用いられる。
　ブロック１３１は、前述のブロック１０３で計算された基本燃料を、ブロック１０４の基本燃料補正係数、ブロック１０６の加減速燃料補正量、及びブロック１０８の空燃比帰還制御係数等による補正を施すブロックである。また、ブロック１１１は、前述のブロック１０５でマップ検索等で決定された点火時期を、前述のブロック１０６の加減速燃料補正量等で補正を施すブロックである。
　また、前述のブロック１３１では、ブロック１０３で計算された基本燃料（量）にブロック１３０で計算された絶対湿度による酸素濃度低下分の各種補正をかけた結果を、各気筒における燃料噴射手段であるブロック１１２～１１５に出力し、湿度や各種エンジン状態量に応じた燃料噴射を実現する。例えば、ブロック１３０で計算された絶対湿度が相対的に高く、酸素濃度が低下する（言い換えれば、酸素が希釈される）と判断される場合、燃料噴射量が過剰になるリッチ側に誤差が生じるため、ブロック１０３で計算された基本燃料（量）に対して燃料量を下げるように補正をかけ、その補正結果を燃料噴射手段であるブロック１１２～１１５に出力する。また、逆に、ブロック１３０で計算された絶対湿度が相対的に低く、酸素濃度が上昇する（言い換えれば、酸素が濃縮される）と判断される場合、燃料噴射量が不足するリーン側に誤差が生じるため、ブロック１０３で計算された基本燃料（量）に対して燃料量を上げるように補正をかけ、その補正結果を燃料噴射手段であるブロック１１２～１１５に出力する。
　なお、ブロック１１６～１１９は、前述のブロック１１１で補正されたエンジンの要求点火時期に応じてシリンダに流入した燃料混合気を点火する点火手段である。また、ブロック１２０、１２１は、前述のブロック１０７で計算された吸気バルブ及び排気バルブの開閉タイミングを制御する制御手段である。
　このような構成例により、吸気絞り弁より上流側に湿度センサを設けることで、吸気以外の湿度の影響を抑えることが可能となる。また、吸気中に含まれる水蒸気により酸素が希釈されるため、水蒸気分を考慮しないと、燃料噴射量が過剰になるリッチ側に誤差が生じるが、湿度を除いた乾燥空気量（または、乾燥空気流量）を求め、それに基づいて燃料噴射弁から燃料を噴射することで、適正な燃料噴射量でエンジンを運転することが可能となる。
　図４は、前述のCPU１５１において演算される、本発明の対象となる内燃機関制御装置の制御ブロックの他例を示したものである。この例では、湿度センサにより検出される検出湿度等からシリンダ流入乾燥空気量を算出し、算出されたシリンダ流入乾燥空気量に基づいて燃料噴射弁から気筒内に噴射する燃料の基本燃料噴射量を算出するようになっている。
　ブロック１０１は、エンジン回転数計算手段のブロックである。このブロック１０１では、エンジンの所定のクランク角度位置に設定されたクランク角度センサの電気的な信号、主にパルス信号変化の単位時間当たりの入力数をカウントし、演算処理することで、エンジンの単位時間当たりの回転数を計算する。ブロック１０２は、質量流量センサ（例えば、H/Wセンサ）出力、吸気温センサ出力、湿度センサ出力、大気圧センサ出力、及び前述のブロック１０１で計算されたエンジン回転数から、吸入空気中の乾燥空気量（または、乾燥空気流量）と水蒸気量（または、水蒸気流量）を計算し、その計算結果から吸気管内の乾燥空気分圧と水蒸気分圧を推定するとともに、その推定結果を用いてエンジンの動作条件をもとに、エンジンのシリンダ（気筒）に流入する空気量（シリンダ流入乾燥空気量）（及び、水蒸気量）を推定ないし演算するブロックである。ブロック１０３は、前述のブロック１０１で計算されたエンジン回転数、及び前述のエンジンのシリンダへ流入する空気量（シリンダ流入乾燥空気量）から、各領域におけるエンジンの要求する基本燃料及びエンジン負荷を表すエンジン負荷指標を計算するブロックである。ブロック１０３は、最適な空燃比を維持するために、例えば、シリンダ流入乾燥空気量が相対的に大きい場合、エンジンの要求する基本燃料（量）が多くなるように、シリンダ流入乾燥空気量が相対的に小さい場合、エンジンの要求する基本燃料（量）が少なくなるように、当該基本燃料（量）を算出する。すなわち、シリンダ流入乾燥空気量の増加（あるいは、減少）に応じて、エンジンの要求する基本燃料（量）が多くなる（あるいは、少なくなる）ように、当該基本燃料（量）を算出する。また、本実施例においては、吸気管内の乾燥空気量を推定することで、基本燃料補正手段のブロック１１０に、図３に示した湿度補正手段を持たない構成としている。
　その他の構成は、図３における構成と同等である。
　このような構成例により、前記湿度センサで検出した湿度をもとに、乾燥空気流量を推定し、乾燥空気と水蒸気が吸気管に到達して気筒内に到達（流入）する量を求め、それに基づいて燃料噴射弁から燃料を噴射することで、適正な燃料噴射量でエンジンを運転することが可能となる。
　図５は、前述のCPU１５１において演算される、本発明の対象となる内燃機関制御装置の制御ブロックの更なる他例（EGRガス分を考慮した内燃機関制御装置の制御ブロック）を示したものである。この例では、図４に示した内燃機関制御装置に対し、EGRガス分を考慮してシリンダ流入乾燥空気量を算出し、算出されたシリンダ流入乾燥空気量に基づいて燃料噴射弁から気筒内に噴射する燃料の基本燃料噴射量を算出するようになっている。
　ブロック１０１は、エンジン回転数計算手段のブロックである。このブロック１０１では、エンジンの所定のクランク角度位置に設定されたクランク角度センサの電気的な信号、主にパルス信号変化の単位時間当たりの入力数をカウントし、演算処理することで、エンジンの単位時間当たりの回転数を計算する。ブロック１３２は、EGRバルブ開度センサ出力から、エンジンの動作状態を考慮して、EGRガス量（排気ガス還流量）を推定するとともに、EGR水蒸気分圧を算出するブロックである。ブロック１０２は、質量流量センサ
（例えば、H/Wセンサ）出力、吸気温センサ出力、湿度センサ出力、大気圧センサ出力、及び前述のブロック１０１で計算されたエンジン回転数から、吸入空気中の乾燥空気量（または、乾燥空気流量）と水蒸気量（または、水蒸気流量）を計算し、更にブロック１３２で算出したEGRガス量と水蒸気分圧を考慮して吸気管内の乾燥空気分圧と水蒸気分圧を推定するとともに、その推定結果を用いてエンジンの動作条件をもとに、エンジンのシリンダ（気筒）に流入する空気量（シリンダ流入乾燥空気量）（及び、水蒸気量）を推定ないし演算するブロックである。ブロック１０３は、前述のブロック１０１で計算されたエンジン回転数、及び前述のエンジンのシリンダへ流入する空気量（シリンダ流入乾燥空気量）から、各領域におけるエンジンの要求する基本燃料及びエンジン負荷を表すエンジン負荷指標を計算する。ブロック１０３は、例えば、EGRガス量が相対的に大きい場合、特にそのうちのEGR水蒸気分圧が高い場合、シリンダ流入乾燥空気量は相対的に減少すると推定されるので、最適な空燃比を維持するために、エンジンの要求する基本燃料（量）が少なくなるように当該基本燃料（量）を算出する。一方で、EGRガス量が相対的に小さい場合、特にそのうちのEGR水蒸気分圧が低い場合、シリンダ流入乾燥空気量は相対的に増加すると推定されるので、最適な空燃比を維持するために、エンジンの要求する基本燃料（量）が多くなるように当該基本燃料（量）を算出する。すなわち、EGRガス量の増加（あるいは、減少）、特にそのうちのEGR水蒸気分圧の増加（あるいは、減少）に応じて、エンジンの要求する基本燃料（量）が少なくなる（あるいは、多くなる）ように、当該基本燃料（量）を算出する。また、本実施例においては、図４と同様、吸気管内の乾燥空気量を推定することで、基本燃料補正手段のブロック１１０に、図３に示した湿度補正手段を持たない構成としている。
　その他の構成は、図３及び図４における構成と同等である。
　このような構成例により、吸気中の水蒸気量に対し、EGRガス（還流ガス）から供給される水蒸気量を加算することで、気筒内の水蒸気量を推定することが可能となる。その結果、湿度が変化した時に、気筒内まで変化が到達するのに遅れがあり、計測結果をそのまま使用すると、燃料噴射量が最適にならないため、吸気管内の水蒸気流量を推定することで、気筒内の水蒸気変化を正しく推定することが可能となる。
　図６は、本発明の対象となる内燃機関制御装置の制御ブロックの主要部分を示したものである。
　吸気絞り弁より上流側に配備された質量流量センサ（例えば、H/Wセンサ）６０１から得られる流量に応じた出力電圧は、ハードフィルタ６０２でフィルタリングが施され、さらにブロック６０３でソフトフィルタリングが施される。フィルタリングを施された吸入空気流量の出力電圧値（フィルタリング値）は、ブロック６０４で、その電圧に応じた空気流量にテーブル検索にて変換される。ブロック６０５では、当該ブロック６０５に入力された吸気温センサの出力値である吸気温度THA、湿度センサの出力値である相対湿度RH、大気圧センサの出力値である大気圧Patmを用いて、絶対湿度xvapの算出を行う。
　ブロック６０６は、ブロック６０５で算出された絶対湿度xvap等を使用して吸気管内の乾燥空気分圧と水蒸気分圧を推定するブロックであり、ブロック６０７は、前記推定された乾燥空気分圧と水蒸気分圧、吸気温度THA、エンジン回転数Ne、及び絶対湿度xvapから、シリンダへ流入する乾燥空気量を計算するブロックである。ブロック６０６の内部では、吸気管に入る乾燥空気量ThQaと水蒸気量ThH2Oとの和から湿り空気量QwMANIを演算し、吸気管から出る湿り空気量QwARを減算することで、吸気管内の湿り空気量を算出して圧力換算することで、圧力変化分として求めている。なお、マイコン演算故、Z変換を施したもので実際は演算している。
　このような構成例により、湿度が変化した時に、気筒内まで変化が到達するのに遅れがあり、計測結果をそのまま使用すると、燃料噴射量が最適にならないため、吸気管内の水蒸気流量を推定することで、気筒内の水蒸気変化を正しく推定することが可能となる。
　図７は、本発明の対象となる内燃機関制御装置の制御フローの一例を説明したものである。
　まず、ステップＳ７０１では、エンジン回転数を計算する。ステップＳ７０２では、質量流量センサ（例えば、H/Wセンサ）、吸気温センサ、湿度センサ、及び大気圧センサの出力を読み込む。ステップＳ７０３では、湿度検出値や吸気温度検出値、大気圧検出値から絶対湿度を算出する。ステップＳ７０４では、質量流量センサの検出値である吸入空気量と前記絶対湿度から算出された乾燥空気量と水蒸気量の収支演算を行うことで、吸気管内の圧力の推定を行う。ステップＳ７０５では、前述の吸気管圧力と絶対湿度の推定値から、エンジンのシリンダへ流れ込むシリンダ流入乾燥空気量を計算する。ステップＳ７０６では、前述のエンジン回転数とシリンダ流入乾燥空気量から、エンジンの基本燃料及びエンジン負荷を計算する。例えば、シリンダ流入乾燥空気量の増加（あるいは、減少）に応じて、エンジンの基本燃料（量）が多くなる（あるいは、少なくなる）ように、当該基本燃料（量）を算出する。ステップＳ７０７では、前述のエンジン回転数とエンジン負荷から、前述のエンジンの基本燃料補正係数をマップ検索する。ステップＳ７０８では、スロットル開度センサの出力による加減速判定を行う。ステップＳ７０９では、加減速判定時の燃料補正量を計算する。ステップＳ７１０では、酸素濃度センサの出力を読み込む。ステップＳ７１１では、エンジンの各運転領域に合った目標空燃比を設定する。ステップＳ７１２では、前述の酸素濃度センサの出力と前述の目標空燃比で空燃比帰還制御を行い、空燃比帰還制御係数を計算する。ステップＳ７１３では、前述の基本燃料補正係数、加減速判定時の燃料補正量、及び空燃比帰還制御係数から、基本燃料（量）の補正を行う。ステップＳ７１４では、前述のエンジン回転数とエンジン負荷から、基本点火時期をマップ検索する。ステップＳ７１５では、加速時に前記基本点火時期の加減速点火補正量を計算する。ステップＳ７１６では、前記加減速点火補正量を用いて前記基本点火時期に加減速点火時期補正を施す。ステップＳ７１７では、エンジンの各運転領域に合った吸気バルブ及び排気バルブの開閉タイミングを設定する。
　図８は、本発明の対象となる内燃機関制御装置の制御フローの主要部分の一例を説明したものであり、特に、絶対温度、並びに、吸気管内の乾燥空気分圧及び水蒸気分圧の算出フローを詳細に説明したものである。
　まず、ステップＳ８０１では、吸気温センサの出力値である吸気温度THAを読込む。ステップＳ８０２では、前述の吸気温度THAで飽和水蒸気圧テーブルを検索し、飽和水蒸気圧Psatを計算する。ステップＳ８０３では、湿度センサの出力値である相対湿度RHを読込む。ステップＳ８０４では、相対湿度RH/100を演算する。ステップＳ８０５では、大気圧センサの出力値である大気圧Patmを読込む。ステップＳ８０６では、前述の飽和水蒸気圧Psat×前述のRH/100/大気圧Patmを計算し、絶対湿度xvapを計算する。ステップＳ８０７では、質量流量センサの出力値である吸入空気量×(1-xvap)を計算して乾燥空気量を算出する。ステップＳ８０８では、ステップＳ８０７の算出結果を用いて、吸気管内の乾燥空気分圧及び水蒸気分圧を算出する。なお、本実施例では、飽和水蒸気圧Psatを吸気温度THAによるテーブル検索で求めているが、吸気温度THAによる近似式で求めてもよい。
　図９は、本発明の対象となる内燃機関制御装置の制御フローの主要部分の他例を説明したものであり、特に、EGRガス中の水蒸気量の推定フローを詳細に説明したものである。
　まず、ステップＳ９０１では、EGRバルブ開度センサの出力値であるEGRバルブ開度を読込む。ステップＳ９０２では、ステップＳ９０１で読込んだEGRバルブ開度とエンジン負荷から、EGRガス量を算出する。ステップＳ９０３では、燃料の炭素水素比CHRと空燃比AFRから、EGRガス（排気ガス）中の水蒸気分圧を算出する。
　このような構成例では、燃料の組成、特に燃料の炭素水素比CHRを踏まえてEGRガス（排気ガス）中の水蒸気量を推定することにより、排気ガス還流中のガス成分を踏まえた吸気計量を行うことが可能となる。
　図１０は、本発明の対象となる内燃機関制御装置が適用される内燃機関（エンジン）の部分構成の一例（過給機を備えた場合）を示したものであり、特に、過給エンジンの吸気系周りの部分構成を示したものである。
　図示実施形態のエンジン２０００の吸気系には、主に、排気ガスの圧力で吸入する空気量を過給する過給機２１０１、当該エンジン２０００が吸入する空気量を調節する吸気絞り弁（スロットルともいう）２１０２、スロットル２１０２の下流に位置するマニフォールド２１０３、気筒内に燃料を供給する燃料噴射弁２１０４、及び吸気バルブ２１０５が配備され、スロットル２１０２より上流側（図示例では、スロットル２１０２より上流側に位置する過給機２１０１より更に上流側）に、エンジン２０００が吸入する吸入空気の空気量と湿度を計測する吸気センサ２１００が設けられている。
　以下、吸気センサ２１００により検出される検出信号に基づいて、当該エンジン２０００のシリンダ（気筒）が吸入する乾燥空気量（シリンダ流入乾燥空気量）と水蒸気量（シリンダ流入水蒸気量）を推定ないし算出する方法を具体的に説明する。
　吸気センサ２１００で計測された吸入空気量QA00における乾燥空気量Qaと水蒸気量QH2Oとは、以下の式（１）の関係がある。
（数１）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
　吸気センサ２１００で検出した相対湿度をRHとすると、水蒸気量QH2Oは、以下の式（２）の計算式で吸入空気量QA00から計算できる。
（数２）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
　過給機２１０１とスロットル２１０２の間の乾燥空気量をMQa、水蒸気量をMH2Oとすると、それぞれは、乾燥空気と水蒸気の収支から以下の式（３）の計算式で計算できる。
（数３）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003
　また、過給機-スロットル間圧力をPMTRTHとすると、その圧力PMTRTHは、以下の式（４）で計算できる。
（数４）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004
　また、スロットル-吸気バルブ間の圧力をPMMHGとすると、スロットル通過空気量ThQA00は、以下の式（５）で計算できる。
（数５）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000005
　ここで、スロットル-吸気バルブ間の圧力PMMHGは、以下の式（６）で計算できる。
（数６）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000006
　但し、式（６）の吸気バルブ通過空気量QARは、以下の式（７）で計算できる。
（数７）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000007
　以上より、スロットル通過乾燥空気量ThQaとスロットル通過水蒸気量ThH2Oは、以下の式（８）で計算できる。
（数８）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000008
　マニフォールド２１０３内の乾燥空気と水蒸気の収支は、前述の式（３）と同様に、以下の式（９）で求まる。
（数９）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000009
　そして、シリンダ流入乾燥空気量CyQaとシリンダ流入水蒸気量CyH2Oは、以下の式（１０）で求まる。
（数１０）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000010
　このようにして求められたシリンダ流入乾燥空気量CyQaとシリンダ流入水蒸気量CyH2Oを用いることで、前述のように、燃料噴射弁の燃料噴射量を適正かつ高精度に制御することができる。
　このような構成例により、吸気中の水蒸気量が変化した時に、気筒内まで変化が到達するのに遅れがあり、計測結果をそのまま使用すると、燃料噴射量が最適にならないため、吸気管内の水蒸気流量を推定することで、気筒内の水蒸気変化を正しく推定することが可能となる。
　なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形形態が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
　また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記憶装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
　また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
１００　　内燃機関制御装置
１０００　内燃機関（エンジン）
１１００　吸気絞り弁（スロットル）
１１０１　質量流量センサ一体湿度センサ
１１０２　吸気管
１１０３　吸気温センサ一体圧力センサ
１１０４　排気管
１１０５　通路（EGR通路）
１１０６　EGRバルブ
１１０７　EGRガス温センサ
１１０８　コレクタ
１１１０　EGRバルブ開度センサ
１１１１　燃料噴射弁
１１１２　点火コイル
１１１３　吸気バルブ
１１１４　排気バルブ
 
 

Claims (14)

  1. 　吸気管内に配備された吸気絞り弁より上流側の湿度を検出する湿度センサにより検出される検出湿度に基づいて、燃料噴射弁から気筒内に噴射される燃料の燃料噴射量を制御する内燃機関制御装置であって、
    　前記湿度センサにより検出される検出湿度に基づいて算出もしくは推定される乾燥空気流量に応じて、前記燃料噴射弁の燃料噴射量を算出または補正することを特徴とする内燃機関制御装置。
  2. 　請求項１に記載の内燃機関制御装置において、
    　前記湿度センサにより検出される検出湿度に基づいて前記湿度センサより下流に位置する内燃機関の気筒内に流入する空気の乾燥空気流量を推定し、推定した乾燥空気流量に応じて、前記燃料噴射弁の燃料噴射量を算出または補正することを特徴とする内燃機関制御装置。
  3. 　請求項１に記載の内燃機関制御装置において、
    　前記吸気絞り弁より上流側の空気量を検出する質量流量センサにより検出される検出空気量に基づいて、前記燃料噴射弁の燃料噴射量を算出または補正することを特徴とする内燃機関制御装置。
  4. 　請求項３に記載の内燃機関制御装置において、
    　排気ガスの還流吹き出し口が、前記質量流量センサ及び前記湿度センサより下流に位置していることを特徴とする内燃機関制御装置。
  5. 　請求項４に記載の内燃機関制御装置において、
    　前記質量流量センサから得られる空気流量と前記湿度センサから検出される検出湿度から水蒸気流量と乾燥空気流量を求めることを特徴とする内燃機関制御装置。
  6. 　請求項５に記載の内燃機関制御装置において、
    　前記水蒸気流量と乾燥空気流量に基づいて、前記吸気管内の乾燥空気と水蒸気の流量を推定することを特徴とする内燃機関制御装置。
  7. 　請求項６に記載の内燃機関制御装置において、
    　前記吸気管内の乾燥空気と水蒸気の流量の推定結果に基づいて、内燃機関の気筒が吸入する乾燥空気量と水蒸気量を推定することを特徴とする内燃機関制御装置。
  8. 　請求項７に記載の内燃機関制御装置において、
    　前記湿度センサより下流に流入する水蒸気量を排気ガス還流量から推定することを特徴とする内燃機関制御装置。
  9. 　請求項８に記載の内燃機関制御装置において、
    　前記排気ガス還流量に対し、燃料の組成及び吸気中の水蒸気量を考慮して前記水蒸気量を推定することを特徴とする内燃機関制御装置。
  10. 　請求項７に記載の内燃機関制御装置において、
    　前記湿度センサより下流に流入する水蒸気量と水蒸気以外の成分の流量を排気ガス還流量から推定することを特徴とする内燃機関制御装置。
  11. 　請求項１０に記載の内燃機関制御装置において、
    　前記排気ガス還流量に対し、燃料の組成及び吸気中の水蒸気量を考慮して前記水蒸気以外の成分の流量を推定することを特徴とする内燃機関制御装置。
  12. 　請求項１に記載の内燃機関制御装置において、
    　前記乾燥空気流量の増加或いは減少に応じて、前記燃料噴射弁の燃料噴射量が多くなる或いは少なくなるように、前記燃料噴射弁の燃料噴射量を算出または補正することを特徴とする内燃機関制御装置。
  13. 　請求項１に記載の内燃機関制御装置において、
    　前記吸気管に還流される排気ガス還流量の増加或いは減少に応じて、前記燃料噴射弁の燃料噴射量が少なくなる或いは多くなるように、前記燃料噴射弁の燃料噴射量を算出または補正することを特徴とする内燃機関制御装置。
  14. 　請求項１に記載の内燃機関制御装置において、
    　前記吸気管に還流される排気ガスの水蒸気分圧の増加或いは減少に応じて、前記燃料噴射弁の燃料噴射量が少なくなる或いは多くなるように、前記燃料噴射弁の燃料噴射量を算出または補正することを特徴とする内燃機関制御装置。
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