(57)【要約】【課題】特別な装置を付加することなくデポジットを除去する。【解決手段】内燃機関１００は、可変動弁機構４２４とデポジットを除去するデポジット除去実行部とを備えている。デポジット除去実行部は可変動弁機構４２４を制御し、内燃機関１００の吸気の流速を高めることにより、吸気弁４２２付近に付着したデポジットを除去する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の制御を行う制御装置であって、
吸気弁の開弁時期を可変とする可変動弁機構と、
前記内燃機関の気筒内に流入する吸気の流速を高めるべく前記可変動弁機構を制御することにより、前記吸気弁付近に付着したデポジットを除去するデポジット除去運転を実行するデポジット除去実行部と、
を備える制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の制御装置であって、
前記可変動弁機構は、吸気弁の弁リフトを変化させることが可能である、制御装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の制御装置であって、
前記デポジット除去実行部は、前記吸気弁の開弁時期を遅角させることにより、前記内燃機関の気筒内に流入する吸気の流速を高める、制御装置。
【請求項４】
請求項３記載の制御装置であって、
前記デポジット除去実行部は、前記吸気弁の開弁時期を同一運転条件下の開弁時期よりも遅角させることによって吸気の流速を高める、制御装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の制御装置であって、
前記デポジット除去実行部は、前記吸気弁の弁リフトを減少させることにより、前記内燃機関の気筒内に流入する吸気の流速を高める、制御装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の制御装置であって、
前記デポジット除去実行部は、デポジット量に関するパラメータを取得するパラメータ取得部を有し、前記パラメータ取得部が取得したパラメータが所定値以上の場合に前記デポジット除去運転を行う、制御装置。
【請求項７】
請求項６記載の制御装置であって、
前記パラメータ取得部は、前記内燃機関が所定の機関運転状態にあるときの吸入空気量を取得する吸気量取得部を備え、前記吸気量取得部が取得した吸入空気量と吸入空気量の基準値との偏差を前記パラメータとする、制御装置。
【請求項８】
請求項７記載の制御装置であって、
前記パラメータ取得部は、前記内燃機関の経時変化による吸入空気量変化に基づいて前記吸入空気量の基準値を補正する、制御装置。
【請求項９】
請求項７または８記載の制御装置であって、
前記パラメータ取得部は、さらに、前記内燃機関にかかる負荷を増減することにより前記内燃機関の経時変化による吸入空気量変化を補償する補償部を備え、前記補償部によって前記内燃機関の経時変化による吸入空気量変化が補償されている状態で前記パラメータを取得する、制御装置。
【請求項１０】
請求項１ないし５のいずれかに記載の制御装置であって、前記デポジット除去実行部は、前記内燃機関の運転の履歴に応じてデポジット除去運転の時期を決める、制御装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の制御装置であって、
前記デポジット除去実行部は、前記内燃機関の吸気弁が既燃ガスを含むガスに曝される運転を行った後に、前記デポジット除去運転を行う、制御装置。
【請求項１２】
内燃機関と自動変速機とを備えた車両の車両制御装置であって、
請求項１ないし１１のいずれかに記載の制御装置を備え、
前記デポジット除去実行部は、前記デポジット除去運転時に前記自動変速機の制御を行い、前記内燃機関の回転数を上昇させる、車両制御装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の車両制御装置であって、
前記自動変速機は、無段変速機である車両制御装置。
【請求項１４】
内燃機関を原動機とする車両の車両制御装置であって、
請求項１ないし１１のいずれかに記載の制御装置を備え、
前記デポジット除去実行部は、アイドリング時もしくは前記車両の減速時に前記デポジット除去運転を行う、車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関のデポジットを除去する技術に関し、特に、可変動弁機構を制御することによりデポジットを除去する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の吸気弁付近に堆積するデポジットは、機関の運転状態に影響を与える。そのため、堆積したデポジットの除去やデポジットの堆積を抑制することが行われていた。例えば、デポジットの堆積を抑制する方法としては、吸気弁の弁傘部へ吸気を吹き付けるための通路を設ける技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開平４−１４０４号公報
【特許文献２】特開２０００−３２０３１１号公報
【特許文献３】特開２００１−２６３０１５号公報
【特許文献４】特開２００１−２８９０９７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、吸気弁の弁傘部へ吸気を吹き付けるための通路を設け、デポジットの堆積を抑制する方法では、内燃機関に特別な装置を付加することとなり、装置が複雑化することとなる。
【０００５】
本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、特別な装置を付加することなくデポジットの堆積抑制および／またはデポジットの除去を可能にすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記目的の少なくとも一部を達成するために、本発明の制御装置は、内燃機関の制御を行う制御装置であって、吸気弁の開弁時期を可変とする可変動弁機構と、前記内燃機関の気筒内に流入する吸気の流速を高めるべく前記可変動弁機構を制御することにより、前記吸気弁付近に付着したデポジットを除去するデポジット除去運転を実行するデポジット除去実行部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
この制御装置によれば、内燃機関の気筒内へ流入する吸気の流速が高くなるため、吸気弁付近に堆積したデポジットが剥離・除去され、あるいは吸気弁付近へのデポジットの付着・堆積が抑制される。
【０００８】
さらに、前記可変動弁機構は、吸気弁の弁リフトを変化させることが可能であるものとしても良い。
【０００９】
このような可変動弁機構においては、デポジットが除去されることにより、弁リフトが少ない場合でも吸入空気量の制御精度が向上する。
【００１０】
なお、前記デポジット除去実行部は、前記吸気弁の開弁時期を遅角させることにより、前記内燃機関の気筒内に流入する吸気の流速を高めるものとしても良い。
【００１１】
このような構成によれば、吸気弁が開く時に燃焼室と吸気管の圧力差が大きくなるので吸気の流速が高められ、吸気弁近傍に付着したデポジットが除去され、あるいは吸気弁近傍へのデポジットの付着が抑制される。
【００１２】
なお、前記デポジット除去実行部は、前記吸気弁の開弁時期を同一運転条件下の開弁時期よりも遅角させることによって吸気の流速を高めるものとしても良い。
【００１３】
このようにしても、吸気弁の開弁時期の燃焼室と吸気管の圧力差が大きくなるので、吸気弁近傍に付着したデポジットが除去され、あるいは吸気弁近傍へのデポジットの付着が抑制される。
【００１４】
前記デポジット除去実行部は、前記吸気弁の弁リフトを減少させることにより、前記内燃機関の気筒内に流入する吸気の流速を高めるものとして良い。
【００１５】
この構成によれば、吸気の流速を高めることができるので、デポジットの除去が容易となる。
【００１６】
前記デポジット除去実行部は、さらに、デポジット量に関するパラメータを取得する取得部を有し、前記パラメータ取得部が取得したパラメータが所定値以上の場合に、前記デポジット除去運転を行うものとしても良い。
【００１７】
このようにすれば、デポジット除去運転を過度に行うことが防止できるため、車両の操縦性を良好に保つことができる。
【００１８】
前記パラメータ取得部は、前記内燃機関が所定の機関運転状態にあるときの吸入空気量を取得する吸気量取得部を備え、前記吸気量取得部が取得した吸入空気量と吸入空気量の基準値との偏差を前記パラメータとしても良い。
【００１９】
このようにすれば、デポジット量に関するパラメータを容易に取得することができる。
【００２０】
なお、前記パラメータ取得部は、前記内燃機関の経時変化による吸入空気量変化に基づいて前記吸入空気量の基準値を補正するものとしても良い。
【００２１】
この構成によれば、デポジットによる吸入空気量の変化量がより正確にわかるので、的確なデポジット除去運転の実行時期を決定することができる。
【００２２】
前記パラメータ取得部は、さらに、前記内燃機関にかかる負荷を増減することにより前記内燃機関の経時変化による吸入空気量変化を補償する補償部を備え、前記補償部によって前記内燃機関の経時変化による吸入空気量変化が補償されている状態で前記パラメータを取得するものとしても良い。
【００２３】
このような構成によっても、デポジットによる吸入空気量の変化量がより正確にわかるので、的確なデポジット除去運転の実行時期を決定することができる。
【００２４】
前記デポジット除去実行部は、前記内燃機関の運転の履歴に応じてデポジット除去運転の時期を決めることとしても良い。
【００２５】
このようにデポジット除去運転の時期を決定すれば、デポジット除去実行部による制御が容易となる。
【００２６】
前記デポジット除去実行部は、前記内燃機関の吸気弁が既燃ガスを含むガスに曝される運転を行った後に、前記デポジット除去運転を行うものとしても良い。
【００２７】
このようにすれば、デポジット堆積の主要因である既燃ガスの吹き返しによるデポジットを除去することができる。
【００２８】
本発明の車両制御装置は、内燃機関と自動変速機とを備えた車両の車両制御装置であって、本発明の内燃機関の制御装置を備え、前記デポジット除去実行部は、前記デポジット除去運転時に前記自動変速機の制御を行い、前記内燃機関の回転数を上昇させることを特徴とする。
【００２９】
この構成によれば、可変動弁機構による吸気の流速上昇と機関回転数上昇による吸気の流速上昇との相乗効果によりデポジットの除去および／またはデポジットの付着抑制が容易となる。また、可変動弁機構のみでは吸気の流速を十分に高めることができない場合であっても、機関回転数の上昇によりデポジットの除去および／またはデポジットの付着抑制を図ることが可能になる。
【００３０】
なお、前記自動変速機は、無段変速機としても良い。
【００３１】
自動変速機を無段変速機とすることにより、変速制御の自由度を増やすことができる。
【００３２】
また、前記デポジット除去実行部は、アイドリング時もしくは前記車両の減速時に前記デポジット除去運転を行うものとしても良い。
【００３３】
このようにすれば、操縦性への影響を抑制しつつデポジット除去運転が実行できる。
【００３４】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、内燃機関の制御装置または制御方法、その制御装置を備えたエンジンや車両、その制御装置または制御方法の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体、等の態様で実現することができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．実施例１：
Ｂ．実施例２：
Ｃ．実施例３：
Ｄ．実施例４：
Ｅ．変形例：
【００３６】
Ａ．実施例１：
図１は、本発明の一実施例としての自動車の概略構成図である。この自動車（以下、単に「車両」と呼ぶ）の車輪駆動機構は、エンジン１００と、トルクコンバータ１１０と、自動変速機１２０と、を備えている。エンジン１００は、第１の回転軸１５０を介してトルクコンバータ１１０に結合されている。トルクコンバータ１１０は、第１の出力軸１５２を介して自動変速機１２０に結合されている。自動変速機１２０は、第２の出力軸１５４と、ディファレンシャルギア１５６と、車軸１５８とを介して車輪１６０に結合されている。このように、エンジン１００の回転は車輪１６０に伝達される。エンジン１００の第２の回転軸１６２には、エンジン１００の負荷となるエンジン補機１３０が結合されている。エンジン補機１３０は、エアコンディショナ用の圧縮機やオルタネータ等の補機類を含んでいる。アイドリング時のエンジン１００に対する負荷は、これらの補機類の作動状態により変えることができる。
【００３７】
制御ユニット２００は、シフトレバー２０２と、アクセルペダル２０４と、ブレーキペダル２０６とから与えられた運転者からの指令と、車両の複数の箇所に設けられた複数のセンサの出力とに基づいて、車両各部を制御する。この制御ユニット２００は、エンジン制御部２１０と、駆動装置制御部２１２と、通常運転実行部２２０と、デポジット除去実行部２４０とを備えている。通常の運転時に作動する通常運転実行部２２０は、エンジン制御部２１０と駆動装置制御部２１２に適宜指示を送ることにより、車両の運行状態を制御する。そして、通常運転実行部２２０からの指示に従って、エンジン制御部２１０はエンジン１００を制御し、駆動装置制御部２１２はトルクコンバータ１１０と自動変速機１２０を制御する。一方、デポジットの除去を行う場合、運転デポジット除去実行部２４０がエンジン制御部２１０に指示を送り、エンジン１００の運転状況を制御する。
【００３８】
なお、制御ユニット２００による車両の制御は、制御ユニット２００に組み込まれたメモリに記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより実現される。このプログラムは、制御ユニット２００内のＲＯＭやハードディスクなどの種々の媒体によって提供される。また、制御ユニット２００は複数の書き換え可能なメモリを備えており、このメモリに種々のデータを記憶することができ、あるいはこのメモリからデータを読み出すことができる。
【００３９】
図２は、本実施例におけるエンジン１００の構成を示す概念図である。このエンジン１００は、エンジン本体４００と、エンジン本体４００に空気を供給する吸気管３０４と、エンジン本体４００からの排気を外部に排出する排気管３２０とを備えている。吸気管３０４と排気管３２０は、複数の燃焼室に接続された多数の分岐管に分かれているが、図２では簡略化されて１本の分岐管のみが描かれている。
【００４０】
吸気管３０４には、上流側から順に、空気流量計３００と、吸入空気量の制御を行うスロットルバルブ３０２と、燃料噴射装置３１０とが設けられている。空気流量計３００は、エンジン本体４００に流入する空気量を測定し、測定値をエンジン制御部２１０に供給する。スロットルバルブ３０２は、エンジン制御部２１０の指示に従ってその開度を変える。このように、エンジン本体４００の吸入空気量は、適宜目標値となるよう設定される。排気管３２０は、空燃比センサ３２２と、排気中の有害物質を除去する三元触媒３２４とを備えている。なお、本実施例では空気流量計３００を吸気管３０４の上流端に設けているが、空気流量計３００を吸気管３０４の他の位置に設けることも可能である。また、本実施例では、燃料噴射装置３１０を吸気管３０４の下流端に設け混合気をエンジン本体４００に吸入しているが、燃料を直接燃焼室内に噴射しても良く、また燃料噴射装置３１０を吸気管３０４の他の位置に設けることも可能である。
【００４１】
エンジン本体４００は、シリンダ４１２と、ピストン４１４とを備えており、シリンダ４１２とピストン４１４との空隙が燃焼室４１０を形成する。燃焼室４１０には、吸気管３０４から混合気が吸入される。吸入された混合気は、点火プラグ４１６により着火され燃焼する。この点火のタイミングは、通常運転実行部２２０もしくはデポジット除去実行部２４０からの指示と、エンジン各部のセンサの出力とに基づいて、エンジン制御部２１０が決定する。燃焼後の排気は、燃焼室４１０から排気管３２０に排出される。
【００４２】
エンジン本体４００の吸気動作と排気動作は、吸気弁４２２と排気弁４３２の開閉により行われる。吸気弁４２２と排気弁４３２には、それぞれ可変動弁機構４２４、４３４が設けられている。エンジン制御部２１０は、これらの可変動弁機構４２４、４３４を制御することにより、吸気弁４２２と排気弁４３２の開弁時期および弁リフトを調整する。このような可変動弁機構としては、例えば本出願人により開示された特開２００１−２６３０１５号公報に記載されたものを利用することができる。あるいは、電磁弁を用いた可変動弁機構を利用することも可能である。
【００４３】
なお、本実施例の可変動弁機構４２４、４３４は弁リフトが可変な動弁機構であるが、弁リフトが変更できない内燃機関にも適用可能である。ただし、デポジットによる吸入空気量の変化は、弁リフトが小さい状態において顕著である。そのため、弁リフトが可変でない内燃機関よりも弁リフトが可変な動弁機構を有する内燃機関の方が、よりデポジット除去の必要性が高い。
【００４４】
図３は、本実施例におけるデポジット除去の様子を示す模式図である。図３（ａ）および図３（ｂ）は、いずれも吸気弁４２２の開弁時期の状態を示している。なお、図３（ａ）と図３（ｂ）では、１サイクルあたりの吸気量が等しくなるようスロットルバルブ３０４等が調整されている。
【００４５】
図３（ａ）に示す通常の運転状態では、吸気弁４２２の開弁時期は上死点付近に設定される。排気弁４３２の閉弁時期も上死点付近であるため、吸気弁４２２の開弁時期の燃焼室４１０の圧力は、排気弁４３２の閉弁時期の燃焼室４１０の圧力とほぼ同じ大気圧程度である。そのため、燃焼室４１０と吸気管３０４の圧力はともに大気圧程度となる。このように吸気管３０４と燃焼室４１０の圧力差が小さいため、吸気の流速は音速より小さく、吸気弁４２２付近に付着したデポジット５００は脱離しない。
【００４６】
一方、図３（ｂ）に示すデポジット除去運転時には、吸気弁４２２の開弁時期が上述の通常運転時に比べて遅角される。この吸気弁４２２の開弁時期では、シリンダ４１４は上死点の位置より下がっているので、燃焼室４１０の容積は排気弁４３２の閉弁時期での燃焼室４１０の容積より大きくなる。そのため、吸気弁４２２の開弁時期の燃焼室４１０の圧力は、排気弁４３２の閉弁時期の燃焼室圧力より小さくなり、吸気管３０４と燃焼室４１０の圧力差は大きくなる。このように吸気管３０４と燃焼室４１０の圧力差が大きくなると、吸気の流速は音速を超え衝撃波が発生する。そして、この衝撃波が吸気弁４２２付近に付着したデポジット５００にあたることにより、デポジット５００は吸気弁４２２等から脱離する。
【００４７】
上述のように、吸気弁４２２付近に付着したデポジット５００は、吸気の流速が増大することで脱離する。そのため、デポジットの除去を行うためには、吸気の流速を高めればよい。例えば、吸気弁４２２の弁リフトを小さくすることによっても同様の効果を得ることができる。その際、弁リフトを小さくするとともに、スロットルバルブ３０４の開度を大きくすれば、気筒内と吸気管内の圧力差がさらに大きくなるため、吸気の流速をさらに高めることが可能となる。そして、流速の上昇した吸気によりデポジット５００は吸気弁４２２等から脱離させられ、デポジット５００が除去される。
【００４８】
図４は、本実施例におけるデポジット除去運転の実行ルーチンのフローチャートである。このルーチンは、一定時間毎に、繰り返し実行される。なお本実施例では、デポジット除去運転の実行ルーチンは一定時間毎に開始されるが、このルーチンは所定の運転時間内に少なくとも１回実行されていればよく、例えば所定のサイクル数毎に１回実行するものとしても良く、一定の走行距離毎に１回実行するものとしても良い。
【００４９】
ステップＳ１０では、デポジット除去実行部２４０は、メモリに記憶された前回のデポジット除去運転の実行ルーチン開始時（以下、単に「前回実行時」と呼ぶ）のエンジンの積算運転時間を読み取る。この読み出された積算運転時間と、前回実行時からの経過時間から、エンジンの積算運転時間を算出する。次に、デポジット除去実行部２４０は、算出された積算運転時間をメモリに記憶させる。なお、本実施例では、ステップＳ１０において積算運転時間の算出を行っているが、積算運転時間の現在値が取得できればよく、例えば制御ユニット２００外部の積算運転時間計の値を読み取っても良い。
【００５０】
次にステップＳ２０において、デポジット除去実行部２４０は、ステップＳ１０にて取得した積算運転時間の現在値から、デポジット除去の必要性有無を判断する。具体的には、前記積算運転時間の現在値から、前回実行時からデポジットが吸気量に影響を及ぼす可能性が生じる時間（本実施例では１００時間）経過しているか否かによって、デポジット除去の要否を判断する。前回実行時から所定の運転時間が経過していない場合、デポジット除去は不要であると判断され図４のルーチンは終了する。
【００５１】
ステップＳ２０でデポジットの除去が必要と判断された場合、ステップＳ３０においてデポジット除去運転が実行される。具体的には、デポジット除去実行部２４０がエンジン制御部２１０に吸気弁開弁時期を遅角させる指示を送る。そして、エンジン制御部２１０が可変動弁機構４２４を制御し吸気弁４２２の開弁時期を遅角させることにより、前述の通りデポジット５００が除去される。
【００５２】
上述の説明のようにエンジン１００が制御されることにより、吸気弁付近におけるデポジットの堆積を抑制することができる。そのため、空気流量計３００と空燃比センサ３２２等で制御される吸入空気量の制御精度が向上し、排気中の有害物質を容易に除去することが可能となる。また、エンジン１００が有する複数の気筒毎の吸気量が均一となるため、トルク変動の発生を抑えることが可能となる。
【００５３】
Ｂ．実施例２：
第１の実施例では一定周期毎にデポジット除去を実行する例について述べたが、第２の実施例ではデポジット堆積量が一定量を超えた場合にデポジット除去を実行する例について述べる。
【００５４】
図５は、第２の実施例における制御ユニット２００ａの構成を示すブロック図である。図１に示す第１の実施例とは、エンジン制御部２１０からデポジット除去実行部２４０ａに吸入空気量の測定値（以下、「実測空気量」と呼ぶ）Ｖｍが供給されている点で相違する。
【００５５】
エンジン制御部２１０からデポジット除去実行部２４０ａに供給される実測空気量Ｖｍは、複数の方法で測定することができる。すなわち、エンジン１００の吸気管３０４に設けられた空気流量計３００によって直接測定されるほか、燃料噴射装置３１０から供給された燃料の量と空燃比センサ３２２の出力値からも測定が可能である。また、これら複数の方法による測定値から、適当なモデルに従って算出することも可能である。
【００５６】
図６は、軸出力を同一とした場合における吸入空気量の経時変化を示す説明図である。図６の斜線部上縁の線はデポジットがない状態での吸入空気量Ｖｎｄの時間変化を示しており、斜線部下縁の線は実測空気量Ｖｍの時間変化の様子を示している。このように、デポジットがない状態であっても、機械損失の減少に従って吸入空気量は時間の経過とともに初期空気量Ｖｉｎｉ（エンジン使用開始初期における吸入空気量をいう）から減少する。この理由は、擦り合わせの効果により、エンジンの機械損失がエンジン使用開始初期の時点から時間の経過に従って減少するからである。そのため、エンジンの軸出力を一定の値としたとき、デポジットがない状態であっても吸入空気量は時間の経過とともに減少する。そして、実測空気量Ｖｍとデポジット無し吸入空気量Ｖｎｄの差であるデポジットによる空気量変化ΔＶｄｅｐ（図中斜線部）は、デポジット量の増加に伴って増加していく。
【００５７】
なお、デポジット除去実行部２４０ａがデポジット除去の要否を判断するために用いるエンジンの吸入空気量は、エンジンの出力などの機関運転状態に依存する。そのため、デポジット除去実行部２４０ａは、吸入空気量の測定に際して、エンジン制御部２１０に指示を与えてエンジン１００の運転状態を所定の状態とする。具体的には、エンジンの軸出力が所定の値となるようにエンジン１００が制御される。図６は、この所定の運転状態で軸出力が同一である場合の特性を示している。
【００５８】
このように、同一軸出力での吸入空気量は、デポジットの有無にかかわらず時間の経過に従って減少する。その一方、機械損失の低減による吸入空気量の経時変化量（以下、単に「経時変化量」と呼ぶ）ΔＶｔ（＝Ｖｉｎｉ−Ｖｎｄ）はエンジンの運転履歴にはほとんど依存せず、エンジンの積算運転時間によって決まる。そのため、デポジットに起因する空気量変化ΔＶｄｅｐ（＝Ｖｍ−Ｖｎｄ）は、経時変化量ΔＶｔと、実測空気量Ｖｍと、メモリに記憶された初期空気量Ｖｉｎｉとによって推定することができる。
【００５９】
実測空気量Ｖｍとデポジット無し吸入空気量Ｖｎｄ（Ｖｉｎｉ−ΔＶｔ）との差である空気量変化ΔＶｄｅｐは、デポジット除去実行部２４０ａにより推定される。そして、デポジット除去実行部２４０ａは、推定された空気量変化ΔＶｄｅｐが所定量以上となったときデポジット除去を実行する。
【００６０】
図７は、第２実施例におけるデポジット除去実行部２４０ａの構成を示すブロック図である。デポジット除去実行部２４０ａは、積算運転時間算出部２４２と、パラメータ取得部としての空気量変化推定部２５０とを備えている。空気量変化推定部２５０には、経時変化量ΔＶｔを推定する経時変化量推定部２５２が設けられている。経時変化量推定部２５２は、エンジンの積算運転時間から経時変化量ΔＶｔを求めるためのマップ２５４を備えている。そして、経時変化量推定部２５２は、マップ２５４を参照することにより、積算運転時間算出部２４２から供給された積算運転時間の値に対応する経時変化量ΔＶｔを推定する。
【００６１】
空気量変化算出部２５６は、エンジン制御部２１０から実測空気量Ｖｍを取得する吸気量取得部２５７を備えている。空気量変化算出部２５６は、経時変化量推定部２５２から供給される経時変化量ΔＶｔに基づいてメモリに記憶された吸入空気量の基準値である初期空気量Ｖｉｎｉを補正する。そして、空気量変化算出部２５６は、この補正された吸入空気量基準値Ｖｎｄと実測空気量Ｖｍとの偏差ΔＶｄｅｐ（空気量変化）を算出する。デポジット除去実行部２４０ａは、このように求められた空気量変化ΔＶｄｅｐが所定の値に達した場合、エンジン制御部２１０に指令を与えることによりエンジン１００を制御しデポジットの除去を行う。
【００６２】
図８は、第２実施例におけるデポジット除去運転の実行ルーチンのフローチャートである。このルーチンは、第１の実施例の場合と同様に、一定時間毎に繰り返し実行される。また、第１の実施例と同様に、所定の運転時間内に少なくとも１回実行されていれば良い。
【００６３】
ステップＳ１０では、デポジット除去実行部２４０ａは、メモリに記憶された前回実行時の積算運転時間を読み取る。そして、読み出された積算運転時間と前回実行時からの経過時間とから、エンジン１００の積算運転時間を算出する。次に、デポジット除去実行部２４０ａは、算出された積算運転時間をメモリに記憶させる。
【００６４】
ステップＳ１２では、デポジット除去実行部２４０ａは、ステップＳ１０で算出された積算運転時間からエンジン１００が使用開始初期かどうかを判断する。エンジンが使用開始初期でない場合、デポジット除去の要否を判断するステップＳ２０に制御が移される。なお、本実施例では、使用開始初期の期間を積算運転時間が１時間を経過するまでとしている。この期間はデポジットの影響がほとんどない期間であれば良く、例えばエンジン１００の積算回転数が所定の値に達するまでの期間などとすることも可能である。
【００６５】
ステップＳ１２で、エンジン１００が使用開始初期であると判断された場合、ステップＳ１４において吸入空気量の測定を行うかどうかが判断される。吸入空気量の測定は、所定の時間間隔（本実施例の場合は１０分毎）で、エンジンの使用開始初期に複数回行われる。そして、ステップＳ１４で、吸入空気量の測定を行わないと判断された場合、図８のルーチンは終了する。なお、この吸入空気量測定の間隔は、エンジンの使用開始初期の期間に吸入空気量を複数回測定できれば良い。例えば、本実施例と異なる時間間隔で測定することとしても良く、また、所定のサイクル数毎に吸入空気量を測定するものとしても良い。
【００６６】
エンジン１００が使用開始初期の場合、さらに、デポジット除去実行部２４０ａは、吸気弁４２２の弁リフトを最小とする指示をエンジン制御部２１０に送る（ステップＳ１６）。次に、デポジット除去実行部２４０ａは、エンジン制御部２１０から吸入空気量の測定値を取得する。吸入空気量測定値とメモリに記憶された以前の測定値とから吸入空気量の平均値が算出され、メモリに初期空気量Ｖｉｎｉとして記憶される（ステップＳ１８）。そして、ステップＳ１８の処理の後、図８のルーチンは終了する。
【００６７】
なお、第２実施例では、吸入空気量測定時の吸気弁４２２の弁リフトは、吸入空気量へのデポジットの影響が大きい最小値に制御されているが、デポジットが吸入空気量に影響を与える状態で測定を行えばよい。例えば、弁リフトを最小でない所定の状態としても良く、また、複数の弁リフト毎に吸入空気量を測定することとしても良い。
【００６８】
エンジン１００が使用開始初期でない場合、デポジット除去実行部２４０ａは、ステップＳ１０にて取得した積算運転時間の現在値から、デポジット除去の必要性有無を判断する（ステップＳ２０）。具体的には、前記積算運転時間の現在値から、前回実行時からデポジットが吸気量に影響を及ぼす可能性が生じる時間（第２実施例では１００時間）経過しているか否かによって、デポジット除去の要否を判断する。前回実行時から所定の運転時間が経過していない場合、吸入空気量の測定をすることなくデポジット除去運転は不要であると判断され、図８のルーチンは終了する。
【００６９】
なお、第２実施例では、積算運転時間を基にデポジット除去の要否を判断しているが、このステップＳ２０での判断を行わないとすることも可能である。すなわち、デポジット除去運転実行ルーチンの実行毎に吸入空気量の測定を行っても良い。但し、吸入空気量の測定の際には、エンジン１００を必ずしも車両の運行に最適でない制御状態となる場合があるので、その頻度を低減するため積算運転時間による吸入空気量測定の要否を判断することがより好ましい。
【００７０】
ステップＳ２０で吸入空気量の測定が必要と判断された場合、デポジット除去実行部２４０ａはエンジン制御部２１０に指示を与えることにより、吸気弁４２２の弁リフトを最小とするようにエンジン１００を制御する（ステップＳ２２）。本実施例では、吸気弁４２２の弁リフトを最小値とする制御を行っているが、初期状態との比較のため、一般に弁リフトは初期空気量測定時（ステップＳ１６）の状態と同一の状態に制御される。
【００７１】
次に、デポジット除去実行部２４０ａは、ステップＳ１０にて取得した積算運転時間の現在値から、経時変化量ΔＶｔ（図６）を算出する（ステップＳ２４）。この経時変化量ΔＶｔの算出は、制御ユニット２００ａ内に設けられた積算運転時間と経時変化量ΔＶｔのマップ２５４を参照することによって行われる。そして、エンジン制御部２１０から供給された実測空気量Ｖｍとメモリに記憶された初期空気量ＶｉｎｉとステップＳ２４で算出された経時変化量ΔＶｔとを用いて、デポジット除去実行部２４０ａは空気量変化ΔＶｄｅｐを推定する（ステップＳ２６）。
【００７２】
ステップＳ２８では、ステップＳ２６で推定された空気量変化ΔＶｄｅｐから、デポジット除去の要否を判断する。推定された空気量変化ΔＶｄｅｐが所定量以上であった場合は、デポジットの堆積量が許容範囲を超えると判断され、デポジットの除去が実行される。デポジットの除去が不要な場合には、図８のルーチンは終了し通常の運転制御が行われる。
【００７３】
デポジットの除去が必要と判断された場合、デポジット除去実行部２４０ａはエンジン制御部２１０に吸気弁開弁時期を遅角させる指示を送り、吸気弁４２２の開弁時期を遅角させる。吸気弁４２２の開弁時期が遅角させられると、前述の通りデポジット５００は除去される（ステップＳ３０）。そして、デポジット除去のステップＳ３０終了後、制御はステップ２２に戻され、ステップＳ２８でデポジット除去が不要と判断されるまで、デポジットの除去が繰り返し行われる。
【００７４】
上述の説明のようにエンジン１００が制御されることにより、デポジットの除去は必要に応じて行われる。そのため第２実施例の場合、必ずしも車両の運行に最適でないデポジット除去運転の頻度が第１の実施例の場合よりも低減できるので、車両の操縦性の点で第１の実施例よりも好ましい。一方、第１の実施例は、第２実施例よりも制御が容易であり、また、吸入空気量の測定が不要となる点で第２実施例より好ましい。
【００７５】
第２の実施例においては、デポジット除去の要否を判断するパラメータとして、空気量実測値Ｖｍと吸入空気量の基準値との偏差を用いているが、デポジット量に関するパラメータであればデポジット除去の要否の判断に利用できる。例えば、吸入吸気量、吸気管圧力、もしくはこれらのパラメータから適当なモデルによって導出されるパラメータなどもデポジット除去の要否の判断に利用することができる。
【００７６】
また、第２の実施例では、吸入空気量の基準値としてエンジン使用開始初期の空気量Ｖｉｎｉを用いているが、吸入空気量の基準値としてはデポジットが付着していないときの吸入空気量であればよい。例えば、デポジット除去を行った直後の吸入空気量なども吸入空気量の基準値として用いることができる。
【００７７】
Ｃ．実施例３：
図９は、第３の実施例における制御ユニット２００ｂの構成を示すブロック図である。第２の実施例の構成と異なり、エンジン制御部２１０からデポジット除去実行部２４０ｂには、実測空気量Ｖｍのほかにエンジン回転数の測定値が供給されている。また、デポジット除去実行部２４０ｂは、エンジン補機１３０に指示を与え、補機類の状態を制御する。
【００７８】
第３実施例の場合も第２の実施例と同様に、デポジット除去実行部２４０ｂがエンジン制御部２１０に指示を与え、エンジン１００を所定の運転状態として空気量変化ΔＶｄｅｐを測定する。なお、ここでの所定の運転状態とは、例えばアイドリング時のように負荷が一定の状態で、スロットルバルブ３０２の開度と燃料噴射装置３１０から噴射される燃料の量を所定の値とした状態である。この場合、エンジン１００の機械損失は時間の経過とともに減少するので、エンジン１００の軸出力と回転数はエンジン使用開始初期と比較して上昇する。
【００７９】
図１０は、同一運転条件における機械損失の減少による軸出力上昇の様子を示す説明図である。図１０（ａ）は、エンジン使用開始初期の時点でのエンジンの全出力が、軸出力と機械損失のそれぞれに分配されている様子を示している。そして、一定時間経過後、図１０（ｂ）に示すようにエンジンの機械損失は擦り合わせの効果により減少する。一方、エンジンの運転条件は同一のため、エンジンの全出力は初期の時点と一定時間経過後でほぼ等しくなっている。そのため、エンジンの軸出力は、機械損失の減少分だけ増加する。
【００８０】
この機械損失の減少を補償するため、第３実施例では、図１０（ｃ）に示すように、電気機器による負荷を加えエンジンの軸出力を使用開始初期と同一にする。具体的には、エンジンを所定の運転状態とし電気機器を作動させることにより、エンジン補機１３０の負荷を増大させる。アイドリング時のエンジン回転数は、この電気的な負荷がエンジンに加わることによりエンジン使用開始初期と同一にされる。このとき、アイドリング時の外部負荷は時間経過によらずほぼ一定でエンジン回転数も初期状態と同一とされるので、エンジンの軸出力は初期状態と等しくなる。なお、本実施例ではエンジンに電気的な負荷を加えているが、エアコンディショナのコンプレッサ等の機械的負荷を加えることも可能である。
【００８１】
図１１は、第３実施例におけるデポジット除去実行部２４０ｂの構成を示すブロック図である。デポジット除去実行部２４０ｂは、積算運転時間算出部２４２と、パラメータ取得部としての空気量変化推定部２６０とを備えている。空気量変化推定部２６０には、さらに、エンジンの経時変化を補償する補償部としてエンジンの機械損失の減少を補償する機械損失補償部２６２が設けられている。機械損失補償部２６２は、エンジン制御部２１０から供給されたエンジン回転数測定値にもとづいて、エンジン補機１３０を制御することによりエンジンに負荷を加えている。空気量変化算出部２６６に設けられた吸気量取得部２６７は、所定のエンジン回転数での実測空気量Ｖｍをエンジン制御部２１０から取得する。そして、空気量変化算出部２６６は、この実測空気量Ｖｍと吸入空気量の基準値としての初期空気量Ｖｉｎｉとの偏差ΔＶｄｅｐ（空気量変化）を算出する。空気量変化ΔＶｄｅｐが所定の値に達した場合、デポジット除去実行部２４０ｂは、第２の実施例と同様にエンジン制御部２１０に指令を与えデポジットの除去を行う。
【００８２】
図１２は、第３実施例におけるデポジット除去運転の実行ルーチンのフローチャートである。このフローチャートは、図８に示す第２の実施例のステップＳ２４，Ｓ２６がステップＳ２５，Ｓ２７に置き換えられたものであり、他は第２実施例と同じである。ステップＳ２５では上述の機械損失の補償が行われ、ステップＳ２７では実測空気量Ｖｍと初期空気量Ｖｉｎｉから空気量変化ΔＶｄｅｐが推定される。このルーチンも、第１および第２の実施例の場合と同様に、所定の運転時間内に少なくとも１回実行されていれば良い。
【００８３】
第３実施例の場合も、上述の制御を行うことにより必要に応じたデポジットの除去が可能であり、第２の実施例と同様な効果が得られる。
【００８４】
なお、第３の実施例では、擦り合わせの効果により減少したエンジンの機械損失を補償するためエンジンに負荷を加えているが、実測空気量Ｖｍ測定時の機械損失が空気吸入量の基準値の測定時と略同一とできればよい。例えば、エンジン温度や油温の変動、エンジン油の劣化などによって増減するエンジンの機械損失を、エンジンにかかる負荷を増減することにより補償することも可能である。
【００８５】
Ｄ．実施例４：
図１３は、第４の実施例における制御ユニット２００ｃの構成を示すブロック図である。図９の第３の実施例における制御ユニット２００ｂと異なり、デポジット除去実行部２４０ｃが駆動装置制御部２１２に指示を与える構成となっている。
【００８６】
第４実施例のデポジット除去実行部２４０ｃは、吸気弁の開弁時期を遅角させデポジット除去を実行する際に、エンジンの出力を略一定に保ったままエンジン回転数を通常の運転状態より上昇させる。
【００８７】
図１４は、第４実施例におけるデポジット除去時の変速制御の説明図である。通常の変速制御では、点線（通常変速線）で示される最適燃費線上にエンジン回転数とエンジン負荷とが制御されている。デポジット除去実行部２４０ｃは、この通常変速線上のエンジン回転数とエンジン負荷とを等出力線に沿って移動させ、実線で示される高回転・低負荷のデポジット除去変速線上に制御する。このようにして、デポジット除去中の出力は通常運転時の出力と等しくされる。デポジット除去運転の実行中も通常の運転状態とエンジンの出力が同一のため、車両の操縦性は良好に保たれる。従って、デポジット除去運転は車両の運行状況にかかわらず実行でき、過度にデポジットが堆積しない状態が維持できる。
【００８８】
また、第４実施例のデポジット除去運転では、エンジン回転数が高くなってピストン速度が上昇するので、吸気の流速は高くなる。また、この状態では変速比が高くなっているので、エンジンの負荷トルクは低下する。低負荷トルクの運転条件では弁リフトは小さくなるので、吸気弁付近の流路面積は小さくなり、吸気弁付近での流速はさらに高められる。このように吸気の流速が高められることにより、デポジットの除去が促進される。
【００８９】
図１５は、第４の実施例におけるデポジット除去運転の実行ルーチンのフローチャートである。この実行ルーチンには、図１２に示す第３の実施例におけるデポジット除去運転の実行ルーチンに、変速制御の実行ルーチン（ステップＳ３２）が付加されている。このステップＳ３２では、上述の通りエンジン回転数とエンジン負荷はデポジット除去変速線上に制御され、デポジット除去中もエンジンの出力は一定に保たれる。
【００９０】
なお、自動変速機１２０としては、有段の自動変速機を利用することも可能であるが、任意の変速線上への変速制御が可能となる点で無段の自動変速機とすることがより好ましい。
【００９１】
また、第４実施例では、デポジット除去運転実行中の車両の操縦性を良好とするため、デポジット除去変速線上への変速制御を行っているが、車両の運転状況に応じてデポジット除去を行うこととしても良い。すなわち、内燃機関の運転状態が車両の操縦性に及ぼす影響が少ない、例えばアイドリング時や減速時等の特定運転状態にデポジットの除去を行うこととしても良い。
【００９２】
この場合、変速制御を行う必要がないため、制御が容易になるほか、自動変速機を備えない車両においても操縦性に影響を与えずデポジット除去運転の実行が可能となる。
【００９３】
Ｅ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００９４】
上記各実施例では、空気量変化ΔＶｄｅｐの推定値に基づきデポジット除去運転の要否を判断しているが、運転の履歴に応じてデポジット除去運転の要否を判断することも可能である。例えば、バルブオーバーラップが大きくなる運転や排気ガスが再循環される運転等、吸気弁が既燃ガスを含むガスに曝される運転を行った後の適当な時期にデポジット除去運転を実行するようにしても良い。
【００９５】
さらに、燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射装置を備えた内燃機関では、燃料タンクから吸気系への蒸発燃料のパージ等のように、吸気弁が未燃ガスに曝される状態が発生した後にデポジット除去運転を実行するようにしても良い。
【００９６】
このようにすれば、デポジットが付着しやすい状態が発生した後にデポジットを除去することになり、過度にデポジット除去運転を行うことを避けることができる。また、吸入空気量の測定が不要で制御が容易となる点で上記実施例よりも好ましい。一方、上記各実施例では、ブローバイなどの運転状態にあまり依存しない要因で生ずるデポジットも除去できる点で、本変形例よりも好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例としての自動車の概略構成図。
【図２】第１実施例におけるエンジン１００の構成を示す概念図。
【図３】第１実施例におけるデポジット除去の様子を示す模式図。
【図４】第１実施例におけるデポジット除去運転の実行ルーチンのフローチャート。
【図５】第２実施例における制御ユニット２００ａの構成を示すブロック図。
【図６】軸出力を同一とした場合における吸入空気量の経時変化を示す説明図。
【図７】第２実施例におけるデポジット除去実行部２４０ａの構成を示すブロック図。
【図８】第２実施例におけるデポジット除去運転の実行ルーチンのフローチャート。
【図９】第３実施例における制御ユニット２００ｂの構成を示すブロック図。
【図１０】同一運転条件における機械損失の減少による軸出力上昇の様子を示す説明図。
【図１１】第３実施例におけるデポジット除去実行部２４０ｂの構成を示すブロック図。
【図１２】第３実施例におけるデポジット除去運転の実行ルーチンのフローチャート。
【図１３】第４実施例における制御ユニット２００ｃの構成を示すブロック図。
【図１４】第４実施例におけるデポジット除去時の変速制御の説明図。
【図１５】第４実施例におけるデポジット除去運転の実行ルーチンのフローチャート。
【符号の説明】
１００…エンジン
１１０…トルクコンバータ
１２０…自動変速機
１３０…エンジン補機
１５０，１６２…回転軸
１５２，１５４…出力軸
１５６…ディファレンシャルギア
１５８…車軸
１６０…車輪
２００，２００ａ，２００ｂ，２００ｃ…制御ユニット
２０２…シフトレバー
２０４…アクセルペダル
２０６…ブレーキペダル
２１０…エンジン制御部
２１２…駆動装置制御部
２２０…通常運転実行部
２４０，２４０ａ，２４０ｂ，２４０ｃ…デポジット除去実行部
２４２…積算運転時間算出部
２５０，２６０…空気量変化推定部
２５２…経時変化量推定部
２５４…経時変化量マップ
２５６，２６６…空気量変化算出部
２５７，２６７…吸気量取得部
２６２…機械損失補償部
３００…空気流量計
３０２…スロットルバルブ
３０４…吸気管
３１０…燃料噴射装置
３２０…排気管
３２２…空燃比センサ
３２４…三元触媒
４００…エンジン本体
４１０…燃焼室
４１２…シリンダ
４１４…ピストン
４１６…点火プラグ
４２２…吸気弁
４２４…可変動弁機構
４３２…排気弁
４３４…可変動弁機構
５００…デポジット
【図１】
2005016491.tif 000003
【図２】
2005016491.tif 000004
【図３】
2005016491.tif 000005
【図４】
2005016491.tif 000006
【図５】
2005016491.tif 000007
【図６】
2005016491.tif 000008
【図７】
2005016491.tif 000009
【図８】
2005016491.tif 000010
【図９】
2005016491.tif 000011
【図１０】
2005016491.tif 000012
【図１１】
2005016491.tif 000013
【図１２】
2005016491.tif 000014
【図１３】
2005016491.tif 000015
【図１４】
2005016491.tif 000016
【図１５】
2005016491.tif 000017