JP4020205B2 - 内燃機関制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、自動車用の内燃機関の制御装置に関し、特に、内燃機関の吸気量制限手段の故障時での退避走行における安全性を向上させるとともに、故障時での運転性の向上を実現した内燃機関制御装置に関するものである。

一般に、内燃機関制御装置には、電子式スロットル開度制御手段が用いられている。
従来の電子式スロットル開度制御手段は、故障時は全閉または退避走行に必要な最小限度の吸気量を確保するために、スロットル弁が所定開度となるような機構を設けたり、または、スロットル弁を全閉に戻す機構を設け且つスロットル弁をバイパスするソレノイドバルブを設けることにより、故障発生時の安全性を確保すると同時に退避走行も可能な構成を備えている（たとえば、特許文献１参照）。

しかしながら、上記のような従来の退避走行方法においては、減速および停車状態での安全性を重視する必要性があるため、退避走行時の吸気量を、市街地での走行が可能な程度の比較的少ない吸気量に設定せざるを得ず、高速道路や登坂路などで十分な車速を確保することは難しかった。

一方、応答性の向上と燃費の向上の両立を図るべく、各気筒にスロットル弁を配するとともに、スロットル下流容積を小さく設定することにより、アクセル踏み込み量に対する応答性を向上させつつ各気筒間の吸気干渉を抑制し、ポンプ損失が低減され且つ燃費の向上も実現するという、いわゆる多連スロットルを採用したエンジンも提案されている。
また、各気筒に配設されるスロットル弁を電子式スロットル開度制御手段で構成することにより、気筒毎に独立した開度制御が可能なシステムも提案されている。

このように、複数の気筒への吸気量を個別に制限する吸気量制限手段を各気筒に配置したシステムにおいては、１つの吸気量制限手段が故障しても、他の吸気量制限手段は正常に動作させることが可能であるため、退避走行において一層の安全性および走行性を確保することができる。
しかしながら、多連スロットルシステムのような複数気筒への吸気量を個別に制限する吸気量制限手段を備えた内燃機関においては、吸気量制限手段が故障した場合に退避走行時の安全性と走行性を両立させる制御装置が提案されていない。

特開平１０−１２１９９２号公報

従来の内燃機関制御装置では、退避走行時の吸気量を比較的少ない吸気量に設定せざるを得ないので、高速道路や登坂路などで十分な車速を確保することができないという課題があった。
また、多連スロットルシステムのような複数気筒への吸気量を個別に制限する吸気量制限手段を備えた内燃機関においては、吸気量制限手段が故障した場合に退避走行時の安全性と走行性を両立させ得るものの、具体的な実現方法が提案されておらず、結局、十分に両立を達成することができないという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、複数気筒に対する吸気量制限手段を備えた内燃機関において、吸気量制限手段が故障した場合に退避走行時の安全性と走行性を両立させた内燃機関制御装置を得ることを目的とする。

この発明による内燃機関制御装置は、内燃機関の複数の気筒への吸気量を個別に制限する吸気量制限手段と、各気筒に個別に燃料を供給する噴射弁と、吸気量制限手段および噴射弁を制御する電子制御装置とを備え、電子制御装置は、吸気量制限手段を制御することにより各気筒への吸気量を個別に調整する吸気量調整手段と、噴射弁を制御することにより各気筒に供給される燃料量を調整する個別燃料量調整手段と、吸気量制限手段の故障を判定する故障判定手段とを含み、故障判定手段により故障と判定された故障吸気量制限手段に対応する特定気筒を、退避走行用の運転に移行させるとともに、残りの正常な吸気量制限手段に対応する他気筒については、通常の運転状態に対する吸気量を増減補正して運転する内燃機関制御装置において、電子制御装置は、吸気量の許容上限値に相当する第１の所定値を設定し、故障吸気量制限手段を通過する空気の量が第１の所定値よりも多い場合に、特定気筒への燃料供給を遮断して、退避走行用の運転を実行するものである。

この発明によれば、吸気量制御手段が故障した場合には、故障発生に対応した特定気筒のみを退避走行状態に移行させるとともに、正常な吸気量制限手段を通過する他気筒の吸気量を故障状態に応じて補正することにより、故障発生時の暴走や急減速などを防止するとともに、全発生トルクを運転者の意思に沿ったものにし、良好な運転性能を確保することができる。

実施の形態１．
以下、図面を参照にしながら、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
図１はこの発明の実施の形態１による内燃機関制御装置を概略的に示すブロック構成図である。
また、図２および図３はこの発明の実施の形態１による具体的な処理動作を示すフローチャートであり、図２は吸気量制御処理を示し、図３は故障検出処理を示している。

さらに、図４はこの発明の実施の形態１により発生するトルク損失（ポンプ損失とも称される）（斜線部参照）を示す説明図であり、横軸はシリンダ（気筒）容積、縦軸はシリンダ内圧力を示している。
なお、図４内の矢印ループは、吸気、圧縮、（正常気筒の）爆発、排気にともなうシリンダ内容積とシリンダ内圧力との特性変化を示している。

図１において、内燃機関（エンジン）１の各気筒には、それぞれ個別の吸気管２が連通されている。
また、気筒毎の各吸気管２には、吸気量を個別に制限するスロットル弁３と、各スロットル弁３を開閉駆動するスロットルアクチュエ−タ４と、各スロットル弁３のスロットル開度θを検出するスロットル開度センサ５と、気筒毎に個別に燃料を噴射するための噴射弁６が設けられている。
各スロットルアクチュエ−タ４および各噴射弁６は、電子制御装置（ＥＣＵ）７に接続されており、それぞれ、電子制御装置７からの駆動信号Ａ、Ｆにより駆動される。

エンジン１には、エンジン１の回転に同期して気筒識別信号ＳＧＣを生成する気筒識別センサ８が設けられている。また、エンジン１の各気筒には、吸気バルブ９および排気バルブ１０が設けられている。
また、ここでは図示を省略するが、エンジン１には、冷却水の水温Ｔｗを検出する水温センサが設けられ、吸気管２には、各気筒に供給される吸気量Ｑａを個別に検出する吸気量センサ（エアフローセンサ）と、吸入空気の温度（吸気温）Ｔａを検出する吸気温センサとが設けられ、アクセルペダル（図示せず）には、アクセル開度αを検出するアクセルポジションセンサが設けられている。

電子制御装置７には、エンジン１の運転状態を示す各種センサの検出情報すなわち、気筒識別センサ８からの気筒識別信号ＳＧＣと、スロットル開度センサ５からのスロットル開度θと、水温センサからの水温Ｔｗと、吸気温センサからの吸気温Ｔａと、吸気量センサからの吸気量Ｑａと、アクセルポジションセンサからアクセル開度αとが入力されている。

なお、ここでは、代表的に、エンジン１が直列４気筒エンジンの場合を例にとり、気筒毎の吸気量を個別に制限するための吸気量制限手段として、各気筒の吸気管２内で独立に駆動されるスロットル弁３およびスロットルアクチュエータ４を適用した場合を示している。
また、図１においては、煩雑さを避けるために、代表的にエンジン１の第１気筒のみの周辺構成を示しているが、エンジン１の他（第２〜第４）気筒についても、同様に構成されていることは言うまでもない。

次に、図２および図３を参照しながら、図１に示したこの発明の実施の形態１による吸気量制御処理動作および故障検出動作について説明する。
図２および図３に示す制御処理は、電子制御装置７が中心となって実行される。
最初に、図２に示す吸気量制御処理について説明する。
まず、電子制御装置７は、気筒識別信号ＳＧＣに基づくエンジン回転数Ｎｅ、各気筒の吸気量Ｑａ、各スロットル弁３のスロットル開度θおよびアクセル開度αなどの、エンジン１の運転状態を示す各種センサ情報を検出し（ステップＳ１０１）、各種センサ情報に基づいて、気筒毎のスロットル弁３を含む各電子式スロットル開度制御手段（吸気量制限手段）の故障を検出する（ステップＳ１０２）。
なお、ステップＳ１０２における具体的な故障検出処理については、図３を参照しながら後述する。

続いて、ステップＳ１０２で故障が検出されたか否かを判定し（ステップＳ１０３）、故障が検出された（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、退避走行用の処理（ステップＳ１０４〜Ｓ１１１）を実行し、故障が検出されていない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、通常の制御として各気筒の要求トルクを算出し（ステップＳ１１２）、後述する処理（ステップＳ１１３以下）に進む。

ここで、ステップＳ１０３において故障が検出された場合（故障発生時）の退避走行用処理（ステップＳ１０４〜Ｓ１１１）について詳述する。
まず、故障検出されたスロットル弁３（吸気量制限手段）の故障状態を判定するために、故障検出されたスロットル弁３の開度θＦが所定値（許容上限値）βよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１０４）。

ステップＳ１０４において故障状態を判定する理由は、以下の通りである。
一般に、電子式スロットル開度制御手段の故障時においては、従来から行われている手法では、スロットルアクチュエータ４への通電を停止し、スプリングなどの作用によって、スロットル開度θを全閉（＝０）または中間的な所定開度に設定し、退避走行用の状態に移行させている。

しかし、上記手法によれば、スロットルアクチュエータ４などの電気的な故障発生時には、退避走行用の状態に移行することができるが、スロットル弁２が異物を噛み込むなどの機械的異変によって動作不能となった場合には、退避走行用の状態に移行することができない事態が考えられる。

このような場合をも考慮すると、故障検出時にスロットル弁３がどのような故障状態になっているかを判定することが重要であり、スロットル弁３（または、スロットルアクチュエータ４など）の故障状態に合わせて、退避走行時の制御を選択することが必要なことが分かる。
具体的に故障状態を判定するためには、図２内のステップＳ１０４のように、故障スロットル弁の開度θＦが所定値βよりも大きいか否かを判定する必要がある。

もし、ステップＳ１０４において、θＦ＞β（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、ステップＳ１０５〜Ｓ１０７の処理を実行し、θＦ≦β（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ１０８〜Ｓ１１０の処理を実行する。

ここで、故障状態の判定基準となる所定値は、後述するように、故障スロットル弁に対応した特定気筒（故障気筒）に燃料を供給し続けるか否かを判定するための閾値に相当し、エンジン１の運転状態に応じて可変設定することが望ましい。
所定値の可変設定に関しては、たとえば、エンジン回転数Ｎｅを横軸とし、アクセル開度αを縦軸とした数値表を参照することなどのマップ演算により、容易に実現することができる。

図２内のステップＳ１０４において、θＦ＞β（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、電子制御装置７は、故障気筒に対する燃料の供給を停止する（ステップＳ１０５）。
なぜなら、所定値βよりも大きいスロットル開度θＦ（吸気量）に見合った量の燃料を供給すると、故障気筒から発生するトルクが大きくなりすぎて、車両の急加速や暴走などの不具合を引き起こしてしまうので、これを防止するためである。

続いて、電子制御装置７は、故障気筒の損失トルクを算出する（ステップＳ１０６）。
なぜなら、燃料供給の停止（ステップＳ１０５）により故障気筒はトルクを発生しないが、図４内の斜線部で示すようにトルク損失が発生するので、トルク損失値を算出することにより、損失トルクに基づく他の気筒（正常気筒）での要求トルクの算出（後述するステップＳ１１１）を可能にするためである。

ところで、ステップＳ１０５において、故障気筒に供給する燃料を停止したことにより、故障気筒からは、吸入した空気がそのまま排気されることになる。したがって、このままでは、排気ガス中の空燃比がリーン（酸素過剰状態）となり、排気管内の三元触媒による排気ガス浄化能力が低下して、未浄化の排気ガスが大量に排出されてしまうおそれがある。
これを防止するためには、正常気筒の空燃比をリッチ化し、リーン化した排気ガスを理論空燃比の近傍に設定すればよい。

そこで、電子制御装置７は、正常気筒をリッチ化するためのＡ／Ｆ（空燃比）補正係数を計算し（ステップＳ１０７）、ステップＳ１１１に進む。
この際、故障気筒の吸気量が所定値よりも多いので、正常気筒の吸気量が少ない場合に排気ガスを理論空燃比に設定しようとすると、正常気筒のＡ／Ｆ補正係数が可燃空燃比の範囲を超えてリッチ化する必要性が生じることが考えられる。この場合は、無理にＡ／Ｆを補正しようとすると、失火などを引き起こすので、補正係数を「１．０」に固定して補正を禁止する。

一方、ステップＳ１０４において、θＦ≦β（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、故障気筒に対して燃料の供給を継続することを決定する（ステップＳ１０８）。
なぜなら、θＦ≦βの状態は、故障気筒に吸入される吸気量が少ないことを意味しており、この吸気量に応じた燃料量が供給されて故障気筒内で燃焼しても発生トルクが小さくなるので、故障発生時でも車両の急加速や暴走などが発生しにくく、燃料供給を継続しても安全性の観点から問題がないうえ、退避走行時の走行性を良好に保つために燃料供給を継続した方が好ましいと言えるからである。

続いて、電子制御装置７は、故障気筒の発生トルクを算出する（ステップＳ１０９）。
前述（θＦ＞β）の場合の演算処理（ステップＳ１０６）では、故障気筒の「損失トルク」を算出したが、この場合（θＦ≦β）では、故障気筒に燃料を供給しているので、燃料量に見合った「発生トルク」を算出する。

続いて、電子制御装置７は、正常気筒のＡ／Ｆ補正係数を「１．０」に設定してＡ／Ｆの補正を禁止し（ステップＳ１０７）、ステップＳ１１１に進む。
なぜなら、この場合、故障気筒に対しても燃料供給して燃焼させているので、正常気筒のＡ／Ｆを補正して排気ガスの空燃比を理論空燃比に合わせる必要が無いからである。

上記ステップＳ１０４〜Ｓ１１０のように、故障スロットルの状態に応じた選択処理を終了すると、続いて、電子制御装置７は、正常気筒で発生させるべきトルク（要求トルク）を算出する（ステップＳ１１１）。
具体的には、ステップＳ１１１において、まず、アクセル開度αとエンジン回転数Ｎｅに基づいて、エンジン１の全体で発生すべき基本要求トルクを算出し、基本要求トルクに対して、ステップＳ１０６で算出した損失トルクを加算し、また、ステップＳ１０９で算出した発生トルクを減算するなどして、正常気筒のみで発生すべき総合要求トルクを算出し、総合要求トルクを正常気筒数で除算して、正常気筒の１気筒当たりの要求トルクを算出する。

次に、気筒別のバラツキや吸気温Ｔａおよび水温Ｔｗなどから、気筒別の要求トルクの補正値を算出して、気筒別の要求吸気量を算出する（ステップＳ１１３）。
また、補正後の各気筒別の要求トルクに基づいて、各気筒の目標スロットル開度θｏを算出し（ステップＳ１１４）、スロットルアクチュエ−タ４を駆動して、スロットル開度θを目標スロットル開度θｏに一致させて（ステップＳ１１５）、図２の処理ルーチンを終了してリターンする。
ただし、故障していると判定されたスロットル弁については、前述のようにスロットルアクチュエータ４への通電を停止して、退避走行状態となるようにする。

次に、図３を参照しながら、図２内のステップＳ１０２に対応する故障検出処理について詳細に説明する。
まず、気筒番号Ｎに初期値「１」をセットして（ステップＳ２０１）、以下の処理（ステップＳ２０２〜Ｓ２０８）を全気筒数（Ｎ＝１〜４）分だけ繰り返し実行する。

最初に、気筒番号Ｎに対応するスロットル弁３の実際のスロットル開度θＮが目標スロットル開度θｏを中心とした所定範囲（±Δθ）以内に制御できているか否かを判定する（ステップＳ２０２）。
ステップＳ２０２において、Ｎ番気筒のスロットル開度θＮが目標スロットル開度θｏから所定範囲Δθ内に制御できている（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、故障判定タイマＴＭＦ（Ｎ）に初期値をセットして（ステップＳ２０３）、次の判定処理（ステップＳ２０７）に進む。

故障判定タイマＴＭＦ（Ｎ）は、気筒毎に設定されており、それぞれの初期値も気筒毎にあらかじめ決定されている。
なお、故障判定タイマＴＭＦ（Ｎ）の初期値は、たとえば、始動時のエンジン１の冷却水温Ｔｗｓや、現在のエンジン冷却水温Ｔｗ、吸入空気温Ｔａなどを軸とした多次元の数値表を参照することにより、マップデータとして設定することができる。

上記初期値設定に温度パラメータＴｗｓ、Ｔｗ、Ｔａが用いられている理由は、たとえば、スロットル弁３が異物を噛み込むなどして動作しなくなった場合には故障と判定する必要があるが、低気温時期の駐車中にスロットル弁３の周囲に氷がついて一時的に動作しなくなった場合などには、故障と判定しないように、温度に関する値として初期値を設定する必要があるからである。

また、故障判定タイマＴＭＦ（Ｎ）の初期値を気筒毎に設定している理由は、たとえば、エンジン１が４気筒エンジンの場合には、両端（１番および４番）の気筒よりも、内側（２番および３番）の気筒の方が温度上昇し易いなど、温度条件が異なることが考えられるからである。

また、Ｎ番気筒のスロットル開度θＮが所定値βよりも大きい場合には、そうでない場合よりも、故障判定タイマＴＭＦ（Ｎ）の初期値を小さい値にしておく必要がある。
なぜなら、暴走などに繋がり易い全開（最大開度）側の故障は、できるだけ早く検出（判定）すべきであり、所定値β以下の全閉（最小開度）側の故障時においては、危険性が少ないので、早い故障判定よりも誤判定防止の方を重視すべきだからである。

一方、ステップＳ２０２において、Ｎ番気筒のスロットル開度θＮが目標スロットル開度θｏから所定範囲Δθ内に制御できていない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、Ｎ番気筒に対応する故障判定タイマＴＭＦ（Ｎ）が「０」までカウントダウン（故障状態が所定期間継続）したか否かを判定する（ステップＳ２０４）。

ステップＳ２０４において、ＴＭＦ（Ｎ）＝０（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、故障フラグＦＦ（Ｎ）をセットして（ステップＳ２０５）、ステップＳ２０７に進む。
一方、ステップＳ２０４において、故障判定タイマＴＭＦ（Ｎ）が「０」までカウントダウンされておらず、ＴＭＦ＞０（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、故障判定タイマＴＭＦ（Ｎ）をデクリメントして（ステップＳ２０６）、ステップＳ２０７に進む。

上記ステップＳ２０２〜Ｓ２０６の処理が終了した時点で、最後に、全気筒について処理を終了したか否かを判定する（ステップＳ２０７）。
この場合、４気筒エンジンを想定しているので、気筒番号Ｎ＝４であるか否かを判定する。
ステップＳ２０７において、Ｎ＝４（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、図３の処理ルーチンを終了してリターンする。

一方、ステップＳ２０７において、Ｎ＜４（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、気筒番号Ｎに１を加算（インクリメント）して（ステップＳ２０８）、ステップＳ２０２に戻り、次の気筒について、上記処理ステップＳ２０２〜Ｓ２０６を繰り返し実行する。

このように、個別の吸気量制限手段（スロットル弁３、スロットルアクチュエータ４など）の故障判定を行い、故障判定されたスロットルに対応する特定気筒のみを退避走行用の運転に移行させるとともに、故障状態に応じて故障気筒の退避走行用の制御を切替え、他の正常気筒については通常運転状態に対する吸気量や燃料量を増減補正することにより、故障発生時に安全性を確保しつつ、退避走行中の運転性も良好に保つことができる。
また、スロットル機能が所定期間にわたって不全状態を示す場合に故障と判定するとともに、各スロットルの設置された環境（特に、温度に関連する環境）や、機能不全の状態に応じて、また、各気筒の設置条件や運転条件および環境条件などに応じて、故障判定するための期間（故障判定タイマＴＭＦ（Ｎ））を個別に設定することにより、故障の誤判定を確実に防止しつつ、迅速な判定を行うことができ、故障発生時の安全性をさらに向上させることができる。

すなわち、スロットル故障が判定されたときに、正常スロットルを通過する吸気量を、故障気筒の状態に応じて補正することにより、故障発生時の暴走や急減速などを確実に防止するとともに、エンジン１の全発生トルクを運転者の意思に沿ったものに制御することができ、良好な運転性能を確保することができる。
また、故障気筒を含めたエンジン全体での排気ガスの空燃比が理論空燃比に相当するように、正常気筒に供給する燃料量を増量補正することにより、故障発生時の排ガスの悪化を最小限に抑制することができる。

実施の形態２．
なお、上記実施の形態１では、故障状態の判定処理（ステップＳ１０４）において、故障スロットルの開度θＦを許容上限値（第１の所定値β）のみと比較したが、さらに許容下限値（第２の所定値）と比較してもよい。
図５は第１および第２の所定値に基づいて故障モード判定を行うこの発明の実施の形態２による吸気量制御処理を示すフローチャートである。
また、図６はこの発明の実施の形態２により「全閉側故障」の場合に発生するトルク損失（斜線部参照）を示す説明図であり、前述の図４に対応している。

図５において、故障モード判定処理（ステップＳ３０４）は、前述のステップＳ１０４に対応している。なお、前述（図２参照）と同様の処理（ステップＳ１０１〜Ｓ１０３、Ｓ１０５〜Ｓ１１５）については、前述と同一符号を付して、または符号の後に「Ａ」を付して、詳述を省略する。
この場合、この発明の実施の形態２による全体構成は図１に示した通りであり、また、故障検出処理については、図３に示した通りなので詳述を省略する。

この場合も、吸気量制御処理（図５）および故障検出処理（図３）は、電子制御装置７（図１参照）内の吸気量制御手段が中心となって実行される。
以下、図５を参照しながら、この発明の実施の形態２による吸気量制御処理について説明する。
図５においては、基本的に前述（図２）と同様の処理が実行されており、ステップＳ３０４のみが前述と異なる。
また、ステップＳ３０４に関連して、ステップＳ１０６ＡおよびＳ１０７Ａの処理結果も若干異なってくるので、ステップＳ３０４、Ｓ１０６ＡおよびＳ１０７Ａに注目して説明する。

前述と同様の故障検出処理（ステップＳ１０２）に続いて、ステップＳ１０３で故障判定された場合、ステップＳ３０４においては、ステップＳ１０２で検出された故障がどのような状態（モード）であるかを判定する。
具体的には、３通りに場合分けを行い、故障と判定されたスロットルの開度θＦが、第１の所定値β（許容上限値）よりも大きい場合には「全開側故障」と判定し、第１の所定値β以下で且つ第２の所定値γ（許容下限値＜β）以上の場合には「中間開度故障」と判定し、第２の所定値γよりも小さい場合には「全閉側故障」と判定する。

ステップＳ３０４において、「全閉側故障」または「全開側故障」と判定された場合には、前述のステップＳ１０５に移行して燃料供給を停止し、続いて、ステップＳ１０６ＡおよびＳ１０７Ａの処理を実行する。
この場合、「全閉側故障」の場合にもステップＳ１０５〜Ｓ１０７Ａを実行する点が前述と異なる。

前述では、故障スロットルの開度θＦが所定値β以下の場合には、暴走のおそれが少ないので、燃料供給を継続した方が望ましいと述べたが、故障スロットルの開度θＦが全閉に近い（θＦ＜γ）場合には、故障気筒内への吸気量が非常に少なくなるので、特にエンジン回転数Ｎｅの高い領域では、燃焼が不安定になり易く失火に至るおそれがある。
したがって、「全閉側故障」の場合には、燃料供給を停止した方が、運転状態が安定すると考えられるので、全閉に近い開度の場合も燃料供給を停止している。
なお、ステップＳ３０４のモード判定に用いられる第１および第２の所定値β、γは、前述と同様に、エンジン１の運転状態に応じて可変設定することが望ましい。

一方、ステップＳ３０４において、「中間開度故障」と判定された場合には、前述と同様に、ステップＳ１０８で燃料供給を継続して、各ステップＳ１０９およびＳ１１０を実行する。

ここで、「全閉側故障」と「全開側故障」とでは、ステップＳ１０６ＡおよびＳ１０７Ａでの計算結果が異なってくるので、補足説明を行う。
すなわち、ステップＳ１０６ＡおよびＳ１０７Ａの計算結果は、「全開側故障」の場合には前述と同様であるが、「全閉側故障」の場合には、ステップＳ１０６Ａの故障気筒の損失トルクは、図６の斜線部分で示すように、「全開側故障」の場合（図３内の斜線部）に比べて非常に大きくなる。
したがって、この場合、正常気筒で補正すべき吸気量を前述よりも大きく設定する必要がある。

一方、ステップＳ１０７Ａにおける正常気筒のＡ／Ｆ補正処理については、この場合、故障スロットルの開度θＦが全閉に近い状態となっており、故障気筒から排出される空気量が少ないので、補正量は少なくて済む。

以上のように、吸気量制御処理の一部（ステップＳ３０４）を変更することのみで、故障スロットルの開度θＦが全閉近くの場合において、燃焼が不安定になることを防止することができるので、故障時の退避走行をさらに安全化し、さらに良好な運転性能を確保するとともに、排気ガスの悪化もさらに抑制することができる。

実施の形態３．
なお、上記実施の形態１（図１参照）では、気筒毎に個別の吸気量制限手段として、吸気管２に設けられたスロットル弁３およびスロットルアクチュエータ４を用いたが、吸気バルブ９に設けられたバルブアクチュエータを用いてもよい。
図７は吸気量制限手段としてバルブアクチュエータ１１を用いたこの発明の実施の形態３を示すブロック構成図であり、前述（図１参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して、または符号の後に「Ｂ」を付して詳述を省略する。

図７においては、代表的にエンジン１の第１気筒のみが示されているが、他の第２気筒〜第４気筒も同様に構成されているものとする。
図７において、吸気バルブ９の一端に設けられたバルブアクチュエータ１１（吸気量制限手段）は、吸気バルブ９の開弁期間、開弁タイミングまたは開弁動作量を電子的に制御する電子直動バルブ制御手段により構成されており、電子制御装置７Ｂからの駆動信号Ｖａにより駆動される。

バルブアクチュエータ１１には、吸気バルブ９のリフト量Ｌを検出するためのリフト量センサ１２が設けられており、リフト量センサ１２により検出されたリフト量Ｌは、電子制御装置７Ｂに入力されている。
この場合、各気筒に供給される吸気量Ｑａは、バルブアクチュエータ１１により制限される。

この場合も、４気筒のいずれかの気筒に対応するバルブアクチュエータ１１が故障すると、前述（図２、図３参照）の処理手順にしたがって、故障気筒により故障状態に応じた退避走行運転を行い、残りの正常なバルブアクチュエータ１１を有する正常気筒への吸気量および供給燃料を補正する。これにより、前述と同等の効果を奏する。
すなわち、図２、図３内の各手順中で記載された「スロットル開度」を、「吸気バルブ９を通過する吸気量」に置き換えることにより、容易に実現することができる。

この発明の実施の形態１を示すブロック構成図である。 この発明の実施の形態１によるスロットル（吸気量）制御処理動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１による故障検出処理動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１によるスロットル全開側故障に対応する特定気筒のポンプ損失（トルク損失）を示す説明図である。 この発明の実施の形態２によるスロットル（吸気量）制御処理動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２によるスロットル全閉側故障に対応する特定気筒のポンプ損失を示す説明図である。 この発明の実施の形態３を示すブロック構成図である。

符号の説明

１ エンジン（内燃機関）、２ 吸気管、３ スロットル弁、４ スロットルアクチュエータ、５ スロットル開度センサ、６ 噴射弁、７、７Ｂ 電子制御装置、８ 気筒識別センサ、９ 吸気バルブ、１０ 排気バルブ、１１ バルブアクチュエータ、１２ リフト量センサ、Ａ、Ｆ、Ｖａ 駆動信号、Ｌ リフト量、Ｑａ 吸気量、Ｔｗ 水温、Ｔａ 吸気温、α アクセル開度、θ スロットル開度、θｏ 目標スロットル開度、β 所定値。

Claims (14)

1. 内燃機関の複数の気筒への吸気量を個別に制限する吸気量制限手段と、
   前記各気筒に個別に燃料を供給する噴射弁と、
   前記吸気量制限手段および前記噴射弁を制御する電子制御装置とを備え、
   前記電子制御装置は、
   前記吸気量制限手段を制御することにより前記各気筒への吸気量を個別に調整する吸気量調整手段と、
   前記噴射弁を制御することにより前記各気筒に供給される燃料量を調整する個別燃料量調整手段と、
   前記吸気量制限手段の故障を判定する故障判定手段とを含み、
   前記故障判定手段により故障と判定された故障吸気量制限手段に対応する特定気筒を、退避走行用の運転に移行させるとともに、残りの正常な吸気量制限手段に対応する他気筒については、通常の運転状態に対する吸気量を増減補正して運転する内燃機関制御装置において、
   前記電子制御装置は、吸気量の許容上限値に相当する第１の所定値を設定し、前記故障吸気量制限手段を通過する空気の量が前記第１の所定値よりも多い場合に、前記特定気筒への燃料供給を遮断して、前記退避走行用の運転を実行することを特徴とする内燃機関制御装置。
2. 前記電子制御装置は、前記第１の所定値よりも小さく吸気量の許容下限値に相当する第２の所定値を設定し、前記故障吸気量制限手段を通過する空気の量が前記第２の所定値よりも少ない場合に、前記特定気筒への燃料供給を遮断することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関制御装置。
3. 前記電子制御装置は、前記第１または第２の所定値を前記内燃機関の運転状態に応じて設定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関制御装置。
4. 前記電子制御装置は、前記特定気筒への燃料供給を遮断する場合に、前記他気筒の吸気量を、前記特定気筒で発生する損失を補償するように増量補正して運転することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の内燃機関制御装置。
5. 前記電子制御装置は、前記特定気筒への燃料供給を遮断する場合に、前記他気筒の燃料量を、前記特定気筒から前記内燃機関の排気系に流入する空気の量に応じた分だけ増量補正して運転することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の内燃機関制御装置。
6. 前記電子制御装置は、前記特定気筒への燃料供給を継続する場合に、前記他気筒の吸気量を、前記特定気筒で発生するトルクに応じて増減補正して運転することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の内燃機関制御装置。
7. 前記故障判定手段は、前記吸気量制限手段が所定期間にわたって機能不全を示す場合に故障と判定することを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の内燃機関制御装置。
8. 前記吸気量制限手段は、前記各気筒への吸気量を個別に制限するための複数の吸気量制限手段からなり、
   前記所定期間は、前記各吸気量制限手段に対して個別に設定されたことを特徴とする請求項７に記載の内燃機関制御装置。
9. 前記所定期間は、前記各吸気量制限手段の温度に対応するパラメータに応じて可変設定されることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の内燃機関制御装置。
10. 前記所定期間は、前記各吸気量制限手段の始動時の温度に対応する第１のパラメータと現在の温度に対応する第２のパラメータとの少なくとも一方に応じて設定されることを特徴とする請求項９に記載の内燃機関制御装置。
11. 前記所定期間は、前記各吸気量制限手段の機能不全の状態に応じて可変設定させることを特徴とする請求項７に記載の内燃機関制御装置。
12. 前記所定期間は、前記機能不全の状態にある吸気量制限手段を通過する空気の量が所定値よりも大きい場合には短縮され、前記機能不全の状態にある吸気量制限手段を通過する空気の量が前記所定値よりも小さい場合には延長されることを特徴とする請求項１１に記載の内燃機関制御装置。
13. 前記吸気量制限手段は、
    前記各気筒に個別に連通された各吸気管に個別に設けられたスロットル弁と、
    前記スロットル弁を開閉駆動するスロットルアクチュエータと
    により構成されたことを特徴とする請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載の内燃機関制御装置。
14. 前記吸気量制限手段は、前記各気筒の吸気弁に個別に設けられたバルブアクチュエータにより構成されたことを特徴とする請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載の内燃機関制御装置。

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