(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１の気筒に接続する少なくとも第１吸気通路と第２吸気通路とを含む２以上の吸気通路を備える内燃機関を制御する内燃機関の制御装置において、
前記第１吸気通路に備えられたパルスチャージ弁を、前記内燃機関の燃焼の１サイクルごとに、前記第１吸気通路の吸気バルブの開弁タイミングより後の所定のタイミングで開閉するように作動させるパルスチャージ弁制御手段と、
前記第２吸気通路に備えられたスワールコントロール弁を、前記パルスチャージ弁が作動している期間中、閉弁するように制御するスワールコントロール弁制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記パルスチャージ弁を作動させる作動領域であるか否かを判定する第１作動領域判定手段を備え、
前記パルスチャージ弁制御手段は、前記パルスチャージ弁の作動領域であると判定された場合に、前記パルスチャージ弁を作動させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記パルスチャージ弁の故障を検出する故障検出手段を備え、
前記スワールコントロール弁制御手段は、前記パルスチャージ弁の故障が検出された場合に、前記スワールコントロール弁を開くように制御することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記内燃機関には複数の気筒が備えられ、前記複数の気筒のそれぞれには、前記パルスチャージ弁が配置された第１吸気通路と、前記スワールコントロール弁が配置された第２吸気通路と、が接続され、
前記パルスチャージ弁の故障を検出する故障検出手段と、
故障が検出された前記パルスチャージ弁が、判定開度よりも小さい開度の閉弁側で固着故障しているか否かを判定する閉弁固着判定手段と、を更に備え、
前記パルスチャージ弁制御手段は、
前記パルスチャージ弁の故障が検出され、前記閉弁側で固着故障していると判定された場合に、故障が検出されていない前記パルスチャージ弁の全てを、閉弁するように制御し、
前記閉弁側で固着故障していると認められない場合に、故障が検出されていない前記パルスチャージ弁の全てを、開弁するように制御することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記内燃機関には複数の気筒が備えられ、前記複数の気筒のそれぞれには、前記パルスチャージ弁が配置された第１吸気通路と、前記スワールコントロール弁が配置された第２吸気通路と、が接続され、
前記パルスチャージ弁の故障を検出する故障検出手段と、
前記パルスチャージ弁の故障が検出された場合に、故障が検出された前記パルスチャージ弁の故障時の固着開度を検出する固着開度検出手段と、を更に備え、
前記パルスチャージ弁制御手段は、前記パルスチャージ弁の故障が検出された場合に、故障が検出されていない全ての前記パルスチャージ弁の開度を、前記固着開度に制御することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記内燃機関には複数の気筒が備えられ、前記複数の気筒のそれぞれには、前記パルスチャージ弁が配置された第１吸気通路と、前記スワールコントロール弁が配置された第２吸気通路と、が接続され、前記複数の気筒の前記第１吸気通路と前記第２通路とは、スロットルバルブを備える第３吸気通路に接続され、
前記パルスチャージ弁の故障を検出する故障検出手段と、
故障が検出された前記パルスチャージ弁を備える前記気筒について、故障時の前記パルスチャージ弁の開度及び前記スワールコントロール弁の開度に応じて吸気等価開口面積を算出する吸気等価開口面積算出手段と、
前記パルスチャージ弁の故障が検出された場合に、前記スロットルバルブの開度を前記吸気等価開口面積より小さくなるように制御するスロットル開度制御手段と、
を、更に備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記スロットル開度制御手段は、前記スロットルバルブの開度を、前記吸気等価開口面積の半分以下となるように制御することを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
１の気筒に接続する、少なくとも第１吸気通路と第２吸気通路とを含む２以上の吸気通路を備える内燃機関を制御する内燃機関の制御装置において、
前記第１吸気通路に備えられたパルスチャージ弁を、前記内燃機関の燃焼の１サイクルごとに、前記第１吸気通路の吸気弁の開弁タイミングより後の所定のタイミングで開閉するように作動させるパルスチャージ弁制御手段と、
前記パルスチャージ弁が作動している期間中、前記第２吸気通路と前記気筒との接続部に備えられた吸気バルブの開弁を停止する吸気バルブ制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項９】
前記パルスチャージ弁の故障を検出する故障検出手段と、
前記吸気バルブ制御手段は、前記パルスチャージ弁の故障が検出された場合に、前記吸気バルブの開弁の停止を禁止することを特徴とする請求項８に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
前記内燃機関には複数の気筒が備えられ、前記複数の気筒のそれぞれには、前記パルスチャージ弁が配置された第１吸気通路と、第２吸気通路と、が接続され、前記パルスチャージ弁の故障を検出する故障検出手段と、
故障が検出された前記パルスチャージ弁が、判定開度よりも小さい開度の閉弁側で固着故障しているか否かを判定する閉弁固着判定手段と、を更に備え、
前記パルスチャージ弁制御手段は、
前記パルスチャージ弁の故障が検出され、前記閉弁側で固着故障していると判定された場合に、故障が検出されていない前記パルスチャージ弁の全てを、閉弁するように制御し、
前記閉弁側で固着故障していることが認められない場合に、故障が検出されていない前記パルスチャージ弁の全てを、開弁するように制御することを特徴とする請求項８または９に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１１】
前記内燃機関には複数の気筒が備えられ、前記複数の気筒のそれぞれには、前記パルスチャージ弁が配置された第１吸気通路と、第２吸気通路と、が接続され、
前記パルスチャージ弁の故障を検出する故障検出手段と、
故障が検出された前記パルスチャージ弁の故障時の固着開度を検出する固着開度検出手段と、を更に備え、
前記パルスチャージ弁制御手段は、前記パルスチャージ弁の故障が検出された場合に、故障が検出されていない全ての前記パルスチャージ弁の開度を、前記固着開度に制御することを特徴とする請求項８または９に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１２】
前記内燃機関には複数の気筒が備えられ、前記複数の気筒のそれぞれには、前記パルスチャージ弁が配置された第１吸気通路と、第２吸気通路と、が接続され、前記複数の気筒の前記第１吸気通路と前記第２通路には、スロットルバルブを備える第３吸気通路に接続され、
前記パルスチャージ弁の故障を検出する故障検出手段と、
故障が検出されたパルスチャージ弁を備える前記気筒について、故障時のパルスチャージ弁の開度及び第２吸気通路の開口面積に応じて吸気等価開口面積を算出する吸気等価開口面積算出手段と、
前記パルスチャージ弁の故障が検出された場合に、前記スロットルバルブの開度を前記吸気等価開口面積より小さくなるように設定するスロットル開度制御手段と、
を、更に備えることを特徴とする請求項８から１１のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１３】
前記スロットル開度制御手段は、前記スロットルバルブの開度を、前記吸気等価開口面積の半分以下となるように設定することを特徴とする請求項１２に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は内燃機関及び内燃機関の制御装置に関する。更に具体的には、１の気筒に接続する２以上の吸気通路を備える内燃機関及びその吸気を制御する制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特開昭６１−１７８５１７号公報には内燃機関の吸気装置が開示されている。この装置において、各気筒の吸気ポートにはそれぞれ吸気制御弁が備えられている。吸気制御弁は、高速で吸気ポートを開閉する高速弁であり、吸気バルブ（吸気弁）が開弁してから閉弁するまでの間に全開し、吸気バルブが閉弁した後に全閉するように制御される。吸気バルブと吸気制御弁とがこのように制御された場合、吸気バルブが開弁してピストンが下降を開始しても吸気制御弁が閉弁されている間は気筒内に空気が流入せず、気筒内が負圧となる。従って、吸気制御弁の上流側の吸気ポートと気筒内とに大きな圧力差が生じる。この状態で吸気制御弁が開弁されると、圧力差により多量の空気が高速で気筒内に導かれることとなる。また、気筒内の圧力が上昇して大気圧となった後も、慣性力により空気は燃焼室内に流入し続ける。これにより上記従来技術によれば、機関回転数が少ないような場合であっても、高い充填効率で燃焼室内に空気を流入させることができるものとしている。
【０００３】
【特許文献１】特開昭６１−１７８５１７号公報
【特許文献２】特開２００４−２２５６７４号公報
【特許文献３】特開２００４−２９３４５４号公報
【特許文献４】特開２００２−２１３２６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術の装置において、１の気筒には１の吸気ポートが接続され、吸気ポートのそれぞれに吸気制御弁が配置されている。このため、吸気制御弁が開度が小さい状態で固着故障した場合には、その吸気制御弁を有する気筒の空気量が大幅に減少することとなる。その結果、この気筒においては燃料がオーバーリッチな状態となり燃焼不良を起こしたり、発生トルクが大幅に減少したりすることが考えられる。
【０００５】
これに対して、燃料リッチな状態やトルクの減少を抑えるため、各気筒への流入空気量が、吸気制御弁が固着故障した気筒の空気量と同一になるように制限することが考えられる。具体的には、例えば、スロットルバルブの開度を小さくし、吸気通路から流入する空気量自体を減少するように調整することにより、固着故障した気筒と他の気筒との間の吸入空気量の差を小さくすることができる。しかし、吸気制御弁の固着開度が小さい場合、吸入空気量の差を小さくしようとすると、全気筒で空気量が不足する。その結果、内燃機関の最低出力を確保することができず、吸気制御弁の故障時の退避走行が困難となることが考えられる。
【０００６】
この発明は、上記の課題を解決することを目的として、吸気ポートに配置された吸気制御弁のいずれかが開度の小さい状態で固着故障した場合にも、気筒内に導入される空気量を確保できるように改良した内燃機関及びその制御装置を提供することを目的とする。
また、この発明は、吸気制御弁が正常である場合であっても、高い充填効率で気筒に空気を導入しつつ、大きなスワールを発生させて燃焼の安定化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関であって、
気筒と、
前記気筒に接続する、少なくとも第１吸気通路と第２吸気通路とを含む複数の吸気通路と、
前記第１吸気通路に備えられ、前記内燃機関の燃焼の１サイクルごとに、前記第１吸気通路を開閉できる第１制御弁と、
前記第２吸気通路に備えられ、前記第２吸気通路を開閉する第２制御弁と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
第２の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
１の気筒に接続する少なくとも第１吸気通路と第２吸気通路とを含む２以上の吸気通路とを備える内燃機関を制御する内燃機関の制御装置において、
前記第１吸気通路に備えられた第１制御弁を、前記内燃機関の燃焼の１サイクルごとに開閉するように作動させる第１制御弁制御手段と、
前記第２吸気通路に備えられた第２制御弁の開閉を制御する第２制御弁制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
第３の発明は、第２の発明において、
前記第１制御弁を作動させる作動領域であるか否かを判定する第１作動領域判定手段を備え、
前記第１制御弁制御手段は、前記第１制御弁の作動領域であると判定された場合に、前記第１制御弁を作動させ、
前記第２制御弁制御手段は、前記第１制御弁が作動している間、前記第２制御弁を閉じるように制御することを特徴とする。
【００１０】
第４の発明は、第２または第３の発明において、
前記第１制御弁の故障を検出する故障検出手段を備え、
前記第２制御弁制御手段は、前記第１制御弁の故障が検出された場合に、前記第２制御弁を開くように制御することを特徴とする。
【００１１】
第５の発明は、第２から第４のいずれかの発明において、
前記内燃機関は複数の気筒を備え、前記複数の気筒のそれぞれには、第１制御弁が配置された第１吸気通路と第２制御弁が配置された第２吸気通路とが接続し、
前記第１制御弁の故障を検出する故障検出手段と、
故障が検出された前記第１制御弁が、判定開度よりも小さい開度の閉弁側で固着故障しているか否かを判定する閉弁固着判定手段と、を備え、
前記第１制御弁制御手段は、前記第１制御弁の故障が検出され、前記閉弁側で固着故障していると判定された場合に、故障が検出されていない前記第１制御弁の全てを、閉弁するように制御し、前記閉弁側で固着故障していると認められない場合に、故障が検出されていない前記第１制御弁の全てを、開弁するように制御することを特徴とする。
【００１２】
第６の発明は、第２から第４のいずれかの発明において、
前記内燃機関は複数の気筒を備え、前記複数の気筒のそれぞれには、第１制御弁が配置された第１吸気通路と第２制御弁が配置された第２吸気通路とが接続し、
前記第１制御弁の故障を検出する故障検出手段と、
前記第１制御弁の故障が検出された場合に、故障が検出された前記第１制御弁の故障時の固着開度を検出する固着開度検出手段と、を備え、
前記第１制御弁制御手段は、前記第１制御弁の故障が検出された場合に、故障が検出されていない全ての前記第１制御弁の開度を、前記固着開度に制御することを特徴とする。
【００１３】
第７の発明は、第２から第６のいずれかの発明において、
前記内燃機関は複数の気筒を備え、前記複数の気筒のそれぞれには、第１制御弁が配置された第１吸気通路と第２制御弁が配置された第２吸気通路とが接続し、前記複数の気筒の前記第１吸気通路と前記第２通路とは、スロットルバルブを備える第３吸気通路に接続し、
前記第１制御弁の故障を検出する故障検出手段と、
故障が検出された第１制御弁を備える前記気筒について、故障時の第１制御弁の開度及び第２制御弁の開度に応じて吸気等価開口面積を算出する吸気等価開口面積算出手段と、
前記第１制御弁の故障が検出された場合に、前記スロットルバルブの開度を前記吸気等価開口面積より小さくなるように制御するスロットル開度制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１４】
第８の発明は、第２から第６のいずれかの発明において、
前記スロットル開度制御手段は、前記スロットルバルブの開度を、前記吸気等価開口面積の半分以下となるように制御することを特徴とする。
【００１５】
第９の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
１の気筒に接続する、少なくとも第１吸気通路と第２吸気通路とを含む２以上の吸気通路を備える内燃機関を制御する内燃機関の制御装置において、
前記第１吸気通路に備えられた第１制御弁を、前記内燃機関の燃焼の１サイクルごとに開閉するように作動させる第１制御弁制御手段と、
前記第１制御弁が作動している間、前記第２吸気通路と前記気筒との接続部に備えられた吸気バルブの開弁を停止する吸気バルブ制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１６】
第１０の発明は、第９の発明において、
前記第１制御弁の故障を検出する故障検出手段と、
前記吸気バルブ制御手段は、前記第１制御弁の故障が検出された場合に、前記吸気バルブの開弁の停止を禁止することを特徴とする。
【００１７】
第１１の発明は、第９または第１０の発明において、
前記内燃機関は複数の気筒を備え、前記複数の気筒のそれぞれには、第１制御弁が配置された第１吸気通路と、第２吸気通路とが接続し、
前記第１制御弁の故障を検出する故障検出手段と、
故障が検出された前記第１制御弁が、判定開度よりも小さい開度の閉弁側で固着故障しているか否かを判定する閉弁固着判定手段と、を備え、
前記第１制御弁制御手段は、前記第１制御弁の故障が検出され、前記閉弁側で固着故障していると判定された場合に、故障が検出されていない前記第１制御弁の全てを、閉弁するように制御し、前記閉弁側で固着故障していることが認められない場合に、故障が検出されていない前記第１制御弁の全てを、開弁するように制御することを特徴とする。
【００１８】
第１２の発明は、第９または第１０の発明において、
前記内燃機関は複数の気筒を備え、前記複数の気筒のそれぞれには、第１制御弁が配置された第１吸気通路と、第２吸気通路とが接続し、
前記第１制御弁の故障を検出する故障検出手段と、
故障が検出された前記第１制御弁の故障時の固着開度を検出する固着開度検出手段と、を備え、
前記第１制御弁制御手段は、前記第１制御弁の故障が検出された場合に、故障が検出されていない全ての前記第１制御弁の開度を、前記固着開度に制御することを特徴とする。
【００１９】
第１３の発明は、第９から第１２のいずれかの発明において、
前記内燃機関は複数の気筒を備え、前記複数の気筒のそれぞれには、第１制御弁が配置された第１吸気通路と、第２吸気通路とが接続し、前記複数の気筒の前記第１吸気通路と前記第２通路とは、スロットルバルブを備える第３吸気通路に接続し、
前記第１制御弁の故障を検出する故障検出手段と、
故障が検出された第１制御弁を備える前記気筒について、故障時の第１制御弁の開度及び第２吸気通路の開口面積に応じて吸気等価開口面積を算出する吸気等価開口面積算出手段と、
前記第１制御弁の故障が検出された場合に、前記スロットルバルブの開度を前記吸気等価開口面積より小さくなるように設定するスロットル開度制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００２０】
第１４の発明は、前記スロットル開度制御手段は、前記スロットルバルブの開度を、前記吸気等価開口面積の半分以下となるように設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
第１の発明によれば、内燃機関の各気筒には、内燃機関の燃焼の１サイクルごとに開閉できる第１制御弁を有する第１吸気通路と、第２制御弁を有する第２吸気通路とが接続されている。この構造により、第１制御弁または第２制御弁のいずれかが固着故障した場合にも、故障していない制御弁の配置された吸気通路からの吸気を確保して、内燃機関の運転を継続することができる。
【００２２】
第２の発明によれば、内燃機関の制御装置には、第１吸気通路に備えられた第１制御弁を、内燃機関の燃焼の１サイクルごとに開閉するように作動させる第１制御弁制御手段と、第２吸気通路に備えられた第２制御弁の開閉を制御する第２制御弁制御手段とが備えられている。従って、その運転状態に応じて、各制御弁の開閉を制御することができ、運転状態に応じてスワールを強化して必要な空気を気筒内に導入することができる。また、いずれかの制御弁が故障した場合にも、故障していない制御弁を制御することにより吸気を確保して内燃機関の運転を継続することができる。
【００２３】
第３の発明によれば、第１制御弁の作動中は、第２制御弁が閉弁するように制御される。これにより、発生するスワール量を大幅に増大させることができ、内燃機関の燃焼の安定化を図ることができる。
【００２４】
第４の発明によれば、第１制御弁の故障が検出された場合には、第２制御弁が開弁するように制御される。これにより、第１制御弁が閉弁側で固着故障した場合にも、第２制御弁側からの吸気を確保することができ、内燃機関の運転を継続することができる。
【００２５】
第５または第１１の発明によれば、複数の気筒を有する場合に、いずれかの第１制御弁が閉弁側で固着故障している場合には、第１制御弁の全てが閉弁され、開弁側で固着故障している場合には、第１制御弁の全てが開弁される。これにより、第１制御弁が固着故障した気筒と他の気筒との間で発生するトルクのばらつきを抑えることができる。
【００２６】
第６または第１２の発明によれば、複数の気筒を有する場合に、いずれかの第１制御弁が故障している場合には、全ての第１制御弁の開度が、その故障した第１制御弁の固着開度に制御される。これにより、第１制御弁が固着故障した気筒と他の気筒との間で発生するトルクのばらつきを抑えることができる。
【００２７】
第７〜第８及び第１３〜第１４のいずれかの発明によれば、第１制御弁が故障した場合に、故障した第１制御弁を有する気筒の吸気等価開口面積よりも、スロットルバルブの開度が小さくなるように制御される。これにより、故障した第１制御弁を有する気筒と、他の気筒とに流入する空気量の差を小さくすることができ、気筒間のトルクのばらつきを抑えることができる。
【００２８】
第９の発明によれば、内燃機関の制御装置には、第１吸気通路に備えられた第１制御弁を、内燃機関の燃焼の１サイクルごとに開閉するように作動させる第１制御弁制御手段と、第２吸気通路に備えられた吸気バルブの開弁を停止する吸気バルブ制御手段とが備えられている。従って、その第１制御弁の作動状態に応じて、吸気バルブの開弁を停止することができ、発生するスワールを強化することができる。
【００２９】
第１０の発明によれば、第１制御弁の故障が検出された場合には、吸気バルブの開弁の停止が禁止される。これにより、第１制御弁が閉弁側で固着故障した場合にも、第２吸気通路側からの吸気を確保することができ、内燃機関の運転を継続することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付してその説明を簡略化ないし省略する。
【００３１】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１におけるシステム構成を説明するための模式図である。また、図２は内燃機関の１つの気筒の上部を模式的に表した図である。図１に示すシステムは内燃機関２を備えている。内燃機関２は気筒４を備えている。図１においては１つの気筒４の断面のみを表しているが、実際には内燃機関２は複数の気筒４を備えている。気筒４内部にはピストン６が配置されている。ピストン６は、コンロッド８を介してクランクシャフト（図示せず）に接続されている。クランクシャフトの近傍には、内燃機関２の機関回転数に応じた出力を発する回転数センサ１０が配置されている。
【００３２】
気筒４内のピストン６上部には燃焼室１２が設けられている。燃焼室１２の天井部には、後述するように、２つの吸気ポート１４ａ、１４ｂ及び２つの排気ポート１６ａ、１６ｂが連通している。吸気ポート１４ａ、１４ｂと燃焼室１２との接続部には、それぞれ吸気バルブ１８ａ、１８ｂが備えられている。また、排気ポート１６ａ、１６ｂと燃焼室１２との接続部には、それぞれ排気バルブ２０ａ、２０ｂが備えられている。内燃機関２は、吸気バルブ１８ａ、１８ｂをそれぞれ駆動する吸気カム２２と、排気バルブ２０ａ、２０ｂをそれぞれ駆動する排気カム２４とを備えている。吸気カム２２及び排気カム２４は、それぞれ、カムシャフト等を介して、図示しないＶＶＴ機構(Variable Valve Timing Mechanism)に連結されている。ＶＶＴ機構は、吸気カム２２又は排気カム２４を介して、各吸気バルブ１８ａ、１８ｂ又は排気バルブ２０ａ、２０ｂの作用角及びリフト量を変化させ得るものとする。ＶＶＴ機構は特に新規なものではないため、ここではその詳細な説明は省略する。
【００３３】
図２に示すように、各気筒４の吸気ポート１４ａ（第１吸気通路）には、パルスチャージ弁２６（第１制御弁）が備えられ、吸気ポート１４ｂ（第２吸気通路）にはスワールコントロール弁（以下「ＳＣ弁」とする）２８（第２制御弁）が備えられている。パルスチャージ弁２６は、モータ３０に接続されて回転することにより吸気ポート１４ａを高速で開閉することができる高速弁である。パルスチャージ弁２６は作動中、燃焼の１サイクルごとに、後述するタイミングで吸気ポート１４ａを開閉するように制御される。ＳＣ弁２８は、吸気ポート１４ｂに配置され、電子制御により吸気ポート１４ｂを開閉することができる。但し、ＳＣ弁２８は、パルスチャージ弁２６のようにモータにより高速で１サイクルごとに開閉されるものではなく、その開度を指示する信号に応じて開度が設定され、吸気ポート１４ｂに流入する空気量を調整するものである。
【００３４】
図１を参照して、各気筒４の吸気ポート１４ａ、１４ｂは、上流側で集合して共通の吸気通路３２（第３吸気通路）に接続されている。吸気通路３２には電子制御式のスロットルバルブ３４が設けられている。スロットルバルブ３４はその開度を変更することにより、吸気通路３２内に流入する空気量を調整する。スロットルバルブ３４の開度は、アクチュエータ（図示せず）を介して、アクセル操作などによる加減速要求等に基づいて電気的に制御される。すなわち、アクセル開度に基づかずにスロットル開度を制御することができる。スロットルバルブ３４の上流において吸気通路３２には、エアフロメータ３６が配置されている。エアフロメータ３６は、吸気通路３２内に流入する空気流量に応じた出力を発する。一方、各気筒４の排気ポート１６ａ、１６ｂは、下流側で集合して共通の排気通路３８に接続されている。
【００３５】
内燃機関２は、制御装置（ＥＣＵ;Electronic Control Unit）４０を備えている。制御装置４０は、回転数センサ１０、エアフロメータ３６等の各種センサから、内燃機関２の制御に必要な情報を取得する。また、取得した情報に基づいて、クランクシャフト、ＶＶＴ機構、パルスチャージ弁２６、ＳＣ弁２８、スロットルバルブ３４等を制御する。
【００３６】
実施の形態１のシステムは、制御装置４０の制御信号により、パルスチャージ弁２６作動及びＳＣ弁２８の開閉を制御する。すなわち、実施の形態１のシステムは、その運転状態に応じて、パルスチャージ弁２６又はＳＣ弁２８のいずれか一方全開とし、他方を全閉とした「片弁閉」、パルスチャージ弁２６を作動させＳＣ弁２８を閉弁した「パルスチャージ弁＋片弁閉」、パルスチャージ弁２６及びＳＣ弁２８を共に全開とした「両弁全開」のいずれかの状態を選択して、制御する。
【００３７】
図３は、ある吸気量におけるＳＣ弁２８とパルスチャージ弁２６の制御状態と、発生するスワール量との関係を説明するためのグラフである。図３において縦軸はスワール量を表している。また、図３において、点線で「パルスチャージ弁のみ」とした棒グラフは、比較のため従来技術のように１気筒に１の吸気ポートのみが接続され、この吸気ポートにパルスチャージ弁が設置され、パルスチャージ弁が作動された場合のスワール量を表したものである。一方、実線で表す棒グラフは、それぞれ、上記の両弁全開、片弁閉、パルスチャージ弁＋片弁閉の状態に、各弁を制御した場合のスワール量を表している。
【００３８】
図３に示すように、両弁全開とした場合のスワール量は小さい。片弁閉の状態では、パルスチャージ弁２６あるいはＳＣ弁２８の一方を閉弁される。これにより、気筒４内に流入させる空気が、吸気ポート１４ａ、１４ｂのいずれか一方の吸気ポート側に集中し、ポート内の空気流速を上げることができる。ここで、スワール量は空気の流速の２乗に比例する。従って、片弁閉とすることにより、両弁全開の場合に比べて発生するスワール量をある程度大きくすることができる。スワール量は大きくなる。また、パルスチャージ弁＋片弁閉の状態とすることにより、更に発生するスワール量は大きくなる。
【００３９】
パルスチャージ弁＋片弁閉の状態において、パルスチャージ弁２６は以下のように制御される。図４は、パルスチャージ弁２６作動時におけるパルスチャージ弁２６と吸気バルブ１８ａとの開閉タイミングを説明するためのグラフである。図４において、横軸はクランク角、縦軸は吸気バルブ１８ａのリフト量あるいはパルスチャージ弁２６の開度を表している。パルスチャージ弁２６は、その作動中モータ３０により回転し、燃焼の１サイクルごとに１度開閉する。具体的に、図４に示すように、吸気バルブ１８ａは吸気のＴＤＣ（Top Dead Center；上死点）より少し前に開弁し、ＢＤＣ（Bottom Dead Center；下死点）付近で閉弁する。一方、パルスチャージ弁２６は、吸気バルブ１８ａが開弁した後しばらくの間閉じた状態にあり、吸気バルブ１８ａが閉弁する少し前に開弁する。パルスチャージ弁２６は、吸気バルブ１８ａが閉弁した後再び吸気バルブ１８ａが開弁する前のいずれかのタイミングで閉弁する。
【００４０】
このように制御することにより、吸気バルブ１８ａ開弁した後ピストン６がＴＤＣから下降を開始しても、パルスチャージ弁２６が閉鎖した状態においては、気筒４内に空気が流入しない。このため気筒４内の負圧が次第に大きくなり、その結果パルスチャージ弁２６上流側の吸気ポート１４ａ内と気筒４内との圧力差が大きくなる。この状態でパルスチャージ弁２６が開弁すると、圧力差により、大量に高速の空気が気筒４内に流入する。気筒４内に空気が充填されるに連れて気筒４内が次第に大気圧に近づいても、吸気バルブ１８ａが開弁している間は慣性力により空気の流入は続けられる。従って、より高い充填率で吸気を行うことができる。
【００４１】
また、パルスチャージ弁２６の作動中にはＳＣ弁２８を閉弁する。従って、パルスチャージ弁２６の作動中に流入する空気は、吸気ポート１４ａ側に集中する。その結果、気筒４内に流入する空気の流速を、更に高速にすることができる。ここで、気筒４内に発生するスワール量は空気の流速の２乗に比例する。従って、気筒４内に発生するスワール量は、パルスチャージ弁＋片弁閉の状態とすることにより、大幅に向上する。
【００４２】
また、ＳＣ弁２８を閉弁してパルスチャージ弁２６を作動することにより、パルスチャージ弁２６が開弁すると、一気に空気が気筒４内に流れ込み、気筒４内の残留ガスが一旦ＳＣ弁２８側の吸気ポート１４ｂに押し出される。このため、残留ガスが筒内の局所的な部分に滞留するのを防止することができる。これにより燃焼の安定化を図ることができる。
【００４３】
更に、このシステムは各吸気ポート１４ａ、１４ｂにそれぞれＳＣ弁２８とパルスチャージ弁２６とを設けた構造とされ、パルスチャージ弁２６が吸気バルブ１８ａの近くに設置されている。これにより、負圧発生時のデットボリュームの減少化が図られる。その結果、発生する負圧をより大きくし、あるいはポンピングロスを小さくすることができる。
【００４４】
図５は、パルスチャージ弁２６とＳＣ弁２８の作動領域を説明するためのグラフである。図５において、縦軸はトルク（Ｔｒ）を表し、横軸は機関回転数（Ｎｅ）を表している。パルスチャージ弁２６は機関回転数に応じてモータ３０の回転により開閉するものであるため、機関回転数が大きくなった場合には正確な作動が困難となる。一方、機関回転数が大きく、発生トルクが大きな場合には、吸入空気量は大きくなっている。従って、機関回転数が大きな場合には、パルスチャージ弁２６を作動させなくても、必要なスワールを確保しつつ多量の空気を導入することができる。このため、実施の形態１においてはパルスチャージ弁２６の効果的な作動の観点から、図５に示すように、機関回転数がある程度小さい領域を作動領域とし、この作動領域においてパルスチャージ弁２６を作動させることとする。なおパルスチャージ弁２６は、作動領域以外においては全開とされる。
【００４５】
一方、ＳＣ弁２８は、パルスチャージ弁２６が正常に作動している領域では、全閉にされる。これにより、上記のようにパルスチャージ弁＋片弁閉の状態となり、発生するスワールをより大きくすることができる。また、パルスチャージ弁２６が全開している作動領域外の領域であってもトルクがある程度小さい領域では、ＳＣ弁２８は全閉とする。その結果、パルスチャージ弁２６の作動領域外のトルクが小さい領域においては、上記の片弁閉の状態となり、パルスチャージ弁２６側の吸気ポート１４ａのみから空気が導入される。従って、上記のようにある程度高速で空気を気筒４内に流入させることができ、ある程度のスワールを確保することができる。
【００４６】
次にパルスチャージ弁２６が作動中に固着故障した場合の制御について説明する。まず、いずれかの気筒４のパルスチャージ弁２６が故障し、所定の判定開度以下の閉弁側で固着している場合、その他の全ての気筒４のパルスチャージ弁２６を全閉にした状態で停止させる。また全ての気筒４のＳＣ弁２８は全開とする。これにより、各気筒内４に導入される空気量の均一化を図ることができ、各気筒４の発生トルクのばらつきを抑えることができる。このとき、各気筒４において吸気ポート１４ｂのみが開放された片弁閉の状態となっている。従って、ある程度のスワール量を確保しつつ、気筒４内に必要な量の空気を充填することができる。従って、実施の形態１のシステムによれば、パルスチャージ弁２６が閉弁側で固着故障した場合にも、各気筒４内の燃焼の安定化を図り、安定した退避走行を可能とすることができる。
【００４７】
一方、ある気筒４のパルスチャージ弁２６が判定開度より大きい開弁側で固着故障した場合、他の全ての気筒４のパルスチャージ弁２６を全開として停止させる。これにより、各気筒４内に導入される空気量を均一にすることができる。また、全ての気筒４のＳＣ弁２８は通常通りの制御を行う。すなわち、ＳＣ弁２８は、機関回転数が低い領域あるいは低トルクの領域では閉弁され、一方、機関回転数あるいはトルクがある程度高くなる領域では、ＳＣ弁２８は開弁とされる（図５）。これにより、低トルク、低回転数の領域においても、片弁閉の状態とすることができ、ある程度のスワールを発生させることができる（図３）。従って、ある気筒４のパルスチャージ弁２６が開弁側で固着した場合にも、各気筒４内で発生するトルクを均一にすることでき、またトルクが低い状態においては、スワールを発生させて燃焼の安定化を図り、安定した退避走行を行うことができる。
【００４８】
図６は、この発明の実施の形態１においてシステムが実行する制御の具体的なルーチンについて説明するためのフローチャートである。図６に示すルーチンにおいて、まず、パルスチャージ弁２６の開度が検出される（ステップＳ１００）。パルスチャージ弁２６の開度は、パルスチャージ弁２６ごとに設けられた開度センサ（図示せず）の出力に従って求められる。次に、パルスチャージ弁２６に異常が認められるか否かが判定される（ステップＳ１０２）。パルスチャージ弁２６が異常か否かは、パルスチャージ弁２６の現在の開度と、指示開度との間の差が判定値より大きくなっているか否かに基づいて判定される。
【００４９】
ステップＳ１０２において、指示開度と現在の開度との差が、判定値より大きいことが認められない場合、パルスチャージ弁２６には異常がないものと判定される。この場合、次に、パルスチャージ弁２６の作動領域であるか否かが判定される（ステップＳ１０４）。上記したようにパルスチャージ弁２６は、機関回転数が一定以下の場合に作動するように制御される。具体的には、現在の機関回転数に基づいて、その回転数が判定値以下であるか否かにより、パルスチャージ弁２６の作動領域であるか否かが判定される。
【００５０】
ステップＳ１０４においてパルスチャージ弁２６の作動領域であることが認められない場合、パルスチャージ弁２６は全開で停止される（ステップＳ１０６）。次に、ＳＣ弁２８の閉弁領域であるか否かが判定される（ステップＳ１０８）。ＳＣ弁２８の閉弁領域であるか否かは、トルクと機関回転数に従って判定される。その結果、ＳＣ弁２８の閉弁領域であることが認められた場合、ＳＣ弁２８が閉弁される（ステップＳ１１０）。これにより、吸気ポート１４ａ側のみが開かれた状態となるため、流入する空気を吸気ポート１４ａ側に集中させることができる。従って、機関回転数やトルクが小さい場合にも気筒４内に発生するスワール量を大きくすることができる。一方、ＳＣ弁２８の閉弁領域であることが認められない場合には、ＳＣ弁は開弁される（ステップＳ１１２）。この場合、吸気ポート１４ａ、１４ｂが共に開かれた状態となるが、導入される空気量が大きいためスワール量を十分に確保して気筒４内に必要な空気を導入することができる。その後、一旦、この処理を終了する。
【００５１】
一方、ステップＳ１０４においてパルスチャージ弁２６の作動領域であることが認められると、次に、パルスチャージ弁２６が作動するよう制御される（ステップＳ１１４）。パルスチャージ弁２６は、モータ３０に制御信号４０から制御信号が送られて、モータ３０が回転することにより作動する。次にＳＣ弁２８を閉弁される（ステップＳ１１６）。これにより、吸気ポート１４ｂ側は閉じられ、パルスチャージ弁＋片弁閉の状態とすることができる。すなわち、気筒４内に導入される空気を吸気ポート１４ａ側に集中させることができると共に、パルスチャージ弁２６の作動により発生する気筒４内の負圧により、更に空気の流速を早めた状態で気筒４内に空気を導入することができる。従って、機関回転数が少ない場合にも、大きなスワールを発生させて気筒４内に空気を導入することができる。その後、一旦この処理を終了する。
【００５２】
一方、ステップＳ１０２において、パルスチャージ弁２６の異常が認められた場合、次にパルスチャージ弁２６が全開にされる（ステップＳ１１８）。次に、ＳＣ弁２８が全開にされる（ステップＳ１２０）。次に、パルスチャージ弁２６が閉弁側で固着しているか否かが判定される（ステップＳ１２２）。ここでは、パルスチャージ弁２６を全開にしてから一定サイクル経過した後も、パルスチャージ弁２６が全開とならず、判定開度以下で固着しているか否かが判定される。ステップＳ１２２において、いずれかのパルスチャージ弁２６開度≦判定開度であることが認められた場合には、閉弁側で固着したものと認められる。従って、次に、他のパルスチャージ弁２６が全閉とされる（ステップＳ１２４）。これにより、各気筒４内に流入する空気量を均一にすることができる。次に、各気筒４のＳＣ弁２８が全開とされる（ステップＳ１２６）。これにより、吸気通路３２から供給される空気は、吸気ポート１４ｂ側に集中して流入し、各気筒４へ流入する。従って、パルスチャージ弁２６が固着した場合にも、片弁閉の状態にしてスワールを確保した状態で各気筒４へ十分に空気を供給することができる。
【００５３】
一方、ステップＳ１２４において、パルスチャージ弁２６の開度≦判定開度の成立が認められない場合、パルスチャージ弁２６は判定開度より大きい開度の開弁側で固着しているものと推定される。従って、次に、内燃機関２の全気筒４のパルスチャージ弁２６が全開とされる（ステップＳ１２８）。これによって、各気筒４内に流入する空気量にばらつきが発生するのを抑えることができる。次にＳＣ弁２８の閉弁領域であるか否かが判定される（ステップＳ１３０）。ここでは機関回転数とトルクとに従って、ＳＣ弁２８の閉弁領域であるか否かが判定される。ＳＣ弁２８の閉弁領域にあると認められた場合には、ＳＣ弁２８が閉じられる（ステップＳ１３２）。これにより、吸気ポート１４ａ側は開かれ、吸気ポート１４ｂ側は閉じられた「片弁閉」の状態となる。従って回転数やトルクが小さい場合にも大きなスワールを発生させつつ、必要な量の空気を気筒４内に導入することができる。一方、ステップＳ１３４においてＳＣ弁２８の閉弁領域にあると認められない場合には、ＳＣ弁２８は全開にされる（ステップＳ１２６）。その後、一旦この処理を終了する。
【００５４】
以上説明したように、実施の形態１においては、２つの吸気ポート１４ａ、１４ｂのそれぞれに、パルスチャージ弁２６とＳＣ弁２８とを設ける。これにより、パルスチャージ弁２６を作動させてＳＣ弁２８を閉じることにより、パルスチャージ弁２６によるより高い充填効率で空気を導入しつつ、より大きなスワールを発生させて燃焼の安定化を図ることができる。また、パルスチャージ弁２６が故障した場合にも必要な空気量を確保し、スワールを確保して退避走行を可能とすることができる。
【００５５】
図７は、この発明の実施の形態１においてシステムが実行する制御のルーチンの他の例を説明するためのフローチャートである。図７に示すルーチンは、図６のルーチンのステップＳ１２２〜Ｓ１２４に代えて、ステップＳ１５０〜Ｓ１５４を実行する点を除き、図６のルーチンと同じものである。すなわち、図７のルーチンでは、ステップＳ１０２においてパルスチャージ弁２６の異常が認められた後、パルスチャージ弁２６、ＳＣ弁２８が全開にされる。次に、パルスチャージ弁２６が閉弁側で固着しているか否か判定される（ステップＳ１５０）。ここでは、パルスチャージ弁２６に全開の制御信号が送られてから一定時間経過した後、パルスチャージ弁２６が全開となっていないかどうかに基づいて判定される。ここでパルスチャージ弁２６が全開であると認められた場合には、ステップＳ１２８〜Ｓ１３２及びＳ１２６に従って、パルスチャージ弁２６及びＳＣ弁２８の制御を行う。
【００５６】
一方、Ｓ１５０において、パルスチャージ弁２６が閉弁側で固着していることが認められた場合、次に、最小開度が求められる（ステップＳ１５２）。ここでは、各パルスチャージ弁２６に備えられた開度センサ（図示せず）により各パルスチャージ弁２６の開度が検出され、固着故障したパルスチャージ弁２６の開度が最小開度として求められる。次に、全開している（故障していない）他のパルスチャージ弁２６の開度が、求められた最小開度に設定される（ステップＳ１５４）。これにより、気筒４内に導入される空気量をより均一にさせることができる。その後、ＳＣ弁２８が全開にされる（ステップＳ１２６）。その後、この処理を一旦終了する。
【００５７】
このように実施の形態１においては、パルスチャージ弁２６の開度を、全開、全閉のいずれかとする場合に限らず、全てのパルスチャージ弁２６の開度を、固着故障したパルスチャージ弁２６の開度と同一にすることができる。これにより、気筒４内に導入される空気量をより均一にすることができ、気筒４ごとの発生トルクの変動を抑えることができる。
【００５８】
なお、実施の形態１においては、故障していないパルスチャージ弁２６の開度を故障したパルスチャージ弁２６の開度に従って調整する場合について説明した。しかし、この発明はこれに限るものではなく、パルスチャージ弁２６の故障が検出された場合に、直ちにＳＣ弁２８を全開するように制御するものであってもよい。このようにすることによりパルスチャージ弁２６が閉弁側で固着故障した場合にも、ある程度の空気を気筒４内に導入することができ、パルスチャージ弁２６の固着故障時の退避走行を可能とすることができる。また、実施の形態１においては、全パルスチャージ弁２６の開度を調整した後、パルスチャージ弁２６が閉弁側で固着した場合には、ＳＣ弁２８は全開とする場合について説明した。しかし、この発明はこれに限るものではなく、パルスチャージ弁２６の開度に応じてＳＣ弁２８を閉弁又は開弁するように制御するものであってもよい。
【００５９】
また実施の形態１においては、各気筒４に２つの吸気ポート１４ａ、１４ｂを備え、そのそれぞれにパルスチャージ弁２６とＳＣ弁２８とを備える場合について説明した。しかし、この発明において内燃機関２の構成はこれに限るものではない。この発明においては１の気筒に複数の吸気ポートが接続され、その吸気ポートのうち少なくともいずれか１の吸気ポートに高速で開閉する高速弁が設けられているものであればよい。
【００６０】
なお、例えば、実施の形態１においてステップＳ１０４を実行することにより、この発明の「第１作動領域判定手段」が実現し、ステップＳ１０２を実行することにより「故障検出手段」が実現し、ステップＳ１２２を実行することにより「閉弁固着判定手段」が実現し、ステップＳ１５２を実行することにより「固着開度検出手段」が実現し、ステップＳ１１４、又はステップＳ１２４若しくはＳ１２６、又はステップＳ１２８若しくはＳ１５４を実行することにより、この発明の「第１制御弁制御手段」が実現し、ステップＳ１１６、又はステップＳ１１０若しくはステップＳ１１２、又はステップＳ１２６若しくはステップＳ１３２を実行することにより、この発明の「第２制御弁制御手段」が実現する。
【００６１】
実施の形態２．
実施の形態２のシステムは、ＳＣ弁２８を有しない点を除き、実施の形態１のシステムと同様の構成を有する。すなわち、実施の形態２のシステムにおいても各気筒４には２つの吸気ポート１４ａ、１４ｂが接続され、一方の吸気ポート１４ａにはパルスチャージ弁２６が設置されている。しかし、吸気ポート１４ｂにはＳＣ弁２８が配置されておらず、また、この吸気ポート１４ｂには、他の種類の弁も配置されていない。また実施の形態２のシステムにおいて、特に制御装置４０は、ＶＶＴ機構を介して各吸気バルブ１８ａ、１８ｂの開閉をそれぞれ別個に制御できる。このようなＶＶＴ機構はすでに公知のものであるので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００６２】
実施の形態２のシステムは、実施の形態１と同様の制御を、パルスチャージ弁２６と吸気バルブ１８ｂとを制御することにより実現する。すなわち、パルスチャージ弁２６が正常に作動している場合、その作動中は吸気バルブ１８ｂを閉じた状態とし、吸気バルブ１８ｂの開閉制御を停止する。つまり、パルスチャージ弁２６が設置されている側の吸気バルブ１８ａは、ＴＤＣより少し前で開弁しＢＤＣ付近で閉弁するように、通常通りに制御される（図４）。一方、パルスチャージ弁２６が設けられていない吸気ポート１４ｂ側の吸気バルブ１８ｂは開閉制御されず閉じたままの状態となる。これにより、パルスチャージ弁２６が正常に作動している間、上記のパルスチャージ弁＋片弁閉の状態と同様の状態とすることができる。実施の形態１において説明したように、この状態においては、大きなスワールを発生させて、気筒４内に空気を導入することができる。従って、燃焼の安定化を図ることができる。なお、パルスチャージ弁２６の作動領域以外の領域では、パルスチャージ弁２６は全開にされ、吸気バルブ１８ｂの開閉停止は禁止されて、吸気バルブ１８ａ、１８ｂ共に通常のタイミングで開閉される。
【００６３】
また、パルスチャージ弁２６が固着故障した場合、吸気バルブ１８ｂの開閉制御の停止が禁止される。すなわち、吸気ポート１４ａ、１４ｂのいずれのポート側においても、吸気バルブ１８ａ、１８ｂは、ＴＤＣの少し前で開弁しＢＤＣ付近で閉弁するように制御される。これにより、パルスチャージ弁２６が固着故障した場合には、閉弁側で固着していても吸気ポート１４ｂ側からの吸気が可能となるため、固着故障時の退避走行を可能にすることができる。
【００６４】
またパルスチャージ弁２６は実施の形態１と同様に、固着故障したパルスチャージ弁２６が閉弁側で固着している場合には、全パルスチャージ弁２６を閉弁とする。その結果、この状態では、少なくとも「片弁閉じ」の状態が確保され、ある程度スワール量を確保して内燃機関２の運転を行うことができる。また、パルスチャージ弁２６が開弁側で固着故障している場合には、全パルスチャージ弁２６を全開とする。これにより少なくとも各気筒４の吸気量を均一にした状態で、退避走行可能な空気量を確保することができる。
【００６５】
図８は、この発明の実施の形態２においてシステムが実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。図８に示すフローチャートは、図６のフローチャートのステップＳ１０８に代えてステップＳ２００を実行し、ステップＳ１１６に代えてステップＳ２０２を実行し、ステップＳ１２０に代えてステップＳ２０４を実行する点、ステップＳ１１０〜Ｓ１１２、Ｓ１２６、Ｓ１３０〜Ｓ１３２を実行しない点を除き、図６のフローチャートと同じものである。
【００６６】
具体的に、ステップＳ１０２においてパルスチャージ弁２６の異常が認められず、かつステップＳ１０４においてパルスチャージ弁２６の作動領域であることが認められない場合には、パルスチャージ弁２６を全開にして（ステップＳ１０６）、更に、吸気バルブ１８ｂの開閉制御停止を禁止する（ステップＳ２００）。これにより吸気ポート１４ａ、１４ｂは共に開いた状態で、吸気バルブ１８ｂは通常通りに開閉制御される。その後一旦この処理が終了する。
【００６７】
ステップＳ１０４においてパルスチャージ弁２６の作動領域であることが認められた場合、パルスチャージ弁２６が作動され（ステップＳ１１４）、吸気バルブ１８ｂを閉弁した状態で開閉制御が停止される（ステップＳ２０２）。その後一旦この処理が終了する。これにより、吸気ポート１４ｂは閉鎖された状態となり、パルスチャージ弁２６が設置された吸気ポート１４ａ側のみが開いた状態となる。従って、パルスチャージ弁＋片弁閉と同様の状態とすることができ、大きなスワールを発生させて、気筒４内に吸気することができる。従って燃焼の安定化を図ることができる。
【００６８】
一方、ステップＳ１０２において、パルスチャージ弁２６の異常が認められた場合、パルスチャージ弁２６を全開すると共に、吸気バルブ１８ｂの開閉制御停止を禁止する（ステップＳ２０４）。すなわち、吸気バルブ１８ｂは通常通りに開弁制御される。これにより、たとえパルスチャージ弁２６が閉弁側で固着している場合にも、各気筒４への吸気を確保することができる。その後、ステップＳ１２２においてパルスチャージ弁が閉弁側で固着故障していると判定された場合には、他の全パルスチャージ弁２６が閉弁され（ステップＳ１２４）、一旦この処理が終了する。一方、パルスチャージ弁が開弁側で固着故障していると判定された場合には、他のパルスチャージ弁２６が全開にされ（ステップＳ１２８）、一旦この処理が終了する。
【００６９】
以上説明したように、実施の形態２においては、パルスチャージ弁２６が設けられた吸気ポート１４ａ以外の吸気ポート１４ｂには、ＳＣ弁や他の弁を設けず、吸気バルブ１８ｂの制御を行う。具体的に、パルスチャージ弁２６の作動中、吸気ポート１４ｂを閉じることにより、大きなスワールを発生させることができ、燃焼の安定化を図ることができる。また、パルスチャージ弁２６の故障が認められた場合には、通常通りの吸気バルブ１８ｂを制御する。これにより、パルスチャージ弁２６が固着故障した場合にも各気筒４において吸気を確保することができる。
【００７０】
なお、実施の形態２においては、図６の制御と同様に、パルスチャージ弁２６が故障した場合には、その他のパルスチャージ弁２６は、固着開度に応じて全閉または全開となるように制御する場合について説明した。しかし、この発明においてはこれに限るものではなく、図７に示すように、固着開度を求めて、その他のパルスチャージ弁２６は求められた固着開度に固定するようにしてもよい。
【００７１】
また、実施の形態２においては、パルスチャージ弁２６の作動中に限り、吸気バルブ１８ｂの開閉制御を停止して吸気ポート１４ｂを閉じる場合について説明した。しかし、この発明において、吸気バルブ１８ｂの制御はこれに限るものではない。例えば、図６や図７のルーチンにおいて、ＳＣ弁２８を全閉に制御するステップＳ１１０、Ｓ１３２の場合には、吸気バルブ１８ｂの開閉制御を停止して吸気ポート１４ｂを閉じるようにし、一方、ＳＣ弁２８を全開にするステップＳ１１２、Ｓ１１６、Ｓ１３４の場合に、吸気バルブ１８ｂの開閉制御停止を禁止して、通常通りに吸気行程において開閉するように制御するものであってもよい。これにより、吸気ポート１４ａ側のみが全開となるときには、吸気ポート１４ｂ側が全閉となる「片弁閉」の状態とすることができ、ある程度のスワールを確保することができる。また空気量が大きく、片弁閉を行わなくてもスワールを確保できる場合には、通常どおりに吸気バルブ１８ｂを制御することができる。
【００７２】
なお、例えば、実施の形態２において、ステップＳ２００又はステップＳ２０２又はステップＳ２０４を実行することにより、この発明の「吸気バルブ制御手段」が実現する。
【００７３】
実施の形態３．
実施の形態３のシステムは実施の形態１のシステムと同様の構成を有する。但し、特に実施の形態３のシステムにおいては、制御装置４０はスロットルバルブ３０の開度（以下「スロットル開度」とする）を、パルスチャージ弁２６の固着故障の場合に制御することができる。
【００７４】
図９は、スロットルバルブ３４の開口面積と、パルスチャージ弁１６ａが故障した気筒４と故障していない気筒４間の空気の流量差を説明するためのグラフである。図９において横軸はスロットルバルブ３４の吸気等価開口面積を表し、縦軸は流量差を表している。また、故障していないパルスチャージ弁２６の吸気等価開口面積は100、故障した気筒のパルスチャージ弁２６の吸気等価開口面積は40の場合を表している。図９に示すように、パルスチャージ弁２６が固着故障した気筒４と故障していない気筒４との間の空気の流量差は、スロットルバルブ３４の開口面積が小さくなるに連れて、小さくなっている。特に、スロットルバルブ３４の開口面積を固着故障した気筒４の吸気等価開口面積（ここでは40）の半分以下の開口面積（ここでは20）とする場合、その流量差は大幅に小さくなっている。
【００７５】
従って、実施の形態３においては、パルスチャージ弁２６が故障してＳＣ弁２８を全開とする際、同時に、スロットルバルブ３４の開口面積が故障した気筒４の吸気等価開口面積の半分以下となるようにする。なお、吸気等価開口面積は、吸気ポート１４ａ側の吸気バルブ１８ａの開口面積をA1、固着したパルスチャージ弁２６の開口面積をA2、吸気ポート１４ｂの開口面積をBとすると、次式（１）に従って求めることができる。
【数１】
0004677920.tif 000002
【００７６】
図１０は、この発明の実施の形態３においてシステムが実行する制御のルーチンを説明するためのフローチャートである。図１０に示すルーチンは、図７に示すルーチンのステップＳ１５４の後に、ステップＳ３００、Ｓ３０２を実行する点を除き、図７のルーチンと同じものである。具体的に、パルスチャージ弁２６が閉弁側の固着故障が認められ（ステップＳ１５０）、固着開度が検出されて（ステップＳ１５２）、全パルスチャージ弁２６が固着開度に設定され（ステップＳ１５４）、ＳＣ弁２８が全開とされた後（ステップＳ１２６）、固着故障時におけるスロットル開度が算出される（ステップＳ３００）。スロットル開度の算出においては、まず、上記（１）に従って吸気等価開口面積が求められる。次に、吸気等価開口面積の１/２の値にスロットルバルブ３４の開口面積が設定され、これに応じてスロットル開度が求められる。次に、算出されたスロットル開度にスロットルバルブ３４の開度を制御する（ステップＳ３０２）。スロットル開度は制御装置４０からの制御信号により制御される。その後、ＳＣ弁２８が全開になるように設定された後（ステップＳ１２６）、この処理を終了する。
【００７７】
以上説明したように、実施の形態３においては、パルスチャージ弁２６が固着故障した場合に、スロットルバルブ３４の開口面積を、最小吸気等価開口面積の半分に設定する。これにより、パルスチャージ弁２６が固着故障した気筒４と故障していない気筒４との間の空気流量の差を小さく抑えることができ、発生トルクの気筒間のばらつきを抑えることができる。
【００７８】
実施の形態３においては、図７の制御にスロットル開度の制御を組み合わせる場合について説明した。しかし、この発明はこれに限るものではなく、例えば図６に示す制御において、閉弁側での固着故障が検出された場合に、ステップＳ３００、Ｓ３０２と同様にスロットル開度を制御するようにしてもよい。また、実施の形態２に説明したようにＳＣ弁２８が設けられていないような場合にも、実施の形態３のスロットル開度の制御を組み合わせることができる。具体的には、例えば図８において、パルスチャージ弁２６の閉弁側での固着故障が認められた場合に（ステップＳ１２２）、パルスチャージ弁２８の開度制御を行った後（ステップＳ１２４）、その最小吸気等価開口面積に応じてスロットル開度の制御を行えばよい。
【００７９】
なお、例えば、実施の形態３において、ステップＳ３００が実行されることにより、この発明の「吸気等価開口面積算出手段」が実現し、ステップＳ３０２を実行することにより、「スロットル開度制御手段」が実現する。
【００８０】
なお、以上の実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に限定されるものではない。また、実施の形態において説明する構造や、方法におけるステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】この発明の実施の形態１におけるシステムの構成を説明するための模式図である。
【図２】この発明の実施の形態１におけるシステムの構成を説明するための模式図である。
【図３】この発明の実施の形態１において吸気ポートに設けられた各弁の作動状態と発生するスワール量との関係を説明するためのグラフである。
【図４】この発明の実施の形態１における吸気バルブの開閉タイミングとパルスチャージ弁の開閉タイミングとを説明するためのグラフである。
【図５】この発明の実施の形態１におけるパルスチャージ弁とＳＣ弁の作動領域を説明するためのグラフである。
【図６】この発明の実施の形態１においてシステムが実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態１においてシステムが実行する他の例の制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態２においてシステムが実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。
【図９】スロットルバルブの開度と、パルスチャージ弁が故障した気筒としていない気筒との間の空気流量の差との関係を説明するためのグラフである。
【図１０】この発明の実施の形態３においてシステムが実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００８２】
２  内燃機関
４  気筒
６  ピストン
８  コンロッド
１０  回転数センサ
１２  燃焼室
１４ａ  吸気ポート（第１吸気通路）
１４ｂ  吸気ポート（第２吸気通路）
１６ａ、１６ｂ  排気ポート
１８ａ、１８ｂ  吸気バルブ
２０ａ、２０ｂ  排気バルブ
２２  吸気カム
２４  排気カム
２６  パルスチャージ弁（第１制御弁）
２８  スワールコントロール弁（ＳＣ弁）（第２制御弁）
３０  モータ
３２  吸気通路（第３吸気通路）
３４  スロットルバルブ
３６  エアフロメータ
３８  排気通路
４０  ＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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