(57)【要約】【課題】内燃機関に備えられている過給機を利用して、筒内の空気充填効率を低減させることで、始動の際に生じる振動や音を、より低減可能な内燃機関及び内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】内燃機関１０は、気筒５内を過給する方向とは逆方向に作動することで、より下流側の吸気通路７内を減圧可能な過給機８０を吸気通路７中に有しており、始動する際には、前記過給機８０を逆方向に作動させて、下流側の吸気通路７内を減圧した後、気筒５内混合気の着火を開始する。着火を開始するとき、気筒５内の空気充填効率は低減されているため、気筒５内混合気が１回の爆発燃焼で生じる力や音を、より小さなものとすることができる。これにより、内燃機関１０が始動する際に生じる音や振動を、より低減する。【選択図】図２
2007092679.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気通路から流入する空気により気筒内に形成された混合気に着火して始動する内燃機関であって、
吸気通路中に設けられ、気筒内を過給する方向とは逆方向に作動することで、より下流側の吸気通路内を減圧可能な過給機を有し、
始動する際には、前記過給機を逆方向に作動させて、下流側の吸気通路内を減圧した後、気筒内混合気の着火を開始する、内燃機関。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関であって、
前記過給機は、電動機により回転駆動されて、吸気通路内に空気流を形成可能なロータを有し、
前記ロータが筒内を過給する方向とは逆方向に回転するよう、始動要求に応じて電動機の回転を制御する、内燃機関。
【請求項３】
請求項２に記載の内燃機関であって、
前記ロータは、吸気通路内に設けられた軸流式のファンである、
内燃機関。
【請求項４】
請求項１に記載の内燃機関であって、
内燃機関は、ハイブリッド車両の動力源として、回転電機と併用又は選択使用されるものであり、
ハイブリッド車両が回転電機のみを動力源とする走行から内燃機関を動力源とする走行に移行する際の、始動要求に応じて、前記過給機を逆方向に作動させてから、筒内混合気の着火を開始する、内燃機関。
【請求項５】
気筒内を過給する方向とは逆方向に作動することで、より下流側の吸気通路内を減圧可能な過給機が、吸気通路中に設けられた内燃機関であり、かつ吸気通路から流入する空気により筒内に形成された混合気に着火されて始動する内燃機関、を制御する内燃機関の制御装置であって、
始動要求に応じて、前記過給機が逆方向に作動するよう制御する過給機制御手段と、
始動要求に応じて、筒内混合気の着火の開始を指示する着火指示手段と、
を備え、
過給機が下流側の吸気通路内を減圧した後、気筒内混合気の着火を開始する、内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過給機を備える内燃機関に関し、特に、内燃機関を始動する際の過給機の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車等に搭載されている内燃機関を始動する場合、まず、スタータモータ等の始動機構を制御して、クランクシャフトを始動に必要な所定の回転速度以上に回転させて、各気筒の筒内にあるピストンを上下動させる、いわゆる「クランキング」を行う。このクランキングにより吸気通路から筒内に新気を流入させて、さらに燃料を供給することで、筒内に空気と燃料の混合気を形成する。そして、この混合気の着火を開始し、混合気の爆発燃焼を継続するよう制御することで、内燃機関を始動することができる。
【０００３】
このようなクランクキング時における内燃機関の回転速度は、アイドリング時の回転速度と同等か、これに比べて低回転であるため、クランキング時に内燃機関に吸入される単位時間あたりの吸入空気量は、通常の走行時、すなわちアイドル回転速度より高回転である場合に比べて小さい。このため、スロットルバルブより下流側の吸気通路内、例えば吸気マニホールド内は、あまり負圧が発達しておらず、クランキング時における気筒内の空気充填効率は、通常の走行時に比べて高くなっている。
【０００４】
ところで、従来から電動機により駆動可能な過給機を備えた内燃機関が知られている。このような内燃機関は、気筒内を過給する、すなわち気筒内の空気充填効率を上昇させて、出力を向上させるだけではなく、例えば、内燃機関運転中に、過給機を電動機により過給時とは逆方向に作動させることで、排気排圧を上昇させて内部ＥＧＲ効果を増大させることが知られている（特許文献１参照）。また、内燃機関停止後に過給機を作動させて、吸気通路内に充満した燃料蒸気を掃気することも知られている（特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２７８３２６号公報
【特許文献２】特開２００４−１０８２１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように空気充填効率が高い状態で筒内に形成された混合気に着火すると、１つの気筒内にある混合気が１回の爆発・燃焼で生じる力と音は、空気充填効率が低い通常の走行時に比べて大きなものとなる。加えて、始動する際におけるエンジン回転数が上述のように低回転であり、各気筒の混合気に爆発が生じる時間的間隔が比較的長いため、混合気の爆発・燃焼により生じる力や音は、より際立ったものとなる。
【０００７】
このような内燃機関を始動する際に生じる力や音は、例えば、内燃機関が自動車に搭載されている場合、自動車の乗員に不快な振動や音として知覚される。特に、内燃機関がハイブリッド車両に搭載されている場合、回転電機のみを動力源とする走行中に内燃機関を始動することがあり、この始動タイミングは、車両の乗員にとって、予期することができないものであるため、内燃機関が始動する際に生じる振動や音は、乗員に強い違和感を与えることとなる。このため従来から、内燃機関を始動する際に生じる振動や音を、より低減する手法が要望されている。
【０００８】
そこで本発明は、内燃機関に備えられている過給機を利用して、筒内の空気充填効率を低減させることで、始動の際に生じる振動や音を、より低減可能な内燃機関及び内燃機関の制御装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の内燃機関は、吸気通路中に設けられ、気筒内を過給する方向とは逆方向に作動することで、より下流側の吸気通路内を減圧可能な過給機を有しており、始動する際には、前記過給機を逆方向に作動させて、下流側の吸気通路内を減圧した後、気筒内混合気の着火を開始する。着火を開始するとき、気筒内の空気充填効率は、低減されており、気筒内混合気が１回の爆発燃焼で生じる力や音は、過給機を作動させない場合に比べて小さなものとすることができる。これにより、内燃機関が始動する際に生じる音や振動を、より低減することができる。
【００１０】
好ましくは、前記過給機は、電動機により回転駆動されて、吸気通路内に空気流を形成可能なロータを有しており、前記ロータが筒内を過給する方向とは逆方向に回転するよう、始動要求に応じて電動機の回転を制御する。
【００１１】
また好ましくは、前記ロータは、吸気通路内に設けられた軸流式のファンである。
【００１２】
また好ましくは、内燃機関は、ハイブリッド車両の動力源として、回転電機と併用又は選択使用されるものであり、ハイブリッド車両が回転電機のみを動力源とする走行から内燃機関を動力源とする走行に移行する際の始動要求に応じて、前記過給機を逆方向に作動させてから、筒内混合気の着火を開始する。
【００１３】
本発明の内燃機関の制御装置は、始動要求に応じて、前記過給機が逆方向に作動するよう制御する過給機制御手段と、始動要求に応じて、筒内混合気の着火の開始を指示する着火指示手段とを備え、過給機が下流側の吸気通路内を減圧した後、気筒内混合気の着火を開始する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の内燃機関及び内燃機関の制御装置によれば、内燃機関が始動する際に生じる音や振動を、より低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。本実施形態では、一例として、ハイブリッド車両に動力源として搭載された内燃機関について説明する。しかし、本発明は、この実施形態に限定されるものではなく、内燃機関のみを動力源とする自動車に搭載される内燃機関にも適用することができる。また、自動車に搭載される内燃機関だけではなく、専ら発電のために発電機に動力を供給する内燃機関等にも、本発明を適用することができる。
【００１６】
本実施形態の内燃機関が適用されるハイブリッド車両について、図１を用いて説明する。図１には、本実施形態の内燃機関が適用されるハイブリッド車両のシステム構成を模式的に示す。
【００１７】
ハイブリッド車両１は、動力源として、内燃機関１０と、主に電動機として用いられるモータジェネレータＭＧ１（以下、「モータＭＧ１」と記す）と、主に発電機として用いられるモータジェネレータＭＧ２（以下、「モータＭＧ２」と記す）とを有している。これらモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、供給された電力を動力に変換する電動機としての機能と、入力された動力を電力に変換する発電機としての機能とを兼ね備えた回転電機であり、これら電動機又は発電機としての機能は、後述する制御装置により逐次、切換可能に構成されている。
【００１８】
加えて、ハイブリッド車両１には、これら動力源の動力を統合・分割し、車両駆動系や動力源に伝達させる動力分割機構として、遊星歯車装置２０が設けられている。遊星歯車装置２０は、サンギア２２と、サンギア２２の外周を囲うように設けられたリングギア２４と、サンギア２２とリングギア２４の双方に噛み合うプラネタリピニオンギア２６を回転可能に支持するキャリア２８とを有している。サンギア２２には、中空のサンギア軸２２ａを介して、モータＭＧ１の回転子３１が連結されており、キャリア２８には、サンギア軸２２ａ内を通るキャリア軸２８ａを介して内燃機関１０のクランク軸１２が連結されている。一方、リングギア２４には、リングギア軸２４ａを介してモータＭＧ２の回転子３２が連結されている。さらにリングギア２４の外周側にもギア２４ｃ（以下、駆動ギアと記す）が一体に形成されており、この駆動ギア２４ｃから、車両駆動系４０を介して車輪４８に動力が伝達される。
【００１９】
なお、車両駆動系４０は、駆動ギア２４ｃと噛み合い動力を伝達するチェーン３４と、入力された回転を減速しトルクを増大させて出力する減速歯車装置４３と、減速歯車装置４３から入力を左右の駆動軸４６に差動可能に伝達する差動装置４４等を有しており、左右の車輪４８と、遊星歯車装置２０の駆動ギア２４ｃとの間で、動力の入出力が可能となっている。
【００２０】
つまり、車両加速時においては、遊星歯車装置２０で統合した動力を、リングギア２４から車両駆動系４０に伝達させて車輪４８を駆動することができる。一方、車両減速時においては、路面から車輪４８に入力された動力を、車両駆動系４０からリングギア２４に伝達させてモータＭＧ２の回転子３２を駆動することができる。モータＭＧ２を発電機として機能させることで、車輪４８に入力された動力を、電力として回生することが可能となっている。
【００２１】
また、ハイブリッド車両１には、内燃機関１０を制御するエンジン電子制御装置５０（以下、エンジンＥＣＵと記す）と、インバータ等を介してモータＭＧ１とモータＭＧ２とを制御するハイブリッド電子制御装置５４（以下、ハイブリッドＥＣＵと記す）とを有している。これらエンジンＥＣＵ５０とハイブリッドＥＣＵ５４とは、通信線５６を介して接続されており、内燃機関１０、モータＭＧ１、及びモータＭＧ２は、停車時を含む車両の走行状態に応じて、協調して制御される。
【００２２】
エンジンＥＣＵ５０は、後述するスロットルチャンバ７５や、吸気圧センサ７９、燃料噴射装置９０、点火装置６７等に電気的に接続されており、気筒内に吸入される吸入空気量や、気筒内に供給する燃料流量、気筒内に形成された混合気の着火タイミング等を、制御することで、内燃機関１０の出力を調節することができる。エンジンＥＣＵ５０の制御の詳細については、後述する。
【００２３】
一方、ハイブリッドＥＣＵ５４は、インバータ５１，５２に接続されており、インバータ５１，５２の制御を行うことで、モータＭＧ１及びＭＧ２の回転方向、回転速度、及び回転トルクを制御することができる。またインバータ５１，５２は、２次電池５８が電気的に接続されており、２次電池５８から放電された電力を、交流に変換してモータＭＧ１及びモータＭＧ２に供給することや、モータＭＧ１及びＭＧ２で発電された電力を、直流に変換して２次電池５８を充電することができる。
【００２４】
以上のようにハイブリッド車両１を構成し、エンジンＥＣＵ５０とハイブリッドＥＣＵ５４により協調制御することで、内燃機関１０やモータＭＧ２で発生させた動力を、遊星歯車装置２０で統合・分割して、モータＭＧ１や車両駆動系４０に伝達することができる。モータＭＧ１に伝達された動力は、ここで電力に変換されて、モータＭＧ２の駆動や、２次電池５８の充電に供される。一方、車両駆動系４０に伝達された動力は、車輪４８に伝達されて車両１を前後進させる。また、車両減速時においては、車輪４８から遊星歯車装置２０のリングギア２４に入力された動力を、モータＭＧ２に伝達し、ここで電力に変換して回生することが可能となっている。
【００２５】
次に、本実施形態の内燃機関１０の構成について、図２を用いて説明する。図２は、内燃機関１０の一例を示す概略構成図であり、本発明に関連する要部のみを模式的に示している。内燃機関１０は、内部に気筒が形成される本体系部品と、外気から気筒に空気を導く吸気系部品とを有している。加えて、これら部品には、エンジンＥＣＵ５０により制御される、又は信号を検出される部品を含んでおり、以下に併せて説明する。なお、気筒内のガスを外気に排出する排気系部品については、説明を省略する。
【００２６】
本体系部品は、シリンダボア６０ａが形成されたシリンダブロック６０と、シリンダボア６０ａ内を往復するピストン１４と、前述のクランク軸１２に結合して同軸に回転するクランクシャフト６２と、ピストン１４の往復運動をクランクシャフト６２の回転運動に変換するコンロッド６４と、ピストン１４に対向してシリンダボア６０ａを囲うシリンダヘッド６１等から構成されている。これらシリンダボア６０ａ、シリンダヘッド６１、及びピストン１４により囲まれて気筒５は形成されている。気筒５内には、後述する吸気通路７から流入する空気と外部から供給される燃料により、混合気が形成される。この混合気が着火されて燃焼した燃焼ガスが、内燃機関１０の作動媒体となる。
【００２７】
シリンダブロック６０には、クランク軸１２の回転角度位置を検出するクランク角センサ６６が設置されており、検出された回転角度位置信号は、エンジンＥＣＵ５０に入力される。一方、シリンダヘッド６１には、クランク軸１２の回転角度位置に応じて開閉する吸気弁及び排気弁（図示せず）と、点火装置６７としての点火コイル６９及び点火プラグ６８が設置されている。点火プラグ６８は、その電極が気筒５内に突き出しており、点火コイル６９からの２次電流により電極に電気火花を生じさせ、点火することができる。
【００２８】
エンジンＥＣＵ５０は、点火コイル６９の１次電流を制御することにより、点火コイル６９から点火プラグ６８に２次電流が流れるタイミング、すなわち点火プラグ６８の点火時期を制御することができる。点火時期は、クランク軸１２の回転角度位置信号に基づき算出されるクランク軸１２、即ち内燃機関１０の回転速度や、内燃機関１０がクランク軸１２から出力する目標トルク等に応じて制御される。
【００２９】
なお、気筒５内への空気の流入は、クランクシャフト６２をスタータ等の始動機構により回転させて（以下、クランキングと記す）、ピストン１４をシリンダボア６０ａに沿って往復させ、吸気弁が開状態となる吸気工程においてピストン１４を下降させることにより、後述する吸気通路７内の空気が、気筒５内に吸入されることにより実現される。
【００３０】
一方、吸気系部品は、外気から空気を導入するエアダクト７０と、空気から塵芥を除去するエアクリーナ７２と、吸入空気量を調整するスロットルバルブ７４を有するスロットルチャンバ７５と、気筒５内を過給する過給機８０と、空気を各気筒５に分配する分岐管である吸気マニホールド７８とを有している。吸気マニホールド７８は、前述のシリンダヘッド６１の吸気ポート６３に接続されている。
【００３１】
エアダクト７０から導入された空気は、エアクリーナ７２を通過し、スロットルバルブ７４で流量を調整されて過給機８０に流入する。過給機８０に流入した空気は、過給機８０のロータ８１が回転することにより圧縮されて、より下流側に送られる。そして、吸気マニホールド７８で気筒５ごとに分配され、吸気ポート６３から吸気弁を経て気筒５内に流入する。なお、過給機８０は、スロットルチャンバ７５より上流側（エアダクト７０側）に設けられる構成としても良い。下の説明において、「吸気通路」とは、前述の吸気系部品により構成され、空気がエアダクト７０から吸気ポート６３に至るまでに通過する、空気流路を意味している。
【００３２】
吸気マニホールド７８には、その内部の圧力（以下、吸気圧と記す）を検出する吸気圧センサ７９が設置されており、検出された吸気圧信号は、エンジンＥＣＵ５０に入力される。エンジンＥＣＵ５０は、この吸気圧と内燃機関１０の回転速度に基づいて、気筒５内に流入する（吸入される）吸入空気量を算出する。なお、このような吸気圧センサ７９出力からの吸入空気量の算出に代えて、吸気系部品に、いわゆるエアフロメータを加え、吸気通路７内の空気流量を計量し、吸入空気量を算出する構成としても良い。
【００３３】
一方、スロットルチャンバ７５には、スロットルバルブ７４を駆動するステップモータ７６と、スロットルバルブ７４の開度を検出するスロットル開度センサ７７が設けられており、スロットル開度信号は、エンジンＥＣＵ５０に入力される。エンジンＥＣＵ５０は、スロットル開度信号や、現在の吸入空気量、及び目標トルク等に基づきステップモータ７６を駆動制御し、スロットルバルブ７４が所望の開度となるよう調整する。これにより、気筒５内に流入する吸入空気量が制御される。
【００３４】
また、吸気マニホールド７８には、気筒５内に燃料を供給する燃料噴射装置９０が設置されている。燃料噴射装置９０は、エンジンＥＣＵ５０により燃料流量及び噴射タイミングが制御される。エンジンＥＣＵ５０は、前述のように算出された吸入空気量や、目標空燃比に応じて、気筒５に供給する燃料流量を決定し、これを噴射するよう燃料噴射装置９０を制御する。燃料噴射装置９０が噴射した燃料は、吸気ポート６３から気筒５内に流入する空気と混合されて、気筒５内に空気と燃料の混合気が形成される。なお、燃料噴射装置９０は、シリンダヘッド６１に設置されて、気筒５内に直接、燃料を噴射する構成としても良い。
【００３５】
以上に説明した吸気系部品のうち、本実施形態における過給機８０の構成について、図２を用いて詳細を説明する。過給機８０は、回転して吸気通路７内に空気流を形成可能なロータ８１を吸気通路７内に有しており、吸気通路７外には、この過給機ロータ８１を回転駆動する電動機８２が設けられている。なお、本実施形態の過給機ロータ８１は、軸流式のファンで構成されている。吸気通路７内の過給機ロータ８１は、ギアやベルト等の回転伝達手段８３を介して、吸気通路７外に設置された電動機８２の出力軸に係合している。過給機ロータ８１は、正逆自在に回転することができ、その回転速度は、電動機８２の回転速度に応じて変化することとなる。電動機８２の回転方向及び回転速度は、エンジンＥＣＵ５０により制御される。
【００３６】
過給機８０は、そのロータ８１を所定の方向に回転させると、過給機８０より下流側は、過給機８０を作動させない場合に比べて増圧され、吸気圧が増大する。これにより、吸気工程において気筒５内に流入する吸入空気量は増加し、気筒５内を過給する、すなわち気筒５内の空気充填効率を増大させることができる。燃料は、気筒５内に流入する吸入空気量に応じて気筒５内に供給されており、気筒５内に形成された混合気が１回の爆発燃焼で生じる力は、空気充填効率が低い場合に比べて大きなものとなる。よって、内燃機関１０は、過給機８０を作動させない場合に比べて、クランク軸１２からより高いトルクを出力する。このように過給機８０が気筒５内を過給する際における、過給機ロータ８１及びこれを駆動する電動機８２の回転方向を、「過給する方向」と規定する。
【００３７】
一方、過給機ロータ８１を、前述の「過給する方向」とは逆方向に回転（以下、逆回転と記す）させると、過給機８０より下流側は、過給機８０を作動させない場合に比べて減圧され、吸気圧が低減する。これにより、気筒５内の空気充填効率は低減し、気筒５内の混合気が１回の爆発燃焼で生じる力や音は、比較的小さなものとなる。内燃機関１０は、過給機８０を作動させない場合に比べてクランク軸１２から出力されるトルクは減少する。
【００３８】
以上、本実施形態の内燃機関１０と、これを動力源とするハイブリッド車両１の構成について説明した。以下に、内燃機関１０を始動する際の制御と、始動制御された内燃機関１０の動作について、ハイブリッド車両１の動作と併せて説明する。
【００３９】
前述のハイブリッド車両１において、内燃機関１０を始動する局面には二つの場合がある。一つは、車両停止状態、すなわち内燃機関１０もモータＭＧ２も停止している状態、から内燃機関１０を始動する場合であり、もう一つは、モータＭＧ２のみを動力源とする走行モード（以下、ＥＶ走行モードと記す）から、内燃機関１０を動力源とする走行に移行する場合である。以下に、ＥＶ走行モードから内燃機関１０を始動する場合について、図１〜図３を用いて説明する。図３には、内燃機関１０の動作を示す主要な制御変数のタイミングチャートを示す。なお、本実施形態の過給機８０を作動させない場合の吸気圧の変化について、二点鎖線で示す。
【００４０】
ＥＶ走行モードにおいては、モータＭＧ２がリングギア２４を、車両１が前進する方向に回転駆動し、モータＭＧ２が発生した動力がリングギア２４から動力伝達系を介して車輪４８に伝達されて、車両１は前進する。この走行モードにおいて、内燃機関１０は作動しておらず動力を発生させていない。このとき、サンギア２２すなわちモータＭＧ１の回転子３１を、リングギア２４とは逆方向に空転させることで、プラネタリキャリア２８すなわちクランク軸１２を停止させている。クランク軸１２が回転しないため、内燃機関１０にピストン１４の往復運動によるポンプ損失が生じることがなく、良好な車両燃費が保たれている。この状態が、図３に示す時点ｔ０に相当する。この状態においては、クランク軸１２が回転していないため、吸気圧は大気圧と同等となっている。このときエンジンＥＣＵ５０は、過給機８０を作動させていない。また、エンジンＥＣＵ５０は、スロットルバルブ７４を、クランク軸１２が所定のアイドル回転速度となるのに必要な開度（以下、ＩＳＣ開度と記す）に設定している。
【００４１】
そして、時点ｔ１において、ハイブリッドＥＣＵ５４は、エンジンＥＣＵ５０に、内燃機関１０の始動要求を出力する。エンジンＥＣＵ５０は、この始動要求に応じて、電動機８２を制御し、過給機ロータ８１を所定の回転速度で逆回転させる。このように内燃機関１０が過給機８０を、過給する方向とは逆方向に作動させることにより、吸気通路７内には、下流側（気筒５側）から上流側（エアダクト７０側）への空気流が形成される。過給機８０より下流側の吸気通路７内が減圧され、図３に示すように吸気圧が減少し始める。
【００４２】
このとき、吸気弁が閉状態である場合は、吸気ポート６３からエアダクト７０側が減圧され、吸気弁が開状態であり且つ排気弁が閉状態である場合には、吸気通路７に加えて気筒５内も減圧される。なお、この時点ｔ１においても、スロットルバルブ７４は、引き続きＩＳＣ開度に設定されており、スロットルバルブ７４より下流側にある空気は、過給機ロータ８１の逆回転により、エアダクト７０側に排出される。
【００４３】
そして、時点ｔ２において、ハイブリッドＥＣＵ５４は、モータＭＧ１を制御して、リングギア２４と逆方向に空転していた回転子３１すなわちサンギア２２がリングギア２４と同じ方向に回転するよう、モータＭＧ１にトルクを発生させる。これにより、停止状態にあったプラネタリキャリア２８すなわちクランク軸１２が、リングギア２４と同じ方向に回転する。このようにして、内燃機関１０のクランキングが開始される。図３に示すように、クランキングにより内燃機関１０の回転速度が上昇するにつれて、吸気通路７から気筒５内に流入する吸入空気量が増加し、吸気圧が更に減少していく。
【００４４】
本実施形態のように、クランキング開始前から、過給機８０を作動させて、過給機８０より下流側の吸気通路７内を減圧することにより、クランキング開始から、所定の吸気圧に減圧されて気筒５内混合気の着火が開始されるまでの時間を短縮することができる。なお、このクランキングの開始と、前述の過給機８０を逆方向に作動させることによる吸気通路７内の減圧開始は、始動要求に応じて同時に行われても良い。この場合、内燃機関１０の始動要求から気筒５内混合気の着火が開始されるまでの時間を短縮することができる。
【００４５】
なお、エンジンＥＣＵ５０は、時点ｔ１で入力された内燃機関１０の始動要求に応じて、燃料噴射装置９０を制御して予め気筒５内に燃料を供給しており、時点ｔ３においては、供給された燃料と、クランキングにより流入した空気により、気筒５内には着火可能な混合気が形成されている。また、エンジンＥＣＵ５０は、時点ｔ１で入力された内燃機関１０の始動要求に応じて、点火装置６７を制御しており、時点ｔ３において筒内混合気の着火が開始されるよう、点火プラグ６８を点火させる。このようにして、時点ｔ３において、内燃機関１０のエンジンＥＣＵ５０は、筒内混合気の着火の開始を指示する。
【００４６】
この時点ｔ３において、吸気圧は、図３に二点鎖線で示すように、従来の過給機８０を過給する方向とは逆方向に作動させない場合に比べて、減圧されており、これに応じて気筒５内の空気充填効率も低減されている。したがって、着火の開始、すなわち初爆時及び完爆時における、気筒５内の混合気が１回の爆発燃焼で生じる力や音は、過給機８０を作動させない場合に比べて小さなものとなる。
【００４７】
このときの爆発燃焼により内燃機関１０がクランク軸１２から出力するトルクは、過給機８０を作動させない場合に比べて小さなものとなるが、内燃機関１０がクランキングを継続するのに必要なトルクは、モータＭＧ１が発生するトルクによりアシストされているため、内燃機関１０は、所望のアイドル回転速度に向けて増速していく。
【００４８】
最後に、時点ｔ４において、エンジンＥＣＵ５０は、過給機８０の逆方向の作動を停止する。一方、ハイブリッドＥＣＵ５４は、このモータＭＧ１のクランキングトルクのアシストが、時点ｔ４においてなくなるよう制御している。内燃機関１０は、所望の回転速度に達する。以上のようにして、ハイブリッド車両１は、内燃機関１０の始動を完了して、これを動力源とする走行モードに移行する。
【００４９】
以上に説明したように本実施形態の内燃機関１０は、始動する際に、過給機８０を、筒内を過給する方向とは逆方向に作動させて、下流側の吸気通路７内を減圧した後、気筒５内混合気の着火を開始する。着火を開始するとき、気筒５内の空気充填効率は、低減されており、気筒５内混合気が１回の爆発燃焼で生じる力や音は、過給機８０を作動させない場合に比べて小さなものとすることができる。これにより、内燃機関が始動する際に生じる音や振動を、より低減することができる。
【００５０】
また、本実施形態の過給機８０は、電動機８２により回転駆動されて、吸気通路７内に空気流を形成可能なロータ８１を有しており、内燃機関１０は、過給機ロータ８１が筒内を過給する方向とは逆方向に回転するよう、始動要求に応じて電動機８２の回転を制御する。内燃機関は、電動機の回転方向及び回転速度を制御するだけで良く、容易に過給機より下流側の吸気通路内を減圧することができる。
【００５１】
また、本実施形態の内燃機関１０は、ハイブリッド車両１の動力源として、回転電機（例えばＭＧ１やＭＧ２）と併用又は選択使用されるものであり、ハイブリッド車両１が回転電機のみを動力源とする走行から内燃機関１０を動力源とする走行に移行する際の始動要求に応じて、過給機８０を逆方向に作動させる。
【００５２】
ハイブリッド車両１においては、回転電機のみを動力源とする走行中に内燃機関１０を始動することがあり、この内燃機関１０の始動タイミングは、車両の乗員にとって予期できないものである。したがって、本実施形態の内燃機関１０は、始動する際に生じる音や振動を低減することで、ハイブリッド車両が内燃機関を動力源とする走行に移行する際に、車両の乗員に与える違和感を軽減することができる。
【００５３】
なお、本実施形態の過給機８０は、軸流式ファンであるロータ８１を、始動する際に、過給時とは逆方向に回転駆動することで、より下流側の吸気通路７内を減圧する構成としたが、本発明を構成する過給機８０は、これに限定されるものではない。過給時とは逆方向に作動することで、より下流側を減圧可能な過給機であれば良く、例えば、ルーツ式のスーパーチャージャ等の容積形圧縮機を、過給時とは逆方向に作動させることも好適である。過給機に、回転式の容積形圧縮機を用いることで、低回転での作動でも効率よく、過給機より下流側を減圧することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本実施形態の内燃機関が適用されるハイブリッド車両のシステム構成を示す模式図である。
【図２】本実施形態の内燃機関の一例を示す概略構成図である。
【図３】本実施形態の内燃機関の動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００５５】
１  ハイブリッド車両、５  気筒、７  吸気通路、１０  内燃機関、１２  クランク軸、１４  ピストン、２０  遊星歯車装置、２２  サンギア、２４  リングギア、２６  プラネタリピニオンギア、２８  キャリア、４０  車両駆動系、４３、減速歯車装置、４４  差動装置、４６  駆動軸、４８  車輪、５０  エンジンＥＣＵ、５１，５２  インバータ、５４  ハイブリッドＥＣＵ、５６  通信線、５８  ２次電池、６０  シリンダブロック、６１  シリンダヘッド、６２  クランクシャフト、６３  吸気ポート、６７  点火装置、７０  エアダクト、７２  エアクリーナ、７４  スロットルバルブ、７５  スロットルチャンバ、７８  吸気マニホールド、７９  吸気圧センサ、８０  過給機、８１  過給機のロータ、８２  電動機、９０  燃料噴射装置、ＭＧ１，ＭＧ２  モータジェネレータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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