WO2017073376A1 - エンジンの制御装置 - Google Patents

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WO2017073376A1
WO2017073376A1 PCT/JP2016/080584 JP2016080584W WO2017073376A1 WO 2017073376 A1 WO2017073376 A1 WO 2017073376A1 JP 2016080584 W JP2016080584 W JP 2016080584W WO 2017073376 A1 WO2017073376 A1 WO 2017073376A1
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combustion
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target torque
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健幸 氏原
裕明 椎葉
武史 松原
尚俊 白橋
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マツダ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an engine control device, and more particularly, to an engine control device that switches an engine combustion mode according to an engine operating state.
  • devices that control the behavior of a vehicle in a safe direction when the behavior of the vehicle becomes unstable due to slip or the like are known. Specifically, it is known to detect that understeer or oversteer behavior has occurred in the vehicle during cornering of the vehicle, and to impart appropriate deceleration to the wheels to suppress them. ing.
  • the vehicle motion control device adjusts the load applied to the front wheels, which are the steering wheels, by adjusting the deceleration at the cornering so that the steering incision, acceleration, steering return, etc. are natural and stable.
  • the vehicle motion control device adjusts the load applied to the front wheels, which are the steering wheels, by adjusting the deceleration at the cornering so that the steering incision, acceleration, steering return, etc. are natural and stable.
  • a vehicle behavior control device has been proposed in which a large load is quickly applied to a front wheel that is a steered wheel (see, for example, Patent Document 2).
  • this vehicle behavior control device the frictional force between the front wheel and the road surface is increased by rapidly applying a load to the front wheel at the start of the steering operation, and the cornering force of the front wheel is increased.
  • the turning performance of the vehicle is improved, and the response to the steering operation is improved. As a result, the vehicle behavior as intended by the driver is realized.
  • an engine combustion mode is switched in accordance with the operating state of the engine.
  • diffusion combustion in which fuel is burned while injecting fuel into a cylinder and premixed combustion in which fuel and air are mixed in advance in a cylinder and then ignited according to the engine load and the number of revolutions.
  • premixed combustion in which fuel and air are mixed in advance in a cylinder and then ignited according to the engine load and the number of revolutions.
  • the combustion mode of the engine may be switched from diffusion combustion to premixed combustion.
  • diffusion combustion in which fuel is injected while injecting fuel into a cylinder, the oxygen concentration in the cylinder is set higher than in premixed combustion in order to suppress the deterioration of emissions due to incomplete combustion.
  • An object of the present invention is to provide an engine control device capable of controlling the engine so as to accurately realize the vehicle behavior intended by the driver.
  • an engine control apparatus is an engine control apparatus that switches an engine combustion mode in accordance with an engine operation state, and includes an operation of an accelerator pedal. Based on the basic target torque and the torque reduction amount, the basic target torque determination means for determining the basic target torque based on the torque, the torque reduction amount determination means for determining the torque reduction amount based on the driving state of the vehicle other than the operation of the accelerator pedal, A final target torque determining means for determining a final target torque, an engine control means for controlling the engine to output the final target torque, and an engine combustion mode when the engine operating state is in a predetermined premixed combustion region.
  • the engine combustion mode is Combustion mode setting means for setting the combustion mode to diffusion combustion
  • the combustion mode setting means changes the engine operating state from the diffusion combustion area to the premixed combustion area due to a change in the final target torque corresponding to the change in the torque reduction amount.
  • the engine combustion mode is maintained as diffusive combustion when it is changed to.
  • the engine control means controls the engine so as to output the final target torque reflecting the torque reduction amount determined based on the driving state of the vehicle other than the operation of the accelerator pedal.
  • the engine can be controlled so that a torque reduction amount can be obtained with high responsiveness to the driving state of the vehicle other than the operation of the accelerator pedal, and the load can be quickly applied to the front wheels.
  • the engine can be controlled to achieve accurately.
  • the combustion mode setting means changes the engine combustion mode to diffusion combustion when the engine operating state changes from the diffusion combustion region to the premixed combustion region due to a change in the final target torque corresponding to the change in the torque reduction amount. Since it is held, there is no need to reduce the oxygen concentration in the cylinder according to switching of the combustion mode from diffusion combustion to premixed combustion, and the expansion of the difference between the actual oxygen concentration and the oxygen concentration suitable for the combustion mode is suppressed. Thus, it is possible to suppress the occurrence of knocking noise due to abnormal combustion such as pre-ignition.
  • the torque reduction amount determining means determines the torque reduction amount according to the steering operation of the vehicle.
  • the time change of the torque reduction amount determined based on the steering operation can be reflected in the time change of the final target torque, whereby the deceleration corresponding to the driver's steering operation is achieved.
  • the engine can be controlled to accurately realize the vehicle behavior intended by the driver.
  • the combustion mode setting means is configured so that when the engine operating state changes from the premixed combustion region to the diffusion combustion region due to a change in the final target torque corresponding to the change in the torque reduction amount, Switch the combustion mode from premixed combustion to diffusion combustion.
  • the combustion mode switching from the premixed combustion to the diffusion combustion is performed. Accordingly, the oxygen concentration suitable for the combustion mode also increases, so that an increase in the difference between the actual oxygen concentration and the oxygen concentration suitable for the combustion mode can be suppressed, thereby enabling abnormalities such as premature ignition. While suppressing the generation of knock noise due to combustion, it is possible to set a combustion mode suitable for the operating state of the engine, thereby improving combustion stability and emission.
  • the engine control device is a diesel engine control device including a fuel injection device that injects fuel into the cylinder, and the engine control means causes the diesel engine to output a final target torque.
  • the fuel injection amount of the fuel injection device is controlled.
  • the fuel injection amount of the diesel engine is changed in accordance with the final target torque reflecting the torque reduction amount, and is determined based on the driving state of the vehicle other than the operation of the accelerator pedal. The time change of the torque reduction amount can be accurately realized with high responsiveness, and the diesel engine can be controlled to accurately realize the vehicle behavior intended by the driver.
  • the vehicle behavior intended by the driver is accurately realized while suppressing the occurrence of knocking noise due to abnormal combustion. So that the engine can be controlled.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine system to which an engine control device according to an embodiment of the present invention is applied. It is a block diagram which shows the electric constitution of the control apparatus of the engine by embodiment of this invention. It is a flowchart of the engine control process which the engine control apparatus by embodiment of this invention controls an engine. It is a flowchart of the torque reduction amount determination process in which the control apparatus of the engine by embodiment of this invention determines torque reduction amount. It is the map which showed the relationship between the target additional deceleration and the steering speed which the control apparatus of the engine by embodiment of this invention determines. It is a flowchart of the combustion mode determination process in which the control apparatus of the engine by embodiment of this invention determines combustion mode.
  • FIG. 5 is a map conceptually showing an engine operating region in which the engine control device according to the embodiment of the present invention switches the combustion mode.
  • 6 is a map showing a relationship between a difference between an estimated oxygen concentration in a cylinder and a target oxygen concentration and a correction amount of a fuel injection parameter.
  • FIG. 9A is a diagram showing a time change of parameters related to engine control by the engine control device when a vehicle equipped with the engine control device according to the embodiment of the present invention makes a turn.
  • FIG. FIG. 9B is a plan view schematically showing the vehicle to be performed,
  • FIG. 9B is a diagram showing a change in the steering angle of the vehicle turning right as shown in FIG. 9A, and
  • FIG. 9C is FIG. FIG.
  • FIG. 9D is a diagram showing a change in the steering speed of the vehicle turning right as shown in FIG. 9B, and FIG. 9D is a graph showing the additional deceleration determined based on the steering speed shown in FIG. 9 (e) is a diagram showing a change in torque reduction amount determined based on the additional deceleration shown in FIG. 9 (d), and FIG. 9 (f) is a smoothing by a torque change filter.
  • FIG. 9G is a diagram showing changes in the basic target torque before and after the conversion, and FIG. 9G shows the basic target torque and the torque reduction amount.
  • FIG. 9H is a diagram showing changes in the final target torque for fuel injection control determined based on the basic target torque, and FIG.
  • FIG. 9H is a diagram showing changes in the final target torque for EGR / turbine determined based on the basic target torque.
  • i) is a diagram showing a change in the required injection amount determined based on the final target torque for fuel injection control
  • FIG. 9 (j) is a case where the fuel injection amount is controlled as shown in FIG. 9 (i).
  • FIG. 9K is a diagram showing a change between the target oxygen concentration in the cylinder and the actual oxygen concentration.
  • FIG. 9K is a diagram showing a change in the difference between the actual oxygen concentration and the target oxygen concentration in the cylinder.
  • l) is a fuel based on the change in the yaw rate (actual yaw rate) generated in the vehicle when the fuel injection amount is controlled as shown in FIG. 9 (i), and the torque reduction amount determined by the torque reduction amount determination unit.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine system to which an engine control apparatus according to an embodiment of the present invention is applied.
  • the engine system 200 mainly includes an engine E as a diesel engine, an intake system IN that supplies intake air to the engine E, a fuel supply system FS that supplies fuel to the engine E, It has an exhaust system EX that exhausts exhaust gas of the engine E, sensors 96 to 110 that detect various states relating to the engine system 200, and a PCM (Power-train Control Module) 60 that controls the engine system 200.
  • an engine E as a diesel engine
  • an intake system IN that supplies intake air to the engine E
  • a fuel supply system FS that supplies fuel to the engine E
  • It has an exhaust system EX that exhausts exhaust gas of the engine E, sensors 96 to 110 that detect various states relating to the engine system 200
  • PCM Power-train Control Module
  • the intake system IN has an intake passage 1 through which intake air passes, and an air cleaner 3 that purifies air introduced from the outside in order from the upstream side, and intake air that passes through the intake passage 1.
  • the compressor of the turbocharger 5 that compresses and raises the intake pressure
  • the intercooler 8 that cools the intake air by outside air or cooling water
  • the intake shutter valve 7 that adjusts the intake air flow rate that passes through
  • the engine E are supplied.
  • a surge tank 12 for temporarily storing intake air.
  • an air flow sensor 101 for detecting the intake air amount and an intake air temperature sensor 102 for detecting the intake air temperature are provided on the intake passage 1 immediately downstream of the air cleaner 3, and the turbocharger 5.
  • the intake shutter valve position sensor 105 for detecting the opening degree of the intake shutter valve 7 is provided, and the surge tank 12 is provided with an intake pressure sensor 108 for detecting the pressure of intake air in the intake manifold.
  • the engine E includes an intake valve 15 for introducing the intake air supplied from the intake passage 1 (specifically, an intake manifold) into the combustion chamber 17, a fuel injection valve 20 for injecting fuel toward the combustion chamber 17, A piston 23 that reciprocates by combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber 17, a crankshaft 25 that is rotated by reciprocation of the piston 23, and exhaust gas that is generated by combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber 17 And an exhaust valve 27 for discharging to 41.
  • an intake valve 15 for introducing the intake air supplied from the intake passage 1 (specifically, an intake manifold) into the combustion chamber 17, a fuel injection valve 20 for injecting fuel toward the combustion chamber 17,
  • a piston 23 that reciprocates by combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber 17, a crankshaft 25 that is rotated by reciprocation of the piston 23, and exhaust gas that is generated by combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber 17
  • an exhaust valve 27 for discharging to 41.
  • the fuel supply system FS includes a fuel tank 30 for storing fuel, and a fuel supply passage 38 for supplying fuel from the fuel tank 30 to the fuel injection valve 20.
  • a low-pressure fuel pump 31 for supplying fuel from the fuel tank 30 to the fuel injection valve 20.
  • a high-pressure fuel pump 33 for supplying fuel from the fuel tank 30 to the fuel injection valve 20.
  • a common rail 35 is provided in order from the upstream side.
  • the exhaust system EX has an exhaust passage 41 through which the exhaust gas passes.
  • the exhaust passage 41 is rotated by the exhaust gas passing through the exhaust passage 41 in order from the upstream side.
  • a turbine of the turbocharger 5 that drives the compressor, a diesel oxidation catalyst (DOC) 45 having a function of purifying exhaust gas, and a diesel particulate filter (DPF) 46 are provided.
  • the DOC 45 is a catalyst that oxidizes hydrocarbon (HC), carbon monoxide (CO), and the like using oxygen in the exhaust gas to change it into water and carbon dioxide
  • the DPF 46 is a particulate substance ( It is a filter that collects PM (Particulate Matter).
  • an exhaust pressure sensor 109 for detecting the exhaust pressure is provided on the exhaust passage 41 upstream of the turbine of the turbocharger 5, and on the exhaust passage 41 immediately downstream of the DPF 46. Is provided with a linear O 2 sensor 110 for detecting the oxygen concentration.
  • These various sensors 109 and 110 provided in the exhaust system EX output detection signals S109 and S110 corresponding to the detected parameters to the PCM 60, respectively.
  • the turbocharger 5 is configured as a two-stage supercharging system that can efficiently obtain high supercharging throughout the entire region from a low rotation range to a high rotation range where the exhaust energy is low. That is, the turbocharger 5 includes a large turbocharger 5a for supercharging a large amount of air in a high rotation range, a small turbocharger 5b capable of efficiently supercharging with low exhaust energy, and a compressor of the small turbocharger 5b.
  • a valve 5e is provided, and the supercharging by the large turbocharger 5a and the small turbocharger 5b is switched by driving each valve according to the operating state (engine speed and load) of the engine E.
  • the engine system 200 further includes an EGR device 43.
  • the EGR device 43 connects an exhaust passage 41 upstream of the turbine of the turbocharger 5 and an intake passage 1 downstream of the compressor of the turbocharger 5 (specifically, downstream of the intercooler 8). 43a and an EGR valve 43b for adjusting the flow rate of the exhaust gas that passes through the EGR passage 43a.
  • EGR gas amount The amount of exhaust gas recirculated to the intake system IN by the EGR device 43 (hereinafter referred to as “EGR gas amount”) is produced by the exhaust pressure upstream of the turbocharger 5 and the opening of the intake shutter valve 7. Roughly determined by the intake pressure to be generated and the opening of the EGR valve 43b.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the engine control apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • the PCM 60 engine control device
  • the PCM 60 includes a steering angle sensor 96 that detects the rotation angle of the steering wheel, and the accelerator pedal opening. Detection signals output from an accelerator opening sensor 97 that detects (accelerator opening), a vehicle speed sensor 98 that detects vehicle speed, an outside air temperature sensor 99 that detects outside air temperature, and an atmospheric pressure sensor 100 that detects atmospheric pressure.
  • control signals S130 to S132 are output to control the turbocharger 5, the fuel injection valve 20, and the EGR device 43.
  • the PCM 60 includes a basic target torque determination unit 61 that determines a basic target torque based on the driving state of the vehicle including the operation of the accelerator pedal, and a torque reduction that determines a torque reduction amount based on the driving state of the vehicle that does not include the operation of the accelerator pedal.
  • An amount determination unit 63 a final target torque determination unit 65 that determines a final target torque based on the basic target torque and the torque reduction amount, a torque change filter 67 that smoothes the temporal change of the final target torque, and a final target torque.
  • an engine control unit 69 that controls the engine E to output.
  • Each component of the PCM 60 includes a CPU, various programs that are interpreted and executed on the CPU (including a basic control program such as an OS and an application program that is activated on the OS to realize a specific function), a program, It is configured by a computer having an internal memory such as a ROM or RAM for storing various data.
  • a basic control program such as an OS and an application program that is activated on the OS to realize a specific function
  • a program It is configured by a computer having an internal memory such as a ROM or RAM for storing various data.
  • FIG. 3 is a flowchart of an engine control process in which the engine control apparatus according to the embodiment of the present invention controls the engine E.
  • FIG. 4 is a diagram of the torque that the engine control apparatus according to the embodiment of the present invention determines the torque reduction amount.
  • FIG. 5 is a map showing the relationship between the additional deceleration determined by the engine control apparatus according to the embodiment of the present invention and the steering speed, and
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating the reduction amount determination process.
  • FIG. 7 is a flowchart of a combustion mode determination process in which the engine control apparatus according to the embodiment determines the combustion mode, and FIG. 7 conceptually illustrates an engine operating region in which the engine control apparatus according to the embodiment switches the combustion mode.
  • FIG. 8 is a map showing the relationship between the difference between the estimated oxygen concentration in the cylinder and the target oxygen concentration and the correction amount of the fuel injection parameter. A.
  • the engine control process of FIG. 3 is started and executed repeatedly when the ignition of the vehicle 1 is turned on and power is turned on to the engine control device.
  • the PCM 60 acquires the driving state of the vehicle. Specifically, the PCM 60 detects the steering angle detected by the steering angle sensor 96, the accelerator opening detected by the accelerator opening sensor 97, the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 98, and the gear stage currently set for the transmission of the vehicle.
  • the detection signals S96 to S110 output by the various sensors 96 to 110 described above including the above are acquired as the operating state.
  • step S2 the basic target torque setting unit of the PCM 60 sets a target acceleration based on the driving state of the vehicle including the operation of the accelerator pedal acquired in step S1. Specifically, the basic target torque setting unit reads the current vehicle speed and gear stage from acceleration characteristic maps (created in advance and stored in a memory or the like) defined for various vehicle speeds and various gear stages. The acceleration characteristic map corresponding to is selected, and the target acceleration corresponding to the current accelerator opening is determined with reference to the selected acceleration characteristic map.
  • acceleration characteristic maps created in advance and stored in a memory or the like
  • step S3 the basic target torque determining unit 61 determines the basic target torque of the engine E for realizing the target acceleration determined in step S2.
  • the basic target torque determining unit 61 determines the basic target torque within the range of torque that can be output by the engine E based on the current vehicle speed, gear stage, road surface gradient, road surface ⁇ , and the like.
  • step S4 the torque change filter 67 smoothes the time change of the basic target torque determined in step S3.
  • various known methods for example, limiting the rate of change of the basic target torque to a threshold value or less, calculating a moving average of the time change of the basic target torque, etc. are used. be able to.
  • step S5 the torque reduction amount determination unit 63 determines the torque reduction amount based on the driving state of the vehicle other than the operation of the accelerator pedal. Execute. The torque reduction amount determination process will be described with reference to FIG.
  • step S21 the torque reduction amount determination unit 63 determines whether or not the absolute value of the steering angle acquired in step S1 is increasing. As a result, when the absolute value of the steering angle is increasing, the process proceeds to step S22, and the torque reduction amount determination unit 63 calculates the steering speed based on the steering angle acquired in step S1.
  • step S23 the torque reduction amount determination unit 63 determines whether or not the absolute value of the steering speed is decreasing.
  • the process proceeds to step S24 and the torque reduction amount determination unit 63 Acquires the target additional deceleration based on the steering speed.
  • This target additional deceleration is a deceleration to be applied to the vehicle in accordance with the steering operation in order to accurately realize the vehicle behavior intended by the driver.
  • the torque reduction amount determination unit 63 acquires the target additional deceleration corresponding to the steering speed calculated in step S22 based on the relationship between the target additional deceleration and the steering speed shown in the map of FIG. .
  • the horizontal axis in FIG. 5 indicates the steering speed, and the vertical axis indicates the target additional deceleration.
  • T S for example, 10 deg / s
  • the corresponding target additional deceleration is zero. That is, when the steering speed is less than the threshold value T S , the control for adding the deceleration to the vehicle according to the steering operation is not performed.
  • the target additional deceleration corresponding to the steering speed gradually approaches a predetermined upper limit value D max (for example, 1 m / s 2 ) as the steering speed increases. That is, as the steering speed increases, the target additional deceleration increases, and the increase rate of the increase amount decreases.
  • D max for example, 1 m / s 2
  • step S25 the torque reduction amount determination unit 63 determines the additional deceleration in the current process within a range where the increase rate of the additional deceleration is equal to or less than a threshold value Rmax (for example, 0.5 m / s 3 ). Specifically, when the increase rate from the additional deceleration determined in the previous process to the target additional deceleration determined in step S24 of the current process is equal to or less than Rmax, the torque reduction amount determining unit 63 determines in step S24. The determined target additional deceleration is determined as the additional deceleration in the current process.
  • a threshold value Rmax for example, 0.5 m / s 3
  • the torque reduction amount determination unit 63 adds the value determined in the previous process.
  • the value increased by the increase rate Rmax from the acceleration / deceleration until the current processing is determined as the additional deceleration in the current processing.
  • step S23 If the absolute value of the steering speed is decreasing in step S23, the process proceeds to step S26, where the torque reduction amount determination unit 63 determines the additional deceleration determined in the previous process as the additional deceleration in the current process. To do. That is, when the absolute value of the steering speed is decreasing, the additional deceleration at the maximum steering speed (that is, the maximum value of the additional deceleration) is held.
  • step S21 if the absolute value of the steering angle is not increasing (constant or decreasing), the process proceeds to step S27, where the torque reduction amount determination unit 63 sets the additional deceleration determined in the previous process this time.
  • the amount to be reduced (deceleration reduction amount) is acquired in the process.
  • the deceleration reduction amount is calculated based on, for example, a constant reduction rate (for example, 0.3 m / s 3 ) stored in advance in a memory or the like. Alternatively, it is calculated based on the reduction rate determined according to the driving state of the vehicle acquired in step S1 and the steering speed calculated in step S22.
  • step S28 the torque reduction amount determination unit 63 determines the additional deceleration in the current process by subtracting the deceleration decrease acquired in step S27 from the additional deceleration determined in the previous process.
  • step S29 the torque reduction amount determination unit 63 determines the torque reduction amount based on the current additional deceleration determined in step S25, S26, or S28. Specifically, the torque reduction amount determination unit 63 determines the torque reduction amount necessary for realizing the current additional deceleration based on the current vehicle speed, gear stage, road surface gradient, etc. acquired in step S1. To do. After this step S29, the torque reduction amount determination unit 63 ends the torque reduction amount determination processing and returns to the main routine.
  • step S6 the engine control unit 69 sets the combustion mode of the engine E according to the operating state of the engine E.
  • the combustion mode setting process for performing is performed. This combustion mode setting process will be described with reference to FIG.
  • step S31 the engine control unit 69 determines whether there is a request for torque reduction based on the driving state of the vehicle other than the operation of the accelerator pedal. Specifically, the engine control unit 69 determines that there is a request for torque reduction when the torque reduction amount determined in the torque reduction amount determination process in step S5 is greater than zero.
  • step S32 the final target torque determination unit 65 determines in the torque reduction amount determination process in step S5 from the basic target torque after smoothing in step S4.
  • the final target torque for fuel injection control for controlling the fuel injection valve 20 is determined by subtracting the torque reduction amount.
  • step S33 the engine control unit 69 determines whether or not the combustion mode of the engine E in the previous combustion cycle was diffusion combustion. As a result, when the combustion mode of the engine E in the previous combustion cycle is diffusion combustion, the process proceeds to step S34, and the engine control unit 69 performs the operation state of the engine in the current combustion cycle (specifically, the fuel of the engine E). It is determined whether or not the final target torque for injection control and the engine speed are included in the premixed combustion region.
  • the horizontal axis represents the engine speed
  • the vertical axis represents the engine load (final target torque for fuel injection control in the present embodiment).
  • the premixed combustion region A is set in a range where the engine speed is relatively low and the load is low
  • the diffusion combustion regions B and C are set in a range excluding the premixed combustion region. Has been.
  • step S34 the engine control unit 69 determines whether or not the operating state of the engine E in the current combustion cycle is included in the low-speed and low-load premixed combustion region (region A in FIG. 7). judge. As a result, when the operating state of the engine E in the current combustion cycle is included in the premixed combustion region, the process proceeds to step S35, and the engine control unit 69, regardless of the operating state of the engine E in the current combustion cycle, The current combustion mode is maintained as the previous combustion mode (that is, diffusion combustion).
  • step S31 the process proceeds to step S36, and the final target torque determination unit 65 performs the basic operation after smoothing in step S4.
  • the target torque is determined as the final target torque for fuel injection control.
  • step S37 the engine control unit 69 sets the combustion mode corresponding to the operating state of the engine E in the current combustion cycle based on the combustion mode map illustrated in FIG. That is, when the operating state of the engine E in the current combustion cycle is included in the premixed combustion region A, the combustion mode in the current combustion cycle is set to premixed combustion, and the operating state of the engine E in the current combustion cycle is set. Is included in the diffusion combustion region B or C, the combustion mode in the current combustion cycle is set to diffusion combustion.
  • step S33 when the combustion mode of the engine E in the previous combustion cycle is not diffusion combustion (premixed combustion), the process proceeds to step S37, and the engine control unit 69 performs the engine E in the current combustion cycle.
  • the combustion mode corresponding to the operating state is set based on the combustion mode map illustrated in FIG. For example, when the combustion mode of the engine E in the previous combustion cycle is premixed combustion, and the operation state of the engine E in the current combustion cycle is included in the diffusion combustion region B or C, the engine control unit 69 The combustion mode is switched from premixed combustion, which is the previous combustion mode, to diffusion combustion.
  • step S34 when the operating state of the engine E in the current combustion cycle is not included in the premixed combustion region (is included in the mixed combustion region), the process proceeds to step S37, and the engine control unit 69 performs the current operation.
  • the combustion mode corresponding to the operating state of the engine E in the combustion cycle is set based on the combustion mode map illustrated in FIG. That is, the engine control unit 69 sets the combustion mode in the current combustion cycle to diffusion combustion.
  • the PCM 60 ends the combustion mode setting process and returns to the main routine.
  • the engine control unit 69 sets basic fuel injection parameters for controlling the fuel injection valve 20 in step S ⁇ b> 7.
  • the basic fuel injection parameters include, for example, the required injection amount of fuel, the number of injections when performing multistage injection, the injection timing of each injection, the injection amount of each injection, and the like.
  • the basic fuel injection parameters are set in advance corresponding to the operating state of the engine. For example, as shown in FIG. 7, in the premixed combustion region A, the main injection divided into three times is set to be performed before the compression top dead center.
  • the diffusion combustion region B having a relatively low engine load in the diffusion combustion region two pre-injections (pilot injection and / or pre-injection) and one main injection are performed before and after the compression top dead center. It is set to be done. Further, in the diffusion combustion region C having a relatively high engine load in the diffusion combustion region, one pre-injection and one main injection are set to be performed before and after the compression top dead center.
  • step S8 the engine control unit 69 acquires a fuel injection parameter correction value for correcting the basic fuel injection parameter set in step S7. Specifically, when the combustion mode of the engine E is diffusion combustion, the engine control unit 69 performs the fuel injection of the front injection when the final target torque for fuel injection control changes corresponding to the change in the torque reduction amount. A fuel injection parameter correction value for reducing the amount is acquired. Further, when the combustion mode of the engine E is premixed combustion, when the final target torque for fuel injection control changes corresponding to the change in the torque reduction amount, the fuel injection that retards the fuel injection timing of the main injection Get the parameter correction value.
  • the engine control unit 69 uses an intake / exhaust model in which the oxygen concentration in the cylinder is determined by modeling the oxygen concentration of the gas in the intake / exhaust passage using, for example, the intake charge amount, intake air amount, EGR gas flow rate and oxygen concentration as parameters.
  • the intake charge amount is calculated based on detection signals from the intake pressure sensor 108 and the intake manifold temperature sensor.
  • the intake air amount is specified by the detection signal S101 of the air flow sensor 101.
  • the oxygen concentration of the EGR gas, the detection signal S110 of the linear O 2 sensor 110, the linear O 2 sensor 110 is calculated on the basis of the time delay to the detection of the actual exhaust oxygen concentration.
  • FIG. 8A is a correction map when the combustion mode of the engine E is premixed combustion
  • FIG. 8B is a correction map when the combustion mode of the engine E is diffusion combustion.
  • the horizontal axis represents the difference value obtained by subtracting the target oxygen concentration from the estimated oxygen concentration
  • the vertical axis represents the correction value of the fuel injection parameter.
  • the correction value for the fuel injection amount of the front-stage injection increases as the difference between the estimated oxygen concentration in the cylinder and the target oxygen concentration increases. It is set to increase in the weight loss direction.
  • step S9 the engine control unit 69 corrects the basic fuel injection parameter set in step S7 with the fuel injection parameter correction value acquired in step S8. That is, when the combustion mode of the engine E is premixed combustion, the engine control unit 69 retards the fuel injection timing of the main injection as the difference between the estimated oxygen concentration in the cylinder and the target oxygen concentration increases. Further, when the combustion mode of the engine E is diffusion combustion, the fuel injection amount of the pre-stage injection is reduced as the difference between the estimated oxygen concentration in the cylinder and the target oxygen concentration increases.
  • step S10 the engine control unit 69 controls the fuel injection valve 20 based on the fuel injection parameter corrected in step S9.
  • the final target torque determination unit 65 determines the basic target torque after smoothing in step S4 as the turbocharger 5 and the EGR device 43. It is determined as the final target torque for EGR / turbo control for control.
  • step S12 the engine control unit 69 causes the engine E to output the final target torque for EGR / turbo control based on the final target torque for EGR / turbo control and the engine speed set in step S11.
  • the required injection amount to be injected from the fuel injection valve 20 is set.
  • step S13 the engine control unit 69 determines the target oxygen concentration in the cylinder, the target intake air temperature, and the EGR control mode (EGR device) based on the required injection amount set in step S12 and the engine speed. 43 or the mode in which the EGR device 43 is not operated).
  • step S14 the engine control unit 69 sets various state quantities for realizing the target oxygen concentration and the target intake air temperature set in step S13.
  • the various state quantities include an exhaust gas amount (EGR gas amount) recirculated to the intake system IN by the EGR device 43, a supercharging pressure by the turbocharger 5, and the like.
  • step S15 the engine control unit 69 controls each actuator that drives each component of the engine system 200 based on the various state quantities set in step S14.
  • the engine control unit 69 performs feedforward control of the EGR device 43 so as to realize the various state quantities set in step S14, and the actual state quantities (oxygen concentration and intake air temperature) in the cylinder are determined in step S13.
  • the EGR device 43 is feedback-controlled so as to be close to the state quantity set in (i.e., target oxygen concentration and target intake air temperature).
  • the engine control unit 69 sets a limit value and a limit range according to various state quantities, and executes control by setting a control amount of each actuator such that the state value complies with the limit value or the limit range. To do.
  • the PCM 60 ends the engine control process.
  • FIG. 9 is a diagram showing a time change of parameters related to engine control by the engine control device when a vehicle equipped with the engine control device according to the embodiment of the present invention turns.
  • FIG. 9A is a plan view schematically showing a vehicle that turns right. As shown in FIG. 9A, the vehicle 1 starts turning right from position A and continues turning right from position B to position C with a constant steering angle.
  • FIG. 9B is a diagram showing changes in the steering angle of the vehicle that turns right as shown in FIG. 9A.
  • the horizontal axis indicates time
  • the vertical axis indicates the steering angle.
  • rightward steering is started at the position A, and the rightward steering angle is gradually increased when the steering addition operation is performed, and the rightward steering angle is maximized at the position B. It becomes. Thereafter, the steering angle is kept constant up to position C (steering holding).
  • FIG. 9C is a diagram showing changes in the steering speed of the vehicle that turns right as shown in FIG. 9B.
  • the horizontal axis indicates time
  • the vertical axis indicates the steering speed.
  • the steering speed of the vehicle is expressed by time differentiation of the steering angle of the vehicle. That is, as shown in FIG. 9C, when rightward steering is started at the position A, a rightward steering speed is generated, and the steering speed is kept substantially constant between the position A and the position B. Thereafter, the rightward steering speed decreases, and when the rightward steering angle becomes maximum at the position B, the steering speed becomes zero. Further, the steering speed remains zero while the rightward steering angle is maintained from position B to position C.
  • FIG. 9 (d) is a diagram showing a change in the additional deceleration determined based on the steering speed shown in FIG. 9 (c).
  • the horizontal axis indicates time
  • the vertical axis indicates additional deceleration.
  • the solid line in FIG. 9D indicates the change in the additional deceleration determined in the torque reduction amount determination process in FIG. 4, and the alternate long and short dash line indicates the change in the target additional deceleration based on the steering speed.
  • the target additional deceleration indicated by the alternate long and short dash line starts to increase from the position A and is kept substantially constant between the position A and the position B, and thereafter Decrease to zero at position B.
  • the torque reduction amount determining unit 63 determines that the absolute value of the steering speed has not decreased in step S23, that is, the absolute value of the steering speed has increased or the absolute value of the steering speed has not increased. If the value has not changed, the target additional deceleration is acquired based on the steering speed in step S24. Subsequently, in step S25, the torque reduction amount determination unit 63 determines the additional deceleration in each processing cycle in a range where the increase rate of the additional deceleration is equal to or less than the threshold value Rmax.
  • FIG. 9D shows a case where the increase rate of the target additional deceleration that has started increasing from position A exceeds the threshold value Rmax.
  • the torque reduction amount determination unit 63 determines that the additional deceleration is equal to the target additional deceleration.
  • the torque reduction amount determination unit 63 holds the additional deceleration at the maximum steering speed.
  • the target additional deceleration indicated by the alternate long and short dash line decreases accordingly, but the maximum value of the additional deceleration indicated by the solid line reaches the position B. maintain.
  • the torque reduction amount determination unit 63 acquires the deceleration reduction amount in step S27, and the deceleration is obtained. Addition deceleration is decreased by the amount of decrease.
  • the torque reduction amount determination unit 63 attaches so that the decrease rate of the additional deceleration gradually decreases, that is, the slope of the solid line indicating the change in the additional deceleration gradually decreases. Decrease acceleration / deceleration.
  • FIG. 9E is a diagram showing a change in the torque reduction amount determined based on the additional deceleration shown in FIG.
  • the horizontal axis indicates time
  • the vertical axis indicates the torque reduction amount.
  • the torque reduction amount determination unit 63 determines the torque reduction amount necessary for realizing the additional deceleration based on parameters such as the current vehicle speed, gear stage, and road surface gradient. Therefore, when these parameters are constant, the torque reduction amount is determined so as to change in the same manner as the change in the additional deceleration shown in FIG.
  • FIG. 9F is a diagram showing changes in the basic target torque before and after smoothing by the torque change filter 67.
  • the horizontal axis indicates time
  • the vertical axis indicates torque.
  • the dotted line in FIG. 9F indicates the basic target torque before smoothing by the torque change filter 67
  • the solid line indicates the basic target torque after smoothing by the torque change filter 67.
  • the basic target torque determined so as to achieve the target acceleration set based on the accelerator opening, the vehicle speed, the gear stage, etc. is steep due to various disturbances, noise, etc., as shown by the dotted line in FIG. May include changes.
  • smoothing the basic target torque by the torque change filter 67 a steep change is suppressed as shown by a solid line in FIG. 8F, and a rapid acceleration / deceleration of the vehicle is suppressed.
  • FIG. 9G is a diagram showing changes in the final target torque for fuel injection control determined based on the basic target torque and the torque reduction amount.
  • the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates torque.
  • the dotted line in FIG. 9 (g) shows the basic target torque after smoothing shown in FIG. 9 (f), and the solid line shows the final target torque for fuel injection control.
  • the final target torque determination unit 65 subtracts the torque reduction amount determined in the torque reduction amount determination process in step S5 from the basic target torque after smoothing in step S4. By doing so, the final target torque for fuel injection control is determined.
  • the smoothing by the torque change filter 67 is performed based on the basic state determined based on the driving state of the vehicle including the operation of the accelerator pedal. Only target torque. In other words, in the time change of the final target torque, the time change corresponding to the torque reduction amount determined based on the steering operation that is a driving state other than the operation of the accelerator pedal is not smoothed by the torque change filter 67. . Therefore, as shown by a solid line in FIG. 9G, the torque reduction amount is reflected on the final target torque as it is without being smoothed by the torque change filter 67.
  • step S35 of FIG. the engine control unit 69 maintains the combustion mode of the engine E as diffusion combustion.
  • the engine control unit 69 switches the combustion mode of the engine E from premixed combustion to diffusion combustion.
  • FIG. 9H is a diagram showing changes in the final target torque for EGR / turbo control determined based on the basic target torque.
  • the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates torque.
  • the final target torque determination unit 65 uses the basic target torque that has been smoothed in step S ⁇ b> 4 as the EGR ⁇ control for the turbocharger 5 and the EGR device 43. It is determined as the final target torque for turbo control. Therefore, as shown in FIG. 9 (h), the final target torque for EGR / turbo control changes in the same manner as the time change of the basic target torque after smoothing.
  • FIG. 9I is a diagram showing a change in the required injection amount determined based on the final target torque for fuel injection control.
  • the horizontal axis represents time
  • the vertical axis represents the required injection amount.
  • the dotted line in FIG. 9 (i) indicates the required injection amount corresponding to the smoothed basic target torque shown in FIG. 9 (f)
  • the solid line indicates the final target for fuel injection control shown in FIG. 9 (g).
  • the required injection amount corresponding to the torque is shown.
  • the engine control unit 69 causes the fuel injection valve 20 to inject the time change corresponding to the torque reduction amount in the time change of the final target torque for fuel injection control set in step S6. Control is performed according to the injection amount. Accordingly, the required injection amount changes in the same manner as the time change of the final target torque for fuel injection control shown in FIG. 9 (g), as shown by the solid line in FIG. 9 (i).
  • FIG. 9 (j) is a diagram showing a change between the target oxygen concentration in the cylinder and the actual oxygen concentration when the fuel injection amount is controlled as shown in FIG. 9 (i).
  • the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the oxygen concentration in the cylinder.
  • 9 (j) shows the target oxygen concentration determined based on the final target torque for EGR / turbo control shown in FIG. 9 (h), and the solid line shows the actual oxygen concentration in the cylinder (that is, engine control). Oxygen concentration estimated by the unit 69).
  • FIG. 9K is a diagram showing a change in the difference between the actual oxygen concentration in the cylinder and the target oxygen concentration.
  • the horizontal axis represents time
  • the vertical axis represents the difference between the actual oxygen concentration and the target oxygen concentration.
  • the oxygen concentration in the cylinder changes according to the fuel injection amount. . That is, when the fuel injection amount starts to decrease due to a decrease in the final target torque for fuel injection control corresponding to the torque reduction amount, the amount of oxygen consumed by combustion decreases, so as shown by the solid line in FIG.
  • the oxygen concentration in the cylinder begins to rise at timing T1 delayed from the start of the decrease in the fuel injection amount. Thereafter, when the fuel injection amount increases corresponding to the increase in the final target torque for fuel injection control, the amount of oxygen consumed by combustion increases. Therefore, the oxygen in the cylinder is delayed at a timing T2 delayed from the start of the increase in the fuel injection amount.
  • the concentration begins to decrease. Further, as shown in FIG. 9 (h), the final target torque for EGR / turbo control does not reflect the change in the torque reduction amount, and changes in the same manner as the time change of the basic target torque after smoothing.
  • the target oxygen concentration set based on the final target torque for EGR / turbo control does not change according to the torque reduction amount as shown by the dotted line in FIG. It changes in the same way as time changes.
  • the combustion mode of the engine E is diffusion combustion. If it is switched from to premixed combustion, it is necessary to reduce the oxygen concentration in the cylinder as compared with diffusion combustion.
  • the oxygen concentration in the cylinder rather increases as the final target torque for fuel injection control decreases, so that the target suitable for the actual oxygen concentration and premixed combustion. The difference from the oxygen concentration increases and abnormal combustion such as pre-ignition occurs.
  • the engine control unit 69 maintains the combustion mode of the engine E as diffusion combustion when the operating state of the engine E changes from the diffusion combustion region to the premixed combustion region. It is not necessary to reduce the oxygen concentration in the inside, and an increase in the difference between the actual oxygen concentration and the target oxygen concentration is suppressed.
  • the combustion mode of the engine E is switched from premixed combustion to diffusion combustion. Therefore, it is necessary to increase the oxygen concentration in the cylinder as compared with the premixed combustion. That is, as indicated by the solid line in FIG.
  • the oxygen concentration in the cylinder increases as the final target torque for fuel injection control decreases, and the combustion mode is switched from premixed combustion to diffusion combustion. Accordingly, the target oxygen concentration also increases, so that an increase in the difference between the actual oxygen concentration and the target oxygen concentration suitable for diffusion combustion is suppressed. Therefore, as described above, the engine control unit 69 can switch the combustion mode of the engine E from premixed combustion to diffusion combustion when the operating state of the engine E changes from the premixed combustion region to the diffusion combustion region. A combustion mode suitable for the operating state of the engine E is set.
  • the engine control unit 69 responds to the decrease in the final target torque for fuel injection control as shown in FIG.
  • the fuel injection timing of the main injection is retarded.
  • the combustion center of gravity is retarded, so even if the difference between the actual oxygen concentration and the target oxygen concentration becomes large, an abrupt in-cylinder pressure rise near the compression top dead center is suppressed, and abnormal combustion and knock noise occur. Is suppressed.
  • the engine control unit 69 decreases the fuel injection amount of the front-stage injection as the difference between the estimated oxygen concentration in the cylinder and the target oxygen concentration increases.
  • FIG. 9 (l) shows a case where the fuel injection amount is controlled based on the final target torque for fuel injection control shown in FIG. 9 (i) in the vehicle that is steered as shown in FIG. 9 (b).
  • the control corresponding to the change in the yaw rate (actual yaw rate) generated in the vehicle and the torque reduction amount shown in FIG. 9E is not performed (that is, after the smoothing shown by the dotted line in FIG. 9G)
  • FIG. 9 (l) shows the change of the actual yaw rate when the fuel injection amount is controlled based on the basic target torque.
  • the horizontal axis indicates time
  • the vertical axis indicates the yaw rate.
  • FIG. 9 (l) shows the change in the actual yaw rate when the fuel injection amount is controlled based on the final target torque for fuel injection control, and the dotted line does not perform the control corresponding to the torque reduction amount. Shows the change in the actual yaw rate.
  • the torque reduction amount determination unit 63 acquires the target additional deceleration based on the steering speed and determines the torque reduction amount based on the target additional deceleration, but other than the operation of the accelerator pedal.
  • the torque reduction amount may be determined based on the driving state of the vehicle (steering angle, yaw rate, slip ratio, etc.).
  • the torque reduction amount determination unit 63 calculates a target yaw acceleration to be generated in the vehicle based on the target yaw rate calculated from the steering angle and the vehicle speed or the yaw rate input from the yaw rate sensor, and the target yaw acceleration is calculated based on the target yaw acceleration.
  • the additional deceleration may be acquired to determine the torque reduction amount.
  • a lateral acceleration generated as the vehicle turns may be detected by an acceleration sensor, and the torque reduction amount may be determined based on the lateral acceleration.
  • the torque reduction amount determination unit 63 may determine the torque reduction amount based on a request different from the target additional deceleration (for example, torque necessary to cancel powertrain vibration during acceleration / deceleration). .
  • the engine control unit 69 controls the turbocharger 5 based on the final target torque for EGR / turbo control that does not reflect the torque reduction amount (that is, the basic target torque after smoothing).
  • the turbocharger 5 may be controlled based on the final target torque for EGR / turbo control reflecting the torque reduction amount.
  • the engine control unit 69 restricts the control of the turbocharger 5 according to the change in the final target torque corresponding to the change in the torque reduction amount.
  • the final target torque determination unit 65 determines the torque determined in the torque reduction amount determination process in step S5 from the basic target torque after smoothing in step S4.
  • the final target torque for EGR / turbo control for controlling the turbocharger 5 and the EGR device 43 is determined by subtracting a correction torque reduction amount obtained by multiplying the reduction amount by a correction coefficient of less than 1.
  • the final target torque corresponding to the change in the torque reduction amount is compared with the final target torque for fuel injection control obtained by subtracting the torque reduction amount as it is from the basic target torque. Since the change becomes small, the control of the turbocharger 5 according to the change in the final target torque corresponding to the change in the torque reduction amount is limited.
  • the turbocharger 5 has been described as being configured as a two-stage turbocharging system including the large turbocharger 5a and the small turbocharger 5b.
  • a variable geometry turbocharger in which a plurality of movable flaps are provided so as to surround the entire circumference of the turbine, and these flaps change the flow cross-sectional area (nozzle cross-sectional area) of the exhaust gas to the turbine.
  • VVT variable geometry turbocharger
  • the engine control unit 69 controls the flap opening degree based on the target boost pressure.
  • the engine control unit 69 controls the engine E so as to output the final target torque for fuel injection control reflecting the torque reduction amount determined based on the driving state of the vehicle other than the operation of the accelerator pedal.
  • the engine E is controlled so that a torque reduction amount can be obtained with high responsiveness to the driving state of the vehicle other than the above operation, and the load can be quickly applied to the front wheels, and the vehicle behavior intended by the driver can be accurately determined.
  • the engine E can be controlled to realize.
  • the engine control unit 69 causes the combustion of the engine E when the operating state of the engine E changes from the diffusion combustion region to the premixed combustion region due to the change of the final target torque for fuel injection control corresponding to the change of the torque reduction amount.
  • the mode is maintained as diffusive combustion, there is no need to reduce the oxygen concentration in the cylinder according to the switching of the combustion mode from diffusion combustion to premixed combustion, and the difference between the actual oxygen concentration and the target oxygen concentration is expanded. Thus, it is possible to suppress the occurrence of knocking noise due to abnormal combustion such as pre-ignition.
  • the torque reduction amount determination unit 63 determines the torque reduction amount according to the steering operation of the vehicle, the time change of the torque reduction amount determined based on the steering operation can be reflected in the time change of the final target torque.
  • a deceleration according to the steering operation of the driver can be quickly applied to the vehicle, a load is applied to the front wheels, and the cornering force can be increased rapidly to improve the response to the steering operation.
  • the engine E can be controlled to accurately realize the vehicle behavior intended by the driver while suppressing the generation of knocking noise due to abnormal combustion such as early ignition.
  • the engine control unit 69 When the actual oxygen concentration in the cylinder rises in response to a decrease in the final target torque for fuel injection control corresponding to the change in torque reduction amount, premixing is performed. As the target oxygen concentration increases as the combustion mode is switched from combustion to diffusion combustion, it is possible to suppress an increase in the difference between the actual oxygen concentration and the oxygen concentration suitable for the combustion mode. While suppressing the occurrence of knocking noise due to abnormal combustion such as pre-ignition, it is possible to set a combustion mode suitable for the operating state of the engine E, improving combustion stability and Improvement of Deployment can be achieved.
  • the engine control device is a diesel engine control device provided with the fuel injection device 20 for injecting fuel into the cylinder
  • the diesel engine engine is controlled according to the final target torque for fuel injection control reflecting the torque reduction amount.
  • the time change of the torque reduction amount determined based on the driving state of the vehicle other than the operation of the accelerator pedal can be realized accurately with high responsiveness, and the vehicle behavior intended by the driver can be realized.
  • the diesel engine can be controlled to achieve precisely.
  • the engine control unit 69 corrects the fuel injection parameters set in advance corresponding to the operating state of the engine E. Even if a mismatch occurs between the target oxygen concentration in the cylinder and the actual oxygen concentration according to the change in the final target torque for fuel injection control, the fuel injection parameter is corrected so that the abrupt An increase in in-cylinder pressure and rapid combustion can be suppressed, and thereby generation of knock noise due to abnormal combustion such as pre-ignition can be suppressed.
  • the engine control unit 69 reduces the fuel injection amount of the front stage injection when the final target torque for fuel injection control changes corresponding to the change of the torque reduction amount. Therefore, even if a mismatch occurs between the target oxygen concentration in the cylinder and the actual oxygen concentration in accordance with the change in the final target torque for fuel injection control, by suppressing the improvement in ignitability by the pre-stage injection Rapid combustion at the time of main injection can be suppressed, and thereby generation of knocking can be reliably suppressed.
  • the engine control unit 69 sets the fuel injection timing of the main injection when the final target torque for fuel injection control changes corresponding to the change in the torque reduction amount. Since the angle is retarded, even if a mismatch occurs between the target oxygen concentration in the cylinder and the actual oxygen concentration according to the change in the final target torque for fuel injection control, the combustion center of gravity is retarded to increase the compression. An abrupt in-cylinder pressure increase in the vicinity of the dead center can be suppressed, whereby the generation of knocking noise can be reliably suppressed.
  • the engine control unit 69 increases the fuel injection parameter as the difference between the actual oxygen concentration in the cylinder and the target oxygen concentration increases. Therefore, even if the mismatch between the target oxygen concentration in the cylinder and the actual oxygen concentration increases, the correction amount of the fuel injection parameter is increased to increase the fuel injection parameter suddenly. In-cylinder pressure rise and rapid combustion can be reliably suppressed, and thereby generation of knock noise due to abnormal combustion such as pre-ignition can be reliably suppressed.

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Abstract

燃焼モードをエンジンの運転状態に応じて切り替えるエンジンにおいて、異常燃焼によるノック音の発生を抑制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。エンジンの制御装置は、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、エンジンの運転状態に応じて燃焼モードを予混合燃焼又は拡散燃焼に設定するエンジン制御部(69)とを有し、エンジン制御部は、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より、エンジン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、燃焼モードを拡散燃焼のまま保持する。

Description

エンジンの制御装置
　本発明は、エンジンの制御装置に係わり、特に、エンジンの燃焼モードを、エンジンの運転状態に応じて切り替え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、エンジンの燃焼モードを、エンジンの運転状態に応じて切り替えるものが知られている。例えば、ディーゼルエンジンにおいては、気筒内に燃料を噴射しながら燃焼させる拡散燃焼と、気筒内において予め燃料と空気とを混合させてから着火させる予混合燃焼とを、エンジンの負荷及び回転数に応じて切り替えるものが知られている。
　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たとき、その目標トルクの変化に応じてエンジンの燃焼モードが拡散燃焼から予混合燃焼に切り替わる場合がある。気筒内に燃料を噴射しながら燃焼させる拡散燃焼では、不完全燃焼によるエミッションの悪化を抑制するために、予混合燃焼と比較して気筒内の酸素濃度が高く設定されているので、燃焼モードが拡散燃焼から予混合燃焼に切り替わる場合には、気筒内の酸素濃度を低下させる必要がある。
　しかしながら、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、予混合燃焼に適した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、エンジンの燃焼モードをエンジンの運転状態に応じて切り替えるエンジンにおいて、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、エンジンの燃焼モードを、エンジンの運転状態に応じて切り替え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、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、最終目標トルクを出力させるようにエンジンを制御するエンジン制御手段と、エンジンの運転状態が予め定めた予混合燃焼領域にある場合、エンジンの燃焼モードを予混合燃焼に設定し、エンジンの運転状態が予め定めた拡散燃焼領域にある場合、エンジンの燃焼モードを拡散燃焼に設定する燃焼モード設定手段と、を有し、燃焼モード設定手段は、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より、エンジン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、エンジンの燃焼モードを拡散燃焼のまま保持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、エンジン制御手段は、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出力させるようにエンジンを制御するので、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、燃焼モード設定手段は、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より、エンジン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、実際の酸素濃度と燃焼モードに適した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、本発明において、好ましくは、トルク低減量決定手段は、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。
　このように構成され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、好ましくは、燃焼モード設定手段は、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より、エンジン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。
　このように構成された本発明においては、気筒内の酸素濃度が、トルク低減量の変化に対応する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燃焼モードに適した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、本発明において、好ましくは、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備えたディーゼルエンジンの制御装置であり、エンジン制御手段は、最終目標トルクをディーゼルエンジンに出力させるように燃料噴射装置の燃料噴射量を制御する。
　このように構成された本発明においては、トルク低減量を反映した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。
　本発明によるエンジンの制御装置によれば、エンジンの燃焼モードをエンジンの運転状態に応じて切り替えるエンジンにおいて、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 (4)

  1. 　エンジンの燃焼モードを、エンジンの運転状態に応じて切り替え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、
    　上記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、
    　上記最終目標トルクを出力させるように上記エンジンを制御するエンジン制御手段と、
    　エンジンの運転状態が予め定めた予混合燃焼領域にある場合、エンジンの燃焼モードを予混合燃焼に設定し、エンジンの運転状態が予め定めた拡散燃焼領域にある場合、エンジンの燃焼モードを拡散燃焼に設定する燃焼モード設定手段と、を有し、
    　上記燃焼モード設定手段は、上記トルク低減量の変化に対応する上記最終目標トルクの変化により、エンジン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、エンジンの燃焼モードを拡散燃焼のまま保持することを特徴とするエンジンの制御装置。
  2. 　上記トルク低減量決定手段は、車両のステアリング操作に応じて上記トルク低減量を決定する、請求項１に記載のエンジンの制御装置。
  3. 　上記燃焼モード設定手段は、上記トルク低減量の変化に対応する上記最終目標トルクの変化により、エンジン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、エンジンの燃焼モードを予混合燃焼から拡散燃焼に切り替える、請求項１又は２に記載のエンジンの制御装置。
  4. 　上記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備えたディーゼルエンジンの制御装置であり、
    　上記エンジン制御手段は、上記最終目標トルクを上記ディーゼルエンジンに出力させるように上記燃料噴射装置の燃料噴射量を制御する請求項１乃至３の何れか１項に記載のエンジンの制御装置。
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