專利名稱：內(nèi)燃機診斷裝置和內(nèi)燃機診斷方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機診斷裝置和內(nèi)燃機診斷方法，該內(nèi)燃機診斷裝置和內(nèi)燃機診斷方法用于在內(nèi)燃機運轉(zhuǎn)時識別內(nèi)燃機的多個氣缸當中具有異?？杖急鹊墓收蠚飧?。
背景技術：
在汽車等的內(nèi)燃機運轉(zhuǎn)時，從排氣凈化角度通常增設空燃比傳感器并根據(jù)空燃比反饋控制過程來控制供應的燃料量以維持良好的空燃比。然而，即使排氣本身保持在有利狀態(tài)下，不同氣缸中的空燃比的變化往往也會降低排氣凈化催化器的凈化率。因此，致力于監(jiān)測各個氣缸中的空燃比的變化[參見日本特開公報No. 2009-270543 (下文稱為“ JP2009-270543A”)和日本特開平03-189371 (下文稱為“JP03-189371A”)]。根據(jù)JP2009-270543A，將燃料燃燒循環(huán)通過所有氣缸一次的循環(huán)周期看作一個循環(huán)，并且測量在一個循環(huán)中的空燃比波動。如果所測量的空燃比波動太大，則判斷內(nèi)燃機發(fā)生故障(參見其摘要)。根據(jù)JP03-189371A，當檢測到失火時，相繼單獨地停止各個氣缸的點火控制過程，并且讀取此時空燃比傳感器的平均輸出值及輸出幅度值，并與點火控制過程停止之前讀取的相應值進行比較，由此識別失火氣缸(參見其權(quán)利要求1)。在該專利公報中闡述了內(nèi)燃機可以具有一個空燃比傳感器或多個空燃比傳感器(第4頁左下欄第6至10行)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)JP2009-270543A，容易判斷其中各個氣缸中的空燃比失衡的缸間故障的發(fā)生。然而，無法識別哪個氣缸遭受故障。根據(jù)JP03-189371A，盡管能夠識別失火的故障氣缸，但是無法判斷各個氣缸中的空燃比是否有利。鑒于上述缺點作出了本發(fā)明。本發(fā)明的目的是提供一種內(nèi)燃機診斷裝置和內(nèi)燃機診斷方法，其能夠以簡單方式高度準確地識別具有異?？杖急鹊墓收蠚飧?。根據(jù)本發(fā)明，提供了 一種內(nèi)燃機診斷裝置，該內(nèi)燃機診斷裝置用于在內(nèi)燃機運轉(zhuǎn)時識別該內(nèi)燃機的多個氣缸當中的具有異常空燃比的故障氣缸，該內(nèi)燃機診斷裝置包括空燃比控制器，該空燃比控制器通過控制用于調(diào)節(jié)所述氣缸的相應燃料噴射量的燃料噴射量調(diào)節(jié)單元來逐步改變所述氣缸的空燃比；以及故障氣缸識別器，該故障氣缸識別器基于由失火計數(shù)器針對逐步改變的每個空燃比計數(shù)的所述多個氣缸的失火次數(shù)與逐步改變的空燃比之間的關系來識別所述故障氣缸。根據(jù)本發(fā)明，可以以簡單的方式高度準確地識別出具有異常空燃比的故障氣缸。通常，空燃比和發(fā)生失火之間的關系一定程度上根據(jù)內(nèi)燃機的構(gòu)造來確定。例如，當實際空燃比等于化學計量空燃比時，本質(zhì)上不會失火發(fā)生。隨著實際空燃比變化到較貧空燃比或較富空燃比，相對于燃料被噴射到內(nèi)燃機內(nèi)的次數(shù)來說失火發(fā)生率增大。根據(jù)本發(fā)明，逐步改變空燃比，并且計數(shù)失火發(fā)生次數(shù)，以確定可燃燃料的噴射范圍，從而檢測空燃比異常。結(jié)果，容易檢測到空燃比異常，使得可以高度準確地識別故障氣缸?？杖急韧ǔＴ趦?nèi)燃機中進行控制，并且可以通過例如曲軸角傳感器和處理器來計數(shù)失火發(fā)生次數(shù)。因此，可以利用內(nèi)燃機中結(jié)合的現(xiàn)有布置來控制空燃比并計數(shù)失火發(fā)生次數(shù)。根據(jù)本發(fā)明，基于逐步改變的空燃比與多個氣缸中的失火發(fā)生次數(shù)之間的關系來識別故障氣缸。因而，可以僅僅通過利用能夠由結(jié)合在內(nèi)燃機中的現(xiàn)有布置來控制和判斷的空燃比和失火發(fā)生次數(shù)來識別故障氣缸。所述空燃比控制器可以在所述內(nèi)燃機沒有被施加任何負載的情況下控制所述燃料噴射量調(diào)節(jié)單元，以逐個地順序調(diào)節(jié)所述多個氣缸的燃料噴射量，由此逐步增加或減少所述空燃比。由于可以逐個地確認氣缸的故障，因此可以更準確地判斷故障氣缸。內(nèi)燃機沒有被施加負載的狀態(tài)包括例如內(nèi)燃機可空轉(zhuǎn)的狀態(tài)。所述空燃比控制器可以從用以實現(xiàn)化學計量空燃比的設定值開始逐步減少所述燃料噴射量。因為從本質(zhì)上不會發(fā)生失火的化學計量空燃比開始將所述空燃比改變至失火次數(shù)增加的較貧空燃比，所以可以準確地確定故障氣缸，并且還可以最小化失火發(fā)生對火花塞或催化器造成的不利影響。具體地，當失火頻繁發(fā)生時，氣缸的燃燒室內(nèi)的溫度降低，從而使得火花塞被煙熏，即在火花塞上沉積了更多的積碳。結(jié)果，氣缸由于沉積的積碳而很可能導致更多失火，并且可能無法準確地判定由于空燃比變化而導致的失火次數(shù)。沉積在火花塞上的積碳很可能不利地影響火花塞的耐用性。當發(fā)生失火時，沒有在燃燒室內(nèi)燃燒的未燃燒氣體從內(nèi)燃機排出，于是可能由于催化器的熱而在催化器中被點燃。如果這種現(xiàn)象頻繁發(fā)生，催化器的耐用性可能受到不利的影響。根據(jù)本發(fā)明，燃燒室逐漸從正常燃燒狀態(tài)變化至更多失火狀態(tài)，燃燒室內(nèi)的溫度的降低被最小化，由此防止上述缺陷發(fā)生。例如，空燃比故障如下判定當所述燃料噴射量低于根據(jù)所述內(nèi)燃機的特性確定的貧燃極限值時，如果存在失火次數(shù)小于第一閾值的氣缸，則所述故障氣缸識別器可判定該氣缸經(jīng)受燃料供給過剩的富燃故障。因而可以簡單地確定富燃故障。類似地，當所述燃料噴射量代表用于實現(xiàn)所述化學計量空燃比的設定值或代表根據(jù)所述內(nèi)燃機的特性確定的可燃范圍內(nèi)的預定值時，如果存在失火次數(shù)大于第二閾值的氣缸，則所述故障氣缸識別器可判定該氣缸經(jīng)受燃料供給不足的貧燃故障。因而可以簡單地確定貧燃故障。根據(jù)本發(fā)明，提供了 一種內(nèi)燃機診斷裝置，該內(nèi)燃機診斷裝置用于在內(nèi)燃機運轉(zhuǎn)時識別該內(nèi)燃機的多個氣缸當中的具有異?？杖急鹊墓收蠚飧祝搩?nèi)燃機診斷裝置包括故障氣缸識別器，該故障氣缸識別器通過控制所述多個氣缸的相應燃料噴射量而逐步地改變所述多個氣缸的空燃比，并基于逐步改變的空燃比與氣缸失火次數(shù)之間的關系來識別故障氣缸；以及保護器，如果在正逐步改變所述空燃比時，所述多個氣缸中的任一個氣缸的失火次數(shù)或所述多個氣缸的失火次數(shù)的總數(shù)超過預定值，則所述保護器停止逐步改變所述空燃比，以保護火花塞或排氣凈化過濾器。根據(jù)本發(fā)明，如果在正逐步改變所述空燃比時，所述多個氣缸中的任一個氣缸的失火次數(shù)或所述多個氣缸的失火次數(shù)的總數(shù)超過預定值，則所述保護器停止逐步改變所述空燃比，以保護火花塞或排氣凈化過濾器。因而，根據(jù)所述預定值而防止火花塞或排氣凈化過濾器受到不利影響。具體地說，如上所述，當失火頻繁發(fā)生時，氣缸的燃燒室內(nèi)的溫度降低，從而傾向于使得火花塞被煙熏，即在火花塞上沉積更多的積碳。結(jié)果，很可能由于沉積的積碳而導致氣缸更多失火，并且可能無法準確地判定由于空燃比變化而導致的失火次數(shù)。沉積在火花塞上的積碳很可能不利地影響火花塞的耐用性。當發(fā)生失火時，沒有在燃燒室內(nèi)燃燒的未燃燒氣體從內(nèi)燃機排出，于是由于排氣凈化過濾器(催化器)的熱而可能在催化器中被點燃。如果這種現(xiàn)象頻繁發(fā)生，催化器可能被加熱至過高的溫度，從而不利地影響催化器的耐用性。根據(jù)本發(fā)明，如果在空燃比正被逐步改變時，多個氣缸中的任一個的失火次數(shù)或多個氣缸的失火次數(shù)的總數(shù)超過預定值，則所述保護器停止逐步改變所述空燃比，以保護所述火花塞或排氣過濾器。因此，將所述預定值設置為由于頻繁發(fā)生失火而在催化器中引起燃燒的數(shù)據(jù)值當中的、有效防止催化器的溫度過度升高的值，以此來防止過濾器受到不利影響。還通過將所述預定值設定為小于傾向于在火花塞上積碳的失火次數(shù)值來防止過濾器受到不利影響。所述故障氣缸識別器可以在空燃比發(fā)生變化的每個測量周期計數(shù)所述多個氣缸中的任一個氣缸的失火次數(shù)或所述多個氣缸的失火次數(shù)的總數(shù)。因而，可以針對每個空燃比值，判斷所述多個氣缸中的任一個氣缸的失火次數(shù)或所述多個氣缸的失火次數(shù)的總數(shù)的異常，從而可以在識別故障氣缸時適當?shù)貦z測失火異常。根據(jù)本發(fā)明，提供了 一種內(nèi)燃機診斷裝置，該內(nèi)燃機診斷裝置用于在內(nèi)燃機運轉(zhuǎn)時識別該內(nèi)燃機的多個氣缸當中具有異?？杖急鹊墓收蠚飧?，其中，如果所述內(nèi)燃機的總空燃比偏離目標空燃比，則能夠執(zhí)行空燃比反饋控制過程，以對所述多個氣缸中的每個氣缸施加相同的修正值，從而使所述內(nèi)燃機的總空燃比等于所述目標空燃比；當對所述內(nèi)燃機進行診斷時，在所述內(nèi)燃機預熱之后空轉(zhuǎn)時，對所述多個氣缸中的每個氣缸至少執(zhí)行所述空燃比反饋控制過程，并且監(jiān)測所述多個氣缸中的每個氣缸的失火；當發(fā)生失火時，將所述空燃比反饋控制過程中斷并開始執(zhí)行或繼續(xù)執(zhí)行基本燃料噴射控制過程，以判斷失火是否繼續(xù)；如果即使在所述基本燃料噴射控制過程中失火也仍然繼續(xù)，則判斷所述修正值是否超過第一閾值以判斷燃料供給過剩的富燃故障，或者判斷所述修正值是否超過第二閾值以判斷燃料供給不足的貧燃故障；以及如果所述修正值超過所述第一閾值，則判定所述多個氣缸中的此時發(fā)生失火的氣缸經(jīng)受所述富燃故障，或者如果所述修正值超過所述第二閾值，則判定所述多個氣缸中的此時發(fā)生失火的氣缸經(jīng)受貧燃故障。根據(jù)本發(fā)明，即使不存在與整個內(nèi)燃機的空燃比的控制有關的問題，也可以檢測到在個別氣缸中可能已出現(xiàn)的空燃比控制缺陷。具體地，在內(nèi)燃機正常運轉(zhuǎn)時，組合地執(zhí)行基本燃料噴射控制過程和空燃比反饋控制過程。如果內(nèi)燃機具有四個氣缸，并且其中一個例如第一氣缸經(jīng)受貧燃故障即燃料供給不足，則通過空燃比反饋控制過程調(diào)節(jié)其他三個氣缸即第二至第四氣缸的空燃比以增加燃料供給，并且調(diào)節(jié)第一氣缸的空燃比以減少燃料供給，由此使得內(nèi)燃機的總空燃比變成目標空燃比(參見圖19和圖20)。在這種情況下，無法檢測第一氣缸的貧燃故障。根據(jù)本發(fā)明，當內(nèi)燃機被診斷時，取消空燃比反饋控制過程，僅執(zhí)行基本燃料噴射控制過程。因此，能夠高度準確且容易地識別故障氣缸。即使待被檢查的內(nèi)燃機沒有用于檢測相應氣缸的空燃比的空燃比傳感器，而僅具有用于檢測總空燃比的空燃比傳感器，也可以高度準確且容易地識別故障氣缸。所述內(nèi)燃機診斷裝置可以具有空燃比控制器，該空燃比控制器通過控制用于調(diào)節(jié)所述氣缸的相應燃料噴射量的燃料噴射量調(diào)節(jié)單元來逐步地改變所述氣缸的空燃比；以及用于識別故障氣缸的故障氣缸識別器，其中控制所述燃料噴射量調(diào)節(jié)單元以逐步改變至少一個氣缸的空燃比。故障氣缸識別器可以基于由失火計數(shù)器針對逐步改變的每個空燃比計數(shù)的所述多個氣缸的失火次數(shù)與逐步改變的空燃比之間的關系來識別所述故障氣缸根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種內(nèi)燃機診斷方法，該內(nèi)燃機診斷方法用于在內(nèi)燃機運轉(zhuǎn)時識別該內(nèi)燃機的多個氣缸當中的具有異?？杖急鹊墓收蠚飧?，并包括如下步驟通過控制所述多個氣缸的相應燃料噴射量來逐步改變所述多個氣缸的空燃比；針對逐步改變的每個空燃比來計數(shù)所述多個氣缸的失火次數(shù)；以及基于逐步改變的空燃比與所述多個氣缸的失火次數(shù)之間的關系識別故障氣缸。改變所述空燃比的步驟可以包括在所述內(nèi)燃機沒有被施加任何負載的情況下，逐個地順序控制所述多個氣缸的燃料噴射量，由此逐步增加或減少所述空燃比。改變所述空燃比的步驟可以包括從用以實現(xiàn)化學計量空燃比的設定值開始逐步減少所述燃料噴射量。識別所述故障氣缸的步驟可以包括當所述燃料噴射量低于根據(jù)所述內(nèi)燃機的特性確定的貧燃極限值時，如果存在失火次數(shù)小于第一閾值的氣缸，則判定該氣缸經(jīng)受燃料供給過剩的富燃故障。識別所述故障氣缸的步驟可以包括當所述燃料噴射量代表用于實現(xiàn)所述化學計量空燃比的設定值或代表根據(jù)所述內(nèi)燃機的特性確定的可燃范圍內(nèi)的預定值時，如果存在失火次數(shù)大于第二閾值的氣缸，則判定該氣缸經(jīng)受燃料供給不足的貧燃故障。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種內(nèi)燃機診斷方法，該內(nèi)燃機診斷方法用于在內(nèi)燃機運轉(zhuǎn)時識別該內(nèi)燃機的多個氣缸當中的具有異?？杖急鹊墓收蠚飧?，并包括如下步驟通過控制所述多個氣缸的相應燃料噴射量來逐步改變所述多個氣缸的空燃比，并基于逐步改變的空燃比與所述氣缸的失火次數(shù)之間的關系識別故障氣缸；以及如果在所述空燃比正在逐步改變時，所述多個氣缸中的任一個氣缸的失火次數(shù)或所述多個氣缸的失火次數(shù)的總數(shù)超過預定值，則停止逐步改變所述空燃比，以保護火花塞或排氣凈化過濾器。在識別故障氣缸的步驟中，可以在其中空燃比發(fā)生變化的每個測量周期對所述多個氣缸中的任一個氣缸的失火次數(shù)或所述多個氣缸的失火次數(shù)的總數(shù)進行計數(shù)。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種內(nèi)燃機診斷方法，該內(nèi)燃機診斷方法用于在內(nèi)燃機運轉(zhuǎn)時識別該內(nèi)燃機的多個氣缸當中的具有異常空燃比的故障氣缸，并包括如下步驟執(zhí)行基本燃料噴射控制，以通過調(diào)節(jié)所述多個氣缸的相應燃料噴射量來控制所述多個氣缸的相應空燃比；計數(shù)各個氣缸的失火次數(shù)；并且識別所述故障氣缸；其中，執(zhí)行基本燃料噴射控制的步驟包括執(zhí)行基本燃料噴射控制過程，以控制所述多個氣缸的相應空燃比，從而使所述多個氣缸的空燃比等于內(nèi)燃機的總目標空燃比；以及執(zhí)行空燃比反饋控制過程，如果所述內(nèi)燃機的總空燃比偏離目標空燃比，則所述空燃比反饋控制過程向所述多個氣缸中的每個氣缸施加相同的修正值，以使所述內(nèi)燃機的總空燃比等于所述目標空燃比；其中，執(zhí)行所述基本燃料噴射控制過程的步驟包括當對所述內(nèi)燃機進行診斷時，在所述內(nèi)燃機預熱之后空轉(zhuǎn)時，對所述多個氣缸中的每個氣缸至少執(zhí)行所述空燃比反饋控制過程，并且監(jiān)測所述多個氣缸中的每個氣缸的失火；當發(fā)生失火時，將所述空燃比反饋控制過程中斷并且開始執(zhí)行或繼續(xù)執(zhí)行所述基本燃料噴射控制過程，以判斷失火是否繼續(xù)；如果即使在所述基本燃料噴射控制過程中失火也仍然繼續(xù)，則判斷所述修正值是否超過第一閾值，以判斷燃料供給過剩的富燃故障，或者判斷所述修正值是否超過第二閾值，以判斷燃料供給不足的貧燃故障；以及如果所述修正值超過所述第一閾值，則判定所述多個氣缸中的此時發(fā)生失火的氣缸經(jīng)受富燃故障，或者如果所述修正值超過所述第二閾值，則判定所述多個氣缸中的此時發(fā)生失火的氣缸經(jīng)受貧燃故障。


圖1是示出了具有根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的內(nèi)燃機診斷裝置的內(nèi)燃機診斷系統(tǒng)的總體構(gòu)造的框圖；圖2是示出了發(fā)動機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的總體構(gòu)造的圖；圖3是各氣缸的故障診斷過程的總體處理次序的流程圖；圖4是舉例示出了圖3所示的處理次序的各種信號、數(shù)字值和處理細節(jié)之間的關系的時序圖；圖5是圖4所示的關系的一部分(包括由測量過程生成的測量數(shù)據(jù))的細節(jié)的時序圖；圖6是發(fā)動機預熱過程的流程圖；圖7是發(fā)動機轉(zhuǎn)速穩(wěn)定過程的流程圖；圖8是示出了代表發(fā)動機開始運轉(zhuǎn)之后各氣缸失火次數(shù)的累計值的示例的圖；圖9是第一診斷過程的流程圖；圖10是第二診斷過程的第一流程圖；圖11是第二診斷過程的第二流程圖。圖12是示出了代表在每個測量周期中的失火次數(shù)的累計值的示例的圖。圖13是第二診斷過程中的用于判斷各氣缸是否發(fā)生故障并且如果氣缸發(fā)生故障則識別故障類型的過程的流程圖；圖14是說明第二診斷過程中的用于判斷各氣缸是否發(fā)生故障并且如果氣缸發(fā)生故障則識別故障類型的過程的圖；圖15是示出了代表由內(nèi)燃機診斷裝置獲得的失火次數(shù)的累計值的數(shù)據(jù)表、基于該數(shù)據(jù)表的曲線圖、以及顯示在內(nèi)燃機診斷裝置的顯示單元上的屏幕的第一示例的圖；圖16是示出了代表由內(nèi)燃機診斷裝置獲得的失火次數(shù)的累計值的數(shù)據(jù)表、基于該數(shù)據(jù)表的曲線圖、以及顯示在內(nèi)燃機診斷裝置的顯示單元上的屏幕的第二示例的圖；圖17是示出了代表由內(nèi)燃機診斷裝置獲得的失火次數(shù)的累計值的數(shù)據(jù)表、基于該數(shù)據(jù)表的曲線圖、以及顯示在內(nèi)燃機診斷裝置的顯示單元上的屏幕的第三示例的圖；圖18是示出了代表由內(nèi)燃機診斷裝置獲得的失火次數(shù)的累計值的數(shù)據(jù)表、基于該數(shù)據(jù)表的曲線圖、以及顯示在內(nèi)燃機診斷裝置的顯示單元上的屏幕的第四示例的圖；圖19是舉例示出了在僅使用基本燃燒噴射控制過程時獲得的氣缸內(nèi)的相應空燃比的圖；圖20是舉例示出了在使用基本燃料噴射控制過程和空燃比反饋控制過程時獲得的氣缸內(nèi)的相應空燃比的圖；圖21是示出了在第二診斷過程中目標燃料噴射量與基本燃料噴射量之比的修正量的切換方式的第一變型的圖；以及圖22是示出了在第二診斷過程中修正量切換方式的第二變型的圖。
具體實施例方式A.實施方式:1.構(gòu)造:(I)總體構(gòu)造圖1是示出了具有根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的內(nèi)燃機診斷裝置14 (以下稱為“診斷裝置14”)的內(nèi)燃機診斷系統(tǒng)10 (以下稱為“系統(tǒng)10”)的總體構(gòu)造的框圖。該系統(tǒng)10具有包括待診斷的發(fā)動機16的車輛12和診斷發(fā)動機16的診斷裝置14。(2)車輛 12:(a)總體構(gòu)造:除了發(fā)動機16之外，車輛12還包括用于凈化來自發(fā)動機16的排氣的排氣過濾器18 (以下稱為“過濾器18”)、用于控制發(fā)動機16的輸出功率的發(fā)動機電子控制單元20 (以下稱為“發(fā)動機E⑶20”)、用于檢測發(fā)動機16的冷卻劑溫度Tw[°C ]的溫度傳感器22和點火開關24 (以下稱為“ IGSW 24”)。(b)發(fā)動機 16:圖2是示出了發(fā)動機16的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的總體構(gòu)造的視圖。作為所謂的直列四缸發(fā)動機的發(fā)動機16具有進氣量傳感器28、節(jié)氣門30、開度傳感器31、第一至第四氣缸32a至32d (以下稱為“氣缸32”)、分別安裝在氣缸32上的燃料噴射閥34、分別安裝在氣缸32上的火花塞36、空燃比傳感器38、曲軸40、曲軸角傳感器41、分別安裝在氣缸32上的上止點傳感器42。進氣量傳感器28根據(jù)節(jié)氣門30的開度Θ th[° ]檢測被引入發(fā)動機16的空氣量(以下稱為“進氣量Qaf ”)，并且將所檢測到的進氣量Qaf輸出至發(fā)動機E⑶20。節(jié)氣門30布置在進氣歧管44上。開度傳感器31檢測節(jié)氣門30的開度0th并將所檢測到的開度Θ th輸出至發(fā)動機E⑶20。燃料噴射閥34和火花塞36以面對關系布置在氣缸32的相應燃燒室46?？杖急葌鞲衅?8包括未不出的氧傳感器,并布置在排氣歧管48中?？杖急葌鞲衅?8檢測發(fā)動機16的總空燃比(以下稱為“總空燃比Raf_total”)，并且將所檢測到的總空燃比Raf_total輸出至發(fā)動機E⑶20。曲軸角傳感器41檢測曲軸40的轉(zhuǎn)角(以下稱為“曲軸角Ac”)[° ]，并且將所檢測到的曲軸角Ac輸出至發(fā)動機E⑶20。上止點傳感器42檢測活塞49的相應的上止點，并將所檢測到的上止點輸出至發(fā)動機E⑶20。(c)排氣過濾器18:排氣過濾器18布置在排氣歧管48的下游，即其排氣口處，并且凈化來自發(fā)動機16的排氣并將凈化后的排氣排出。根據(jù)當前實施方式，排氣過濾器18包括用于凈化排氣的三元催化劑。(d)發(fā)動機 ECU 20:用于控制發(fā)動機16的運轉(zhuǎn)的發(fā)動機E⑶20包括輸入/輸出單兀50、處理器52和存儲器54，如圖1所示。根據(jù)本發(fā)明，發(fā)動機ECU 20執(zhí)行發(fā)動機轉(zhuǎn)速計算功能、失火計數(shù)功能、節(jié)氣門控制功能、燃燒噴射閥控制功能和火花塞控制功能。發(fā)動機轉(zhuǎn)速計算功能是基于來自相應的上止點傳感器42的輸出信號計算發(fā)動機16的轉(zhuǎn)速(發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne) [rpm]的功能。根據(jù)本發(fā)明，發(fā)動機轉(zhuǎn)速計算功能與上止點傳感器42結(jié)合，從而構(gòu)成發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器。另選地，發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器可以獨立于發(fā)動機ECU20設置，并且可以將其輸出信號發(fā)送至發(fā)動機E⑶20。失火計數(shù)功能是基于來自曲軸角傳感器41的輸出信號來判斷在每個氣缸32中是否發(fā)生失火并且如果判定發(fā)生失火則對每個氣缸32中的失火進行計數(shù)的功能。根據(jù)當前實施方式，失火計數(shù)功能與曲軸角傳感器41相結(jié)合，從而構(gòu)成失火計數(shù)器?？梢允褂靡阎牟贾脕砼袛嗍欠癜l(fā)生失火。例如，可以在預定曲軸角處檢測燃燒壓力，如果所檢測到的燃燒壓力等于或小于預定值，則可以判定發(fā)生失火。另選地，如果預定曲軸角處的曲軸角速度等于或小于預定值，則可以判定發(fā)生失火。節(jié)氣門控制功能是基于未示出的加速踏板等的操作量來控制節(jié)氣門30的開度Θ th由此控制發(fā)動機16的輸出功率的功能。燃料噴射閥控制功能是基于未示出的加速踏板等的操作量來控制來自每個燃料噴射閥34的燃料噴射量Qfi (目標值)由此控制發(fā)動機16的輸出功率的功能?；鸹ㄈ刂乒δ苁腔谖词境龅募铀偬ぐ宓鹊牟僮髁縼砜刂泼總€火花塞36的點火正時由此控制發(fā)動機16的輸出功率的功能。(3)診斷裝置14:診斷裝置14用來針對異?？杖急仍\斷每個氣缸32。如圖1所示，診斷裝置14具有中繼裝置60和主裝置62。中繼裝置62用來在主裝置62和發(fā)動機E⑶20之間中繼通信。中繼裝置60具有連接至發(fā)動機E⑶20的線纜70、連接至線纜70的輸入/輸出單元72、用于與主裝置62執(zhí)行無線通信的通信單元74、用于控制各種元件的處理器76和用于存儲由控制器76運行的諸如控制程序之類的各種程序和數(shù)據(jù)的存儲器78。主裝置62具有包括未示出的鍵盤、觸摸墊等的輸入/輸出單元80、用于與中繼裝置60執(zhí)行無線通信的通信單元82、用于控制各種元件并判斷各氣缸32是否發(fā)生故障的處理器84、用于存儲由處理器84運行的諸如控制程序之類的各種程序和數(shù)據(jù)以及故障診斷程序的存儲器86、以及用于顯示各種信息項的顯示單元88。主裝置62可以具有例如可在商業(yè)上獲得的膝上型個人計算機之類的硬件構(gòu)造。以下將由處理器84對各氣缸32執(zhí)行的故障判斷功能稱為“故障氣缸判斷功能”。當使用診斷裝置14診斷每個氣缸32的故障時，用戶將近端已經(jīng)連接至中繼裝置60的輸入/輸出單元72的中繼裝置60的線纜70的遠端連接至車輛12的未示出的儀表板上的未示出的連接器(數(shù)據(jù)鏈路連接器)。之后，用戶操作主裝置62的輸入/輸出單元80以使得主裝置62診斷每個氣缸32的故障。此時，主裝置62控制發(fā)動機E⑶20以使發(fā)動機16運轉(zhuǎn)。稍后將描述由主裝置62執(zhí)行用于診斷各氣缸32的故障的過程的細節(jié)。2.診斷氣缸32的故障:圖3是用于各氣缸32的故障診斷過程的概要處理次序的流程圖。圖4是舉例示出了圖3所示的處理次序的各種信號、數(shù)字值和處理細節(jié)之間的關系的時序圖。圖5是圖4所示的關系的一部分(包括由測量過程生成的測量數(shù)據(jù))的細節(jié)的時序圖。如上所述，在開始故障診斷過程之前，用戶將中繼裝置60的線纜70連接至車輛12的發(fā)動機E⑶20，從而允許診斷裝置14的主裝置62通過中繼裝置60與發(fā)動機E⑶20通信。當診斷裝置14通過主裝置62的輸入/輸出單元80從用戶接收到開始故障診斷過程的命令時，診斷裝置14在步驟SI中控制發(fā)動機ECU 20執(zhí)行發(fā)動機預熱過程以預熱發(fā)動機16。圖6是發(fā)動機預熱過程的流程圖(圖3所示的步驟SI的細節(jié))。在圖6所示的步驟Sll中，診斷裝置14的處理器84在顯示單元88上顯示提示用戶開啟IGSW 24以啟動發(fā)動機16的消息，并且詢問發(fā)動機E⑶20發(fā)動機16是否已經(jīng)啟動。如果發(fā)動機16尚未啟動。即如果在步驟S12中發(fā)動機ECU 20尚未表明發(fā)動機16啟動(S12:否)，則控制返回到步驟S11。如果發(fā)動機16已經(jīng)啟動，S卩如果在步驟S12中(在圖4中的時間tl)發(fā)動機E⑶20已經(jīng)表明發(fā)動機16啟動(S12:是)，則在步驟S13中，處理器84請求發(fā)動機ECU 20開始發(fā)動機預熱過程，并且響應于該請求,發(fā)動機ECU 20開始預熱發(fā)動機16。發(fā)動機預熱過程例如將發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne增加到給定值(例如，3000rpm)以進行預熱操作。在發(fā)動機預熱過程中，發(fā)動機E⑶20使用在發(fā)動機16要運轉(zhuǎn)時通常使用的正?？杖急瓤刂七^程。正?？杖急瓤刂七^程在發(fā)動機ECU 20的燃料噴射閥控制功能中使用，并且是基本燃料噴射控制過程和空燃比反饋控制過程(以下稱為“空燃比FB控制過程”)的組
八
口 ο根據(jù)當前實施方式，基本燃料噴射控制過程是用于使供應至相應氣缸32的空氣燃料混合物中的燃料(在該實施方式中為汽油)與空氣的比(以下稱為“氣缸空燃比Raf_l至Raf_4”或統(tǒng)稱為“Raf_n”)達到化學計量空燃比(燃料:空氣=1:14.7)的過程。具體地，在基本燃料噴射控制過程中，將由進氣量傳感器28檢測到的進氣量Qaf和來自燃料噴射閥34的燃料噴射量Qfi之間的關系預設為映射，并且根據(jù)與所檢測到的進氣量Qaf對應的燃料噴射量Qfi的目標值來控制燃料噴射閥34。然而，因為氣缸32的未示出的進氣門/排氣門的操作正時(挺桿間隙)的變化以及燃料噴射閥34的老化等，氣缸32的空燃比Raf_n和發(fā)動機16的總空燃比Raf_total可能并不必定等于化學計量空燃比。根據(jù)當前實施方式，空燃比FB控制過程是用于利用反饋環(huán)使總空燃比Raf_total等于化學計量空燃比的控制過程。具體地，如果由空燃比傳感器38檢測到的空燃比不等于化學計量空燃比，則增加或減少來自所有燃料噴射閥34的燃料噴射量Qfi，以使得所檢測到的空燃比等于化學計量空燃比，由此實現(xiàn)化學計量空燃比。此時，以修正值Pc修正燃料噴射量Qfi。盡管該修正值Pc是稍后描述的各個氣缸32的燃料噴射比Rfi_n[%](目標值)的修正值，但是其可以用作其他值(例如，燃料噴射量Qfi (目標值)或總空燃比Raf_total)的修正值。根據(jù)當前實施方式，由于僅有一個空燃比傳感器38布置在排氣歧管48的下游，因此檢測不到各個氣缸32的空燃比Raf_n。因此，根據(jù)基本燃料噴射控制過程，能夠使發(fā)動機16的總空燃比Raf_total而不是使氣缸32的每個空燃比Raf_n收斂于化學計量空燃比。在步驟S14中，診斷裝置14的處理器84判斷發(fā)動機16是否已經(jīng)預熱。具體地，處理器84請求發(fā)動機E⑶20發(fā)送發(fā)動機16的冷卻劑的溫度Tw。響應于該請求，發(fā)動機E⑶20將由溫度傳感器22檢測到的溫度Tw發(fā)送至處理器84。處理器84判斷溫度Tw是否等于或高于閾值TH_Tw[°C ]。該閾值TH_Tw是用來判斷發(fā)動機16是否已經(jīng)預熱的閾值。如果發(fā)動機16尚未預熱(S14:否)，則重復步驟S14。如果發(fā)動機16(在圖4中的時間t2)已經(jīng)預熱(S14:是)，則控制繼續(xù)至步驟S15。在步驟S15中，處理器84請求發(fā)動機E⑶20結(jié)束發(fā)動機預熱過程，并顯示提示用戶關閉IGSW 24的消息。如果在步驟S16中IGSW 24保持開啟(步驟S16:否)，則控制回至步驟S15。如果在步驟S16中IGSff 24 (在圖4中的時間t3)關閉(S16:是)，則發(fā)動機ECU20結(jié)束發(fā)動機預熱過程。在圖3所示的步驟S2中，診斷裝置14執(zhí)行用于穩(wěn)定發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne的發(fā)動機轉(zhuǎn)速穩(wěn)定過程。圖7是發(fā)動機轉(zhuǎn)速穩(wěn)定過程的流程圖(圖3中所示的步驟S2的細節(jié))。在圖7所示的步驟S21中，處理器84在顯示單元88上顯示提示用戶重新啟動發(fā)動機16以開始故障診斷過程的消息。如果在步驟S22中發(fā)動機16沒有重新啟動(S22:否)，則控制返回步驟S21。如果在步驟S22中發(fā)動機16 (在圖4中的時間t4)重新啟動(S22:是)，則控制繼續(xù)至步驟S23。在步驟S23中，發(fā)動機ECU 20開始對累計值Tmf_total_n [次數(shù)]進行計數(shù)，該累計值代表在發(fā)動機16已經(jīng)開始運轉(zhuǎn)之后各個氣缸32的失火次數(shù)。在發(fā)動機16開始運轉(zhuǎn)時各累計值Tmf_total_n的初始值為零?！癟mf_total_n”中的“η”代表氣缸32的編號。例如，“Tmf_total_l”代表第一氣缸32a的累計值。如上所述，基于來自曲軸角傳感器41的輸出信號和由發(fā)動機ECU 20進行的判斷相組合來檢測失火。如圖8所示,在發(fā)動機16啟動之后,連續(xù)對累計值Tmf_total_n進行計數(shù)，直到從診斷裝置14請求將累計值Tmf_total_n重置為止。在步驟S24，處理器84判斷發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne是否穩(wěn)定。具體地，處理器84判斷從發(fā)動機16重新啟動開始是否已經(jīng)過了預定時間(例如30秒)，以便判斷發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne是否穩(wěn)定。如果(在圖4中的時間t5)已經(jīng)過去預定時間(S24:是)，則故障診斷過程的預先準備完成。在該預定時間過去之后，處理器84請求發(fā)動機ECU 20使發(fā)動機16空轉(zhuǎn)，并且響應于該請求，發(fā)動機ECU 20使該發(fā)動機16空轉(zhuǎn)。此時，發(fā)動機ECU 20使用基本燃料噴射控制過程和空燃比FB控制過程二者。在圖3所示的步驟S3中，診斷裝置14執(zhí)行第一診斷過程。第一診斷過程是其中空燃比FB控制過程中斷的診斷過程。圖9是第一診斷過程的流程圖。當如上所述(在圖4中的時間t5)完成預先準備時，診斷裝置14的處理器84請求發(fā)動機E⑶20發(fā)送修正值Pc，響應于該請求，發(fā)動機E⑶20將目前正在空燃比FB控制過程中使用的修正值Pc發(fā)送至診斷裝置14。處理器84現(xiàn)在則在步驟S31獲取修正值Pc。修正值Pc是用于改變發(fā)動機16的總空燃比Raf_total的修正值。換言之，該修正值Pc是作為稍后描述的與化學計量空燃比和總空燃比Raf_total之差Λ Raf對應的燃料噴射比Rfi_n的值。在步驟S32中，診斷裝置14的處理器84判斷氣缸32當中是否存在失火的氣缸(以下稱為“失火氣缸”)。具體地，處理器84請求發(fā)動機E⑶20發(fā)送代表在發(fā)動機16已經(jīng)開始運轉(zhuǎn)之后各個氣缸32的失火次數(shù)的累計值Tmf_total_n [次數(shù)]。響應于該請求，發(fā)動機ECU 20將累計值Tmf_total_n發(fā)送至處理器84。如果處理器84判斷各個累計值Tmf_total_n是否超過用于判斷是否發(fā)生失火的閾值TH_totall (例如TH_Totall=0)。如果氣缸32的累計值Tmf_total_n超過閾值TH_totall，則處理器84判定氣缸32失火，即存在失火氣缸。如果沒有氣缸32發(fā)生失火(S32:否)，則控制返回到步驟S44。如果有任一個氣缸32發(fā)生失火(S32:是)，則診斷裝置14的處理器84在步驟S33中請求發(fā)動機E⑶20中斷空燃比FB控制過程。響應于該請求，發(fā)動機ECU 20中斷空燃比FB控制過程并僅執(zhí)行基本燃料噴射控制過程。在步驟S34中，診斷裝置14的處理器84在僅執(zhí)行基本燃料噴射控制過程的同時判斷失火是否已經(jīng)停止。具體地，處理器84判斷在僅涉及基本燃料噴射控制過程之后過了預定時間時代表各個氣缸32的失火次數(shù)的累計值Tmf_total2_n是否等于或小于閾值TH_total I ο如果各個氣缸32的累計值Tmf_total2_n都等于或小于閾值TH_totall,貝U處理器84判定失火已經(jīng)停止。如果由于中斷空燃比FB控制過程而使得失火已經(jīng)停止(S34:是)，則盡管由于空燃比FB控制過程而導致失火也可以說所有氣缸32均正常。然后，控制繼續(xù)至步驟S44。如果有任一個氣缸32發(fā)生失火，并且失火尚未停止(S34:否)，則控制繼續(xù)至步驟S35。在步驟S35中，處理器84判斷在步驟S31中獲取的修正值Pc是否等于或等于閾值TH_Pcl。閾值TH_Pcl是用來判斷是否由于修正值Pc而使得燃料過富，或者判斷在沒有空燃比FB控制過程時是否使得燃料過貧的閾值。閾值TH_Pcl可以例如是+8%。如果該修正值Pc等于或大于閾值TH_Pcl (S35:是)，則處理器84在步驟S36中判斷失火氣缸是否由于空燃比FB控制過程的停止而變動(變化)。如果失火氣缸變動(S36:是)，則處理器84在步驟S37中判定變動后的失火氣缸經(jīng)受貧燃故障。貧燃故障是指這樣一種狀態(tài)，其中盡管發(fā)動機ECU 20將氣缸空燃比Raf_n的目標值設定為化學計量空燃比，即盡管將燃料噴射量Qfi (目標值)設定為與化學計量空燃比對應的值，但失火氣缸的空燃比Raf_n也已經(jīng)變化為過貧比，或換言之，失火氣缸由于某些原因而經(jīng)受燃料不足。如果失火氣缸沒有變動(變化)(S36:否)，則處理器84在步驟S38中判定失火氣缸經(jīng)受貧燃故障。在步驟S35，如果修正值Pc不大于等于閾值TH_Pcl (S35:否)，則處理器84在步驟S39中判斷在步驟S31中獲得的修正值Pc是否等于或小于閾值TH_Pc2。閾值TH_Pc2是用來判斷是否由于修整器Pc而使得燃料過貧或者用來判斷在沒有空燃比FB控制過程時是否使得燃料過富的閾值。閾值Pc2可以例如是一 8%。如果修正值Pc不小于等于閾值TH_Pc2 (步驟S39:否)，則控制繼續(xù)至步驟S44。如果修正值Pc等于或小于閾值TH_Pc2 (步驟S39:是)，則診斷裝置14的處理器84在步驟S40中判斷失火氣缸是否由于空燃比FB控制過程的終止而變動(改變)。如果失火氣缸變動(S40:是)，則處理器84在步驟S41中判定變動后的失火氣缸經(jīng)受富燃故障。富燃故障是指這樣一種狀態(tài)，其中盡管發(fā)動機ECU 20將氣缸空燃比Raf_n的目標值設定為化學計量空燃t匕，即盡管將燃料噴射量Qfi (目標值)設定為與化學計量空燃比對應的值，但失火氣缸的空燃比Raf_n也已經(jīng)變化為過富比，或換言之，失火氣缸由于某些原因而被供給過剩燃料。如果失火氣缸沒有變動(變化)(S40:否)，則診斷裝置14的處理器84在步驟S42中判斷失火氣缸經(jīng)受富燃故障。在步驟S37、S38、S41、S42之后，診斷裝置14的處理器84在顯示單元88上顯示故障的細節(jié)，即在步驟S43中在顯示單元88上顯示錯誤。如果步驟S32中沒有任何氣缸32失火(S32:否)，或者如果在步驟S34中失火已經(jīng)停止(S34:是)，或者如果在步驟S39中修正值Pc不小于等于閾值TH_Pc2 (S39:否)，則氣缸32沒有任何故障能夠被檢測到。在這種情況下，如在步驟S33中，在步驟S44中中斷空燃比FB控制過程，之后第一診斷過程(在圖4中的時間t6)結(jié)束。在圖3的步驟S4中，診斷裝置14的處理器84判斷故障氣缸的識別是否結(jié)束。當圖9所示的任一個步驟S37、S38、S4US42已經(jīng)被執(zhí)行時，則結(jié)束故障氣缸的識別。如果故障氣缸氣缸的識別結(jié)束(S4:是)，則使當前故障診斷過程結(jié)束。如果故障氣缸的識別沒有結(jié)束(S4:否)，則控制繼續(xù)至步驟S5。在步驟S5，診斷裝置14執(zhí)行第二診斷過程(在圖4的時間t6時)。第二診斷過程是用于切換(改變)各氣缸32的空燃比Raf_n的診斷過程。具體地，第二診斷過程是用于切換(改變)用于改變各氣缸32的空燃比Raf_n的修正值[%](以下稱為“氣缸修正值Cfi_n”或“修正值Cfi_n”)的診斷過程。各修正值Cfi_n用來限定燃料噴射量Qfi的目標值與燃料噴射量Qfi (基本氣缸燃料噴射量)之比( 以下稱為“氣缸燃料噴射比Rfi_n”或“燃料噴射比Rfi_n”)，以相對于基本燃料噴射控制過程中的進氣量Qaf使氣缸空燃比Raf_n等于化學計量空燃比。100% (對應于基本氣缸燃料噴射量)與修正值Cfi_n之和作為燃料噴射比Rfi_n (Rfi_n=100+Cfi_η)?！癈fi_n”和“Rfi_n”中的“η”代表氣缸32的編號。例如，“Cfi_l”代表第一氣缸32的修正量0打_11，而“1 1_1”代表第一氣缸32的燃料噴射比Rfi_n。當?shù)谝辉\斷過程結(jié)束時，空燃比FB控制過程已經(jīng)終止(參見圖9中的S33、S34)。因此，當?shù)诙\斷過程開始時，只有基本燃料噴射控制過程已經(jīng)執(zhí)行。圖10和圖11是第二診斷過程的流程圖。當執(zhí)行圖10和圖11中所示的第二診斷過程時，獲取圖5所示的波形數(shù)據(jù)。在步驟S51、S52中，診斷裝置14的處理器84執(zhí)行初始化過程。具體地，在步驟S51中，處理器84將變量η設定為1，該變量η代表氣缸修正值Cfi_r^f要切換的氣缸32(以下稱為“目標氣缸”)。當η = I時，表示第一氣缸32a，當η = 2時，表示第二氣缸32b。當η = 3時,表示第三氣缸32c,當η = 4時,表示第四氣缸32d。因此，由于變量η在步驟S51中被設定為I，則在第二診斷過程中第一氣缸32a將作為目標氣缸。在步驟S52中，處理器84將第一氣缸32a的修正量Cfi_l設定為0% (Cfi_l — 0%)。換言之，第一氣缸32a的燃料噴射比Rfi_l被設定為100%，以獲得化學計量空燃比(Rfi_l — 100%)。在步驟S53、S54中，診斷裝置14的處理器84判斷排氣過濾器18是否過熱。具體地，處理器84在步驟S53中判斷代表在發(fā)動機16已經(jīng)啟動之后目標氣缸的失火次數(shù)的每個累計值Tmf_total_n是否等于或大于閾值TH_total2 [次數(shù)]。閾值TH_total2是用于判斷排氣過濾器18過熱的閾值。由于累計值Tmf_total_n由發(fā)動機E⑶20從發(fā)動機16開始運轉(zhuǎn)時計數(shù)，因此處理器84從發(fā)動機E⑶20獲取每個累計值Tmf_total_n。如果目標氣缸的累計值Tmf_total_n小于閾值TH_total2 (S53:否)，則處理器84在步驟S54中判斷代表目標氣缸在測量周期Pm (秒)中的失火次數(shù)的累計值Tmf_cyl_n [次數(shù)]是否等于或大于閾值TH_cyl [次數(shù)]。測量周期Pm是指切換修正量Cfi_n (即切換燃料噴射比Rfi_n和氣缸空燃比Raf_n)的周期(參見圖5和圖12)。因此，累計值Tmf_cyl_n是代表每次切換修正量Cfi_n時目標氣缸的失火次數(shù)的累計值。閾值TH_cyl是用來判斷排氣過濾器18過熱的閾值。累計值Tmf_cyl_n由診斷裝置14的處理器84計數(shù)。具體地，基于來自診斷裝置14的命令，每次氣缸32失火時，發(fā)動機ECU 20都向診斷裝置14通知氣缸32的編號以及失火的發(fā)生。如圖5和圖12所示，已經(jīng)接收到氣缸32的編號和失火的發(fā)生的診斷裝置14在每個測量周期Pm對失火次數(shù)進行計數(shù)。如果累計值Tmf_cyl_n小于閾值TH_cyl (S54:否)，則控制繼續(xù)至步驟S56。如果目標氣缸的累計值1'11^_丨0丨&1_11等于或大于閾值TH_total2 (S53:是)，或者如果累計值Tmf_cyl_n等于或大于閾值TH_cyl (S54:是)，則處理器84在步驟S55中在顯示單元88上顯示錯誤。具體地，由于失火次數(shù)較大，處理器84在顯示單元88顯示消息表明故障診斷過程應該中斷以便使過濾器18冷卻，并取消第二診斷過程。根據(jù)所顯示的錯誤，用戶臨時中斷第二診斷過程，使過濾器18的溫度下降，以便使得可以恢復第二診斷過程。當故障診斷過程(圖3)將要恢復時，根據(jù)用戶在輸入/輸出單元80上進行的動作重置每個累計值Tmf_total—η。在步驟S56中，處理器84取消排放(E/Μ)相關失火水平的判斷。E/Μ相關失火水平是指沉積在火花塞36上的積碳引起的失火次數(shù)的大小。根據(jù)當前實施方式，處理器84通過取消E/Μ相關失火水平的判斷而給予為保護過濾器18而進行的失火判斷以優(yōu)先權(quán)(圖10所示的S53、S54)。然而，在第二診斷過程中繼續(xù)E/Μ相關失火水平的判斷也是可行的。在步驟S57至S67中，處理器84識別故障氣缸。具體地，根據(jù)當前實施方式，如圖5所示，四個氣缸32被順序地選擇為待診斷對象。如上所述，待診斷的氣缸32被稱為“目標氣缸”。對于四個氣缸32當中的除了目標氣缸之外的三個氣缸，通過將修正值Cfi_n設定為0%，來執(zhí)行基本燃料噴射控制過程。對于目標氣缸，逐步地改變修正值Cfi_n。具體地，將修正值Cfi_n順序切換為±0%、一 10%、一 20%、一 30%和一 40%。換言之，將燃料噴射比Rfi_n順序地降低為100% (化學計量空燃比)、90%、80%、70%和60%，由此改變氣缸空燃比Raf_nο為了執(zhí)行上述處理序列，在步驟S57中，處理器84在每個膨脹沖程中或每組多個膨脹沖程中，向發(fā)動機E⑶20通知變量η和由變量η表示的目標氣缸的修正值Cf i_n。已經(jīng)接收到變量η和修正值Cf i_n的發(fā)動機E⑶20利用修正值Cf i_n在目標氣缸中執(zhí)行給定次數(shù)的膨脹沖程。根據(jù)當前實施方式，步驟S57被重復而以每個修正值Cfi_n(即以每個燃料噴射比Rfi_n或每個氣缸空燃比Raf_n)執(zhí)行50次膨脹沖程。

在發(fā)動機ECU 20執(zhí)行膨脹沖程的同時，處理器84在步驟S58中對累計值Tmf_total_n和累計值Tmf_cyl_n進行計數(shù)。具體地,每次發(fā)動機ECU 20檢測到失火時,其都向處理器84通知失火。響應于失火的通知，處理器84對累計值Tmf_total_n和累計值Tmf_cyl_n進行計數(shù)。在稍后描述的步驟S62、S66中，每次氣缸空燃比Raf_n改變時，累計值Tmf_cyl_n都被重置。因此，累計值Tmf_cyl_n在每個氣缸修正值Cfi_n時(即在每個測量周期Pm)都累計，如圖5和圖12所示。在步驟S59，處理器84判斷當前測量周期Pm中的測量是否結(jié)束，即是否在目標氣缸中以氣缸修正值Cfi_n執(zhí)行了 50次膨脹沖程。處理器84可以通過經(jīng)過發(fā)動機E⑶20從曲軸角傳感器41接收輸出信號并基于所接收的輸出信號檢測曲軸40的轉(zhuǎn)速，來判斷當前測量周期Pm中的測量是否完成。如果當前測量周期Pm中的測量沒有結(jié)束(S59:否)，則控制返回至步驟S53。如果當前測量周期Pm中的測量結(jié)束(S59:是)則控制繼續(xù)至圖11所示的步驟S60。在圖11的步驟S60中，處理器84判斷是否可以改變針對同一目標氣缸的修正值Cfi_n，即判斷對于同一目標氣缸來說是否還有未測量的修正值Cfi_n。具體地，根據(jù)當前實施方式，如上所述，由于修正值0打_11被順序地改變至±0%、一 10%、一 20%和一 40%，因此如果當前修正值Cfi_n不是一 40%，則可以改變修正值Cfi_n。如果可以改變修正值Cfi_n (S60:是)，則處理器84存儲與氣缸32和燃料噴射比Rfi_n對應的累計值Tmf_cyl_n(參見圖15至圖18)，之后在步驟S61中改變針對同一目標氣缸的修正值Cfi_n。具體地，如果目標氣缸的當前修正值0打_11是±0%，則處理器84將該修正值Cfi_n改變?yōu)橐?10%。如果目標氣缸的當前修正值Cfi_n是一 10%，則處理器84將該修正值Cfi_n改變?yōu)橐?20%。如果目標氣缸的當前修正值Cfi_n是一 20%，則處理器84將該修正值Cfi_n改變?yōu)橐?30%。如果目標氣缸的當前修正值Cfi_n是一 30%，則處理器84將該修正值Cfi_n改變?yōu)橐?40%。在步驟S62中，處理器84重置累計值Tmf_cyl_n。控制然后返回至圖10所示的步驟S53。如果不能改變修正值Cfi_n (S60:否)，即如果目標氣缸的當前修正值Cfi_n為40%，則處理器84重置修正值Cfi_n，并且存儲與氣缸32和燃料噴射比Rfi_n對應的累計值Tmf_cyl_n (參見圖15至圖18)。之后，在步驟S63中，處理器84判斷是否所有氣缸32的診斷都結(jié)束。如果一些氣缸32的診斷沒有結(jié)束(S63:否)，則處理器84在步驟S64中向標識目標氣缸的變量η的當前值增加I而生成新的變量η(η — η+1)，由此從當前目標氣缸切換到新的目標氣缸(圖5中的時間tll、tl2、tl3)。在步驟S65中，處理器84在新目標氣缸的修正值Cf i_n中代入0%。新目標氣缸因而以化學計量空燃比(±0%)開始操作。然后，在步驟S66中，處理器84重置累計值Tmf_cyl_n。控制然后返回至步驟S53。如果在步驟S63中所有氣缸32的診斷都結(jié)束(S63:是)(在圖5中的時間t7)，則在步驟S67中處理器84判斷各氣缸32是否發(fā)生故障，并且如果氣缸32發(fā)生故障則基于在對應步驟中獲取的代表各氣缸32的失火次數(shù)的累計值Tmf_cyl_n來識別故障類型。圖13是在第二診斷過程中用于判斷各氣缸31是否發(fā)生故障并且如果氣缸32發(fā)生故障則識別故障類型的過程的流程圖(圖11中的S67的細節(jié))。對每個氣缸32執(zhí)行圖13所示的過程。圖14是說明第二診斷過程中的用于判斷各氣缸32是否發(fā)生故障并且如果氣缸32發(fā)生故障則識別故障類型的過程的圖。在圖13所示的步驟S71中，診斷裝置14的處理器84判斷在燃料噴射比Rfi_n為70%即修正值Cfi_n為一 30%時，代表氣缸32的失火次數(shù)的累計值Tmf_cyl_n是否為零。如果在燃料噴射比Rfi_nS 70%時累計值Tmf_cyl_n為零(S71:是)，則處理器84在步驟S72中判斷氣缸32經(jīng)受富燃故障。如上所述，富燃故障是指其中氣缸32由于某些原因被供給過量燃料的狀態(tài)。如果燃料噴射比Rfi_n為70%時累計值Tmf_cyl_n不為零(S71:否)，則控制繼續(xù)至步驟S73。在步驟S73中，處理器84判斷在燃料噴射比Rfi_n為90%即修正值Cfi_n為-10%時，代表氣缸32的失火次數(shù)的累計值Tmf_cyl_n是否等于或大于閾值TH_lean [次數(shù)]。閾值TH_lean是用于判斷貧燃故障的閾值。根據(jù)當前實施方式，TH_lean代表計數(shù)為25。如果在燃料噴射比Rfi_n為90%時累計值Tmf_cyl_n等于或大于閾值TH_lean (S73:是)，則處理器84在步驟S74中判定氣缸32經(jīng)受貧燃故障。如上所述，貧燃故障是指其中失火氣缸由于某些原因而經(jīng)受燃料供給不足的狀態(tài)。如果在燃料噴射比Rfi_n為90%時累計值Tmf_cyl_n不大于等于閾值TH_lean (S73:否)，則處理器84在步驟S75中判定氣缸32正常。根據(jù)以上描述的判斷過程，可以判斷各氣缸32是否正常或是否經(jīng)受富燃故障或貧燃故障，如圖14所示。上述判斷過程的結(jié)果被轉(zhuǎn)換為具有預定格式的文件(在圖4中從時間t7至時間t8)，并且在顯示單元88上顯示(在圖4中從時間t8到時間t9)。圖13中所示的判斷過程未使用在燃料噴射比Rfi_n為100%、80%和60%時即修正值Cfi_n為±0%、-20%和-40%時的值。這些燃料噴射比Rfi_n時的數(shù)據(jù)將在處理器84已經(jīng)判定故障之后供用戶分析。在圖11所示的步驟S68中，處理器84向顯示單元88輸出步驟S67的判斷過程的結(jié)果。圖15至圖18是示出了由診斷裝置14獲取的代表失火次數(shù)的累計值Tmf_cyl_r^3相應數(shù)據(jù)表100、110、120、130、基于數(shù)據(jù)表100、110、120、130的相應曲線圖102、112、122、132和顯示在顯示單元88上的相應屏幕104、114、124、134的圖。圖15示出了各氣缸32正常時的數(shù)據(jù)表100、曲線圖102和屏幕104。圖16示出了各氣缸32經(jīng)受富燃故障時的數(shù)據(jù)表110、曲線圖112和屏幕114。圖17示出了各氣缸32經(jīng)受貧燃故障時的數(shù)據(jù)表120、曲線圖122和屏幕124。圖18示出了第一氣缸32a和第三氣缸32c正常而第二氣缸32b經(jīng)受富燃故障，第四氣缸32d經(jīng)受貧燃故障時的數(shù)據(jù)表130、曲線圖132和屏幕134。圖17和圖18所示的曲線圖122和132包括燃料噴射比Rfi_n超過100%時產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。添加這些數(shù)據(jù)僅出于例示目的。3.當前實施方式的優(yōu)點根據(jù)當前實施方式，如上所述，可以高度準確且簡單地識別氣缸空燃比1^^11異常的可能經(jīng)受富燃故障或貧燃故障的故障氣缸。通常，根據(jù)燃料噴射量Qfi而改變的正常氣缸32的實際空燃比Raf_n基本上與取決于修正值Cfi_n的氣缸 空燃比Raf_n的目標值相同，并且每個氣缸32的空燃比Raf_n和失火發(fā)生之間的關系一定程度上由發(fā)動機16的構(gòu)造決定。例如，當實際氣缸空燃比Raf_n等于化學計量空燃比時，基本上不會失火發(fā)生。然而，當實際氣缸空燃比Raf_n改變?yōu)檩^富比或較貧比時，則很有可能導致失火。根據(jù)當前實施方式，逐步改變氣缸空燃比Raf_n (燃料噴射比Rfi_n和修正值Cfi_n)，并且計數(shù)代表失火次數(shù)的累計值Tmf_cyl_n，以確定用于檢測氣缸空燃比Raf_n的故障的可燃燃料噴射范圍。結(jié)果，容易檢測氣缸空燃比Raf_n的故障，從而使得可以高度準確地識別故障氣缸。一般是對發(fā)動機16進行氣缸空燃比Raf_n控制，并且可以通過例如曲軸角傳感器41和發(fā)動機E⑶20來計數(shù)代表失火次數(shù)的累計值Tmf_cyl_n。因此，可以利用發(fā)動機16的現(xiàn)有構(gòu)造來控制氣缸空燃比Raf_n，并且可以計數(shù)代表失火次數(shù)的累計值Tmf_cyl_n。根據(jù)當前實施方式，根據(jù)氣缸空燃比Raf_n (燃料噴射比Rfi_n)和代表氣缸32的失火次數(shù)的累計值Tmf_cyl_n之間的關系識別故障氣缸。因此，可以簡單地通過使用能夠利用發(fā)動機16的現(xiàn)有構(gòu)造控制或判斷的氣缸空燃比Raf_n (燃料噴射比Rfi_n)和代表失火次數(shù)的累計值Tmf_cyl_n來識別故障氣缸。診斷裝置14的處理器84逐個地順序控制氣缸32的燃料噴射量Qfi(修正值Cfi_η),以便在發(fā)動機16沒有被施加任何負載而空轉(zhuǎn)的同時逐步減小氣缸空燃比Raf_n (參見圖5)。由于這允許逐個確認氣缸32的氣缸故障，因此可以更準確地判斷故障氣缸。處理器84從0%開始逐步減小修正值Cfi_n,由此從100%開始逐步減小燃料噴射比Rfi_n (參見圖5)。由于當代表失火次數(shù)的累計值Tmf_cyl_n基本為零時的化學計量空燃比改變至代表失火次數(shù)的累計值Tmf_cyl_n增加的較貧空燃比，因此能夠更準確地判斷故障氣缸，并且使發(fā)生失火對火花塞36或過濾器18造成的任何不利影響保持最小。具體地，當在氣缸32中頻繁地發(fā)生失火時，氣缸32的燃燒室46內(nèi)的溫度降低，往往使得火花塞36被煙熏，即在火花塞36上沉積更多積碳。結(jié)果，氣缸32由于沉積的積碳而可能導致更多失火，并且可能無法準確地判斷代表由于氣缸空燃比Raf_n (修正值Cfi_η)的變化導致的失火次數(shù)的累計值Tmf_cyl_n。沉積在火花塞36上的積碳可能不利地影響火花塞36的耐用性。當發(fā)生失火時，沒有在燃燒室46內(nèi)燃燒的未燃燒氣體從發(fā)動機16排出，并且可能由于過濾器18的熱量而在過濾器18中被點燃。如果這種現(xiàn)象頻繁發(fā)生，過濾器18的耐用性可能受到不利的影響。根據(jù)當前實施方式，燃燒室46從正常燃燒狀態(tài)逐漸變化至更多失火狀態(tài)，燃燒室46內(nèi)的溫度下降被最小化，由此防止上述缺陷發(fā)生。根據(jù)當前實施方式，當燃料噴射比Rfi_n為70%即修正值Cfi_n為-30%時，如果有一個氣缸32的代表失火次數(shù)的修正值Tmf_cyl_n為零，則診斷裝置14的處理器84判定該氣缸32經(jīng)受富燃故障，即燃料供給過剩。相應地，可以簡單地判斷富燃故障。根據(jù)當前實施方式，當燃料噴射比Rfi_n為90%即修正值Cfi_n為-10%時，如果有一個氣缸32的代表失火次數(shù)的修正值Tmf_cyl_n為25或更大，則診斷裝置14的處理器84判定該氣缸32經(jīng)受貧燃故障，即燃料供給不足。相應地，可以簡單地判斷貧燃故障。根據(jù)當前實施方式，如果在正逐步地改變修正值Cfi_n即燃料噴射比Rfi_n或氣缸空燃比Raf_n時，代表失火次數(shù)的累計值Tmf_total_n超過閾值TH_total2或者代表失火次數(shù)的累計值Tmf_cyl_n超過閾值TH_cyl,則停止逐步改變修正值Cfi_n。因此,可以根據(jù)上述閾值而防止火花塞36或過濾器18受到不利影響。為了防止火花塞36受到不利影響，當恢復第二診斷過程時，在修正值Cfi_n被逐步改變之前，既執(zhí)行基本燃料噴射控制過程又執(zhí)行空燃比FB控制過程，由此將沉積在火花塞36上的積碳燒盡。
根據(jù)當前實施方式，診斷裝置14的處理器84在每個測量周期Pm中計數(shù)代表目標氣缸的失火次數(shù)的累計值Tmf_cyl_n。因而,可以針對每個修正值Cfi_n即每個燃料噴射比Rfi_n或每個氣缸空燃比Raf_n來判斷累計值Tmf_cyl_n的故障,從而使得可以在識別故障氣缸時適當?shù)貙⑹Щ饳z測為故障。根據(jù)當前實施方式，即使不存在與發(fā)動機16的總空燃比Raf_total控制有關的問題，也可以檢測到在各個氣缸32中可能已經(jīng)出現(xiàn)的空燃比Raf_n的控制缺陷。具體地，在發(fā)動機16正常運轉(zhuǎn)時，以組合方式使用基本燃料噴射控制過程和空燃比FB控制過程。如果發(fā)動機16具有四個氣缸32，并且其中一個氣缸例如第一氣缸32a經(jīng)受貧燃故障即燃料供給不足，則通過空燃比FB控制過程調(diào)節(jié)其他三個氣缸32即第二至第四氣缸32b至32d的空燃比Raf_n以增加供應的燃料，并且調(diào)節(jié)第一氣缸32a的空燃比Raf_η以減少供應的燃料，由此使得發(fā)動機16的總空燃比Raf_total成為目標空燃比。在這種情況下，如圖19和20所示，第一氣缸32a的貧燃故障無法被檢測到。根據(jù)當前實施方式，當診斷發(fā)動機16時，取消空燃比FB控制過程，并且僅執(zhí)行基本燃料噴射控制過程。因此，能夠高度準確且容易地識別故障氣缸。即使待被檢查的發(fā)動機16僅具有用于檢測總空燃比的空燃比傳感器38，也可以高度準確且容易地識別故障氣缸。根據(jù)當前實施方式，目標空燃比包括化學計量空燃比。根據(jù)基本燃料噴射控制過程，控制氣缸32的相應燃料噴射比Rfi_n即空燃比Raf_n，以使氣缸32的空燃比Raf_n成為化學計量空燃比。根據(jù)空燃比FB控制過程，盡管發(fā)動機16沒有被施加任何負載地空轉(zhuǎn)，如果發(fā)動機16的總空燃比Raf_total偏離化學計量空燃比，則向氣缸32施加相同的修正值Pc，以使總空燃比Raf_total等于化學計量空燃比。因而，由于在發(fā)動機16正常運轉(zhuǎn)和診斷發(fā)動機16時都使用化學計量空燃比作為參考，因此容易識別故障氣缸。B.變型例本發(fā)明不限于上述實施方式，而是可以基于本說明書的公開采用各種布置。例如，本發(fā)明可以采用如下布置:在上述實施方式中，使用診斷裝置14來診斷車輛12的發(fā)動機16。然而，診斷裝置14可以用來診斷具有內(nèi)燃機的其他設備，例如諸如輪船等的移動體。在上述實施方式中，診斷裝置14從車輛12外部與發(fā)動機E⑶20通信。然而，診斷裝置14可以安裝在車輛12內(nèi)部。換言之，發(fā)動機E⑶20可以具有診斷裝置14的功能。在上述實施方式中，發(fā)動機16包括直列四缸發(fā)動機。但是，發(fā)動機32的布局和數(shù)量并不限于圖中所示。發(fā)動機16可以包括V形6缸發(fā)動機。在上述實施方式中，發(fā)動機16具有單個空燃比傳感器38。然而，發(fā)動機16可以具有多個與相應氣缸32關聯(lián)的空燃比傳感器38。在上述實施方式中，診斷裝置14的處理器84通過發(fā)動機E⑶20切換氣缸空燃比Raf_n (燃料噴射比Rfi_n和修正值Cfi_n)。然而，處理器84可以直接控制燃料噴射閥34來切換氣缸空燃比Raf_n (燃料噴射比Rfi_n和修正值Cfi_n)。另選地，發(fā)動機E⑶20可以診斷裝置14的功能，從而發(fā)動機E⑶20 (診斷裝置14)可以直接控制燃料噴射閥34以切換氣缸空燃比Raf_n (燃料噴射比Rfi_n和修正值Cfi_n)。在上述實施方式中，針對每個氣缸32來確定代表發(fā)動機16開始運轉(zhuǎn)之后失火次數(shù)的累計值Tmf_total_n。然而，可以確定并利用代表發(fā)動機16開始運轉(zhuǎn)之后整個發(fā)動機16的失火次數(shù)的累計值Tmf_total_n。在上述實施方式中，使用累計值Tmf_total_n用作代表發(fā)動機開始運轉(zhuǎn)之后的失火次數(shù)。然而，可以使用代表從另一時間開始例如發(fā)動機16開始運轉(zhuǎn)之后過了給定時間的失火次數(shù)的累計值。在上述實施方式中，在步驟S33、S44中中斷空燃比FB控制過程之前同時執(zhí)行基本燃料噴射控制過程和空燃比FB控制過程。然而，可以在開始時僅使用基本燃料噴射控制過程，之后可以僅僅使用空燃比FB控制過程。在這種情況下，當空燃比FB控制過程在步驟S33、S44中中斷之后，恢復基本燃料噴射控制過程。另選地，在步驟S33、S44中中斷空燃比FB控制過程之前，可以同時開始基本燃料噴射控制過程和空燃比FB控制過程，之后可以中斷基本燃料噴射控制過程而僅繼續(xù)執(zhí)行空燃比FB控制過程。在這種情況下，當在步驟S33、S44中中斷空燃比FB控制過程時也恢復基本燃料噴射控制過程。在根據(jù)上述實施方式的第二診斷過程中，將修正值Cfi_n減小以將每個氣缸32的空燃比Raf_n從化學計量空燃比減小到較貧空燃比。然而，如圖21所示，可以從正值到負值逐漸地切換修正值Cfi_n，以將空燃比Raf_n從較富空燃比逐步地轉(zhuǎn)變到較貧空燃t匕。另選地，如圖22中所示，可以將修正值Cfi_n從負值逐步地切換至正值，以將空燃比Raf_n逐步地從較貧空燃比切換到較富空燃比。在這些情況下，修正值Cfi_n不僅可以是±0%、-10%、-20%、-30%和-40%的組合，而且還可以從這些值適當?shù)馗淖?。在根?jù)上述實施方式的第二診斷過程中，在對目標氣缸之外的那些氣缸32執(zhí)行基本燃料噴射控制過程的同時，逐漸地改變目標氣缸的空燃比Raf_n (修正值Cfi_n)。然而，可以將用于目標氣缸之外的那些氣缸32的基本燃料噴射控制過程取消，以中斷這些氣缸32中的燃料噴射和點火。在根據(jù)上述實施方式的第二診斷過程中，根據(jù)圖13所示的流程圖識別故障。然而，該故障識別過程并不限于圖13中所示的過程。在步驟S71中，例如，基于燃料噴射比Rfi_n為70%即修正值Cfi_n為-30%時的累計值Tmf_cyl_n來判斷富燃故障。然而，為了判斷富燃故障，燃料噴射比Rfi_n可以是其他值(參見圖14)，只要其小于貧燃極限值，即不會導致失火的臨界值，該臨界值例如根據(jù)發(fā)動機16的特性來確定。在這種情況下，該累計值Tmf_cyl_n的閾值(第一閾值)可以是除了零以外的正值。在步驟S73中，基于燃料噴射比Rfi_n為90%即修正值Cfi_n為-10%時的累計值Tmf_cyl_n來判斷貧燃故障。然而，為了判斷貧燃故障，燃燒噴射比Rfi_n可以是100%或其他值(參見圖14)，只要其在可燃范圍內(nèi)即可，該可燃范圍為不會導致失火的范圍，并根據(jù)發(fā)動機16的特性來確定。在這種情況下，可以將閾值TH_lean (第二閾值)設定為適當值。如果除了目標氣缸之外的其他氣缸32發(fā)生故障，則為了增加對目標氣缸的故障診斷精度，可以向圖13中所示的流程圖增加其他步驟。例如，在圖13中所示的步驟S74中判斷目標氣缸經(jīng)受貧燃故障之前，當目標氣缸的空燃比Raf_n在代表失火次數(shù)的累計值Tmf_cyl_n在貧燃故障的情況下要改變的范圍內(nèi)改變時(參見圖14),計算累計值Tmf_cyl_η的變化(即目標氣缸的空燃比Raf_cyl_n為90%時的累計值Tmf_cyl_n與目標氣缸的空燃比Raf_n為100%時的累計值Tmf_cyl_n之差)。如果所計算的變化等于或大于預定值，則可以判定目標氣缸經(jīng)受貧燃故障。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機診斷裝置(14)，該內(nèi)燃機診斷裝置用于在內(nèi)燃機(16)運轉(zhuǎn)時識別該內(nèi)燃機(16)的多個氣缸(32a至32d)當中的具有異?？杖急鹊墓收蠚飧?，該內(nèi)燃機診斷裝置包括: 空燃比控制器(84)，該空燃比控制器通過控制用于調(diào)節(jié)所述多個氣缸(32a至32d)的相應燃料噴射量的燃料噴射量調(diào)節(jié)單元(20)來逐步改變所述多個氣缸(32a至32d)的空燃比；以及 故障氣缸識別器(84)，該故障氣缸識別器基于由失火計數(shù)器(20)針對逐步改變的每個空燃比計數(shù)的所述多個氣缸(32a至32d)的失火次數(shù)與所述逐步改變的空燃比之間的關系來識別所述故障氣缸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機診斷裝置(14)，其中，所述空燃比控制器(84)在所述內(nèi)燃機(16)沒有被施加任何負載的情況下控制所述燃料噴射量調(diào)節(jié)單元(20)，以逐個地順序調(diào)節(jié)所述多個氣缸(32a至32d)的燃料噴射量，由此逐步增加或減少所述空燃比。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機診斷裝置(14)，其中，所述空燃比控制器(84)從用以實現(xiàn)化學計量空燃比的預設值開始逐步減少所述燃料噴射量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃機診斷裝置(14)，其中，當所述燃料噴射量低于根據(jù)所述內(nèi)燃機(16)的特性確定的貧燃極限值時，如果存在所述失火次數(shù)小于第一閾值的氣缸，則所述故障氣缸識別器(84)判定這一氣缸經(jīng)受燃料供給過剩的富燃故障。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃機診斷裝置(14)，其中，當所述燃料噴射量代表用于實現(xiàn)所述化學計量空燃比的設定值或代表根據(jù)所述內(nèi)燃機(16)的特性確定的可燃范圍內(nèi)的預定值時，如果存在失火次數(shù)大于第二閾值的氣缸，則所述故障氣缸識別器(84)判定這一氣缸經(jīng)受燃料供給不足的貧燃故障。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機診斷裝置(14)，該內(nèi)燃機診斷裝置進一步包括: 保護器(84)，如果在正逐步改變所述空燃比時，所述多個氣缸(32a至32d)中的任一個氣缸的失火次數(shù)或所述多個氣缸(32a至32d)的失火次數(shù)的總數(shù)超過預定值，則所述保護器(84 )停止逐步改變所述空燃比，以保護火花塞(36 )或排氣凈化過濾器(18 )。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的內(nèi)燃機診斷裝置(14)，其中，如果所述內(nèi)燃機(16)的總空燃比偏離目標空燃比，則能夠執(zhí)行空燃比反饋控制過程，以對所述多個氣缸(32a至32d)中的每個氣缸施加相同的修正值，從而使所述內(nèi)燃機(16)的總空燃比等于所述目標空燃比； 當對所述內(nèi)燃機(16)進行診斷時，在所述內(nèi)燃機(16)預熱之后空轉(zhuǎn)時，對所述多個氣缸(32a至32d)中的每個氣缸至少執(zhí)行所述空燃比反饋控制過程，并且監(jiān)測所述多個氣缸(32a至32d)中的每個氣缸的失火； 當發(fā)生失火時，將所述空燃比反饋控制過程中斷并開始執(zhí)行或繼續(xù)執(zhí)行基本燃料噴射控制過程，以判斷失火是否繼續(xù)； 如果即使僅在所述基本燃料噴射控制過程中失火也仍然繼續(xù)，則判斷所述修正值是否超過第一閾值，以判斷燃料供給過剩的富燃故障，或者判斷所述修正值是否超過第二閾值，以判斷燃料供給不足的貧燃故障；以及 如果所述修正值超過所述第一閾值，則判定所述多個氣缸中的此時發(fā)生失火的氣缸經(jīng)受所述富燃故障，或者如果所述修正值超過所述第二閾值，則判定所述多個氣缸中的此時發(fā)生失火的氣缸經(jīng)受貧燃故障。
8.一種內(nèi)燃機診斷方法，該內(nèi)燃機診斷方法用于在內(nèi)燃機(16)運轉(zhuǎn)時識別該內(nèi)燃機(16)的多個氣缸(32a至32d)當中的具有異?？杖急鹊墓收蠚飧?，并包括如下步驟: 通過控制所述多個氣缸(32a至32d)的相應燃料噴射量來逐步改變所述多個氣缸(32a至32d)的空燃比； 針對逐步改變的每個空燃比來計數(shù)所述多個氣缸(32a至32d)的失火次數(shù)；以及基于所述逐步改變的空燃比與所述多個氣缸(32a至32d)的失火次數(shù)之間的關系識別所述故障氣缸。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的內(nèi)燃機診斷方法，其中，改變所述空燃比的步驟包括在所述內(nèi)燃機(16)沒有被施加任何負載的情況下，逐個地順序控制所述多個氣缸(32a至32d)的所述燃料噴射量，由此逐步增加或減少所述空燃比。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的內(nèi)燃機診斷方法，其中，改變所述空燃比的步驟包括從用以實現(xiàn)化學計量空燃比的設定值開始逐步減少所述燃料噴射量。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的內(nèi)燃機診斷方法，其中，識別所述故障氣缸的步驟包括:當所述燃料噴射量低于根據(jù)所述內(nèi)燃機(16)的特性確定的貧燃極限值時，如果存在失火次數(shù)小于第一閾值的氣缸，則判定該氣缸經(jīng)受燃料供給過剩的富燃故障。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的內(nèi)燃機診斷方法，其中，識別所述故障氣缸的步驟包括:當所述燃料噴射量代表用于實現(xiàn)所述化學計量空燃比的設定值或代表根據(jù)所述內(nèi)燃機(16)的特性確定的可燃范圍內(nèi)的預定值時，如果存在所述失火次數(shù)大于第二閾值的氣缸，則判定該氣缸經(jīng)受燃料供給不足的貧燃故障。
13.根據(jù)權(quán)利要 求8所述的內(nèi)燃機診斷方法，該方法進一步包括如下步驟: 如果在所述空燃比正在逐步改變時，所述多個氣缸(32a至32d)中的任一個氣缸的失火次數(shù)或所述多個氣缸(32a至32d)的失火次數(shù)的總數(shù)超過預定值，則停止逐步改變所述空燃比，以保護火花塞(36)或排氣凈化過濾器(18)。
14.根據(jù)權(quán)利要求8或13所述的內(nèi)燃機診斷方法，該方法進一步包括如下步驟: 執(zhí)行基本燃料噴射控制，以通過調(diào)節(jié)所述多個氣缸(32a至32d)的相應燃料噴射量來控制所述多個氣缸(32a至32d)的相應空燃比； 計數(shù)各個氣缸(32a至32d)的失火次數(shù)；以及 識別所述故障氣缸， 其中，執(zhí)行基本燃料噴射控制的步驟包括: 執(zhí)行基本燃料噴射控制過程，以控制所述多個氣缸(32a至32d)的相應空燃比，從而使所述多個氣缸(32a至32d)的空燃比等于所述內(nèi)燃機(16)的總目標空燃比；以及 執(zhí)行空燃比反饋控制過程，如果所述內(nèi)燃機(16)的總空燃比偏離目標空燃比，則所述空燃比反饋控制過程向所述多個氣缸(32a至32d)中的每個氣缸施加相同的修正值，以使所述內(nèi)燃機(16)的總空燃比等于所述目標空燃比； 執(zhí)行所述基本燃料噴射控制過程的步驟包括:當對所述內(nèi)燃機(16)進行診斷時，在所述內(nèi)燃機(16)預熱之后空轉(zhuǎn)時，對所述多個氣缸(32a至32d)中的每個氣缸至少執(zhí)行所述空燃比反饋控制過程，并且監(jiān)測所述多個氣缸(32a至32d)中的每個氣缸的失火； 當發(fā)生所述失火時，將所述空燃比反饋控制過程中斷并且開始執(zhí)行或繼續(xù)執(zhí)行所述基本燃料噴射控制過程，以判斷失火是否繼續(xù)； 如果即使僅在所述基本燃料噴射控制過程中失火也仍然繼續(xù)，則判斷所述修正值是否超過第一閾值，以判斷燃料供給過剩的富燃故障，或者判斷所述修正值是否超過第二閾值，以判斷燃料供給不足的貧燃故障；以及 如果所述修正值超過所述第一閾值，則判定所述多個氣缸中的此時發(fā)生失火的氣缸經(jīng)受富燃故障，或者如果所述修正值超過所述第二閾值，則判定所述多個氣缸中的此時發(fā)生失火的氣缸經(jīng) 受貧燃故障。
全文摘要
一種內(nèi)燃機診斷裝置(14)和內(nèi)燃機診斷方法，其在內(nèi)燃機(16)運轉(zhuǎn)過程中識別多個氣缸(32)當中的具有異?？杖急鹊漠惓飧?。該內(nèi)燃機診斷裝置(14)包括空燃比控制單元(84)，其通過控制用于調(diào)節(jié)多個氣缸(32)中的每個氣缸的燃料噴射量的燃料噴射量調(diào)節(jié)裝置(20)來逐步地改變空燃比；以及異常氣缸識別單元(84)，其基于以逐步方式改變的每個空燃比與多個氣缸中發(fā)生的失火次數(shù)之間的關系識別異常氣缸，由失火計數(shù)器(20)針對以逐步方式改變的每個空燃比對所述次數(shù)進行計數(shù)。
文檔編號F02D45/00GK103080518SQ20118004244
公開日2013年5月1日 申請日期2011年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者伊東洋, 阿部隆行, 加藤正浩, 大野哲也 申請人:本田技研工業(yè)株式會社