CN103228891B - 内燃机的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种内燃机的控制装置，不需要配备用于故障判定的专用的传感器，就能够良好地判定是否存在与排气门的停止动作有关的故障。具有进气可变气门装置（62）及排气可变气门装置（64），其具有能够在气门工作状态和气门关闭停止状态之间切换进气门（58）及排气门（60）各自的动作状态的气门停止机构。在判定为从气门工作状态向气门关闭停止状态切换的进气门（58）的停止动作未产生故障的情况下，基于伴随着气门停止要求的燃料切断的执行要求被提出时的内燃机（12）的负转矩的大小，判定是否存在与从气门工作状态向气门关闭停止状态切换的排气门（60）的停止动作有关的故障，所述气门停止要求是将进气门（58）及排气门（60）各自的动作状态从气门工作状态切换到气门关闭停止状态的要求。

Description

内燃机的控制装置
技术领域
本发明涉及内燃机的控制装置，特别涉及如下的内燃机的控制装置，即该内燃机具有气门停止机构，该气门停止机构能够对进气门及排气门各自的动作状态，在气门工作状态和气门关闭停止状态之间进行切换，所述内燃机的控制装置适合于判定是否存在与从气门工作状态向气门关闭停止状态切换的排气门的停止动作有关的故障。
背景技术
以往，例如在专利文献1中公开有如下的内燃机的控制装置，其具有能够对进气门及排气门各自的动作状态，在气门工作状态和气门关闭停止状态之间进行切换的气缸暂停机构。该以往的控制装置利用对进气门及排气门的提升量进行检测的提升量传感器，对气缸暂停机构的动作异常进行检测，并与异常状态相应地执行适当的处理。
另外，作为与本发明相关的文献，包括上述文献在内，申请人了解到以下记载的文献。
在先技术文献
专利文献1：日本特开2004-100487号公报
专利文献2：日本特开平7-189757号公报
专利文献3：日本特开2004-100486号公报
发明内容
发明要解决的课题
如上述专利文献1记载的结构所具有的提升量传感器那样，若具有直接检测气门的移动的传感器，则可以容易地检测排气门的停止动作是否正常进行。但是，在为了进行排气门的停止动作的故障判定而具有专用的传感器的情况下，还需要进行该传感器自身的故障判定，而且，导致成本增加。因此，希望能够利用为了用于内燃机的某些控制而具有的传感器，进行排气门的停止动作的故障判定。但是，对进行了排气门的停止动作进行检测基本上是极其困难的。
本发明是为了解决上述那样的课题而作出的，其目的在于提供一种内燃机的控制装置，在具有能够对进气门及排气门各自的动作状态，在气门工作状态和气门关闭停止状态之间进行切换的气门停止机构的内燃机中，不需要配备用于故障判定的专用的传感器，就能够良好地判定是否存在与排气门的停止动作有关的故障。
用于解决课题的方案
在第一发明的内燃机的控制装置中，其特征在于，具有：气门停止机构，所述气门停止机构能够对进气门及排气门各自的动作状态，在气门工作状态和气门关闭停止状态之间进行切换；进气门故障判定部件，所述进气门故障判定部件判定是否存在与从所述气门工作状态向所述气门关闭停止状态切换的所述进气门的停止动作有关的故障；负转矩取得部件，所述负转矩取得部件取得内燃机的负转矩；以及排气门故障判定部件，在所述进气门故障判定部件判定所述进气门的停止动作未产生故障的情况下，所述排气门故障判定部件基于伴随着气门停止要求的燃料切断的执行要求被提出时的所述负转矩的大小，判定是否存在与从所述气门工作状态向所述气门关闭停止状态切换的所述排气门的停止动作有关的故障，所述气门停止要求是将所述进气门及所述排气门各自的动作状态从所述气门工作状态切换到所述气门关闭停止状态的要求。
另外，第二发明在第一发明的基础上，其特征在于，在当前的负转矩与从所述气门工作状态向所述气门关闭停止状态切换的所述进气门及所述排气门各自的停止动作正常进行了的情况下的所述内燃机的负转矩的转矩偏差为负的值、并且该转矩偏差的绝对值为规定的第一判定值以上的情况下，所述排气门故障判定部件判定为产生与所述排气门的所述停止动作有关的故障。
另外，第三发明在第二发明的基础上，其特征在于，所述内燃机的控制装置还具有取得所述内燃机的发动机转速变动或转矩变动的发动机变动取得部件，在所述转矩偏差为负的值且该转矩偏差的绝对值比所述第一判定值小的情况下，当所述发动机转速变动或所述转矩变动比规定的第二判定值大时，所述排气门故障判定部件判定为产生与所述排气门的所述停止动作有关的故障。
另外，第四发明在第三发明的基础上，其特征在于，所述内燃机的控制装置还具有取得发动机旋转加速度的旋转加速度取得部件，在所述发动机旋转加速度的绝对值比规定的第三判定值小的情况下，所述排气门故障判定部件对是否存在与所述排气门的所述停止动作有关的故障进行判定。
另外，第五发明在第一至第四发明中的任一发明的基础上，其特征在于，在所述转矩偏差在负侧大的情况下，与该转矩偏差在负侧小的情况相比，所述排气门故障判定部件判定为产生与所述排气门的所述停止动作有关的故障的气缸数更多。
发明的效果
在进气门的停止动作正常进行着的状况下、排气门的停止动作正常进行着的气缸中，工作气体的流动损失消失，因此，曲轴成为非常容易转动的状态。另一方面，在产生排气门的停止故障的气缸中，因存在经过了排气门的工作气体的流动，所以曲轴成为难以转动的状态，内燃机的负转矩与进气门及排气门的停止动作正常进行了的情况相比增大。根据本发明，利用具有这种趋势的内燃机的负转矩，不需要配备用于故障判定的专用的传感器，就能够良好地判定是否存在与排气门的停止动作有关的故障。
在多个气缸中产生了排气门的停止故障的情况下，上述转矩偏差成为在负侧大的值。根据第二发明，在这种情况下，仅利用该转矩偏差就能够判定是否产生排气门的停止故障。
根据第三发明，在因产生停止故障的气缸少而使得仅利用上述转矩偏差难以进行停止故障的判定的情况下，也将发动机转速变动或转矩变动增加到故障判定项目中，从而可以良好地判定排气门的停止故障。
根据第四发明，可以在与发动机转速变动或转矩变动重叠的噪音小的运转区域中，进行排气门的停止故障的上述判定，因此，可以防止停止故障的误判定。
根据第五发明，可以判定产生排气门的停止故障的气缸数。
附图说明
图1是表示应用了本发明的混合动力车辆的驱动系统的概略结构的图。
图2是用于说明图1所示的内燃机的系统结构的图。
图3是燃料切断执行中的P-V线图。
图4是表示在进行了进气门、排气门的停止动作的情况和并非这种情况下、内燃机的负转矩和发动机转速之间的关系的图。
图5是表示产生排气门的停止故障的情况下的内燃机的转矩变动情况的图。
图6是根据排气门的停止故障的形态分别表示转矩偏差和发动机转速变动（NE变动）的图。
图7是表示在执行伴随着进气门、排气门的停止要求的燃料切断的情况下的具有内燃机的混合动力车辆的动作的图。
图8是表示本发明的实施方式1中被执行的排气门的故障判定处理过程的流程图。
具体实施方式
实施方式1．
［HV系统的结构］
图1是表示应用了本发明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10一同具有内燃机12和作为车辆的第二动力源的车辆驱动用马达（以下简称“马达”）14。另外，驱动系统10还具有接收驱动力的供给并产生电力的发电机16。内燃机12、马达14及发电机16经由行星齿轮式的动力分配机构18相互连结。在与动力分配机构18相连的马达14的旋转轴上连接着减速器20。减速器20将马达14的旋转轴和与驱动轮22相连的驱动轴24连结。动力分配机构18是用于将内燃机12的驱动力分配到发电机16侧和减速器20侧的装置。由动力分配机构18进行的驱动力的分配可以任意变更。
在驱动系统10中还包括：变换器26、转换器28及高压蓄电池30。变换器26与发电机16及马达14连接，并且，还经由转换器28与高压蓄电池30连接。在发电机16中发出的电力，既可以经由变换器26向马达14供给，也可以经由变换器26及转换器28对高压蓄电池30充电。另外，充电到了高压蓄电池30的电力可以经由转换器28及变换器26向马达14供给。
根据以上说明的驱动系统10，基于规定的条件，既可以在使马达14停止了的状态下仅利用内燃机12的驱动力使驱动轮22旋转，反之也可以在使内燃机12停止了的状态下仅利用马达14的驱动力使驱动轮22旋转。另外，也可以使马达14和内燃机12双方工作并利用双方的驱动力使驱动轮22旋转。并且，通过使发电机16作为起动机起作用来驱动内燃机12，也可以控制内燃机12的起动。
本实施方式的驱动系统10由ECU（Electronic Control Unit：电子控制单元）40控制。ECU40对包括内燃机12、马达14、发电机16、动力分配机构18、变换器26及转换器28等在内的驱动系统10的整体进行综合控制。
［内燃机的系统结构］
图2是用于说明图1所示的内燃机12的系统结构的图。在此，内燃机12是具有四个气缸（#1～#4）并按照#1→#3→#4→#2的顺序（一例）等间隔地进行爆发行程的直列4气缸型发动机。在内燃机12的气缸内设置有活塞42。在内燃机12的气缸内，在活塞42的顶部侧形成有燃烧室44。进气通路46及排气通路48与燃烧室44连通。
在进气通路46的入口附近，设置有输出与吸入到进气通路46的空气的流量相应的信号的空气流量计50。在空气流量计50的下游设置有节气门52。节气门52是能够与油门开度独立地控制节气门开度的电子控制式节气门。
另外，在节气门52的下游，配置有用于向内燃机12的进气口喷射燃料的燃料喷射阀54。另外，在内燃机12所具有的缸盖上，以从燃烧室44的顶部向燃烧室44内突出的方式安装有火花塞56。在进气口及排气口分别设置有用于使燃烧室44和进气通路46或者使燃烧室44和排气通路48处于导通状态或切断状态的进气门58及排气门60。
进气门58及排气门60分别由进气可变气门装置62及排气可变气门装置64驱动。进气可变气门装置62具有能够以气缸为单位在气门工作状态和气门关闭停止状态之间变更进气门58的动作状态的气门停止机构（省略图示），同样地，排气可变气门装置64具有能够以气缸为单位在气门工作状态和气门关闭停止状态之间变更排气门60的动作状态的气门停止机构（省略图示）。用于实现上述气门停止机构的具体的结构并未特别限定，例如可以通过如下结构来实现：能够使用切换销使将凸轮的作用力传送到气门的摇臂的摆动动作暂停。
另外，在排气通路48中配置有用于净化废气的催化剂66。另外，上述ECU40的输入，除连接有上述空气流量计50之外，还连接有用于检测发动机转速（曲轴转角速度）的曲轴转角传感器68、用于检测内燃机12的转矩的转矩传感器70、以及用于检测进气压力的进气压力传感器72等用于检测内燃机12的运转状态的各种传感器。另外，ECU40的输出，除连接有上述节气门52、燃料喷射阀54、火花塞56、进气可变气门装置62及排气可变气门装置64之外，还连接有用于控制内燃机12的各种促动器。ECU40可以基于这些传感器输出控制内燃机12的运转状态。
在配置在排气通路48中的催化剂66处于高温状态的情况下，氧浓度高的新鲜空气被供给到催化剂66时，恐怕会导致催化剂66产生劣化。为了抑制催化剂66的劣化，防止氧向催化剂66流入这种方法是有效的。根据具有上述可变气门装置62、64的本实施方式的系统，在减速时或发动机高速旋转时等燃料切断（F/C）的执行要求被提出的情况下，与燃料切断同步地，将所有气缸的进气门58及排气门60中的至少一方的动作状态从气门工作状态切换到气门关闭停止状态，从而可以防止在燃料切断中氧流入催化剂66。由此，可以谋求抑制催化剂66的劣化。
［排气门的停止故障的判定方法］
以下，参照图3至图7，对判定是否存在与从气门工作状态切换到气门关闭停止状态的排气门60的停止动作有关的故障的方法进行说明。更具体地说，在本实施方式中，在伴随着从气门工作状态切换到气门关闭停止状态的进气门58及排气门60的停止要求的燃料切断的执行要求被提出的情况下，对是否存在与从气门工作状态切换到气门关闭停止状态的排气门60的停止动作有关的故障、即不进行与燃料切断同步的向气门关闭停止状态切换的排气门60的动作状态的正常切换这样的故障（以下有时简称为“排气门60的停止故障”）进行判定。
图3是燃料切断执行中的P-V线图。更具体地说，图3（A）是进气门58、排气门60这两个气门的停止动作正常进行着的状况下的燃料切断执行中的P-V线图，图3（B）是仅进气门58的停止动作正常进行着的状况下的燃料切断执行中的P-V线图。另外，图4是表示在进行了进气门58、排气门60的停止动作的情况和并非这种情况下、内燃机12的负转矩和发动机转速的关系的图。
如图3（A）所示，在进气门58、排气门60这两个气门的停止动作正常进行着的情况下，根据停止动作后的循环数的经过，气缸内压力的值自身产生变化，但成为不存在气缸内的工作气体的流动损失的状态。因此，在该情况下，曲轴74处于非常容易转动的状态，也如图4所示，内燃机12（曲轴74）的负转矩成为小的值。
另一方面，如图3（B）所示，在仅进气门58的停止动作正常进行着的情况下，在排气行程中排气门60被打开，因此，可知产生负的功。即，在仅进气门58的停止动作正常进行着的情况下，存在经过了处于气门工作状态的排气门60的工作气体的流动。因此，曲轴74成为与两个气门的停止动作时相比难以转动的状态，也如图4所示，内燃机12的负转矩与进气门58、排气门60这两个气门的停止动作正常进行了的情况相比增大，而且，成为与不进行进气门58、排气门60的停止动作的通常的燃料切断时的负转矩（图4中标上“通常F/C”进行表示的值）同等的值。
因此，根据以上说明的理由，在进气门58、排气门60的停止要求被提出的情况下，在仅进气门58的停止动作正常进行而排气门60的停止动作产生故障的情况下，内燃机12的负转矩与排气门60的停止动作正常进行了的情况相比增加。另外，排气门60的停止动作产生了故障的气缸的数量越多，负转矩越增大。
图5是表示在产生排气门60的停止故障的情况下的内燃机12的转矩变动情况的图。更具体地说，图5（A）表示内燃机12的所有气缸的排气门60产生了停止故障的情况下的内燃机12的转矩变动情况，图5（B）表示#3及#4气缸的排气门60产生了停止故障的情况下的内燃机12的转矩变动情况，图5（C）表示#1～#4气缸中的任一个气缸的排气门60单独产生了停止故障的情况下的内燃机12的转矩变动情况。另外，图5所示的例子是从#2气缸起依次执行了伴随着进气门58、排气门60的停止动作的燃料切断的情况下的例子。另外，在图5中，进气门58的停止动作正常进行。
首先，说明图5（A）所示的例子。如图5（A）中标上“正常”进行表示那样，在进气门58、排气门60的停止动作正常进行着的情况下，如上所述不产生负的功，因此，内燃机12的转矩在停止动作刚开始后向负侧较大地变化后，在负侧以零附近的值进行推移。另外，如图5（A）中所示，在排气门60的停止动作延迟一个循环或两个循环量的情况下，内燃机12的转矩在产生了相对于正常时的延迟之后，在负侧以零附近的值进行推移。与此相对，如图5（A）中标上“不停止”进行表示那样，在排气门60的停止动作未正常进行的状态持续的情况下，内燃机12的转矩相对于正常时的转矩在负侧变大、即负转矩增大。
接着，说明图5（B）所示的例子。图5（B）是爆发顺序连续的两个气缸（在此为#3及#4气缸）的排气门60产生停止故障的情况下的例子。像这样，在该情况下，产生排气门60的停止故障的气缸数比图5（A）所示的情况少。因此，通过对图5（B）中的“不停止”的情况和图5（A）中的“不停止”的情况进行比较可知，与所有气缸的排气门60产生停止故障的图5（A）的情况相比，内燃机12的负转矩与正常时的负转矩之差减小、即负转矩减小。
进而，说明图5（C）所示的例子。图5（C）是#1～#4气缸中的任一个气缸的排气门60的停止故障单独产生的情况下的例子。在该情况下，与图5（B）所示的例子相比，内燃机12的负转矩与正常时的负转矩之差进一步减小、即负转矩进一步减小。
于是，在本实施方式中，在伴随着进气门58、排气门60双方的停止要求的燃料切断的执行要求被提出的情况下，基于内燃机12的负转矩的大小，判定是否存在排气门60的停止故障。更具体地说，在伴随着进气门58、排气门60双方的停止要求的燃料切断的执行要求被提出的情况下，当前的负转矩相对于进气门58、排气门60的停止动作正常的情况下的负转矩的转矩偏差（在此为从当前的转矩值减去正常时的转矩值后得到的值）为负的值，并且该转矩偏差的绝对值为规定值以上的情况下，判定产生排气门60的停止故障。
图6是根据排气门60的停止故障的形态分别表示转矩偏差和发动机转速变动（NE变动）的图。另外，在图4（A）中（图4（B）也一样），标上“单独”进行表示的值是#1气缸单独产生排气门60的停止故障的情况下的值。在与其相邻的右侧标上“连续”进行表示的值是爆发顺序连续的#1及#2气缸的排气门60产生停止故障的情况下的值。另外，在与其相邻的右侧标上“对抗”进行表示的值是爆发顺序成为等间隔的#1及#4气缸的排气门60产生停止故障的情况下的值。进而，在与其相邻的右侧标上“连续”进行表示的值是爆发顺序连续的#1、#2及#3气缸的排气门60产生停止故障的情况下的值。另外，在与其相邻的右侧标上“连续”进行表示的值是所有气缸的排气门60产生停止故障的情况下的值。
如图6（A）所示，产生排气门60的停止故障的气缸数越多，上述转矩偏差越向负侧增大。于是，在本实施方式中，在该转矩偏差为负的值且该转矩偏差的绝对值为规定值β（例如，5Nm）以上的情况下，判定为在三个或四个气缸中产生排气门60的停止故障。
另一方面，由图6（A）也可以得知，产生排气门60的停止故障的气缸数减少时，作为负的值的上述转矩偏差的绝对值减小。于是，在本实施方式中，在上述转矩偏差的绝对值比规定值β小的情况下，为了能够对在单个或两个气缸中产生排气门60的停止故障的情况进行检测，作为停止故障的判定项目，追加使用发动机转速变动（NE变动）。
在一部分气缸产生了排气门60的停止故障的情况下，气缸间的转矩平衡变得混乱。如图6（B）所示，该气缸间的转矩平衡的混乱的影响表现为发动机转速变动。如图6（B）所示，在爆发顺序连续的#1及#2气缸为故障产生气缸的情况下，发动机转速变动变得最大，接着，在#1气缸单独为故障产生气缸的情况下，发动机转速变动变得第二大。另外，在两个气缸产生排气门60的停止故障的情况下，与爆发顺序成为等间隔的#1及#4气缸为故障产生气缸的情况相比，在爆发顺序连续的#1及#2气缸为故障产生气缸的情况下，转矩平衡的混乱进一步加剧，因此，发动机转速变动变大。
于是，在本实施方式中，在上述转矩偏差为负的值且该转矩偏差的绝对值比上述规定值β小且为规定值α（例如，3Nm）以上的情况下，当发动机转速变动（更具体地说，发动机转速的变化量ΔNE的绝对值的累计值）比规定值ζ（例如，30rpm）大时，判定为在单个或两个气缸中产生排气门60的停止故障。
图7是表示伴随着进气门58、排气门60的停止要求的燃料切断被执行的情况下的具有内燃机12的混合动力车辆的动作的图。另外，图7（D）中的NE变化（发动机旋转加速度）在此采用作为发动机转速的变化量ΔNE的累计值而算出的值。
如图7所示，在像进气门58、排气门60的停止动作刚开始后或车辆进行制动时那样发动机旋转加速度较大地变化到正侧或负侧的情况（发动机转速急剧上升或急剧降低的情况）下，在本实施方式中，与排气门60的停止故障的判定所使用的发动机转速变动重叠的噪音增大。于是，在本实施方式中，仅在发动机旋转加速度的绝对值比规定值γ小的情况下，进行排气门60的停止故障的判定处理，而在发动机旋转加速度为上述规定值γ以上的情况下，禁止排气门60的停止故障的判定处理。
［实施方式1中的具体处理］
图8是表示本发明的实施方式1中的排气门60的故障判定处理过程的流程图。另外，本过程每隔规定时间重复执行。
在图8所示的过程中，首先，基于曲轴转角传感器68的输出，判定曲轴74是否处于旋转中（步骤100）。本实施方式的内燃机12搭载于在车辆行驶中能够使内燃机12的运转停止的混合动力车辆。因此，通过本步骤100的处理，在排气门60的停止故障的判定之前，确认内燃机12的运转不是停止状态。
在上述步骤100中判定处于曲轴74的旋转中的情况下，判定伴随着进气门58、排气门60的停止要求的燃料切断的执行要求是否处于指令发出中（步骤102）。其结果是，在本步骤102的判定成立的情况下，判定本实施方式的排气门60的停止故障的判定的前提条件是否成立、具体而言判定利用曲轴转角传感器68的输出算出的发动机旋转加速度的绝对值是否比规定值γ小（步骤104）。另外，在判定上述前提条件是否成立的情况下，除与发动机旋转加速度有关的上述判定之外，也可以增加发动机冷却水温度是否为规定的预热温度以上等条件。
在上述步骤104中的判定成立的情况下，判定是否存在进气门58的停止故障（步骤106）。在对所有气缸提出了进气门58的停止要求时，在所有气缸的进气门58正常停止的情况下，进气压力朝向大气压上升。因此，可以基于例如由进气压力传感器72检测到的进气压力在燃料切断的执行中是否成为大气压，来判定是否存在进气门58的停止故障。
在上述步骤106中判定为未产生进气门58的停止故障的情况下，判定是否为上述的转矩偏差为负的值且该转矩偏差的绝对值比上述规定值β小（步骤108）。在本步骤108中，为了算出转矩偏差，利用根据与发动机转速NE之间的关系确定了进气门58、排气门60的停止动作时的负转矩的映射图（上述图4那样的关系），取得正常时的负转矩值。而且，从当前的负转矩值减去利用上述映射图取得的负转矩值，从而算出上述转矩偏差。根据这种计算方法，在产生排气门60的停止故障且负转矩大的情况下，转矩偏差作为在负侧大的值被算出。另外，如上述图6（A）所示，上述规定值β是作为可以判定为在内燃机12的三个或四个气缸中产生排气门60的停止故障的值而预先设定的阈值。
因此，在本过程中，在本步骤108的判定不成立的情况下、即判定为当前的负转矩与正常时的负转矩的偏差为负的值且该转矩偏差的绝对值为规定值β以上的情况下，判定为在三个或四个气缸中产生排气门60的停止故障（步骤110）。
另一方面，在上述步骤108的判定成立的情况下、即判定为转矩偏差为负的值且该转矩偏差的绝对值比规定值β小的情况下，接着判定是否为转矩偏差为负的值且该转矩偏差的绝对值比上述规定值α小（步骤112）。本步骤112中的规定值α被设定为比上述规定值β大的值。另外，规定值α是作为能够判定为并非所有气缸的排气门60的停止动作处于正常的状态而是在单个或两个气缸中产生排气门60的停止故障的值而预先设定的阈值。
在上述步骤112的判定不成立的情况下、即判定为转矩偏差为负的值且该转矩偏差的绝对值为规定值α以上（α≤转矩偏差＜β）的情况下，进而判定发动机转速NE变动是否比规定值ζ大（步骤114）。如上述图6（B）所示，本步骤114中的规定值ζ是作为可以判定为在内燃机12的单个或两个气缸中产生排气门60的停止故障的值而预先设定的阈值。因此，在本步骤114中判定为发动机转速NE变动比规定值ζ大的情况下，判定为在单个或两个气缸中产生排气门60的停止故障（步骤116）。
另一方面，在上述步骤112的判定成立的情况下、即判定为转矩偏差为负的值且该转矩偏差的绝对值比规定值α小的情况下，判定为所有气缸的排气门60的停止动作是正常的（步骤118）。
根据以上说明的图8所示的过程，在伴随着进气门58、排气门60的停止要求的燃料切断的执行要求被提出的情况下，基于未产生进气门58的停止故障的情况下的内燃机12的负转矩的大小，判定是否存在排气门60的停止故障。如上所述，在各气缸的进气门58的停止动作正常进行着的状况下、排气门60的停止动作正常进行着的气缸中，工作气体的流动损失消失，因此曲轴74成为非常容易转动的状态。另一方面，在产生排气门60的停止故障的气缸中，因存在经过了排气门60的工作气体的流动，曲轴74成为难以转动的状态，内燃机12的负转矩与进气门58、排气门60这两个气门的停止动作正常进行了的情况相比增大。因此，根据上述过程的处理，利用具有这种趋势的负转矩，不需要配备用于故障判定的专用的传感器，就能够良好地判定是否存在与排气门60的停止动作有关的故障。
另外，根据上述过程，在当前的负转矩与正常时的负转矩的转矩偏差为负的值且该转矩偏差的绝对值为规定值β以上的情况下，仅利用该转矩偏差就能够判定为在多个气缸（在本实施方式中为三个或四个气缸）中产生排气门60的停止故障。
另外，根据上述过程，在上述转矩偏差为负的值且该转矩偏差的绝对值比规定值β小的情况下、即仅利用转矩偏差难以进行停止故障的判定的情况下，也将发动机转速变动增加到故障判定项目中，从而在产生停止故障的气缸少的情况下（在本实施方式中，产生停止故障的气缸为单个或两个的情况下），能够良好地判定排气门60的停止故障。
另外，在上述过程中，仅在发动机旋转加速度的绝对值比规定值γ小的情况下，进行与排气门60的停止故障有关的上述判定。由此，可以在与发动机转速变动重叠的噪音小的运转区域进行排气门的停止故障的上述判定，因此，可以防止停止故障的误判定。
另外，根据上述过程，通过进行使用了上述规定值β及α的转矩偏差的判定，在转矩偏差在负侧大的情况下，与该转矩偏差在负侧小的情况相比，判定为产生与排气门60的停止动作有关的故障的气缸数更多。像这样，根据上述过程的处理，可以判定产生排气门60的停止故障的气缸数。
顺便说一下，在上述实施方式1中，在当前的负转矩与正常时的负转矩的转矩偏差为负的值且该转矩偏差的绝对值比规定值小的情况下、即仅利用转矩偏差难以进行停止故障的检测的情况下，也将发动机转速变动增加到故障判定项目中。但是，本发明并不限于此，例如，也可以代替发动机转速变动，作为该情况下的故障判定项目而增加内燃机的转矩变动（例如，能够使用转矩传感器70取得）。而且，在转矩变动比规定的第二判定值大的情况下，可以判定为产生与排气门的停止动作有关的故障。另外，若应用本发明、根据与曲轴转角之间的关系对发动机转速变动或转矩变动的模型进行判定，则也可以确定产生排气门60的停止故障的气缸。
另外，在上述实施方式1中，利用转矩传感器70的输出取得内燃机12的负转矩。但是，本发明的负转矩取得部件并不限于此，例如，也可以基于使用曲轴转角传感器68检测到的发动机转速或发动机旋转加速度等，取得（算出）负转矩或负转矩的相关值。
另外，在上述实施方式1中，以具有气门停止机构的内燃机12被搭载于混合动力车辆而构成的系统为例，对本发明中的排气门的故障判定方法进行了说明。但是，本发明并不限于应用于具有气门停止机构的内燃机被搭载于混合动力车辆而构成的系统，对于仅将具有气门停止机构的内燃机作为动力源进行驱动的车辆，同样地也能够应用本发明。
另外，在上述实施方式1中，以直列4气缸型的内燃机12为例进行了说明。但是，作为本发明的对象的内燃机并不限于直列4气缸型。即，本发明通过适当变更故障判定处理所使用的转矩偏差、进而变更发动机转速变动或转矩变动的判定值，也能够应用于其他形式的内燃机。
另外，在上述实施方式1中，ECU40通过执行上述步骤106的处理，实现上述第一发明中的“进气门故障判定部件”，通过利用转矩传感器70的输出取得内燃机12的负转矩，实现上述第一发明中的“负转矩取得部件”，通过执行上述图8所示的过程的一连串的处理，实现上述第一发明中的“排气门故障判定部件”。
另外，在上述实施方式1中，规定值β相当于上述第二发明中的“第一判定值”。
另外，在上述实施方式1中，ECU40通过执行上述步骤114的处理来实现上述第三发明中的“发动机变动取得部件”。另外，规定值ζ相当于上述第三发明中的“第二判定值”。
另外，在上述实施方式1中，ECU40通过执行上述步骤104的处理来实现上述第四发明中的“旋转加速度取得部件”。另外，规定值α相当于上述第四发明中的“第三判定值”。
附图标记说明
10  驱动系统
12  内燃机
14  马达
40  ECU（Electronic Control Unit：电子控制单元）
42  活塞
46  进气通路
48  排气通路
54  燃料喷射阀
58  进气门
60  排气门
62  进气可变气门装置
64  排气可变气门装置
68  曲轴转角传感器
70  转矩传感器
72  进气压力传感器
74  曲轴

Claims (3)

1.一种内燃机的控制装置，其特征在于，具有：
气门停止机构，所述气门停止机构能够对进气门及排气门各自的动作状态，在气门工作状态和气门关闭停止状态之间进行切换；
进气门故障判定部件，所述进气门故障判定部件判定是否存在与从所述气门工作状态向所述气门关闭停止状态切换的所述进气门的停止动作有关的故障；
负转矩取得部件，所述负转矩取得部件取得内燃机的负转矩；
排气门故障判定部件，在所述进气门故障判定部件判定所述进气门的停止动作未产生故障的情况下，所述排气门故障判定部件基于伴随着气门停止要求的燃料切断的执行要求被提出时的所述负转矩的大小，判定是否存在与从所述气门工作状态向所述气门关闭停止状态切换的所述排气门的停止动作有关的故障，所述气门停止要求是将所述进气门及所述排气门各自的动作状态从所述气门工作状态切换到所述气门关闭停止状态的要求；以及
发动机变动取得部件，所述发动机变动取得部件取得所述内燃机的发动机转速变动或转矩变动，
所述内燃机的控制装置的特征在于，
在当前的负转矩与从所述气门工作状态向所述气门关闭停止状态切换的所述进气门及所述排气门各自的停止动作正常进行了的情况下的所述内燃机的负转矩的转矩偏差为负的值、并且该转矩偏差的绝对值为规定的第一判定值以上的情况下，所述排气门故障判定部件判定为产生与所述排气门的所述停止动作有关的故障，
在所述转矩偏差为负的值且该转矩偏差的绝对值比所述第一判定值小的情况下，当所述发动机转速变动或所述转矩变动比规定的第二判定值大时，所述排气门故障判定部件判定为产生与所述排气门的所述停止动作有关的故障。
2.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
所述内燃机的控制装置还具有取得发动机旋转加速度的旋转加速度取得部件，
在所述发动机旋转加速度的绝对值比规定的第三判定值小的情况下，所述排气门故障判定部件对是否存在与所述排气门的所述停止动作有关的故障进行判定。
3.如权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
在所述转矩偏差在负侧大的情况下，与该转矩偏差在负侧小的情况相比，所述排气门故障判定部件判定为产生与所述排气门的所述停止动作有关的故障的气缸数更多。
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