JP4007123B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等に搭載される内燃機関に関し、特に可変動弁機構とスロットル機構とを利用して吸入空気量を制御する内燃機関のフェイルセーフ技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車等に搭載される内燃機関としては、アクチュエータによりスロットル弁を開閉駆動する電子制御スロットル機構と、吸気弁およびまたは排気弁の開閉タイミング、作用角、リフト量のうち少なくとも一を変更可能な可変動弁機構とを備えた内燃機関の開発が進められている。
【０００３】
このような内燃機関としては、例えば、特開平１１−１１７７７７号公報に記載されているように、アクセルの操作量とは独立してスロットル弁を開閉駆動可能なスロットル機構と、吸気弁の閉弁タイミングおよびまたはリフト量を変更可能な可変動弁機構とを備え、内燃機関の運転状態が低負荷又は中負荷であるときにスロットル弁を高開度状態に制御するとともに、吸気弁の閉弁タイミングおよびまたはリフト量を制御して吸入空気量を調整する内燃機関が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記したような従来の内燃機関では、可変動弁機構に異常が発生した場合には、内燃機関の吸入空気量を所望の目標吸入空気量に収束させることが困難となるため、ドライバビリティの悪化や排気エミッションの悪化が誘発され、延いては内燃機関を搭載した車両が走行困難となる場合がある。
【０００５】
そこで、本発明は、電子制御スロットル機構及び可変動弁機構を用いて吸入空気量を調整する内燃機関において、可変動弁機構に異常が発生した場合には、内燃機関を搭載した車両が少なくとも退避走行することが可能となる技術を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した課題を解決するために以下のような手段を採用した。
【０００７】
すなわち、本発明に係る内燃機関の制御装置は、
内燃機関の出力軸の回転に対する吸気弁の開閉タイミングを変更するタイミング変更手段と、
前記吸気弁の作用角を変更する作用角変更手段と、
前記内燃機関の吸気通路に設けられたスロットル弁及びスロットル弁を開閉駆動するアクチュエータを具備するスロットル機構と、
内燃機関の吸入空気量を目標吸入空気量とすべく、前記タイミング変更手段、前記作用角変更手段、及び前記スロットル機構を制御する吸入空気量制御手段と、
前記タイミング変更手段およびまたは前記作用角変更手段の異常を検出する異常検出手段と、
前記異常検出手段が異常を検出した場合には、異常の態様に応じて異なるフェイル処理を実行するフェイル処理手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
この発明は、内燃機関の出力軸（以下、機関出力軸と称する）に対する吸気弁の開閉タイミングを変更するタイミング変更手段と、吸気弁の作用角を変更する作用角変更手段と、スロットル弁及びスロットル弁を開閉駆動するアクチュエータを具備するスロットル機構とを利用して、内燃機関の吸入空気量を制御する内燃機関において、タイミング変更手段と作用角変更手段との何れか一或いは双方に異常が発生した場合には、個々の異常態様に応じて異なるフェイル処理を実行可能としたことを最大の特徴としている。
【０００９】
タイミング変更手段と作用角変更手段とスロットル機構とを利用して吸入空気量を制御する内燃機関において、タイミング変更手段と作用角変更手段との何れか一又は双方に異常が発生すると、吸入空気量制御手段は、内燃機関の実際の吸入空気量を所望の目標吸入空気量に収束させることが困難となる。
【００１０】
このような場合には、実際の吸入空気量と目標吸入空気量との誤差が過大となり、延いては内燃機関が運転を継続することが困難となることも想定される。
【００１１】
これに対し、本発明に係る内燃機関の制御装置では、タイミング変更手段と作用角変更手段との何れか一又は双方に異常が発生した場合には、フェイル処理手段が異常の態様に応じたフェイル処理を実行することになる。
【００１２】
この場合、実際の吸入空気量と目標吸入空気量との誤差の増加が抑制され、その結果、内燃機関が運転を継続し易くなる。
【００１３】
ここで、本発明における異常の態様としては、（１）作用角変更手段に異常が発生した場合、（２）タイミング変更手段に異常が発生した場合、（３）作用角変更手段及びタイミング変更手段に異常が発生した場合、等を例示することができる。
【００１４】
本発明に係る内燃機関の制御装置において、異常検出手段が作用角変更手段の異常を検出した場合には、フェイル処理手段は、吸気弁の作用角を所定角度とすべく作用角変更手段を制御し、吸気弁の開閉タイミングを前記所定角度に対応した開閉タイミングとすべくタイミング変更機構を制御し、スロットル弁の開度を目標吸入空気量に応じて変更すべくスロットル機構を制御するようにしてもよい。 この場合、吸気弁の開閉タイミングが吸気弁の作用角（所定角度）に応じた開閉タイミングとされるとともに、スロットル弁の開度が目標吸入空気量に応じた開度とされる。
【００１５】
この結果、内燃機関の実際の吸入空気量と目標吸入空気量との誤差が増加し難くなり、内燃機関が運転を継続し易くなる。
【００１６】
ここで、作用角変更手段の異常の態様としては、吸気弁の作用角を変更する駆動部（以下、作用角変更駆動部と称する）の異常と、吸気弁の作用角を検出するセンサ部（以下、作用角検出センサ部と称する）の異常とが考えられる。
【００１７】
作用角変更駆動部に異常が発生した場合は、吸気弁の作用角を変更することが不可能となるため、フェイル処理手段は、作用角変更駆動部に対する制御を停止し、作用角検出センサ部が検出する作用角に基づいて前記タイミング変更手段を制御し、更にスロットル弁の開度をアクセル開度に応じて変更すべくスロットル機構を制御するようにしてもよい。
【００１８】
通常、吸気弁の作用角が大きくなるほど吸気弁の開弁駆動に要するトルクが増大するため、作用角変更駆動部に対する制御が停止された場合は吸気弁の作用角が最小角度に収束すると考えられるが、実際には吸気弁の開弁駆動に要するトルクと作用角変更機構のフリクションとの大小関係に応じて吸気弁の作用角が変化することが想定される。よって、作用角検出センサが検出する実際の作用角（以下、実作用角と称する）に応じて吸気弁の開閉タイミングが変更されるとともに、スロットル弁の開度がアクセル開度に応じて変更されると、実際の吸入空気量と目標吸入空気量との誤差が増加し難くなり、内燃機関が運転を継続し易くなる。
【００１９】
尚、フェイル処理手段は、実作用角が大きくなり且つ機関回転数が高くなるほど、吸気弁の開閉タイミングが進角するようにタイミング変更手段を制御してもよい。この場合、吸気の体積効率を高めることが可能となる。
【００２０】
但し、実作用角が最大角度に近似した作用角であるときは実際の吸入空気量が目標吸入空気量を上回り易くなる。このため、実作用角が所定角度以上となる場合には、フェイル処理手段は、実作用角が大きくなり且つ機関回転数が低くなるほど、吸気弁の開閉タイミングが遅角するようにタイミング変更手段を制御することにより、吸気の体積効率を低下させてもよい。
【００２１】
一方、作用角検出センサ部に異常が発生した場合には、吸気弁の作用角を正確に制御することは困難となるため、フェイル処理手段は、作用角変更駆動部に対する制御値を予め定められた所定値に固定し、吸気弁の開弁タイミングが吸気行程上死点近傍となり且つ吸気弁の閉弁タイミングが吸気行程下死点近傍となるようにタイミング変更手段を制御し、更にスロットル弁の開度をアクセル開度に応じて変更すべくスロットル機構を制御するようにしてもよい。
【００２２】
作用角検出センサ部に異常が発生した場合は、吸気弁の作用角を最大角度と最小角度との間の作用角に正確に制御することが困難となる。これに対し、作用角変更駆動部に対する制御値が予め設定された所定値に固定される。その際の所定値は、吸気弁の作用角が最大角度と最小角度との間の所定角度となる値であり、例えば、最大角度に比して最小角度に近似するように定められる。このようにして吸気弁の作用角が固定された上で、吸気弁の開弁タイミングが吸気行程上死点の近傍となり且つ吸気弁の閉弁タイミングが吸気行程下死点の近傍となるようタイミング変更手段が制御されると、吸気弁の開弁タイミングが吸気行程上死点から過剰に進角したり、或いは吸気弁の閉弁時期が吸気行程下死点から過剰に遅角したりすることがなくなる。その結果、スロットル機構によって内燃機関の吸入空気量を目標吸入空気量へ近似させ易くなる。
【００２３】
尚、フェイル処理手段は、内燃機関がアイドル運転状態にある場合は、内燃機関が非アイドル運転状態にある場合に比して、吸気弁の開閉タイミングが遅角されるようにタイミング変更手段を制御するようにしてもよい。これは、内燃機関がアイドル運転状態にある時に、吸気弁と排気弁のバルブオーバーラップ期間が長くなると、内部ＥＧＲガス量の増加により燃焼安定性が低下する虞があるからである。
【００２４】
また、本発明に係る内燃機関の制御装置において、異常検出手段がタイミング変更手段の異常を検出した場合には、フェイル処理手段は、吸気弁の開閉タイミングを所定の開閉タイミングとすべくタイミング変更手段を制御するとともに、内燃機関の吸入空気量を目標吸入空気量とすべく作用角変更手段およびまたはスロットル機構を制御するようにしてもよい。
【００２５】
ここで、タイミング変更手段の異常の態様としては、吸気弁の開閉タイミングを変更する駆動部（以下、タイミング変更駆動部と称する）の異常と、吸気弁の開閉タイミングを検出するセンサ部（以下、開閉タイミング検出センサ部と称する）の異常とが考えられる。
【００２６】
タイミング変更手段のハードウェア構成は、タイミング変更駆動部に対する制御が停止された時に動弁系のフリクションを受けて吸気弁の開閉タイミングが最遅角された状態に固定される。このため、フェイル処理手段は、タイミング変更駆動部の異常が検出された時に、該タイミング変更駆動部に対する制御を停止することにより、吸気弁の開閉タイミングを最遅角した状態に固定することができる。
【００２７】
吸気弁の開閉タイミングが最遅角された場合に吸気弁の作用角が最大角度になると、吸気弁が開弁している時間を長くすることができるが、吸気弁の閉弁タイミングが吸気行程下死点より大幅に遅角するため、圧縮行程において気筒の空気が吸気ポートへ逆流し易くなるとともに実質的な圧縮期間が短くなり、その結果、内燃機関の燃焼が不安定となる虞がある。
【００２８】
一方、吸気弁の開閉タイミングが最遅角された場合に吸気弁の作用角が最小角度になると、吸気弁の閉弁タイミングが吸気行程下死点から大幅に遅角することはなくなるが、吸気弁が開弁している時間が短くなるため、気筒内に吸入される空気量が減少し、その結果、内燃機関のトルクが過剰に低くなる虞がある。
【００２９】
そこで、本発明にかかる内燃機関の制御装置において、フェイル処理手段は、タイミング変更駆動部の異常が検出された場合は、吸気弁の開閉タイミングを最遅角させるべくタイミング変更駆動部を制御した上で、吸気弁の閉弁タイミングが吸気行程下死点近傍となるように作用角変更手段を制御するとともに、アクセル開度に応じてスロットル弁の開度が変更されるようにスロットル機構を制御するようにしてもよい。
【００３０】
この場合、少なくとも内燃機関が低中回転運転状態にあるときの燃焼安定性の低下を抑制しつつ吸入空気量を目標吸入空気量に近似させることが可能となる。その結果、内燃機関を搭載した車両が退避走行することが可能になるとともに、退避走行時におけるドライバビリティの悪化及び排気エミッションの悪化を抑制することも可能となる。
【００３１】
尚、フェイル処理手段は、機関回転数が低中回転域にある場合に加え、機関回転数が高回転域にある場合のドライバビリティも向上させる場合には、アクセル開度が所定開度以上となる運転領域において、スロットル弁の開度をアクセル開度に応じて変更すべくスロットル機構を制御しつつ、吸気弁の作用角を機関回転数が高くなるにつれて大きくなるように作用角変更手段を制御するようにしてもよい。この場合、内燃機関が低中回転運転状態にある場合に加え高回転運転状態にあるときの燃焼安定性の低下も抑制することもできるため、内燃機関を搭載した車両が正常時と略同様に走行することが可能となる。
【００３２】
一方、タイミング検出センサ部に異常が発生した場合は、吸気弁の開閉タイミングを最進角状態と最遅角状態以外の位置に正確に制御することが困難となるため、フェイル処理手段は、吸気弁の開閉タイミングを最進角状態又は最遅角状態に固定するようにしてもよい。この場合、吸気弁の開閉タイミングが一定の開閉タイミングに固定されるため、作用角変更手段により内燃機関の吸入空気量を調整することが可能となる。その結果、内燃機関が運転を継続し易くなる。
【００３３】
ところで、吸気弁の開閉タイミングが最遅角状態に固定されると、アクセル開度が所定開度以上となる運転領域（スロットル弁の開度が実質的に全開となる開度に固定される運転領域）において、作用角変更手段にのみによって吸入空気量を変更することが困難となる。
【００３４】
これに対し、吸気弁の開閉タイミングが最進角状態に固定されると、吸気弁の作用角が最大角度とされた場合に、吸気弁の開弁タイミングが吸気行程上死点より進角されるとともに、吸気弁の閉弁タイミングが吸気行程下死点から僅かに遅角する。この場合、吸気弁の閉弁タイミングが吸気行程下死点から過剰に遅角しないため、圧縮行程における実質的な圧縮期間が過剰に短くなることがなく、内燃機関の燃焼が安定し易い。但し、吸気弁と排気弁のバルブオーバーラップ期間が比較的長くなるため、排気の脈動効果による吸気の体積効率向上を図り易い運転領域、すなわち、アクセル開度が大きく且つ機関回転数が高くなる運転領域において吸気弁の作用角が大きくされることが好ましいと言える。
【００３５】
また、吸気弁の開閉タイミングが最進角状態に固定された場合に、吸気弁の作用角が最小角度にされると、吸気弁の開弁タイミングが吸気行程上死点より遅角するとともに、吸気弁の閉弁タイミングが吸気行程下死点より進角する。この場合、吸気弁と排気弁のバルブオーバーラップ期間が短くなるとともに、吸気弁の閉弁タイミングが吸気行程下死点より進角するため、吸気の体積効率低下や圧縮行程における実質的な圧縮期間の低下などが発生し難い。但し、吸気弁の開弁時間が短くなるため、内燃機関の目標吸入空気量が比較的少なくなる運転領域、すなわち、アクセル開度が小さく且つ機関回転数が低くなる運転領域において吸気弁の作用角を小さくすることが好ましいと言える。
【００３６】
従って、吸気弁の開閉タイミングが最進角状態に固定された場合は、吸気弁の開閉タイミングが最遅角状態に固定された場合に比して、作用角変更手段のみによる吸入空気量の調整が行い易いと言える。
【００３７】
そこで、フェイル処理手段は、タイミング検出センサ部の異常が検出された場合に、吸気弁の開閉タイミングを最進角状態に固定するとともに、吸気弁の作用角が目標吸入空気量の増加に応じて大きくなるように作用角変更手段を制御するようにしてもよい。この場合、内燃機関の燃焼安定性を低下させることなく吸入空気量を目標吸入空気量に収束させることが可能となり、以て排気エミッション及びドライバビリティの悪化を抑制することが可能になるとともに、内燃機関を搭載した車両が正常時と略同様に走行することが可能となる。
【００３８】
次に、異常検出手段が作用角変更手段及びタイミング変更手段の異常を同時に検出した場合には、フェイル処理手段は、吸気弁の作用角及び開閉タイミングが一定となるように作用角変更手段及びタイミング変更手段を制御し、スロットル機構により吸入空気量を調整するようにしてもよい。
【００３９】
ここで、作用角変更手段及びタイミング変更手段に異常が発生する態様としては、例えば、（１）タイミング変更手段のタイミング検出センサ部と作用角変更手段の作用角変更駆動部に異常が発生する態様、（２）タイミング変更手段のタイミング変更駆動部と作用角変更手段の作用角検出センサ部に異常が発生する態様、（３）タイミング変更手段のタイミング検出センサ部と作用角変更手段の作用角検出センサ部に異常が発生する態様、（４）タイミング変更手段のタイミング変更駆動部と作用角変更手段の作用角変更駆動部に異常が発生する態様、等が考えられる。
【００４０】
タイミング検出センサ部と作用角変更駆動部とタイミング検出センサ部に異常が発生した場合は、フェイル処理手段は、吸気弁の開閉タイミングを最進角状態に固定すべくタイミング変更駆動部を制御し、作用角変更駆動部に対する制御を停止し、更にスロットル弁の開度をアクセル開度に応じて変更すべくスロットル機構を制御するようにしてもよい。
【００４１】
この場合、吸気弁の開弁タイミングが吸気行程下死点より進角する可能性はあるものの、吸気弁の閉弁タイミングが吸気行程下死点から大幅に遅角することがないため、内燃機関が低中回転運転状態にあるときの燃焼安定性の低下を最小限に抑制することが可能となる。
【００４２】
尚、吸気弁の開閉タイミングが固定され、且つ、作用角変更手段に対する制御が停止されると、アクセル開度が所定開度以上となる運転領域（スロットル弁の開度が実質的に全開となる開度に固定される運転領域）において、内燃機関の吸入空気量を変更することが困難となるが、アクセル開度に応じてスロットル弁の開度が変更されれば、少なくとも内燃機関が低中回転運転状態にある時の燃焼安定性の低下を抑制しつつ吸入空気量を目標吸入空気量に近似させることが可能となる。その結果、内燃機関を搭載した車両が退避走行することが可能になるとともに、退避走行時におけるドライバビリティの悪化及び排気エミッションの悪化を抑制することが可能となる。
【００４３】
また、タイミング変更駆動部と作用角検出センサ部に異常が発生した場合は、フェイル処理手段は、吸気弁の開閉タイミングを最遅角状態に固定すべくタイミング変更駆動部を制御し、吸気弁の作用角を該吸気弁の閉弁タイミングが吸気行程下死点近傍となる作用角とすべく作用角変更駆動部を制御し、更にスロットル弁の開度をアクセル開度に応じて変更すべくスロットル機構を制御するようにしてもよい。
【００４４】
この場合、吸気弁の開閉タイミング及び吸気弁の作用角が固定されるため、アクセル開度が所定開度以上となる運転領域（スロットル弁の開度が実質的に全開となる開度に固定される運転領域）において内燃機関の吸入空気量を目標吸入空気量に収束させることが困難となるが、アクセル開度に応じてスロットル弁の開度が変更されるため、少なくとも内燃機関が低中回転運転状態にある時の燃焼安定性の低下を抑制しつつ吸入空気量を目標吸入空気量に近似させることが可能となる。その結果、内燃機関を搭載した車両が退避走行することが可能になるとともに、退避走行時におけるドライバビリティの悪化及び排気エミッションの悪化を抑制することが可能となる。
【００４５】
次に、タイミング検出センサ部と作用角検出センサ部に異常が発生した場合は、フェイル処理手段は、吸気弁の開閉タイミングを最進角状態に固定すべくタイミング変更駆動部を制御し、作用角変更駆動部に対する制御値を予め定められた所定値に固定し、更にスロットル弁の開度をアクセル開度に応じて変更すべくスロットル機構を制御するようにしてもよい。尚、この場合の所定値は、吸気弁の開閉タイミングが最進角状態に固定された状況下において、吸気弁の開弁タイミングが吸気行程上死点近傍となる値である。
【００４６】
この場合、吸気弁の開弁タイミングが吸気行程上死点の近傍に固定されるため、機関回転数が高回転域にある時に吸入空気量が不足する可能性があるものの、機関回転数がアイドル回転域及び低中回転域にあるときの燃焼安定性の低下を抑制することが可能となる。また、吸気弁の開閉タイミング及び吸気弁の作用角が固定されると、アクセル開度が所定開度以上となる運転領域（スロットル弁の開度が実質的に全開となる開度に固定される運転領域）において内燃機関の吸入空気量を目標吸入空気量に収束させることが困難となるが、スロットル弁の開度がアクセル開度に応じて変更されるため、少なくとも内燃機関が低中回転運転状態にある時の燃焼安定性の低下を抑制しつつ吸入空気量を目標吸入空気量に近似させることが可能となる。
【００４７】
その結果、内燃機関を搭載した車両が退避走行することが可能になるとともに、退避走行時におけるドライバビリティの悪化及び排気エミッションの悪化を抑制することが可能となる。
【００４８】
次に、タイミング変更駆動部と作用角変更駆動部に異常が発生した場合は、フェイル処理手段は、作用角変更駆動部及びタイミング変更駆動部に対する制御を停止するとともに、スロットル弁の開度をアクセル開度に応じて変更すべくスロットル機構を制御する。
【００４９】
この場合、吸気弁の開閉タイミング及び吸気弁の作用角が一定の開閉タイミング及び作用角に固定されるため、スロットル弁の開度変更によって内燃機関の吸入空気量を調整することが可能となる。その結果、内燃機関の燃焼安定性の低下を抑制することは困難となるものの、内燃機関を搭載した車両が退避走行可能となる。
【００５０】
尚、タイミング変更手段と作用角変更手段とスロットル機構とを利用して吸入空気量を制御する内燃機関では、スロットル機構に異常が発生する場合も考えられる。スロットル機構の異常の態様としては、スロットル弁を開閉駆動する駆動部（アクチュエータ）の異常と、スロットル弁の開度を検出するセンサ部（スロットルポジションセンサ）の異常とが考えられる。
【００５１】
スロットル機構のアクチュエータに異常が発生すると、スロットル弁の開度が固定されてしまうため、アクセル開度が所定開度未満となる運転領域においてスロットル弁の開度をアクセル開度に比例した開度に制御することが不可能になるとともに、アクセル開度が所定開度以上となる運転領域においてスロットル弁の開度を実質的に全開となる開度に固定することが不可能となる。
【００５２】
そこで、フェイル処理手段は、アクチュエータの異常が発生した場合は、該アクチュエータに対する制御を停止した上で、機関回転数が高くなるほど吸気弁の開弁タイミングが進角するようにタイミング変機構手段を制御するとともに、アクセル開度が大きくなるほど吸気弁の作用角が大きくなるよう作用角変更手段を制御することにより、内燃機関の吸入空気量を調整するようにしてもよい。
【００５３】
その際、スロットル弁の開度によっては、内燃機関の実際の吸入空気量が目標吸入空気量を上回り、それに応じて内燃機関のトルクがアクセル開度に対応したトルクより高くなる可能性がある。これに対し、フェイル処理手段は、内燃機関の実際の吸入空気量が目標吸入空気量に対して多くなるほど点火時期を遅角させおよび／または内燃機関の運転気筒数を減少させるようにしてもよい。この場合、内燃機関の運転を継続することが可能になるとともに、その際の内燃機関のトルクをアクセル開度に応じたトルクに近似させることが可能となる。
【００５４】
また、タイミング変更手段と作用角変更手段の少なくとも一方と、スロットル機構とに同時に異常が発生した場合は、内燃機関の吸入空気量を調整することが困難となるため、フェイル処理手段は、車両の室内に設けられた表示装置に異常発生の情報を表示させるとともに、内燃機関１の運転を停止させるようにしてもよい。
【００５５】
但し、スロットル機構のアクチュエータが正常であってスロットル弁の開度を所定開度に固定可能な場合、或いは、スロットル弁が全閉以外の開度に固定された状態でアクチュエータが異常に陥った場合には、フェイル処理手段は、タイミング変更手段及び作用角変更手段に対する制御を停止した上で、点火遅角制御および／または減筒運転制御を行いつつ内燃機関の運転を継続させるようにしてもよい。すなわち、フェイル処理手段は、内燃機関の実際の吸入空気量が目標吸入空気量に対して多くなるほど、点火時期を遅角および／または運転気筒数を減少させるようにしてもよい。
【００５６】
この場合、内燃機関の運転が継続されるとともに、内燃機関のトルクが要求トルクに比して過大となることがなくなる。
【００５７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る内燃機関の制御装置の具体的な実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００５８】
図１は、本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。
【００５９】
図１に示す内燃機関１は、自動車などの車両に搭載される内燃機関であり、ガソリンを燃料とする４ストローク・サイクルの水冷式ガソリンエンジンである。
【００６０】
内燃機関１は、４つの気筒２を備えている。各気筒２には、二つの吸気弁３と二つの排気弁４とが点火栓５を包囲するように設けられている。更に、各気筒２には、その噴孔が気筒２内に臨むよう燃料噴射弁６が取り付けられている。
【００６１】
前記燃料噴射弁６は、デリバリーパイプ７に接続されている。デリバリーパイプ７は、燃料パイプ８を介して図示しない燃料ポンプと接続されている。
【００６２】
内燃機関１には、４本の吸気枝管９と４本の排気枝管１８が接続されている。各吸気枝管９は、一つの気筒２と図示しない吸気ポートを介して連通するとともにサージタンク１０に接続されている。
【００６３】
前記サージタンク１０は、吸気管１１を介してエアクリーナボックス１２と接続されている。エアクリーナボックス１２には、外気を取り込むためのエアダクト１３が設けられるとともに、そのエアダクト１３から取り込まれた空気に含まれる埃や塵を取り除くためのエアフィルタが内装されている。
【００６４】
前記吸気管１１の途中には、該吸気管１１内を流れる空気量に対応した電気信号を出力するエアフローメータ１４が設けられている。前記吸気管１１におけるエアフローメータ１４より下流の部位には、該吸気管１１内を流れる空気の流量を調節するスロットル弁１５が設けられている。
【００６５】
前記スロットル弁１５には、該スロットル弁１５を開閉駆動するスロットル用アクチュエータ１６が取り付けられている。スロットル弁１５には、該スロットル弁１５の開度に対応した電気信号を出力するスロットルポジションセンサ１７が取り付けられている。
【００６６】
一方、前記した４本の排気枝管１８は、図示しない排気ポートを介して各気筒２と連通している。４本の排気枝管１８は、１本の集合管に合流して図示しない排気浄化触媒やマフラーへ接続されている。
【００６７】
次に、内燃機関１には、吸気弁３の開閉タイミングを変更するタイミング変更機構１９と、吸気弁３の作用角を変更する作用角変更機構２１とが取り付けられている。これらタイミング変更機構１９と作用角変更機構２１としては、周知の機構を用いることができる。
【００６８】
例えば、前記タイミング変更機構１９としては、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相を連続的に変更する機構を例示することができる。前記作用角変更機構２１としては、揺動カムを用いて吸気弁３の作用角及びリフト量を連続的に変更する機構を例示することができる。
【００６９】
前記タイミング変更機構１９には、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相角差を検出する位相角差検出センサ２０が取り付けられている。前記作用角変更機構２１には、吸気弁３の作用角を検出する作用角検出センサ２２が取り付けられている。
【００７０】
内燃機関１を搭載した車両の室内には、アクセルペダル２６が設けられている。このアクセルペダル２６には、該アクセルペダル２６の操作量（アクセル開度）に対応した電気信号を出力するアクセルポジションセンサ２７が取り付けられている。
【００７１】
このように構成された内燃機関１には、該内燃機関１の運転状態を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）２５が併設されている。
【００７２】
ＥＣＵ２５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭなどから構成された算術論理演算回路である。このＥＣＵ２５には、前述したエアフローメータ１４とスロットルポジションセンサ１７と位相角差検出センサ２０と作用角検出センサ２２とアクセルポジションセンサ２７とに加え、内燃機関１に取り付けられたクランクポジションセンサ２３及び水温センサ２４と、内燃機関１が搭載された車両の室内に配置された表示装置２８とが電気配線を介して接続されている。
【００７３】
更に、ＥＣＵ２５には、点火栓５、燃料噴射弁６、スロットル用アクチュエータ１６、タイミング変更機構１９、及び作用角変更機構２１が電気配線を介して接続されている。
【００７４】
ＥＣＵ２５は、上記した各種センサの出力信号をパラメータとして、点火栓５、燃料噴射弁６、スロットル用アクチュエータ１６、タイミング変更機構１９、作用角変更機構２１、及び表示装置２８を制御する。
【００７５】
例えば、ＥＣＵ２５は、スロットル用アクチュエータ１６とタイミング変更機構１９と作用角変更機構２１とを併用して、内燃機関１の吸入空気量を所望の目標吸入空気量に一致させる制御（以下、吸入空気量制御と称する）を実行する。
【００７６】
吸入空気量制御では、ＥＣＵ２５は、先ずクランクポジションセンサ２３がパルス信号を出力する時間的間隔に従って機関回転数を算出するとともに、アクセルポジションセンサ２７の出力信号値（アクセル開度）を読み込む。
【００７７】
ＥＣＵ２５は、機関回転数とアクセル開度をパラメータとして、内燃機関１の目標トルクを算出する。ＥＣＵ２５は、内燃機関１の実際のトルクが目標トルクと一致するために必要な吸入空気量（目標吸入空気量）を算出する。その際、目標吸入空気量は、アクセル開度が大きく且つ機関回転数が高くなるほど増加するよう設定される。
【００７８】
ＥＣＵ２５は、エアフローメータ１４の出力信号値（実際の吸入空気量）が前記目標吸入空気量と一致するように、スロットル弁１５の開度と、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相角差と、吸気弁３の作用角とを決定する。
【００７９】
その際、ＥＣＵ２５は、図２に示すように、アクセル開度が所定開度より小さい場合は、主としてスロットル弁１５の開度を変更することにより吸入空気量を制御し、アクセル開度が所定開度以上である場合は、スロットル弁１５の開度を実質的に全開となる開度に固定し、タイミング変更機構１９及び作用角変更機構２１によって吸入空気量を制御する。
【００８０】
尚、スロットル弁１５の開度が実質的に全開となる開度とは、スロットル弁１５の開度をそれ以上大きくしても吸入空気量が変化（増加）しない開度を意味する。
【００８１】
ここで、アクセル開度が所定開度より小さい運転領域では、ＥＣＵ２５は、アクセル開度に比例してスロットル弁１５の開度が増減するようスロットル用アクチュエータ１６を制御する。これと同時に、ＥＣＵ２５は、水温センサ２４の出力信号（冷却水温度）、アクセルポジションセンサ２７の出力信号（アクセル開度）、及び機関回転数に応じてタイミング変更機構１９及び作用角変更機構２１を制御する。
【００８２】
例えば、冷却水温度が所定温度より低い場合、内燃機関１がアイドル運転状態（アクセル開度が全閉状態）にある場合、あるいは、アクセル開度が所定開度未満であり且つ機関回転数が低回転域にある場合は、ＥＣＵ２５は、吸気弁３の開弁タイミングが吸気行程上死点より遅角するようタイミング変更機構１９を制御し、且つ、吸気弁３の閉弁タイミングが吸気行程下死点近傍となるよう作用角変更機構２１を制御する。
【００８３】
吸気弁３の開弁タイミングが吸気行程上死点より遅角すると、吸気弁３と排気弁４のバルブオーバーラップ期間が短くなるため、気筒２内およびまたは排気ポート内から吸気ポートへ逆流する排気の量（所謂、内部ＥＧＲガスの量）が減少する。
【００８４】
吸気弁３の閉弁タイミングが吸気行程下死点近傍に設定されると、気筒２が吸気行程から圧縮行程へ移行した後に気筒２内から吸気ポートへ逆流する吸気量が減少するため、体積効率の低下が抑制される。
【００８５】
従って、冷却水温度が低い場合、内燃機関１がアイドル運転状態にある場合、及び、アクセル開度が小さく機関回転数が低い場合は、内部ＥＧＲガス量が減少するとともに体積効率の低下が抑制されるため、内燃機関１の燃焼を安定させることができる。
【００８６】
また、アクセル開度が所定開度未満であり、且つ、機関回転数が中回転域にある場合は、ＥＣＵ２５は、吸気弁３の開弁タイミングが吸気行程上死点より進角するようタイミング変更機構１９を制御するとともに、吸気弁３の閉弁タイミングが吸気行程下死点近傍となるよう作用角変更機構２１を制御する。
【００８７】
吸気弁３の開弁タイミングが吸気行程上死点より進角すると、吸気弁３と排気弁４のバルブオーバーラップ期間が長くなるため、内部ＥＧＲガス量が増加すると共にポンピングロスが低下する。
【００８８】
吸気弁３の閉弁タイミングが吸気行程下死点の近傍に設定されると、気筒２が吸気行程から圧縮行程へ移行した後に気筒２内から吸気ポートへ逆流する吸気量が減少するため、体積効率の低下が抑制される。
【００８９】
従って、アクセル開度が所定開度未満であり、且つ、機関回転数が中回転域にある場合は、体積効率の低下を抑制しつつ、内部ＥＧＲガス量の増加及びポンピングロスの低下を図ることが可能となるため、排気エミッションの向上及び燃料消費率の向上を図ることが可能となる。
【００９０】
次に、アクセル開度が所定開度以上となる運転領域では、ＥＣＵ２５は、スロットル弁１５の開度を実質的に全開となる開度に固定するとともに、タイミング変更機構１９及び作用角変更機構２１を制御することにより、内燃機関１の吸入空気量を調整する。
【００９１】
具体的には、ＥＣＵ２５は、機関回転数が高くなるほど、吸気弁３の開弁タイミングが進角するようタイミング変更機構１９を制御することにより、吸気弁３と排気弁４とのバルブオーバーラップ期間を増加させる。更に、ＥＣＵ２５は、内燃機関１の目標吸入空気量が多くなるほど吸気弁３の作用角が大きくなる（吸気弁３の閉弁タイミングが遅角する）ように作用角変更機構２１を制御することにより、気筒２内に供給される新気の量を増加させる。
【００９２】
尚、上記したような吸入空気量制御では、ＥＣＵ２５は、吸気弁３の実際の開閉タイミングを所望の目標開閉タイミングと一致させるべく位相角差検出センサ２０の出力信号に従ってタイミング変更機構１９をフィードバック制御し、吸気弁３の実際の作用角を所望の目標作用角と一致するように作用角検出センサ２２の出力信号に従って作用角変更機構２１をフィードバック制御し、更にスロットル弁１５の実際の開度を所望の目標開度と一致させるべくスロットルポジションセンサ１７の出力信号に従ってスロットル用アクチュエータ１６をフィードバック制御する。
【００９３】
これらのフィードバック制御が行われると、吸気弁３の開閉タイミング、吸気弁３の作用角、及びスロットル弁１５の開度の制御精度が向上し、吸入空気量を一層正確に制御することが可能となる。
【００９４】
ところで、スロットル弁１５とスロットル用アクチュエータ１６とスロットルポジションセンサ１７とから構成されるスロットル機構、タイミング変更機構１９及び位相角差検出センサ２０から構成されるタイミング変更システム、作用角変更機構２１及び作用角検出センサ２２から構成される作用角変更システムの少なくとも一に異常が発生した場合には、上記したような吸入空気量制御を実現することが困難となる。
【００９５】
このような場合には、内燃機関１の実際の吸入空気量を目標吸入空気量に収束させることができなくなるため、内燃機関１のドライバビリティや排気エミッションが悪化し、延いては内燃機関１が運転を継続することが不可能となることが想定される。
【００９６】
これに対し、本実施の形態における内燃機関の制御装置では、ＥＣＵ２５は、スロットル機構、タイミング変更システム、作用角変更システムの少なくとも一に異常が発生した場合には、異常の態様に応じて異なるフェイル処理を実行するようにした。
【００９７】
以下、本実施の形態におけるフェイル処理について述べる。
【００９８】
スロットル機構とタイミング変更システムと作用角変更システムとの少なくとも一つに異常が発生する態様としては、タイミング変更システムのみに異常が発生する態様、作用角変更システムのみに異常が発生する態様、タイミング変更システムと作用角変更システムとに異常が発生する態様、スロットル機構のみに異常が発生する態様などが考えられる。
【００９９】
（１）タイミング変更システムのみに異常が発生した場合のフェイル処理
タイミング変更システムの異常の態様としては、タイミング変更機構１９の異常と位相角差検出センサ２０の異常とが想定される。
【０１００】
尚、タイミング変更機構１９の異常を検出する方法としては、ＥＣＵ２５からタイミング変更機構１９へ送信される制御信号値に対応して位相角差検出センサ２０の出力信号値が変化していない場合（すなわち、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相角差が変化しない場合）に、タイミング変更機構１９が異常であると判定する方法を例示することができる。
【０１０１】
また、位相角差検出センサ２０の異常を検出する方法としては、位相角差検出センサ２０の出力信号値が正常時の出力範囲より高い又は低い値に固定されている場合に、位相角差検出センサ２０が異常であると判定する方法を例示することができる。
【０１０２】
（ａ）タイミング変更機構１９に異常が発生した場合
タイミング変更機構１９に異常が発生した場合は、ＥＣＵ２５は、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相を変更することが不可能となるため、タイミング変更機構１９の制御を停止する。
【０１０３】
タイミング変更機構１９のハードウェア構成は、タイミング変更機構１９に対する制御が停止されたときに、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相が最遅角位置に固定されるようになっている。
【０１０４】
クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相が最遅角位置に固定された場合に、吸気弁３の作用角が最大角度となるよう作用角変更機構２１が制御されると、図３に示すように、吸気弁３が開弁している時間を長くすることができるが、吸気弁３の閉弁タイミングが吸気行程下死点より大幅に遅角するため、圧縮行程において気筒２内に吸入された空気が吸気ポートへ逆流し易くなるとともに実質的な圧縮期間が短くなり、その結果、内燃機関１の燃焼が不安定となる虞がある。
【０１０５】
クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相が最遅角位置に固定された場合に、吸気弁３の作用角が最小角度となるよう作用角変更機構２１が制御されると、図４に示すように、吸気弁３の閉弁タイミングが吸気行程下死点から大幅に遅角することはなくなるが、吸気弁３が開弁している時間が非常に短くなるため、気筒２内に吸入される空気量が減少し、その結果、内燃機関１のトルクが過剰に低くなる虞がある。
【０１０６】
上記したような実情に鑑み、本実施の形態におけるフェイル処理では、ＥＣＵ２５は、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相が最遅角位置に固定された場合に、作用角変更機構２１に対する制御値を、吸気弁３の作用角が図５に示すような最小角度と最大角度との間の所定角度となる値（以下、第１の所定値と記す）に固定する。
【０１０７】
その際、車両の退避走行時における内燃機関１のドライバビリティを向上させることを考慮すると、機関回転数が高回転域にある時に比して機関回転数が低中回転域にある時の内燃機関１の燃焼安定性を向上させることが望ましい。
【０１０８】
従って、吸気弁３の閉弁タイミングは、気筒２内に吸入された空気が吸気ポートへ逆流しない時期、具体的には吸気行程下死点の近傍に設定されることが好ましく、それに応じて吸気弁３の作用角は最大角度に比して最小角度に近い角度に固定されることが好ましい。
【０１０９】
また、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相が最遅角位置に固定され、且つ、吸気弁３の作用角が前記した所定角度に固定されると、アクセル開度が所定開度以上となる運転領域（スロットル弁１５の開度が実質的に全開となる開度に固定される運転領域）において内燃機関１の吸入空気量を目標吸入空気量に収束させることが困難となるため、ＥＣＵ２５は、図６に示すように、アクセル開度が大きくなるにつれてスロットル弁１５の開度が大きくなるようスロットル用アクチュエータ１６を制御する。
【０１１０】
その際、ＥＣＵ２５は、エアフローメータ１４の出力信号値が目標吸入空気量に収束するようスロットル用アクチュエータ１６をフィードバック制御することが望ましい。
【０１１１】
上記したようなフェイル処理によれば、少なくとも内燃機関１が低中回転運転状態にあるときの燃焼安定性の低下を抑制しつつ吸入空気量を目標吸入空気量に近似させることが可能となるため、内燃機関１が少なくとも低中回転運転することが可能となる。
【０１１２】
この結果、内燃機関１を搭載した車両が退避走行することが可能になるとともに、退避走行時におけるドライバビリティの悪化及び排気エミッションの悪化を抑制することが可能となる。
【０１１３】
尚、ＥＣＵ２５は、機関回転数が低中回転域にある時に加え、機関回転数が高回転域にある時のドライバビリティも向上させることを考慮する場合には、アクセル開度が所定開度以上となる運転領域において、スロットル弁１５の開度をアクセル開度に応じて変更しつつ、吸気弁３の作用角を図７に示すように所定角度から最大角度までの範囲において機関回転数が高くなるにつれて大きくなるよう制御するようにしてもよい。
【０１１４】
この場合、内燃機関１が低中回転運転状態にある場合に加え高回転運転状態にあるときの燃焼安定性の低下を抑制することができるため、内燃機関１を搭載した車両が正常時と略同様に走行することが可能となる。
【０１１５】
（ｂ）位相角差検出センサ２０に異常が発生した場合
位相角差検出センサ２０に異常が発生した場合は、ＥＣＵ２５は、位相角差検出センサ２０の出力信号値に基づいて、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相角差をフィードバック制御することが不可能となる。
【０１１６】
このような場合は、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相を最進角位置と最遅角位置以外の位置に正確に制御することが困難となるため、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相を最進角位置又は最遅角位置に固定することが好ましい。
【０１１７】
ところで、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相が最遅角位置に固定された場合は、前述した図３及び図４の説明で述べたように、アクセル開度が所定開度以上となる運転領域（スロットル弁１５の開度が実質的に全開となる開度に固定される運転領域）において、作用角変更機構２１のみによって内燃機関１の吸入空気量を変更することが困難となる。
【０１１８】
一方、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相が最進角位置に固定された場合に、吸気弁３の作用角が最大角度となるよう作用角変更機構２１が制御されると、図８に示すように、吸気弁３の開弁タイミングが吸気行程上死点より進角されるとともに、吸気弁３の閉弁タイミングが吸気行程下死点から僅かに遅角する。
【０１１９】
この場合、吸気弁３の閉弁タイミングが吸気行程下死点から過剰に遅角しないため、圧縮行程における実質的な圧縮期間が過剰に短くなることがなく、内燃機関１の燃焼が安定し易い。但し、吸気弁３と排気弁４のバルブオーバーラップ期間が比較的長くなるため、排気の脈動効果による吸気の体積効率向上を図り易い運転領域、すなわち、アクセル開度が大きく且つ機関回転数が高くなる運転領域において吸気弁３の作用角を大きくすることが好ましいと言える。
【０１２０】
クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相が最進角位置に固定された場合に、吸気弁３の作用角が最小角度となるよう作用角変更機構２１が制御されると、図８に示すように、吸気弁３の開弁タイミングが吸気行程上死点より遅角するとともに、吸気弁３の閉弁タイミングが吸気行程下死点より進角する。
【０１２１】
この場合、吸気弁３と排気弁４のバルブオーバーラップ期間が短くなるとともに、吸気弁３の閉弁タイミングが吸気行程下死点より進角するため、吸気の体積効率低下や圧縮行程における実質的な圧縮期間の低下などが発生し難い。但し、吸気弁３の開弁時間が短くなるため、内燃機関１の目標吸入空気量が比較的少なくなる運転領域、すなわち、アクセル開度が小さく且つ機関回転数が低くなる運転領域において吸気弁３の作用角を小さくすることが好ましいと言える。
【０１２２】
このように、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相が最進角位置に固定された場合は、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相が最遅角位置に固定された場合に比して、作用角変更機構２１のみによる吸入空気量制御を実現させ易い。
【０１２３】
そこで、本実施の形態におけるフェイル処理では、ＥＣＵ２５は、位相角差検出センサ２０に異常が発生した場合は、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相が最進角位置に固定されるようタイミング変更機構１９を制御しつつ、吸気弁３の作用角が図１０に示すように目標吸入空気量に比例して大きくなるよう作用角変更機構２１を制御するようにした。
【０１２４】
このようなフェイル処理が実行されると、アクセル開度が所定開度以上となる運転領域（スロットル弁１５の開度が実質的に全開となる開度に固定される運転領域）において、作用角変更機構２１のみによって内燃機関１の吸入空気量を制御することが可能となる。
【０１２５】
この結果、位相角差検出センサ２０に異常が発生した場合に、内燃機関１の燃焼安定性を低下させることなく吸入空気量を目標吸入空気量に収束させることが可能となり、以て排気エミッション及びドライバビリティの悪化を抑制することが可能になるとともに、内燃機関１を搭載した車両が正常時と略同様に走行することが可能となる。
【０１２６】
（２）作用角変更システムのみに異常が発生した場合のフェイル処理
作用角変更システムの異常の態様としては、作用角変更機構２１の異常と作用角検出センサ２２の異常とが想定される。
【０１２７】
尚、作用角変更機構２１の異常を検出する方法としては、ＥＣＵ２５から作用角変更機構２１へ送信される制御信号値に対応して作用角検出センサ２２の出力信号値が変化していない場合（すなわち、吸気弁３の作用角が変化しない場合）に、作用角変更機構２１が異常であると判定する方法を例示することができる。
【０１２８】
また、作用角検出センサ２２の異常を検出する方法としては、作用角検出センサ２２の出力信号値が正常時の出力範囲より高い又は低い値に固定されている場合に、作用角検出センサ２２が異常であると判定する方法を例示することができる。
【０１２９】
（ａ）作用角変更機構２１に異常が発生した場合
作用角変更機構２１に異常が発生した場合は、ＥＣＵ２５は、吸気弁３の作用角を変更することが不可能となるため、作用角変更機構２１の制御を停止する。
【０１３０】
通常、吸気弁３の作用角が大きくなるほど吸気弁３の開弁駆動に要するトルクが増大するため、作用角変更機構２１に対する制御が停止された場合は吸気弁３の作用角が最小角度に収束すると考えられるが、実際には吸気弁３の開弁駆動に要するトルクと作用角変更機構２１のフリクションとの大小関係に応じて吸気弁３の作用角が変化することが想定される。
【０１３１】
そこで、本実施の形態におけるフェイル処理では、ＥＣＵ２５は、作用角変更機構２１の制御を停止した上で、作用角検出センサ２２が検出する実際の作用角に応じてタイミング変更機構１９を制御することにより内燃機関１の燃焼安定化を図るとともに、アクセルポジションセンサ２７が検出するアクセル開度に応じてスロットル用アクチュエータ１６を制御することにより吸入空気量を調節するようにした。
【０１３２】
具体的には、ＥＣＵ２５は、図１１に示すように、作用角検出センサ２２の出力信号値（実作用角）が大きくなり且つ機関回転数が高くなるほどクランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相が進角するようタイミング変更機構１９を制御することにより、吸気の体積効率を高める。
【０１３３】
但し、実作用角が最大角度に近似した作用角であるときは実際の吸入空気量が目標吸入空気量を上回り易くなるため、実作用角が所定角度：α以上となる領域では、実作用角が大きくなり且つ機関回転数が低くなるほどクランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相が遅角するようタイミング変更機構１９を制御することにより、吸気の体積効率を低下させることが好ましい。
【０１３４】
また、吸気弁３の作用角を所望の作用角に制御することが不可能となった場合には、アクセル開度が所定開度以上となる運転領域（スロットル弁１５の開度が実質的に全開となる開度に固定される運転領域）において内燃機関１の吸入空気量を目標吸入空気量に収束させることが困難となるため、ＥＣＵ２５は、前述した図６の説明で述べたように、アクセル開度が大きくなるにつれてスロットル弁１５の開度が大きくなるようスロットル用アクチュエータ１６を制御する。
【０１３５】
このようなフェイル処理が実行されると、内燃機関１の燃焼安定性の低下を抑制しつつ内燃機関１の吸入空気量を目標吸入空気量に近似させることが可能となるため、ドライバビリティ及び排気エミッションの悪化を抑制しつつ内燃機関１の運転を継続させることが可能となる。
【０１３６】
この結果、内燃機関１を搭載した車両が正常時と略同様に走行することが可能となる。
【０１３７】
（ｂ）作用角検出センサ２２に異常が発生した場合
作用角検出センサ２２に異常が発生した場合は、ＥＣＵ２５は、作用角検出センサ２２の出力信号値に基づいて、吸気弁３の作用角をフィードバック制御することが不可能となる。
【０１３８】
このような場合は、吸気弁３の作用角を最大角度と最小角度以外の作用角に正確に制御することが困難となるため、ＥＣＵ２５は、作用角変更機構２１に対する制御値を予め設定された第２の所定値に固定する。
【０１３９】
前記した第２の所定値は、例えば、吸気弁３の作用角が作用角変更機構２１を備えていない内燃機関に適用される吸気弁の作用角と同等以下の角度、好ましくは最大作用角に比して最小作用角に近い角度となる値である。
【０１４０】
この場合、目標吸入空気量が比較的多くなる運転領域では実際の吸入空気量が目標吸入空気量より少なくなる可能性はあるものの、吸気弁３の開弁タイミングが吸気行程上死点から過剰に進角し難くなるとともに吸気弁３の閉弁タイミングが吸気行程下死点から過剰に遅角し難くなるからである。
【０１４１】
更に、ＥＣＵ２５は、吸気弁３の開弁タイミングが図１２に示すように吸気行程上死点の近傍となり且つ吸気弁３の閉弁タイミングが吸気行程下死点の近傍となるようタイミング変更機構１９を制御する。
【０１４２】
その際、ＥＣＵ２５は、図１３に示すように、内燃機関１がアイドル運転状態にあるときは、内燃機関１が非アイドル運転状態にあるときに比して、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相が遅角するようタイミング変更機構１９を制御することが好ましい。
【０１４３】
これは、内燃機関１がアイドル運転状態にあるときに、吸気弁３と排気弁４のバルブオーバーラップ期間が長くなると、内部ＥＧＲガス量の増加により燃焼安定性が低下する虞があるからである。
【０１４４】
上記したようにクランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相と吸気弁３の作用角とが固定されると、アクセル開度が所定開度以上となる運転領域（スロットル弁１５の開度が実質的に全開となる開度に固定される運転領域）において内燃機関１の吸入空気量を目標吸入空気量に収束させることが困難となるため、ＥＣＵ２５は、前述した図６の説明で述べたように、アクセル開度が大きくなるにつれてスロットル弁１５の開度が大きくなるようスロットル用アクチュエータ１６を制御する。
【０１４５】
このようなフェイル処理が実行されると、少なくとも内燃機関１がアイドル運転状態にある時及び低中回転運転状態にある時の燃焼安定性の低下を抑制しつつ吸入空気量を目標吸入空気量に近似させることが可能となるため、内燃機関１が少なくともアイドル運転及び低中回転運転を継続することが可能となる。
【０１４６】
この結果、内燃機関１を搭載した車両が退避走行することが可能になるとともに、退避走行時におけるドライバビリティの悪化及び排気エミッションの悪化を抑制することが可能となる。
【０１４７】
（３）タイミング変更システムと作用角変更システムに異常が発生した場合のフェイル処理
タイミング変更システムと作用角変更システムに異常が発生する態様としては、タイミング変更機構１９及び作用角検出センサ２２に異常が発生する態様と、タイミング変更機構１９及び作用角変更機構２１に異常が発生する態様と、位相角差検出センサ２０及び作用角検出センサ２２に異常が発生する態様と、位相角差検出センサ２０及び作用角変更機構２１に異常が発生する態様とが想定される。
【０１４８】
（ａ）タイミング変更機構１９と作用角検出センサ２２に異常が発生した場合
タイミング変更機構１９と作用角検出センサ２２とに同時に異常が発生した場合は、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相を変更することが不可能になると同時に、吸気弁３の作用角を正確に制御することが困難となる。
【０１４９】
これに対し、本実施の形態におけるフェイル処理では、ＥＣＵ２５は、タイミング変更機構１９に対する制御を停止するとともに、作用角変更機構２１に対する制御値を第３の所定値に固定する。ここで、タイミング変更機構１９に対する制御が停止されると、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相が最遅角位置に固定されるため、第３の所定値は、吸気弁３の作用角が前述した図５の説明で述べた所定角度と略等しい作用角になる値とすることが好ましい。
【０１５０】
このようにクランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相と吸気弁３の作用角とが固定されると、アクセル開度が所定開度以上となる運転領域（スロットル弁１５の開度が実質的に全開となる開度に固定される運転領域）において内燃機関１の吸入空気量を目標吸入空気量に収束させることが困難となるため、ＥＣＵ２５は、前述した図６の説明で述べたように、アクセル開度が大きくなるにつれてスロットル弁１５の開度が大きくなるようスロットル用アクチュエータ１６を制御する。
【０１５１】
このようなフェイル処理が実行されると、少なくとも内燃機関１が低中回転運転状態にある時の燃焼安定性の低下を抑制しつつ吸入空気量を目標吸入空気量に近似させることが可能となるため、内燃機関１が少なくとも低中回転運転を継続することが可能となる。
【０１５２】
この結果、内燃機関１を搭載した車両が退避走行することが可能になるとともに、退避走行時におけるドライバビリティの悪化及び排気エミッションの悪化を抑制することが可能となる。
【０１５３】
尚、タイミング変更機構１９と作用角検出センサ２２とに同時に異常が発生した場合に、ＥＣＵ２５は、タイミング変更機構１９及び作用角変更機構２１に対する制御を停止し、スロットル弁１５の開度のみで内燃機関１の吸入空気量を制御するようにしてもよい。
【０１５４】
この場合、内燃機関１の燃焼安定性の低下を抑制することは困難となるが、内燃機関１を搭載した車両が退避走行することが可能となる。
【０１５５】
（ｂ）タイミング変更機構１９と作用角変更機構２１に異常が発生した場合
タイミング変更機構１９と作用角変更機構２１とに同時に異常が発生した場合は、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相を変更することが不可能になると同時に、吸気弁３の作用角を変更することが不可能となる。
【０１５６】
これに対し、本実施の形態におけるフェイル処理では、ＥＣＵ２５は、タイミング変更機構１９に対する制御及び作用角変更機構２１に対する制御を停止するとともに、スロットル弁１５の開度を変更することにより内燃機関１の吸入空気量を制御する。
【０１５７】
その際、ＥＣＵ２５は、前述した図６の説明で述べたように、アクセル開度が大きくなるにつれてスロットル弁１５の開度が大きくなるようスロットル用アクチュエータ１６を制御するとともに、エアフローメータ１４の出力信号値に基づいてスロットル用アクチュエータ１６をフィードバック制御する。
【０１５８】
このようなフェイル処理によれば、少なくとも内燃機関１の吸入空気量を目標吸入空気量に近似させることが可能となるため、内燃機関１の燃焼安定性の低下を抑制することは困難となるものの、内燃機関１を搭載した車両が退避走行することが可能となる。
【０１５９】
（ｃ）位相角差検出センサ２０と作用角検出センサ２２に異常が発生した場合
位相角差検出センサ２０と作用角検出センサ２２とに同時に異常が発生した場合は、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相を最進角位置と最遅角位置以外の位置へ正確に制御することが困難になると同時に、吸気弁３の作用角を正確に制御することが困難となる。
【０１６０】
これに対し、本実施の形態におけるフェイル処理では、ＥＣＵ２５は、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相を最進角位置に固定すべくタイミング変更機構１９を制御するとともに、作用角変更機構２１に対する制御値を予め設定された第４の所定値に固定する。
【０１６１】
前記した第４の所定値は、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相が最進角位置に固定された状況下において、吸気弁３の開弁タイミングが図１４に示すように吸気行程上死点近傍となる値である。
【０１６２】
これは、吸気弁３の開弁タイミングが吸気行程上死点の近傍に固定されると、機関回転数が高回転域にある時に吸入空気量が不足する可能性があるものの、機関回転数がアイドル回転域及び低中回転域にあるときの燃焼安定性の低下を抑制することが可能となるからである。
【０１６３】
また、上記したようにクランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相と吸気弁３の作用角とが固定されると、アクセル開度が所定開度以上となる運転領域（スロットル弁１５の開度が実質的に全開となる開度に固定される運転領域）において内燃機関１の吸入空気量を目標吸入空気量に収束させることが困難となるため、ＥＣＵ２５は、前述した図６の説明で述べたように、アクセル開度が大きくなるにつれてスロットル弁１５の開度が大きくなるようスロットル用アクチュエータ１６を制御する。
【０１６４】
上記したようなフェイル処理が実行されると、少なくとも内燃機関１が低中回転運転状態にある時の燃焼安定性の低下を抑制しつつ吸入空気量を目標吸入空気量に近似させることが可能となるため、内燃機関１が少なくとも低中回転運転を継続することが可能となる。
【０１６５】
この結果、内燃機関１を搭載した車両が退避走行することが可能になるとともに、退避走行時におけるドライバビリティの悪化及び排気エミッションの悪化を抑制することが可能となる。
【０１６６】
（ｄ）位相角差検出センサ２０と作用角変更機構２１に異常が発生した場合
位相角差検出センサ２０と作用角変更機構２１とに同時に異常が発生した場合は、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相を最遅角位置と最進角位置以外の位置に正確に制御することが困難になると同時に、吸気弁３の作用角を変更することが不可能となる。
【０１６７】
これに対し、本実施の形態におけるフェイル処理では、ＥＣＵ２５は、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相を最進角位置に固定すべくタイミング変更機構１９を制御するとともに、作用角変更機構２１に対する制御を停止する。
【０１６８】
この場合、前述した図８及び図９の説明で述べたように、吸気弁３の開弁タイミングが吸気行程下死点より進角する可能性はあるものの、吸気弁３の閉弁タイミングが吸気行程下死点から大幅に遅角することがないため、内燃機関１が低中回転運転状態にあるときの燃焼安定性の低下を最小限に抑制することが可能となる。
【０１６９】
また、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相が固定され、且つ、作用角変更機構２１に対する制御が停止されると、アクセル開度が所定開度以上となる運転領域（スロットル弁１５の開度が実質的に全開となる開度に固定される運転領域）において、内燃機関１の吸入空気量を変更することが不可能となるため、ＥＣＵ２５は、前述した図６の説明で述べたように、アクセル開度が大きくなるにつれてスロットル弁１５の開度が大きくなるようスロットル用アクチュエータ１６を制御する。
【０１７０】
上記したようなフェイル処理が実行されると、少なくとも内燃機関１が低中回転運転状態にある時の燃焼安定性の低下を抑制しつつ吸入空気量を目標吸入空気量に近似させることが可能となるため、内燃機関１が少なくとも低中回転運転を継続することが可能となる。
【０１７１】
この結果、内燃機関１を搭載した車両が退避走行することが可能になるとともに、退避走行時におけるドライバビリティの悪化及び排気エミッションの悪化を抑制することが可能となる。
【０１７２】
（４）スロットル機構に異常が発生した場合
スロットル機構の異常の態様としては、スロットル弁１５の固着やスロットル用アクチュエータ１６の動作不良などによってスロットル弁１５の開度が変更不能に陥る駆動系の異常と、スロットルポジションセンサ１７の異常とが想定される。
【０１７３】
尚、スロットル機構の駆動系の異常を検出する方法としては、ＥＣＵ２５からスロットル用アクチュエータ１６へ送信される制御信号値に対応してスロットルポジションセンサ１７の出力信号値が変化していない場合（すなわち、スロットル弁１５の開度が変化しない場合）に、スロットル機構の駆動系が異常であると判定する方法を例示することができる。
【０１７４】
また、スロットルポジションセンサ１７の異常を検出する方法としては、スロットルポジションセンサ１７の出力信号値が正常時の出力範囲より高い又は低い値に固定されている場合に、スロットルポジションセンサ１７が異常であると判定する方法を例示することができる。
【０１７５】
（ａ）スロットル機構の駆動系に異常が発生した場合
スロットル機構の駆動系に異常が発生すると、スロットル弁１５の開度が固定されてしまうため、アクセル開度が所定開度未満となる運転領域においてスロットル弁１５の開度をアクセル開度に比例した開度に制御することが不可能になるとともに、アクセル開度が所定開度以上となる運転領域においてスロットル弁１５の開度を実質的に全開となる開度に固定することが不可能となる。
【０１７６】
そこで、本実施の形態におけるフェイル処理では、ＥＣＵ２５は、スロットル用アクチュエータ１６に対する制御を停止した上で、図１５に示すようにアクセル開度が多くなるほど吸気弁３の作用角が大きくなるよう作用角変更機構２１を制御するとともに、図１６に示すように機関回転数が高くなるほど吸気弁３の開弁タイミングが進角するようタイミング変更機構１９を制御する。
【０１７７】
その際、スロットル弁１５が固定された開度によっては、内燃機関１の実際の吸入空気量が目標吸入空気量を上回り、それに応じて内燃機関１のトルクがアクセル開度に対応したトルクより高くなる可能性がある。
【０１７８】
これに対し、ＥＣＵ２５は、実際の吸入空気量から目標吸入空気量を減算して過剰空気量を算出し、その過剰空気量が多くなるほど点火時期の遅角量を増加させるべく点火栓５を制御する。
【０１７９】
但し、点火時期の遅角量が過剰に多くなると、内燃機関１が失火する虞があるため、本実施の形態では、点火時期の遅角量が限界値：Lmaxとなるときの過剰空気量（以下、遅角限界空気量と称する）：△Ａを予め実験的に求めておき、過剰空気量が遅角限界空気量：△Ａ以上となるときは、図１７に示すように、遅角量を限界値：Lmaxに固定するようにした。
【０１８０】
そして、過剰空気量が遅角限界空気量：△Ａ以上となる場合には、ＥＣＵ２５は、過剰空気量が多くなるにつれて内燃機関１の運転気筒数を減少させる。例えば、ＥＣＵ２５は、図１８に示すように、過剰空気量が一定量：△ａ増加する度に減筒気筒数を１つ増加させる。
【０１８１】
上記したようなフェイル処理が実行されると、内燃機関１の運転を継続することが可能になるとともに、その際の内燃機関１のトルクをアクセル開度に応じたトルクに近似させることが可能となる。この結果、内燃機関１を搭載した車両が退避走行することが可能になる。
【０１８２】
（ｂ）スロットルポジションセンサ１７に異常が発生した場合
スロットルポジションセンサ１７に異常が発生すると、スロットル弁１５の開度を正確に制御することが不可能となるため、ＥＣＵ２５は、スロットル用アクチュエータ１６に対する制御を停止する。
【０１８３】
通常のスロットル機構では、スロットル用アクチュエータに対する制御が停止されると、スロットル弁の開度が最小開度に近い所定開度に固定される。
【０１８４】
スロットル弁１５の開度が最小開度に近い所定開度に固定された場合に、前述した図１５〜図１８の説明で述べたような制御が実行されると、内燃機関１が高回転運転状態にあるときには吸入空気量が不足するものの、内燃機関１が低中回転運転状態にあるときには吸入空気量を目標吸入空気量に収束させ易い。
【０１８５】
従って、本実施の形態におけるフェイル処理では、ＥＣＵ２５は、スロットル用アクチュエータ１６に対する制御を停止するとともに、前述した図１５〜図１８の説明で述べたような制御を実行するようにした。
【０１８６】
この場合、少なくとも内燃機関１が低中回転運転状態にある時の燃焼安定性の低下を抑制しつつ吸入空気量を目標吸入空気量に近似させることが可能となるため、内燃機関１が少なくとも低中回転運転を継続することが可能となる。
【０１８７】
この結果、内燃機関１を搭載した車両が退避走行することが可能になるとともに、退避走行時におけるドライバビリティの悪化及び排気エミッションの悪化を抑制することが可能となる。
【０１８８】
尚、スロットル用アクチュエータに対する制御が停止された場合にスロットル弁の開度が略全閉状態となるよう構成されたスロットル機構においてスロットルポジションセンサに異常が発生した場合には、スロットル用アクチュエータに対する制御値をスロットル弁の開度が前記した所定開度となる値に固定した上で、前述した図１５〜図１８の説明で述べたような制御を実行するようにしてもよい。
【０１８９】
（５）タイミング変更システムと作用角変更システムとの少なくとも一方とスロットル機構に異常が発生した場合
タイミング変更システムと作用角変更システムの少なくとも一方と、スロットル機構とに同時に異常が発生した場合には、ＥＣＵ２５は、スロットル用アクチュエータ１６、タイミング変更機構１９、及び作用角変更機構２１に対する制御を停止した上で、表示装置２８に異常発生の情報を表示させるとともに、内燃機関１の運転を停止させるべく点火栓５及び燃料噴射弁６の制御を停止する。
【０１９０】
但し、スロットル機構の駆動系が正常であってスロットル弁１５の開度を所定開度に固定可能な場合、或いは、スロットル弁１５が全閉以外の開度で動作不良に陥った場合には、ＥＣＵ２５は、タイミング変更機構１９、及び作用角変更機構２１に対する制御を停止した上で、点火遅角制御及び減筒運転制御を実行することにより、内燃機関１のトルクを調整しつつ内燃機関１の運転を継続させるようにしてもよい。
【０１９１】
以下、本実施の形態におけるフェイル処理の実行方法について図１９〜図２４に沿って説明する。
【０１９２】
図１９は、フェイル処理ルーチンを示すフローチャート図である。このフェイル処理ルーチンは、予めＥＣＵ２５のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、所定時間毎（例えば、クランクポジションセンサ２３がパルス信号を出力する度）にＥＣＵ２５が実行するルーチンである。
【０１９３】
フェイル処理ルーチンでは、ＥＣＵ２５は、先ず、Ｓ１９０１においてスロットル機構に異常が発生しているか否かを判別する。具体的には、ＥＣＵ２５は、スロットルポジションセンサ１７の出力信号値が正常時の出力範囲内の値であるか否かを判別し、スロットルポジションセンサ１７の出力信号値が正常時の出力範囲内の値であればスロットル用アクチュエータ１６に対する制御信号に対応してスロットルポジションセンサ１７の出力信号値が変化しているか否かを判別する。
【０１９４】
前記Ｓ１９０１においてスロットルポジションセンサ１７の出力信号値が正常の出力範囲外の値を示している場合、及び、ＥＣＵ２５からスロットル用アクチュエータ１６へ送信される制御信号値に対応してスロットルポジションセンサ１７の出力信号値が変化していない場合には、ＥＣＵ２５は、スロットル機構に異常が発生していると判定してＳ１９０２へ進む。
【０１９５】
Ｓ１９０２では、ＥＣＵ２５は、タイミング変更システム及び作用角変更システムからなる吸気弁可変機構が正常であるか否かを判別する。具体的には、ＥＣＵ２５は、タイミング変更機構１９が正常であるか否か、位相角差検出センサ２０が正常であるか否か、作用角変更機構２１が正常であるか否か、及び作用角検出センサ２２が正常であるか否かを判別する。
【０１９６】
前記Ｓ１９０２においてタイミング変更機構１９と位相角差検出センサ２０と作用角変更機構２１と作用角検出センサ２２の全てが正常である場合は、ＥＣＵ２５は、吸気弁可変機構が正常であると判定し、Ｓ１９０３へ進む。
【０１９７】
Ｓ１９０３では、ＥＣＵ２５は、表示装置２８に異常の発生を示す情報を表示させた上で、スロットル機構フェイル処理を実行する。
【０１９８】
スロットル機構フェイル処理では、ＥＣＵ２５は、図２０に示すようなスロットル機構フェイル処理ルーチンを実行する。このスロットル機構フェイル処理ルーチンは、予めＥＣＵ２５のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、上記したようにスロットル機構が異常であり且つ吸気弁可変機構が正常であるときにＥＣＵ２５が実行するルーチンである。
【０１９９】
スロットル機構フェイル処理ルーチンでは、ＥＣＵ２５は、先ずＳ２００１において、スロットルポジションセンサ１７の出力信号値が正常時の出力範囲内の値であるか否かを判別する。
【０２００】
Ｓ２００１において、スロットルポジションセンサ１７の出力信号値が正常時の出力範囲内の値を示している場合は、ＥＣＵ２５は、スロットルポジションセンサ１７が正常であり、且つ、スロットル機構の駆動系が異常であると判定してＳ２００２へ進む。
【０２０１】
Ｓ２００２では、ＥＣＵ２５は、スロットル用アクチュエータ１６に対する制御を停止する。
【０２０２】
Ｓ２００３では、ＥＣＵ２５は、クランクポジションセンサ２３がパルス信号を出力する時間的な間隔に基づいて機関回転数を演算する。
【０２０３】
Ｓ２００４では、ＥＣＵ２５は、前述した図１６の説明で述べたような機関回転数と吸気弁３の開弁タイミングとの関係に従い、前記Ｓ２００３で算出された機関回転数に対応する位相角差（目標位相角差）を演算する。尚、ここでいう位相角差は、クランクシャフトに対するインテークカムシャフトの回転位相角差である。
【０２０４】
Ｓ２００５では、ＥＣＵ２５は、アクセルポジションセンサ２７の出力信号値（アクセル開度）を読み込む。
【０２０５】
Ｓ２００６では、ＥＣＵ２５は、前述した図１５の説明で述べたようなアクセル開度と作用角との関係に従い、前記Ｓ２００５で読み込まれたアクセル開度に対応する吸気弁３の作用角（目標作用角）を演算する。
【０２０６】
Ｓ２００７では、ＥＣＵ２５は、クランクシャフトに対するインテークカムシャフトの回転位相角差が前記Ｓ２００４で算出された目標位相角差に一致するようタイミング変更機構１９を制御する。
【０２０７】
Ｓ２００８では、ＥＣＵ２５は、吸気弁３の実際の作用角が前記Ｓ２００６で算出された目標作用角と一致するよう作用角変更機構２１を制御する。
【０２０８】
Ｓ２００９では、ＥＣＵ２５は、エアフローメータ１４の出力信号値（実吸入空気量）を読み込む。
【０２０９】
Ｓ２０１０では、ＥＣＵ２５は、前記Ｓ２００３で算出された機関回転数と前記Ｓ２００５で読み込まれたアクセル開度とをパラメータとして、内燃機関１の目標吸入空気量を演算する。
【０２１０】
Ｓ２０１１では、ＥＣＵ２５は、前記Ｓ２００９で読み込まれた実吸入空気量が前記Ｓ２０１０で算出された目標吸入空気量を上回っているか否かを判別する。
【０２１１】
前記Ｓ２０１１において前記実吸入空気量が前記目標吸入空気量以下である場合は、ＥＣＵ２５は、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【０２１２】
一方、前記Ｓ２０１１において前記実吸入空気量が前記目標吸入空気量を上回っている場合は、ＥＣＵ２５は、Ｓ２０１２へ進み、前記実吸入空気量から前記目標吸入空気量を減算して過剰空気量を算出する。
【０２１３】
Ｓ２０１３では、ＥＣＵ２５は、前記Ｓ２０１２で算出された過剰空気量が遅角限界空気量：△Ａ以下であるか否かを判別する。
【０２１４】
前記Ｓ２０１３において前記過剰空気量が遅角限界空気量：△Ａ以下である場合には、ＥＣＵ２５は、Ｓ２０１４へ進み、前述した図１７の説明で述べたような点火遅角量と過剰空気量との関係に従い、前記過剰空気量に対応した点火遅角量を算出する。次いで、ＥＣＵ２５は、前記点火遅角量に従って点火栓５の点火時期を遅角する。
【０２１５】
一方、前記Ｓ２０１３において過剰空気量が遅角限界空気量：△Ａを上回っている場合は、ＥＣＵ２５は、Ｓ２０１５へ進み、点火栓５の点火時期を限界値：Lmaxまで遅角させる。
【０２１６】
続いて、ＥＣＵ２５は、Ｓ２０１６ヘ進み、前述した図１８の説明で述べたような減筒気筒数と過剰空気量との関係に従い、前記過剰空気量に対応した減筒気筒数を算出する。次いで、ＥＣＵ２５は、前記減筒気筒数に従って内燃機関１を減筒運転させる。
【０２１７】
また、前述したＳ２００１においてスロットルポジションセンサ１７が異常であると判定された場合には、ＥＣＵ２５は、Ｓ２０１７へ進み、スロットル用アクチュエータ１６に対する制御値をスロットル弁１５の開度が最小開度に近似した所定開度となる値に固定する。
【０２１８】
その後、ＥＣＵ２５は、前述したＳ２００３〜Ｓ２０１６の処理と同様の処理を実行して本ルーチンの実行を終了する。
【０２１９】
このようにＥＣＵ２５がスロットル機構フェイル処理を実行することにより、スロットル機構に異常が発生した場合であっても、内燃機関１の運転を継続させることが可能となり、内燃機関１を搭載した車両が退避走行することが可能となる。更に、ＥＣＵ２５は、退避走行時における内燃機関１のドライバビリティ及び排気エミッションの悪化を最小限に抑制することが可能となる。
【０２２０】
ここで図１９のフェイル処理ルーチンに戻り、前述したＳ１９０２においてタイミング変更機構１９と位相角差検出センサ２０と作用角変更機構２１と作用角検出センサ２２とのうち少なくとも一つが異常である場合には、ＥＣＵ２５は、吸気弁可変機構が異常であると判定してＳ１９０４へ進む。
【０２２１】
Ｓ１９０４では、ＥＣＵ２５は、表示装置２８に異常の発生を示す情報を表示させた上で、スロットル用アクチュエータ１６、タイミング変更機構１９、作用角変更機構２１、点火栓５、及び燃料噴射弁６に対する制御を停止して内燃機関１の運転を停止させる。
【０２２２】
尚、スロットル機構の駆動系が正常であってスロットル弁１５の開度を所定開度に固定可能な場合、或いは、スロットル弁１５が全閉以外の開度で動作不良に陥った場合には、ＥＣＵ２５は、タイミング変更機構１９及び作用角変更機構２１に対する制御を停止した上で、点火遅角制御およびまたは減筒運転制御を実行することにより、内燃機関１のトルクを調整しつつ内燃機関１の運転を継続させるようにしてもよい。この場合、内燃機関１を搭載した車両が退避走行することが可能となる。
【０２２３】
ＥＣＵ２５は、上記したＳ１９０４の処理を実行し終えると、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【０２２４】
また、前述したＳ１９０１においてスロットルポジションセンサ１７の出力信号値が正常な出力範囲内の値を示しており、且つ、ＥＣＵ２５からスロットル用アクチュエータ１６へ送信される制御信号値に対応してスロットルポジションセンサ１７の出力信号値が変化している場合には、ＥＣＵ２５は、スロットル機構が正常であると判定してＳ１９０５へ進む。
【０２２５】
Ｓ１９０５では、ＥＣＵ２５は、吸気弁可変機構に異常が発生しているか否か、すなわち、タイミング変更機構１９と位相角差検出センサ２０と作用角変更機構２１と作用角検出センサ２２とのうち少なくとも一つが異常であるか否かを判別する。
【０２２６】
具体的には、ＥＣＵ２５は、該ＥＣＵ２５からタイミング変更機構１９へ送信される制御信号値に対応して位相角差検出センサ２０の出力信号値が変化しているか否か、位相角差検出センサ２０の出力信号値が正常な出力範囲内の値を示しているか否か、該ＥＣＵ２５から作用角変更機構２１へ送信される制御信号値に対応して作用角検出センサ２２の出力信号値が変化しているか否か、及び、作用角検出センサ２２の出力信号値が正常な出力範囲内の値を示しているか否かを判別する。
【０２２７】
前記Ｓ１９０５においてＥＣＵ２５からタイミング変更機構１９へ送信される制御信号値に対応して位相角差検出センサ２０の出力信号値が変化していない場合、位相角差検出センサ２０の出力信号値が正常な出力範囲内の値を示していない場合、ＥＣＵ２５から作用角変更機構２１へ送信される制御信号値に対応して作用角検出センサ２２の出力信号値が変化していない場合、或いは、作用角検出センサ２２の出力信号値が正常な出力範囲内の値を示していない場合は、ＥＣＵ２５は、吸気弁可変機構に異常が発生していると判定してＳ１９０６へ進む。
【０２２８】
Ｓ１９０６では、ＥＣＵ２５は、表示装置２８に異常の発生を示す情報を表示させた上で、吸気弁可変機構フェイル処理を実行する。
【０２２９】
吸気弁可変機構フェイル処理では、ＥＣＵ２５は、図２１に示すような吸気弁可変機構フェイル処理ルーチンを実行する。この吸気弁可変機構フェイル処理ルーチンは、予めＥＣＵ２５のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、上記したようにスロットル機構が正常であり且つ吸気弁可変機構が異常であるときにＥＣＵ２５が実行するルーチンである。
【０２３０】
吸気弁可変機構フェイル処理ルーチンでは、ＥＣＵ２５は、先ずＳ２１０１において、作用角変更システムが正常であるか否かを判別する。具体的には、ＥＣＵ２５は、該ＥＣＵ２５から作用角変更機構２１へ送信される制御信号値に対応して作用角検出センサ２２の出力信号値が変化しているか否か、及び、作用角検出センサ２２の出力信号値が正常な出力範囲内の値を示しているか否かを判別する。
【０２３１】
前記Ｓ２１０１においてＥＣＵ２５から作用角変更機構２１へ送信される制御信号値に対応して作用角検出センサ２２の出力信号値が変化しており、且つ、作用角検出センサ２２の出力信号値が正常な出力範囲内の値を示している場合には、ＥＣＵ２５は、作用角検出センサ２２は正常であり、且つ、タイミング変更システムが異常であると判定してＳ２１０２へ進む。
【０２３２】
Ｓ２１０２では、ＥＣＵ２５は、タイミング変更システムフェイル処理を実行する。タイミング変更システムフェイル処理では、ＥＣＵ２５は、図２２に示すようなタイミング変更システムフェイル処理ルーチンを実行する。このタイミング変更システムフェイル処理ルーチンは、予めＥＣＵ２５のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、上記したようにスロットル機構及び作用角変更システムが正常であり且つタイミング変更システムが異常であるときにＥＣＵ２５が実行するルーチンである。
【０２３３】
タイミング変更システムフェイル処理ルーチンでは、ＥＣＵ２５は、先ずＳ２２０１において位相角差検出センサ２０が正常であるか否か、すなわち位相角差検出センサ２０の出力信号値が正常な出力範囲内の値を示しているか否かを判別する。
【０２３４】
前記Ｓ２２０１において位相角差検出センサ２０の出力信号値が正常な出力範囲内の値を示している場合は、ＥＣＵ２５は、タイミング変更機構１９が異常であり且つ位相角差検出センサ２０が正常であると判定してＳ２２０２へ進む。
【０２３５】
Ｓ２２０２では、ＥＣＵ２５は、タイミング変更機構１９に対する制御を停止する。この場合、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相は、最遅角位置に固定される。
【０２３６】
Ｓ２２０３では、ＥＣＵ２５は、作用角変更機構２１に対する制御値を第１の所定値に固定する。前記した第１の所定値は、前述した図５の説明で述べたように、吸気弁３の作用角が最大角度と最小角度との間の角度であり且つ最大角度に比して最小角度に近い角度となる値である。
【０２３７】
Ｓ２２０４では、ＥＣＵ２５は、アクセルポジションセンサ２７の出力信号値（アクセル開度）を読み込む。
【０２３８】
Ｓ２２０５では、ＥＣＵ２５は、前述した図６の説明で述べたアクセル開度とスロットル弁開度との関係に従い、前記Ｓ２２０４で読み込まれたアクセル開度に対応したスロットル弁開度（目標スロットル弁開度）を演算する。
【０２３９】
Ｓ２２０６では、ＥＣＵ２５は、スロットル弁１５の開度が前記Ｓ２２０５で算出された目標スロットル弁開度となるようスロットル用アクチュエータ１６を制御する。
【０２４０】
また、前記したＳ２２０１において位相角差検出センサ２０の出力信号値が正常な出力範囲外の値を示している場合は、ＥＣＵ２５は、タイミング変更機構１９が正常であり且つ位相角差検出センサ２０が異常であると判定してＳ２２０７へ進む。
【０２４１】
Ｓ２２０７では、ＥＣＵ２５は、タイミング変更機構１９に対する制御値を、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相が最進角位置となる値（最進角値）に固定する。
【０２４２】
Ｓ２２０８では、ＥＣＵ２５は、クランクポジションセンサ２３がパルス信号を出力する時間的な間隔に基づいて機関回転数を演算する。
【０２４３】
Ｓ２２０９では、ＥＣＵ２５は、アクセルポジションセンサ２７の出力信号値（アクセル開度）を読み込む。
【０２４４】
Ｓ２２１０では、ＥＣＵ２５は、前記Ｓ２２０８で算出された機関回転数と前記Ｓ２２０９で読み込まれたアクセル開度をパラメータとして、内燃機関１の目標吸入空気量を演算する。
【０２４５】
Ｓ２２１１では、ＥＣＵ２５は、前述した図１０の説明で述べたような吸気弁３の作用角と目標吸入空気量との関係に従い、前記Ｓ２２０９で算出された目標吸入空気量に対応する吸気弁３の作用角（目標作用角）を演算する。
【０２４６】
Ｓ２２１２では、ＥＣＵ２５は、吸気弁３の実際の作用角を前記Ｓ２２１１で算出された目標作用角に一致させるべく作用角変更機構２１を制御する。
【０２４７】
Ｓ２２１３では、ＥＣＵ２５は、アクセルポジションセンサ２７の出力信号値（アクセル開度）を読み込む。
【０２４８】
Ｓ２２１４では、ＥＣＵ２５は、前記Ｓ２２１３で読み込まれたアクセル開度が所定開度以上であるか否かを判別する。
【０２４９】
前記Ｓ２２１４において前記アクセル開度が所定開度以上であると判定された場合には、ＥＣＵ２５は、Ｓ２２１５へ進み、スロットル弁１５の開度が実質的に全開となる開度に固定されるようスロットル用アクチュエータ１６を制御する。ＥＣＵ２５は、前記Ｓ２２１５の処理を実行し終えると、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【０２５０】
一方、前記Ｓ２２１４において前記アクセル開度が所定開度未満であると判定された場合には、ＥＣＵ２５は、Ｓ２２１６へ進み、前述した図２の説明で述べたアクセル開度とスロットル弁開度との関係に従い、前記Ｓ２２１３で読み込まれたアクセル開度に対応するスロットル弁開度（目標スロットル弁開度）を演算する。
【０２５１】
Ｓ２２１７では、ＥＣＵ２５は、スロットル弁１５の実際の開度が前記Ｓ２２１６で算出された目標スロットル弁開度に一致するようスロットル用アクチュエータ１６を制御して、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【０２５２】
このようにＥＣＵ２５が図２２に示すようなタイミング変更システムフェイル処理ルーチンを実行することにより、タイミング変更システムに異常が発生した場合であっても、内燃機関１の運転を継続させることが可能となり、内燃機関１を搭載した車両が退避走行することが可能となる。更に、ＥＣＵ２５は、退避走行時における内燃機関１のドライバビリティ及び排気エミッションの悪化を最小限に抑制することが可能となる。
【０２５３】
ここで図２１の吸気弁可変機構フェイル処理ルーチンに戻り、ＥＣＵ２５は、前記したＳ２１０１においてＥＣＵ２５から作用角変更機構２１へ送信される制御信号値に対応して作用角検出センサ２２の出力信号値が変化していない場合、又は、作用角検出センサ２２の出力信号値が正常な出力範囲外の値を示している場合は、ＥＣＵ２５は、作用角変更システムが異常であると判定してＳ２１０３へ進む。
【０２５４】
Ｓ２１０３では、ＥＣＵ２５は、タイミング変更システムが正常であるか否かを判別する。具体的には、ＥＣＵ２５は、該ＥＣＵ２５からタイミング変更機構１９へ送信される制御信号値に対応して位相角差検出センサ２０の出力信号値が変化しているか否か、及び、位相角差検出センサ２０の出力信号値が正常な出力範囲内の値を示しているか否かを判別する。
【０２５５】
前記Ｓ２１０３においてＥＣＵ２５からタイミング変更機構１９へ送信される制御信号値に対応して位相角差検出センサ２０の出力信号値が変化しており、且つ、位相角差検出センサ２０の出力信号値が正常な出力範囲内の値を示している場合には、ＥＣＵ２５は、作用角変更システムが異常であり且つタイミング変更システムが正常であると判定してＳ２１０４へ進む。
【０２５６】
Ｓ２１０４では、ＥＣＵ２５は、作用角変更システムフェイル処理を実行する。作用角変更システムフェイル処理では、ＥＣＵ２５は、図２３に示すような作用角変更システムフェイル処理ルーチンを実行する。この作用角変更システムフェイル処理ルーチンは、予めＥＣＵ２５のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、上記したようにスロットル機構及びタイミング変更システムが正常であり且つ作用角変更システムが異常であるときにＥＣＵ２５が実行するルーチンである。
【０２５７】
作用角変更システムフェイル処理ルーチンでは、ＥＣＵ２５は、先ずＳ２３０１において作用角検出センサ２２が正常であるか否かを判別する。具体的には、ＥＣＵ２５は、作用角検出センサ２２の出力信号値が正常な出力範囲内の値を示しているか否かを判別する。
【０２５８】
前記Ｓ２３０１において作用角検出センサ２２の出力信号値が正常な出力範囲内の値を示している場合は、ＥＣＵ２５は、作用角検出センサ２２が正常であり且つ作用角変更機構２１が異常であると判定してＳ２３０２へ進む。
【０２５９】
Ｓ２３０２では、ＥＣＵ２５は、作用角変更機構２１に対する制御を停止する。
【０２６０】
Ｓ２３０３では、ＥＣＵ２５は、作用角検出センサ２２の出力信号値（吸気弁３の実際の作用角）を読み込む。
【０２６１】
Ｓ２３０４では、クランクポジションセンサ２３がパルス信号を出力する時間的な間隔に基づいて内燃機関１の機関回転数を演算する。
【０２６２】
Ｓ２３０５では、前述した図１１の説明で述べたような、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相と機関回転数と作用角との関係に従い、前記Ｓ２３０３で読み込まれた吸気弁３の実際の作用角と前記Ｓ２３０４で算出された機関回転数とに対応した目標位相角差を演算する。
【０２６３】
Ｓ２３０６では、ＥＣＵ２５は、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相角差が前記Ｓ２３０５で算出された目標位相角差に一致するようタイミング変更機構１９を制御する。
【０２６４】
Ｓ２３０７では、ＥＣＵ２５は、アクセルポジションセンサ２７の出力信号値（アクセル開度）を読み込む。
【０２６５】
Ｓ２３０８では、ＥＣＵ２５は、前述した図６の説明で述べたようなアクセル開度とスロットル弁開度との関係に従い、前記Ｓ２３０７で読み込まれたアクセル開度に対応したスロットル弁開度（目標スロットル弁開度）を演算する。
【０２６６】
Ｓ２３０９では、ＥＣＵ２５は、スロットル弁１５の実際の開度が前記Ｓ２３０８で算出された目標スロットル弁開度に一致するようスロットル用アクチュエータ１６を制御する。ＥＣＵ２５は、前記Ｓ２３０９の処理を実行し終えると、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【０２６７】
一方、前記Ｓ２３０１において作用角検出センサ２２の出力信号値が正常な出力範囲外の値を示している場合は、ＥＣＵ２５は、作用角検出センサ２２が異常であり且つ作用角変更機構２１が正常であると判定してＳ２３１０へ進む。
【０２６８】
Ｓ２３１０では、ＥＣＵ２５は、作用角変更機構２１に対する制御値を第２の所定値に固定する。第２の所定値は、前述したように吸気弁３の作用角が最大角度に比して最小角度に近い角度となる値である。
【０２６９】
Ｓ２３１１では、ＥＣＵ２５は、クランクポジションセンサ２３がパルス信号を出力する時間的な間隔に基づいて機関回転数を演算する。
【０２７０】
Ｓ２３１２では、ＥＣＵ２５は、アクセルポジションセンサ２７の出力信号値（アクセル開度）を読み込む。
【０２７１】
Ｓ２３１３では、ＥＣＵ２５は、前記Ｓ２３１１で算出された機関回転数と前記Ｓ２３１２で読み込まれたアクセル開度とに基づいて内燃機関１が非アイドル運転状態にあるか否かを判別する。
【０２７２】
具体的には、ＥＣＵ２５は、機関回転数が所定回転数（例えば、約900rpm）以下であり且つアクセル開度が全閉である場合は内燃機関１がアイドル運転状態にあると判定し、機関回転数が所定回転数より高い又はアクセル開度が全閉ではない場合は内燃機関１が非アイドル運転状態にあると判定する。
【０２７３】
前記Ｓ２３１３において内燃機関１が非アイドル運転状態にあると判定された場合は、ＥＣＵ２５は、Ｓ２３１４へ進み、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相角差が第１の位相角差となるようタイミング変更機構１９を制御する。前記した第１の位相角差は、吸気弁３の開閉タイミングが前述した図１２の説明で述べたようなタイミングとなる位相角差である。
【０２７４】
また、前記Ｓ２３１３において内燃機関１がアイドル運転状態にあると判定された場合は、ＥＣＵ２５は、Ｓ２３１５へ進み、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相角差が第２の位相角差となるようタイミング変更機構１９を制御する。前記した第２の位相角差は、前述した図１３の説明で述べたように、前記第１の位相角差に比して吸気弁３の開閉タイミングが遅角するよう定められた位相角差である。
【０２７５】
前記Ｓ２３１４又は前記Ｓ２３１５の処理を実行し終えたＥＣＵ２５は、Ｓ２３１６へ進み、前述した図６の説明で述べたようなスロットル弁開度とアクセル開度との関係に従い、前記Ｓ２３１２で読み込まれたアクセル開度に対応したスロットル弁開度（目標スロットル弁開度）を演算する。
【０２７６】
Ｓ２３１７では、ＥＣＵ２５は、スロットル弁１５の開度が前記Ｓ２３１６で算出された目標スロットル弁開度となるようスロットル用アクチュエータ１６を制御し、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【０２７７】
このようにＥＣＵ２５が図２３に示すような作用角変更フェイル処理ルーチンを実行することにより、タイミング変更システムに異常が発生した場合であっても、内燃機関１の運転を継続させることが可能となり、内燃機関１を搭載した車両が退避走行することが可能となる。更に、ＥＣＵ２５は、退避走行時における内燃機関１のドライバビリティ及び排気エミッションの悪化を最小限に抑制することが可能となる。
【０２７８】
ここで図２１の吸気弁可変機構フェイル処理ルーチンに戻り、ＥＣＵ２５は、前記したＳ２１０３においてＥＣＵ２５からタイミング変更機構１９へ送信される制御信号値に対応して位相角差検出センサ２０の出力信号値が変化していない場合、又は、位相角差検出センサ２０の出力信号値が正常な出力範囲外の値を示している場合には、ＥＣＵ２５は、タイミング変更システムと作用角変更システムの両システムが異常であると判定してＳ２１０５へ進む。
【０２７９】
Ｓ２１０５では、ＥＣＵ２５は、両システムフェイル処理を実行する。両システムフェイル処理では、ＥＣＵ２５は、図２４に示すような両システムフェイル処理ルーチンを実行する。この両システムフェイル処理ルーチンは、予めＥＣＵ２５のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、上記したようにスロットル機構が正常であり且つタイミング変更システム及び作用角変更システムが異常であるときにＥＣＵ２５が実行するルーチンである。
【０２８０】
両システムフェイル処理ルーチンでは、ＥＣＵ２５は、先ずＳ２４０１において、位相角差検出センサ２０が正常であるか否か、すなわち位相角差検出センサ２０の出力信号値が正常な出力範囲内の値を示しているか否かを判別する。
【０２８１】
前記Ｓ２４０１において位相角差検出センサ２０の出力信号値が正常な出力範囲内の値を示している場合は、ＥＣＵ２５は、位相角差検出センサ２０が正常であり且つタイミング変更機構１９が異常であると判定してＳ２４０２へ進む。
【０２８２】
Ｓ２４０２では、ＥＣＵ２５は、作用角検出センサ２２が正常であるか否か、すなわち作用角検出センサ２２の出力信号値が正常な出力範囲内の値を示しているか否かを判別する。
【０２８３】
前記Ｓ２４０２において作用角検出センサ２２の出力信号値が正常な出力範囲内の値を示している場合には、ＥＣＵ２５は、作用角検出センサ２２が正常であり且つ作用角変更機構２１が異常であると判定する。
【０２８４】
この場合、ＥＣＵ２５は、Ｓ２４０３〜Ｓ２４０７において、タイミング変更機構１９と作用角変更機構２１とに異常が発生した場合のフェイル処理を実行する。
【０２８５】
Ｓ２４０３では、ＥＣＵ２５は、タイミング変更機構１９に対する制御を停止する。
【０２８６】
Ｓ２４０４では、ＥＣＵ２５は、作用角変更機構２１に対する制御を停止する。
【０２８７】
Ｓ２４０５では、ＥＣＵ２５は、アクセルポジションセンサ２７の出力信号値（アクセル開度）を読み込む。
【０２８８】
Ｓ２４０６では、ＥＣＵ２５は、前述した図６の説明で述べたようなアクセル開度とスロットル弁開度との関係に従い、前記Ｓ２４０５で読み込まれたアクセル開度に対応したスロットル弁開度（目標スロットル弁開度）を演算する。
【０２８９】
Ｓ２４０７では、ＥＣＵ２５は、スロットル弁１５の実際の開度が前記Ｓ２４０６で算出された目標スロットル弁開度に一致するようスロットル用アクチュエータ１６を制御して、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【０２９０】
また、前記Ｓ２４０２において作用角検出センサ２２の出力信号値が正常な出力範囲外の値を示している場合には、ＥＣＵ２５は、作用角検出センサ２２が異常であり且つ作用角変更機構２１が正常であると判定する。
【０２９１】
この場合、ＥＣＵ２５は、Ｓ２４０８、Ｓ２４０９、及びＳ２４０５〜Ｓ２４０７において、タイミング変更機構１９と作用角検出センサ２２とに異常が発生した場合のフェイル処理を実行する。
【０２９２】
先ず、Ｓ２４０８では、ＥＣＵ２５は、タイミング変更機構１９に対する制御を停止する。
【０２９３】
Ｓ２４０９では、ＥＣＵ２５は、作用角変更機構２１に対する制御値を第３の所定値に固定する。前記した第３の所定値は、吸気弁３の作用角が前述した図５の説明で述べた所定角度と略等しい作用角になるよう設定された値である。
【０２９４】
ＥＣＵ２５は、Ｓ２４０９の処理を実行し終えると、前述したＳ２４０５〜Ｓ２４０７と同様の処理を実行して、本ルーチンの実行を終了する。
【０２９５】
一方、前述したＳ２４０１において位相角差検出センサ２０の出力信号値が正常な出力範囲外の値を示している場合は、ＥＣＵ２５は、位相角差検出センサ２０が異常であり且つタイミング変更機構１９が正常であると判定してＳ２４１０へ進む。
【０２９６】
Ｓ２４１０では、ＥＣＵ２５は、作用角検出センサ２２の出力信号値が正常な出力範囲内の値を示しているか否かを判別する。
【０２９７】
前記Ｓ２４１０において作用角検出センサ２２の出力信号値が正常な出力範囲内の値を示している場合は、ＥＣＵ２５は、作用角検出センサ２２が正常であり且つ作用角変更機構２１が異常であると判定する。
【０２９８】
この場合、ＥＣＵ２５は、Ｓ２４１１、Ｓ２４１２、及びＳ２４０５〜Ｓ２４０７において、位相角差検出センサ２０と作用角変更機構２１とに異常が発生した場合のフェイル処理を実行する。
【０２９９】
先ず、Ｓ２４１１では、ＥＣＵ２５は、タイミング変更機構１９に対する制御値を最進角値に固定する。
【０３００】
Ｓ２４１２では、ＥＣＵ２５は、作用角変更機構２１に対する制御を停止する。
【０３０１】
ＥＣＵ２５は、Ｓ２４１２の処理を実行し終えると、前述したＳ２４０５〜Ｓ２４０７と同様の処理を実行して、本ルーチンの実行を終了する。
【０３０２】
また、前記Ｓ２４１０において作用角検出センサ２２の出力信号値が正常な出力範囲外の値を示している場合は、ＥＣＵ２５は、作用角検出センサ２２が異常であり且つ作用角変更機構２１が正常であると判定する。
【０３０３】
この場合、ＥＣＵ２５は、Ｓ２４１３、Ｓ２４１４、及びＳ２４０５〜Ｓ２４０７において、位相角差検出センサ２０と作用角検出センサ２２とに異常が発生した場合のフェイル処理を実行する。
【０３０４】
先ず、Ｓ２４１３では、ＥＣＵ２５は、タイミング変更機構１９に対する制御値を最進角値に固定する。
【０３０５】
Ｓ２４１４では、ＥＣＵ２５は、作用角変更機構２１に対する制御値を第４の制御値に固定する。前記した第４の制御値は、吸気弁３の開弁タイミングが前述した図１４の説明で述べたような開弁タイミングとなるように設定される値である。
【０３０６】
ＥＣＵ２５は、Ｓ２４１４の処理を実行し終えると、前述したＳ２４０５〜Ｓ２４０７と同様の処理を実行して、本ルーチンの実行を終了する。
【０３０７】
このようにＥＣＵ２５が図２４に示すような両システムフェイル処理ルーチンを実行することにより、タイミング変更システムと作用角変更システムとに同時に異常が発生した場合であっても、内燃機関１の運転を継続させることが可能となり、内燃機関１を搭載した車両が退避走行することが可能となる。更に、ＥＣＵ２５は、退避走行時における内燃機関１のドライバビリティ及び排気エミッションの悪化を最小限に抑制することが可能となる。
【０３０８】
ここで図１９のフェイル処理ルーチンに戻り、前述したＳ１９０５においてタイミング変更機構１９と位相角差検出センサ２０と作用角変更機構２１と作用角検出センサ２２の全てが正常であると判定された場合には、ＥＣＵ２５は、スロットル機構、及び、吸気弁可変機構が正常であるとみなしてＳ１９０７へ進む。
【０３０９】
Ｓ１９０７では、ＥＣＵ２５は、スロットル機構及び吸気弁可変機構を通常通りに制御して、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【０３１０】
このようにＥＣＵ２５が図１９に示すようなフェイル処理ルーチンを実行することにより、スロットル機構とタイミング変更システムと作用角変更システムとの少なくとも一つに異常が発生した場合に、異常の態様に応じたフェイル処理が実行されることになるため、内燃機関１の運転を継続させつつ、ドライバビリティや排気エミッションの悪化を可能な限り抑制することが可能となる。この結果、内燃機関１を搭載した車両が退避走行することが可能となる。
【０３１１】
【発明の効果】
本発明は、タイミング変更機構と作用角変更機構とスロットル機構とを利用して吸入空気量を制御する内燃機関において、タイミング変更機構と作用角変更機構との何れか一又は双方に異常が発生した場合に、フェイル処理手段が異常の態様に応じたフェイル処理を実行するため、実際の吸入空気量と目標吸入空気量との誤差の増加を抑制することが可能となる。
【０３１２】
この結果、内燃機関が運転を継続することが可能となり、以て内燃機関を搭載した車両が退避走行することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図
【図２】 正常時におけるスロットル弁開度とアクセル開度との関係を示す図
【図３】 クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相が最遅角され、且つ、作用角が最大角度とされた時の吸気弁の開閉タイミングを示す図
【図４】 クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相が最遅角され、且つ、作用角が最小角度とされた時の吸気弁の開閉タイミングを示す図
【図５】 タイミング変更機構に異常が発生した場合に好適な吸気弁の作用角を示す図
【図６】 タイミング変更機構に異常が発生した場合に好適なスロットル弁開度とアクセル開度との関係を示す図
【図７】 タイミング変更機構に異常が発生した場合に好適な吸気弁の作用角と機関回転数との関係を示す図
【図８】 クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相が最進角され、且つ、作用角が最大角度とされた時の吸気弁の開閉タイミングを示す図
【図９】 クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相が最進角され、且つ、作用角が最小角度とされた時の吸気弁の開閉タイミングを示す図
【図１０】 位相角差検出センサに異常が発生した場合に好適な作用角と目標吸入空気量との関係を示す図
【図１１】 作用角変更機構に異常が発生した場合におけるクランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相と機関回転数と作用角との関係を示す図
【図１２】 作用角検出センサに異常が発生した場合に好適な吸気弁の開閉タイミングを示す図
【図１３】 作用角検出センサに異常が発生した場合におけるクランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相を示す図
【図１４】 位相角差検出センサ及び作用角検出センサに異常が発生した場合に好適な吸気弁の開閉タイミングを示す図
【図１５】 スロットル機構の駆動系に異常が発生した場合に好適な作用角とアクセル開度との関係を示す図
【図１６】 スロットル機構の駆動系に異常が発生した場合に好適な吸気弁開弁タイミングと機関回転数との関係を示す図
【図１７】 スロットル機構の駆動系に異常が発生した場合に好適な点火遅角量と過剰空気量との関係を示す図
【図１８】 スロットル機構の駆動系に異常が発生した場合に好適な減筒気筒数と過剰空気量との関係を示す図
【図１９】 フェイル処理ルーチンを示すフローチャート図
【図２０】 スロットル機構フェイル処理ルーチンを示すフローチャート図
【図２１】 吸気弁可変機構フェイル処理ルーチンを示すフローチャート図
【図２２】 タイミング変更システムフェイル処理ルーチンを示すフローチャート図
【図２３】 作用角変更システムフェイル処理ルーチンを示すフローチャート図
【図２４】 両システムフェイル処理ルーチンを示すフローチャート図
【符号の説明】
１・・・内燃機関
２・・・気筒
３・・・吸気弁
５・・・点火栓
６・・・燃料噴射弁
１４・・エアフローメータ
１５・・スロットル弁
１６・・スロットル用アクチュエータ
１７・・スロットルポジションセンサ
１９・・タイミング変更機構
２０・・位相角差検出センサ
２１・・作用角変更機構
２２・・作用角検出センサ
２３・・クランクポジションセンサ
２５・・ＥＣＵ
２６・・アクセルペダル
２７・・アクセルポジションセンサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等に搭載される内燃機関に関し、特に可変動弁機構とスロットル機構とを利用して吸入空気量を制御する内燃機関のフェイルセーフ技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車等に搭載される内燃機関としては、アクチュエータによりスロットル弁を開閉駆動する電子制御スロットル機構と、吸気弁およびまたは排気弁の開閉タイミング、作用角、リフト量のうち少なくとも一を変更可能な可変動弁機構とを備えた内燃機関の開発が進められている。
【０００３】
このような内燃機関としては、例えば、特開平１１−１１７７７７号公報に記載されているように、アクセルの操作量とは独立してスロットル弁を開閉駆動可能なスロットル機構と、吸気弁の閉弁タイミングおよびまたはリフト量を変更可能な可変動弁機構とを備え、内燃機関の運転状態が低負荷又は中負荷であるときにスロットル弁を高開度状態に制御するとともに、吸気弁の閉弁タイミングおよびまたはリフト量を制御して吸入空気量を調整する内燃機関が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記したような従来の内燃機関では、可変動弁機構に異常が発生した場合には、内燃機関の吸入空気量を所望の目標吸入空気量に収束させることが困難となるため、ドライバビリティの悪化や排気エミッションの悪化が誘発され、延いては内燃機関を搭載した車両が走行困難となる場合がある。
【０００５】
そこで、本発明は、電子制御スロットル機構及び可変動弁機構を用いて吸入空気量を調整する内燃機関において、可変動弁機構に異常が発生した場合には、内燃機関を搭載した車両が少なくとも退避走行することが可能となる技術を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した課題を解決するために以下のような手段を採用した。
【０００７】
すなわち、本発明に係る内燃機関の制御装置は、
内燃機関の出力軸の回転に対する吸気弁の開閉タイミングを変更するタイミング変更手段と、
前記吸気弁の作用角を変更する作用角変更手段と、
前記内燃機関の吸気通路に設けられたスロットル弁及びスロットル弁を開閉駆動するアクチュエータを具備するスロットル機構と、
内燃機関の吸入空気量を目標吸入空気量とすべく、前記タイミング変更手段、前記作用角変更手段、及び前記スロットル機構を制御する吸入空気量制御手段と、
前記タイミング変更手段およびまたは前記作用角変更手段の異常を検出する異常検出手段と、
前記異常検出手段が異常を検出した場合には、異常の態様に応じて異なるフェイル処理を実行するフェイル処理手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
この発明は、内燃機関の出力軸（以下、機関出力軸と称する）に対する吸気弁の開閉タイミングを変更するタイミング変更手段と、吸気弁の作用角を変更する作用角変更手段と、スロットル弁及びスロットル弁を開閉駆動するアクチュエータを具備するスロットル機構とを利用して、内燃機関の吸入空気量を制御する内燃機関において、タイミング変更手段と作用角変更手段との何れか一或いは双方に異常が発生した場合には、個々の異常態様に応じて異なるフェイル処理を実行可能としたことを最大の特徴としている。
【０００９】
タイミング変更手段と作用角変更手段とスロットル機構とを利用して吸入空気量を制御する内燃機関において、タイミング変更手段と作用角変更手段との何れか一又は双方に異常が発生すると、吸入空気量制御手段は、内燃機関の実際の吸入空気量を所望の目標吸入空気量に収束させることが困難となる。
【００１０】
このような場合には、実際の吸入空気量と目標吸入空気量との誤差が過大となり、延いては内燃機関が運転を継続することが困難となることも想定される。
【００１１】
これに対し、本発明に係る内燃機関の制御装置では、タイミング変更手段と作用角変更手段との何れか一又は双方に異常が発生した場合には、フェイル処理手段が異常の態様に応じたフェイル処理を実行することになる。
【００１２】
この場合、実際の吸入空気量と目標吸入空気量との誤差の増加が抑制され、その結果、内燃機関が運転を継続し易くなる。
【００１３】
ここで、本発明における異常の態様としては、（１）作用角変更手段に異常が発生した場合、（２）タイミング変更手段に異常が発生した場合、（３）作用角変更手段及びタイミング変更手段に異常が発生した場合、等を例示することができる。
【００１４】
本発明に係る内燃機関の制御装置において、異常検出手段が作用角変更手段の異常を検出した場合には、フェイル処理手段は、吸気弁の作用角を所定角度とすべく作用角変更手段を制御し、吸気弁の開閉タイミングを前記所定角度に対応した開閉タイミングとすべくタイミング変更機構を制御し、スロットル弁の開度を目標吸入空気量に応じて変更すべくスロットル機構を制御するようにしてもよい。 この場合、吸気弁の開閉タイミングが吸気弁の作用角（所定角度）に応じた開閉タイミングとされるとともに、スロットル弁の開度が目標吸入空気量に応じた開度とされる。
【００１５】
この結果、内燃機関の実際の吸入空気量と目標吸入空気量との誤差が増加し難くなり、内燃機関が運転を継続し易くなる。
【００１６】
ここで、作用角変更手段の異常の態様としては、吸気弁の作用角を変更する駆動部（以下、作用角変更駆動部と称する）の異常と、吸気弁の作用角を検出するセンサ部（以下、作用角検出センサ部と称する）の異常とが考えられる。
【００１７】
作用角変更駆動部に異常が発生した場合は、吸気弁の作用角を変更することが不可能となるため、フェイル処理手段は、作用角変更駆動部に対する制御を停止し、作用角検出センサ部が検出する作用角に基づいて前記タイミング変更手段を制御し、更にスロットル弁の開度をアクセル開度に応じて変更すべくスロットル機構を制御するようにしてもよい。
【００１８】
通常、吸気弁の作用角が大きくなるほど吸気弁の開弁駆動に要するトルクが増大するため、作用角変更駆動部に対する制御が停止された場合は吸気弁の作用角が最小角度に収束すると考えられるが、実際には吸気弁の開弁駆動に要するトルクと作用角変更機構のフリクションとの大小関係に応じて吸気弁の作用角が変化することが想定される。よって、作用角検出センサが検出する実際の作用角（以下、実作用角と称する）に応じて吸気弁の開閉タイミングが変更されるとともに、スロットル弁の開度がアクセル開度に応じて変更されると、実際の吸入空気量と目標吸入空気量との誤差が増加し難くなり、内燃機関が運転を継続し易くなる。
【００１９】
尚、フェイル処理手段は、実作用角が大きくなり且つ機関回転数が高くなるほど、吸気弁の開閉タイミングが進角するようにタイミング変更手段を制御してもよい。この場合、吸気の体積効率を高めることが可能となる。
【００２０】
但し、実作用角が最大角度に近似した作用角であるときは実際の吸入空気量が目標吸入空気量を上回り易くなる。このため、実作用角が所定角度以上となる場合には、フェイル処理手段は、実作用角が大きくなり且つ機関回転数が低くなるほど、吸気弁の開閉タイミングが遅角するようにタイミング変更手段を制御することにより、吸気の体積効率を低下させてもよい。
【００２１】
一方、作用角検出センサ部に異常が発生した場合には、吸気弁の作用角を正確に制御することは困難となるため、フェイル処理手段は、作用角変更駆動部に対する制御値を予め定められた所定値に固定し、吸気弁の開弁タイミングが吸気行程上死点近傍となり且つ吸気弁の閉弁タイミングが吸気行程下死点近傍となるようにタイミング変更手段を制御し、更にスロットル弁の開度をアクセル開度に応じて変更すべくスロットル機構を制御するようにしてもよい。
【００２２】
作用角検出センサ部に異常が発生した場合は、吸気弁の作用角を最大角度と最小角度との間の作用角に正確に制御することが困難となる。これに対し、作用角変更駆動部に対する制御値が予め設定された所定値に固定される。その際の所定値は、吸気弁の作用角が最大角度と最小角度との間の所定角度となる値であり、例えば、最大角度に比して最小角度に近似するように定められる。このようにして吸気弁の作用角が固定された上で、吸気弁の開弁タイミングが吸気行程上死点の近傍となり且つ吸気弁の閉弁タイミングが吸気行程下死点の近傍となるようタイミング変更手段が制御されると、吸気弁の開弁タイミングが吸気行程上死点から過剰に進角したり、或いは吸気弁の閉弁時期が吸気行程下死点から過剰に遅角したりすることがなくなる。その結果、スロットル機構によって内燃機関の吸入空気量を目標吸入空気量へ近似させ易くなる。
【００２３】
尚、フェイル処理手段は、内燃機関がアイドル運転状態にある場合は、内燃機関が非アイドル運転状態にある場合に比して、吸気弁の開閉タイミングが遅角されるようにタイミング変更手段を制御するようにしてもよい。これは、内燃機関がアイドル運転状態にある時に、吸気弁と排気弁のバルブオーバーラップ期間が長くなると、内部ＥＧＲガス量の増加により燃焼安定性が低下する虞があるからである。
【００２４】
また、本発明に係る内燃機関の制御装置において、異常検出手段がタイミング変更手段の異常を検出した場合には、フェイル処理手段は、吸気弁の開閉タイミングを所定の開閉タイミングとすべくタイミング変更手段を制御するとともに、内燃機関の吸入空気量を目標吸入空気量とすべく作用角変更手段およびまたはスロットル機構を制御するようにしてもよい。
【００２５】
ここで、タイミング変更手段の異常の態様としては、吸気弁の開閉タイミングを変更する駆動部（以下、タイミング変更駆動部と称する）の異常と、吸気弁の開閉タイミングを検出するセンサ部（以下、開閉タイミング検出センサ部と称する）の異常とが考えられる。
【００２６】
タイミング変更手段のハードウェア構成は、タイミング変更駆動部に対する制御が停止された時に動弁系のフリクションを受けて吸気弁の開閉タイミングが最遅角された状態に固定される。このため、フェイル処理手段は、タイミング変更駆動部の異常が検出された時に、該タイミング変更駆動部に対する制御を停止することにより、吸気弁の開閉タイミングを最遅角した状態に固定することができる。
【００２７】
吸気弁の開閉タイミングが最遅角された場合に吸気弁の作用角が最大角度になると、吸気弁が開弁している時間を長くすることができるが、吸気弁の閉弁タイミングが吸気行程下死点より大幅に遅角するため、圧縮行程において気筒の空気が吸気ポートへ逆流し易くなるとともに実質的な圧縮期間が短くなり、その結果、内燃機関の燃焼が不安定となる虞がある。
【００２８】
一方、吸気弁の開閉タイミングが最遅角された場合に吸気弁の作用角が最小角度になると、吸気弁の閉弁タイミングが吸気行程下死点から大幅に遅角することはなくなるが、吸気弁が開弁している時間が短くなるため、気筒内に吸入される空気量が減少し、その結果、内燃機関のトルクが過剰に低くなる虞がある。
【００２９】
そこで、本発明にかかる内燃機関の制御装置において、フェイル処理手段は、タイミング変更駆動部の異常が検出された場合は、吸気弁の開閉タイミングを最遅角させるべくタイミング変更駆動部を制御した上で、吸気弁の閉弁タイミングが吸気行程下死点近傍となるように作用角変更手段を制御するとともに、アクセル開度に応じてスロットル弁の開度が変更されるようにスロットル機構を制御するようにしてもよい。
【００３０】
この場合、少なくとも内燃機関が低中回転運転状態にあるときの燃焼安定性の低下を抑制しつつ吸入空気量を目標吸入空気量に近似させることが可能となる。その結果、内燃機関を搭載した車両が退避走行することが可能になるとともに、退避走行時におけるドライバビリティの悪化及び排気エミッションの悪化を抑制することも可能となる。
【００３１】
尚、フェイル処理手段は、機関回転数が低中回転域にある場合に加え、機関回転数が高回転域にある場合のドライバビリティも向上させる場合には、アクセル開度が所定開度以上となる運転領域において、スロットル弁の開度をアクセル開度に応じて変更すべくスロットル機構を制御しつつ、吸気弁の作用角を機関回転数が高くなるにつれて大きくなるように作用角変更手段を制御するようにしてもよい。この場合、内燃機関が低中回転運転状態にある場合に加え高回転運転状態にあるときの燃焼安定性の低下も抑制することもできるため、内燃機関を搭載した車両が正常時と略同様に走行することが可能となる。
【００３２】
一方、タイミング検出センサ部に異常が発生した場合は、吸気弁の開閉タイミングを最進角状態と最遅角状態以外の位置に正確に制御することが困難となるため、フェイル処理手段は、吸気弁の開閉タイミングを最進角状態又は最遅角状態に固定するようにしてもよい。この場合、吸気弁の開閉タイミングが一定の開閉タイミングに固定されるため、作用角変更手段により内燃機関の吸入空気量を調整することが可能となる。その結果、内燃機関が運転を継続し易くなる。
【００３３】
ところで、吸気弁の開閉タイミングが最遅角状態に固定されると、アクセル開度が所定開度以上となる運転領域（スロットル弁の開度が実質的に全開となる開度に固定される運転領域）において、作用角変更手段にのみによって吸入空気量を変更することが困難となる。
【００３４】
これに対し、吸気弁の開閉タイミングが最進角状態に固定されると、吸気弁の作用角が最大角度とされた場合に、吸気弁の開弁タイミングが吸気行程上死点より進角されるとともに、吸気弁の閉弁タイミングが吸気行程下死点から僅かに遅角する。この場合、吸気弁の閉弁タイミングが吸気行程下死点から過剰に遅角しないため、圧縮行程における実質的な圧縮期間が過剰に短くなることがなく、内燃機関の燃焼が安定し易い。但し、吸気弁と排気弁のバルブオーバーラップ期間が比較的長くなるため、排気の脈動効果による吸気の体積効率向上を図り易い運転領域、すなわち、アクセル開度が大きく且つ機関回転数が高くなる運転領域において吸気弁の作用角が大きくされることが好ましいと言える。
【００３５】
また、吸気弁の開閉タイミングが最進角状態に固定された場合に、吸気弁の作用角が最小角度にされると、吸気弁の開弁タイミングが吸気行程上死点より遅角するとともに、吸気弁の閉弁タイミングが吸気行程下死点より進角する。この場合、吸気弁と排気弁のバルブオーバーラップ期間が短くなるとともに、吸気弁の閉弁タイミングが吸気行程下死点より進角するため、吸気の体積効率低下や圧縮行程における実質的な圧縮期間の低下などが発生し難い。但し、吸気弁の開弁時間が短くなるため、内燃機関の目標吸入空気量が比較的少なくなる運転領域、すなわち、アクセル開度が小さく且つ機関回転数が低くなる運転領域において吸気弁の作用角を小さくすることが好ましいと言える。
【００３６】
従って、吸気弁の開閉タイミングが最進角状態に固定された場合は、吸気弁の開閉タイミングが最遅角状態に固定された場合に比して、作用角変更手段のみによる吸入空気量の調整が行い易いと言える。
【００３７】
そこで、フェイル処理手段は、タイミング検出センサ部の異常が検出された場合に、吸気弁の開閉タイミングを最進角状態に固定するとともに、吸気弁の作用角が目標吸入空気量の増加に応じて大きくなるように作用角変更手段を制御するようにしてもよい。この場合、内燃機関の燃焼安定性を低下させることなく吸入空気量を目標吸入空気量に収束させることが可能となり、以て排気エミッション及びドライバビリティの悪化を抑制することが可能になるとともに、内燃機関を搭載した車両が正常時と略同様に走行することが可能となる。
【００３８】
次に、異常検出手段が作用角変更手段及びタイミング変更手段の異常を同時に検出した場合には、フェイル処理手段は、吸気弁の作用角及び開閉タイミングが一定となるように作用角変更手段及びタイミング変更手段を制御し、スロットル機構により吸入空気量を調整するようにしてもよい。
【００３９】
ここで、作用角変更手段及びタイミング変更手段に異常が発生する態様としては、例えば、（１）タイミング変更手段のタイミング検出センサ部と作用角変更手段の作用角変更駆動部に異常が発生する態様、（２）タイミング変更手段のタイミング変更駆動部と作用角変更手段の作用角検出センサ部に異常が発生する態様、（３）タイミング変更手段のタイミング検出センサ部と作用角変更手段の作用角検出センサ部に異常が発生する態様、（４）タイミング変更手段のタイミング変更駆動部と作用角変更手段の作用角変更駆動部に異常が発生する態様、等が考えられる。
【００４０】
タイミング検出センサ部と作用角変更駆動部とタイミング検出センサ部に異常が発生した場合は、フェイル処理手段は、吸気弁の開閉タイミングを最進角状態に固定すべくタイミング変更駆動部を制御し、作用角変更駆動部に対する制御を停止し、更にスロットル弁の開度をアクセル開度に応じて変更すべくスロットル機構を制御するようにしてもよい。
【００４１】
この場合、吸気弁の開弁タイミングが吸気行程下死点より進角する可能性はあるものの、吸気弁の閉弁タイミングが吸気行程下死点から大幅に遅角することがないため、内燃機関が低中回転運転状態にあるときの燃焼安定性の低下を最小限に抑制することが可能となる。
【００４２】
尚、吸気弁の開閉タイミングが固定され、且つ、作用角変更手段に対する制御が停止されると、アクセル開度が所定開度以上となる運転領域（スロットル弁の開度が実質的に全開となる開度に固定される運転領域）において、内燃機関の吸入空気量を変更することが困難となるが、アクセル開度に応じてスロットル弁の開度が変更されれば、少なくとも内燃機関が低中回転運転状態にある時の燃焼安定性の低下を抑制しつつ吸入空気量を目標吸入空気量に近似させることが可能となる。その結果、内燃機関を搭載した車両が退避走行することが可能になるとともに、退避走行時におけるドライバビリティの悪化及び排気エミッションの悪化を抑制することが可能となる。
【００４３】
また、タイミング変更駆動部と作用角検出センサ部に異常が発生した場合は、フェイル処理手段は、吸気弁の開閉タイミングを最遅角状態に固定すべくタイミング変更駆動部を制御し、吸気弁の作用角を該吸気弁の閉弁タイミングが吸気行程下死点近傍となる作用角とすべく作用角変更駆動部を制御し、更にスロットル弁の開度をアクセル開度に応じて変更すべくスロットル機構を制御するようにしてもよい。
【００４４】
この場合、吸気弁の開閉タイミング及び吸気弁の作用角が固定されるため、アクセル開度が所定開度以上となる運転領域（スロットル弁の開度が実質的に全開となる開度に固定される運転領域）において内燃機関の吸入空気量を目標吸入空気量に収束させることが困難となるが、アクセル開度に応じてスロットル弁の開度が変更されるため、少なくとも内燃機関が低中回転運転状態にある時の燃焼安定性の低下を抑制しつつ吸入空気量を目標吸入空気量に近似させることが可能となる。その結果、内燃機関を搭載した車両が退避走行することが可能になるとともに、退避走行時におけるドライバビリティの悪化及び排気エミッションの悪化を抑制することが可能となる。
【００４５】
次に、タイミング検出センサ部と作用角検出センサ部に異常が発生した場合は、フェイル処理手段は、吸気弁の開閉タイミングを最進角状態に固定すべくタイミング変更駆動部を制御し、作用角変更駆動部に対する制御値を予め定められた所定値に固定し、更にスロットル弁の開度をアクセル開度に応じて変更すべくスロットル機構を制御するようにしてもよい。尚、この場合の所定値は、吸気弁の開閉タイミングが最進角状態に固定された状況下において、吸気弁の開弁タイミングが吸気行程上死点近傍となる値である。
【００４６】
この場合、吸気弁の開弁タイミングが吸気行程上死点の近傍に固定されるため、機関回転数が高回転域にある時に吸入空気量が不足する可能性があるものの、機関回転数がアイドル回転域及び低中回転域にあるときの燃焼安定性の低下を抑制することが可能となる。また、吸気弁の開閉タイミング及び吸気弁の作用角が固定されると、アクセル開度が所定開度以上となる運転領域（スロットル弁の開度が実質的に全開となる開度に固定される運転領域）において内燃機関の吸入空気量を目標吸入空気量に収束させることが困難となるが、スロットル弁の開度がアクセル開度に応じて変更されるため、少なくとも内燃機関が低中回転運転状態にある時の燃焼安定性の低下を抑制しつつ吸入空気量を目標吸入空気量に近似させることが可能となる。
【００４７】
その結果、内燃機関を搭載した車両が退避走行することが可能になるとともに、退避走行時におけるドライバビリティの悪化及び排気エミッションの悪化を抑制することが可能となる。
【００４８】
次に、タイミング変更駆動部と作用角変更駆動部に異常が発生した場合は、フェイル処理手段は、作用角変更駆動部及びタイミング変更駆動部に対する制御を停止するとともに、スロットル弁の開度をアクセル開度に応じて変更すべくスロットル機構を制御する。
【００４９】
この場合、吸気弁の開閉タイミング及び吸気弁の作用角が一定の開閉タイミング及び作用角に固定されるため、スロットル弁の開度変更によって内燃機関の吸入空気量を調整することが可能となる。その結果、内燃機関の燃焼安定性の低下を抑制することは困難となるものの、内燃機関を搭載した車両が退避走行可能となる。
【００５０】
尚、タイミング変更手段と作用角変更手段とスロットル機構とを利用して吸入空気量を制御する内燃機関では、スロットル機構に異常が発生する場合も考えられる。スロットル機構の異常の態様としては、スロットル弁を開閉駆動する駆動部（アクチュエータ）の異常と、スロットル弁の開度を検出するセンサ部（スロットルポジションセンサ）の異常とが考えられる。
【００５１】
スロットル機構のアクチュエータに異常が発生すると、スロットル弁の開度が固定されてしまうため、アクセル開度が所定開度未満となる運転領域においてスロットル弁の開度をアクセル開度に比例した開度に制御することが不可能になるとともに、アクセル開度が所定開度以上となる運転領域においてスロットル弁の開度を実質的に全開となる開度に固定することが不可能となる。
【００５２】
そこで、フェイル処理手段は、アクチュエータの異常が発生した場合は、該アクチュエータに対する制御を停止した上で、機関回転数が高くなるほど吸気弁の開弁タイミングが進角するようにタイミング変機構手段を制御するとともに、アクセル開度が大きくなるほど吸気弁の作用角が大きくなるよう作用角変更手段を制御することにより、内燃機関の吸入空気量を調整するようにしてもよい。
【００５３】
その際、スロットル弁の開度によっては、内燃機関の実際の吸入空気量が目標吸入空気量を上回り、それに応じて内燃機関のトルクがアクセル開度に対応したトルクより高くなる可能性がある。これに対し、フェイル処理手段は、内燃機関の実際の吸入空気量が目標吸入空気量に対して多くなるほど点火時期を遅角させおよび／または内燃機関の運転気筒数を減少させるようにしてもよい。この場合、内燃機関の運転を継続することが可能になるとともに、その際の内燃機関のトルクをアクセル開度に応じたトルクに近似させることが可能となる。
【００５４】
また、タイミング変更手段と作用角変更手段の少なくとも一方と、スロットル機構とに同時に異常が発生した場合は、内燃機関の吸入空気量を調整することが困難となるため、フェイル処理手段は、車両の室内に設けられた表示装置に異常発生の情報を表示させるとともに、内燃機関１の運転を停止させるようにしてもよい。
【００５５】
但し、スロットル機構のアクチュエータが正常であってスロットル弁の開度を所定開度に固定可能な場合、或いは、スロットル弁が全閉以外の開度に固定された状態でアクチュエータが異常に陥った場合には、フェイル処理手段は、タイミング変更手段及び作用角変更手段に対する制御を停止した上で、点火遅角制御および／または減筒運転制御を行いつつ内燃機関の運転を継続させるようにしてもよい。すなわち、フェイル処理手段は、内燃機関の実際の吸入空気量が目標吸入空気量に対して多くなるほど、点火時期を遅角および／または運転気筒数を減少させるようにしてもよい。
【００５６】
この場合、内燃機関の運転が継続されるとともに、内燃機関のトルクが要求トルクに比して過大となることがなくなる。
【００５７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る内燃機関の制御装置の具体的な実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００５８】
図１は、本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。
【００５９】
図１に示す内燃機関１は、自動車などの車両に搭載される内燃機関であり、ガソリンを燃料とする４ストローク・サイクルの水冷式ガソリンエンジンである。
【００６０】
内燃機関１は、４つの気筒２を備えている。各気筒２には、二つの吸気弁３と二つの排気弁４とが点火栓５を包囲するように設けられている。更に、各気筒２には、その噴孔が気筒２内に臨むよう燃料噴射弁６が取り付けられている。
【００６１】
前記燃料噴射弁６は、デリバリーパイプ７に接続されている。デリバリーパイプ７は、燃料パイプ８を介して図示しない燃料ポンプと接続されている。
【００６２】
内燃機関１には、４本の吸気枝管９と４本の排気枝管１８が接続されている。各吸気枝管９は、一つの気筒２と図示しない吸気ポートを介して連通するとともにサージタンク１０に接続されている。
【００６３】
前記サージタンク１０は、吸気管１１を介してエアクリーナボックス１２と接続されている。エアクリーナボックス１２には、外気を取り込むためのエアダクト１３が設けられるとともに、そのエアダクト１３から取り込まれた空気に含まれる埃や塵を取り除くためのエアフィルタが内装されている。
【００６４】
前記吸気管１１の途中には、該吸気管１１内を流れる空気量に対応した電気信号を出力するエアフローメータ１４が設けられている。前記吸気管１１におけるエアフローメータ１４より下流の部位には、該吸気管１１内を流れる空気の流量を調節するスロットル弁１５が設けられている。
【００６５】
前記スロットル弁１５には、該スロットル弁１５を開閉駆動するスロットル用アクチュエータ１６が取り付けられている。スロットル弁１５には、該スロットル弁１５の開度に対応した電気信号を出力するスロットルポジションセンサ１７が取り付けられている。
【００６６】
一方、前記した４本の排気枝管１８は、図示しない排気ポートを介して各気筒２と連通している。４本の排気枝管１８は、１本の集合管に合流して図示しない排気浄化触媒やマフラーへ接続されている。
【００６７】
次に、内燃機関１には、吸気弁３の開閉タイミングを変更するタイミング変更機構１９と、吸気弁３の作用角を変更する作用角変更機構２１とが取り付けられている。これらタイミング変更機構１９と作用角変更機構２１としては、周知の機構を用いることができる。
【００６８】
例えば、前記タイミング変更機構１９としては、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相を連続的に変更する機構を例示することができる。前記作用角変更機構２１としては、揺動カムを用いて吸気弁３の作用角及びリフト量を連続的に変更する機構を例示することができる。
【００６９】
前記タイミング変更機構１９には、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相角差を検出する位相角差検出センサ２０が取り付けられている。前記作用角変更機構２１には、吸気弁３の作用角を検出する作用角検出センサ２２が取り付けられている。
【００７０】
内燃機関１を搭載した車両の室内には、アクセルペダル２６が設けられている。このアクセルペダル２６には、該アクセルペダル２６の操作量（アクセル開度）に対応した電気信号を出力するアクセルポジションセンサ２７が取り付けられている。
【００７１】
このように構成された内燃機関１には、該内燃機関１の運転状態を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）２５が併設されている。
【００７２】
ＥＣＵ２５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭなどから構成された算術論理演算回路である。このＥＣＵ２５には、前述したエアフローメータ１４とスロットルポジションセンサ１７と位相角差検出センサ２０と作用角検出センサ２２とアクセルポジションセンサ２７とに加え、内燃機関１に取り付けられたクランクポジションセンサ２３及び水温センサ２４と、内燃機関１が搭載された車両の室内に配置された表示装置２８とが電気配線を介して接続されている。
【００７３】
更に、ＥＣＵ２５には、点火栓５、燃料噴射弁６、スロットル用アクチュエータ１６、タイミング変更機構１９、及び作用角変更機構２１が電気配線を介して接続されている。
【００７４】
ＥＣＵ２５は、上記した各種センサの出力信号をパラメータとして、点火栓５、燃料噴射弁６、スロットル用アクチュエータ１６、タイミング変更機構１９、作用角変更機構２１、及び表示装置２８を制御する。
【００７５】
例えば、ＥＣＵ２５は、スロットル用アクチュエータ１６とタイミング変更機構１９と作用角変更機構２１とを併用して、内燃機関１の吸入空気量を所望の目標吸入空気量に一致させる制御（以下、吸入空気量制御と称する）を実行する。
【００７６】
吸入空気量制御では、ＥＣＵ２５は、先ずクランクポジションセンサ２３がパルス信号を出力する時間的間隔に従って機関回転数を算出するとともに、アクセルポジションセンサ２７の出力信号値（アクセル開度）を読み込む。
【００７７】
ＥＣＵ２５は、機関回転数とアクセル開度をパラメータとして、内燃機関１の目標トルクを算出する。ＥＣＵ２５は、内燃機関１の実際のトルクが目標トルクと一致するために必要な吸入空気量（目標吸入空気量）を算出する。その際、目標吸入空気量は、アクセル開度が大きく且つ機関回転数が高くなるほど増加するよう設定される。
【００７８】
ＥＣＵ２５は、エアフローメータ１４の出力信号値（実際の吸入空気量）が前記目標吸入空気量と一致するように、スロットル弁１５の開度と、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相角差と、吸気弁３の作用角とを決定する。
【００７９】
その際、ＥＣＵ２５は、図２に示すように、アクセル開度が所定開度より小さい場合は、主としてスロットル弁１５の開度を変更することにより吸入空気量を制御し、アクセル開度が所定開度以上である場合は、スロットル弁１５の開度を実質的に全開となる開度に固定し、タイミング変更機構１９及び作用角変更機構２１によって吸入空気量を制御する。
【００８０】
尚、スロットル弁１５の開度が実質的に全開となる開度とは、スロットル弁１５の開度をそれ以上大きくしても吸入空気量が変化（増加）しない開度を意味する。
【００８１】
ここで、アクセル開度が所定開度より小さい運転領域では、ＥＣＵ２５は、アクセル開度に比例してスロットル弁１５の開度が増減するようスロットル用アクチュエータ１６を制御する。これと同時に、ＥＣＵ２５は、水温センサ２４の出力信号（冷却水温度）、アクセルポジションセンサ２７の出力信号（アクセル開度）、及び機関回転数に応じてタイミング変更機構１９及び作用角変更機構２１を制御する。
【００８２】
例えば、冷却水温度が所定温度より低い場合、内燃機関１がアイドル運転状態（アクセル開度が全閉状態）にある場合、あるいは、アクセル開度が所定開度未満であり且つ機関回転数が低回転域にある場合は、ＥＣＵ２５は、吸気弁３の開弁タイミングが吸気行程上死点より遅角するようタイミング変更機構１９を制御し、且つ、吸気弁３の閉弁タイミングが吸気行程下死点近傍となるよう作用角変更機構２１を制御する。
【００８３】
吸気弁３の開弁タイミングが吸気行程上死点より遅角すると、吸気弁３と排気弁４のバルブオーバーラップ期間が短くなるため、気筒２内およびまたは排気ポート内から吸気ポートへ逆流する排気の量（所謂、内部ＥＧＲガスの量）が減少する。
【００８４】
吸気弁３の閉弁タイミングが吸気行程下死点近傍に設定されると、気筒２が吸気行程から圧縮行程へ移行した後に気筒２内から吸気ポートへ逆流する吸気量が減少するため、体積効率の低下が抑制される。
【００８５】
従って、冷却水温度が低い場合、内燃機関１がアイドル運転状態にある場合、及び、アクセル開度が小さく機関回転数が低い場合は、内部ＥＧＲガス量が減少するとともに体積効率の低下が抑制されるため、内燃機関１の燃焼を安定させることができる。
【００８６】
また、アクセル開度が所定開度未満であり、且つ、機関回転数が中回転域にある場合は、ＥＣＵ２５は、吸気弁３の開弁タイミングが吸気行程上死点より進角するようタイミング変更機構１９を制御するとともに、吸気弁３の閉弁タイミングが吸気行程下死点近傍となるよう作用角変更機構２１を制御する。
【００８７】
吸気弁３の開弁タイミングが吸気行程上死点より進角すると、吸気弁３と排気弁４のバルブオーバーラップ期間が長くなるため、内部ＥＧＲガス量が増加すると共にポンピングロスが低下する。
【００８８】
吸気弁３の閉弁タイミングが吸気行程下死点の近傍に設定されると、気筒２が吸気行程から圧縮行程へ移行した後に気筒２内から吸気ポートへ逆流する吸気量が減少するため、体積効率の低下が抑制される。
【００８９】
従って、アクセル開度が所定開度未満であり、且つ、機関回転数が中回転域にある場合は、体積効率の低下を抑制しつつ、内部ＥＧＲガス量の増加及びポンピングロスの低下を図ることが可能となるため、排気エミッションの向上及び燃料消費率の向上を図ることが可能となる。
【００９０】
次に、アクセル開度が所定開度以上となる運転領域では、ＥＣＵ２５は、スロットル弁１５の開度を実質的に全開となる開度に固定するとともに、タイミング変更機構１９及び作用角変更機構２１を制御することにより、内燃機関１の吸入空気量を調整する。
【００９１】
具体的には、ＥＣＵ２５は、機関回転数が高くなるほど、吸気弁３の開弁タイミングが進角するようタイミング変更機構１９を制御することにより、吸気弁３と排気弁４とのバルブオーバーラップ期間を増加させる。更に、ＥＣＵ２５は、内燃機関１の目標吸入空気量が多くなるほど吸気弁３の作用角が大きくなる（吸気弁３の閉弁タイミングが遅角する）ように作用角変更機構２１を制御することにより、気筒２内に供給される新気の量を増加させる。
【００９２】
尚、上記したような吸入空気量制御では、ＥＣＵ２５は、吸気弁３の実際の開閉タイミングを所望の目標開閉タイミングと一致させるべく位相角差検出センサ２０の出力信号に従ってタイミング変更機構１９をフィードバック制御し、吸気弁３の実際の作用角を所望の目標作用角と一致するように作用角検出センサ２２の出力信号に従って作用角変更機構２１をフィードバック制御し、更にスロットル弁１５の実際の開度を所望の目標開度と一致させるべくスロットルポジションセンサ１７の出力信号に従ってスロットル用アクチュエータ１６をフィードバック制御する。
【００９３】
これらのフィードバック制御が行われると、吸気弁３の開閉タイミング、吸気弁３の作用角、及びスロットル弁１５の開度の制御精度が向上し、吸入空気量を一層正確に制御することが可能となる。
【００９４】
ところで、スロットル弁１５とスロットル用アクチュエータ１６とスロットルポジションセンサ１７とから構成されるスロットル機構、タイミング変更機構１９及び位相角差検出センサ２０から構成されるタイミング変更システム、作用角変更機構２１及び作用角検出センサ２２から構成される作用角変更システムの少なくとも一に異常が発生した場合には、上記したような吸入空気量制御を実現することが困難となる。
【００９５】
このような場合には、内燃機関１の実際の吸入空気量を目標吸入空気量に収束させることができなくなるため、内燃機関１のドライバビリティや排気エミッションが悪化し、延いては内燃機関１が運転を継続することが不可能となることが想定される。
【００９６】
これに対し、本実施の形態における内燃機関の制御装置では、ＥＣＵ２５は、スロットル機構、タイミング変更システム、作用角変更システムの少なくとも一に異常が発生した場合には、異常の態様に応じて異なるフェイル処理を実行するようにした。
【００９７】
以下、本実施の形態におけるフェイル処理について述べる。
【００９８】
スロットル機構とタイミング変更システムと作用角変更システムとの少なくとも一つに異常が発生する態様としては、タイミング変更システムのみに異常が発生する態様、作用角変更システムのみに異常が発生する態様、タイミング変更システムと作用角変更システムとに異常が発生する態様、スロットル機構のみに異常が発生する態様などが考えられる。
【００９９】
（１）タイミング変更システムのみに異常が発生した場合のフェイル処理
タイミング変更システムの異常の態様としては、タイミング変更機構１９の異常と位相角差検出センサ２０の異常とが想定される。
【０１００】
尚、タイミング変更機構１９の異常を検出する方法としては、ＥＣＵ２５からタイミング変更機構１９へ送信される制御信号値に対応して位相角差検出センサ２０の出力信号値が変化していない場合（すなわち、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相角差が変化しない場合）に、タイミング変更機構１９が異常であると判定する方法を例示することができる。
【０１０１】
また、位相角差検出センサ２０の異常を検出する方法としては、位相角差検出センサ２０の出力信号値が正常時の出力範囲より高い又は低い値に固定されている場合に、位相角差検出センサ２０が異常であると判定する方法を例示することができる。
【０１０２】
（ａ）タイミング変更機構１９に異常が発生した場合
タイミング変更機構１９に異常が発生した場合は、ＥＣＵ２５は、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相を変更することが不可能となるため、タイミング変更機構１９の制御を停止する。
【０１０３】
タイミング変更機構１９のハードウェア構成は、タイミング変更機構１９に対する制御が停止されたときに、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相が最遅角位置に固定されるようになっている。
【０１０４】
クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相が最遅角位置に固定された場合に、吸気弁３の作用角が最大角度となるよう作用角変更機構２１が制御されると、図３に示すように、吸気弁３が開弁している時間を長くすることができるが、吸気弁３の閉弁タイミングが吸気行程下死点より大幅に遅角するため、圧縮行程において気筒２内に吸入された空気が吸気ポートへ逆流し易くなるとともに実質的な圧縮期間が短くなり、その結果、内燃機関１の燃焼が不安定となる虞がある。
【０１０５】
クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相が最遅角位置に固定された場合に、吸気弁３の作用角が最小角度となるよう作用角変更機構２１が制御されると、図４に示すように、吸気弁３の閉弁タイミングが吸気行程下死点から大幅に遅角することはなくなるが、吸気弁３が開弁している時間が非常に短くなるため、気筒２内に吸入される空気量が減少し、その結果、内燃機関１のトルクが過剰に低くなる虞がある。
【０１０６】
上記したような実情に鑑み、本実施の形態におけるフェイル処理では、ＥＣＵ２５は、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相が最遅角位置に固定された場合に、作用角変更機構２１に対する制御値を、吸気弁３の作用角が図５に示すような最小角度と最大角度との間の所定角度となる値（以下、第１の所定値と記す）に固定する。
【０１０７】
その際、車両の退避走行時における内燃機関１のドライバビリティを向上させることを考慮すると、機関回転数が高回転域にある時に比して機関回転数が低中回転域にある時の内燃機関１の燃焼安定性を向上させることが望ましい。
【０１０８】
従って、吸気弁３の閉弁タイミングは、気筒２内に吸入された空気が吸気ポートへ逆流しない時期、具体的には吸気行程下死点の近傍に設定されることが好ましく、それに応じて吸気弁３の作用角は最大角度に比して最小角度に近い角度に固定されることが好ましい。
【０１０９】
また、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相が最遅角位置に固定され、且つ、吸気弁３の作用角が前記した所定角度に固定されると、アクセル開度が所定開度以上となる運転領域（スロットル弁１５の開度が実質的に全開となる開度に固定される運転領域）において内燃機関１の吸入空気量を目標吸入空気量に収束させることが困難となるため、ＥＣＵ２５は、図６に示すように、アクセル開度が大きくなるにつれてスロットル弁１５の開度が大きくなるようスロットル用アクチュエータ１６を制御する。
【０１１０】
その際、ＥＣＵ２５は、エアフローメータ１４の出力信号値が目標吸入空気量に収束するようスロットル用アクチュエータ１６をフィードバック制御することが望ましい。
【０１１１】
上記したようなフェイル処理によれば、少なくとも内燃機関１が低中回転運転状態にあるときの燃焼安定性の低下を抑制しつつ吸入空気量を目標吸入空気量に近似させることが可能となるため、内燃機関１が少なくとも低中回転運転することが可能となる。
【０１１２】
この結果、内燃機関１を搭載した車両が退避走行することが可能になるとともに、退避走行時におけるドライバビリティの悪化及び排気エミッションの悪化を抑制することが可能となる。
【０１１３】
尚、ＥＣＵ２５は、機関回転数が低中回転域にある時に加え、機関回転数が高回転域にある時のドライバビリティも向上させることを考慮する場合には、アクセル開度が所定開度以上となる運転領域において、スロットル弁１５の開度をアクセル開度に応じて変更しつつ、吸気弁３の作用角を図７に示すように所定角度から最大角度までの範囲において機関回転数が高くなるにつれて大きくなるよう制御するようにしてもよい。
【０１１４】
この場合、内燃機関１が低中回転運転状態にある場合に加え高回転運転状態にあるときの燃焼安定性の低下を抑制することができるため、内燃機関１を搭載した車両が正常時と略同様に走行することが可能となる。
【０１１５】
（ｂ）位相角差検出センサ２０に異常が発生した場合
位相角差検出センサ２０に異常が発生した場合は、ＥＣＵ２５は、位相角差検出センサ２０の出力信号値に基づいて、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相角差をフィードバック制御することが不可能となる。
【０１１６】
このような場合は、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相を最進角位置と最遅角位置以外の位置に正確に制御することが困難となるため、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相を最進角位置又は最遅角位置に固定することが好ましい。
【０１１７】
ところで、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相が最遅角位置に固定された場合は、前述した図３及び図４の説明で述べたように、アクセル開度が所定開度以上となる運転領域（スロットル弁１５の開度が実質的に全開となる開度に固定される運転領域）において、作用角変更機構２１のみによって内燃機関１の吸入空気量を変更することが困難となる。
【０１１８】
一方、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相が最進角位置に固定された場合に、吸気弁３の作用角が最大角度となるよう作用角変更機構２１が制御されると、図８に示すように、吸気弁３の開弁タイミングが吸気行程上死点より進角されるとともに、吸気弁３の閉弁タイミングが吸気行程下死点から僅かに遅角する。
【０１１９】
この場合、吸気弁３の閉弁タイミングが吸気行程下死点から過剰に遅角しないため、圧縮行程における実質的な圧縮期間が過剰に短くなることがなく、内燃機関１の燃焼が安定し易い。但し、吸気弁３と排気弁４のバルブオーバーラップ期間が比較的長くなるため、排気の脈動効果による吸気の体積効率向上を図り易い運転領域、すなわち、アクセル開度が大きく且つ機関回転数が高くなる運転領域において吸気弁３の作用角を大きくすることが好ましいと言える。
【０１２０】
クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相が最進角位置に固定された場合に、吸気弁３の作用角が最小角度となるよう作用角変更機構２１が制御されると、図８に示すように、吸気弁３の開弁タイミングが吸気行程上死点より遅角するとともに、吸気弁３の閉弁タイミングが吸気行程下死点より進角する。
【０１２１】
この場合、吸気弁３と排気弁４のバルブオーバーラップ期間が短くなるとともに、吸気弁３の閉弁タイミングが吸気行程下死点より進角するため、吸気の体積効率低下や圧縮行程における実質的な圧縮期間の低下などが発生し難い。但し、吸気弁３の開弁時間が短くなるため、内燃機関１の目標吸入空気量が比較的少なくなる運転領域、すなわち、アクセル開度が小さく且つ機関回転数が低くなる運転領域において吸気弁３の作用角を小さくすることが好ましいと言える。
【０１２２】
このように、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相が最進角位置に固定された場合は、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相が最遅角位置に固定された場合に比して、作用角変更機構２１のみによる吸入空気量制御を実現させ易い。
【０１２３】
そこで、本実施の形態におけるフェイル処理では、ＥＣＵ２５は、位相角差検出センサ２０に異常が発生した場合は、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相が最進角位置に固定されるようタイミング変更機構１９を制御しつつ、吸気弁３の作用角が図１０に示すように目標吸入空気量に比例して大きくなるよう作用角変更機構２１を制御するようにした。
【０１２４】
このようなフェイル処理が実行されると、アクセル開度が所定開度以上となる運転領域（スロットル弁１５の開度が実質的に全開となる開度に固定される運転領域）において、作用角変更機構２１のみによって内燃機関１の吸入空気量を制御することが可能となる。
【０１２５】
この結果、位相角差検出センサ２０に異常が発生した場合に、内燃機関１の燃焼安定性を低下させることなく吸入空気量を目標吸入空気量に収束させることが可能となり、以て排気エミッション及びドライバビリティの悪化を抑制することが可能になるとともに、内燃機関１を搭載した車両が正常時と略同様に走行することが可能となる。
【０１２６】
（２）作用角変更システムのみに異常が発生した場合のフェイル処理
作用角変更システムの異常の態様としては、作用角変更機構２１の異常と作用角検出センサ２２の異常とが想定される。
【０１２７】
尚、作用角変更機構２１の異常を検出する方法としては、ＥＣＵ２５から作用角変更機構２１へ送信される制御信号値に対応して作用角検出センサ２２の出力信号値が変化していない場合（すなわち、吸気弁３の作用角が変化しない場合）に、作用角変更機構２１が異常であると判定する方法を例示することができる。
【０１２８】
また、作用角検出センサ２２の異常を検出する方法としては、作用角検出センサ２２の出力信号値が正常時の出力範囲より高い又は低い値に固定されている場合に、作用角検出センサ２２が異常であると判定する方法を例示することができる。
【０１２９】
（ａ）作用角変更機構２１に異常が発生した場合
作用角変更機構２１に異常が発生した場合は、ＥＣＵ２５は、吸気弁３の作用角を変更することが不可能となるため、作用角変更機構２１の制御を停止する。
【０１３０】
通常、吸気弁３の作用角が大きくなるほど吸気弁３の開弁駆動に要するトルクが増大するため、作用角変更機構２１に対する制御が停止された場合は吸気弁３の作用角が最小角度に収束すると考えられるが、実際には吸気弁３の開弁駆動に要するトルクと作用角変更機構２１のフリクションとの大小関係に応じて吸気弁３の作用角が変化することが想定される。
【０１３１】
そこで、本実施の形態におけるフェイル処理では、ＥＣＵ２５は、作用角変更機構２１の制御を停止した上で、作用角検出センサ２２が検出する実際の作用角に応じてタイミング変更機構１９を制御することにより内燃機関１の燃焼安定化を図るとともに、アクセルポジションセンサ２７が検出するアクセル開度に応じてスロットル用アクチュエータ１６を制御することにより吸入空気量を調節するようにした。
【０１３２】
具体的には、ＥＣＵ２５は、図１１に示すように、作用角検出センサ２２の出力信号値（実作用角）が大きくなり且つ機関回転数が高くなるほどクランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相が進角するようタイミング変更機構１９を制御することにより、吸気の体積効率を高める。
【０１３３】
但し、実作用角が最大角度に近似した作用角であるときは実際の吸入空気量が目標吸入空気量を上回り易くなるため、実作用角が所定角度：α以上となる領域では、実作用角が大きくなり且つ機関回転数が低くなるほどクランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相が遅角するようタイミング変更機構１９を制御することにより、吸気の体積効率を低下させることが好ましい。
【０１３４】
また、吸気弁３の作用角を所望の作用角に制御することが不可能となった場合には、アクセル開度が所定開度以上となる運転領域（スロットル弁１５の開度が実質的に全開となる開度に固定される運転領域）において内燃機関１の吸入空気量を目標吸入空気量に収束させることが困難となるため、ＥＣＵ２５は、前述した図６の説明で述べたように、アクセル開度が大きくなるにつれてスロットル弁１５の開度が大きくなるようスロットル用アクチュエータ１６を制御する。
【０１３５】
このようなフェイル処理が実行されると、内燃機関１の燃焼安定性の低下を抑制しつつ内燃機関１の吸入空気量を目標吸入空気量に近似させることが可能となるため、ドライバビリティ及び排気エミッションの悪化を抑制しつつ内燃機関１の運転を継続させることが可能となる。
【０１３６】
この結果、内燃機関１を搭載した車両が正常時と略同様に走行することが可能となる。
【０１３７】
（ｂ）作用角検出センサ２２に異常が発生した場合
作用角検出センサ２２に異常が発生した場合は、ＥＣＵ２５は、作用角検出センサ２２の出力信号値に基づいて、吸気弁３の作用角をフィードバック制御することが不可能となる。
【０１３８】
このような場合は、吸気弁３の作用角を最大角度と最小角度以外の作用角に正確に制御することが困難となるため、ＥＣＵ２５は、作用角変更機構２１に対する制御値を予め設定された第２の所定値に固定する。
【０１３９】
前記した第２の所定値は、例えば、吸気弁３の作用角が作用角変更機構２１を備えていない内燃機関に適用される吸気弁の作用角と同等以下の角度、好ましくは最大作用角に比して最小作用角に近い角度となる値である。
【０１４０】
この場合、目標吸入空気量が比較的多くなる運転領域では実際の吸入空気量が目標吸入空気量より少なくなる可能性はあるものの、吸気弁３の開弁タイミングが吸気行程上死点から過剰に進角し難くなるとともに吸気弁３の閉弁タイミングが吸気行程下死点から過剰に遅角し難くなるからである。
【０１４１】
更に、ＥＣＵ２５は、吸気弁３の開弁タイミングが図１２に示すように吸気行程上死点の近傍となり且つ吸気弁３の閉弁タイミングが吸気行程下死点の近傍となるようタイミング変更機構１９を制御する。
【０１４２】
その際、ＥＣＵ２５は、図１３に示すように、内燃機関１がアイドル運転状態にあるときは、内燃機関１が非アイドル運転状態にあるときに比して、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相が遅角するようタイミング変更機構１９を制御することが好ましい。
【０１４３】
これは、内燃機関１がアイドル運転状態にあるときに、吸気弁３と排気弁４のバルブオーバーラップ期間が長くなると、内部ＥＧＲガス量の増加により燃焼安定性が低下する虞があるからである。
【０１４４】
上記したようにクランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相と吸気弁３の作用角とが固定されると、アクセル開度が所定開度以上となる運転領域（スロットル弁１５の開度が実質的に全開となる開度に固定される運転領域）において内燃機関１の吸入空気量を目標吸入空気量に収束させることが困難となるため、ＥＣＵ２５は、前述した図６の説明で述べたように、アクセル開度が大きくなるにつれてスロットル弁１５の開度が大きくなるようスロットル用アクチュエータ１６を制御する。
【０１４５】
このようなフェイル処理が実行されると、少なくとも内燃機関１がアイドル運転状態にある時及び低中回転運転状態にある時の燃焼安定性の低下を抑制しつつ吸入空気量を目標吸入空気量に近似させることが可能となるため、内燃機関１が少なくともアイドル運転及び低中回転運転を継続することが可能となる。
【０１４６】
この結果、内燃機関１を搭載した車両が退避走行することが可能になるとともに、退避走行時におけるドライバビリティの悪化及び排気エミッションの悪化を抑制することが可能となる。
【０１４７】
（３）タイミング変更システムと作用角変更システムに異常が発生した場合のフェイル処理
タイミング変更システムと作用角変更システムに異常が発生する態様としては、タイミング変更機構１９及び作用角検出センサ２２に異常が発生する態様と、タイミング変更機構１９及び作用角変更機構２１に異常が発生する態様と、位相角差検出センサ２０及び作用角検出センサ２２に異常が発生する態様と、位相角差検出センサ２０及び作用角変更機構２１に異常が発生する態様とが想定される。
【０１４８】
（ａ）タイミング変更機構１９と作用角検出センサ２２に異常が発生した場合
タイミング変更機構１９と作用角検出センサ２２とに同時に異常が発生した場合は、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相を変更することが不可能になると同時に、吸気弁３の作用角を正確に制御することが困難となる。
【０１４９】
これに対し、本実施の形態におけるフェイル処理では、ＥＣＵ２５は、タイミング変更機構１９に対する制御を停止するとともに、作用角変更機構２１に対する制御値を第３の所定値に固定する。ここで、タイミング変更機構１９に対する制御が停止されると、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相が最遅角位置に固定されるため、第３の所定値は、吸気弁３の作用角が前述した図５の説明で述べた所定角度と略等しい作用角になる値とすることが好ましい。
【０１５０】
このようにクランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相と吸気弁３の作用角とが固定されると、アクセル開度が所定開度以上となる運転領域（スロットル弁１５の開度が実質的に全開となる開度に固定される運転領域）において内燃機関１の吸入空気量を目標吸入空気量に収束させることが困難となるため、ＥＣＵ２５は、前述した図６の説明で述べたように、アクセル開度が大きくなるにつれてスロットル弁１５の開度が大きくなるようスロットル用アクチュエータ１６を制御する。
【０１５１】
このようなフェイル処理が実行されると、少なくとも内燃機関１が低中回転運転状態にある時の燃焼安定性の低下を抑制しつつ吸入空気量を目標吸入空気量に近似させることが可能となるため、内燃機関１が少なくとも低中回転運転を継続することが可能となる。
【０１５２】
この結果、内燃機関１を搭載した車両が退避走行することが可能になるとともに、退避走行時におけるドライバビリティの悪化及び排気エミッションの悪化を抑制することが可能となる。
【０１５３】
尚、タイミング変更機構１９と作用角検出センサ２２とに同時に異常が発生した場合に、ＥＣＵ２５は、タイミング変更機構１９及び作用角変更機構２１に対する制御を停止し、スロットル弁１５の開度のみで内燃機関１の吸入空気量を制御するようにしてもよい。
【０１５４】
この場合、内燃機関１の燃焼安定性の低下を抑制することは困難となるが、内燃機関１を搭載した車両が退避走行することが可能となる。
【０１５５】
（ｂ）タイミング変更機構１９と作用角変更機構２１に異常が発生した場合
タイミング変更機構１９と作用角変更機構２１とに同時に異常が発生した場合は、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相を変更することが不可能になると同時に、吸気弁３の作用角を変更することが不可能となる。
【０１５６】
これに対し、本実施の形態におけるフェイル処理では、ＥＣＵ２５は、タイミング変更機構１９に対する制御及び作用角変更機構２１に対する制御を停止するとともに、スロットル弁１５の開度を変更することにより内燃機関１の吸入空気量を制御する。
【０１５７】
その際、ＥＣＵ２５は、前述した図６の説明で述べたように、アクセル開度が大きくなるにつれてスロットル弁１５の開度が大きくなるようスロットル用アクチュエータ１６を制御するとともに、エアフローメータ１４の出力信号値に基づいてスロットル用アクチュエータ１６をフィードバック制御する。
【０１５８】
このようなフェイル処理によれば、少なくとも内燃機関１の吸入空気量を目標吸入空気量に近似させることが可能となるため、内燃機関１の燃焼安定性の低下を抑制することは困難となるものの、内燃機関１を搭載した車両が退避走行することが可能となる。
【０１５９】
（ｃ）位相角差検出センサ２０と作用角検出センサ２２に異常が発生した場合
位相角差検出センサ２０と作用角検出センサ２２とに同時に異常が発生した場合は、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相を最進角位置と最遅角位置以外の位置へ正確に制御することが困難になると同時に、吸気弁３の作用角を正確に制御することが困難となる。
【０１６０】
これに対し、本実施の形態におけるフェイル処理では、ＥＣＵ２５は、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相を最進角位置に固定すべくタイミング変更機構１９を制御するとともに、作用角変更機構２１に対する制御値を予め設定された第４の所定値に固定する。
【０１６１】
前記した第４の所定値は、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相が最進角位置に固定された状況下において、吸気弁３の開弁タイミングが図１４に示すように吸気行程上死点近傍となる値である。
【０１６２】
これは、吸気弁３の開弁タイミングが吸気行程上死点の近傍に固定されると、機関回転数が高回転域にある時に吸入空気量が不足する可能性があるものの、機関回転数がアイドル回転域及び低中回転域にあるときの燃焼安定性の低下を抑制することが可能となるからである。
【０１６３】
また、上記したようにクランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相と吸気弁３の作用角とが固定されると、アクセル開度が所定開度以上となる運転領域（スロットル弁１５の開度が実質的に全開となる開度に固定される運転領域）において内燃機関１の吸入空気量を目標吸入空気量に収束させることが困難となるため、ＥＣＵ２５は、前述した図６の説明で述べたように、アクセル開度が大きくなるにつれてスロットル弁１５の開度が大きくなるようスロットル用アクチュエータ１６を制御する。
【０１６４】
上記したようなフェイル処理が実行されると、少なくとも内燃機関１が低中回転運転状態にある時の燃焼安定性の低下を抑制しつつ吸入空気量を目標吸入空気量に近似させることが可能となるため、内燃機関１が少なくとも低中回転運転を継続することが可能となる。
【０１６５】
この結果、内燃機関１を搭載した車両が退避走行することが可能になるとともに、退避走行時におけるドライバビリティの悪化及び排気エミッションの悪化を抑制することが可能となる。
【０１６６】
（ｄ）位相角差検出センサ２０と作用角変更機構２１に異常が発生した場合
位相角差検出センサ２０と作用角変更機構２１とに同時に異常が発生した場合は、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相を最遅角位置と最進角位置以外の位置に正確に制御することが困難になると同時に、吸気弁３の作用角を変更することが不可能となる。
【０１６７】
これに対し、本実施の形態におけるフェイル処理では、ＥＣＵ２５は、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相を最進角位置に固定すべくタイミング変更機構１９を制御するとともに、作用角変更機構２１に対する制御を停止する。
【０１６８】
この場合、前述した図８及び図９の説明で述べたように、吸気弁３の開弁タイミングが吸気行程下死点より進角する可能性はあるものの、吸気弁３の閉弁タイミングが吸気行程下死点から大幅に遅角することがないため、内燃機関１が低中回転運転状態にあるときの燃焼安定性の低下を最小限に抑制することが可能となる。
【０１６９】
また、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相が固定され、且つ、作用角変更機構２１に対する制御が停止されると、アクセル開度が所定開度以上となる運転領域（スロットル弁１５の開度が実質的に全開となる開度に固定される運転領域）において、内燃機関１の吸入空気量を変更することが不可能となるため、ＥＣＵ２５は、前述した図６の説明で述べたように、アクセル開度が大きくなるにつれてスロットル弁１５の開度が大きくなるようスロットル用アクチュエータ１６を制御する。
【０１７０】
上記したようなフェイル処理が実行されると、少なくとも内燃機関１が低中回転運転状態にある時の燃焼安定性の低下を抑制しつつ吸入空気量を目標吸入空気量に近似させることが可能となるため、内燃機関１が少なくとも低中回転運転を継続することが可能となる。
【０１７１】
この結果、内燃機関１を搭載した車両が退避走行することが可能になるとともに、退避走行時におけるドライバビリティの悪化及び排気エミッションの悪化を抑制することが可能となる。
【０１７２】
（４）スロットル機構に異常が発生した場合
スロットル機構の異常の態様としては、スロットル弁１５の固着やスロットル用アクチュエータ１６の動作不良などによってスロットル弁１５の開度が変更不能に陥る駆動系の異常と、スロットルポジションセンサ１７の異常とが想定される。
【０１７３】
尚、スロットル機構の駆動系の異常を検出する方法としては、ＥＣＵ２５からスロットル用アクチュエータ１６へ送信される制御信号値に対応してスロットルポジションセンサ１７の出力信号値が変化していない場合（すなわち、スロットル弁１５の開度が変化しない場合）に、スロットル機構の駆動系が異常であると判定する方法を例示することができる。
【０１７４】
また、スロットルポジションセンサ１７の異常を検出する方法としては、スロットルポジションセンサ１７の出力信号値が正常時の出力範囲より高い又は低い値に固定されている場合に、スロットルポジションセンサ１７が異常であると判定する方法を例示することができる。
【０１７５】
（ａ）スロットル機構の駆動系に異常が発生した場合
スロットル機構の駆動系に異常が発生すると、スロットル弁１５の開度が固定されてしまうため、アクセル開度が所定開度未満となる運転領域においてスロットル弁１５の開度をアクセル開度に比例した開度に制御することが不可能になるとともに、アクセル開度が所定開度以上となる運転領域においてスロットル弁１５の開度を実質的に全開となる開度に固定することが不可能となる。
【０１７６】
そこで、本実施の形態におけるフェイル処理では、ＥＣＵ２５は、スロットル用アクチュエータ１６に対する制御を停止した上で、図１５に示すようにアクセル開度が多くなるほど吸気弁３の作用角が大きくなるよう作用角変更機構２１を制御するとともに、図１６に示すように機関回転数が高くなるほど吸気弁３の開弁タイミングが進角するようタイミング変更機構１９を制御する。
【０１７７】
その際、スロットル弁１５が固定された開度によっては、内燃機関１の実際の吸入空気量が目標吸入空気量を上回り、それに応じて内燃機関１のトルクがアクセル開度に対応したトルクより高くなる可能性がある。
【０１７８】
これに対し、ＥＣＵ２５は、実際の吸入空気量から目標吸入空気量を減算して過剰空気量を算出し、その過剰空気量が多くなるほど点火時期の遅角量を増加させるべく点火栓５を制御する。
【０１７９】
但し、点火時期の遅角量が過剰に多くなると、内燃機関１が失火する虞があるため、本実施の形態では、点火時期の遅角量が限界値：Lmaxとなるときの過剰空気量（以下、遅角限界空気量と称する）：△Ａを予め実験的に求めておき、過剰空気量が遅角限界空気量：△Ａ以上となるときは、図１７に示すように、遅角量を限界値：Lmaxに固定するようにした。
【０１８０】
そして、過剰空気量が遅角限界空気量：△Ａ以上となる場合には、ＥＣＵ２５は、過剰空気量が多くなるにつれて内燃機関１の運転気筒数を減少させる。例えば、ＥＣＵ２５は、図１８に示すように、過剰空気量が一定量：△ａ増加する度に減筒気筒数を１つ増加させる。
【０１８１】
上記したようなフェイル処理が実行されると、内燃機関１の運転を継続することが可能になるとともに、その際の内燃機関１のトルクをアクセル開度に応じたトルクに近似させることが可能となる。この結果、内燃機関１を搭載した車両が退避走行することが可能になる。
【０１８２】
（ｂ）スロットルポジションセンサ１７に異常が発生した場合
スロットルポジションセンサ１７に異常が発生すると、スロットル弁１５の開度を正確に制御することが不可能となるため、ＥＣＵ２５は、スロットル用アクチュエータ１６に対する制御を停止する。
【０１８３】
通常のスロットル機構では、スロットル用アクチュエータに対する制御が停止されると、スロットル弁の開度が最小開度に近い所定開度に固定される。
【０１８４】
スロットル弁１５の開度が最小開度に近い所定開度に固定された場合に、前述した図１５〜図１８の説明で述べたような制御が実行されると、内燃機関１が高回転運転状態にあるときには吸入空気量が不足するものの、内燃機関１が低中回転運転状態にあるときには吸入空気量を目標吸入空気量に収束させ易い。
【０１８５】
従って、本実施の形態におけるフェイル処理では、ＥＣＵ２５は、スロットル用アクチュエータ１６に対する制御を停止するとともに、前述した図１５〜図１８の説明で述べたような制御を実行するようにした。
【０１８６】
この場合、少なくとも内燃機関１が低中回転運転状態にある時の燃焼安定性の低下を抑制しつつ吸入空気量を目標吸入空気量に近似させることが可能となるため、内燃機関１が少なくとも低中回転運転を継続することが可能となる。
【０１８７】
この結果、内燃機関１を搭載した車両が退避走行することが可能になるとともに、退避走行時におけるドライバビリティの悪化及び排気エミッションの悪化を抑制することが可能となる。
【０１８８】
尚、スロットル用アクチュエータに対する制御が停止された場合にスロットル弁の開度が略全閉状態となるよう構成されたスロットル機構においてスロットルポジションセンサに異常が発生した場合には、スロットル用アクチュエータに対する制御値をスロットル弁の開度が前記した所定開度となる値に固定した上で、前述した図１５〜図１８の説明で述べたような制御を実行するようにしてもよい。
【０１８９】
（５）タイミング変更システムと作用角変更システムとの少なくとも一方とスロットル機構に異常が発生した場合
タイミング変更システムと作用角変更システムの少なくとも一方と、スロットル機構とに同時に異常が発生した場合には、ＥＣＵ２５は、スロットル用アクチュエータ１６、タイミング変更機構１９、及び作用角変更機構２１に対する制御を停止した上で、表示装置２８に異常発生の情報を表示させるとともに、内燃機関１の運転を停止させるべく点火栓５及び燃料噴射弁６の制御を停止する。
【０１９０】
但し、スロットル機構の駆動系が正常であってスロットル弁１５の開度を所定開度に固定可能な場合、或いは、スロットル弁１５が全閉以外の開度で動作不良に陥った場合には、ＥＣＵ２５は、タイミング変更機構１９、及び作用角変更機構２１に対する制御を停止した上で、点火遅角制御及び減筒運転制御を実行することにより、内燃機関１のトルクを調整しつつ内燃機関１の運転を継続させるようにしてもよい。
【０１９１】
以下、本実施の形態におけるフェイル処理の実行方法について図１９〜図２４に沿って説明する。
【０１９２】
図１９は、フェイル処理ルーチンを示すフローチャート図である。このフェイル処理ルーチンは、予めＥＣＵ２５のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、所定時間毎（例えば、クランクポジションセンサ２３がパルス信号を出力する度）にＥＣＵ２５が実行するルーチンである。
【０１９３】
フェイル処理ルーチンでは、ＥＣＵ２５は、先ず、Ｓ１９０１においてスロットル機構に異常が発生しているか否かを判別する。具体的には、ＥＣＵ２５は、スロットルポジションセンサ１７の出力信号値が正常時の出力範囲内の値であるか否かを判別し、スロットルポジションセンサ１７の出力信号値が正常時の出力範囲内の値であればスロットル用アクチュエータ１６に対する制御信号に対応してスロットルポジションセンサ１７の出力信号値が変化しているか否かを判別する。
【０１９４】
前記Ｓ１９０１においてスロットルポジションセンサ１７の出力信号値が正常の出力範囲外の値を示している場合、及び、ＥＣＵ２５からスロットル用アクチュエータ１６へ送信される制御信号値に対応してスロットルポジションセンサ１７の出力信号値が変化していない場合には、ＥＣＵ２５は、スロットル機構に異常が発生していると判定してＳ１９０２へ進む。
【０１９５】
Ｓ１９０２では、ＥＣＵ２５は、タイミング変更システム及び作用角変更システムからなる吸気弁可変機構が正常であるか否かを判別する。具体的には、ＥＣＵ２５は、タイミング変更機構１９が正常であるか否か、位相角差検出センサ２０が正常であるか否か、作用角変更機構２１が正常であるか否か、及び作用角検出センサ２２が正常であるか否かを判別する。
【０１９６】
前記Ｓ１９０２においてタイミング変更機構１９と位相角差検出センサ２０と作用角変更機構２１と作用角検出センサ２２の全てが正常である場合は、ＥＣＵ２５は、吸気弁可変機構が正常であると判定し、Ｓ１９０３へ進む。
【０１９７】
Ｓ１９０３では、ＥＣＵ２５は、表示装置２８に異常の発生を示す情報を表示させた上で、スロットル機構フェイル処理を実行する。
【０１９８】
スロットル機構フェイル処理では、ＥＣＵ２５は、図２０に示すようなスロットル機構フェイル処理ルーチンを実行する。このスロットル機構フェイル処理ルーチンは、予めＥＣＵ２５のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、上記したようにスロットル機構が異常であり且つ吸気弁可変機構が正常であるときにＥＣＵ２５が実行するルーチンである。
【０１９９】
スロットル機構フェイル処理ルーチンでは、ＥＣＵ２５は、先ずＳ２００１において、スロットルポジションセンサ１７の出力信号値が正常時の出力範囲内の値であるか否かを判別する。
【０２００】
Ｓ２００１において、スロットルポジションセンサ１７の出力信号値が正常時の出力範囲内の値を示している場合は、ＥＣＵ２５は、スロットルポジションセンサ１７が正常であり、且つ、スロットル機構の駆動系が異常であると判定してＳ２００２へ進む。
【０２０１】
Ｓ２００２では、ＥＣＵ２５は、スロットル用アクチュエータ１６に対する制御を停止する。
【０２０２】
Ｓ２００３では、ＥＣＵ２５は、クランクポジションセンサ２３がパルス信号を出力する時間的な間隔に基づいて機関回転数を演算する。
【０２０３】
Ｓ２００４では、ＥＣＵ２５は、前述した図１６の説明で述べたような機関回転数と吸気弁３の開弁タイミングとの関係に従い、前記Ｓ２００３で算出された機関回転数に対応する位相角差（目標位相角差）を演算する。尚、ここでいう位相角差は、クランクシャフトに対するインテークカムシャフトの回転位相角差である。
【０２０４】
Ｓ２００５では、ＥＣＵ２５は、アクセルポジションセンサ２７の出力信号値（アクセル開度）を読み込む。
【０２０５】
Ｓ２００６では、ＥＣＵ２５は、前述した図１５の説明で述べたようなアクセル開度と作用角との関係に従い、前記Ｓ２００５で読み込まれたアクセル開度に対応する吸気弁３の作用角（目標作用角）を演算する。
【０２０６】
Ｓ２００７では、ＥＣＵ２５は、クランクシャフトに対するインテークカムシャフトの回転位相角差が前記Ｓ２００４で算出された目標位相角差に一致するようタイミング変更機構１９を制御する。
【０２０７】
Ｓ２００８では、ＥＣＵ２５は、吸気弁３の実際の作用角が前記Ｓ２００６で算出された目標作用角と一致するよう作用角変更機構２１を制御する。
【０２０８】
Ｓ２００９では、ＥＣＵ２５は、エアフローメータ１４の出力信号値（実吸入空気量）を読み込む。
【０２０９】
Ｓ２０１０では、ＥＣＵ２５は、前記Ｓ２００３で算出された機関回転数と前記Ｓ２００５で読み込まれたアクセル開度とをパラメータとして、内燃機関１の目標吸入空気量を演算する。
【０２１０】
Ｓ２０１１では、ＥＣＵ２５は、前記Ｓ２００９で読み込まれた実吸入空気量が前記Ｓ２０１０で算出された目標吸入空気量を上回っているか否かを判別する。
【０２１１】
前記Ｓ２０１１において前記実吸入空気量が前記目標吸入空気量以下である場合は、ＥＣＵ２５は、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【０２１２】
一方、前記Ｓ２０１１において前記実吸入空気量が前記目標吸入空気量を上回っている場合は、ＥＣＵ２５は、Ｓ２０１２へ進み、前記実吸入空気量から前記目標吸入空気量を減算して過剰空気量を算出する。
【０２１３】
Ｓ２０１３では、ＥＣＵ２５は、前記Ｓ２０１２で算出された過剰空気量が遅角限界空気量：△Ａ以下であるか否かを判別する。
【０２１４】
前記Ｓ２０１３において前記過剰空気量が遅角限界空気量：△Ａ以下である場合には、ＥＣＵ２５は、Ｓ２０１４へ進み、前述した図１７の説明で述べたような点火遅角量と過剰空気量との関係に従い、前記過剰空気量に対応した点火遅角量を算出する。次いで、ＥＣＵ２５は、前記点火遅角量に従って点火栓５の点火時期を遅角する。
【０２１５】
一方、前記Ｓ２０１３において過剰空気量が遅角限界空気量：△Ａを上回っている場合は、ＥＣＵ２５は、Ｓ２０１５へ進み、点火栓５の点火時期を限界値：Lmaxまで遅角させる。
【０２１６】
続いて、ＥＣＵ２５は、Ｓ２０１６ヘ進み、前述した図１８の説明で述べたような減筒気筒数と過剰空気量との関係に従い、前記過剰空気量に対応した減筒気筒数を算出する。次いで、ＥＣＵ２５は、前記減筒気筒数に従って内燃機関１を減筒運転させる。
【０２１７】
また、前述したＳ２００１においてスロットルポジションセンサ１７が異常であると判定された場合には、ＥＣＵ２５は、Ｓ２０１７へ進み、スロットル用アクチュエータ１６に対する制御値をスロットル弁１５の開度が最小開度に近似した所定開度となる値に固定する。
【０２１８】
その後、ＥＣＵ２５は、前述したＳ２００３〜Ｓ２０１６の処理と同様の処理を実行して本ルーチンの実行を終了する。
【０２１９】
このようにＥＣＵ２５がスロットル機構フェイル処理を実行することにより、スロットル機構に異常が発生した場合であっても、内燃機関１の運転を継続させることが可能となり、内燃機関１を搭載した車両が退避走行することが可能となる。更に、ＥＣＵ２５は、退避走行時における内燃機関１のドライバビリティ及び排気エミッションの悪化を最小限に抑制することが可能となる。
【０２２０】
ここで図１９のフェイル処理ルーチンに戻り、前述したＳ１９０２においてタイミング変更機構１９と位相角差検出センサ２０と作用角変更機構２１と作用角検出センサ２２とのうち少なくとも一つが異常である場合には、ＥＣＵ２５は、吸気弁可変機構が異常であると判定してＳ１９０４へ進む。
【０２２１】
Ｓ１９０４では、ＥＣＵ２５は、表示装置２８に異常の発生を示す情報を表示させた上で、スロットル用アクチュエータ１６、タイミング変更機構１９、作用角変更機構２１、点火栓５、及び燃料噴射弁６に対する制御を停止して内燃機関１の運転を停止させる。
【０２２２】
尚、スロットル機構の駆動系が正常であってスロットル弁１５の開度を所定開度に固定可能な場合、或いは、スロットル弁１５が全閉以外の開度で動作不良に陥った場合には、ＥＣＵ２５は、タイミング変更機構１９及び作用角変更機構２１に対する制御を停止した上で、点火遅角制御およびまたは減筒運転制御を実行することにより、内燃機関１のトルクを調整しつつ内燃機関１の運転を継続させるようにしてもよい。この場合、内燃機関１を搭載した車両が退避走行することが可能となる。
【０２２３】
ＥＣＵ２５は、上記したＳ１９０４の処理を実行し終えると、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【０２２４】
また、前述したＳ１９０１においてスロットルポジションセンサ１７の出力信号値が正常な出力範囲内の値を示しており、且つ、ＥＣＵ２５からスロットル用アクチュエータ１６へ送信される制御信号値に対応してスロットルポジションセンサ１７の出力信号値が変化している場合には、ＥＣＵ２５は、スロットル機構が正常であると判定してＳ１９０５へ進む。
【０２２５】
Ｓ１９０５では、ＥＣＵ２５は、吸気弁可変機構に異常が発生しているか否か、すなわち、タイミング変更機構１９と位相角差検出センサ２０と作用角変更機構２１と作用角検出センサ２２とのうち少なくとも一つが異常であるか否かを判別する。
【０２２６】
具体的には、ＥＣＵ２５は、該ＥＣＵ２５からタイミング変更機構１９へ送信される制御信号値に対応して位相角差検出センサ２０の出力信号値が変化しているか否か、位相角差検出センサ２０の出力信号値が正常な出力範囲内の値を示しているか否か、該ＥＣＵ２５から作用角変更機構２１へ送信される制御信号値に対応して作用角検出センサ２２の出力信号値が変化しているか否か、及び、作用角検出センサ２２の出力信号値が正常な出力範囲内の値を示しているか否かを判別する。
【０２２７】
前記Ｓ１９０５においてＥＣＵ２５からタイミング変更機構１９へ送信される制御信号値に対応して位相角差検出センサ２０の出力信号値が変化していない場合、位相角差検出センサ２０の出力信号値が正常な出力範囲内の値を示していない場合、ＥＣＵ２５から作用角変更機構２１へ送信される制御信号値に対応して作用角検出センサ２２の出力信号値が変化していない場合、或いは、作用角検出センサ２２の出力信号値が正常な出力範囲内の値を示していない場合は、ＥＣＵ２５は、吸気弁可変機構に異常が発生していると判定してＳ１９０６へ進む。
【０２２８】
Ｓ１９０６では、ＥＣＵ２５は、表示装置２８に異常の発生を示す情報を表示させた上で、吸気弁可変機構フェイル処理を実行する。
【０２２９】
吸気弁可変機構フェイル処理では、ＥＣＵ２５は、図２１に示すような吸気弁可変機構フェイル処理ルーチンを実行する。この吸気弁可変機構フェイル処理ルーチンは、予めＥＣＵ２５のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、上記したようにスロットル機構が正常であり且つ吸気弁可変機構が異常であるときにＥＣＵ２５が実行するルーチンである。
【０２３０】
吸気弁可変機構フェイル処理ルーチンでは、ＥＣＵ２５は、先ずＳ２１０１において、作用角変更システムが正常であるか否かを判別する。具体的には、ＥＣＵ２５は、該ＥＣＵ２５から作用角変更機構２１へ送信される制御信号値に対応して作用角検出センサ２２の出力信号値が変化しているか否か、及び、作用角検出センサ２２の出力信号値が正常な出力範囲内の値を示しているか否かを判別する。
【０２３１】
前記Ｓ２１０１においてＥＣＵ２５から作用角変更機構２１へ送信される制御信号値に対応して作用角検出センサ２２の出力信号値が変化しており、且つ、作用角検出センサ２２の出力信号値が正常な出力範囲内の値を示している場合には、ＥＣＵ２５は、作用角検出センサ２２は正常であり、且つ、タイミング変更システムが異常であると判定してＳ２１０２へ進む。
【０２３２】
Ｓ２１０２では、ＥＣＵ２５は、タイミング変更システムフェイル処理を実行する。タイミング変更システムフェイル処理では、ＥＣＵ２５は、図２２に示すようなタイミング変更システムフェイル処理ルーチンを実行する。このタイミング変更システムフェイル処理ルーチンは、予めＥＣＵ２５のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、上記したようにスロットル機構及び作用角変更システムが正常であり且つタイミング変更システムが異常であるときにＥＣＵ２５が実行するルーチンである。
【０２３３】
タイミング変更システムフェイル処理ルーチンでは、ＥＣＵ２５は、先ずＳ２２０１において位相角差検出センサ２０が正常であるか否か、すなわち位相角差検出センサ２０の出力信号値が正常な出力範囲内の値を示しているか否かを判別する。
【０２３４】
前記Ｓ２２０１において位相角差検出センサ２０の出力信号値が正常な出力範囲内の値を示している場合は、ＥＣＵ２５は、タイミング変更機構１９が異常であり且つ位相角差検出センサ２０が正常であると判定してＳ２２０２へ進む。
【０２３５】
Ｓ２２０２では、ＥＣＵ２５は、タイミング変更機構１９に対する制御を停止する。この場合、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相は、最遅角位置に固定される。
【０２３６】
Ｓ２２０３では、ＥＣＵ２５は、作用角変更機構２１に対する制御値を第１の所定値に固定する。前記した第１の所定値は、前述した図５の説明で述べたように、吸気弁３の作用角が最大角度と最小角度との間の角度であり且つ最大角度に比して最小角度に近い角度となる値である。
【０２３７】
Ｓ２２０４では、ＥＣＵ２５は、アクセルポジションセンサ２７の出力信号値（アクセル開度）を読み込む。
【０２３８】
Ｓ２２０５では、ＥＣＵ２５は、前述した図６の説明で述べたアクセル開度とスロットル弁開度との関係に従い、前記Ｓ２２０４で読み込まれたアクセル開度に対応したスロットル弁開度（目標スロットル弁開度）を演算する。
【０２３９】
Ｓ２２０６では、ＥＣＵ２５は、スロットル弁１５の開度が前記Ｓ２２０５で算出された目標スロットル弁開度となるようスロットル用アクチュエータ１６を制御する。
【０２４０】
また、前記したＳ２２０１において位相角差検出センサ２０の出力信号値が正常な出力範囲外の値を示している場合は、ＥＣＵ２５は、タイミング変更機構１９が正常であり且つ位相角差検出センサ２０が異常であると判定してＳ２２０７へ進む。
【０２４１】
Ｓ２２０７では、ＥＣＵ２５は、タイミング変更機構１９に対する制御値を、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相が最進角位置となる値（最進角値）に固定する。
【０２４２】
Ｓ２２０８では、ＥＣＵ２５は、クランクポジションセンサ２３がパルス信号を出力する時間的な間隔に基づいて機関回転数を演算する。
【０２４３】
Ｓ２２０９では、ＥＣＵ２５は、アクセルポジションセンサ２７の出力信号値（アクセル開度）を読み込む。
【０２４４】
Ｓ２２１０では、ＥＣＵ２５は、前記Ｓ２２０８で算出された機関回転数と前記Ｓ２２０９で読み込まれたアクセル開度をパラメータとして、内燃機関１の目標吸入空気量を演算する。
【０２４５】
Ｓ２２１１では、ＥＣＵ２５は、前述した図１０の説明で述べたような吸気弁３の作用角と目標吸入空気量との関係に従い、前記Ｓ２２０９で算出された目標吸入空気量に対応する吸気弁３の作用角（目標作用角）を演算する。
【０２４６】
Ｓ２２１２では、ＥＣＵ２５は、吸気弁３の実際の作用角を前記Ｓ２２１１で算出された目標作用角に一致させるべく作用角変更機構２１を制御する。
【０２４７】
Ｓ２２１３では、ＥＣＵ２５は、アクセルポジションセンサ２７の出力信号値（アクセル開度）を読み込む。
【０２４８】
Ｓ２２１４では、ＥＣＵ２５は、前記Ｓ２２１３で読み込まれたアクセル開度が所定開度以上であるか否かを判別する。
【０２４９】
前記Ｓ２２１４において前記アクセル開度が所定開度以上であると判定された場合には、ＥＣＵ２５は、Ｓ２２１５へ進み、スロットル弁１５の開度が実質的に全開となる開度に固定されるようスロットル用アクチュエータ１６を制御する。ＥＣＵ２５は、前記Ｓ２２１５の処理を実行し終えると、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【０２５０】
一方、前記Ｓ２２１４において前記アクセル開度が所定開度未満であると判定された場合には、ＥＣＵ２５は、Ｓ２２１６へ進み、前述した図２の説明で述べたアクセル開度とスロットル弁開度との関係に従い、前記Ｓ２２１３で読み込まれたアクセル開度に対応するスロットル弁開度（目標スロットル弁開度）を演算する。
【０２５１】
Ｓ２２１７では、ＥＣＵ２５は、スロットル弁１５の実際の開度が前記Ｓ２２１６で算出された目標スロットル弁開度に一致するようスロットル用アクチュエータ１６を制御して、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【０２５２】
このようにＥＣＵ２５が図２２に示すようなタイミング変更システムフェイル処理ルーチンを実行することにより、タイミング変更システムに異常が発生した場合であっても、内燃機関１の運転を継続させることが可能となり、内燃機関１を搭載した車両が退避走行することが可能となる。更に、ＥＣＵ２５は、退避走行時における内燃機関１のドライバビリティ及び排気エミッションの悪化を最小限に抑制することが可能となる。
【０２５３】
ここで図２１の吸気弁可変機構フェイル処理ルーチンに戻り、ＥＣＵ２５は、前記したＳ２１０１においてＥＣＵ２５から作用角変更機構２１へ送信される制御信号値に対応して作用角検出センサ２２の出力信号値が変化していない場合、又は、作用角検出センサ２２の出力信号値が正常な出力範囲外の値を示している場合は、ＥＣＵ２５は、作用角変更システムが異常であると判定してＳ２１０３へ進む。
【０２５４】
Ｓ２１０３では、ＥＣＵ２５は、タイミング変更システムが正常であるか否かを判別する。具体的には、ＥＣＵ２５は、該ＥＣＵ２５からタイミング変更機構１９へ送信される制御信号値に対応して位相角差検出センサ２０の出力信号値が変化しているか否か、及び、位相角差検出センサ２０の出力信号値が正常な出力範囲内の値を示しているか否かを判別する。
【０２５５】
前記Ｓ２１０３においてＥＣＵ２５からタイミング変更機構１９へ送信される制御信号値に対応して位相角差検出センサ２０の出力信号値が変化しており、且つ、位相角差検出センサ２０の出力信号値が正常な出力範囲内の値を示している場合には、ＥＣＵ２５は、作用角変更システムが異常であり且つタイミング変更システムが正常であると判定してＳ２１０４へ進む。
【０２５６】
Ｓ２１０４では、ＥＣＵ２５は、作用角変更システムフェイル処理を実行する。作用角変更システムフェイル処理では、ＥＣＵ２５は、図２３に示すような作用角変更システムフェイル処理ルーチンを実行する。この作用角変更システムフェイル処理ルーチンは、予めＥＣＵ２５のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、上記したようにスロットル機構及びタイミング変更システムが正常であり且つ作用角変更システムが異常であるときにＥＣＵ２５が実行するルーチンである。
【０２５７】
作用角変更システムフェイル処理ルーチンでは、ＥＣＵ２５は、先ずＳ２３０１において作用角検出センサ２２が正常であるか否かを判別する。具体的には、ＥＣＵ２５は、作用角検出センサ２２の出力信号値が正常な出力範囲内の値を示しているか否かを判別する。
【０２５８】
前記Ｓ２３０１において作用角検出センサ２２の出力信号値が正常な出力範囲内の値を示している場合は、ＥＣＵ２５は、作用角検出センサ２２が正常であり且つ作用角変更機構２１が異常であると判定してＳ２３０２へ進む。
【０２５９】
Ｓ２３０２では、ＥＣＵ２５は、作用角変更機構２１に対する制御を停止する。
【０２６０】
Ｓ２３０３では、ＥＣＵ２５は、作用角検出センサ２２の出力信号値（吸気弁３の実際の作用角）を読み込む。
【０２６１】
Ｓ２３０４では、クランクポジションセンサ２３がパルス信号を出力する時間的な間隔に基づいて内燃機関１の機関回転数を演算する。
【０２６２】
Ｓ２３０５では、前述した図１１の説明で述べたような、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相と機関回転数と作用角との関係に従い、前記Ｓ２３０３で読み込まれた吸気弁３の実際の作用角と前記Ｓ２３０４で算出された機関回転数とに対応した目標位相角差を演算する。
【０２６３】
Ｓ２３０６では、ＥＣＵ２５は、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相角差が前記Ｓ２３０５で算出された目標位相角差に一致するようタイミング変更機構１９を制御する。
【０２６４】
Ｓ２３０７では、ＥＣＵ２５は、アクセルポジションセンサ２７の出力信号値（アクセル開度）を読み込む。
【０２６５】
Ｓ２３０８では、ＥＣＵ２５は、前述した図６の説明で述べたようなアクセル開度とスロットル弁開度との関係に従い、前記Ｓ２３０７で読み込まれたアクセル開度に対応したスロットル弁開度（目標スロットル弁開度）を演算する。
【０２６６】
Ｓ２３０９では、ＥＣＵ２５は、スロットル弁１５の実際の開度が前記Ｓ２３０８で算出された目標スロットル弁開度に一致するようスロットル用アクチュエータ１６を制御する。ＥＣＵ２５は、前記Ｓ２３０９の処理を実行し終えると、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【０２６７】
一方、前記Ｓ２３０１において作用角検出センサ２２の出力信号値が正常な出力範囲外の値を示している場合は、ＥＣＵ２５は、作用角検出センサ２２が異常であり且つ作用角変更機構２１が正常であると判定してＳ２３１０へ進む。
【０２６８】
Ｓ２３１０では、ＥＣＵ２５は、作用角変更機構２１に対する制御値を第２の所定値に固定する。第２の所定値は、前述したように吸気弁３の作用角が最大角度に比して最小角度に近い角度となる値である。
【０２６９】
Ｓ２３１１では、ＥＣＵ２５は、クランクポジションセンサ２３がパルス信号を出力する時間的な間隔に基づいて機関回転数を演算する。
【０２７０】
Ｓ２３１２では、ＥＣＵ２５は、アクセルポジションセンサ２７の出力信号値（アクセル開度）を読み込む。
【０２７１】
Ｓ２３１３では、ＥＣＵ２５は、前記Ｓ２３１１で算出された機関回転数と前記Ｓ２３１２で読み込まれたアクセル開度とに基づいて内燃機関１が非アイドル運転状態にあるか否かを判別する。
【０２７２】
具体的には、ＥＣＵ２５は、機関回転数が所定回転数（例えば、約900rpm）以下であり且つアクセル開度が全閉である場合は内燃機関１がアイドル運転状態にあると判定し、機関回転数が所定回転数より高い又はアクセル開度が全閉ではない場合は内燃機関１が非アイドル運転状態にあると判定する。
【０２７３】
前記Ｓ２３１３において内燃機関１が非アイドル運転状態にあると判定された場合は、ＥＣＵ２５は、Ｓ２３１４へ進み、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相角差が第１の位相角差となるようタイミング変更機構１９を制御する。前記した第１の位相角差は、吸気弁３の開閉タイミングが前述した図１２の説明で述べたようなタイミングとなる位相角差である。
【０２７４】
また、前記Ｓ２３１３において内燃機関１がアイドル運転状態にあると判定された場合は、ＥＣＵ２５は、Ｓ２３１５へ進み、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相角差が第２の位相角差となるようタイミング変更機構１９を制御する。前記した第２の位相角差は、前述した図１３の説明で述べたように、前記第１の位相角差に比して吸気弁３の開閉タイミングが遅角するよう定められた位相角差である。
【０２７５】
前記Ｓ２３１４又は前記Ｓ２３１５の処理を実行し終えたＥＣＵ２５は、Ｓ２３１６へ進み、前述した図６の説明で述べたようなスロットル弁開度とアクセル開度との関係に従い、前記Ｓ２３１２で読み込まれたアクセル開度に対応したスロットル弁開度（目標スロットル弁開度）を演算する。
【０２７６】
Ｓ２３１７では、ＥＣＵ２５は、スロットル弁１５の開度が前記Ｓ２３１６で算出された目標スロットル弁開度となるようスロットル用アクチュエータ１６を制御し、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【０２７７】
このようにＥＣＵ２５が図２３に示すような作用角変更フェイル処理ルーチンを実行することにより、タイミング変更システムに異常が発生した場合であっても、内燃機関１の運転を継続させることが可能となり、内燃機関１を搭載した車両が退避走行することが可能となる。更に、ＥＣＵ２５は、退避走行時における内燃機関１のドライバビリティ及び排気エミッションの悪化を最小限に抑制することが可能となる。
【０２７８】
ここで図２１の吸気弁可変機構フェイル処理ルーチンに戻り、ＥＣＵ２５は、前記したＳ２１０３においてＥＣＵ２５からタイミング変更機構１９へ送信される制御信号値に対応して位相角差検出センサ２０の出力信号値が変化していない場合、又は、位相角差検出センサ２０の出力信号値が正常な出力範囲外の値を示している場合には、ＥＣＵ２５は、タイミング変更システムと作用角変更システムの両システムが異常であると判定してＳ２１０５へ進む。
【０２７９】
Ｓ２１０５では、ＥＣＵ２５は、両システムフェイル処理を実行する。両システムフェイル処理では、ＥＣＵ２５は、図２４に示すような両システムフェイル処理ルーチンを実行する。この両システムフェイル処理ルーチンは、予めＥＣＵ２５のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、上記したようにスロットル機構が正常であり且つタイミング変更システム及び作用角変更システムが異常であるときにＥＣＵ２５が実行するルーチンである。
【０２８０】
両システムフェイル処理ルーチンでは、ＥＣＵ２５は、先ずＳ２４０１において、位相角差検出センサ２０が正常であるか否か、すなわち位相角差検出センサ２０の出力信号値が正常な出力範囲内の値を示しているか否かを判別する。
【０２８１】
前記Ｓ２４０１において位相角差検出センサ２０の出力信号値が正常な出力範囲内の値を示している場合は、ＥＣＵ２５は、位相角差検出センサ２０が正常であり且つタイミング変更機構１９が異常であると判定してＳ２４０２へ進む。
【０２８２】
Ｓ２４０２では、ＥＣＵ２５は、作用角検出センサ２２が正常であるか否か、すなわち作用角検出センサ２２の出力信号値が正常な出力範囲内の値を示しているか否かを判別する。
【０２８３】
前記Ｓ２４０２において作用角検出センサ２２の出力信号値が正常な出力範囲内の値を示している場合には、ＥＣＵ２５は、作用角検出センサ２２が正常であり且つ作用角変更機構２１が異常であると判定する。
【０２８４】
この場合、ＥＣＵ２５は、Ｓ２４０３〜Ｓ２４０７において、タイミング変更機構１９と作用角変更機構２１とに異常が発生した場合のフェイル処理を実行する。
【０２８５】
Ｓ２４０３では、ＥＣＵ２５は、タイミング変更機構１９に対する制御を停止する。
【０２８６】
Ｓ２４０４では、ＥＣＵ２５は、作用角変更機構２１に対する制御を停止する。
【０２８７】
Ｓ２４０５では、ＥＣＵ２５は、アクセルポジションセンサ２７の出力信号値（アクセル開度）を読み込む。
【０２８８】
Ｓ２４０６では、ＥＣＵ２５は、前述した図６の説明で述べたようなアクセル開度とスロットル弁開度との関係に従い、前記Ｓ２４０５で読み込まれたアクセル開度に対応したスロットル弁開度（目標スロットル弁開度）を演算する。
【０２８９】
Ｓ２４０７では、ＥＣＵ２５は、スロットル弁１５の実際の開度が前記Ｓ２４０６で算出された目標スロットル弁開度に一致するようスロットル用アクチュエータ１６を制御して、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【０２９０】
また、前記Ｓ２４０２において作用角検出センサ２２の出力信号値が正常な出力範囲外の値を示している場合には、ＥＣＵ２５は、作用角検出センサ２２が異常であり且つ作用角変更機構２１が正常であると判定する。
【０２９１】
この場合、ＥＣＵ２５は、Ｓ２４０８、Ｓ２４０９、及びＳ２４０５〜Ｓ２４０７において、タイミング変更機構１９と作用角検出センサ２２とに異常が発生した場合のフェイル処理を実行する。
【０２９２】
先ず、Ｓ２４０８では、ＥＣＵ２５は、タイミング変更機構１９に対する制御を停止する。
【０２９３】
Ｓ２４０９では、ＥＣＵ２５は、作用角変更機構２１に対する制御値を第３の所定値に固定する。前記した第３の所定値は、吸気弁３の作用角が前述した図５の説明で述べた所定角度と略等しい作用角になるよう設定された値である。
【０２９４】
ＥＣＵ２５は、Ｓ２４０９の処理を実行し終えると、前述したＳ２４０５〜Ｓ２４０７と同様の処理を実行して、本ルーチンの実行を終了する。
【０２９５】
一方、前述したＳ２４０１において位相角差検出センサ２０の出力信号値が正常な出力範囲外の値を示している場合は、ＥＣＵ２５は、位相角差検出センサ２０が異常であり且つタイミング変更機構１９が正常であると判定してＳ２４１０へ進む。
【０２９６】
Ｓ２４１０では、ＥＣＵ２５は、作用角検出センサ２２の出力信号値が正常な出力範囲内の値を示しているか否かを判別する。
【０２９７】
前記Ｓ２４１０において作用角検出センサ２２の出力信号値が正常な出力範囲内の値を示している場合は、ＥＣＵ２５は、作用角検出センサ２２が正常であり且つ作用角変更機構２１が異常であると判定する。
【０２９８】
この場合、ＥＣＵ２５は、Ｓ２４１１、Ｓ２４１２、及びＳ２４０５〜Ｓ２４０７において、位相角差検出センサ２０と作用角変更機構２１とに異常が発生した場合のフェイル処理を実行する。
【０２９９】
先ず、Ｓ２４１１では、ＥＣＵ２５は、タイミング変更機構１９に対する制御値を最進角値に固定する。
【０３００】
Ｓ２４１２では、ＥＣＵ２５は、作用角変更機構２１に対する制御を停止する。
【０３０１】
ＥＣＵ２５は、Ｓ２４１２の処理を実行し終えると、前述したＳ２４０５〜Ｓ２４０７と同様の処理を実行して、本ルーチンの実行を終了する。
【０３０２】
また、前記Ｓ２４１０において作用角検出センサ２２の出力信号値が正常な出力範囲外の値を示している場合は、ＥＣＵ２５は、作用角検出センサ２２が異常であり且つ作用角変更機構２１が正常であると判定する。
【０３０３】
この場合、ＥＣＵ２５は、Ｓ２４１３、Ｓ２４１４、及びＳ２４０５〜Ｓ２４０７において、位相角差検出センサ２０と作用角検出センサ２２とに異常が発生した場合のフェイル処理を実行する。
【０３０４】
先ず、Ｓ２４１３では、ＥＣＵ２５は、タイミング変更機構１９に対する制御値を最進角値に固定する。
【０３０５】
Ｓ２４１４では、ＥＣＵ２５は、作用角変更機構２１に対する制御値を第４の制御値に固定する。前記した第４の制御値は、吸気弁３の開弁タイミングが前述した図１４の説明で述べたような開弁タイミングとなるように設定される値である。
【０３０６】
ＥＣＵ２５は、Ｓ２４１４の処理を実行し終えると、前述したＳ２４０５〜Ｓ２４０７と同様の処理を実行して、本ルーチンの実行を終了する。
【０３０７】
このようにＥＣＵ２５が図２４に示すような両システムフェイル処理ルーチンを実行することにより、タイミング変更システムと作用角変更システムとに同時に異常が発生した場合であっても、内燃機関１の運転を継続させることが可能となり、内燃機関１を搭載した車両が退避走行することが可能となる。更に、ＥＣＵ２５は、退避走行時における内燃機関１のドライバビリティ及び排気エミッションの悪化を最小限に抑制することが可能となる。
【０３０８】
ここで図１９のフェイル処理ルーチンに戻り、前述したＳ１９０５においてタイミング変更機構１９と位相角差検出センサ２０と作用角変更機構２１と作用角検出センサ２２の全てが正常であると判定された場合には、ＥＣＵ２５は、スロットル機構、及び、吸気弁可変機構が正常であるとみなしてＳ１９０７へ進む。
【０３０９】
Ｓ１９０７では、ＥＣＵ２５は、スロットル機構及び吸気弁可変機構を通常通りに制御して、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【０３１０】
このようにＥＣＵ２５が図１９に示すようなフェイル処理ルーチンを実行することにより、スロットル機構とタイミング変更システムと作用角変更システムとの少なくとも一つに異常が発生した場合に、異常の態様に応じたフェイル処理が実行されることになるため、内燃機関１の運転を継続させつつ、ドライバビリティや排気エミッションの悪化を可能な限り抑制することが可能となる。この結果、内燃機関１を搭載した車両が退避走行することが可能となる。
【０３１１】
【発明の効果】
本発明は、タイミング変更機構と作用角変更機構とスロットル機構とを利用して吸入空気量を制御する内燃機関において、タイミング変更機構と作用角変更機構との何れか一又は双方に異常が発生した場合に、フェイル処理手段が異常の態様に応じたフェイル処理を実行するため、実際の吸入空気量と目標吸入空気量との誤差の増加を抑制することが可能となる。
【０３１２】
この結果、内燃機関が運転を継続することが可能となり、以て内燃機関を搭載した車両が退避走行することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図
【図２】 正常時におけるスロットル弁開度とアクセル開度との関係を示す図
【図３】 クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相が最遅角され、且つ、作用角が最大角度とされた時の吸気弁の開閉タイミングを示す図
【図４】 クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相が最遅角され、且つ、作用角が最小角度とされた時の吸気弁の開閉タイミングを示す図
【図５】 タイミング変更機構に異常が発生した場合に好適な吸気弁の作用角を示す図
【図６】 タイミング変更機構に異常が発生した場合に好適なスロットル弁開度とアクセル開度との関係を示す図
【図７】 タイミング変更機構に異常が発生した場合に好適な吸気弁の作用角と機関回転数との関係を示す図
【図８】 クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相が最進角され、且つ、作用角が最大角度とされた時の吸気弁の開閉タイミングを示す図
【図９】 クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相が最進角され、且つ、作用角が最小角度とされた時の吸気弁の開閉タイミングを示す図
【図１０】 位相角差検出センサに異常が発生した場合に好適な作用角と目標吸入空気量との関係を示す図
【図１１】 作用角変更機構に異常が発生した場合におけるクランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相と機関回転数と作用角との関係を示す図
【図１２】 作用角検出センサに異常が発生した場合に好適な吸気弁の開閉タイミングを示す図
【図１３】 作用角検出センサに異常が発生した場合におけるクランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相を示す図
【図１４】 位相角差検出センサ及び作用角検出センサに異常が発生した場合に好適な吸気弁の開閉タイミングを示す図
【図１５】 スロットル機構の駆動系に異常が発生した場合に好適な作用角とアクセル開度との関係を示す図
【図１６】 スロットル機構の駆動系に異常が発生した場合に好適な吸気弁開弁タイミングと機関回転数との関係を示す図
【図１７】 スロットル機構の駆動系に異常が発生した場合に好適な点火遅角量と過剰空気量との関係を示す図
【図１８】 スロットル機構の駆動系に異常が発生した場合に好適な減筒気筒数と過剰空気量との関係を示す図
【図１９】 フェイル処理ルーチンを示すフローチャート図
【図２０】 スロットル機構フェイル処理ルーチンを示すフローチャート図
【図２１】 吸気弁可変機構フェイル処理ルーチンを示すフローチャート図
【図２２】 タイミング変更システムフェイル処理ルーチンを示すフローチャート図
【図２３】 作用角変更システムフェイル処理ルーチンを示すフローチャート図
【図２４】 両システムフェイル処理ルーチンを示すフローチャート図
【符号の説明】
１・・・内燃機関
２・・・気筒
３・・・吸気弁
５・・・点火栓
６・・・燃料噴射弁
１４・・エアフローメータ
１５・・スロットル弁
１６・・スロットル用アクチュエータ
１７・・スロットルポジションセンサ
１９・・タイミング変更機構
２０・・位相角差検出センサ
２１・・作用角変更機構
２２・・作用角検出センサ
２３・・クランクポジションセンサ
２５・・ＥＣＵ
２６・・アクセルペダル
２７・・アクセルポジションセンサ
Claims (4)
- 内燃機関の出力軸の回転に対する吸気弁の開閉タイミングを変更するタイミング変更手段と、
前記吸気弁の作用角を変更する作用角変更手段と、
前記内燃機関の吸気通路に設けられたスロットル弁及びスロットル弁を開閉駆動するアクチュエータを具備するスロットル機構と、
内燃機関の吸入空気量を所望の目標吸入空気量とすべく、前記タイミング変更手段、前記作用角変更手段、及び前記スロットル機構を制御する吸入空気量制御手段と、
前記タイミング変更手段の異常を検出する異常検出手段と、
前記異常検出手段が異常を検出した場合に、異常の態様に応じたフェイル処理を実行するフェイル処理手段と、
を備えた内燃機関の制御装置において、
前記タイミング変更手段は、吸気弁の開閉タイミングを変更するタイミング変更駆動部、及び吸気弁の開閉タイミングを検出するタイミング検出センサ部を具備し、
前記フェイル処理手段は、前記異常検出手段が前記タイミング検出センサ部の異常を検出した場合に、吸気弁の開閉タイミングを最進角させるべく前記タイミング変更駆動部を制御するとともに、目標吸入空気量が多くなるほど吸気弁の作用角が大きくなるように前記作用角変更手段を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 内燃機関の出力軸の回転に対する吸気弁の開閉タイミングを変更するタイミング変更手段と、
前記吸気弁の作用角を変更する作用角変更手段と、
前記内燃機関の吸気通路に設けられたスロットル弁及びスロットル弁を開閉駆動するアクチュエータを具備するスロットル機構と、
内燃機関の吸入空気量を所望の目標吸入空気量とすべく、前記タイミング変更手段、前記作用角変更手段、及び前記スロットル機構を制御する吸入空気量制御手段と、
前記タイミング変更手段及び前記作用角変更手段の異常を検出する異常検出手段と、
前記異常検出手段が異常を検出した場合に、異常の態様に応じたフェイル処理を実行するフェイル処理手段と、
を備えた内燃機関の制御装置において、
前記タイミング変更手段は、吸気弁の開閉タイミングを変更するタイミング変更駆動部、及び吸気弁の開閉タイミングを検出するタイミング検出センサ部を具備し、
前記作用角変更手段は、吸気弁の作用角を変更する作用角変更駆動部、及び吸気弁の作用角を検出する作用角検出センサ部を具備し、
前記フェイル処理手段は、前記異常検出手段が前記タイミング検出センサ部と前記作用角変更駆動部の異常を検出した場合に、吸気弁の開閉タイミングを最進角させるべく前記タイミング変更駆動部を制御し、前記作用角変更駆動部に対する制御を停止し、スロットル弁の開度をアクセル開度に応じて変更すべく前記スロットル機構を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 内燃機関の出力軸の回転に対する吸気弁の開閉タイミングを変更するタイミング変更手段と、
前記吸気弁の作用角を変更する作用角変更手段と、
前記内燃機関の吸気通路に設けられたスロットル弁及びスロットル弁を開閉駆動するアクチュエータを具備するスロットル機構と、
内燃機関の吸入空気量を所望の目標吸入空気量とすべく、前記タイミング変更手段、前記作用角変更手段、及び前記スロットル機構を制御する吸入空気量制御手段と、
前記タイミング変更手段及び前記作用角変更手段の異常を検出する異常検出手段と、
前記異常検出手段が異常を検出した場合に、異常の態様に応じたフェイル処理を実行す るフェイル処理手段と、
を備えた内燃機関の制御装置において、
前記タイミング変更手段は、吸気弁の開閉タイミングを変更するタイミング変更駆動部、及び吸気弁の開閉タイミングを検出するタイミング検出センサ部を具備し、
前記作用角変更手段は、吸気弁の作用角を変更する作用角変更駆動部、及び吸気弁の作用角を検出する作用角検出センサ部を具備し、
前記フェイル処理手段は、前記異常検出手段が前記タイミング検出センサ部と前記作用角検出センサ部の異常を検出した場合に、吸気弁の開閉タイミングを最進角させるべく前記タイミング変更駆動部を制御し、吸気弁の作用角を該吸気弁の開弁タイミングが吸気行程上死点近傍となる作用角とすべく前記作用角変更駆動部を制御し、スロットル弁の開度をアクセル開度に応じて変更すべく前記スロットル機構を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 内燃機関の出力軸の回転に対する吸気弁の開閉タイミングを変更するタイミング変更手段と、
前記吸気弁の作用角を変更する作用角変更手段と、
前記内燃機関の吸気通路に設けられたスロットル弁及びスロットル弁を開閉駆動するアクチュエータを具備するスロットル機構と、
内燃機関の吸入空気量を所望の目標吸入空気量とすべく、前記タイミング変更手段、前記作用角変更手段、及び前記スロットル機構を制御する吸入空気量制御手段と、
前記タイミング変更手段、前記作用角変更手段、及び前記スロットル機構の異常を検出する異常検出手段と、
前記異常検出手段が異常を検出した場合に、異常の態様に応じたフェイル処理を実行するフェイル処理手段と、
を備えた内燃機関の制御装置において、
前記スロットル機構は、スロットル弁の開度を検出するスロットルポジションセンサを更に具備し、
前記フェイル処理手段は、前記異常検出手段が前記タイミング変更手段と前記作用角変更手段の少なくとも一方と前記スロットルポジションセンサの異常を検出した場合に、前記タイミング変更手段及び前記作用角変更手段に対する制御を停止し、前記内燃機関の吸入空気量が目標吸入空気量に対して多くなるほど点火時期を遅角させ、および／または運転気筒数を減少させることを特徴とする内燃機関の制御装置。
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