(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも電子制御吸気装置および吸気バルブの開閉リフト量を制御可能な可変バルブリフト機構を備えた内燃機関に適用されるフェールセーフ処理装置であって、
アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、
前記検出されたアクセル開度に応じて前記可変バルブリフト機構における目標リフト量を設定する目標リフト量設定手段と、
前記電子制御吸気装置の故障を検知する第１故障診断手段と、
該第１故障診断手段による電子制御吸気装置の故障診断時における吸気制御状態が車両を加速させる吸気量となる制御状態であるか否かを判定する故障判定手段と、
前記第１故障診断手段による診断が故障検知状態であり、かつ、前記故障判定手段における判定が車両を加速させる吸気量となる制御状態である時は、前記設定された目標リフト量に制限を掛け、該制限を掛けた目標リフト量に基づき前記可変バルブリフト機構におけるリフト量を可変制御する第１フェールセーフ処理手段と、を備え、
前記第１故障診断手段による診断が故障検知状態であり、かつ、前記故障判定手段における判定が車両を加速させる吸気量となる制御状態でない時は、前記第１フェールセーフ処理を行わない
ことを特徴とする内燃機関におけるフェールセーフ処理装置。
【請求項２】
少なくとも電子吸気制御弁および吸気バルブの開閉リフト量を連続的に制御可能な可変バルブリフト機構を備えた内燃機関に適用されるフェールセーフ処理装置であって、
前記可変バルブリフト機構におけるリフト量を検出するリフト量検出手段と、
前記電子吸気制御弁の目標開度を機関運転条件に応じて設定する目標開度設定手段と、
前記可変バルブリフト機構の故障を検知する第２故障診断手段と、
該第２故障診断手段による診断が故障検知状態である時は、前記設定された目標開度を前記検出されたリフト量に応じて吸入空気量を低減させる方向に補正する一方、前記検出されたリフト量が極小値である時は吸入空気量を増加させるように補正する目標開度補正手段と、
前記補正された目標開度に応じて前記電子吸気制御弁を制御する第２フェールセーフ処理手段と、を備えていることを特徴とする内燃機関におけるフェールセーフ処理装置。
【請求項３】
少なくとも電子吸気制御弁および吸気バルブの開閉リフト量を連続的に制御可能な可変バルブリフト機構を備えた内燃機関に適用されるフェールセーフ処理装置であって、
アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、
前記可変バルブリフト機構におけるリフト量を検出するリフト量検出手段と、
前記検出されたアクセル開度に応じて前記可変バルブリフト機構における目標リフト量を設定する目標リフト量設定手段と、
前記電子吸気制御弁の目標開度を機関運転条件に応じて設定する目標開度設定手段と、
前記電子吸気制御弁の故障を検知する第１故障診断手段と、
該第１故障診断手段による電子吸気制御弁の故障診断時における吸気制御状態が車両を加速させる吸気量となる制御状態であるか否かを判定する故障判定手段と、
前記第１故障診断手段による診断が故障検知状態であり、かつ、前記故障判定手段における判定が車両を加速させる吸気量となる制御状態である時は、前記設定された目標リフト量に制限を掛け、該制限を掛けた目標リフト量に基づき前記可変バルブリフト機構におけるリフト量を可変制御する第１フェールセーフ処理手段と、
前記可変バルブリフト機構の故障を検知する第２故障診断手段と、
該第２故障診断手段による診断が故障検知状態である時は、前記設定された目標開度を前記検出されたリフト量に応じて吸入空気量を低減させる方向に補正する一方、前記検出されたリフト量が極小値である時は吸入空気量を増加させるように補正する目標開度補正手段と、
前記補正された目標開度に応じて前記電子吸気制御弁を制御する第２フェールセーフ処理手段と、
を備えていることを特徴とする内燃機関におけるフェールセーフ処理装置。
【請求項４】
前記第１故障診断手段による診断が故障検知状態で、前記故障判定手段における判定が車両を加速させる吸気量となる制御状態であり、かつ、前記第２故障診断手段による診断が故障検知状態である時は、内燃機関への燃料供給を絞る第３フェールセーフ処理手段を備えていることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関におけるフェールセーフ処理装置。
【請求項５】
前記可変バルブリフト機構におけるリフト量を検出するリフト量検出手段と、該リフト量検出手段が正常に作動しているか否かを判定するリフト量検出手段正常判定手段と、リフト量を推定するリフト量推定手段と、を備え、前記第２故障診断手段による診断が故障検知状態であり、かつ、前記リフト量検出手段正常判定手段による判定がリフト量検出手段異常判定である時は、前記電子吸気制御弁において前記リフト量推定手段で推定されたリフト量に基いてシリンダへの吸入空気量を制御する第４フェールセーフ処理手段を備えていることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の内燃機関におけるフェールセーフ処理装置。
【請求項６】
前記第１または第２フェールセーフ処理手段による制御がシリンダへの吸入空気量を徐々に低減させるように構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関におけるフェールセーフ処理装置。
【請求項７】
ブレーキ操作による減速が可能であるか否かを判定するブレーキ動作判定手段を備え、該ブレーキ動作判定手段の判定が制動力低下状態である時は、内燃機関への燃料供給を絞る第５フェールセーフ処理手段を備えていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の内燃機関におけるフェールセーフ処理装置。
【請求項８】
前記第３フェールセーフ処理手段または第５フェールセーフ処理手段が、内燃機関への燃料供給を所定時間絞った後、燃料供給を停止するように構成されていることを特徴とする請求項４または７に記載の内燃機関におけるフェールセーフ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子制御吸気装置および吸気バルブの開閉リフト量を制御可能な可変バルブリフト機構を備えた内燃機関に適用される内燃機関におけるフェールセーフ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の内燃機関におけるフェールセーフ処理装置としては、例えば、特開２０００−７３７９９号公報に記載されたものが開示されている。
即ち、この従来例の内燃機関におけるフェールセーフ処理装置は、電子制御吸気装置が、車両が加速するのに十分な吸入空気量を確保できてしまう状態で故障（もしくは固着）した時は、内燃機関の出力トルクを上手く制限できなくなって運転者の意図に反した加速等を生じさせる虞があるため、以上のような故障状態を検知した時は、燃料カット等により内燃機関を停止させるようにしたものであった。
【０００３】
図８は、従来例のフェールセーフ処理装置の処理内容を示すフローチャートであり、まず、ステップ１０１では、故障診断手段において、電子制御吸気装置の故障状態を判定し、電子制御吸気装置が正常状態と判定された時は、ステップ１０５に進んで通常のバルブリフト制御を行う処理を行った後、これで一回の制御フローを終了する。
また、電子制御吸気装置が故障状態と判定された時は、ステップ１０２に進む、そして、このステップ１０２では、故障モード判定手段において、車両が加速する状態で故障したか否かを判定し、車両が加速しない状態で故障したと判定された時は、ステップ１０５に進んで通常のバルブリフト制御を行う処理を行った後、これで一回のフローを終了する。
また、故障モード判定手段において、車両が加速する状態で故障したと判定された時は、ステップ１０３に進んで燃料カット処理を行った後、ステップ１０４に進んでエンジンを停止させ、これで一回の制御フローを終了する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例の内燃機関におけるフェールセーフ処理装置にあっては、前述のように、車両が加速する状態で故障したと判定された時は、燃料カット処理を行った後エンジンを停止させてしまうようにしたものであったため、以下に述べるような問題点があった。
即ち、高速道路走行中や車両の追い越し走行中等の車両加速中に電子制御吸気装置が故障すると、車両に急激な減速をもたらし、これにより、運転者を危険な状態に置いたり、自走不可能な状態となるため、退避走行もできなくなるおそれがあった。
【０００５】
本発明は、上述の従来の問題点に着目してなされたもので、車両が加速する状態で電子制御吸気装置または可変バルブ機構に故障が発生した時は、出力トルクを低減させることで、運転者に故障発生を認識させると共に、運転者の意図に反した加速や減速状態の発生を回避しつつ、退避走行可能な状態で走行を継続させることを可能とする内燃機関におけるフェールセーフ処理装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明請求項１記載の内燃機関におけるフェールセーフ処理装置は、図１のクレーム対応図に示すように、少なくとも電子制御吸気装置ａおよび吸気バルブの開閉リフト量を制御可能な可変バルブリフト機構ｂを備えた内燃機関に適用されるフェールセーフ処理装置であって、前記電子制御吸気装置ａの故障を検知する第１故障診断手段ｃと、該第１故障診断手段ｃによる電子制御吸気装置ａの故障診断時における吸気制御状態が車両を加速させる吸気量となる制御状態であるか否かを判定する故障判定手段ｄと、前記第１故障診断手段ｃによる診断が故障検知状態であり、かつ、前記故障判定手段ｄにおける判定が車両を加速させる吸気量となる制御状態である時は、アクセル開度に応じて設定された目標リフト量に制限を掛け、該制限を掛けた目標リフト量に基づき前記可変バルブリフト機構ｂにおける吸気バルブの開閉リフト量を可変制御する第１フェールセーフ処理手段ｅと、を備え、前記第１故障診断手段ｃによる診断が故障検知状態であり、かつ、前記故障判定手段ｄにおける判定が車両を加速させる吸気量となる制御状態でない時は、前記第１フェールセーフ処理を行わない手段とした。
【００１４】
【作用】
この発明請求項１記載の内燃機関におけるフェールセーフ処理装置では、上述のように構成されるため、第１故障診断手段ｃによる診断が故障検知状態であり、かつ、故障判定手段ｄにおける判定が車両の加速状態である時は、第１フェールセーフ処理手段ｅにおいて、可変バルブリフト機構ｂにおける吸気バルブの開閉リフト量を可変制御することによりシリンダへの吸入空気量を低減させる方向に制御が行われ、これにより、出力トルクが低減された状態となる。従って、運転者に故障発生を認識させることができると共に、運転者の意図に反した加速や減速状態の発生を回避しつつ、退避走行可能な状態で走行を継続させることが可能となる。
【００１５】
請求項２記載の内燃機関におけるフェールセーフ処理装置では、第２故障診断手段による診断が故障検知状態である時は、第２フェールセーフ処理手段において、電子吸気制御弁におけるシリンダへの吸入空気量の制御が行われ、これにより、出力トルクが故障時の最適な状態となる。従って、運転者に故障発生を認識させることができると共に、運転者の意図に反した加速や減速状態の発生を回避しつつ、退避走行可能な状態で走行を継続させることが可能となる。
【００１６】
請求項３記載の内燃機関におけるフェールセーフ処理装置では、前記第１フェールセーフ処理手段と、第２フェールセーフ処理手段とを備えたもので、これにより、電子吸気制御弁または可変バルブリフト機構のいずれか一方が故障した場合であっても、もう一方の制御弁または機構により退避走行が可能な状態で走行を継続させることが可能となる。
【００１７】
請求項４記載の内燃機関におけるフェールセーフ処理装置では、第１故障診断手段による診断が故障検知状態で、故障判定手段における判定が車両の加速状態であり、かつ、第２故障診断手段による診断が故障検知状態である時は、第３フェールセーフ処理手段において、内燃機関への燃料供給を絞る処理が行われるもので、これにより、運転者に故障発生を認識させることができると共に、運転者の意図に反した加速や減速状態の発生を回避しつつ、退避走行可能な状態で車両を減速させることが可能となる。
【００１８】
請求項５記載の内燃機関におけるフェールセーフ処理装置では、第２故障診断手段による診断が故障検知状態であり、かつ、リフト量検出手段正常判定手段による判定がリフト量検出手段異常判定である時は、第４フェールセーフ処理手段において、電子吸気制御弁でリフト量推定手段で推定されたリフト量に基いてシリンダへの吸入空気量を制御する処理がなされるもので、これにより、出力トルクが故障時の最適な状態となる。従って、運転者に故障発生を認識させることができると共に、運転者の意図に反した加速や減速状態の発生を回避しつつ、退避走行可能な状態で走行を継続させることが可能となる。
【００１９】
請求項６記載の内燃機関におけるフェールセーフ処理装置では、前記第１または第２フェールセーフ処理手段において、シリンダへの吸入空気量を徐々に低減させるような処理が行われるもので、これにより、急激な出力トルクの低下により生じる危険を回避しつつ、運転者に故障発生を認識させることができるようになる。
【００２０】
請求項７記載の内燃機関におけるフェールセーフ処理装置では、ブレーキ動作判定手段の判定が制動力低下状態である時は、第５フェールセーフ処理手段において、内燃機関への燃料供給を絞る処理が行われるもので、これにより、退避走行が可能な状態で車両を減速させることができるようになる。
【００２１】
請求項８記載の内燃機関におけるフェールセーフ処理装置では、第３フェールセーフ処理手段または第５フェールセーフ処理手段において、内燃機関への燃料供給を所定時間絞った後、燃料供給を停止する処理が行われるもので、これにより、退避走行の後、車両を強制停止させることができるようになる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（発明の実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１の構成を図２、３に基づいて説明する。
【００２３】
図２は、発明の実施の形態１の内燃機関におけるフェールセーフ処理装置を示す全体概略図であり、この図において、１はピストン、２はシリンダ、３は吸気管、４は吸気バルブ、５は排気管、６は排気バルブ、７は電子制御スロットルバルブ（電子制御吸気装置）、８は吸気側可変バルブリフト機構、９は排気側可変バルブリフト機構、１０はコントロールユニット、１１はアクセル開度センサ、１２はエンジン回転数センサ、１３はブレーキセンサを示す。
【００２４】
前記コントロールユニット１０には、スロットルバルブ開度制御手段１０ａと、第１故障診断手段１０ｂと、故障モード判定手段１０ｃと、目標吸入空気量演算手段１０ｄと、目標吸入空気量制限手段１０ｅと、目標バルブリフト演算手段１０ｆと、バルブリフト制御手段１０ｇと、ブレーキ動作判定手段１０ｈと、燃料カット手段１０ｉとを備えている。そして、前記目標吸入空気量演算手段１０ｄと、目標吸入空気量制限手段１０ｅと、目標バルブリフト演算手段１０ｆと、バルブリフト制御手段１０ｇとで、請求の範囲（請求項１）の第１フェールセーフ処理手段を構成し、前記燃料カット手段１０ｉが請求の範囲（請求項７）の第５フェールセーフ処理手段を構成している。なお、前記アクセル開度センサ１１では、アクセル開度およびアクセル開度変化量が検出され、また、前記エンジン回転数センサ１２では、エンジン回転数が検出され、ブレーキセンサ１３では、ブレーキ操作状態が検出される。
【００２５】
前記電子制御スロットルバルブ７は、アクセル開度センサ１１で検出されたアクセル開度信号等に基づき、コントロールユニット１０内に備えられたスロットルバルブ開度制御手段１０ａにより、スロットルバルブの開度制御が行われ、これにより、吸入空気量制御が行われる。
【００２６】
前記吸気側可変バルブリフト機構８は、本来の機能として、エンジン（内燃機関）の燃焼性能および出力性能を高める目的で吸気バルブ４の開閉リフト量の可変制御が行われる一方、後述のフェールセーフ制御時においては、シリンダ２への吸入空気量の制御にも用いられるようになっている。
【００２７】
前記排気側可変バルブリフト機構９も、本来の機能として、エンジン（内燃機関）の燃焼性能および出力性能を高める目的で排気バルブ６の開閉リフト量の可変制御が行われる一方、後述のフェールセーフ時制御においては、シリンダ２からの排気量の制御にも用いられるようになっている。
【００２８】
次に、フェールセーフ処理装置の処理内容を図３のフローチャートに基づいて説明する。
まず、ステップ２０１（第１故障診断手段）では、第１故障診断手段１０ｂにおいて、電子制御スロットルバルブ７の故障状態、即ち、スロットルバルブ開度制御手段１０ａからの指令通りに電子制御スロットルバルブ７が動作しなくなった状態であるか否かを判定し、ＮＯ（電子制御スロットルバルブ７が正常状態）と判定された時は、ステップ２１０に進んで通常のバルブリフト制御を行う処理を行った後、これで一回の制御フローを終了する。
【００２９】
また、前記ステップ２０１でＹＥＳ（電子制御スロットルバルブ７の故障状態）と判定された時は、ステップ２０２（故障モード判定手段）に進む、そして、このステップ２０２では、故障モード判定手段１０ｃにおいて、電子制御スロットルバルブ７で発生した故障状態が、車両を加速させるモードであるか否かを判定し、ＮＯ（車両が加速しない状態で故障）と判定された時は、ステップ２１０に進んで通常のバルブリフト制御を行う処理を行った後、これで一回の制御フローを終了する。
【００３０】
また、前記ステップ２０２でＹＥＳ（車両が加速する状態で故障）と判定された時は、ステップ２０３（ブレーキ動作判定手段）に進む。このステップ２０３ではブレーキ操作により車両の減速が可能であるか否かを判定する。即ち、ブレーキの制動力源である負圧の発生が可能であるか否かを判定し、ＹＥＳ（ブレーキ（減速）可能）と判定された時は、フェールセーフ処理を行うステップ２０４〜２０９に進む。
即ち、ステップ２０４では、アクセル開度センサ１１で検出されたアクセル開度およびアクセル開度変化量を読み込む一方、ステップ２０５では、エンジン回転数センサ１２で検出されたエンジン回転数を読み込む。
【００３１】
続くステップ２０６では、目標吸入空気量演算手段１０ｄにおいて、エンジン回転数センサ１２で検出されたエンジン回転数と、アクセル開度センサ１１で検出されたアクセル開度、および、アクセル開度変化量に基づき運転者の加速・減速要求を認識しながらその時のエンジン回転数により目標吸入空気量の演算が行われる。
【００３２】
続くステップ２０７では、目標吸入空気量制限手段１０ｅにおいて、目標吸入空気量演算手段１０ｄで演算された目標吸入空気量に制限を掛けることにより目標より出力を低下させる方向に制御が行われる。
【００３３】
続くステップ２０８では、目標バルブリフト演算手段１０ｆにおいて、目標吸入空気量制限手段１０ｅで制限された目標吸入空気量とエンジン回転数に基づき目標のバルブリフト量の演算が行われる。
【００３４】
最後に、ステップ２０９では、バルブリフト制御手段１０ｇにおいて、目標バルブリフト演算手段１０ｆで演算された目標バルブリフト量になるように吸気側可変バルブリフト機構８および排気側可変バルブリフト機構９の制御が行われる。
以上で１回の制御フローを終了し、以後は以上の制御フローを繰り返す。
【００３５】
また、前記ステップ２０３の判定がＮＯ（ブレーキ（減速）制動力低下）と判定された時は、ステップ２１１に進んで燃料カット処理を行った後、ステップ２１２に進んでエンジンを停止する処理を行う。この場合、燃料供給を所定時間経った後、燃料カット処理を行ってもよい。
【００３６】
次に、この発明の実施の形態１の作用・効果を説明する。
この発明の実施の形態１の内燃機関におけるフェールセーフ処理装置では、上述のように、第１故障診断手段１０ｂによる診断が故障検知状態であり、かつ、故障モード判定手段１０ｃにおける判定が車両の加速状態である時は、フェールセーフ処理手段（ステップ２０４〜２０９）において、両可変バルブリフト機構８、９における吸気バルブ４および排気バルブ６の開閉リフト量を制御することによりシリンダ２への吸入空気量を低減させる方向に制御が行われるもので、これにより、出力トルクを低減させることができる。
従って、運転者に故障発生を認識させることができるようになると共に、運転者の意図に反した加速や減速状態の発生を回避することができ、かつ、エンジンは停止させないため、退避走行可能な状態で走行を継続させることが可能になるという効果が得られる。
【００３７】
また、フェールセーフ処理手段による吸気バルブ４および排気バルブ６の開閉リフト量の制御がシリンダ２への吸入空気量およびシリンダ２からの排気量を徐々に低減させるように行われることで、急激な出力トルクの低下により生じる危険を回避しつつ、運転者に故障発生を認識させることができるようになる。
【００３８】
また、以上のように、電子制御スロットルバルブ（電子制御吸気装置）７が故障した場合に、可変バルブリフト機構８、９において、吸気バルブ４および排気バルブ６の開閉リフト量を制御（制限）することで、エンジンの出力トルクを制限することが可能であるが、通常エンジンの場合、ブレーキの負圧源がスロットルで作られている負圧である関係で、スロットル全開状態で故障した場合には負圧が作れなくなり、ブレーキ制動力が低下するおそれがある。そこで、以上のように、車両が加速する状態で電子制御スロットルバルブ（電子制御吸気装置）７が故障し、しかも、ブレーキ操作による制動力低下の場合は、燃料をカットして車両を停止させるようにしたことで、ブレーキ力低下状態であっても、車両を緊急停止させて危険を回避することが可能となる。なお、ブレーキの負圧源が負圧ポンプである場合でも、ブレーキによる車両の制動力低下の状態の場合に全て対応させることができる。
【００３９】
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。なお、この他の発明の実施の形態の説明に当たっては、前記発明の実施の形態１と同様の構成部分はその説明を省略し、もしくは、同じ符号を付してその説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
【００４０】
（発明の実施の形態２）
この発明の実施の形態２の内燃機関におけるフェールセーフ処理装置は、可変バルブリフト機構８、９が故障した場合にフェールセーフ処理を行うようにした点が、前記発明の実施の形態１とは相違したものである。
【００４１】
図４は、この発明の実施の形態２の内燃機関におけるフェールセーフ処理装置を示す全体概略図であり、この図において、１４はスロットル開度センサ、１５は吸入空気量センサ、１６はバルブリフトセンサである。また、コントロールユニット１０には、バルブ開度制御手段１０ａと、第２故障診断手段１０ｊと、可変バルブリフト機構のバルブリフトセンサ異常判定手段１０ｋと、第１目標スロットル開度演算手段１０ｍと、バルブリフト量推定手段１０ｎと、第２目標スロットル開度演算手段１０ｐとを備えている。そして、前記第１目標スロットル開度演算手段１０ｍと、バルブ開度制御手段１０ａとで、請求の範囲（請求項２）の第２フェールセーフ処理手段を構成し、また、前記バルブリフト量推定手段１０ｎと、第２目標スロットル開度演算手段１０ｐと、バルブ開度制御手段１０ａとで、請求の範囲（請求項５）の第４フェールセーフ処理手段を構成している。なお、前記スロットル開度センサ１４では、スロットル開度が検出され、吸入空気量センサ１５では、吸入空気量が検出される。
【００４２】
次に、フェールセーフ処理装置の処理内容を図５のフローチャートに基づいて説明する。
まず、ステップ３０１（第２故障診断手段）では、第２故障診断手段１０ｊにおいて、可変バルブリフト機構８、９の故障状態、即ち、可変バルブリフト機構８、９が動作しなくなった状態であるか否かを判定し、ＮＯ（可変バルブリフト機構８、９が正常状態）と判定された時は、ステップ３０７に進んで通常のスロットルバルブ開度制御を行う処理を行った後、これで一回の制御フローを終了する。
【００４３】
また、前記ステップ３０１でＹＥＳ（可変バルブリフト機構８、９が故障状態）と判定された時は、ステップ３０２（バルブリフトセンサ正常判定手段）に進む。このステップ３０２では、前記バルブリフトセンサ正常判定手段１０ｋにおいて、可変バルブリフト機構のバルブリフトセンサ１６が正常作動状態であるか否かを判定し、ＹＥＳ（正常）と判定された時は、フェールセーフ処理を行うステップ３０３〜３１４に進む。
即ち、ステップ３０３（アクセル開度検出手段）では、アクセル開度センサ１１で検出されたアクセル開度およびアクセル開度変化量を読み込む一方、ステップ３０４（バルブリフト量検出手段）では、バルブリフトセンサ１６で検出された可変バルブリフトを読み込み、ステップ３０５（エンジン回転数検出手段）では、エンジン回転数センサ１２で検出されたエンジン回転数を読み込む。
【００４４】
続くステップ３０６（第１目標スロットルバルブ開度演算手段）では、第１目標スロットルバルブ開度演算手段１０ｍにおいて、前記アクセル開度センサ１１で検出されたアクセル開度等より、目標となるスロットル開度を求め、求められた目標スロットル開度を、前記バルブリフトセンサ１６で検出された現在のバルブリフト量およびエンジン回転数センサ１２で検出された現在のエンジン回転数等により補正をかけ、最終的な故障時の目標スロットル開度を求める。
なお、この最終的な故障時の目標スロットル開度としては、走行可能な状態を維持しつつ徐々に吸入空気量を低減させる方向の値が求められる。
【００４５】
そして、最後に、ステップ３１４（スロットルバルブ開度制御手段）では、スロットルバルブ開度制御手段１０ａにおいて、前記目標スロットル開度になるように電子制御スロットルバルブ７を制御し、これで一回のフローを終了する。
【００４６】
一方、前記ステップ３０２（バルブリフトセンサ正常判定手段）でＮＯ（異常）と判定された時は、フェールセーフ処理を行うステップ３０８〜３１４に進む。即ち、ステップ３０８（アクセル開度検出手段）では、アクセル開度センサ１１で検出されたアクセル開度およびアクセル開度変化量を読み込む一方、ステップ３０９（スロットル開度検出手段）では、スロットル開度センサ１１で検出されたスロットル開度を読み込み、ステップ３１０（エンジン回転数検出手段）では、エンジン回転数センサ１２で検出されたエンジン回転数を読み込み、ステップ３１１（吸入空気量推定手段）では、吸入空気量センサ１５で検出された吸入空気量を読み込む。
【００４７】
続くステップ３１２（バルブリフト量推定手段）では、バルブリフト量推定手段１０ｎにおいて、前記スロットル開度、エンジン回転数、吸入空気量より、現在のバルブリフト量を推定する。そして、続くステップ３１３（第２目標スロットル開度演算手段）では、第２目標スロットル開度演算手段１０ｐにおいて、前記推定されたバルブリフト量を用い、前記ステップ３０６の第１目標スロットルバルブ開度演算手段１０ｍと同様に、前記アクセル開度センサ１１で検出されたアクセル開度等より、目標となるスロットル開度を求め、求められた目標スロットル開度を、前記推定されたバルブリフト量およびエンジン回転数センサ１２で検出された現在のエンジン回転数等により補正をかけ、最終的な故障時の目標スロットル開度を求める。なお、この最終的な故障時の目標スロットル開度としては、走行可能な状態を維持しつつ徐々に吸入空気量を低減させる方向の値が求められる。なお、バルブリフト状態が極小値で故障した場合は、吸入空気量を増加させ、走行可能な状態を維持させてもよい。
【００４８】
そして、最後に、ステップ３１４（スロットルバルブ開度制御手段）では、スロットルバルブ開度制御手段１０ａにおいて、前記目標スロットル開度になるように電子制御スロットルバルブ７を制御し、これで一回のフローを終了する。
【００４９】
次に、この発明の実施の形態２の作用・効果を説明する。
この発明の実施の形態２の内燃機関におけるフェールセーフ処理装置では、上述のように、第２故障診断手段１０ｊによる可変バルブリフト機構８、９の故障診断が故障検知状態であり、かつ、バルブリフトセンサ異常判定手段１０ｋによるバルブリフトセンサ１６の異常判定が正常状態である時は、フェールセーフ処理手段（ステップ３０３〜３０６、３１４）において、電子制御スロットルバルブ７におけるスロットル開度を、アクセル開度、バルブリフト量およびエンジン回転数等から求められた目標スロットル開度に制御することにより、内燃機関を停止させることなしに出力トルクを故障時の最適な状態にすることができる。
従って、運転者に故障発生を認識させることができるようになると共に、運転者の意図に反した車両の挙動を防ぐことができ、かつ、エンジンは停止させないため、退避走行可能な状態で走行を継続させることが可能になるという効果が得られる。
【００５０】
また、第２故障診断手段１０ｊによる可変バルブリフト機構８、９の故障診断が故障検知状態であり、かつ、バルブリフトセンサ異常判定手段１０ｋによるバルブリフトセンサ１６の異常判定が異常状態である時は、フェールセーフ処理手段（ステップ３０８〜３１４）において、電子制御スロットルバルブ７におけるスロットル開度を、アクセル開度、推定されたバルブリフト量およびエンジン回転数等から求められた目標スロットル開度に制御することにより、内燃機関を停止させることなしに、出力トルクを故障時の最適な状態にすることができる。
従って、バルブリフトセンサ１６の異常時においても、運転者に可変バルブリフト機構８、９の故障発生を認識させることができるようになると共に、運転者の意図に反した車両の挙動を防ぐことができる。また、エンジンは停止させないため、退避走行可能な状態で走行を継続させることが可能になるという効果が得られる。
【００５１】
また、フェールセーフ処理手段による電子制御スロットルバルブ７のスロットル開度制御においては、故障時の目標スロットル開度を走行可能な状態を維持しつつ徐々に吸入空気量を低減させるように設定することで、急激な出力トルクの低下により生じる危険を回避しつつ、運転者に故障発生を認識させることができるようになる。
【００５２】
（発明の実施の形態３）この発明の実施の形態３の内燃機関におけるフェールセーフ処理装置は、電子制御スロットルバルブ７が故障した場合、および、可変バルブリフト機構８、９が故障した場合のいずれにおいてもフェールセーフ処理を行うようにした点が、前記発明の実施の形態１、２とは相違したものである。従って、この発明の実施の形態３では、図６の全体概略図に示すように、前記発明の実施の形態１と２の構成を全て兼ね備えると共に、さらに、燃料噴射量調整手段１０ｑと、点火時期調整手段１０ｒが追加された構成となっている。そして、前記燃料噴射量調整手段１０ｑが、請求の範囲（請求項４）における第３フェールセーフ処理手段を構成している。
【００５３】
次に、フェールセーフ処理装置の処理内容を図７のフローチャートに基づいて説明する。
まず、ステップ４０１（電子制御吸気装置故障）では、第１故障診断手段１０ｃにおいて、電子制御スロットルバルブ７の故障状態、即ち、スロットルバルブ開度制御手段１０ａからの指令通りに電子制御スロットルバルブ７が動作しなくなった状態であるか否かを判定し、ＹＥＳ（電子制御スロットルバルブ７が故障状態）である時は、ステップ４０２に進む。
【００５４】
このステップ４０２（可変バルブリフト機構故障）では、第２故障診断手段１０ｊにおいて、可変バルブリフト機構８、９の故障状態、即ち、可変バルブリフト機構８、９が動作しなくなった状態であるか否かを判定し、ＹＥＳ（可変バルブリフト機構８、９が故障状態）である時は、ステップ４０３に進んで、アクセル開度センサ１１で検出されたアクセル開度信号やブレーキスイッチ１３で検出されたブレーキ操作信号等のドライバ要求を読み込んだ後、ステップ４０４に進む。
【００５５】
このステップ４０４（走行要求有り）では、前記アクセル開度やブレーキ操作信号等からドライバの走行要求が有るか否かを判定し、ＹＥＳ（走行要求有り）である時は、ステップ４０５に進む。
このステップ４０５（走行可能状態）では、走行可能状態であるか否かを判定し、ＹＥＳ（走行可能状態）である時は、ステップ４０６に進んで、燃料噴射量調整手段１０ｑにおいて燃料噴射量の調整を行い、続くステップ４０７では、点火時期調整手段１０ｒにおいて点火時期の調整を行った後、これで一回のフローを終了する。なお、前記燃料噴射量の調整および点火時期の調整は、その時の吸入空気量が多い場合は出力を制限する方向に調整し、また、吸入空気量が少ない場合は出力を上げる方向に調整が行われる。
【００５６】
また、前記ステップ４０４（走行要求有り）の判定がＮＯ（走行要求無し）である時、または、前記ステップ４０５（走行可能状態）の判定がＮＯ（走行不能状態）である時は、ステップ４０８に進み、燃料カット手段１０ｉにおいて燃料をカットする処理を行った後、ステップ４０９に進んでエンジンを停止させる。
【００５７】
一方、前記ステップ４０１（電子制御吸気装置故障）の判定がＮＯ（電子制御吸気装置正常）である時は、ステップ４１０に進む。このステップ４１０（可変バルブリフト機構故障）では、第２故障診断手段１０ｊにおいて、可変バルブリフト機構８、９の故障状態、即ち、可変バルブリフト機構８、９が動作しなくなった状態であるか否かを判定し、ＹＥＳ（可変バルブリフト機構８、９が故障状態）である時は、ステップ４１１に進む。
【００５８】
このステップ４１１（可変バルブリフト機構故障時処理）では、前記発明の実施の形態２のフローチャートである図５のステップ３０１〜３１４の処理が行われた後、これで一回のフローを終了する。
【００５９】
また、前記ステップ４１０（可変バルブリフト機構故障）の判定がＮＯ（可変バルブリフト機構正常）である時は、ステップ４１２に進んで、通常バルブリフト制御および通常スロットルバルブ開度制御を行った後、これで一回のフローを終了する。
【００６０】
また、前記ステップ４０２（可変バルブリフト機構故障）の判定がＮＯ（可変バルブリフト機構正常）である時は、ステップ４１３（電子制御吸気装置故障時処理）に進み、前記発明の実施の形態１のフローチャートである図３のステップ２０２〜２１２の処理が行われた後、これで一回のフローを終了する。
【００６１】
以上のように、この発明の実施の形態３では、電子制御スロットルバルブ（電子制御吸気装置）７または可変バルブリフト機構８、９のいずれか一方が故障した場合であっても、故障していないもう一方の装置または機構により退避走行が可能な状態で走行を継続させることが可能となるという効果が得られる他、前記発明の実施の形態１および２と同様の効果が得られる。
【００６２】
また、電子制御スロットルバルブ（電子制御吸気装置）７または可変バルブリフト機構８、９の両方が同時に故障した場合にあっては、その時走行要求の有無および走行可能・不可状態に応じ、走行要求が有り、かつ、走行可能状態であれば燃料噴射量調整および点火時期調整により、出力を制限もしくは上げる処理を行うようにしたことで、運転者の意思に反した加速や減速状態の発生を回避することができると共に、退避走行可能な状態で走行を継続させることが可能になるという効果が得られる。
また、走行要求が無く、または、走行不能状態であれば、燃料カット処理の後エンジンを停止させる処理を行うことにより、運転者の意思に反した加速状態の発生を回避させることが可能になるという効果が得られる。
【００６３】
以上、発明の実施の形態を図面により説明したが、具体的な構成はこれらの発明の実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても本発明に含まれる。
【００６４】
例えば、発明の実施の形態１、３では、フェールセーフ処理時に、吸気側と排気側の両可変バルブリフト機構８、９を制御するようにしたが、吸気側可変バルブリフト機構８のみ制御するようにしてもよい。
【００６５】
また、発明の実施の形態２、３では、最終的な故障時に目標スロットル開度として、可変バルブリフト機構８、９の故障による車両の不安定な挙動を防ぐような値に設定したが、運転者に故障発生状態を知らせるために出力を制限するような目標スロットル開度に設定するようにしてもよい。
また、前記可変バルブリフト機構８、９としては、連続可変制御機構でも、多段可変制御機構でもよいが、連続可変制御機構の場合は滑らかな制御が可能となる。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明してきたように本発明請求項１記載の内燃機関におけるフェールセーフ処理装置では、上述のように、アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、前記検出されたアクセル開度に応じて前記可変バルブリフト機構における目標リフト量を設定する目標リフト量設定手段と、前記電子制御吸気装置の故障を検知する第１故障診断手段と、該第１故障診断手段による電子制御吸気装置の故障診断時における吸気制御状態が車両を加速させる吸気量となる制御状態であるか否かを判定する故障判定手段と、前記第１故障診断手段による診断が故障検知状態であり、かつ、前記故障判定手段における判定が車両を加速させる吸気量となる制御状態である時は、前記設定された目標リフト量に制限を掛け、該制限を掛けた目標リフト量に基づき前記可変バルブリフト機構におけるリフト量を可変制御する第１フェールセーフ処理手段と、を備え、前記第１故障診断手段による診断が故障検知状態であり、かつ、前記故障判定手段における判定が車両を加速させる吸気量となる制御状態でない時は、前記第１フェールセーフ処理を行わない手段としたことで、車両の加速状態で電子制御吸気装置が故障した場合に、出力トルクの低減により運転者に故障発生を認識させることができると共に、運転者の意図に反した加速や減速状態の発生を回避しつつ、退避走行可能な状態で走行を継続させることが可能になるという効果が得られる。
【００６７】
請求項２記載の内燃機関におけるフェールセーフ処理装置では、前記可変バルブリフト機構におけるリフト量を検出するリフト量検出手段と、前記電子吸気制御弁の目標開度を機関運転条件に応じて設定する目標開度設定手段と、前記可変バルブリフト機構の故障を検知する第２故障診断手段と、該第２故障診断手段による診断が故障検知状態である時は、前記設定された目標開度を前記検出されたリフト量に応じて吸入空気量を低減させる方向に補正する一方、前記検出されたリフト量が極小値である時は吸入空気量を増加させるように補正する目標開度補正手段と、前記補正された目標開度に応じて前記電子吸気制御弁を制御する第２フェールセーフ処理手段と、備えている手段としたことで、運転者に故障発生を認識させることができると共に、運転者の意図に反した加速や減速状態の発生を回避しつつ、退避走行可能な状態で走行を継続させることが可能になるという効果が得られる。
【００６８】
請求項３記載の内燃機関におけるフェールセーフ処理装置では、アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、前記可変バルブリフト機構におけるリフト量を検出するリフト量検出手段と、前記検出されたアクセル開度に応じて前記可変バルブリフト機構における目標リフト量を設定する目標リフト量設定手段と、前記電子吸気制御弁の目標開度を機関運転条件に応じて設定する目標開度設定手段と、前記電子吸気制御弁の故障を検知する第１故障診断手段と、該第１故障診断手段による電子吸気制御弁の故障診断時における吸気制御状態が車両を加速させる吸気量となる制御状態であるか否かを判定する故障判定手段と、前記第１故障診断手段による診断が故障検知状態であり、かつ、前記故障判定手段における判定が車両を加速させる吸気量となる制御状態である時は、前記設定された目標リフト量に制限を掛け、該制限を掛けた目標リフト量に基づき前記可変バルブリフト機構におけるリフト量を可変制御する第１フェールセーフ処理手段と、前記可変バルブリフト機構の故障を検知する第２故障診断手段と、該第２故障診断手段による診断が故障検知状態である時は、前記設定された目標開度を前記検出されたリフト量に応じて吸入空気量を低減させる方向に補正する一方、前記検出されたリフト量が極小値である時は吸入空気量を増加させるように補正する目標開度補正手段と、前記補正された目標開度に応じて前記電子吸気制御弁を制御する第２フェールセーフ処理手段と、と備えている手段としたことで、車両の加速状態で電子吸気制御弁または可変バルブリフト機構のいずれか一方が故障した場合であっても、もう一方の制御弁または機構により退避走行が可能な状態で走行を継続させることが可能となるという効果が得られる。
【００６９】
請求項４記載の内燃機関におけるフェールセーフ処理装置では、請求項３に記載の内燃機関におけるフェールセーフ処理装置において、前記第１故障診断手段による診断が故障検知状態で、前記故障判定手段における判定が車両を加速させる吸気量となる制御状態であり、かつ、前記第２故障診断手段による診断が故障検知状態である時は、内燃機関への燃料供給を絞る第３フェールセーフ処理手段を備えている手段としたことで、運転者に故障発生を認識させることができると共に、運転者の意図に反した加速や減速状態の発生を回避しつつ、退避走行可能な状態で車両を減速させることが可能になる。
【００７０】
請求項５記載の内燃機関におけるフェールセーフ処理装置では、請求項２〜４のいずれかに記載の内燃機関におけるフェールセーフ処理装置において、第２故障診断手段による診断が故障検知状態であり、かつ、リフト量検出手段正常判定手段による判定がリフト量検出手段異常判定である時は、電子吸気制御弁においてリフト量推定手段で推定されたリフト量に基いてシリンダへの吸入空気量を制御する第４フェールセーフ処理手段を備えている手段としたことで、運転者に故障発生を認識させることができると共に、運転者の意図に反した加速や減速状態の発生を回避しつつ、退避走行可能な状態で走行を継続させることが可能となる。
【００７１】
請求項６記載の内燃機関におけるフェールセーフ処理装置では、請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関におけるフェールセーフ処理装置において、前記第１または第２フェールセーフ処理手段による制御がシリンダへの吸入空気量を徐々に低減させるように構成されている手段としたことで、急激な出力トルクの低下により生じる危険を回避しつつ、運転者に故障発生を認識させることができるようになる。
【００７２】
請求項７記載の内燃機関におけるフェールセーフ処理装置では、請求項１〜６のいずれかに記載の内燃機関におけるフェールセーフ処理装置において、ブレーキ操作による減速が可能であるか否かを判定するブレーキ動作判定手段を備え、該ブレーキ動作判定手段の判定が制動力低下状態である時は、内燃機関への燃料供給を絞る第５フェールセーフ処理手段を備えている手段としたことで、退避走行が可能な状態で車両を減速させることができるようになる。
【００７３】
請求項８記載の内燃機関におけるフェールセーフ処理装置では、請求項４または７に記載の内燃機関におけるフェールセーフ処理装置において、前記第３フェールセーフ処理手段または第５フェールセーフ処理手段が、内燃機関への燃料供給を所定時間絞った後、燃料供給を停止するように構成されている手段としたことで、退避走行の後、車両を強制停止させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のクレーム対応図である。
【図２】発明の実施の形態１の内燃機関におけるフェールセーフ処理装置を示す全体概略図である。
【図３】発明の実施の形態１の内燃機関におけるフェールセーフ処理装置の処理内容を示すフローチャートである。
【図４】発明の実施の形態２の内燃機関におけるフェールセーフ処理装置を示す全体概略図である。
【図５】発明の実施の形態２の内燃機関におけるフェールセーフ処理装置の処理内容を示すフローチャートである。
【図６】発明の実施の形態３の内燃機関におけるフェールセーフ処理装置を示す全体概略図である。
【図７】発明の実施の形態３の内燃機関におけるフェールセーフ処理装置の処理内容を示すフローチャートである。
【図８】従来例のフェールセーフ処理装置の処理内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  ピストン
２  シリンダ
３  吸気管
４  吸気バルブ
５  排気管
６  排気バルブ
７  電子制御スロットルバルブ（電子制御吸気装置）
８  吸気側可変バルブリフト機構
９  排気側可変バルブリフト機構
１０  コントロールユニット
１０ａ  バルブ開度制御手段
１０ｂ  第１故障診断手段
１０ｃ  故障モード判定手段
１０ｄ  目標吸入空気量演算手段
１０ｅ  目標吸入空気量制限手段
１０ｆ  目標バルブリフト演算手段
１０ｇ  バルブリフト制御手段
１０ｈ  ブレーキ動作判定手段
１０ｉ  燃料カット手段
１０ｊ  第２故障診断手段
１０ｋ  可変バルブリフト機構のバルブリフトセンサ正常判定手段
１０ｍ  第１目標スロットル開度演算手段
１０ｎ  バルブリフト量推定手段
１０ｐ  第２目標スロットル開度演算手段
１０ｑ  燃料噴射量調整手段
１０ｒ  点火時期調整手段
１０  コントロールユニット
１１  アクセル開度センサ
１２  エンジン回転数センサ
１３  ブレーキセンサ
１４  スロットル開度センサ
１５  吸入空気量センサ
１６  バルブリフトセンサ
【図１】
0004235376.tif 000002
【図２】
0004235376.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0004235376.tif 000006
【図６】
0004235376.tif 000007
【図７】
0004235376.tif 000008
【図８】
0004235376.tif 000009