(57)【要約】【課題】作用角センサに異常が検出された際に内燃機関を円滑に運転するための技術を提供する。【解決手段】吸気弁の可変動弁機構２００に設けられた作用角センサの異常を診断し、作用角センサの異常を検出した際に、作用角を所定の軌跡に沿って変更するための駆動信号を可変動弁機構に出力する。また、駆動信号の変化に応じて実際の作用角の変化を推定するとともに、推定された作用角の変化に基づいてスロットル弁の開度を調整する。【選択図】  図７
2005016456.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の制御装置であって、
スロットル弁と、
前記内燃機関の燃焼室に設けられた吸気弁の開弁特性を調整するための可変動弁機構と、
前記内燃機関への負荷要求に応じて前記スロットル弁と前記可変動弁機構の動作目標値を決定する目標値決定部と、
前記動作目標値に基づいて前記スロットル弁と前記可変動弁機構の動作を制御することによって、前記燃焼室への吸気量を調整する吸気量調整機構制御部と、
前記可変動弁機構に設けられ、前記吸気弁の作用角の大きさを検出するための作用角センサと、
前記作用角センサの異常を診断する異常診断部と、
を備え、
前記吸気量調整機構制御部は、前記異常診断部が前記作用角センサの異常を検出した際に、
（ｉ）前記作用角を所定の軌跡に沿って変更するための駆動信号を前記可変動弁機構に出力し、
（ｉｉ）前記駆動信号の変化に応じて実際の作用角の変化を推定するとともに、
（ｉｉｉ）推定された作用角の変化に基づいて前記スロットル弁の開度を調整する、制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の制御装置であって、
前記推定された作用角は、実作用角よりも大きな吸気量を与える値に設定されている、制御装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の制御装置であって、
前記吸気量調整機構制御部は、前記作用角センサが異常状態から正常状態に復帰したことを前記異常診断部が検出した際に、前記作用角センサが示す現実の作用角が前記目標値決定部によって決定された作用角目標値に漸近するように前記可変動弁機構の動作を制御する、制御装置。
【請求項４】
請求項３記載の制御装置であって、
前記吸気量調整機構制御部は、前記作用角センサが異常状態から正常状態に復帰したことを前記異常診断部が検出した際に、前記現実の作用角から前記作用角目標値に至る作用角の変化に関して上昇率制限と下降率制限とを設定する、制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可変動弁機構を有する内燃機関の制御技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の可変動弁機構は、吸気バルブの開閉特性（以下、バルブ開閉特性という。）を変化させるために用いられている。可変動弁機構には、通常は作用角（開弁期間のクランク角度）を検出するためのセンサ（「作用角センサ」と呼ぶ）が設けられている。この作用角センサに異常が生ずると作用角が不明になるので、望ましい運転を行うことができなくなるという不都合が生じる。
【０００３】
作用角センサに異常が発生していることを検出するための技術に関しては、例えば以下の特許文献１に記載された技術が知られている。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２８２９１号公報
【特許文献２】特開平１１−２３６８４９号公報
【特許文献３】特開平１０−１２１９９８号公報
【特許文献４】特許第２８０６０３８号公報
【特許文献５】特開２０００−９７０９６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来は、作用角センサに異常の発生を検出する点に主な注意が向けられており、異常検出後に内燃機関をどのように運転すれば円滑な運転を実現できるかという点についてはあまり考慮されていなかった。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、作用角センサに異常が検出された際に内燃機関を円滑に運転するための技術を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記課題を解決するために、本発明による内燃機関の制御装置は、
スロットル弁と、
前記内燃機関の燃焼室に設けられた吸気弁の開弁特性を調整するための可変動弁機構と、
前記内燃機関への負荷要求に応じて前記スロットル弁と前記可変動弁機構の動作目標値を決定する目標値決定部と、
前記動作目標値に基づいて前記スロットル弁と前記可変動弁機構の動作を制御することによって、前記燃焼室への吸気量を調整する吸気量調整機構制御部と、
前記可変動弁機構に設けられ、前記吸気弁の作用角の大きさを検出するための作用角センサと、
前記作用角センサの異常を診断する異常診断部と、
を備え、
前記吸気量調整機構制御部は、前記異常診断部が前記作用角センサの異常を検出した際に、
（ｉ）前記作用角を所定の軌跡に沿って変更するための駆動信号を前記可変動弁機構に出力し、
（ｉｉ）前記駆動信号の変化に応じて実際の作用角の変化を推定するとともに、
（ｉｉｉ）推定された作用角の変化に基づいて前記スロットル弁の開度を調整する。
【０００８】
この構成によれば、作用角センサに異常が検出された場合にも、作用角を所定の軌跡に沿って変更し、また、この作用角の変化に基づいてスロットル開度も調整するので、作用角センサに異常が検出された後も内燃機関を比較的円滑に運転することができる。
【０００９】
なお、前記推定された作用角は、実作用角よりも大きな吸気量を与える値に設定されるものとしてもよい。
【００１０】
この構成によれば、吸気量が過大になることによって内燃機関の出力が過大になることを防止できる。
【００１１】
前記吸気量調整機構制御部は、前記作用角センサが異常状態から正常状態に復帰したことを前記異常診断部が検出した際に、前記作用角センサが示す現実の作用角が前記目標値決定部によって決定された作用角目標値に漸近するように前記可変動弁機構の動作を制御するものとしてもよい。
【００１２】
この構成によれば、作用角が急変することを防止できるので、内燃機関の出力の急上昇や停止を防止することができる。
【００１３】
前記吸気量調整機構制御部は、前記作用角センサが異常状態から正常状態に復帰したことを前記異常診断部が検出した際に、前記現実の作用角から前記作用角目標値に至る作用角の変化に関して上昇率制限と下降率制限とを設定するものとしてもよい。
【００１４】
この構成によれば、急激に作用角が変化することを確実に防止することができる。
【００１５】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、内燃機関の制御装置または制御方法、その制御装置を備えたエンジンや車両、その制御装置または制御方法の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体、等の態様で実現することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．装置構成：
Ｂ．第１実施例：
Ｃ．第２実施例：
Ｄ．第３実施例：
Ｅ．変形例：
【００１７】
Ａ．装置構成：
図１は、本発明の一実施例としての制御装置の構成を示している。この制御装置は、車両に搭載されたガソリンエンジン１００を制御する装置として構成されている。エンジン１００は、空気（新気）を燃焼室に供給するための吸気管１１０と、燃焼室から排気を外部に排出するための排気管１２０とを備えている。燃焼室には、燃料を燃焼室内に噴射する燃料噴射弁１０１と、燃焼室内の混合気を着火させるための点火プラグ１０２と、吸気弁１１２と、排気弁１２２とが設けられている。
【００１８】
吸気管１１０には、上流側から順に、吸気流量を測定するためのエアフローメータ１３０（流量センサ）と、吸気流量を調整するための電磁スロットル弁１３２と、サージタンク１３４とが設けられている。サージタンク１３４には、温度センサ１３６（吸気温センサ）と、圧力センサ１３８（吸気圧センサ）とが設けられている。サージタンク１３４の下流側の吸気経路は、複数の燃焼室に接続された多数の分岐管に別れているが、図１では簡略化されて１本の分岐管のみが描かれている。排気管１２０には、空燃比センサ１２６と、排気中の有害成分を除去するための触媒１２８とが設けられている。なお、エアフローメータ１３０や圧力センサ１３８は、他の位置に設けることも可能である。また、本実施例では、燃料を直接燃焼室内に噴射しているが、吸気管１１０に燃料を噴射するようにしてもよい。
【００１９】
エンジン１００の吸気動作と排気動作は、吸気弁１１２と排気弁１２２の開閉状態によって切り換えられる。吸気弁１１２と排気弁１２２には、その開閉タイミングを調整するための可変動弁機構２００、３００がそれぞれ設けられている。これらの可変動弁機構２００、３００は、開弁期間の大きさ（いわゆる作用角）と、開弁期間の位置（「開弁期間の位相」とも呼ぶ）とを変更可能である。可変動弁機構の具体例については後述する。
【００２０】
エンジン１００の運転は、制御ユニット１０によって制御される。制御ユニット１０は、内部にＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭを備えるマイクロコンピュータとして構成されている。この制御ユニット１０には、種々のセンサからの信号が供給されている。これらのセンサには、上述したセンサ１３６，１３８，１２６の他に、ノックセンサ１０４と、エンジン水温を検出する水温センサ１０６と、エンジン回転数を検出する回転数センサ１０８と、アクセルセンサ１０９と、が含まれている。
【００２１】
制御ユニット１０は、運転目標値決定部１２と、吸気量算出部１４と、異常診断部１６と、吸気量調整機構制御部１８の機能を実現する。運転目標値決定部１２は、アクセルセンサ１０９からの出力（アクセルの踏込量）に応じて、主として吸気量調整機構（電磁スロットル弁１３２と吸気弁１１２）の目標値を決定する。吸気量算出部１４は、吸気量算出用のセンサ（エアフローメータ１３０や圧力センサ１３８など）の出力と、運転目標値決定部１２で決定された吸気量調整機構の運転目標値（指令値）とに応じて吸気量を算出する。異常診断部１６は、可変動弁機構２００，３００に設けられた作用角センサ（後述する）からの出力信号に応じて、作用角センサに異常が発生しているか否かを判定する。吸気量調整機構制御部１８は、運転目標値決定部１２で決定された吸気量調整機構の運転目標値に応じて各吸気量調整機構に適切なタイミングで指令値を出力する。また、作用角センサに異常が発生した場合には、後述するセンサ異常運転モードにおいて各吸気量調整機構に指令値を出力する。これらの各部１２，１４，１６，１８の機能は、制御ユニット１０の図示しないメモリに格納されたコンピュータプログラムによって実現されている。
【００２２】
図２は、可変動弁機構２００の構造の一例を示す説明図である。この可変動弁機構２００は、吸気バルブ１１２の作用角を設定するためのカム機構２１０と、カム機構２１０を軸方向に移動させるアクチュエータ２２０と、カム機構２１０とアクチュエータ２２０とを連結するアタッチメント２１５とを備えている。
【００２３】
アクチュエータ２２０は、可動軸２２３と、可動軸２２３を左右に移動させるための電動機２２１と、電動機２２１の回転角度を計測するためのセンサ２２２と、電動機２２１を駆動するための電動機駆動部２２４とを備えている。電動機駆動部２２４は、吸気量調整機構制御部１８（図１）から供給される作用角制御信号Ｓａｇに応じて電動機２２１を駆動してカム機構２１０の左右の位置を決定し、これによって吸気弁１１２の作用角を調整する。
【００２４】
カム機構２１０は、カム２１１とカム軸２１２とを備えている。カム２１１は、図中の左右方向の位置に応じて作用角が変更できるように形状が設定されている。アクチュエータ２２０の可動軸２２３が左右に移動すると、アタッチメント２１５を介してカム軸２１２が所定の移動可能範囲内で左右に移動する。カム軸２１２がその移動可能範囲の左端にあるときには、吸気弁１１２の作用角が最大となる。一方、カム軸２１２がその移動可能範囲の右端にあるときには、吸気弁１１２の作用角は最小となる。図２に二点鎖線で示したカム２１１は、最小作用角位置にあるときの状態を示している。
【００２５】
センサ２２２は、電動機２２１の回転角度を示す値であり、この回転角度は可動軸２２３の左右方向の位置に対応付けられている。また、可動軸２２３の位置は吸気弁１１２の作用角に対応付けられている。すなわちセンサ２２２の出力は作用角を示す値として利用可能であり、センサ２２２は作用角センサとして機能する。なお、他の種類の作用角センサを用いることも可能である。
【００２６】
カム機構２１０は、カム軸２１２の他端に設けられた図示しないタイミングプーリに駆動されて回転する。アタッチメント２１５は、カム機構２１０の回転がアクチュエータ２２０の可動軸２２３に伝達されないように構成されている。タイミングプーリに巻き付けられたタイミングベルトは、図示しないクランク軸に連結されている。カム２１１が回転すると、カム２１１の接触面の向きに応じて揺動するカムフォロア１５６を介して、バルブリフタ１５２に力が加えられる。バルブリフタ１５２には、吸気バルブ１１２の軸の上端が固定されている。
【００２７】
バルブリフタ１５２にはバルブスプリング１５１が収納されており、このスプリング１５１によって吸気弁１１２の開弁方向（図中の上方向）にバルブリフタ１５２が付勢されている。一方、カム２１１は、カム軸２１２の回転に応じて吸気弁１１２を閉じる方向にバルブリフタ１５２を押す。このときの吸気弁１１２の移動量がバルブリフト量となる。
【００２８】
図３は、クランク角とバルブリフト量の関係を示す説明図である。図３から分かるように、吸気弁１１２のバルブリフト量は可変のプロファイルを有している。吸気弁１１２のプロファイルは、カム軸２１２（図２）の軸方向の位置に応じて連続的に変化する。最小リフト量は最小作用角に相当し、最大リフト量は最大作用角に相当する。最小作用角は例えば約１００°ＣＡ（ＣＡはクランク角であることを示す）であり、最小作用角は例えば約２６０°ＣＡである。このように最大作用角は１８０°ＣＡ以上に設定されていることが多い。
【００２９】
図４（ａ）は、吸気弁１１２の作用角制御信号Ｓａｇのデューティと作用角との関係を示している。ここで、「デューティ」とは、矩形波の信号の中でオンレベルの期間が占める割合を意味する。デューティＤＴがゼロのときに作用角は最小値θｍｉｎとなり、デューティＤＴが所定の許容範囲の最大値ＤＴｍａｘのときに作用角が最大値θｍａｘとなる。図４（ｂ）は、作用角と吸気量との関係を示している。ここでは、電磁スロットル弁１３２の開度が一定であると仮定している。作用角が最小値θｍｉｎから増大していくと、吸気量も増大する。しかし、特定の作用角θｐｅａｋにおいて吸気量が最大値に達した後は、作用角が増大するに従って吸気量が減少する。この理由は、前述したように、作用角の最大値θｍａｘが１８０°ＣＡ以上の値に設定されているからである。
【００３０】
図５は、作用角センサ２２２の出力特性を示している。作用角センサ２２２は、２つのセンサ素子を含む２重系を構成している。２つのセンサ素子からは、２つの出力電圧ＶＳ１，ＶＳ２が出力される。これらの出力電圧ＶＳ１，ＶＳ２は、オフセットΔＶＳを有しており、また、それぞれの最小値ＶＳ１ｍｉｎ，ＶＳ２ｍｉｎから最大値ＶＳ１ｍａｘ，ＶＳ２ｍａｘまでの範囲内でそれぞれ変化可能である。なお、第２の出力電圧ＶＳ２は、上限値ＶＳ２ｍａｘでカットされた平坦部を有している。従って、作用角センサ２２２が正常な場合には、第１の出力電圧ＶＳ１に応じて作用角が決定される。
【００３１】
異常診断部１６（図１）は、例えば以下の判定条件を用いて作用角センサ２２２の異常を診断する。
（１）断線・ショート状態の判定条件：
２つの出力電圧ＶＳ１，ＶＳ２の少なくとも一方がそれぞれの正常範囲（ＶＳ１ｍｉｎ〜ＶＳ１ｍａｘ，ＶＳ２ｍｉｎ〜ＶＳ２ｍａｘ）の外にある場合には、断線またはショートの状態（以下、「断線・ショート状態」と呼ぶ）と判定する。
【００３２】
（２）センサレンジ外れ状態の判定条件：
２つの出力電圧ＶＳ１，ＶＳ２の差分ΔＶＳが所定の許容範囲外（所定値以下または所定値以上）の場合には、センサレンジ外れ状態と判定する。
【００３３】
異常診断部１６は、断線・ショート状態またはセンサレンジ外れ状態が第１の所定時間（例えば１２ｍｓ）継続した場合には、仮異常と判定し、仮異常フラグをセットする。また、仮異常が第２の所定時間（例えば４００ｍｓ）継続した場合には本異常と判定し、本異常フラグをセットする。なお、仮異常フラグがセットされた場合にも、その後、２つの出力電圧ＶＳ１，ＶＳ２が両方とも正常範囲内に収まった状態が所定時間（例えば５０ｍｓ）継続した場合には、仮異常フラグが解除されて作用角センサ２２２が正常に復帰したものと判定される。
【００３４】
吸気量調整機構制御部１８（図１）は、電磁スロットル弁１３２の開度と、吸気弁１１２の作用角との両方を調整して、エンジン１００の要求負荷に適した吸気量を達成する。以下では、電磁スロットル弁１３２と吸気弁１１２との制御による吸気量の調整を「作用角・スロットル協調制御」と呼ぶ。
【００３５】
図６は、作用角・スロットル協調制御特性を示すグラフである。図中の実線は等吸気量線であり、上に行くに従って吸気量が増大する。これから理解できるように、ある吸気量を達成するためのスロットル開度と作用角との組合せは多数存在する。通常の運転モードでは、一点鎖線で示す燃費最適線に沿ってスロットル開度と作用角とが選択される。但し、作用角センサ２２２に異常が発生した場合には、必ずしも燃費最適線を実現できるとは限らない。そこで、異常発生時の運転モード（センサ異常運転モード）では、吸気量がその目標値になるべく近くなるように、また、燃費最適線に近くかつノック領域（ノッキングが発生しやすい領域）を避けるように、作用角とスロットル開度とが選択される。なお、作用角の目標値とスロットル開度の目標値は、エンジン１００の要求負荷に応じて運転目標値決定部１２（または吸気量調整機構制御部１８）が決定する。
【００３６】
Ｂ．第１実施例：
図７は、第１実施例における作用角センサの異常診断処理の手順を示すフローチャートである。ステップＳ１〜Ｓ３では、異常診断部１６が、上述した判定条件に従って、作用角センサに本異常や仮異常が発生しているか否かを判定する。本異常や仮異常が発生しておらず、作用角センサが正常である場合には、ステップＳ７において吸気量調整機構制御部１８が通常の協調制御を実行する。すなわち、図６に示した燃費最適線に沿ってスロットル開度と吸気弁１１２の作用角とが選択される。
【００３７】
図８は、作用角センサ２２２が仮異常から本異常に移行する場合の動作を示している。図８（ａ）は作用角制御信号Ｓａｇ（図２）のデューティの時間変化を示し、また、図８（ｂ）は作用角の時間変化を、図８（ｃ），（ｄ）は仮異常フラグと本異常フラグの時間変化をそれぞれ示している。図７のステップＳ２において仮異常と判定されると、吸気量調整機構制御部１８は、ステップＳ５において作用角制御信号Ｓａｇのデューティをゼロに設定する（図８の時刻ｔ１）。作用角制御信号Ｓａｇのデューティがゼロになると、図２に示すバルブスプリング１５１によってカム２１１が押されてカム２１１が軸２１２、２２３と共に右方向に徐々に移動し、最小作用角θｍｉｎとなる（図８（ｂ））。そこで、吸気量調整機構制御部１８は、このような作用角の変化に基づいて、スロットル弁１３２の開度を調整することによって吸気量を調整する。
【００３８】
但し、仮異常（および本異常）が発生している間は、現実の作用角（「実作用角」と呼ぶ）が不明なので、吸気量調整機構制御部１８は、図８（ｂ）に一点鎖線で示すように作用角の推定値を用いる。この推定作用角は、実作用角以上の値を取るように決定される。この理由は、推定作用角を実作用角以上とすれば、推定作用角に基づいて設定されるスロットル開度が小さくなり、これによって実現される吸気量が目標吸気量よりも小さな値に保たれるので、エンジンの出力が過大になることを防止できるからである。この意味からは、推定作用角が実作用角よりも大きな吸気量を与えるように推定作用角を設定することが好ましい。換言すれば、図４（ｂ）に示す吸気弁特性において、推定作用角が、実作用角よりも最大吸気量作用角θｐｅａｋに近い値を取るようにすることがより好ましい。
【００３９】
なお、実際の運転状態では推定作用角が実作用角以上になっているか否かは確かめることが困難である。そこで、例えば、工場内において予め種々の運転状態において作用角制御信号Ｓａｇのデューティをゼロにする試験を行って実作用角の変化を測定しておき、デューティの変化に基づいて推定作用角の変化を推定するマップ（「推定作用角マップ」と呼ぶ）を作成する。実際の運転時においては、この推定作用角マップに従って、デューティの変化から推定作用角を決定すれば、実作用角よりも推定作用角の方が大きな値を取るように推定作用角を設定することが可能である。
【００４０】
仮異常が所定時間継続し、図８の時刻ｔ２において本異常に移行すると、吸気量調整機構制御部１８は、作用角制御信号のデューティを所定値まで漸増させる（図７のステップＳ５）。図８（ａ）の例では、時刻ｔ２でデューティが一定量だけステップ状に増加したあとに、最大吸気量作用角θｐｅａｋに相当するデューティＤＴｐｅａｋ（図４（ａ））までデューティが直線的に増加している。なお、デューティの変化の軌跡は直線でなく、曲線でもよい。また、漸増後に到達するデューティ値は、最大吸気量作用角θｐｅａｋに相当するデューティＤＴｐｅａｋ以外の任意の値（例えば最大作用角）に設定することも可能である。
【００４１】
図８から理解できるように、本異常状態においても、仮異常状態と同様に、推定作用角が実作用角以上の値をとるように決定されている。あるいは、推定作用角が実作用角よりも大きな吸気量を与えるように推定作用角が設定される。
【００４２】
図８の例では、本異常状態において作用角制御信号Ｓａｇのデューティが所定の値Ｄｐｅａｋまで上昇すると、実作用角がその信号値に対応する値θｐｅａｋに達するのに十分な一定の時間は、作用角制御信号Ｓａｇのデューティがその値Ｄｐｅａｋに保持される。その後、吸気量調整機構制御部１８は、デューティ値を保持デューティＤＴｈｏｌｄに設定して実作用角を維持する。ここで、「保持デューティＤＴｈｏｌｄ」とは、作用角を一定に保つために必要なデューティを意味しており、通常は、作用角を変化させるために必要とされるデューティ値よりも小さな値となるのが普通である。
【００４３】
以上のように、第１実施例のセンサ異常運転モードでは、実作用角よりも推定作用角の方が大きくなるように推定作用角を設定するので、吸気量が過度に大きくなることを防止できる。この結果、エンジン１００の出力が過大になることを防止できるという利点がある。
【００４４】
ところで、図７の手順において、仮異常状態から正常状態に復帰する場合がある（ステップＳ３、Ｓ６）。このときの実施例の動作を説明する前に、まず、図９に即して比較例の動作を説明する。この比較例では、時刻ｔ１１で作用角センサに仮異常が発生し、作用角制御信号のデューティがゼロになって実作用角が低下すると、その後、エンジン出力が低下するのに応じて運転者がアクセルを踏み込む場合を想定している（図９（ａ））。このとき、スロットル開度はアクセル開度（アクセルの踏込量）の増加に応じて増大するが、実作用角が最小作用角θｍｉｎになっているので、スロットル開度を仮に全開にしたとしても吸気量はそれほど増大しない。その後、時刻ｔ１２で作用角センサが正常に復帰すると、作用角制御信号のデューティがアクセル開度に適した値に急上昇し、これに応じて実作用角も急上昇する。実作用角が急上昇すると、吸気量もこれに伴って増大するので、エンジン１００の出力が急激に増大して車両が急加速する。このように、作用角センサが仮異常から正常に復帰した際に、作用角制御信号を急上昇させると、運転者が意図しない急加速が発生してしまう可能性がある。
【００４５】
図１０は、第１実施例において作用角センサが仮異常から正常に復帰する場合の動作を示す説明図である。図１０（ａ）の実線はアクセル踏込量を示しており、一点鎖線はアクセル開度の制限値（「アクセル開度制限」とも呼ぶ）を示している。ここで、「アクセル踏込量」とは運転者が実際にアクセルを踏み込んだ量を意味しており、「アクセル開度値」とは運転目標値決定部１２（図１）がアクセル踏込量から決定する負荷要求値を意味している。通常は、アクセル踏込量とアクセル開度とは一致または比例しているが、図１０の例では両者が異なる場合がある。具体的には、アクセル踏込量がアクセル開度制限を超える場合には、アクセル開度値はその制限値に設定される。第１実施例では、時刻ｔ１２において作用角センサが正常に復帰すると、図７のステップＳ６において、アクセル開度制限が所定の比較的低い値に設定された後、徐々に上昇する（図１０（ａ）の一点鎖線）。図１０（ｂ）の実線は、このようなアクセル開度制限に応じて決定されたアクセル開度値の変化を示している。このアクセル開度値に応じて、図１０（ｃ）に示すように、作用角制御信号のデューティが増大するが、図９に示した比較例に比べてアクセル開度値が小さい値に抑えられているので、正常復帰後に作用角が急上昇することが無い。この結果、吸気量が急激に増大して急加速することを防止することができる。
【００４６】
なお、図１０の例では、アクセル開度値に制限を設けていたが、この代わりに、作用角（すなわち作用角制御信号のデューティ）に制限を設けるようにしてもよい。この構成によっても、作用角センサの正常復帰時における急加速（エンジンの急激な出力増大）を防止することが可能である。
【００４７】
Ｃ．第２実施例：
図１１は、第２実施例において作用角センサが仮異常から本異常に移行する場合の動作を示す説明図であり、第１実施例の図８に対応する図である。第２実施例は、作用角センサに異常が発生した場合の推定作用角の設定が第１実施例と異なるだけであり、他の構成や動作は第１実施例と同じである。
【００４８】
第２実施例では、図１１（ｂ）に示すように、推定作用角は最大吸気量作用角θｐｅａｋに設定される。図１２は、第２実施例における吸気量制御方法を示す説明図である。推定作用角は最大吸気量作用角θｐｅａｋに設定されており、吸気量は、スロットル開度を減少させることによって目標吸気量Ｖｔ（図２の運転目標値決定部１２がアクセル開度から決定した値）に近づくように調整される。但し、実作用角は、図１１（ｂ）に実線で示すように、常に推定作用角θｐｅａｋ以下の値である。従って、吸気量はアクセル開度から決まる目標値以下の値に常に保たれる。この結果、エンジン１００の出力が過大となって急加速することをより確実に防止することができる。
【００４９】
Ｄ．第３実施例：
図１３は、第３実施例において作用角センサが仮異常から正常に復帰する場合の動作を示す説明図である。第３実施例は、作用角センサが正常に復帰した際に作用角の変化に制限が課される点が第１実施例または第２実施例と異なるだけであり、他の構成や動作は第１実施例または第２実施例と同じである。
【００５０】
図１３（ａ）に示すように、第３実施例では、作用角センサが正常に復帰した際に、作用角の上昇率制限ＳＬ１と下降率制限ＳＬ２が設定される。すなわち、作用角目標値の変化は、下降率制限ＳＬ２以上で上昇率制限ＳＬ１以下の変化率に制限される。図１３（ｂ）に示すように、仮異常が発生した際に実作用角が作用角目標値よりも低い場合には、作用角センサが正常に復帰した際に、吸気量調整機構制御部１８は、作用角目標値を一旦実作用角に一致するように設定し、その後、運転目標値決定部１２によって決定された当初の作用角目標値（図１３（ａ）の実線）に漸近するように、上昇率制限ＳＬｕｐに従って修正後の作用角目標値を徐々に増大させる。また、吸気量調整機構制御部１８は、この作用角の変化に応じてスロットル開度の目標値も図１３（ｃ）に示すように修正する。このように、作用角の上昇率を制限すれば、作用角センサの正常復帰時における実作用角と作用角目標値の差分が大きな場合にも、実作用角が急激に上昇することを防止できる。この結果、エンジン出力の急増による急加速を防止することが可能である。
【００５１】
図１４は、第３実施例において、仮異常が発生した際に実作用角が作用角目標値よりも高い場合の例を示している。なお、図１４においては、仮異常が発生した際に、何らかの原因で実作用角が最小作用角に低下しないものと仮定している。この場合には、作用角センサが正常に復帰した際に、吸気量調整機構制御部１８は、作用角目標値を一旦実作用角に一致するように設定し、その後、運転目標値決定部１２によって決定された当初の作用角目標値に漸近するように、下降率制限ＳＬｄｏｗｎに従って修正後の作用角目標値を徐々に減少させる。吸気量調整機構制御部１８は、さらに、作用角の変化に応じてスロットル開度の目標値を図１４（ｃ）に示すように修正する。このように、作用角の下降率を制限すれば、作用角センサが正常に復帰した際に実作用角が急激に下降することを防止できるので、エンストを防止することが可能である。
【００５２】
Ｅ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００５３】
Ｅ１．変形例：１
上記実施例では、作用角センサが本異常状態になると正常状態に復帰しないものとしていたが、本異常状態に移行した後も特定の条件を満たしたときに正常状態に復帰するものとしてもよい。この場合には、上述した仮異常状態から正常状態に復帰した際の制御動作と同様の制御動作を行うことが好ましい。
【００５４】
また、作用角センサに仮異常状態と本異常状態との区別を設けずに、異常診断部１６が単に異常状態が発生するか否かを判定するようにしてもよい。本明細書において、単に「異常」というときには、仮異常と本異常との両方を含んでいる。
【００５５】
Ｅ２．変形例：２
上記実施例では、作用角センサが仮異常状態になったものと判定された際に、作用角が最小値になるように作用角制御信号のデューティがゼロに設定されていたが、一般には、吸気量調整機構制御部１８は、作用角を所定の軌跡に沿って変更するための駆動信号を可変動弁機構２００に出力するように構成されていればよい。このとき、吸気量調整機構制御部１８は、駆動信号の変化に応じて実際の作用角の変化を推定するとともに、推定された作用角の変化に基づいてスロットル弁の開度を調整するように構成されていることが好ましい。
【００５６】
Ｅ３．変形例：３
上記実施例では、ガソリンエンジンについて説明したが、本発明はガソリンエンジン以外の種々の内燃機関に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例における制御装置の構成を示す概念図。
【図２】可変動弁機構２００の構造の一例を示す説明図。
【図３】クランク角とバルブリフト量の関係の一例を示す説明図。
【図４】吸気弁の作用角特性を示すグラフ。
【図５】作用角センサの出力特性を示すグラフ。
【図６】作用角・スロットル協調制御特性を示すグラフ。
【図７】第１実施例における作用角センサの異常診断処理の手順を示すフローチャート。
【図８】第１実施例において作用角センサが仮異常から本異常に移行する場合の動作を示す説明図。
【図９】仮異常から正常に復帰する場合の比較例の動作を示す説明図。
【図１０】仮異常から正常に復帰する場合の第１実施例の動作を示す説明図。
【図１１】第２実施例において作用角センサが仮異常から本異常に移行する場合の動作を示す説明図。
【図１２】第２実施例における吸気量制御方法を示す説明図。
【図１３】第３実施例において作用角センサが仮異常から正常に復帰する場合の動作を示す説明図。
【図１４】第３実施例において作用角センサが仮異常から正常に復帰する場合の動作を示す説明図。
【符号の説明】
１０…制御ユニット
１２…運転目標値決定部
１４…吸気量算出部
１６…異常診断部
１８…吸気量調整機構制御部
１００…ガソリンエンジン
１０１…燃料噴射弁
１０２…点火プラグ
１０４…ノックセンサ
１０６…水温センサ
１０８…回転数センサ
１０９…アクセルセンサ
１１０…吸気管
１１２…吸気弁
１２０…排気管
１２２…排気弁
１２６…空燃比センサ
１２８…触媒
１３０…エアフローメータ
１３２…電磁スロットル弁
１３４…サージタンク
１３６…温度センサ
１３８…圧力センサ
１５１…バルブスプリング
１５２…バルブリフタ
１５６…カムフォロア
２００…可変動弁機構
２１０…カム機構
２１１…カム
２１２…カム軸
２１５…アタッチメント
２２０…アクチュエータ
２２１…電動機
２２２…作用角センサ
２２３…可動軸
２２４…電動機駆動部
２００…可変動弁機構
【図１】
2005016456.tif 000003
【図２】
2005016456.tif 000004
【図３】
2005016456.tif 000005
【図４】
2005016456.tif 000006
【図５】
2005016456.tif 000007
【図６】
2005016456.tif 000008
【図７】
2005016456.tif 000009
【図８】
2005016456.tif 000010
【図９】
2005016456.tif 000011
【図１０】
2005016456.tif 000012
【図１１】
2005016456.tif 000013
【図１２】
2005016456.tif 000014
【図１３】
2005016456.tif 000015
【図１４】
2005016456.tif 000016