WO2012056527A1 - 車載内燃機関の制御装置 - Google Patents

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combustion engine
valve
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大吾 安藤
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トヨタ自動車 株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a control apparatus that performs intermittent operation of an on-vehicle internal combustion engine by performing automatic stop / restart control of engine operation.
  • variable valve mechanism that makes the valve characteristics of an engine valve (suction / exhaust valve) variable has been put into practical use.
  • a valve timing variable mechanism that varies the valve timing of the engine valve, a working angle variable mechanism that varies the operating angle of the engine valve, and the like are known.
  • Patent Document 1 a device described in Patent Document 1 has been proposed as a control device for an in-vehicle internal combustion engine that is provided with a variable working angle mechanism and is mounted on a hybrid vehicle.
  • the engine operation is restarted in a state where the operating angle of the engine valve is larger than the minimum operating angle of the variable range. I am doing so.
  • the operating angle variable mechanism fails in a state where the operating angle of the engine valve becomes the minimum operating angle, a start failure of the in-vehicle internal combustion engine occurs. Therefore, in the control device described in the same document, when the operating angle variable mechanism fails with the operating angle of the engine valve being the minimum operating angle, the engine operation is automatically stopped in order to avoid a situation where the engine cannot be restarted. I try to ban it.
  • the valve overlap of the intake / exhaust valve increases and the internal EGR amount increases. Therefore, if the variable valve timing mechanism or the variable operating angle mechanism breaks down while the valve overlap is increased, the internal EGR amount becomes excessive when the engine operation is restarted, causing misfire and worsening the emission.
  • variable valve mechanism when a failure occurs in the variable valve mechanism, depending on the content of the failure, even if the engine operation can be restarted, the engine vibration accompanying the start increases, giving the driver a sense of discomfort, Misfires can cause emissions to deteriorate.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and the problem to be solved is that the engine vibration at the time of restart increases due to a failure of the variable valve mechanism, which gives the driver a sense of incongruity.
  • Another object of the present invention is to provide a control device for an on-vehicle internal combustion engine that can suitably avoid at least one of occurrence of misfire and deterioration of emission.
  • the present invention is applied to an in-vehicle internal combustion engine having an intake side valve timing variable mechanism that varies the valve timing of the intake valve, and performs the automatic stop / restart of engine operation to perform the in-vehicle
  • an intake side valve timing variable mechanism has failed at an operating position that is more advanced than a most retarded position where the valve timing of the intake valve is the most retarded of the variable range.
  • An automatic stop prohibiting unit for prohibiting automatic stop of engine operation is provided.
  • the valve timing of the intake valve is If the intake side valve timing variable mechanism breaks down at the operating position that is more advanced than the most retarded position that is the most retarded angle in the variable range, engine vibration accompanying restart increases and may cause the driver to feel uncomfortable. is there. Further, when the valve timing of the intake valve is advanced, the valve overlap with the exhaust valve becomes large and the internal EGR increases, and as a result, misfire may occur and the emission may deteriorate.
  • the automatic stop prohibiting section prohibits the automatic stop of the engine operation. Therefore, according to the present invention described above, due to a failure of the variable valve mechanism, the engine vibration at the time of restarting becomes large, giving the driver a sense of incongruity, or causing misfire and worsening the emission. At least one of the above can be suitably avoided.
  • variable valve mechanism causes the intake valve closing timing to be reduced when the intake valve timing variable mechanism is located at the most retarded position. This is particularly noticeable in an in-vehicle internal combustion engine that is retarded to the middle stage and reduces the actual compression ratio of the in-vehicle internal combustion engine at the time of restart. Therefore, the present invention is particularly effective when applied to an in-vehicle internal combustion engine having such an intake side valve timing variable mechanism.
  • the intake side valve timing variable mechanism fails, if the operation amount of the intake side valve timing variable mechanism from the most retarded position to the operating position where the failure occurred is sufficiently small, the engine automatically restarts without any problem. It can be performed. Therefore, even if a failure occurs in the intake valve timing variable mechanism, if the operation amount of the intake valve timing variable mechanism from the most retarded position to the operation position where the failure occurs is equal to or less than the prescribed determination value If the automatic stop prohibition part is configured to allow automatic stop of engine operation, the frequency of automatic stop of engine operation is minimized while suppressing engine vibration and misfire during automatic engine restart. Can be fastened.
  • the occurrence of misfire due to excessive internal EGR when the engine is started depends on the valve overlap amount of the intake and exhaust valves. Therefore, even if the intake-side valve timing variable mechanism fails at a position where the valve timing of the intake valve has advanced to some extent, if the valve timing of the exhaust valve is sufficiently advanced, the occurrence of misfire can be stopped. Even if the valve timing advance amount of the intake valve at the time of failure is small, misfire may occur if the valve timing of the exhaust valve is on the retard side. Therefore, in an in-vehicle internal combustion engine that further includes an exhaust side valve timing variable mechanism that changes the valve timing of the exhaust valve in addition to the intake side valve timing variable mechanism, it is desirable to configure the automatic stop prohibiting section as follows.
  • the automatic stop prohibiting unit may be configured to prohibit the stop and to variably set the determination value according to the valve timing of the exhaust valve at that time. In such a case, the frequency at which the engine operation is automatically stopped can be kept to the minimum necessary while suppressing the occurrence of misfire during automatic engine restart.
  • valve timing of the exhaust valve is advanced to reduce the valve overlap of the intake and exhaust valves, thereby reducing the internal EGR.
  • the exhaust side valve timing variable mechanism fails at the operating position that is retarded from the most advanced position where the valve timing of the exhaust valve is the most advanced angle of the variable range, the internal EGR cannot be reduced sufficiently. A misfire may occur, leading to worse emissions.
  • the present invention is applied to an in-vehicle internal combustion engine having an exhaust side valve timing variable mechanism that makes the valve timing of an exhaust valve variable, and automatic stop / restart of engine operation is performed.
  • the control device that performs the intermittent operation of the on-vehicle internal combustion engine, the exhaust valve timing variable at the operating position that is retarded from the most advanced position where the valve timing of the exhaust valve is the most advanced angle of the variable range.
  • an automatic stop prohibiting unit that prohibits automatic stop of engine operation is provided.
  • the valve timing of the exhaust valve is advanced to reduce the valve overlap of the intake / exhaust valve, thereby reducing the internal EGR amount and reducing misfire during restart. It may be suppressed.
  • the internal EGR amount can be sufficiently reduced if the exhaust side valve timing variable mechanism breaks down at the operation position retarded from the most advanced position where the valve timing of the exhaust valve is the most advanced angle of the variable range. Without a fire, the emission will be worsened.
  • the automatic stop prohibiting unit prohibits the automatic stop of the engine operation. Therefore, according to the present invention, it is possible to suitably avoid the occurrence of misfire due to the failure of the variable valve mechanism and the deterioration of emissions.
  • the exhaust valve from the most advanced position where the valve timing of the exhaust valve is the most advanced angle of the variable range to the operating position where the failure occurred If the operation amount of the timing variable mechanism is sufficiently small, automatic engine restart can be performed without any trouble. Therefore, even if a failure occurs in the exhaust side valve timing variable mechanism, if the operation amount of the exhaust side valve timing variable mechanism from the most advanced position to the operating position where the failure occurs is less than the prescribed judgment value If the automatic stop prohibiting part is configured to allow automatic stop of engine operation, it is possible to suppress the occurrence of misfire at the time of automatic engine restart and to keep the frequency of automatic stop of engine operation to the minimum necessary. become able to.
  • the present invention is applied to an on-vehicle internal combustion engine having a variable working angle mechanism that varies a working angle of an engine valve, and performs automatic stop / restart of engine operation.
  • the control device for intermittent operation of the in-vehicle internal combustion engine when the operating angle variable mechanism is normal, the engine valve is automatically restarted with the operating angle of the engine valve set to the minimum operating angle in the variable range, and the engine valve
  • an automatic stop prohibiting unit that prohibits automatic stop of engine operation is provided.
  • the working angle may be reduced to reduce the valve overlap of the intake and exhaust valves, thereby reducing internal EGR and suppressing misfire during restart.
  • the operating angle variable mechanism fails at an operating position where the operating angle of the engine valve is larger than the minimum operating angle of the variable range, the internal EGR cannot be reduced sufficiently and a misfire occurs, resulting in an emission. Will be worsened.
  • the automatic stop prohibiting section prohibits the automatic stop of the engine operation. Therefore, according to the present invention, it is possible to suitably avoid the occurrence of misfire due to the failure of the variable valve mechanism and the deterioration of emissions.
  • the operating amount of the variable operating angle mechanism from the operating position where the operating angle of the engine valve is the minimum operating angle of the variable range to the operating position where the failure occurred If is sufficiently small, automatic engine restart can be performed without hindrance. Therefore, even if a failure occurs in the variable operating angle mechanism, the operating amount of the variable operating angle mechanism from the operating position where the operating angle of the engine valve is the minimum operating angle in the variable range to the operating position where the failure occurred If the automatic stop prohibiting part is configured to allow automatic stop of engine operation, the engine operation is automatically stopped while suppressing the occurrence of misfire during automatic engine restart. Frequency can be kept to the minimum necessary.
  • the vehicle-mounted internal combustion engine 15 and the motor 13 are provided with two drive sources, and the vehicle-mounted internal combustion engine 15 is mechanically directly connected to the vehicle shaft (drive shaft) 14. It is applied to a hybrid vehicle having the above-described configuration.
  • the on-vehicle internal combustion engine to which the control device of the present embodiment is applied includes an intake side valve timing variable mechanism 2 that makes the valve timing of the intake valve 11 variable, and an exhaust side valve timing that makes the valve timing of the exhaust valve 12 variable.
  • the variable mechanism 3 and the two mechanisms are provided as a variable valve mechanism.
  • the control device for the on-vehicle internal combustion engine 15 of the present embodiment is configured around an on-board electronic control unit 1.
  • the electronic control unit 1 includes a central processing unit (CPU) that performs various arithmetic processes related to vehicle control, and a read-only memory (ROM) that stores control programs and data.
  • the electronic control unit 1 also includes a random access memory (RAM) that temporarily stores CPU calculation results, sensor detection results, and the like, and an input / output port (I / O) that functions as an interface that mediates input / output of signals to / from the outside. O).
  • a drive circuit for various actuators provided in the vehicle is connected to the output port of the electronic control unit 1.
  • an intake side valve timing variable mechanism 2 that makes the valve timing of the intake valve 11 variable
  • an exhaust side valve timing variable mechanism 3 that makes the valve timing of the exhaust valve 12 variable
  • an injector 4 that injects and supplies fuel
  • a drive circuit for the spark plug 5 for igniting the fuel supplied to the electronic control unit 1 is connected to the output port of the electronic control unit 1.
  • various sensors provided in each part of the vehicle are connected to the input port of the electronic control unit 1.
  • a vehicle speed sensor 6 that detects the vehicle speed
  • an NE sensor 7 that detects the engine rotation speed
  • an accelerator operation amount sensor 8 that detects an accelerator operation amount (for example, an accelerator pedal depression amount)
  • an intake air that detects the valve timing of the intake valve 11
  • a side VT sensor 9 and an exhaust side VT sensor 10 that detects the valve timing of the exhaust valve 12 are connected to the input port of the electronic control unit 1.
  • the electronic control unit 1 drives the intake side valve timing variable mechanism 2 and the exhaust side valve timing variable mechanism 3 in accordance with the engine operating state to thereby control the intake valve 11 and the exhaust valve. Twelve variable controls are implemented.
  • FIG. 2 shows how the valve lift curves of the intake valve 11 and the exhaust valve 12 change according to such variable valve timing.
  • valve lift curves of the intake valve 11 and the exhaust valve 12 at the time of starting the engine are shown by solid lines.
  • the intake side valve timing variable mechanism 2 at the time of engine start is positioned at the operating position where the valve timing of the intake valve 11 is the most retarded angle of the variable range, that is, the most retarded position.
  • the closing timing of the intake valve 11 is delayed until the middle of the compression stroke.
  • the engine compression at the time of starting the engine is suppressed by performing decompression and lowering the actual compression ratio by the delay of the closing timing of the intake valve 11.
  • the exhaust-side valve timing variable mechanism 3 at the time of starting the engine is positioned at the operating position where the valve timing of the exhaust valve 12 is the most advanced angle of the variable range, that is, the most advanced angle position.
  • the valve overlap of the intake / exhaust valves is set to 0, thereby reducing the internal EGR and suppressing the occurrence of misfire when starting the engine.
  • the electronic control unit 1 changes the driving force distribution of the in-vehicle internal combustion engine 15 and the motor 13 according to the traveling state of the vehicle.
  • the motor travels when the vehicle starts, and the engine travels during steady operation of the vehicle. Therefore, in this vehicle, intermittent operation of the engine operation is performed when the vehicle is stopped or during traveling, that is, the automatic stop and the automatic restart of the in-vehicle internal combustion engine 15 are repeated.
  • the operation position of the intake side valve timing variable mechanism 2 at the time of starting the engine cannot be set to the most retarded position due to failure of the intake side valve timing variable mechanism 2 due to sticking or the like, sufficient decompression cannot be performed, The engine vibration at the start of the engine increases. Further, when the operating position of the exhaust side valve timing variable mechanism 3 at the time of starting the engine cannot be set to the most advanced position due to a failure of the exhaust side valve timing variable mechanism 3 due to sticking or the like, the internal EGR increases and the engine starts. Sometimes misfire occurs.
  • the failure of the variable valve timing mechanism includes the sticking of a movable member inside the mechanism and the engagement of a sleeve of an oil control valve that controls the drive hydraulic pressure of the variable mechanism.
  • the intake side valve timing variable mechanism 2 is broken at the operation position on the advance side of the most retarded angle position where the valve timing of the intake valve 11 is the most retarded angle of the variable range.
  • automatic stop of engine operation is prohibited, and intermittent operation of the in-vehicle internal combustion engine 15 is prohibited.
  • the exhaust side valve timing variable mechanism 3 is malfunctioning at the operation position that is retarded from the most advanced position where the valve timing of the exhaust valve 12 is the most advanced angle of the variable range.
  • the automatic stop of the engine operation is prohibited, and the intermittent operation of the in-vehicle internal combustion engine 15 is prohibited.
  • FIG. 3 shows a flowchart of an intermittent operation execution determination routine applied to this embodiment. The processing of this routine is repeatedly executed periodically by the electronic control unit 1 while the vehicle is traveling.
  • step S100 the electronic control unit 1 advances the advance angle failure of the intake side valve timing variable mechanism 2 (intake VT) or retards the exhaust side valve timing variable mechanism 3 (exhaust VT). Check if a failure has occurred.
  • the advance angle failure here refers to a failure of the intake side valve timing variable mechanism 2 at the operation position on the advance side with respect to the most retarded position.
  • the retard failure indicates a failure of the exhaust side valve timing variable mechanism 3 at the operation position that is retarded from the most advanced angle position.
  • the electronic control unit 1 If no failure has occurred (S100: NO), the electronic control unit 1 permits the automatic stop of the in-vehicle internal combustion engine 15, that is, the intermittent operation of the in-vehicle internal combustion engine 15 in step S101. The processing of this routine is terminated. If any failure has occurred (S100: YES), the electronic control unit 1 prohibits the automatic stop of the in-vehicle internal combustion engine 15, that is, the intermittent operation of the in-vehicle internal combustion engine 15 in step S102. This routine ends.
  • the electronic control unit 1 has a configuration corresponding to the automatic stop unit in the present invention. According to the control apparatus for the in-vehicle internal combustion engine 15 of the present embodiment described above, the following effects can be obtained.
  • the control device for the in-vehicle internal combustion engine 15 is applied to the in-vehicle internal combustion engine 15 including the intake side valve timing variable mechanism 2 that makes the valve timing of the intake valve 11 variable to automatically stop the engine operation. / Restarting is performed so that the in-vehicle internal combustion engine 15 is intermittently operated.
  • the intake side valve timing variable mechanism 2 is malfunctioning at the operation position on the advance side of the most retarded position where the valve timing of the intake valve 11 is the most retarded angle of the variable range.
  • the electronic control unit 1 prohibits automatic stop of engine operation.
  • the in-vehicle internal combustion engine 15 that restarts the engine operation in a state where the valve timing of the intake valve 11 is set to the most retarded angle in order to suppress engine vibration at the time of restarting, the in-vehicle internal combustion engine 15 is moved to the operation position on the advance side of the most retarded position. If the intake side valve timing variable mechanism 2 breaks down, the engine vibration accompanying the restart may increase, and the driver may feel uncomfortable. Further, when the valve timing of the intake valve 11 is advanced, the valve overlap with the exhaust valve 12 becomes large and the internal EGR increases, and as a result, misfire may occur and the emission may deteriorate.
  • the electronic control unit 1 prohibits the automatic stop of the engine operation. Therefore, according to the control apparatus for the in-vehicle internal combustion engine 15 of the present embodiment, the engine vibration at the time of restart increases due to the failure of the intake side valve timing variable mechanism 2 which is a variable valve mechanism, and the driver It is possible to suitably avoid at least one of giving a sense of incongruity to the above, or causing emission of fire due to misfire.
  • the control device for the in-vehicle internal combustion engine 15 is applied to the in-vehicle internal combustion engine 15 including the exhaust side valve timing variable mechanism 3 that makes the valve timing of the exhaust valve 12 variable to automatically stop the engine operation. / Restarting is performed so that the in-vehicle internal combustion engine 15 is intermittently operated.
  • the exhaust side valve timing variable mechanism 3 is malfunctioning at the operation position that is retarded from the most advanced position where the valve timing of the exhaust valve 12 is the most advanced angle of the variable range.
  • the electronic control unit 1 prohibits automatic stop of engine operation.
  • the valve timing of the exhaust valve 12 is advanced to reduce the valve overlap of the intake and exhaust valves.
  • the amount of EGR may be reduced to suppress misfire during restart.
  • the exhaust side valve timing variable mechanism 3 breaks down at the operating position retarded from the most advanced angle position, the internal EGR amount cannot be reduced sufficiently, resulting in misfire, leading to deterioration of emissions. It will end up.
  • the electronic control unit 1 prohibits automatic stop of engine operation. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to suitably avoid the occurrence of misfire due to a failure of the exhaust side valve timing variable mechanism 3 that is a variable valve mechanism and the deterioration of emissions.
  • the operation amount of the intake side valve timing variable mechanism 2 from the most retarded position to the operating position where the failure occurs is If it is less than the prescribed judgment value ⁇ , automatic stop of engine operation is allowed. Further, in the present embodiment, even when a failure occurs in the exhaust side valve timing variable mechanism 3, the operation amount of the exhaust side valve timing variable mechanism 3 from the most advanced position to the operating position where the failure occurs is defined. In this case, the automatic stop of the engine operation is permitted.
  • the operation amount of the intake side valve timing variable mechanism 2 from the most retarded position to the operation position where the failure has occurred is obtained from the advance amount of the valve timing of the intake valve 11 at the time of the failure.
  • the advance amount indicates the change amount of the valve timing based on the valve timing of the intake valve 11 at the most retarded position in the variable range.
  • the operation amount of the exhaust side valve timing variable mechanism 3 from the most advanced position to the operation position where the failure has occurred is obtained from the retard amount of the valve timing of the exhaust valve 12 at the time of failure.
  • the amount of retardation indicates the amount of change in valve timing based on the valve timing of the intake valve 11 at the most advanced position of the variable range.
  • FIG. 4 shows a flowchart of an intermittent operation execution determination routine applied to the present embodiment. The processing of this routine is repeatedly executed periodically by the electronic control unit 1 while the vehicle is traveling.
  • step S200 the electronic control unit 1 has a failure in the intake side valve timing variable mechanism 2 (intake VVT) and the valve timing advance amount (intake VT advance) of the intake valve 11 is reached. It is determined whether or not (angular amount) exceeds a determination value ⁇ . Further, in step S201, the electronic control unit 1 has a failure in the exhaust side valve timing variable mechanism 3 (exhaust VVT), and the valve timing retardation amount (exhaust VT retardation amount) of the exhaust valve 12 has the determination value ⁇ . Determine if it has exceeded.
  • step S200 or S201 the electronic control unit 1 automatically stops the in-vehicle internal combustion engine 15 in step S202, that is, the in-vehicle internal combustion engine 15 After this intermittent operation is permitted, the processing of this routine is terminated.
  • step S200 or S201 S200: YES or S201: YES
  • the electronic control unit 1 automatically stops the in-vehicle internal combustion engine 15, that is, intermittent operation of the in-vehicle internal combustion engine 15, in step S203. Is prohibited, and the processing of this routine is terminated.
  • the following effects can be further achieved.
  • (3) In the present embodiment, even when a failure occurs in the intake side valve timing variable mechanism 2, the failure occurs from the most retarded position where the valve timing of the intake valve 11 is the most retarded angle of the variable range. If the operation amount of the intake side valve timing variable mechanism 2 up to the generated operation position is equal to or less than a predetermined determination value ⁇ , automatic stop of engine operation is allowed. Further, in the present embodiment, even when a failure occurs in the exhaust side valve timing variable mechanism 3, the failure has occurred from the most advanced position where the valve timing of the exhaust valve 12 is the most advanced angle of the variable range.
  • the determination value ⁇ used for determining whether or not to automatically stop the engine operation is variably set according to the valve timing of the exhaust valve 12 at that time. Specifically, a smaller value is set as the determination value ⁇ as the amount of retardation of the valve timing of the exhaust valve 12 increases.
  • FIG. 5 shows a flowchart of an intermittent operation execution determination routine applied to the present embodiment. The processing of this routine is repeatedly executed periodically by the electronic control unit 1 while the vehicle is traveling.
  • the electronic control unit 1 When this routine is started, the electronic control unit 1 first checks in step S300 whether or not a failure has occurred in the intake side valve timing variable mechanism 2 (intake VT). If no failure has occurred (S300: NO), the electronic control unit 1 permits the automatic stop of the in-vehicle internal combustion engine 15, that is, the intermittent operation of the in-vehicle internal combustion engine 15 in step S301. The routine processing ends.
  • the electronic control unit 1 calculates a determination value ⁇ from the valve timing retardation amount (exhaust VT retardation amount) of the exhaust valve 12 at that time in step S302.
  • the determination value ⁇ is set to a smaller value as the exhaust VT retardation amount is larger.
  • step S303 the electronic control unit 1 determines whether or not the valve timing advance amount (intake VT advance amount) of the failed intake valve 11 exceeds the determination value ⁇ .
  • the electronic control unit 1 determines whether or not the valve timing advance amount (intake VT advance amount) of the failed intake valve 11 exceeds the determination value ⁇ .
  • the intake VT advance amount is equal to or smaller than the determination value ⁇ (S303: NO)
  • the electronic control unit 1 permits automatic stop of the in-vehicle internal combustion engine 15, that is, intermittent operation of the in-vehicle internal combustion engine 15 in step S301. After that, the processing of this routine is finished.
  • the electronic control unit 1 prohibits the automatic stop of the in-vehicle internal combustion engine 15, that is, the intermittent operation of the in-vehicle internal combustion engine 15, in step S304. After that, the processing of this routine is finished.
  • the intake side valve timing variable mechanism 2 has a failure, and the operation amount of the intake side valve timing variable mechanism 2 from the most retarded position to the operating position where the failure has occurred is defined as a prescribed determination.
  • the determination value ⁇ is variably set according to the valve timing of the exhaust valve 12 at that time. Therefore, it is possible to keep the frequency at which the engine operation is automatically stopped to a necessary minimum while suppressing the occurrence of misfire during automatic engine restart.
  • variable valve mechanism As a variable valve mechanism that is applied to the in-vehicle internal combustion engine 15, there is known a variable operating angle mechanism that makes the operating angle of the engine valve variable, for example, in the manner shown in FIG. FIG. 6 shows the transition of the intake valve 11 working angle when the working angle of the intake valve 11 is variable.
  • the valve overlap amount of the intake and exhaust valves is reduced by automatically restarting the engine operation with the working angle of the engine valve set to the minimum working angle within the variable range. It may be reduced to suppress the occurrence of misfire by suppressing the internal EGR.
  • the operating angle variable mechanism fails at the operating position where the operating angle of the engine valve is larger than the minimum operating angle, the operating angle of the engine valve at the time of automatic engine restart is larger than the original. Thus, the internal EGR becomes excessive, and misfire may occur.
  • the operating angle variable mechanism when the operating angle variable mechanism is malfunctioning at an operating position where the operating angle of the engine valve is larger than the minimum operating angle, automatic stop of engine operation is prohibited. Yes.
  • the operating angle from the operating position where the operating angle of the engine valve is the minimum operating angle of the variable range to the operating position where the failure occurred. If the amount of operation of the variable mechanism is less than the prescribed judgment value, automatic stop of engine operation is allowed.
  • FIG. 7 shows a flowchart of an intermittent operation execution determination routine applied to the present embodiment. The processing of this routine is repeatedly executed periodically by the electronic control unit 1 while the vehicle is traveling.
  • the electronic control unit 1 first determines in step S400 whether or not a failure has occurred in the operating angle variable mechanism and the operating angle at that time exceeds a predetermined determination value ⁇ . To do. When a negative determination is made here (S400: NO), the electronic control unit 1 permits the automatic stop of the in-vehicle internal combustion engine 15, that is, the intermittent operation of the in-vehicle internal combustion engine 15 in step S401, and then performs the present routine. Terminate the process. In addition, when a failure occurs in the operating angle variable mechanism and the operating angle at that time exceeds the prescribed determination value ⁇ (S400: YES), the electronic control unit 1 automatically performs the automatic operation of the on-vehicle internal combustion engine 15 in step S402. After stopping the stop, that is, intermittent operation of the in-vehicle internal combustion engine 15, is prohibited.
  • the control device for the on-vehicle internal combustion engine 15 is applied to the on-vehicle internal combustion engine 15 including a working angle variable mechanism that makes the working angle of the engine valve variable, and automatically stops / restarts engine operation.
  • the vehicle-mounted internal combustion engine 15 is intermittently operated.
  • the electronic control unit 1 automatically restarts the engine operation with the operating angle of the engine valve set to the minimum operating angle in the variable range, and the engine valve
  • the operating angle variable mechanism is malfunctioning at the operating position where the operating angle is larger than the minimum operating angle, the automatic stop of the engine operation is prohibited.
  • the working angle is reduced to reduce the valve overlap of the intake and exhaust valves, thereby reducing internal EGR and suppressing misfire during restart. is there.
  • the operating angle variable mechanism fails at an operating position where the operating angle of the engine valve is larger than the minimum operating angle, the internal EGR cannot be sufficiently reduced, and misfire occurs, leading to worsening of emissions. It comes to be.
  • the electronic control unit 1 prohibits automatic stop of engine operation. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to preferably avoid the occurrence of misfire due to the failure of the variable operating angle mechanism, which is a variable valve mechanism, and the deterioration of emissions.
  • the operating position from the operating position where the operating angle of the engine valve is the minimum operating angle of the variable range to the operating position where the failure occurred If the operating amount of the variable operating angle mechanism is equal to or less than a predetermined determination value, automatic stop of engine operation is permitted. However, if it is desired to reliably suppress the occurrence of misfire during automatic engine restart due to a failure of the variable operating angle mechanism, an operating position other than the operating position where the operating angle of the engine valve is the minimum operating angle of the variable range is used. When the operating angle variable mechanism breaks down, it is preferable to prohibit automatic stop of engine operation.
  • the determination value ⁇ is obtained according to the valve timing retardation amount of the exhaust valve 12, and when the valve timing advance amount of the intake valve 11 exceeds the determination value ⁇ , the engine operation is automatically performed.
  • the same determination can be made based on the valve overlap amount of the intake and exhaust valves. That is, when a failure occurs in the intake side valve timing variable mechanism 2, whether or not the automatic stop of the engine operation is prohibited is determined depending on whether or not the valve overlap amount at that time exceeds a predetermined determination value.
  • variable valve timing mechanism is provided on both the intake side and the exhaust side, and the automatic stop of the engine operation is prohibited according to the content of any failure.
  • the present invention can also be applied to an in-vehicle internal combustion engine that includes a variable valve timing mechanism on either the intake side or the exhaust side.
  • control device of the present invention is applied to a vehicle-mounted internal combustion engine mounted on a hybrid vehicle including two drive sources, that is, the vehicle-mounted internal combustion engine and a motor.
  • the same can be applied to an in-vehicle internal combustion engine mounted on a vehicle other than the above.
  • economy running control that automatically stops engine operation when the vehicle is stopped, such as when waiting for a signal
  • automatic stop and automatic restart of the engine operation are repeatedly performed. Therefore, even in such an in-vehicle internal combustion engine, depending on the content of the failure of the variable valve mechanism, engine vibration that cannot be ignored during automatic engine restart or misfire occurs.
  • SYMBOLS 1 Electronic control unit (automatic stop prohibition part), 2 ... Intake side valve timing variable mechanism, 3 ... Exhaust side valve timing variable mechanism, 4 ... Injector, 5 ... Spark plug, 6 ... Vehicle speed sensor, 7 ... NE sensor, 8 Accelerator sensor, 9 ... Intake side VT sensor, 10 ... Exhaust side VT sensor, 11 ... Intake valve, 12 ... Exhaust valve, 13 ... Motor, 14 ... Vehicle shaft, 15 ... In-vehicle internal combustion engine.

Abstract

　吸気バルブ１１のバルブタイミングを可変とする吸気側バルブタイミング可変機構２を備える車載内燃機関１５に適用されて、機関運転の自動停止／再始動を実施して車載内燃機関１５の間欠運転を行う制御装置において、電子制御ユニット１は、吸気バルブ１１のバルブタイミングをその可変範囲の最遅角とする動作位置よりも進角側の動作位置にて吸気側バルブタイミング可変機構２が故障しているときに機関運転の自動停止を禁止することで、可変動弁機構の故障に起因した機関自動再始動時の機関振動の増大や失火の発生を好適に回避する。

Description

車載内燃機関の制御装置
　本発明は、機関運転の自動停止／再始動制御を実施して車載内燃機関の間欠運転を行う制御装置に関するものである。
　周知のように、内燃機関とモーターとの２つの駆動源を備えるハイブリッド車両では、車両の停止時や走行中に機関運転の自動停止と自動再始動とを繰り返すようにしている。また、信号待ち等の停車時に機関運転を自動停止させる、いわゆるエコノミーランニング制御を行う内燃機関でも、機関運転の自動停止と自動再始動とが繰り返し行われるようになっている。このような車載内燃機関の間欠運転を行う車両では、機関運転の再始動を運転者が気付かない程度まで、再始動時の機関振動を抑えることが求められている。
　一方、車載内燃機関に適用される機構として、機関バルブ（吸／排気バルブ）のバルブ特性を可変とする可変動弁機構が実用されている。こうした可変動弁機構としては、機関バルブのバルブタイミングを可変とするバルブタイミング可変機構や、機関バルブの作用角を可変とする作用角可変機構などが知られている。
　そして従来、作用角可変機構を備えるとともに、ハイブリッド車両に搭載される車載内燃機関の制御装置として、特許文献１に記載の装置が提案されている。同文献に記載の制御装置の適用される車載内燃機関では、その始動性を確保するため、機関バルブの作用角をその可変範囲の最小作用角よりも大きくした状態で機関運転の再始動を行うようにしている。そのため、機関バルブの作用角が最小作用角となった状態で作用角可変機構が故障してしまうと、車載内燃機関の始動不良が発生するようになる。そこで同文献に記載の制御装置では、機関バルブの作用角が最小作用角となった状態で作用角可変機構が故障したときには、再始動不能となる事態を回避するため、機関運転の自動停止を禁止するようにしている。
特開２００９－２０２６６２号公報
　ところで、バルブタイミング可変機構により吸気バルブの閉弁時期を圧縮行程中期まで遅角することでデコンプを行い、実圧縮比を下げることで、再始動時の機関振動を抑制することが考えられる。このような場合には、吸気バルブのバルブタイミングを最遅角とした状態で機関運転の再始動を行うことになる。こうした場合において、吸気バルブのバルブタイミングを最遅角とする動作位置（最遅角位置）よりも進角側の動作位置にてバルブタイミング可変機構が故障してしまうと、機関再始動が可能であっても、再始動時の実圧縮比の低減を十分に行えず、機関振動が増大するようになる。
　また吸気バルブのバルブタイミングの進角や排気バルブのバルブタイミングの遅角、吸排気バルブの作用角の拡大によっては、吸排気バルブのバルブオーバーラップが増大して内部ＥＧＲ量が多くなる。そのため、バルブオーバーラップを大きくした状態でバルブタイミング可変機構や作用角可変機構が故障すると、機関運転再始動時に内部ＥＧＲ量が過多となって、失火が発生してエミッションが悪化するようになる。
　このように可変動弁機構に故障が発生すると、その故障の内容によっては、機関運転の再始動は可能であっても、始動に伴う機関振動が大きくなって、運転者に違和感を与えたり、失火が生じてエミッションが悪化したりすることがある。
　なお、エンジンと車両軸（ドライブシャフト）とが機械的に直結されている場合には、機関振動が車体に伝達され易く、機関運転の自動再始動に伴う機関振動の増大が特に深刻な問題となることがある。
　本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、可変動弁機構の故障に起因して、再始動時の機関振動が大きくなって運転者に違和感を与えたり、失火が発生してエミッションが悪化したりすることの、少なくとも一方を、好適に回避することのできる車載内燃機関の制御装置を提供することにある。
　上記課題を解決するため、本発明では、吸気バルブのバルブタイミングを可変とする吸気側バルブタイミング可変機構を備える車載内燃機関に適用されて、機関運転の自動停止／再始動を実施して前記車載内燃機関の間欠運転を行う制御装置において、吸気バルブのバルブタイミングをその可変範囲の最遅角とする最遅角位置よりも進角側の動作位置にて吸気側バルブタイミング可変機構が故障しているときには、機関運転の自動停止を禁止する自動停止禁止部を備えるようにしている。
　再始動時の機関振動を抑えるため、あるいは失火の発生を抑えるため、吸気バルブのバルブタイミングを最遅角とした状態で機関運転の再始動を行う車載内燃機関では、吸気バルブのバルブタイミングをその可変範囲の最遅角とする最遅角位置よりも進角側の動作位置にて吸気側バルブタイミング可変機構が故障すると、再始動に伴う機関振動が大きくなって運転者に違和感を与えることがある。また吸気バルブのバルブタイミングが進角されていると、排気バルブとのバルブオーバーラップが大きくなって内部ＥＧＲが増大し、その結果、失火が発生してエミッションが悪化することもある。その点、上記本発明では、そうした動作位置で吸気側バルブタイミング可変機構が故障しているときには、自動停止禁止部により機関運転の自動停止が禁止されるようになる。したがって、上記本発明によれば、可変動弁機構の故障に起因して、再始動時の機関振動が大きくなって運転者に違和感を与えるたり、失火が発生してエミッションが悪化したりすることの少なくとも一方を好適に回避することができるようになる。
　なお、可変動弁機構の故障による再始動時の機関振動の増大や失火の発生は、吸気側バルブタイミング可変機構が前記最遅角位置に位置することで、吸気バルブの閉弁時期を圧縮行程中期まで遅角し、再始動時の車載内燃機関の実圧縮比を低下させるようにした車載内燃機関において特に顕著となる。そのため、上記本発明は、そうした吸気側バルブタイミング可変機構を備える車載内燃機関への適用が特に効果的である。
　また吸気側バルブタイミング可変機構が故障した場合であっても、前記最遅角位置から故障が発生した動作位置までの吸気側バルブタイミング可変機構の動作量が十分小さければ、支障なく機関自動再始動を行うことができる。そのため、吸気側バルブタイミング可変機構に故障が発生した場合であっても、最遅角位置から故障が発生した動作位置までの吸気側バルブタイミング可変機構の動作量が規定の判定値以下であれば、機関運転の自動停止を許容するように自動停止禁止部を構成すれば、機関自動再始動時の機関振動や失火の発生を抑えつつも、機関運転の自動停止がなされる頻度を必要最小に留めることができるようになる。
　機関始動時における内部ＥＧＲ過多による失火の発生は、吸排気バルブのバルブオーバーラップ量に依存する。そのため、吸気バルブのバルブタイミングがある程度進角した位置で吸気側バルブタイミング可変機構が故障していても、排気バルブのバルブタイミングが十分進角されていれば、失火の発生を留めることができる。また故障したときの吸気バルブのバルブタイミングの進角量が小さくても、排気バルブのバルブタイミングが遅角側にあれば、失火が発生することもある。そこで吸気側バルブタイミング可変機構に加えて、排気バルブのバルブタイミングを可変とする排気側バルブタイミング可変機構をさらに備える車載内燃機関では、次のように自動停止禁止部を構成することが望ましい。すなわち、吸気側バルブタイミング可変機構に故障が発生し、かつ最遅角位置から故障が発生した動作位置までの吸気側バルブタイミング可変機構の動作量が規定の判定値を超えるときに機関運転の自動停止を禁止するとともに、そのときの排気バルブのバルブタイミングに応じて判定値の値を可変設定するように自動停止禁止部を構成すると良い。このようにした場合には、機関自動再始動時における失火の発生を抑えつつも、機関運転の自動停止がなされる頻度を必要最小に留めることができるようになる。
　また、吸気側バルブタイミング可変機構に加えて、排気側バルブタイミング可変機構を備える車載内燃機関では、排気バルブのバルブタイミングを進角して吸排気バルブのバルブオーバーラップを縮小することで、内部ＥＧＲを低減して再始動時の失火を抑えることがある。こうした場合、排気バルブのバルブタイミングをその可変範囲の最進角とする最進角位置よりも遅角側の動作位置にて排気側バルブタイミング可変機構が故障すると、内部ＥＧＲを十分に低減できずに失火が発生して、エミッションの悪化を招くことがある。そこで、吸気側バルブタイミング機構に加えて排気側バルブタイミング可変機構をさらに備える車載内燃機関では、そうした動作位置にて排気側バルブタイミング可変機構が故障したときにも、機関運転の自動停止を禁止するように自動停止禁止部を構成するようにすると良い。
　上記課題を解決するため、本発明に従うもう一つの態様では、排気バルブのバルブタイミングを可変とする排気側バルブタイミング可変機構を備える車載内燃機関に適用されて、機関運転の自動停止／再始動を実施して前記車載内燃機関の間欠運転を行う制御装置において、排気バルブのバルブタイミングをその可変範囲の最進角とする最進角位置よりも遅角側の動作位置にて排気側バルブタイミング可変機構が故障しているときには、機関運転の自動停止を禁止する自動停止禁止部を備えるようにしている。
　排気側バルブタイミング可変機構を備える車載内燃機関では、排気バルブのバルブタイミングを進角して吸／排気バルブのバルブオーバーラップを縮小することで、内部ＥＧＲ量を低減して再始動時の失火を抑えることがある。こうした場合、排気バルブのバルブタイミングをその可変範囲の最進角とする最進角位置よりも遅角側の動作位置にて排気側バルブタイミング可変機構が故障すると、内部ＥＧＲ量を十分に低減できずに失火が発生して、エミッションの悪化を招いてしまうようになる。その点、上記本発明では、そうした動作位置で排気側バルブタイミング可変機構が故障しているときには、自動停止禁止部により機関運転の自動停止が禁止されるようになる。したがって、上記本発明によれば、可変動弁機構の故障により失火が発生してエミッションが悪化することを好適に回避することができるようになる。
　なお、排気側バルブタイミング可変機構に故障が発生した場合であっても、排気バルブのバルブタイミングをその可変範囲の最進角とする最進角位置から故障が発生した動作位置までの排気側バルブタイミング可変機構の動作量が十分に小さければ、支障なく機関自動再始動を行うことができる。そのため、排気側バルブタイミング可変機構に故障が発生した場合であっても、最進角位置から故障が発生した動作位置までの排気側バルブタイミング可変機構の動作量が規定の判定値以下であれば、機関運転の自動停止を許容するように自動停止禁止部を構成すれば、機関自動再始動時の失火の発生を抑えつつも、機関運転の自動停止がなされる頻度を必要最小に留めることができるようになる。
　上記課題を解決するため、本発明に従う更なる態様では、機関バルブの作用角を可変とする作用角可変機構を備える車載内燃機関に適用されて、機関運転の自動停止／再始動を実施して前記車載内燃機関の間欠運転を行う制御装置において、作用角可変機構の正常時には、機関バルブの作用角をその可変範囲の最小作用角とした状態で機関運転の自動再始動を行うとともに、機関バルブの作用角を最小作用角よりも大きい作用角とする動作位置で作用角可変機構が故障しているときには、機関運転の自動停止を禁止する自動停止禁止部を備えるようにしている。
　上記のような作用角可変機構を備える車載内燃機関では、作用角を縮小して吸排気バルブのバルブオーバーラップを縮小することで、内部ＥＧＲを低減して再始動時の失火を抑えることがある。こうした場合、機関バルブの作用角をその可変範囲の最小作用角よりも大きい作用角とする動作位置で作用角可変機構が故障すると、内部ＥＧＲを十分に低減できずに失火が発生して、エミッションの悪化を招いてしまうようになる。その点、上記本発明では、そうした動作位置で作用角可変機構が故障しているときには、自動停止禁止部により機関運転の自動停止が禁止されるようになる。したがって、上記本発明によれば、可変動弁機構の故障により失火が発生してエミッションが悪化することを好適に回避することができるようになる。
　なお、作用角可変機構に故障が発生した場合であっても、機関バルブの作用角をその可変範囲の最小作用角とする動作位置から故障の発生した動作位置までの作用角可変機構の動作量が十分に小さければ、支障なく機関自動再始動を行うことができる。そのため、作用角可変機構に故障が発生した場合であっても、機関バルブの作用角をその可変範囲の最小作用角とする動作位置から故障の発生した動作位置までの作用角可変機構の動作量が規定の判定値以下であれば、機関運転の自動停止を許容するように自動停止禁止部を構成すれば、機関自動再始動時の失火の発生を抑えつつも、機関運転の自動停止がなされる頻度を必要最小に留めることができるようになる。
　なお、車載内燃機関とモーターとの２つの駆動源を備えるハイブリッド車両では、車両の停止時や走行中に、機関運転の停止と再始動とが繰り返し行われており、運転者に違和感を与えない程度まで機関運転の再始動に伴う機関振動を抑制することが求められる。また機関運転の再始動が高い頻度で行われるため、再始動時の失火の発生に伴うエミッションの悪化は、そうしたハイブリッド車両において特に顕著なものとなる。そのため、可変動弁機構の故障により再始動時の機関振動が大きくなって運転者に違和感を与えたり、失火が発生してエミッションが悪化したりすることを好適に回避可能な上記本発明は、そうしたハイブリッド車両への適用が特に好適なものとなっている。
本発明の第１実施形態についてその全体構成を模式的に示す略図。 同実施形態での吸気バルブ及び排気バルブのバルブリフト曲線の遷移態様を示すグラフ。 同実施形態に適用される間欠運転実施判定ルーチンのフローチャート。 本発明の第２実施形態に適用される間欠運転実施判定ルーチンのフローチャート。 本発明の第３実施形態に適用される間欠運転実施判定ルーチンのフローチャート。 本発明の第４実施形態での吸気バルブのバルブリフト曲線の遷移態様を示すグラフ。 同実施形態に適用される間欠運転実施判定ルーチンのフローチャート。
　（第１の実施の形態）
　以下、本発明の車載内燃機関の制御装置を具体化した第１の実施の形態を、図１～図３を参照して詳細に説明する。なお、本実施の形態は、図１に示すように、車載内燃機関１５とモーター１３との２つの駆動源を備え、かつ車載内燃機関１５が車両軸（ドライブシャフト）１４と機械的に直結された構成のハイブリッド車両に適用されるものとなっている。また本実施の形態の制御装置の適用される車載内燃機関は、吸気バルブ１１のバルブタイミングを可変とする吸気側バルブタイミング可変機構２と、排気バルブ１２のバルブタイミングを可変とする排気側バルブタイミング可変機構３との２つの機構を可変動弁機構として備えるものとなっている。
　同図１に示すように、本実施の形態の車載内燃機関１５の制御装置は、車載された電子制御ユニット１を中心として構成されている。電子制御ユニット１は、車両制御に係る各種演算処理を実施する中央演算処理装置（ＣＰＵ）、制御用のプログラムやデータの記憶された読込専用メモリー（ＲＯＭ）を備えている。また電子制御ユニット１は、ＣＰＵの演算結果やセンサーの検出結果等を一時的に記憶するランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）及び外部との信号の入出力を媒介するインターフェイスとして機能する入出力ポート（Ｉ／Ｏ）を備えている。
　電子制御ユニット１の出力ポートには、車両に設けられた各種アクチュエーター類のための駆動回路が接続されている。例えば、吸気バルブ１１のバルブタイミングを可変とする吸気側バルブタイミング可変機構２、排気バルブ１２のバルブタイミングを可変とする排気側バルブタイミング可変機構３、燃料を噴射供給するインジェクター４、内燃機関のシリンダに供給された燃料を点火する点火プラグ５などのための駆動回路が電子制御ユニット１の出力ポートに接続されている。
　一方、電子制御ユニット１の入力ポートには、車両各部に設けられた各種センサーが接続されている。例えば車速を検出する車速センサー６、機関回転速度を検出するＮＥセンサー７、アクセル操作量（例えば、アクセルペダルの踏み込み量）を検出するアクセル操作量センサー８、吸気バルブ１１のバルブタイミングを検出する吸気側ＶＴセンサー９、排気バルブ１２のバルブタイミングを検出する排気側ＶＴセンサー１０などが電子制御ユニット１の入力ポートに接続されている。
　以上のように構成された本実施の形態では、電子制御ユニット１は、機関運転状況に応じて吸気側バルブタイミング可変機構２及び排気側バルブタイミング可変機構３を駆動して吸気バルブ１１及び排気バルブ１２の可変制御を実施する。なお図２には、こうしたバルブタイミングの可変に応じた吸気バルブ１１及び排気バルブ１２のバルブリフト曲線の遷移の態様が示されている。
　また同図２には、機関始動時の吸気バルブ１１及び排気バルブ１２のバルブリフト曲線が実線で示されている。同図に示すように、機関始動時の吸気側バルブタイミング可変機構２は、吸気バルブ１１のバルブタイミングをその可変範囲の最遅角とする動作位置、すなわち最遅角位置に位置される。そして、これにより吸気バルブ１１の閉弁時期は、圧縮行程中期まで遅角されている。この車載内燃機関１５では、こうした吸気バルブ１１の閉弁時期の遅角により、デコンプを行って実圧縮比を下げることで、機関始動時の機関振動を抑制するようにしている。一方、機関始動時における排気側バルブタイミング可変機構３は、排気バルブ１２のバルブタイミングをその可変範囲の最進角とする動作位置、すなわち最進角位置に位置される。この車載内燃機関１５では、こうして吸排気バルブのバルブオーバーラップを０とすることで、内部ＥＧＲを低減して、機関始動時の失火の発生を抑制するようにもしている。
　更に電子制御ユニット１は、車両の走行状況に応じて車載内燃機関１５及びモーター１３の駆動力配分を変更するようにしている。例えば車両の発進時等には、モーター走行を行い、車両の定常運転時等には、機関走行を行うようにしている。そのため、この車両では、車両の停止時や走行中に機関運転の間欠運転が、すなわち車載内燃機関１５の自動停止と自動再始動との繰り返しが行われるようになっている。
　ここで、固着等による吸気側バルブタイミング可変機構２の故障により、機関始動時の吸気側バルブタイミング可変機構２の動作位置を最遅角位置にできない場合には、十分なデコンプが行えなくなって、機関始動時の機関振動が大きくなる。また、固着等による排気側バルブタイミング可変機構３の故障により、機関始動時の排気側バルブタイミング可変機構３の動作位置を最進角位置にできない場合には、内部ＥＧＲが増大して、機関始動時に失火が発生することがある。なお、バルブタイミング可変機構の故障としては、機構内部の可動部材の固着や可変機構の駆動油圧を制御するオイルコントロールバルブのスリーブの噛み込みなどがある。
　そこで、本実施の形態では、吸気バルブ１１のバルブタイミングをその可変範囲の最遅角とする最遅角位置よりも進角側の動作位置にて吸気側バルブタイミング可変機構２が故障しているときには、機関運転の自動停止を禁止し、車載内燃機関１５の間欠運転を禁止するようにしている。また本実施の形態では、排気バルブ１２のバルブタイミングをその可変範囲の最進角とする最進角位置よりも遅角側の動作位置にて排気側バルブタイミング可変機構３が故障しているときにも、機関運転の自動停止を禁止し、車載内燃機関１５の間欠運転を禁止するようにしている。
　なお、最遅角位置にて吸気側バルブタイミング可変機構２が故障したときや、最進角位置にて排気側バルブタイミング可変機構３が故障したときには、問題なく再始動を行える。そのため、そうしたときには、バルブタイミング可変機構の故障時であっても、機関運転の自動停止は禁止しないようにしている。
　図３は、本実施の形態に適用される間欠運転実施判定ルーチンのフローチャートを示している。本ルーチンの処理は、車両走行中に電子制御ユニット１により周期的に繰り返し実行されるものとなっている。
　さて、本ルーチンが開始されると、電子制御ユニット１はまずステップＳ１００において、吸気側バルブタイミング可変機構２（吸気ＶＴ）の進角故障又は排気側バルブタイミング可変機構３（排気ＶＴ）の遅角故障が発生しているか否かを確認する。ここでの進角故障とは、最遅角位置よりも進角側の動作位置における吸気側バルブタイミング可変機構２の故障を指している。また遅角故障とは、最進角位置よりも遅角側の動作位置における排気側バルブタイミング可変機構３の故障を指している。
　ここで、いずれの故障も発生していなければ（Ｓ１００：ＮＯ）、電子制御ユニット１はステップＳ１０１において、車載内燃機関１５の自動停止を、すなわち車載内燃機関１５の間欠運転を許可した上で今回の本ルーチンの処理を終了する。またいずれかの故障が発生していれば（Ｓ１００：ＹＥＳ）、電子制御ユニット１はステップＳ１０２において、車載内燃機関１５の自動停止を、すなわち車載内燃機関１５の間欠運転を禁止した上で今回の本ルーチンの処理を終了する。
　なお、こうした本実施の形態では、電子制御ユニット１が、本発明における自動停止部に相当する構成となっている。
　以上説明した本実施の形態の車載内燃機関１５の制御装置によれば、次の効果を奏することができる。
　（１）本実施の形態の車載内燃機関１５の制御装置は、吸気バルブ１１のバルブタイミングを可変とする吸気側バルブタイミング可変機構２を備える車載内燃機関１５に適用されて、機関運転の自動停止／再始動を実施して車載内燃機関１５の間欠運転を行うようにしている。そして本実施の形態では、吸気バルブ１１のバルブタイミングをその可変範囲の最遅角とする最遅角位置よりも進角側の動作位置にて吸気側バルブタイミング可変機構２が故障しているときには、電子制御ユニット１が機関運転の自動停止を禁止するようにしている。
　再始動時の機関振動を抑えるため、吸気バルブ１１のバルブタイミングを最遅角とした状態で機関運転の再始動を行う車載内燃機関１５では、最遅角位置よりも進角側の動作位置にて吸気側バルブタイミング可変機構２が故障すると、再始動に伴う機関振動が大きくなって運転者に違和感を与えることがある。また吸気バルブ１１のバルブタイミングが進角されていると、排気バルブ１２とのバルブオーバーラップが大きくなって内部ＥＧＲが増大し、その結果、失火が発生してエミッションが悪化することもある。その点、本実施の形態では、そうした動作位置で吸気側バルブタイミング可変機構２が故障しているときには、電子制御ユニット１により機関運転の自動停止が禁止されるようになる。したがって、本実施の形態の車載内燃機関１５の制御装置によれば、可変動弁機構である吸気側バルブタイミング可変機構２の故障に起因して、再始動時の機関振動が大きくなって運転者に違和感を与えるたり、失火が発生してエミッションが悪化したりすることの少なくとも一方を好適に回避することができるようになる。
　（２）本実施の形態の車載内燃機関１５の制御装置は、排気バルブ１２のバルブタイミングを可変とする排気側バルブタイミング可変機構３を備える車載内燃機関１５に適用されて、機関運転の自動停止／再始動を実施して車載内燃機関１５の間欠運転を行うようにしている。そして本実施の形態では、排気バルブ１２のバルブタイミングをその可変範囲の最進角とする最進角位置よりも遅角側の動作位置にて排気側バルブタイミング可変機構３が故障しているときには、電子制御ユニット１が機関運転の自動停止を禁止するようにしている。
　排気バルブ１２のバルブタイミングを可変とする排気側バルブタイミング可変機構３を備える車載内燃機関１５では、排気バルブ１２のバルブタイミングを進角して吸排気バルブのバルブオーバーラップを縮小することで、内部ＥＧＲ量を低減して再始動時の失火を抑えることがある。こうした場合、最進角位置よりも遅角側の動作位置にて排気側バルブタイミング可変機構３が故障すると、内部ＥＧＲ量を十分に低減できずに失火が発生して、エミッションの悪化を招いてしまうようになる。その点、本実施の形態では、そうした動作位置で排気側バルブタイミング可変機構３が故障しているときには、電子制御ユニット１により機関運転の自動停止が禁止されるようになる。したがって、本実施の形態によれば、可変動弁機構である排気側バルブタイミング可変機構３の故障により失火が発生してエミッションが悪化することを好適に回避することができるようになる。
　（第２の実施の形態）
　第１の実施の形態では、最遅角位置以外の動作位置にて吸気側バルブタイミング可変機構２が故障したときには、車載内燃機関１５の自動停止を禁止するようにしていた。また第１の実施の形態では、最進角位置以外の動作位置にて排気側バルブタイミング可変機構３が故障したときにも、車載内燃機関１５の自動停止を禁止するようにしていた。もっとも、故障が発生した動作位置によっては、機関振動や失火を問題とならない程度に抑制して機関自動再始動を行えることがある。
　そこで、本実施の形態では、吸気側バルブタイミング可変機構２に故障が発生した場合であっても、最遅角位置から故障が発生した動作位置までの吸気側バルブタイミング可変機構２の動作量が規定の判定値α以下であれば、機関運転の自動停止を許容するようにしている。また本実施の形態では、排気側バルブタイミング可変機構３に故障が発生した場合であっても、最進角位置から故障が発生した動作位置までの排気側バルブタイミング可変機構３の動作量が規定の判定値β以下であれば、このときにも機関運転の自動停止を許容するようにしている。
　なお、ここでは、最遅角位置から故障が発生した動作位置までの吸気側バルブタイミング可変機構２の動作量を、故障時の吸気バルブ１１のバルブタイミングの進角量にて求めるようにしている。ここでの進角量は、可変範囲の最遅角位置における吸気バルブ１１のバルブタイミングを基準としたバルブタイミングの変更量を指している。またここでは、最進角位置から故障が発生した動作位置までの排気側バルブタイミング可変機構３の動作量を、故障時の排気バルブ１２のバルブタイミングの遅角量にて求めるようにしている。ここでの遅角量は、可変範囲の最進角位置における吸気バルブ１１のバルブタイミングを基準としたバルブタイミングの変更量を指している。
　図４は、本実施の形態に適用される間欠運転実施判定ルーチンのフローチャートを示している。本ルーチンの処理は、車両走行中に電子制御ユニット１により周期的に繰り返し実行されるものとなっている。
　さて本ルーチンが開始されると、電子制御ユニット１はまずステップＳ２００において、吸気側バルブタイミング可変機構２（吸気ＶＶＴ）に故障が発生し、且つ吸気バルブ１１のバルブタイミング進角量（吸気ＶＴ進角量）が判定値αを超えているか否かを判定する。また電子制御ユニット１は、ステップＳ２０１において、排気側バルブタイミング可変機構３（排気ＶＶＴ）に故障が発生し、且つ排気バルブ１２のバルブタイミング遅角量（排気ＶＴ遅角量）が判定値βを超えているか否かを判定する。
　ここで、ステップＳ２００、Ｓ２０１のいずれにおいても否定判定されたときには（Ｓ２００：ＮＯ且つＳ２０１：ＮＯ）、電子制御ユニット１は、ステップＳ２０２において、車載内燃機関１５の自動停止を、すなわち車載内燃機関１５の間欠運転を許可した上で今回の本ルーチンの処理を終了する。またステップＳ２００、Ｓ２０１のいずれかにおいて肯定判定されたときには（Ｓ２００：ＹＥＳ又はＳ２０１：ＹＥＳ）、電子制御ユニット１はステップＳ２０３において、車載内燃機関１５の自動停止を、すなわち車載内燃機関１５の間欠運転を禁止した上で今回の本ルーチンの処理を終了する。
　以上説明した本実施の形態によれば、上記（１）及び（２）に記載の効果に加え、更に次の効果を奏することができる。
　（３）本実施の形態では、吸気側バルブタイミング可変機構２に故障が発生した場合であっても、吸気バルブ１１のバルブタイミングをその可変範囲の最遅角とする最遅角位置から故障が発生した動作位置までの吸気側バルブタイミング可変機構２の動作量が規定の判定値α以下であれば、機関運転の自動停止を許容するようにしている。また本実施の形態では、排気側バルブタイミング可変機構３に故障が発生した場合であっても、排気バルブ１２のバルブタイミングをその可変範囲の最進角とする最進角位置から故障が発生した動作位置までの排気側バルブタイミング可変機構３の動作量が規定の判定値β以下であるときにも、機関運転の自動停止を許容するようにしている。そのため、機関自動再始動時の機関振動や失火の発生を抑えつつも、機関運転の自動停止がなされる頻度を必要最小に留めることができるようになる。
　（第３の実施の形態）
　上述したように、機関始動時における内部ＥＧＲ過多による失火の発生は、吸排気バルブのバルブオーバーラップ量に依存する。そのため、吸気バルブ１１のバルブタイミングがある程度進角した位置で吸気側バルブタイミング可変機構２が故障していても、排気バルブ１２のバルブタイミングが十分進角されていれば、失火の発生を留めることができる。また故障したときの吸気バルブ１１のバルブタイミングの進角量が小さくても、排気バルブ１２のバルブタイミングが遅角側にあれば、失火が発生することもある。
　そこで本実施の形態では、機関運転の自動停止を禁止するか否かの判定に使用する上記判定値αを、そのときの排気バルブ１２のバルブタイミングに応じて可変設定するようにしている。具体的には、排気バルブ１２のバルブタイミングの遅角量が大きくなるほど、判定値αに小さい値を設定するようにしている。
　図５は、本実施の形態に適用される間欠運転実施判定ルーチンのフローチャートを示している。本ルーチンの処理は、車両走行中に電子制御ユニット１により周期的に繰り返し実行されるものとなっている。
　さて本ルーチンが開始されると、電子制御ユニット１はまず、ステップＳ３００において、吸気側バルブタイミング可変機構２（吸気ＶＴ）に故障が発生しているか否かを確認する。ここで故障が発生していなければ（Ｓ３００：ＮＯ）、電子制御ユニット１は、ステップＳ３０１において、車載内燃機関１５の自動停止を、すなわち車載内燃機関１５の間欠運転を許可した上で今回の本ルーチンの処理を終了する。
　一方、故障が発生していれば、電子制御ユニット１はステップＳ３０２において、そのときの排気バルブ１２のバルブタイミング遅角量（排気ＶＴ遅角量）から判定値γを算出する。ここで判定値γは、排気ＶＴ遅角量が大きいほど、小さい値が設定されるようになっている。
　続いて電子制御ユニット１は、ステップＳ３０３において、故障の発生した吸気バルブ１１のバルブタイミング進角量（吸気ＶＴ進角量）が判定値γを超えているか否かを判定する。ここで電子制御ユニット１は、吸気ＶＴ進角量が判定値γ以下であれば（Ｓ３０３：ＮＯ）、ステップＳ３０１において、車載内燃機関１５の自動停止を、すなわち車載内燃機関１５の間欠運転を許可した上で今回の本ルーチンの処理を終了する。また電子制御ユニット１は、吸気ＶＴ進角量が判定値γを超えていれば（Ｓ３０３：ＹＥＳ）、ステップＳ３０４において、車載内燃機関１５の自動停止を、すなわち車載内燃機関１５の間欠運転を禁止した上で今回の本ルーチンの処理を終了する。
　以上説明した本実施の形態では、上記（１）に記載の効果に加え、更に次の効果を奏することができる。
　（４）本実施の形態では、吸気側バルブタイミング可変機構２に故障が発生し、且つ最遅角位置から故障が発生した動作位置までの吸気側バルブタイミング可変機構２の動作量が規定の判定値γを超えるときに機関運転の自動停止を禁止するようにしている。その上、本実施の形態では、そのときの排気バルブ１２のバルブタイミングに応じて判定値γの値を可変設定するようにしている。そのため、機関自動再始動時における失火の発生を抑えつつも、機関運転の自動停止がなされる頻度を必要最小に留めることができるようになる。
　（第４の実施の形態）
　車載内燃機関１５に適用される可変動弁機構として、例えば図６に示されるような態様で、機関バルブの作用角を可変とする作用角可変機構が知られている。なお、図６には、吸気バルブ１１の作用角を可変とする場合の吸気バルブ１１作用角の遷移が示されている。
　こうした作用角可変機構を備える車載内燃機関１５では、機関バルブの作用角をその可変範囲の最小作用角とした状態で機関運転の自動再始動を行うことで、吸排気バルブのバルブオーバーラップ量を小さくして、内部ＥＧＲを抑えて失火の発生を抑制することがある。そうした場合、機関バルブの作用角を上記最小作用角よりも大きい作用角とする動作位置で作用角可変機構が故障してしまうと、機関自動再始動時の機関バルブの作用角が本来よりも大きくなり、内部ＥＧＲが過多となるため、失火が発生することがある。
　そこで本実施の形態では、機関バルブの作用角を上記最小作用角よりも大きい作用角とする動作位置で前記作用角可変機構が故障しているときには、機関運転の自動停止を禁止するようにしている。また本実施の形態では、作用角可変機構に故障が発生した場合であっても、機関バルブの作用角をその可変範囲の最小作用角とする動作位置から故障の発生した動作位置までの作用角可変機構の動作量が規定の判定値以下であれば、機関運転の自動停止を許容するようにもしている。
　図７は、本実施の形態に適用される間欠運転実施判定ルーチンのフローチャートを示している。本ルーチンの処理は、車両走行中に電子制御ユニット１により周期的に繰り返し実行されるものとなっている。
　さて本ルーチンが開始されると、電子制御ユニット１はまず、ステップＳ４００において、作用角可変機構に故障が発生し、且つそのときの作用角が規定の判定値εを超えているか否かを判定する。ここで否定判定がなされたときには（Ｓ４００：ＮＯ）、電子制御ユニット１は、ステップＳ４０１において、車載内燃機関１５の自動停止を、すなわち車載内燃機関１５の間欠運転を許可した上で今回の本ルーチンの処理を終了する。また電子制御ユニット１は、作用角可変機構に故障が発生し、且つそのときの作用角が規定の判定値εを超えていれば（Ｓ４００：ＹＥＳ）、ステップＳ４０２において、車載内燃機関１５の自動停止を、すなわち車載内燃機関１５の間欠運転を禁止した上で今回の本ルーチンの処理を終了する。
　以上説明した本実施の形態によれば、次の効果を奏することができる。
　（５）本実施の形態に係る車載内燃機関１５の制御装置は、機関バルブの作用角を可変とする作用角可変機構を備える車載内燃機関１５に適用されて、機関運転の自動停止／再始動を実施して前記車載内燃機関１５の間欠運転を行っている。また本実施の形態では、電子制御ユニット１は、作用角可変機構の正常時には、機関バルブの作用角をその可変範囲の最小作用角とした状態で機関運転の自動再始動を行うとともに、機関バルブの作用角を最小作用角よりも大きい作用角とする動作位置で作用角可変機構が故障しているときには、機関運転の自動停止を禁止するようにしている。
　上記のような作用角可変機構を備える車載内燃機関１５では、作用角を縮小して吸排気バルブのバルブオーバーラップを縮小することで、内部ＥＧＲを低減して再始動時の失火を抑えることがある。こうした場合、機関バルブの作用角を最小作用角よりも大きい作用角とする動作位置で作用角可変機構が故障すると、内部ＥＧＲを十分に低減できずに失火が発生して、エミッションの悪化を招いてしまうようになる。その点、本実施の形態では、そうした動作位置で作用角可変機構が故障しているときには、電子制御ユニット１により機関運転の自動停止が禁止されるようになる。したがって、本実施の形態によれば、可変動弁機構である作用角可変機構の故障により失火が発生してエミッションが悪化することを好適に回避することができるようになる。
　（６）本実施の形態では、作用角可変機構に故障が発生した場合であっても、機関バルブの作用角をその可変範囲の最小作用角とする動作位置から故障の発生した動作位置までの作用角可変機構の動作量が規定の判定値以下であれば、機関運転の自動停止を許容するようにしている。そのため、機関自動再始動時の機関振動や失火の発生を抑えつつも、機関運転の自動停止がなされる頻度を必要最小に留めることができるようになる。
　以上説明した各実施の形態は、次のように変更して実施することもできる。
　・第４の実施の形態では、作用角可変機構に故障が発生した場合であっても、機関バルブの作用角をその可変範囲の最小作用角とする動作位置から故障の発生した動作位置までの作用角可変機構の動作量が規定の判定値以下であれば、機関運転の自動停止を許容するようにしていた。もっとも、作用角可変機構の故障に伴う機関自動再始動時の失火の発生を確実に抑えたいのであれば、機関バルブの作用角をその可変範囲の最小作用角とする動作位置以外の動作位置で作用角可変機構が故障したときには、機関運転の自動停止を禁止するようにすると良い。
　・第３の実施の形態では、排気バルブ１２のバルブタイミング遅角量に応じて判定値εを求め、吸気バルブ１１のバルブタイミング進角量がその判定値εを超えることをもって、機関運転の自動停止を禁止するようにしていたが、吸排気バルブのバルブオーバーラップ量に基づいても同様の判定を行うことが可能である。すなわち、吸気側バルブタイミング可変機構２の故障発生時に、そのときのバルブオーバーラップ量が規定の判定値を超えるか否かによって機関運転の自動停止を禁止するか否かを判定するようにしても、機関自動再始動時における失火の発生を抑えつつ、機関運転の自動停止がなされる頻度を必要最小に留めることが可能である。
　・第１及び第２の実施の形態では、吸気側、排気側の双方にバルブタイミング可変機構を備え、そのいずれかの故障の内容に応じて機関運転の自動停止を禁止するようにしていたが、吸気側、排気側のいずれか一方のみにバルブタイミング可変機構を備える車載内燃機関にも本発明は適用可能である。
　・上記実施の形態では、車両軸と機械的に直結された車載内燃機関に本発明を適用した場合を説明したが、本発明は、それ以外の構成の車載内燃機関にも同様に適用することができる。
　・上記実施の形態では、車載内燃機関とモーターとの２つの駆動源を備えるハイブリッド車両に搭載の車載内燃機関に本発明の制御装置を適用した場合を説明したが、本発明は、そうしたハイブリッド車両以外の車両に搭載の車載内燃機関にも同様にその適用が可能である。例えば信号待ち等の停車時に機関運転を自動停止させる、いわゆるエコノミーランニング制御を行う内燃機関でも、機関運転の自動停止と自動再始動とが繰り返し行われるようになっている。そのため、そうした車載内燃機関でも、可変動弁機構の故障の内容によっては、機関自動再始動時に無視し得ない機関振動が発生したり、失火が発生したりするようになる。したがって、そうした車載内燃機関に本発明の制御装置を適用した場合にも、可変動弁機構の故障に起因して、再始動時の機関振動が大きくなって運転者に違和感を与えたり、失火が発生してエミッションが悪化したりすることを、好適に回避することが可能である。
　１…電子制御ユニット（自動停止禁止部）、２…吸気側バルブタイミング可変機構、３…排気側バルブタイミング可変機構、４…インジェクター、５…点火プラグ、６…車速センサー、７…ＮＥセンサー、８…アクセルセンサー、９…吸気側ＶＴセンサー、１０…排気側ＶＴセンサー、１１…吸気バルブ、１２…排気バルブ、１３…モーター、１４…車両軸、１５…車載内燃機関。

Claims (10)

  1. 　吸気バルブのバルブタイミングを可変とする吸気側バルブタイミング可変機構を備える車載内燃機関に適用されて、機関運転の自動停止／再始動を実施して前記車載内燃機関の間欠運転を行う制御装置において、
    　前記吸気バルブのバルブタイミングをその可変範囲の最遅角とする最遅角位置よりも進角側の動作位置にて前記吸気側バルブタイミング可変機構が故障しているときには、機関運転の自動停止を禁止する自動停止禁止部を備える
    　ことを特徴とする車載内燃機関の制御装置。
  2. 　前記吸気側バルブタイミング可変機構は、前記最遅角位置に位置することで、前記吸気バルブの閉弁時期を圧縮行程中期まで遅角する
    　請求項１に記載の車載内燃機関の制御装置。
  3. 　前記自動停止禁止部は、前記吸気側バルブタイミング可変機構に故障が発生した場合であっても、前記最遅角位置から故障が発生した動作位置までの前記吸気側バルブタイミング可変機構の動作量が規定の判定値以下であれば、機関運転の自動停止を許容する
    　請求項１又は２に記載の車載内燃機関の制御装置。
  4. 　前記車載内燃機関は、排気バルブのバルブタイミングを可変とする排気側バルブタイミング可変機構をさらに備えるものであり、
    　前記自動停止禁止部は、そのときの前記排気バルブのバルブタイミングに応じて前記判定値を可変とする
    　請求項３に記載の車載内燃機関の制御装置。
  5. 　前記車載内燃機関は、排気バルブのバルブタイミングを可変とする排気側バルブタイミング可変機構をさらに備えるものであり、
    　前記自動停止禁止部は、前記排気バルブのバルブタイミングをその可変範囲の最進角とする最進角位置よりも遅角側の動作位置にて前記排気側バルブタイミング可変機構が故障しているときにも、機関運転の自動停止を禁止する
    　請求項１～４のいずれか１項に記載の車載内燃機関の制御装置。
  6. 　排気バルブのバルブタイミングを可変とする排気側バルブタイミング可変機構を備える車載内燃機関に適用されて、機関運転の自動停止／再始動を実施して前記車載内燃機関の間欠運転を行う制御装置において、
    　前記排気バルブのバルブタイミングをその可変範囲の最進角とする最進角位置よりも遅角側の動作位置にて前記排気側バルブタイミング可変機構が故障しているときには、機関運転の自動停止を禁止する自動停止禁止部を備える
    　ことを特徴とする車載内燃機関の制御装置。
  7. 　前記自動停止禁止部は、前記排気側バルブタイミング可変機構に故障が発生した場合であっても、前記最進角位置から故障が発生した動作位置までの前記排気側バルブタイミング可変機構の動作量が規定の判定値以下であれば、機関運転の自動停止を許容する
    　請求項６又は７に記載の車載内燃機関の制御装置。
  8. 　機関バルブの作用角を可変とする作用角可変機構を備える車載内燃機関に適用されて、機関運転の自動停止／再始動を実施して前記車載内燃機関の間欠運転を行う制御装置において、
    　前記作用角可変機構の正常時には、前記機関バルブの作用角をその可変範囲の最小作用角とした状態で機関運転の自動再始動を行うとともに、
    　前記機関バルブの作用角を前記最小作用角よりも大きい作用角とする動作位置で前記作用角可変機構が故障しているときには、機関運転の自動停止を禁止する自動停止禁止部を備える
    　ことを特徴とする車載内燃機関の制御装置。
  9. 　前記自動停止禁止部は、前記作用角可変機構に故障が発生した場合であっても、前記機関バルブの作用角をその可変範囲の最小作用角とする動作位置から故障の発生した動作位置までの前記作用角可変機構の動作量が規定の判定値以下であれば、機関運転の自動停止を許容する
    　請求項８に記載の車載内燃機関の制御装置。
  10. 　前記車載内燃機関は、同車載内燃機関とモーターとの２つの駆動源を備えるハイブリッド車両に搭載されている
    　請求項１～９のいずれか１項に記載の車載内燃機関の制御装置。
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