(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの出力を制御する出力制御手段によりエンジンを出力調節して車両の走行状態を制御する走行状態制御手段を備えた車両に設けられるエンジンの制御装置であって、
エンジンの燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、
エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、
上記燃料噴射弁の燃料噴射時期を調節しエンジンが所定の運転状態にあるときに成層燃焼を実行する燃焼方式制御手段と、
上記エンジンが少なくとも上記所定の運転状態にあるときにエンジンの吸気系に還流させる排気ガスの還流量を制御する排気還流制御手段とを備え、
エンジンの運転状態が上記所定の運転状態にあって、上記走行状態制御手段が出力低減を必要とするときに、上記排気還流制御手段による排気ガスの還流を禁止するとともに、上記成層燃焼を実行するエンジン運転領域をエンジン高負荷側に拡大することを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載されているエンジンの制御装置において、
上記走行状態制御手段が、車両の現走行状態の目標走行状態からのずれを求め該ずれ量が第１の所定値を越えたときにエンジンの出力低減を要求するものであり、
上記ずれが発生し上記第１の所定値よりも小さい第２の所定値を最初に越えたときに制御予備信号を所定時間出力する手段を備え、
エンジンの運転状態が上記所定の運転状態にあって、上記予備信号を受けているときに、上記排気還流制御手段による排気ガスの還流を禁止することを特徴とするエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの出力調節によって車両の走行状態を制御する走行状態制御手段を備えた車両に設けられるエンジンの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の走行状態制御手段として、車両の発進性ないしは加速性を向上させるた
めに駆動輪のスリップを抑える所謂トラクションコントロールシステムや、車両の旋回走行状態が目標走行状態となるように車両に適切なヨーモーメントを発生させる所謂スタビリティコントロールシステム（以下、ＳＣＳという。）が知られている。これらの走行状態制御手段においては、車輪に対する制動力を制御する他、エンジンの出力も制御されている。
【０００３】
例えば特開平７−１２７４９２号公報には、トラクションコントロールに関し、路面摩擦係数及び車両の横加速度を考慮して車輪に付与する駆動トルク（エンジンの発生トルク）の目標値を設定し、電動モータで駆動されるスロットル弁によってスロットル開度を調節してトルク制御を行なうことが記載されている。
【０００４】
また、特開平７−３０１１３９号公報には、燃焼室に燃料を直接噴射する燃料噴射弁を備えた筒内直噴式エンジンにおいて、エンジン回転数とアクセル開度とに基づいてエンジン発生目標トルクを求め、該目標トルクに応じて燃料の噴射タイミング、空燃比、点火時期及び空気量のうちの少なくとも２つのパラメータを制御することが記載されている。この制御は燃費の向上、走行フィーリングの向上をねらいとするものである。また、この公報には、燃料の噴射を圧縮行程において行なうことによって燃焼室内で燃料混合気を偏在させて燃焼させる成層燃焼について記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記成層燃焼はリーン空燃比で行なわれるが、その場合に排気ガスを吸気系に戻す排気還流を行なえばＮＯｘの排出を抑制することができ、その効果は排気還流量が多いほど大になる。しかし、走行状態制御手段がエンジンの出力低減を必要とするときに排気ガスの還流がそのまま行なわれていれば、燃料噴射量を低減させたときに失火し易くなる。これに対して、燃料噴射量の調節に連動させて排気還流用の弁を作動させて排気還流量を調節することが考えられるが、この弁の作動から実際に排気還流量が低減するまでの応答遅れがあるから、実際には失火を避けることが難しい。一方、燃料噴射量の調節に上記応答遅れに応じた遅延処理を施すことも考えられるが、走行状態の制御では車両の走行安定性のためにエンジンコントロールに応答性が高いことが求められ、これに対応することができない。
【０００６】
そこで、本発明は、排気ガスを還流する筒内直噴式エンジンにおいて、走行状態の制御の上でエンジンの出力の低減が必要になるときに、エンジンの出力を応答性良くコントロールできるようにするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、筒内直噴式エンジンを採用し、走行状態制御手段から出力低減の要求があるときには、排気ガスの還流を禁止するとともに、成層燃焼を実行するエンジン運転領域をエンジン高負荷側に拡大することによって、上記課題を解決している。
【０００８】
すなわち、この出願の請求項１に係る発明は、エンジンの出力を制御する出力制御手段によりエンジンを出力調節して車両の走行状態を制御する走行状態制御手段を備えた車両に設けられるエンジンの制御装置であって、
エンジンの燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、
エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、
上記燃料噴射弁の燃料噴射時期を調節しエンジンが所定の運転状態にあるときに成層燃焼を実行する燃焼方式制御手段と、
上記エンジンが少なくとも上記所定の運転状態にあるときにエンジンの吸気系に還流させる排気ガスの還流量を制御する排気還流制御手段とを備え、
エンジンの運転状態が上記所定の運転状態にあって、上記走行状態制御手段が出力低減を必要とするときに、上記排気還流制御手段による排気ガスの還流を禁止するとともに、上記成層燃焼を実行するエンジン運転領域をエンジン高負荷側に拡大することを特徴とする。
【０００９】
成層燃焼方式では、燃料噴射量を調節することによって、エンジンの吸入空気量を大きく変化させずともエンジン出力を応答性良く調節することができる。但し、燃料噴射量が多くなると安定した成層燃焼を行なうことができなくなるから、この成層燃焼はエンジンの発生すべき目標トルクが比較的低い場合に有効となる。従って、走行状態制御手段がエンジン出力の低減を必要とするときは、目標トルクが低下するから、成層燃焼を行なえば走行状態の変化に対して応答性良くエンジン出力を調節することができる。
【００１０】
この発明では、上記成層燃焼中に排気ガスの還流を行なうようにしたエンジンにおいて、走行状態制御手段が出力の低減を必要とするときに、排気ガスの還流を禁止するようにしたから、還流排気ガスが成層燃焼の安定性に悪影響を及ぼすことを避けることができる。つまり、燃料噴射量の増減に応じて排気還流量を変化させる必要がなく、排気還流制御の応答遅れによるエンジンの失火を防止することができる。よって、成層燃焼領域において走行状態制御手段の要求に応じて燃料噴射量を増減し応答性良く出力調節することができる。
【００１１】
このように走行状態制御手段の要求に応じて出力調節を行なうときに還流排気ガスによる失火を避けることができるということは、定常運転においては排気ガスをエンジン失火を招かない限界近くまで還流させることができることを意味し、ＮＯｘの低減に有利になる。
【００１２】
しかも、排気ガスの還流の禁止に伴って吸入空気量が多くなるから、燃料噴射量が排気ガスの還流を行なっている場合よりも多くなっても成層燃焼を行なうことができる。そこで、この発明では排気ガスの還流が禁止されるときに、成層燃焼を実行するエンジン運転領域を少なくともエンジン高負荷側に拡大するようにしているものである。従って、この拡大によって、非成層燃焼から成層燃焼への移行をエンジン負荷が比較的高い運転域で行なうことができ、走行状態制御手段からの出力低減の要求に応じて速やかに成層燃焼へ移行することができる。また、成層燃焼を行なっているときにエンジン出力増大の要求があっても、これに対応することが容易になる。
【００１３】
この出願の請求項２に係る発明は、請求項１に記載されているエンジンの制御装置において、
上記走行状態制御手段が、車両の現走行状態の目標走行状態からのずれを求め該ずれ量が第１の所定値を越えたときにエンジンの出力低減を要求するものであり、
上記ずれが発生し上記第１の所定値よりも小さい第２の所定値を最初に越えたときに制御予備信号を所定時間出力する手段を備え、
エンジンの運転状態が上記所定の運転状態にあって、上記予備信号を受けているときに、上記排気還流制御手段による排気ガスの還流を禁止することを特徴とする。
【００１４】
すなわち、走行状態の制御は、現走行状態と目標走行状態とのずれに基づいて実行されるが、そのずれが発生した場合に直ちに出力低減制御を開始するのではなく、所定の閾値を越えたときにその制御が開始される。しかし、そのずれがある程度発生しているときには、出力低減制御が実行される可能性が高いから、この発明では、そのような場合に予備信号を出力させ、それに基づいて排気ガスの還流を抑制するようにしているものである。従って、その後に出力低減要求がなければ、元の排気ガス還流状態に戻るが、その要求があったときには既に排気ガスの還流が抑制された状態にあるから、エンジンの失火を招くことなく速やかに燃料噴射量を絞ってエンジン出力を低減させることができる。
【００１５】
【発明の効果】
従って、この出願の発明によれば、エンジンが所定の運転状態にあるときに成層燃焼を実行するとともに、排気ガスの還流を行なうようにした筒内直噴式エンジンにおいて、エンジンの運転状態が上記所定の運転状態にあって、走行状態制御手段が出力低減を必要とするときに、排気ガスの還流を禁止するとともに、上記成層燃焼を実行するエンジン運転領域をエンジン高負荷側に拡大するようにしたから、成層燃焼での定常運転時に排気ガスをエンジン失火限界近傍まで導入してＮＯｘの低減を図りながら、走行状態制御手段の出力低減要求によって成層燃焼を行なうときには、燃料噴射量を増減させても還流排気ガスが原因となってエンジンが失火することがなくなり、車両の走行状態に応じてエンジン出力を応答性良く制御することができる。しかも、非成層燃焼から成層燃焼への移行をエンジン負荷が比較的高い運転域で行なうことができ、走行状態制御手段からの出力低減の要求に応じて速やかに成層燃焼へ移行することができるとともに、成層燃焼を維持しながら走行状態制御手段からの要求に応じてエンジン出力を増減に対応することが容易になる。
【００１６】
また、走行状態制御手段の出力低減要求前に制御予備信号が出力されるようにして、排気ガスの還流を禁止するようにしたものによれば、その後に出力低減要求があったときには既に排気ガスの還流が禁止された状態になっているから、エンジンの失火を招くことなく速やかに出力を低減させることができ、応答性の良い走行状態の制御に有利になる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基いて説明する。
【００１８】
（全体構成）
図１はＳＣＳを備えた車両を示す。同図において、１は車体、２，２，…は、前後左右の４つの車輪２１FR，２１FL，２１RR，２１RLに個別に配設された４つの液圧式ブレーキ（ホイールシリンダ）、３は上記各ブレーキ２に圧液を供給するための加圧ユニット、４は該加圧ユニット３からの圧液を上記各ブレーキ２に分配供給する液圧ユニット（Hudraulic Unit：以下ＨＵという）である。５は加圧ユニット３及びＨＵ４を介して各ブレーキ２の制御を行なうとともに、エンジン出力の制御を行なうコントローラ、６は上記各車輪の車輪速を検出する車輪速センサ、７は車両の横方向（左右方向）の加速度Ｙを検出する横加速度センサ、８は車両のヨーレイトψ′を検出するヨーレイトセンサ、９は前輪操舵角θH を検出する舵角センサ、１０は運転者のブレーキ操作に応じた液圧を発生するマスタシリンダ、１１は多気筒のエンジン、１２はオートマチックトランスミッション（ＡＴ）である。１３は後述するスロットル弁の開度制御、燃料噴射弁の作動制御、ＥＧＲ弁の作動制御及び点火時期制御を行なってエンジン運転状態を制御するエンジンコントローラである。
【００１９】
エンジン１１は図２に示すように筒内直噴式エンジンである。同図において、１６はシリンダブロック、１７はシリンダヘッド、１８はピストン、１９は燃焼室、２４は吸気ポート、２５は排気ポート、２６は吸気バルブ、２７は排気バルブである。シリンダヘッド１７に、燃焼室１９の中央部に臨む点火プラグ２８が設けられているとともに、シリンダヘッド１７の燃焼室側壁に燃焼室１９の上記点火プラグ２８の下側に向かって燃料を側方から噴射する燃料噴射弁２９が設けられている。ピストン１８の頂部にはキャビティ３０が形成されていて、このキャビティ３０は燃料噴射弁２９から噴射された燃料を点火プラグ２８の近傍に反射させる。排気ポート２５より延びる排気通路３５には排気浄化触媒３６が設けられている。吸気ポート２４に接続された吸気通路３８にはアクセルペダルとは機械的に切り離されアクセル操作量と運転状態とに基づいてモータにより駆動される電子制御式のスロットル弁３７が設けられている。
【００２０】
また、排気通路３５から排気ガスを吸気系に還流させるＥＧＲ通路３９が吸気通路３８へ延び、このＥＧＲ通路３９に排気ガスの還流量を調節するダイヤフラム型のＥＧＲ弁４０が設けられている。
【００２１】
図３に示すように、右側前輪２１FR及び左側後輪２１RLの各ブレーキ２，２は第１液圧管路２２ａによりマスタシリンダ１０に接続され、左側前輪２１FL及び右側後輪２１RRの各ブレーキ２，２は第２液圧管路２２ｂによりマスタシリンダ１０に接続されて、所謂、Ｘ配管タイプの互いに独立した２つのブレーキ系統が構成されており、ブレーキペダル１４の踏み操作に応じて各車輪に制動力が付与されるようになっている。
【００２２】
上記加圧ユニット３は、液圧管路２２ａ，２２ｂにそれぞれ接続された液圧ポンプ３１ａ，３１ｂと、これらの液圧ポンプ３１ａ，３１ｂ及びマスタシリンダ１０を断続可能なように液圧管路２２ａ，２２ｂの各々に配設されたカットバルブ３２ａ，３２ｂと、これらのカットバルブ３２ａ，３２ｂ及び上記マスタシリンダ１０の間の液圧を検出する液圧センサ３３とを備えている。そして、コントローラ５からの信号に応じて上記カットバルブ３２ａ，３２ｂが閉状態にされることで、運転者によるブレーキ操作とは無関係に、上記液圧ポンプ３１ａ，３１ｂから吐出される圧液がＨＵ４を介して各ブレーキ２に供給される。
【００２３】
上記ＨＵ４は、第１液圧管路２２ａ又は第２液圧管路２２ｂを介して加圧ユニット３から供給される圧液を各ブレーキ２に供給して増圧させる加圧バルブ４１，４１…と、上記各ブレーキ２をリザーバタンク４２に接続し圧液を排出させて減圧する減圧バルブ４３，４３…とを備えている。そして、コントローラ５からの信号に応じて上記加圧バルブ４１，４１，…及び減圧バルブ４３，４３，…の開度がそれぞれ独立に増減制御されることで、上記ブレーキ２，２，…の液圧が増減されて、各車輪２１FR，２１FL，…に付与される制動力がそれぞれ増減変更される。
【００２４】
上記コントローラ５は、マイクロコンピュータを利用してなるものであり、ＳＣＳの制御を行なう。このＳＣＳ制御は、後に詳述する如く、車両の旋回走行状態が所定以上崩れたときに、各車輪に付与する制動力を調節することによって各車輪のスリップ制御（路面と車輪との間の摩擦力の制御）を行なうことにより、車両にヨーモーメントを作用させて、また、必要に応じてエンジン出力を制御することにより、車両の旋回走行状態を目標走行状態になるようにするものである。なお、コントローラ５は、液圧センサ３３からの入力信号に基づいて運転者のブレーキ操作が検出されたときには、このブレーキ操作に対応して上記加圧ユニット３及びＨＵ４の作動制御を行うようになっている。
【００２５】
（ＳＣＳ制御）
ＳＣＳ制御の構成は図４に示されている。
【００２６】
−検出系−
車両の旋回走行状態を規定するための車両の状態を検出する検出系としては、上記車輪速センサ６、横加速度センサ７、ヨーレイトセンサ８及び舵角センサ９がある。また、液圧センサ３３も当該検出系を構成している。
【００２７】
−制御される調節系−
調節系としては、車両の前後左右の各車輪に付与する制動力を調節する制動力調節手段と、車両を駆動する駆動原の出力を調節する出力調節手段とが設けられている。この場合、加圧ユニット３と液圧ユニット４が制動力調節手段を構成している。また、スロットル弁の開度制御及び燃料噴射弁の作動制御により、エンジン出力を調節することができ、従って、このスロットル弁及び燃料噴射弁は出力調節手段を構成する。
【００２８】
−制御系−
制御系は、検出系６〜９，３３からの入力信号値に基づいて現在の車両状態量（車両の旋回走行状態量）を演算する状態量演算部５１と、該検出系からの入力信号値に基づいて制御の目標とする状態量（目標旋回走行状態量）を演算し設定する目標状態量演算部５２と、上記車両状態量及び目標状態量の間の偏差に基づいてＳＣＳ制御に入るか否かの判定を行う制御要否判定部５３とを備えている。また、制御部としては、加圧ユニット３及びＨＵ４の作動を制御することによって上記４輪の各々に付与する制動力を独立して調節して車両にヨーモーメントを発生させる制動力制御部５４と、エンジンコントローラ１３によってエンジン１１の出力を原則として所定量低下させるエンジン制御部５５とがある。制御には後述するβ制御とψ´制御とがある。
【００２９】
−エンジンコントローラについて−
エンジンコントローラ１３は、図５に示すように、エンジンの運転状態に基づいて基本トルクＴb を求める基本トルク演算部６１、車両の走行状態に基づいてエンジンの目標トルクＴr を求める目標トルク演算部６２、エンジンの運転状態に基づいてその燃焼方式を選択制御する燃焼方式制御部６３、並びに車両の走行状態に基づいて該燃焼方式制御部６３に燃焼方式を変更させる燃焼方式変更部６４を備え、さらに、目標空燃比設定部６５、燃料噴射量演算部６６、スロットル開度演算部６７、エンジンの運転状態に基づいて排気ガスの還流を制御する排気還流制御部７１、車両の走行状態に基づいて排気ガスの還流を抑制する排気還流抑制部７２、並びに燃料噴射時期設定部７３を備えている。
【００３０】
すなわち、基本的にはアクセル量（アクセルペダルの踏込量）accel とエンジン回転数Ｎe とに基づいてエンジンが発生すべき基本トルクＴb を設定して制御されるが、車両の走行状態に基づいてＳＣＳ制御系がエンジン出力の低減を必要とするときには、それに応じてエンジンが発生すべき目標トルクＴr を設定するとともに、エンジンの燃焼方式の変更がなされるものである。
【００３１】
また、排気ガスの還流は、基本的にはアクセル量accel とエンジン回転数Ｎe とに基づいてＥＧＲ弁４０のリフト量を演算して制御されるが、車両の走行状態に基づいてＳＣＳ制御系がエンジン出力の低減を必要とするときには、当該排気ガス還流制御が抑制されるものである。
【００３２】
従って、エンジン制御のための検出系としては、アクセルペダルの踏込量からアクセル量accel を検出するアクセルセンサ６８と、エンジン回転数Ｎe を検出する回転センサ６９とを備え、また、ＳＣＳ制御系からの信号を入力する。
【００３３】
−制御の内容−
図６は車両の走行制御を実行するための全体的動作を示し、まず、運転者によりイグニッションスイッチがオンされてエンジンが始動されると、ステップＳ２でコントローラ５を初期設定し、前回の処理で記憶しているセンサ検出信号や演算値等をクリアする。ステップＳ４では各車輪速信号v1〜v4、舵角信号θH 、ヨーレート信号ψ´、横加速度信号Ｙなど検出系の信号を入力する。ステップＳ６では上述の各検出信号に基づく車両状態量を演算する。ステップＳ８ではステップＳ６で演算された車両状態量からＳＣＳ制御に必要となるＳＣＳ制御目標値や制御出力値を演算し、ステップＳ１０でＳＣＳの出力を行なうことになる。
【００３４】
−ＳＣＳ演算処理−
次に、上記ステップＳ８のＳＣＳ演算処理の詳細について説明する。
【００３５】
図７にＳＣＳ演算処理を実行するためのフローが示されており、ステップＳ３０では車輪速v1〜v4、車体速（車速）Ｖ、前輪舵角θ、実ヨーレート（実際のヨーレート）ψ'act、実横方向加速度Yactを入力する。なお、車体速Ｖは従動輪の車輪速に基づいて演算され、実ヨーレートψ'act及び実横加速度Ｙact はヨーレートセンサ８、横加速度センサ７の出力信号から求められる。ステップＳ３２では車両に発生する垂直荷重を車体速Ｖと横加速度Ｙact とに基づいて周知の数学的手法により推定演算する。ステップＳ３３では車両に実際に発生する実横滑り角βact を演算する。実横滑り角βact は、その変化速度Δβact を積分することにより演算され、変化速度Δβact は下記の式（１）により算出される。
【００３６】
Δβact ＝ψact ＋Ｙact ／Ｖ…（１）
【００３７】
次に、ステップＳ３４では、ＳＣＳ制御に実際に利用される推定横滑り角βcontの演算において参照される参照値βref を演算する。この参照値βref は、車両諸元と、車両状態量（車体速Ｖ、ヨーレートψ'act、実横方向加速度Ｙact 、実横滑り角βact の変化速度Δβact 、ヨーレートψ'actの変化量（微分値）Δψ'act）、ブレーキにより生じるヨーモーメントの推定値D1、ブレーキにより生じる横方向の力の低下量の推定値D2に基づいて２自由度モデルを流用して演算される。この参照値βref は、要するに、検出された車両状態量及びブレーキ操作力に基づいて推定される横滑り角を演算している。その後、ステップＳ３５ではＳＣＳ制御に実際に利用される推定横滑り角βcontを演算する。この推定横滑り角βcontは、下記の式（２），（３）から導かれる微分方程式を解くことにより算出される。すなわち、
【００３８】
Δβcont＝Δβact ＋ｅ＋Ｃf ・（βref −βcont）…（２）
Δｅ＝Ｃf ・（Δβref −Δβact −ｅ）…（３）
但し、ｅ：ヨーレートセンサと横加速度センサのオフセット修正値
Ｃf ：カットオフ周波数
【００３９】
カットオフ周波数Ｃf は、推定横滑り角βcontを参照値βref の信頼性に応じてこの参照値βref に収束するように補正して、推定横滑り角βcontに発生する積分誤差をリセットする際の補正速度の変更ファクタとなり、参照値βref の信頼性が低いほど小さくなるように補正される係数である。また、参照値βref の信頼性が低くなるのは前輪のコーナリングパワーＣpf或いは後輪のコーナリングパワーＣprに変化が生じたときである。
【００４０】
ステップＳ３６では各車輪の車輪スリップ率及び車輪スリップ角を演算する。車輪スリップ率及び車輪スリップ角は、各車輪の車輪速v1〜v4、車体速Ｖ、推定横滑り角βcont、前輪舵角θH から周知の数学的手法により推定演算される。ステップＳ３８では各車輪への負荷率を演算する。車輪負荷率は、各車輪のタイヤ２３の発揮し得る全グリップ力に対する現在のグリップ力の割合であり、ステップＳ３６で演算された車輪スリップ率及び車輪スリップ角とステップＳ３２で演算された垂直荷重から周知の数学的手法により推定演算される。ステップＳ４０では走行中の路面の摩擦係数μを、実横方向加速度YactとステップＳ３８で演算された車輪負荷率から周知の数学的手法により推定演算する。
【００４１】
ステップＳ４２では実ヨーレートψ'act及び推定横滑り角βcontを収束させる目標値となる目標ヨーレートψTR、目標横滑り角βTRを演算する。目標ヨーレートψTRは、車体速Ｖ、ステップＳ４０で演算された路面の摩擦係数μ、前輪舵角θH から周知の数学的手法により推定演算される。また、目標横滑り角βTRは、下記の式（４），（５）から導かれる式（６）の微分方程式を解くことにより算出される。
【００４２】
βx ＝１／（１＋Ａ・Ｖ2 ）・｛１−（Ｍ・Ｌｆ・Ｖ2 ）
／（２Ｌ・Ｌｒ・Ｃpr）｝・Ｌｒ・θH ／Ｌ…（４）
Ａ＝Ｍ・（Ｃpr・Ｌｒ−Ｃpf・Ｌｆ）／２Ｌ2 ・Ｃpr・Ｃpf…（５）
ΔβTR＝Ｃ・（βx −βTR）…（６）
但し、Ｖ：車体速
θH ：前輪舵角
Ｍ：車体質量
Ｉ：慣性モーメント
Ｌ：ホイルベース
Ｌｆ：前輪から車体重心までの距離
Ｌｒ：後輪から車体重心までの距離
Ｃpf：前輪のコーナリングパワー
Ｃpr：後輪のコーナリングパワー
Ｃ：位相遅れに相当する値
【００４３】
次に、図８に示すステップＳ４４では、目標横滑り角βTRから推定横滑り角βcontを減算した値（以下、β偏差という）の絶対値がＳＣＳ制御開始しきい値Ａ以上か否かを判定する。この判定がＹＥＳのときはステップＳ４６に進んでＳＣＳ制御目標値を目標横滑り角βTRに設定する。一方、この判定がＮＯのときはステップＳ５２に進んで、目標ヨーレートψ'TR から実ヨーレートψ'actを減算した値（以下、ψ' 偏差という）の絶対値がＳＣＳ制御開始しきい値Ｂ以上か否かを判定する。この判定がＹＥＳのときはステップＳ５４に進んでＳＣＳ制御目標値を目標ヨーレートψ'TR に設定する。この判定がＮＯのときはステップＳ３０にリターンして上述の処理を繰り返し実行する。
【００４４】
次に、ステップＳ５０ではＳＣＳ制御に実際に利用されるＳＣＳ制御量βamt を演算する。また、ステップＳ５６ではＳＣＳ制御に実際に利用されるＳＣＳ制御量ψ'amtを演算する。
【００４５】
ＳＣＳ制御量ψ′amt は、ψ′偏差の絶対値に制御ゲインＧ1 を乗算して求める。
【００４６】
ψ′amt ＝Ｇ1 ×｜ψ′偏差｜
ＳＣＳ制御量βamt は、β偏差の絶対値に制御ゲインＧ2 を乗算して求める。
βamt   ＝Ｇ2 ×｜β偏差｜
【００４７】
つまり、車両の旋回走行状態の目標状態からのずれがそれほど大きくない場合（ステップＳ４４＝ＮＯ且つステップＳ４５＝ＹＥＳ）は、ヨーレイトψ′が運転操作に対応する目標ヨーレイトψ′TRに収束するように、上記ψ′偏差の絶対値に比例する比較的小さいヨーモーメントを車両に作用させるψ′制御が行なわれる。一方、車両の旋回走行状態の目標状態からのずれが大きい場合（ステップＳ４４＝ＹＥＳ）は、車体横滑り角βが目標横滑り角βTRに収束するように、上記β偏差の絶対値に比例する比較的大きなヨーモーメントを車両に作用させるβ制御が行なわれることなる。
【００４８】
上記ψ′制御及びβ制御は、まずステップＳ５８，Ｓ５９において、ＳＣＳ制御量ψ′amt 又はβamt に基づき、ＳＣＳ制御のために制動力を付与する車輪を４輪のうちから選択するとともに、これらの選択された車輪に付与する制動力量を演算することによって行なう。
【００４９】
すなわち、ψ′制御においてヨーレイトψ′を右回りに増加させる場合、及び、β制御において車両の旋回姿勢を右側寄りに修正しようとする場合には、右側前輪２１FRもしくは右側前後輪２１FR，２１RRに対し、上記ＳＣＳ制御量ψ′amt 又はβamt に応じて制動力を付与し当該車輪のスリップ率、すなわち、当該車輪と路面との摩擦力を調節することにより、車両に右回りのヨーモーメントを作用させる。反対に、ヨーレイトψ′を左回りに増加させる場合、及び、車両の旋回姿勢を左側寄りに修正しようとする場合には、左側前輪２１FLもしくは左側前後輪２１FL，２１RLに対し、上記ＳＣＳ制御量ψ′amt 又はβamt に応じて制動力を付与し当該車輪と路面との摩擦力を調節することにより、車両に左回りのヨーモーメントを作用させる。このブレーキ制御は、選択された車輪に対しそれぞれ所要の制動力を付与するためのＨＵ４の加圧バルブ４１及び減圧バルブ４３のそれぞれのバルブ開度等を演算して実行する（ステップＳ７０）。
【００５０】
β偏差やψ' 偏差が大きいときにはエンジン制御が行なわれる。このエンジン制御の目的は、車両の減速による旋回走行状態の安定化にあり、そのためにエンジンのトルクダウン量Ｔs を演算することになる。このエンジンのトルクダウンは、エンジンコントローラ１３により、エンジンの燃焼を成層燃焼にするとともに排気ガスの還流を抑制して燃料噴射量を調節することにより行なわれ、さらには必要に応じて燃料カット又は気筒カットを行なうことにより実行される。燃料カットはエンジン１１の全気筒の燃料噴射を瞬間的に停止させることであり、気筒カットはいくつかの気筒の燃料噴射を停止させることである。
【００５１】
すなわち、β偏差が所定値Ａ1 以上又はψ' 偏差が所定値Ｂ1 以上のときはスリップ初期信号（エンジン制御予備信号のこと。）が所定時間出力される（ステップＳ６０→Ｓ６１又はＳ６５→Ｓ６６）。さらにβ偏差が所定値Ａ2 以上又はψ' 偏差が所定値Ｂ2 以上のときはトルクダウン量Ｔs が演算され（ステップＳ６２→Ｓ６３又はＳ６７→Ｓ６８）、ＳＣＳフラグＦscs が「１」とされて（ステップＳ６４，Ｓ６９）エンジン制御がエンジンコントローラ１３によって実行される。また、β偏差がＡ未満でψ' 偏差がＢ未満のときはＦscs が「０」とされる（ステップＳ７１）。トルクダウン量Ｔs は、β偏差又はψ' 偏差に所定の制御ゲインを乗算することによって求められる。
【００５２】
上記スリップ初期信号は、車両の走行状態の目標値からのずれが大きくなりつつあり、エンジン制御に入る可能性が高いときに出力されるものであり、そのずれがさらに大きくなったときにはエンジン制御に入ることになる。従って、Ａ2 ＞Ａ1 ＞Ａであり、Ｂ2 ＞Ｂ1 ＞Ｂである。β偏差又はψ' 偏差に基づくトルクダウン量Ｔs の演算はテーブル（予め実験で最適値が求められて電子的に格納されたもの。以下、同じ。）を参照して行なわれる。そのテーブルの特性は図９，図１０に示す通りであり、β偏差又はψ' 偏差が大きくなるほどトルクダウン量Ｔs は大きくなる。
【００５３】
−エンジン制御−
制御フローは図１１及び図１２に示されている。図１１において、エンジン回転数Ｎe 、アクセル量accel 及びトルクダウン量Ｔs の信号が取り込まれ、基本トルク演算部６１がエンジン回転数Ｎe とアクセル量accel とに基づいて基本トルクＴb を求め、目標トルク演算部６２が基本トルクＴb とトルクダウン量Ｔs とに基づいて目標トルクＴr を求める（ステップＳ７５〜Ｓ７７）。基本トルクＴb の演算はテーブルを参照して行なわれる。そのテーブルの特性は図１３に示す通りであり、エンジン回転数Ｎe が低いほど、またアクセル量accel が大きいほど基本トルクＴb は大きくなる。同図の特性線は等トルクラインである。
【００５４】
また、排気還流制御部７１は、エンジン回転数Ｎe と目標トルクＴr とに基づいてマップ（予め実験で最適値が求められて電子的に格納されたもの。以下、同じ。）を参照してＥＧＲ弁４０のリフト量を求める（ステップＳ７８）。このマップの特性は図１４に示されており、直噴成層燃焼領域（低回転乃至中回転且つ低負荷乃至中負荷の領域）ではエンジン回転数Ｎe が高くなるほど、また目標トルクＴr （エンジン負荷）が高くなるほどＥＧＲ弁リフト量は大きくなる（排気ガス還流量は多くなる）。均一リーン燃焼領域（直噴成層燃焼領域を囲む高回転側及び高負荷側の領域）ではＥＧＲ弁リフト量は小さくなり、この均一リーン燃焼領域よりもさらに外側（高負荷側）の均一λ＝１燃焼領域では当該リフト量は零となる。
【００５５】
直噴成層燃焼領域において、高回転高トルク側で当該リフト量が大きくなるのは燃焼温度の上昇を考慮したためであり、均一リーン燃焼領域で当該リフト量を小さくしているのは燃焼安定性を考慮したためであり、均一λ＝１燃焼領域で当該リフト量を零とするのは三元触媒によってＮＯｘを浄化することができるためであり、また、高出力を確保するためである。
【００５６】
燃焼方式制御部６３は、ＳＣＳ側からのスリップ初期信号がなく且つトルクダウンの要求がない（Ｆscs ＝０）ときに、目標トルクＴr とエンジン回転数Ｎe とに基づいてマップを参照して燃焼方式を選択して燃料噴射弁２９の噴射モードを設定する（ステップＳ７９〜Ｓ８５）。そのマップの特性は図１４に示す通りである。
【００５７】
成層燃焼は、目標空燃比をλ＝１よりもリーンな空燃比として、圧縮行程の略後半のみに燃料を噴射することにより、点火プラグ２８のまわりに混合気が偏在する状態として点火燃焼させる方式である。均一リーン燃焼は、目標空燃比をλ＝１よりもリーンな空燃比として、燃料を吸気行程の始めから圧縮行程の前半にわたる期間のいずれかの時期に全量噴射し又はこの期間において複数回に分割して噴射することによって燃焼室全体を略均一なリーン空燃比として点火燃焼させる方式である。また、均一λ＝１燃焼は、目標空燃比を略λ＝１として、燃料を吸気行程の始めから圧縮行程の前半にわたる期間のいずれかの時期に全量噴射し又はこの期間において複数回に分割して噴射することによって燃焼室全体の空燃比を略λ＝１として点火燃焼させる方式である。但し、成層燃焼から非成層燃焼へ移行時、並びに非成層燃焼から成層燃焼への移行時には、燃料を吸気行程と圧縮行程とに分割して噴射する。また、非成層燃焼においても当該分割噴射を行なうようにすることができる。
【００５８】
燃焼方式変更部６４は、スリップ初期信号の有無及びＳＣＳフラグＦscs に基づいて成層燃焼の要否を判定する。すなわち、スリップ初期信号有か又はＦscs ＝１（トルクダウン要）であれば、上記燃焼方式制御部６３の選択制御に優先して、燃焼方式として直噴成層燃焼モードを採用し成層燃焼を実行させる（ステップＳ７９，Ｓ８０，Ｓ８２）。
【００５９】
排気還流抑制部７２は、スリップ初期信号の有無及びＳＣＳフラグＦscs に基づいて排気ガス還流抑制の要否を判定する。すなわち、スリップ初期信号有か又はＦscs ＝１（トルクダウン要）であれば、排気還流制御部７１の制御に優先して、ＥＧＲ弁４０のリフト量を現エンジン回転数Ｎｅにおける最小値（目標トルクＴr が最低のときの値）に設定することによって、排気ガスの還流を抑制する（ステップＳ７９，Ｓ８０，Ｓ８６）。これにより、ＥＧＲの制御遅れ対してエンジン回転数ははるか大きい遅れをもっており、ＥＧＲ量のリフト量を全閉しなくても、一旦最小値設定することで、エンジン回転数の変化は小さいために早急ＥＧＲ抑制効果を発揮できる。
【００６０】
以上のようにして燃焼方式が決定された各気筒の作動制御は図１２に従って行なわれる。まず、目標トルクＴr とエンジン回転数Ｎe とに基づいてスロットル開度が求められてスロットル弁が駆動される（ステップＳ８９，Ｓ９０）。すなわち、目標トルクＴr とエンジン回転数Ｎe とに基づいてマップを参照して目標空燃比が求められ、この目標空燃比を利用してマップを参照してスロットル開度が求められる。この目標トルクＴr 及びエンジン回転数Ｎe の変化に対するスロットル開度変化の特性は図１５に示されており、直噴成層燃焼モードでは目標トルクＴr の変化に対するスロットル開度の変化は小さく、均一リーンモード、さらに均一λ＝１モードになるほどその変化が大きくなっている。
【００６１】
次に目標トルクＴr について、今回値に前回値を所定割合で反映させるなまし処理（遅れ補正）が行なわれてＴrdが求められる（ステップＳ９１）。この補正された目標Ｔrdとエンジン回転数Ｎe とに基づいてマップを参照して燃料噴射用の目標空燃比Ａ／Ｆが設定され、該目標Ａ／Ｆ、エンジン回転数、スロットル弁上流の空気流量を検出するエアフローセンサの出力等に基づいて燃料噴射量が求められる（ステップＳ９２，Ｓ９３）。このＡ／Ｆマップの特性は図１６に示されており、目標トルクＴrdが大きくなるほど、またエンジン回転数Ｎe が高くなるほど目標Ａ／Ｆはリーンからλ＝１に近付いていく。
【００６２】
そうして、目標トルクＴr とエンジン回転数Ｎe とに基づいて燃料噴射の分割比（吸気行程で噴射する割合）を設定し、前期噴射（吸気行程噴射）及び後期噴射（圧縮行程噴射）を実行することになる（ステップＳ９４〜Ｓ９８）。
【００６３】
従って、図１７に制御のタイムチャートを示すように、ＳＣＳ制御側の要求するトルクダウン量の増大が始まると、噴射モードは直ちに直噴成層燃焼モードとなり、スロットル開度が成層燃焼に適した開度に拡大し始め、燃料噴射量はトルクダウン量の増大に伴って低下し、さらにトルクダウン量の増減に応じて燃料噴射量が増減することになる。この直噴成層燃焼モードでは、スロットル開度は半開き状態に保持され、実質的な変動はない。一方、ＥＧＲ弁４０は、そのリフト量が現運転条件の目標値（図１４のエンジン回転数Ｎe と目標トルクＴr とによって定まるリフト量）を越えて低下する。
【００６４】
以上のように、ＳＣＳがトルクダウンを必要とするときには、排気ガスの還流が抑制されて成層燃焼が実行されるから、還流排気ガスが成層燃焼の安定性に悪影響を及ぼすことを避けることができる。つまり、燃料噴射量の増減に応じて排気還流量を変化させる必要がなく、排気還流制御の応答遅れによるエンジンの失火を防止することができる。そして、成層燃焼領域においては実質的にはスロットル開度を変化させず燃料噴射量の調節を行なうことのみで応答性良くトルクコントロールをすることができ、走行状態の安定化に有利になる。また、点火時期のリタードを必要としないから、排気ガス温度の上昇の問題も避けることができる。しかも、排気ガスの還流自体は最小値で継続されるから、ＮＯｘ発生の抑制に有利である。
【００６５】
また、スリップ初期信号があるときにも、排気ガスの還流が抑制されて成層燃焼が実行されるから、その後にトルクダウンが必要になったときには既に排気ガスの還流が抑制された状態にあるから、エンジンの失火を招くことなく、速やかに燃料噴射量を絞ってエンジン出力を低減させることができる。
【００６６】
また、ＳＣＳというトルク制御に高い応答性が要求されるときでも、これに応答性良く対応することができる。
【００６７】
（他の実施形態）
図１８は排気ガス還流の抑制及び成層燃焼の実行に関する他の実施形態の制御フローを示す。この実施形態では、排気還流抑制手段７２が排気ガスの還流を抑制する手段としてその還流を禁止する手法を採っており、また、その際に直噴成層燃焼領域を拡大する成層燃焼領域拡大手段を備えている。
【００６８】
すなわち、スリップ初期信号有か又はＦscs ＝１（トルクダウン要）であれば、ＥＧＲ弁４０のリフト量が零にされ、燃焼方式制御部６３は、直噴成層燃焼領域が拡大したマップを参照して燃焼方式の選択制御を行なう（ステップＳ７９，Ｓ８０，Ｓ８７，Ｓ８８）。この場合は、図１９に示すように直噴成層燃焼領域及び均一リーン燃焼領域が共にトルクダウンが要求されないとき（破線で示す）よりも高回転側及び高トルク側に拡大したマップが用いられる。但し、直噴成層燃焼領域の拡大幅の方が均一リーン燃焼領域の拡大幅よりも大きい。
【００６９】
このような領域の拡大が可能になるのは、排気ガスの還流の禁止に伴って吸入空気量が多くなって燃焼性が高まるからである。また、直噴成層燃焼領域の拡大幅の方が均一リーン燃焼領域の拡大幅よりも大きいのは、元々直噴成層燃焼領域の方が排気ガスの還流量が多いから、その還流の禁止による燃焼安定性の向上効果が大きいことによるものである。
【００７０】
従って、この拡大によって、ＳＣＳ側からのトルクダウンの要求があったときは、目標トルクＴr が比較的高い場合や、エンジン回転数が比較的高い場合であっても成層燃焼が実行されることになり、この成層燃焼を維持したまま走行状態の変化に応じて出力の増減制御を応答性良く行なうことができる。
【００７１】
（トラクション制御）
次に、トラクション制御について図２０に示すフローチャートに基づいて説明すると、ステップＳＤ１では、スロットル弁が開状態であるか否かを判定し、閉であればステップＳＤ２に進んで、ドライバによるアクセル操作の有無を表すアクセルフラグＦacc の値をＦacc ＝０としてリターンする。一方、スロットル弁が開であればステップＳＤ３に進み、駆動輪である前輪２１FR，２１FLの車輪速度ｖ1 ，ｖ2 、車体速度及びエンジン出力から推定演算される路面摩擦係数μTCS に基づいて、車輪スリップ率Ｓ1 ，Ｓ2 ，…の制御目標値である目標スリップ率ＳTRと、トラクション制御の開始しきい値ＳSTとをそれぞれ演算する。
【００７２】
ステップＳＤ５では、前輪２１FR，２１FLの車輪スリップ率Ｓ1 ，Ｓ2 を個別に開始しきい値ＳSTと比較して、車輪スリップ率Ｓ1 ，Ｓ2 が共に開始しきい値ＳST以下であればステップＳＤ６に進み、Ｆacc ＝１であればステップＳＤ８に進み、Ｆacc ＝０でアクセル操作中でなければリターンする。一方、車輪スリップ率Ｓ1 ，Ｓ2 のいずれかが開始しきい値ＳSTよりも大であればステップＳＤ７に進んでアクセルフラグＦacc ＝１とし、ステップＳＤ８に進む。つまり、トラクション制御は、一旦これが開始されるとドライバのアクセル操作が中止されか、或いは前輪２１FR，２１FLの車輪スリップ率Ｓ1 ，Ｓ2 が共に目標スリップ率ＳTRになるまで継続される。
【００７３】
ステップＳＤ８では、前輪２１FR，２１FL各々のブレーキ制御量Ｂのベース制御量Ｂbaseを、車輪スリップ率Ｓ1 ，Ｓ2 から目標スリップ率ＳTRを差し引いたスリップ率差と、該車輪スリップ率Ｓ1 ，Ｓ2 ，…の変化量とに基づいてマップから読み取る。このマップでは、ホイールシリンダ圧は、上記スリップ率差がプラスに大きくなるほど大きくなり、上記車輪スリップ率Ｓ1 ，Ｓ2 ，…の減少変化量が大きいほど小さくなり、車輪スリップ率Ｓ1 ，Ｓ2 ，…の増大変化量が大きいほど大きくなるように設定されている。ステップＳＤ９では、上記ブレーキベース制御量Ｂbaseに予め設定された制御ゲインｋ1 ，ｋ2 を乗算して、ブレーキ制御量Ｂを演算する。
【００７４】
ステップＳＤ１０では、エンジンコントローラ１３によるエンジンのトルク増減量Ｔudをマップから求める。このマップの特性は図２１に示されており、上記スリップ率差がプラスに大きくなるほどトルクダウン量が大きくなり、該スリップ率差がマイナスに大きくなるほどトルクアップ量が大きくなる。
【００７５】
ステップＳＤ１１では、ＳＣＳの場合と同様に、上記演算したブレーキ制御量Ｂに基づいて、加圧ユニット３、ＨＵ４への制御出力を実行し、左右の前輪２１FR，２１FLに付設された加圧バルブ４１，４１及び減圧バルブ４３，４３をそれぞれ開閉作動させて、ブレーキ２，２のホイールシリンダ圧を増減させることで、上記左右の前輪２１FR，２１FLの制動力をそれぞれ制御する。同時に、上記トルクダウン量Ｔs に基づきエンジンコントローラ１３により排気ガスの還流の抑制、あるいは直噴成層燃焼領域の拡大、エンジンの成層燃焼を実行させてエンジンの出力トルクを低下させる。以上により、左右の前輪２１FR，２１FLのそれぞれへの駆動力が制御され、該前輪２１FR，２１FLは最大の駆動力を発生するようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態に係る車両の概略平面図。
【図２】  筒内直噴式エンジンの構造を示す断面図。
【図３】  同車両のブレーキ系統を示す平面図。
【図４】  同車両のＳＣＳ制御系統を示すブロック図。
【図５】  エンジンコントローラの制御系統を示すブロック図。
【図６】  ＳＣＳ制御の基本の流れを示すフロー図。
【図７】  ＳＣＳ演算処理の流れを示すフロー図。
【図８】  同演算結果を利用したＳＣＳ制御の流れを示すフロー図。
【図９】  β偏差とトルクダウン量Ｔs との関係を示す特性図。
【図１０】  ψ' 偏差とトルクダウン量Ｔs との関係を示す特性図。
【図１１】  エンジン制御の流れを示すフロー図。
【図１２】  上記エンジン制御の流れの続きを示すフロー図。
【図１３】  エンジン回転数Ｎe 及びアクセル量accel と目標トルクＴr との関係を示す特性図。
【図１４】  エンジン回転数Ｎe 及び目標トルクＴr と、燃焼方式の領域及びＥＧＲ弁リフト量との関係を示す特性図。
【図１５】  目標トルクＴr 及びエンジン回転数Ｎe とスロットル開度との関係を示す特性図。
【図１６】  目標トルクＴr 及びエンジン回転数Ｎe と燃料噴射用目標空燃比との関係を示す特性図。
【図１７】  ＳＣＳ制御側がトルクダウンを必要とするときの制御のタイムチャートを示す図。
【図１８】  排気ガス還流の抑制及び成層燃焼の実行に関する他の実施形態の制御の流れを示すフロー図。
【図１９】  同実施形態における直噴成層燃焼領域及び均一リーン燃焼領域の拡大の態様を示す図。
【図２０】  トラクション制御の流れを示すフロー図。
【図２１】  スリップ率差とトルク増減量との関係を示す特性図。
【符号の説明】
５  コントローラ
１１  エンジン
１３  エンジンコントローラ
１９  燃焼室
２９  燃料噴射弁
６１  基本トルク演算部
６２  目標トルク演算部
６３  燃焼方式制御部
６４  燃焼方式変更部
６６  燃料噴射量演算部
６７  スロットル開度演算部
７１  排気還流制御部
７２  排気還流抑制部
【図１】
0003680536.tif 000002
【図２】
0003680536.tif 000003
【図３】
0003680536.tif 000004
【図４】
0003680536.tif 000005
【図５】
0003680536.tif 000006
【図６】
0003680536.tif 000007
【図７】
0003680536.tif 000008
【図８】
0003680536.tif 000009
【図９】
0003680536.tif 000010
【図１０】
0003680536.tif 000011
【図１１】
0003680536.tif 000012
【図１２】
0003680536.tif 000013
【図１３】
0003680536.tif 000014
【図１４】
0003680536.tif 000015
【図１５】
0003680536.tif 000016
【図１６】
0003680536.tif 000017
【図１７】
0003680536.tif 000018
【図１８】
0003680536.tif 000019
【図１９】
0003680536.tif 000020
【図２０】
0003680536.tif 000021
【図２１】
0003680536.tif 000022