(57)【要約】【課題】内燃機関の異常の発生を予防することができる可変動弁装置を含む内燃機関を備える車両を提供する。【解決手段】車両は、エンジン１００と制御装置２００とを備える。エンジン１００は、吸気弁１１８の作動特性を変更するための可変動弁装置（ＶＶＬ装置４００）を含む。制御装置２００は、エンジン１００の温度に関連する温度検出値が所定値に至るまで上昇しない状態の短時間車両走行が所定回数繰返された場合には、温度検出値が所定値を超えて上昇した場合よりも、吸気弁１１８のリフト量および吸気弁１１８の作用角の少なくとも一方を小さくした状態でエンジン１００を停止させるようにエンジン１００を制御する。【選択図】図２
2015075012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両であって、内燃機関を備え、
前記内燃機関は、吸気弁の作動特性を変更するための可変動弁装置を含み、
前記車両は、前記内燃機関の温度に関連する温度検出値が所定値に至るまで上昇しない状態の短時間車両走行が所定回数繰返された場合には、前記温度検出値が前記所定値を超えて上昇した場合よりも、前記吸気弁のリフト量および前記吸気弁の作用角の少なくとも一方を小さくした状態で前記内燃機関を停止させるように前記内燃機関を制御する制御装置をさらに備える、車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、吸気バルブの作動特性を変更するための可変動弁装置を含む内燃機関を備える車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸気バルブの作動特性を変更可能な可変動弁装置を有する内燃機関が公知である。さらに、そのような可変動弁装置として、吸気バルブのリフト量および作用角の少なくとも一方を変更可能な可変動弁装置が知られている。
【０００３】
たとえば、特開２００６−１７００３３号公報（特許文献１）は、内燃機関の吸気バルブのリフト量を可変とすることで吸気バルブの作用角の大きさを変更可能な可変動弁装置を開示する。この可変動弁装置においては、氷結による可変動弁系の作動不良の発生を回避するために、氷結条件が成立したら、可変動弁機構を強制駆動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１７００３３号公報
【特許文献２】特開２００５−２９９５９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
可変動弁機構のリフト量および作用角の少なくとも一方が大きく設定されていると、内燃機関が停止した状態で、吸気バルブと燃焼室との間の隙間が数ｍｍ程度開いていることが有り得る。この状態で吸気バルブと燃焼室との間の隙間に燃焼ガスに含まれている水分が溜り、低温時に氷結してしまうことがある。すると内燃機関の始動時から氷が砕けて消失するまでのしばらくの間、吸気バルブが完全には閉じない状態となる。この状態では、気筒に圧縮不良が生じ、内燃機関に異常振動や異音が発生する。
【０００６】
また、吸気バルブが完全に閉じない状態では実圧縮比が低下しているので、低温時に燃焼が悪化しやすく、また燃焼温度自体も低いため失火やプラグくすぶりによる不具合も発生しやすい。
【０００７】
上記特開２００６−１７００３３号公報は、可変動弁機構が氷結により固着されてしまう点を課題としており、内燃機関停止時に隙間に生じた氷によって、可変動弁機構の固着が解除された後でも吸気バルブが完全に閉じない状態が生じるという課題については着目されていない。
【０００８】
本発明の目的は、内燃機関の異常の発生を予防することができる可変動弁装置を含む内燃機関を備える車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、要約すると車両であって、内燃機関と制御装置とを備える。内燃機関は、吸気弁の作動特性を変更するための可変動弁装置を含む。制御装置は、内燃機関の温度に関連する温度検出値が所定値に至るまで上昇しない状態の短時間車両走行が所定回数繰返された場合には、温度検出値が所定値を超えて上昇した場合よりも、吸気弁のリフト量および吸気弁の作用角の少なくとも一方を小さくした状態で内燃機関を停止させるように内燃機関を制御する。
【００１０】
吸気弁のリフト量および吸気弁の作用角の少なくとも一方を大きくした状態に可変動弁装置を設定しておくと、吸気弁と燃焼室の間に隙間が開いた状態で内燃機関が停止しこの状態でしばらく放置される場合がある。低温時に短時間車両走行が繰返されるような状況では燃焼室に水分が発生しやすい。この水分が吸気弁と燃焼室の隙間に溜り、それが放置されている間に氷結し、内燃機関の始動時に失火等を招く。したがって、低温時に短時間車両走行が繰返される傾向が検出された場合には、可変動弁装置の設定を、吸気弁のリフト量および吸気弁の作用角の少なくとも一方を小さくした状態で内燃機関を停止させるように内燃機関を制御するようにして、吸気弁の氷噛みによる圧縮不良や失火を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、内燃機関が停止する際に氷結のおそれがある場合には吸気弁周辺に氷結が起こりにくいように可変動弁装置を設定するので、内燃機関の圧縮不良等の異常が生じにくくなる。これによって、車両の振動低減、燃費改善や排気ガス不良を防ぐなどの効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１によるハイブリッド車両の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示したエンジン１００の構成図である。
【図３】ＶＶＬ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４】ＶＶＬ装置４００の正面図である。
【図５】図４に示したＶＶＬ装置４００を部分的に示した斜視図である。
【図６】吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が大きいときの動作を説明する図である。
【図７】吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が小さいときの動作を説明する図である。
【図８】吸気バルブ１１８の作動特性を３段階に変更可能なＶＶＬ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９】図８の波形ＩＮ３ａで示される第３の特性（大作用角）での各気筒のバルブの開閉タイミングを示した図である。
【図１０】図８の波形ＩＮ１ａで示される第１の特性（小作用角）での各気筒のバルブの開閉タイミングを示した図である。
【図１１】図８に示す作動特性を有するＶＶＬ装置４００を有するエンジン１００の第１の動作線を示す図である。
【図１２】図８に示す作動特性を有するＶＶＬ装置４００を有するエンジン１００の第２の動作線を示す図である。
【図１３】制御装置２００が実行するエンジン状態把握処理について説明するためのフローチャートである。
【図１４】制御装置２００が実行する可変動弁の特性設定処理について説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。以下では、複数の実施の形態について説明するが、各実施の形態で説明された構成を適宜組合わせることは出願当初から予定されている。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返さない。
【００１４】
（ハイブリッド車両の全体構成）
図１は、この発明の実施の形態１によるハイブリッド車両の全体構成を示すブロック図である。図１を参照して、ハイブリッド車両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Ｂと、ＰＣＵ（Power  Control  Unit）２０と、制御装置２００とを備える。
【００１５】
ハイブリッド車両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。動力分割装置４は、エンジン１００が発生する駆動力を、駆動輪６を駆動するための駆動力と、モータジェネレータＭＧ１を駆動するための駆動力とに分割可能に構成される。動力分割装置４は、たとえば遊星歯車によって構成される。
【００１６】
エンジン１００は、車両の駆動力を発生する。また、エンジン１００は、発電機として作動可能なモータジェネレータＭＧ１を駆動するための駆動力を発生する。なお、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可変動弁装置を有する。制御装置２００は、車両の状況に応じて可変動弁装置を制御する。エンジン１００および可変動弁装置の構成については、後ほど図２〜図５で詳しく説明する。
【００１７】
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、エンジン１００の駆動力を用いて発電し得る。たとえば、蓄電装置ＢのＳＯＣが所定の下限に達すると、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Ｂ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、外部給電時に電圧変換器３０によりさらに電圧変換されて外部給電口４０から車両外部へ供給されたりする。
【００１８】
モータジェネレータＭＧ２は、蓄電装置Ｂ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、図１では、駆動輪６は前輪として示されているが、前輪に代えて、または前輪とともに、モータジェネレータＭＧ２によって後輪を駆動してもよい。
【００１９】
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Ｂに蓄えられる。
【００２０】
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Ｂとの間で電圧変換するためのコンバータを含み得る。
【００２１】
蓄電装置Ｂは、再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Ｂの電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。蓄電装置Ｂ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Ｂとして、大容量のキャパシタも採用可能であり、蓄電装置Ｂ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や電圧変換器３０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Ｂは、蓄電装置Ｂの電圧ＶＢおよび電流ＩＢを検出し、それらの検出値を制御装置２００へ出力する。
【００２２】
制御装置２００は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）や、記憶装置、入出力バッファ等（いずれも図示せず）を含むＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）を含んで構成される。制御装置２００は、各種センサからの信号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。一例として、制御装置２００は、ハイブリッド車両１の走行制御や、蓄電装置Ｂの充電制御、可変動弁装置を含むエンジン１００の制御、電圧変換器３０による外部給電制御等を実行する。
【００２３】
（エンジン１００の構成）
図２は、図１に示したエンジン１００の構成図である。図２を参照して、エンジン１００には、エアクリーナ１０２から空気が吸入される。吸入空気量は、スロットルバルブ１０４により調整される。スロットルバルブ１０４は、スロットルモータ３１２により駆動される。
【００２４】
吸入された空気は、シリンダ１０６（燃焼室）において燃料と混合される。シリンダ１０６には、インジェクタ１０８から燃料が噴射される。なお、この実施の形態においては、インジェクタ１０８の噴射孔が吸気ポート内に設けられたポート噴射式としてエンジン１００を説明するが、ポート噴射用のインジェクタ１０８に加えて、シリンダ１０６内へ燃料を直接噴射する直噴用のインジェクタを設けてもよい。さらに、直噴用のインジェクタのみを設けるようにしてもよい。
【００２５】
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、三元触媒１１２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。
【００２６】
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。
【００２７】
吸気バルブ１１８は、後に詳細に説明するように、ＶＶＬ（Variable  Valve  Lift）装置４００によってリフト量および作用角が制御される。なお、排気バルブ１２０についても、リフト量および作用角を制御可能としてもよい。また、バルブの開閉タイミングを制御するＶＶＴ（Variable  Valve  Timing）装置をＶＶＬ装置４００に組み合わせてもよい。
【００２８】
制御装置２００は、エンジン１００が所望の運転状態になるように、スロットル開度θｔｈ、点火時期、燃料噴射時期、燃料噴射量、吸気バルブの作動状態（開閉タイミング、リフト量、作用角等）を制御する。制御装置２００には、カム角センサ３００、クランク角センサ３０２、ノックセンサ３０４、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。
【００２９】
カム角センサ３００は、カムの位置を表わす信号を出力する。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の回転角度を表わす信号を出力する。ノックセンサ３０４は、エンジン１００の振動の強度を表わす信号を出力する。スロットル開度センサ３０６は、スロットル開度θｔｈを表わす信号を出力する。
【００３０】
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。
【００３１】
図３は、ＶＶＬ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を参照して、排気行程において排気バルブ１２０（図２）が開いて閉じ、吸気行程において吸気バルブ１１８（図２）が開いて閉じる。波形ＥＸは、排気バルブ１２０のバルブ変位量であり、波形ＩＮ１，ＩＮ２は、吸気バルブ１１８のバルブ変位量である。バルブ変位量とは、バルブが閉じた状態からのバルブの変位量である。なお、以下において、リフト量とは、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であり、作用角とは、吸気バルブ１１８が開いてから閉じるまでのクランク角度である。
【００３２】
吸気バルブ１１８の作動特性は、ＶＶＬ装置４００によって波形ＩＮ１，ＩＮ２の間で変化する。波形ＩＮ１は、リフト量および作用角が最小の場合を示す。波形ＩＮ２は、リフト量および作用角が最大の場合を示す。ＶＶＬ装置４００においては、リフト量が増大するに従って作用角も増大する。
【００３３】
図４は、ＶＶＬ装置４００の正面図である。なお、図４に示される構成は一例であり、ＶＶＬ装置４００はこのような構成のものに限定されるものではない。図４を参照して、ＶＶＬ装置４００は、一方向に延びる駆動軸４１０と、駆動軸４１０の外周面を覆う支持パイプ４２０と、支持パイプ４２０の外周面上で駆動軸４１０の軸方向に並んで配置された入力アーム４３０および揺動カム４４０とを備える。駆動軸４１０の先端には、駆動軸４１０を直線運動させるアクチュエータ（図示せず）が接続される。
【００３４】
ＶＶＬ装置４００には、各気筒に設けられた１つのカム１２２に対応して、１つの入力アーム４３０が設けられる。入力アーム４３０の両側には、各気筒に設けられた一対の吸気バルブ１１８のそれぞれに対応して、２つの揺動カム４４０が設けられる。
【００３５】
支持パイプ４２０は、中空円筒状に形成されており、カムシャフト１３０に対して平行に配置される。支持パイプ４２０は、軸方向へ移動したり、回転したりしないようにシリンダヘッドに固定される。
【００３６】
支持パイプ４２０の内部には、その軸方向に摺動可能なように駆動軸４１０が挿入される。支持パイプ４２０の外周面上には、駆動軸４１０の軸芯を中心として揺動可能で、かつ、その軸方向には移動しないように、入力アーム４３０および２つの揺動カム４４０が設けられる。
【００３７】
入力アーム４３０は、支持パイプ４２０の外周面から離れる方向に突出するアーム部４３２と、アーム部４３２の先端に回転可能に接続されたローラ部４３４とを有する。入力アーム４３０は、ローラ部４３４がカム１２２に当接可能な位置に配置されるように設けられる。
【００３８】
揺動カム４４０は、支持パイプ４２０の外周面から離れる方向に突出する略三角形状のノーズ部４４２を有する。ノーズ部４４２の一辺には、凹状に湾曲したカム面４４４が形成される。吸気バルブ１１８に設けられたバルブスプリングの付勢力により、ロッカアーム１２８に回転可能に取り付けられたローラがカム面４４４に押し付けられる。
【００３９】
入力アーム４３０および揺動カム４４０は、一体となって駆動軸４１０の軸芯を中心として揺動する。このため、カムシャフト１３０が回転すると、カム１２２に当接された入力アーム４３０が揺動し、この入力アーム４３０の動きに連動して揺動カム４４０も揺動する。この揺動カム４４０の動きが、ロッカアーム１２８を介して吸気バルブ１１８に伝わり、吸気バルブ１１８が開閉される。
【００４０】
ＶＶＬ装置４００は、さらに、支持パイプ４２０の軸芯周りにおいて、入力アーム４３０と揺動カム４４０との相対位相差を変更する装置を備える。相対位相差を変更する装置によって、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が適宜変更される。
【００４１】
つまり、両者の相対位相差を拡大すれば、入力アーム４３０および揺動カム４４０の揺動角に対するロッカアーム１２８の揺動角が拡大され、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が増大される。
【００４２】
また、両者の相対位相差を縮小すれば、入力アーム４３０および揺動カム４４０の揺動角に対するロッカアーム１２８の揺動角が縮小され、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が小さくされる。
【００４３】
図５は、図４に示したＶＶＬ装置４００を部分的に示した斜視図である。なお、この図５では、内部構造が把握できるように一部が破断されて示されている。図５を参照して、入力アーム４３０および２つの揺動カム４４０と、支持パイプ４２０の外周面との間に規定された空間には、支持パイプ４２０に対して、回転可能で、かつ軸方向に摺動可能に支持されたスライダギヤ４５０が収容される。スライダギヤ４５０は、支持パイプ４２０上を軸方向に摺動可能に設けられる。
【００４４】
スライダギヤ４５０には、その軸方向の中央部に位置して、右ねじ螺旋状のヘリカルスプラインが形成されたヘリカルギヤ４５２が設けられる。また、スライダギヤ４５０には、ヘリカルギヤ４５２の両側に位置し、ヘリカルギヤ４５２とは逆に左ねじ螺旋状のヘリカルスプラインが形成されたヘリカルギヤ４５４が各々に設けられる。
【００４５】
一方、スライダギヤ４５０を収容する空間を規定する入力アーム４３０および２つの揺動カム４４０の内周面には、ヘリカルギヤ４５２および４５４に対応したヘリカルスプラインがそれぞれ形成される。つまり、入力アーム４３０には、右ねじ螺旋状のヘリカルスプラインが形成されており、そのヘリカルスプラインがヘリカルギヤ４５２に噛み合っている。また、揺動カム４４０には、左ねじ螺旋状のヘリカルスプラインが形成されており、そのヘリカルスプラインがヘリカルギヤ４５４に噛み合っている。
【００４６】
スライダギヤ４５０には、一方のヘリカルギヤ４５４とヘリカルギヤ４５２との間に位置して、周方向に延びる長穴４５６が形成される。また、図示しないが、支持パイプ４２０には、長穴４５６の一部と重なるように、軸方向に延びる長穴が形成される。支持パイプ４２０の内部に挿通された駆動軸４１０には、これら長穴４５６および図示しない長穴の重なった部分を通じて突出する係止ピン４１２が一体に設けられる。
【００４７】
駆動軸４１０に連結されるアクチュエータ（図示せず）によって、駆動軸４１０がその軸方向に移動すると、スライダギヤ４５０が係止ピン４１２により押され、ヘリカルギヤ
４５２および４５４が同時に駆動軸４１０の軸方向に移動する。このようなヘリカルギヤ４５２および４５４の移動に対して、これらにスプライン係合された入力アーム４３０および揺動カム４４０は、軸方向に移動しない。そのため、入力アーム４３０と揺動カム４４０は、ヘリカルスプラインの噛み合いを通じて駆動軸４１０の軸芯周りに回動する。
【００４８】
このとき、入力アーム４３０と揺動カム４４０とでは、形成されたヘリカルスプラインの向きが逆である。そのため、入力アーム４３０と揺動カム４４０の回動方向は互いに逆方向となる。これにより、入力アーム４３０と揺動カム４４０との相対位相差が変化し、既に説明したように吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が変更される。
【００４９】
なお、ＶＶＬ装置４００は、このような形式のものに限定されない。たとえば、電気的にバルブを駆動するＶＶＬ装置や、油圧を用いてバルブを駆動するＶＶＬ装置などを用いてもよい。
【００５０】
制御装置２００は、駆動軸４１０を直線運動させるアクチュエータの操作量を調整することによって、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角を制御する。
【００５１】
図６は、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が大きいときの動作を説明する図である。図７は、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が小さいときの動作を説明する図である。図６および図７を参照して、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が大きい場合には、ピストン１１４の上昇時に吸気バルブ１１８を閉じるタイミングが遅くなるので、エンジン１００は、アトキンソンサイクルにて運転される。すなわち、吸気行程にてシリンダ１０６内に吸入された空気の一部がシリンダ１０６外へ戻され、圧縮行程において空気を圧縮するための力である圧縮反力が低減する。これにより、エンジン始動時の振動を低減することができる。なお、圧縮比が減少するので、着火性が悪化し、エンジン１００の出力応答性は低下する。
【００５２】
一方、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が小さい場合には、ピストン１１４の上昇時に吸気バルブ１１８を閉じるタイミングが早くなるので、圧縮比が上昇する。これにより、低温での着火性が向上するとともにエンジンの出力応答性が向上する。なお、圧縮反力が増加するので、エンジン始動時の振動は増加し得る。
【００５３】
図８は、吸気バルブ１１８の作動特性を３段階に変更可能なＶＶＬ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。ＶＶＬ装置４００は、第１から第３の特性のいずれかに作動特性を変更可能である。第１の特性は、波形ＩＮ１ａで示される。第２の特性は、波形ＩＮ２ａで示され、作動特性が第１の特性であるときよりもリフト量および作用角が大きい。第３の特性は、波形ＩＮ３ａで示され、作動特性が第２の特性であるときよりもリフト量および作用角が大きい。
【００５４】
（バルブの氷噛み発生予防制御の説明）
図９は、図８の波形ＩＮ３ａで示される第３の特性（大作用角）での各気筒のバルブの開閉タイミングを示した図である。図１０は、図８の波形ＩＮ１ａで示される第１の特性（小作用角）での各気筒のバルブの開閉タイミングを示した図である。
【００５５】
図９、図１０を参照して、小作用角の特性のほうが、吸気バルブが完全閉状態でエンジン停止が可能であることを説明する。まず図９、図１０では、ともに、エンジン停止位置は、クランク角がおよそ９０°〜１４０°、２７０°〜３２０°、４５０°〜５００°、６３０°〜６８０°の各々の幅に収まるように制御される。
【００５６】
図９に示す大作用角の特性では、吸気バルブの閉じタイミングが各エンジン停止位置の始期よりも１５°程度遅れているので、実線で囲んだ部分で示されるように吸気バルブのリフト量が２ｍｍ以下の隙間で若干浮いた状態となりやすい。この状態では、気筒中の水分がバルブと燃焼室の隙間部分に捕捉された状態になりやすく、気温が低い状態で内燃機関が冷え切る程度の時間放置されると隙間部分に水分の氷結が起こり、バルブの氷噛みが発生しやすい。
【００５７】
これに対し、図１０に示す小作用角の特性では、吸気バルブの閉じタイミングが各エンジン停止位置の始期よりも１５°程度早いので、破線で囲んだ部分で示されるように吸気バルブは、完全に閉じた状態でエンジンが停止する。従って、バルブと燃焼室の隙間部分には水分が溜らず、バルブの氷噛みは発生しない。
【００５８】
図１１は、図８に示す作動特性を有するＶＶＬ装置４００を有するエンジン１００の第１の動作線を示す図である。図１２は、図８に示す作動特性を有するＶＶＬ装置４００を有するエンジン１００の第２の動作線を示す図である。
【００５９】
図１１、図１２を参照して、横軸にはエンジン回転数が示され、縦軸にはエンジントルクが示される。一点鎖線で示されるラインは、第１〜第３の特性（ＩＮ１ａ〜ＩＮ３ａ）に対応するトルク特性を示す。実線で示される円は等燃費ラインを示し、円の中心に近づくほど燃費が向上する。エンジン１００は、基本的には、実線で表わされるエンジン動作線上で運転されるものとする。
【００６０】
図１１に示す第１の動作線では、エンジン回転数がアイドル回転数からずっと波形ＩＮ１ａで示される第１の特性（小作用角）でエンジン１００が運転される。このようにすることによって、図１０で説明したように、エンジン停止時も吸気バルブが完全に閉じた状態となるので、気筒中の水分が吸気バルブ部分に溜まることはないので、燃焼室内の水分が氷結した時にもバルブの氷噛みは発生しにくい。
【００６１】
一方、図１２に示す第２の動作線では、低回転域、中回転域、高回転域において、リフト量または作用角が最適なものに選択される。
【００６２】
すなわち、図１２において、領域Ｒ１で示される低回転域では、エンジン始動時の振動を抑制することが重要となる。この低回転域では、ＥＧＲガスの導入が停止され、アトキンソンサイクルによる燃費の向上が図られる。よって、領域Ｒ１では、リフト量および作用角が大きくなるように吸気バルブ１１８の作動特性として第３の特性（ＩＮ３ａ）が選択される。領域Ｒ２で示される中回転域では、ＥＧＲガスの導入量の増加による燃費の向上が図られる。よって、領域Ｒ２では、リフト量および作用角が中間となるように吸気バルブ１１８の作動特性として第２の特性（ＩＮ２ａ）が選択される。
【００６３】
すなわち、吸気バルブ１１８のリフト量および作用角が大きい場合（第３の特性）は、ＥＧＲガスの導入による燃費向上よりもアトキンソンサイクルによる燃費向上が優先される。一方、中間のリフト量および作用角が選択された場合（第２の特性）は、アトキンソンサイクルによる燃費向上よりもＥＧＲガスの導入による燃費向上が優先される。
【００６４】
領域Ｒ３で示される高回転域では、吸気慣性によって多量の空気をシリンダ内へ導入し、実圧縮比の上昇による出力性能の向上が図られる。よって、領域Ｒ３では、リフト量および作用角が大きくなるように吸気バルブ１１８の作動特性として第３の特性（ＩＮ３ａ）が選択される。
【００６５】
また、エンジン１００が低回転域において高負荷運転されるとき、エンジン１００が極低温において始動されるとき、または、触媒が暖機されるときは、リフト量および作用角が小さくなるように吸気バルブ１１８の作動特性として第１の特性（ＩＮ１ａ）が選択される。このように、エンジン１００の運転状態に応じてリフト量および作用角が決定される。
【００６６】
本実施の形態の車両は、氷結の可能性が高いか否か、車両のエンジン状態を把握し、把握した状態に基づいて可変動弁系の特性を設定する。以下に、制御装置２００が実行するエンジン状態把握処理と、可変動弁の特性設定処理について説明する。
【００６７】
図１３は、制御装置２００が実行するエンジン状態把握処理について説明するためのフローチャートである。このフローチャートの処理は、一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとにエンジン制御のメインルーチンから呼び出されて実行される。
【００６８】
図１３を参照して、まず処理が開始されると、ステップＳ１において、エンジン始動時に冷却水が低水温であるか否かが判断される。低水温は、氷結が生じる可能性がある程度に低い温度であることを示し、たとえば、エンジン冷却水温を検出する水温センサの検出値がしきい値（たとえば５℃）以下であるか否かで判断される。ステップＳ１において低水温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、低水温でないと判断された場合にはステップＳ５に処理が進められる。
【００６９】
ステップＳ２では、エンジン運転時間が所定時間よりも短いか否かが判断される。この所定時間は、エンジンが暖機されるのに十分である時間を考慮して設定されている。ステップＳ２においてエンジン運転時間が所定時間よりも短いと判断された場合には、ステップＳ３に処理が進められ、短くないと判断された場合にはステップＳ５に処理が進められる。
【００７０】
ステップＳ３では、ＩＧ−ＯＦＦ時（車両走行終了時）のエンジン冷却水温が所定値よりも低いか否かが判断される。所定値は、氷結が生じる可能性がある程度に低い温度であり、たとえば、エンジン冷却水温を検出する水温センサの検出値がしきい値（たとえば５℃）以下であるか否かで判断される。ステップＳ３において温度が所定値よりも低いと判断された場合には、ステップＳ４に処理が進められ、温度が所定値よりも低くないと判断された場合にはステップＳ５に処理が進められる。
【００７１】
ステップＳ４では、ショートトリップ運転カウンタをカウントアップする処理が実行される。ショートトリップ運転カウンタは、車両がショートトリップ運転を行なった回数を計数するカウンタである。ショートトリップ運転とは、氷結可能性がある程度に気温が低い状態において、エンジンが十分に暖機されないくらいの短い時間の運転で車両の走行が終了することをいう。このような状態では、エンジン停止後にエンジンがすぐ冷え切ってしまうので、燃焼室内の水分が氷結しやすい。
【００７２】
一方で、ステップＳ５では、ステップＳ４でカウントアップされてきた計数値がクリアされる。
【００７３】
ステップＳ４またはステップＳ５の処理が終了した場合には、ステップＳ６において制御はメインルーチンに戻される。
【００７４】
図１４は、制御装置２００が実行する可変動弁の特性設定処理について説明するためのフローチャートである。このフローチャートの処理は、一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとにエンジン制御のメインルーチンから呼び出されて実行される。
【００７５】
図１４を参照して、まず処理が開始されると、ステップＳ１０において、図１３でカウントアップまたはクリアされた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が判断される。
【００７６】
ステップＳ１０において、カウンタの計数値が所定値以上である場合にはステップＳ１１に処理が進められる。一方で、カウンタの計数値が所定値に達しない場合には、ステップＳ１２に処理が進められる。
【００７７】
ステップＳ１１では、ショートトリップ運転フラグがオン状態に設定される、そして吸気バルブの可変動弁の特性が小作用角（図８の波形ＩＮ１ａおよび図１１のエンジン動作線で示される特性）に設定される。この設定では、エンジン停止状態では、吸気バルブは完全に閉じた状態となり水分が吸気バルブ周辺に溜まらないので、バルブの氷噛みの状態が発生しにくい。従って、低温時のエンジン始動時の失火等が防止される。
【００７８】
ステップＳ１２では、ショートトリップ運転フラグがオン状態に設定される、そして吸気バルブの可変動弁の特性が通常可変設定（図１２のエンジン動作線で示される）に設定される。
【００７９】
ステップＳ１１またはステップＳ１２の処理が終了した場合には、ステップＳ１３において制御はメインルーチンに戻される。
【００８０】
最後に、再び図を参照して本実施の形態について総括する。図１、図２を参照して、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の作動特性を変更するための可変動弁装置（ＶＶＬ装置４００）を含む。制御装置２００は、エンジン１００の温度に関連する温度検出値が所定値に至るまで上昇しない状態の短時間車両走行が所定回数繰返された場合には（図１４のステップＳ１４でＹＥＳ）、温度検出値が所定値を超えて上昇した場合よりも、吸気バルブ１１８のリフト量および吸気バルブ１１８の作用角の少なくとも一方を小さくした状態でエンジン１００を停止させるようにエンジン１００を制御する（図１４のステップＳ１１）。
【００８１】
低温時に短時間車両走行が繰返されるような状況では、吸気バルブ１１８のリフト量および吸気バルブの作用角の少なくとも一方を大きくした状態にＶＶＬ装置４００を設定しておくと、吸気バルブ１１８と燃焼室の隙間に水分が溜り、それが氷結してエンジン１００の始動時に失火等を招く。従って、低温時に短時間車両走行が繰返される傾向が検出された場合には、ＶＶＬ装置４００の設定を、吸気バルブ１１８のリフト量および吸気バルブの作用角の少なくとも一方を小さくした状態でエンジン１００を停止させるように内燃機関を制御するようにして、吸気バルブの氷噛みによる圧縮不良や失火を防ぐことができる。
【００８２】
本実施の形態の車両１は、エンジン１００が停止する際に氷結のおそれがある場合には吸気バルブ周辺に氷結が起こりにくいようにＶＶＬ装置４００を設定するので、エンジン１００の圧縮不良等の異常が生じにくくなる。これによって、車両の振動低減、燃費改善や排気ガス不良を防ぐなどの効果が得られる。
【００８３】
今回開示された各実施の形態は、適宜組合わせて実施することも予定されている。そして、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は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。
【符号の説明】
【００８４】
１  ハイブリッド車両、４  動力分割装置、５  減速機、６  駆動輪、３０  電圧変換器、４０  外部給電口、１００  エンジン、１０２  エアクリーナ、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、１１２  三元触媒、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、１２８  ロッカアーム、１３０  カムシャフト、２００  制御装置、３００  カム角センサ、３０２  クランク角センサ、３０４  ノックセンサ、３０６  スロットル開度センサ、３１２  スロットルモータ、４００  ＶＶＬ装置、４１０  駆動軸、４１２  係止ピン、４２０  支持パイプ、４３０  入力アーム、４３２  アーム部、４３４  ローラ部、４４０  揺動カム、４４２  ノーズ部、４４４  カム面、４５０  スライダギヤ、４５２，４５４  ヘリカルギヤ、４５６  長穴、Ｂ  蓄電装置、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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【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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