JP4552860B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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Description

本発明は、エミッションが低減されるように制御を行う内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine that performs control so that emissions are reduced.

従来から、オゾン（Ｏ３）を生成しやすい排気成分の排出が低減されるように制御を行う技術が知られている。例えば、特許文献１には、環境制限に基づいてオゾン生成が抑制されるべきエリアでは、排ガス特性が厳しいＮＯｘ吸蔵触媒の浄化処理を実施しないようにナビ情報に基づいて浄化処理のスケジューリングを行う技術が記載されている。特許文献２には、大気中でのオゾン生成に影響が大きいＨＣ成分の始動時排出量を低減するために、始動時に燃料から抽出された軽質成分を供給する技術が記載されている。更に、特許文献３には、大気中でのオゾン生成に影響が大きいＨＣ成分の始動時排出量を低減するために、キャニスタ温度に応じて点火時期やＥＧＲ量を調整する技術が記載されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a technique for performing control so that emission of exhaust components that easily generate ozone (O 3 ) is reduced. For example, Patent Document 1 discloses a technique for performing purification processing scheduling based on navigation information so as not to perform purification processing of a NOx storage catalyst having severe exhaust gas characteristics in an area where ozone generation should be suppressed based on environmental restrictions. Is described. Patent Document 2 describes a technique for supplying a light component extracted from fuel at start-up in order to reduce the start-up emission amount of HC components that have a great influence on ozone generation in the atmosphere. Further, Patent Document 3 describes a technique for adjusting the ignition timing and the EGR amount in accordance with the canister temperature in order to reduce the starting emission amount of the HC component that has a great influence on the ozone generation in the atmosphere. .

特表２００３−５１１６０１号公報Special Table 2003-511601 特開平７−１８９８３４号公報JP-A-7-189834 特開平９−２４２６２１号公報JP-A-9-242621

ところで、オゾンは、ＨＣ（炭化水素）、ＮＯｘ（窒素酸化物）、ＰＭ（Particulate Matter）等が大気中で反応して生成することが知られている。そのため、オゾン生成量は、車両の走行中の大気条件（温度や風速など）や地形等に大きく影響を受ける。しかしながら、上記した特許文献１乃至３に記載された技術では、車両の走行中の大気条件や地形等を考慮して制御を行ってはいない。   By the way, it is known that ozone is generated by reaction of HC (hydrocarbon), NOx (nitrogen oxide), PM (Particulate Matter), etc. in the atmosphere. Therefore, the amount of ozone generated is greatly affected by atmospheric conditions (temperature, wind speed, etc.), topography, and the like while the vehicle is traveling. However, the techniques described in Patent Documents 1 to 3 described above do not perform control in consideration of atmospheric conditions, topography, and the like while the vehicle is traveling.

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、車両の走行中の環境状態を考慮に入れて、オゾンの生成を適切に抑制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。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and is a control device for an internal combustion engine that can appropriately suppress the generation of ozone in consideration of environmental conditions during travel of the vehicle. The purpose is to provide.

本発明の１つの観点では、内燃機関の制御装置は、車両の走行中の環境状態に基づいて求められたオゾン生成パターンを利用して、排出されるべき排気成分の排出比率を決定する排出比率決定手段と、決定された前記排出比率の排気ガスが排出されるように、内燃機関に対する制御を行う制御手段と、を備えることを特徴とする。   In one aspect of the present invention, a control device for an internal combustion engine uses an ozone generation pattern determined based on an environmental state during travel of a vehicle, and determines a discharge ratio of exhaust components to be discharged. And determining means and control means for controlling the internal combustion engine so that the exhaust gas having the determined emission ratio is discharged.

上記の内燃機関の制御装置は、エミッションが低減されるように制御を行う装置である。排出比率決定手段は、車両の走行中の環境状態に基づいて求められたオゾン生成パターンを利用して、排気ガスにおける排気成分の排出比率を決定する。具体的には、排出比率決定手段は、オゾン生成パターンを参照することによって、オゾン生成量が低減されるような排気成分の排出比率を決定する。こうするのは、オゾン生成量を示すオゾン生成パターンは、環境状態（大気条件（温度や風速など）や地形等）によって変化するからである。また、制御手段は、決定された排出比率の排気ガスが排出されるように内燃機関に対して制御を行う。これにより、内燃機関の制御装置は、車両の外部の環境状態によらずに、オゾンの生成を適切に抑制することが可能となる。   The control device for an internal combustion engine is a device that performs control so that emission is reduced. The emission ratio determining means determines an emission ratio of the exhaust component in the exhaust gas by using an ozone generation pattern obtained based on an environmental state during travel of the vehicle. Specifically, the emission ratio determining means refers to the ozone generation pattern to determine the exhaust component emission ratio so that the ozone generation amount is reduced. This is because the ozone generation pattern indicating the ozone generation amount changes depending on environmental conditions (atmospheric conditions (such as temperature and wind speed) and topography). Further, the control means controls the internal combustion engine so that the exhaust gas having the determined emission ratio is discharged. Thereby, the control device for the internal combustion engine can appropriately suppress the generation of ozone regardless of the environmental condition outside the vehicle.

上記の内燃機関の制御装置の一態様では、前記排出比率決定手段は、前記車両のエミッションが少なくとも所定値よりも小さくなるように、前記排気成分の排出比率を決定する。   In one aspect of the control apparatus for an internal combustion engine, the emission ratio determining means determines the exhaust ratio of the exhaust component so that the emission of the vehicle is at least smaller than a predetermined value.

この態様では、排出比率決定手段は、車両のエミッションが少なくとも所定値（予め定められている規制値など）よりも小さくなるように、排気成分の排出比率を決定する。即ち、排出比率決定手段は、オゾン生成パターン及びエミッションに基づいて排出比率を決定する。これにより、上記の内燃機関の制御装置は、エミッションの悪化を抑制しつつ、車両の走行中の環境状態によらずに適切にオゾンの生成を抑制することが可能となる。   In this aspect, the emission ratio determining means determines the emission ratio of the exhaust component so that the emission of the vehicle is at least smaller than a predetermined value (such as a predetermined regulation value). That is, the emission ratio determining means determines the emission ratio based on the ozone generation pattern and emission. As a result, the control device for an internal combustion engine described above can appropriately suppress the generation of ozone while suppressing the deterioration of emissions and irrespective of the environmental state during travel of the vehicle.

上記の内燃機関の制御装置において好適には、前記オゾン生成パターンは、オゾン生成に対する前記排気成分の寄与度を示している。この場合、オゾン生成パターンは、オゾンの生成に影響を与える排気成分の排出量によって表される。即ち、オゾン生成パターンは、排気成分の排出量の関係と、オゾン生成量とによって表される。   Preferably, in the control apparatus for an internal combustion engine, the ozone generation pattern indicates a contribution degree of the exhaust component to ozone generation. In this case, the ozone generation pattern is represented by the exhaust amount of the exhaust component that affects the generation of ozone. That is, the ozone generation pattern is expressed by the relationship between the exhaust amount of exhaust components and the ozone generation amount.

好適な実施形態では、前記排気成分の排出比率は、ＨＣとＮＯｘとの排出比率である。ＨＣ及びＮＯｘは大気中でのオゾン生成に影響が大きいため、上記の内燃機関の制御装置は、ＨＣとＮＯｘとの排出比率を決定することによって内燃機関の制御を行う。この場合、オゾン生成パターンは、ＨＣ排出量とＮＯｘ排出量によって表される。即ち、オゾン生成パターンは、ＨＣとＮＯｘの寄与度を示すものとなる。   In a preferred embodiment, the exhaust ratio of the exhaust component is an exhaust ratio of HC and NOx. Since HC and NOx have a large influence on ozone generation in the atmosphere, the control device for the internal combustion engine controls the internal combustion engine by determining an emission ratio of HC and NOx. In this case, the ozone generation pattern is represented by the HC emission amount and the NOx emission amount. That is, the ozone generation pattern shows the contribution of HC and NOx.

以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。   Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

［車両の構成］
図１は、本発明の実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用された車両の概略構成を示す図である。なお、図１では、実線の矢印がガスの流れを示し、破線の矢印が信号の入出力を示している。 [Vehicle configuration]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a vehicle to which a control device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention is applied. In FIG. 1, solid arrows indicate gas flow, and broken arrows indicate signal input / output.

車両１００は、主に、内燃機関１と、触媒２と、ＥＣＵ（Engine Control Unit）３と、吸気通路４と、排気通路５と、燃料噴射弁６と、Ａ／Ｆセンサ７と、環境状態取得部８と、を備えている。   The vehicle 100 mainly includes an internal combustion engine 1, a catalyst 2, an ECU (Engine Control Unit) 3, an intake passage 4, an exhaust passage 5, a fuel injection valve 6, an A / F sensor 7, an environmental state. An acquisition unit 8.

内燃機関１は、吸気通路４から吸気が供給され、吸気と燃料の混合気を燃焼室内で爆発させて動力を発生する。内燃機関１は、ガソリンエンジンなどによって構成される。また、内燃機関１は、燃焼によって生成された排気ガスを排気通路５へ排出する。   The internal combustion engine 1 is supplied with intake air from an intake passage 4 and generates power by causing an air-fuel mixture of intake air and fuel to explode in the combustion chamber. The internal combustion engine 1 is constituted by a gasoline engine or the like. Further, the internal combustion engine 1 discharges the exhaust gas generated by the combustion to the exhaust passage 5.

触媒２は、排気通路５上に設けられており、内燃機関１から排出される排気ガスを浄化する。例えば、触媒２は、排気ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）、ＨＣ（炭化水素）、ＣＯ（一酸化炭素）などを浄化する三元触媒などを用いることができる。   The catalyst 2 is provided on the exhaust passage 5 and purifies exhaust gas discharged from the internal combustion engine 1. For example, the catalyst 2 may be a three-way catalyst that purifies NOx (nitrogen oxide), HC (hydrocarbon), CO (carbon monoxide), etc. in the exhaust gas.

燃料噴射弁６は、内燃機関１に供給する燃料の量（燃料噴射量）を調整することが可能な装置である。燃料噴射弁６は、ＥＣＵ３から供給される制御信号Ｓ６によって制御される。Ａ／Ｆセンサ７は、触媒２の上流側の排気通路５上に設けられている。Ａ／Ｆセンサ７は、排気ガスのＡ／Ｆ（空燃比）を検出し、検出したＡ／Ｆに対応するする検出信号Ｓ７をＥＣＵ３に出力する。   The fuel injection valve 6 is a device capable of adjusting the amount of fuel (fuel injection amount) supplied to the internal combustion engine 1. The fuel injection valve 6 is controlled by a control signal S6 supplied from the ECU 3. The A / F sensor 7 is provided on the exhaust passage 5 upstream of the catalyst 2. The A / F sensor 7 detects the A / F (air-fuel ratio) of the exhaust gas, and outputs a detection signal S7 corresponding to the detected A / F to the ECU 3.

環境状態取得部８は、車両１００の走行中の大気条件（温度や風速など）や地形など（以下では、これらをまとめて「環境状態」と呼ぶ。）を取得する装置である。環境状態取得部８は、温度センサ（不図示）から温度を取得したり、ＧＰＳ（Global Positioning System）機能を有するナビゲーションシステムから車両１００の位置情報などを取得したりする。環境状態取得部８は、取得した環境状態に対応する信号Ｓ８をＥＣＵ３に供給する。   The environmental state acquisition unit 8 is a device that acquires atmospheric conditions (temperature, wind speed, etc.), topography, and the like (hereinafter collectively referred to as “environmental state”) while the vehicle 100 is traveling. The environmental state acquisition unit 8 acquires temperature from a temperature sensor (not shown), or acquires position information of the vehicle 100 from a navigation system having a GPS (Global Positioning System) function. The environmental state acquisition unit 8 supplies the ECU 3 with a signal S8 corresponding to the acquired environmental state.

ＥＣＵ３は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インタフェイスなどを含んで構成される。本実施形態では、ＥＣＵ３は、オゾンの生成を抑制しつつ、排気ガスのエミッションを低減するために、内燃機関１に対する制御を行う。この場合、ＥＣＵ３は、Ａ／Ｆセンサ７から供給される検出信号Ｓ７、及び環境状態取得部８から供給される環境状態に対応する信号Ｓ８に基づいて制御を行う。具体的には、燃料噴射弁６に対して制御信号Ｓ６を供給することにより燃料噴射量を調整することによって、Ａ／Ｆを目標Ａ／Ｆに設定するためのフィードバック制御を行う。   The ECU 3 includes a CPU, a ROM, a RAM, an A / D converter, an input / output interface, and the like (not shown). In the present embodiment, the ECU 3 controls the internal combustion engine 1 in order to reduce the emission of exhaust gas while suppressing the generation of ozone. In this case, the ECU 3 performs control based on the detection signal S7 supplied from the A / F sensor 7 and the signal S8 corresponding to the environmental state supplied from the environmental state acquisition unit 8. Specifically, feedback control for setting the A / F to the target A / F is performed by adjusting the fuel injection amount by supplying the control signal S6 to the fuel injection valve 6.

［オゾン生成抑制制御］
ここで、オゾンの生成を抑制するために行われる制御（以下では、この制御を「オゾン生成抑制制御」と呼ぶ。）について、図２及び図３を用いて説明する。 [Ozone generation suppression control]
Here, control performed to suppress the generation of ozone (hereinafter, this control is referred to as “ozone generation suppression control”) will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

本実施形態では、エミッションの悪化を抑制しつつ、車両１００の走行中の環境状態によらずに適切にオゾンの生成を抑制するために、オゾン生成抑制制御を行う。このオゾン生成抑制制御は、前述したＥＣＵ３によって実行される。詳しくは、ＥＣＵ３は、車両１００の走行中の環境状態に基づいて算出したオゾン生成パターンを利用して、オゾン生成量が低減されるような排気成分の排出比率（排気ガス組成）を決定する。そして、ＥＣＵ３は、決定された排気成分の排出比率が得られるように内燃機関１に対する制御を行う。このように、ＥＣＵ３は、本発明に係る内燃機関の制御装置として機能すると共に、排出比率決定手段、及び制御手段として動作する。   In the present embodiment, ozone generation suppression control is performed in order to appropriately suppress the generation of ozone while suppressing deterioration of emissions and irrespective of the environmental state during travel of the vehicle 100. This ozone generation suppression control is executed by the ECU 3 described above. Specifically, the ECU 3 determines an exhaust component emission ratio (exhaust gas composition) that reduces the amount of ozone generation using an ozone generation pattern calculated based on an environmental state during travel of the vehicle 100. Then, the ECU 3 controls the internal combustion engine 1 so that the determined exhaust ratio of the exhaust components can be obtained. Thus, the ECU 3 functions as a control device for an internal combustion engine according to the present invention, and operates as an emission ratio determination unit and a control unit.

より詳しくは、ＥＣＵ３は、環境状態取得部８から供給される環境状態に基づいて、大気計算モデルなどを用いることによってオゾン生成パターンを算出する。このオゾン生成パターンは、ＨＣ排出量及びＮＯｘ排出量によって表され、オゾン生成に対するＨＣ及びＮＯｘの寄与度を示している。ＨＣ及びＮＯｘはオゾンの生成に大きく影響を与えるため、本実施形態では、ＨＣ及びＮＯｘを用いてオゾン生成パターンを表現している。そして、ＥＣＵ３は、算出されたオゾン生成パターンに基づいて、オゾン生成量が低減されるようなＨＣとＮＯｘとの排出比率（ＨＣ排出量とＮＯｘ排出量との比率）を決定する。このようなオゾン生成パターンに基づいて排出比率を決定することにより、オゾンの生成を抑制することが可能となる。   More specifically, the ECU 3 calculates an ozone generation pattern by using an atmospheric calculation model or the like based on the environmental state supplied from the environmental state acquisition unit 8. This ozone generation pattern is represented by the HC emission amount and the NOx emission amount, and indicates the contribution of HC and NOx to the ozone generation. Since HC and NOx greatly affect the generation of ozone, in this embodiment, the ozone generation pattern is expressed using HC and NOx. Then, the ECU 3 determines an emission ratio of HC and NOx (ratio of HC emission amount and NOx emission amount) such that the ozone generation amount is reduced based on the calculated ozone generation pattern. By determining the discharge ratio based on such an ozone generation pattern, generation of ozone can be suppressed.

更に、ＥＣＵ３は、車両１００のエミッションが少なくとも所定値（規制値）よりも小さくなるように、排気成分の排出比率を決定する。具体的には、ＥＣＵ３は、Ａ／Ｆを変化させたときにおいてＨＣ排出量及びＮＯｘ排出量が両方とも規制値よりも十分に小さくなる場合の、ＨＣ排出量とＮＯｘ排出量との関係（以下、単に「エミッション最適関係」と呼ぶ。）に基づいて、ＨＣとＮＯｘとの排出比率を決定する。即ち、ＥＣＵ３は、前述したオゾン生成パターンとエミッション最適関係の両方に基づいて、ＨＣとＮＯｘとの排出比率を決定する。そして、ＥＣＵ３は、上記のように決定されたＨＣとＮＯｘとの排出比率が得られるＡ／Ｆを求め、このＡ／Ｆを目標Ａ／Ｆに設定して燃料噴射量などをフィードバック制御する。エミッション最適関係に基づいて決定された排出比率を用いてフィードバック制御を行うことにより、エミッションの悪化を抑制しつつ、オゾンの生成を抑制することが可能となる。   Furthermore, the ECU 3 determines the exhaust component emission ratio so that the emission of the vehicle 100 is at least smaller than a predetermined value (regulation value). Specifically, the ECU 3 changes the relationship between the HC emission amount and the NOx emission amount (hereinafter referred to as the HC emission amount and the NOx emission amount when both the HC emission amount and the NOx emission amount are sufficiently smaller than the regulation value when the A / F is changed. , Simply referred to as “emission optimal relationship”), the emission ratio of HC and NOx is determined. That is, the ECU 3 determines the emission ratio of HC and NOx based on both the ozone generation pattern and the optimum emission relationship. Then, the ECU 3 obtains an A / F at which the emission ratio of HC and NOx determined as described above is obtained, sets the A / F to the target A / F, and performs feedback control on the fuel injection amount and the like. By performing feedback control using the emission ratio determined based on the optimal emission relationship, it is possible to suppress the generation of ozone while suppressing the deterioration of the emission.

ここで、ＨＣ及びＮＯｘにおけるエミッション最適関係について詳細に説明する。本実施形態では、ＥＣＵ３は、エミッション最適関係を満たすＨＣとＮＯｘとの排出比率の中から、最終的に設定すべきＨＣとＮＯｘとの排出比率を決定する。具体的には、エミッション最適関係は、Ａ／Ｆを変化させた際のＨＣ排出量及びＮＯｘ排出量の関係から得られる。より詳しくは、エミッション最適関係は、Ａ／Ｆを変化させたときにおいてＨＣ排出量及びＮＯｘ排出量が規制値よりも十分小さい場合の、ＨＣ排出量とＮＯｘ排出量との関係を示している。なお、エミッション最適関係は、予め実験などによって求められ、ＥＣＵ３内のＲＯＭなどに記憶されている。   Here, the emission optimum relationship in HC and NOx will be described in detail. In the present embodiment, the ECU 3 determines the exhaust ratio of HC and NOx to be finally set from the exhaust ratio of HC and NOx that satisfies the optimal emission relationship. Specifically, the optimal emission relationship is obtained from the relationship between the HC emission amount and the NOx emission amount when the A / F is changed. More specifically, the optimal emission relationship indicates the relationship between the HC emission amount and the NOx emission amount when the HC emission amount and the NOx emission amount are sufficiently smaller than the regulation values when the A / F is changed. Note that the optimal emission relationship is obtained in advance by experiments or the like and stored in a ROM or the like in the ECU 3.

図２は、エミッション最適関係を具体的に説明するための図である。図２は、横軸にＡ／Ｆを示し、縦軸にＨＣ又はＮＯｘの排出量を示している。具体的には、実線で示す曲線５１はＨＣ排出量を示し、破線で示す曲線５２はＮＯｘ排出量を示している。更に、直線５３は、ＨＣ排出量及びＮＯｘ排出量の規制値を示している（以下、この直線５３を「規制ライン５３」と呼ぶ）。曲線５１及び曲線５２より、ＨＣ排出量が多いときにはＮＯｘ排出量が少なくなり、ＨＣ排出量が少ないときにはＮＯｘ排出量が多くなることがわかる。即ち、Ａ／Ｆを変化させた場合、ＨＣ排出量とＮＯｘ排出量はトレードオフの関係になっている。   FIG. 2 is a diagram for specifically explaining the optimum emission relationship. In FIG. 2, the horizontal axis indicates A / F, and the vertical axis indicates HC or NOx emission. Specifically, a curve 51 indicated by a solid line indicates the HC emission amount, and a curve 52 indicated by a broken line indicates the NOx emission amount. Further, a straight line 53 indicates the regulation values of the HC emission amount and the NOx emission amount (hereinafter, this straight line 53 is referred to as “regulation line 53”). From the curves 51 and 52, it can be seen that the NOx emission amount decreases when the HC emission amount is large, and the NOx emission amount increases when the HC emission amount is small. That is, when A / F is changed, the HC emission amount and the NOx emission amount are in a trade-off relationship.

また、Ａ／Ｆが領域５４（以下、この領域５４を「Ａ／Ｆ最適領域５４」と呼ぶ。）内にあるときに、ＨＣ排出量とＮＯｘ排出量の両方が規制ライン５３よりも十分に小さくなっていることがわかる。本実施形態では、このようなＡ／Ｆ最適領域５４におけるＨＣ排出量とＮＯｘ排出量との関係を、エミッション最適関係として用いる。   Further, when the A / F is in the region 54 (hereinafter, this region 54 is referred to as “A / F optimum region 54”), both the HC emission amount and the NOx emission amount are sufficiently larger than those of the regulation line 53. You can see that it is getting smaller. In the present embodiment, such a relationship between the HC emission amount and the NOx emission amount in the A / F optimum region 54 is used as the emission optimum relationship.

次に、上記したエミッション最適関係とオゾン生成パターンとを用いて、ＨＣとＮＯｘとの排出比率を決定する方法について説明する。本実施形態では、ＥＣＵ３は、エミッション最適関係を満たすＨＣとＮＯｘとの排出比率の中から、オゾン生成パターンを参照することによって、オゾン生成量が最も少ない排出比率を最終的に設定すべき排出比率として決定する。   Next, a method for determining the emission ratio of HC and NOx using the above-described optimum emission relationship and ozone generation pattern will be described. In the present embodiment, the ECU 3 refers to the ozone generation pattern from among the emission ratios of HC and NOx that satisfy the optimal emission relationship, and finally sets the emission ratio with the smallest ozone generation amount to be set. Determine as.

図３は、ＨＣとＮＯｘとの排出比率を決定する方法を具体的に説明するための図である。   FIG. 3 is a diagram for specifically explaining a method of determining the emission ratio of HC and NOx.

図３は、横軸にＨＣ排出量を示し、縦軸にＮＯｘ排出量を示している。破線で示す曲線ｘ１〜ｘ３は、環境状態Ｘであるときのオゾン生成パターンを示している。また、実線で示す曲線ｙ１〜曲線ｙ３は、環境状態Ｙであるときのオゾン生成パターンを示している。これらのオゾン生成パターンは、環境状態取得部８が取得した環境状態を大気計算モデルなどに代入することによって算出される。算出されたオゾン生成パターンは、ＨＣ排出量及びＮＯｘ排出量に基づいて表されており、ＨＣ排出量及びＮＯｘ排出量に対応するオゾン生成量を示している。また、曲線ｘ１〜ｘ３及び曲線ｙ１〜ｙ３においては、同一の曲線上でＨＣ排出量とＮＯｘ排出量を変化させた場合には、同一のオゾン生成量となる。このように、曲線ｘ１〜ｘ３及び曲線ｙ１〜ｙ３に示すように、オゾン生成パターンは環境状態に応じて様々に変化することがわかる。   In FIG. 3, the horizontal axis indicates the HC emission amount, and the vertical axis indicates the NOx emission amount. Curves x1 to x3 indicated by broken lines indicate the ozone generation pattern when the environmental state is X. Curves y1 to y3 indicated by solid lines indicate the ozone generation pattern when the environmental state is Y. These ozone generation patterns are calculated by substituting the environmental state acquired by the environmental state acquisition unit 8 into an atmospheric calculation model or the like. The calculated ozone generation pattern is expressed based on the HC emission amount and the NOx emission amount, and indicates the ozone generation amount corresponding to the HC emission amount and the NOx emission amount. Further, in the curves x1 to x3 and the curves y1 to y3, when the HC emission amount and the NOx emission amount are changed on the same curve, the same ozone generation amount is obtained. Thus, as shown by the curves x1 to x3 and the curves y1 to y3, it can be seen that the ozone generation pattern changes variously according to the environmental state.

一方、太線で示す曲線Ｃは、ＨＣ排出量とＮＯｘ排出量のエミッション最適関係を示している。このエミッション最適関係は、エミッションが規制値よりも十分小さいときの、ＨＣ排出量とＮＯｘ排出量との関係を示している。言い換えると、Ａ／Ｆ最適領域５４におけるＨＣ排出量とＮＯｘ排出量との関係を示している（図２参照）。   On the other hand, a thick curve C indicates the optimal emission relationship between the HC emission amount and the NOx emission amount. This optimal emission relationship indicates the relationship between the HC emission amount and the NOx emission amount when the emission is sufficiently smaller than the regulation value. In other words, the relationship between the HC emission amount and the NOx emission amount in the A / F optimum region 54 is shown (see FIG. 2).

ＥＣＵ３は、環境状態Ｘであるときには、曲線ｘ１〜曲線ｘ３のいずれかと、エミッション最適関係を示す曲線Ｃとを用いて排出比率を決定する。環境状態Ｘにおいては、曲線ｘ１で示すオゾン生成量、曲線ｘ２で示すオゾン生成量、曲線ｘ３で示すオゾン生成量の順に、オゾン生成量が多くなる。この場合、エミッション最適関係を満たすＨＣとＮＯｘとの排出比率においては、曲線ｘ１〜ｘ３のうち曲線ｘ１が、オゾン生成量が最も少ない。したがって、ＥＣＵ３は、環境状態Ｘにおいては、曲線ｘ１と曲線Ｃとを用いて排出比率を決定する。具体的には、ＥＣＵ３は、曲線ｘ１と曲線Ｃの交点Ａに対応する排出比率を求める。   When the ECU 3 is in the environmental state X, the ECU 3 determines the emission ratio using any one of the curves x1 to x3 and the curve C indicating the optimal emission relationship. In the environmental state X, the ozone generation amount increases in the order of the ozone generation amount indicated by the curve x1, the ozone generation amount indicated by the curve x2, and the ozone generation amount indicated by the curve x3. In this case, in the emission ratio of HC and NOx that satisfies the optimal emission relationship, the curve x1 among the curves x1 to x3 has the smallest ozone generation amount. Therefore, the ECU 3 determines the discharge ratio using the curve x1 and the curve C in the environmental state X. Specifically, the ECU 3 calculates a discharge ratio corresponding to the intersection A between the curve x1 and the curve C.

一方、ＥＣＵ３は、環境状態Ｙであるときには、曲線ｙ１〜曲線ｙ３のいずれかと、エミッション最適関係を示す曲線Ｃとを用いて排出比率を決定する。環境状態Ｙにおいては、曲線ｙ１で示すオゾン生成量、曲線ｙ２で示すオゾン生成量、曲線ｙ３で示すオゾン生成量の順に、オゾン生成量が多くなる。この場合、エミッション最適関係を満たすＨＣとＮＯｘとの排出比率においては、曲線ｙ１〜ｙ３のうち曲線ｙ２が、オゾン生成量が最も少ない。したがって、ＥＣＵ３は、曲線ｙ２と曲線Ｃを用いて排出比率を決定する。具体的には、ＥＣＵ３は、曲線ｙ２と曲線Ｃの交点Ｂに対応する排出比率を求める。   On the other hand, when the environmental state is Y, the ECU 3 determines the emission ratio using any one of the curves y1 to y3 and the curve C indicating the optimal emission relationship. In the environmental state Y, the ozone generation amount increases in the order of the ozone generation amount indicated by the curve y1, the ozone generation amount indicated by the curve y2, and the ozone generation amount indicated by the curve y3. In this case, in the emission ratio of HC and NOx that satisfies the optimal emission relationship, the curve y2 among the curves y1 to y3 has the smallest ozone generation amount. Therefore, the ECU 3 determines the discharge ratio using the curve y2 and the curve C. Specifically, the ECU 3 calculates a discharge ratio corresponding to the intersection B of the curve y2 and the curve C.

なお、上記のようにしてＨＣとＮＯｘとの排出比率が決定された場合、ＥＣＵ３は、決定された排出比率が得られるＡ／Ｆを、Ａ／Ｆ最適領域５４（図２参照）におけるＨＣとＮＯｘとの排出比率の関係を参照して求める。即ち、ＥＣＵ３は、決定された排出比率が得られるＡ／Ｆを逆算する。そして、ＥＣＵ３は、このようにして求められたＡ／Ｆを目標Ａ／Ｆに設定してフィードバック制御を実行する。この場合、ＥＣＵ３は、求められた目標Ａ／Ｆに対応するフィードバック定数を決定し、これを用いてＡ／Ｆのフィードバック制御を実行する。   When the emission ratio of HC and NOx is determined as described above, the ECU 3 determines the A / F at which the determined emission ratio is obtained as the HC in the A / F optimum region 54 (see FIG. 2). Obtained by referring to the relationship between NOx and emission ratio. That is, the ECU 3 performs a reverse calculation of A / F at which the determined discharge ratio is obtained. The ECU 3 sets the A / F thus obtained as the target A / F and executes feedback control. In this case, the ECU 3 determines a feedback constant corresponding to the obtained target A / F, and executes feedback control of the A / F using this.

このように、本実施形態に係るオゾン生成抑制制御によれば、エミッションの悪化を抑制しつつ、車両１００の走行中の環境状態によらずに適切にオゾンの生成を抑制することが可能となる。   As described above, according to the ozone generation suppression control according to the present embodiment, it is possible to appropriately suppress the generation of ozone while suppressing the deterioration of the emission and irrespective of the environmental state during the traveling of the vehicle 100. .

［オゾン生成抑制処理］
次に、オゾン生成抑制制御において具体的に行われる処理（オゾン生成抑制処理）について、図４を用いて説明する。 [Ozone generation suppression treatment]
Next, a process (ozone generation suppression process) specifically performed in the ozone generation suppression control will be described with reference to FIG.

図４は、本実施形態に係るオゾン生成抑制処理を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ３によって繰り返し実行される。   FIG. 4 is a flowchart showing ozone generation suppression processing according to the present embodiment. This process is repeatedly executed by the ECU 3.

まず、ステップＳ１０１では、ＥＣＵ３は、環境状態取得部８から供給される環境状態に基づいてオゾン生成パターンを算出する。具体的には、ＥＣＵ３は、ＲＯＭなどに記憶された大気計算モデルを読み出し、取得された環境状態を大気計算モデルに代入することによってオゾン生成パターンを算出する。このように算出されるオゾン生成パターンは、ＨＣ排出量及びＮＯｘ排出量によって表現され、オゾン生成に対するＨＣとＮＯｘの寄与度を示す。以上の処理が終了すると、処理はステップＳ１０２に進む。   First, in step S101, the ECU 3 calculates an ozone generation pattern based on the environmental state supplied from the environmental state acquisition unit 8. Specifically, the ECU 3 reads an atmospheric calculation model stored in a ROM or the like, and calculates an ozone generation pattern by substituting the acquired environmental state into the atmospheric calculation model. The ozone generation pattern calculated in this way is expressed by the HC emission amount and the NOx emission amount, and indicates the contribution of HC and NOx to the ozone generation. When the above process ends, the process proceeds to step S102.

ステップＳ１０２では、ＥＣＵ３は、ステップＳ１０１で算出されたオゾン生成パターンと、エミッション最適関係に基づいて、ＨＣとＮＯｘとの排出比率を算出する。エミッション最適関係は、エミッションが規制値よりも十分小さくなるときのＨＣ排出量とＮＯｘ排出量との関係を示しており、ＥＣＵ３内のＲＯＭなどに記憶されている。具体的には、ＥＣＵ３は、エミッション最適関係を満たすＨＣとＮＯｘとの排出比率の中から、オゾン生成パターンを参照することによってオゾン生成量が最も小さくなる排出比率を決定する。以上の処理が終了すると、処理はステップＳ１０３に進む。   In step S102, the ECU 3 calculates the emission ratio of HC and NOx based on the ozone generation pattern calculated in step S101 and the optimal emission relationship. The optimal emission relationship indicates the relationship between the HC emission amount and the NOx emission amount when the emission is sufficiently smaller than the regulation value, and is stored in the ROM or the like in the ECU 3. Specifically, the ECU 3 determines an emission ratio that minimizes the ozone generation amount by referring to the ozone generation pattern from among the emission ratios of HC and NOx that satisfy the optimal emission relationship. When the above process ends, the process proceeds to step S103.

ステップＳ１０３では、ＥＣＵ３は、ステップＳ１０２で決定されたＨＣとＮＯｘとの排出比率に対応するＡ／Ｆを求め、求められたＡ／Ｆからフィードバック定数を決定する。この場合、ＥＣＵ３は、Ａ／Ｆ最適領域５４（図２参照）におけるＨＣとＮＯｘとの排出比率の関係を参照することによって、決定された排出比率が得られるＡ／Ｆを逆算する。そして、ＥＣＵ３は、得られたＡ／Ｆを目標Ａ／Ｆに設定して、この目標Ａ／Ｆに対応するフィードバック定数を決定する。以上の処理が終了すると、処理はステップＳ１０４に進む。   In step S103, the ECU 3 obtains an A / F corresponding to the emission ratio of HC and NOx determined in step S102, and determines a feedback constant from the obtained A / F. In this case, the ECU 3 calculates the A / F at which the determined emission ratio is obtained by referring to the relationship between the emission ratios of HC and NOx in the A / F optimum region 54 (see FIG. 2). Then, the ECU 3 sets the obtained A / F as the target A / F and determines a feedback constant corresponding to the target A / F. When the above process ends, the process proceeds to step S104.

ステップＳ１０４では、ＥＣＵ３は、ステップＳ１０３で決定されたフィードバック定数を用いてフィードバック制御を実行する。この場合、ＥＣＵ３は、燃料噴射弁６に対して制御信号Ｓ６を供給することにより燃料噴射量を制御することによって、Ａ／Ｆを目標Ａ／Ｆに設定するための制御を行う。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。   In step S104, the ECU 3 executes feedback control using the feedback constant determined in step S103. In this case, the ECU 3 performs control for setting the A / F to the target A / F by controlling the fuel injection amount by supplying the control signal S6 to the fuel injection valve 6. When the above process ends, the process exits the flow.

このようなオゾン生成抑制処理を実行することにより、エミッションの悪化を抑制しつつ、車両１００の走行中の環境状態によらずに適切にオゾンの生成を抑制することが可能となる。   By executing such an ozone generation suppression process, it is possible to appropriately suppress the generation of ozone while suppressing deterioration of emissions and irrespective of the environmental state during travel of the vehicle 100.

［変形例］
本発明は、Ａ／Ｆのフィードバック制御を実行することに限定はされない。他の例では、内燃機関１がディーゼルエンジンである場合、ＥＣＵ３は、Ａ／Ｆのフィードバック制御を実行する代わりに、燃料の噴射時期やＥＧＲ量などを制御することができる。 [Modification]
The present invention is not limited to executing A / F feedback control. In another example, when the internal combustion engine 1 is a diesel engine, the ECU 3 can control the fuel injection timing, the EGR amount, and the like instead of executing A / F feedback control.

また、本発明は、算出されたオゾン生成パターンを用いて排気成分の排出比率を決定することに限定はされない。他の例では、ＥＣＵ３がオゾン生成パターンを算出する代わりに、既に算出されたオゾン生成パターンを外部から取得し、外部から取得したオゾン生成パターンを用いて排出比率を決定することができる。この場合、オゾン生成パターンの算出のために演算処理を行う必要がないため、ＥＣＵ３における計算負荷を軽減することが可能となる。   In addition, the present invention is not limited to determining the exhaust component emission ratio using the calculated ozone generation pattern. In another example, instead of the ECU 3 calculating the ozone generation pattern, the already generated ozone generation pattern can be acquired from the outside, and the emission ratio can be determined using the ozone generation pattern acquired from the outside. In this case, since it is not necessary to perform an arithmetic process for calculating the ozone generation pattern, it is possible to reduce the calculation load on the ECU 3.

本発明の実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用された車両の概略構成を示す図である。1 is a diagram showing a schematic configuration of a vehicle to which a control device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention is applied. エミッション最適関係を具体的に説明するための図である。It is a figure for demonstrating the emission optimal relationship concretely. ＨＣとＮＯｘとの排出比率を決定する方法を具体的に説明するための図である。It is a figure for demonstrating the method to determine the discharge | emission ratio of HC and NOx concretely. 本実施形態に係るオゾン生成抑制処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the ozone production | generation suppression process which concerns on this embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１ 内燃機関
２ 触媒
３ ＥＣＵ
６ 燃料噴射弁
７ Ａ／Ｆセンサ
８ 環境状態取得部
１００ 車両 1 Internal combustion engine 2 Catalyst 3 ECU
6 Fuel Injection Valve 7 A / F Sensor 8 Environmental Status Acquisition Unit 100 Vehicle

Claims (4)

車両の走行中の環境状態に基づいて求められたオゾン生成パターンを利用して、排出されるべき排気成分の排出比率を決定する排出比率決定手段と、
決定された前記排出比率の排気ガスが排出されるように、内燃機関に対する制御を行う制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 An emission ratio determining means for determining an emission ratio of exhaust components to be discharged using an ozone generation pattern obtained based on an environmental state during traveling of the vehicle;
A control device for an internal combustion engine, comprising: control means for controlling the internal combustion engine so that exhaust gas having the determined emission ratio is discharged. 前記排出比率決定手段は、前記車両のエミッションが少なくとも所定値よりも小さくなるように、前記排気成分の排出比率を決定す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。   2. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the emission ratio determination unit determines the emission ratio of the exhaust component such that the emission of the vehicle is at least smaller than a predetermined value. 前記オゾン生成パターンは、オゾン生成に対する前記排気成分の寄与度を示していることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。   The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the ozone generation pattern indicates a contribution degree of the exhaust component to ozone generation. 前記排気成分の排出比率は、ＨＣとＮＯｘとの排出比率であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。   The control apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the exhaust ratio of exhaust components is an exhaust ratio of HC and NOx.
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