JP2569999B2

JP2569999B2 - 可変バルブタイミング装置のフェイルセーフシステム

Info

Publication number: JP2569999B2
Application number: JP3136867A
Authority: JP
Inventors: 敏男末松; 栄治神田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1991-06-07
Filing date: 1991-06-07
Publication date: 1997-01-08
Anticipated expiration: 2012-01-08
Also published as: JPH04362249A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は可変バルブタイミング装
置のフェールセーフシステムに係り、特に運転状態に応
じて吸気弁と排気弁のバルブタイミングを可変する装置
が故障したときの内燃機関の不調を防止するフェイルセ
ーフシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、運転状態に応じて吸気弁と排
気弁の各開弁期間がオーバーラップする期間を可変する
ことにより、運転状態に応じた最適な機関トルクを得る
ようにした可変バルブタイミング装置を備えた内燃機関
において、可変バルブタイミング装置が故障したときは
アイドル設定回転数を増大させるようにしたフェイルセ
ーフシステムが知られている（特開平１−１１０８４４
号公報）。

【０００３】すなわち、この従来のフェイルセーフシス
テムでは、可変バルブタイミング装置が故障して低中速
高負荷時のバルブタイミングで制御されると、アイドル
時には吸気弁と排気弁の開弁期間のオーバーラップ量が
大きすぎて有効圧縮比が低下し、機関ストールが発生す
るおそれがあるため、アイドル・スピード・コントロー
ル（ＩＳＣ）システムが目標とするアイドル設定回転数
を増大させるようにしたものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、この従来の
フェイルセーフシステムではアイドル時以外については
故障対策がなされないため、アイドル時以外の運転領域
で可変バルブタイミング装置が故障したときの、特に空
燃比フィードバックシステムが非作動中の機関不調を回
避することができないという問題がある。

【０００５】すなわち、可変バルブタイミング装置が故
障して低中速高負荷時のオーバーラップ期間が大である
バルブタイミングのままとなると、空燃比フィードバッ
ク作動中は低負荷運転時にバルブオーバーラップ期間が
大きすぎて燃焼不安定状態となっても、その場合は排気
ガス中の酸素濃度が増大するから空燃比をリッチとする
ように燃料噴射量のフィードバック制御が行なわれるか
ら問題ない。しかし、空燃比フィードバック非作動中
（すなわち空燃比オープンループ制御時）には上記のフ
ィードバック制御ができないため、排気ガスが吸気系へ
吹き戻され、その排気ガスを再び燃焼室に吸気して、燃
焼室内の不活性ガスの割合いが増大し、着火性が悪化し
て燃焼が不安定となり、上記の可変バルブタイミング装
置の故障により機関ストールする可能性がある。

【０００６】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
可変バルブタイミング装置の異常検出時に燃料噴射量を
増量することにより、上記の課題を解決した可変バルブ
タイミング装置のフェイルセーフシステムを提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】図１は本発明になる可変
バルブタイミング装置のフェイルセーフシステムの原理
構成図を示す。同図中、可変バルブタイミング装置１１
は内燃機関１０の吸気弁と排気弁の各開弁期間がオーバ
ーラップする期間を運転状態に応じて可変する。異常検
出手段１２はこの可変バルブタイミング装置１１でオー
バーラップ期間が小であるべきにも拘らず実際のオーバ
ーラップ期間が大となっている異常を検出する。

【０００８】空燃比制御手段１３は内燃機関１０の空燃
比を目標空燃比とするよう燃料噴射弁１６による燃料噴
射量をフィードバック制御する。検出手段１４は空燃比
制御手段１３が非作動中で空燃比のオープンループ制御
が行なわれていることを検出する。燃料噴射量増量手段
１５は検出手段１４によるオープンループ制御検出時
で、かつ、異常検出手段１２による異常検出時には燃料
噴射弁１６による燃料噴射量を増量する。

【０００９】異常検出手段１２は低負荷運転状態でも可
変バルブタイミング装置１１の高負荷運転時のオーバー
ラップ期間が大であるバルブタイミングのままで低負荷
運転時のオーバーラップ期間が小であるべきバルブタイ
ミングに切換わらないときは、可変バルブタイミング装
置１１の異常として検出する。この異常検出時で、か
つ、空燃比制御手段１３により空燃比のオープンループ
制御が行なわれているときは、吸気弁と排気弁の各開弁
期間のオーバーラップ期間が長すぎるため、そのままで
はラフアイドル状態となる。しかして、本発明では、こ
の場合は燃料噴射量増量手段１５により燃料噴射量を増
量しているため、機関の燃焼状態を安定にすることがで
きる。

【００１０】

【実施例】図２は本発明の一実施例のシステム構成図を
示す。本実施例は内燃機関１０として４気筒４サイクル
火花点火式内燃機関（エンジン）に適用した例で、図２
には任意の一気筒の構造断面図を示しており、後述する
マイクロコンピュータ２１によってシステム各部が制御
される。

【００１１】図２において、エンジンブロック２２内に
図中、上下方向に往復運動するピストン２３が収納さ
れ、また燃焼室２４が吸気弁２６を介してインテークマ
ニホルド２５に連通される一方、排気弁２７を介してエ
キゾーストマニホルド２８に連通されている。また、燃
焼室２４にプラグギャップが突出するように点火プラグ
２９が設けられている。

【００１２】インテークマニホルド２５の上流側はサー
ジタンク３０を介して４気筒共通に吸気管３１に連通さ
れている。この吸気管３１内にはスロットルバルブ３
３、エアフローメータ３２が夫々設けられている。スロ
ットルバルブ３３はアクセルペダルに連動して開度が調
整される構成とされており、またその開度はスロットル
ポジションセンサ３４により検出される構成とされてい
る。エアフローメータ３２の下流側には吸入空気温を測
定する吸気温センサ３５が設けられている。また、スロ
ットルバルブ３３を迂回し、かつ、スロットルバルブ３
３の上流側と下流側とを連通するバイパス通路３６が設
けられ、そのバイパス通路３６の途中にソレノイドによ
って開弁度が制御されるアイドル・スピード・コントロ
ール・バルブ（ＩＳＣＶ）３７が取付けられている。

【００１３】３８は燃料噴射弁で、前記燃料噴射弁１６
に相当し、インテークマニホルド２５を通る空気流中
に、後述のマイクロコンピュータ２１の指示に従い、燃
料を噴射する。また、酸素濃度検出センサ（Ｏ₂セン
サ）３９はエキゾーストマニホルド２８を一部貫通突出
するように設けられ、触媒装置に入る前の排気ガス中の
酸素濃度を検出する。４０は水温センサで、エンジンブ
ロック２２を貫通して一部がウォータジャケット内に突
出するように設けられており、エンジン冷却水の水温を
検出する。４１はイグナイタで、イグニッションコイル
（図示せず）の一次電流を開閉する。

【００１４】また、４２はディストリビュータで、エン
ジンクランクシャフトの基準位置検出信号を発生する気
筒判別センサ４３と、エンジン回転数信号を例えば３０
℃Ａ毎に発生する回転角センサ４４とを有している。

【００１５】更に、４５は油圧コントロールソレノイド
バルブで、動弁機構４６と共に前記した可変バルブタイ
ミング装置１１を構成している。動弁機構４６は後述す
る如く、吸気弁２６と排気弁２７の開閉タイミング制御
を油圧コントロールソレノイドバルブ４５からの油圧の
オン／オフに応じて切換える周知の構造とされている。

【００１６】このような構成の各部の動作を制御するマ
イクロコンピュータ２１は図３に示す如きハードウェア
構成とされている。同図中、図２と同一構成部分には同
一符号を付し、その説明を省略する。図３において、マ
イクロコンピュータ２１は中央処理装置（ＣＰＵ）５
０，処理プログラムを格納したリード・オンリ・メモリ
（ＲＯＭ）５１，作業領域として使用されるランダム・
アクセス・メモリ（ＲＡＭ）５２，エンジン停止後もデ
ータを保持するバックアップＲＡＭ５３，入力インタフ
ェース回路５４，マルチプレクサ付きＡ／Ｄコンバータ
５６及び入出力インタフェース回路５５などから構成さ
れており、それらはバス５７を介して互いに接続されて
いる。

【００１７】Ａ／Ｄコンバータ５６はエアフローメータ
３２からの吸入空気量検出信号、吸気温センサ３５から
の吸気温検出信号、スロットルポジションセンサ３４か
らの検出信号、水温センサ４０からの水温検出信号、Ｏ
₂センサ３９からの酸素濃度検出信号を入力インタフェ
ース回路５４を通して順次切換えて取り込み、それをア
ナログ・ディジタル変換してバス５７へ順次送出する。

【００１８】入出力インタフェース回路５５はスロット
ルポジションセンサ３４からの検出信号及び回転角セン
サ４４からのエンジン回転数（ＮＥ）に応じた回転数信
号などが夫々入力され、それをバス５７を介してＣＰＵ
５０へ入力する。

【００１９】また、ＣＰＵ５０は上記の入出力インタフ
ェース回路５５及びＡ／Ｄ変換器５６からバス５７を通
して入力された各データに基づいて、各種演算処理を実
行し、得られたデータをバス５７及び入出力インタフェ
ース回路５５を通してＩＳＣＶ３７，燃料噴射弁３８，
イグナイタ４１及び油圧コントロールソレノイドバルブ
４５へ適宜選択出力し、ＩＳＣＶ３７の開度を制御して
アイドル回転数を目標回転数に制御したり、燃料噴射弁
３８による燃料噴射時間、すなわち単位時間当りの燃料
噴射量を制御したり、イグナイタ４１により点火時期制
御を行なわせ、また油圧コントロールソレノイドバルブ
４５を介して動弁機構４６による公知のバルブタイミン
グ制御を行なう。

【００２０】次に、このバルブタイミング制御について
説明する。図４は可変バルブタイミング装置の特性図を
示し、縦軸はスロットル開度、横軸はエンジン回転数
（単位ｒｐｍ）を示す。同図に示すように、スロットル
開度が所定値以下の低負荷運転状態、及びエンジン回転
数が所定値Ｎ₁以上の高速運転状態の運転領域Ｉでは油
圧コントロールソレノイドバルブ４５はオフとされる。

【００２１】これにより、動弁機構４６は図５（Ａ）に
示す如く、排気弁２７の開弁期間Ｔ ₂₇に対して吸気弁２
６の開弁タイミングを遅らせて、吸気弁２６の開弁期間
Ｔ₂₆のうち吸気弁２６が開き始めてからθ₁の小なる期
間、排気弁２７の開弁期間Ｔ ₂₇とオーバーラップさせる
ことにより、燃焼室のガス吹き抜け等を防止すると共に
機関トルクを抑える。

【００２２】これに対し、図４にIIで示す如く、スロッ
トル開度が所定値以上で、かつ、エンジン回転数がＮ₁
未満の高負荷運転領域では油圧コントロールソレノイド
バルブ４５はオンとされる。これにより、動弁機構４６
は図５（Ｂ）に示す如く吸気弁２６の開弁タイミングだ
けを早めて、吸気弁２６の開弁期間Ｔ₂₆’（上死点前３
０°から下死点後４０°）のうち吸気弁２６が開き始め
てからθ₂（ただしθ ₂＞θ₁）の大なる期間、排気弁
２７の開弁期間Ｔ₂₇とオーバーラップさせることによ
り、十分な吸気及び排気期間を確保して充填効率を高
め、機関トルクを向上させる。

【００２３】このような動作を行なう可変バルブタイミ
ング装置を備えた内燃機関において、本実施例は前記し
た異常検出手段１２，空燃比制御手段１３，検出手段１
４及び燃料噴射量増量手段１５をマイクロコンピュータ
２１によって実現するものであり、次に異常検出手段１
２について説明する。

【００２４】図６は可変バルブタイミング装置（ＶＶＴ
装置）の異常検出ルーチンの一実施例のフローチャート
を示す。このルーチンは３０℃Ａ毎に割り込み起動され
るルーチンで、まずＣＰＵ５０は回転角センサ４４から
の検出信号に基づいて今回のエンジン回転数ＮＥ_iを計
算した後（ステップ１０１）、次式に基づいてエンジン
回転数の加重平均値ＮＥＡＶ_iを算出する（ステップ１
０２）。

【００２５】

【数１】

【００２６】ただし、上式中、ＮＥＡＶ_i-1は前回算出
した加重平均値を示す。

【００２７】続いて、スロットルポジションセンサ３４
からのアイドルバルブ３３が全閉であることを示す信号
が入力されてから（アイドル接点オンから）１０秒以内
かどうか判定され（ステップ１０３）、１０秒以内のと
きはステップ１０１で算出した回転数ＮＥ_iとステップ
１０２で算出した回転数の加重平均値ＮＥＡＶ_iとの差
の絶対値が所定値（例えば１００ｒｐｍ）より大である
か否か判定される（ステップ１０４）。アイドル状態に
おいて可変バルブタイミング装置を構成する油圧コント
ロールソレノイドバルブ４５又は動弁機構４６に異常が
発生し、本来、図５（Ａ）に示す如きバルブタイミング
関係になるところ、高負荷運転時の図５（Ｂ）に示如き
バルブタイミングになってしまうと、現在のエンジン回
転数ＮＥ _iは上記の加重平均値ＮＥＡＶ_iに対して少な
くとも１００ｒｐｍ以上変動する（ばらつく）。吸気弁
２６と排気弁２７のオーバーラップ期間が長すぎるため
に、ガスの吹き抜けが発生し、充填効率が減少し燃焼が
悪化するためである。そこでステップ１０４でこの変動
が生じたかを検出し、エンジン回転数変動が生じている
場合はカウンタ値Ｃを“１”だけインクリメントした後
（ステップ１０５）、このルーチンを終了する（ステッ
プ１０６）。また、エンジン回転数変動が生じていない
場合は、カウンタ値Ｃはそのままの値としてこのルーチ
ンを終了する（ステップ１０６）。

【００２８】アイドル状態が１０秒以内の間は上記ステ
ップ１０１〜１０５の演算処理が３０℃Ａ毎に繰り返さ
れ、アイドル状態になってから１０秒経過すると、カウ
ンタ値Ｃが「３０」より大か否か判定される（ステップ
１０６）。カウンタ値Ｃは１０秒間のアイドル状態中
に、前記したエンジン回転数変動が何回生じたかを示し
ており、これが３１回以上生じたときは前記油圧コント
ロールソレノイドバルブ４５又は動弁機構４６の異常で
あると判断して異常判定フラグｆを“１”とし（ステッ
プ１０７）、その後カウンタ値Ｃをクリアして（ステッ
プ１０８）、このルーチンを終了する（ステップ１０
９）。カウンタ値Ｃが「３０」以下のときは異常と判断
することなくカウンタ値Ｃをクリアして（ステップ１０
８）、このルーチンを終了する（ステップ１０９）。な
お、カウンタ値Ｃ及び異常判定フラグｆはイニシャルル
ーチンにより初期値は“０”にセットされている。

【００２９】次に空燃比制御手段１３及び検出手段１４
について説明する。図７は空燃比制御手段１３及び検出
手段１４を実現する空燃比（Ａ／Ｆ）フィードバック制
御ルーチンのフローチャートを示す。このＡ／Ｆフィー
ドバック制御ルーチンは例えば４ｍｓ毎に割り込み起動
されるルーチンで、まずＡ／Ｆのフィードバック（Ｆ／
Ｂ）条件が成立しているか否かを判別する（ステップ２
０１）。Ｆ／Ｂ条件不成立（例えば、冷却水温が所定値
以下、機関始動中、始動後増量中、暖機増量中、パワー
増量中、燃料カット中等のいずれか）の時は、Ａ／Ｆフ
ィードバック制御判定フラグＸＡＦを“０”にした後
（ステップ２０２）、空燃比フィードバック補正係数Ｆ
ＡＦの値を“１．０”にして（ステップ２０３）、この
ルーチンを終了する（ステップ２１３）。これによりＡ
／Ｆのオープンループ制御が行なわれる。ステップ２０
１，２０２により検出手段１４が実現される。

【００３０】一方、Ｆ／Ｂ条件成立時（上記のＦ／Ｂ条
件不成立以外のとき）はステップ２０４へ進み、Ａ／Ｆ
フィードバック制御判定フラグＸＡＦを“１”にセット
した後、Ｏ₂センサ３９の検出電圧Ｖ₁を変換して取り
込む（ステップ２０５）。次にステップ２０６で検出電
圧Ｖ₁が比較電圧Ｖ_R1以下か否かを判別することによ
り、空燃比がリッチかリーンかを判別する。リッチのと
き（Ｖ₁＞Ｖ_R1）はその状態かそれまでリーンであった
状態からリッチへ反転した状態であるかの判定が行なわ
れ（ステップ２０７）、リッチへの反転であるときは前
回の空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの値からスキ
ップ定数ＲＳＬを減算した値を新たな空燃比フィードバ
ック補正係数ＦＡＦとする（ステップ２０８）。一方、
前回もリッチの状態であり、リッチが継続しているとき
は前回のＦＡＦの値から積分定数ＫＩを減算して新たな
ＦＡＦの値とし（ステップ２０９）、このルーチンを抜
ける（ステップ２１３）。

【００３１】他方、ステップ２０６でリーンと判定され
たとき（Ｖ₁≦Ｖ_R1）は、その状態がそれまでリッチで
あった状態からリーンへ反転した状態であるかの判定が
行なわれ（ステップ２１０）、リーンへの反転であると
きは前回のＦＡＦの値からスキップ定数ＲＳＲを加算し
た値を新たな空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦとす
る（ステップ２１１）。一方、前回もリーンの状態で引
続きリーンと判定されたときはＦＡＦの値に積分定数Ｋ
Ｉを加算して新たなＦＡＦの値とし（ステップ２１
２）、このルーチンを終了する（ステップ２１３）。こ
こで、上記のスキップ定数ＲＳＬ及びＲＳＲは積分定数
ＫＩに比べて十分大なる値に設定されている。

【００３２】これにより、空燃比が図８（Ａ）に模式的
に示す如く変化した場合は、空燃比フィードバック補正
係数ＦＡＦは同図（Ｂ）に示す如く、空燃比がリーンか
らリッチへ反転した時はスキップ定数ＲＳＬだけスキッ
プ的に大きく減衰されて燃料噴射時間ＴＡＵを小なる値
に変更させ、空燃比がリッチからリーンへ反転した時は
スキップ定数ＲＳＲだけスキップ的に大きく増加されて
燃料噴射時間ＴＡＵを大なる値に変更させる。また、空
燃比が同じ状態のときは、ＦＡＦは図８（Ｂ）に示す如
く積分定数（時定数）ＫＩに従ってリーンのときは大な
る値へ、またリッチのときは小なる値へ徐々に変化す
る。

【００３３】図９は燃料噴射時間ＴＡＵ計算ルーチンの
一例のフローチャートを示す。このＴＡＵ計算ルーチン
はメインルーチンの一部で実行され、ＣＰＵ５０はバッ
クアップＲＡＭ５３（又はＲＡＭ５２）から、エンジン
回転数ＮＥ、吸入空気量Ｑ、前記空燃比フィードバック
補正係数ＦＡＦなどの各値を取り込む（ステップ３０
１）。

【００３４】続いて、ＣＰＵ５０は上記の吸入空気量Ｑ
とエンジン回転数ＮＥとに基づいて周知の如く基本燃料
噴射時間ＴＰを算出した後、次式に基づいて最終的な燃
料噴射時間ＴＡＵを算出する（ステップ３０２）。

【００３５】ＴＡＵ＝ＴＰ×ＦＡＦ×β
（２）ただし、上式中、βは始動後増量、暖機増量などの補正
係数である。このようにして、内燃機関の空燃比は例え
ば理論空燃比になるように、燃料噴射時間ＴＡＵ（すな
わち単位時間当りの燃料噴射量）が制御される。

【００３６】次に、本発明の要部をなす燃料噴射量増量
手段１５について説明する。図１０は本発明の要部の一
実施例のメインルーチンを示すフローチャート、図１１
は図１０中のフェイル処理の一実施例を示すフローチャ
ートである。図１０及び図１１は燃料噴射量増量手段１
５を実現するフローチャートである。図１０に示すメイ
ンルーチンが起動されると、まず、スロットルポジショ
ンセンサ３４からの検出信号に基づいて、アイドル接点
がオン（スロットルバルブ３３が全閉）であるか否か判
定される（ステップ４０１）。

【００３７】アイドル接点がオフのときはこのルーチン
を抜け（ステップ４０５）、アイドル接点がオンのとき
は前記した異常判定フラグｆが“１”か否か判定される
（ステップ４０２）。異常判定フラグｆが“０”のとき
はこのルーチンを終了するが（ステップ４０５）、異常
判定フラグｆが“１”のときはフェイル処理を行なう
（ステップ４０３）。フェイル処理後は異常判定フラグ
ｆを“０”とした後（ステップ４０４）、このルーチン
を終了する（ステップ４０５）。

【００３８】フェイル処理４０３は図１１に示すサブル
ーチンにより実行される。図１１において、まず前記し
たＡ／Ｆフィードバック制御フラグＸＡＦの値が“０”
であるか否か、すなわちＡ／Ｆフィードバック制御が非
作動で、空燃比がオープンループ制御されているか否か
判定される（ステップ５０１）。

【００３９】前記フラグＸＡＦの値が“０”であるとき
は前記図９のＴＡＵ計算ルーチンで計算された燃料噴射
時間ＴＡＵを１．２倍した値を、新たな燃料噴射時間
（ＴＡＵとして（ステップ５０２）、このルーチンを抜
ける（ステップ５０３）。またステップ５０１でフラグ
ＸＡＦの値が“１”と判定されたときは燃料噴射時間Ｔ
ＡＵは変更せず、このルーチンを抜ける（ステップ５０
３）。

【００４０】このように、本実施例によれば、空燃比が
オープンループ制御中で、かつ、油圧コントロールソレ
ノイドバルブ４５又は動弁機構４６が異常で、吸気弁２
６のバルブ開タイミングが本来の遅いタイミングに切り
換わらず、早いタイミングのままであるときには、燃料
噴射時間ＴＡＵが１．２倍されることとなるため、上記
異常発生時でも、そのときの燃焼悪化を防止し、これに
より機関ストールの発生を防止することができ、車両の
走行を可能にすることができる。

【００４１】ところで、本実施例では図１２及び図１３
に示すルーチンによって公知のアイドル・スピード・コ
ントロール（ＩＳＣ）制御が行なわれている。図１２に
示すＩＳＣ制御ルーチンが所定のタイミングで起動され
ると、ステップ６０１にてＩＳＣのＦ／Ｂ制御を行なう
に適する条件であるか否か、即ちスロットルポジショ
ンセンサ３４より出力される信号によりスロットルバル
ブが全閉である、図示していない車速センサより車速
が零である等の条件（以下単にＦ／Ｂ条件と呼ぶ）を満
足するか否かが判定され、Ｆ／Ｂ条件を満足していない
ときはステップ６１４の「ガード処理」ルーチンに移行
し、Ｆ／Ｂ条件を満足していると判定されたときは、ス
テップ６０２に示すＦ／Ｂ制御のための処理に移行す
る。

【００４２】ステップ６０２では、バックアップＲＡＭ
５３内に既に記憶されている学習値ＤＧを制御値Ｄとし
てＩＳＣＶ３７へ出力し、ＩＳＣＶ３７を制御値Ｄに応
じた開度に維持する。その結果、バイパス通路３６を通
過する空気量が制御されて空気量に応じたアイドル回転
数に制御される。またこの時の回転数ＮＥが目標値ＮＦ
と異なる時は、当該目標値ＮＦにアイドル回転数を近づ
けるべくＩＳＣＶ３７の制御値Ｄを増減する処理を行な
う。

【００４３】次にステップ６０３では、アイドル回転数
ＮＥが「目標値ＮＦ＋α（α＞０）」以上であるか否か
判定され、判定結果が「以上」であればステップ６０４
に移り、制御値Ｄと学習値ＤＧとの大小が判定され、
「Ｄ≦ＤＧ」であれば学習値ＤＧから補正値Ｇ１を減算
し、，減算した結果を新たな学習値ＤＧとして記憶し
（ステップ６０５）、その後「ガード処理」ルーチンに
移行する（ステップ６１４）。一方、ステップ６０４で
「Ｄ＞ＤＧ」の判定結果が得られたときは学習値ＤＧに
何の補正を行なう事なく「ガード処理」ルーチン６１４
に移行する。

【００４４】他方、ステップ６０３において、アイドル
回転数ＮＥが「ＮＦ＋α」より小であると判定されたと
きは、更にアイドル回転数ＮＥと目標回転数ＮＦとの大
小が比較される（ステップ６０６）。このステップ６０
６において「ＮＥ≧ＮＦ」と判定された場合は、制御値
Ｄと学習値ＤＧの大小判定を行ない（ステップ６０
７）、「Ｄ≦ＤＧ」であれば学習値ＤＧから補正値Ｇ２
を減算し（ステップ６０８）、減算した結果を新たな学
習値ＤＧとして記憶して「ガード処理」ルーチン６１４
に移行する。またステップ６０７にて「Ｄ＞ＤＧ」と判
定されたならば学習値ＤＧに何の補正を行なう事なく
「ガード処理」ルーチン６１４に移行する。

【００４５】また、ステップ６０６において「ＮＥ＜Ｎ
Ｆ」と判定された場合は「ＮＥ≧ＮＦ−α」であるか否
かが判定される（ステップ６０９）。このステップ６０
９で「ＮＥ≧ＮＦ−α」と判定された場合は、制御値Ｄ
と学習値ＤＧの大小が判定され（ステップ６１０）、
「Ｄ＜ＤＧ」と判定されたならば、「ガード処理」ルー
チン６１４の処理に移り、判定結果が「Ｄ≧ＤＧ」なら
ば学習値ＤＧに補正値Ｇ２を加算し（ステップ６１
１）、加算した結果を新たな学習値ＤＧとして記憶した
後に「ガード処理」ルーチン６１４の処理に移行する。

【００４６】更にステップ６０９においてエンジン回転
数ＮＥが「目標回転数ＮＦ−α」よりも小であると判定
されたならば、「Ｄ＜ＤＧ」であるか否かが判定され
（ステップ６１２）、判定結果が「Ｄ＜ＤＧ」ならば
「ガード処理」ルーチン６１４に移行し、「Ｄ≧ＤＧ」
であれば学習値ＤＧに補正値Ｇ１を加算し（ステップ６
１３）、加算した結果を新たな学習値ＤＧとして記憶し
た後「ガード処理」ルーチン６１４に移行する。

【００４７】次に図１３と共に、上記の「ガード処理」
ルーチン６１４を説明する。

【００４８】まずステップ７０１において学習値ＤＧが
上限値ＤＧＭＡＸより小さいか否かが判定され、学習値
ＤＧが上限値ＤＧＭＡＸ以上の値であると判定されたと
きは学習値ＤＧを上限値ＤＧＭＡＸに示す値として（ス
テップ７０２）、本ルーチンの処理を終え、一方、学習
値ＤＧが上限値ＤＧＭＡＸを越えないと判定されたとき
は、学習値ＤＧが下限値ＤＧＭＩＮより大きいか否かが
判定される（ステップ７０３）。判定結果が「ＤＧ≦Ｄ
ＧＭＩＮ」の場合は学習値ＤＧを下限値ＤＧＭＩＮに示
す値として（ステップ７０４）本ルーチンの処理を終え
（ステップ７０５）、判定結果が「ＤＧ＞ＤＧＭＩＮ」
であれば学習値ＤＧをそのままの値に維持して本ルーチ
ンの処理を終える（ステップ７０５）。

【００４９】即ち、本ルーチンは、学習値ＤＧに上限・
下限のガードを設ける処理を行なうものである。

【００５０】かかるＩＳＣ制御を行なう本実施例におい
ては、図１０に示したフェイル処理４０３として、更に
図１４に示した処理も行なう。図１４において、フェイ
ル処理としてＩＳＣ上限値（図１３のＤＧＭＡＸ）を大
きくする（ステップ８０１）。これにより、低負荷運転
時に吸気弁２６のバルブ開タイミングが早過ぎる異常発
生時には、バルブオーバーラップ期間が大となり、エン
ジン不調となるも、通常の上限値ＤＧＭＡＸより大きく
することにより、ＩＳＣＶ３７の開度が通常より大とさ
れ、バイパス通路３６を流れる空気が増量されるため、
燃焼が促進され、エンジン不調を防止できる。

【００５１】なお、ステップ８０１ではＩＳＣ上限値Ｄ
ＧＭＡＸを大きな値に変更したが、ＩＳＣ上限値ＤＧＭ
ＡＸを外すようにしてもよい。

【００５２】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、空燃比の
オープンループ制御時に可変バルブタイミング装置の異
常発生により、吸気弁と排気弁の各開弁期間のオーバー
ラップ期間が長すぎた場合、排気ガスがインテークマニ
ホールドへ吹き戻され、その排気ガスを再び燃焼室に吸
気して、燃焼室内の不活性ガスの割合いが増大し着火性
が悪化して燃焼が不安定となっても、燃料噴射量を増量
して機関の燃焼状態を安定にしているため、可変バルブ
タイミング装置の異常発生時にも機関ストールを生じさ
せることなく車両の走行を可能とすることができる等の
特長を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理構成図である。

【図２】本発明の一実施例のシステム構成図である。

【図３】図２中のマイクロコンピュータのハードウェア
構成図である。

【図４】可変バルブタイミング装置の特性説明図であ
る。

【図５】可変バルブタイミング装置による吸気弁と排気
弁の開タイミングを説明する図である。

【図６】本発明の一実施例のＶＶＴ異常検出ルーチンを
示すフローチャートである。

【図７】空燃比のフィードバック制御ルーチンを示すフ
ローチャートである。

【図８】図７のルーチンにより算出される空燃比フィー
ドバック係数の変化を示す図である。

【図９】燃料噴射時間の計算ルーチンを示すフローチャ
ートである。

【図１０】本発明の要部の一実施例のメインルーチンを
示すフローチャートである。

【図１１】図１０中のフェイル処理ルーチンの一実施例
を示すフローチャートである。

【図１２】ＩＳＣ制御ルーチンの一例を示すフローチャ
ートである。

【図１３】図１２中のガード処理ルーチンを示すフロー
チャートである。

【図１４】図１０中のフェイル処理ルーチンの他の実施
例を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０内燃機関１１可変バルブタイミング装置１２異常検出手段１３空燃比制御手段１４検出手段１５燃料噴射量増量手段１６，３８燃料噴射弁２１マイクロコンピュータ４５油圧コントロールソレノイドバルブ４６動弁機構

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の吸気弁と排気弁の各開弁期間
がオーバーラップする期間を運転状態に応じて可変する
可変バルブタイミング装置でオーバーラップ期間が小で
あるべきにも拘らず実際のオーバーラップ期間が大とな
っている異常を検出する異常検出手段と、前記内燃機関の空燃比を目標空燃比にするよう燃料噴射
弁による燃料噴射量をフィードバック制御する空燃比制
御手段と、前記空燃比制御手段が非作動中で、空燃比のオープンル
ープ制御が行なわれていることを検出する検出手段と、該検出手段によるオープンループ制御検出時で、かつ、
前記異常検出手段による異常検出時には前記燃料噴射弁
による燃料噴射量を増量する燃料噴射量増量手段とを有
することを特徴とする可変バルブタイミング装置のフェ
イルセーフシステム。