JP3719074B2

JP3719074B2 - 可変動弁型エンジンの制御装置

Info

Publication number: JP3719074B2
Application number: JP34613499A
Authority: JP
Inventors: 啓介藤原; 初雄永石
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1999-12-06
Filing date: 1999-12-06
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2019-12-06
Also published as: JP2001164975A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は可変動弁型エンジンの制御装置に関し、詳しくは、吸排気弁の開閉が電子制御される構成の可変動弁型エンジンにおける吸排気弁の開故障時のフェイルセーフ技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、可変動弁型エンジンとしては、特開平１０−０４７０２８号公報に開示されるようなものがあった。
【０００３】
このものは、吸排気弁を閉弁位置に保持する吸引力を有する永久磁石を備えると共に、電磁力によって前記吸排気弁を開弁位置に移動させる電磁石を備えて可変動弁機構を構成するものであり、前記電磁石の電気的異常時には、該電磁石への通電を停止させて吸排気弁を閉弁状態に固定させることで、バックファイヤや排気の逆流を防止できる構成になっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のように故障気筒の吸排気弁の何れかを閉固定する構成において、例えば、特定気筒のデポジット等の閉弁を妨げる物質の生成が多い場合や、気筒毎のシステム故障（断線等を含む）の場合には、吸気弁と排気弁の両方が閉弁不能となる場合が存在する。また、システムの構成によっては、吸気弁と排気弁の何れかが故障することで、吸気弁と排気弁の両方が制御不能となる場合もある。
【０００５】
このように、故障によっては、バックファイヤや排気（高温ガス）の逆流を防止できない場合がある。
本発明は、この様な問題点に鑑みなされたもので、可変動弁機構の両弁故障を含めて、電気的及び機械的異常発生時に、バックファイヤや、排気（高温ガス）の逆流を防止できる可変動弁型エンジンの制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
また、気筒数により、機関を安全に停止する為の可変動弁型エンジンの制御装置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】
そのため請求項１記載の発明に係る可変動弁型エンジンの制御装置は、吸排気弁の開閉が電子制御されると共に、スロットル弁の開度が電子制御される構成の可変動弁型エンジンの制御装置であって、図１に示すように構成される。
【００１１】
図１において、開故障検出手段は、吸排気弁それぞれについて、開弁状態に保持される開故障の発生を検出する。
そして、閉固定制御手段は、開故障検出手段により吸気弁側と排気弁側とのいずれか一方における開故障の発生が検出されたときに、該開故障の発生が検出された気筒の正常な側を閉弁固定状態に制御する。
【００１２】
また、吸気絞り制御手段は、開故障検出手段により吸気弁側と排気弁側との双方における開故障の発生が検出されたときに、前記スロットル弁を略最小開度付近に絞る。
【００１３】
かかる構成によると、ある気筒の吸気弁と排気弁とのいずれか一方が開故障したときには、正常な方を閉固定状態に制御することで、高温ガスの逆流を防止するが、吸排気弁の両方が開故障したときには、吸排気弁によっては高温ガスの逆流を遮断できないので、スロットル弁を略最小開度付近に絞り、吸気側に逆流してきた高温ガスをスロットル弁で略遮る。
【００１４】
請求項２記載の発明では、前記スロットル弁が、各気筒毎に独立制御可能に設けられ、前記吸気絞り制御手段が、吸排気弁の開故障の発生が検出された気筒のスロットル弁のみを略最小開度付近に絞る構成とした。
【００１５】
かかる構成によると、各気筒毎にスロットル弁が設けられ、かつ、これらのスロットル弁は、それぞれを独立に制御できる構成であるので、吸排気弁の開故障が発生した気筒に設けられているスロットル弁のみを略最小開度付近に絞り、他の吸排気弁が正常な気筒に設けられているスロットル弁については通常開度に制御する。
【００１６】
請求項３記載の発明では、各気筒毎に燃料噴射弁を備える構成であって、前記開故障検出手段によって吸排気弁の開故障の発生が検出された気筒に対する前記燃料噴射弁による燃料噴射を停止させると共に、前記開故障の発生が検出された気筒に対する点火を停止させる気筒休止手段を設ける構成とした。
【００１７】
かかる構成によると、吸排気弁の開故障の発生が検出された気筒に対しては、燃料噴射弁による燃料噴射及び点火栓による点火が停止される。
請求項４記載の発明では、各気筒毎に燃料噴射弁を備えると共に、目標のエンジン出力トルクに対応する目標吸入空気量を得るべく各気筒毎に吸入空気量を個別に制御する吸入空気量制御手段を備え、前記開故障検出手段によって吸排気弁の開故障の発生が検出されたときに、通常に運転させることが可能な気筒の目標吸入空気量及び燃料噴射量を補正する制御量補正手段を設ける構成とした。
【００１８】
かかる構成によると、例えばアクセル開度等に基づいて設定される目標のエンジン出力トルクを発生させるべく、例えば吸気弁の閉時期を制御するなどして各気筒のシリンダ吸入空気量を個別に制御する。ここで、吸排気弁の開故障が発生した気筒において所期のトルクを発生させることができなくなると、通常運転が可能な吸排気弁が正常である気筒における目標吸入空気量を増やすと共に、各気筒に略均一に空気が吸引されるものとして演算される燃料噴射量を増量補正し、異常の発生した一部気筒を除く残りの気筒個々での発生トルクを増大させる。
【００１９】
尚、通常運転が可能な気筒とは、通常開度に制御されるスロットル弁を介して空気が吸引される気筒であって、吸気弁，排気弁が共に正常な気筒である。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によると、吸気弁と排気弁との一方に開故障が発生した場合には、当該気筒を介した逆流の発生を防止でき、また、吸気弁と排気弁との双方に開故障が発生したときには、吸気側に逆流してきた高温ガスが、スロットル弁の上流側の部品に直接当たることを防止できると共に、車両の移動を可能としつつ、過大なバックファイヤの発生を防止できるという効果がある。
【００２２】
請求項２記載の発明によると、吸気弁と排気弁の双方が開故障した気筒の吸気のみをスロットル弁で絞るので、吸気側に逆流してきた高温ガスがスロットル弁上流側の部品に直接当たることを防止しつつ、吸排気弁が正常である気筒については通常に運転させることが可能であるという効果がある。
【００２３】
請求項３記載の発明によると、吸排気弁に開故障が生じた気筒に対する燃料噴射及び点火を停止させるので、たとえ吸排気弁の開故障が発生してもバックファイヤ等の異常燃焼の発生を防止できるという効果がある。
【００２４】
請求項４記載の発明によると、吸排気弁に開故障が生じたときに、吸気系の部品を保護しつつ、エンジン出力トルクが大きく落ち込むことを防止できるという効果がある。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
図２は、実施の形態における車両用エンジンのシステム構成を示した図である。
【００２６】
この図２において、エンジン１０１には、吸気ダクト１０２、吸気コレクタ１０３、吸気マニホールド１０４を介して空気が吸引される。前記吸気ダクト１０２には、吸入空気流量を検出するエアフローメータ１０５が設けられると共に、該エアフローメータ１０５の下流には、ステップモータ等のアクチュエータによって開閉駆動される電子制御式スロットル弁１０６が介装されている。吸気マニホールド１０４の各ブランチ部には、各気筒毎に燃料噴射弁１０７が設けられている。
【００２７】
各気筒に設けられる吸気弁１０８及び排気弁１０９は、図３に示すような電磁駆動式のアクチュエータにより駆動され、該電磁駆動式のアクチュエータに対する制御信号の出力によって吸気弁１０８及び排気弁１０９の開閉（バルブタイミング）が電子制御される構成となっている。
【００２８】
各気筒の燃焼室それぞれには点火栓１１０が設けられており、該点火栓１１０による火花着火により燃焼した排気は、前記排気弁１０９を介して排出され、排気マニホールド１１１によって導出される。前記排気マニホールド１１１の集合部には、空燃比センサ１１２が設けられ、排気中の酸素濃度を介して燃焼混合気の空燃比を検出する。
【００２９】
ＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニット）１１３は、前記電子制御式スロットル弁１０６、燃料噴射弁１０７、点火栓１１０、及び、図３に示す吸排気弁１０８，１０９の電磁駆動式アクチュエータに駆動信号を出力する一方、前記エアフローメータ１０５、空燃比センサ１１２からの検出信号を入力する。
【００３０】
また、前記ＥＣＵ１１３には、クランク角センサ１１４、水温センサ１１５、吸気温センサ１１６、アクセル操作量センサ１１７、車速センサ１１８からの検出信号が入力される。
【００３１】
次に、図３に示した吸排気弁１０８，１０９の電磁駆動式アクチュエータについて説明する。
図３において、吸排気弁２０２（吸気弁１０８又は排気弁１０９）は、シリンダヘッド２０１に対して摺動可能に支持されている。吸排気弁２０２の軸部には、バルブリテーナ２０３が固定されている。バルブリテーナ２０３とシリンダヘッド２０１の間には、バルブスプリング２０４が圧縮されて装着されており、これにより吸排気弁２０２はシリンダヘッド２０１のポート２０１ａを閉じる方向（閉弁方向）に付勢されることになる。
【００３２】
シリンダヘッド２０１には装置の筐体部材２０５，２０６，２０７が固定されており、筐体内には電磁石２０８，２０９が設けられている。電磁石２０８，２０９は、直接筐体部材２０６，２０７に固定されて設置されている。また、電磁石２０８，２０９には、それぞれ電気コイル２０８ａ，２０９ａが設けられており、駆動回路により各電気コイルに電流が流されることで、電磁石２０８，２０９の吸引面２０８ｂ，２０９ｂが吸引力を発生することになる。
【００３３】
電磁石２０８，２０９の中心部には、シャフト２１０が摺動可能に設置されており、該シャフト２１０の中間部分には、電磁石２０８の吸引面２０８ｂと電磁石２０９の吸引面２０９ｂとの間に、磁性体からなる可動板２１１が固定されている。これにより、電磁石２０８，２０９の何れに対して通電させるかにより、前記可動板２１１をシャフト２１０と一体に図で上下方向に駆動し得る構成となっている。
【００３４】
また、シャフト２１０のシリンダヘッド２０１と反対側の端部にはスプリングシート２１４が固定されており、筐体に固定されたスプリングカバー２１６との間に圧縮されて設置された開弁スプリング２１５の作用により、シャフト２１０は開弁方向（図の下向き）に付勢されている。
【００３５】
シャフト２１０は、吸排気弁２０２の軸部と同軸上に設けられており、シャフト２１０のシリンダヘッド側の端部は、吸排気弁２０２の軸の頂面２０２ａと対向している。そのため、シャフト２１０に開弁方向（図の下向き）の力が作用した場合には、シャフト２１０が吸排気弁２０２を押し、吸排気弁２０２を開弁することになり、逆にシャフト２１０が閉弁方向（図の上向き）に移動した場合には、吸排気弁２０２はポート２０１ａを塞くまで閉弁方向に変位することになる。このようにして、電磁石２０８，２０９の吸引動作により、バルブの開閉を可能にしている。
【００３６】
リフトセンサ２１７は、吸排気弁２０２のリフト量を計測するセンサであり、ポテンショメータを使用してリフト量を検出する。但し、リフトセンサ２１７を、ポテンショメータを使用するものに限定するものではなく、例えば、磁界の変化に基づいてリフト量を検出する構成などであっても良い。また、リフトセンサ２１７に代えて、吸排気弁２０２が閉弁位置に着座しているか否かをＯＮ・ＯＦＦ的に検出するセンサを設ける構成であっても良い。
【００３７】
図４は、ＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニット）１１３による制御内容を概略的に示すブロック図である。目標開口面積演算部５１では、アクセル操作量に基づいて吸気系の目標開口面積Ａ（目標のエンジン出力トルク相当値）を演算する。
【００３８】
目標体積流量比演算部５２では、目標開口面積Ａ，エンジン回転速度Ｎｅ及び排気量に基づいて目標体積流量比ｔＱＨＯを演算する。
目標バルブタイミング演算部５３では、前記目標体積流量比ｔＱＨＯや目標内部ＥＧＲ率等に基づき、吸排気弁１０８，１０９の目標開閉時期を演算する。
【００３９】
そして、吸排気弁駆動部５４では、目標開閉時期に基づいて各吸排気弁１０８，１０９の電磁駆動式アクチュエータ５５に対して駆動信号（電気コイル２０８ａ，２０９ａの通電制御信号）を出力する。
【００４０】
尚、本実施形態では、吸気弁１０８の閉時期を前記目標体積流量比ｔＱＨＯに基づいて制御することで、各気筒のシリンダ吸入空気量を目標体積流量比ｔＱＨＯ相当にそれぞれ制御する構成となっている。
【００４１】
一方、目標吸気圧演算部６１では、目標吸気圧（目標ブースト）を演算し、目標開度演算部６２では、前記目標吸気圧及び目標体積流量比ｔＱＨＯに基づいて、電子制御式スロットル弁１０６の目標開度を演算する。
【００４２】
スロットル弁駆動部６３では、前記目標開度に基づき電子制御式スロットル弁１０６に対して駆動信号を出力する。
また、基本噴射量演算部７１では、エアフローメータ１０５で検出された吸入空気量とエンジン回転速度Ｎｅとに基づいて基本燃料噴射量Ｔｐを演算する。尚、基本燃料噴射量Ｔｐを目標体積流量比ｔＱＨＯに基づいて演算させる構成としても良い。
【００４３】
そして、噴射量演算部７２では、前記基本燃料噴射量Ｔｐを、水温などに基づく補正係数や、空燃比フィードバック補正係数などによって補正し、最終的な燃料噴射量Ｔｉを演算する。
【００４４】
噴射弁駆動部７３では、前記燃料噴射量Ｔｉに対応する駆動信号を、各気筒の噴射タイミングに合わせて各気筒の燃料噴射弁１０７に出力する。
また、点火時期演算部８１では、前記基本燃料噴射量Ｔｐとエンジン回転速度Ｎｅとに基づき目標点火時期を演算し、点火駆動部８２では、前記目標点火時期において点火を行なわせるべく、前記目標点火時期よりも要求ドエル時間だけ前の時点から点火コイルへの通電を開始して前記目標点火時期で通電を遮断させる通電制御信号を、各気筒毎に設けられる点火コイル８３に対してそれぞれ出力する。
【００４５】
本実施形態においては、更に、各吸排気弁１０８，１０９において、閉弁制御しても閉弁位置に駆動することができずに開弁状態に保持される故障（以下、開故障という）の発生を、各吸排気弁１０８，１０９毎にそれぞれ検出する開故障検出部９１が設けられると共に、該開故障検出部９１で開故障の発生が検出されたときに、所定のフェイルセーフ処理を行なうフェイルセーフ処理部９２を設けてある。
【００４６】
図５のフローチャートは、前記開故障検出部９１（開故障検出手段）における開故障検出の詳細を示すものである。尚、各吸排気弁１０８，１０９毎に図５のフローチャートに示す開故障検出が行なわれ、各吸排気弁１０８，１０９毎に開故障の有無が判定されるものとする。
【００４７】
図５のフローチャートにおいて、まず、Ｓ１１では、各吸排気弁に対する指令値、即ち、開弁位置（リフト量＝ｍａｘ）に制御されているか、又は、閉弁位置（リフト量＝０）に制御されているかを読み込む。
【００４８】
Ｓ１２では、リフトセンサ２１７により検出された各吸排気弁の実際のリフト量を読み込む。
Ｓ１３では、（１）指令値と実際のリフト量との偏差を二乗した値（＝（指令値−実際のリフト量）²）が判定値Ａ（＞０）よりも大きいか否か、（２）実際のリフト量と指令値との比（＝実際のリフト量／指令値）が判定値Ｂ（＞１）よりも大きいか否か、（３）実際のリフト量と指令値との比（＝実際のリフト量／指令値）が判定値Ｃ（＜１）よりも小さいか否かをそれぞれ判別させる。
【００４９】
そして、Ｓ１４では、前記（１），（２），（３）のいずれか（又は組み合わせのいずれか）が成立しているか否かを判別する。
ここで、前記（１），（２），（３）のいずれも成立していないと判別されたときには、Ｓ１５へ進み、その吸排気弁１０８，１０９は正常であると判定する。
【００５０】
一方、前記（１），（２），（３）のいずれか（又は組み合わせのいずれか）が成立しているときには、Ｓ１６へ進み、その吸排気弁１０８，１０９は故障していると判定し、次のＳ１７では、指令値と実際のリフト量とを比較することで、開故障であるか、閉故障であるかを判別する。
【００５１】
そして、指令値よりも実際のリフト量が大きいときには、Ｓ１８へ進み、開故障の発生を判定し、指令値よりも実際のリフト量が小さいときには、Ｓ１９へ進み、閉故障の発生を判定する。
【００５２】
尚、開故障の検出は、上記の方法に限定されるものではなく、例えば、閉弁位置に制御している状態において、一定以上のリフト状態（開弁状態）が継続する場合を開故障として判定したり、閉弁位置の着座状態を検出するセンサを備える場合には、閉弁位置に制御している状態で実際に閉弁位置に着座しているか否かに基づいて、開故障の有無を判定させるようにしても良い。
【００５３】
図６は、前記フェイルセーフ処理部９２におけるフェイルセーフ処理の詳細を示すフローチャートであり、各気筒毎に図６に示すフェイルセーフ処理が実行されるものとする。
【００５４】
Ｓ２１では、吸気弁１０８について開故障の発生が検出されているか否かを判別する。
ここで、吸気弁１０８について開故障の発生が検出されていない場合には、Ｓ２２へ進む。尚、１つの気筒に複数の吸気弁１０８が備えられる構成の場合には、全ての吸気弁１０８について開故障の発生が検出されていない場合にのみ、Ｓ２２へ進むものとする。
【００５５】
Ｓ２２では、排気弁１０９について開故障の発生が検出されているか否かを判別する。
ここで、排気弁１０９について開故障の発生が検出されていない場合には、当該気筒については、吸気弁１０８及び排気弁１０９が共に開故障していないことになるので、そのまま終了させる。尚、１つの気筒に複数の排気弁１０９が備えられる構成の場合には、全ての排気弁１０９について開故障の発生が検出されていない場合にのみ、そのまま終了させる。
【００５６】
一方、Ｓ２２で排気弁１０９の開故障の発生が検出されていると判断されたときには、吸気弁１０８の側には開故障の発生がないものの、排気弁１０９の側には開故障が発生していることになり、この場合には、Ｓ２３へ進む。
【００５７】
Ｓ２３では、当該気筒の吸気弁１０８（複数の吸気弁１０８を備える場合には全て）を強制的に閉弁位置に固定する設定を行なう（閉固定制御手段）。即ち、上記Ｓ２３における設定が行なわれた場合には、前記目標バルブタイミング演算部５３により演算される目標バルブタイミングに優先して、当該気筒の吸気弁１０８については閉弁状態に保持させる。
【００５８】
また、Ｓ２１で、吸気弁１０８における開故障の発生が判定されたときには、Ｓ２４へ進み、排気弁１０９について開故障の発生が検出されているか否かを判別する。
【００５９】
Ｓ２４で、排気弁１０９については開故障の発生がないと判断されたときには、吸気弁１０８の側には開故障が発生しているが、排気弁１０９の側には開故障の発生がないことになり、この場合には、Ｓ２５へ進んで、当該気筒の排気弁１０９（複数の排気弁１０９を備える場合には全て）を強制的に閉弁位置に固定する設定を行なう（閉固定制御手段）。即ち、前記Ｓ２３と同様に、上記Ｓ２５における設定が行なわれた場合には、前記目標バルブタイミング演算部５３により演算される目標バルブタイミングに優先して、当該気筒の排気弁１０９については閉弁状態に保持させるものである。
【００６０】
吸気弁１０８側と排気弁１０９側とのいずれか一方にのみ開故障の発生があり、開故障が発生していない方を閉弁位置に固定する処理をＳ２３又はＳ２５で行なうと、Ｓ２６へ進む。
【００６１】
Ｓ２６では、吸気弁１０８側と排気弁１０９側とのいずれか一方にのみ開故障の発生があり、他方の正常な方を閉弁位置に固定する処理を行なった気筒について、燃料噴射及び点火を停止させる設定を行なう（気筒休止手段）。
【００６２】
上記の処理により、吸気弁１０８側と排気弁１０９側とのいずれか一方に開故障が発生しても、他方側を閉弁位置に固定するので、排気側から高温ガスが吸気側に逆流することを防止できると共に、当該気筒での燃料噴射及び点火が停止されるので、たとえ吸気弁１０８が開故障していても、バックファイヤ等の異常燃焼の発生を回避でき、以て、吸気系の部品を保護できる。
【００６３】
また、Ｓ２６で、吸気弁１０８側と排気弁１０９側とのいずれか一方にのみ開故障の発生があった気筒について燃料噴射及び点火を停止させる設定を行なうと、次にＳ２７へ進み、開故障の発生が検出されていない他の気筒における目標吸入空気量及び燃料噴射量を増量補正する処理を行なう（制御量補正手段）。
【００６４】
即ち、吸気弁１０８側と排気弁１０９側とのいずれか一方にのみ開故障の発生があった気筒を、正常な方の吸排気弁を閉弁位置に固定して休止させるので、その分エンジン出力トルク（エンジン全体の吸入空気量）が低下することになってしまう。そこで、残る吸排気弁が正常である気筒の吸入空気量を増やして、吸排気弁に開故障が発生していない気筒のみで目標トルクに近いトルクを発生させるようにするものである。
【００６５】
また、正常な気筒における目標吸入空気量を増やして、エンジン全体の吸入空気量を略目標トルク相当に維持させるようにしても、燃料噴射量は、エンジン全体の吸入空気量が各気筒に略均等に分配されるものとして演算されるので、エンジン全体の吸入空気量が、開故障が発生した気筒を除く残りの気筒のみに吸引されることに対応させるべく、燃料噴射量を増量補正する。
【００６６】
具体的には、
補正後の目標吸入空気量，燃料噴射量＝通常値×全気筒数／（全気筒数−開故障気筒数）×定数
とし、全気筒が正常に運転されることを前提として演算される目標吸入空気量（目標シリンダ吸入空気量），燃料噴射量を、吸排気弁が開故障した気筒数が多いときほど増量補正する。
【００６７】
これにより、吸排気弁の開故障により一部気筒を休止しても、エンジンの出力トルクが大きく落ち込むことを回避でき、吸気系の部品を保護しつつ、運転性を確保することができる。
【００６８】
ここで、開故障が生じた気筒数が多いときに、残る気筒で正常時と略同レベルのトルクを得ようとすると、エンジンの運転安定性等を大きく損ねる可能性があるので、上記開故障が発生した気筒数が所定数を越える場合(全気筒数に対する開故障気筒数の割合が所定値を越えた場合)には、補正を禁止するか、又は、増量率を低く制限することが好ましい。また、前記定数を例えば目標吸入空気量に応じて変化させ、高負荷側ほど増量率を減らすようにしても良い。
【００６９】
一方、Ｓ２４で排気弁１０９における開故障の発生が検出されたときには、当該気筒において吸気弁１０８と排気弁１０９との双方に開故障が発生していることになり、この場合には、Ｓ２８へ進んで、吸気弁１０８と排気弁１０９との双方に開故障が発生している気筒に対する燃料噴射及び点火を停止させると共に（気筒休止手段）、Ｓ２９へ進んで、目標開度演算部６２から出力される目標開度を、強制的に予め設定された最小開度付近のフェイルセーフ開度とし、電子制御式スロットル弁１０６を最小開度付近にまで絞る（吸気絞り制御手段）。従って、吸気弁１０８と排気弁１０９との双方が開故障している気筒が１つでも発生すると、スロットル弁１０６をフェイルセーフ開度にまで絞ることになる。
【００７０】
即ち、吸気弁１０８と排気弁１０９との双方に開故障が発生している場合には、排気側から高温ガスが吸気側に逆流することが避けられないが、電子制御式スロットル弁１０６を最小開度付近にまで閉じれば、逆流してきた高温ガスがスロットル弁１０６で遮られ、スロットル弁１０６上流側の部品に直接当たることを回避でき、スロットル弁１０６上流側のエアフローメータ１０５などの部品を保護できる。
【００７１】
また、前記フェイルセーフ開度を、車両を移動させることが可能な程度に設定すれば、吸気系の部品を保護しつつ、車両を安全な場所にまで移動させることができる。
【００７２】
尚、スロットル弁１０６をフェイルセーフ開度にまで絞ることで、エンジンの吸入空気量が絞られ、燃料噴射量も少なくなり、開故障が発生している気筒に対する燃料噴射及び点火をそのまま継続させても、過大なバックファイヤが発生することがないので、Ｓ２８の処理を省略しても良い。
【００７３】
また、上記実施形態では、吸気弁１０８と排気弁１０９との双方が開故障している気筒があるときにのみ、スロットル弁１０６をフェイルセーフ開度にまで絞るようにしたが、吸気弁１０８，排気弁１０９のいずれか一方が開故障している気筒があるときにも、スロットル弁１０６をフェイルセーフ開度にまで絞ることが可能で、最も簡便には、図７のフローチャートに示すように構成することができる。
【００７４】
即ち、全気筒の吸気弁１０８，排気弁１０９のうちの１つでも開故障しているか否かを判別し（Ｓ３１）、吸気弁１０８，排気弁１０９の開故障が１つでも生じると、スロットル弁１０６をフェイルセーフ開度にまで絞る（Ｓ３２：吸気絞り制御手段）。
【００７５】
上記構成では、開故障が生じた気筒についても吸気弁１０８，排気弁１０９は通常に制御し、また、燃料噴射，点火も全て通常に行なわせる。従って、スロットル弁１０６をフェイルセーフ開度にまで絞る処理のみがフェイルセーフ処理となり、フェイルセーフ処理のための演算処理を簡略化できると共に、吸気系部品を保護できる。
【００７６】
尚、吸気弁１０８と排気弁１０９との少なくとも一方に開故障が発生した気筒について燃料噴射，点火を停止させても良いし、吸気弁１０８と排気弁１０９との何れか一方のみに開故障が発生した気筒について、正常な側を閉固定状態に制御させる構成としても良い。
【００７７】
また、前記図７のフローチャートに示すように構成において、スロットル弁１０６をフェイルセーフ開度にまで絞る制御を、図８のフローチャートに示すように、開故障が発生している気筒の数が所定値以上のときにのみ行わせる構成とすることができる。
【００７８】
図８のフローチャートでは、全気筒の吸気弁１０８，排気弁１０９のうちの１つでも開故障しているか否かを判別し（Ｓ５１）、故障を判定すると、故障発生気筒数が所定値以上であるか否かを判別し（Ｓ５２）、故障発生気筒数が所定値以上であれば、スロットル弁１０６をフェイルセーフ開度にまで絞る（Ｓ５３）。
【００７９】
ところで、上記実施形態におけるエンジンは、各気筒に共通な１つのスロットル弁１０６のみを備える構成としたが、各気筒毎に独立制御可能なスロットル弁１０６を備える構成の場合には、図９のフローチャートに示すようなフェイルセーフ処理を行なわせることができる。
【００８０】
上記の各気筒毎に独立制御可能なスロットル弁１０６をそれぞれに備える構成は、吸気マニホールド１０４の各ブランチ部それぞれに、弁体を各気筒毎に独立した回転軸に軸支させて揺動可能に取り付けると共に、各回転軸の軸端にそれぞれアクチュエータ（例えばステップモータ）を連結させ、各アクチュエータを個別に駆動制御することで、各気筒のスロットル弁の開度を個別に制御できる構成とすれば良い。
【００８１】
図９のフローチャートにおいて、Ｓ４１〜Ｓ４５の処理は、前記図６のフローチャートのＳ２１〜Ｓ２５と同様な処理を行なう。即ち、吸気弁１０８と排気弁１０９とのいずれか一方に開故障が生じたときには、該開故障が生じた気筒の開故障が生じていない方の吸気弁１０８又は排気弁１０９を閉弁位置に固定する制御を行なう（閉固定制御手段）。
【００８２】
そして、Ｓ４７では、吸気弁１０８と排気弁１０９とのいずれか一方に開故障が生じた気筒に対する燃料噴射及び点火を禁止し（気筒休止手段）、次のＳ４８では、吸気弁１０８と排気弁１０９とのいずれか一方に開故障が生じて休止させた気筒以外の気筒の目標吸入空気量及び燃料噴射を増量補正して（制御量補正手段）、一部気筒の休止によるトルクの低下を抑止する。
【００８３】
一方、Ｓ４４で排気弁１０９に開故障が発生していると判別され、当該気筒で吸気弁１０８と排気弁１０９との双方に開故障が生じているときには、Ｓ４６へ進み、吸気弁１０８と排気弁１０９との双方に開故障が生じている気筒のスロットル弁のみを、最小開度付近のフェイルセーフ開度に強制的に絞る（吸気絞り制御手段）。
【００８４】
そして、Ｓ４７へ進み、スロットル弁をフェイルセーフ開度に強制的に絞った気筒に対する燃料噴射及び点火を停止させ（気筒休止手段）、Ｓ４８では、吸気弁１０８と排気弁１０９との双方が正常である気筒の目標吸入空気量及び燃料噴射を増量補正して（制御量補正手段）、一部気筒の休止によるトルクの低下を抑止する。
【００８５】
上記構成よれば、吸気弁１０８と排気弁１０９との双方が開故障している気筒が生じても、その気筒のスロットル弁のみをフェイルセーフ開度に強制的に絞り、他の気筒のスロットル弁については、通常開度のままとするから、エンジンの出力トルクが大幅に低下することがなく、運転性が大きく変化することを回避し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１記載の発明の構成を示すブロック図。
【図２】実施の形態のエンジンを示すシステム構成図。
【図３】吸排気弁の電磁駆動式アクチュエータを示す断面図。
【図４】実施の形態におけるエンジンの制御内容を示すブロック図。
【図５】実施の形態における吸排気弁の開故障の検出を示すフローチャート。
【図６】吸排気弁の開故障時におけるフェイルセーフ処理を示すフローチャート。
【図７】吸排気弁の開故障時におけるフェイルセーフ処理を示すフローチャート。
【図８】吸排気弁の開故障時におけるフェイルセーフ処理を示すフローチャート。
【図９】吸排気弁の開故障時におけるフェイルセーフ処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
１０１…エンジン
１０２…吸気ダクト
１０３…吸気コレクタ
１０４…吸気マニホールド
１０５…エアフローメータ
１０６…電子制御式吸気絞り弁
１０７…燃料噴射弁
１０８…吸気弁
１０９…排気弁
１１０…点火栓
１１１…排気マニホールド
１１２…空燃比センサ
１１３…ＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニット）
１１４…クランク角センサ
１１５…水温センサ
１１６…吸気温センサ
１１７…アクセル操作量センサ
１１８…車速センサ

Claims

吸排気弁の開閉が電子制御されると共に、スロットル弁の開度が電子制御される構成の可変動弁型エンジンの制御装置であって、
前記吸排気弁それぞれについて、開弁状態に保持される開故障の発生を検出する開故障検出手段と、
該開故障検出手段により吸気弁側と排気弁側とのいずれか一方における開故障の発生が検出されたときに、該開故障の発生が検出された気筒の正常な側を閉弁固定状態に制御する閉固定制御手段と、
前記開故障検出手段により吸気弁側と排気弁側との双方における開故障の発生が検出されたときに、前記スロットル弁を略最小開度付近に絞る吸気絞り制御手段と、
を含んで構成されたことを特徴とする可変動弁型エンジンの制御装置。
前記スロットル弁が、各気筒毎に独立制御可能に設けられ、前記吸気絞り制御手段が、吸排気弁の開故障の発生が検出された気筒のスロットル弁のみを略最小開度付近に絞ることを特徴とする請求項１記載の可変動弁型エンジンの制御装置。
各気筒毎に燃料噴射弁を備える構成であって、前記開故障検出手段によって吸排気弁の開故障の発生が検出された気筒に対する前記燃料噴射弁による燃料噴射を停止させると共に、前記開故障の発生が検出された気筒に対する点火を停止させる気筒休止手段を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の可変動弁型エンジンの制御装置。
各気筒毎に燃料噴射弁を備えると共に、目標のエンジン出力トルクに対応する目標吸入空気量を得るべく各気筒毎に吸入空気量を個別に制御する吸入空気量制御手段を備え、
前記開故障検出手段によって吸排気弁の開故障の発生が検出されたときに、通常に運転させることが可能な気筒の目標吸入空気量及び燃料噴射量を補正する制御量補正手段を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の可変動弁型エンジンの制御装置。