(57)【要約】【課題】内燃機関の始動装置において、高温始動時においてノッキングの発生を抑制しつつ排気の温度を低下させる技術を提供する。【解決手段】内燃機関のクランクシャフトを回転させるモータと、内燃機関を始動させる前の該内燃機関の温度が所定値以上の場合には、モータにより内燃機関のクランクシャフトを回転させることで該内燃機関の吸気通路内の圧力を低下させる圧力低下手段と、圧力低下手段により、前記吸気通路内の圧力が所定圧力以下に低下した後に内燃機関を始動させる始動許可手段と、を備える。【選択図】図５
2010101210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のクランクシャフトを回転させるモータと、
前記内燃機関を始動させる前の該内燃機関の温度が所定値以上の場合には、前記モータにより内燃機関のクランクシャフトを回転させることで該内燃機関の吸気通路内の圧力を低下させる圧力低下手段と、
前記圧力低下手段により、前記吸気通路内の圧力が所定圧力以下に低下した後に内燃機関を始動させる始動許可手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の始動装置。
【請求項２】
前記モータに電力を供給するバッテリと、
前記内燃機関の吸気弁の閉弁時期を変更する閉弁時期変更手段と、
を備え、
前記バッテリの充電量が所定量以上の場合に、前記始動許可手段は前記吸気通路内の圧力が所定圧力以下に低下した後に内燃機関を始動させ、
前記バッテリの充電量が前記所定量よりも少ない場合には、前記閉弁時期変更手段はバッテリの充電量が前記所定量以上のときよりも吸気弁の閉弁時期を遅角し、且つ、吸気通路内の圧力とは関係なく内燃機関を始動させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の始動装置。
【請求項３】
前記バッテリの充電量が前記所定量よりも少ない場合には、
前記吸気通路内の圧力が前記所定圧力以下に低下するまでの期間において、前記閉弁時期変更手段はバッテリの充電量が前記所定量以上のときよりも吸気弁の閉弁時期を遅角し、
内燃機関の始動後に前記吸気通路内の圧力が前記所定圧力以下に低下した後に、前記吸気弁の閉弁時期をそれまでよりも進角させることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の始動装置。
【請求項４】
前記バッテリの充電量が前記所定量よりも少ない場合には、前記吸気通路内の圧力が前記所定圧力以下に低下するまでの期間において、吸気の温度が高いほど吸気弁の閉弁時期を遅くすることを特徴とする請求項２または３に記載の内燃機関の始動装置。
【請求項５】
前記内燃機関の吸気通路と排気通路とを接続するＥＧＲ通路を備えたＥＧＲ装置を更に備えることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の内燃機関の始動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の始動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関が高温状態のときに始動されると、ノッキングが発生する虞があるため、これを抑制するために点火時期を遅角する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
しかし、点火時期を遅角すると排気の温度が上昇する。そして、内燃機関が高温状態のときには触媒の温度も高いことが多く、このような場合に高温の排気が触媒を流通すると、該触媒の劣化を早める虞がある。また、ＥＧＲガスが吸気通路に残留している状態で点火時期を遅角させると、内燃機関が始動し難くなる。
【特許文献１】特開平５−２０９５８５号公報
【特許文献２】特開２００６−２８３７２２号公報
【特許文献３】特開２００８−１５１０６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、内燃機関の始動装置において、高温始動時においてノッキングの発生を抑制しつつ排気の温度を低下させる技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を達成するために本発明による内燃機関の始動装置は、以下の手段を採用した。すなわち、本発明による内燃機関の始動装置は、
内燃機関のクランクシャフトを回転させるモータと、
前記内燃機関を始動させる前の該内燃機関の温度が所定値以上の場合には、前記モータにより内燃機関のクランクシャフトを回転させることで該内燃機関の吸気通路内の圧力を低下させる圧力低下手段と、
前記圧力低下手段により、前記吸気通路内の圧力が所定圧力以下に低下した後に内燃機関を始動させる始動許可手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００６】
つまり、モータによりクランクシャフトを回転させるモータリングを行うことにより、吸気通路内の圧力を下降させてノッキングの発生を抑制する。ここで、モータによりクランクシャフトを回転させるときに、燃料の供給若しくは点火プラグへの通電を行わなければ該内燃機関は始動しない。
【０００７】
しかし、クランクシャフトをモータにより回転させると、吸気通路内のガスが気筒内に吸入され、その後そのガスは排気通路へ排出される。これにより、吸気通路内及び気筒内の圧力が下降する。内燃機関の始動時にはスロットルが通常閉じられているため、吸気通路内及び気筒内の圧力は速やかに下降する。一般に、気筒内の圧力を低くすることにより、ノッキングの発生を抑制することができる。そのため、ノッキングの発生する虞のない圧力まで気筒内の圧力が低下すれば、その後に内燃機関を始動させてもノッキングの発生を抑制できる。すなわち、本発明における所定圧力とは、ノッキングの発生する虞のない圧力またはノッキングの発生しない圧力とすることができる。
【０００８】
なお、内燃機関の温度が所定値以上の場合に圧力を低下させるのは、温度が低いときにはノッキングが発生し難いからである。すなわち、この所定値とは、ノッキングが発生する虞のある温度またはノッキングが発生する温度とすることができる。また、内燃機関を始動させるとは、内燃機関の始動に必要となる制御を行うことをいう。つまり、燃料を適正時期に噴射したり、点火プラグへ適正時期に通電したりすることを含む。
【０００９】
また、内燃機関を始動させる前の内燃機関の温度が所定値未満の場合には、ノッキングが発生する虞がないため、吸気通路内の圧力とは関係なく内燃機関を始動させる。内燃機関の温度は、ノッキングの発生に関係する部位の温度、例えばシリンダヘッドの温度としても良い。また、冷却水温度、潤滑油温度、気筒内のガス温度としても良い。
【００１０】
本発明においては、前記モータに電力を供給するバッテリと、
前記内燃機関の吸気弁の閉弁時期を変更する閉弁時期変更手段と、
を備え、
前記バッテリの充電量が所定量以上の場合に、前記始動許可手段は前記吸気通路内の圧力が所定圧力以下に低下した後に内燃機関を始動させ、
前記バッテリの充電量が前記所定量よりも少ない場合には、前記閉弁時期変更手段はバッテリの充電量が前記所定量以上のときよりも吸気弁の閉弁時期を遅角し、且つ、吸気通路内の圧力とは関係なく内燃機関を始動させることができる。
【００１１】
バッテリの充電量が少なすぎると、吸気通路内の圧力が十分低下するまでモータを作動させることが困難となる。これにより、内燃機関の始動が困難となる虞もある。そこで、バッテリの充電量が十分多いときにモータリングを行って吸気通路内の圧力を低下させ、バッテリの充電量が少ない場合にはモータへの通電を必要最小限に抑える。つまり、バッテリの充電量が所定量以上の場合とは、吸気通路内の圧力が所定圧力以下となるまでモータを作動させことができる場合をいう。また、所定量とは、吸気通路内の圧力が所定圧力以下となるまでモータを作動させるのに必要となる充電量とすることができる。
【００１２】
ところで、吸気弁の閉弁時期は通常、吸気下死点よりも後になる。アトキンソンサイクル（ミラーサイクルとしても良い。）の場合には、さらに遅い時期に吸気弁が閉弁される。ここで、吸気弁の閉弁時期を遅角することにより、圧縮行程で気筒内のガスが吸気通路へ押し戻される。つまり、気筒内のガス量が減少するため、燃焼時の気筒内の圧力を低減させることができるので、ノッキングの発生を抑制できる。これは、オットーサイクルであっても、アトキンソンサイクルであっても同様である。
【００１３】
つまり、バッテリの充電量が所定量よりも少ない場合に吸気弁の閉弁時期を遅角させれば、モータリングによらずとも気筒内の圧力を低下させることできるため、ノッキングの発生を抑制できる。ただし、吸気弁の閉弁時期を遅角させると、内燃機関の始動が困難となる虞もあるため、これを行うのはバッテリの充電量が所定量よりも少ない場合に限る。
【００１４】
閉弁時期変更手段は、吸気弁の開弁時期及び閉弁時期を同じだけずらしても良く、吸気弁のリフト量を変更することで閉弁時期を変更しても良く、電磁駆動弁等で閉弁時期だけを変更しても良い。なお、吸気通路内の圧力とは関係なく内燃機関を始動させるので、吸気通路内の圧力が所定圧力以下まで低下していなくても内燃機関を始動させる。また、内燃機関の始動前のバッテリの充電量に応じて、可及的にモータへ通電しても良い。
【００１５】
本発明においては、前記バッテリの充電量が前記所定量よりも少ない場合には、
前記吸気通路内の圧力が前記所定圧力以下に低下するまでの期間において、前記閉弁時期変更手段はバッテリの充電量が前記所定量以上のときよりも吸気弁の閉弁時期を遅角し、
内燃機関の始動後に前記吸気通路内の圧力が前記所定圧力以下に低下した後に、前記吸気弁の閉弁時期をそれまでよりも進角させることができる。
【００１６】
吸気弁の閉弁時期を遅角する場合には、モータリングを行う場合と比較して、吸気通路内の圧力が低下するまでに時間がかかる。そのため、内燃機関の始動後であっても吸気通路内の圧力が高いことがあるので、ノッキングが発生する虞がある。これに対し、内燃機関の始動後であっても、吸気弁の閉弁時期を遅角させたまま維持しておけば、ノッキングの発生を抑制できる。そして、吸気通路内の圧力が十分に低下した後に吸気弁の閉弁時期をそれまでよりも進角させることにより、燃焼状態を安定させることができる。
【００１７】
本発明においては、前記バッテリの充電量が前記所定量よりも少ない場合には、前記吸気通路内の圧力が前記所定圧力以下に低下するまでの期間において、吸気の温度が高いほど吸気弁の閉弁時期を遅くすることができる。
【００１８】
吸気の温度が高いほどノッキングが発生し易くなる。しかし、吸気弁の閉弁時期を遅くすると燃焼状態が悪化する虞がある。これに対し、吸気の温度が高いほど吸気弁の閉弁時期を遅くすれば、吸気弁の閉弁時期を必要以上に遅くすることを抑制できる。なお、吸気温度は、内燃機関の温度としても良く、冷却水の温度としても良い。
【００１９】
本発明においては、前記内燃機関の吸気通路と排気通路とを接続するＥＧＲ通路を備えたＥＧＲ装置を更に備えることができる。
【００２０】
ＥＧＲ装置を備えている場合には、内燃機関の停止前に吸気通路へ導入されたＥＧＲガスが、内燃機関の始動時に該吸気通路に残留している場合がある。内燃機関の始動時に、気筒内にＥＧＲガスが導入されると、燃焼状態が不安定になる虞がある。これに対し、内燃機関の始動前に、吸気通路に残留しているＥＧＲガスを排気通路へ排出しておけば、内燃機関の始動時におけるＥＧＲガス量を減少させることができるため、燃焼状態を安定させることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る内燃機関の始動装置によれば、モータリングにより吸気通路内の圧力を下降させるため、高温始動時においてノッキングの発生を抑制しつつ排気の温度を低下させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係る内燃機関の始動装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１は、本実施例に係る内燃機関の始動装置を適用する内燃機関及びその吸気系、排気系の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、４つの気筒を有する水冷式の４サイクル・ガソリンエンジンである。内燃機関１はアトキンソンサイクルにて運転可能である。
【００２４】
気筒２内の燃焼室には、シリンダヘッド１０に設けられた吸気ポート３を介して吸気管４が接続されている。気筒２への吸気の流入は吸気弁５によって制御される。吸気弁５の開閉は、吸気側カム６の回転駆動によって制御される。また、シリンダヘッド１０に設けられた排気ポート７を介して、排気管８が接続されている。気筒２外への排気の排出は排気弁９によって制御される。排気弁９の開閉は排気側カム１１の回転駆動によって制御される。なお、本実施例では吸気ポート３及び吸気管４が、本発明における吸気通路に相当
する。
【００２５】
そして、内燃機関１のクランクシャフト１３にコンロッド１４を介して連結されたピストン１５が、気筒２内で往復運動を行う。
【００２６】
また、吸気管４の途中には、該吸気管４を流れる吸気の量を調節する吸気絞り弁１６が備えられている。吸気絞り弁１６よりも上流の吸気管４には、該吸気管内を流れる空気の量に応じた信号を出力するエアフローメータ９５が取り付けられている。このエアフローメータ９５により内燃機関１の吸入空気量が検出される。また、吸気絞り弁１６よりも下流の吸気管４には、吸気の温度を測定する吸気温度センサ９６が取り付けられている。
【００２７】
排気管８の途中には、排気中の有害物質を浄化する触媒１７が設けられている。さらに、触媒１７よりも上流の排気管８の途中には、該排気管８内を流れる排気の温度に応じた信号を出力する排気温度センサ９３が取り付けられている。また、内燃機関１には、該内燃機関１の冷却水温度を測定する冷却水温度センサ９４が取り付けられている。本実施例では、冷却水の温度を内燃機関１の温度として用いる。
【００２８】
また、内燃機関１には、排気管８内を流通する排気の一部（以下、ＥＧＲガスという。）を吸気管４へ再循環させるＥＧＲ装置３０が備えられている。このＥＧＲ装置３０は、ＥＧＲ通路３１、ＥＧＲ弁３２を備えて構成されている。
【００２９】
ＥＧＲ通路３１は、触媒１７よりも上流の排気管８と、吸気絞り弁１６よりも下流の吸気管４と、を接続している。このＥＧＲ通路３１を通って、ＥＧＲガスが再循環される。また、ＥＧＲ弁３２は、ＥＧＲ通路３１の通路断面積を調整することにより、該ＥＧＲ通路３１を流れるＥＧＲガスの量を調整する。
【００３０】
また、内燃機関１の近傍の吸気管４には、燃料を吸気ポート３へ向けて噴射する燃料噴射弁８１が取り付けられている。また、内燃機関１には、気筒２内に電気火花を発生させる点火プラグ８２が取り付けられている。
【００３１】
次に、吸気弁５および排気弁９の開閉は、開閉機構により行われる。ここで、吸気弁５の開閉動作は吸気側カム６によって行われる。この吸気側カム６は吸気側カムシャフト２２に取り付けられ、更に吸気側カムシャフト２２の端部には吸気側プーリ２４が設けられている。更に、吸気側カムシャフト２２と吸気側プーリ２４との相対的な回転位相を変更可能とする可変回転位相機構（以下、「吸気側ＶＶＴ」という）２３が設けられている。この吸気側ＶＶＴ２３は、ＥＣＵ９０からの指令に従って吸気側カムシャフト２２と吸気側プーリ２４との相対的な回転位相を制御する。なお、本実施例では吸気側ＶＶＴ２３が、本発明における閉弁時期変更手段に相当する。
【００３２】
また、排気弁９の開閉動作は排気側カム１１によって行われる。この排気側カム１１は排気側カムシャフト２５に取り付けられ、更に排気側カムシャフト２５の端部には排気側プーリ２７が設けられている。更に、排気側カムシャフト２５と排気側プーリ２７との相対的な回転位相を変更可能とする可変回転位相機構（以下、「排気側ＶＶＴ」という）２６が設けられている。この排気側ＶＶＴ２６は、ＥＣＵ９０からの指令に従って排気側カムシャフト２５と排気側プーリ２７との相対的な回転位相を制御する。
【００３３】
そして、吸気側カムシャフト２２と排気側カムシャフト２５の回転駆動は、クランクシャフト１３の駆動力によって行われる。
【００３４】
このようにして、クランクシャフト１３の駆動力によって吸気側カムシャフト２２およ
び排気側カムシャフト２５が回転駆動される。そして、同時に回転する吸気側カム６および排気側カム１１によって、吸気弁５および排気弁９の開閉動作が行われる。ここで、吸気側ＶＶＴ２３によれば、吸気弁５の開閉時期を変更することができる。また、排気側ＶＶＴ２６によれば、排気弁９の開閉時期を変更することができる。なお、本実施例においては、排気側ＶＶＴ２６はなくても良い。
【００３５】
次に、図２は、本実施例に係るハイブリッドシステム５０の概略構成図である。本実施例によるハイブリッド車は、内燃機関１、動力分割機構５１、電動モータ５２、発電機５３、バッテリ５４、インバータ５５、車軸５６、減速機５７、車輪５８を備えて構成されている。
【００３６】
動力分割機構５１は、内燃機関１からの出力を発電機５３や車軸５６に振り分けている。この動力分割機構５１は、電動モータ５２からの出力を車軸５６に伝達する機能をも有する。電動モータ５２は、減速機５７を介して車軸５６と比例した回転数にて回転する。該電動モータ５２は、通常運転時には必要に応じて内燃機関１の出力を補助することもできる。また、電動モータ５２及び発電機５３には、インバータ５５を介してバッテリ５４が接続されている。そして、発電機５３は、内燃機関１からの動力を得て発電しバッテリ５４の充電を行う。
【００３７】
このように構成されたハイブリッドシステムでは、内燃機関１の出力若しくは電動モータ５２の出力により車軸５６を回転させ、車輪５８が駆動される。また、内燃機関１の出力と電動モータ５２の出力とを合わせて車軸５６を回転させ、車輪５８を駆動することもできる。さらに、電動モータ５２の出力により内燃機関１のクランクシャフト１３を回転させることもできる。つまり、このハイブリッドシステム５０によれば、内燃機関１のクランキングやモータリング行うことができる。
【００３８】
さらに、内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ９０が併設されている。このＥＣＵ９０は、ＣＰＵの他、各種のプログラム及びマップを記憶するＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えており、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態等を制御するユニットである。
【００３９】
ここで、上記各種センサの他、アクセル開度センサ９１およびクランクポジションセンサ９２がＥＣＵ９０と電気的に接続されている。ＥＣＵ９０はアクセル開度センサ９１からアクセル開度に応じた信号を受け取り、この信号に応じて内燃機関１に要求される機関負荷等を算出する。また、ＥＣＵ９０はクランクポジションセンサ９２から内燃機関１の出力軸の回転角に応じた信号を受け取り、内燃機関１の機関回転速度を算出する。また、ＥＣＵ９０は、バッテリ５４の電圧や電流値等から該バッテリの充電量（残量）を算出する。
【００４０】
そして、本実施例では、内燃機関１の始動時に該内燃機関１が高温の場合には、ノッキングの発生及び触媒１７の熱劣化の進行の抑制を目的とした始動制御を実行する。この始動制御は、車輪５８の駆動源を電動モータ５２から内燃機関１に切り換えるときに行っても良い。
【００４１】
また、上記高温の場合には、バッテリ５４の充電量に応じた制御を行う。すなわち、バッテリ５４の充電量が十分であるときには、燃料噴射弁８１からの燃料の供給を停止した状態で電動モータ５２によりクランクシャフト１３を回転させる。つまり、モータリングを行う。一方、バッテリ５４の充電量が十分でないときには、吸気弁５の閉弁時期を遅らせることにより有効圧縮比を低下させる。これらにより、内燃機関１の始動時おいて気筒２内の圧力を低下させることができるため、ノッキングの発生を抑制できる。また、点火
時期の遅角は行う必要がないため、排気温度の上昇を抑制することができるので、触媒１７の劣化の進行を抑制できる。
【００４２】
図３は、本実施例に係る吸気弁５の開弁期間を示した図である。図３Ａは内燃機関１が高温で且つバッテリ５４の充電量が所定量以上のときを示し、図３Ｂは内燃機関１が高温で且つバッテリ５４の充電量が所定量未満のときを示し、図３Ｃは内燃機関１が低温のときを示している。これらは、アトキンソンサイクルにおけるクランクシャフト１３の回転角に対する吸気弁５の開弁期間を示している。「最遅角時」とは、吸気弁５の閉弁時期を最も遅角させたときの値をいう。「アイドル時」とは、内燃機関１のアイドル運転中の吸気弁５の閉弁時期をいう。「ＴＤＣ」は排気上死点、「ＢＤＣ」は吸気下死点である。矢印の範囲で示される「開弁期間」において吸気弁５が開弁している。図３では、右回りにクランクシャフト１３の回転角が変化する。なお、バッテリ５４の充電量が所定量以上のときとは、モータリングにより吸気管４内の圧力をノッキングが発生しない値まで低下させることが可能なときをいう。
【００４３】
図３Ａでは、排気行程の上死点前から吸気弁５を開き始め、吸気行程中は吸気弁５を開き続け、下死点後の圧縮行程が始まってから吸気弁５が全閉となる。この吸気弁５が全閉となる時期は、アイドル時よりも早い。吸気弁５の閉弁時期は、気筒２内の吸入空気量が最大となるように決定される。この吸気弁５の閉弁時期は予め実験等により求めることができる。
【００４４】
このように、気筒２内の吸入空気量が最大となれば、吸気管４内のガスを速やかに排気管８側へ排出することができるため、吸気管４内及び気筒２内の圧力を速やかに低下させることができる。また、内燃機関１を始動させる前なので、燃焼状態によらず吸気弁５の閉弁時期を変更することができる。そして、吸気管４内の圧力が十分に低下した後に内燃機関１を始動させる。
【００４５】
図３Ｂでは、排気行程の上死点後の吸気行程中に吸気弁５を開き始め、圧縮行程の中間付近で吸気弁５が全閉となる。この吸気弁５が全閉となる時期は、アイドル時よりも遅い。ここではバッテリ５４の充電量が少ないため、モータリングを長時間行うことができない。そこで、吸気弁５の閉弁時期を遅角させることで有効圧縮比を低下させる。このように有効圧縮比を低下させることで燃焼時の気筒２内の圧力が低下するため、ノッキングの発生を抑制できる。しかし、有効圧縮比を低下させると、燃焼状態が不安定となり内燃機関１の始動し難くなる（始動性が低下する）虞がある。そのため、ノッキングの発生を抑制するのと、始動性を確保するのと、を考慮して、吸気弁５の閉弁時期を決定する。これらの関係は吸気温度によって変化する。
【００４６】
ここで図４は、吸気温度と吸気弁５の目標位相（閉弁時期としても良い）との関係を示した図である。吸気温度が高いほどノッキングが発生し易くなるが、始動性は高くなる。そのため、吸気温度が高いほど吸気弁５の目標位相を遅角させる。この場合、アイドル時よりも遅角側で行う。これにより、吸気温度が高いときにはノッキングの発生を抑制し、吸気温度の低いときには内燃機関１の始動性を確保することができる。これらの関係は、予め実験等により求めることができる。また、図３Ａの場合と比較し図３Ｂの場合には吸気管４内の圧力低下の度合いが小さいため、ノッキングが発生し易い。このため、内燃機関１の始動後も例えば所定のサイクルだけ吸気弁５の閉弁時期を遅角させたまま維持する。
【００４７】
また、図３Ｃでは、ノッキングが発生することはほとんどないため、モータリングは行わない。ただし、燃焼状態を安定させつつクランキング時や始動時のショックを低減するために、吸気弁５の閉弁時期をアイドル時よりも若干遅らせる。
【００４８】
次に図５および図６は、本実施例に係る始動制御のフローを示したフローチャートである。本ルーチンは、ＥＣＵ９０により所定の時間毎に繰り返し実行される。
【００４９】
ステップＳ１０１では、内燃機関１の始動要求があるか否か判定される。例えば車両が停止したために内燃機関１が自動的に停止されているときに、運転者がアクセルを踏み込んだ場合に始動要求があると判定される。また、電動モータ５２で走行中にアクセル開度が所定の値を超えて中高負荷状態となった場合に始動要求があると判定される。さらに、運転者が内燃機関１を始動させるためにスイッチ操作を行った場合に始動要求があると判定される。そして、ステップＳ１０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０２へ進み、否定判定がなされた場合には本ルーチンを一旦終了させる。
【００５０】
ステップＳ１０２では、内燃機関１の冷却水温度が判定値以上であるか否か判定される。つまり、内燃機関１の温度がノッキングの発生する虞のある温度であるか否か判定される。これは、内燃機関の温度がノッキングの発生する虞のある所定値以上であるか否か判定しているといえる。ステップＳ１０２で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０３へ進み、一方否定判定がなされた場合にはステップＳ１１４へ進む。
【００５１】
ステップＳ１０３では、バッテリ５４の充電量が閾値以上であるか否か判定される。つまり、モータリングにより吸気管４内の圧力をノッキングが発生しない値まで低下させることが可能か否か判定している。これは、バッテリの充電量が、吸気管４内の圧力が所定圧力以下となるまでモータリングを行うために必要となる所定量以上であるか否か判定しているといえる。ステップＳ１０３で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０４へ進み、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０８へ進む。
【００５２】
ステップＳ１０４では、吸気弁５の目標位相が、モータリングを行うときの値に設定される。つまり、図３Ａに示した状態に設定される。
【００５３】
ステップＳ１０５では、モータリングを開始する。つまり、電動モータ５２によりクランクシャフト１３を回転させる。このときに、燃料噴射弁８１への通電は行わないようにすることで、内燃機関１へ燃料を供給しないようにする。なお、本実施例ではステップＳ１０５を処理するＥＣＵ９０が、本発明における圧力低下手段に相当する。
【００５４】
ステップＳ１０６では、モータリングを開始してから所定サイクルが経過したか否か判定される。本ステップでは、吸気管４内の圧力が十分に低下したか否か判定している。これは、吸気通路内の圧力がノッキングの発生する虞のない所定圧力以下に低下したか否か判定していることになる。つまり、所定サイクルとは、吸気管４内の圧力がノッキングの発生を抑制し得るほど低下するまでに要するサイクルである。この所定サイクルは、予め実験等により求めておく。ステップＳ１０６で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０７へ進み、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０６を再度実行する。
【００５５】
ステップＳ１０７では、内燃機関１を始動させる。つまり、燃料の供給を開始し、内燃機関１の始動に必要となる他の制御を併せて行う。なお、本実施例ではステップＳ１０６及びステップＳ１０７を処理するＥＣＵ９０が、本発明における始動許可手段に相当する。
【００５６】
ステップＳ１０８では、吸気弁５の目標位相が、モータリングを行わないときの値に設定される。この場合、内燃機関１の温度は高温のため、ノッキングの発生を抑制し得る位相とされる。つまり、図３Ｂに示した状態に設定される。このときには、ステップＳ１０４で設定されるときよりも吸気弁５の閉弁時期が遅い。また、吸気温度に応じて吸気弁５
の閉弁時期を調節する。つまり、図４に示した値に従って、吸気弁５の閉弁時期が設定される。
【００５７】
ステップＳ１０９では、モータリングを開始する。つまり、電動モータ５２によりクランクシャフト１３を回転させる。このときに、燃料噴射弁８１への通電は行わないようにすることで、内燃機関１へ燃料を供給しないようにする。
【００５８】
ステップＳ１１０では、吸気弁５の実際の位相（実位相）が目標値（目標位相）となったか否か判定される。つまり、吸気弁５の実位相はすぐには変わらないため、モータリング中に実位相が目標値に近づいていく。そのため、吸気弁５の実位相が目標値となってから内燃機関１を始動させる。なお、実位相が目標値となってからモータリングを開始しても良い。ステップＳ１１０で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１１１へ進み、否定判定がなされた場合にはステップＳ１１０を再度実行する。
【００５９】
ステップＳ１１１では、内燃機関１を始動させる。つまり、燃料の供給を開始し、内燃機関１の始動に必要となる他の制御を併せて行う。
【００６０】
ステップＳ１１２では、モータリングを開始してから所定サイクルが経過したか否か判定される。本ステップでは、吸気管４内の圧力が十分に低下したか否か判定している。つまり、所定サイクルとは、吸気管４内の圧力がノッキングの発生を抑制し得るほど低下するまでに要するサイクルである。ここで、吸気弁５の閉弁時期を遅角させても、吸気管４内の圧力はすぐには低下しないため、内燃機関１の始動後も吸気弁５の閉弁時期を遅角させたまま所定サイクル維持して該吸気管４内の圧力を低下させる。この所定サイクルは、予め実験等により求めておく。ステップＳ１１２で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１１３へ進み、否定判定がなされた場合にはステップＳ１１２を再度実行する。
【００６１】
ステップＳ１１３では、吸気弁５の目標位相が、通常運転時の値に設定される。つまり、吸気弁５の閉弁時期が進角され、内燃機関１の低温時または内燃機関１のアイドリング時と同じ値に設定される。
【００６２】
ステップＳ１１４では、吸気弁５の目標位相が、内燃機関１の低温時の値に設定される。このときの吸気弁５の目標位相は、通常の始動時の目標位相としても良い。つまり、図３Ｃに示した状態に設定される。
【００６３】
ステップＳ１１５では、モータリングを開始する。つまり、電動モータ５２によりクランクシャフト１３を回転させる。このときに、燃料噴射弁８１への通電は行わないようにすることで、内燃機関１へ燃料を供給しないようにする。
【００６４】
ステップＳ１１６では、吸気弁５の実際の位相（実位相）が目標値となったか否か判定される。つまり、吸気弁５の実位相はすぐには変わらないため、吸気弁５の実位相が目標値となってから内燃機関１を始動させる。ステップＳ１１６で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１１７へ進み、否定判定がなされた場合にはステップＳ１１６を再度実行する。
【００６５】
ステップＳ１１７では、内燃機関１を始動させる。つまり、燃料の供給を開始し、内燃機関１の始動に必要となる他の制御を併せて行う。
【００６６】
このようにして、内燃機関１の温度及びバッテリ５４の充電量に応じて内燃機関１を始動させることができる。
【００６７】
なお、本実施例では、ＥＧＲ装置３０を備えているため、内燃機関１の停止前にＥＧＲ弁３２が開かれていた場合には、内燃機関１の停止時にＥＧＲガスが吸気管４内に残留する。そうすると、内燃機関１の始動時にＥＧＲ弁３２を閉じていたとしても、吸気管４内に残留していたＥＧＲガスが気筒２内に導入されるため、ノッキングが発生し易くなる。
【００６８】
これに対し本実施例によれば、モータリング又は吸気弁５の位相の変更により気筒２内の圧力を低下させることができるため、ノッキングの発生を抑制し得る。また、モータリングを行うことにより、ＥＧＲガスを排気管８へ排出することもできるため、これによってもノッキングの発生を抑制し得る。
【００６９】
以上説明したように本実施例によれば、内燃機関１の温度が高いときに気筒２内の圧力を低下させるため、ノッキングの発生を抑制できる。また、排気温度の上昇を抑制することができるため、触媒１７の劣化の進行を抑制できる。
【実施例２】
【００７０】
本実施例では、内燃機関１の高温始動時に、吸気管４内の圧力を直接測定する。そして、吸気管４内の実際の圧力が十分に小さくなってから内燃機関１を始動させる。その他の装置等は実施例１と同じため説明を省略する。
【００７１】
実施例１では、バッテリ５４の充電量が閾値以上のときには、モータリングを開始してから所定サイクルが経過した後に内燃機関１を始動させている。また、バッテリ５４の充電量が閾値未満のときには、内燃機関１の始動後に所定サイクルが経過した後に吸気弁５の位相を通常の値に設定している。どちらの場合にも、吸気管４内の圧力が十分に低下するまでのサイクルとして所定サイクルを設定している。しかし、吸気管４内の圧力を実際に測定することができれば、吸気管４内の圧力が実際に十分に低下したことを検知できる。そして、この測定値にしたがって制御を行うことにより、ノッキングの発生をより抑制し得る。
【００７２】
次に図７は、本実施例に係る始動制御のフローを示したフローチャートである。本ルーチンは、ＥＣＵ９０により所定の時間毎に繰り返し実行される。なお、図５に示したフローと同じ処理がなされるステップについては、同じ符号を付して説明を省略する。また、ステップＳ１０２において否定判定がなされた場合には、図６に示したフローと同じ処理がなされる。
【００７３】
ステップＳ２０１では、吸気管４内の圧力が所定の始動許可圧力よりも高いか否か判定される。本ステップでは、吸気管４の圧力が、ノッキングの発生する虞のある値となっているか否か判定される。すなわち、ノッキングの発生する虞がない場合には、わざわざ吸気管４内の圧力を低下させる必要がない。つまり、始動許可圧力とは、ノッキングの発生する虞のない吸気管４内の圧力の上限値である。ステップＳ２０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０３へ進み、否定判定がなされた場合にはステップＳ１１４へ進む。
【００７４】
ステップＳ２０２では、吸気管４内の圧力が始動許可圧力以下であるか否か判定される。つまり、ノッキングの発生する虞のない圧力となっているか否か判定される。ここで図８は、吸気管４内の圧力の推移を示したタイムチャートである。吸気管４内の圧力は、内燃機関１の停止時では大気圧と等しくなっており、モータリングを行うことにより、徐々に低下する。そして本実施例では、吸気管４内の圧力が始動許可圧力以下となったときに、内燃機関１を始動させる。
【００７５】
ステップＳ２０２で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０７へ進み、否定判定が
なされた場合にはステップＳ２０２を再度実行する。
【００７６】
ステップＳ２０３では、吸気管４内の圧力が始動許可圧力となっているか否か判定される。つまり、ノッキングの発生する虞のない圧力となっているか否か判定される。そして本実施例では、吸気管４内の圧力が始動許可圧力以下となったときに、吸気弁５の位相を通常の値に設定する。ステップＳ２０３で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１１３へ進み、否定判定がなされた場合にはステップＳ２０３を再度実行する。
【００７７】
なお、内燃機関１の温度（例えば冷却水温度としても良い。）が高いほど、始動許可圧力を低くしても良い。つまり、内燃機関１の温度が高いほどノッキングが発生し易くなるため、吸気管４内の圧力をより低くすることでノッキングの発生を抑制しても良い。
【００７８】
以上説明したように本実施例によれば、内燃機関１の温度が高いときに気筒２内の圧力が実際に低下してから内燃機関１を始動させたり吸気弁５の位相を変化させたりするため、ノッキングの発生を抑制できる。また、排気温度の上昇を抑制することができるため、触媒１７の劣化の進行を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】実施例に係る内燃機関の始動装置を適用する内燃機関及びその吸気系、排気系の概略構成を示す図である。
【図２】実施例に係るハイブリッドシステムの概略構成図である。
【図３】実施例に係る吸気弁の開弁期間を示した図である。
【図４】吸気温度と吸気弁の目標位相（閉弁時期としても良い）との関係を示した図である。
【図５】実施例１に係る始動制御のフローを示したフローチャートである。
【図６】実施例１に係る始動制御のフローを示したフローチャートである。
【図７】実施例２に係る始動制御のフローを示したフローチャートである。
【図８】吸気管内の圧力の推移を示したタイムチャートである。
【符号の説明】
【００８０】
１     内燃機関
２     気筒
３     吸気ポート
４     吸気管
５     吸気弁
６     吸気側カム
１３   クランクシャフト
１５   ピストン
１６   吸気絞り弁
１７   触媒
２２   吸気側カムシャフト
２４   吸気側プーリ
３０   ＥＧＲ装置
３１   ＥＧＲ通路
３２   ＥＧＲ弁
５０   ハイブリッドシステム
５１   動力分割機構
５２   電動モータ
５３   発電機
５４   バッテリ
５５   インバータ
５６   車軸
５７   減速機
５８   車輪
８１   燃料噴射弁
８２   点火プラグ
９０   ＥＣＵ
９１   アクセル開度センサ
９２   クランクポジションセンサ
９３   排気温度センサ
９４   冷却水温度センサ
９５   エアフローメータ
９６   吸気温度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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