JP2004324496A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】開弁特性制御手段に異常が発生した場合に生じ得る意図しない機関回転数の上昇等をより確実に抑制する内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】吸気弁２及び排気弁３の少なくとも一方の開弁特性を制御する開弁特性制御手段９、１１と、内燃機関に接続された吸気通路５１、５２を流れる空気量を調整する流量調整手段５６とを有する内燃機関の制御装置であって、上記開弁特性制御手段９、１１の異常を検出する異常検出手段１６と、該異常検出手段１６により異常が検出された後は、上記流量調整手段５６を制御して内燃機関の吸気量を制御する吸気量制御手段と、上記異常検出手段１６により異常が検出された時点から所定期間は、上記内燃機関の発生トルクと駆動系への伝達トルクとのうちの少なくとも一方を低減せしめるトルク低減手段と、を有することを特徴とする内燃機関の制御装置を提供する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スロットル弁を電子制御アクチュエータによって制御している内燃機関において、スロットル弁の電子制御に異常が発生すると、機関回転数が意図せずに上昇してしまう場合がある。これは、一般に燃料噴射量が所定の空燃比を維持すべく燃焼室内に吸入される空気量（以下、「吸気量」と言う）に応じて決定されるため、スロットル弁の電子制御異常により吸気量が増加すると、結果として発生トルクが上昇してしまうために生ずるものである。このような問題に対し、特許文献１には、スロットル弁の電子制御異常が発生した時には内燃機関への点火を停止して、機関回転数の意図しない上昇を抑制するようにした内燃機関の制御装置が開示されている。
【０００３】
ところで、近年、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開弁特性を制御する可変動弁機構と、スロットル弁とを有していて、上記開弁特性と上記スロットル弁の開度とを協調制御することによって吸気量を制御するようにした内燃機関が開発され、公知となっている。そして、このような内燃機関において上記可変動弁機構に異常が発生したことが検出された場合には、通常、上記スロットル弁を制御して吸気量を制御するようにする。
【０００４】
【特許文献１】
特開平３−２６７５２９号公報
【特許文献２】
特開２０００−３４５９０７号公報
【特許文献３】
特開平６−２６４７８８号公報
【特許文献４】
特開平１−２０００４４号公報
【特許文献５】
特開平２−１１７４４４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記スロットル弁による吸気量制御は応答性が低いことから、上記可変動弁機構と上記スロットル弁とによる制御から上記スロットル弁のみによる制御へと切替った時には、切替え後もしばらくの間吸気量が増大してしまい、意図しない機関回転数の上昇や意図しない車両の加速（いわゆる「オーバーラン」）が生じてしまう恐れがある。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開弁特性を制御する開弁特性制御手段と、内燃機関に接続された吸気通路を流れる空気量を調整する流量調整手段とを有する内燃機関において、上記開弁特性制御手段に異常が発生した場合に生じ得る意図しない機関回転数の上昇または車両の加速をより確実に抑制することのできる、内燃機関の制御装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載された内燃機関の制御装置を提供する。
１番目の発明は、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開弁特性を制御する開弁特性制御手段と、内燃機関に接続された吸気通路を流れる空気量を調整する流量調整手段とを有する内燃機関の制御装置であって、上記開弁特性制御手段の異常を検出する異常検出手段と、該異常検出手段により異常が検出された後は、上記流量調整手段を制御して内燃機関の吸気量を制御する吸気量制御手段と、上記異常検出手段により異常が検出された時点から所定期間は、上記内燃機関の発生トルクと駆動系への伝達トルクとのうちの少なくとも一方を低減せしめるトルク低減手段と、を有することを特徴とする内燃機関の制御装置を提供する。
【０００８】
上記開弁特性制御手段に異常が発生した場合、それが原因で吸気量が増大すると、意図しない機関回転数の上昇や意図しない車両の加速を生じてしまう恐れがある。これに対し、上記のような内燃機関では、上記開弁特性制御手段に異常が検出されると、正常に作動する上記流量調整手段が制御されて吸気量が制御され、内燃機関の発生トルクが制御される。すなわち、上記流量調整手段を制御して吸気量を低減し、それによって内燃機関による発生トルクを低減するようにする。しかしながら、上記流量調整手段による吸気量の制御は、通常、吸気圧を制御することによって行われるため応答性が低い。このため、この方法だけでは上記の異常検出の後もしばらくの間は意図しない機関回転数の上昇または車両の加速が継続してしまう可能性が高い。
【０００９】
これに対し１番目の発明によれば、上記開弁特性制御手段に異常が発生したことが検出された場合には、その時点から所定期間は上記トルク低減手段により上記内燃機関の発生トルクと駆動系への伝達トルクとのうちの少なくとも一方が低減される。したがって、１番目の発明によれば、上記開弁特性制御手段に異常が発生した場合に生じ得る意図しない機関回転数の上昇または車両の加速をより確実に抑制することができる。
なお、本明細書において開弁特性とは、バルブリフト量、作用角、弁の開閉タイミングのうちの一つ、もしくは複数のものを意味する。
【００１０】
２番目の発明では１番目の発明において、上記所定期間は、上記異常検出手段により異常が検出された時点から上記内燃機関の発生トルクが目標トルクに低下するまでの期間である。
２番目の発明によれば、上記異常検出時点から上記内燃機関の発生トルクが目標トルクに低下するまでの間、上記トルク低減手段により上記トルクの低減が図られる。上記内燃機関の発生トルクが目標トルクに低下すれば、意図しない機関回転数の上昇や車両の加速を生じてしまう恐れはない。したがって、２番目の発明によれば上記所定期間が適切に設定され、上記開弁特性制御手段に異常が発生した場合に生じ得る意図しない機関回転数の上昇または車両の加速をより確実に且つより効率的に抑制することができる。
【００１１】
３番目の発明では１番目の発明において、上記所定期間は、上記異常検出手段により異常が検出された時点から吸気量が目標吸気量に低下するまでの期間である。
３番目の発明によれば、上記異常検出時点から吸気量が目標吸気量に低下するまでの間、上記トルク低減手段により上記トルクの低減が図られる。吸気量が上記目標吸気量に低下すれば、もはや内燃機関の発生トルクが意図せずに上昇して機関回転数の上昇や車両の加速を生じてしまう恐れはない。したがって、３番目の発明によれば上記所定期間が適切に設定され、上記開弁特性制御手段に異常が発生した場合に生じ得る意図しない機関回転数の上昇または車両の加速をより確実に且つより効率的に抑制することができる。
【００１２】
４番目の発明では１番目の発明において、上記所定期間は、上記異常検出手段により異常が検出された時点から機関回転数が目標回転数に低下するまでの期間である。
４番目の発明によれば、上記異常検出時点から機関回転数が目標回転数に低下するまでの間、上記トルク低減手段により上記トルクの低減が図られる。機関回転数が目標回転数に低下すれば、内燃機関の発生トルクが意図せずに上昇して車両の加速等を生じてしまう恐れはない。したがって、４番目の発明によれば上記所定期間が適切に設定され、上記開弁特性制御手段に異常が発生した場合に生じ得る意図しない機関回転数の上昇または車両の加速をより確実に且つより効率的に抑制することができる。
【００１３】
５番目の発明では１番目から４番目の何れかの発明において、上記トルク低減手段は、全気筒もしくは一部の気筒に対して燃料供給を停止することと、点火時期を遅角させることとのうちの少なくとも一方により上記内燃機関の発生トルクを低減せしめる。
５番目の発明では、上記トルク低減手段は内燃機関の発生トルクを低減せしめる。また、５番目の発明によれば、比較的簡単な制御により応答性良く上記トルクの低減を図ることができる。
【００１４】
６番目の発明では１番目から４番目の何れかの発明において、上記トルク低減手段は、上記内燃機関が搭載されている車両の制動装置を作動させることと、変速装置のシフト位置を高速側へ切替えることとのうちの少なくとも一方により駆動系への伝達トルクを低減せしめる。
６番目の発明では、上記トルク低減手段は駆動系への伝達トルクを低減せしめる。また、６番目の発明によれば、比較的簡単な制御により応答性良く上記トルクの低減を図ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。図１は、本発明の内燃機関の制御装置の一実施形態の概略構成図である。図１において、１は内燃機関本体、２は吸気弁、３は排気弁、８は気筒内に形成された燃焼室、９はバルブリフト量を変更するためのバルブリフト量変更装置である。つまり、本実施形態ではバルブリフト量変更装置９を作動させることにより、吸気弁２のバルブリフト量を制御することができる。
【００１６】
バルブリフト量変更装置９を作動させることによって吸気弁２のバルブリフト量が変更されると、それに伴って吸気弁２の開口面積が変更されることになる。本実施形態の吸気弁２では、バルブリフト量が増加されるに従って吸気弁２の開口面積が増加する。また後述するように本実施形態ではバルブリフト量変更装置９によって吸気弁２のバルブリフト量が変更されると、それに伴って吸気弁２の作用角も変更される。
【００１７】
一方、１１は吸気弁２のバルブリフト量及び作用角を変更することなく開閉タイミングをシフトさせるための開閉タイミングシフト装置である。つまり、開閉タイミングシフト装置１１を作動することにより、吸気弁２の開閉タイミングを進角側にシフトさせたり、遅角側にシフトさせたりすることができ、これによってバルブオーバーラップ量の調整等を行うことができる。
【００１８】
１５は燃料噴射弁、１６は吸気弁２のバルブリフト量及び作用角、並びに開閉タイミングシフト量を検出するための開弁特性センサ、１７は機関回転数を検出するための機関回転数センサである。１８は気筒内に吸入空気を供給する吸気管内の圧力（以下、「吸気圧」と言う）を検出するための吸気圧センサ、１９はエアフローメータ、２０は内燃機関冷却水の温度を検出するための冷却水温センサ、２１は気筒内に供給される吸入空気の吸気管内における温度（以下、「吸気温」と言う）を検出するための吸気温センサ、２２はＥＣＵ（電子制御装置）である。５０はシリンダ、５１，５２は吸気管、５３はサージタンク、５４は排気管、５５は点火栓、５６は吸気通路を流れる空気量を調整するスロットル弁である。スロットル弁５６はまた、スロットル弁開度センサ（図示なし）を有しており、スロットル弁開度の情報がＥＣＵ２２へ供給されるようになっている。
【００１９】
本実施形態において、燃料噴射弁１５はＥＣＵ２２に接続されており、ＥＣＵ２２からの信号によって噴射される燃料量や噴射時期を制御することができる。同様に、点火栓５５もＥＣＵ２２に接続されており、ＥＣＵ２２からの信号によって点火時期を制御することができる。また、スロットル弁５６の開度はアクセルペダルの踏込み量（以下、「アクセル踏込み量」と言う）とは無関係に変更することができ、スロットル弁開度を調整することで吸気圧を制御することができる。
【００２０】
本実施形態では、燃焼室８内に吸入される空気量、すなわち吸気量が、吸気弁２の開弁特性とスロットル弁５６の開度（より詳細には、吸気圧）とを協調制御することによって制御される。なお、他の実施形態では、これらに加え、アイドルスピードコントロールバルブ（図示なし）の開度を制御することによって吸気量を制御するようにしてもよい。
【００２１】
図２は、バルブリフト量変更装置９が作動されるのに伴って吸気弁２のバルブリフト量が変化する様子を示した図である。図２に示すように、バルブリフト量変更装置９によって吸気弁２のバルブリフト量が連続的に変更せしめられる。また、上述したように本実施形態においては、バルブリフト量の変化に伴って、吸気弁２の開弁期間に対応する作用角についても変化する。詳細には、吸気弁２のバルブリフト量が増加せしめられるのに伴って、吸気弁２の作用角が増加せしめられる（実線→破線→一点鎖線）。したがって、本実施形態のおいて、バルブリフト量変更装置９はリフト量制御手段と作用角制御手段の両方を構成する。
【００２２】
また、本実施形態では、バルブリフト量変更装置９が作動されるのに伴って、吸気弁２のバルブリフト量がピークとなるタイミングも変更せしめられる。より詳細には、図２に示されているように、吸気弁２のバルブリフト量が増加せしめられるのに伴って、吸気弁２のバルブリフト量がピークとなるタイミングが遅角せしめられる。
【００２３】
一方、図３は、開閉タイミングシフト装置１１が作動されるのに伴って吸気弁２の開閉タイミングがシフトする様子を示した図である。図３に示すように、開閉タイミングシフト装置１１によって吸気弁２の開閉タイミングが連続的に変更せしめられる。この時、吸気弁２の作用角は変更されない。
【００２４】
上述したように、本実施形態においては、バルブリフト量変更装置９や開閉タイミングシフト装置１１等によって吸気弁２の開弁特性を制御することができ、スロットル弁５６等によって吸気圧を制御することができる。そして、通常はこの開弁特性（リフト量、作用角、バルブタイミング）と吸気圧とを協調制御することによって吸気量が目標吸気量Ｑｏになるように制御される。
【００２５】
すなわち、この目標吸気量Ｑｏは、例えば次の燃料噴射時までの時間に相当する所定時間Ｔｄの経過後に実現すべき吸気量であり、まずこの目標吸気量Ｑｏが、内燃機関の運転状態、より詳細にはその時の機関回転数ＮＥ及びアクセル踏込み量から求められる要求トルクに基づいて決定される。そして、この目標吸気量Ｑｏを実現すべく吸気弁２の目標リフト量と目標作用角とが決定される。なお、上述の説明から明らかなように、本実施形態においてはリフト量と作用角には一定の関係があり、作用角が決まればリフト量も決まるので、実際には目標作用角がマップを用いて決定される。
【００２６】
目標作用角は、機関回転数ＮＥ、目標吸気量Ｑｏ、吸気弁２の開閉タイミングシフト量（すなわち、基準となる開閉タイミングからの遅角または進角量であって開閉タイミングシフト装置１１による変位角）に対して、燃費、エミッション、トルク変動等の条件が複合的に最適となる作用角が得られるように作成されたマップに基づいて決定される。このようなマップは事前に実験等によって求められ、ＥＣＵ２２に記憶させておく。
【００２７】
目標作用角（及び目標リフト量）が決定されると、続いて、上記目標作用角（及び目標リフト量）との組合せによって目標吸気量Ｑｏを実現できる目標吸気圧が決定される。ここで上記目標吸気圧は、目標吸気量Ｑｏを実現する吸気圧を機関回転数ＮＥ、作用角、目標吸気量Ｑｏ等に対して求めたマップを予め作成してＥＣＵ２２に記憶させておき、これに基づいて求める。
【００２８】
そして、作用角及び吸気圧が目標作用角及び目標吸気圧になるように、上記バルブリフト量変更装置９や開閉タイミングシフト装置１１、スロットル弁５６が作動されて吸気量が目標吸気量Ｑｏになるように制御される。
【００２９】
また、本実施形態において燃料噴射量は、燃焼室８内で生成される混合気の空燃比を所定の値に維持するため上記所定時間Ｔｄ経過後の予想吸気量Ｑｐに応じて決定される。なお、この予想吸気量Ｑｐは、種々の方法で求めることが可能であるが、一般に実際の吸気量を考慮して求められる。すなわち、例えば、その時の内燃機関の運転状態（すなわち、機関回転数ＮＥやアクセル踏込み量等）に加え、その時の開弁特性センサ１６からの出力や吸気圧センサ１８からの出力等をも考慮して上記所定時間Ｔｄ経過後の予想開弁特性と予想吸気圧とを予想し、それらに基づいて求められる。また、これらのセンサ１６、１８に異常が発生した場合には上記内燃機関の運転状態に加え、その時のエアフローメータ１９からの出力等に基づいて求めるようにする。
【００３０】
以上の説明から明らかなように、バルブリフト量変更装置９、開閉タイミングシフト装置１１、スロットル弁５６等に異常が発生していない場合には、これらが上記目標吸気量Ｑｏを実現するように制御され作動するので、上記予想吸気量Ｑｐと上記目標吸気量Ｑｏとが一致し、燃料噴射量が要求トルクに対して適正なものとなるので良好な運転が実現される。その一方、上記バルブリフト量変更装置９等に異常が生じると、上記予想吸気量Ｑｐと上記目標吸気量Ｑｏとが一致しなくなり、燃料噴射量が要求トルクに対して適正なものでなくなって、様々な不都合が生じ得る。
【００３１】
例えば、上記バルブリフト量変更装置９の動作に異常が生じ、大きな作用角のまま固着してしまった場合には、上記予想吸気量Ｑｐが上記目標吸気量Ｑｏよりも多くなり、燃料噴射量が要求トルクに対して過多になって、意図しない機関回転数の上昇や意図しない車両の加速（いわゆる「オーバーラン」）が生じてしまう恐れがある。
【００３２】
本実施形態においては、上記バルブリフト量変更装置９や開閉タイミングシフト装置１１等の開弁特性制御手段に異常が発生したことが検出された場合には、スロットル弁５６を制御することのみによる吸気量の制御が開始される。これにより、上記予想吸気量Ｑｐと上記目標吸気量Ｑｏとの一致が図れれば良好に運転を継続することが可能になる。しかしながら、上記スロットル弁５６により制御される吸気圧は応答性が低いことから、ただ単に上記協調制御から上記スロットル弁５６による制御へと切替えを行った場合には、その切替え後もしばらくの間吸気量が増大してしまい、その時点でも意図しない機関回転数の上昇や意図しない車両の加速（いわゆる「オーバーラン」）が生じてしまう恐れがある。
【００３３】
そこで、本実施形態においては、上記開弁特性制御手段に異常が発生したことが検出された場合、以下で説明するような制御が行われ、上記開弁特性制御手段に異常が発生した場合に生じ得る意図しない機関回転数の上昇または車両の加速をより確実に抑制するようにされている。次に、この制御について、図４のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００３４】
図４は、本実施形態の制御装置のための制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンはＥＣＵ２２により一定時間毎の割込みによって実施される。
本制御ルーチンがスタートすると、まずステップ１０１において、現在の吸気量制御が開弁特性と吸気圧との協調制御により行われているか否かが判定される。そして、既にスロットル弁５６の制御のみによる吸気量制御が実施されている場合等であって上記協調制御が実施されていないと判定された場合には本制御ルーチンは終了する。一方、ステップ１０１において上記協調制御が実施されていると判定された場合にはステップ１０３へ進む。
【００３５】
ステップ１０３においては、開弁特性制御手段について異常が発生しているか否かが判定される。開弁特性制御手段の異常には、例えば作用角制御手段についての異常があり、本実施形態の場合これはバルブリフト量変更装置９の作動不良や開弁特性センサ１６の故障等によって生じ得る。そしてこれらは、開弁特性センサ１６からの出力、あるいはその値の標準値との比較等によって検出することができる。
【００３６】
ステップ１０３において、開弁特性制御手段の異常が検出されなかった場合、すなわち上記異常が発生していないと判定された場合には本制御ルーチンは終了する。一方、ステップ１０３において開弁特性制御手段の異常が検出された場合、すなわち上記異常が発生していると判定された場合にはステップ１０５へ進み、スロットル弁５６の制御のみによる吸気量制御が開始される。すなわち、吸気量が上記目標吸気量Ｑｏとなるようにスロットル弁５６が制御される（言い換えれば、燃料噴射量を決定する上記予想吸気量Ｑｐが上記目標吸気量Ｑｏとなるようにスロットル弁５６が制御される。）。
【００３７】
また、ステップ１０５における上記吸気量制御の開始とほぼ同時に、上記開弁特性制御手段についての異常の影響で吸気量（上記予想吸気量Ｑｐ）が上記目標吸気量Ｑｏよりも多くなる可能性があるか否かについて判定される（ステップ１０７）。すなわち、開弁特性制御手段に異常が検出された時の開弁特性が上記協調制御を実施している場合に上記目標吸気量Ｑｏを実現する時の開弁特性（目標開弁特性（目標リフト量、目標作用角、目標バルブタイミング））と比べて吸気量（上記予想吸気量Ｑｐ）を多くするものであるか否かが判定される。
【００３８】
例えば、作用角を例にとると、上記異常が検出された時の作用角Ｓａｐと上記協調制御を実施している場合に上記目標吸気量Ｑｏを実現する時の作用角（目標作用角）Ｓａｃとを比較して、上記作用角Ｓａｐが上記作用角Ｓａｃ以上であれば、吸気量（上記予想吸気量Ｑｐ）が上記目標吸気量Ｑｏよりも多くなる可能性があると判定し、上記作用角Ｓａｐが上記作用角Ｓａｃ未満であれば、吸気量（上記予想吸気量Ｑｐ）が上記目標吸気量Ｑｏよりも多くなる可能性はないと判定する。
【００３９】
なお、開弁特性センサ１６の故障等により、上記異常が検出された時の開弁特性が不明である場合には、吸気量（上記予想吸気量Ｑｐ）が上記目標吸気量Ｑｏよりも多くなる可能性があると判定する。
ステップ１０７において、吸気量（上記予想吸気量Ｑｐ）が上記目標吸気量Ｑｏよりも多くなる可能性がないと判定された場合には、本制御ルーチンは終了する。これは、このような場合に以下で述べるようなトルク低減制御を実施する必要がないからである。一方、吸気量（上記予想吸気量Ｑｐ）が上記目標吸気量Ｑｏよりも多くなる可能性があると判定された場合には、ステップ１０９に進む。
【００４０】
ステップ１０９においては、機関回転数ＮＥが所定の機関回転数ＮＥｃより大きいか否かが判定される。このステップ１０９は、機関回転数ＮＥが低い場合に後述するようなトルク低減制御が実施されるとエンスト（エンジン−ストップ）してしまう場合があるため、機関回転数ＮＥが所定の機関回転数ＮＥｃ以下である時にはトルク低減制御を実施しないようにして、トルク低減制御の実施によるエンストの発生を抑制するためのものである。上記の所定の機関回転数ＮＥｃは、このような趣旨に沿って予め定められる。すなわち、例えばトルク低減制御を実施した場合にエンストの可能性のある最大の回転数を実験等によって求め、その回転数に基づいて決定される。ステップ１０９において、機関回転数ＮＥが所定の機関回転数ＮＥｃ以下であると判定された場合には本制御ルーチンは終了し、機関回転数ＮＥが所定の機関回転数ＮＥｃより大きいと判定された場合には、ステップ１１１へ進む。
【００４１】
ステップ１１１においては、内燃機関の発生トルクと駆動系への伝達トルクとのうちの少なくとも一方を低減せしめるトルク低減制御が実施される。このトルク低減制御は、より応答性の高い方法で行われる。そうすることで、スロットル弁５６による吸気圧制御の応答性の低さに起因する吸気量の増加に伴う意図しない機関回転数の上昇または車両の加速を抑制することができる。
【００４２】
上記トルク低減制御のうち内燃機関の発生トルク自体を低減する方法としては、例えば、全気筒もしくは一部の気筒（例えば４気筒のうちの２気筒等）に対して燃料供給を停止する方法や、点火時期を遅角させる方法等がある。また、上記トルク低減制御のうち駆動系への伝達トルクを低減する方法としては、例えば、上記内燃機関が搭載されている車両の制動装置を作動させる方法や、変速装置のシフト位置を高速側へ切替える方法等がある。なお、これらの方法は複数の方法を同時に実施するようにしても良い。
【００４３】
続くステップ１１３では、それまでのトルク低減制御の実施時間Ｔｐが予め定めたトルク低減制御実施継続期間Ｔｃと比較される。上記トルク低減制御は、スロットル弁５６の制御のみによって吸気量制御が充分に行えるようになるまでの期間、すなわちステップ１０３における異常検出時から吸気量（上記予想吸気量Ｑｐ）が上記目標吸気量Ｑｏ以下になるまでの期間実施することが好ましい。したがって、上記所定期間Ｔｃを、上記異常検出時から吸気量（上記予想吸気量Ｑｐ）が上記目標吸気量Ｑｏに低下する時までの期間であるとし、ステップ１１３においては吸気量（上記予想吸気量Ｑｐ）が上記目標吸気量Ｑｏに低下した時に上記所定期間Ｔｃが経過した（すなわちＴｃ≦Ｔｐとなった）と判定するようにしてもよい。または同様に、上記内燃機関の発生トルクが目標トルクに低下した時、もしくは、機関回転数が目標回転数に低下した時に上記所定期間Ｔｃが経過した（すなわちＴｃ≦Ｔｐとなった）と判定するようにしてもよい。
【００４４】
あるいは、異常検出時から吸気量（上記予想吸気量Ｑｐ）が上記目標吸気量Ｑｏ以下になるまでの期間について実験もしくはシミュレーション等を行い、その結果に基づいて上記所定期間Ｔｃを決定するようにしてもよい。この場合、上記所定期間Ｔｃは一定値であっても良いし、例えば内燃機関の運転条件（例：異常検出時の機関回転数等）に応じて変化するようにしても良い。
【００４５】
ステップ１１３において、それまでのトルク低減制御の実施時間Ｔｐが上記所定期間Ｔｃ以上である、すなわちトルク低減制御が上記所定期間Ｔｃだけ実施されたと判定された場合には、ステップ１１７に進んでトルク低減制御が終了せしめられ、本制御ルーチンが終了する。一方、ステップ１１３において、それまでのトルク低減制御の実施時間Ｔｐが上記所定期間Ｔｃよりも小さい、すなわち、まだトルク低減制御が上記所定期間Ｔｃだけ実施されていないと判定された場合には、ステップ１１５に進む。
【００４６】
ステップ１１５においては、その時の機関回転数ＮＥが上述した所定の機関回転数ＮＥｃより大きいか否かが判定される。このステップ１１５は、ステップ１０９とほぼ同様の趣旨であり、トルク低減制御を継続することによるエンストの発生を抑制するためのものである。ステップ１１５において、機関回転数ＮＥが所定の機関回転数ＮＥｃ以下であると判定された場合にはステップ１１７へ進んでトルク低減制御が中止され、本制御ルーチンは終了する。一方、機関回転数ＮＥが所定の機関回転数ＮＥｃより大きいと判定された場合には、ステップ１１１へ戻り、トルク低減制御が継続される。
【００４７】
以上、説明したように本実施形態の制御装置によれば、開弁特性制御手段に異常が発生したことが検出された場合には、その時から所定期間の間、応答性の低いスロットル弁５６による吸気圧制御以外の方法、すなわちより応答性の高い方法で内燃機関の発生トルクと駆動系への伝達トルクとのうちの少なくとも一方が低減される。したがって、本実施形態の制御装置によれば、開弁特性制御手段に異常が発生した場合に生じ得る意図しない機関回転数の上昇または車両の加速をより確実に抑制することができる。また、上記所定期間の経過後はスロットル弁５６のみによって吸気量が制御され、運転を継続することができる。なお、図４に示した制御ルーチンにおいて、ステップ１０７、ステップ１０９、ステップ１１５の制御ステップを省略しても、上述の開弁特性制御手段に異常が発生した場合に生じ得る意図しない機関回転数の上昇または車両の加速をより確実に抑制するという効果を得ることは可能である。
【００４８】
次に、本実施形態の制御装置によって図４に示した制御ルーチンによる制御が実施された場合の一例について、その制御時の作用角、スロットル弁開度、吸気圧、吸気量、車両加速度等の各値の経時変化を示す図を参照しつつ説明する。なお、ここでは、説明を簡単にするためにアクセル踏込み量が一定で車両加速度を一定に保とうとしている場合を例にとって説明する。
【００４９】
図５は、バルブリフト量変更装置９に異常が発生して作用角（及びリフト量）が増加されてしまった場合に、上記トルク低減制御として一部の気筒の燃料供給を停止する制御と、点火時期を遅角させる制御とが実施された場合について示している。図中、実際の値の変化が太線で、制御の目標値の変化が細線で示されており、太線と細線とが重なる部分については太線のみが示されている。
【００５０】
図５に示した例では、時刻ｔ１においてバルブリフト量変更装置９に異常が発生し、時刻ｔ２においてその異常が検出されている。時刻ｔ１でバルブリフト量変更装置９に異常が発生し作用角が増大し始めると、その影響で吸気圧はやや低下するが吸気量は増大し、車両加速度が増加し始める。その後、時刻ｔ２において異常が検出されるとスロットル弁５６の制御のみによる吸気量制御が開始される。図５の例では作用角の増大に対応してスロットル弁開度が閉側に制御されている。しかし、スロットル弁開度の変化に対する吸気圧変化の応答性は低いので、時刻ｔ２においてスロットル弁開度が閉側に制御され始めたことによる吸気圧の低下はｔ２からしばらくしてから開始される。その後、時刻ｔ３にはスロットル弁開度は目標開度となるが、吸気圧が目標吸気圧となるのは時刻ｔ４であり、この間（すなわち、時刻ｔ２からｔ４までの間）、作用角と吸気圧との関係から吸気量は図５に示したように変化する。このため、もしトルク低減制御を実施しなければ、車両加速度が図５に点線で示したように変化してしまうことになる。
【００５１】
ここで、図５に示した例では時刻ｔ２において異常が検出された時点でトルク低減制御として、一部の気筒に対して燃料供給を停止する燃料供給停止制御と、点火時期を遅角させる点火時期遅角制御とが開始されている。これらの制御は吸気量が目標吸気量以下になる時刻ｔ４まで継続され、その間、内燃機関の発生トルクが低減せしめられる。そしてその結果、車両加速度は図５に太線で示されたように変化することになる。すなわち、この制御によってバルブリフト量変更装置９に異常が生じた場合に生じ得る意図しない車両の加速がより確実に抑制される。なお、点火時期の制御に関しては、図５に示したように時刻ｔ４から徐々に点火時期を早めて通常の状態に戻すようにしてトルクショックの発生を抑制するようにしている。
【００５２】
なお、上述の図５の例では、トルク低減制御として内燃機関の発生トルク自体を低減する制御を実施する場合について説明したが、このような発生トルク低減制御の代わりに、もしくはそれに加えて、上述したような駆動系への伝達トルクを低減する制御を時刻ｔ２からｔ４まで行うようにしてもよい。
【００５３】
また、上述の実施形態では、バルブリフト量（及び作用角）変更装置９及び開閉タイミングシフト装置１１によって吸気弁２の開弁特性のみが変更され、排気弁３の開弁特性は変更されていないが、他の実施形態では、排気弁用のバルブリフト量変更装置及び開閉タイミングシフト装置等を設けることによって排気弁３の開弁特性を変更できるようにすることも可能である。
【００５４】
更に、上述の実施形態では、作用角とバルブリフト量に一定の関係があったが、他の実施形態では作用角とバルブリフト量とを互いに独立に変更するようにしてもよく、作用角のみもしくはバルブリフト量のみを変更するようにしてもよい。更に、吸気弁２及び排気弁３はカム等によって機械的に駆動されてもよいし、吸気弁及び排気弁の両方または一方を電磁的に駆動するようにしてもよい。
【００５５】
【発明の効果】
各請求項に記載の発明は、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開弁特性を制御する開弁特性制御手段と、内燃機関に接続された吸気通路を流れる空気量を調整する流量調整手段とを有する内燃機関において、上記開弁特性制御手段に異常が発生した場合に生じ得る意図しない機関回転数の上昇または車両の加速をより確実に抑制することができるという共通の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の内燃機関の制御装置の一実施形態の概略構成図である。
【図２】図２は、バルブリフト量変更装置が作動されるのに伴って吸気弁のバルブリフト量及び作用角が変化する様子を示した図である。
【図３】図３は、開閉タイミングシフト装置が作動されるのに伴って吸気弁の開閉タイミングがシフトする様子を示した図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態の制御装置のための制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】図５は、本発明の一実施形態の制御装置によって図４に示した制御ルーチンによる制御が実施された場合の一例について説明するための図であって、その制御時の作用角、スロットル弁開度、吸気圧、吸気量、車両加速度等の経時変化を示す図である。
【符号の説明】
１…内燃機関本体
２…吸気弁
３…排気弁
８…燃焼室
９…バルブリフト量変更装置
１１…開閉タイミングシフト装置
１６…開弁特性センサ
１８…吸気圧センサ
１９…エアフローメータ
５６…スロットル弁

Claims (6)

1. 吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開弁特性を制御する開弁特性制御手段と、内燃機関に接続された吸気通路を流れる空気量を調整する流量調整手段とを有する内燃機関の制御装置であって、
   上記開弁特性制御手段の異常を検出する異常検出手段と、
   該異常検出手段により異常が検出された後は、上記流量調整手段を制御して内燃機関の吸気量を制御する吸気量制御手段と、
   上記異常検出手段により異常が検出された時点から所定期間は、上記内燃機関の発生トルクと駆動系への伝達トルクとのうちの少なくとも一方を低減せしめるトルク低減手段と、を有することを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 上記所定期間は、上記異常検出手段により異常が検出された時点から上記内燃機関の発生トルクが目標トルクに低下するまでの期間である、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 上記所定期間は、上記異常検出手段により異常が検出された時点から吸気量が目標吸気量に低下するまでの期間である、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
4. 上記所定期間は、上記異常検出手段により異常が検出された時点から機関回転数が目標回転数に低下するまでの期間である、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
5. 上記トルク低減手段は、全気筒もしくは一部の気筒に対して燃料供給を停止することと、点火時期を遅角させることとのうちの少なくとも一方により上記内燃機関の発生トルクを低減せしめる、請求項１から４の何れか一項に記載の内燃機関の制御装置。
6. 上記トルク低減手段は、上記内燃機関が搭載されている車両の制動装置を作動させることと、変速装置のシフト位置を高速側へ切替えることとのうちの少なくとも一方により駆動系への伝達トルクを低減せしめる、請求項１から４の何れか一項に記載の内燃機関の制御装置。

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