JP2005016340A - 可変動弁機構付き内燃機関のフェールセーフ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の気筒グループ毎に有効開度量に関わるバルブ特性を変更する可変動弁機構を備えた内燃機関において、いずれかの可変動弁機構が故障したときの正常な可変動弁機構により、運転性を良好に維持できるフェールセーフ制御を行う。
【解決手段】Ｖ型内燃機関の左右バンクにおける可変動弁機構によるバルブ特性（作動角，リフト量）を作動角センサ１１５Ｌ，１１５Ｒで検出すると共に、左バンク側及び右バンク側の故障診断を行い（Ｂ４，Ｂ５）、一方のバンクの可変動弁機構が故障しているときに、故障状態のバルブ特性のリフト量が所定値以上の時は、正常側バンクの可変動弁機構によるバルブ特性を故障状態のバルブ特性に合わせた制御を行い、所定値未満のときは、正常側のバルブ特性を、故障状態のバルブ特性に対し機関運転状態に応じて設定された補償分、リフト量を増大させるバルブバルブ特性とする（Ｂ６〜Ｂ１０→Ｂ２，Ｂ３）。
【選択図】 図１１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可変動弁機構付き内燃機関の可変動弁機構故障時のフェールセーフ技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｖバンク型内燃機関で低速カム及び高速カムを備え、運転状態に応じてバルブ特性を切り換える可変動弁機構において、バンク毎に可変動弁機構を備え、一方のバンクの可変動弁機構が故障したときに、他方のバンクの正常な可変動弁機構のバルブ特性を故障側の可変動弁機構のバルブ特性に合わせた制御を行うことにより、トルク変動を防止するようにした技術がある（特許文献１参照）。
【０００３】
また、このものでは一方のバンクの可変動弁機構が高速カムに張り付く故障を生じた場合は、他方のバンクの正常な可変動弁機構は高速カムに固定させることなく、通常の運転状態に応じた制御として低回転時のトルクの落ち込みを防止すべきであることも開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平４−６３９２２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、無段階にバルブリフト量を変更できるような可変動弁機構を備え、吸気バルブによって吸入空気量を制御するいわゆるノンスロットル制御を採用する内燃機関では、リフト量を微小リフト量に制御することも可能であるため、微小リフト量の状態で固着する故障が生じた場合、故障したリフト量に正常側の吸気バルブ量を一致させるように制御すると、吸入空気量が不足し、燃焼が不安定になり運転性が悪化する（エンストする）可能性があった。
【０００６】
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、いずれかの可変動弁機構が故障したときに、他の可変動弁機構を適切な状態に制御してできる限り良好な運転性を確保できるようにした可変動弁機構付き内燃機関のフェールセーフ制御装置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】
このため、本発明は、気筒グループ毎に設けた複数の可変動弁機構のいずれかの故障を検出した時に、該故障状態でのバルブ特性における有効開度量を求め、該有効開度量が所定値以上と判断したときは、正常な可変動弁機構を前記故障状態のバルブ特性に合わせる制御を行い、前記有効開度量が所定値未満と判断したときは、正常な可変動弁機構を故障状態のバルブ特性に合わせる制御を制限した制御を行う構成とした。
【０００８】
これにより、故障状態でのバルブ特性における有効開度量が所定値以上のときは、正常な可変動弁機構のバルブ特性を故障状態のバルブ特性に合わせる制御を行うことによりトルク段差を抑制できると共に、前記有効開度量が所定値未満のときは、正常な可変動弁機構を故障状態のバルブ特性に合わせる制御を制限した制御を行うことにより、必要なトルクを確保することができる。
【０００９】
また、正常な可変動弁機構を前記故障側の可変動弁機構のバルブ特性に合わせる制御を制限した制御を、機関運転状態に基づいて故障側の可変動弁機構のバルブ特性より有効開度量を大きく設定したバルブ特性とする制御とするとよい。
【００１０】
このようにすれば、故障状態のバルブ特性に合わせた場合の要求トルク不足分は、機関運転状態に応じて異なるので、該要求トルク不足分に応じて有効開度量の増加量を適切に制御することができ、有効開度量の増加によるトルク段差の発生をできるだけ小さくすることができる。特に、目標機関トルクと機関回転速度とに基づいて、有効開度量の増加量をより適切に設定したバルブ特性に制御することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、実施形態における車両用内燃機関の構成図であり、Ｖ型内燃機関１０１の上流側の吸気管１０２には、スロットルモータ１０３ａでスロットルバルブ１０３ｂを開閉駆動する電子制御スロットルＥＴＣ１０４が介装される。前記吸気管１０２から分岐して左右の各バンクに吸気マニホールド１０５、１０６が接続される。そして、前記電子制御スロットルＥＴＣ１０４から吸気マニホールド１０５、１０６を経て各気筒の吸気バルブ１０７を介して、燃焼室１０８内に空気が吸入される。燃焼室１０８には、点火栓１０９が装着されている。また、気筒毎に燃料噴射弁２００を備えている。
【００１２】
燃焼排気は燃焼室１０８から排気バルブ１１０を介して排出され、触媒１１１及浄化された後、マフラー１１２を介して大気中に放出される。
前記排気バルブ１１０は、バンク毎の排気側カム軸に軸支されたカム１１３Ｌ，１１３Ｒによって一定のバルブリフト量及びバルブ作動角（開時期から閉時期までのクランク角）を保って開閉駆動されるが、吸気バルブ１０７は、バンク毎の可変動弁機構ＶＥＬ１１４Ｌ，１１４Ｒによって、それぞれバルブリフト量及びバルブ作動角が連続的に変えられるようになっている。ここで、本実施形態の可変動弁機構ＶＥＬ１１４Ｌ，１１４Ｒでは、バルブリフト量及びバルブ作動角は、有効開度量に関わるバルブ特性であり、一方の特性が決まれば他方の特性も決まるように同時に変えられる。
【００１３】
前記可変動弁機構ＶＥＬ１１４Ｌ，１１４Ｒによる左右バンクの吸気バルブ１０７の作動角が、後述するようにポテンショメータ式の作動角センサ１１５Ｌ，１１５Ｒで検出される。
【００１４】
コントロールユニット１１６は、スロットルバルブ１０３ｂの開度及び吸気バルブ１０７の開特性によってアクセル開度に対応する吸入空気量が得られるように、アクセル開度センサＡＰＳ１１７で検出されるアクセル開度に応じて前記電子制御スロットルＥＴＣ１０４及び可変動弁機構ＶＥＬ１１４Ｌ，１１４Ｒを制御する。但し、吸気負圧が要求される運転条件以外の基本的な運転条件では、スロットルバルブ１０３ｂは全開に保持され、可変動弁機構ＶＥＬ１１４Ｌ，１１４Ｒのみで吸入空気量を制御する。
【００１５】
前記コントロールユニット１１６はマイクロコンピュータを内蔵し、前記アクセル開度センサＡＰＳ１１７の他、吸入空気量（質量流量）を検出するエアフローメータ１１８、クランク軸から回転信号を取り出すクランク角センサ１１９、スロットルバルブ１０３ｂの開度を検出するスロットルセンサ１２０等からの検出信号が入力される。
【００１６】
図２〜図４は、前記可変動弁機構ＶＥＬ１１５の構造を詳細に示すものである。
図２〜図４に示す可変動弁機構ＶＥＬは、一対の吸気バルブ１０７，１０７と、シリンダヘッド１１のカム軸受１４に回転自在に支持された中空状のカム軸１３と、該カム軸１３に軸支された回転カムである２つの偏心カム１５，１５と、前記カム軸１３の上方位置に同じカム軸受１４に回転自在に支持された制御軸１６と、該制御軸１６に制御カム１７を介して揺動自在に支持された一対のロッカアーム１８，１８と、各吸気バルブ１０７，１０７の上端部にバルブリフター１９，１９を介して配置された一対のそれぞれ独立した揺動カム２０，２０とを備えている。
【００１７】
前記偏心カム１５，１５とロッカアーム１８，１８とは、リンクアーム２５，２５によって連係され、ロッカアーム１８，１８と揺動カム２０，２０とは、リンク部材２６，２６によって連係されている。
【００１８】
前記偏心カム１５は、図５に示すように、略リング状を呈し、小径なカム本体１５ａと、該カム本体１５ａの外端面に一体に設けられたフランジ部１５ｂとからなり、内部軸方向にカム軸挿通孔１５ｃが貫通形成されていると共に、カム本体１５ａの軸心Ｘがカム軸１３の軸心Ｙから所定量だけ偏心している。
【００１９】
また、前記偏心カム１５は、カム軸１３に対し前記バルブリフター１９に干渉しない両外側にカム軸挿通孔１５ｃを介して圧入固定されていると共に、カム本体１５ａの外周面１５ｄが同一のカムプロフィールに形成されている。
【００２０】
前記ロッカアーム１８は、図４に示すように、略クランク状に屈曲形成され、中央の基部１８ａが制御カム１７に回転自存に支持されている。
また、基部１８ａの外端部に突設された一端部１８ｂには、リンクアーム２５の先端部と連結するピン２１が圧入されるピン孔１８ｄが貫通形成されている一方、基部１８ａの内端部に突設された他端部１８ｃには、各リンク部材２６の後述する一端部２６ａと連結するピン２８が圧入されるピン孔１８ｅが形成されている。
【００２１】
前記制御カム１７は、円筒状を呈し、制御軸１６外周に固定されていると共に、図２に示すように軸心Ｐ１位置が制御軸１６の軸心Ｐ２からαだけ偏心している。
【００２２】
前記揺動カム２０は、図２及び図６，図７に示すように略横Ｕ字形状を呈し、略円環状の基端部２２にカム軸１３が嵌挿されて回転自在に支持される支持孔２２ａが貫通形成されていると共に、ロッカアーム１８の他端部１８ｃ側に位置する端部２３にピン孔２３ａが貫通形成されている。
【００２３】
また、揺動カム２０の下面には、基端部２２側の基円面２４ａと該基円面２４ａから端部２３端縁側に円弧状に延びるカム面２４ｂとが形成されており、該基円面２４ａとカム面２４ｂとが、揺動カム２０の揺動位置に応じて各バルブリフター１９の上面所定位置に当接するようになっている。
【００２４】
即ち、図８に示すバルブリフト特性からみると、図２に示すように基円面２４ａの所定角度範囲θ１がベースサークル区間になり、カム面２４ｂの前記ベースサークル区間θ１から所定角度範囲θ２が所謂ランプ区間となり、更に、カム面２４ｂのランプ区間θ２から所定角度範囲θ３がリフト区間になるように設定されている。
【００２５】
また、前記リンクアーム２５は、円環状の基部２５ａと、該基部２５ａの外周面所定位置に突設された突出端２５ｂとを備え、基部２５ａの中央位置には、前記偏心カム１５のカム本体１５ａの外周面に回転自在に嵌合する嵌合穴２５ｃが形成されている一方、突出端２５ｂには、前記ピン２１が回転自在に挿通するピン孔２５ｄが貫通形成されている。
【００２６】
尚、前記リンクアーム２５と偏心カム１５とによって揺動駆動部材が構成される。
更に、前記リンク部材２６は、所定長さの直線状に形成され、円形状の両端部２６ａ，２６ｂには前記ロッカアーム１８の他端部１８ｃと揺動カム２０の端部２３の各ピン孔１８ｄ，２３ａに圧入した各ピン２８，２９の端部が回転自在に挿通するピン挿通孔２６ｃ，２６ｄが貫通形成されている。
【００２７】
尚、各ピン２１，２８，２９の一端部には、リンクアーム２５やリンク部材２６の軸方向の移動を規制するスナップリング３０，３１，３２が設けられている。
【００２８】
上記構成において、制御軸１６の軸心Ｐ２と制御カム１７の軸心Ｐ１との位置関係によって、図６，７に示すように、バルブリフト量が変化することになり、前記制御軸１６を回転駆動させることで、制御カム１７の軸心Ｐ１に対する制御軸１６の軸心Ｐ２の位置を変化させる。
【００２９】
図１０は、前記制御軸１６の駆動機構を示す（左右のバンクで一対の駆動機構を有する）。すなわち、制御軸１６は、ＤＣサーボモータ（アクチュエータ）１２１によって所定回転角度範囲内で回転駆動されるようになっており、前記制御軸１６の作動角を前記アクチュエータ１２１で変化させることで、吸気バルブ１０５のバルブリフト量及びバルブ作動角が連続的に変化する（図９参照）。
【００３０】
図１０において、ＤＣサーボモータ１２１は、その回転軸が制御軸１６と平行になるように配置され、回転軸の先端には、かさ歯車１２２が軸支されている。一方、前記制御軸１６の先端に一対のステー１２３ａ，１２３ｂが固定され、一対のステー１２３ａ，１２３ｂの先端部を連結する制御軸１６と平行な軸周りに、ナット１２４が揺動可能に支持される。
【００３１】
前記ナット１２４に噛み合わされるネジ棒１２５の先端には、前記かさ歯車１２２に噛み合わされるかさ歯車１２６が軸支されており、ＤＣサーボモータ１２１の回転によってネジ棒１２５が回転し、該ネジ棒１２５に噛み合うナット１２４の位置が、ネジ棒１２５の軸方向に変位することで、制御軸１６が回転されるようになっている。
【００３２】
ここで、ナット１２４の位置をかさ歯車１２６に近づける方向が、バルブリフト量が小さくなる方向で、逆に、ナット１２４の位置をかさ歯車１２６から遠ざける方向が、バルブリフト量が大きくなる方向となっている。
【００３３】
前記制御軸１６の先端には、図１０に示すように、制御軸１６の回転角を検出することによってバルブ作動角を検出する前記作動角センサ１１５が設けられており、該回転角センサ１２７で検出される実際の回転角が目標回転角に一致するように、前記コントロールユニット１１４が前記ＤＣサーボモータ１２１をフィードバック制御する。ここで、制御軸１６の回転角制御によってバルブリフト量とバルブ作動角とは同時に変えられるので、回転角センサ１２７はバルブ作動角を検出すると同時にバルブリフト量を検出するものである。
【００３４】
前記制御軸１６は、一端部に設けられたＤＣサーボモータ等のアクチュエータ１２１によって所定回転角度範囲内で回転駆動されるようになっており、前記制御軸１６の作動角を前記アクチュエータ１２１で変化させることで、吸気バルブ１０７のバルブリフト量及びバルブ作動角が連続的に変化する構成であり、バルブリフト量の減少に応じてバルブ作動角がより小さく変化する（図９参照）。
【００３５】
バルブリフト量及びバルブ作動角を小さくする場合には、図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、制御軸１６の軸心Ｐ２が制御カム１７の軸心Ｐ１がよりも下方に位置するように、制御軸１６を回転させ、逆に、バルブリフト量及びバルブ作動角を大きくする場合には、図７（Ａ），（Ｂ）に示すように、制御軸１６の軸心Ｐ２が制御カム１７の軸心Ｐ１がよりも上方に位置するように、制御軸１６を回転させる。
【００３６】
前記コントロールユニット１１６は、作動角センサ１１３の出力（出力電圧）を予め設定された変換特性に従って制御軸１６の作動角に変換し、該作動角の検出結果が目標値に一致するようにアクチュエータ１２１をフィードバック制御する。
【００３７】
次に、上記可変動弁機構ＶＥＬ１１４Ｌ，１１４Ｒをバンク（気筒群）毎に２つ備えたＶ型内燃機関１０１において、本発明に係る故障時のフェールセーフ制御について説明する。
【００３８】
具体的には、可変動弁機構ＶＥＬ１１４Ｌ，１１４Ｒについて故障の有無を診断し、一方の可変動弁機構ＶＥＬが故障した場合には、他方の可変動弁機構ＶＥＬで吸入空気量制御を補償するフェールセーフ制御を行う。
【００３９】
前記フェールセーフ制御を、図１１のブロック図を参照しつつ説明する。
基本制御値演算ブロックＢ１（図ではＢ１と記す。以下同様）では、アクセル開度センサＡＰＳ１１７により検出されるアクセル開度ＡＣＣとクランク角センサ１１７によって検出された機関回転速度Ｎｅとに基づいて目標機関トルクを算出し、該目標機関トルクに対応する前記可変バルブリフト機構１１２の目標制御量すなわち前記制御軸１６の基本目標作動角ＴＧＶＥＬ０を設定する。
【００４０】
この基本目標作動角ＴＧＶＥＬ０が、左バンク制御値切換ブロックＢ２及び右バンク制御値切換ブロックＢ３に出力される。
左バンク側故障診断ブロックＢ４は、左バンクの可変動弁機構ＶＥＬ１１４Ｌについて故障診断を行い、右バンク故障診断ブロックＢ５は、右バンクの可変動弁機構ＶＥＬ１１４Ｒについて故障診断を行う。具体的には、対応する可変動弁機構ＶＥＬの目標作動角と実作動角との差が大きい状態が所定時間以上継続したとき、アクチュエータであるＤＣサーボモータ等のロック時相当の過電流が所定時間継続して流れているとき、制御指示値（デューティ値等）が最大，最小（１００％、０％等）に張り付いた状態で所定時間以上継続したときなどを故障であると診断する。そして、左バンク故障診断ブロックＢ４の診断結果が、前記右バンク制御値切換ブロックＢ３に制御値切換信号として出力され、右バンク側故障診断ブロックＢ５の診断結果が、前記左バンク制御値切換ブロックＢ２に制御値切換信号として出力される。
【００４１】
補償作動角演算ブロックＢ６は、目標機関トルクＴｅとエンジン回転速度Ｎｅを入力し、これらに基づいて一方のバンクの可変動弁機構ＶＥＬが故障し、かつ、該故障状態での実作動角（実リフト量）が所定値未満で、他方のバンクの正常な可変動弁機構ＶＥＬを前記故障状態の実作動角に合わせて制御した場合にはトルク不足となる場合に必要なトルクを確保するため、補償トルク相当の補償作動角ＶＥＬＨを算出する。具体的には、低回転低トルク領域は、作動角が小さくても吸気バルブ通過時の抵抗が小さく必要な吸入空気量を確保しやすいので、補償トルク分は小さいが高回転高トルク領域では、作動角が小さいと吸気バルブ通過時の抵抗が増大して必要な吸入空気量を確保できなくなるので、補償トルクＶＥＬＨを大きく設定してある。
【００４２】
左バンク補償判断ブロックＢ７は、作動角センサ１１５Ｒによって検出される右バンクの可変動弁機構ＶＥＬＲの故障時における実作動角（実リフト量）ＲＥＶＥＬＲが所定値ＨＯＳＬＭＩＴ以上か否かを判断し、所定値ＨＯＳＬＭＩＴ以上のときは出力が停止されるが、所定値ＨＯＳＬＭＩＴ未満のときは、前記補償作動角演算ブロックＢ６で算出した補償作動角ＶＥＬＨを左バンク加算ブロックＢ８に出力する。
【００４３】
同様に、右バンクトルク補償判断ブロックＢ９は、作動角センサ１１５Ｌによって検出される左バンクの可変動弁機構ＶＥＬＬの故障時における実作動角（実リフト量）ＲＥＶＥＬＬが所定値ＨＯＳＬＭＩＴ以上か否かを判断し、所定値ＨＯＳＬＭＩＴ以上のときは出力が停止されるが、所定値ＨＯＳＬＭＩＴ未満のときは、前記補償作動角ＶＥＬＨを右バンク加算ブロックＢ１０に出力する。
【００４４】
前記左バンク加算ブロックＢ８は、前記右バンクの可変動弁機構ＶＥＬＲの故障時における実作動角ＲＥＶＥＬＲに、左バンクトルク補償判断ブロックＢ７から出力された作動角分を加算し、左バンクフェールセーフ制御値ＶＥＬＬＦＳと前記して左バンク制御値切換ブロックＢ２に出力する。
【００４５】
同様に、前記右バンク加算ブロックＢ１０は、前記左バンクの可変動弁機構ＶＥＬＬの故障時における実作動角ＲＥＶＥＬＬに、右バンクトルク補償判断ブロックＢ９から出力された作動角分を加算し、右バンクフェールセーフ制御値ＶＥＬＲＦＳとして前記右バンク制御値切換ブロックＢ３に出力する。
【００４６】
上記各ブロックの機能による全体動作を説明する。
左バンク故障診断ブロックＢ４及び右バンク故障診断ブロックＢ５により左右バンクの可変動弁機構ＶＥＬＬ，ＶＥＬＲが共に正常に動作しているとき診断したときは、該診断結果に基づいてそれぞれ反対バンク側の右バンク制御値切換ブロックＢ３及び左バンク制御値切換ブロックＢ２が、前記基本制御値演算ブロックＢ１により算出された基本目標作動角ＴＧＶＥＬ０を、左右バンクの可変動弁機構ＶＥＬＬ，ＶＥＬＲの目標作動角ＴＧＶＥＬＬ，ＴＧＶＥＬＲとして出力するように切換制御する。
【００４７】
また、例えば左バンク故障診断ブロックＢ４が、左バンクの可変動弁機構ＶＥＬＬＬが故障していると診断したときは、前記右バンク制御値切換ブロックＢ３が前記右バンク加算ブロックＢ１０から入力した右バンクフェールセーフ制御値ＶＥＬＲＦＳを、右バンクの可変動弁機構ＶＥＬＲの目標作動角ＴＧＶＥＬＲとして出力する。
【００４８】
ここで、前記故障状態の可変動弁機構ＶＥＬＬＬの実作動角（実リフト量）ＲＥＶＥＬＬが所定値以上のときは、前記右バンクフェールセーフ制御値ＶＥＬＲＦＳは前記実作動角ＲＥＶＥＬＬと等しく設定されるので、右バンクの可変動弁機構ＶＥＬＲの作動角を、故障状態の左バンクの可変動弁機構ＶＥＬＬの作動角に合わせた制御が行われる。このようにすれば、左右の可変動弁機構ＶＥＬＬ，ＶＥＬＲのバルブ特性が等しいので、トルク段差を防止したフェールセーフ制御が行える。
【００４９】
一方、前記故障状態の可変動弁機構ＶＥＬＬＬの実作動角ＲＥＶＥＬＬが所定値未満のときは、前記右バンクフェールセーフ制御値ＶＥＬＲＦＳは前記実作動角ＲＥＶＥＬＬに補償作動角ＶＥＬＨを加算した作動角に設定され、右バンクの正常な可変動弁機構ＶＥＬＲは、故障状態の左バンクの可変動弁機構ＶＥＬＬより大きい作動角（リフト量）に制御される。このようにすれば、故障状態の作動角が小さく、正常側でこの作動角に合わせた制御を行うとトルク不足を生じる場合には、正常側で補償トルク相当の補償作動角ＶＥＬＨだけ大きくした作動角に制御されるので、トルク不足を防止したフェールセーフ制御が行える。
【００５０】
右バンク故障診断ブロックＢ５が、右バンクの可変動弁機構ＶＥＬＬＲが故障していると診断したときも同様であり、左バンクフェールセーフ制御値ＶＥＬＬＦＳを、左バンクの可変動弁機構ＶＥＬＬの目標作動角ＴＧＶＥＬＬとして出力する。そして、故障状態の実作動角ＲＥＶＥＬＲが所定値以上のときは、左バンクフェールセーフ制御値ＶＥＬＬＦＳが実作動角ＲＥＶＥＬＲと等しくなって、左右の可変動弁機構ＶＥＬＬ，ＶＥＬＲを共に故障状態の作動角ＲＥＶＥＬＲとするトルク段差を防止したフェールセーフ制御を行え、実作動角ＲＥＶＥＬＲが所定値未満のときは、左バンクフェールセーフ制御値ＶＥＬＬＦＳが実作動角ＲＥＶＥＬＲより補償作動角ＶＥＬＨだけ大きくした作動角に制御されて、トルク不足を防止したフェールセーフ制御を行える。
【００５１】
上記のように、故障状態のバルブ特性における有効開度量が所定値以上で、正常側のバルブ特性を故障状態のバルブ特性に合わせても、トルク不足を生じない場合は、該故障状態のバルブ特性に合わせる制御を行うことでトルク段差を完全に回避し、故障状態のバルブ特性における有効開度量が所定値未満で故障状態のバルブ特性に合わせる制御を行うとトルク不足を生じる場合は、該故障状態のバルブ特性に合わせる制御を制限する制御を行うことで、トルク不足を回避できる。
【００５２】
特に、本実施形態では、前記正常側のバルブ特性を、故障状態のバルブ特性に合わせる制御を制限して制御する場合に、機関運転状態特に目標機関トルクと機関回転速度に基づいて制御するようにしたので、機関運転状態に応じて異なる要求トルク不足分に応じて有効開度量の増加量を適切に制御することができ、有効開度量の増加によるトルク段差の発生をできるだけ小さくすることができる。さらに、目標機関トルクと機関回転速度とに基づいて、有効開度量の増加量をより適切に設定したバルブ特性に制御することができる。
【００５３】
また、機関運転状態（アクセル開度と機関回転速度等）に基づいて、正常側のバルブ特性を故障側のバルブ特性に合わせる制御を行うときと、該制御を制限する制御を行うときとを切り換える故障状態のバルブ特性（有効開度量のしきい値）を可変に設定し、運転領域毎に該可変に設定したバルブ特性と実際の故障状態のバルブ特性とを比較しながら、制限の有無を切り換えるようにしてもよい。例えば、低速低トルク領域ほど、小さく設定した有効開度量未満で制限する。
【００５４】
制限するときのバルブ特性は、上記実施形態のように機関運転状態（目標機関トルクと機関回転速度等）に基づいて、故障状態の作動角に補償トルクに応じた補償作動角を加算する構成とすれば、より、高精度な制御を行えるが、簡易的には、機関運転状態のみで設定される前記基本目標作動角ＴＧＶＥＬ０に制御する構成としてもよい。
【００５５】
また、本発明は吸気バルブの可変動弁機構に適用することで大きな効果が得られるが、複数の気筒グループ毎に排気バルブのバルブ特性を可変動弁機構で可変制御するものにおいても、本発明を適用でき、効果が得られる。可変動弁機構が故障して排気バルブのバルブ特性が固着した場合には、正常な可変動弁機構のバルブ特性を故障状態のバルブ特性に合わせればトルク段差を回避できるが、トルク不足を生じる場合がある（リフト量が小さいと排気抵抗の増大によりトルク不足を生じることがある）からである。
【００５６】
更に、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下にその効果と共に記載する。
（イ）請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の可変動弁機構付き内燃機関のフェールセーフ制御装置において、
前記故障状態でのバルブ特性における有効開度量と比較される所定値を、機関運転状態に応じて可変に設定することを特徴とする可変動弁機構付き内燃機関のフェールセーフ制御装置。
【００５７】
このようにすれば、機関運転状態に応じてトルク不足を生じるバルブ特性が異なるので、故障状態のバルブ特性に合わせる制御の制限の有無を決定する所定値を機関運転状態に応じて可変に設定することにより、要求トルク不足に見合った制御を行うことができる。
【００５８】
また、Ｖ型内燃機関に限らず、複数の気筒グループ毎に動弁の有効開度量に関わるバルブ特性を可変な可変動弁機構を備えた内燃機関に適用できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における機関の構成図。
【図２】本発明の実施形態における可変動弁機構を示す断面図（図３のＡ−Ａ断面図）。
【図３】上記可変動弁機構の側面図。
【図４】上記可変動弁機構の平面図。
【図５】上記可変動弁機構に使用される偏心カムを示す斜視図。
【図６】上記可変動弁機構の低リフト時の作用を示す断面図（図３のＢ−Ｂ断面図）。
【図７】上記可変動弁機構の高リフト時の作用を示す断面図（図３のＢ−Ｂ断面図）。
【図８】上記可変動弁機構における揺動カムの基端面とカム面に対応したバルブリフト特性図。
【図９】上記可変動弁機構のバルブタイミングとバルブリフトの特性図。
【図１０】上記可変動弁機構における制御軸の回転駆動機構を示す斜視図。
【図１１】実施形態におけるフェールセーフ制御のブロック図。
【符号の説明】
１３…カム軸 １５…偏心カム（揺動駆動部材） １６…制御軸 １７…制御カム １８…ロッカアーム ２０…揺動カム ２５…リンクアーム（揺動駆動部材） １０１…内燃機関 １０４…電子制御スロットル １０７…吸気バルブ １０９…排気バルブ １１３Ｌ…可変動弁機構ＶＥＬ（左バンク側） １１３Ｒ…可変動弁機構ＶＥＲ（右バンク側） １１５Ｌ，１１５Ｒ…作動角センサ １１６…コントロールユニット １１７…アクセル開度センサ １１８…エアフローメータ １１９…クランク角センサ
１２１…アクチュエータ

Claims (3)

1. 複数の気筒グループを有し、気筒グループ毎に動弁の有効開度量に関わるバルブ特性を変更する可変動弁機構を備えた内燃機関において、
   気筒グループ毎の可変動弁機構の故障状態を検出し、
   いずれかの気筒グループの可変動弁機構が故障していると検出されたときに、該故障状態でのバルブ特性における有効開度量が所定値以上のときは、他の気筒グループの正常な可変動弁機構を、前記故障側の可変動弁機構のバルブ特性に合わせる制御を行い、前記有効開度量が所定値未満のときは、前記正常な可変動弁機構を、前記故障側の可変動弁機構のバルブ特性に合わせる制御を制限した制御を行うことを特徴とする可変動弁機構付き内燃機関のフェールセーフ制御装置。
2. 前記正常な可変動弁機構を前記故障側の可変動弁機構のバルブ特性に合わせる制御を制限した制御は、機関運転状態に基づいて故障側の可変動弁機構のバルブ特性より有効開度量を大きく設定したバルブ特性とする制御であることを特徴とする可変動弁機構付き内燃機関のフェールセーフ制御装置。
3. 前記正常な可変動弁機構のバルブ特性を、目標機関トルクと機関回転速度に基づいて設定することを特徴とする請求項２に記載の可変動弁機構付き内燃機関のフェールセーフ制御装置。

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