JP4416750B2 - ENGINE CONTROL DEVICE AND ENGINE CONTROL METHOD - Google Patents

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Description

本発明はエンジン制御装置およびエンジン制御方法に関し、特に混合気を吸気するエンジンおよびエンジンから排出された排気ガスを触媒により浄化する触媒コンバータを備えた車両にて、エンジンを制御するエンジン制御装置およびエンジン制御方法に関する。   The present invention relates to an engine control apparatus and an engine control method, and more particularly to an engine control apparatus and an engine for controlling an engine in a vehicle including an engine that sucks an air-fuel mixture and a catalytic converter that purifies exhaust gas discharged from the engine with a catalyst. It relates to a control method.

大気汚染などによる近年の地球温暖化の防止策の1つとして、車両のエンジンから排出された排気ガス中の有害成分を低減させることが挙げられている。エンジンにて燃焼された排気ガスの中には、さまざまな有害成分が含まれているが、その主なものは、ガソリンの不完全燃焼時により発生されるCO(一酸化炭素)と、減速時などの過濃混合気による失火・不完全燃焼により燃えずに排出されるHC(炭化水素)と、燃焼温度が高いときに空気中の窒素が酸素と結合して発生するNOx(窒素酸化物)とである。   One measure for preventing global warming due to air pollution in recent years is to reduce harmful components in exhaust gas discharged from vehicle engines. The exhaust gas burned by the engine contains various harmful components, the main ones being CO (carbon monoxide) generated during incomplete combustion of gasoline and during deceleration. HC (hydrocarbon) discharged without burning due to misfire or incomplete combustion due to an over-rich mixture such as NOx (nitrogen oxide) generated when nitrogen in the air combines with oxygen when the combustion temperature is high It is.

このような有害成分を低減するには、エンジンに供給される空気と燃料との割合である空燃比を理論空燃比、つまり、燃料が完全燃焼するのに理論上必要な空気量と燃料量との比に近づけるような制御が行われており、たとえば排気ガスに含まれる酸素量に基づいて吸入空気量または燃料量を制御する空燃比制御が行われている。しかし、その空燃比は、通常の負荷の場合、理論空燃比となるように混合気の燃料を制御するが、低負荷の場合、燃料消費率を考慮し、理論空燃比よりも混合気の燃料を少なくしたリーン状態にするのがよく、逆に、高負荷でエンジン出力を高めるには、混合気の燃料を多くしたリッチ状態にする方が望ましい。このため、車両の走行状態によって有害な排気ガスが排出されてしまうので、そのような排気ガスに対して浄化を行うのが触媒装置である。   In order to reduce such harmful components, the air-fuel ratio, which is the ratio of air to fuel supplied to the engine, is calculated from the stoichiometric air-fuel ratio, that is, the theoretically required air amount and fuel amount for the fuel to burn completely. For example, air-fuel ratio control for controlling the intake air amount or the fuel amount based on the amount of oxygen contained in the exhaust gas is performed. However, the fuel of the air-fuel mixture is controlled so that the air-fuel ratio becomes the stoichiometric air-fuel ratio in the case of a normal load. In order to increase the engine output at a high load, it is preferable to set the engine to a rich state in which the amount of fuel in the air-fuel mixture is increased. For this reason, harmful exhaust gas is discharged depending on the running state of the vehicle, and it is the catalyst device that purifies such exhaust gas.

触媒装置においても、その浄化能力を最大に発揮するには、混合気の空燃比が理論空燃比でないと、化学反応が正常に行われない。このため、たとえば、空燃比が理論空燃比からリッチ側またはリーン側に所定時間継続した場合に、空燃比をリーン側またはリッチ側へ変転させることによって、触媒装置の浄化能力を最大限に維持させることが行われている(たとえば、特許文献1参照。)。   Even in the catalyst device, in order to maximize the purification capability, the chemical reaction cannot be performed normally unless the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is the stoichiometric air-fuel ratio. Therefore, for example, when the air-fuel ratio continues from the stoichiometric air-fuel ratio to the rich side or the lean side for a predetermined time, the purification capacity of the catalyst device is maintained to the maximum by changing the air-fuel ratio to the lean side or the rich side. (For example, refer to Patent Document 1).

ところで、触媒装置においては、そのような空燃比の変動を吸収するために、酸素吸蔵放出能に優れた触媒が用いられている。このような触媒は、酸素過剰雰囲気での燃焼状態では、酸化反応により過剰の酸素を吸収し、還元雰囲気においては、還元反応により酸素を放出する。この触媒が吸着している酸素の量は、触媒酸素吸蔵量(OSA:Oxygen Storage Amount)と呼ばれている。触媒装置の浄化能力を維持するには、排ガス中のCOおよびHCに対する酸化反応とNOxに対する還元反応とをバランスよく行わせる必要があり、そのためには、OSAは適度な値に保たれていなければならない。すなわち、車両がある走行状態にあるときに、OSAが触媒最大酸素吸蔵量または触媒最小酸素吸蔵量の近傍にあったとした場合、空燃比がリッチ状態またはリーン状態への移行に際して行われる酸化還元反応に対して酸素の過不足が発生する可能性があるので、空燃比の変動に対応するには、OSAは触媒最大酸素吸蔵量の半分の値に保たれているのが好ましい。
特開2005−344621号公報
By the way, in the catalyst device, in order to absorb such fluctuation of the air-fuel ratio, a catalyst having excellent oxygen storage / release capability is used. Such a catalyst absorbs excess oxygen by an oxidation reaction in a combustion state in an oxygen-excess atmosphere, and releases oxygen by a reduction reaction in a reduction atmosphere. The amount of oxygen adsorbed by the catalyst is called the catalyst oxygen storage amount (OSA). In order to maintain the purification capacity of the catalytic device, it is necessary to balance the oxidation reaction with respect to CO and HC in the exhaust gas and the reduction reaction with respect to NOx. For this purpose, OSA must be kept at an appropriate value. Don't be. That is, when the vehicle is in a certain running state and the OSA is in the vicinity of the maximum catalyst oxygen storage amount or the minimum catalyst oxygen storage amount, the oxidation-reduction reaction performed when the air-fuel ratio shifts to the rich state or the lean state. However, in order to cope with fluctuations in the air-fuel ratio, it is preferable that the OSA be kept at a value that is half the maximum oxygen storage amount of the catalyst.
JP 2005-344621 A

しかしながら、たとえば、車両が長い坂路を走行する場合のように、混合気のリーンまたはリッチの状態が長い期間継続される場合、OSAもその間継続して増減していくことになるが、OSAを常に触媒最大酸素吸蔵量の半分になるように制御していると、リーンまたはリッチ状態への移行時点から酸素の吸蔵または放出が継続できる許容範囲は、触媒最大酸素吸蔵量の半分に制限され、それ以降、触媒装置は、排気ガスの浄化能力を十分発揮できないという問題点があった。   However, for example, when the lean or rich state of the air-fuel mixture is continued for a long period of time, such as when the vehicle travels on a long slope, the OSA continuously increases or decreases during that period. If the catalyst is controlled to be half of the maximum oxygen storage amount, the allowable range in which oxygen can be stored or released from the point of transition to the lean or rich state is limited to half of the maximum catalyst oxygen storage amount. Thereafter, the catalyst device has a problem that the exhaust gas purification ability cannot be sufficiently exhibited.

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、今後の車両の走行状態が予め推測できる場合には、その走行状態に応じて触媒装置による排気ガスの高い浄化能力を長く維持することができるエンジン制御装置およびエンジン制御方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such points, and when the traveling state of a vehicle in the future can be estimated in advance, the high purification ability of exhaust gas by the catalyst device is maintained for a long time according to the traveling state. An object of the present invention is to provide an engine control device and an engine control method.

本発明では上記課題を解決するために、混合気を吸気するエンジンおよび前記エンジンから排気された排気ガスを触媒により浄化する触媒コンバータを備えた車両にて、前記エンジンを制御するエンジン制御装置において、車両が今後通過する経路における車両の状態を予測するための車両状態予測情報を取得する情報取得手段と、前記車両状態予測情報に基づき、前記経路における車速変化量を推定し、前記車速変化量に基づき、所定地点での前記触媒コンバータの推定触媒酸素吸蔵量を算出することにより、前記触媒コンバータの状態を推定する触媒コンバータ状態推定手段と、前記推定触媒酸素吸蔵量に基づき、前記所定地点より前の地点で目標とする前記触媒コンバータの目標触媒酸素吸蔵量を設定し、前記触媒コンバータの現状の触媒酸素吸蔵量が前記目標触媒酸素吸蔵量になるよう制御する触媒酸素吸蔵量制御手段と、を備えていることを特徴とするエンジン制御装置が提供される。   In the present invention, in order to solve the above problems, in an engine control apparatus that controls an engine in a vehicle including an engine that sucks an air-fuel mixture and a catalytic converter that purifies exhaust gas exhausted from the engine with a catalyst. Information acquisition means for acquiring vehicle state prediction information for predicting the state of the vehicle on a route that the vehicle will pass in the future, and based on the vehicle state prediction information, the vehicle speed change amount in the route is estimated, and the vehicle speed change amount Based on the estimated catalytic oxygen storage amount, the catalytic converter state estimating means for estimating the state of the catalytic converter by calculating the estimated catalytic oxygen storage amount of the catalytic converter at the predetermined point based on the estimated catalytic oxygen storage amount. The target catalytic oxygen storage amount of the catalytic converter targeted at the point of The engine control apparatus characterized by medium oxygen storage amount is and a catalytic oxygen storage amount control means for controlling so that the target catalyst oxygen storage amount is provided.

また、本発明では、混合気を吸気するエンジンおよび前記エンジンから排気された排気ガスを触媒により浄化する触媒コンバータを備えた車両にて、前記エンジンを制御するエンジン制御方法において、コンピュータにより、情報取得手段が、車両が今後通過する経路における車両の状態を予測するための車両状態予測情報を取得するステップと、触媒コンバータ状態推定手段が、前記車両状態予測情報に基づき、前記経路における車速変化量を推定し、前記車速変化量に基づき、所定地点での前記触媒コンバータの推定触媒酸素吸蔵量を算出することにより、前記触媒コンバータの状態を推定するステップと、触媒酸素吸蔵量制御手段が、前記推定触媒酸素吸蔵量に基づき、前記所定地点より前の地点で目標とする前記触媒コンバータの目標触媒酸素吸蔵量を設定し、前記触媒コンバータの現状の触媒酸素吸蔵量が前記目標触媒酸素吸蔵量になるよう制御するステップと、の処理が実行されることを特徴とするエンジン制御方法が提供される。   Further, according to the present invention, in an engine control method for controlling the engine in a vehicle equipped with an engine that sucks an air-fuel mixture and a catalytic converter that purifies exhaust gas exhausted from the engine with a catalyst, information is acquired by a computer. Means for obtaining vehicle state prediction information for predicting the state of the vehicle on a route through which the vehicle will pass in the future, and catalytic converter state estimating means for calculating the vehicle speed change amount on the route based on the vehicle state prediction information; Estimating the state of the catalytic converter by calculating the estimated catalytic oxygen storage amount of the catalytic converter at a predetermined point based on the vehicle speed change amount, and the catalytic oxygen storage amount control means includes the estimation Based on the amount of oxygen stored in the catalyst, the target catalytic converter is targeted at a point before the predetermined point. An engine control method is provided in which a process of setting a catalyst oxygen storage amount and controlling the current catalyst oxygen storage amount of the catalytic converter to be the target catalyst oxygen storage amount is performed. The

このようなエンジン制御装置およびエンジン制御方法によれば、情報取得手段が取得した車両状態予測情報に基づき、触媒コンバータ状態推定手段が車速変化量を推定し、その車速変化量に基づき、触媒酸素吸蔵量制御手段が触媒コンバータの触媒酸素吸蔵量を、変化するであろう触媒酸素吸蔵量の変化量を見越して予め変化させるよう制御したので、今後の車両状態に対応して触媒酸素吸蔵量を的確に制御できるようになる。   According to such an engine control device and an engine control method, the catalytic converter state estimating means estimates the vehicle speed change amount based on the vehicle state prediction information acquired by the information acquisition means, and based on the vehicle speed change amount, the catalyst oxygen storage is performed. The amount control means controls the catalyst oxygen storage amount of the catalytic converter to change in advance in anticipation of the change amount of the catalyst oxygen storage amount that will change. Will be able to control.

本発明のエンジン制御装置およびエンジン制御方法は、情報取得手段が取得した車両状態予測情報に基づき、触媒コンバータ状態推定手段が車速変化量を推定し、その車速変化量に基づき、触媒酸素吸蔵量制御手段が触媒コンバータの触媒酸素吸蔵量を、変化するであろう触媒酸素吸蔵量の変化量を見越して予め変化させるよう制御したので、今後の車両状態に対応して触媒酸素吸蔵量を的確に制御できるようになる。これにより、触媒コンバータは最適な酸素量を吸蔵できるようになり、触媒による排気ガスの浄化能力を有効に活用することができるようになる。   In the engine control device and the engine control method of the present invention, the catalytic converter state estimation unit estimates the vehicle speed change amount based on the vehicle state prediction information acquired by the information acquisition unit, and the catalyst oxygen storage amount control is performed based on the vehicle speed change amount. Since the means controls the catalyst oxygen storage amount of the catalytic converter to change in advance in anticipation of the change amount of the catalyst oxygen storage amount that will change, the catalyst oxygen storage amount is accurately controlled according to the future vehicle conditions. become able to. As a result, the catalytic converter can store an optimal amount of oxygen, and the exhaust gas purification ability of the catalyst can be effectively utilized.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
まず、エンジンを制御するエンジン制御システムのシステム構成について説明する。
図1はエンジン制御システムのシステム構成を示すブロック図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
First, the system configuration of an engine control system that controls the engine will be described.
FIG. 1 is a block diagram showing the system configuration of the engine control system.

エンジン制御システムは、エンジン10およびこれを制御するエンジン制御装置11を備えている。エンジン10には、空気および燃料の混合気を吸入する吸気通路12およびその混合気を燃焼した排気ガスを排出する排気通路13が設けられており、その排気通路13の途中には、スタートキャタリスト(SC)14およびアンダフロアタイプキャタリスト(UF)15が設置されている。   The engine control system includes an engine 10 and an engine control device 11 that controls the engine 10. The engine 10 is provided with an intake passage 12 for sucking a mixture of air and fuel and an exhaust passage 13 for discharging exhaust gas combusting the mixture. A start catalyst is placed in the middle of the exhaust passage 13. (SC) 14 and underfloor type catalyst (UF) 15 are installed.

これらのSC14およびUF15は、排気ガスを触媒により浄化する触媒コンバータであり、容量の大きなSC14が主として排気ガスを浄化し、そこで完全に浄化することができなかった排気ガスを容量の小さなUF15が浄化する構成にしている。   These SC14 and UF15 are catalytic converters that purify the exhaust gas with a catalyst. The SC14 having a large capacity mainly purifies the exhaust gas, and the UF15 having a small capacity purifies the exhaust gas that could not be completely purified there. It is configured to do.

SC14の上流側の排気通路13には、エンジン10から排出された排気ガスの空燃比を検出する第1の空燃比センサ16が設けられ、下流側の排気通路13には、浄化された排気ガスの空燃比を検出する第2の空燃比センサ17が設けられ、SC14には、その触媒床温を検出する温度センサ18が設けられていて、それぞれの出力は、エンジン制御装置11に接続されている。これにより、エンジン制御装置11は、第1の空燃比センサ16によりSC14に入る排気ガスの酸素濃度を知ることができ、第2の空燃比センサ17によりSC14を出た排気ガスの酸素濃度を知ることができ、温度センサ18によりSC14の触媒床温に応じて触媒が最大限酸素を吸蔵できる係数を知ることができる。   A first air-fuel ratio sensor 16 that detects the air-fuel ratio of the exhaust gas discharged from the engine 10 is provided in the exhaust passage 13 upstream of the SC 14, and the purified exhaust gas is provided in the downstream exhaust passage 13. A second air-fuel ratio sensor 17 for detecting the air-fuel ratio of the engine is provided, and a temperature sensor 18 for detecting the catalyst bed temperature is provided for the SC 14. Each output is connected to the engine control device 11. Yes. Thereby, the engine control device 11 can know the oxygen concentration of the exhaust gas entering the SC 14 by the first air-fuel ratio sensor 16, and know the oxygen concentration of the exhaust gas leaving the SC 14 by the second air-fuel ratio sensor 17. The temperature sensor 18 can know the coefficient at which the catalyst can store oxygen to the maximum according to the catalyst bed temperature of the SC 14.

エンジン10の吸気側の吸気通路12には、エアフローセンサ19およびインジェクタ20が設けられており、それぞれエンジン制御装置11に接続されている。エアフローセンサ19は、エンジン10に吸入される空気量を検出する。この空気量に基づき、エンジン制御装置11は、インジェクタ20により吸気通路12に噴射される燃料量を制御し、混合気の空燃比を制御する。また、エンジン10とSC14との間の排気通路13には、エンジン制御装置11によって制御されるエアインジェクタ21が設けられている。このエアインジェクタ21は、エンジン10から排出された排気ガスに噴射量が制御された空気を送り込むものである。さらに、エンジン制御装置11は、今後の車両の状態を予測する車両状態予測情報を入力している。この車両状態予測情報としては、ナビゲーションシステムから得られるカーブの情報、下りまたは上りの坂路角度情報などの地図情報、道路交通情報通信システムなどから得られる渋滞、交通規制、信号機などの情報、車車間通信システムから得られる先行する車両の速度情報などを含んでいる。   An air flow sensor 19 and an injector 20 are provided in the intake passage 12 on the intake side of the engine 10, and are connected to the engine control device 11. The air flow sensor 19 detects the amount of air taken into the engine 10. Based on this air amount, the engine control device 11 controls the amount of fuel injected into the intake passage 12 by the injector 20 to control the air-fuel ratio of the air-fuel mixture. An air injector 21 controlled by the engine control device 11 is provided in the exhaust passage 13 between the engine 10 and the SC 14. The air injector 21 feeds air whose injection amount is controlled into the exhaust gas discharged from the engine 10. Furthermore, the engine control device 11 inputs vehicle state prediction information for predicting the future state of the vehicle. The vehicle state prediction information includes information on curves obtained from the navigation system, map information such as downhill or uphill slope angle information, traffic congestion obtained from road traffic information communication systems, traffic regulations, traffic lights, etc. It includes the speed information of the preceding vehicle obtained from the communication system.

このようなエンジン制御システムによれば、エンジン制御装置11は、第1の空燃比センサ16により検出されたSC14に入る排気ガスの空燃比と、第2の空燃比センサ17により検出されたSC14から出た排気ガスの空燃比とを比較することにより、SC14に吸着されているOSAを把握している。エンジン制御装置11は、車両状態予測情報から車速やトルクが変化して空燃比がどのように変化するか、また、SC14のOSAもどのように変化するかを推定し、その推定に基づき、インジェクタ20を制御して混合気の空燃比を予め制御しておくことで、車速やトルクが変化した後のSC14のOSAを制御することができる。たとえば、エンジン制御装置11は、車速やトルクが変化した後のSC14のOSAを触媒最大酸素吸蔵量を制御することができる。例えば触媒最大酸素吸蔵量のほぼ半分になるように制御してもよい。   According to such an engine control system, the engine control device 11 can detect the air-fuel ratio of the exhaust gas entering the SC 14 detected by the first air-fuel ratio sensor 16 and the SC 14 detected by the second air-fuel ratio sensor 17. The OSA adsorbed by the SC 14 is grasped by comparing the air-fuel ratio of the exhaust gas that has come out. The engine control device 11 estimates how the air-fuel ratio changes due to changes in the vehicle speed and torque from the vehicle state prediction information, and how the OSA of the SC 14 also changes. By controlling the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in advance by controlling 20, the OSA of the SC 14 after the vehicle speed and torque have changed can be controlled. For example, the engine control device 11 can control the maximum oxygen storage amount of the catalyst in the OS 14 of the SC 14 after the vehicle speed and torque are changed. For example, the control may be performed so as to be approximately half of the maximum oxygen storage amount of the catalyst.

次に、エンジン制御装置11のハードウェア構成について説明する。
図2はエンジン制御装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
エンジン制御装置11は、マイクロコンピュータ(マイコン)30を備え、このマイコン30は、エンジン制御装置11内のバス31に接続されていて、I/F(Interface)32を介して車載ネットワークのような外部の信号ライン33に接続されている。
Next, the hardware configuration of the engine control device 11 will be described.
FIG. 2 is a block diagram showing a hardware configuration of the engine control apparatus.
The engine control device 11 includes a microcomputer 30, which is connected to a bus 31 in the engine control device 11 and is connected to an external network such as an in-vehicle network via an I / F (Interface) 32. The signal line 33 is connected.

マイコン30は、CPU(Central Processing Unit)34を有し、CPU34には、ROM(Read Only Memory)35およびRAM36がマイコン30内のバス37によって相互に接続されている。また、CPU34は、バス37を介してエンジン制御装置11のバス31に接続されている。   The microcomputer 30 has a CPU (Central Processing Unit) 34, and a ROM (Read Only Memory) 35 and a RAM 36 are connected to the CPU 34 via a bus 37 in the microcomputer 30. The CPU 34 is connected to the bus 31 of the engine control device 11 via the bus 37.

CPU34は、エンジン制御装置11全体を制御する。RAM36には、CPU34が実行するOS(Operating System)のプログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、RAM36には、CPU34の処理に必要な各種データが格納される。ROM35には、OSのプログラムやアプリケーションプログラムなどが格納される。   The CPU 34 controls the entire engine control device 11. The RAM 36 temporarily stores at least part of an OS (Operating System) program and application programs executed by the CPU 34. The RAM 36 stores various data necessary for the processing of the CPU 34. The ROM 35 stores OS programs, application programs, and the like.

このアプリケーションプログラムは、エンジン制御装置11が実行するスタートキャタリスト状態推定処理(SC状態推定処理)および触媒酸素吸蔵量制御処理(OSA制御処理)のためのプログラムなどを含んでいる。   The application program includes a program for a start catalyst state estimation process (SC state estimation process) and a catalyst oxygen storage amount control process (OSA control process) executed by the engine control device 11.

次に、図2のハードウェア構成により実現されるエンジン制御装置11の機能構成について説明する。
図3はエンジン制御装置の機能構成を示すブロック図である。
Next, a functional configuration of the engine control device 11 realized by the hardware configuration of FIG. 2 will be described.
FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration of the engine control apparatus.

エンジン制御装置11は、情報取得部40、スタートキャタリスト状態推定部(SC状態推定部)41および触媒酸素吸蔵量制御部(OSA制御部)42を備えている。
情報取得部40は、ナビゲーションシステムなどを用いて車両の位置および経路情報などの車両状態予測情報を取得する。
The engine control device 11 includes an information acquisition unit 40, a start catalyst state estimation unit (SC state estimation unit) 41, and a catalyst oxygen storage amount control unit (OSA control unit) 42.
The information acquisition unit 40 acquires vehicle state prediction information such as vehicle position and route information using a navigation system or the like.

SC状態推定部41は、車両状態予測情報に基づき、車速がどのように変化をするかを表わす車速変化量を予測し、車両が予測通り車速やトルクを変化させて走行した場合にOSAがどのように変化するかを推定する。さらに、SC状態推定部41は、第1の空燃比センサ16および第2の空燃比センサ17がそれぞれ検出した排気ガスの空燃比からSC14の今後のOSAを推定し、温度センサ18が検出したSC14の触媒床温からSC14が吸蔵し得る最大のOSAを推定する。   The SC state estimation unit 41 predicts a vehicle speed change amount indicating how the vehicle speed changes based on the vehicle state prediction information, and determines which OSA is used when the vehicle travels with the vehicle speed and torque changed as predicted. How it changes. Further, the SC state estimation unit 41 estimates the future OSA of the SC 14 from the air-fuel ratio of the exhaust gas detected by the first air-fuel ratio sensor 16 and the second air-fuel ratio sensor 17, and the SC 14 detected by the temperature sensor 18. The maximum OSA that can be occluded by the SC 14 is estimated from the catalyst bed temperature.

OSA制御部42は、SC状態推定部41の推定結果に基づいて、インジェクタ20により燃料量を予め制御することにより、またはエアインジェクタ21により排気ガスの酸素量を予め制御することにより、車速やトルクが変化した後のSC14のOSAを制御する。たとえば、OSA制御部42は、車速やトルクが変化した後のSC14のOSAが触媒最大酸素吸蔵量のほぼ半分になるように制御する。   The OSA control unit 42 controls the vehicle speed and torque by controlling the fuel amount in advance by the injector 20 or by controlling the oxygen amount of the exhaust gas in advance by the air injector 21 based on the estimation result of the SC state estimation unit 41. Controls the OSA of the SC 14 after the change. For example, the OSA control unit 42 performs control so that the OSA of the SC 14 after the vehicle speed and torque are changed is approximately half of the maximum oxygen storage amount of the catalyst.

これらのSC状態推定部41およびOSA制御部42は、具体的には、以下に示すように、今後、車速やトルクが変化した結果、OSAがどのように変化するかを表わす推定OSAを算出し、その推定OSAに応じて現状のOSAを予め変化させておくときの目標値を示す目標OSAを設定し、現状のOSAが目標OSAになるようSC14のOSAを制御している。   Specifically, the SC state estimation unit 41 and the OSA control unit 42 calculate an estimated OSA representing how the OSA will change as a result of changes in vehicle speed and torque in the future, as shown below. Then, a target OSA indicating a target value when the current OSA is changed in advance according to the estimated OSA is set, and the OSA of the SC 14 is controlled so that the current OSA becomes the target OSA.

次に、エンジン制御装置11によるOSA制御の概略について説明する。
図4はトルクの変化およびOSAの変化を示す図であって、(A)は予測した車速変化時のトルク変化を示し、(B)は走行予定地点の推定OSAの変化を示し、(C)は走行予定地点の目標OSAの変化を示している。
Next, an outline of OSA control by the engine control device 11 will be described.
4A and 4B are diagrams showing a change in torque and a change in OSA, where FIG. 4A shows a change in torque when the predicted vehicle speed changes, FIG. 4B shows a change in estimated OSA at a planned travel point, and FIG. Indicates a change in the target OSA of the planned travel point.

まず、図4の(A)において、車両は、現在、平坦地を走行していて、走行予定のA地点からB地点まで登坂路を走行していくものとする。この場合、図4の(A)に示したように、現地点からA地点までは、車速変化量はなくトルクの変化もない。登坂開始のA地点からB地点までは、車速が低下するので、トルクを増加させることになる。   First, in FIG. 4A, it is assumed that the vehicle is currently traveling on a flat ground and travels on an uphill road from a planned traveling point A to point B. In this case, as shown in FIG. 4A, there is no change in vehicle speed and no change in torque from the local point to the point A. Since the vehicle speed decreases from A point to B point at the start of climbing, the torque is increased.

このような状況のとき、SC14のOSAは、図4の(B)に示したように、現地点からA地点まで所定値を維持し、A地点からB地点までの登坂路では、トルクを増加させるために、混合気をリッチ状態に制御するはずなので、その場合は、エンジン10から排出される排気ガスもリッチ状態になって酸素不足状態になることから、SC14におけるOSAは低下し、車両がB地点に到達するときには、OSAはΔOSAだけ低下することになる。このため、B地点では、OSAの低下により、SC14における混合気の空燃比が理論空燃比でなくなってリッチ状態になり、有害成分の酸化反応が起こりにくくなり、触媒による浄化能力が小さくなってしまう。   In such a situation, as shown in FIG. 4B, the OSA of the SC 14 maintains a predetermined value from the local point to the A point, and increases the torque on the uphill road from the A point to the B point. In this case, the exhaust gas exhausted from the engine 10 also becomes rich and becomes in an oxygen-deficient state, so that the OSA in SC14 decreases and the vehicle When reaching point B, OSA will drop by ΔOSA. For this reason, at the point B, due to the decrease in OSA, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in SC 14 becomes richer than the stoichiometric air-fuel ratio, the oxidation reaction of harmful components hardly occurs, and the purification ability by the catalyst is reduced. .

これに対し、本発明では、B地点で予めSC14のOSAが低下することがわかっているならば、図4の(C)に示したように、OSA制御部42は、現地点の段階で先行してB地点の前の経過地点であるA地点でのOSAを多くするよう目標OSAを設定し、その目標OSAになるよう混合気をリッチ状態に制御し、B地点に到達したときにOSAが大幅に低下しないようにして、SC14の浄化能力が小さくならないようにする。なお、A地点は、トルクが高負荷に切り替わる地点、たとえば上りの坂路の開始地点としてもよいし、B地点より所定距離だけ離れた地点としてもよい。また、B地点は、上りの坂路の終了地点としてもよいし、推定OSAが最小になる地点としてもよい。   On the other hand, in the present invention, if it is known in advance that the OSA of the SC 14 decreases at the point B, as shown in FIG. 4C, the OSA control unit 42 precedes at the local point stage. Then, the target OSA is set so as to increase the OSA at the point A, which is the elapsed point before the point B, and the air-fuel mixture is controlled to be in a rich state so as to become the target OSA. The purification capacity of the SC 14 is not reduced so as not to drop significantly. The point A may be a point where the torque is switched to a high load, for example, a starting point of an uphill slope, or a point separated from the point B by a predetermined distance. Further, the point B may be an end point of an uphill slope or a point where the estimated OSA is minimized.

次に、SC状態推定部41によるSC14の状態を推定する処理について説明する。
図5はSC状態推定処理を示すフローチャート、図6は車両のカーブ半径に対応する車速の変化を示す図、図7は車速変化に対応する空燃比の変化を示す図、図8は坂路角度に対応する空燃比の変化を示す図、図9はトルクの変化に対応する触媒床温の変化を示す図である。
Next, processing for estimating the state of the SC 14 by the SC state estimating unit 41 will be described.
FIG. 5 is a flowchart showing SC state estimation processing, FIG. 6 is a diagram showing changes in vehicle speed corresponding to the curve radius of the vehicle, FIG. 7 is a diagram showing changes in air-fuel ratio corresponding to changes in vehicle speed, and FIG. FIG. 9 is a diagram showing a change in the corresponding air-fuel ratio, and FIG. 9 is a diagram showing a change in the catalyst bed temperature corresponding to a change in torque.

SC状態推定部41は、SC状態推定処理プログラムにより以下のステップに従って処理を繰り返し実行する。
[ステップS11]CPU34は、車速変化量やトルクの変化を推定するための車両状態予測情報を取得する。この車両状態予測情報は、カーナビゲーションなどを用いて取得された車両の位置および経路情報などである。たとえば、CPU34は、車両が今後通過する一定区間の経路におけるカーブ半径、坂路角度などを取得する。
The SC state estimation unit 41 repeatedly executes processing according to the following steps by the SC state estimation processing program.
[Step S11] The CPU 34 acquires vehicle state prediction information for estimating a change in vehicle speed and a change in torque. The vehicle state prediction information is vehicle position and route information acquired using car navigation or the like. For example, the CPU 34 acquires a curve radius, a slope angle, and the like in a route of a certain section where the vehicle will pass in the future.

[ステップS12]CPU34は、ステップS11の処理で取得されたカーブ半径、坂路角度などに応じ、車速変化量を推定する。
ここで、車両は、図6に示したように、カーブ半径が小さくなると減速せざるをえないので、CPU34はその特性のデータを格納しているROM35を参照し、カーブ半径に対応した車速を取得し、この取得された今後の車速と現状の車速との差分から今後の車速変化量を算出する。なお、この現状の車速は、エンジンを制御している電子制御ユニットなどから取得されている。
[Step S12] The CPU 34 estimates the amount of change in vehicle speed according to the curve radius, slope angle, etc. acquired in the process of step S11.
Here, as shown in FIG. 6, the vehicle has to be decelerated when the curve radius decreases, so the CPU 34 refers to the ROM 35 storing the data of the characteristic, and determines the vehicle speed corresponding to the curve radius. The vehicle speed change amount is calculated from the difference between the acquired future vehicle speed and the current vehicle speed. The current vehicle speed is obtained from an electronic control unit that controls the engine.

また、図示はしないが、上りの坂路角度が大きくなると減速するので、その車速変化量を補うようトルクを増加させ、下りの坂路角度が大きくなると加速するので、その車速変化量を補うようトルクを減少させるので、CPU34はその特性のデータを格納しているROM35を参照し、坂路角度に対応した今後の車速変化量を取得することになる。   Although not shown in the figure, since the vehicle decelerates when the upward slope angle increases, the torque is increased to compensate for the change in the vehicle speed, and the acceleration increases when the downward slope angle increases, so the torque is increased to compensate for the change in the vehicle speed. Therefore, the CPU 34 refers to the ROM 35 storing the characteristic data, and acquires the future vehicle speed change amount corresponding to the slope angle.

[ステップS13]CPU34は、ステップS12の処理で算出された今後の車速変化量に応じ、今後の混合気の空燃比の変化量を算出する。
ここで、図7に示したように、加速させる場合、混合気の空燃比が減少してリッチ状態になり、減速させる場合は、混合気の空燃比が増加してリーン状態になるので、CPU34はその特性のデータを格納しているROM35を参照し、今後の加減速による車速変化量に対応した混合気の空燃比を取得し、この取得された今後の混合気の空燃比と、第1の空燃比センサ16が検出した現状の混合気の空燃比との差分から、今後の混合気の空燃比の変化量を算出する。
[Step S13] The CPU 34 calculates the future change amount of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in accordance with the future change amount of the vehicle speed calculated in the process of step S12.
Here, as shown in FIG. 7, when accelerating, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture decreases to become a rich state, and when decelerating, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture increases to become a lean state. Refers to the ROM 35 storing the characteristic data, obtains the air-fuel ratio of the air-fuel mixture corresponding to the amount of change in the vehicle speed due to future acceleration / deceleration, The amount of change in the air / fuel ratio of the air / fuel mixture in the future is calculated from the difference from the air / fuel ratio of the current air / fuel mixture detected by the air / fuel ratio sensor 16.

なお、上記の説明では、カーブ半径または坂路角度から車速変化量を推定し、その車速変化量から今後の混合気の空燃比の変化量を取得しているが、図8に示したように、上り坂の場合、トルクを増加するため、混合気はリッチ状態に、逆に、下り坂の場合は、リーン状態になるというように坂路角度と空燃比との間には相関関係があるので、坂路角度から直接今後の混合気の空燃比を取得するようにしてもよい。   In the above description, the change amount of the vehicle speed is estimated from the curve radius or the slope angle, and the change amount of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the future is acquired from the change amount of the vehicle speed, as shown in FIG. Since there is a correlation between the slope angle and the air-fuel ratio so that the air-fuel mixture becomes rich in the uphill direction, the air-fuel mixture is in the rich state, and conversely in the downhill direction, the lean state is established. The air-fuel ratio of the future air-fuel mixture may be acquired directly from the slope angle.

[ステップS14]CPU34は、ステップS13の処理で算出された今後の混合気の空燃比の変化量に応じて、今後のOSAの変化量(ΔOSA)を算出する。すなわち、今後の混合気の空燃比の変化量をΔA/Fとし、触媒吸着酸素係数をKとすると、ΔOSAは、
ΔOSA=■ΔA/F×K
により算出される。たとえば、図4の(B)に示したように、A地点からB地点までの間に変化するであろうOSAのΔOSAが算出される。
[Step S14] The CPU 34 calculates a future change amount (ΔOSA) of the OSA according to the future change amount of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture calculated in the process of step S13. That is, assuming that the amount of change in the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the future is ΔA / F and the catalyst adsorption oxygen coefficient is K, ΔOSA is
ΔOSA = ■ ΔA / F × K
Is calculated by For example, as shown in FIG. 4 (B), ΔOSA of OSA that will change between point A and point B is calculated.

[ステップS15]CPU34は、今後のOSAを示す推定OSAを算出する。すなわち、第1の空燃比センサ16により検出されたSC14に入る排気ガスの空燃比と、第2の空燃比センサ17により検出されたSC14から出た排気ガスの空燃比とから、現状のOSAが算出されていて、その現状のOSAにステップS14の処理で算出されたΔOSAを加減算することにより、推定OSAを算出する。   [Step S15] The CPU 34 calculates an estimated OSA indicating a future OSA. That is, from the air-fuel ratio of the exhaust gas entering the SC 14 detected by the first air-fuel ratio sensor 16 and the air-fuel ratio of the exhaust gas exiting from the SC 14 detected by the second air-fuel ratio sensor 17, the current OSA is The estimated OSA is calculated by adding / subtracting ΔOSA calculated in step S14 to the current OSA.

[ステップS16]CPU34は、ステップS12の処理で算出された今後の車速変化量に応じ、今後の車速を実現するために必要とされるトルクを推定する。
[ステップS17]CPU34は、ステップS16の処理で推定されたトルクの増減に対応して、今後、SC14の触媒床温がどこまで変化するかをあらわす触媒床温の変化量を取得する。
[Step S16] The CPU 34 estimates the torque required to realize the future vehicle speed according to the future vehicle speed change amount calculated in the process of Step S12.
[Step S17] The CPU 34 acquires a change amount of the catalyst bed temperature indicating how far the catalyst bed temperature of the SC 14 will change in the future in response to the increase or decrease of the torque estimated in the process of Step S16.

ここで、図9に示したように、トルクが上昇すると混合気の空燃比の状態がリッチ状態になってそのリッチ状態の混合気が燃焼されて触媒床温も上昇するので、CPU34はその特性のデータを格納しているROM35を参照し、今後のトルクに対応した触媒床温の変化量を取得する。   Here, as shown in FIG. 9, when the torque increases, the air-fuel ratio state of the air-fuel mixture becomes rich, and the air-fuel mixture in the rich state is combusted and the catalyst bed temperature also rises. The amount of change in the catalyst bed temperature corresponding to the future torque is acquired by referring to the ROM 35 storing the data.

[ステップS18]CPU34は、今後の触媒床温を算出する。すなわち、温度センサ18が検出した現状の触媒床温に、ステップS17の処理で取得された今後の触媒床温の変化量を加減算することにより、今後の触媒床温を算出する。   [Step S18] The CPU 34 calculates the future catalyst bed temperature. That is, the future catalyst bed temperature is calculated by adding or subtracting the amount of change in the future catalyst bed temperature acquired in step S17 to the current catalyst bed temperature detected by the temperature sensor 18.

[ステップS19]CPU34は、ステップS18の処理で算出された今後の触媒床温に応じ、今後における最大のOSAである触媒最大酸素吸蔵量(Cmax)を算出する。すなわち、温度センサ18が検出した現状の触媒床温に基づいて、その温度のときにSC14が吸蔵し得るCmaxが算出されていて、そのCmaxに今後の触媒床温に対応して変化する係数を乗算し、今後のCmaxを算出する。なお、触媒床温が高くなるとSC14が吸蔵し得るCmaxは増加するので、温度が高くなるとSC14は酸素を吸蔵しやすくなる。   [Step S19] The CPU 34 calculates a catalyst maximum oxygen storage amount (Cmax), which is the maximum OSA in the future, according to the future catalyst bed temperature calculated in the process of step S18. That is, based on the current catalyst bed temperature detected by the temperature sensor 18, Cmax that can be stored by the SC 14 at that temperature is calculated, and a coefficient that changes corresponding to the future catalyst bed temperature is calculated as the Cmax. Multiply and calculate future Cmax. Since the Cmax that can be stored in the SC 14 increases as the catalyst bed temperature increases, the SC 14 is more likely to store oxygen as the temperature increases.

以上の処理により、カーナビゲーションなどを用い、車両状態予測情報から車速やトルクがどのように変化するかが推定され、この推定結果に応じて車速変化終了時にSC14が吸蔵しているはずの推定OSAが算出される。また、車速変化量に対応するトルクが推定され、このトルクに応じて、今後、触媒床温がどのように変化するかが算出され、変化したときの触媒床温に対応するCmaxが算出される。   By the above processing, it is estimated how the vehicle speed and torque change from the vehicle state prediction information using car navigation etc., and the estimated OSA that the SC 14 should have occluded at the end of the vehicle speed change according to this estimation result. Is calculated. Further, a torque corresponding to the vehicle speed change amount is estimated, and how the catalyst bed temperature will change in the future is calculated according to this torque, and Cmax corresponding to the catalyst bed temperature at the time of change is calculated. .

最後に、OSA制御部42によるOSAを制御する処理について説明する。
図10はOSA制御処理を示すフローチャート、図11はΔOSAと目標OSAとの関係を示す図である。
Finally, processing for controlling OSA by the OSA control unit 42 will be described.
FIG. 10 is a flowchart showing OSA control processing, and FIG. 11 is a diagram showing the relationship between ΔOSA and target OSA.

OSA制御部42は、SC状態推定処理の後に、OSA制御処理プログラムにより以下のステップに従って処理を実行する。
[ステップS21]CPU34は、推定OSAがOSA変動許容範囲の下限値である所定値A1よりも小さいか否かを判定する。推定OSAが所定値A1よりも小さい場合、処理はステップS22に進み、大きい場合、処理はステップS23に進む。
The OSA control unit 42 executes processing according to the following steps by the OSA control processing program after the SC state estimation processing.
[Step S21] The CPU 34 determines whether or not the estimated OSA is smaller than a predetermined value A1 that is a lower limit value of the OSA fluctuation allowable range. If the estimated OSA is smaller than the predetermined value A1, the process proceeds to step S22, and if larger, the process proceeds to step S23.

[ステップS22]CPU34は、推定OSAが所定値A1よりも小さい場合にはOSAが変動許容範囲を下回ることが推定されるので、速度変化開始時の目標OSAをCmax/2よりも大きく設定する。たとえば、図4の(B)のB地点にてOSAが減少することが推定されるので、CPU34は、図4の(C)のA地点における目標OSAをCmax/2よりも大きく設定する。   [Step S22] When the estimated OSA is smaller than the predetermined value A1, the CPU 34 estimates that the OSA is below the allowable fluctuation range, and therefore sets the target OSA at the start of the speed change to be larger than Cmax / 2. For example, since it is estimated that the OSA decreases at the point B in FIG. 4B, the CPU 34 sets the target OSA at the point A in FIG. 4C larger than Cmax / 2.

ここで、OSA制御部42は、図11に示したように、推定OSAがΔOSAだけ低下すれば、速度変化開始時の目標OSAを上げるよう制御するが、そのときのΔOSAに対応した目標OSAを、CPU34がΔOSAと目標OSAとの関係を表わすデータを格納しているROM35から取得する。たとえば、CPU34は、図4の(B)のB地点においてOSAがΔOSA低下すると推定した場合に、速度変化開始時のA地点に到達するまでOSAをどれだけ増やしておくかの目標OSAを、ΔOSAと目標OSAとの関係から取得することになる。   Here, as shown in FIG. 11, when the estimated OSA decreases by ΔOSA, the OSA control unit 42 controls to increase the target OSA at the start of speed change, but the target OSA corresponding to ΔOSA at that time is controlled. The CPU 34 obtains data from the ROM 35 that stores data representing the relationship between ΔOSA and the target OSA. For example, when the CPU 34 estimates that the OSA decreases by ΔOSA at the point B in FIG. 4B, the CPU 34 sets the target OSA for increasing the OSA until reaching the point A at the start of the speed change by ΔOSA. And the target OSA.

[ステップS23]CPU34は、推定OSAがOSA変動許容範囲の上限値である所定値A2よりも大きいか否かを判定する。推定OSAが所定値A2よりも大きい場合、処理はステップS24に進み、小さい場合、処理はステップS25に進む。   [Step S23] The CPU 34 determines whether or not the estimated OSA is larger than a predetermined value A2 that is an upper limit value of the OSA fluctuation allowable range. If the estimated OSA is larger than the predetermined value A2, the process proceeds to step S24, and if smaller, the process proceeds to step S25.

[ステップS24]CPU34は、推定OSAが所定値A2よりも大きい場合、OSAの増加が推定されるので、目標OSAをCmax/2よりも小さく設定する。
[ステップS25]CPU34は、推定OSAがOSA変動許容範囲内に入っているときは、予めOSAを変化させておく必要はないので、目標OSAをCmax/2に設定する。
[Step S24] Since the increase in OSA is estimated when the estimated OSA is larger than the predetermined value A2, the CPU 34 sets the target OSA smaller than Cmax / 2.
[Step S25] When the estimated OSA is within the OSA fluctuation allowable range, the CPU 34 sets the target OSA to Cmax / 2 because it is not necessary to change the OSA in advance.

[ステップS26]CPU34は、現状のOSAが目標OSAになるようにするため、インジェクタ20を制御することにより、エンジン10に吸入される混合気の空燃比を制御して排気ガスの空燃比を制御する。または、エアインジェクタ21を制御することにより、排気通路13における排気ガスの空燃比を制御する。このように排気ガスの空燃比を制御することにより、SC14のOSAを制御する。   [Step S26] The CPU 34 controls the air-fuel ratio of the air-fuel mixture sucked into the engine 10 to control the air-fuel ratio of the exhaust gas by controlling the injector 20 so that the current OSA becomes the target OSA. To do. Alternatively, the air fuel ratio of the exhaust gas in the exhaust passage 13 is controlled by controlling the air injector 21. In this way, the OSA of the SC 14 is controlled by controlling the air-fuel ratio of the exhaust gas.

以上の処理により、たとえば、混合気の燃料が少なくて燃費を向上させることができる成層運転が長時間実施したり、フューエルカットが多く実施されたりすることが予めわかっている場合は、現状のOSAを予め減少させるよう混合気の空燃比が制御される。また、たとえば、道路の地形的な要因などでトルクを上昇させる必要性が予めわかっている場合には、それによるOSAの不足に対処するために、OSAを予め増加させるよう混合気の空燃比が制御される。これにより、OSAがSC14で常に保持しておきたい触媒最大酸素吸蔵量の半分の値に最適に制御されることになるのでSC14の浄化能力を大きくすることできる。   For example, when it is known in advance that the stratified operation that can improve fuel efficiency with less fuel in the air-fuel mixture can be performed for a long time or fuel cut is frequently performed by the above processing, the current OSA The air-fuel ratio of the air-fuel mixture is controlled so as to reduce the amount in advance. Also, for example, when it is known in advance that the torque needs to be increased due to road topographical factors, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is increased so as to increase the OSA in advance in order to cope with the shortage of OSA caused by it. Be controlled. As a result, the OSA is optimally controlled to a value that is half of the maximum catalyst oxygen storage amount that the SC 14 always wants to keep, so that the purification capacity of the SC 14 can be increased.

また、エンジン制御装置11は、上記OSA制御に従って制御していて、リッチ状態またはリーン状態が長時間実施されても、予め混合気の空燃比を制御してOSAを所定の目標OSAになるよう制御しているので、実際の空燃比が理論空燃比より外れる機会が少なくなり、SC14を浄化能力の大きな状態に維持することができ、浄化能力が大きくなった分、SC14の容量を小さくすることが可能になる。   Further, the engine control device 11 performs control according to the OSA control, and controls the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in advance so that the OSA becomes a predetermined target OSA even if the rich state or the lean state is performed for a long time. As a result, the actual air-fuel ratio is less likely to deviate from the stoichiometric air-fuel ratio, so that the SC 14 can be maintained in a state with a large purification capacity, and the capacity of the SC 14 can be reduced by the increase in the purification capacity. It becomes possible.

なお、上記の実施の形態では、車両状態予測情報をナビゲーションシステムを用いて取得しているが、車両と車両との間で互いに通信することができる車車間通信システムにより車両が今後通過する一定区間の経路における、他車の過去の所定期間の平均車速を取得するようにしてもよい。このとき、自車の車速が今後他車の車速に近づくことが推定され、現状の自車の車速と他車の車速との差分から今後の車速変化量を算出することができる。たとえば、他車の車速から今後走行するであろう経路が渋滞していることや信号機などにより自車が今後停車することが予測される場合、車両は現状の状態から減速状態に移行することが予測され、移行前と移行後との車速の差分から今後の車速変化量を算出することができる。また、信号機により停車状態から発車することが予測される場合、車両は停車状態から加速状態に移行することが予測され、移行前と移行後との車速の差分から今後の車速変化量を算出することができる。これらの車速変化量に応じて今後の混合気の空燃比の変化量を算出し、その混合気の空燃比の変化量に応じて今後のΔOSAを算出するようにしてもよい。ここで、所定の状況で実際に算出されたΔOSAが所定回数蓄積された場合には、それらのΔOSAの平均値と今回算出されたΔOSAとの差分を、今回算出されたΔOSAに対して一定割合反映させるようにしてもよい。   In the above embodiment, the vehicle state prediction information is acquired using the navigation system. However, a certain section in which the vehicle will pass through the vehicle-to-vehicle communication system that can communicate with each other between the vehicles. You may make it acquire the average vehicle speed of the other vehicle in the past predetermined period in this route. At this time, it is estimated that the vehicle speed of the own vehicle will approach the vehicle speed of the other vehicle in the future, and the future vehicle speed change amount can be calculated from the difference between the current vehicle speed of the own vehicle and the vehicle speed of the other vehicle. For example, if it is predicted that the route that will travel from the speed of another vehicle will be congested in the future, or if the host vehicle is predicted to stop in the future due to traffic lights etc., the vehicle may shift from the current state to the deceleration state. A future vehicle speed change amount can be calculated from the difference between the predicted and the vehicle speed before and after the transition. In addition, when it is predicted that the vehicle will depart from the stop state by the traffic light, the vehicle is predicted to shift from the stop state to the acceleration state, and the future vehicle speed change amount is calculated from the difference between the vehicle speed before and after the transition. be able to. A future change amount of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture may be calculated according to these vehicle speed change amounts, and a future ΔOSA may be calculated according to the change amount of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture. Here, when ΔOSA actually calculated in a predetermined situation is accumulated a predetermined number of times, the difference between the average value of those ΔOSA and ΔOSA calculated this time is a fixed ratio with respect to ΔOSA calculated this time You may make it reflect.

エンジン制御システムのシステム構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the system configuration | structure of an engine control system. エンジン制御装置のハードウェア構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the hardware constitutions of an engine control apparatus. エンジン制御装置の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function structure of an engine control apparatus. トルクの変化およびOSAの変化を示す図であって、(A)は予測した車速変化時のトルク変化を示し、(B)は走行予定地点の推定OSAの変化を示し、(C)は走行予定地点の目標OSAの変化を示している。It is a figure which shows the change of a torque, and a change of OSA, Comprising: (A) shows the torque change at the time of the estimated vehicle speed change, (B) shows the change of estimated OSA of a driving plan point, (C) is a driving plan. The change of the target OSA of the point is shown. SC状態推定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows SC state estimation processing. 車両のカーブ半径に対応する車速の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the vehicle speed corresponding to the curve radius of a vehicle. 車速変化に対応する空燃比の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the air fuel ratio corresponding to a vehicle speed change. 坂路角度に対応する空燃比の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the air fuel ratio corresponding to a slope angle. トルクの変化に対応する触媒床温の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the catalyst bed temperature corresponding to the change of a torque. OSA制御処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows OSA control processing. ΔOSAと目標OSAとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between (DELTA) OSA and target OSA.

符号の説明Explanation of symbols

11 エンジン制御装置
40 情報取得部
41 SC状態推定部
42 OSA制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Engine control apparatus 40 Information acquisition part 41 SC state estimation part 42 OSA control part

Claims (5)

混合気を吸気するエンジンおよび前記エンジンから排気された排気ガスを触媒により浄化する触媒コンバータを備えた車両にて、前記エンジンを制御するエンジン制御装置において、
車両が今後通過する経路における車両の状態を予測するための車両状態予測情報を取得する情報取得手段と、
前記車両状態予測情報に基づき、前記経路における車速変化量を推定し、前記車速変化量に基づき、所定地点での前記触媒コンバータの推定触媒酸素吸蔵量を算出することにより、前記触媒コンバータの状態を推定する触媒コンバータ状態推定手段と、
前記推定触媒酸素吸蔵量に基づき、前記所定地点より前の地点で目標とする前記触媒コンバータの目標触媒酸素吸蔵量を設定し、前記触媒コンバータの現状の触媒酸素吸蔵量が前記目標触媒酸素吸蔵量になるよう制御する触媒酸素吸蔵量制御手段と、
を備えていることを特徴とするエンジン制御装置。
In an engine control apparatus that controls an engine in a vehicle including an engine that sucks an air-fuel mixture and a catalytic converter that purifies exhaust gas exhausted from the engine with a catalyst.
Information acquisition means for acquiring vehicle state prediction information for predicting the state of the vehicle in a route through which the vehicle will pass in the future;
Based on the vehicle state prediction information, the vehicle speed change amount in the route is estimated, and based on the vehicle speed change amount, the estimated catalytic oxygen storage amount of the catalytic converter at a predetermined point is calculated, thereby determining the state of the catalytic converter. Catalytic converter state estimating means for estimating;
Based on the estimated catalyst oxygen storage amount, a target catalyst oxygen storage amount of the catalytic converter targeted at a point before the predetermined point is set, and the current catalyst oxygen storage amount of the catalytic converter is the target catalyst oxygen storage amount. Catalyst oxygen storage amount control means for controlling to become,
An engine control device comprising:
前記触媒コンバータ状態推定手段は、前記車速変化量を実現するために今後必要とされるトルクを推定し、前記トルクに基づき、前記所定地点における前記触媒コンバータの触媒床温を算出し、その触媒床温に基づき、前記推定触媒酸素吸蔵量の最大値を算出することを特徴とする請求項1記載のエンジン制御装置。   The catalytic converter state estimating means estimates a torque required in the future to realize the vehicle speed change amount, calculates a catalyst bed temperature of the catalytic converter at the predetermined point based on the torque, and the catalyst bed 2. The engine control apparatus according to claim 1, wherein a maximum value of the estimated catalyst oxygen storage amount is calculated based on a temperature. 前記触媒酸素吸蔵量制御手段は、前記推定触媒酸素吸蔵量が所定値よりも大きい場合、前記触媒コンバータの現状の触媒酸素吸蔵量を減少させるよう制御し、前記推定触媒酸素吸蔵量が所定値よりも小さい場合、前記触媒コンバータの現状の触媒酸素吸蔵量を増加させるよう制御することを特徴とする請求項1記載のエンジン制御装置。   The catalyst oxygen storage amount control means controls to reduce the current catalyst oxygen storage amount of the catalytic converter when the estimated catalyst oxygen storage amount is larger than a predetermined value, and the estimated catalyst oxygen storage amount is less than the predetermined value. 2. The engine control device according to claim 1, wherein when the value is smaller, control is performed to increase the current catalytic oxygen storage amount of the catalytic converter. 前記触媒酸素吸蔵量制御手段は、前記推定触媒酸素吸蔵量が所定値よりも大きい場合、前記触媒コンバータの現状の触媒酸素吸蔵量を前記推定触媒酸素吸蔵量の最大値の半分よりも小さくなるよう制御し、前記推定触媒酸素吸蔵量が前記所定値よりも小さい場合、前記触媒コンバータの現状の触媒酸素吸蔵量を前記推定触媒酸素吸蔵量の最大値の半分よりも大きくなるよう制御することを特徴とする請求項3記載のエンジン制御装置。   When the estimated catalyst oxygen storage amount is greater than a predetermined value, the catalyst oxygen storage amount control means is configured to make the current catalyst oxygen storage amount of the catalytic converter smaller than half of the maximum value of the estimated catalyst oxygen storage amount. And when the estimated catalyst oxygen storage amount is smaller than the predetermined value, the current catalyst oxygen storage amount of the catalytic converter is controlled to be larger than half of the maximum value of the estimated catalyst oxygen storage amount. The engine control device according to claim 3. 混合気を吸気するエンジンおよび前記エンジンから排気された排気ガスを触媒により浄化する触媒コンバータを備えた車両にて、前記エンジンを制御するエンジン制御方法において、
コンピュータにより、
情報取得手段が、車両が今後通過する経路における車両の状態を予測するための車両状態予測情報を取得するステップと、
触媒コンバータ状態推定手段が、前記車両状態予測情報に基づき、前記経路における車速変化量を推定し、前記車速変化量に基づき、所定地点での前記触媒コンバータの推定触媒酸素吸蔵量を算出することにより、前記触媒コンバータの状態を推定するステップと、
触媒酸素吸蔵量制御手段が、前記推定触媒酸素吸蔵量に基づき、前記所定地点より前の地点で目標とする前記触媒コンバータの目標触媒酸素吸蔵量を設定し、前記触媒コンバータの現状の触媒酸素吸蔵量が前記目標触媒酸素吸蔵量になるよう制御するステップと、
の処理が実行されることを特徴とするエンジン制御方法。
In an engine control method for controlling an engine in a vehicle equipped with an engine that sucks an air-fuel mixture and a catalytic converter that purifies exhaust gas exhausted from the engine with a catalyst,
By computer
An information acquisition means for acquiring vehicle state prediction information for predicting a state of the vehicle in a route through which the vehicle passes in the future;
The catalytic converter state estimating means estimates a vehicle speed change amount in the route based on the vehicle state prediction information, and calculates an estimated catalyst oxygen storage amount of the catalytic converter at a predetermined point based on the vehicle speed change amount. Estimating the state of the catalytic converter;
Based on the estimated catalyst oxygen storage amount, the catalyst oxygen storage amount control means sets a target catalyst oxygen storage amount of the catalytic converter that is a target before the predetermined point, and the current catalyst oxygen storage amount of the catalytic converter Controlling the amount to be the target catalyst oxygen storage amount;
The engine control method is characterized in that the following process is executed.
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