JP6168483B2 - エンジンの制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、エンジンの制御装置に係わり、特に、気筒内に燃料を噴射する燃料噴射装置を有するエンジンを、車両の運転状態に基づき制御するエンジンの制御装置に関する。
従来、スリップ等により車両の挙動が不安定になった場合に安全方向に車両の挙動を制御するもの（横滑り防止装置等）が知られている。具体的には、車両のコーナリング時等に、車両にアンダーステアやオーバーステアの挙動が生じたことを検出し、それらを抑制するように車輪に適切な減速度を付与するようにしたものが知られている。
一方、上述したような車両の挙動が不安定になるような走行状態における安全性向上のための制御とは異なり、通常の走行状態にある車両のコーナリング時におけるドライバによる一連の操作（ブレーキング、ステアリングの切り込み、加速、及び、ステアリングの戻し等）が自然で安定したものとなるように、コーナリング時に減速度を調整して操舵輪である前輪に加わる荷重を調整するようにした車両運動制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
更に、ドライバのステアリング操作に対応するヨーレート関連量（例えばヨー加速度）に応じて車両の駆動力を低減させることにより、ドライバがステアリング操作を開始したときに減速度を迅速に車両に生じさせ、十分な荷重を操舵輪である前輪に迅速に加えるようにした車両用挙動制御装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この車両用挙動制御装置によれば、ステアリング操作の開始時に荷重を前輪に迅速に加えることにより、前輪と路面との間の摩擦力が増加し、前輪のコーナリングフォースが増大するので、カーブ進入初期における車両の回頭性が向上し、ステアリングの切り込み操作に対する応答性が向上する。これにより、ドライバが意図したとおりの車両挙動を実現する。
特開２０１１−８８５７６号公報 特開２０１４−１６６０１４号公報
ところで、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンのような内燃エンジンにおいて、エミッションの改善や燃焼安定性の向上のために、気筒内の酸素濃度を適当な濃度に制御することが行われている。
このようなエンジンの制御装置において、上述した特許文献２に記載の車両用挙動制御装置により、ドライバのステアリング操作に応じて車両に減速度を生じさせるために目標トルクを瞬間的に低下させる場合、その目標トルクの変化を実現するように燃料噴射装置の制御が行われると共に、この燃料噴射量の変化に対応して気筒内の酸素濃度の制御が行われる。
しかしながら、燃料噴射量は目標トルクの変化に対して高い応答性で制御可能であるのに対し、目標トルクの変化に対応して気筒内の酸素濃度が変化するまでには比較的大きい応答遅れが発生するので、燃料噴射量と気筒内の酸素濃度との間に不整合が生じ、異常燃焼が発生したり、エミッションが悪化したりする可能性がある。例えば、目標トルクを瞬間的に低下させるために燃料噴射量を低下させた場合、その燃料噴射量の低下に応じて気筒内の酸素濃度を低下させる必要があるが、燃料噴射量の低下に対して酸素濃度の制御が追い付かず、気筒内の酸素濃度が相対的に増加する。その結果、燃料噴射量に応じた適当な酸素濃度よりも実際の酸素濃度が高くなり、過早着火等の異常燃焼によりノック音が発生してしまう。
本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、エンジンの運転状態に応じて気筒内の酸素濃度の制御を行う場合において、異常燃焼によるノック音の発生を抑制しつつ、ドライバの意図した車両挙動を正確に実現するようにエンジンを制御することができる、エンジンの制御装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明のエンジンの制御装置は、気筒内に燃料を噴射する燃料噴射装置を有するエンジンを、車両の運転状態に基づき制御するエンジンの制御装置であって、アクセルペダルの操作を含む車両の運転状態に基づき基本目標トルクを決定する基本目標トルク決定手段と、車両のステアリング操作に基づきトルク低減量を決定するトルク低減量決定手段と、基本目標トルクとトルク低減量とに基づき最終目標トルクを決定する最終目標トルク決定手段と、エンジンの運転状態に対応して予め設定された燃料噴射パラメータにより、最終目標トルクをエンジンに出力させるように燃料噴射装置を制御する燃料噴射装置制御手段と、トルク低減量の変化に対応して最終目標トルクが変化したとき、燃料噴射パラメータを補正する燃料噴射パラメータ補正手段と、を有し、燃料噴射装置制御手段は、エンジンの燃焼モードが拡散燃焼であるとき、メイン噴射と、このメイン噴射よりも前の時期に設定された前段噴射とを行うように燃料噴射装置を制御し、燃料噴射パラメータ補正手段は、エンジンの燃焼モードが拡散燃焼である場合において、トルク低減量の変化に対応して最終目標トルクが変化したとき、前段噴射の燃料噴射量を減量する、ことを特徴とする。
このように構成された本発明においては、燃料噴射装置制御手段は、アクセルペダルの操作以外の車両の運転状態に基づき決定されたトルク低減量を反映した最終目標トルクをエンジンに出力させるように燃料噴射装置を制御するので、アクセルペダルの操作以外の車両の運転状態に対して高い応答性でトルク低減量を得られるようにエンジンを制御して、荷重を迅速に前輪に加えることができ、ドライバの意図した車両挙動を正確に実現するようにエンジンを制御することができる。
また、燃料噴射パラメータ補正手段は、トルク低減量の変化に対応して燃料噴射制御用最終目標トルクが変化したとき、エンジンの運転状態に対応して予め設定された燃料噴射パラメータを補正するので、燃料噴射制御用最終目標トルクの変化に応じて気筒内の目標酸素濃度と実際の酸素濃度との間に不整合が生じた場合でも、燃料噴射パラメータの補正により、その不整合に起因した急激な筒内圧力上昇や急激な燃焼を抑制することができ、これにより、過早着火等の異常燃焼によるノック音の発生を抑制できる。
また、本発明においては、ステアリング操作に基づき決定されたトルク低減量の時間変化を最終目標トルクの時間変化に反映することができ、これにより、ドライバのステアリング操作に応じた減速度を車両に迅速に付加して荷重を前輪に加え、コーナリングフォースを迅速に増大させることによりステアリング操作に対する応答性を向上させることができ、過早着火等の異常燃焼によるノック音の発生を抑制しつつ、ドライバの意図した車両挙動を正確に実現するようにエンジンを制御することができる。
また、本発明においては、最終目標トルクの変化に応じて気筒内の目標酸素濃度と実際の酸素濃度との間に不整合が生じた場合でも、前段噴射による着火性の向上を抑制することによりメイン噴射時における急激な燃焼を抑制することができ、これにより、ノック音の発生を確実に抑制することができる。
また、本発明において、好ましくは、燃料噴射装置制御手段は、エンジンの燃焼モードが予混合燃焼であるとき、メイン噴射を圧縮上死点よりも前に行うように燃料噴射装置を制御し、燃料噴射パラメータ補正手段は、エンジンの燃焼モードが予混合燃焼である場合において、トルク低減量の変化に対応して最終目標トルクが変化したとき、メイン噴射の燃料噴射時期を遅角する。
このように構成された本発明においては、最終目標トルクの変化に応じて気筒内の目標酸素濃度と実際の酸素濃度との間に不整合が生じた場合でも、燃焼重心を遅角させることにより圧縮上死点近傍における急激な筒内圧力上昇を抑制することができ、これにより、ノック音の発生を確実に抑制することができる。
また、本発明において、好ましくは、エンジンの制御装置は、更に、エンジンの気筒内の酸素濃度を推定する酸素濃度推定手段を有し、燃料噴射パラメータ補正手段は、トルク低減量の変化に対応して最終目標トルクが変化したとき、酸素濃度推定手段により推定された酸素濃度と最終目標トルクをエンジンに出力させる場合の気筒内の目標酸素濃度との差が大きくなるほど、燃料噴射パラメータの補正量を大きくする。
このように構成された本発明においては、気筒内の目標酸素濃度と実際の酸素濃度との間の不整合が拡大した場合でも、燃料噴射パラメータの補正量を大きくすることにより、その不整合に起因した急激な筒内圧力上昇や急激な燃焼を確実に抑制することができ、これにより、過早着火等の異常燃焼によるノック音の発生を確実に抑制できる。
本発明によるエンジンの制御装置によれば、エンジンの運転状態に応じて気筒内の酸素濃度の制御を行う場合において、異常燃焼によるノック音の発生を抑制しつつ、ドライバの意図した車両挙動を正確に実現するようにエンジンを制御することができる。
本発明の実施形態によるエンジンの制御装置が適用されたエンジンシステムの概略構成図である。 本発明の実施形態によるエンジンの制御装置の電気的構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態によるエンジンの制御装置がエンジンを制御するエンジン制御処理のフローチャートである。 本発明の実施形態によるエンジンの制御装置がトルク低減量を決定するトルク低減量決定処理のフローチャートである。 本発明の実施形態によるエンジンの制御装置が決定する目標付加減速度と操舵速度との関係を示したマップである。 本発明の実施形態によるエンジンの制御装置が燃焼モードを決定する燃焼モード決定処理のフローチャートである。 本発明の実施形態によるエンジンの制御装置が燃焼モードを切り替えるエンジンの運転領域を概念的に示したマップである。 気筒内の推定酸素濃度と目標酸素濃度との差と、燃料噴射パラメータの補正量との関係を示したマップである。 本発明の実施形態によるエンジンの制御装置を搭載した車両が旋回を行う場合における、エンジンの制御装置によるエンジン制御に関するパラメータの時間変化を示す線図であり、図９（ａ）は右旋回を行う車両を概略的に示す平面図、図９（ｂ）は図９（ａ）に示したように右旋回を行う車両の操舵角の変化を示す線図、図９（ｃ）は図９（ｂ）に示したように右旋回を行う車両の操舵速度の変化を示す線図、図９（ｄ）は、図９（ｃ）に示した操舵速度に基づき決定された付加減速度の変化を示す線図、図９（ｅ）は図９（ｄ）に示した付加減速度に基づいて決定されたトルク低減量の変化を示す線図、図９（ｆ）はトルク変化フィルタによる平滑化前後の基本目標トルクの変化を示す線図、図９（ｇ）は基本目標トルクとトルク低減量とに基づき決定された燃料噴射制御用最終目標トルクの変化を示す線図、図９（ｈ）は基本目標トルクに基づき決定されたＥＧＲ・ターボ用最終目標トルクの変化を示す線図、図９（ｉ）は燃料噴射制御用最終目標トルクに基づき決定された要求噴射量の変化を示す線図、図９（ｊ）は図９（ｉ）に示したように燃料噴射量の制御を行った場合の気筒内の目標酸素濃度と実際の酸素濃度との変化を示す線図、図９（ｋ）は気筒内の実際の酸素濃度と目標酸素濃度との差の変化を示す線図、図９（ｌ）は図９（ｉ）に示したように燃料噴射量の制御を行った場合に車両に発生するヨーレート（実ヨーレート）の変化と、トルク低減量決定部が決定したトルク低減量に基づく燃料噴射量の制御を行わなかった場合の実ヨーレートの変化とを示す線図である。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態によるエンジンの制御装置を説明する。
＜システム構成＞
まず、図１により、本発明の実施形態によるエンジンの制御装置が適用されたエンジンシステムについて説明する。図１は、本発明の実施形態によるエンジンの制御装置が適用されたエンジンシステムの概略構成図である。
図１に示すように、エンジンシステム２００は、主に、ディーゼルエンジンとしてのエンジンＥと、エンジンＥに吸気を供給する吸気系ＩＮと、エンジンＥに燃料を供給するための燃料供給系ＦＳと、エンジンＥの排気ガスを排出する排気系ＥＸと、エンジンシステム２００に関する各種の状態を検出するセンサ９６〜１１０と、エンジンシステム２００の制御を行うＰＣＭ（Power-train Control Module）６０と、を有する。
まず、吸気系ＩＮは、吸気が通過する吸気通路１を有しており、この吸気通路１上には、上流側から順に、外部から導入された空気を浄化するエアクリーナ３と、通過する吸気を圧縮して吸気圧を上昇させる、ターボ過給機５のコンプレッサと、外気や冷却水により吸気を冷却するインタークーラ８と、通過する吸気流量を調整する吸気シャッター弁７と、エンジンＥに供給する吸気を一時的に蓄えるサージタンク１２と、が設けられている。
また、吸気系ＩＮにおいて、エアクリーナ３の直下流側の吸気通路１上には、吸入空気量を検出するエアフローセンサ１０１と吸気温度を検出する吸気温度センサ１０２とが設けられ、ターボ過給機５には、吸気の圧力を検出する吸気圧センサ１０３が設けられ、インタークーラ８の直下流側の吸気通路１上には、吸気温度を検出する吸気温度センサ１０６が設けられ、吸気シャッター弁７には、この吸気シャッター弁７の開度を検出する吸気シャッター弁位置センサ１０５が設けられ、サージタンク１２には、吸気マニホールドにおける吸気の圧力を検出する吸気圧センサ１０８が設けられている。これらの、吸気系ＩＮに設けられた各種センサ１０１〜１０８は、それぞれ、検出したパラメータに対応する検出信号Ｓ１０１〜Ｓ１０８をＰＣＭ６０に出力する。
次に、エンジンＥは、吸気通路１（詳しくは吸気マニホールド）から供給された吸気を燃焼室１７内に導入する吸気バルブ１５と、燃焼室１７に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁２０と、燃焼室１７内での混合気の燃焼により往復運動するピストン２３と、ピストン２３の往復運動により回転されるクランクシャフト２５と、燃焼室１７内での混合気の燃焼により発生した排気ガスを排気通路４１へ排出する排気バルブ２７と、を有する。
次に、燃料供給系ＦＳは、燃料を貯蔵する燃料タンク３０と、燃料タンク３０から燃料噴射弁２０に燃料を供給するための燃料供給通路３８とを有する。燃料供給通路３８には、上流側から順に、低圧燃料ポンプ３１と、高圧燃料ポンプ３３と、コモンレール３５とが設けられている。
次に、排気系ＥＸは、排気ガスが通過する排気通路４１を有しており、この排気通路４１上には、上流側から順に、通過する排気ガスによって回転され、この回転によって上記したようにコンプレッサを駆動する、ターボ過給機５のタービンと、排気ガスの浄化機能を有するディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ：Diesel Oxidation Catalyst）４５及びディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ：Diesel particulate filter）４６とが設けられている。ＤＯＣ４５は、排出ガス中の酸素を用いて炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）などを酸化して水と二酸化炭素に変化させる触媒であり、ＤＰＦ４６は、排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）を捕集するフィルタである。
また、排気系ＥＸにおいては、ターボ過給機５のタービンの上流側の排気通路４１上には、排気圧を検出する排気圧センサ１０９が設けられ、ＤＰＦ４６の直下流側の排気通路４１上には、酸素濃度を検出するリニアＯ2センサ１１０が設けられている。これらの、排気系ＥＸに設けられた各種センサ１０９及び１１０は、それぞれ、検出したパラメータに対応する検出信号Ｓ１０９及びＳ１１０をＰＣＭ６０に出力する。
更に、本実施形態では、ターボ過給機５は、排気エネルギーが低い低回転域から高回転域まで全域で効率よく高過給を得られる２段過給システムとして構成されている。即ち、ターボ過給機５は、高回転域において多量の空気を過給するための大型ターボチャージャー５ａと、低い排気エネルギーでも効率よく過給を行える小型ターボチャージャー５ｂと、小型ターボチャージャー５ｂのコンプレッサへの吸気の流れを制御するコンプレッサバイパスバルブ５ｃと、小型ターボチャージャー５ｂのタービンへの排気の流れを制御するレギュレートバルブ５ｄと、大型ターボチャージャー５ａのタービンへの排気の流れを制御するウェイストゲートバルブ５ｅとを備えており、エンジンＥの運転状態（エンジン回転数及び負荷）に応じて各バルブを駆動することにより、大型ターボチャージャー５ａと小型ターボチャージャー５ｂによる過給を切り替える。
本実施形態によるエンジンシステム２００は、更に、ＥＧＲ装置４３を有する。ＥＧＲ装置４３は、ターボ過給機５のタービンの上流側の排気通路４１とターボ過給機５のコンプレッサの下流側（詳しくはインタークーラ８の下流側）の吸気通路１とを接続するＥＧＲ通路４３ａと、ＥＧＲ通路４３ａを通過させる排気ガスの流量を調整するＥＧＲバルブ４３ｂとを有する。
ＥＧＲ装置４３によって吸気系ＩＮに還流される排気ガス量（以下「ＥＧＲガス量」と呼ぶ。）は、ターボ過給機５のタービン上流側の排気圧と、吸気シャッター弁７の開度によって作り出される吸気圧と、ＥＧＲバルブ４３ｂの開度とによって概ね決定される。
次に、図２により、本発明の実施形態によるエンジンの制御装置の電気的構成を説明する。図２は、本発明の実施形態によるエンジンの制御装置の電気的構成を示すブロック図である。
本発明の実施形態によるＰＣＭ６０（エンジンの制御装置）は、上述した各種センサ１０１〜１１０の検出信号Ｓ１０１〜Ｓ１１０に加えて、ステアリングホイールの回転角度を検出する操舵角センサ９６、アクセルペダルの開度（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ９７、車速を検出する車速センサ９８、外気温を検出する外気温センサ９９、及び、大気圧を検出する大気圧センサ１００のそれぞれが出力した検出信号Ｓ９６〜Ｓ１００に基づいて、ターボ過給機５、燃料噴射弁２０、及びＥＧＲ装置４３に対する制御を行うべく、制御信号Ｓ１３０〜Ｓ１３２を出力する。
ＰＣＭ６０は、アクセルペダルの操作を含む車両の運転状態に基づき基本目標トルクを決定する基本目標トルク決定部６１と、アクセルペダルの操作を含まない車両の運転状態に基づきトルク低減量を決定するトルク低減量決定部６３と、基本目標トルクとトルク低減量とに基づき最終目標トルクを決定する最終目標トルク決定部６５と、最終目標トルクの時間変化を平滑化するトルク変化フィルタ６７と、最終目標トルクを出力させるようにエンジンＥを制御するエンジン制御部６９と、を有する。
これらのＰＣＭ６０の各構成要素は、ＣＰＵ、当該ＣＰＵ上で解釈実行される各種のプログラム（ＯＳなどの基本制御プログラムや、ＯＳ上で起動され特定機能を実現するアプリケーションプログラムを含む）、及びプログラムや各種のデータを記憶するためのＲＯＭやＲＡＭの如き内部メモリを備えるコンピュータにより構成される。
次に、図３乃至図８により、エンジンの制御装置が行う処理について説明する。
図３は、本発明の実施形態によるエンジンの制御装置がエンジンＥを制御するエンジン制御処理のフローチャートであり、図４は、本発明の実施形態によるエンジンの制御装置がトルク低減量を決定するトルク低減量決定処理のフローチャートであり、図５は、本発明の実施形態によるエンジンの制御装置が決定する付加減速度と操舵速度との関係を示したマップであり、図６は、本発明の実施形態によるエンジンの制御装置が燃焼モードを決定する燃焼モード決定処理のフローチャートであり、図７は、本発明の実施形態によるエンジンの制御装置が燃焼モードを切り替えるエンジンの運転領域を概念的に示したマップであり、図８は、気筒内の推定酸素濃度と目標酸素濃度との差と、燃料噴射パラメータの補正量との関係を示したマップである。
図３のエンジン制御処理は、車両１のイグニッションがオンにされ、エンジンの制御装置に電源が投入された場合に起動され、繰り返し実行される。
エンジン制御処理が開始されると、図３に示すように、ステップＳ１において、ＰＣＭ６０は車両の運転状態を取得する。具体的には、ＰＣＭ６０は、操舵角センサ９６が検出した操舵角、アクセル開度センサ９７が検出したアクセル開度、車速センサ９８が検出した車速、車両の変速機に現在設定されているギヤ段等を含む、上述した各種センサ９６〜１１０が出力した検出信号Ｓ９６〜Ｓ１１０等を運転状態として取得する。
次に、ステップＳ２において、ＰＣＭ６０の基本目標トルク設定部は、ステップＳ１において取得されたアクセルペダルの操作を含む車両の運転状態に基づき、目標加速度を設定する。具体的には、基本目標トルク設定部は、種々の車速及び種々のギヤ段について規定された加速度特性マップ（予め作成されてメモリなどに記憶されている）の中から、現在の車速及びギヤ段に対応する加速度特性マップを選択し、選択した加速度特性マップを参照して現在のアクセル開度に対応する目標加速度を決定する。
次に、ステップＳ３において、基本目標トルク決定部６１は、ステップＳ２において決定した目標加速度を実現するためのエンジンＥの基本目標トルクを決定する。この場合、基本目標トルク決定部６１は、現在の車速、ギヤ段、路面勾配、路面μなどに基づき、エンジンＥが出力可能なトルクの範囲内で、基本目標トルクを決定する。
次に、ステップＳ４において、トルク変化フィルタ６７は、ステップＳ３において決定された基本目標トルクの時間変化を平滑化する。この平滑化の具体的な手法としては、既知の各種手法（例えば、基本目標トルクの変化率を閾値以下に制限することや、基本目標トルクの時間変化の移動平均を算出すること等）を用いることができる。
また、ステップＳ２〜Ｓ４の処理と並行して、ステップＳ５において、トルク低減量決定部６３は、アクセルペダルの操作以外の車両の運転状態に基づきトルク低減量を決定するためのトルク低減量決定処理を実行する。このトルク低減量決定処理について、図４を参照して説明する。
図４に示すように、トルク低減量決定処理が開始されると、ステップＳ２１において、トルク低減量決定部６３は、ステップＳ１において取得した操舵角の絶対値が増大中か否かを判定する。その結果、操舵角の絶対値が増大中である場合、ステップＳ２２に進み、トルク低減量決定部６３は、ステップＳ１において取得した操舵角に基づき操舵速度を算出する。
次に、ステップＳ２３において、トルク低減量決定部６３は、操舵速度の絶対値が減少しているか否かを判定する。
その結果、操舵速度の絶対値が減少していない場合、即ち操舵速度の絶対値が増大している又は操舵速度の絶対値が変化していない場合、ステップＳ２４に進み、トルク低減量決定部６３は、操舵速度に基づき目標付加減速度を取得する。この目標付加減速度は、ドライバの意図した車両挙動を正確に実現するために、ステアリング操作に応じて車両に付加すべき減速度である。
具体的には、トルク低減量決定部６３は、図５のマップに示した目標付加減速度と操舵速度との関係に基づき、ステップＳ２２において算出した操舵速度に対応する目標付加減速度を取得する。
図５における横軸は操舵速度を示し、縦軸は目標付加減速度を示す。図５に示すように、操舵速度が閾値ＴS（例えば１０ｄｅｇ／ｓ）未満の場合、対応する目標付加減速度は０である。即ち、操舵速度が閾値ＴS未満の場合には、ステアリング操作に応じて車両に減速度を付加する制御が行われない。
一方、操舵速度が閾値ＴS以上の場合には、操舵速度が増大するに従って、この操舵速度に対応する目標付加減速度は、所定の上限値Ｄmax（例えば１ｍ／ｓ2）に漸近する。即ち、操舵速度が増大するほど目標付加減速度は増大し、且つ、その増大量の増加割合は小さくなる。
次に、ステップＳ２５において、トルク低減量決定部６３は、付加減速度の増大率が閾値Ｒｍａｘ（例えば０．５ｍ／ｓ3）以下となる範囲で今回の処理における付加減速度を決定する。
具体的には、トルク低減量決定部６３は、前回の処理において決定した付加減速度から今回の処理のステップＳ２４において決定した目標付加減速度への増大率がＲｍａｘ以下である場合、ステップＳ２４において決定した目標付加減速度を今回の処理における付加減速度として決定する。
一方、前回の処理において決定した付加減速度から今回の処理のステップＳ２４において決定した目標付加減速度への変化率がＲｍａｘより大きい場合、トルク低減量決定部６３は、前回の処理において決定した付加減速度から今回の処理時まで増大率Ｒｍａｘにより増大させた値を今回の処理における付加減速度として決定する。
また、ステップＳ２３において、操舵速度の絶対値が減少している場合、ステップＳ２６に進み、トルク低減量決定部６３は、前回の処理において決定した付加減速度を今回の処理における付加減速度として決定する。即ち、操舵速度の絶対値が減少している場合、操舵速度の最大時における付加減速度（即ち付加減速度の最大値）が保持される。
また、ステップＳ２１において、操舵角の絶対値が増大中ではない（一定又は減少中である）場合、ステップＳ２７に進み、トルク低減量決定部６３は、前回の処理において決定した付加減速度を今回の処理において減少させる量（減速度減少量）を取得する。この減速度減少量は、例えば、予めメモリ等に記憶されている一定の減少率（例えば０．３ｍ／ｓ3）に基づき算出される。あるいは、ステップＳ１において取得された車両の運転状態やステップＳ２２において算出した操舵速度に応じて決定された減少率に基づき算出される。
そして、ステップＳ２８において、トルク低減量決定部６３は、前回の処理において決定した付加減速度からステップＳ２７において取得した減速度減少量を減算することにより、今回の処理における付加減速度を決定する。
ステップＳ２５、Ｓ２６、又はＳ２８の後、ステップＳ２９において、トルク低減量決定部６３は、ステップＳ２５、Ｓ２６、又はＳ２８において決定した今回の付加減速度に基づき、トルク低減量を決定する。具体的には、トルク低減量決定部６３は、今回の付加減速度を実現するために必要となるトルク低減量を、ステップＳ１において取得された現在の車速、ギヤ段、路面勾配等に基づき決定する。このステップＳ２９の後、トルク低減量決定部６３はトルク低減量決定処理を終了し、メインルーチンに戻る。
図３に戻り、ステップＳ２〜Ｓ４の処理及びステップＳ５のトルク低減量決定処理を行った後、ステップＳ６において、エンジン制御部６９は、エンジンＥの運転状態に応じてエンジンＥの燃焼モードを設定するための燃焼モード設定処理を実行する。この燃焼モード設定処理について、図６を参照して説明する。
図６に示すように、燃焼モード設定処理が開始されると、ステップＳ３１において、エンジン制御部６９は、アクセルペダルの操作以外の車両の運転状態に基づくトルク低減の要求の有無を判定する。具体的には、エンジン制御部６９は、ステップＳ５のトルク低減量決定処理において決定されたトルク低減量が０より大きい場合、トルク低減の要求があると判定する。
その結果、トルク低減の要求がある場合、ステップＳ３２に進み、最終目標トルク決定部６５は、ステップＳ４において平滑化を行った後の基本目標トルクから、ステップＳ５のトルク低減量決定処理において決定したトルク低減量を減算することにより、燃料噴射弁２０を制御するための燃料噴射制御用最終目標トルクを決定する。
次に、ステップＳ３３において、エンジン制御部６９は、前回の燃焼サイクルにおけるエンジンＥの燃焼モードが拡散燃焼であったか否かを判定する。
その結果、前回の燃焼サイクルにおけるエンジンＥの燃焼モードが拡散燃焼であった場合、ステップＳ３４に進み、エンジン制御部６９は、今回の燃焼サイクルにおけるエンジンの運転状態（具体的にはエンジンＥの燃料噴射制御用最終目標トルクとエンジン回転数）が、予混合燃焼領域に含まれているか否かを判定する。
ここで、図７を参照して、エンジンの運転状態と燃焼モードとの関係を説明する。図７の燃焼モードマップにおいて、横軸はエンジン回転数、縦軸はエンジン負荷（本実施形態では燃料噴射制御用最終目標トルク）を表している。この図７に示すように、相対的にエンジン回転数が低く且つ負荷が低い範囲に予混合燃焼領域Ａが設定されており、その予混合燃焼領域を除く範囲に拡散燃焼領域Ｂ及びＣが設定されている。
即ち、ステップＳ３４において、エンジン制御部６９は、今回の燃焼サイクルにおけるエンジンＥの運転状態とが、低回転且つ低負荷の予混合燃焼領域（図７における領域Ａ）に含まれているか否かを判定する。その結果、今回の燃焼サイクルにおけるエンジンＥの運転状態が予混合燃焼領域に含まれている場合、ステップＳ３５に進み、エンジン制御部６９は、今回の燃焼サイクルにおけるエンジンＥの運転状態に関わらず、今回の燃焼モードを前回の燃焼モード（即ち拡散燃焼）のまま保持する。
一方、ステップＳ３１において、アクセルペダルの操作以外の車両の運転状態に基づくトルク低減の要求がない場合、ステップＳ３６に進み、最終目標トルク決定部６５は、ステップＳ４において平滑化を行った後の基本目標トルクを、燃料噴射制御用最終目標トルクとして決定する。
続いて、ステップＳ３７において、エンジン制御部６９は、今回の燃焼サイクルにおけるエンジンＥの運転状態に対応する燃焼モードを、図７に例示した燃焼モードマップに基づき設定する。即ち、今回の燃焼サイクルにおけるエンジンＥの運転状態が予混合燃焼領域Ａに含まれている場合、今回の燃焼サイクルにおける燃焼モードを予混合燃焼に設定し、今回の燃焼サイクルにおけるエンジンＥの運転状態が拡散燃焼領域Ｂ又はＣに含まれている場合、今回の燃焼サイクルにおける燃焼モードを拡散燃焼に設定する。
また、ステップＳ３３において、前回の燃焼サイクルにおけるエンジンＥの燃焼モードが拡散燃焼ではなかった（予混合燃焼であった）場合、ステップＳ３７に進み、エンジン制御部６９は、今回の燃焼サイクルにおけるエンジンＥの運転状態に対応する燃焼モードを、図７に例示した燃焼モードマップに基づき設定する。
例えば、前回の燃焼サイクルにおけるエンジンＥの燃焼モードが予混合燃焼であり、今回の燃焼サイクルにおけるエンジンＥの運転状態が拡散燃焼領域Ｂ又はＣに含まれている場合、エンジン制御部６９は、今回の燃焼モードを前回の燃焼モードである予混合燃焼から拡散燃焼に切り替える。
また、ステップＳ３４において、今回の燃焼サイクルにおけるエンジンＥの運転状態が予混合燃焼領域に含まれていない（混合燃焼領域に含まれている）場合、ステップＳ３７に進み、エンジン制御部６９は、今回の燃焼サイクルにおけるエンジンＥの運転状態に対応する燃焼モードを、図７に例示した燃焼モードマップに基づき設定する。即ち、エンジン制御部６９は、今回の燃焼サイクルにおける燃焼モードを拡散燃焼に設定する。
ステップＳ３５又はＳ３７の処理の後、ＰＣＭ６０は燃焼モード設定処理を終了し、メインルーチンに戻る。
図３に戻り、ステップＳ６において燃焼モード設定処理を実行した後、ステップＳ７において、エンジン制御部６９は、燃料噴射弁２０を制御するための基本燃料噴射パラメータを設定する。この基本燃料噴射パラメータには、例えば、燃料の要求噴射量や、多段噴射を行う場合の噴射回数、各噴射の噴射時期、各噴射の噴射量等が含まれる。基本燃料噴射パラメータは、エンジンの運転状態に対応して予め設定されている。
例えば、図７に示すように、予混合燃焼領域Ａにおいては、３回に分割されたメイン噴射が圧縮上死点前に行われるように設定されている。また、拡散燃焼領域のうち相対的にエンジン負荷の低い拡散燃焼領域Ｂにおいては、２回の前段噴射（パイロット噴射及び／又はプレ噴射）と１回のメイン噴射とが、圧縮上死点前後に行われるように設定されている。また、拡散燃焼領域のうち相対的にエンジン負荷の高い拡散燃焼領域Ｃにおいては、１回の前段噴射と１回のメイン噴射とが、圧縮上死点前後に行われるように設定されている。
次に、ステップＳ８において、エンジン制御部６９は、ステップＳ７において設定した基本燃料噴射パラメータを補正するための燃料噴射パラメータ補正値を取得する。
具体的には、エンジン制御部６９は、エンジンＥの燃焼モードが拡散燃焼である場合において、トルク低減量の変化に対応して燃料噴射制御用最終目標トルクが変化したとき、前段噴射の燃料噴射量を減量する燃料噴射パラメータ補正値を取得する。
また、エンジンＥの燃焼モードが予混合燃焼である場合においては、トルク低減量の変化に対応して燃料噴射制御用最終目標トルクが変化したとき、メイン噴射の燃料噴射時期を遅角する燃料噴射パラメータ補正値を取得する。
これらの燃料噴射パラメータ補正値は、エンジンＥの気筒内の酸素濃度と、燃料噴射制御用最終目標トルクをエンジンＥに出力させる場合の気筒内の目標酸素濃度との差に基づいて設定される。なお、エンジン制御部６９は、気筒内の酸素濃度を、例えば、吸気充填量、吸気空気量、ＥＧＲガスの流量及び酸素濃度をパラメータとして吸排気経路内ガスの酸素濃度をモデル化した吸排気モデルにより推定する。ここで、吸気充填量は、吸気圧センサ１０８及び吸気マニホールド温度センサからの検出信号に基づき算出される。吸入空気量は、エアフローセンサ１０１の検出信号Ｓ１０１により特定される。また、ＥＧＲガスの酸素濃度は、リニアＯ2センサ１１０の検出信号Ｓ１１０と、リニアＯ2センサ１１０が実際の排気酸素濃度を検出するまでの時間遅れとに基づいて算出される。
ここで、図８を参照して、気筒内の推定酸素濃度と目標酸素濃度と差と、燃料噴射パラメータの補正値との関係を説明する。図８（ａ）は、エンジンＥの燃焼モードが予混合燃焼である場合の補正マップであり、図８（ｂ）は、エンジンＥの燃焼モードが拡散燃焼である場合の補正マップである。これらの補正マップにおいて、横軸は推定酸素濃度から目標酸素濃度を減算した差分値を表し、縦軸は燃料噴射パラメータの補正値を表している。
図８（ａ）に示すように、エンジンＥの燃焼モードが予混合燃焼である場合、気筒内の推定酸素濃度と目標酸素濃度と差が大きくなるほど、メイン噴射の燃料噴射時期の補正値は遅角方向に大きくなるように設定されている。
また、図８（ｂ）に示すように、エンジンＥの燃焼モードが拡散燃焼である場合、気筒内の推定酸素濃度と目標酸素濃度と差が大きくなるほど、前段噴射の燃料噴射量の補正値は減量方向に大きくなるように設定されている。
図３に戻り、ステップＳ９において、エンジン制御部６９は、ステップＳ７において設定した基本燃料噴射パラメータを、ステップＳ８において取得した燃料噴射パラメータ補正値により補正する。即ち、エンジン制御部６９は、エンジンＥの燃焼モードが予混合燃焼である場合、気筒内の推定酸素濃度と目標酸素濃度と差が大きくなるほど、メイン噴射の燃料噴射時期を遅角させる。また、エンジンＥの燃焼モードが拡散燃焼である場合、気筒内の推定酸素濃度と目標酸素濃度と差が大きくなるほど、前段噴射の燃料噴射量を減量させる。
次に、ステップＳ１０において、エンジン制御部６９は、ステップＳ９において補正した燃料噴射パラメータに基づき、燃料噴射弁２０を制御する。
また、ステップＳ７〜Ｓ１０の処理と並行して、ステップＳ１１において、最終目標トルク決定部６５は、ステップＳ４において平滑化を行った後の基本目標トルクを、ターボ過給機５及びＥＧＲ装置４３を制御するためのＥＧＲ・ターボ制御用最終目標トルクとして決定する。
次に、ステップＳ１２において、エンジン制御部６９は、ステップＳ１１において設定したＥＧＲ・ターボ制御用最終目標トルクと、エンジン回転数とに基づいて、ＥＧＲ・ターボ制御用最終目標トルクをエンジンＥにより出力させる場合に燃料噴射弁２０から噴射させるべき要求噴射量を設定する。
続いて、ステップＳ１３において、エンジン制御部６９は、ステップＳ１２において設定した要求噴射量と、エンジン回転数とに基づいて、気筒内の目標酸素濃度と、目標吸気温度と、ＥＧＲ制御モード（ＥＧＲ装置４３を作動させるモード、或いはＥＧＲ装置４３を作動させないモード）とを設定する。
次に、ステップＳ１４において、エンジン制御部６９は、ステップＳ１３において設定した目標酸素濃度及び目標吸気温度を実現する各種状態量を設定する。例えば、この各種状態量には、ＥＧＲ装置４３によって吸気系ＩＮに還流させる排気ガス量（ＥＧＲガス量）や、ターボ過給機５による過給圧などが含まれる。
次に、ステップＳ１５において、エンジン制御部６９は、ステップＳ１４において設定した各種状態量に基づき、エンジンシステム２００の各構成要素のそれぞれを駆動する各アクチュエータを制御する。
この場合、エンジン制御部６９は、ステップＳ１４において設定した各種状態量を実現するようにＥＧＲ装置４３をフィードフォワード制御すると共に、実際の気筒内の状態量（酸素濃度や吸気温度）を、ステップＳ１３において設定した状態量（即ち目標酸素濃度や目標吸気温度）に近づけるようにＥＧＲ装置４３をフィードバック制御する。
なお、エンジン制御部６９は、各種状態量に応じた制限値や制限範囲を設定し、状態値が制限値や制限範囲による制限を遵守するような各アクチュエータの制御量を設定して制御を実行する。
ステップＳ１０及びＳ１５の後、ＰＣＭ６０は、エンジン制御処理を終了する。
次に、図９により、本発明の実施形態によるエンジンの制御装置の作用を説明する。図９は、本発明の実施形態によるエンジンの制御装置を搭載した車両が旋回を行う場合における、エンジンの制御装置によるエンジン制御に関するパラメータの時間変化を示す線図である。
図９（ａ）は、右旋回を行う車両を概略的に示す平面図である。この図９（ａ）に示すように、車両１は、位置Ａから右旋回を開始し、位置Ｂから位置Ｃまで操舵角一定で右旋回を継続する。
図９（ｂ）は、図９（ａ）に示したように右旋回を行う車両の操舵角の変化を示す線図である。図９（ｂ）における横軸は時間を示し、縦軸は操舵角を示す。
この図９（ｂ）に示すように、位置Ａにおいて右向きの操舵が開始され、ステアリングの切り足し操作が行われることにより右向きの操舵角が徐々に増大し、位置Ｂにおいて右向きの操舵角が最大となる。その後、位置Ｃまで操舵角が一定に保たれる（操舵保持）。
図９（ｃ）は、図９（ｂ）に示したように右旋回を行う車両の操舵速度の変化を示す線図である。図９（ｂ）における横軸は時間を示し、縦軸は操舵速度を示す。
車両の操舵速度は、車両の操舵角の時間微分により表される。即ち、図９（ｃ）に示すように、位置Ａにおいて右向きの操舵が開始された場合、右向きの操舵速度が生じ、位置Ａと位置Ｂとの間において操舵速度がほぼ一定に保たれる。その後、右向きの操舵速度は減少し、位置Ｂにおいて右向きの操舵角が最大になると、操舵速度は０になる。更に、位置Ｂから位置Ｃまで右向きの操舵角が保持される間、操舵速度は０のままである。
図９（ｄ）は、図９（ｃ）に示した操舵速度に基づき決定された付加減速度の変化を示す線図である。図９（ｄ）における横軸は時間を示し、縦軸は付加減速度を示す。また、図９（ｄ）における実線は、図４のトルク低減量決定処理において決定された付加減速度の変化を示し、一点鎖線は、操舵速度に基づく目標付加減速度の変化を示す。この一点鎖線により示す目標付加減速度は、図９（ｃ）に示した操舵速度の変化と同様に、位置Ａから増大し始め、位置Ａと位置Ｂとの間においてほぼ一定に保たれ、その後減少して位置Ｂにおいて０になる。
図４を参照して説明したように、トルク低減量決定部６３は、ステップＳ２３において操舵速度の絶対値が減少していない場合、即ち操舵速度の絶対値が増大している又は操舵速度の絶対値が変化していない場合、ステップＳ２４において操舵速度に基づき目標付加減速度を取得する。続いて、ステップＳ２５において、トルク低減量決定部６３は、付加減速度の増大率が閾値Ｒｍａｘ以下となる範囲で各処理サイクルにおける付加減速度を決定する。
図９（ｄ）では、位置Ａから増大を開始した目標付加減速度の増大率が閾値Ｒｍａｘを上回っている場合を示している。この場合、トルク低減量決定部６３は、増大率＝Ｒｍａｘとなるように（即ち一点鎖線で示した目標付加減速度よりも緩やかな増大率で）付加減速度を増大させる。また、位置Ａと位置Ｂとの間において目標付加減速度がほぼ一定に保たれている場合、トルク低減量決定部６３は、付加減速度＝目標付加減速度として決定する。
また、上述したように、図４のステップＳ２３において操舵速度の絶対値が減少している場合、トルク低減量決定部６３は、操舵速度の最大時における付加減速度を保持する。図９（ｄ）では、位置Ｂに向かって操舵速度が減少している場合、それに伴って一点鎖線により示す目標付加減速度も減少するが、実線により示す付加減速度は最大値を位置Ｂまで維持する。
更に、上述したように、図４のステップＳ２１において、操舵角の絶対値が一定又は減少中である場合、トルク低減量決定部６３は、ステップＳ２７において減速度減少量を取得し、その減速度減少量により付加減速度を減少させる。図９（ｄ）では、トルク低減量決定部６３は、付加減速度の減少率が徐々に小さくなるように、即ち付加減速度の変化を示す実線の傾きが徐々に緩やかになるように、付加減速度を減少させる。
図９（ｅ）は、図９（ｄ）に示した付加減速度に基づき決定されたトルク低減量の変化を示す線図である。図９（ｅ）における横軸は時間を示し、縦軸はトルク低減量を示す。
上述したように、トルク低減量決定部６３は、付加減速度を実現するために必要となるトルク低減量を、現在の車速、ギヤ段、路面勾配等のパラメータに基づき決定する。従って、これらのパラメータが一定である場合、トルク低減量は、図９（ｄ）に示した付加減速度の変化と同様に変化するように決定される。
図９（ｆ）はトルク変化フィルタ６７による平滑化前後の基本目標トルクの変化を示す線図である。図９（ｆ）における横軸は時間を示し、縦軸はトルクを示す。また、図９（ｆ）における点線はトルク変化フィルタ６７による平滑化前の基本目標トルクを示し、実線はトルク変化フィルタ６７による平滑化後の基本目標トルクを示す。
アクセル開度、車速、ギヤ段等に基づき設定された目標加速度を実現するように決定された基本目標トルクは、図９（ｆ）に点線で示すように、各種の外乱やノイズ等により急峻な変化を含む場合がある。この基本目標トルクをトルク変化フィルタ６７により平滑化することで、図（ｆ）に実線で示すように急峻な変化が抑制され、車両の急激な加減速が抑制されるようになっている。
図９（ｇ）は基本目標トルクとトルク低減量とに基づき決定された燃料噴射制御用最終目標トルクの変化を示す線図である。図９（ｇ）における横軸は時間を示し、縦軸はトルクを示す。また、図９（ｇ）における点線は図９（ｆ）に示した平滑化後の基本目標トルクを示し、実線は燃料噴射制御用最終目標トルクを示す。
図３を参照して説明したように、最終目標トルク決定部６５は、ステップＳ４において平滑化を行った後の基本目標トルクから、ステップＳ５のトルク低減量決定処理において決定したトルク低減量を減算することにより、燃料噴射制御用最終目標トルクを決定する。この最終目標トルクを決定するために用いられる基本目標トルクとトルク低減量の内、トルク変化フィルタ６７による平滑化が行われるのは、アクセルペダルの操作を含む車両の運転状態に基づき決定された基本目標トルクのみである。言い換えると、最終目標トルクの時間変化において、アクセルペダルの操作以外の運転状態であるステアリング操作に基づき決定されたトルク低減量に対応する時間変化については、トルク変化フィルタ６７による平滑化が行われない。従って、図９（ｇ）に実線で示すように、トルク低減量はトルク変化フィルタ６７によりなまされることなく、そのまま最終目標トルクに反映される。
このように、トルク低減量の変化に対応する燃料噴射制御用最終目標トルクの変化により、エンジンＥの運転状態が拡散燃焼領域から予混合燃焼領域に変化した場合、図６のステップＳ３５において説明したように、エンジン制御部６９は、エンジンＥの燃焼モードを拡散燃焼のまま保持する。一方、トルク低減量の変化に対応する燃料噴射制御用最終目標トルクの変化により、エンジンＥの運転状態が予混合燃焼領域から拡散燃焼領域に変化した場合には、図６のステップＳ３３及びＳ３７において説明したように、エンジン制御部６９は、エンジンＥの燃焼モードを予混合燃焼から拡散燃焼に切り替える。
図９（ｈ）は基本目標トルクに基づき決定されたＥＧＲ・ターボ制御用最終目標トルクの変化を示す線図である。図９（ｈ）における横軸は時間を示し、縦軸はトルクを示す。 図３を参照して説明したように、最終目標トルク決定部６５は、ステップＳ４において平滑化を行った後の基本目標トルクを、ターボ過給機５、ＥＧＲ装置４３を制御するためのＥＧＲ・ターボ制御用最終目標トルクとして決定する。従って、図９（ｈ）に示すように、ＥＧＲ・ターボ制御用最終目標トルクは、平滑化後の基本目標トルクの時間変化と同じように変化する。
図９（ｉ）は燃料噴射制御用最終目標トルクに基づき決定された要求噴射量の変化を示す線図である。図９（ｉ）における横軸は時間を示し、縦軸は要求噴射量を示す。また、図９（ｉ）における点線は図９（ｆ）に示した平滑化後の基本目標トルクに対応する要求噴射量を示し、実線は図９（ｇ）に示した燃料噴射制御用最終目標トルクに対応する要求噴射量を示す。
図９（ｉ）の例では、エンジン制御部６９は、ステップＳ６において設定した燃料噴射制御用最終目標トルクの時間変化において、トルク低減量に対応する時間変化については燃料噴射弁２０から噴射させる燃料噴射量により制御を行う。従って、要求噴射量は、図９（ｉ）に実線で示すように、図９（ｇ）に示した燃料噴射制御用最終目標トルクの時間変化と同じように変化する。
図９（ｊ）は図９（ｉ）に示したように燃料噴射量の制御を行った場合の気筒内の目標酸素濃度と実際の酸素濃度との変化を示す線図である。図９（ｊ）における横軸は時間を示し、縦軸は気筒内の酸素濃度を示す。また、図９（ｊ）における点線は図９（ｈ）に示したＥＧＲ・ターボ制御用最終目標トルクに基づき決定された目標酸素濃度を示し、実線は気筒内の実際の酸素濃度（即ちエンジン制御部６９により推定された酸素濃度）を示す。
また、図９（ｋ）は気筒内の実際の酸素濃度と目標酸素濃度との差の変化を示す線図である。図９（ｋ）における横軸は時間を示し、縦軸は実際の酸素濃度と目標酸素濃度との差を示す。
図９（ｉ）に実線で示したように、燃料噴射制御用最終目標トルクを実現するように燃料噴射量の制御を行うと、気筒内の酸素濃度は、その燃料噴射量に応じて変化する。即ち、トルク低減量に対応する燃料噴射制御用最終目標トルクの減少により燃料噴射量が減少し始めると、燃焼により消費される酸素量が減少するので、図９（ｊ）に実線で示すように、燃料噴射量の減少開始から遅れたタイミングＴ１において気筒内の酸素濃度が上昇し始める。その後、燃料噴射制御用最終目標トルクの増大に対応して燃料噴射量が増加すると、燃焼により消費される酸素量が増大するので、燃料噴射量の増加開始から遅れたタイミングＴ２において気筒内の酸素濃度が減少し始める。
また、図９（ｈ）に示したように、ＥＧＲ・ターボ制御用最終目標トルクにはトルク低減量の変化が反映されず、平滑化後の基本目標トルクの時間変化と同じように変化するので、このＥＧＲ・ターボ制御用最終目標トルクに基づき設定された目標酸素濃度は、図９（ｊ）に点線で示すように、トルク低減量に応じて変化することなく、平滑化後の基本目標トルクの時間変化と同じように変化する。
図９（ｇ）に実線で示すように燃料噴射制御用最終目標トルクが低下し、エンジンＥの運転状態が拡散燃焼領域から予混合燃焼領域に変化したときに、エンジンＥの燃焼モードが拡散燃焼から予混合燃焼に切り替えられてしまうと、拡散燃焼時と比較して気筒内の酸素濃度を低下させる必要が生じる。ところが、図９（ｊ）に実線で示すように、気筒内の酸素濃度は、燃料噴射制御用最終目標トルクの減少に応じてむしろ上昇するので、実際の酸素濃度と予混合燃焼に適した目標酸素濃度との差が拡大し、過早着火等の異常燃焼が発生してしまう。これに対して、上記のように、エンジン制御部６９は、エンジンＥの運転状態が拡散燃焼領域から予混合燃焼領域に変化した場合、エンジンＥの燃焼モードを拡散燃焼のまま保持するので、気筒内の酸素濃度を低下させる必要がなく、実際の酸素濃度と目標酸素濃度との差の拡大が抑制される。
一方、燃料噴射制御用最終目標トルクの低下により、エンジンＥの運転状態が予混合燃焼領域から拡散燃焼領域に変化したときに、エンジンＥの燃焼モードが予混合燃焼から拡散燃焼に切り替えられた場合、予混合燃焼時と比較して気筒内の酸素濃度を上昇させる必要が生じる。即ち、図９（ｊ）に実線で示したように、気筒内の酸素濃度が、燃料噴射制御用最終目標トルクの減少に応じて上昇すると共に、予混合燃焼から拡散燃焼への燃焼モード切り替えに応じて目標酸素濃度も上昇するので、実際の酸素濃度と拡散燃焼に適した目標酸素濃度との差が拡大することは抑制される。従って、上記のように、エンジン制御部６９は、エンジンＥの運転状態が予混合燃焼領域から拡散燃焼領域に変化した場合、エンジンＥの燃焼モードを予混合燃焼から拡散燃焼に切り替えることができ、エンジンＥの運転状態に適した燃焼モードが設定される。
また、エンジン制御部６９は、エンジンＥの燃焼モードが予混合燃焼である場合、燃料噴射制御用最終目標トルクの減少に応じて、図９（ｋ）に示すように実際の酸素濃度と目標酸素濃度との差が大きくなるほど、メイン噴射の燃料噴射時期を遅角させる。これにより、燃焼重心が遅角されるので、実際の酸素濃度と目標酸素濃度との差が大きくなった場合でも圧縮上死点近傍における急激な筒内圧力上昇が抑制され、異常燃焼やノック音の発生が抑制される。
また、エンジン制御部６９は、エンジンＥの燃焼モードが拡散燃焼である場合、気筒内の推定酸素濃度と目標酸素濃度と差が大きくなるほど、前段噴射の燃料噴射量を減量させる。これにより、前段噴射による着火性の向上が抑制されるので、実際の酸素濃度と目標酸素濃度との差が大きくなった場合でもメイン噴射時における急激な燃焼が抑制され、ノック音の発生が抑制される。
図９（ｌ）は、図９（ｂ）に示したように操舵が行われる車両において、図９（ｉ）に示した燃料噴射制御用最終目標トルクに基づき燃料噴射量の制御を行った場合に車両に発生するヨーレート（実ヨーレート）の変化と、図９（ｅ）に示したトルク低減量に対応する制御を行わなかった場合（即ち図９（ｇ）に点線で示した平滑化後の基本目標トルクに基づき燃料噴射量の制御を行った場合）の実ヨーレートの変化とを示す線図である。図９（ｌ）における横軸は時間を示し、縦軸はヨーレートを示す。また、図９（ｌ）における実線は、燃料噴射制御用最終目標トルクに基づき燃料噴射量の制御を行った場合の実ヨーレートの変化を示し、点線は、トルク低減量に対応する制御を行わなかった場合の実ヨーレートの変化を示す。
位置Ａにおいて右向きの操舵が開始され、右向きの操舵速度が増大するにつれて図９（ｅ）に示したようにトルク低減量を増大させると、車両の操舵輪である前輪の荷重が増加する。その結果、前輪と路面との間の摩擦力が増加し、前輪のコーナリングフォースが増大するため、車両の回頭性が向上する。即ち、図９（ｌ）に示すように、位置Ａと位置Ｂとの間において、トルク低減量に対応する制御を行わなかった場合（点線）よりも、トルク低減量を反映した燃料噴射制御用最終目標トルクに基づき燃料噴射量の制御を行った場合（実線）の方が、車両に発生する時計回り（ＣＷ）のヨーレートが大きくなる。
また、図９（ｄ）、（ｅ）に示したように、位置Ｂに向かって操舵速度が減少するとき目標付加減速度も減少するが、トルク低減量を最大値のまま維持しているので、操舵の切り込みが継続されている間は前輪に付加した荷重が維持され、車両の回頭性が保たれる。
更に、位置Ｂから位置Ｃにおいて操舵角の絶対値が一定である場合、トルク低減量を滑らかに減少させるので、操舵の切り込みの終了に応じて徐々に前輪に付加した荷重を低減し、前輪のコーナリングフォースを減少させることにより車体を安定させつつ、エンジンＥの出力トルクを回復させる。
次に、本発明の実施形態のさらなる変形例を説明する。
上述した実施形態においては、トルク低減量決定部６３は、操舵速度に基づき目標付加減速度を取得し、この目標付加減速度に基づいてトルク低減量を決定すると説明したが、アクセルペダルの操作以外の車両の運転状態（操舵角、ヨーレート、スリップ率等）に基づきトルク低減量を決定するようにしてもよい。
例えば、トルク低減量決定部６３は、操舵角及び車速から算出した目標ヨーレートや、ヨーレートセンサから入力されたヨーレートに基づき、車両に発生させるべき目標ヨー加速度を算出し、その目標ヨー加速度に基づき目標付加減速度を取得して、トルク低減量を決定するようにしてもよい。あるいは、加速度センサにより、車両の旋回に伴って発生する横加速度を検出し、この横加速度に基づきトルク低減量を決定するようにしてもよい。あるいは、トルク低減量決定部６３は、目標付加減速度とは異なる要求（例えば、加減速時のパワートレインの振動を打ち消すために必要なトルク）に基づきトルク低減量を決定するようにしてもよい。
また、上述した実施形態において、図８（ａ）を参照して説明したように、エンジンＥの燃焼モードが予混合燃焼である場合、気筒内の推定酸素濃度と目標酸素濃度と差が大きくなるほど、メイン噴射の燃料噴射時期の補正値が遅角方向に大きくなるように設定されていると説明したが、これに代えて、あるいはこれと共に、気筒内の推定酸素濃度と目標酸素濃度と差が大きくなるほど、メイン噴射よりも前の時期に設定された前段噴射の燃料噴射量の補正値を増量方向に大きくなるように設定したり、複数回行われる前段噴射の燃料噴射間隔の補正値を拡大方向に大きくなるように設定したりしてもよい。即ち、エンジン制御部６９は、エンジンＥの燃焼モードが予混合燃焼である場合において、トルク低減量の変化に対応して燃料噴射制御用最終目標トルクが変化したとき、前段噴射の燃料噴射量を増量したり、複数回行われる前段噴射の燃料噴射間隔を大きくしたりするようにしてもよい。このようにすることで、燃料噴射制御用最終目標トルクの変化に応じて気筒内の目標酸素濃度と実際の酸素濃度との間に不整合が生じた場合でも、メイン噴射による急激な燃焼を抑制することができ、これにより、ノック音の発生を確実に抑制することができる。
また、上述した実施形態においては、エンジン制御部６９は、トルク低減量を反映していないＥＧＲ・ターボ制御用最終目標トルク（即ち、平滑化後の基本目標トルク）に基づきターボ過給機５を制御すると説明したが、トルク低減量を反映したＥＧＲ・ターボ制御用最終目標トルクに基づきターボ過給機５を制御するようにしてもよい。
この場合、エンジン制御部６９は、トルク低減量の変化に対応する最終目標トルクの変化に応じたターボ過給機５の制御を制限する。例えば、図３に示したエンジン制御処理のステップＳ１０において、最終目標トルク決定部６５は、ステップＳ４において平滑化を行った後の基本目標トルクから、ステップＳ５のトルク低減量決定処理において決定したトルク低減量に１未満の補正係数を乗じた補正トルク低減量を減算することにより、ターボ過給機５及びＥＧＲ装置４３を制御するためのＥＧＲ・ターボ制御用最終目標トルクを決定する。このように決定したＥＧＲ・ターボ制御用最終目標トルクでは、基本目標トルクからトルク低減量をそのまま減算した燃料噴射制御用最終目標トルクと比較して、トルク低減量の変化に対応する最終目標トルクの変化が小さくなるので、トルク低減量の変化に対応する最終目標トルクの変化に応じたターボ過給機５の制御が制限される。
また、上述した実施形態においては、ターボ過給機５は、大型ターボチャージャー５ａと小型ターボチャージャー５ｂとを備えた２段過給システムとして構成されていると説明したが、ターボ過給機５を、タービンの全周を囲むように複数の可動式のフラップが設けられ、これらのフラップによりタービンへの排気の流通断面積（ノズル断面積）を変化させるようにした可変ジオメトリーターボチャージャー（ＶＧＴ：Variable Geometry Turbocharger）として構成してもよい。この場合、エンジン制御部６９は、目標過給圧に基づきフラップの開度を制御する。
次に、上述した本発明の実施形態及び本発明の実施形態の変形例によるエンジンの制御装置の効果を説明する。
まず、エンジン制御部６９は、アクセルペダルの操作以外の車両の運転状態に基づき決定されたトルク低減量を反映した燃料噴射制御用最終目標トルクを出力させるようにエンジンＥを制御するので、アクセルペダルの操作以外の車両の運転状態に対して高い応答性でトルク低減量を得られるようにエンジンＥを制御して、荷重を迅速に前輪に加えることができ、ドライバの意図した車両挙動を正確に実現するようにエンジンＥを制御することができる。
また、エンジン制御部６９は、トルク低減量の変化に対応する燃料噴射制御用最終目標トルクの変化により、エンジンＥの運転状態が拡散燃焼領域から予混合燃焼領域に変化した場合、エンジンＥの燃焼モードを拡散燃焼のまま保持するので、拡散燃焼から予混合燃焼への燃焼モードの切り替えに応じて気筒内の酸素濃度を低下させる必要がなく、実際の酸素濃度と目標酸素濃度との差の拡大を抑制することができ、これにより、過早着火等の異常燃焼によるノック音の発生を抑制できる。
また、トルク低減量決定部６３は、車両のステアリング操作に応じてトルク低減量を決定するので、ステアリング操作に基づき決定されたトルク低減量の時間変化を最終目標トルクの時間変化に反映することができ、これにより、ドライバのステアリング操作に応じた減速度を車両に迅速に付加して荷重を前輪に加え、コーナリングフォースを迅速に増大させることによりステアリング操作に対する応答性を向上させることができ、過早着火等の異常燃焼によるノック音の発生を抑制しつつ、ドライバの意図した車両挙動を正確に実現するようにエンジンＥを制御することができる。
また、エンジン制御部６９は、トルク低減量の変化に対応する燃料噴射制御用最終目標トルクの変化により、エンジンＥの運転状態が予混合燃焼領域から拡散燃焼領域に変化した場合には、エンジンＥの燃焼モードを予混合燃焼から拡散燃焼に切り替えるので、気筒内の実際の酸素濃度が、トルク低減量の変化に対応する燃料噴射制御用最終目標トルクの減少に応じて上昇した場合において、予混合燃焼から拡散燃焼への燃焼モード切り替えに応じて目標酸素濃度も上昇するので、実際の酸素濃度と燃焼モードに適した酸素濃度との差が拡大することを抑制することができ、これにより、過早着火等の異常燃焼によるノック音の発生を抑制しつつ、エンジンＥの運転状態に適した燃焼モードを設定することができ、燃焼安定性の向上やエミッションの改善を図ることができる。
また、エンジンの制御装置は、気筒内に燃料を噴射する燃料噴射装置２０を備えたディーゼルエンジンの制御装置であるので、トルク低減量を反映した燃料噴射制御用最終目標トルクに応じてディーゼルエンジンの燃料噴射量を変化させることにより、アクセルペダルの操作以外の車両の運転状態に基づき決定されたトルク低減量の時間変化を高い応答性で正確に実現することができ、ドライバの意図した車両挙動を正確に実現するようにディーゼルエンジンを制御することができる。
また、エンジン制御部６９は、トルク低減量の変化に対応して燃料噴射制御用最終目標トルクが変化したとき、エンジンＥの運転状態に対応して予め設定された燃料噴射パラメータを補正するので、燃料噴射制御用最終目標トルクの変化に応じて気筒内の目標酸素濃度と実際の酸素濃度との間に不整合が生じた場合でも、燃料噴射パラメータの補正により、その不整合に起因した急激な筒内圧力上昇や急激な燃焼を抑制することができ、これにより、過早着火等の異常燃焼によるノック音の発生を抑制できる。
また、エンジン制御部６９は、エンジンＥの燃焼モードが拡散燃焼である場合において、トルク低減量の変化に対応して燃料噴射制御用最終目標トルクが変化したとき、前段噴射の燃料噴射量を減量するので、燃料噴射制御用最終目標トルクの変化に応じて気筒内の目標酸素濃度と実際の酸素濃度との間に不整合が生じた場合でも、前段噴射による着火性の向上を抑制することによりメイン噴射時における急激な燃焼を抑制することができ、これにより、ノック音の発生を確実に抑制することができる。
また、エンジン制御部６９は、エンジンＥの燃焼モードが予混合燃焼である場合において、トルク低減量の変化に対応して燃料噴射制御用最終目標トルクが変化したとき、メイン噴射の燃料噴射時期を遅角するので、燃料噴射制御用最終目標トルクの変化に応じて気筒内の目標酸素濃度と実際の酸素濃度との間に不整合が生じた場合でも、燃焼重心を遅角させることにより圧縮上死点近傍における急激な筒内圧力上昇を抑制することができ、これにより、ノック音の発生を確実に抑制することができる。
また、エンジン制御部６９は、トルク低減量の変化に対応して燃料噴射制御用最終目標トルクが変化したとき、気筒内の実際の酸素濃度と目標酸素濃度との差が大きくなるほど、燃料噴射パラメータの補正量を大きくするので、気筒内の目標酸素濃度と実際の酸素濃度との間の不整合が拡大した場合でも、燃料噴射パラメータの補正量を大きくすることにより、その不整合に起因した急激な筒内圧力上昇や急激な燃焼を確実に抑制することができ、これにより、過早着火等の異常燃焼によるノック音の発生を確実に抑制できる。
１ 吸気通路
５ ターボ過給機
５ａ 大型ターボチャージャー
５ｂ 小型ターボチャージャー
５ｃ コンプレッサバイパスバルブ
５ｄ レギュレートバルブ
５ｅ ウェイストゲートバルブ
２０ 燃料噴射弁
４１ 排気通路
４３ ＥＧＲ装置
６０ ＰＣＭ
６１ 基本目標トルク決定部
６３ トルク低減量決定部
６５ 最終目標トルク決定部
６７ トルク変化フィルタ
６９ エンジン制御部
２００ エンジンシステム
Ｅ エンジン

Claims (3)

  1. 気筒内に燃料を噴射する燃料噴射装置を有するエンジンを、車両の運転状態に基づき制御するエンジンの制御装置であって、
    アクセルペダルの操作を含む車両の運転状態に基づき基本目標トルクを決定する基本目標トルク決定手段と、
    車両のステアリング操作に基づきトルク低減量を決定するトルク低減量決定手段と、
    上記基本目標トルクと上記トルク低減量とに基づき最終目標トルクを決定する最終目標トルク決定手段と、
    エンジンの運転状態に対応して予め設定された燃料噴射パラメータにより、上記最終目標トルクを上記エンジンに出力させるように上記燃料噴射装置を制御する燃料噴射装置制御手段と、
    上記トルク低減量の変化に対応して上記最終目標トルクが変化したとき、上記燃料噴射パラメータを補正する燃料噴射パラメータ補正手段と、を有し、
    上記燃料噴射装置制御手段は、エンジンの燃焼モードが拡散燃焼であるとき、メイン噴射と、このメイン噴射よりも前の時期に設定された前段噴射とを行うように上記燃料噴射装置を制御し、
    上記燃料噴射パラメータ補正手段は、エンジンの燃焼モードが拡散燃焼である場合において、上記トルク低減量の変化に対応して上記最終目標トルクが変化したとき、上記前段噴射の燃料噴射量を減量する、ことを特徴とするエンジンの制御装置。
  2. 上記燃料噴射装置制御手段は、エンジンの燃焼モードが予混合燃焼であるとき、メイン噴射を圧縮上死点よりも前に行うように上記燃料噴射装置を制御し、
    上記燃料噴射パラメータ補正手段は、エンジンの燃焼モードが予混合燃焼である場合において、上記トルク低減量の変化に対応して上記最終目標トルクが変化したとき、上記メイン噴射の燃料噴射時期を遅角する、請求項１に記載のエンジンの制御装置。
  3. 更に、上記エンジンの気筒内の酸素濃度を推定する酸素濃度推定手段を有し、
    上記燃料噴射パラメータ補正手段は、上記トルク低減量の変化に対応して上記最終目標トルクが変化したとき、上記酸素濃度推定手段により推定された酸素濃度と上記最終目標トルクを上記エンジンに出力させる場合の気筒内の目標酸素濃度との差が大きくなるほど、上記燃料噴射パラメータの補正量を大きくする、請求項１又は２に記載のエンジンの制御装置。
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