JP2016196822A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の点火プラグを清浄に保ち、内燃機関の失火等の不調を低減する。【解決手段】エンジン１００は、吸気バルブ１１８と、吸気バルブ１１８の開弁期間を維持しつつ開閉タイミングを変更する電動ＶＶＴ装置４００とを含む。制御装置２００は、エンジン１００稼働時間が所定時間以下である運転回数をカウントし、運転回数のカウント値が所定値より大きい場合には、エンジン１００の始動時の吸気バルブ１１８の閉じタイミングを、カウント値が所定値に至る前よりも、進角位置に設定する。【選択図】図２

Description

この発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に、吸気バルブの開閉タイミングが変更可能な内燃機関の制御装置に関する。

吸気バルブの開閉タイミングが変更する可変動弁機構（以下、ＶＶＴ（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｖａｌｖｅ Ｔｉｍｉｎｇ）機構ともいう）を搭載する内燃機関が知られている。

特開２０１３−１３９２２７号公報（特許文献１）は、内燃機関の始動性を向上させる制御として、吸気側のＶＶＴ機構に対して、内燃機関の吸気バルブの開弁時期を遅らせる減圧制御（いわゆる、「始動時減圧制御」、又は、「デコンプ制御」ともいわれる）を実行する車両を開示する。エンジンの吸気バルブの開弁時期が遅角されると有効圧縮比が低減されるので、エンジンの始動性を向上させることができる。

特開２０１３−１３９２２７号公報（段落００７５〜００８１）

しかし、特開２０１３−１３９２２７号公報に記載の技術のように、吸気側のＶＶＴ機構によって減圧制御を実行すると、有効圧縮比が低くなるため燃焼温度が低下し、点火プラグの温度が上昇しにくくなる。特に、低温下において、極端に短い運転時間で車両の運転を終了させることが点火プラグの自己清浄温度以下の温度において繰返されると、点火プラグに煤が付着し、失火等が発生するため、快適な運転を損なう可能性がある。以下、本明細書において、車両のシステムを起動させてから停止させるまで（Ｒｅａｄｙ−ＯＮからＲｅａｄｙ−ＯＦＦまで、あるいはＩＧ−ＯＮからＩＧ−ＯＦＦまで）を「トリップ」といい、極端に短い運転時間で車両の運転を終了させることを「ショートトリップ」という。

特に、ハイブリッド自動車およびプラグインハイブリッド自動車では、燃費向上や、エンジン起動時のショックの低減のために、吸気側のＶＶＴ機構によって吸気バルブの閉じタイミングを大幅に遅らせる遅角処理が行なわれる一方で、エンジン間欠運転などによってエンジンの運転時間が短くなるので、このような問題が顕著となる。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、内燃機関の失火等の不調を低減できる内燃機関の制御装置を提供することである。

この発明は、要約すると、内燃機関の制御装置であって、内燃機関は、吸気バルブと、吸気バルブの開弁期間を維持しつつ開閉タイミングを変更する可変動弁機構とを含み、制御装置は、車両を起動させてから停止させるまでの１トリップにおいて内燃機関の稼働時間が所定時間以下であるトリップが所定回数連続した場合には、トリップの連続回数が所定回数に至る前よりも、内燃機関の始動時の吸気バルブの閉じタイミングが早くなるように進角量を設定する。

好ましくは、制御装置は、トリップの連続回数が所定回数に至る前は、可変動弁機構の進角量を最遅角となるように設定する。

可変動弁機構を備える内燃機関の場合、低圧縮・高膨張比となるように内燃機関を運転して、燃費を改善することが行なわれる。しかし、低温下でショートトリップが連続して繰り返されると、点火プラグに煤の付着が進み、内燃機関が失火する原因となる。したがって、ショートトリップが繰り返された場合に上記のように制御することによって、内燃機関の始動性が向上するとともに燃焼温度も上昇するので、点火プラグに付着した煤も燃焼して清浄化される。

好ましくは、制御装置は、車両の停止時に、今回のトリップにおいて内燃機関の稼働時間が所定時間以下であった場合には、トリップの連続回数をカウントするカウント値をカウントアップする。制御装置は、車両起動時の冷却水の水温が所定温度よりも高いこと、１回の運転あたりの内燃機関の稼働時間が所定時間を超えたこと、車両運転終了時の冷却水の水温が所定温度よりも高いこと、の少なくともいずれか１つに応じて、カウント値をクリアする。

点火プラグに付着した煤は、内燃機関において高温下で燃料が燃焼されると、一緒に燃えて点火プラグが清浄化される。上記に示したように、車両始動時の冷却水の水温が高い、１回の運転あたりの内燃機関の稼働時間が長い、車両運転終了時の冷却水の水温が高いという条件のいずれかが検出されると、燃焼が高温で行なわれたことが推定され、点火プラグも清浄化されたことが期待される。このような場合には、可変動弁機構の設定を元に戻して燃費を向上させるために、制御装置は、カウント値をクリアする。

好ましくは、可変動弁機構は、電動式である。油圧式であれば、内燃機関を動力とする機械式ポンプを油圧の発生に採用する場合が多く、内燃機関の始動時には油圧が発生しておらず、可変動弁機構の進角量を自由に設定できない。可変動弁機構が電動式であれば、このような問題は無く、内燃機関始動時であっても自由に進角量を設定できる。

好ましくは、車両の駆動源として、内燃機関と併用するモータをさらに備える。より好ましくは、モータに電力を供給する蓄電装置をさらに備え、蓄電装置は、車両外部から充電可能に構成される。

ハイブリッド車やプラグインハイブリッド車では、内燃機関を運転する頻度が通常の車両よりも減少し、内燃機関は始動されてもすぐに停止される場合も多いので、点火プラグに煤が付着してしまうショートトリップも発生しやすい。このためハイブリッド車やプラグインハイブリッド車では、特に本発明が有効となる。

本発明によれば、内燃機関の点火プラグが清浄に保たれるので、内燃機関の失火等の不調を低減できる。

本実施の形態に係るハイブリッド車両の基本構成を示した図である。 図１に示されたエンジン１００の構成を示す図である。 電動ＶＶＴ装置４００において実現されるバルブ変位量とクランク角の関係を示す図である。 制御装置２００が実行する点火プラグの清浄化のための第１の処理を説明するためのフローチャートである。 制御装置２００が実行する点火プラグの清浄化のための第２の処理を説明するためのフローチャートである。 制御装置２００が実行する点火プラグの清浄化のための第３の処理を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

［車両の基本構成］
図１は、本実施の形態に係るハイブリッド車両の基本構成を示した図である。

図１を参照して、ハイブリッド車両（以下、単に車両と記載する）１は、エンジン１００と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割装置４と、減速機５と、駆動輪６と、蓄電装置１０と、インレット１２と、充電器１１と、ＰＣＵ（Power Control Unit）２０と、水温センサ１３０と、制御装置２００とを備える。

車両１は、エンジン１００およびモータジェネレータＭＧ２の少なくとも一方から出力される駆動力によって走行可能である。エンジン１００は、たとえば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関により構成される。エンジン１００は、動力分割装置４を介して駆動輪６および発電機として作動可能なモータジェネレータＭＧ１のうちの少なくともいずれかに動力を供給する。

エンジン１００は、モータジェネレータＭＧ１によりクランキングされて始動し得る。このエンジン１００は、吸気バルブの作動特性を変更するための電動ＶＶＴ（Variable Valve Timing）装置４００を有する。車両の走行状況やエンジン１００の始動性に応じて、制御装置２００によって電動ＶＶＴ装置４００が制御される。

動力分割装置４は、エンジン１００が発生する駆動力を、減速機５を介して駆動輪６を駆動するための動力と、モータジェネレータＭＧ１を駆動するための動力とに分割可能に構成される。動力分割装置４は、たとえば遊星歯車機構によって構成される。この場合において、たとえば、遊星歯車機構のサンギヤには、モータジェネレータＭＧ１が連結され、遊星歯車機構のキャリアには、エンジン１００が連結され、遊星歯車機構のリングギヤには、モータジェネレータＭＧ２および減速機５を経由して駆動輪６が連結される。

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、交流回転電機であり、たとえば、三相交流同期電動発電機である。モータジェネレータＭＧ１は、動力分割装置４を介して受けるエンジン１００の動力を用いて発電し得る。たとえば、蓄電装置１０のＳＯＣ（State Of Charge）が下限管理値に達すると、エンジン１００が始動してモータジェネレータＭＧ１に より発電が行なわれる。モータジェネレータＭＧ１によって発電された電力は、ＰＣＵ２０により電圧変換され、蓄電装置１０に一時的に蓄えられたり、モータジェネレータＭＧ２に直接供給されたりする。

モータジェネレータＭＧ２は、蓄電装置１０に蓄えられた電力、およびモータジェネレータＭＧ１によって発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動力を発生する。モータジェネレータＭＧ２の駆動力は、減速機５を介して駆動輪６に伝達される。

なお、車両の制動時には、減速機５を介して駆動輪６によりモータジェネレータＭＧ２が駆動され、モータジェネレータＭＧ２が発電機として作動する。これにより、モータジェネレータＭＧ２は、制動エネルギーを電力に変換する回生ブレーキとして作動する。モータジェネレータＭＧ２により発電された電力は、蓄電装置１０に蓄えられる。モータジェネレータＭＧ２の回生ブレーキを超える制動力が要求された場合には、図示しない油圧ブレーキが併用される。

ＰＣＵ２０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するための駆動装置である。ＰＣＵ２０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータを含み、さらに、インバータと蓄電装置１０との間で電圧変換するためのコンバータを含んでもよい。

蓄電装置１０は、充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の二次電池を含んで構成される。蓄電装置１０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２によって発電された電力を蓄える。なお、蓄電装置１０として、大容量のキャパシタも採用可能であり、蓄電装置１０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２による発電電力を一時的に蓄え、その蓄えた電力をモータジェネレータＭＧ２へ供給可能な電力バッファであれば如何なるものでもよい。また、蓄電装置１０には、蓄電装置１０の温度、電圧および電流を検出するためのセンサが設けられ、センサによる検出値が制御装置２００へ出力される。

車両１は、好ましくは、プラグインハイブリッド車両である。インレット１２には、車外の電源５００から充電ケーブルのコネクタ５１０が接続可能である。充電器１１は、インレット１２を経由して車外の電源５００から充電電力を受けて、蓄電装置１０を充電する。

制御装置２００は、単数または複数のＥＣＵ（Electronic Control Unit）を含んで構成される。ＥＣＵは、記憶装置であるメモリ２１０や、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）や入出力バッファ等を含む。メモリ２１０は、少なくとも一部のデータが不揮発的にデータを記憶できるように構成される。制御装置２００は、各種センサからの信号（アクセル開度ＡＣＣや車速ＶＳＳ等）の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、ハイブリッド車両１における各機器の制御を行なう。主要なものとして、制御装置２００は、ハイブリッド車両１の走行制御や、走行制御に応じたエンジン１００（たとえば、電動ＶＶＴ装置４００等）の制御を実行する。制御装置２００の動作については、後ほど説明する。

次に、電動ＶＶＴ装置４００を有するエンジン１００の構成について説明する。図２は、図１に示されたエンジン１００の構成を示す図である。

図２を参照して、エンジン１００への吸入空気量は、スロットルモータ３１２により駆動されるスロットルバルブ１０４により調整される。インジェクタ１０８は、吸気ポートに燃料を噴射する。吸気ポートにおいて、燃料と空気とが混合される。混合気は、吸気バルブ１１８が開くことによって、シリンダ１０６内へ導入される。なお、インジェクタ１０８は、シリンダ１０６内に直接燃料を噴射する直噴インジェクタとして設けられてもよい。あるいは、インジェクタ１０８は、ポート噴射用と直噴用との両方が設けられてもよい。

シリンダ１０６内の混合気は、点火プラグ１１０により着火されて燃焼する。燃焼後の混合気すなわち排気ガスは、排気通路に排出される。排気通路には、触媒を用いて排気ガスを浄化する排気浄化装置が設けられる。排気浄化装置は、触媒１１２Ｓ（以下「Ｓ／Ｃ（スタートキャット）触媒」とも称する。）と、Ｓ／Ｃ触媒１１２Ｓよりも下流側に配置される触媒１１２Ｕ（以下「Ｕ／Ｆ（アンダーフロア）触媒」とも称する。）とを含んで構成される。排気ガスは、Ｓ／Ｃ触媒１１２ＳおよびＵ／Ｆ触媒１１２Ｕにより浄化された後、車外に排出される。混合気の燃焼によりピストン１１４が押し下げられ、クランクシャフト１１６が回転する。

シリンダ１０６の頭頂部には、吸気バルブ１１８および排気バルブ１２０が設けられる。シリンダ１０６に導入される空気の量および時期は、吸気バルブ１１８により制御される。シリンダ１０６から排出される排気ガスの量および排出時期は、排気バルブ１２０により制御される。吸気バルブ１１８はカム１２２により駆動され、排気バルブ１２０はカム１２４により駆動される。

吸気バルブ１１８の作動特性は、電動ＶＶＴ装置４００によって変化される。電動ＶＶＴ装置４００は、カムシャフトと、カムスプロケットと、電動アクチュエータとを含む（いずれも図示せず）。カムシャフトは、回転軸の方向がクランクシャフトの回転軸と平行になるようにエンジン１００のシリンダヘッドに回転自在に設けられる。カムシャフトは、カムによって各気筒に設けられる排気バルブを開閉する排気側カムシャフトと、カムによって各気筒に設けられる吸気バルブを開閉する吸気側カムシャフトとを含む。排気側カムシャフトには、複数のカム１２４が所定の間隔で固定される。吸気側カムシャフトには、複数のカム１２２が所定の間隔で固定される。

吸気側および排気側のカムシャフトの各々の一方端には、カムスプロケットが設けられる。双方のカムスプロケットには同じタイミングチェーンが巻き掛けられる。タイミングチェーンは、クランクシャフト１１６に設けられるタイミングロータ（図示せず）にも巻き掛けられる。そのため、クランクシャフトとカムシャフトとはタイミングチェーンによって同期して回転する。

カムシャフトとカムスプロケットとの間には電動アクチュエータが設けられる。電動アクチュエータは、吸気側のカムシャフトとカムスプロケットとの間の回転位相を変化させる。電動アクチュエータは、制御装置２００から送信される制御信号ＶＶＴに基づいてその動作が制御される。電動アクチュエータが吸気側のカムシャフトとカムスプロケットとの回転位相を変化させると、吸気バルブ１１８においては、開弁期間が維持されるとともに、開弁タイミングおよび開弁タイミングに連動して閉弁タイミングが変化されることとなる。

電動ＶＶＴ装置４００による吸気バルブ１１８の開弁タイミングの変化の態様については後述する。なお、電動ＶＶＴ装置４００は、吸気バルブ１１８に代えてまたは加えて排気バルブ１２０の開弁タイミングを変化させるようにしてもよい。

制御装置２００には、アクセル開度ＡＣＣや車速ＶＳＳを示す信号のほか、水温センサ１３０、カム角センサ３００、クランク角センサ３０２およびスロットル開度センサ３０６の各センサから信号が入力される。

水温センサ１３０は、エンジンの冷却水路を流れる冷却水の温度を検出して、制御装置２００に送信する。カム角センサ３００は、カムの位置を表す信号を出力する。クランク角センサ３０２は、クランクシャフト１１６の回転数（エンジン回転数）およびクランクシャフト１１６の回転角度を表す信号を出力する。スロットル開度センサ３０６は、スロットル開度θｔｈを表す信号を出力する。制御装置２００は、これらの各センサからの信号に基づいてエンジン１００を制御する。

図３は、電動ＶＶＴ装置４００において実現されるバルブ変位量とクランク角の関係を示す図である。図３において、縦軸はバルブ変位量を示し、横軸はクランク角を示す。

図３に示すように、排気行程において排気バルブ１２０が開いて変位量がピークとなった後に閉じ、その後の吸気行程において吸気バルブ１１８が開いて変位量がピークとなった後に閉じる。排気バルブ１２０のバルブ変位量が波形ＥＸに示されており、これに対して、吸気バルブ１１８のバルブ変位量が波形ＩＮに示されている。

なお、バルブ変位量とは、吸気バルブ１１８（あるいは、排気バルブ１２０）が閉じた状態からの吸気バルブ１１８の変位量を意味する。吸気バルブ１１８の開度がピークに達したときのバルブ変位量をリフト量といい、吸気バルブ１１８が開いてから閉じるまでのクランク角を作用角という。

電動ＶＶＴ装置４００は、リフト量および作用角を維持した状態で吸気バルブ１１８を開弁タイミングおよび閉弁タイミングを変更する。すなわち、電動ＶＶＴ装置４００は、波形ＩＮの実線波形と破線波形との間で波形を維持した状態で開弁タイミングを変化させる。本実施の形態においては、クランク角ＣＡ（０）が波形ＩＮ（実線）でバルブ変位量を変化させる場合の吸気バルブ１１８の開弁タイミングに対応し、クランク角ＣＡ（１）が波形ＩＮ（破線）でバルブ変位量を変化させる場合の吸気バルブ１１８の開弁タイミングに対応する。

以下の説明においてクランク角ＣＡ（０）からクランク角ＣＡ（１）への方向に開弁タイミングを変更することを開弁タイミングを「遅角する」といい、クランク角ＣＡ（１）からクランク角ＣＡ（０）への方向に開弁タイミングを変更することを開弁タイミングを「進角する」という。また、本実施の形態においてクランク角ＣＡ（０）が最進角の開弁タイミングであり、クランク角ＣＡ（１）が最遅角の開弁タイミングであるものとする。

なお、本実施の形態においては、図３に最進角の吸気バルブ１１８のバルブ変位量の波形ＩＮ（実線）と、最遅角の吸気バルブ１１８のバルブ変位量の波形ＩＮ（破線）とを例示したが、特に、電動ＶＶＴ装置４００の開弁タイミングの変更範囲は、図３に示すＣＡ（０）とＣＡ（１）との間に限定されるものではない。

［エンジンの点火プラグの清浄化処理］
図１〜図３で説明した電動ＶＶＴ装置４００を搭載したハイブリッド自動車や、プラグインハイブリッド自動車では、燃費向上のためや、エンジン起動時のショックを低減させるために、吸気側のＶＶＴ機構によって吸気バルブの閉じタイミングを大幅に遅らせる遅角処理が行なわれる。

しかし、吸気側のＶＶＴ機構によって吸気バルブの閉じタイミングを大幅に遅らせる遅角処理を実行すると、有効圧縮比が低くなるため燃焼温度が低下し、点火プラグ１１０の温度が上昇しにくくなる。特に、点火プラグ１１０の自己清浄温度以下の温度でシリンダ内で燃焼が発生するショートトリップが繰返されると、点火プラグ１１０に煤が付着し、失火等が発生するおそれがあり、快適な運転を損なう可能性がある。

そこで、本実施の形態では、点火プラグ１１０への煤の付着が進行すると、煤を燃焼させる処理を行なう。具体的には、制御装置２００は、点火プラグ１１０に煤の付着が進行するような環境下でのショートトリップが連続した回数をカウントし、カウント値が所定数に到達すると、点火プラグ１１０に付着した煤が燃焼されるような条件でエンジンを運転させる。

図４は、制御装置２００が実行する点火プラグの清浄化のための第１の処理を説明するためのフローチャートである。この処理は、所定のメインルーチンから呼び出されて、車両の起動時に実行される処理である。

図２、図４を参照して、このフローチャートの処理が開始されると、ステップＳ１において、制御装置２００は、車両を起動するスイッチ操作の有無を監視して、ＩＧ−ＯＮ時であるか否かを判断する。たとえば、車両が起動されていない状態でスイッチ操作が行なわれた場合、ＩＧ−ＯＮ時（車両システム起動時）であると判断される（ステップＳ１でＹＥＳ）。また、たとえば、車両が起動済の状態でスイッチ操作が行なわれた場合、ＩＧ−ＯＦＦ時（車両システム停止時）であると判断される（ステップＳ１でＮＯ）。

なお、システム起動スイッチは、押しボタン式であることとして説明したが、従来から良く用いられているキースイッチであっても良い。

ステップＳ１において、ＩＧ−ＯＮ時であると判断された場合には、ステップＳ２に処理が進められ、ＩＧ−ＯＮ時ではないと判断された場合には、ステップＳ４に処理が進められる。

ステップＳ２では、制御装置２００は、水温センサ１３０から、ＩＧ−ＯＮ時のエンジン冷却水水温を取得し、メモリ２１０に始動時水温ｅｔｈｗｓｔとして記憶する。そしてその後ステップＳ３において、制御装置２００は、車両システムの残りの起動処理を実行する。

図５は、制御装置２００が実行する点火プラグの清浄化のための第２の処理を説明するためのフローチャートである。この処理は、所定のメインルーチンから呼び出されて、車両の運転終了時に実行される処理である。

図２、図５を参照して、このフローチャートの処理が開始されると、ステップＳ１１において、制御装置２００は、車両を起動するスイッチ操作の有無を監視して、ＩＧ−ＯＦＦ時であるか否かを判断する。たとえば、車両が起動済の状態でスイッチ操作が行なわれた場合、ＩＧ−ＯＦＦ時（車両システム停止時）であると判断される（ステップＳ１１でＹＥＳ）。また、たとえば、車両が起動されていない状態でスイッチ操作が行なわれた場合、ＩＧ−ＯＮ時（車両システム起動時）であると判断される（ステップＳ１１でＮＯ）。

ステップＳ１１において、ＩＧ−ＯＦＦ時であると判断された場合には、ステップＳ１２に処理が進められ、ＩＧ−ＯＦＦ時ではないと判断された場合には、ステップＳ１８に処理が進められる。

ステップＳ１２では、制御装置２００は、車両起動時（ＩＧ−ＯＮ時）にメモリ２１０に記憶されていた始動時水温ｅｔｈｗｓｔが、判定値よりも低温であるか否かを判断する。判定値は、点火プラグ１１０への煤の付着が発生しやすい温度に基づいて予め決定される値である。

ステップＳ１２において、始動時水温ｅｔｈｗｓｔが、判定値よりも低温であると判断された場合には、ステップＳ１３に処理が進められ、そうでないと判断された場合には、ステップＳ１６に処理が進められる。

ステップＳ１３では、制御装置２００は、車両システム起動時（ＩＧ−ＯＮ時）から車両システム停止時（ＩＧ−ＯＦＦ時）までの間におけるエンジン稼働時間ｅｃａｓｔが所定値以下であるか否かを判断する。この所定値は、煤の燃焼に関連して予め定められる。エンジン稼働時間ｅｃａｓｔが所定値よりも長ければ、エンジンが十分に高温となるので、点火プラグ１１０に付着した煤が高温により燃焼される。エンジン稼働時間ｅｃａｓｔが所定値よりも短ければ、点火プラグ１１０に付着した煤は燃焼されずに蓄積される。

ステップＳ１３において、エンジン稼働時間ｅｃａｓｔが所定値以下であると判断された場合には、ステップＳ１４に処理が進められ、そうでないと判断された場合には、ステップＳ１６に処理が進められる。

ステップＳ１４では、制御装置２００は、車両システム停止時（ＩＧ−ＯＦＦ時）、すなわち現時点での水温ｅｔｈｗｅｄが、判定値よりも低温であるか否かを判断する。ショートトリップでは、エンジンは十分に暖まらずに停止する場合もある。判定値は、点火プラグ１１０への煤の付着が発生しやすい温度に基づいて予め決定される値であり、ステップＳ１２で使用される判定値と同じであっても異なっていても良い。

ステップＳ１４において、水温ｅｔｈｗｅｄが、判定値よりも低温であると判断された場合には、ステップＳ１５に処理が進められ、そうでないと判断された場合には、ステップＳ１６に処理が進められる。

ステップＳ１５では、制御装置２００は、点火プラグ１１０への煤の付着が進行するショートトリップが実行されたと判断し、ショートトリップ運転カウンタの計数値をメモリ２１０から読み出して、カウントアップする。そしてカウントアップした計数値を、メモリ２１０に再び書き込む。

一方、ステップＳ１６では、制御装置２００は、付着した煤が燃焼され点火プラグ１１０が清浄化されるような条件でエンジンが運転されたと判断し、メモリ２１０に記憶されているショートトリップ運転カウンタの計数値をゼロにクリアする。

ステップＳ１５またはステップＳ１６の処理により、点火プラグ１１０への煤の付着の進行度合いが不揮発的に記憶されてから、ステップＳ１７において車両システムの停止処理が実行され、ステップＳ１８において制御はメインルーチンに戻される。

図６は、制御装置２００が実行する点火プラグの清浄化のための第３の処理を説明するためのフローチャートである。この処理は、所定のメインルーチンから呼び出されて、車両の運転中に実行される処理である。

図２、図６を参照して、まずステップＳ２１において、制御装置２００は、ショートトリップ運転カウンタの計数値が所定値以上であるか否かを判断する。この所定値は、点火プラグ１１０への煤の蓄積が進行し、エンジンの運転に影響を与える回数よりも小さい値に設定される。

ステップＳ２１において、ショートトリップ運転カウンタの計数値が所定値以上であると判断された場合には、ステップＳ２２に処理が進められ、そうでないと判断された場合には、ステップＳ２４に処理が進められる。

ステップＳ２２では、制御装置２００は、点火プラグ１１０への煤の付着が進行するショートトリップが所定回数連続したと判断し、ショートトリップ運転フラグをＯＮに設定する。

続いて、ステップＳ２３において、制御装置２００は、電動ＶＶＴ装置４００の進角量を設定する。このときの設定は、エンジン始動時は、通常時（最遅角位置）と異なりそれよりも進角した設定とする。これにより、図３の吸気バルブの閉じタイミングは、下死点に近づくので、エンジンシリンダ内で圧縮される空気量が増加し、実圧縮比が増加する。冷間時の燃料の霧化が悪い状態でも、実圧縮比を上げると燃料の霧化が改善され、燃料に着火しやすくなる。したがって、エンジンの始動性も向上し始動後の燃焼温度も上昇するため、点火プラグに付着した煤などの清浄化することが可能となる。

ＶＶＴ装置が油圧によって駆動される場合では、エンジンが回転していない状態では、油圧ポンプが回っておらず、ばね等による付勢力によって進角量は最遅角位置になってしまう。油圧式の場合も油圧ポンプを電動式にすればエンジン始動時に進角量を調整することができるが、本実施の形態では、電動ＶＶＴ装置４００を備えているので、エンジン始動時であっても自由に進角量を設定することができる。

また、エンジン始動後の進角量も、通常時よりも進角した設定とすることによって、点火プラグに付着した煤などの清浄化を促進させる。

一方、ステップＳ２１からステップＳ２２に処理が進められた場合、制御装置２００は、点火プラグ１１０への煤の付着が進行するショートトリップは、所定回数に至らないと判断し、ショートトリップ運転フラグをＯＦＦに設定する。

続いて、ステップＳ２５において、制御装置２００は、電動ＶＶＴ装置４００の進角量を設定する。このときの設定は、エンジン始動時は、通常時（最遅角位置）の設定とする。これにより、図３の吸気バルブの閉じタイミングは、下死点よりも遅くなるので、エンジンシリンダ内で圧縮される空気量が減少し、低圧縮、高膨張比となり、燃費向上が図られる。

なお、エンジン始動後の進角量も、通常時のように、マップなどによって、エンジン回転数などに基づいて最適値に設定され、燃費の向上が図られる。

以上説明したように、本実施の形態では、点火プラグの煤の付着が進行するとそれを燃焼させて点火プラグの清浄化が行なわれるので、内燃機関の失火等の不調の発生を抑制できる。

最後に、本実施の形態について、再び図１、図２を参照して、要約する。本実施の形態の車両１は、エンジン１００と制御装置２００とを備える。エンジン１００は、吸気バルブ１１８と、吸気バルブ１１８の開弁期間を維持しつつ開閉タイミングを変更する電動ＶＶＴ装置４００とを含む。制御装置２００は、車両１を起動させてから停止させるまでの１トリップにおいてエンジン１００の稼働時間が所定時間以下であるトリップ（ショートトリップ）が所定回数連続した場合には、ショートトリップの連続回数が所定回数に至る前よりも、エンジン１００の始動時の吸気バルブの閉じタイミングが早くなるように進角量を設定する。

制御装置２００は、ショートトリップの連続回数が所定回数に至る前は、電動ＶＶＴ装置４００の進角量を最遅角となるように設定する。

電動ＶＶＴ装置４００を備えるエンジン１００の場合、低圧縮・高膨張比となるようにエンジン１００を運転して、燃費を改善することが行なわれる。その場合、低温下でショートトリップが繰り返されると、点火プラグ１１０に煤の付着が進み、エンジン１００が失火する原因となる。上記のように制御することによって、エンジン１００の始動性が向上すると共に、燃焼温度も上昇するので、付着した煤も燃焼して点火プラグ１１０が清浄化される。

好ましくは、制御装置２００は、車両始動時の冷却水の水温、１回の運転あたりのエンジン１００の稼働時間、車両運転終了時の冷却水の水温、の少なくともいずれか１つが点火プラグ１１０の清浄化条件（煤が燃焼したと考えられる条件）になったことに応じて、カウント値をクリアする。具体的には、制御装置２００は、車両起動時の冷却水の水温が所定温度よりも高いこと、１回のトリップあたりの内燃機関の稼働時間が所定時間を超えたこと、車両運転終了時の冷却水の水温が所定温度よりも高いこと、のいずれかの条件が満たされた場合、カウント値をクリアする。

点火プラグ１１０に付着した煤は、エンジン１００において高温下で燃料が燃焼されると、一緒に燃えて点火プラグ１１０が清浄化される。上記に示したように、車両始動時の冷却水の水温が高い、１回の運転（１トリップ）あたりのエンジン１００の稼働時間が長い、車両運転終了時の冷却水の水温が高い、のいずれかが検出されると、燃焼が高温で行なわれたことが推定され、点火プラグ１１０も清浄化されたことが期待される。このような場合には、電動ＶＶＴ装置４００を燃費を向上させるように作動させるため、制御装置２００は、カウント値をクリアする。

好ましくは、電動ＶＶＴ装置４００は、電動式である。油圧式であれば、油圧の発生に電動ポンプを採用していればよいが、エンジン１００を動力とする機械式ポンプを採用する構成では、エンジン１００の始動時には油圧が発生しておらず、電動ＶＶＴ装置４００の進角量を自由に設定できない。電動ＶＶＴ装置４００が電動式であれば、このような問題は無く、エンジン１００始動時であっても自由に進角量を設定できる。

好ましくは、車両の駆動源として、エンジン１００と併用するモータジェネレータＭＧ２をさらに備える。より好ましくは、車両１は、モータジェネレータＭＧ２に電力を供給する蓄電装置１０をさらに備え、蓄電装置１０は、車両外部から充電可能に構成される。

ハイブリッド車やプラグインハイブリッド車では、エンジン１００を運転する頻度が通常の車両よりも減少するので、点火プラグ１１０に煤が付着してしまうショートトリップも発生しやすい。このためハイブリッド車やプラグインハイブリッド車では、特に本実施の形態で示した制御が有効となる。

ただし、本実施の形態では、エンジンとモータを駆動源として併用するハイブリッド車両を例示したが、これには限定されず、ＶＶＴ機構を有するエンジンを搭載する車両であれば、本発明を適用することができる。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明でなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ ハイブリッド車両、４ 動力分割装置、５ 減速機、６ 駆動輪、１０ 蓄電装置、１１ 充電器、１２ インレット、１００ エンジン、１０４ スロットルバルブ、１０６ シリンダ、１０８ インジェクタ、１１０ 点火プラグ、１１２Ｓ，１１２Ｕ 触媒、１１４ ピストン、１１６ クランクシャフト、１１８ 吸気バルブ、１２０ 排気バルブ、１２２，１２４ カム、１３０ 水温センサ、２００ 制御装置、２１０ メモリ、３００ カム角センサ、３０２ クランク角センサ、３０６ スロットル開度センサ、３１２ スロットルモータ、４００ 電動ＶＶＴ装置装置、４５０ 油圧ブレーキ、５００ 電源。

Claims (6)

1. 内燃機関の制御装置であって、
   前記内燃機関は、吸気バルブと、前記吸気バルブの開弁期間を維持しつつ開閉タイミングを変更する可変動弁機構とを含み、
   前記制御装置は、
   車両を起動させてから停止させるまでの１トリップにおいて前記内燃機関の稼働時間が所定時間以下であるトリップが所定回数連続した場合には、前記トリップの連続回数が前記所定回数に至る前よりも、前記内燃機関の始動時の前記吸気バルブの閉じタイミングが早くなるように進角量を設定する、内燃機関の制御装置。
2. 前記制御装置は、前記トリップの連続回数が前記所定回数に至る前は、可変動弁機構の進角量を最遅角となるように設定する、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記制御装置は、
   車両の停止時に、今回のトリップにおいて前記内燃機関の稼働時間が所定時間以下であった場合には、前記トリップの連続回数をカウントするカウント値をカウントアップし、
   車両起動時の冷却水の水温が所定温度よりも高いこと、１回の運転あたりの前記内燃機関の稼働時間が所定時間を超えたこと、車両運転終了時の冷却水の水温が所定温度よりも高いこと、の少なくともいずれか１つに応じて、前記カウント値をクリアする、請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記可変動弁機構は、電動式である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
5. 車両の駆動源として、前記内燃機関と併用するモータをさらに備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
6. 前記モータに電力を供給する蓄電装置をさらに備え、
   前記蓄電装置は、車両外部から充電可能に構成される、請求項５に記載の内燃機関の制御装置。

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