(57)【要約】【課題】各気筒の吸気側にそれぞれ２本の燃料噴射弁を設けた内燃機関において、いずれかの燃料噴射弁の異常が発生したときに正常な燃料噴射弁の噴射量を増量補正するフェールセーフ制御を実行する際に、実際の噴射量が正常な燃料噴射弁で噴射可能な最大噴射量で制限される場合に、触媒溶損を防止する。【解決手段】各気筒の２本の燃料噴射弁２１のどちらかが異常になったときに、正常な燃料噴射弁２１の噴射量を増量補正するフェールセーフ制御を実行する際に、実際の噴射量が正常な燃料噴射弁２１で噴射可能な最大噴射量で制限される場合に、吸入空気量調整機構（例えばスロットル開度等）のアクチュエータのデューティを制限することで、吸入空気量を触媒溶損に至らない吸入空気量に制限する。これにより、空燃比のリーン側へのずれが大きくなることを防止でき、触媒溶損を防止することができる。【選択図】図２
2009203884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の各気筒の吸気側にそれぞれ複数の燃料噴射弁を設けた内燃機関の制御装置において、
いずれかの気筒の複数の燃料噴射弁のうちのいずれかが異常になったときに異常な燃料噴射弁を特定する異常診断手段と、
前記異常診断手段により異常と特定された燃料噴射弁の噴射動作を禁止して正常な燃料噴射弁のみで要求噴射量相当分の燃料量を噴射するように当該正常な燃料噴射弁の噴射量を増量補正するフェールセーフ制御を実行するフェールセーフ制御手段とを備え、
前記フェールセーフ制御手段は、前記フェールセーフ制御の実行時に要求噴射量が前記正常な燃料噴射弁で噴射可能な最大噴射量を越えている場合に吸入空気量を制限することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記フェールセーフ制御手段は、前記吸入空気量を制限する手段として、スロットル開度、吸気バルブリフト量、吸気バルブタイミング、ＥＧＲ弁開度、気流制御弁のうちの少なくとも１つをガード値で制限す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】
吸入空気量を検出するエアフローメータを備え、
前記フェールセーフ制御手段は、前記吸入空気量を制限する際に、前記エアフローメータの検出値が目標制限値となるように、スロットル開度、吸気バルブリフト量、吸気バルブタイミング、ＥＧＲ弁開度、気流制御弁のうちの少なくとも１つをフィードバック制御することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
吸入空気量を検出するエアフローメータを備え、
前記フェールセーフ制御手段は、前記吸入空気量を制限する際に、前記エアフローメータの検出値を位相進み補正した補正空気量が目標制限値となるように、スロットル開度、吸気バルブリフト量、吸気バルブタイミング、ＥＧＲ弁開度、気流制御弁のうちの少なくとも１つをフィードバック制御することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサを備え、
前記フェールセーフ制御手段は、前記吸入空気量を制限する際に、前記吸気管圧力センサの検出値が目標制限値となるように、スロットル開度、吸気バルブリフト量、吸気バルブタイミング、ＥＧＲ弁開度、気流制御弁のうちの少なくとも１つをフィードバック制御することを特徴とする請求項２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】
本発明は、内燃機関の各気筒の吸気側にそれぞれ複数の燃料噴射弁を設けた内燃機関の制御装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１（特開昭６３−９４０５７号公報）に記載されているように、内燃機関の各気筒内での燃料噴霧の微粒化やポートウエット低減（吸気ポート内壁面への燃料付着低減）等を目的として、内燃機関の各気筒の吸気側にそれぞれ２本の燃料噴射弁を配置して、各気筒にそれぞれ２本の燃料噴射弁で燃料を噴射するようにしたものがある。
【特許文献１】特開昭６３−９４０５７号公報（第３頁、図１等参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本出願人は、各気筒の吸気側にそれぞれ２本の燃料噴射弁を設けた内燃機関において、各気筒の２本の燃料噴射弁のいずれかが異常になった場合、燃料噴射弁の異常により空燃比が異常になった気筒を特定して、その異常気筒の２本の燃料噴射弁のうちのいずれの燃料噴射弁が異常であるかを特定する異常診断技術を研究しているが、その研究過程で、次のような新たな課題があることが判明した。
【０００４】
いずれかの気筒の２本の燃料噴射弁のうちのいずれかが異常になったときに、異常な燃料噴射弁を特定して、異常な燃料噴射弁の噴射動作を禁止して正常な燃料噴射弁のみで要求噴射量相当分の燃料量を噴射するように当該正常な燃料噴射弁の噴射量を増量補正するフェールセーフ制御を実行するようにしているが、この際、正常な１本の燃料噴射弁で２本分の噴射量（要求噴射量）を噴射する必要があるため、２本分の噴射量（要求噴射量）が正常な１本の燃料噴射弁で噴射可能な最大噴射量を越えてしまう可能性があるが、実際の噴射量は正常な１本の燃料噴射弁で噴射可能な最大噴射量を越えることはない。しかし、吸入空気量は、２本分の噴射量（要求噴射量）に応じて目標空燃比を実現するように制御されるため、実際の噴射量が正常な１本の燃料噴射弁で噴射可能な最大噴射量で制限されると、実際の噴射量に対して吸入空気量が過剰になって空燃比がリーン側にずれてしまい、最悪の場合は、リーン空燃比により触媒が過昇温して触媒溶損が発生する可能性がある。
【０００５】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、従って本発明の目的は、各気筒の各気筒の吸気側にそれぞれ複数の燃料噴射弁を設けた内燃機関において、いずれかの燃料噴射弁の異常が発生したときに正常な燃料噴射弁の噴射量を増量補正するフェールセーフ制御を実行する際に、実際の噴射量が正常な燃料噴射弁で噴射可能な最大噴射量で制限される場合に、空燃比のリーン側へのずれが大きくなることを防止できて、触媒溶損を防止できる内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、内燃機関の各気筒の吸気側にそれぞれ複数の燃料噴射弁を設けた内燃機関の制御装置において、いずれかの気筒の複数の燃料噴射弁のうちのいずれかが異常になったときに異常な燃料噴射弁を特定する異常診断手段と、前記異常診断手段により異常と特定された燃料噴射弁の噴射動作を禁止して正常な燃料噴射弁のみで要求噴射量相当分の燃料量を噴射するように当該正常な燃料噴射弁の噴射量を増量補正するフェールセーフ制御を実行するフェールセーフ制御手段とを備え、前記フェールセーフ制御の実行時に要求噴射量が前記正常な燃料噴射弁で噴射可能な最大噴射量を越えている場合に吸入空気量を制限するようにしたものである。このようにすれば、各気筒の各気筒の吸気側にそれぞれ複数の燃料噴射弁を設けた内燃機関において、いずれかの燃料噴射弁の異常が発生したときに正常な燃料噴射弁の噴射量を増量補正するフェールセーフ制御を実行する際に、実際の噴射量が正常な燃料噴射弁で噴射可能な最大噴射量で制限される場合に、吸入空気量を制限することができて、空燃比のリーン側へのずれが大きくなることを防止できて、触媒溶損を防止することができる。
【０００７】
この場合、請求項２のように、フェールセーフ制御を実行する際に、吸入空気量を制限する手段として、スロットル開度、吸気バルブリフト量、吸気バルブタイミング（バルブオーバーラップ量）、ＥＧＲ弁開度、気流制御弁のうちの少なくとも１つをガード値で制限するようにしても良い。例えば、スロットル開度や吸気バルブリフト量をガード値で制限することで吸入空気量を直接的に制限するようにしても良いし、吸気バルブタイミング（バルブオーバーラップ量）やＥＧＲ弁開度をガード値で制限することで内部ＥＧＲ率や外部ＥＧＲ率を増加させて吸入空気量を間接的に制限するようにしても良い。気流制御弁は、スワール制御弁又はタンブル制御弁であり、これらを閉じれば、吸入空気量を制限することができる。
【０００８】
また、請求項３のように、吸入空気量を検出するエアフローメータを備え、前記フェールセーフ制御手段は、前記吸入空気量を制限する際に、前記エアフローメータの検出値が目標制限値となるように、スロットル開度、吸気バルブリフト量、吸気バルブタイミング、ＥＧＲ弁開度、気流制御弁のうちの少なくとも１つをフィードバック制御するようにしても良い。このようにすれば、吸入空気量を制限する際の吸入空気量の制御精度を高めることができる。
【０００９】
この場合、エアフローメータを通過した吸入空気が気筒内に吸入されるまでに吸気系の遅れがあることを考慮して、請求項４のように、吸入空気量を制限する際に、エアフローメータの検出値を位相進み補正した補正空気量が目標制限値となるように、スロットル開度、吸気バルブリフト量、吸気バルブタイミング、ＥＧＲ弁開度、気流制御弁のうちの少なくとも１つをフィードバック制御するようにしても良い。このようにすれば、エアフローメータの検出値の応答遅れを補償して、実際に筒内に吸入される空気量を推定してフィードバック制御することができるため、エアフローメータの検出値の応答遅れの影響を排除して吸入空気量の制限を精度良く行うことができる。
【００１０】
或は、請求項５のように、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサを備え、前記吸入空気量を制限する際に、前記吸気管圧力センサの検出値が目標制限値となるように、スロットル開度、吸気バルブリフト量、吸気バルブタイミング、ＥＧＲ弁開度、気流制御弁のうちの少なくとも１つをフィードバック制御するようにしても良い。このようにしても、吸入空気量を制限する際の吸入空気量の制御精度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した５つの実施例１〜５を説明する。
【実施例１】
【００１２】
本発明の実施例１を図１乃至図４に基づいて説明する。
まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。
内燃機関であるエンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側に、吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が設けられている。このエアフローメータ１４の下流側には、モータ１５によって開度調節されるスロットルバルブ１６と、このスロットルバルブ１６の開度（スロットル開度）を検出するスロットル開度センサ１７とが設けられている。
【００１３】
更に、スロットルバルブ１６の下流側には、サージタンク１８が設けられ、このサージタンク１８に、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ１９が設けられている。また、サージタンク１８には、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド２０が設けられ、各気筒の吸気マニホールド２０に接続された吸気ポート３１又はその近傍に、それぞれ燃料を噴射する燃料噴射弁２１が取り付けられている。また、エンジン１１のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ２２が取り付けられ、各点火プラグ２２の火花放電によって筒内の混合気に着火される。
【００１４】
図２に示すように、エンジン１１の各気筒には、それぞれ例えば２つの吸気ポート３１と２つの排気ポート３２が設けられ、各気筒の２つの吸気ポート３１又はその近傍に、それぞれ燃料噴射弁２１が配置されている。各吸気ポート３１は、それぞれ吸気バルブ３３によって開閉され、各排気ポート３２は、それぞれ排気バルブ３４によって開閉される。燃料タンク３５内に貯溜された燃料は、燃料ポンプ３６によって汲み上げられ、この燃料ポンプ３６から吐出される燃料が燃料供給配管３７を通して各気筒の燃料噴射弁２１に供給される。
【００１５】
一方、図１に示すように、エンジン１１の排気管２３には、排出ガスの空燃比又はリッチ／リーン等を検出する排出ガスセンサ２４（空燃比センサ、酸素センサ等）が設けられ、この排出ガスセンサ２４の下流側に、排出ガスを浄化する三元触媒等の触媒２５が設けられている。
【００１６】
また、エンジン１１のシリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温センサ２６や、ノッキング振動を検出するノックセンサ２９が取り付けられている。また、クランク軸２７の外周側には、クランク軸２７が所定クランク角回転する毎にパルス信号を出力するクランク角センサ２８が取り付けられ、このクランク角センサ２８の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。
【００１７】
これら各種センサの出力は、エンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）３０に入力される。このＥＣＵ３０は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各種のエンジン制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて燃料噴射弁２１の燃料噴射量や点火プラグ２２の点火時期を制御する。通常、各気筒の２本の燃料噴射弁２１は、噴射量の比率が５０：５０になるように制御されるが、エンジン運転条件に応じて噴射量の比率を変更するようにしても良い。
【００１８】
また、ＥＣＵ３０は、後述する図３の燃料噴射弁異常診断ルーチンを実行することで、燃料噴射弁２１の異常診断を行う際に、各気筒の２本の燃料噴射弁２１を片方ずつ切り替えて噴射させてトルク変動（又は燃焼状態の変動）の有無を判定し、その判定結果に基づいて２本の燃料噴射弁２１の中から異常な燃料噴射弁２１を特定する。更に、後述する図４のフェールセーフ制御ルーチンを実行することで、上記異常診断により異常と特定された燃料噴射弁２１の噴射動作を禁止して正常な燃料噴射弁２１のみで要求噴射量相当分の燃料量を噴射するように当該正常な燃料噴射弁２１の噴射量を増量補正するフェールセーフ制御を実行する。
【００１９】
このフェールセーフ制御の際に、正常な１本の燃料噴射弁２１で２本分の噴射量（要求噴射量）を噴射する必要があるため、２本分の噴射量（要求噴射量）が正常な１本の燃料噴射弁２１で噴射可能な最大噴射量を越えてしまう可能性があるが、実際の噴射量は正常な１本の燃料噴射弁２１で噴射可能な最大噴射量を越えることはない。しかし、吸入空気量は、２本分の噴射量（要求噴射量）に応じて目標空燃比を実現するように制御されるため、実際の噴射量が正常な１本の燃料噴射弁２１で噴射可能な最大噴射量で制限されると、実際の噴射量に対して吸入空気量が過剰になって空燃比がリーン側にずれてしまい、最悪の場合は、リーン空燃比により触媒２５が過昇温して触媒溶損が発生する可能性がある。
【００２０】
この対策として、本実施例１では、フェールセーフ制御の実行時に、要求噴射量が正常な燃料噴射弁２１で噴射可能な最大噴射量を越えている場合には、吸入空気量を制限するようにしている。以下、説明の便宜上、各気筒に配置した２本の燃料噴射弁２１のうちの一方を「燃料噴射弁Ａ」と表記し、他方を「燃料噴射弁Ｂ」と表記する。
【００２１】
［燃料噴射弁異常診断ルーチン］
図３の燃料噴射弁異常診断ルーチンは、エンジン運転中に所定周期で実行され、特許請求の範囲でいう異常診断手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まずステップ１０１で、異常診断実行条件が成立しているか否かを判定する。ここで、異常診断実行条件は、例えば、［１］アイドル運転中（又は定常運転中）であること、［２］エンジン１１の暖機完了後であること、［３］燃料噴射弁Ａ，Ｂを除くエンジン制御系に異常が検出されていないこと等であり、これらの条件を全て満たせば、異常診断実行条件が成立し、いずれか１つでも満たさない条件があれば、異常診断実行条件が不成立となる。
【００２２】
このステップ１０１で、異常診断実行条件が不成立であると判定されれば、以降の処理を行うことなく本ルーチンを終了し、異常診断実行条件が成立していると判定されれば、ステップ１０２に進み、全気筒の一方の燃料噴射弁Ａの噴射を許可して、他方の燃料噴射弁Ｂの噴射を禁止し、全気筒の一方の燃料噴射弁Ａの噴射を順番に実行する。
【００２３】
この後、ステップ１０３に進み、トルク変動（又は燃焼状態の変動）が発生したか否かを判定する。この際、トルク変動（又は燃焼状態の変動）の判定方法は、例えば、エンジン回転速度の変動量、各気筒の筒内圧センサ（図示せず）で検出した筒内圧（燃焼圧）、排出ガスセンサ２４で検出した排出ガスの空燃比のうちの少なくとも１つに基づいてトルク変動（又は燃焼状態の変動）を判定したり、或は、混合気の燃焼に伴って発生するイオン電流を点火プラグ２２等を介して検出して、そのイオン電流に基づいて燃焼状態の変動を判定するようにしても良い。
【００２４】
このステップ１０３で、トルク変動（又は燃焼状態の変動）が発生しなかったと判定されれば、ステップ１０４に進み、全気筒の一方の燃料噴射弁Ａが正常であると判定する。これに対して、上記ステップ１０３で、トルク変動（又は燃焼状態の変動）が発生したと判定されれば、ステップ１０５に進み、トルク変動（又は燃焼状態の変動）が発生した気筒の一方の燃料噴射弁Ａが異常であると特定する。
【００２５】
この後、ステップ１０６に進み、全気筒の他方の燃料噴射弁Ｂの噴射を許可して、一方の燃料噴射弁Ｂの噴射を禁止し、全気筒の他方の燃料噴射弁Ｂの噴射を順番に実行する。      
【００２６】
この後、ステップ１０７に進み、トルク変動（又は燃焼状態の変動）が発生したか否かを上記ステップ１０３と同様の方法で判定し、その結果、トルク変動（又は燃焼状態の変動）が発生しなかったと判定されれば、ステップ１０８に進み、全気筒の他方の燃料噴射弁Ｂが正常であると判定する。
【００２７】
これに対して、上記ステップ１０７で、トルク変動（又は燃焼状態の変動）が発生したと判定されれば、ステップ１０９に進み、トルク変動（又は燃焼状態の変動）が発生した気筒の他方の燃料噴射弁Ｂが異常であると特定する。
【００２８】
［フェールセーフ制御ルーチン］
図４のフェールセーフ制御ルーチンは、エンジン運転中に所定周期で実行され、特許請求の範囲でいう異常診断手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まずステップ２０１で、上記図３の燃料噴射弁異常診断ルーチンの処理結果に基づいて各気筒の２本の燃料噴射弁Ａ，Ｂのどちらかが異常であるか否かを判定し、各気筒の２本の燃料噴射弁Ａ，Ｂの両方が正常であれば、以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。      
【００２９】
一方、上記ステップ２０１で、２本の燃料噴射弁Ａ，Ｂのどちらかが異常であると判定されれば、ステップ２０２に進み、異常な燃料噴射弁２１の噴射動作を停止して、同一気筒内の他の正常な燃料噴射弁２１のみで要求噴射量相当分の燃料量を噴射するように正常な燃料噴射弁２１の噴射量を異常な燃料噴射弁２１（噴射が停止された燃料噴射弁２１）の噴射量相当分だけ増量補正する。
【００３０】
この後、ステップ２０３に進み、要求噴射量が正常な燃料噴射弁２１で噴射可能な最大噴射量を越えているか否かを判定し、要求噴射量が正常な燃料噴射弁２１で噴射可能な最大噴射量以下であれば、そのまま本ルーチンを終了する。これは、要求噴射量が正常な燃料噴射弁２１で噴射可能な最大噴射量以下であれば、要求噴射量相当分の燃料量を噴射できるため（換言すれば実際の噴射量が制限されないため）、実際の噴射量に対して吸入空気量が過剰にならず、空燃比がリーン側にずれないためである。
【００３１】
これに対して、上記ステップ２０３で、要求噴射量が正常な燃料噴射弁２１で噴射可能な最大噴射量を越えていると判定されれば、実際の噴射量が正常な燃料噴射弁２１で噴射可能な最大噴射量で制限されると判断して、ステップ２０４に進み、実際の噴射量（正常な燃料噴射弁２１で噴射可能な最大噴射量）とエンジン回転速度等に応じて触媒２５の溶損に至らない吸入空気量Ｍgdをマップ等により算出する。
【００３２】
この後、ステップ２０５に進み、吸入空気量を調整する吸入空気量調整機構（例えばスロットル開度、吸気バルブリフト量、吸気バルブタイミング、ＥＧＲ弁開度、気流制御弁のうちの少なくとも１つ）を駆動するアクチュエータのデューティＶact （制御量）を、触媒２５の溶損に至らない吸入空気量Ｍgdに応じてマップ等により制限することで、吸入空気量を触媒２５の溶損に至らない吸入空気量Ｍgdに制限する。
Ｖact ＝ｆ(Mgd)
【００３３】
この際、例えば、スロットル開度や吸気バルブリフト量によって吸入空気量を直接的に制限するようにしても良いし、吸気バルブタイミング（バルブオーバーラップ量）やＥＧＲ弁開度によって内部ＥＧＲ率や外部ＥＧＲ率を増加させて吸入空気量を間接的に制限するようにしても良い。気流制御弁は、スワール制御弁又はタンブル制御弁であり、これらを閉じれば、吸入空気量を制限することができる。
【００３４】
以上説明した本実施例１によれば、各気筒の２本の燃料噴射弁２１のどちらかが異常になったときに、正常な燃料噴射弁２１の噴射量を増量補正するフェールセーフ制御を実行する際に、実際の噴射量が正常な燃料噴射弁２１で噴射可能な最大噴射量で制限される場合に、吸入空気量調整機構のアクチュエータのデューティＶact を制限することで、吸入空気量を触媒２５の溶損に至らない吸入空気量Ｍgdに制限するようにしたので、空燃比のリーン側へのずれが大きくなることを防止できて、触媒２５の溶損を防止することができる。
【実施例２】
【００３５】
上記実施例１では、吸入空気量調整機構のアクチュエータのデューティＶact を、触媒２５の溶損に至らない吸入空気量Ｍgdに応じてマップ等により制限するようにしたが、本発明の実施例２では、図５のフェールセーフ制御ルーチンを実行することで、吸入空気量調整機構のアクチュエータのデューティＶact をガード値で制限することで、吸入空気量を触媒２５の溶損に至らない吸入空気量Ｍgdに制限する。図５のフェールセーフ制御ルーチンは、図４のフェールセーフ制御ルーチンのステップ２０４とステップ２０５の処理をそれぞれステップ２０４ａとステップ２０５ａに変更したものであり、その他の事項は、前記実施例１と同じである。
【００３６】
本実施例２では、フェールセーフ制御の実行時に、ステップ２０３で、要求噴射量が正常な燃料噴射弁２１で噴射可能な最大噴射量を越えていると判定されれば、ステップ２０４ａに進み、吸入空気量調整機構（例えばスロットル開度、吸気バルブリフト量、吸気バルブタイミング、ＥＧＲ弁開度、気流制御弁のうちの少なくとも１つ）を駆動するアクチュエータのデューティＶact に対するガード値を設定する。このガード値は、予め設定した１つのガード値であっても良いし、予め設定した複数のガード値をエンジン回転速度等に応じて切り替えて使用するようにしても良い。
【００３７】
この後、ステップ２０５ａに進み、吸入空気量調整機構のアクチュエータのデューティＶact をガード値で制限することで、吸入空気量を触媒２５の溶損に至らない吸入空気量Ｍgdに制限する。
以上説明した本実施例２においても、前記実施例１と同様の効果を得ることができる。
【実施例３】
【００３８】
本発明の実施例３で実行する図６のフェールセーフ制御ルーチンは、図４のフェールセーフ制御ルーチンのステップ２０５の後に、ステップ２０６〜２０９の処理を追加したものであり、その他の事項は、前記実施例１と同じである。
【００３９】
図６のフェールセーフ制御ルーチンでは、フェールセーフ制御の実行時に、触媒２５の溶損に至らない吸入空気量Ｍgdを算出して（ステップ２０４）、この吸入空気量Ｍgdに応じて吸入空気量調整機構のアクチュエータのデューティＶact を制限する（ステップ２０５）。この際、ステップ２０６で、エアフローメータ１４で検出した吸入空気量Ｍafm を読み込んで、次のステップ２０７で、エアフローメータ１４の検出吸入空気量Ｍafm を触媒２５の溶損に至らない吸入空気量Ｍgdと比較して、エアフローメータ１４の検出吸入空気量Ｍafm が触媒２５の溶損に至らない吸入空気量Ｍgdよりも多ければ、ステップ２０８に進み、吸入空気量調整機構のアクチュエータのデューティＶact を前回値Ｖact(k-1)から所定量Ｖdef だけ減少させる。
Ｖact(k)＝Ｖact(k-1)−Ｖdef
【００４０】
これに対して、エアフローメータ１４の検出吸入空気量Ｍafm が触媒２５の溶損に至らない吸入空気量Ｍgdよりも少なければ、ステップ２０９に進み、吸入空気量調整機構のアクチュエータのデューティＶact を前回値Ｖact(k-1)から所定量Ｖdef だけ増加させる。
Ｖact(k)＝Ｖact(k-1)＋Ｖdef
【００４１】
以上の処理を繰り返すことで、エアフローメータ１４の検出吸入空気量Ｍafm が触媒２５の溶損に至らない吸入空気量Ｍgdに一致するように、吸入空気量調整機構のアクチュエータのデューティＶact をフィードバック制御する。これにより、吸入空気量を触媒２５の溶損に至らない吸入空気量Ｍgdに精度良く制御することができる。
【実施例４】
【００４２】
本発明の実施例４で実行する図７のフェールセーフ制御ルーチンは、図６のフェールセーフ制御ルーチンのステップ２０６の後に、ステップ２０６ａの処理を追加し、図６のステップ２０７の判定処理をステップ２０７ａの判定処理に変更したものであり、その他の事項は、前記実施例３と同じである。
【００４３】
図７のフェールセーフ制御ルーチンでは、フェールセーフ制御の実行時に、触媒２５の溶損に至らない吸入空気量Ｍgdに応じて吸入空気量調整機構のアクチュエータのデューティＶact を制限する際に、ステップ２０６で、エアフローメータ１４で検出した吸入空気量Ｍafm を読み込み、次のステップ２０６ａで、エアフローメータ１４を通過した吸入空気が気筒内に吸入されるまでに吸気系の遅れがあることを考慮して、エアフローメータ１４の検出吸入空気量Ｍafm を吸気系の遅れ分だけ位相進み補償して、位相進み補償吸入空気量Ｍafmfを次式により算出する。
【００４４】
Ｍafmf(k) ＝｛Δｔ・Ｍafm(k)＋τ・Ｍafmf(k-1) ＋２τ（Ｍafm(k)−Ｍafm(k-1)｝
／（τ＋Δｔ）
ここで、τは吸気系遅れ時定数、Δｔは演算周期である。上式は、エアフローメータ１４を通過した吸入空気が気筒内に吸入されるまでの吸気系の遅れを模擬した吸気系モデルの逆モデルから導き出されたものである。
【００４５】
この後、ステップ２０７ａに進み、位相進み補償吸入空気量Ｍafmfを触媒２５の溶損に至らない吸入空気量Ｍgdと比較して、位相進み補償吸入空気量Ｍafmfが触媒２５の溶損に至らない吸入空気量Ｍgdよりも多ければ、ステップ２０８に進み、吸入空気量調整機構のアクチュエータのデューティＶact を前回値Ｖact(k-1)から所定量Ｖdef だけ減少させる。
Ｖact(k)＝Ｖact(k-1)−Ｖdef
【００４６】
これに対して、位相進み補償吸入空気量Ｍafmfが触媒２５の溶損に至らない吸入空気量Ｍgdよりも少なければ、ステップ２０９に進み、吸入空気量調整機構のアクチュエータのデューティＶact を前回値Ｖact(k-1)から所定量Ｖdef だけ増加させる。
Ｖact(k)＝Ｖact(k-1)＋Ｖdef
【００４７】
以上の処理を繰り返すことで、位相進み補償吸入空気量Ｍafmfが触媒２５の溶損に至らない吸入空気量Ｍgdに一致するように、吸入空気量調整機構のアクチュエータのデューティＶact をフィードバック制御する。
【００４８】
このようにすれば、エアフローメータ１４の検出吸入空気量Ｍafm を吸気系の遅れ分だけ位相進み補償して、実際に筒内に吸入される空気量（位相進み補償吸入空気量Ｍafmf）を推定してフィードバック制御することができるため、エアフローメータ１４の検出吸入空気量Ｍafm の応答遅れの影響を排除して、吸入空気量を触媒２５の溶損に至らない吸入空気量Ｍgdに一層精度良く制御することができる。
【実施例５】
【００４９】
本発明の実施例５で実行する図８のフェールセーフ制御ルーチンは、図６のフェールセーフ制御ルーチンのステップ２０４〜２０７の処理をステップ２０４ｂ〜２０７ｂの処理に変更したものであり、その他の事項は、前記実施例３と同じである。
【００５０】
図８のフェールセーフ制御ルーチンでは、フェールセーフ制御の実行時に、ステップ２０３で、要求噴射量が正常な燃料噴射弁２１で噴射可能な最大噴射量を越えていると判定されれば、ステップ２０４ｂに進み、実際の噴射量（正常な燃料噴射弁２１で噴射可能な最大噴射量）とエンジン回転速度等に応じて触媒２５の溶損に至らない吸気管圧力ＰＭgdをマップ等により算出する。
【００５１】
この後、ステップ２０５ｂに進み、吸入空気量調整機構（例えばスロットル開度、吸気バルブリフト量、吸気バルブタイミング、ＥＧＲ弁開度、気流制御弁のうちの少なくとも１つ）を駆動するアクチュエータのデューティＶact を、触媒２５の溶損に至らない吸気管圧力ＰＭgdに応じてマップ等により制限することで、吸入空気量を触媒２５の溶損に至らない吸気管圧力ＰＭgdに制限する。
Ｖact ＝ｆ(PMgd)
この吸気管圧力ＰＭgdは、吸入空気量を触媒２５の溶損に至らない吸入空気量に制限する時の吸気管圧力である。
【００５２】
この後、ステップ２０６ｂに進み、吸気管圧力センサ１９で検出した吸気管圧力ＰＭを読み込み、次のステップ２０７ｂで、吸気管圧力センサ１９の検出吸気管圧力ＰＭを触媒２５の溶損に至らない吸気管圧力ＰＭgdと比較して、吸気管圧力センサ１９の検出吸気管圧力ＰＭが触媒２５の溶損に至らない吸気管圧力ＰＭgdよりも高ければ、ステップ２０８に進み、吸入空気量調整機構のアクチュエータのデューティＶact を前回値Ｖact(k-1)から所定量Ｖdef だけ減少させる。
Ｖact(k)＝Ｖact(k-1)−Ｖdef
【００５３】
これに対して、吸気管圧力センサ１９の検出吸気管圧力ＰＭが触媒２５の溶損に至らない吸入空気量Ｍgdよりも低ければ、ステップ２０９に進み、吸入空気量調整機構のアクチュエータのデューティＶact を前回値Ｖact(k-1)から所定量Ｖdef だけ増加させる。
Ｖact(k)＝Ｖact(k-1)＋Ｖdef
【００５４】
以上の処理を繰り返すことで、吸気管圧力センサ１９の検出吸気管圧力ＰＭが触媒２５の溶損に至らない吸気管圧力ＰＭgdに一致するように、吸入空気量調整機構のアクチュエータのデューティＶact をフィードバック制御する。このように、吸気管圧力を触媒２５の溶損に至らない吸気管圧力ＰＭgdにフィードバック制御しても、吸入空気量を触媒２５の溶損に至らない吸入空気量に精度良く制御することができる。
【００５５】
尚、本発明は、１気筒当り２本の燃料噴射弁を配置したシステムに限定されず、１気筒当り３本以上の燃料噴射弁を配置したシステムにも適用して実施できる。
【００５６】
また、上記各実施例１〜５では、フェールセーフ制御の実行時に吸入空気量調整機構のアクチュエータのデューティＶact を制御するようにしたが、制御方式はデューティ制御以外であっても良く、要は、フェールセーフ制御の実行時に吸入空気量を制限するように吸入空気量調整機構を駆動すれば良い。
【００５７】
その他、本発明は、燃料噴射弁の異常診断方法を適宜変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施例１におけるエンジン制御システム全体の概略構成図である。
【図２】１つの気筒に配置した２つの燃料噴射弁及びその周辺部の概略構成図である。
【図３】実施例１の燃料噴射弁異常診断ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。
【図４】実施例１のフェールセーフ制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。
【図５】実施例２のフェールセーフ制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。
【図６】実施例３のフェールセーフ制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。
【図７】実施例４のフェールセーフ制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。
【図８】実施例５のフェールセーフ制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００５９】
１１…エンジン（内燃機関）、１２…吸気管、１４…エアフローメータ、１６…スロットルバルブ、１９…吸気管圧力センサ、２１（Ａ，Ｂ）…燃料噴射弁、２２…点火プラグ、２３…排気管、２４…排出ガスセンサ、３０…ＥＣＵ（異常診断手段，フェールセーフ制御手段）、３１…吸気ポート、３２…排気ポート
【図１】
2009203884.tif 000003
【図２】
2009203884.tif 000004
【図３】
2009203884.tif 000005
【図４】
2009203884.tif 000006
【図５】
2009203884.tif 000007
【図６】
2009203884.tif 000008
【図７】
2009203884.tif 000009
【図８】
2009203884.tif 000010