JP6455881B2 - 吸気制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも２以上の気筒を有するエンジンについての吸気制御を行う吸気制御装置についての技術分野に関する。

特開２００８−１４４６３４号公報 特開２００７−３０９２６３号公報

例えば自動車用のエンジンにおいては、スロットル弁下流の吸気通路（例えば吸気ポート）の一部を吸気制御弁により閉塞することでタンブル流、スワール流等の旋回気流を燃焼室内に発生させるものがある。上記の吸気制御弁をエンジンの運転状態に基づき開／閉動作させ、燃焼室内の旋回気流を適切に制御することで、燃焼状態を改善して出力や燃料消費の改善を図ることができる。

吸気通路の一部を閉塞するための吸気制御弁としては、エンジンが２以上の気筒を有する場合には、気筒ごとに設けられている。特に水平対向エンジン、Ｖ型エンジンのように左右のバンクごとに気筒が配置されているエンジンにおいては、左バンク、右バンクの気筒ごとに該吸気制御弁が設けられている。

ここで、上記のように気筒ごとに設けられた吸気制御弁の少なくとも一つが開／閉状態で固着異常を来した場合には、正常側の吸気制御弁の動作を安全側に落とし込むことを意図したフェールセーフ（Fail Safe）制御が行われる。具体的に、従来、このようなフェールセーフ制御としては、正常な吸気制御弁に対し、異常検出された吸気制御弁の固着状態（開／閉）と一致する開／閉指示値を出力することが行われている。これにより、全ての吸気制御弁の開／閉状態が異常検出された吸気制御弁の固着状態に揃えられる。

なお、関連する従来技術として、上記特許文献１には、タンブル流制御弁２０の弁体２１が故障により固着した場合に、スロットルバルブ８を制御して吸気量を制限する技術が開示されている。
また、上記特許文献２には、バンク毎に気筒群を配置してある内燃機関の吸気系において、スロットルバルブの異常が生じたときに、気筒群間での吸気量が一致するように各気筒群のアイドル回転数制御バルブを用いたフェールセーフ制御を行う技術が開示されている。

ここで、上記のように正常な吸気制御弁の開／閉状態を異常検出された吸気制御弁の開／閉固着状態に一致させる従来のフェールセーフ制御は、気筒間で旋回気流の状態がばらつくことを抑制できるという観点ではフェールセーフの思想を体現するものと言える。
しかしながら、従来のフェールセーフ制御によっては、正常な吸気制御弁の開／閉状態が、本来の制御（エンジン運転状態に応じた吸気制御弁の制御）で実現したい開／閉と逆転してしまうこともある。例えば、エンジン運転状態に基づき求めた本来の制御方向が「開」である場合において、異常検出された吸気制御弁の固着方向が「閉」である場合には、正常な吸気制御弁の開／閉状態が本来の制御で実現したい開／閉状態と逆になってしまう。
このような場合には、エンジンの回転落ちや失火、最悪の場合にはエンスト（エンジンストール）を誘発する虞がある。特に、ファストアイドル時においてはその危険性が高まってしまう。

そこで、本発明では上記した問題点を克服し、吸気制御弁の固着異常検出に応じて行われるフェールセーフ制御の初期段階に、正常側気筒の吸気制御弁が本来の制御とは異なる制御方向に開／閉されてしまうことの防止を図り、エンジン運転状態の安定性が低下してしまうことの抑制を図ることを目的とする。

本発明に係る吸気制御装置は、少なくとも２以上の気筒を有するエンジンについての吸気制御を行う吸気制御装置であって、第一の気筒、第二の気筒のそれぞれに対して設けられた吸気制御弁を前記エンジンの運転状態に基づき算出される開／閉指示値に従って開／閉制御する弁制御部と、前記吸気制御弁の固着異常を検出する固着異常検出部と、を備え、前記弁制御部は、前記吸気制御弁に固着異常が検出された場合に、異常検出された吸気制御弁の開／閉固着方向と正常側気筒の吸気制御弁に対する開／閉指示方向とが一致するまでの間、正常側気筒の吸気制御弁についてのフェールセーフ制御を遅延させるものである。

これにより、吸気制御弁の固着異常検出に応じて行われるフェールセーフ制御の初期段階に、正常側気筒の吸気制御弁が本来の制御とは異なる制御方向に開／閉されてしまうことの防止が図られる。

上記した本発明に係る吸気制御装置においては、前記弁制御部は、前記フェールセーフ制御において、正常側気筒の吸気制御弁の開／閉指示値として異常検出された吸気制御弁の開／閉固着方向に一致する指示値を算出することが望ましい。
これにより、異常検出された吸気制御弁の開／閉固着方向と正常側気筒の吸気制御弁に対する開／閉指示方向とが一致した以降は、正常側気筒の吸気制御弁が異常検出された吸気制御弁と同じ開／閉状態で維持される。

上記した本発明に係る吸気制御装置においては、前記吸気制御弁は、スロットル弁下流の吸気通路の一部を閉塞自在とされた吸気制御弁とされ、前記弁制御部は、前記吸気制御弁の開／閉制御を行うことで燃焼室内における旋回気流を制御することが望ましい。
これにより、固着異常検出された吸気制御弁の開／閉固着方向と正常側気筒の吸気制御弁に対する開／閉指示方向とが一致するまでの間、正常側気筒における旋回気流の状態を本来の制御で実現したい状態に維持可能とされる。

本発明によれば、吸気制御弁の固着異常検出に応じて行われるフェールセーフ制御の初期段階に、正常側気筒の吸気制御弁が本来の制御とは異なる制御方向に開／閉されてしまうことの防止を図り、エンジン運転状態の安定性が低下してしまうことの抑制を図ることができる。

実施の形態としての吸気制御装置の構成を説明するための図である。 正常側気筒群の吸気制御弁についてのフェールセーフ制御の遅延例（左側バンクが閉固着した場合）について説明するための図である。 正常側気筒群の吸気制御弁についてのフェールセーフ制御の遅延例（右側バンクが開固着した場合）について説明するための図である。 実施の形態としての弁制御を実現するための具体的な処理の手順を示したフローチャートである。

以下、本発明に係る実施の形態としての吸気制御装置について添付図面を参照して説明する。
図１は、吸気制御装置の構成を説明するための図であり、実施の形態の吸気制御装置の構成と共に、エンジン５０における吸排気系の断面構造を併せて示している。なお、本実施の形態の場合、エンジン５０は例えば４気筒の水平対向エンジンとされ、図１では四つの気筒のうち一つの気筒及び該気筒についての吸排気系の概略断面構造を抽出して示している。この場合、エンジン５０には、左右のバンクごとにそれぞれ二つの気筒を有する気筒群が配置されている。
なお、実施の形態の吸気制御装置は、少なくともエンジン制御部１、センサ・スイッチ類２、吸入空気量センサ６９、スロットル開度センサ７０、吸気制御弁６５、弁駆動アクチュエータ６８、及び弁開度センサ６７を有するものである。

図１において、エンジン５０の上部にはシリンダヘッド５３が設けられており、シリンダヘッド５３の下方には、ピストン５１の上面との間に燃焼室５０ａが形成されている。シリンダヘッド５３には、燃焼室５０ａに連通する吸気ポート５４と排気ポート５５とが設けられている。吸気ポート５４には、該吸気ポート５４を開／閉する吸気弁５２ｋが、排気ポート５５には該排気ポート５５を開／閉する排気弁５２ｈがそれぞれ設けられている。
排気ポート５５に連通する排気通路６０の中途には、触媒６１が介装されている。

吸気ポート５４には、吸気通路５６が吸気マニホルド５７を介して連通され、吸気通路５６の上流にエアクリーナ５８が配置されている。また、吸気通路５６の中途にはスロットル弁５９が設けられている。
吸気通路５６のエアクリーナ５８直下流には、吸入空気量を検出する吸入空気量センサ６９が設けられている。また、スロットル弁５９に対しては、スロットル開度を検出するスロットル開度センサ７０が設けられている。

吸気マニホルド５７には、内部を上下に隔てる隔壁６２が設けられ、該隔壁６２により、吸気マニホルド５７内は通路面積が狭い副通路６３と通路面積の広い主通路６４とに区画されている。

吸気ポート５４の吸気弁５２ｋの上流には、インジェクタ６６が設けられている。インジェクタ６６は、ガソリン等の燃料を噴射する噴射口を有しており、該噴射口が燃焼室５０ａの方向へ指向された状態で配置されている。

主通路６４の上流端には、主通路６４を開／閉可能な吸気制御弁６５が設けられている。本例において、吸気制御弁６５は、燃焼室５０ａ内にタンブル流としての旋回気流を生成するためのタンブル・ジェネレーション・バルブ（ＴＧＶ）とされている。
吸気制御弁６５は、弁駆動アクチュエータ６８により開／閉駆動される。本例の場合、弁駆動用アクチュエータ６８としては、例えばモータが用いられており、モータによる二方向（全開と全閉）の往復動作により吸気制御弁６５が開／閉駆動される。

吸気制御弁６５に対しては、吸気制御弁６５の開／閉動作状態を検出する弁開度センサ６７が設けられている。弁開度センサ６７は、例えばポテンショメータなどを用いた接触式開度センサであり、弁開度センサ６７から出力される電圧変化に基づいて、吸気制御弁６５の開度率を検出可能とされている。なお、本例では、後述するエンジン制御部１は、開度率＝１００％で全開と判定し、開度率＝０％で全閉と判定する。

ここで、本例では、吸気制御弁６５は気筒ごとに合計四つが設けられているのに対し、弁駆動アクチュエータ６８としては、左側バンクに配置された二つの吸気制御弁６５を一軸で共通駆動する左側の弁駆動アクチュエータ６８が一つと、右側バンクに配置された二つの吸気制御弁６５を一軸で共通駆動する右側の弁駆動アクチュエータ６８が一つの、計二つのみが設けられている。
また、このように左右のバンクでそれぞれ二つの吸気制御弁６５が一軸駆動されることに対応して、弁開度センサ６７としても、左側バンクに配置された二つの吸気制御弁６５の開度率を共通に検出するための左側の弁開度センサ６７が一つと、右側バンクに配置された二つの吸気制御弁６５の開度率を共通に検出するための右側の弁開度センサ６７が一つの、計二つのみが設けられている。

エンジン制御部１は、エンジン５０を電子的に制御する電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）とされ、マイクロコンピュータを中心として、入出力インターフェースや周辺回路を備えて構成されている。エンジン制御部１の入力側には、センサ・スイッチ類２、及び前述した吸入空気量センサ６９、スロットル開度センサ７０、及び弁開度センサ６７が接続されている。
センサ・スイッチ類２は、吸入空気量センサ６９、スロットル開度センサ７０、及び弁開度センサ６７以外の、エンジン５０の運転状態を検出するためのセンサやスイッチ類を包括的に表したものであり、例えば、センサとしては、エンジン５０の冷却水温を検出する水温センサ、車速を検出する車速センサ、クランク軸などの回転数からエンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ、及びアクセルペダルの踏込み量からアクセル開度率を検出するアクセル開度センサ等を例示でき、またスイッチとしてはエンジン５０の始動／停止を指示するイグニッションスイッチ等を例示できる。

エンジン制御部１の出力側には、弁駆動アクチュエータ６８、インジェクタ６６等の各種アクチュエータ類が駆動回路（図示せず）を介して接続されている。
また、図示は省略したが、エンジン制御部１は、さらに、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の通信プロトコルに基づく車内ネットワークに接続されており、該車内ネットワークに接続される他の複数のＥＣＵ、例えば変速機を制御するトランスミッションＥＣＵやブレーキを制御するブレーキＥＣＵ等の他の複数のＥＣＵと、相互にデータを送受信し、各種情報の授受を行うことが可能とされている。

エンジン制御部１は、センサ・スイッチ類２や吸入空気量センサ６９、スロットル開度センサ７０、及び弁開度センサ６７としての、エンジン５０の運転状態を検出するためのセンサ・スイッチ類からの信号、車内ネットワークを介して入力される各種制御情報に基づいて、燃料噴射制御、点火時期制御、及び吸気制御弁６５の制御等を実行する。

エンジン制御部１は、吸気制御弁６５の制御として、エンジン５０の運転状態に基づき吸気制御弁６５の開／閉指示値を算出し、算出した指示値を弁駆動アクチュエータ６８の駆動回路に出力する。これにより、吸気制御弁６５は、弁駆動アクチュエータ６８によって該指示値に応じた開／閉状態に駆動される。
吸気制御弁６５が閉状態とされると、主通路６４が閉塞され、吸入空気は副通路６３側を流速の速められた状態で通過し、燃焼室５０ａにタンブル流が生成される。燃焼室５０ａ内では、該タンブル流によりガス流動が強化され、燃焼速度が促進されると共に慣性過給により高い充填効率を得ることができる。
一方、吸気制御弁６５が開状態とされると、主通路６４と副通路６３との双方から吸入空気が燃焼室５０ａへ導入される。この場合は、吸気制御弁６５による吸気抵抗が低下することに伴いタンブル流の生成が抑制され、燃焼室５０ａに流入する吸入空気量が増加し、エンジン出力の向上が図られる。

なお、エンジン５０の運転状態に基づく吸気制御弁６５の開／閉指示値の算出手法としては、特に限定はされないが、例えば以下のような項目に基づき算出する手法を例示できる。すなわち、吸気制御弁６５の開／閉状態の継続時間、エンジン回転数条件、イグニッションスイッチの状態、車速条件、吸入空気量（例えば、吸気温度・エンジン回転数などから算出）、エンジン水温等の項目である。

ここで、本例のエンジン制御部１は、上記の指示値として、左右の各バンクに共通の指示値を算出し、左側バンクに対して設けられた弁駆動アクチュエータ６８、及び右側バンクに対して設けられた弁駆動アクチュエータ６８のそれぞれに出力する（但し、後述する固着異常検出時は除く）。すなわち、固着異常が検出されていない正常時には、四つの吸気制御弁６５の開／閉状態は同じ開／閉状態とされる。

また、エンジン制御部１は、弁開度センサ６７による出力信号から求まる吸気制御弁６５の開度率に基づき、吸気制御弁６５の固着異常検出を行う。前述のように、本例では弁開度センサ６７が左右のバンクごとに一つずつ設けられているため、エンジン制御部１は、左右のバンクに配置された気筒群の単位で固着異常検出を行う。
この際、エンジン制御部１は、エンジン５０の運転状態に基づき算出した吸気制御弁６５の指示値と、各弁開度センサ６７の出力信号から判定される左右バンクごとの吸気制御弁６５の開／閉状態の情報とに基づき、左右の気筒群ごとの固着異常検出を行う。具体的には、算出した指示値が表す開／閉方向と、弁開度センサ６７の出力信号から求まる吸気制御弁６５の開／閉方向とが一致するか否かを基準として、左右の気筒群ごとの固着異常検出を行う。このとき、エンジン制御部１は異常固着の方向（開／閉）も併せて検出する。

なお、固着異常の検出手法は上記の例に限定されない。例えば、固着異常を来すケースとしては、弁駆動アクチュエータ６８への駆動信号の断線が考えられる。この場合、エンジン制御部１は該断線を固着異常として検出する。

また、エンジン制御部１は、吸気制御弁６５の固着異常が検出されたことに応じて、吸気制御弁６５についてのフェールセーフ制御を行う。本例の場合、フェールセーフモードでは、固着異常が検出された吸気制御弁６５の開／閉固着方向と一致した開／閉方向による指示値を算出する。
エンジン制御部１は、吸気制御弁６５の固着異常が検出されたとき、該吸気制御弁６５の開／閉固着方向が、エンジン５０の運転状態に基づき算出した指示値の開／閉方向と一致していれば、上記のフェールセーフモードにより算出した共通の指示値を各弁駆動アクチュエータ６８の駆動回路に出力する。これは、吸気制御弁６５の異常検出に応じて、全ての吸気制御弁６５の弁制御を即座にフェールセーフ制御に移行させる従来の挙動と同様である。
このようなフェールセーフ制御により、異常検出されていない正常な吸気制御弁６５（本例では正常側気筒群の吸気制御弁６５）の開／閉状態が、異常検出された吸気制御弁６５の開／閉状態と一致され、気筒ごとに吸気制御状態が異なる状態で維持されてしまうことの防止が図られる。

一方、本例のエンジン制御部１は、吸気制御弁６５の固着異常が検出されたとき、該吸気制御弁６５の開／閉固着方向がエンジン５０の運転状態に基づき算出した指示値の開／閉方向と一致していなければ、正常側気筒群の吸気制御弁６５について、フェールセーフ制御への移行を遅延させる。具体的には、異常検出された吸気制御弁６５の開／閉固着方向と、エンジン５０の運転状態に基づき算出した指示値（つまり正常側気筒群における吸気制御弁６５に対する指示値）の開／閉方向とが一致するまでの間、正常側気筒群の吸気制御弁６５についてのフェールセーフ制御を遅延させる。

図２及び図３により、このような正常側気筒群の吸気制御弁６５についてのフェールセーフ制御の遅延例について説明する。
なお、図２及び図３において、「算出指示値」は、エンジン５０の運転状態に基づき算出した指示値を意味し、「出力指示値」は弁駆動アクチュエータ６８の駆動回路に出力する指示値を意味している。図中「ＦＳ」は、フェールセーフの略であり、フェールセーフモードで算出される指示値を意味している。

図２は、エンジン５０における左側バンクの吸気制御弁６５が閉固着を来した場合の例を示している。
図中時点ｔ１は、左側バンクの吸気制御弁６５に閉固着異常が検出された時点を表している。この時点ｔ１に至るまでの正常期間においては、図のように出力指示値は算出指示値と一致しており、四つの吸気制御弁６５の開／閉方向は算出指示値による開／閉方向と一致している。

図２では、固着異常が検出された時点ｔ１において、左側バンクの固着異常の開／閉方向に対して、右側バンクの算出指示値が一致していない例を示している。従来（図中「本例制御なし」）では、このように異常検出された吸気制御弁６５の開／閉固着方向と正常側気筒群の吸気制御弁６５に対する開／閉指示方向とが一致しない場合であっても、異常検出に応じて、以降は異常側気筒群及び正常側気筒群の双方に対してフェールセーフモードにより算出した指示値（この場合は「閉指示値」）の出力を維持し、四つの吸気制御弁６５の開／閉状態を異常検出された吸気制御弁６５の開／閉固着状態に揃えるようにされていた。

これに対し、本例の制御では、異常検出された吸気制御弁６５の開／閉固着方向と正常側気筒群の吸気制御弁６５に対する開／閉指示方向とが一致しない場合には、これら開／閉固着方向と開／閉指示方向とが一致するまでの間、フェールセーフ制御を遅延させる（図中時点１〜時点ｔ２）。つまりこの場合は、異常検出側である左側バンク気筒群の吸気制御弁６５にはフェールセーフモードで算出された閉指示値の出力状態を維持するが、正常側バンク気筒群の吸気制御弁６５に対しては、エンジン５０の運転状態に基づき算出される指示値が「開指示値」である間は、該指示値の出力を維持させ、該指示値が「閉指示値」に切り替わったことに応じて（時点ｔ２）、正常側バンク気筒群の吸気制御弁６５に対する出力指示値をフェールセーフモードで算出された閉指示値で維持させる。

図３は、右側バンクの気筒群における何れかの吸気制御弁６５が開固着を来した場合の例を示している。
図２と比較して、固着方向が「開」となってフェールセーフモードで算出される指示値が「開指示値」となる点、及び正常側気筒群＝左側バンク気筒群でありフェールセーフ制御の遅延中における正常側気筒群の吸気制御弁６５の指示値が閉指示値となる点が異なるのみであるため、重複説明は避ける。

図４は、上記で説明した実施の形態としての弁制御を実現するための具体的な処理の手順を示したフローチャートである。
なお、図４に示す処理は、エンジン制御部１（マイクロコンピュータ）が例えば内蔵のＲＯＭ（Read Only Memory）等に記憶されたプログラムに基づき実行するものである。
エンジン制御部１は、図４に示す処理を例えば１０ｍｓｅｃごとなどの所定周期で繰り返し実行する。

図４において、エンジン制御部１はステップＳ１０１で、左側バンク又は右側バンクの何れかの固着異常が検出されたか否かを判定する。
ステップＳ１０１において、左側バンク又は右側バンクの何れの固着異常も検出されていない場合には、エンジン制御部１はステップＳ１０２に進み、左側バンク、右側バンク共に正常制御モードで算出した指示値を出力する。すなわち、エンジン５０の運転状態に基づき算出した指示値を、左右それぞれの弁駆動アクチュエータ６８の駆動回路に対して出力する。
エンジン制御部１は、ステップＳ１０２の処理を実行したことに応じて図４に示す処理を終える。

一方、ステップＳ１０１において、左側バンク又は右側バンクの何れかの固着異常が検出された場合、エンジン制御部１はステップＳ１０３に進み、左側バンク又は右側バンク一方のみの固着異常であるか否かを判定する。
左側バンク又は右側バンク一方のみの固着異常である場合、エンジン制御部１はステップＳ１０４に進み、フェールディレイ終了フラグ＝１であるか否かを判定する。ここで、フェールディレイ終了フラグは、エンジン制御部１がフェールセーフ制御の遅延を終了したか否かを識別するために管理しているフラグであり、「１」が遅延終了を、「０」が遅延未終了を表す。なお、フェールディレイ終了フラグの初期値は「０」であるため、左側バンク又は右側バンクの何れかの固着異常が検出された時点では、フェールディレイ終了フラグ＝０である。

ステップＳ１０４において、フェールディレイ終了フラグ＝１ではないと判定した場合、エンジン制御部１はステップＳ１０５に進み、異常側バンクの指示値をフェールセーフモードで算出し、続くステップＳ１０６で正常側バンクの指示値を正常制御モードで算出する。前述のようにフェールセーフモードで算出される指示値は、固着異常が検出された吸気制御弁６５の開／閉固着方向と一致する開／閉方向を表す指示値とされる。

さらに、次のステップＳ１０７でエンジン制御部１は、異常側バンクと正常側バンクの指示値が異なるか否かを判定する。すなわち、ステップＳ１０５で算出した指示値とステップＳ１０６で算出した指示値とが異なるか否かを判定する。
異常側バンクと正常側バンクの指示値が異なると判定した場合、エンジン制御部１はステップＳ１０８に進み、フェールディレイフラグの値を「１」に更新する。フェールディレイフラグは、フェールセーフ制御の遅延を実行中であるか否かを識別するためにエンジン制御部１が管理しているフラグであり、「１」が遅延実行中を、「０」が遅延非実行中を表す。フェールディレイフラグとしても初期値は「０」であるため、左側バンク又は右側バンクの何れかの固着異常が検出された時点でフェールディレイフラグ＝０である。

続くステップＳ１０９でエンジン制御部１は、正常側バンク、異常側バンクに対する指示値の出力処理として、正常側バンクについては正常制御モードで算出した指示値を、異常側バンクについてはフェールセーフモードで算出した指示値をそれぞれ対応する弁駆動アクチュエータ６８の駆動回路に出力する処理を行い、図４に示す処理を終える。

これにより、左側バンク又は右側バンクの何れかの固着異常が検出されたときに、異常側バンクと正常側バンクの指示値が異なっている場合には、正常側バンクについてのフェールセーフ制御の遅延が開始される。また、それ以降、異常側バンクと正常側バンクの指示値が異なっている間は、正常側バンクについてのフェールセーフ制御の遅延状態が継続される。

また、エンジン制御部１は、先のステップＳ１０７において異常側バンクと正常側バンクの指示値が異なっていないと判定した場合には、ステップＳ１１０に進み、フェールディレイフラグ＝１であるか否かを判定する。フェールディレイフラグ＝１であれば、エンジン制御部１はステップＳ１１１に進み、フェールディレイフラグの値を「０」に更新し、さらに続くステップＳ１１２でフェールディレイ終了フラグの値を「１」に更新した上で、ステップＳ１１３に進む。

ステップＳ１１３でエンジン制御部１は、正常側バンク、異常側バンクに対する指示値の出力処理として、正常側バンク、異常側バンク共にフェールセーフモードで算出した指示値をそれぞれ対応する弁駆動アクチュエータ６８の駆動回路に出力する処理を行い、図４に示す処理を終える。

これにより、正常側バンクについてのフェールセーフ制御の遅延が開始された後、異常側バンクと正常側バンクの指示値が一致した場合には、正常側バンク、異常側バンク共にフェールセーフモードで算出した指示値が出力され、フェールセーフ制御の遅延が終了する。

また、エンジン制御部１は、先のステップＳ１１０でフェールディレイフラグ＝１ではないと判定した場合は、ステップＳ１１１及びステップＳ１１２をパスして上記のステップＳ１１３の出力処理を行う。これにより、左側バンク又は右側バンクの何れかの固着異常が検出されたときに、異常側バンクと正常側バンクの指示値が一致していれば、正常側バンク及び異常側バンクが即座にフェールセーフ制御に移行される。

ここで、ステップＳ１１２でフェールディレイフラグ＝１とされた以降、左側バンク又は右側バンクの一方のみの固着異常状態が継続している状態では、処理が先のステップＳ１０４を経由してステップＳ１１３に進められる。すなわち、正常側バンクについてのフェールセーフ制御の遅延が終了した以降は、正常側バンク、異常側バンクの弁制御が共にフェールセーフ制御で維持される。

また、このように左側バンク又は右側バンクの一方のみの固着異常状態から、左側バンク及び右側バンク双方の固着異常状態に遷移した場合には、処理がステップＳ１０３を経由してステップＳ１１４に進められる。ステップＳ１１４でエンジン制御部１は、左側バンク、右側バンク共にフェールセーフモードで算出した指示値を出力する処理を行い、図４に示す処理を終える。すなわち、左側バンク及び右側バンクの双方が固着異常となった場合にも、双方のバンクの弁制御が共にフェールセーフ制御で維持される。

なお、上記では、二つの気筒群ごとに複数の吸気制御弁６５が共通駆動される構成を前提としたため、固着異常が検出された吸気制御弁６５の開／閉固着方向（フェールセーフモードで算出した指示値の開／閉方向）と、正常制御モードで算出した指示値の開／閉方向とが一致しない場合において、異常側気筒群における全ての吸気制御弁６５の弁制御を即座にフェールセーフ制御に移行させる例を挙げた。
しかしながら、個々の吸気制御弁６５をそれぞれ独立して駆動可能な構成を採ることもでき、その場合には、弁制御を即座にフェールセーフ制御に移行させる吸気制御弁６５は、固着異常が検出された吸気制御弁６５のみとすることもできる。換言すれば、固着異常が検出された吸気制御弁６５以外の全ての吸気制御弁６５について、フェールセーフ制御への移行を遅延させるものである。

以上で説明したように、実施の形態の吸気制御装置は、少なくとも２以上の気筒を有するエンジン（エンジン５０）についての吸気制御を行う吸気制御装置であって、第一の気筒、第二の気筒のそれぞれに対して設けられた吸気制御弁（吸気制御弁６５）をエンジンの運転状態に基づき算出される開／閉指示値に従って開／閉制御する弁制御部（エンジン制御部１）と、吸気制御弁の固着異常を検出する固着異常検出部（弁開度センサ６７及びエンジン制御部１）とを備えている。
そして、弁制御部は、吸気制御弁に固着異常が検出された場合に、異常検出された吸気制御弁の開／閉固着方向と正常側気筒の吸気制御弁に対する開／閉指示方向とが一致するまでの間、正常側気筒の吸気制御弁についてのフェールセーフ制御を遅延させている。

これにより、吸気制御弁の固着異常検出に応じて行われるフェールセーフ制御の初期段階に、正常側気筒の吸気制御弁が本来の制御とは異なる制御方向に開／閉されてしまうことの防止が図られる。
従って、エンジン運転状態の安定性が低下してしまうことの抑制を図ることができる。

また、実施の形態の吸気制御装置においては、弁制御部は、フェールセーフ制御において、正常側気筒の吸気制御弁の開／閉指示値として異常検出された吸気制御弁の開／閉固着方向に一致する指示値を算出している。
これにより、固着異常検出された吸気制御弁の開／閉固着方向と正常側気筒の吸気制御弁に対する開／閉指示方向とが一致した以降は、正常側気筒の吸気制御弁が異常検出された吸気制御弁と同じ開／閉状態で維持される。
従って、気筒ごとに吸気制御状態が異なる状態で維持されてしまうことの防止が図られ、適切なフェールセーフを実現できる。

さらに、実施の形態の吸気制御装置においては、吸気制御弁は、スロットル弁下流の吸気通路の一部を閉塞自在とされた吸気制御弁とされ、弁制御部は、吸気制御弁の開／閉制御を行うことで燃焼室内における旋回気流を制御している。
これにより、固着異常検出された吸気制御弁の開／閉固着方向と正常側気筒の吸気制御弁に対する開／閉指示方向とが一致するまでの間、正常側気筒における旋回気流の状態を本来の制御で実現したい状態に維持可能とされる。
従って、吸気制御弁の固着異常が生じた際におけるエンジンの回転落ちや失火の抑制が図られ、エンストに陥る可能性を低減することができる。

なお、本発明は上記で説明した具体例に限定されず、多様な変形例が考えられる。
例えば、上記では、弁駆動用アクチュエータ６８としてモータを用いる場合を例示したが、例えばダイヤフラム式アクチュエータ等の他のアクチュエータを用いることができる。ダイヤフラム式アクチュエータを用いた場合、該ダイアフラム式アクチュエータによりスロットル弁５９下流の吸気管負圧を選択的に供給することで吸気制御弁６５を開／閉させることもできる。

また、上記では、吸気制御弁がＴＧＶとされる場合に本発明が適用される場合を例示したが、本発明は、気筒への吸気通路中に配置されて吸気制御を行う吸気制御弁についての制御を行う場合に広く適用可能なものである。

さらに、上記では、吸気制御弁が気筒ごとに設けられた場合を例示したが、本発明は、例えば各バンクの気筒群がそれぞれ吸気通路を供用しており、それら吸気通路に一つの吸気制御弁が設けられている等、それぞれの気筒群において複数の気筒が一つの吸気制御弁を供用する構成とされたエンジンに対しても適用可能なものである。

また、上記では、本発明が水平対向エンジンに適用された場合を例示したが、本発明はＶ型エンジンや直列エンジン等、２以上の気筒を有するエンジンに広く適用可能なものである。

１…エンジン制御部、２…センサ・スイッチ類、５０…エンジン、５０ａ…燃焼室、５２ｋ…吸気弁、５４…吸気ポート、５７…吸気マニホルド、５９…スロットル弁、６２…隔壁、６３…副通路、６４…主通路、６５…吸気制御弁、６７…弁開度センサ、６８…弁駆動アクチュエータ

Claims (3)

1. 少なくとも２以上の気筒を有するエンジンについての吸気制御を行う吸気制御装置であって、
   第一の気筒、第二の気筒のそれぞれに対して設けられた吸気制御弁を前記エンジンの運転状態に基づき算出される開／閉指示値に従って開／閉制御する弁制御部と、
   前記吸気制御弁の固着異常を検出する固着異常検出部と、を備え、
   前記弁制御部は、
   前記吸気制御弁に固着異常が検出された場合に、異常検出された吸気制御弁の開／閉固着方向と正常側気筒の吸気制御弁に対する開／閉指示方向とが一致するまでの間、正常側気筒の吸気制御弁についてのフェールセーフ制御を遅延させる
   吸気制御装置。
2. 前記弁制御部は、
   前記フェールセーフ制御において、正常側気筒の吸気制御弁の開／閉指示値として異常検出された吸気制御弁の開／閉固着方向に一致する指示値を算出する
   請求項１に記載の吸気制御装置。
3. 前記吸気制御弁は、スロットル弁下流の吸気通路の一部を閉塞自在とされた吸気制御弁とされ、
   前記弁制御部は、
   前記吸気制御弁の開／閉制御を行うことで燃焼室内における旋回気流を制御する
   請求項１又は請求項２に記載の吸気制御装置。

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