CN102575591A - 内燃机的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题在于提供具备外部EGR装置的内燃机，当在驾驶性能方面存在问题时能够可靠地判定为发生异常。具备：外部EGR装置，该外部EGR装置具备废气回流通路和EGR阀，上述废气回流通路连通内燃机的排气通路与进气通路，上述EGR阀通过调整开度，能够对经由上述废气回流通路从上述排气通路向上述进气通路回流的外部EGR流量进行增减；输出值取得机构，该输出值取得机构取得内燃机的输出值；以及EGR异常判定机构，该EGR异常判定机构基于第一EGR流量被回流时的内燃机的输出值与第二EGR流量被回流时的内燃机的输出值之间的差异，按照规定的基准判定上述外部EGR装置中是否发生异常。

Description

内燃机的控制装置
技术领域
本发明涉及适合对内燃机所具备的外部EGR装置进行控制的内燃机的控制装置。
背景技术
以往，在例如专利文献1中公开有能够判别因内部EGR过多而导致扭矩变动增大的气缸的内燃机的控制装置。具体地说，在专利文献1的发明中，能够基于根据各气缸的内部EGR量而变化的进气压、和各气缸的扭矩变动来判别内部EGR量过多的气缸。
专利文献1：日本特开2003-148182号公报
在上述专利文献1中，根据各气缸的扭矩变动的平均值来设定判定基准值。因此，例如当在所有气缸中均产生大的扭矩变动的情况下，判定基准值为较大值，即便产生在驾驶性能方面存在问题的扭矩变动，有时也不会判定为内部EGR量过多。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供当在驾驶性能方面存在问题时，能够可靠地判定为发生异常的内燃机的控制装置。
为了达成上述目的，第一发明提供一种内燃机的控制装置，该内燃机的控制装置具备：外部EGR装置，该外部EGR装置具备废气回流通路和EGR阀，上述废气回流通路连通内燃机的排气通路与进气通路，上述EGR阀通过调整开度，能够对经由上述废气回流通路从上述排气通路向上述进气通路回流的外部EGR流量进行增减；输出值取得机构，该输出值取得机构取得内燃机的输出值；以及EGR异常判定机构，该EGR异常判定机构基于第一EGR流量被回流时的内燃机的输出值与第二EGR流量被回流时的内燃机的输出值之间的差异，按照规定的基准判定上述外部EGR装置中是否发生异常。
并且，第二发明的特征在于，在第一发明的基础上，上述EGR异常判定机构包括：第一计算机构，该第一计算机构基于利用上述输出值取得机构取得的值计算第一EGR流量被回流时与第二EGR流量被回流时的内燃机的输出值之差亦即输出变动的实际值；第一存储机构，在该第一存储机构存储有上述输出变动的标准值；以及第二存储机构，在该第二存储机构存储有规定的阈值，基于上述实际值、上述标准值以及上述阈值之间的比较结果来判定上述外部EGR装置中是否发生异常。
并且，第三发明的特征在于，在第二发明的基础上，在上述实际值与上述标准值之差的绝对值大于上述阈值的情况下，上述EGR异常判定机构判定为在上述外部EGR装置中发生异常。
并且，第四发明的特征在于，在第二发明的基础上，在从上述实际值减去上述标准值而得到的值大于上述阈值的情况下，上述EGR异常判定机构判定为外部EGR流量过多。
并且，第五发明的特征在于，在第二发明的基础上，在从上述标准值减去上述实际值而得到的值大于上述阈值的情况下，上述EGR异常判定机构判定为外部EGR流量过少。
并且，第六发明的特征在于，在第四发明的基础上，上述内燃机的控制装置还具备：第二计算机构，该第二计算机构计算外部EGR流量恒定的条件下的内燃机的输出的偏差；第一判定机构，该第一判定机构判定：当上述第一EGR流量与上述第二EGR流量中的较少一方的外部EGR流量被回流时，由上述第二计算机构算出的内燃机的输出的偏差是否小于上述实际值；以及第二判定机构，该第二判定机构判定：当上述第一EGR流量与上述第二EGR流量中的较多一方的外部EGR流量被回流时，由上述第二计算机构算出的内燃机的输出的偏差是否大于上述阈值，当由上述EGR异常判定机构判定为外部EGR流量过多、且上述第一判定机构与上述第二判定机构的判定均为肯定的情况下，判定为上述外部EGR装置在外部EGR流量多于目标值的状态下发生故障。
并且，第七发明的特征在于，在第五发明的基础上，上述内燃机的控制装置还具备：第二计算机构，该第二计算机构计算外部EGR流量恒定的条件下的内燃机的输出的偏差；以及第一判定机构，该第一判定机构判定：当上述第一EGR流量与上述第二EGR流量中的较少一方的外部EGR流量被回流时，由上述第二计算机构算出的内燃机的输出的偏差是否小于上述实际值，当由上述EGR异常判定机构判定为外部EGR流量过少、且上述第一判定机构的判定为否定的情况下，判定为在上述外部EGR装置以外的部位发生异常。
并且，第八发明的特征在于，在第七发明的基础上，上述内燃机的控制装置还具备第三判定机构，该第三判定机构判定：当上述第一EGR流量与上述第二EGR流量中的较多一方的外部EGR流量被回流时，由上述第二计算机构算出的内燃机的输出的偏差是否大于上述标准值，当由上述EGR异常判定机构判定为外部EGR流量过少、且上述第一判定机构与上述第三判定机构的判定均为肯定的情况下，判定为上述外部EGR装置在外部EGR流量少于目标值的状态下发生故障。
并且，第九发明的特征在于，在第一～第八发明的任一发明的基础上，上述内燃机的控制装置还具备增压器，该增压器具备涡轮与压缩机，上述废气回流通路包括：高压废气回流通路，该高压废气回流通路连通比上述涡轮靠上游侧的上述排气通路与比上述压缩机靠下游侧的上述进气通路；以及低压废气回流通路，该低压废气回流通路连通比上述涡轮靠下游侧的上述排气通路与比上述压缩机靠上游侧的上述进气通路，上述EGR阀包括：高压用EGR阀，该高压用EGR阀设置在上述高压废气回流通路，该高压用EGR阀能够通过调整开度来对从上述排气通路向上述进气通路回流的外部EGR流量进行增减；以及低压用EGR阀，该低压用EGR阀设置在上述低压废气回流通路，该低压用EGR阀能够通过调整开度来对从上述排气通路向上述进气通路回流的外部EGR流量进行增减，上述第一EGR流量与上述第二EGR流量中的一方为仅利用上述高压废气回流通路或者上述低压废气回流通路使废气回流的情况下的上述外部EGR流量，另一方为利用上述高压废气回流通路与上述低压废气回流通路双方使废气回流的情况下的上述外部EGR流量。
根据第一发明、第二发明以及第三发明，能够将给驾驶性能造成影响的输出变动值设定成外部EGR装置的异常判定的判定基准。因此，当外部EGR流量变化至在驾驶性能方面产生问题的程度的情况下，能够可靠地判定为在外部EGR装置发生异常。
根据第4发明，关于在外部EGR装置发生的异常，能够判定外部EGR流量是否过多。由此，能够掌握在外部EGR装置发生异常的情况下的外部EGR流量的状态。
根据第5发明，关于在外部EGR装置产生的异常，能够判定外部EGR流量是否过少。由此，能够掌握在外部EGR装置发生异常的情况下的外部EGR流量的状态。
根据第6发明，能够基于外部EGR流量恒定的条件下的输出偏差来判定外部EGR装置的异常。通过用与第一发明、第二发明以及第三发明不同的方法来执行外部EGR装置的异常判定，能够保障第一发明、第二发明以及第三发明的判定结果，能够防止误判定。因此，提高了外部EGR装置的异常判定的精度。
根据第7发明，能够基于外部EGR流量恒定的条件下的输出偏差来判定外部EGR装置的异常。因此，能够防止外部EGR装置的异常判定的误判定，能够提高判定精度。此外，在判定为外部EGR流量过少的情况下，能够判定出在外部EGR装置以外的场所发生异常。
根据第8发明，能够基于外部EGR流量恒定的条件下的输出偏差来判定外部EGR装置的异常。通过用与第一发明以及第二发明不同的方法来执行外部EGR装置的异常判定，能够确保第一发明、第二发明以及第三发明的判定结果，能够防止误判定。因此，提高外部EGR装置的异常判定的精度。
根据第9发明，例如，在具备同时具有高压废气回流通路与低压废气回流通路的双系统的外部EGR装置的内燃机中，能够确定在哪一系统的外部EGR装置发生了异常。因此，能够对异常对策的施行做出有效的贡献。
附图说明
图1是示出本发明的控制装置所被应用的内燃机的系统结构的图。
图2是示出本发明的实施方式所涉及的外部EGR流量的合理化判定处理的顺序的流程图。
图3是示出当外部EGR流量过多时的外部EGR装置的异常位置判定处理的顺序的流程图。
图4是示出当外部EGR流量过少时的外部EGR装置的异常位置判定处理的顺序的流程图。
图5是示出当外部EGR流量过多时的外部EGR流量的修正处理的顺序的流程图。
图6是示出当外部EGR流量过多时的各气缸的输出变动值的概况的图。
图7是示出当外部EGR流量过少时的外部EGR流量的修正处理的顺序的流程图。
图8是示出当外部EGR流量过少时的各气缸的输出变动值的概况的图。
图9是示出本发明的实施方式3的内燃机的系统结构的图。
具体实施方式
实施方式1.
[驱动系统的结构]
图1是示出本发明所被应用的混合动力车辆的驱动系统10的概略结构的图。该驱动系统10作为车辆的驱动源具备内燃机12与车辆驱动用马达(以下称作“马达”)14。驱动系统10能使内燃机12与马达14双方工作，并利用双方的驱动力使省略图示的驱动轮旋转。
本实施方式的驱动系统10由ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)16控制。ECU 16对包括内燃机12、马达14等在内的驱动系统10的整体进行综合性的控制。
[内燃机的系统结构]
本实施方式所涉及的内燃机12是V型6缸的4冲程内燃机。内燃机12具备使废气从排气管向进气管回流的外部EGR装置18。在外部EGR装置18设置有用于调整外部EGR流量的整体量的共用EGR阀20。并且，外部EGR装置18针对每个气缸组均具有用于调节外部EGR流量的气缸组EGR阀22。外部EGR装置18还具备与从浪涌调整槽24延伸出的各气缸的进气支管26连通的输送管28。并且，内燃机12具备输出与未图示的曲轴的旋转对应的信号的曲轴转角传感器30。
并且，曲轴转角传感器30连接于上述的ECU 16的输入侧。共用EGR阀20与气缸组EGR阀22的致动器连接于ECU 16的输出侧。
[本实施方式的具体的处理顺序]
图2是示出本实施方式所涉及的外部EGR流量的合理化判定处理的顺序的流程图。在图2所示的程序中，首先，实现用于确认外部EGR流量的运转状态(步骤100)。具体地说，马达14的驱动力对驱动系统10所要求的输出的变动量进行辅助，使得内燃机12的运转处于稳态状态。因此，在后述的步骤110以及120中，能够有效地检测内燃机12的输出值。
在通过上述的步骤100使内燃机12的运转达到稳态状态后，检测未利用外部EGR装置18使废气回流时的内燃机12的输出平均值(步骤110)。更详细地说，检测在各气缸进行点火时产生的输出值，并计算这些输出值的平均值即输出平均值。在各气缸进行点火时产生的输出值是基于由曲轴转角传感器30检测出的曲轴的角度信号算出的。
其次，检测利用外部EGR装置18使规定量的废气回流时的内燃机12的输出值(步骤120)。在该情况下，与上述的步骤110相同，也检测在各气缸进行点火时产生的输出值，并计算这些输出值的平均值即输出平均值。
其次，计算未利用外部EGR装置18使废气回流时与利用外部EGR装置18使规定量的废气回流时的实机的输出差(以下称作“实测差A”)(步骤130)。即，计算在上述的步骤110与120中检测出的各个内燃机12的输出平均值之差。
此外，基于设定表来确定未利用外部EGR装置18使废气回流时与利用外部EGR装置18使规定量的废气回流时的输出差(步骤140)。以下，将由此得到的输出差称作“标准差B”。在本实施方式中，在ECU16的ROM中存储有表示利用外部EGR装置18使之回流的废气量与内燃机12的输出变动值的标准差B之间的关系的设定表。在步骤140中，通过基于利用外部EGR装置18使之回流的废气量检索该设定表来确定输出变动值的标准差B。
其次，判定外部EGR流量是否合适(步骤150)。具体地说，计算在上述的步骤130中算出的实测差A与在步骤140中确定的标准差B之间的差，并将该差的值与规定的阈值C进行比较。阈值C是在驾驶性能方面能够允许的因外部EGR流量的变化导致的输出差的最大值。当步骤150的结果是判定为实测差A与标准差B之间的差的绝对值在阈值C以下的情况下，判断为外部EGR流量为合适的值(步骤160)。
当步骤150的结果是判定为实测差A与标准差B之间的差的绝对值大于阈值C的情况下，能够判断为外部EGR流量不合适。根据这样的判断，当外部EGR流量变化了在驾驶性能方面产生问题的程度的情况下，能够可靠地判定为在外部EGR装置18发生异常。在该情况下，进一步判定外部EGR流量与其合适量相比较是过多还是过少(步骤170)。具体地说，判定从实测差A减去标准差B而得到的值是否大于阈值C。当步骤170的结果是判定为从实测差A减去标准差B而得到的值大于阈值C的情况下，判断为外部EGR流量与其合适量相比较过多(步骤180)。另一方面，当步骤170的判定为否定的情况下、即判定为从标准差B减去实测差A而得到的值比C大的情况下，判断为外部EGR流量与其合适量相比较为过少(步骤190)。
另外，当在上述的步骤180中判断为外部EGR流量与其合适值相比较为过多后，按照后述的流程图执行外部EGR流量过多时的外部EGR装置18的异常位置判定处理。并且，同样，当在上述的步骤190中判断为外部EGR流量与其合适值相比较为过少后，按照后述的流程图执行外部EGR流量过少时的外部EGR装置18的异常位置判定处理。
图3是示出外部EGR流量过多时的、外部EGR装置18的异常位置判定处理的顺序的流程图。在图3所示的程序中，首先，判定在未利用外部EGR装置18使废气回流时的内燃机12的输出变动值是否小于上述的实测差A(步骤200)。在此，具体地说，计算每个气缸的输出变动值(每次爆发的输出偏差)，判定这些输出变动值的最大值是否小于实测差A。当计算各气缸的输出变动值之际，首先，计算包括例如BTDC60°在内的规定的曲轴转角的量的曲轴的角速度。此外，计算包括TDC在内的规定的曲轴转角的量的曲轴的角速度。进而，基于这些角速度计算上述规定气缸中的点火时的输出值，将该输出值与前次点火时算出的输出值之间的差作为上述规定气缸的输出变动值。实测差A是检测到的在内燃机12的实机上发生的输出差。因此，如果在未利用外部EGR装置18使废气回流的条件下认定存在A以上的变动，则能够判断在外部EGR流量为零的状态下已经发生异常。针对所有的气缸分别执行本步骤200的判断。结果，当本步骤200的条件在至少一个气缸中不成立的情况下，将外部EGR流量为零的状态下的异常标志置于ON(步骤210)。
另一方面，当上述步骤200的结果是判定为在所有的气缸中未利用外部EGR装置18使废气回流时的内燃机12的输出变动值均小于上述的实测差A的情况下，进入下面的步骤220。
当上述的步骤200的判定为肯定时，其次，判定利用外部EGR装置18使规定量的废气回流时的输出变动值是否大于上述的阈值C(步骤220)。具体地说，与上述的步骤200同样，首先，计算每个气缸的输出变动值。进而，当判定出至少一个气缸中输出变动值大于阈值C的情况下，判断为在外部EGR流量为规定量的条件下下发生异常，将外部EGR装置异常标志置于ON(步骤240)。如上所述，阈值C是在驾驶性能方面能够允许的因外部EGR流量的变化导致的输出差的最大值。因此，根据这样的判定，能够以驾驶性能作为基准进行外部EGR装置18的异常判定。另一方面，在步骤220中，当判定为所有的气缸中的输出变动值均在阈值C以下的情况下，判断为在外部EGR装置18未发生异常，将外部EGR装置正常标志置于ON(步骤230)。
当在上述的步骤240中外部EGR装置异常标志被置于ON的情况下，其次，判定内燃机12的输出变动值是否在所有气缸都以同样的方式偏移(步骤250)。具体地说，首先，计算在上述的步骤220中算出的每个气缸的输出变动值的偏差Xi(i表示气缸编号)。此外，计算所算出的输出变动值的偏差Xi的平均值μ，并计算从偏差Xi减去平均值μ而得到的值。当针对所有的气缸从偏差Xi减去平均值μ而得到的值均处于规定的范围内的情况下，判定为内燃机12的输出变动值在所有气缸以同样的方式偏移。在此，本步骤250的判定是以由于在外部EGR装置18发生异常而产生输出变动的情况为前提条件来进行的。因此，如果如上所述针对所有的气缸从偏差Xi减去平均值μ而得到的值都处于规定的范围内，则能够判定所有气缸的输出变动值在所有气缸以同样的方式偏移。
当在步骤250中判定为内燃机12的输出变动值在所有气缸以同样方式偏移的情况下，判断为在对朝所有气缸回流的废气流量造成影响的共用的外部EGR系统通路内(例如共用EGR阀20)发生异常(例如因淀积造成阀的固定)(步骤260)。
另一方面，当在步骤250中判定为内燃机12的输出变动值并非在所有气缸中以同样方式偏移的情况下，接下来判定是否以气缸组为单位偏移(步骤270)。具体地说，与上述的步骤250同样，针对每个气缸组执行从偏差Xi减去平均值μ而得到的值是否处于规定的范围内的判定处理。例如，将第一气缸#1、第三气缸#3、第五气缸#5设定为第一气缸组，将第二气缸#2、第四气缸#4、第六气缸#6设定为第二气缸组。关于第一气缸组，判定从偏差Xi(i＝1、3、5)减去平均值μ1(μ1：第一气缸组的输出变动值的偏差的平均值)得到的值是否处于规定的范围内。同样，关于第二气缸组，判定从偏差Xi(i＝2、4、6)减去平均值μ2(μ2：第二气缸组的输出变动值的偏差的平均值)得到的值是否处于规定的范围内。当在第一气缸组与第二气缸组双方均判定为从偏差Xi减去平均值μ而得到的值处于规定的范围内的情况下，则判定为内燃机12的输出变动值以气缸组为单位偏移。在此，本步骤270的判定是以所有气缸的输出变动值并非在所有气缸中以同样方式偏移的情况为前提条件来进行的。因此，当在第一气缸组与第二气缸组双方均判定为从偏差Xi减去平均值μ而得到的值处于规定的范围内的情况下，能够判定为输出变动值以气缸组为单位偏移。
当在步骤270中判定为内燃机12的输出变动值以气缸组为单位偏移的情况下，则判断为在各气缸组分别具备的外部EGR系统通路内(例如气缸组EGR阀22)产生异常(例如因淀积造成的阀的固定)(步骤280)。
另一方面，当在步骤270中判定为内燃机12的输出变动值并非以气缸组为单位偏移的情况下，能够判断为输出变动值以气缸为单位偏移。在该情况下，ECU 16判断为在各气缸的输送管28发生异常(步骤290)。认为该异常的原因是由于例如规定气缸的输送管28因淀积而堵塞等。在该情况下，存在其他气缸的外部EGR流量增加而该其他气缸中外部EGR流量过多的可能性。
其次，判定上述的外部EGR装置异常标志(参照步骤240)是否被置于ON(步骤300)。当步骤300的结果是判定为外部EGR装置异常标志被置于ON的情况下，使借助外部EGR装置18回流的外部EGR流量减少(步骤310)。具体地说，在本实施方式中，在该情况下，切断外部EGR流量。另一方面，当步骤300的结果是判定为异常标志未被置于ON的情况下，结束本次的处理循环。
图4是示出外部EGR流量过少时的外部EGR装置18的异常位置判定处理的顺序的流程图。在图4所示的程序中，首先，判定未利用外部EGR装置18使废气回流时的内燃机12的输出变动值是否小于上述的实测差A(步骤400)。具体地说，与图3的步骤200相同，计算每个气缸的输出变动值，判定这些输出变动值的最大值是否小于实测差A。
当上述步骤400的结果是判定为当未利用外部EGR装置18使废气回流时的内燃机12的输出变动值的最大值小于上述的实测差A的情况下，前进到下面的步骤420。另一方面，当判定为输出变动值的最大值在上述的实测差A以上的情况下，判断为在外部EGR流量为零的条件下发生异常，将异常标志置于ON(步骤410)。
当上述的步骤400的判定为肯定时，其次，判定当利用外部EGR装置18使规定量的废气回流时的内燃机12的输出变动值是否大于上述的标准差B(步骤420)。具体地说，与上述的步骤400相同，首先，计算每个气缸的输出变动值。进而，以气缸为单位来比较输出变动值与标准差B。当比较结果是判定为所有气缸中输出变动值都在标准差B以下的情况下，能够判断在任意气缸中均未发生超过标准等级的异常变动。在该情况下，结束本次的处理循环。另一方面，当在至少一个气缸中判定为输出变动值大于标准差B的情况下，能够判断为可能在存在外部EGR的条件下发生异常。如上所述，基于设定表确定的不使废气回流时与使规定量的废气回流时的输出差的值为标准差B。因此，根据这种判定，能够以输出差的标准值为基准进行外部EGR装置18的异常判定。
当上述的步骤420的判定为肯定时，接下来判定是否在存在外部EGR的情况下发生爆震(步骤430)。在本实施方式中，内燃机12搭载有KCS(爆震控制系统)。并且，KCS具备省略图示的爆震传感器。在本步骤430中，基于由该爆震传感器检测出的信号来判定爆震的有无。当步骤430的结果是判定发生爆震的情况下，判定由KCS进行的点火正时滞后角控制的滞后角量是否在最大滞后角量E以下(步骤440)。当步骤440的判定为肯定的情况下，在滞后角量不超出最大滞后角量E的范围使点火正时滞后，直至不再发生爆震(步骤450)。另一方面，当步骤440的判定为否定的情况下、即滞后角量已达到最大滞后角量E的情况下，使外部EGR流量减少(步骤460)。在本实施方式中，在该情况下，切断外部EGR流量。由此，实现对输出变动的抑制。
当上述的步骤430的结果是判定为在存在外部EGR的情况下不发生爆震的情况下，接下来判定内燃机12的输出变动值是否在所有气缸都以同样方式偏移(步骤470)。然而，在上述的步骤430的判定中，判定是否发生由爆震引起的内燃机12的输出变动。当步骤430的判定为肯定时，因爆震而引起输出变动的情况被从步骤430以下的判定的判定对象中除去。因此，在步骤470中，能够仅将因外部EGR流量的变化而引起的输出变动作为判定的对象。
在步骤470中，与上述的图3的步骤250同样，计算每个气缸的输出变动值的偏差Xi(i表示气缸编号)。此外，计算所算出的输出变动值的偏差Xi的平均值μ，并计算从偏差Xi减去平均值μ而得到的值。当针对所有气缸从偏差Xi减去平均值μ而得到的值处于规定的范围内的情况下，判定内燃机12的输出变动值在所有气缸都以同样方式偏移。
当步骤470的判定为肯定的情况下，判断为在对向所有气缸回流的废气流量造成影响的共用的外部EGR系统通路内(例如共用EGR阀20)发生异常(例如因淀积造成的阀的固定)(步骤480)。
另一方面，当在步骤470中判定为内燃机12的输出变动值并非在所有气缸都以同样方式偏移的情况下，下面判定是否以气缸组为单位发生偏移(步骤490)。具体地说，与上述的步骤470同样，以气缸组为单位执行从偏差Xi减去平均值μ而得到的值是否处于规定的范围内的判定处理。例如，将第一气缸#1、第三气缸#3、第五气缸#5设定为第一气缸组，将第二气缸#2、第四气缸#4、第六气缸#6设定为第二气缸组。关于第一气缸组，判定从偏差Xi(i＝1、3、5)减去平均值μ1(μ1：第一气缸组的输出变动值的偏差的平均值)而得到的值是否处于规定的范围内。同样，关于第二气缸组，判定从偏差Xi(i＝2、4、6)减去平均值μ2(μ2：第二气缸组的输出变动值的偏差的平均值)而得到的值是否处于规定的范围内。当在第一气缸组与第二气缸组双方都判定为从偏差Xi减去平均值μ而得到的值处于规定的范围内的情况下，则判定为内燃机12的输出变动值以气缸组为单位偏移。
当步骤490的判定为肯定的情况下，判断为用于调整气缸组间的外部EGR流量的气缸组EGR阀22因淀积而发生固定，或者各气缸的输送管28的集合部因淀积而堵塞(步骤500)。
另一方面，在步骤490中，当判定为内燃机12的输出变动值并未以气缸组为单位偏移的情况下，则判断为输出变动值以气缸为单位偏移，在各气缸的输送管28发生异常(步骤510)。该异常认为是例如规定气缸的输送管28的因淀积而引起的堵塞等，存在流向该气缸的外部EGR流量减少的可能性。
如上所说明的那样，根据本实施方式的内燃机的控制装置，将给驾驶性能造成影响的输出变动值作为外部EGR装置的异常判定的判定基准。由此，当外部EGR流量变化了在驾驶性能方面产生问题的程度的情况下，能够可靠地判定为在外部EGR装置发生异常。此外，基于每个气缸的输出变动值的偏差Xi，判定输出变动值是在所有气缸以同样方式偏移、还是以气缸组为单位偏移、还是以气缸为单位偏移。由此，能够确定出外部EGR装置18的故障位置。
以上对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述的实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变形并予以实施。例如，还可按照如下方式变形来实施。
变形例1.
在上述实施方式1中，将本发明应用于混合动力车辆，但并不局限于此。只要能够计算内燃机12的每个气缸的输出值即可，还可应用在仅利用内燃机12的驱动力来驱动驱动轮的系统。
变形例2.
在上述实施方式1中，基于曲轴转角传感器30的输出信号计算在各气缸进行点火时产生的输出值。然而，本发明所能够应用的结构并不限定于此。当将本发明应用于在各气缸具备燃烧压力传感器的内燃机的情况下，还可依据燃烧压力传感器的输出信号取得各气缸的输出值。在该情况下，能够依据燃烧压力传感器的峰值掌握各气缸的输出值的偏差。
变形例3.
在上述实施方式1中，以并未利用外部EGR装置18使废气回流时与利用外部EGR装置18使规定量的废气回流时的内燃机的输出差(实测差A与标准差B)来作为外部EGR流量的合理化判定处理的基准。由此，能够判定在外部EGR流量为零的状态下发生异常的情况。即，连外部EGR装置18以外的部位发生的异常也能够确定。然而，本发明所能够应用的结构并不限定于此。还可依据利用外部EGR装置18使规定量的废气回流时与利用外部EGR装置18使不同于上述规定量的其他的规定量的废气回流时的内燃机的输出差来确定实测差A与标准差B。
变形例4.
在上述实施方式1中，在步骤150中，判定实测差A与标准差B之间的差的绝对值是否在阈值C以下，判断外部EGR流量是否为合适的值。然而，本发明所能够应用的结构并不限定于此。亦可在步骤140的处理后判定从实测差A减去标准差B而得到的值是否大于阈值C。并且，还可在步骤140的处理后判定从标准差B减去实测差A而得到的值是否大于阈值C。在实施这些判定方法的情况下，也可以使当判定外部EGR流量是否过多时作为基准的阈值C、和当判定外部EGR流量是否过少时作为基准的阈值C为互不相同的值。如果将互不相同的阈值C分别设定成外部EGR流量过多的情况与外部EGR流量过少的情况的最佳值，能够进行更为考虑驾驶性能的外部EGR流量的过多、过少判定。
变形例5.
在上述实施方式1中，在步骤150中，判定实测差A与标准差B之间的差的绝对值是否在阈值C以下，判断外部EGR流量是否为合适的值。然而，本发明所能够应用的结构并不限定于此。亦可在步骤140的处理后，判定实测差A是否大于标准差B与阈值C相加而得的值。
变形例6.
在上述实施方式1中，使用作为恒定值的标准差B与阈值C进行EGR系统的异常判定。然而，本发明所能够应用的结构并不限定于此。标准差B可取恒定值、与内燃机运转状态相应的函数等各种方式。并且，阈值C亦可设定成相对于标准差B的规定比例。
变形例7.
在上述实施方式1中，使废气回流通路与通向各气缸的进气支管26连通。然而，本发明所能够应用的结构并不限定于此。即，本发明还能够应用在废气回流通路与针对双方的气缸组共同设置的浪涌调整槽24直接连接的结构中。
变形例8.
在上述实施方式1中，将本发明应用于具有图1所示的气缸组EGR阀22的内燃机12中。然而，本发明所能够应用的结构并不限定于此，本发明能够应用于并未设置气缸组EGR阀、而仅具备共用EGR阀的内燃机中。并且，本发明能够应用于并未设置共用EGR阀，而仅具备气缸组EGR阀的内燃机中。
变形例9.
在实施方式1中，内燃机12为V型内燃机，但并不局限于此，亦可是直列型内燃机。在为直列型内燃机的情况下，输出变动并不会以气缸组为单位偏移。因此，在该情况下，当判定为输出变动值未在所有气缸以同样方式偏移的情况下，能够立即判断为输出变动值以气缸为单位偏移。并且，在实施方式1中，内燃机12为6缸内燃机，但并不局限于此。例如也可以是4缸内燃机。
实施方式2.
如上所述，在实施方式1中，在外部EGR装置18的异常位置判定处理中，判定内燃机12的输出变动值是在所有气缸以同样方式偏移、还是以气缸组为单位偏移、还是以气缸为单位偏移。在本实施方式2中，在判定输出变动值的偏移的图案后，实施外部EGR流量的修正。图5是示出外部EGR流量过多时的、外部EGR流量的修正处理的顺序的流程图。图5中示出针对输出变动值的偏移的各图案如何修正外部EGR流量的具体的处理方法。
在图5的程序中，首先判定输出变动值是否在所有气缸以同样方式偏移(步骤600)。步骤600与图3所示的外部EGR装置18的异常位置判定处理的步骤250对应。当步骤600的判定的结果是判定为输出变动值在所有气缸以同样方式偏移的情况下，使外部EGR流量的整体量减少。具体地说，缩小共用EGR阀20的开度。由此，所有气缸的输出值接近目标输出值。
另一方面，当步骤600的判定结果是判定为输出变动值并非在所有气缸以同样方式偏移的情况下，则下面判定是否以气缸组为单位偏移(步骤620)。步骤620与图3所示的外部EGR装置18的异常位置判定处理的步骤270对应。当步骤620的判定结果是判定为输出变动值以气缸组为单位偏移的情况下，则使上述的第一气缸组的外部EGR流量减少、或使上述的第二气缸组的外部EGR流量减少、或者使第一气缸组与第二气缸组的外部EGR流量减少(步骤630)。具体地说，缩小气缸组EGR阀22的开度。使哪个气缸组的外部EGR流量减少可根据在上述的图3的步骤220中算出的规定气缸的点火时的输出值和预先设定的目标输出值的比较来确定。例如，如果第一气缸#1的点火时的输出值显著小于目标输出值、而第二气缸#2的点火时的输出值与目标输出值大致相等，则只要使第一气缸组的外部EGR流量减少即可。但是，如果因减少外部EGR流量而产生爆震，则优选为停止使外部EGR流量减少。通过以上的处理，使判断为发生异常的气缸组的输出值接近目标输出值。
当步骤620的判定结果是判定为输出变动值并非以气缸组为单位偏移的情况下，则判定为输出变动值以气缸为单位偏移(步骤640)。当输出变动值以气缸为单位偏移的情况下，在本实施方式所涉及的内燃机12中，在其结构上无法以气缸为单位来调整外部EGR流量。在该情况下，针对推定会产生输出变动的气缸，判定其扭矩变动是否恶化到超出允许范围的程度(步骤650)。具体地说，首先，基于在上述的步骤220中得到的每个气缸的输出变动值来确定产生异常的输出变动的气缸。其次，判定该气缸的输出变动值是否在规定值以上。在判定结果是认定该气缸的输出变动恶化的情况下，使外部EGR流量的整体量减少至在驾驶性能方面不存在问题的程度(步骤660)。另一方面，当步骤650的判定为否定的情况下，则判断为是在驾驶性能方面不存在问题的程度，不进行外部EGR流量的调整。并且，当判定为输出变动值以气缸为单位偏移的情况下，亦可使确定为外部EGR流量过多的气缸的点火正时提前。
图6的(a)～(c)是示出外部EGR流量过多时的、每个气缸的输出值的概况的图。纵轴表示每个气缸的输出值。并且，图中的细实线是外部EGR流量为零的情况下的输出值，粗实线是外部EGR流量为规定量的情况下的输出值，虚线是外部EGR流量为规定量的情况下的输出值的目标值。
图6的(a)示出输出变动值在所有气缸以同样方式偏移的情况。在该情况下，如在图6中的步骤610所叙述的那样，使外部EGR流量的整体量减少。由此，如图6的(a)中以箭头所示那样，所有气缸的输出值接近目标输出值。
图6的(b)示出输出变动值以气缸组为单位偏移的情况。在该情况下，如在图5中的步骤630所叙述的那样，使外部EGR流量过多的气缸组的外部EGR流量减少。由此，如图6的(b)中以箭头所示那样，发生异常的气缸组的输出值接近目标输出值。
图6的(c)示出输出变动值以气缸为单位偏移的情况。在图6的(c)中，在第六气缸#6中，外部EGR流量过多。在该情况下，使外部EGR流量的整体量减少至不产生爆震且在驾驶性能方面不存在问题的程度。或者仅使第六气缸#6的点火正时提前。在图6的(c)中，使第六气缸#6的点火正时提前，由此，所有气缸的输出值接近目标输出值。
图7是示出外部EGR流量过少时的、外部EGR流量的修正处理的顺序的流程图。如上所述，在图4所示的外部EGR装置18的异常位置判定处理中，判定内燃机12的输出变动值是在所有气缸以同样方式偏移、还是以气缸组为单位偏移、还是以气缸为单位偏移。图7示出针对输出变动值的偏移的各图案如何修正外部EGR流量的具体处理方法。
在图7的程序中，首先，判定输出变动值是否在所有气缸以同样方式偏移(步骤700)。步骤700与图4所示的外部EGR装置18的异常位置判定处理的步骤470对应。当步骤700的判定结果是判定为输出变动值在所有气缸以同样方式偏移的情况下，使外部EGR流量的整体量增加。由此，所有气缸的输出值接近目标输出值。
另一方面，当步骤700的判定结果是判定为输出变动值并非在所有气缸以同样方式偏移的情况下，则下面判定是否以气缸组为单位偏移(步骤720)。步骤720与图4所示的外部EGR装置18的异常位置判定处理的步骤490对应。当步骤720的判定结果是判定为输出变动值以气缸组为单位偏移的情况下，使上述的第一气缸组的外部EGR流量增加、或者使上述的第二气缸组的外部EGR流量增加、或者使第一气缸组与第二气缸组的外部EGR流量增加(步骤630)。可以根据在上述的图4的步骤420中算出的规定气缸的点火时的输出值与预先设定的目标输出值之间的比较来确定使哪一气缸组的外部EGR流量增加。例如，如果第一气缸#1的点火时的输出值显著大于目标输出值，第二气缸#2的点火时的输出值与目标输出值几乎相等，则使第一气缸组的外部EGR流量增加即可。通过以上的处理，发生异常的气缸组的输出值接近目标输出值。
当步骤720的判定结果是判定为输出变动值并非以气缸组为单位偏移的情况下，则判定为输出变动值以气缸为单位偏移(步骤740)。当输出变动值以气缸为单位偏移的情况下，在本实施方式所涉及的内燃机12中，在其结构上无法以气缸为单位来调整外部EGR流量。在该情况下，针对推定会产生输出变动的气缸，判定其扭矩变动是否恶化到超出允许范围的程度(步骤750)。具体地说，首先，基于在上述的步骤420中得到的每个气缸的输出变动值来确定发生异常的输出变动的气缸。其次，判定该气缸的输出变动值是否在规定值以上。当步骤750的判定结果是认定该气缸的输出变动恶化的情况下，使外部EGR流量的整体量减少至在驾驶性能方面不存在问题的程度(步骤760)。另一方面，当步骤750的判定为否定的情况下，判断为是在驾驶性能方面不存在问题的程度，不进行外部EGR流量的调整。
图8的(a)～(c)是示出外部EGR流量过少时的、每个气缸的输出值的概况的图。纵轴表示每个气缸的输出值。并且，图中的细实线是外部EGR流量为零的情况下的输出值，粗实线是外部EGR流量为规定量的情况下的输出值，虚线是外部EGR流量为规定量的情况下的输出值的目标值。
图8的(a)示出输出变动值在所有气缸以同样方式偏移的情况。在该情况下，如在图7中的步骤710所叙述的那样，使外部EGR流量的整体量增加。由此，如图8的(a)中以箭头所示那样，所有气缸的输出值接近目标输出值。
图8的(b)示出输出变动值以气缸组为单位偏移的情况。在该情况下，如在图7中的步骤730所叙述的那样，使外部EGR流量过少的气缸组的外部EGR流量增加。由此，如图8的(b)中以箭头所示那样，发生异常的气缸组的输出值接近目标输出值。
图8的(c)示出输出变动值以气缸为单位偏移的情况。在图8的(c)中，在第六气缸#6中，外部EGR流量过少。在该情况下，使外部EGR流量的整体量减少。由此，第六气缸#6以外的气缸的输出值增大，气缸间的输出差变小。因此，内燃机12的输出变动得到抑制。或者，在该情况下，亦可仅使第六气缸#6的点火正时滞后。在图8的(c)中，仅使第六气缸#6的点火正时滞后，由此，所有气缸的输出值接近目标输出值。
在本实施方式中，在判定利用外部EGR装置18使之回流的外部EGR流量过多以及过少，并确定出异常位置后，进行外部EGR流量的修正处理。当上述外部EGR流量的修正处理中的修正量大于规定值的情况下，可能产生油耗的恶化等外部EGR控制方面的问题。因此，当上述外部EGR流量的修正处理中的修正量大于规定值的情况下，可点亮MIL(Malfunction Indicator Lamp，故障指示灯)，促使驾驶员进行外部EGR装置18的检修。
实施方式3.
图9是示出本实施方式3中的内燃机50的系统结构的图。如图9所示，本实施方式的内燃机50具备具有压缩机52与涡轮54的增压器56。并且，内燃机50具有双系统的外部EGR装置58、60。一方是连通比涡轮54靠上游侧的排气通路62与比压缩机52靠下游侧的进气通路64的高压废气回流通路58(HPL：High Pressure Loop)。另一方是连通比涡轮54靠下游侧的排气通路62与比压缩机52靠上游侧的进气通路64的低压废气回流通路60(LPL：Low Pressure Loop)。
在实施方式1中，在图2所示的外部EGR流量的合理化判定处理的步骤110中，在不存在外部EGR流量的条件下计算内燃机12的输出值。并且，在步骤120中，在使规定量的外部EGR流量回流的条件下计算输出值。本实施方式3中，在步骤110中，在仅利用高压废气回流通路58使废气回流的条件下计算输出值。并且，在步骤120中，在利用高压废气回流通路58与低压废气回流通路60双方使废气回流的条件下计算输出值。进而，在步骤120以后的步骤中，实施与实施方式1中的处理相同的处理。在该情况下，如果步骤150的条件成立，则判断为高压废气回流通路58与低压废气回流通路60都正常。另一方面，当步骤150的条件不成立、步骤170的条件成立的情况下，能够判断为因低压废气回流通路60的影响而产生过大的输出差。在该情况下，能够判断为经由低压废气回流通路60回流的外部EGR流量过多。另一方面，当步骤170的条件不成立的情况下，能够判断为经由低压废气回流通路60回流的外部EGR流量过少。
如上所述，根据本实施方式3，能够区分并检测出高压废气回流通路58与低压废气回流通路60都正常、经由低压废气回流通路60回流的外部EGR流量过多、经由低压废气回流通路60回流的外部EGR流量过少的状态。在本实施方式3中，在步骤110中，在仅利用高压废气回流通路58使废气回流的条件下计算输出值，但并不局限于此。在步骤110中，亦可在仅利用低压废气回流通路60使废气回流的条件下计算输出值。在该情况下，能够区分并检测出高压废气回流通路58与低压废气回流通路60都正常、经由高压废气回流通路58回流的外部EGR流量过多、经由高压废气回流通路58回流的外部EGR流量过少的状态。
标号说明：
10...驱动系统；12、50...内燃机；14...马达；16...ECU；18...外部EGR装置；20...共用EGR阀；22...气缸组EGR阀；24...浪涌调整槽；26...进气支管；28...输送管；30...曲轴转角传感器；52...压缩机；54...涡轮；56...增压器；58...高压废气回流通路；60...低压废气回流通路；62...排气通路；64...进气通路。

Claims (9)

1.一种内燃机的控制装置，其特征在于，该内燃机的控制装置具备：
外部EGR装置，该外部EGR装置具备废气回流通路和EGR阀，上述废气回流通路连通内燃机的排气通路与进气通路，上述EGR阀通过调整开度，能够对经由上述废气回流通路从上述排气通路向上述进气通路回流的外部EGR流量进行增减；
输出值取得机构，该输出值取得机构取得内燃机的输出值；以及
EGR异常判定机构，该EGR异常判定机构基于第一EGR流量被回流时的内燃机的输出值与第二EGR流量被回流时的内燃机的输出值之间的差异，按照规定的基准判定上述外部EGR装置中是否发生异常。
2.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
上述EGR异常判定机构包括：
第一计算机构，该第一计算机构基于利用上述输出值取得机构取得的值计算第一EGR流量被回流时与第二EGR流量被回流时的内燃机的输出值之差亦即输出变动的实际值；
第一存储机构，在该第一存储机构存储有上述输出变动的标准值；以及
第二存储机构，在该第二存储机构存储有规定的阈值，
基于上述实际值、上述标准值以及上述阈值之间的比较结果来判定上述外部EGR装置中是否发生异常。
3.根据权利要求2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
在上述实际值与上述标准值之差的绝对值大于上述阈值的情况下，上述EGR异常判定机构判定为在上述外部EGR装置中发生异常。
4.根据权利要求2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
在从上述实际值减去上述标准值而得到的值大于上述阈值的情况下，上述EGR异常判定机构判定为外部EGR流量过多。
5.根据权利要求2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
在从上述标准值减去上述实际值而得到的值大于上述阈值的情况下，上述EGR异常判定机构判定为外部EGR流量过少。
6.根据权利要求4所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
上述内燃机的控制装置还具备：
第二计算机构，该第二计算机构计算外部EGR流量恒定的条件下的内燃机的输出的偏差；
第一判定机构，该第一判定机构判定：当上述第一EGR流量与上述第二EGR流量中的较少一方的外部EGR流量被回流时，由上述第二计算机构算出的内燃机的输出的偏差是否小于上述实际值；以及
第二判定机构，该第二判定机构判定：当上述第一EGR流量与上述第二EGR流量中的较多一方的外部EGR流量被回流时，由上述第二计算机构算出的内燃机的输出的偏差是否大于上述阈值，
当由上述EGR异常判定机构判定为外部EGR流量过多、且上述第一判定机构与上述第二判定机构的判定均为肯定的情况下，判定为上述外部EGR装置在外部EGR流量多于目标值的状态下发生故障。
7.根据权利要求5所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
上述内燃机的控制装置还具备：
第二计算机构，该第二计算机构计算外部EGR流量恒定的条件下的内燃机的输出的偏差；以及
第一判定机构，该第一判定机构判定：当上述第一EGR流量与上述第二EGR流量中的较少一方的外部EGR流量被回流时，由上述第二计算机构算出的内燃机的输出的偏差是否小于上述实际值，
当由上述EGR异常判定机构判定为外部EGR流量过少、且上述第一判定机构的判定为否定的情况下，判定为在上述外部EGR装置以外的部位发生异常。
8.根据权利要求7所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
上述内燃机的控制装置还具备第三判定机构，该第三判定机构判定：当上述第一EGR流量与上述第二EGR流量中的较多一方的外部EGR流量被回流时，由上述第二计算机构算出的内燃机的输出的偏差是否大于上述标准值，
当由上述EGR异常判定机构判定为外部EGR流量过少、且上述第一判定机构与上述第三判定机构的判定均为肯定的情况下，判定为上述外部EGR装置在外部EGR流量少于目标值的状态下发生故障。
9.根据权利要求1～8中任意一项所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
上述内燃机的控制装置还具备增压器，该增压器具备涡轮与压缩机，
上述废气回流通路包括：
高压废气回流通路，该高压废气回流通路连通比上述涡轮靠上游侧的上述排气通路与比上述压缩机靠下游侧的上述进气通路；以及
低压废气回流通路，该低压废气回流通路连通比上述涡轮靠下游侧的上述排气通路与比上述压缩机靠上游侧的上述进气通路，
上述EGR阀包括：
高压用EGR阀，该高压用EGR阀设置在上述高压废气回流通路，该高压用EGR阀能够通过调整开度来对从上述排气通路向上述进气通路回流的外部EGR流量进行增减；以及
低压用EGR阀，该低压用EGR阀设置在上述低压废气回流通路，该低压用EGR阀能够通过调整开度来对从上述排气通路向上述进气通路回流的外部EGR流量进行增减，
上述第一EGR流量与上述第二EGR流量中的一方为仅利用上述高压废气回流通路或者上述低压废气回流通路使废气回流的情况下的上述外部EGR流量，另一方为利用上述高压废气回流通路与上述低压废气回流通路双方使废气回流的情况下的上述外部EGR流量。
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