JPH03286169A - エンジンの出力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はエンジンの出力制御装置に関する。

（従来技術及びその問題点） エンジンの出力制御装置のなかには、例えば可変バルブ
タイミングあるいは可変吸気と呼ばれるように、同一負
荷の下で発生されるエンジン出力を可変とするようにし
たものが知られている。可変吸気を例に説明すれば、吸
気通路に通路切換バルブを配設し、この通路切換バルブ
をエンジンの運転状態に応じて開閉させることで、吸気
通路の実質長さを変え、これによって広い範囲で高いエ
ンジン出力を得るようにしたものが知られている（実開
昭６１−１５２７３１号公報参照）。すなわち、通路切
換バルブを切換えることでエンジンの運転状態に応じた
吸気通路長さを実現し、これによって当該運転状態での
エンジンの能力を最大限発揮させるものである。したが
って、より広い範囲で高い出力を発揮させるのであれば
、上記通路切換バルブを複数配設して、細かい制御を行
えばよいことになる。

しかしながら、上記通路切換バルブのような出力可変手
段を複数配設したものでは、仮に一部の出力可変手段が
故障しただけで本来の出力向上効果が得られなくなるば
かりでなく、逆に大きな出力低下の原因となることが考
えられる。すなわち、出力可変手段を複数配設したもの
では、これらの組み合わせのなかで最大の出力が得られ
る制御パターンが設定されて、この制御パターンに基づ
いて上記出力可変手段の制御がなされる。このため一部
の出力可変手段の故障は単に上記制御パターンを実現で
きない場合が発生するという問題に止らず、残る正常な
出力可変手段との組み合わせでは、この正常な出力可変
手段の制御によってはエンジン出力の大きな落込みを招
き、トルクショックが発生することが考えられる。

そこで、本発明の目的は、一部の出力可変手段が故障し
たときに、残る正常な出力可変手段を利用して、極力エ
ンジン出力の落込みを抑えるようにしたエンジンの出力
制御装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） かかる技術的課題を達成すべく、本発明にあっては、同
一負荷の下で発生されるエンジン出力を可変とする複数
の出力可変手段と、該複数の出力可変手段の組み合わせ
によって得られる複数の制御パターンに、これによって
得られるエンジン出力の高い順に優先順位を付けて保存
する制御パターン記憶手段と、前記複数の出力可変手段
のうち一部の出力可変手段の故障を検出する故障検出手
段と、該一部の出力可変手段の故障が検出されたときに
は、該一部の出力可変手段の故障状態の下で、残る出力
可変手段を制御するときに取り得る最も望ましい制御パ
ターンを前記優先順位に基づいて設定する制御パターン
設定手段と、を備えた構成としである。

（作用、効果） 上記の構成とすることにより、一部の出力可変手段が故
障したときには、この故障状態の下で取り得る最も望ま
しい制御パターンを優先順位に基づいて設定して、残る
正常な出力可変手段の制御が行われるため、極端な出力
低下を防止しつつ、得ることのできる最大のエンジン出
力を実現することができる。したがって、一部の出力可
変手段の故障に伴なう大幅な出力低下及びこれに伴なう
トルクショックの発生を極力抑えることが可能となる。

（“実施例） 以下に、本発明の実施例を添付した図面に基づいて説明
する。

第２図において、符号ｌはＶ型６気筒エンジンの−のバ
ンクで、２は他のバンクを示し、上記−のバンクｌには
３つの気筒３〜５が直列に配設され、他のバンク２には
３つの気筒６〜８が配設されて、これら各気筒３〜８の
吸気行程は各バンク１と２とに存在する気筒３〜５と６
〜８とが互いに隣り合わないようにされている。すなわ
ち、−のバンク１と他のバンク２とが交互に吸気行程を
行うようにされている。

このような−のバンクＩと他のバンク２とで挟まれた■
バンク中央空間９には、その上方域に２つのサージタン
ンク１０，１１が配設されて、これらサージタンンク１
０．１１より上流側は共通吸気通路１２に集合されてい
る。上記サージタンンク１０．１１のうち、−のサージ
タンンク１０は−のバンク１用とされて、この−のサー
ジタンンク１０と気筒３〜５とは、夫々、独立吸気通路
１３〜１５を介して接続されている。また他のサージタ
ンンク１１は他のバンク２用とされて、この他のサージ
タンンク１１と気筒６〜８とは、夫々、独立吸気通路１
６〜１８を介して接続されている。そして、のサージタ
ンンク１０と他のサージタンンク１１とは、短い第１の
連通通路２０と長い第２の連通通路２１とで接続されて
、上記第１の連通通路２０には第１の開閉弁（以下、Ｓ
弁という）２２が配設され、上記第２の連通通路２１に
は第２の開閉弁（以下、Ａ弁という）２３が配設され、
これらＳ弁２２とＡ弁２３とは図示を略したコントロー
ルユニットによって制御される。このような第１の連通
通路２０と第２連通過路２１とを設けることにより、第
１の連通通路２０が開放されたときには（Ｓ弁２２が開
弁）、共鳴による吸気の動的効果が得られ、第２の連通
通路２１が開放されたときには（Ａ弁２３が開弁）、慣
性による吸気の動的効果が得られることとなる。ここに
、Ｓ弁２２の開閉とＡ弁２３の開閉との各種紙み合わせ
によって得られる出力特性を第３図に示す。

同図において、点線３０は、Ａ弁２３が閉弁され、Ｓ弁
２２が開弁されたときのトルクカーブを示す。実線３１
は、Ａ弁２３とＳ弁２２とが共に閉弁されたときのトル
クカーブを示す。

破線３２は、Ａ弁２３が開弁され、Ｓ弁２２が閉弁され
たときのトルクカーブを示す。仮想線３３はＡ弁２３と
Ｓ弁２２とが共に開弁されたときのトルクカーブを示す
。これらのトルクカーブを見たときに、エンジン回転数
Ｎｌまでの領域では、発生トルクの大きいものから小さ
いものへ順に列挙すれば、実線３１　（Ａ弁閉、Ｓ弁閉
）、仮想線３３（Ａ弁開、Ｓ弁開）、破線３２（Ａ弁開
、Ｓ弁閉）、点線３０（Ａ弁閉、Ｓ弁開）となる。これ
を発生トルクの大きいものから小さいものへ順に優先順
位を付ければ、第１図の横第１欄に示すようになる。同
様に、エンジン回転数Ｎ１〜Ｎ２の領域と、Ｎ２〜Ｎ３
の領域と、Ｎ３よりもエンジン回転数の大きい領域とに
分けて、各領域における発生トルクの大きい順から優先
順位を付ければ、第１図の横第２欄以降に示すようにな
る。

以上のことを前提として、Ａ弁２３とＳ弁２２とが共に
正常に作動しているときには、各領域において、第１図
中、縦第１欄に示す優先順位第１位の態様に基づいて、
Ａ弁２３とＳ弁２２との開閉制御が行われるようになっ
ている。

したがって、これにより得られる出力特性は、第３図中
、各領域で最も大きいトルクカーブを結んで得られる曲
線を描くこととなる。

次に、Ａ弁２３あるいはＳ弁２２が故障した場合のフェ
イル制御について、その基本的な考え方について第１図
を参照しつつ説明する。

いま、Ａ弁２３が閉弁状態で固着したと仮定する（ケー
ス■）。この場合、エンジン回転数Ｎｌまでの領域では
、Ａ弁２３が閉弁される優先順位第１位と第４位とを取
り得ることとなる。このうち、優先順位第１位、っまり
Ｓ弁２２を閉弁すれば、少なくとも第４位であるＳ弁を
開弁するよりは、大きな出力が得られることとなる。し
たがって、この場合には優先順位第１位の態様を設定し
て、大きな出力低下を防止するようにしである。次のエ
ンジン回転数Ｎ１−Ｎ２の領域では、Ａ弁２３が閉弁さ
れる優先順位第２位と第４位とを取り得ることとなる。

このうち、優先順位第２位、っまりＳ弁２２を開弁すれ
ば、少なくとも第４位であるＳ弁２２を閉弁するよりは
、大きな出力が得られることとなる。したがって、この
場合には優先順位第２位の態様を設定するようにしであ
る。以下、同様にして、Ｎ２〜Ｎ３の領域では、優先順
位第３位の態様を設定し、次のＮ３よりもエンジン回転
数の大きい領域では、優先順位第１位の態様を設定する
ようにしである。また、Ａ弁２３が開弁状態で固着した
場合（ケースＩＩ）　　Ｓ弁２２が閉弁状態で固着した
場合（ケースＩＩＴ）、Ｓ弁２２が開弁状態で固着した
場合（ケース■）の各場合についても、上記のケースエ
のときと同様にして、取り得る態様のうち優先順位の高
い方の態様を設定するようにして、大きな出力低下を防
止するようにしである。これを−覧表にして第４図に示
しである。

この第４図において、四角で囲ったものは、正常時とは
異なる弁制御がなされるものである。

以上のことを前提として、第５図に示すフローチャート
に基づいて、故障時の制御の一例を説明する。

先ず、ステップＳ１において、出力制御弁としてのスロ
ットル弁〔図示省略〕が全開状態にあることを確認した
後、ステップＳ２において、エンジン回転数Ｎｅが所定
値Ｎｅ１（第３図参照）となったときに、ステップＳ３
へ進んで、吸入空気量Ｑａが所定値Ｑａｌ（第３図参照
）よりも小さいか否かを判別し、ＹＥＳのときには、ス
テップＳ４へ進んで、ケース■あるいはケース■のフェ
イル判定がなされる。すなわち、第３図を参照して、上
記所定エンジン回転数Ｎｅｌは回転数Ｎ１よりも小さな
領域あるから、Ａ弁２３、Ｓ弁２２が共に正常であれば
、Ａ弁２３、Ｓ弁２２共に閉弁されているはずである（
第４図中、正常時の制御を参照）。しかし、吸入空気量
Ｑａが所定値Ｑａｌよりも小さいということは、第３図
に示すトルクカーブにおいて、点線３０のトルクカーブ
を示すＡ弁２３が閉弁、Ｓ弁２２が開弁の状態にあるか
、破線３２のトルクカーブを示すＡ弁２３が開弁、Ｓ弁
２２が閉弁の状態にあることを意味する。とすれば、Ａ
弁２３が開弁状態で固着しているか、あるいはＳ弁２２
が開弁状態で固着しているか、の何れかである。したが
って、第４図で示すケース■あるいはケース■が該当し
、既に優先順位に基づいて決定しであるように、Ａ弁２
３とＳ弁２２とを、共に開弁ずれば、各ケース■あるい
はケース■における優先順位の高い状態を形成すること
が可能となる。このことがら次のステップｓ５において
、Ａ弁２３とＳ弁２２とに対して開弁信号が出力される
。

第５図において、ステップｓ６及びｓ７を経ることで第
３図に示すエンジン回転数Ｎｌ　−Ｎ２の領域でのフェ
イル判定が行われる。すなわち、ステップｓ７において
、吸入空気量。ａが所定値Ｑａ２（第３図参照）よりも
小さいが否かを判別し、ＹＥＳのときには、ステップｓ
８へ進んで、ケース■あるいはケース■のフェイル判定
がなされる。すなわち、この回転数Ｎｌ〜Ｎ２の領域で
は、Ａ弁２３、Ｓ弁２２が共に正常であれば、Ａ弁２３
が開弁、Ｓ弁２２が閉弁されているはずである（第４図
中、正常時の制御を参照）。しかし、吸入空気量Ｑａが
所定値Ｑａｌよりも小さいということは、第３図に示す
トルクカーブにおいて、実線３１のトルクカーブを示す
Ａ弁２３、Ｓ弁２２が共に閉弁の状態にあるか、仮想線
３３のトルクカーブを示すＡ弁２３、Ｓ弁２２が共に開
弁の状態にあることを意味する。とすれば、Ａ弁２３が
閉弁状態で固着しているか、あるいはＳ弁２２が開弁状
態で固着しているか、の何れかである。したがって、第
４図に示すようにケース■あるいはケース■で既に優先
順位に基づいて決定しであるように、Ａ弁２３を閉弁し
、Ｓ弁２２を開弁ずれば、各ケースＩあるいはケース■
における優先順位の高い状態を形成することが可能とな
る。

このことから次のステップＳ９において、Ａ弁２３に対
して閉弁信号が出力され、Ｓ弁２２に対して開弁信号が
出力される。

同様にして、第５図において、ステップＳＩＯ以降のス
テップを経ることによって、第３図に示すエンジン回転
数Ｎ２〜Ｎ３の領域でのフェイル判定が行われる。ここ
で、ステップＳ１２において、上述したのと同様の考え
に基づいて、ケース■あるいはケース■とのフェイル判
定がなされることとなるが、この場合には、ケース■の
場合の優先順位の高い状態であるＡ弁２３閉、Ｓ弁２２
開と、ケース■の場合の優先順位の高い状態であるＡ弁
２３開、Ｓ弁２２閉とでは、その何れをとっても、逆の
制御となるため、フェイル制御を行わないようにされて
いる。つまり正常時の制御１（Ａ弁２３、Ｓ弁２２共に
開弁）とされる。また、正常時の制御のまま放置したと
しても、仮にＡ弁２３が閉弁状態で固着しているとすれ
ば、結果的にＡ弁２３が閉弁、Ｓ弁２２が開弁状態とな
って、第３図に示す点、１１３０の出力特性を示すこと
となる。

逆に、Ｓ弁２２が閉弁状態で固着しているとすれば、結
果的にＡ弁２３が開弁、Ｓ弁２２が閉弁状態となって、
第３図に示す破線３２の出力特性を示すこととなる。し
たがって、その何れであっても、第３図に実線３１で示
す出カ特性のように大きな出力低下が表われないため、
実際上の不都合はないといえる。

第６図以降の図面は、本発明の第２実施例を示すもので
ある。本実施例にあっては、上記第１実施例における可
変吸気（Ｓ弁２２とＡ弁２３の開閉制御）に加えて、可
変バルブタイミングがエンジンに付設されて、低速域で
は低速用のバルブタイミング（以下に、必要に応じて「
Ｌ」で示す）とされ、高速域では高速用のバルブタイミ
ング（以下に、必要に応じて「Ｈ」で示す）とされるよ
うになっている。このような可変バルブタイミングにつ
いては、その機械的構成は従来から既知であるので、そ
の説明を省略し、以下に本実施例の特徴部分についての
み説明を加える。

上記Ｓ弁２２の開閉及びＡ弁２３の開閉並びに可変バル
ブタイミングの［ｉ’ＨＪＩと０′Ｌ」との切換による
各種の組み合わせによって得られる出力特性を第７図に
示す。本図に基づいて上記第１実施例の場合と同様に、
各領域で、発生トルクの大きいものから小さいものへ順
に優先順位を付ければ第６図に示すようになる。そして
、Ａ弁２３の故障、Ｓ弁２２の故障、可変バルブタイミ
ングの故障をそれぞれ憇定した上で、各故障態様におい
て第１実施例における第４図と同様の制御内容を上記優
先順位を考慮しつつ設定したのが第８図乃至第１０図で
ある。

したがって、この第８図乃至第１０図に示す制御内容に
基づいてフェイル制御を行えばエンジン発生トルクの落
込みを小さなものとすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は第１実施例を示すもので、 第１図は可変吸気のフェイル制御における優先順位を表
わす図、 第２図は可変吸気の全体構成図、 第３図はＡ弁、Ｓ弁の開閉組み合わせによって得られる
エンジン発生トルクを表わす図、 第４図が故障態様を分類して、各場合 の制御内容を表わす図、 第５図は上記優先順位を考慮したフェイル制御の一例を
示すフローチャートである。 第６図乃至第１０図は第２実施例を示すもので、 第６図は可変吸気と可変バルブタイミングとのフェイル
制御における優先順位を表わす図、 第７図は可変吸気と可変バルブタイミングとの組み合わ
せによって得られるエンジン発生トルクを表わす図、 第８図乃至第１０図は第４図が故障態様を分類して、各
場合の制御内容を表わす図である。 １１：他のバンク用す ２０：短い連通路 ２１：長い連通路 ２２：Ｓ弁（開閉弁） ２３：Ａ弁（開閉弁） ジタンンク １：■型エンジンにおける−のバンク ２：■型エンジンにおける他のバンク １０ニーのバンク用サージタンンク 第１ 図 第２ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）同一負荷の下で発生されるエンジン出力を可変と
   する複数の出力可変手段と、 該複数の出力可変手段の組み合わせによって得られる複
   数の制御パターンに、これによって得られるエンジン出
   力の高い順に優先順位を付けて保存する制御パターン記
   憶手段と、 前記複数の出力可変手段のうち一部の出力可変手段の故
   障を検出する故障検出手段と、 該一部の出力可変手段の故障が検出されたときには、該
   一部の出力可変手段の故障状態の下で、残る出力可変手
   段を制御するときに取り得る最も望ましい制御パターン
   を前記優先順位に基づいて設定する制御パターン設定手
   段と、を備えていることを特徴とするエンジンの出力制
   御装置。