JPWO2018100689A1 - 圧縮着火式エンジンの制御方法及び制御装置 - Google Patents

Abstract

圧縮着火式エンジンの制御装置は、エンジン回転数を取得する回転数取得部（１０２）と、クランキングを開始した後の始動期間内において、インジェクタ（６）による次サイクル以降の燃料噴射量を設定する噴射量設定部（１０５）とを備える。噴射量設定部（１０５）は、（ｎ−１）サイクル目の燃焼によって到達するエンジン回転数が踏切判定値（Ｒ０）以上となりかつ共振領域（Ｂｒ）の下限値（Ｒ１）を下回ったとき、ｎサイクル目の燃料噴射量を飛越噴射量（Ｆ２）に設定すると共に、（ｎ＋１）サイクル目の燃料噴射量を飛越噴射量（Ｆ２）より少ない誘発抑制量（Ｆ３）に設定する。

Description

ここに開示する技術は、圧縮着火式エンジンの制御方法及び制御装置に関する。

特許文献１には、エンジンの制御装置が開示されている。具体的に、この特許文献１に係る制御装置（点火時期制御装置）は、エンジンの始動直後から、エンジン回転数が共振回転数域（車両共振帯）を通過するまでの期間内において、点火時期をアイドル時よりも進角させるよう構成されている。これによれば、点火時期を進角させた分、エンジンのトルク（出力）が高くなる。したがって、エンジン回転数の上昇速度が高まって、ひいては、共振回転数域を素早く通過することが可能となる。

特開２０１５−１１３７７４号公報

ところで、ディーゼルエンジンをはじめとする圧縮着火式エンジンにおいて、前記特許文献１のように始動時にトルクを高める方法としては、例えば、エンジン始動（クランキング開始）から始動完了（アイドル回転数到達）までの期間内において、燃料噴射量を相対的に多く設定することが考えられる。この場合、燃料噴射量を多く設定した分、エンジンのトルクが高まって、共振回転数域を素早く通過することが可能になる。このことは、始動を早期に完了し、ひいては共振の影響を抑制する上で有効である。しかしながら、圧縮着火式エンジンの場合、一般的な火花点火式エンジンよりも圧縮比が大きいため、トルク変動が相対的に大きくなる。そうすると、共振回転数域を通過した後であっても、トルク変動によって共振が誘発される虞がある。したがって、始動を早期に完了するようにしたことと引き替えに、短時間ではあるものの共振が誘発されてしまい、振動レベルが相対的に大きくなってしまう虞がある。

ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、圧縮着火式エンジンの始動時において、共振の影響を抑制しつつ、共振回転数域を通過した後の振動レベルを抑制することにある。

ここに開示する技術は、燃焼室の中に燃料を供給する燃料噴射弁を備えた圧縮着火式エンジンの制御方法に係る。この制御方法は、エンジン回転数を所定のアイドル回転数まで上昇させるエンジン始動工程と、前記エンジン回転数を検出または推定する回転数取得工程と、前記エンジン回転数が前記アイドル回転数に至るまでの期間内において、前記エンジン回転数に基づいて、前記燃料噴射弁による次サイクル以降の燃料噴射量を設定する噴射量設定工程と、を備える。

そして、前記噴射量設定工程は、ｎを正の整数としたとき、ｎサイクル目の燃料噴射を行う前に検出または推定されたエンジン回転数が、所定の基準回転数以上でありかつ、該基準回転数よりも高回転側に設定された共振回転数域の下限値未満であるときには、ｎサイクル目の燃料噴射量を所定の第１噴射量に設定すると共に、（ｎ＋１）サイクル目の燃料噴射量を、前記第１噴射量よりも少ない第２噴射量に設定する。

ここで、「圧縮着火式エンジン」には、ディーゼルエンジンと、例えば圧縮着火式のガソリンエンジンとの両方が含まれる。

また、ここでいう「燃焼室」は、ピストンが圧縮上死点に至ったときに形成される空間の意味に限定されない。「燃焼室」の語は広義で用いる。

また、ここでいう「サイクル」は、燃料が燃焼したときに限定されない。例えばクランキングによって、ピストンが吸気行程、圧縮行程、膨張行程、及び、排気行程に対応する往復動を１セット行ったとき、１つのサイクルが行われたものとみなす。つまり、ここでいう「サイクル」には、燃料噴射量がゼロの場合も含まれる。

さらに、ここでいう「サイクル」は、気筒毎に別々に数え上げられるのではなく、全気筒にわたって数え上げられるものである。例えば４気筒エンジンの場合、クランクシャフトが１８０度回転するたびに、サイクルの回数が１回分ずつカウントアップされることになる。

加えて、ここでいう「共振回転数域」は、例えば、前記圧縮着火式エンジンを備えたパワートレインの共振周波数に対応するエンジン回転数を含みかつ、アイドル回転数よりも低回転側に設定された回転数域を示す。

前記の方法によると、例えばｎサイクル目の燃焼によって共振回転数域を通過しようとしたときには、そのｎサイクル目の燃料噴射量を第１噴射量に設定すると共に、（ｎ＋１）サイクル目の燃料噴射量を第２噴射量に設定する。ここで、第２噴射量は、第１噴射量よりも少ない。

したがって、例えばｎサイクル目の燃料噴射を実行した結果、エンジン回転数が共振回転数域を通過した場合には、通過直後の燃料噴射量を絞ることが可能になる。燃料噴射量を絞った分、共振回転数域を通過した後のトルク変動を低減し、ひいては共振の誘発を抑制することが可能になる。これにより、共振の影響を抑制しつつ、共振回転数域を通過した後の振動レベルを低減することが可能になる。

また、前記回転数取得工程は、前記圧縮着火式エンジンの気筒のうちｎサイクル目に燃焼を行う気筒が、該ｎサイクル目の燃焼前の圧縮行程にあるときに、クランクシャフトが回転するのに要する所要時間を取得すると共に、前記回転数取得工程は、前記所要時間に基づいて、（ｎ−１）サイクル目の燃焼によって到達するエンジン回転数を検出又は推定する、としてもよい。

エンジン回転数を検出または推定する方法としては、例えば、ｎサイクル目に燃焼する予定の気筒において、その気筒に係るクランク角が、吸気行程の途中から圧縮行程の前半まで進角したときの所要時間を用いることが考えられる。このことは、アイドル運転時、及び、通常運転時においては、クランクシャフトの回転速度が始動時よりも相対的に高くなることから、吸気行程における所要時間を考慮すると、圧縮行程のみを考慮した場合よりも、エンジン回転数の精度を確保する上で有効となるからである。

しかしながら、エンジンの始動時においては、例えばアイドル運転時と比較すると、フライホイールのイナ−シャの影響が大きくなる分、エンジン回転数の時間に対する変動量が相対的に大きくなる。そのため、吸気行程における所要時間を考慮したのでは、エンジン回転数の検出精度が低下してしまう。このことは、始動時において、ｎサイクル目の燃焼前に、直前の（ｎ−１）サイクル目の燃焼によって到達するエンジン回転数を取得するには不都合である。

そこで、前記の方法によると、圧縮行程における所要時間のみを考慮する。圧縮行程は、直前の燃焼によって生じた回転数の変動が収束するタイミングであるから、このタイミングにおける所要時間に基づいてエンジン回転数を取得すれば、その精度を確保する上で有利になる。

加えて、前記の方法は、エンジンを始動するときの、エンジン回転数が比較的小さいときに行われるようになっている。よって、クランクシャフトの回転速度が比較的低いことから、吸気行程を考慮しない分、相対的に短い所要時間に基づいたとしても、エンジン回転数の検出精度又は推定精度を確保することが可能になる。

また、前記噴射量設定工程は、前記ｎサイクル目の燃料噴射量を前記第１噴射量に設定したときに、該ｎサイクル目の燃焼によって到達するエンジン回転数が前記共振回転数域内に至ったときには、前記（ｎ＋１）サイクル目の燃料噴射量を前記第１噴射量に変更すると共に、（ｎ＋２）サイクル目の燃料噴射量を前記第２噴射量に設定する、としてもよい。

この方法によると、例えばｎサイクル目の燃料噴射を実行した結果、エンジン回転数が共振回転数域内に至ったときには、共振の影響が懸念されることから、（ｎ＋１）サイクル目の燃料噴射量を多く変更する。燃料噴射量を多くした分、共振回転数域を素早く通過することが可能になる。そして、その次の（ｎ＋２）サイクル目の燃料噴射量を少なく設定することで、共振回転数域を通過した後のトルク変動を低減し、ひいては、共振の誘発を抑制する上で有利になる。

また、前記噴射量設定工程は、前記第１噴射量を、前記圧縮着火式エンジンがアイドル運転を行うときに設定される燃料噴射量よりも多く設定する、としてもよい。

この方法によると、共振回転数域を素早く通過する上で有利になる。

また、前記噴射量設定工程は、前記ｎサイクル目の燃料噴射量を前記第１噴射量に設定したときに、該ｎサイクル目の燃焼によって到達したエンジン回転数が前記共振回転数域の上限値以上になった場合、前記ｎサイクル目の燃焼によって到達したエンジン回転数と前記共振回転数域の上限値との差分を取得すると共に、該差分が小さいときには、大きいときよりも、前記第２噴射量を少なく設定する、としてもよい。

この方法によると、第２噴射量の大きさを、ｎサイクル目の燃焼によって到達したエンジン回転数と、共振回転数域の上限値との差分に応じて調整する。具体的に、この差分が小さいとき、例えばエンジン回転数が共振回転数域付近に到達したときには、第２噴射量を少なく設定する。そうすることで、共振の誘発を抑制する上で有利になる。一方、前記の差分が大きいときには、小さいときよりもエンジン回転数が共振回転数域から離れることになる。共振回転数域から離れた分、共振が誘発される可能性が低いことを考慮して、このときには第２噴射量を多く設定する。そうすることで、エンジン回転数をアイドル回転数まで速やかに上昇させる上で有利になる。

また、前記噴射量設定工程は、前記ｎサイクル目の燃焼によって到達したエンジン回転数が前記共振回転数域の上限値以上になった場合、ｍを正の整数として、前記ｎサイクル目より後のｍサイクル目の燃焼によって到達したエンジン回転数と前記共振回転数域の上限値との差分を取得すると共に、該差分が小さいときには、大きいときよりも、（ｍ＋１）サイクル目の燃料噴射量を少なく設定する、としてもよい。

この方法によると、共振回転数域を通過した次のサイクルに限らず、その後のサイクルにおいても、燃料噴射量の調整を実行する。これにより、前記の差分の大きさに応じて、共振の誘発を抑制したり、エンジン回転数を速やかに上昇させたりする上で有利になる。

ここに開示する別の技術は、燃焼室の中に燃料を供給する燃料噴射弁を備えた圧縮着火式エンジンの制御装置に係る。この制御装置は、エンジン回転数を所定のアイドル回転数まで上昇させるエンジン始動部と、前記エンジン回転数を検出または推定する回転数取得部と、前記エンジン回転数が前記アイドル回転数に至るまでの期間内において、前記エンジン回転数に基づいて、前記燃料噴射弁による次サイクル以降の燃料噴射量を設定する噴射量設定部と、を備える。

そして、前記噴射量設定部は、ｎを正の整数としたとき、ｎサイクル目の燃料噴射を行う前に検出または推定されたエンジン回転数が、所定の基準回転数以上でありかつ、該基準回転数よりも高回転側に設定された共振回転数域の下限値未満であるときには、ｎサイクル目の燃料噴射量を所定の第１噴射量に設定すると共に、（ｎ＋１）サイクル目の燃料噴射量を、前記第１噴射量よりも少ない第２噴射量に設定する。

この構成によると、共振の影響を抑制しつつ、共振回転数域を通過した後の振動レベルを低減することが可能になる。

また、前記回転数取得部は、前記圧縮着火式エンジンの気筒のうちｎサイクル目に燃焼を行う気筒が、該ｎサイクル目の燃焼前の圧縮行程にあるときに、クランクシャフトが回転するのに要する所要時間を取得すると共に、前記回転数取得部は、前記所要時間に基づいて、（ｎ−１）サイクル目の燃焼によって到達するエンジン回転数を検出又は推定する、としてもよい。

この構成によると、ｎサイクル目の燃焼を行う直前に、（ｎ−１）サイクル目の燃焼によって到達するエンジン回転数を検出又は推定する上で有利になる。

また、前記噴射量設定部は、前記ｎサイクル目の燃料噴射量を前記第１噴射量に設定したときに、該ｎサイクル目の燃焼によって到達するエンジン回転数が前記共振回転数域内に至ったときには、前記（ｎ＋１）サイクル目の燃料噴射量を前記第１噴射量に変更すると共に、（ｎ＋２）サイクル目の燃料噴射量を前記第２噴射量に設定する、としてもよい。

この構成によると、例えばｎサイクル目の燃料噴射を実行した結果、エンジン回転数が共振回転数域内に至ったときに、共振回転数域を素早く通過することが可能になる。それと同時に、共振回転数域を通過した後のトルク変動を低減し、ひいては、共振の誘発を抑制する上で有利になる。

また、前記噴射量設定部は、前記第１噴射量を、前記圧縮着火式エンジンがアイドル運転を行うときに設定される燃料噴射量よりも多く設定する、としてもよい。

この構成によると、共振領域を素早く通過する上で有利になる。

また、前記噴射量設定部は、前記ｎサイクル目の燃料噴射量を前記第１噴射量に設定したときに、該ｎサイクル目の燃焼によって到達したエンジン回転数が前記共振回転数域の上限値以上になった場合、前記ｎサイクル目の燃焼によって到達したエンジン回転数と前記共振回転数域の上限値との差分を取得すると共に、該差分が小さいときには、大きいときよりも、前記第２噴射量を少なく設定する、としてもよい。

この構成によると、共振の誘発を抑制したり、エンジン回転数を速やかに上昇させたりする上で有利になる。

また、前記噴射量設定部は、前記ｎサイクル目の燃焼によって到達したエンジン回転数が前記共振回転数域の上限値以上になった場合、ｍを正の整数として、前記ｎサイクル目より後のｍサイクル目の燃焼によって到達したエンジン回転数と前記共振回転数域の上限値との差分を取得すると共に、該差分が小さいときには、大きいときよりも、（ｍ＋１）サイクル目の燃料噴射量を少なく設定する、としてもよい。

この構成によると、共振の誘発を抑制したり、エンジン回転数を速やかに上昇させたりする上で有利になる。

以上説明したように、前記の圧縮着火式エンジンの制御方法及び制御装置によれば、共振の影響を抑制しつつ、共振回転数域を通過した後の振動レベルを低減することが可能になる。

図１は、圧縮着火式エンジンが搭載された車両の前部を示す後面図である。 図２は、圧縮着火式エンジンの構成を例示する図である。 図３は、圧縮着火式エンジンの制御に係るブロック図である。 図４は、インジェクタの制御手順を示すフローチャートである。 図５は、ＰＣＭの構成を例示する図である。 図６は、エンジン回転数の取得方法を説明する図である。 図７は、エンジン回転数の取得方法を説明する図である。 図８は、燃料噴射量の設定手順を示すフローチャートである。 図９は、エンジンの始動時における、エンジン回転数の変化と、燃料噴射量の変化とを例示するタイムチャートである。 図１０は、エンジン回転数に対する、トルクの変化を例示する図である。 図１１は、エンジン回転数と共振領域の上限値との差分に対する、燃料噴射量の変化を例示する図である。

以下、圧縮着火式エンジンの制御方法及び制御装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明は例示である。図１は、圧縮着火式エンジンが搭載された車両の前部を示す後面図を示している。また、図２は、圧縮着火式エンジンの構成を例示する図であり、図３は、圧縮着火式エンジンの制御に係るブロック図である。

本実施形態に係る圧縮着火式エンジン（以下、「エンジン」という）１は、フロントエンジン・フロントドライブタイプの４輪自動車（以下、「車両」という）Ｖに搭載されている。エンジン１は、車両ＶのパワートレインＰＴを構成している。

最初に、パワートレインＰＴに係る構成、特に、その支持構造について説明する。

（パワートレインの構成）
パワートレインＰＴは、エンジン１と、変速機２とを備えている。パワートレインＰＴは、エンジン１の出力を変速機２において変速すると共に、変速した出力を車両Ｖの前輪２０１へ伝えるよう構成されている。

車両Ｖの車体は、複数のフレームから構成されている。例えば、パワートレインＰＴの車幅方向両側には、車両Ｖの前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレーム２０２が配設されていると共に、そのフロントサイドフレーム２０２の下方には、車幅方向にわたってサブフレーム２０３が架設されている。

パワートレインＰＴの説明に戻ると、図１に示すように、本実施形態に係るパワートレインＰＴには、ペンデュラム方式の支持構造が適用されている。すなわち、パワートレインＰＴの車幅方向両端の上部（具体的には、パワートレインＰＴの重心Ｇよりも上方に位置する部分）は、それぞれ、エンジンマウント２０４を介してフロントサイドフレーム２０２に支持されている。各エンジンマウント２０４は、弾性力を有していると共に、パワートレインＰＴの両端を吊り下げるように支持している。

ペンデュラム方式を適用した場合、パワートレインＰＴは、例えばエンジン１が運転したときのトルク変動を起振力として、略車幅方向に延びるロール軸Ａまわりに回転するように振動する。そうした振動を制振するべく、パワートレインＰＴの下部（具体的には、パワートレインＰＴの重心Ｇよりも下方に位置する部分）は、トルクロッド２０５を介してサブフレーム２０３に連結されている。

尚、パワートレインＰＴが振動するときの共振周波数は、パワートレインＰＴのハード構成や、その支持構造に応じて定まっている。詳細は省略するが、本実施形態に係る共振周波数は、その共振周波数に対応するエンジン回転数（以下、「共振回転数」という）Ｒｒが、少なくともエンジン１のアイドル回転数Ｒｉよりも小さくなるように調整されている。ここで、アイドル回転数Ｒｉは、例えば車両Ｖの非走行時かつ、アクセルペダルの非踏込時にエンジンストールを招くことの無いように設定されている。

次に、エンジン１の全体構成について説明する。

（エンジンの全体構成）
エンジン１は、直列４気筒かつ、４サイクルのディーゼルエンジンである。但し、エンジン１はディーゼルエンジンに限られない。ここに開示する技術は、例えば圧縮着火式のガソリンエンジンに適用してもよい。

エンジン１は、図２に示すように、４つの気筒１１ａ（１つのみ図示）が設けられたシリンダブロック１１と、その上に配設されたシリンダヘッド１２と、シリンダブロック１１の下側に配設され、潤滑油が貯留したオイルパン１３と、を有している。各気筒１１ａ内には、ピストン１４が摺動自在に内挿されていて、このピストン１４の頂面には、燃焼室１４ａを区画するキャビティが形成されている。ピストン１４は、コンロッド１４ｂを介してクランクシャフト１５と連結されていると共に、そのクランクシャフト１５は、前述の変速機２に連結されている。また、クランクシャフト１５には、トリガープレート９２が取り付けられている。トリガープレート９２は、クランクシャフト１５と一体的に回転する。

尚、「燃焼室」は、ピストン１４が圧縮上死点に至ったときに形成される空間の意味に限定されない。「燃焼室」の語は広義で用いる場合がある。つまり、「燃焼室」は、ピストン１４の位置に関わらず、ピストン１４、気筒１１ａ及びシリンダヘッド１２によって形成される空間を意味する場合がある。

エンジン１の幾何学的圧縮比は、１４に設定されている。この設定は一例であり、適宜変更してもよい。

シリンダブロック１１には、エンジン１を始動するためのスタータモータ９１（図３にのみ図示）が設けられている。スタータモータ９１は、クランクシャフト１５の一端部に連結されたリングギア（不図示）に対し、離接可能に噛合している。エンジン１を始動する際には、スタータモータ９１を駆動する。そうすると、スタータモータ９１がリングギアと噛合し、スタータモータ９１の動力がリングギアに伝達されて、クランクシャフト１５が回転駆動される。

シリンダヘッド１２には、気筒１１ａ毎に、２つの吸気ポート１６と、２つの排気ポート１７とが形成されている。吸気ポート１６及び排気ポート１７は、双方とも燃焼室１４ａに連通している。吸気ポート１６には、その燃焼室１４ａ側の開口を開閉する吸気弁２１が配設されている。同様に、排気ポート１７には、その燃焼室１４ａ側の開口を開閉する排気弁２２が配設されている。

シリンダヘッド１２には、気筒１１ａ毎にインジェクタ１８が取り付けられている。インジェクタ１８は、気筒１１ａ内に燃料を直接噴射することにより、燃焼室１４ａの中に燃料を供給するように構成されている。インジェクタ１８は、「燃料噴射弁」の例示である。

具体的に、インジェクタ１８には、燃料供給システム５１を介して燃料が燃料タンク５２から供給されるようになっている。この燃料供給システム５１は、燃料タンク５２内に配設された電動の低圧燃料ポンプ（不図示）、燃料フィルタ５３、高圧燃料ポンプ５４及びコモンレール５５を有している。高圧燃料ポンプ５４は、エンジン１の回転部材（例えばカムシャフト）によって駆動される。この高圧燃料ポンプ５４は、低圧燃料ポンプ及び燃料フィルタ５３を介して燃料タンク５２から供給されてきた低圧の燃料をコモンレール５５に高圧で圧送し、このコモンレール５５は、その圧送された燃料を、その高圧の圧力でもって蓄える。そして、インジェクタ１８が作動することによって、コモンレール５５に蓄えられている燃料がインジェクタ１８から燃焼室１４ａの中に噴射される。尚、低圧燃料ポンプ、高圧燃料ポンプ５４、コモンレール５５及びインジェクタ１８のそれぞれで生じた余剰の燃料は、リターン通路５６を介して（低圧燃料ポンプで生じた余剰の燃料は直接）燃料タンク５２へ戻される。尚、燃料供給システム５１の構成は、前記の構成に限定されない。

シリンダヘッド１２にはまた、気筒１１ａ毎にグロープラグ１９が設けられている。グロープラグ１９は、エンジン１の冷間始動時に気筒１１ａ内に吸入されたガスを暖めて、燃料の着火性を高めるよう構成されている。

エンジン１の一側面には吸気通路３０が接続されている。吸気通路３０は、燃焼室１４ａに導入するガスが流れる通路である。一方、エンジン１の他側面には排気通路４０が接続されている。排気通路４０は、燃焼室１４ａから排出された排気ガスが流れる通路である。これら吸気通路３０及び排気通路４０には、ガスの過給を行うターボ過給機６１が配設されている。

詳しくは、吸気通路３０は、各気筒１１ａの吸気ポート１６に連通している。吸気通路３０の上流端部には、新気を濾過するエアクリーナ３１が配設されている。吸気通路３０の下流端近傍には、サージタンク３４が配設されている。サージタンク３４よりも下流側の吸気通路３０は、詳細な図示は省略するが、気筒１１ａ毎に分岐する独立通路を構成している。各独立通路の下流端が、各気筒１１ａの吸気ポート１６に接続されている。

吸気通路３０におけるエアクリーナ３１とサージタンク３４との間には、上流側から順に、ターボ過給機６１のコンプレッサ６１ａと、吸気シャッター弁３６と、コンプレッサ６１ａにおいて圧縮されたガスを冷却するインタークーラ３５とが配設されている。吸気シャッター弁３６は、基本的には全開状態とされる。インタークーラ３５は、電動ウォータポンプ３７から供給された冷却水によって、ガスを冷却するよう構成されている。

一方、排気通路４０は、各気筒１１ａの排気ポート１７に連通している。詳しくは、排気通路４０の上流側の部分は、詳細な図示は省略するが、気筒１１ａ毎に分岐する独立通路を構成している。各独立通路の上流端が、各気筒１１ａの排気ポート１７に接続されている。排気通路４０における独立通路よりも下流側の部分は、各独立通路が集合する集合部を構成している。

排気通路４０における前記集合部よりも下流側の部分には、上流側から順に、ターボ過給機６１のタービン６１ｂと、エンジン１の排気ガス中の有害成分を浄化する排気浄化装置４１と、サイレンサ４２とが配設されている。排気浄化装置４１は、上流側から順に、酸化触媒４１ａと、ディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、「ＤＰＦ」という）４１ｂとを有している。酸化触媒４１ａは、白金、又は、白金にパラジウムを加えたもの等を担持した酸化触媒を有していて、排気ガス中のＣＯ及びＨＣが酸化されてＣＯ２及びＨ２Ｏを生成する反応を促すものである。また、ＤＰＦ４１ｂは、エンジン１の排気ガス中に含まれるスス等の微粒子を捕集するものである。尚、ＤＰＦ４１ｂに酸化触媒をコーティングしてもよい。

ターボ過給機６１は、前述の如く吸気通路３０に配設されたコンプレッサ６１ａと、前述の如く排気通路４０に配設されたタービン６１ｂとを有していて、このタービン６１ｂが排気ガス流によって回転し、そのタービン６１ｂの回転により、該タービン６１ｂと連結されたコンプレッサ６１ａが作動する。コンプレッサ６１ａが作動すると、ターボ過給機６１は、燃焼室１４ａに導入するガスを圧縮する。排気通路４０におけるタービン６１ｂの上流側近傍には、ＶＧＴ絞り弁６２が設けられており、このＶＧＴ絞り弁６２の開度（絞り量）を制御することにより、タービン６１ｂへ送る排気ガスの流速を調整することができる。

エンジン１は、その排気ガスの一部を排気通路４０から吸気通路３０へ還流させるようになされている。この排気ガスの還流のために、高圧ＥＧＲ通路７１と、低圧ＥＧＲ通路８１とが設けられている。

高圧ＥＧＲ通路７１は、排気通路４０における前記集合部とターボ過給機６１のタービン６１ｂとの間の部分（つまり、ターボ過給機６１のタービン６１ｂよりも上流側部分）と、吸気通路３０におけるサージタンク３４とインタークーラ３５との間の部分（つまり、ターボ過給機６１のコンプレッサ６１ａよりも下流側部分）とを接続している。高圧ＥＧＲ通路７１には、該高圧ＥＧＲ通路７１による排気ガスの還流量を調整する高圧ＥＧＲ弁７３が配設されている。

低圧ＥＧＲ通路８１は、排気通路４０における排気浄化装置４１とサイレンサ４２との間の部分（つまり、ターボ過給機６１のタービン６１ｂよりも下流側部分）と、吸気通路３０におけるターボ過給機６１のコンプレッサ６１ａとエアクリーナ３１との間の部分（つまり、ターボ過給機６１のコンプレッサ６１ａよりも上流側部分）とを接続している。低圧ＥＧＲ通路８１には、その内部を通過する排気ガスを冷却する低圧ＥＧＲクーラ８２と、該低圧ＥＧＲ通路８１による排気ガスの還流量を調整する低圧ＥＧＲ弁８３とが配設されている。

圧縮着火式エンジンの制御装置は、エンジン１、ひいてはパワートレインＰＴ全体を制御するためのＰＣＭ（Powertrain Control Module）１００として構成されている。ＰＣＭ１００は、周知のマイクロコンピュータをベースとするコントローラーであって、プログラムを実行する中央演算処理装置（Central Processing Unit：ＣＰＵ）と、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）により構成されてプログラム及びデータを格納するメモリと、電気信号の入出力をする入出力バスとを備えている。

ＰＣＭ１００には、図２及び図３に示すように、各種のセンサＳＷ１〜ＳＷ１１が接続されている。センサＳＷ１〜ＳＷ１１は、それぞれ、検知信号をＰＣＭ１００に出力する。センサＳＷ１〜ＳＷ１１には、以下のセンサが含まれる。

すなわち、吸気通路３０におけるエアクリーナ３１の下流に配置されかつ、吸気通路３０を流れる新気の流量を検知するエアフローセンサＳＷ２、及び、その新気の温度を検知する吸気温度センサＳＷ３、インタークーラ３５の下流側に配置されかつ、インタークーラ３５を通過したガスの圧力を検知する吸気圧センサＳＷ５、サージタンク３４に取り付けられかつ、気筒１１ａ内に供給されるガスの温度を検知する吸入ガス温度センサＳＷ４、エンジン１に取り付けられかつ、エンジン冷却水の温度（以下、「冷却水温」という）を検知する水温センサＳＷ８、及び、クランクシャフト１５の回転角を検知するクランク角センサＳＷ１、排気通路４０における高圧ＥＧＲ通路７１との接続部付近に設けられかつ、燃焼室１４ａから排出した排気ガスの圧力を検知する排気圧センサＳＷ６、ＤＰＦ４１ｂを通過する前後の排気ガスの差圧を検知するＤＰＦ差圧センサＳＷ１１、ＤＰＦ４１ｂを通過した後の排気ガスの温度を検知する排気温度センサＳＷ７、アクセルペダルの踏込量に対応したアクセル開度を検知するアクセル開度センサＳＷ９、並びに、変速機２の出力軸の回転速度を検出する車速センサＳＷ１０である。

ＰＣＭ１００は、これらの検知信号に基づいて、エンジン１の運転状態や車両Ｖの走行状態を判断すると共に、これに応じて、各アクチュエータの制御量を計算する。ＰＣＭ１００は、計算をした制御量に係る制御信号を、インジェクタ１８、吸気シャッター弁３６、電動ウォータポンプ３７、排気シャッター弁４３、高圧燃料ポンプ５４、ＶＧＴ絞り弁６２、高圧ＥＧＲ弁７３、低圧ＥＧＲ弁８３、スタータモータ９１等に出力する。

ここで、ＰＣＭ１００の機能のうち、特に、エンジン１の始動制御に関する機能について詳細に説明する。図５は、ＰＣＭ１００の構成を例示する図である。図５に示すように、ＰＣＭ１００は、エンジン１の始動制御に関する機能的要素として、エンジン回転数を所定のアイドル回転数Ｒｉまで上昇させるエンジン始動部１０１と、エンジン回転数を取得する回転数取得部１０２、エンジン冷却水の水温を取得する冷却水温取得部１０３と、その水温に基づき燃焼室１４ａの中の温度（以下、「筒内温度」という）を取得する筒内温度取得部１０４と、エンジン回転数、及び、筒内温度に基づき、インジェクタ６による燃料噴射量を設定する噴射量設定部１０５を備えている。

エンジン始動部１０１は、クランキングを行うと共に、クランキングが完了した後には、エンジン回転数をアイドル回転数Ｒｉまで上昇させるものである。具体的に、エンジン始動部１０１は、エンジン１を始動するときに、スタータモータ９１に対し制御信号を入力する。エンジン始動部１０１から制御信号が入力されると、スタータモータ９１がクランクシャフト１５を回転駆動する。この回転により、エンジン１のクランキングが開始される。クランキングを行った結果、エンジン回転数が所定の回転数まで上昇すると、エンジン始動部１０１は、クランキングを完了してエンジン１の始動運転を行う。エンジン１の始動運転を行った結果、エンジン回転数がアイドル回転数Ｒｉまで高まると、エンジン始動部１０１は、エンジン１の始動運転を完了する。

回転数取得部１０２は、クランク角センサＳＷ１の検知信号に基づいて、エンジン回転数を検出または推定すると共に、その検出値または推定値に対応する信号を噴射量設定部１０５に出力するものである。

具体的に、回転数取得部１０２は、エンジン１がアイドル運転を行うとき、及び、通常運転を行うとき（車両Ｖが走行するとき）には、例えばｎを正の整数とすると、（ｎ＋１）サイクル目の燃料噴射を行う前に、それより前のサイクルでの燃焼（つまり、ｎサイクル目以前の燃焼）によって到達し得るエンジン回転数を取得すると共に、そのエンジン回転数に対応する信号を生成し、噴射量設定部１０５に出力する。

尚、以下の記載において、「サイクル」とは、燃焼室１４ａの中で燃料が燃焼したときに限定されない。例えばクランキングによって、ピストン１４が吸気行程、圧縮行程、膨張行程、及び、排気行程に対応する往復動を１セット行ったとき、１つのサイクルが行われたものとみなす。つまり、ここでいう「サイクル」には、燃料噴射量がゼロのときも含まれる。

さらに、以下の記載における「サイクル」は、気筒毎に別々に数え上げられるのではなく、全気筒にわたって数え上げられるものである。１つの気筒１１ａにつき、クランクシャフト１５が７２０度回転する度に１サイクルが完了することを考慮すると、例えば、１８０度ずつオフセットされた４気筒エンジンの場合、クランクシャフト１５が１８０度回転する度に、サイクルの回数が１回分ずつカウントアップされるようになっている。

図６〜７は、エンジン回転数の取得方法を説明する図である。図６において、４つの気筒１１ａを、気筒列方向の順に、１番気筒（＃１）、２番気筒（＃２）、３番気筒（＃３）、及び、４番気筒（＃４）と呼称する。すなわち、このエンジン１は、クランクシャフト１５が７２０度回転する度に、＃１→＃３→＃４→＃２の順で燃焼が発生する。そして、図６に示すように、各気筒１１ａにおいて燃焼が生じるたびに、サイクルの回数が１回分ずつカウントアップされる。

回転数取得部１０２は、アイドル運転、及び、通常運転においては、図７に示すように、ｎサイクル目に燃焼する予定の気筒（例えば４番気筒）において、その気筒に係るクランク角が吸気行程の前半から、吸気下死点を経て、圧縮行程の前半まで進角したときの所要時間（図６のｔ１＋ｔ２＋…＋ｔ６）に基づいて、エンジン回転数を取得する。ここで、ｔｉ（ｉは正の整数）は、図７に示すように、トリガープレート９２が３０度分回転するのに要する所要時間を示す。すなわち、図６〜７に示す例では、トリガープレート９２が１８０度分回転するのに要する時間に基づき、エンジン回転数を取得する。このことは、通常の運転時においては、クランクシャフト１５の回転速度が始動時よりも高くなることから、吸気行程における所要時間を考慮すると、圧縮行程のみを考慮した場合よりも、エンジン回転数の精度を確保する上で有効となるからである。

しかしながら、エンジン１の始動時においては、例えばアイドル運転時と比較すると、フライホールのイナ−シャの影響が大きくなる分、エンジン回転数の時間に対する変動量が相対的に大きくなる。そのため、前述のように、トリガープレート９２が１８０度分回転するのに要する時間を用いたのでは、エンジン回転数の検出精度が低下してしまう。このことは、始動時において、ｎサイクル目の燃料噴射量を設定する前に、直前の（ｎ−１）サイクル目の燃焼によって到達するエンジン回転数を取得するには不都合である。

そこで、回転数取得部１０２は、エンジン１がクランキングを開始した後、エンジン回転数が所定のアイドル回転数に至るまでの期間（以下、「始動期間」という）内においては、図６に示すように、圧縮行程の前半部において進角したときの所要時間（図６〜７のｔ１）に基づいて、エンジン回転数を取得する。圧縮行程の前半部は、燃料噴射を開始する直前であって、直前の燃焼によって生じた回転数の変動が収束するタイミングであるから、このタイミングにおける所要時間ｔ１に基づいてエンジン回転数を取得すれば、その検出精度を確保する上で有利になる。

こうして、回転数取得部１０２は、始動期間内においては、（ｎ＋１）サイクル目の燃焼噴射を行う前に、直前のｎサイクル目の燃焼によって到達するエンジン回転数（以下、「現エンジン回転数」という場合がある）を取得する。そして、回転数取得部１０２は、その現エンジン回転数に対応する信号を生成して、噴射量設定部１０５に出力する。

冷却水温取得部１０３は、水温センサＳＷ８の検知信号に基づいて、エンジン冷却水の水温を検出すると共に、その検出値に対応する信号を筒内温度取得部１０４へ出力するものである。

筒内温度取得部１０４は、冷却水温取得部１０３による検出値に基づいて、筒内温度を検出または推定すると共に、その検出値または推定値に対応する信号を噴射量設定部１０５へ出力するものである。

噴射量設定部１０５は、前記の始動期間内において、回転数取得部１０２が検出または推定したエンジン回転数と、筒内温度取得部１０４が検出または推定した筒内温度とに基づき、インジェクタ６による次サイクル以降の燃料噴射量を設定するものである。

ところで、前述の如く、パワートレインＰＴの共振回転数Ｒｒは、アイドル回転数Ｒｉよりも小さい。そのため、始動期間内において、エンジン回転数が共振回転数Ｒｒ付近を通過する虞がある。その場合、エンジン１、ひいてはパワートレインＰＴ全体の振動が懸念される。

そこで、本願発明者等は、噴射量設定部１０５が行う処理を通じて、エンジン回転数が共振回転数Ｒｒ付近に到達しないように構成すると共に、仮に、共振回転数付近Ｒｒに到達した場合であっても、それに伴う振動が可及的速やかに解消されるような構成を見出した。

図４に、燃料噴射に係る制御のフローを示す。図４に示すように、ＰＣＭ１００は、各センサから取得した検知信号に基づいて、各種の情報を取得する（ステップＳ１０１）。例えば、ＰＣＭ１００は、エンジン回転数、アクセル開度、及び、冷却水温等を取得する。続いて、ＰＣＭ１００は、ステップＳ１０１において取得した情報に基づいて、燃焼室１４ａの中に噴射する燃料の目標量（以下、「燃料噴射量」という）を設定する（ステップＳ１０２）と共に、その噴射を実行するときの噴射パターン及び噴射タイミングを設定する（ステップＳ１０３）。そして、ＰＣＭ１００は、ステップＳ１０２〜Ｓ１０３の設定に対応した制御信号を生成し、インジェクタ６に入力する（ステップＳ１０４）。

以下、エンジン１の始動制御のうち、特に燃料噴射量の設定に係る処理について詳細に説明する。

（燃料噴射量の設定手順）
図８は、燃料噴射量の設定手順を示すフローチャートである。図８に示すフローは、図６のステップＳ１０２に係る処理の例示である。また、図９は、始動時における、エンジン回転数の変化と、燃料噴射量の変化とを例示するタイムチャートである。図１０は、エンジン回転数に対する、トルクの変化を例示する図である。

図８に示すフローにおいて、噴射量設定部１０５は、燃料噴射量を所定の最大噴射量Ｆｍ以下になるように設定する。最大噴射量Ｆｍは、燃料の気化特性、具体的には、前述の筒内温度に応じて規定されており、筒内温度が低いときには、高いときよりも大きくなる。詳しくは、筒内温度が低くなるにつれて、燃焼室１４ａの中に噴射した燃料が気化し難くなる。そのため、燃料が気化し難くなった分、筒内温度が低いときには、高いときよりも、より多くの燃料を噴射することが許容される。このことが、最大噴射量Ｆｍの筒内温度に対する特性を規定している。

図８に示すフローがスタートすると、ステップＳ２０１において、噴射量設定部１０５は、クランキングが完了したか否かを判定する。この判定は、エンジン回転数が図９〜１０に例示したクランキング判定値Ｒｃ以上か否かに基づいて行われるようになっている。クランキング判定値Ｒｃは、エンジン１の構成等に応じて予め規定されている。例えば、エンジン回転数がクランキング判定値Ｒｃを下回っている場合には、クランキングが完了していないものとして、ＮＯと判定する。ＮＯと判定した場合にはステップＳ２０７へ進む。ステップＳ２０７において、噴射量設定部１０５は燃料噴射量をゼロに設定し、クランキングを続行する。

図９〜１０に示す例では、１サイクル目から（ｎ−２）サイクル目にかけてクランキングを行った結果、Ｔ１において、エンジン回転数がクランキング判定値Ｒｃ以上に至ったものとする。この場合、噴射量設定部１０５は、クランキングが完了したものとして、ステップＳ２０１においてＹＥＳと判定する。ＹＥＳと判定した場合、ステップＳ２０１からステップＳ２０２へ進み、クランキングからファイヤリングへ移行する。

ところで、ＰＣＭ１００には、エンジン回転数が共振回転数Ｒｒ付近に到達したか否かを示す指標として、共振回転数Ｒｒを含んだ領域（以下、「共振領域」という）Ｂｒが記憶されている。噴射量設定部１０５は、エンジン回転数が共振領域Ｂｒ内に至ったときに、エンジン回転数が共振回転数Ｒｒ付近に到達したと判断するよう構成されている。尚、共振領域Ｂｒは、「共振回転数域」の例示である。

尚、共振領域Ｂｒの下限値Ｒ１と上限値Ｒ２は、双方とも、エンジン１、ひいてはパワートレインＰＴが振動したときの加速度が所定の範囲に納まるような閾値として規定されている。下限値Ｒ１は、前述のクランキング判定値Ｒｃよりも大きい。上限値は、アイドル回転数Ｒｉよりも小さい。つまり、本実施形態に係る共振領域Ｂｒは、クランキング判定値Ｒｃよりも高回転側に設定されかつ、アイドル回転数Ｒｉよりも低回転側に設定された回転数域を示す。

ステップＳ２０２において、噴射量設定部１０５は、エンジン回転数が所定の踏切判定値Ｒ０以上か否かを判定する。踏切判定値Ｒ０は予め規定されている。踏切判定値Ｒ０は、クランキング判定値Ｒｃより大きくかつ、共振領域Ｂｒの下限値Ｒ１よりも小さい。尚、踏切判定値Ｒ０は、「基準回転数」の例示である。

ステップＳ２０２においてＹＥＳと判定した場合には、ステップＳ２０３へ進む。一方、ＮＯと判定した場合にはステップＳ２０８へ進む。後者の場合、噴射量設定部１０５は、燃料噴射量を所定の踏出噴射量Ｆ１に設定してリターンする。詳細は省略するが、この踏出噴射量Ｆ１は、当該噴射量Ｆ１に基づく燃料噴射を行ったとき、その燃料噴射に係る燃焼によって到達するエンジン回転数が踏切判定値Ｒ０以上かつ、共振領域Ｂｒの下限値Ｒ１未満になるように設定されるものである。踏出噴射量Ｆ１は、前述の最大噴射量Ｆｍよりも少量である（踏出噴射量＜最大噴射量）。

図９〜１０に示す例では、Ｔ１におけるエンジン回転数は、踏切判定値Ｒ０よりも小さい。そこで、噴射量設定部１０５はステップＳ２０８へ進み、（ｎ−１）サイクル目の燃料噴射量を前記の踏出噴射量Ｆ１に設定する。この場合、（ｎ−１）サイクル目（１着火目）の燃焼によって到達するエンジン回転数は、図９〜１０のＴ２に示すように、基準回転数としての踏切判定値Ｒ０よりも大きくかつ、共振領域Ｂｒの下限値Ｒ１よりも小さい。そこで、噴射量設定部１０５は、ｎサイクル目（２着火目）の燃料噴射量を設定するときにはステップＳ２０３へ進む。

ステップＳ２０３において、噴射量設定部１０５は、エンジン回転数が共振領域Ｂｒの下限値Ｒ１以上か否かを判定する。ＹＥＳと判定した場合にはステップＳ２０４へ進む一方、ＮＯと判定した場合にはステップＳ２０９へ進む。後者の場合、噴射量設定部１０５は、燃料噴射量を所定の飛越噴射量Ｆ２に設定してリターンする。飛越噴射量Ｆ２は、「第１噴射量」の例示である。

本実施形態に係る飛越噴射量Ｆ２は、前述の最大噴射量Ｆｍに一致する（飛越噴射量＝最大噴射量）。よって、飛越噴射量Ｆ２は、前述の踏出噴射量Ｆ１よりも大きい（飛越噴射量＞踏出噴射量）。燃料噴射量を飛越噴射量Ｆ２に設定すると、例えば踏出噴射量Ｆ１に設定したときと比較すると、燃料噴射量が多い分だけ、エンジン回転数が大きく増加するようになる。

図９〜１０に示す例では、Ｔ２におけるエンジン回転数は、前述の如く、踏切判定値Ｒ０以上となりかつ、共振領域Ｂｒの下限値Ｒ１を下回っている。このとき、噴射量設定部１０５は、ｎサイクル目の燃料噴射量を飛越噴射量Ｆ２に設定する。その設定に基づく燃料噴射を実行し、噴射した燃料が燃焼すると、エンジン回転数は、（ｎ−１）サイクル目の燃焼よりも大きく増加する。このことは、例えば図１０のＴ２とＴ３を結んだ実線に示すように、エンジン回転数が、１サイクル分の燃焼によって、共振領域Ｂｒの下限値Ｒ１よりも小さな値から上限値Ｒ２よりも大きな値まで増加させる（以下、「共振領域Ｂｒの飛び越し」という）上で有効である。

しかしながら、Ｔ２とＴ３’を結んだ破線に示すように、飛越噴射量Ｆ２として最大噴射量Ｆｍに設定した場合であっても、共振領域Ｂｒの飛び越しに成功するとは限らない。例えば、筒内温度に応じて最大噴射量Ｆｍは増減する。また、最大噴射量Ｆｍに基づく燃料噴射を実行したときに到達するエンジン回転数が、吸気温度に応じて増減したり（例えば吸気温度が高いときには、空気密度が相対的に低くなるので、筒内の酸素量が不足する場合がある。この場合、同じ燃料噴射量であっても得られるトルクが相対的に低くなるため、エンジン回転数が十分に上昇せず、ひいては、共振領域Ｂｒの飛び越しに失敗する虞がある。）、外部の環境に応じて共振領域Ｂｒの範囲が変わったりする。具体的に、外気温度が低くなると、エンジンマウント２０４に係る弾性特性が変化して、パワートレインＰＴが振動したときの加速度、ひいては共振領域Ｂｒの下限値Ｒ１と上限値Ｒ２とが変化する。こうした事情に起因して、ｎサイクル目の燃焼によって到達するエンジン回転数が、共振領域Ｂｒ内に至る場合がある。

本実施形態に係る噴射量設定部１０５は、エンジン回転数が共振領域Ｂｒ内に至った場合には、そのことに起因した振動を速やかに解消するための処理を実行する。

具体的に、ステップＳ２０４において、噴射量設定部１０５は、エンジン回転数が共振領域Ｂｒの上限値Ｒ２以上か否かを判定する。ＹＥＳと判定した場合、つまり共振領域Ｂｒの飛び越しに成功した場合にはステップＳ２０５へ進む一方、ＮＯと判定した場合、つまり共振領域Ｂｒの飛び越しに失敗した場合にはステップＳ２１０へ進む。後者の場合、噴射量設定部１０５は、燃料噴射量を飛越噴射量Ｆ２に設定してリターンする。前述の如く、飛越噴射量Ｆ２は、最大噴射量Ｆｍに一致している。

燃料噴射量を飛越噴射量Ｆ２に設定することによって、前述のステップＳ２０９に係る処理と同様に、エンジン回転数が大きく増加するようになる。

図９〜１０に示す例では、前述の如く、Ｔ３’においてエンジン回転数が共振領域Ｂｒ内に至っており、飛び越しに失敗している。このとき、噴射量設定部１０５は、（ｎ＋１）サイクル目（３着火目）の燃料噴射量を、飛越噴射量Ｆ２に再設定する。その設定に基づく燃料噴射を実行し、噴射した燃料が燃焼すると、エンジン回転数は、ｎサイクル目の燃焼と同様に大きく増加する。このことは、図１０のＴ３’とＴ４を結んだ破線のように、エンジン回転数を、共振領域Ｂｒ内から共振領域Ｂｒの上限値Ｒ２以上の値まで増加させる（以下、「共振領域Ｂｒからの脱出」という）上で有利となる。

尚、飛越噴射量Ｆ２は、最大噴射量Ｆｍに一致していなくてもよい。飛越噴射量Ｆ２は、少なくとも、エンジン回転数が共振領域Ｂｒの上限値Ｒ２以上のときに設定される燃料噴射量よりも多く設定されていればよい。具体的に、共振領域Ｂｒの飛び越しに成功した次のサイクルに対して設定する燃料噴射量よりも多くしたり、共振領域Ｂｒから脱出した次のサイクルに対して設定する燃料噴射量よりも多くしたりすればよい。

ところで、共振領域Ｂｒの飛び越しに成功した場合であっても、共振領域Ｂｒを通過した直後（特に、エンジン回転数が前記の上限値Ｒ２に近いとき）には、トルク変動によって共振が誘発される虞がある。

本実施形態に係る噴射量設定部１０５は、共振領域Ｂｒの飛び越しに成功した場合には、共振領域Ｂｒを通過した後に、共振の誘発を抑制するための処理を実行する。

具体的に、ステップＳ２０５において、噴射量設定部１０５は、エンジン回転数がアイドル回転数Ｒｉ以上か否かを判定する。ＮＯと判定した場合にはステップＳ２１１へ進む一方、ＹＥＳと判定した場合にはステップＳ２０６へ進んでアイドル運転を開始する。後者の場合、噴射量設定部１０５は、燃料噴射量をアイドル運転に対応した量Ｆｉに設定してリターンする。

ステップＳ２０５においてＮＯと判定した場合、つまり、つまり共振領域Ｂｒの飛び越しに成功したり、共振領域Ｂｒからの脱出に成功したりしたものの、アイドル状態には未達の場合、噴射量設定部１０５は、次サイクル目以降の燃料噴射量を所定の誘発抑制量Ｆ３に設定してリターンする。誘発抑制量Ｆ３は、少なくとも、共振領域Ｂｒを飛び越そうとしたときに設定した飛越噴射量Ｆ２よりも少ない（誘発抑制量＜飛越噴射量）。誘発抑制量Ｆ３を少なくした分、トルク変動が小さくなるから、そのことで、共振の誘発を抑制する上で有利になる。

詳しくは、噴射量設定部１０５は、共振領域Ｂｒを通過した以降のサイクル（具体的には、共振領域Ｂｒを飛び越した以降のサイクル、又は、共振領域Ｂｒから脱出した以降のサイクル）において到達したエンジン回転数（図１０のＴ３、Ｔ４を参照）と、共振領域Ｂｒの上限値Ｒ２との差分ΔＲを算出すると共に、該差分ΔＲが小さいときには、大きいときよりも誘発抑制量Ｆ３を少なく設定する。

つまり、誘発抑制量Ｆ３の設定は、共振領域Ｂｒを飛び越した直後のサイクル、又は、共振領域Ｂｒから脱出した直後のサイクルに限らず、エンジン回転数がアイドル状態に至るまで行われるようになっている。

図１１は、共振領域Ｂｒを通過した以降の燃料噴射量（つまり誘発抑制量Ｆ３）を例示する図である。図１１に示すように、差分ΔＲがゼロから所定の誘発判定値Ｒｔまで大きくなるときには、差分ΔＲが大きくなるに従って誘発抑制量Ｆ３は増加して、最大噴射量Ｆｍに至る。誘発抑制量Ｆ３が増加すると、その誘発抑制量Ｆ３に基づく燃焼によって生じるトルクもまた、図１１の直線Ｌに沿って増加する。この直線Ｌは、パワートレインＰＴの振動特性に基づき規定されており、エンジン１の運転に伴い生じたトルクがこの直線Ｌを越えたときに、パワートレインＰＴの振動に係る加速度が許容範囲を超えるものと定められている。図１１に示す特性にしたがって燃料噴射量を設定すれば、エンジン１から出力されるトルクは、直線Ｌに沿った値となるため、加速度を許容範囲に収めることが可能となる。

一方で、差分ΔＲが誘発判定値Ｒｔよりも大きくなると、誘発抑制量Ｆ３は、最大噴射量Ｆｍのまま一定となる。

図９〜１０に示す例では、ｎサイクル目の燃焼によって共振領域Ｂｒの飛び越しに成功した場合（図９〜１０のＴ３を参照）、噴射量設定部１０５は、そのエンジン回転数と、共振領域Ｂｒの上限値Ｒ２との差分ΔＲを算出すると共に、算出した差分ΔＲに基づいて、（ｎ＋１）サイクル目（３着火目）の燃料噴射量として、飛越噴射量Ｆ２よりも少ない誘発抑制量Ｆ３に設定する。その設定に基づく燃料噴射を実行し、噴射した燃料が燃焼すると、エンジン回転数は、誘発抑制量Ｆ３を少なくした分、ｎサイクル目の燃焼よりも小さく増加する。その結果、図９〜１０に示す例では、Ｔ３とＴ４を結ぶ実線に示すように、（ｎ＋１）サイクル目の燃焼によって到達するエンジン回転数は、アイドル回転数Ｒｉを依然として下回っている（図９〜１０のＴ４を参照）。この場合、噴射量設定部１０５は、その時点におけるエンジン回転数に基づく差分ΔＲを算出すると共に、その差分ΔＲに基づいて（ｎ＋２）サイクル目（４着火目）の燃料噴射量（誘発抑制量Ｆ３）を設定する。（ｎ＋２）サイクル目の誘発抑制量Ｆ３は、エンジン回転数が増加した分、（ｎ＋１）サイクル目よりも多く設定される。

その一方で、ｎサイクル目の燃焼によって、共振領域Ｂｒの飛び越しに失敗した場合（図９〜１０のＴ３’を参照）、前述の如く、噴射量設定部１０５は、（ｎ＋１）サイクル目の燃料噴射量を飛越噴射量Ｆ２に設定する。そして、噴射量設定部１０５は、その次の（ｎ＋２）サイクル目（４着火目）の燃料噴射量を、飛越噴射量Ｆ２よりも少ない誘発抑制量Ｆ３に設定する。つまり、共振領域Ｂｒの飛び越しに失敗した場合には、共振領域Ｂｒから脱出した以降のサイクルにおいて、誘発抑制量Ｆ３に基づく燃料噴射が実行されるようになっている。

（まとめ）
以上説明したように、噴射量設定部１０５は、ｎサイクル目の燃料噴射を行う前に検出または推定されたエンジン回転数が、所定の踏切判定値Ｒ０以上でありかつ、この踏切判定値Ｒ０よりも高回転側に設定された共振領域Ｂｒの下限値Ｒ１未満であるときには、ｎサイクル目の燃料噴射量を飛越噴射量Ｆ２に設定すると共に、（ｎ＋１）サイクル目の燃料噴射量を、飛越噴射量Ｆ２よりも少ない誘発抑制量Ｆ３に設定する。

この構成によれば、例えばｎサイクル目の燃料噴射を実行した結果、エンジン回転数が共振領域Ｂｒを通過した場合には、通過直後の燃料噴射量を絞ることが可能になる。燃料噴射量を絞った分、共振領域Ｂｒを通過した後のトルク変動を低減し、ひいては、共振の誘発を抑制することが可能になる。したがって、共振の影響を抑制しつつ、共振領域Ｂｒを通過した後の振動レベルを低減することが可能になる。

また、回転数取得部１０２は、４つの気筒１１ａのうちｎサイクル目に燃焼を行う気筒１１ａが該燃焼前の圧縮行程にあるときに、クランク角センサＳＷ１から入力された信号に基づき、クランクシャフト１５が回転するのに要する所要時間ｔ１を取得する。回転数取得部１０２は、前記所要時間ｔ１に基づいて、（ｎ−１）サイクル目の燃焼によって到達するエンジン回転数を検出又は推定する。

この構成によれば、ｎサイクル目の燃焼を行う直前に、（ｎ−１）サイクル目の燃焼によって到達するエンジン回転数を検出又は推定する上で有利になる。

加えて、前記の構成は、エンジン１を始動するときの、エンジン回転数が比較的小さいときに行われるようになっている。よって、クランクシャフト１５の回転速度が比較的低いことから、吸気行程を考慮しない分、相対的に短い所領時間に基づいたとしても、エンジン回転数の検出精度又は推定精度を確保することが可能になる。

また、噴射量設定部１０５は、ｎサイクル目の燃料噴射量を飛越噴射量Ｆ２に設定したときに、該ｎサイクル目の燃焼によって到達するエンジン回転数が共振領域Ｂｒ内に至ったときには、（ｎ＋１）サイクル目の燃料噴射量を飛越噴射量Ｆ２に変更すると共に、（ｎ＋２）サイクル目の燃料噴射量を誘発抑制量Ｆ３に設定する。

この構成によれば、例えばｎサイクル目の燃料噴射を実行した結果、エンジン回転数が共振領域Ｂｒ内に至ったときには、共振の影響が懸念されることから、（ｎ＋１）サイクル目の燃料噴射量を多く設定する。燃料噴射量を多くした分、共振領域Ｂｒを素早く通過することが可能になる。そして、その次の（ｎ＋２）サイクル目の燃料噴射量を少なく設定することで、共振領域Ｂｒを通過した後のトルク変動を低減し、ひいては、共振の誘発を抑制する上で有利になる。

また、噴射量設定部１０５は、飛越噴射量Ｆ２を、エンジン１がアイドル運転を行うときに設定される燃料噴射量Ｆｉよりも多く設定する。

この構成によれば、飛越噴射量Ｆ２は、例えばアイドル運転時の燃料噴射量Ｆｉよりも多く設定される。これにより、共振領域Ｂｒを素早く通過する上で有利になる。

また、噴射量設定部１０５は、ｎサイクル目の燃料噴射量を飛越噴射量Ｆ２に設定したときに、該ｎサイクル目の燃焼によって到達したエンジン回転数が共振領域Ｂｒの上限値Ｒ２以上になった場合、ｎサイクル目の燃焼によって到達したエンジン回転数と共振領域Ｂｒの上限値Ｒ２との差分ΔＲを取得すると共に、該差分ΔＲが小さいときには、大きいときよりも、誘発抑制量Ｆ３を少なく設定する。

この構成によれば、誘発抑制量Ｆ３の大きさを、ｎサイクル目の燃焼によって到達したエンジン回転数と、共振領域Ｂｒの上限値Ｒ２との差分ΔＲに応じて調整する。具体的に、この差分ΔＲが小さいとき、例えばエンジン回転数が共振領域Ｂｒ付近に到達したときには、誘発抑制量Ｆ３を少なく設定する。そうすることで、共振の誘発を抑制する上で有利になる。一方、差分ΔＲが大きいときには、小さいときよりもエンジン回転数が共振領域Ｂｒから離れることになる。共振領域Ｂｒから離れた分、共振が誘発される可能性が低いことを考慮して、このときには誘発抑制量Ｆ３を多く設定する。そうすることで、エンジン回転数をアイドル回転数Ｒｉまで速やかに上昇させる上で有利になる。

また、噴射量設定部１０５は、ｎサイクル目の燃料噴射量を飛越噴射量Ｆ２に設定したときに、該ｎサイクル目の燃焼によって到達したエンジン回転数が共振領域Ｂｒの上限値Ｒ２以上になった場合、ｍを正の整数として、ｎサイクル目より後のｍサイクル目の燃焼によって到達したエンジン回転数と共振領域Ｂｒの上限値Ｒ２との差分ΔＲを取得すると共に、該差分ΔＲが小さいときには、大きいときよりも、（ｍ＋１）サイクル目の燃料噴射量を少なく設定する。

この構成によれば、共振領域Ｂｒを通過した次のサイクルに限らず、その後のサイクルにおいても、燃料噴射量の調整を実行する。これにより、差分ΔＲの大きさに応じて、共振の誘発を抑制したり、エンジン回転数を速やかに上昇させたりする上で有利になる。

《その他の実施形態》
前記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

前記エンジン１の構成は一例に過ぎず、これに限定されるものではない。例えば、前記実施形態では、エンジン１はターボ過給機６１を備えていたが、ターボ過給機６１を備えていなくてもよい。

１ エンジン（圧縮着火式エンジン）
１１ａ 気筒
１４ａ 燃焼室
１５ クランクシャフト
６ インジェクタ（燃料噴射弁）
９１ スタータモータ
１００ ＰＣＭ（制御装置）
１０１ エンジン始動部
１０２ 回転数取得部
１０５ 噴射量設定部
Ｒｉ アイドル回転数
Ｒｒ 共振回転数
Ｂｒ 共振領域（共振回転数域）
Ｒ０ 踏切判定値（基準回転数）
Ｒ１ 共振領域の下限値（共振回転数域の下限値）
Ｒ２ 共振領域の上限値（共振回転数域の上限値）
Ｆ２ 飛越噴射量（第１噴射量）
Ｆ３ 誘発抑制量（第２噴射量）

Claims (12)

1. 燃焼室の中に燃料を供給する燃料噴射弁を備えた圧縮着火式エンジンの制御方法であって、
   エンジン回転数を所定のアイドル回転数まで上昇させるエンジン始動工程と、
   前記エンジン回転数を検出または推定する回転数取得工程と、
   前記エンジン回転数が前記アイドル回転数に至るまでの期間内において、前記エンジン回転数に基づいて、前記燃料噴射弁による次サイクル以降の燃料噴射量を設定する噴射量設定工程と、を備え、
   前記噴射量設定工程は、ｎを正の整数としたとき、ｎサイクル目の燃料噴射を行う前に検出または推定されたエンジン回転数が、所定の基準回転数以上でありかつ、該基準回転数よりも高回転側に設定された共振回転数域の下限値未満であるときには、ｎサイクル目の燃料噴射量を所定の第１噴射量に設定すると共に、（ｎ＋１）サイクル目の燃料噴射量を、前記第１噴射量よりも少ない第２噴射量に設定する圧縮着火式エンジンの制御方法。
2. 請求項１に記載の圧縮着火式エンジンの制御方法において、
   前記回転数取得工程は、前記圧縮着火式エンジンの気筒のうちｎサイクル目に燃焼を行う気筒が、該ｎサイクル目の燃焼前の圧縮行程にあるときに、クランクシャフトが回転するのに要する所要時間を取得すると共に、
   前記回転数取得工程は、前記所要時間に基づいて、（ｎ−１）サイクル目の燃焼によって到達するエンジン回転数を検出又は推定する圧縮着火式エンジンの制御方法。
3. 請求項１又は２に記載の圧縮着火式エンジンの制御方法において、
   前記噴射量設定工程は、前記ｎサイクル目の燃料噴射量を前記第１噴射量に設定したときに、該ｎサイクル目の燃焼によって到達するエンジン回転数が前記共振回転数域内に至ったときには、前記（ｎ＋１）サイクル目の燃料噴射量を前記第１噴射量に変更すると共に、（ｎ＋２）サイクル目の燃料噴射量を前記第２噴射量に設定する圧縮着火式エンジンの制御方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧縮着火式エンジンの制御方法において、
   前記噴射量設定工程は、前記第１噴射量を、前記圧縮着火式エンジンがアイドル運転を行うときに設定される燃料噴射量よりも多く設定する圧縮着火式エンジンの制御方法。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の圧縮着火式エンジンの制御方法において、
   前記噴射量設定工程は、前記ｎサイクル目の燃料噴射量を前記第１噴射量に設定したときに、該ｎサイクル目の燃焼によって到達したエンジン回転数が前記共振回転数域の上限値以上になった場合、前記ｎサイクル目の燃焼によって到達したエンジン回転数と前記共振回転数域の上限値との差分を取得すると共に、該差分が小さいときには、大きいときよりも、前記第２噴射量を少なく設定する圧縮着火式エンジンの制御方法。
6. 請求項５に記載の圧縮着火式エンジンの制御方法において、
   前記噴射量設定工程は、前記ｎサイクル目の燃焼によって到達したエンジン回転数が前記共振回転数域の上限値以上になった場合、ｍを正の整数として、前記ｎサイクル目より後のｍサイクル目の燃焼によって到達したエンジン回転数と前記共振回転数域の上限値との差分を取得すると共に、該差分が小さいときには、大きいときよりも、（ｍ＋１）サイクル目の燃料噴射量を少なく設定する圧縮着火式エンジンの制御方法。
7. 燃焼室の中に燃料を供給する燃料噴射弁を備えた圧縮着火式エンジンの制御装置であって、
   エンジン回転数を所定のアイドル回転数まで上昇させるエンジン始動部と、
   前記エンジン回転数を検出または推定する回転数取得部と、
   前記エンジン回転数が前記アイドル回転数に至るまでの期間内において、前記エンジン回転数に基づいて、前記燃料噴射弁による次サイクル以降の燃料噴射量を設定する噴射量設定部と、を備え、
   前記噴射量設定部は、ｎを正の整数としたとき、ｎサイクル目の燃料噴射を行う前に検出または推定されたエンジン回転数が、所定の基準回転数以上でありかつ、該基準回転数よりも高回転側に設定された共振回転数域の下限値未満であるときには、ｎサイクル目の燃料噴射量を所定の第１噴射量に設定すると共に、（ｎ＋１）サイクル目の燃料噴射量を、前記第１噴射量よりも少ない第２噴射量に設定する圧縮着火式エンジンの制御装置。
8. 請求項７に記載の圧縮着火式エンジンの制御装置において、
   前記回転数取得部は、前記圧縮着火式エンジンの気筒のうちｎサイクル目に燃焼を行う気筒が、該ｎサイクル目の燃焼前の圧縮行程にあるときに、クランクシャフトが回転するのに要する所要時間を取得すると共に、
   前記回転数取得部は、前記所要時間に基づいて、（ｎ−１）サイクル目の燃焼によって到達するエンジン回転数を検出又は推定する圧縮着火式エンジンの制御装置。
9. 請求項７又は８に記載の圧縮着火式エンジンの制御装置において、
   前記噴射量設定部は、前記ｎサイクル目の燃料噴射量を前記第１噴射量に設定したときに、該ｎサイクル目の燃焼によって到達するエンジン回転数が前記共振回転数域内に至ったときには、前記（ｎ＋１）サイクル目の燃料噴射量を前記第１噴射量に変更すると共に、（ｎ＋２）サイクル目の燃料噴射量を前記第２噴射量に設定する圧縮着火式エンジンの制御装置。
10. 請求項７〜９のいずれか１項に記載の圧縮着火式エンジンの制御装置において、
    前記噴射量設定部は、前記第１噴射量を、前記圧縮着火式エンジンがアイドル運転を行うときに設定される燃料噴射量よりも多く設定する圧縮着火式エンジンの制御装置。
11. 請求項７〜１０のいずれか１項に記載の圧縮着火式エンジンの制御装置において、
    前記噴射量設定部は、前記ｎサイクル目の燃料噴射量を前記第１噴射量に設定したときに、該ｎサイクル目の燃焼によって到達したエンジン回転数が前記共振回転数域の上限値以上になった場合、前記ｎサイクル目の燃焼によって到達したエンジン回転数と前記共振回転数域の上限値との差分を取得すると共に、該差分が小さいときには、大きいときよりも、前記第２噴射量を少なく設定する圧縮着火式エンジンの制御装置。
12. 請求項１１に記載の圧縮着火式エンジンの制御装置において、
    前記噴射量設定部は、前記ｎサイクル目の燃焼によって到達したエンジン回転数が前記共振回転数域の上限値以上になった場合、ｍを正の整数として、前記ｎサイクル目より後のｍサイクル目の燃焼によって到達したエンジン回転数と前記共振回転数域の上限値との差分を取得すると共に、該差分が小さいときには、大きいときよりも、（ｍ＋１）サイクル目の燃料噴射量を少なく設定する圧縮着火式エンジンの制御装置。

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