JP4337689B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に、２次空気供給装置が設けられた内燃機関の制御装置に関する。
従来より、エンジンのエギゾーストマニホールドに、エアポンプから圧送された２次空気を供給して排気ガス中のＣＯおよびＨＣを燃やし、ＣＯ2およびＨ2Ｏに科学変化させる２次空気供給装置が知られている。
特開２００３−８３０４８号公報（特許文献１）は、２次空気供給装置の構成部品の異常を判定可能な２次空気供給装置を開示する。特許文献１に記載の２次空気供給装置は、内燃機関の排気系の排気浄化装置より上流側に２次空気を供給する２次空気供給通路と、２次空気供給通路を開閉する開閉部と、開閉部の下流に配置される逆止弁と、２次空気供給通路上に配置される圧力センサと、圧力センサで検出された圧力値と圧力変動値に基づいて構成部品の異常を検出する異常検出部とを含む。
この公報に記載の２次空気供給装置によれば、圧力センサによって圧力値と圧力変動値とをチェックすることで、その組み合わせに応じて各構成部品の故障モードを詳細に判定することができる。
特開２００３−８３０４８号公報
しかしながら、特開２００３−８３０４８号公報に記載の２次空気供給装置では、構成部品の故障が発生した場合の対策は何等考慮されていない。そのため、構成部品の故障により２次故障を誘発するおそれがあるという問題点があった。
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、２次故障を抑制することができる内燃機関の制御装置を提供することである。別の目的は、２次空気供給装置の故障により搭乗者が感じる違和感を抑制することができる内燃機関の制御装置を提供することである。
第１の発明に係る内燃機関の制御装置は、排気系の排気浄化装置より上流側に２次空気を供給する２次空気供給装置が設けられた内燃機関の制御装置である。この制御装置は、２次空気供給装置の故障を検出するための検出手段と、２次空気供給装置の故障が検出された場合、内燃機関に導入される空気量を、予め定められた空気量に制限するように、内燃機関を制御するための制御手段とを含む。
第１の発明によると、２次空気供給装置の故障が検出された場合、内燃機関に導入される空気量が、予め定められた空気量に制限される。これにより、２次空気供給装置の故障時に、排気ガスの量を抑制することができる。そのため、たとえば２次空気供給装置を構成する部品の故障により、排気ガスが２次空気供給装置に逆流した場合に、逆流する排気ガスの量を抑制し、排気ガスによる２次空気供給装置の温度上昇を抑制することができる。その結果、２次故障を抑制することができる内燃機関の制御装置を提供することができる。
第２の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１の発明の構成に加え、制御手段は、内燃機関に導入される空気量を、予め定められた空気量まで段階的に減少させるように、内燃機関を制御するための手段を含む。
第２の発明によると、内燃機関に導入される空気量が、予め定められた空気量まで段階的に減少される。これにより、内燃機関の出力が急低下することを抑制することができる。そのため、内燃機関の運転状態が急変することを抑制することができる。その結果、２次空気供給装置の故障により搭乗者が感じる違和感を抑制することができる内燃機関の制御装置を提供することができる。
第３の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１または２の発明の構成に加え、制御手段は、内燃機関に導入される空気量を、予め定められた空気量まで、予め定められた変化率で減少させるように、内燃機関を制御するための手段を含む。
第３の発明によると、内燃機関に導入される空気量が、予め定められた空気量まで、予め定められた変化率で減少される。これにより、内燃機関の出力が急低下することを抑制することができる。そのため、内燃機関の運転状態が急変することを抑制することができる。その結果、２次空気供給装置の故障により搭乗者が感じる違和感を抑制することができる内燃機関の制御装置を提供することができる。
第４の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加え、内燃機関には、複数の気筒が設けられている。２次空気供給装置は、空気ポンプから吐出された空気が流れる第１の空気通路を開閉する第１の開閉弁と、第１の開閉弁よりも下流側で第１の空気通路に接続され、かつ複数の気筒のうち、予め定められた気筒の排気側に接続された第２の空気通路を開閉する第２の開閉弁と、第１の開閉弁よりも下流側で第１の空気通路に接続され、かつ第２の空気通路が接続された気筒とは異なる気筒の排気側に接続された第３の空気通路を開閉する第３の開閉弁とを含む。検出手段は、第１の開閉弁、第２の開閉弁および第３の開閉弁の故障を検出するための手段を含む。制御手段は、内燃機関に導入される空気量を、各開閉弁のうちの故障した開閉弁に応じて制限するように、内燃機関を制御するための手段を含む。
第４の発明によると、第１の空気通路が第１の開閉弁により開閉され、第２の空気通路が第２の開閉弁により開閉され、第３の空気通路が第３の開閉弁により開閉される。内燃機関に導入される空気量は、各開閉弁のうちの故障した開閉弁に応じて制限される。たとえば、第２の開閉弁および／または第３の開閉弁が故障し、かつ第１の開閉弁が故障している場合、２次空気供給装置に逆流した排気ガスは第１の空気通路を通り抜ける。そのため、第１の開閉弁が故障していない場合に比べて、２次空気供給装置に逆流する排気ガスの量が多く、２次空気供給装置の温度が上昇し易い。したがって、第２の開閉弁および／または第３の開閉弁が故障した状態下において、第１の開閉弁が故障している場合は、第１の開閉弁が故障していない場合に比べて、内燃機関に導入される空気量が少なくされる。
また、第２の開閉弁および第３の開閉弁の両方が故障した場合は、第２の空気通路が接続された気筒と第３の空気通路が接続された気筒とが連通し、第２の空気通路が接続された気筒および第３の空気通路が接続された気筒の両方から排気ガスが逆流する。そのため、第２の開閉弁および第３の開閉弁が故障した場合は、第２の開閉弁および第３の開閉弁のうちのいずれか一方が故障した場合に比べて、逆流する排気ガスの量が多くなる。したがって、第２の開閉弁および第３の開閉弁の両方が故障した場合は、片方が故障した場合に比べて、内燃機関に導入される空気量が少なくされる。これにより、排出される排気ガスの量を抑制することができる。そのため、逆流する排気ガスの量を抑制し、２次空気供給装置の温度上昇を抑制することができる。その結果、２次故障の発生を抑制することができる。
第５の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第４の発明の構成に加え、制御手段は、第２の開閉弁および第３の開閉弁のうちの少なくともいずれか一方と第１の開閉弁とが故障した場合は、第２の開閉弁および第３の開閉弁のうちの少なくともいずれか一方が故障かつ、第１の開閉弁が故障していない場合に比べて、内燃機関に導入される空気量が少なくなるように、内燃機関を制御するための手段を含む。
第５の発明によると、第２の開閉弁および／または第３の開閉弁が故障している状態下において、第１の開閉弁が故障している場合は、故障していない場合に比べて、内燃機関に導入される空気量が少なくされる。第２の開閉弁および／または第３の開閉弁が故障し、かつ第１の開閉弁が故障している場合、２次空気供給装置に逆流した排気ガスは第１の空気通路を通り抜ける。そのため、第１の開閉弁が故障している場合は、第１の開閉弁が故障していない場合に比べて、２次空気供給装置に逆流する排気ガスの量が多く、２次空気供給装置の温度が上昇し易い。したがって、第１の開閉弁が故障している場合は、故障していない場合に比べて、内燃機関に導入される空気量が少なくされる。これにより、逆流する排気ガスの量を抑制することができる。そのため、逆流する排気ガスによる２次空気供給装置の温度上昇を抑制することができる。その結果、２次故障の発生を抑制することができる。
第６の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第４の発明の構成に加え、制御手段は、第２の開閉弁および第３の開閉弁が故障した場合は、第２の開閉弁および第３の開閉弁のうちのいずれか一方が故障した場合に比べて、内燃機関に導入される空気量が少なくなるように、内燃機関を制御するための手段を含む。
第６の発明によると、第２の開閉弁および第３の開閉弁が故障した場合は、第２の開閉弁および第３の開閉弁のうちのいずれか一方が故障した場合に比べて、内燃機関に導入される空気量が少なくされる。第２の開閉弁および第３の開閉弁の両方が故障した場合は、第２の空気通路が接続された気筒と第３の空気通路が接続された気筒とが連通し、第２の空気通路が接続された気筒と第３の空気通路が接続された気筒との両方から排気ガスが逆流する。そのため、第２の開閉弁および第３の開閉弁の両方が故障した場合は、片方が故障した場合に比べて、逆流する排気ガスの量が多くなる。したがって、第２の開閉弁および第３の開閉弁の両方が故障した場合は、片方が故障した場合に比べて、内燃機関に導入される空気量が少なくされる。これにより、排出される排気ガスの量を抑制することができる。そのため、逆流する排気ガスの量を抑制し、２次空気供給装置の温度上昇を抑制することができる。その結果、２次故障の発生を抑制することができる。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
図１を参照して、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置が搭載された車両について説明する。この車両には、エンジン１００とＥＣＵ（Electronic Control Unit）３００とが搭載される。本実施の形態に係る内燃機関の制御装置は、たとえばＥＣＵ３００が実行するプログラムにより実現される。
エンジン１００は、Ｖ型エンジンである。なお、エンジン１００の形式は、Ｖ型に限らない。エンジン１００には、エアクリーナ１０２から吸入された空気が、吸気管１０４およびインテークマニホールド１０６を介して導入される。空気は、インテークマニホールド１０６から８つの気筒１０８の燃焼室内に、インジェクタ（図示せず）から噴射された燃料とともに導入される。なお、気筒１０８の数は８つに限らない。
各気筒１０８に導入された空気と燃料との混合気は、点火プラグ（図示せず）により点火され、燃焼する。これにより、エンジン１００は駆動力を発生する。燃焼後の混合気、すなわち排気ガスは、気筒１０８に接続されたエギゾーストマニホールド１１０、１１２に導かれ、触媒１１４、１１６により浄化された後、車外に排出される。エンジン１００に導入される空気の量は、スロットルバルブ１２０により制御される。スロットルバルブ１２０の開度は、アクチュエータ１２２により制御される。
触媒１１４、１１６の冷間時には、触媒１１４、１１６は、排気ガスの浄化作用を十分に発揮することができない。そのため、エギゾーストマニホールド１１０、１１２に２次空気が供給される。２次空気により、排気ガス中のＣＯおよびＨＣが燃焼され、ＣＯ2およびＨ2Ｏに化学変化される。
本実施の形態において、２次空気には、エンジンルーム内の空気が用いられる。２次空気を供給するため、エアポンプ２００が設けられる。エアポンプ２００は、エンジンルーム内の空気を、第１空気通路２１０内に圧送する。
第１空気通路２１０上には、エアポンプ２００の下流に、電磁ＡＳＶ（Air Switching Valve）２１２が設けられる。電磁ＡＳＶ２１２は、ＥＣＵ３００から送信される制御信号に基づいて、開状態と閉状態とに選択的に切換える。これにより、電磁ＡＳＶ２１２は、第１空気通路２１０を開閉することができる。第１空気通路２１０には、第２空気通路２２０および第３空気通路２３０が接続される。
第２空気通路２２０の一端は、電磁ＡＳＶ２１２よりも下流で第１空気通路２１０に接続される。第２空気通路２２０の他端は、エンジン１００の一方のバンクに接続されたエギゾーストマニホールド１１０に接続される。すなわち、第２空気通路２２０の他端は、エンジン１００の一方のバンクに設けられた気筒１０８の排気側に接続される。
同様に、第３空気通路２３０の一端は、電磁ＡＳＶ２１２よりも下流で第１空気通路２１０に接続される。第３空気通路２３０の他端は、エンジン１００の他方のバンクに接続されたエギゾーストマニホールド１１２に接続される。すなわち、第３空気通路２３０の他端は、第２空気通路２２０が接続された気筒１０８とは異なる気筒１０８の排気側に接続される。
第２空気通路２２０上には、負圧ＡＳＶ（１）２２２が設けられる。負圧ＡＳＶ（１）２２２は、ＶＳＶ（Vacuum Switching Valve）２２４に接続される。同様に、第３空気通路２３０上には、負圧ＡＳＶ（２）２３２が設けられる。負圧ＡＳＶ（２）２３２は、ＶＳＶ（Vacuum Switching Valve）２３４に接続される。
ＶＳＶ２２４、２３４は、負圧タンク２４０に接続される。負圧タンク２４０は、チェック弁２４２を介して、スロットルバルブ１２０よりも下流側で、吸気管１０４に接続される。
これらのエアポンプ２００、各空気通路、各ＡＳＶ、各ＶＳＶ、負圧タンク２４０およびチェック弁２４２から、２次空気供給装置としてのＡＩ（Air Injection）システムが構成される。
チェック弁２４２は、負圧タンク２４０から吸気管１０４への空気の流れを許容するとともに、吸気管１０４から負圧タンク２４０への空気の流れを禁止する。これにより、負圧タンク２４０内の圧力は、負圧の状態になる。
ＶＳＶ２２４は、ＥＣＵ３００から送信される制御信号に基づいて、負圧ＡＳＶ（１）２２２に負圧タンク２４０からの負圧を導く状態と、負圧ＡＳＶ（１）２２２に大気圧を導く状態とに切換える。負圧ＡＳＶ（１）２２２に負圧タンク２４０からの負圧が導かれた場合、負圧ＡＳＶ（１）２２２は、開状態となる。負圧ＡＳＶ（１）２２２に大気圧が導かれた場合、負圧ＡＳＶ（１）２２２は閉状態となる。これにより、負圧ＡＳＶ（１）２２２は、第２空気通路２２０を開閉することができる。
同様に、ＶＳＶ２３４は、ＥＣＵ３００から送信される制御信号に基づいて、負圧ＡＳＶ（２）２３２に負圧タンク２４０からの負圧を導く状態と、負圧ＡＳＶ（２）２３２に大気圧を導く状態とに切換える。負圧ＡＳＶ（２）２３２に負圧タンク２４０からの負圧が導かれた場合、負圧ＡＳＶ（２）２３２は、開状態となる。負圧ＡＳＶ（２）２３２に大気圧が導かれた場合、負圧ＡＳＶ（２）２３２は閉状態となる。これにより、負圧ＡＳＶ（２）２３２は、第３空気通路２３０を開閉することができる。
電磁ＡＳＶ２１２、負圧ＡＳＶ（１）２２２および負圧ＡＳＶ（２）２３２が開状態である場合、エアポンプ２００により圧送された空気は、第１空気通路２１０、第２空気通路２２０および第３空気通路２３０を介して、エギゾーストマニホールド１１０、１１２に供給される。これにより、２次空気が、各気筒１０８の排気側に供給される。
ＥＣＵ３００には、エアフローメータ３０２、スロットル開度センサ３０４、プレッシャセンサ３０６、車速センサ３０８、クランクポジションセンサ３１０および水温センサ３１２の検出結果を表す信号が送信される。
エアフローメータ３０２は、エンジン１００に導入される空気量を検出する。スロットル開度センサ３０４は、スロットル開度を検出する。プレッシャセンサ３０６は、エアポンプ２００と電磁ＡＳＶ２１２との間に設けられ、第１空気通路２１０内の圧力を検出する。車速センサ３０８は、車輪（図示せず）の回転数を検出する。ＥＣＵ３００は、車速センサ３０８により検出された車輪の回転数に基づいて、車速を検出する。クランクポジションセンサ３１０は、エンジン１００のクランクシャフト（図示せず）の回転数、すなわちエンジン回転数ＮＥを検出する。水温センサ３１２は、エンジン１００の冷却水の温度を検出する。
ＥＣＵ３００は、これらのセンサなどから送信された信号、メモリ３２０に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、演算処理を実行する。これにより、ＥＣＵ３００は、車両が所望の状態となるように、車両に搭載された機器類を制御する。
図２を参照して、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置のＥＣＵ３００が実行するプログラムの制御構造について説明する。
ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、ＥＣＵ３００は、プレッシャセンサ３０６が故障しているか否かを判別する。プレッシャセンサ３０６が故障しているか否かは、電磁ＡＳＶ２１２、負圧ＡＳＶ（１）２２２および負圧ＡＳＶ（２）２３２が閉状態であり、かつエアポンプ２００が作動している場合に、プレッシャセンサ３０６により検出される圧力が上昇するか否かにより判別すればよい。なお、プレッシャセンサ３０６が故障しているか否か判別する方法はこれに限らない。プレッシャセンサ３０６が故障していると判別された場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。そうでない場合（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ２００に移される。Ｓ１０２にて、ＥＣＵ３００は、スロットルバルブ１２０の最大開度を、予め定められた開度ＴＨ（１）に制限する。
Ｓ２００にて、ＥＣＵ３００は、負圧ＡＳＶ（１）２２２および負圧ＡＳＶ（２）２３２の少なくともいずれか一方と電磁ＡＳＶ２１２とが開状態で固着（以下、開故障という）しているか否かを判別する。開故障しているか否かは、たとえば、エアポンプ２００が停止し、かつ電磁ＡＳＶ２１２、負圧ＡＳＶ（１）２２２および負圧ＡＳＶ（２）２３２の全てが閉状態となるように制御されている場合に、プレッシャセンサ３０６により検出された圧力に脈動（変動）があった否かにより判別すればよい。なお、負圧ＡＳＶ（１）２２２および負圧ＡＳＶ（２）２３２の少なくともいずれか一方と電磁ＡＳＶ２１２とが開故障しているか否かを判別する方法はこれに限らない。
負圧ＡＳＶ（１）２２２および負圧ＡＳＶ（２）２３２の少なくともいずれか一方と電磁ＡＳＶ２１２とが開故障している場合（Ｓ２００にてＹＥＳ）、処理はＳ２０２に移される。そうでない場合（Ｓ２００にてＮＯ）、処理はＳ３００に移される。Ｓ２０２にて、ＥＣＵ３００は、スロットルバルブ１２０の最大開度を、予め定められた開度ＴＨ（２）に制限する。
Ｓ３００にて、ＥＣＵ３００は、電磁ＡＳＶ２１２が正常である場合において、負圧ＡＳＶ（１）２２２および負圧ＡＳＶ（２）２３２の両方が開故障しているか否かを判別する。負圧ＡＳＶ（１）２２２および負圧ＡＳＶ（２）２３２の両方が開故障しているか否かは、たとえば、ＥＣＵ３００とＶＳＶ２２４、２３４とを結ぶ結線がショートしているか否かにより判別すればよい。なお、負圧ＡＳＶ（１）２２２および負圧ＡＳＶ（２）２３２の両方が開故障しているか否かを判別する方法はこれに限らない。
負圧ＡＳＶ（１）２２２および負圧ＡＳＶ（２）２３２の両方が開故障している場合（Ｓ３００にてＹＥＳ）、処理はＳ３０２に移される。そうでない場合（Ｓ３００にてＮＯ）、処理はＳ４００に移される。Ｓ３０２にて、ＥＣＵ３００は、スロットルバルブ１２０の最大開度を、予め定められた開度ＴＨ（３）（ＴＨ（３）＞ＴＨ（２））に制限する。
Ｓ４００にて、ＥＣＵ３００は、負圧ＡＳＶ（１）２２２および負圧ＡＳＶ（２）２３２のいずれか一方が開故障しているか否かを判別する。負圧ＡＳＶ（１）２２２および負圧ＡＳＶ（２）２３２のいずれか一方が開故障しているか否かは、たとえば、ＥＣＵ３００とＶＳＶ２２４、２３４とを結ぶ結線がショートしているか否かにより判別すればよい。なお、負圧ＡＳＶ（１）２２２および負圧ＡＳＶ（２）２３２のいずれか一方が開故障しているか否かを判別する方法はこれに限らない。
負圧ＡＳＶ（１）２２２および負圧ＡＳＶ（２）２３２のいずれか一方が開故障している場合（Ｓ４００にてＹＥＳ）、処理はＳ４０２に移される。そうでない場合（Ｓ４００にてＮＯ）、この処理は終了する。Ｓ４０２にて、ＥＣＵ３００は、スロットルバルブ１２０の最大開度を、予め定められた開度ＴＨ（４）（ＴＨ（４）＞ＴＨ（３））に制限する。
Ｓ５００にて、ＥＣＵ３００は、スロットル開度ＴＨが、制限された最大開度よりも大きいか否かを判別する。スロットル開度ＴＨが、制限された最大開度よりも大きい場合（Ｓ５００にてＹＥＳ）、処理はＳ５０２に移される。そうでない場合（Ｓ５００にてＮＯ）、この処理は終了する。Ｓ５０２にて、ＥＣＵ３００は、スロットル開度ＴＨを、制限された最大開度まで低減する。
以上のような構造、およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係るＥＣＵ３００の動作について説明する。
車両システムの起動中、各ＡＳＶが閉状態で、かつエアポンプ２００が作動状態であるにも関わらず、プレッシャセンサ３０６により検出される圧力が上昇しなければ、プレッシャセンサ３０６が故障していると判別される（Ｓ１００にてＹＥＳ）。
この場合、圧力変動が検出されるか否かに基づいて、負圧ＡＳＶ（１）２２２および負圧ＡＳＶ（２）２３２の少なくともいずれか一方と電磁ＡＳＶ２１２とが開故障しているか否かを判別することができない。
負圧ＡＳＶ（１）２２２および負圧ＡＳＶ（２）２３２の少なくともいずれか一方と電磁ＡＳＶ２１２とが開故障した場合は、ＡＩシステムに排気ガスが逆流し得る。排気ガスが逆流した場合、排気ガスの熱により、正常であった部品が故障する２次故障が誘発され得る。
したがって、プレッシャセンサ３０６が故障している場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）は、負圧ＡＳＶ（１）２２２および負圧ＡＳＶ（２）２３２の少なくともいずれか一方と電磁ＡＳＶ２１２とが開故障している場合に備えて、スロットルバルブ１２０の最大開度が、ＴＨ（１）に制限される（Ｓ１０２）。
これにより、エンジン１００の導入される空気量ＧＡが抑制され、排気ガスの量が抑制される。そのため、逆流する排気ガスの量を抑制することができる。その結果、電磁ＡＳＶ２１２、負圧ＡＳＶ（１）２２２および負圧ＡＳＶ（２）２３２が開故障した場合に、逆流した排気ガスの熱による２次故障を抑制することができる。
プレッシャセンサ３０６が正常であるとき（Ｓ１００にてＮＯ）に、各ＡＳＶが閉状態となるように、かつエアポンプ２００が停止状態となるように制御されている場合に、圧力変動が検出されると、負圧ＡＳＶ（１）２２２および負圧ＡＳＶ（２）２３２の少なくともいずれか一方と電磁ＡＳＶ２１２とが開故障していると判別される（Ｓ２００）。
負圧ＡＳＶ（１）２２２および負圧ＡＳＶ（２）２３２の少なくともいずれか一方と電磁ＡＳＶ２１２とが開故障している場合（Ｓ２００にてＹＥＳ）、排気ガスは、第２空気通路２２０および／または第３空気通路２３０を介して、第１空気通路２１０まで逆流する。第１空気通路２１０まで逆流した排気ガスは、エンジンルーム内に流出する。
この場合、エンジン１００の駆動中は、常に、高い温度の排気ガスがＡＩシステムに逆流し、逆流した排気ガスの熱により２次故障が誘発され得る。そのため、スロットルバルブ１２０の最大開度がＴＨ（２）に制限される（Ｓ２０２）。
これにより、エンジン１００の導入される空気量ＧＡが抑制され、排気ガスの量が抑制される。そのため、逆流する排気ガスの量を抑制することができる。その結果、逆流する排気ガスの熱により誘発される２次故障を抑制することができる。
電磁ＡＳＶ２１２が正常であるため圧力変動が検出されなくても（Ｓ２００にてＮＯ）、ＶＳＶ２２４とＥＣＵ３００との間およびＶＳＶ２３４とＥＣＵ３００との間の結線がショートしていれば、負圧ＡＳＶ（１）２２２および負圧ＡＳＶ（２）２３２の両方が開故障していると判別される（Ｓ３００にてＹＥＳ）。
負圧ＡＳＶ（１）２２２および負圧ＡＳＶ（２）２３２の両方が開故障している場合（Ｓ３００にてＹＥＳ）、第２の空気通路２２０が接続される気筒と第３の空気通路２３０が接続される気筒とが連通する。この場合、第２空気通路２２０に接続された気筒および第３空気通路２３０に接続された気筒の両方から排気ガスが逆流し、逆流したガスの熱により２次故障が誘発され得る。そのため、スロットルバルブ１２０の最大開度がＴＨ（３）に制限される（Ｓ３０２）。
これにより、エンジン１００の導入される空気量ＧＡが抑制され、排気ガスの量が抑制される。そのため、逆流する排気ガスの量を抑制することができる。その結果、逆流する排気ガスの熱により誘発される２次故障を抑制することができる。
負圧ＡＳＶ（１）２２２および負圧ＡＳＶ（２）２３２の両方が開故障していなくても（Ｓ３００にてＮＯ）、ＶＳＶ２２４とＥＣＵとの間およびＶＳＶ２３４とＥＣＵとの間のいずれか一方の結線がショートしていれば、負圧ＡＳＶ（１）２２２および負圧ＡＳＶ（２）２３２のいずれか一方が開故障していると判別される（Ｓ４００にてＹＥＳ）。
負圧ＡＳＶ（１）２２２および負圧ＡＳＶ（２）２３２の少なくともいずれか一方が開故障している場合（Ｓ３００にてＹＥＳ）、第２空気通路２２０に接続された気筒および第３空気通路２３０に接続された気筒のいずれか一方から排気ガスが逆流する。そのため、逆流したガスの熱により２次故障が誘発され得る。この場合、スロットルバルブ１２０の開度がＴＨ（４）に制限される（Ｓ４０２）。
これにより、エンジン１００の導入される空気量ＧＡが抑制され、排気ガスの量が抑制される。そのため、逆流する排気ガスの量を抑制することができる。その結果、逆流する排気ガスの熱により誘発される２次故障を抑制することができる。
ここで、負圧ＡＳＶ（１）２２２および負圧ＡＳＶ（２）２３２の少なくともいずれか一方と電磁ＡＳＶ２１２とが開故障している場合、逆流した排気ガスは、第２空気通路２２０および／または第３空気通路２３０と第１空気通路２１０とを介してエンジンルームに抜ける。そのため、負圧ＡＳＶ（１）２２２および負圧ＡＳＶ（２）２３２の少なくともいずれか一方と電磁ＡＳＶ２１２とが開故障している場合は、逆流する排気ガスの量が最も多く、２次故障が誘発され易い。
また、負圧ＡＳＶ（１）２２２および負圧ＡＳＶ（２）２３２の両方が開故障している場合は、第２空気通路２２０および第３空気通路により、エギゾーストマニホールド１１０とエギゾーストマニホールド１１２とが連通する。そのため、第２空気通路２２０が接続された気筒および第３空気通路が接続された気筒の両方からに排気ガスが逆流する。
一方、負圧ＡＳＶ（１）２２２および負圧ＡＳＶ（２）２３２のいずれか一方が開故障している場合、第２空気通路２２０に接続された気筒および第３空気通路２３０に接続された気筒のいずれか一方から排気ガスが逆流する。
そのため、負圧ＡＳＶ（１）２２２および負圧ＡＳＶ（２）２３２の両方が開故障している場合は、負圧ＡＳＶ（１）２２２および負圧ＡＳＶ（２）２３２のいずれか一方が開故障している場合に比べて、逆流する排気ガスの量が多く、２次故障が発生し易い。
したがって、制限されるスロットルバルブ１２０の最大開度は、ＴＨ（２）、ＴＨ（３）、ＴＨ（４）の順に小さい。すなわち、逆流する排気ガスの量が多いほど、エンジン１００に導入される空気量が小さくなるように、スロットル開度ＴＨが制限される。
以下、負圧ＡＳＶ（１）２２２および負圧ＡＳＶ（２）２３２の少なくともいずれか一方と電磁ＡＳＶ２１２とが開故障し（Ｓ２００にてＹＥＳ）、スロットルバルブ１２０の最大開度がＴＨ（２）に制限された（Ｓ２０２）と想定する。
スロットルバルブ１２０の最大開度が制限されると、現時点でのスロットル開度ＴＨが、ＴＨ（２）よりも大きいか否かが判別される（Ｓ５００）。スロットル開度ＴＨが、ＴＨ（２）よりも大きい場合（Ｓ５００にてＹＥＳ）、スロットル開度ＴＨが、ＴＨ（２）まで低減される。
このとき、図３に示すように、時刻Ｔ（１）において、スロットル開度ＴＨが、ＴＨ（２）よりも大きいＴＨ（Ａ）まで低減される。その後、時刻Ｔ（２）において、スロットル開度ＴＨがＴＨ（２）になるまで、予め定められた変化率でスロットル開度ＴＨが低減される。これにより、スロットル開度ＴＨの急変が抑制される。そのため、エンジン１００の出力が急低下することが抑制される。その結果、スロットル開度ＴＨの制限による搭乗者への違和感を抑制することができる。なお、スロットル開度ＴＨを、ＴＨ（Ａ）まで複数回、段階的に低減してもよい。また、スロットル開度ＴＨをＴＨ（２）まで段階的に低減してもよく、予め定められた変化率で低減してもよい。
以上のように、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置のＥＣＵは、２次空気供給装置の故障を検出した場合、スロットル開度ＴＨの最大開度を予め定められた開度に制限する。これにより、排気ガスの量を抑制することができる。そのため、２次空気供給装置に逆流する排気ガスの量を抑制することができる。その結果、逆流する排気ガスの熱により発生する２次故障を抑制することができる。
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置により制御されるエンジンの制御ブロック図である。 本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置のＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 スロットル開度ＴＨの推移を示すタイミングチャートである。
符号の説明
１００ エンジン、１０２ エアクリーナ、１０４ 吸気管、１０６ インテークマニホールド、１０８ 気筒、１１０，１１２ エギゾーストマニホールド、１１４，１１６ 触媒、１２０ スロットルバルブ、１２２ アクチュエータ、２００ エアポンプ、２１０ 第１空気通路、２１２ 電磁ＡＳＶ、２２０ 第２空気通路、２２２，２３２ 負圧ＡＳＶ、２２４，２３４ ＶＳＶ、２３０ 第３空気通路、２４０ 負圧タンク、２４２ チェック弁、３０２ エアフローメータ、３０４ スロットル開度センサ、３０６ プレッシャセンサ、３０８ 車速センサ、３１０ クランクポジションセンサ、３１２ 水温センサ、３２０ メモリ。

Claims (4)

  1. 排気系の排気浄化装置より上流側に２次空気を供給する２次空気供給装置が設けられた内燃機関の制御装置であって、
    前記２次空気供給装置の故障を検出するための検出手段と、
    前記２次空気供給装置の故障が検出された場合、前記内燃機関に導入される空気量を、予め定められた空気量まで段階的に減少させるように、前記内燃機関を制御するための制御手段とを含み、
    前記内燃機関には、複数の気筒が設けられ、
    前記２次空気供給装置は、
    空気ポンプから吐出された空気が流れる第１の空気通路を開閉する第１の開閉弁と、
    前記第１の開閉弁よりも下流側で前記第１の空気通路に接続され、かつ前記複数の気筒のうち、予め定められた気筒の排気側に接続された第２の空気通路を開閉する第２の開閉弁と、
    前記第１の開閉弁よりも下流側で前記第１の空気通路に接続され、かつ前記第２の空気通路が接続された気筒とは異なる気筒の排気側に接続された第３の空気通路を開閉する第３の開閉弁とを含み、
    前記検出手段は、前記第１の開閉弁、前記第２の開閉弁および前記第３の開閉弁の故障を検出するための手段を含み、
    前記制御手段は、前記第２の開閉弁および前記第３の開閉弁のうちの少なくともいずれか一方と前記第１の開閉弁とが故障した場合は、前記第２の開閉弁および前記第３の開閉弁のうちの少なくともいずれか一方が故障かつ、前記第１の開閉弁が故障していない場合に比べて、前記内燃機関に導入される空気量が少なくなるように、前記内燃機関を制御するための手段を含む、内燃機関の制御装置。
  2. 排気系の排気浄化装置より上流側に２次空気を供給する２次空気供給装置が設けられた内燃機関の制御装置であって、
    前記２次空気供給装置の故障を検出するための検出手段と、
    前記２次空気供給装置の故障が検出された場合、前記内燃機関に導入される空気量を、予め定められた空気量まで予め定められた変化率で減少させるように、前記内燃機関を制御するための制御手段とを含み、
    前記内燃機関には、複数の気筒が設けられ、
    前記２次空気供給装置は、
    空気ポンプから吐出された空気が流れる第１の空気通路を開閉する第１の開閉弁と、
    前記第１の開閉弁よりも下流側で前記第１の空気通路に接続され、かつ前記複数の気筒のうち、予め定められた気筒の排気側に接続された第２の空気通路を開閉する第２の開閉弁と、
    前記第１の開閉弁よりも下流側で前記第１の空気通路に接続され、かつ前記第２の空気通路が接続された気筒とは異なる気筒の排気側に接続された第３の空気通路を開閉する第３の開閉弁とを含み、
    前記検出手段は、前記第１の開閉弁、前記第２の開閉弁および前記第３の開閉弁の故障を検出するための手段を含み、
    前記制御手段は、前記第２の開閉弁および前記第３の開閉弁のうちの少なくともいずれか一方と前記第１の開閉弁とが故障した場合は、前記第２の開閉弁および前記第３の開閉弁のうちの少なくともいずれか一方が故障かつ、前記第１の開閉弁が故障していない場合に比べて、前記内燃機関に導入される空気量が少なくなるように、前記内燃機関を制御するための手段を含む、内燃機関の制御装置。
  3. 排気系の排気浄化装置より上流側に２次空気を供給する２次空気供給装置が設けられた内燃機関の制御装置であって、
    前記２次空気供給装置の故障を検出するための検出手段と、
    前記２次空気供給装置の故障が検出された場合、前記内燃機関に導入される空気量を、予め定められた空気量まで段階的に減少させるように、前記内燃機関を制御するための制御手段とを含み、
    前記内燃機関には、複数の気筒が設けられ、
    前記２次空気供給装置は、
    空気ポンプから吐出された空気が流れる第１の空気通路を開閉する第１の開閉弁と、
    前記第１の開閉弁よりも下流側で前記第１の空気通路に接続され、かつ前記複数の気筒のうち、予め定められた気筒の排気側に接続された第２の空気通路を開閉する第２の開閉弁と、
    前記第１の開閉弁よりも下流側で前記第１の空気通路に接続され、かつ前記第２の空気通路が接続された気筒とは異なる気筒の排気側に接続された第３の空気通路を開閉する第３の開閉弁とを含み、
    前記検出手段は、前記第１の開閉弁、前記第２の開閉弁および前記第３の開閉弁の故障を検出するための手段を含み、
    前記制御手段は、前記第２の開閉弁および前記第３の開閉弁が故障した場合は、前記第２の開閉弁および前記第３の開閉弁のうちのいずれか一方が故障した場合に比べて、前記内燃機関に導入される空気量が少なくなるように、前記内燃機関を制御するための手段を含む、内燃機関の制御装置。
  4. 排気系の排気浄化装置より上流側に２次空気を供給する２次空気供給装置が設けられた内燃機関の制御装置であって、
    前記２次空気供給装置の故障を検出するための検出手段と、
    前記２次空気供給装置の故障が検出された場合、前記内燃機関に導入される空気量を、予め定められた空気量まで予め定められた変化率で減少させるように、前記内燃機関を制御するための制御手段とを含み、
    前記内燃機関には、複数の気筒が設けられ、
    前記２次空気供給装置は、
    空気ポンプから吐出された空気が流れる第１の空気通路を開閉する第１の開閉弁と、
    前記第１の開閉弁よりも下流側で前記第１の空気通路に接続され、かつ前記複数の気筒のうち、予め定められた気筒の排気側に接続された第２の空気通路を開閉する第２の開閉弁と、
    前記第１の開閉弁よりも下流側で前記第１の空気通路に接続され、かつ前記第２の空気通路が接続された気筒とは異なる気筒の排気側に接続された第３の空気通路を開閉する第３の開閉弁とを含み、
    前記検出手段は、前記第１の開閉弁、前記第２の開閉弁および前記第３の開閉弁の故障を検出するための手段を含み、
    前記制御手段は、前記第２の開閉弁および前記第３の開閉弁が故障した場合は、前記第２の開閉弁および前記第３の開閉弁のうちのいずれか一方が故障した場合に比べて、前記内燃機関に導入される空気量が少なくなるように、前記内燃機関を制御するための手段を含む、内燃機関の制御装置。
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