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JP3680536B2 - Engine control device - Google Patents
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JP3680536B2 - Engine control device - Google Patents

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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Description

【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
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to an engine control device provided in a vehicle provided with a traveling state control means for controlling the traveling state of the vehicle by adjusting the output of the engine.
[0002]
[Prior art]
  As vehicle running state control means to improve vehicle startability or acceleration
Therefore, a so-called traction control system that suppresses slippage of the drive wheels and a so-called stability control system (hereinafter referred to as SCS) that generates an appropriate yaw moment to the vehicle so that the turning traveling state of the vehicle becomes the target traveling state are known. It has been. In these running state control means, in addition to controlling the braking force on the wheels, the output of the engine is also controlled.
[0003]
  For example, in JP-A-7-127492, regarding traction control, a target value of drive torque (engine generated torque) to be applied to wheels is set in consideration of a road surface friction coefficient and a lateral acceleration of a vehicle, and driven by an electric motor. It is described that torque control is performed by adjusting the throttle opening by a throttle valve.
[0004]
  Japanese Laid-Open Patent Publication No. 7-301139 discloses an engine generated target torque based on an engine speed and an accelerator opening in a direct injection engine with a fuel injection valve that directly injects fuel into a combustion chamber. In addition, it is described that at least two parameters of fuel injection timing, air-fuel ratio, ignition timing, and air amount are controlled in accordance with the target torque. This control is aimed at improving fuel consumption and driving feeling. Further, this publication describes stratified combustion in which fuel mixture is unevenly distributed in a combustion chamber by performing fuel injection in a compression stroke.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
  By the way, the stratified combustion is performed at a lean air-fuel ratio. In that case, if exhaust gas recirculation is performed to return the exhaust gas to the intake system, NOx emission can be suppressed, and the effect becomes larger as the exhaust gas recirculation amount increases. Become. However, if the exhaust gas recirculation is performed as it is when the traveling state control means needs to reduce the output of the engine, misfire is likely to occur when the fuel injection amount is reduced. On the other hand, it is conceivable to adjust the exhaust gas recirculation amount by operating the exhaust gas recirculation valve in conjunction with the adjustment of the fuel injection amount, but from the operation of this valve until the exhaust gas recirculation amount actually decreases. Because there is a response delay, it is actually difficult to avoid misfire. On the other hand, it is conceivable to apply a delay process corresponding to the response delay to the adjustment of the fuel injection amount.NoTherefore, the engine control is required to have high responsiveness and cannot cope with this.
[0006]
  Therefore, the present invention is a cylinder direct injection engine that recirculates exhaust gas, and can control the engine output with good responsiveness when it is necessary to reduce the engine output in order to control the running state. It is.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  The present invention adopts an in-cylinder direct injection engine and requires a reduction in output from the running state control means.ButIn some cases, exhaust gas recirculationIn addition to prohibiting the engine, the engine operating range for stratified combustion is expanded to the high engine load side.By doing so, the above-mentioned problems are solved.
[0008]
  That is, the invention according to claim 1 of this application is a control of an engine provided in a vehicle provided with a traveling state control means for controlling the traveling state of the vehicle by adjusting the output of the engine by an output control means for controlling the output of the engine. A device,
  A fuel injection valve that directly injects fuel into the combustion chamber of the engine;
  An operating state detecting means for detecting the operating state of the engine;
  Combustion mode control means for adjusting the fuel injection timing of the fuel injection valve and executing stratified combustion when the engine is in a predetermined operating state;
  Exhaust recirculation control means for controlling the recirculation amount of exhaust gas recirculated to the intake system of the engine when the engine is at least in the predetermined operating state;With
  When the operating state of the engine is in the predetermined operating state and the traveling state control means needs to reduce the output, The exhaust gas recirculation by the exhaust gas recirculation control meansIn addition to prohibiting, expand the engine operating range for performing the stratified combustion to the high engine load sideIt is characterized by that.
[0009]
  In the stratified combustion method, by adjusting the fuel injection amount, the engine output can be adjusted with good responsiveness without greatly changing the intake air amount of the engine. However, since stable stratified combustion cannot be performed as the fuel injection amount increases, this stratified combustion is effective when the target torque to be generated by the engine is relatively low. Therefore, when the traveling state control means needs to reduce the engine output, the target torque decreases. Therefore, if the stratified combustion is performed, the engine output can be adjusted with good responsiveness to changes in the traveling state.
[0010]
  In the present invention, in the engine in which the exhaust gas is recirculated during the stratified combustion, when the running state control means needs to reduce the output, the exhaust gas is recirculated.BanTherefore, it can be avoided that the recirculated exhaust gas adversely affects the stability of the stratified combustion. That is, it is not necessary to change the exhaust gas recirculation amount in accordance with the increase or decrease of the fuel injection amount, and it is possible to prevent engine misfire due to a delay in response of the exhaust gas recirculation control. Therefore, in the stratified combustion region, it is possible to adjust the output with good responsiveness by increasing or decreasing the fuel injection amount according to the demand of the traveling state control means.
[0011]
  In this way, the misfire caused by the recirculated exhaust gas can be avoided when the output is adjusted according to the demand of the running state control means. In the steady operation, the exhaust gas is recirculated to the limit that does not cause the engine misfire. This is advantageous in reducing NOx.
[0012]
  Moreover, exhaust gas recirculation is prohibited.Accordingly, since the intake air amount increases, stratified combustion can be performed even when the fuel injection amount is larger than when the exhaust gas is recirculated. Therefore, in the present invention, when the exhaust gas recirculation is prohibited, the engine operating region in which stratified combustion is executed is expanded at least to the engine high load side. Therefore, this expansion makes it possible to shift from non-stratified combustion to stratified combustion in an operating region where the engine load is relatively high, and to quickly shift to stratified combustion in response to a request to reduce the output from the traveling state control means. be able to. Further, even when there is a request for an increase in engine output during stratified combustion, it becomes easy to respond to this.
[0013]
  Of this applicationClaim 2The invention according to claim 1 is the engine control apparatus according to claim 1,
  The traveling state control means obtains a deviation from the target traveling state of the current traveling state of the vehicle and requests a reduction in engine output when the deviation amount exceeds a first predetermined value;
  Means for outputting a control preliminary signal for a predetermined time when the deviation occurs and a second predetermined value smaller than the first predetermined value is first exceeded;
  The engine operating state is in the predetermined operating state,When receiving the above spare signalBy the exhaust gas recirculation control meansTo recirculate exhaust gasBanIt is characterized by doing.
[0014]
  That is, the control of the running state is executed based on the deviation between the current running state and the target running state, but when the deviation occurs, the output reduction control is not started immediately, but exceeds a predetermined threshold value. Sometimes that control begins. However, when the deviation occurs to some extent, it is highly possible that the output reduction control is executed. Therefore, in the present invention, a preliminary signal is output in such a case, and the exhaust gas recirculation is suppressed based on the preliminary signal. It is what you are doing. Therefore, if there is no subsequent output reduction request, it returns to the original exhaust gas recirculation state, but when there is a request, the exhaust gas recirculation has already been suppressed, so that it can be promptly performed without causing engine misfire. The engine output can be reduced by reducing the fuel injection amount.
[0015]
【The invention's effect】
  Therefore, according to the invention of this application, in the in-cylinder direct injection engine in which stratified combustion is performed when the engine is in a predetermined operating state and exhaust gas is recirculated,The engine operating state is in the predetermined operating state,When the running state control means needs to reduce the output, the exhaust gas recirculates.In addition to prohibiting, the engine operating range for performing stratified combustion is expanded to the high engine load sideTherefore, during steady operation in stratified combustion, the exhaust gas is introduced to the vicinity of the engine misfire limit to reduce NOx. Even if it is increased or decreased, the engine does not misfire due to the recirculated exhaust gas, and the engine output can be controlled with good responsiveness according to the running state of the vehicle.Moreover, the transition from non-stratified combustion to stratified combustion can be performed in an operating region where the engine load is relatively high,It is possible to quickly shift to stratified combustion in response to a request to reduce the output from the traveling state control means, and to respond to an increase or decrease in engine output in response to a request from the traveling state control means while maintaining stratified combustion. It becomes easy.
[0016]
  In addition, a control preliminary signal is output before the output reduction request of the traveling state control means, so that the exhaust gas is recirculated.BanAccording to this, when there is a subsequent output reduction request, the exhaust gas recirculation has already been performed.BanTherefore, the output can be quickly reduced without causing misfire of the engine, which is advantageous for the control of the driving state with good responsiveness.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0018]
  (overall structure)
  FIG. 1 shows a vehicle with an SCS. In the figure, 1 is a vehicle body, 2, 2,... Are four hydraulic brakes (wheel cylinders) individually disposed on the four wheels 21FR, 21FL, 21RR, 21RL on the front, rear, left, and right. A pressurizing unit 4 for supplying pressurized fluid to 2, and a hydraulic unit 4 (Hudraulic Unit: hereinafter referred to as HU) for distributing and supplying the pressurized fluid from the pressurizing unit 3 to the brakes 2. Reference numeral 5 denotes a controller that controls each brake 2 through the pressurizing unit 3 and the HU 4 and controls engine output, 6 is a wheel speed sensor that detects the wheel speed of each wheel, and 7 is a vehicle lateral direction ( A lateral acceleration sensor for detecting the acceleration Y in the left-right direction, 8 a yaw rate sensor for detecting the yaw rate ψ ′ of the vehicle, 9 for a steering angle sensor for detecting the front wheel steering angle θH, and 10 for liquid according to the driver's brake operation A master cylinder for generating pressure, 11 is a multi-cylinder engine, and 12 is an automatic transmission (AT). An engine controller 13 controls the engine operating state by performing throttle valve opening control, fuel injection valve operation control, EGR valve operation control, and ignition timing control, which will be described later.
[0019]
  The engine 11 is an in-cylinder direct injection engine as shown in FIG. In the figure, 16 is a cylinder block, 17 is a cylinder head, 18 is a piston, 19 is a combustion chamber, 24 is an intake port, 25 is an exhaust port, 26 is an intake valve, and 27 is an exhaust valve. The cylinder head 17 is provided with an ignition plug 28 facing the center of the combustion chamber 19, and fuel is laterally applied to the combustion chamber side wall of the cylinder head 17 toward the lower side of the ignition plug 28 of the combustion chamber 19. A fuel injection valve 29 for injecting is provided. A cavity 30 is formed at the top of the piston 18, and the cavity 30 reflects the fuel injected from the fuel injection valve 29 to the vicinity of the spark plug 28. An exhaust purification catalyst 36 is provided in the exhaust passage 35 extending from the exhaust port 25. An intake passage 38 connected to the intake port 24 is provided with an electronically controlled throttle valve 37 that is mechanically disconnected from the accelerator pedal and driven by a motor based on the accelerator operation amount and the operating state.
[0020]
  An EGR passage 39 that recirculates the exhaust gas from the exhaust passage 35 to the intake system extends to the intake passage 38, and a diaphragm type EGR valve 40 that adjusts the recirculation amount of the exhaust gas is provided in the EGR passage 39.
[0021]
  As shown in FIG. 3, the brakes 2, 2 of the right front wheel 21FR and the left rear wheel 21RL are connected to the master cylinder 10 by the first hydraulic line 22a, and the brakes 2, 2 of the left front wheel 21FL and the right rear wheel 21RR are connected. Are connected to the master cylinder 10 by the second hydraulic pressure line 22b, so that two independent brake systems of the so-called X-pipe type are constructed, and braking force is applied to each wheel in response to the stepping operation of the brake pedal 14. It is to be granted.
[0022]
  The pressurizing unit 3 includes hydraulic pressure pumps 31a and 31b connected to the hydraulic pressure lines 22a and 22b, and hydraulic pressure lines 22a and 22b so that the hydraulic pressure pumps 31a and 31b and the master cylinder 10 can be intermittently connected. Are provided with cut valves 32a and 32b, and a hydraulic pressure sensor 33 for detecting the hydraulic pressure between the cut valves 32a and 32b and the master cylinder 10. Then, the cut valves 32a and 32b are closed in accordance with a signal from the controller 5, so that the hydraulic fluid discharged from the hydraulic pumps 31a and 31b is HU4 regardless of the brake operation by the driver. Is supplied to each brake 2 via
[0023]
  The HU 4 includes pressure valves 41, 41... For increasing the pressure by supplying the pressure fluid supplied from the pressure unit 3 to the brakes 2 via the first hydraulic pressure line 22a or the second hydraulic pressure line 22b. Each brake 2 is connected to a reservoir tank 42, and pressure reducing valves 43, 43. .. And the pressure reducing valves 43, 43,... Are controlled to increase or decrease independently according to the signal from the controller 5. The pressure is increased or decreased, and the braking force applied to each wheel 21FR, 21FL,.
[0024]
  The controller 5 uses a microcomputer and controls the SCS. As will be described in detail later, this SCS control is a slip control of each wheel (the friction between the road surface and the wheel) by adjusting the braking force applied to each wheel when the turning state of the vehicle collapses more than a predetermined value. Force control), the yaw moment is applied to the vehicle, and the engine output is controlled as necessary, so that the turning traveling state of the vehicle becomes the target traveling state. When the driver's brake operation is detected based on the input signal from the hydraulic pressure sensor 33, the controller 5 controls the operation of the pressurizing unit 3 and the HU 4 in response to the brake operation. ing.
[0025]
  (SCS control)
  The configuration of SCS control is shown in FIG.
[0026]
  -Detection system-
  As a detection system for detecting the state of the vehicle for defining the turning state of the vehicle, there are the wheel speed sensor 6, the lateral acceleration sensor 7, the yaw rate sensor 8, and the steering angle sensor 9. The hydraulic pressure sensor 33 also constitutes the detection system.
[0027]
  -Controlled system-
  As the adjusting system, there are provided braking force adjusting means for adjusting the braking force applied to the front, rear, left and right wheels of the vehicle, and output adjusting means for adjusting the output of the driving source for driving the vehicle. In this case, the pressurizing unit 3 and the hydraulic unit 4 constitute braking force adjusting means. Further, the engine output can be adjusted by the throttle valve opening control and the fuel injection valve operation control. Therefore, the throttle valve and the fuel injection valve constitute an output adjusting means.
[0028]
  -Control system-
  The control system includes a state quantity calculation unit 51 that calculates a current vehicle state quantity (a vehicle turning state quantity) based on input signal values from the detection systems 6 to 9, 33, and an input signal value from the detection system. Whether or not to enter SCS control based on a deviation between the vehicle state quantity and the target state quantity, and a target state quantity calculation unit 52 that computes and sets a state quantity (target turning travel state quantity) that is a control target based on And a control necessity determination unit 53 that determines whether or not. Further, as the control unit, a braking force control unit 54 for controlling the operation of the pressurizing unit 3 and the HU 4 to independently adjust the braking force applied to each of the four wheels and generating a yaw moment in the vehicle; There is an engine control unit 55 that reduces the output of the engine 11 by a predetermined amount in principle by the engine controller 13. The control includes β control and ψ ′ control described later.
[0029]
  -Engine controller-
  As shown in FIG. 5, the engine controller 13 includes a basic torque calculation unit 61 that calculates the basic torque Tb based on the operating state of the engine, a target torque calculation unit 62 that calculates the target torque Tr of the engine based on the running state of the vehicle, A combustion mode control unit 63 that selectively controls the combustion mode based on the operating state of the engine; and a combustion mode change unit 64 that causes the combustion mode control unit 63 to change the combustion mode based on the running state of the vehicle. Target air-fuel ratio setting unit 65, fuel injection amount calculation unit 66, throttle opening calculation unit 67, exhaust gas recirculation control unit 71 that controls recirculation of exhaust gas based on the operating state of the engine, exhaust gas based on the running state of the vehicle An exhaust gas recirculation suppression unit 72 that suppresses the recirculation of fuel and a fuel injection timing setting unit 73 are provided.
[0030]
  That is, basically, the basic torque Tb to be generated by the engine is set based on the accelerator amount (accelerator pedal depression amount) accel and the engine speed Ne, but the SCS is controlled based on the running state of the vehicle. When the control system needs to reduce the engine output, the target torque Tr to be generated by the engine is set accordingly, and the combustion method of the engine is changed.
[0031]
  The exhaust gas recirculation is basically controlled by calculating the lift amount of the EGR valve 40 based on the accelerator amount accel and the engine speed Ne, but the SCS control system is controlled based on the running state of the vehicle. When it is necessary to reduce the engine output, the exhaust gas recirculation control is suppressed.
[0032]
  Accordingly, the detection system for engine control includes an accelerator sensor 68 for detecting the accelerator amount accel from the amount of depression of the accelerator pedal, and a rotation sensor 69 for detecting the engine speed Ne, and also from the SCS control system. Input the signal.
[0033]
  -Details of control-
  FIG. 6 shows the overall operation for executing the travel control of the vehicle. First, when the ignition switch is turned on by the driver and the engine is started, the controller 5 is initialized in step S2, and the previous processing is performed. Clears the stored sensor detection signals and calculated values. In step S4, detection system signals such as the wheel speed signals v1 to v4, the steering angle signal θH, the yaw rate signal ψ ′, and the lateral acceleration signal Y are input. In step S6, a vehicle state quantity based on each detection signal described above is calculated. In step S8, the SCS control target value and control output value necessary for SCS control are calculated from the vehicle state quantity calculated in step S6, and the SCS is output in step S10.
[0034]
  -SCS processing-
  Next, details of the SCS calculation processing in step S8 will be described.
[0035]
  FIG. 7 shows a flow for executing the SCS calculation process. In step S30, the wheel speeds v1 to v4, the vehicle body speed (vehicle speed) V, the front wheel steering angle θ, the actual yaw rate (actual yaw rate) ψ′act, Enter the actual lateral acceleration Yact. The vehicle body speed V is calculated based on the wheel speed of the driven wheel, and the actual yaw rate ψ′act and the actual lateral acceleration Yact are obtained from the output signals of the yaw rate sensor 8 and the lateral acceleration sensor 7. In step S32, the vertical load generated in the vehicle is estimated and calculated by a well-known mathematical method based on the vehicle body speed V and the lateral acceleration Yact. In step S33, the actual side slip angle βact actually generated in the vehicle is calculated. The actual side slip angle βact is calculated by integrating the change rate Δβact, and the change rate Δβact is calculated by the following equation (1).
[0036]
    Δβact = ψact + Yact / V (1)
[0037]
  Next, in step S34, a reference value βref that is referred to in the calculation of the estimated skid angle βcont that is actually used for the SCS control is calculated. This reference value βref includes vehicle specifications and vehicle state quantities (body speed V, yaw rate ψ'act, actual lateral acceleration Yact, actual skid angle βact change rate Δβact, and yaw rate ψ'act change amount (differential value). Δψ′act), the estimated value D1 of the yaw moment generated by the brake, and the estimated value D2 of the lateral force decrease amount generated by the brake are calculated using the two-degree-of-freedom model. In short, the reference value βref calculates the side slip angle estimated based on the detected vehicle state quantity and the brake operation force. Thereafter, in step S35, an estimated side slip angle βcont actually used for the SCS control is calculated. The estimated side slip angle βcont is calculated by solving a differential equation derived from the following equations (2) and (3). That is,
[0038]
  Δβcont = Δβact + e + Cf (βref−βcont) (2)
  Δe = Cf (Δβref−Δβact−e) (3)
    E: Offset correction value of yaw rate sensor and lateral acceleration sensor
        Cf: Cut-off frequency
[0039]
  The cut-off frequency Cf is a correction speed for correcting the estimated side slip angle βcont to converge to the reference value βref according to the reliability of the reference value βref and resetting the integral error occurring in the estimated side slip angle βcont. This is a change factor, and is a coefficient that is corrected to be smaller as the reliability of the reference value βref is lower. In addition, the reliability of the reference value βref is lowered when a change occurs in the cornering power Cpf of the front wheels or the cornering power Cpr of the rear wheels.
[0040]
  In step S36, the wheel slip ratio and wheel slip angle of each wheel are calculated. The wheel slip ratio and the wheel slip angle are estimated and calculated by a well-known mathematical method from the wheel speeds v1 to v4, the vehicle body speed V, the estimated side slip angle βcont, and the front wheel steering angle θH of each wheel. In step S38, the load factor to each wheel is calculated. The wheel load factor is a ratio of the current grip force to the total grip force that can be exhibited by the tire 23 of each wheel, and is calculated from the wheel slip rate and wheel slip angle calculated in step S36 and the vertical load calculated in step S32. Estimated by a well-known mathematical method. In step S40, the friction coefficient μ of the running road surface is estimated and calculated by a well-known mathematical method from the actual lateral acceleration Yact and the wheel load factor calculated in step S38.
[0041]
  In step S42, a target yaw rate ψTR and a target side slip angle βTR, which are target values for converging the actual yaw rate ψ'act and the estimated side slip angle βcont, are calculated. The target yaw rate ψTR is estimated and calculated by a well-known mathematical method from the vehicle body speed V, the road surface friction coefficient μ calculated in step S40, and the front wheel steering angle θH. The target side slip angle βTR is calculated by solving a differential equation of Expression (6) derived from Expressions (4) and (5) below.
[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)
    V: Vehicle speed
        θH: Front wheel rudder angle
          M: Body mass
          I: Moment of inertia
          L: foil base
        Lf: Distance from the front wheel to the center of gravity of the vehicle
        Lr: Distance from the rear wheel to the center of gravity of the vehicle
        Cpf: Front wheel cornering power
        Cpr: Rear wheel cornering power
        C: Value corresponding to phase delay
[0043]
  Next, in step S44 shown in FIG. 8, it is determined whether or not the absolute value of a value obtained by subtracting the estimated side slip angle βcont from the target side slip angle βTR (hereinafter referred to as β deviation) is equal to or greater than the SCS control start threshold value A. When this determination is YES, the process proceeds to step S46, and the SCS control target value is set to the target skid angle βTR. On the other hand, when this determination is NO, the routine proceeds to step S52, where the absolute value of the value obtained by subtracting the actual yaw rate ψ'act from the target yaw rate ψ'TR (hereinafter referred to as ψ 'deviation) is equal to or greater than the SCS control start threshold B. It is determined whether or not. When this determination is YES, the process proceeds to step S54, and the SCS control target value is set to the target yaw rate ψ'TR. When this determination is NO, the process returns to step S30 to repeatedly execute the above-described processing.
[0044]
  Next, in step S50, the SCS control amount βamt actually used for the SCS control is calculated. In step S56, the SCS control amount ψ'amt actually used for the SCS control is calculated.
[0045]
  The SCS control amount ψ′amt is obtained by multiplying the absolute value of the ψ ′ deviation by the control gain G1.
[0046]
                  ψ′amt = G1 × | ψ′deviation |
  The SCS control amount βamt is obtained by multiplying the absolute value of β deviation by the control gain G2.
                  βamt = G2 × | β deviation |
[0047]
  That is, when the deviation of the vehicle from the target state in the turning state is not so large (step S44 = NO and step S45 = YES), the yaw rate ψ ′ converges to the target yaw rate ψ′TR corresponding to the driving operation. Ψ ′ control is performed in which a relatively small yaw moment proportional to the absolute value of the ψ ′ deviation is applied to the vehicle. On the other hand, when the deviation of the vehicle from the target state in turning is large (step S44 = YES), the vehicle side slip angle β is relatively proportional to the absolute value of the β deviation so that the vehicle body side slip angle β converges to the target side slip angle βTR. Β control for applying a large yaw moment to the vehicle is performed.
[0048]
  In the above-described ψ ′ control and β control, first, in steps S58 and S59, based on the SCS control amount ψ′amt or βamt, a wheel to which a braking force is applied for SCS control is selected from four wheels. This is done by calculating the amount of braking force applied to the selected wheel.
[0049]
  That is, when the yaw rate ψ ′ is increased clockwise in the ψ ′ control, and when the vehicle turning posture is to be corrected to the right side in the β control, the right front wheel 21FR or the right front and rear wheels 21FR, 21RR are compared. By applying a braking force according to the SCS control amount ψ′amt or βamt and adjusting the slip ratio of the wheel, that is, the frictional force between the wheel and the road surface, a clockwise yaw moment is applied to the vehicle. . On the other hand, when the yaw rate ψ ′ is increased counterclockwise, and when the vehicle turning posture is to be corrected to the left, the SCS control amount ψ is applied to the left front wheel 21FL or the left front and rear wheels 21FL, 21RL. By applying a braking force according to ′ amt or βamt and adjusting the frictional force between the wheel and the road surface, a counterclockwise yaw moment is applied to the vehicle. This brake control is executed by calculating the valve opening degree of each of the pressurizing valve 41 and the pressure reducing valve 43 of the HU 4 for applying a required braking force to the selected wheel (step S70).
[0050]
  When the β deviation or ψ ′ deviation is large, engine control is performed. The purpose of this engine control is to stabilize the turning state by deceleration of the vehicle. For this purpose, the engine torque-down amount Ts is calculated. The engine torque is reduced by the engine controller 13 by making the combustion of the engine stratified combustion and suppressing the recirculation of the exhaust gas to adjust the fuel injection amount. It is executed by making a cut. The fuel cut is to stop the fuel injection of all cylinders of the engine 11 instantaneously, and the cylinder cut is to stop the fuel injection of some cylinders.
[0051]
  That is, when the β deviation is equal to or greater than the predetermined value A1 or the ψ ′ deviation is equal to or greater than the predetermined value B1, a slip initial signal (engine control preliminary signal) is output for a predetermined time (steps S60 → S61 or S65 → S66). Further, when the β deviation is greater than or equal to the predetermined value A2 or the ψ ′ deviation is greater than or equal to the predetermined value B2, the torque reduction amount Ts is calculated (step S62 → S63 or S67 → S68), and the SCS flag Fscs is set to “1” (step S64, S69) Engine control is executed by the engine controller 13. When the β deviation is less than A and the ψ ′ deviation is less than B, Fscs is set to “0” (step S71). The torque down amount Ts is obtained by multiplying the β deviation or ψ ′ deviation by a predetermined control gain.
[0052]
  The slip initial signal is output when the deviation from the target value of the running state of the vehicle is increasing and there is a high possibility of entering into engine control. When the deviation further increases, the engine control is performed. Will enter. Therefore, A2> A1> A and B2> B1> B. The calculation of the torque-down amount Ts based on the β deviation or the ψ ′ deviation is performed with reference to a table (an optimal value obtained in advance through experiments and stored electronically; the same applies hereinafter). The characteristics of the table are as shown in FIGS. 9 and 10, and the torque down amount Ts increases as the β deviation or the ψ ′ deviation increases.
[0053]
  -Engine control-
  The control flow is shown in FIGS. In FIG. 11, signals of the engine speed Ne, the accelerator amount accel and the torque down amount Ts are taken in, and the basic torque calculator 61 obtains the basic torque Tb based on the engine speed Ne and the accelerator amount accel, and calculates the target torque. The unit 62 obtains the target torque Tr based on the basic torque Tb and the torque down amount Ts (steps S75 to S77). The basic torque Tb is calculated with reference to a table. The characteristics of the table are as shown in FIG. 13, and the basic torque Tb increases as the engine speed Ne decreases and as the accelerator amount accel increases. The characteristic line in the figure is an equal torque line.
[0054]
  Further, the exhaust gas recirculation control unit 71 refers to a map (the one in which an optimum value is obtained in advance by experiment and stored electronically based on the engine speed Ne and the target torque Tr. The same applies hereinafter). The lift amount of the valve 40 is obtained (step S78). The characteristics of this map are shown in FIG. 14. In the direct injection stratified combustion region (low to medium rotation and low load to medium load region), the higher the engine speed Ne, and the target torque Tr (engine load). As E becomes higher, the EGR valve lift amount increases (the exhaust gas recirculation amount increases). In the uniform lean combustion region (the region on the high rotation side and the high load side surrounding the direct injection stratified combustion region), the EGR valve lift amount is small, and the uniform λ = 1 further outside (the high load side) than this uniform lean combustion region. The lift amount becomes zero in the combustion region.
[0055]
  In the direct injection stratified combustion region, the lift amount increases on the high-rotation high-torque side because the rise in the combustion temperature is taken into account, and in the uniform lean combustion region, the lift amount decreases to reduce the combustion stability. This is because the lift amount is made zero in the uniform λ = 1 combustion region because NOx can be purified by the three-way catalyst and high output is secured.
[0056]
  The combustion system control unit 63 refers to the map based on the target torque Tr and the engine speed Ne when there is no initial slip signal from the SCS and there is no request for torque reduction (Fscs = 0). Is selected to set the injection mode of the fuel injection valve 29 (steps S79 to S85). The characteristics of the map are as shown in FIG.
[0057]
  In the stratified combustion, the target air-fuel ratio is set to an air-fuel ratio leaner than λ = 1, and fuel is injected only in the substantially second half of the compression stroke so that the air-fuel mixture is unevenly distributed around the spark plug 28. It is. In uniform lean combustion, the target air-fuel ratio is set to an air-fuel ratio leaner than λ = 1, and fuel is injected in its entirety at any time from the beginning of the intake stroke to the first half of the compression stroke, or divided into multiple times during this period. In this manner, the entire combustion chamber is ignited and burned with a substantially uniform lean air-fuel ratio. In the uniform λ = 1 combustion, the target air-fuel ratio is set to about λ = 1, and the fuel is injected in the whole amount at any time in the period from the beginning of the intake stroke to the first half of the compression stroke, or divided into multiple times in this period. In this way, the air-fuel ratio of the entire combustion chamber is set to approximately λ = 1 to cause ignition combustion. However, at the time of transition from stratified combustion to non-stratified combustion, and at the time of transition from non-stratified combustion to stratified combustion, fuel is divided and injected into an intake stroke and a compression stroke. Further, the split injection can be performed also in non-stratified combustion.
[0058]
  The combustion system changing unit 64 determines whether or not stratified combustion is necessary based on the presence or absence of the slip initial signal and the SCS flag Fscs. That is, if the slip initial signal is present or Fscs = 1 (torque down required), the direct injection stratified combustion mode is adopted as the combustion method to execute the stratified combustion in preference to the selection control of the combustion method control unit 63. (Steps S79, S80, S82).
[0059]
  The exhaust gas recirculation suppression unit 72 determines whether it is necessary to suppress exhaust gas recirculation based on the presence / absence of the slip initial signal and the SCS flag Fscs. That is, if the slip initial signal is present or Fscs = 1 (torque down is required), the lift amount of the EGR valve 40 is set to the minimum value (target torque) at the current engine speed Ne in preference to the control of the exhaust gas recirculation control unit 71. By setting the Tr to the lowest value), exhaust gas recirculation is suppressed (steps S79, S80, S86). As a result, the engine speed has a far greater delay than the EGR control delay, and even if the lift amount of the EGR amount is not fully closed, once the minimum value is set, the change in the engine speed is small, so it is urgent. EGR suppression effect can be exhibited.
[0060]
  The operation control of each cylinder for which the combustion method is determined as described above is performed according to FIG. First, the throttle opening is determined based on the target torque Tr and the engine speed Ne, and the throttle valve is driven (steps S89 and S90). That is, the target air-fuel ratio is obtained by referring to the map based on the target torque Tr and the engine speed Ne, and the throttle opening is obtained by referring to the map using the target air-fuel ratio. The characteristics of the change in the throttle opening with respect to the change in the target torque Tr and the engine speed Ne are shown in FIG. 15. In the direct injection stratified combustion mode, the change in the throttle opening with respect to the change in the target torque Tr is small. Further, the change becomes larger as the uniform λ = 1 mode is obtained.
[0061]
  Next, with respect to the target torque Tr, an annealing process (delay correction) is performed to reflect the previous value at a predetermined ratio in the current value, and Trd is obtained (step S91). A target air-fuel ratio A / F for fuel injection is set with reference to the map based on the corrected target Trd and engine speed Ne, and the target A / F, engine speed, and air flow rate upstream of the throttle valve are set. The fuel injection amount is obtained based on the output of the air flow sensor for detecting the fuel flow (steps S92 and S93). The characteristics of this A / F map are shown in FIG. 16, and the target A / F approaches λ = 1 from lean as the target torque Trd increases and the engine speed Ne increases.
[0062]
  Then, based on the target torque Tr and the engine speed Ne, the fuel injection split ratio (ratio of injection in the intake stroke) is set, and the first half injection (intake stroke injection) and the second half injection (compression stroke injection) are executed. (Steps S94 to S98).
[0063]
  Therefore, as shown in the time chart of control in FIG. 17, when the increase in torque reduction required by the SCS control side starts, the injection mode immediately becomes the direct injection stratified combustion mode, and the throttle opening is the opening suitable for stratified combustion. The fuel injection amount decreases as the torque down amount increases, and the fuel injection amount increases or decreases according to the increase or decrease of the torque down amount. In the direct injection stratified combustion mode, the throttle opening is maintained in a half-open state, and there is no substantial fluctuation. On the other hand, the lift amount of the EGR valve 40 decreases beyond the target value of the current operating condition (the lift amount determined by the engine speed Ne and the target torque Tr in FIG. 14).
[0064]
  As described above, when the SCS needs torque reduction, exhaust gas recirculation is suppressed and stratified combustion is executed. Therefore, it is possible to avoid the recirculated exhaust gas from adversely affecting the stability of stratified combustion. . That is, it is not necessary to change the exhaust gas recirculation amount in accordance with the increase or decrease of the fuel injection amount, and it is possible to prevent engine misfire due to a delay in response of the exhaust gas recirculation control. In the stratified combustion region, the torque can be controlled with good responsiveness only by adjusting the fuel injection amount without substantially changing the throttle opening, which is advantageous for stabilizing the running state. Further, since the ignition timing retard is not required, the problem of the exhaust gas temperature rise can be avoided. Moreover, since the exhaust gas recirculation itself continues at a minimum value, it is advantageous for suppressing the generation of NOx.
[0065]
  Further, even when there is an initial slip signal, exhaust gas recirculation is suppressed and stratified combustion is executed. When torque reduction is required after that, exhaust gas recirculation is already suppressed. The engine output can be reduced by quickly reducing the fuel injection amount without causing misfire of the engine.
[0066]
  Further, even when high responsiveness is required for torque control called SCS, this can be handled with good responsiveness.
[0067]
  (Other embodiments)
  FIG. 18 shows a control flow of another embodiment relating to suppression of exhaust gas recirculation and execution of stratified charge combustion. In this embodiment, the exhaust gas recirculation suppression means 72 employs a technique for prohibiting the recirculation as a means for suppressing the recirculation of the exhaust gas, and the stratified combustion region expansion means for expanding the direct injection stratified combustion region at that time is adopted. I have.
[0068]
  That is, if the slip initial signal is present or Fscs = 1 (torque down required), the lift amount of the EGR valve 40 is set to zero, and the combustion system control unit 63 refers to the map in which the direct injection stratified combustion region is expanded. Then, combustion type selection control is performed (steps S79, S80, S87, S88). In this case, as shown in FIG. 19, a map is used which is enlarged on the high rotation side and the high torque side than when the direct injection stratified combustion region and the uniform lean combustion region are not required to reduce the torque (shown by a broken line). However, the expansion width of the direct injection stratified combustion region is larger than the expansion width of the uniform lean combustion region.
[0069]
  The reason why such an area can be expanded is that the amount of intake air increases with the prohibition of recirculation of exhaust gas, and the combustibility increases. Also, the expansion width of the direct injection stratified combustion region is larger than the expansion width of the uniform lean combustion region because the direct injection stratified combustion region originally has a larger amount of exhaust gas recirculation. This is because the effect of improving stability is great.
[0070]
  Therefore, due to this expansion, when there is a request for torque reduction from the SCS side, stratified combustion is executed even when the target torque Tr is relatively high or the engine speed is relatively high. Thus, the increase / decrease control of the output can be performed with good responsiveness according to the change of the running state while maintaining the stratified combustion.
[0071]
  (Traction control)
  Next, traction control will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 20. In step SD1, it is determined whether or not the throttle valve is open. If closed, the process proceeds to step SD2, and the accelerator operation by the driver is determined. The value of the accelerator flag Facc indicating presence / absence is set to Facc = 0 and the process returns. On the other hand, if the throttle valve is open, the process proceeds to step SD3, where the wheel slip ratio is calculated based on the road surface friction coefficient μTCS estimated from the wheel speeds v1 and v2 of the front wheels 21FR and 21FL, the vehicle body speed and the engine output. A target slip ratio STR, which is a control target value of S1, S2,..., And a traction control start threshold value SST are calculated.
[0072]
  In step SD5, the wheel slip rates S1 and S2 of the front wheels 21FR and 21FL are individually compared with the start threshold value SST. If the wheel slip rates S1 and S2 are both equal to or less than the start threshold value SST, the process proceeds to step SD6. If Facc = 1, the process proceeds to step SD8. If Facc = 0 and the accelerator is not being operated, the process returns. On the other hand, if either of the wheel slip ratios S1 and S2 is larger than the start threshold value SST, the process proceeds to step SD7, where the accelerator flag Facc = 1 is set, and the process proceeds to step SD8. That is, once this is started, the traction control is continued until the driver's accelerator operation is stopped, or until the wheel slip ratios S1, S2 of the front wheels 21FR, 21FL both reach the target slip ratio STR.
[0073]
  In step SD8, the base control amount Bbase of the brake control amount B of each of the front wheels 21FR, 21FL is calculated by subtracting the target slip ratio STR from the wheel slip ratios S1, S2 and the wheel slip ratios S1, S2,. Read from the map based on the amount of change. In this map, the wheel cylinder pressure increases as the slip ratio difference increases positively, decreases as the wheel slip ratio S1, S2,... Decreases, and increases as the wheel slip ratio S1, S2,. It is set to increase as the amount of change increases. In step SD9, the brake control amount B is calculated by multiplying the brake base control amount Bbase by preset control gains k1 and k2.
[0074]
  In step SD10, the engine torque increase / decrease amount Tud by the engine controller 13 is obtained from the map. The characteristics of this map are shown in FIG. 21, and the torque down amount increases as the slip ratio difference increases positively, and the torque up amount increases as the slip ratio difference decreases negatively.
[0075]
  In step SD11, as in the case of SCS, control output to the pressurizing unit 3 and HU4 is executed based on the calculated brake control amount B, and the pressurizing valve 41 attached to the left and right front wheels 21FR, 21FL is executed. 41 and pressure reducing valves 43 and 43 are respectively opened and closed to increase or decrease the wheel cylinder pressures of the brakes 2 and 2, thereby controlling the braking forces of the left and right front wheels 21FR and 21FL, respectively. At the same time, the engine controller 13 suppresses the exhaust gas recirculation, expands the direct injection stratified combustion region, and executes the stratified combustion of the engine based on the torque down amount Ts, thereby reducing the engine output torque. As described above, the driving force to the left and right front wheels 21FR and 21FL is controlled, and the front wheels 21FR and 21FL generate the maximum driving force.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of an in-cylinder direct injection engine.
FIG. 3 is a plan view showing a brake system of the vehicle.
FIG. 4 is a block diagram showing an SCS control system of the vehicle.
FIG. 5 is a block diagram showing a control system of an engine controller.
FIG. 6 is a flowchart showing the basic flow of SCS control.
FIG. 7 is a flowchart showing the flow of SCS calculation processing.
FIG. 8 is a flowchart showing the flow of SCS control using the calculation result.
FIG. 9 is a characteristic diagram showing the relationship between β deviation and torque down amount Ts.
FIG. 10 is a characteristic diagram showing a relationship between a ψ ′ deviation and a torque-down amount Ts.
FIG. 11 is a flowchart showing a flow of engine control.
FIG. 12 is a flowchart showing the continuation of the engine control flow.
FIG. 13 is a characteristic diagram showing the relationship between the engine speed Ne, the accelerator amount accel, and the target torque Tr.
FIG. 14 is a characteristic diagram showing the relationship between the engine speed Ne and the target torque Tr, the combustion mode region, and the EGR valve lift amount.
FIG. 15 is a characteristic diagram showing the relationship among the target torque Tr, the engine speed Ne, and the throttle opening.
FIG. 16 is a characteristic diagram showing the relationship among the target torque Tr, the engine speed Ne, and the target air-fuel ratio for fuel injection.
FIG. 17 is a diagram showing a control time chart when the SCS control side requires torque reduction.
FIG. 18 is a flowchart showing the flow of control according to another embodiment relating to suppression of exhaust gas recirculation and execution of stratified combustion.
FIG. 19 is an enlarged view of a direct injection stratified combustion region and a uniform lean combustion region in the same embodiment.
FIG. 20 is a flowchart showing the flow of traction control.
FIG. 21 is a characteristic diagram showing the relationship between the slip ratio difference and the torque increase / decrease amount.
[Explanation of symbols]
    5 Controller
  11 engine
  13 Engine controller
  19 Combustion chamber
  29 Fuel injection valve
  61 Basic torque calculator
  62 Target torque calculator
  63 Combustion system controller
  64 Combustion system change section
  66 Fuel injection amount calculation unit
  67 Throttle opening calculator
  71 Exhaust gas recirculation controller
  72 Exhaust gas recirculation suppression part

Claims (2)

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。
An engine control device provided in a vehicle provided with a running state control means for controlling the running state of the vehicle by adjusting the output of the engine by an output control means for controlling the output of the engine,
A fuel injection valve that directly injects fuel into the combustion chamber of the engine;
Driving state detecting means for detecting the driving state of the engine;
Combustion mode control means for adjusting the fuel injection timing of the fuel injection valve and executing stratified combustion when the engine is in a predetermined operating state;
Exhaust recirculation control means for controlling a recirculation amount of exhaust gas recirculated to the intake system of the engine when the engine is at least in the predetermined operating state ;
When the operating state of the engine is in the predetermined operating state and the traveling state control unit needs to reduce the output , the exhaust gas recirculation control unit prohibits the exhaust gas recirculation and executes the stratified combustion. An engine control device that expands an engine operating range to a high engine load side .
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。
In the engine control device according to claim 1,
The traveling state control means obtains a deviation from the target traveling state of the current traveling state of the vehicle and requests a reduction in engine output when the deviation amount exceeds a first predetermined value;
Means for outputting a control preliminary signal for a predetermined time when the deviation occurs and a second predetermined value smaller than the first predetermined value is first exceeded;
An engine control device, wherein the exhaust gas recirculation is prohibited by the exhaust gas recirculation control means when the engine is in the predetermined operational state and receiving the preliminary signal.
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