CN106662030B - 用于增压器的异常诊断装置和异常诊断方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于增压器的异常诊断装置和异常诊断方法。在由电子控制单元执行的异常诊断处理中，根据实际增压压力变为等于或大于用于防止涡轮增压器的超速旋转的上限增压压力的事实来做出涡轮增压器存在异常的判定。在内燃发动机的输出扭矩被降低的同时，节气门开度被减小；另一方面，实际增压压力将通过使涡轮增压器的旋转速度降低来降低。该电子控制单元在节气门开度减小期间禁止异常判定处理的执行。因此，由于实际增压压力的暂时升高而通过异常诊断处理做出涡轮增压器存在异常的错误判定的情况得到抑制。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于增压器的异常诊断装置和异常诊断方法。
背景技术
在装备有增压器的内燃发动机中，内燃发动机的进气量和增压压力被调节，使得内燃发动机的输出扭矩被控制成由加速器操作量等确定的目标扭矩。具体而言，可基于由加速器操作量等确定的目标扭矩来获得内燃发动机的目标进气量和目标增压压力。此外，节气门的开度和增压器的旋转速度被调节成使得：内燃发动机的进气量被控制成目标进气量，并且内燃发动机的增压压力被控制成目标增压压力。
此外，如日本专利申请公开No.2008-25529(JP 2008-25529A)中所示出的，在装备有具有增压器的内燃发动机的车辆中设置有用于判定增压器是否存在异常的异常诊断装置。在该异常诊断装置中执行如下所述的异常判定处理，也就是说，对内燃发动机的实际增压压力与规定的参考值进行比较，并且根据比较结果来判定增压器是否存在异常。另外，上述实际增压压力是在内燃发动机的进气通道中的比节气门更靠近上游并且比增压器更靠近下游的部分的压力，并且实际增压压力是由增压压力传感器检测的。此外，例如，可以执行[A]或[B]中的以下处理作为异常诊断处理。
[A]当调节实际增压压力时，用于防止增压器超速旋转的上限增压压力是基于内燃发动机的进气量等而获得的，因而实际增压压力不能升高超过上限增压压力。上限增压压力被设定为上述参考值，并且根据实际增压压力变为等于或大于参考值(上限增压压力)的事实判定增压器存在异常。
[B]当调节实际增压压力时，获得作为调节指标的上述目标增压压力。该目标增压压力设定为上述参考值，并且根据实际增压压力相对于参考值(目标增压压力)的偏差变为等于或大于确定值的事实判定增压器存在异常。
然而，当目标输出扭矩随着由驾驶员操作的加速器操作量的减小而降低时，目标进气量将减少并且目标增压压力将降低，使得内燃发动机的输出扭矩被调节成目标输出扭矩。此外，节气门的开度减小并且增压器的旋转速度降低，使得内燃发动机的进气量和实际增压压力分别被调节成目标进气量和目标增压压力。
发明内容
然而，即使在使目标进气量减少并且目标增压压力降低的情况下，由此引起的增压器的旋转速度的降低也将发生延迟。此外，在增压器的旋转速度的降低发生延迟的时间段期间，在内燃发动机的进气通道中的位于节气门上游的部分处，将由增压器对空气进行增压。另一方面，节气门的开度(节气门开度)随着目标进气量的减少和目标增压压力的降低而快速地减小。此外，通过以这种方式减小节气门的开度，在内燃发动机的进气通道中的位于节气门上游的部分(位于增压器下游的部分)处被增压的空气难以流动至节气门的下游。因此，进气通道中的位于节气门的上游和增压器的下游的部分处的压力(实际增压压力)将暂时地升高，并且暂时升高的增压压力由增压压力传感器检测。因此，如上所述，由增压压力传感器所检测到的实际增压压力将暂时地升高并且随后随着增压器的旋转速度的降低的发生而逐渐降低。
在增压器的旋转速度的降低发生延迟的时间段期间，可能在实际增压压力暂时地升高时通过异常判定处理做出增压器存在异常的错误判定。也就是说，在执行[A]中的处理作为异常判定处理的情况下，当发生实际增压压力的暂时升高时，实际增压压力由于实际增压压力升高超过上限增压压力而变为等于或大于参考值(上限增压压力)，从而根据这种情况做出了增压器存在异常的错误判定。此外，在执行[B]中的处理作为异常判定处理的情况下，当发生实际增压压力的暂时升高时，上述实际增压压力将相对于降低的目标增压压力很大程度上向升高侧偏离。因此，实际增压压力相对于参考值(目标增压压力)的偏差将变为等于或大于确定值，并且将根据这种情况做出增压器存在异常的错误判定。
以这种方式，无论采用[A]中的处理或[B]中的处理作为异常判定处理，在增压器的旋转速度的降低发生延迟的时间段期间都可能做出增压器存在异常的错误判定。另外，在JP2008-25529A中，记载了在增压器的旋转速度降低期间不允许执行异常判定处理的情况。然而，即使采用这种技术，由于在增压器的旋转速度的降低发生延迟的时间段期间也允许执行异常判定处理的事实，因而不可能阻止通过异常判定处理做出增压器存在异常的错误判定。
本发明提供了一种用于增压器的异常诊断装置和异常诊断方法，所述异常诊断装置和异常诊断方法能够阻止通过异常判定处理做出增压器存在异常的错误判定。
本发明的一个方面的异常诊断装置包括增压器和电子控制单元，该电子控制单元配置成：(i)将包括增压器的内燃发动机的实际增压压力与规定的参考值进行比较，(ii)根据比较结果来执行用于判定增压器是否存在异常的异常判定处理，以及(iii)在内燃发动机的节气门开度减小期间禁止异常判定处理的执行。
当装备有增压器的内燃发动机的输出扭矩减小时，节气门开度被减小以减少内燃发动机的进气量，另一方面，增压器的旋转速度被降低以减小实际增压压力。
另外，在采用例如排气涡轮增压器作为增压器的情况下，如果来自内燃发动机的旁通绕过增压器的涡轮机叶轮的排气的流量增大并且穿过涡轮机叶轮的排气的流量减小，则能够实现增压器的旋转速度的降低。此外，通过例如在被旁通的排气流动通过的旁通通道中设置废气旁通阀并且通过打开该废气旁通阀，能够实现使旁通绕过上述涡轮机叶轮的排气的流量的增大。
如上所述，尽管节气门的开度在使内燃发动机的输出扭矩减小的同时快速地减小，但是在使增压器的旋转速度降低方面存在延迟。因此，在增压器的旋转速度的降低发生延迟的时间段期间，将在内燃发动机的进气系统中的节气门的上游处由增压器对空气进行增压，并且空气由于节气门开度的减小而将难以流动至该节气门的下游。由此，在增压器的旋转速度的降低发生延迟的时间段期间，实际增压压力将暂时地升高，并且随后，在上述增压器的旋转速度的降低发生之后，上述实际增压压力将降低。
在增压器的旋转速度的降低发生延迟的时间段期间，当根据实际增压压力与上述参考值的比较结果来执行用于判定增压器是否存在异常的异常诊断处理时，可能由于实际增压压力暂时升高的事实而通过异常诊断处理做出增压器存在异常的错误判定。因此，在内燃发动机的节气门开度减小期间，禁止执行通过上述诊断所执行的异常判定处理。由于实际增压压力暂时升高的时间段与节气门开度被减小的时间段重叠，因此通过在节气门开度减小的过程中禁止异常判定处理的执行，可以阻止基于实际增压压力暂时上升的事实通过异常诊断处理做出增压器存在异常的错误判定。
此外，可以采用以下方式，即，即使在内燃发动机的节气门开度减小期间，自节气门开度开始减小起经过的时间等于或大于确定值，电子控制单元也允许异常判定处理的执行。在这种情况下，通过将确定值设定为与实际增压压力暂时升高的时间段对应的值，可以在有可能做出增压器存在异常的错误判定时禁止异常判定处理的执行，并且可以防止禁止异常判定处理的执行持续比所需时间更长的时间的情况。
另外，上述电子控制单元可以将用于防止增压器的超速旋转的上限增压压力设定为在异常判定处理中使用的参考值，并且上述电子控制单元还可以基于内燃发动机的实际增压压力变为等于或大于参考值的事实来判定增压器存在异常。
此外，该电子控制单元可以将用作内燃发动机的实际增压压力的目标值的目标增压压力设定为在异常判定处理中使用的参考值，并且该电子控制单元还可以基于实际增压压力相对于参考值的偏差等于或大于确定值的事实来判定增压器存在异常。
上述增压器还可以构造成对增压器的压缩机叶轮的旋转速度进行调节，使得实际增压压力与可变地设定的目标增压压力一致。此外，当内燃发动机的输出转矩降低时，内燃发动机的节气门开度减小，并且目标增压压力降低，以使实际增压压力降低。另外，节气门开度的减小不仅在内燃发动机的输出扭矩降低时执行，而且还在以下情况下执行。
也就是说，为了使内燃发动机的输出扭矩以良好的响应性升高，存在下述情况：作为使内燃发动机的输出扭矩升高之前的阶段，节气门开度在目标增压压力升高的同时被减小。在这种情况下，由于变成如下状态：即，通过使目标增压压力升高而使实际增压压力升高以及通过伴随着内燃发动机的输出扭矩的升高而使节气门开度减小来抑制内燃发动机的输出扭矩的升高的状态，因此如果节气门开度增大，则内燃发动机的输出扭矩可以以良好的响应性升高。
此外，为了确认增压器的操作，还存在使目标增压压力升高的同时使节气门开度减小的情况。在这种情况下，通过使目标增压压力升高，实际的增压压力由于增压器的操作而升高，从而执行增压器的操作的确认。此外，使节气门开度减小，以在实际增压压力由于增压器的操作的这种确认而升高时抑制内燃发动机的输出扭矩的升高。
如上所述，可能引起在目标增压压力升高的同时使节气门开度减小的情况。在这种情况下，由于用于使实际增压压力随着目标增压压力的升高而升高的增压器的操作被执行，因此优选的是，不禁止异常判定处理的执行，以提前发现增压器的异常。
与此对应，即使处于内燃发动机的节气门开度减小的过程中，当目标增压压力升高时，也允许通过诊断部进行异常判定处理的执行。因此，在当使目标增压压力升高的同时减小节气门开度时优选地不禁止异常判定处理的执行的情况下，可以通过允许执行如上所述的异常判定处理来实现是否存在异常的判定。
此外，上述增压器还可以构造成具有增压压力调节机构，该增压压力调节机构可以通过使内燃发动机的排气穿过涡轮机叶轮以使压缩机叶轮旋转来改变排气穿过涡轮机叶轮的方式，其中，该增压压力调节机构构造成通过改变压缩机叶轮的旋转速度来对实际增压压力进行调节。在这种情况下，通过上述的异常判定处理，可以判定是否存在由于增压压力调节机构的异常而引起的增压器的异常。
此外，增压器还可以具有下述结构：该结构通过使内燃发动机的排气穿过设置在排气通道中的涡轮机叶轮而使压缩机叶轮旋转，并且该增压器还可以包括废气旁通阀，该废气旁通阀设置在将排气通道中的位于涡轮机叶轮的上游侧的一部分与位于涡轮机叶轮的下游侧的一部分相连接的旁通通道中，并且在这种情况下，实际增压压力是通过由于上述废气旁通阀的操作而引起的压缩机叶轮的旋转速度的变化来进行调节的。此外，该电子控制单元可以根据由于废气旁通阀被卡住而关闭因而内燃发动机的实际增压压力变为等于或大于参考值的事实来判定增压器存在异常。
本发明的另一方面涉及使用电子控制单元的用于增压器的异常诊断方法。该异常诊断方法包括以下过程，即：(i)将包括增压器的内燃发动机的实际增压压力与规定的参考值进行比较，(ii)根据比较结果来执行用于判定增压器是否存在异常的异常判定处理，以及(iii)在内燃发动机的节气门开度的减小期间禁止异常判定处理的执行。
附图说明
下面将参照附图对本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术意义和工业意义进行描述，其中，相同的附图标记表示相同的元件，并且在附图中：
图1是示出了被应用有增压器的异常诊断装置的整个内燃发动机的简图，
图2是示出了在由驾驶员操作的加速器操作量减小时节气门开度、增压压力、内燃发动机的旋转速度、进气量以及涡轮增压器的旋转速度的变化方式的时序图，
图3是示出了执行用于判定增压器是否存在异常的异常判定处理以及禁止异常判定处理的执行的顺序的流程图，
图4是示出了废气旁通阀的开度、增压压力和进气量之间的关系的曲线图。
具体实施方式
在下文中，参照图1至图4对排气涡轮增压器的异常诊断装置的一个实施方式进行描述。在图1中示出的内燃发动机1中，排气涡轮增压器(涡轮增压器)4的压缩机叶轮4a设置在连接至燃烧室2的进气通道3中。此外，在进气通道3中的压缩机叶轮4a的下游处设置有节气门6以通过打开及关闭来对供应至燃烧室2的空气的量(进气量)进行调节。穿过进气通道3的空气被供应至内燃发动机1的燃烧室2，并且燃料——燃料的量对应于空气的量——通过从燃料喷射阀7喷射而被供应至燃烧室2。此外，作为内燃发动机1的输出轴的曲轴10通过由于燃烧室2中燃料的燃烧产生的燃烧能量而引起的活塞8的往复运动而旋转。在内燃发动机1中，通过增大供应至燃烧室2的空气的量并且相应地增大供应至燃烧室2的燃料的量，输出扭矩变大。
另一方面，由在燃烧室2中燃烧的燃料产生的排气被输送朝向连接至燃烧室2的排气通道9。涡轮增压器4的涡轮机叶轮4b设置在排气通道9中。此外，通过使流动通过排气通道9的排气穿过涡轮机叶轮4b，使涡轮机叶轮4b旋转并且因而使压缩机叶轮4a一起旋转，并且因此通过压缩机叶轮4a的旋转执行燃烧室2内的空气的增压。以这种方式，在通过涡轮增压器4对空气进行增压的内燃发动机1中，进气通道3中的节气门6的上游处的压力(增压压力)随着涡轮增压器4的旋转速度的升高而升高。此外，由于增压压力的升高，能够被供应至燃烧室2的燃料的量和空气的量增大，因而可以使内燃发动机1的输出扭矩升高。
在内燃发动机1中设置有旁通通道13和废气旁通阀14，并且旁通通道13连接排气通道9中的位于涡轮机叶轮4b的上游侧处的一部分和位于上游侧处的一部分，而废气旁通阀14的开度被调节成使旁通通道13的气体流动面积可变。当废气旁通阀14的开度增大时，穿过涡轮机叶轮4b的排气的量减少；因此，涡轮增压器4的旋转速度被抑制得较低以降低内燃发动机1的增压压力。相反地，当废气旁通阀14的开度减小时，穿过涡轮机叶轮4b的排气的量增大；因此涡轮增压器4的旋转速度升高，并且使内燃发动机1的增压压力升高。因此，废气旁通阀14用作为用于改变排气穿过涡轮机叶轮4b的方式的增压压力调节机构。通过该增压压力调节机构的操作，使涡轮增压器4(压缩机叶轮4a)的旋转速度改变，并且因而对内燃发动机1的增压压力进行调节。
接下来，对用于增压器的异常诊断装置的电气结构进行描述。该异常诊断装置具有用于对内燃发动机1执行各种控制的电子控制单元21。该电子控制单元21包括CPU、ROM、RAM、输入端口和输出端口等，其中，CPU执行与上述各种控制相关的计算处理，ROM存储控制所需的程序和数据，RAM临时存储CPU等的计算结果，输入端口输入来自外部的信号，输出端口向外部输出信号。
下面描述的各种传感器等连接至电子控制单元21的输入端口。
·加速器位置传感器22，该加速器位置传感器22检测装备有内燃发动机1的车辆的驾驶员操作的加速器踏板15的操作量(加速器操作量)。
·节气门位置传感器23，该节气门位置传感器23检测节气门6的开度(节气门开度)。·增压压力传感器24，该增压压力传感器24检测进气通道3中的节气门6的上游的部分的压力以及压缩机叶轮4a的下游的部分处的压力。
·曲轴位置传感器25，该曲轴位置传感器25检测内燃发动机1的曲轴10的旋转速度。·进气温度传感器26，该进气温度传感器26检测进气通道3中的压缩机叶轮4a的上游处的空气温度(进气温度)。
·大气压力传感器27，该大气压力传感器27检测大气压力。节气门6的驱动电路、燃料喷射阀7的驱动电路以及废气旁通阀14的驱动电路等连接至电子控制单元21的输出端口。
电子控制单元21基于从以上各种传感器输入的检测信号获得内燃发动机的所需操作状态和内燃发动机的实际操作状态，并且基于这些状态向连接至以上输出端口的各种驱动电路输出指令信号。以这种方式，内燃发动机1中对增压压力的控制、对节气门开度的控制以及对燃料喷射量的控制等能够通过电子控制单元21来执行。
在设置有涡轮增压器4的内燃发动机1中，内燃发动机1的输出扭矩是由电子控制单元21以下述方式进行控制的。即，基于由加速器位置传感器22所检测到的加速器操作量以及从曲轴位置传感器25的检测信号获得的内燃发动机的旋转速度而获得目标输出扭矩To，该目标输出扭矩To是内燃发动机1所需的输出扭矩。此外，从目标输出扭矩To获得内燃发动机1的目标进气量GAt和目标增压压力Pt。在调节内燃发动机1的实际增压压力时，目标增压压力Pt被用作指标(目标值)。此外，通过将内燃发动机1的进气量控制为上述目标进气量GAt并且将由增压压力传感器24所检测到的实际增压压力控制为上述目标增压压力Pt，执行对节气门6的开度和涡轮增压器4的旋转速度的调节。另外，在本文中，对涡轮增压器4的旋转速度的调节是通过改变废气旁通阀14的开度来执行的。
另一方面，内燃发动机1中的燃料喷射阀7的燃料喷射量是根据内燃发动机1的进气量和目标空燃比来执行的。内燃发动机1的进气量是基于例如内燃发动机的实际增压压力、节气门开度和旋转速度而获得的。此外，上述目标空燃比是当燃料在内燃发动机1的燃烧室2中燃烧时的空燃比的目标值，并且上述目标空燃比能够根据内燃发动机操作状态如加速器操作量和内燃发动机的旋转速度而可变地设定。另外，根据内燃发动机1的进气量和目标空燃比来计算喷射量指令值Q，该喷射量指令值Q是从燃料喷射阀7喷射的燃料的量的指令值。通过以与喷射量指令值Q相对应的量来喷射燃料的方式驱动燃料喷射阀7，从喷射阀7喷射与进气量相对应的量的燃料，并且因而将内燃发动机1的空燃比调节成上述目标空燃比。
因此，当目标输出扭矩To根据由驾驶员操作的加速器操作量的变化而改变时，以与此时的目标输出扭矩To相对应的方式调节进气量、实际增压压力和燃料喷射量，并且因而能够将内燃发动机1的输出扭矩控制为上述目标输出扭矩To。
在下文中，将对由电子控制单元21执行的异常判定处理——即，用于判定包括废气旁通阀14等在内的涡轮增压器4中是否存在异常的异常判定处理——进行详细描述。另外，电子控制单元21在执行异常诊断处理时用作诊断部。
在上述的异常诊断处理中，将内燃发动机1的实际增压压力与规定的参考值进行比较，并且根据比较结果来判定涡轮增压器4是否存在异常。具体而言，在设置有涡轮增压器4的内燃发动机1中，设定有用于防止涡轮增压器4的超速旋转的上限增压压力，并且增压压力被调节成使得实际增压压力不升高超过该上限增压压力。另外，该上限增压压力能够根据例如内燃发动机1的进气量、进气温度和大气压力可变地设定。此外，该上限增压压力设定成在上述异常判定处理中使用的参考值，并且根据内燃发动机1的实际增压压力变为等于或大于该参考值(上限增压压力)的事实而判定涡轮增压器4存在异常，另一方面，如果内燃发动机1的实际增压压力小于该参考值，则判定涡轮增压器4不存在异常。另外，例如，涡轮增压器4的在实际增压压力变为等于或大于参考值的情况下的异常的示例是废气旁通阀14被卡住而关闭的异常。
当涡轮增压器4(废气旁通阀14)的异常发生时，将会出现包括下述各者的问题：涡轮增压器4的增压压力特性的变化、由于涡轮增压器4的超速旋转导致的增压压力功能的劣化等。因此，当通过上述异常诊断处理判定涡轮增压器4(废气旁通阀14)存在异常时，考虑到向驾驶员提供指示存在异常的警告，针对异常的措施是将异常的历史存储在电子控制单元21中的存储部中。此外，考虑通过电子控制单元21执行故障保护控制，例如，将实际增压压力抑制成接近与正常条件相比的减小侧的增压压力控制被认为是针对异常的措施。
图2是示出了在由驾驶员操作的加速器操作量减小时节气门开度、增压压力、内燃发动机的旋转速度、进气量和涡轮增压器4的旋转速度的变化方式的时序图。
当驾驶员在图中的时刻T1减小加速器操作量时，为了将内燃发动机1的输出扭矩调节成相应地减小的目标输出扭矩To，目标进气量GAt将被减小，并且由如图2中表示增压压力的曲线图中的双点划线所指示的，目标增压压力Pt也将减小。此外，为了将内燃发动机1的进气量和实际增压压力分别调节成目标进气量GAt和目标增压压力Pt，如由图2中代表节气门的曲线图所指示的，节气门开度被减小，并且废气旁通阀14的开度被增大以使涡轮增压器4的旋转速度降低。
然而，实际增压压力降低以追随在该时刻的目标增压压力Pt的降低，因而，即使涡轮增压器4的旋转速度将由于增大废气旁通阀14的开度而降低，涡轮增压器4的旋转速度的降低仍存在延迟。发生涡轮增压器4的旋转速度的降低方面的延迟的时间段是图2的示例中表示涡轮增压器的旋转的曲线图中的介于时刻T1与时刻T2之间的时间段。此外，在发生涡轮增压器4的旋转速度的降低方面的延迟的时间段(T1至T2)中，在内燃发动机1的进气系统的节气门6的上游处，由涡轮增压器4执行空气增压。另一方面，随着上述目标进气量GAt的减小和目标增压压力Pt的降低，节气门的开度快速地减小，如由图2中表示节气门开度的曲线图所指示的。因此，来自涡轮增压器4的在内燃发动机1的进气系统的节气门6的上游处被增压的空气难以流动至节气门6的下游。
由于这些情况，在涡轮增压器4的旋转速度的降低发生延迟的时间段(T1至T2)中，实际增压压力暂时地升高，如由图2中表示增压压力的曲线图中的实线所指示的。以这种方式，实际增压压力暂时地升高的时间段与节气门开度被减小——如由图2中表示节气门开度的曲线图所示——的时间段重叠。随后，上述实际增压压力随着发生涡轮增压器4的旋转速度的降低而降低。另外，在上述涡轮增压器4的旋转速度的降低发生延迟的时间段中以及在该时间段之后，内燃发动机的旋转速度和进气量分别以例如由图2中表示内燃发动机的旋转速度的曲线图所指示的以及由图2中表示进气量的曲线图所指示的方式改变。
然而，在上述涡轮增压器4的旋转速度的降低发生延迟的时间段(T1至T2)中，当实际增压压力暂时地升高时，可能会通过异常判定处理做出涡轮增压器4存在异常的错误判定。这种涡轮增压器4存在异常的错误判定可能在例如以下情况下发生。
即，当用于防止涡轮增压器4超速旋转的上限增压压力是根据内燃发动机1的进气量、进气温度和大气压力而以例如由图2中的表示增压压力的曲线图中的虚线所示的方式可变地设定的，并且实际增压压力被调节成接近该上限增压压力的值时，存在发生实际增压压力的暂时升高(图2中表示增压压力的曲线图中的实线)的情况。此时，由于实际增压压力升高超过上限增压压力，因此实际增压压力等于或大于在异常诊断处理中使用的上述参考值(上限增压压力)，并且基于这种情况做出了涡轮增压器4存在异常的错误判定。
为了解决这种问题，在内燃发动机1的节气门开度减小期间，电子控制单元21禁止异常判定处理的执行。从图2可以获知，在涡轮增压器4的旋转速度的减小发生延迟的时间段(T1至T2)中，实际增压压力(图2中表示增压压力的曲线图中的实线)暂时升高的时间段与节气门开度(参照图2中表示节气门开度的曲线图)被减小的时间段重叠。由此，通过在节气门开度减小期间禁止上述异常判定处理的执行，可以阻止由于上述实际增压压力的暂时升高而通过异常诊断处理做出涡轮增压器4存在异常的错误判定。
图3是示出了用于执行异常判定处理以及禁止异常判定处理的执行的异常诊断程序的流程图。该异常诊断程序通过例如每预定时间计时器中断而由电子控制单元21周期性地执行。
作为异常诊断程序的步骤101(S101)中的处理，电子控制单元21判定节气门开度是否处于减小的过程中。具体地，将本次执行的异常诊断程序中的节气门开度与上次执行的异常诊断程序中的节气门开度进行比较，并且当本次的节气门开度比上次的节气门开度小了等于或大于预定值的值时，判定节气门开度处于减小过程中。
当在S101中做出否定判定时，流程进行至S105。作为S105中的处理，电子控制单元21允许异常诊断处理的执行，并且随后暂时地结束异常诊断程序。另一方面，当在S101中做出肯定判定时，流程进行至S102。作为S102中的处理，电子控制单元21判定自节气门开度开始减小起经过的时间是否等于或大于确定值。此外，该确定值优选地设定成与发生实际增压压力(图2中表示增压压力的曲线图中的实线)的暂时升高的时间段相对应的值。
当在S102中做出肯定判定时，流程也进行至S105，而当在S102中做出否定判定时，流程进行至S103。作为S103中的处理，电子控制单元21判定目标增压压力Pt是否处于减小过程中。具体地，将本次执行的异常诊断程序中的目标增压压力Pt与上次执行的异常诊断程序中的目标增压压力Pt进行比较，并且在本次的目标增压压力Pt比上次的目标增压压力Pt小了等于或大于预定值的值时，判定目标增压压力Pt处于减小过程中。
当在S103中做出否定判定时，流程也进行至S105。当在S103中做出肯定判定时，流程进行至S104。作为S104中的处理，电子控制单元21判定自目标增压压力Pt开始减小起经过的时间是否等于或大于确定值。此外，对于上述确定值而言，该确定值可以设定成与S102中使用的确定值相等的值，但是该确定值也可以设定成与S102中使用的确定值不同的更适当的值。
当在S104中做出肯定判定时，流程也进行至S105。当在S104中做出否定判定时，流程进行至S106。作为S106中的处理，电子控制单元21禁止异常诊断处理的执行，并且随后暂时地结束异常诊断程序。
接下来，将对增压器的异常诊断装置的功能进行描述。通过在节气门开度减小的过程中禁止异常诊断处理的执行，可以阻止由于由图2中表示增压压力的曲线图中的实线所指示的实际增压压力的暂时升高而通过异常诊断处理做出涡轮增压器4存在异常的错误判定。也就是说，由于实际增压压力暂时升高的时间段与节气门开度(参照图2中表示节气门开度的曲线图)被减小的时间段重叠，因此如果在节气门开度减小期间禁止异常判定处理的执行，则可以阻止做出如上所述的错误判定。
此外，如果自节气门开度开始减小起经过的时间等于或大于确定值，则允许异常诊断处理的执行，即使在节气门开度的减小期间也允许异常诊断处理的执行。因此，通过将该确定值设定为与由图2中表示增压压力的曲线图中的实线所指示的实际增压压力暂时升高发生的时间段相对应的值，可以禁止在可能做出涡轮增压器4存在异常的错误判定时执行异常判定处理，并且可以防止禁止异常判定处理的执行的时间段长于所需时间的情况。
然而，内燃发动机1中的节气门开度的减小不仅是在内燃发动机1的输出扭矩基于通过驾驶员的加速器操作量的减少等而降低时被执行，而且还在以下情况下被执行。
即，当要使内燃发动机1的输出扭矩以良好的响应性升高时，存在下述情况：在输出扭矩升高之前的前一阶段中，在节气门开度减小的同时使目标增压压力Pt升高的情况。在这种情况下，由于处于实际增压压力是通过使目标增压压力Pt升高而升高的并且内燃发动机1的输出扭矩的升高是随后通过节气门开度的减小而被抑制的状态中，因此如果节气门开度增大，则内燃发动机1的输出扭矩将以良好的响应性升高。
此外，为了确认涡轮增压器4(废气旁通阀14)的操作，通过使目标增压压力Pt升高，废气旁通阀14作用为接近完全关闭的状态，使得实际增压压力随着目标增压压力Pt的升高而升高。此外，为了抑制内燃发动机1的输出扭矩随着实际增压压力升高而升高的情况，节气门开度被减小。此外，涡轮增压器4和废气旁通阀14以使实际增压压力随着目标增压压力Pt的升高而升高的方式作用，以使得这些操作的确认得以实施。
图4示出了在确认该操作时废气旁通阀14的操作与继该操作之后发生的实际增压压力的变化之间的关系。在该图中，实线L1至L5分别表示在废气旁通阀14的开度被调节成预定开度时进气量与实际增压压力之间的关系。此外，实线L1表示在废气旁通阀14被调节成完全打开时的上述关系，并且还表示在废气旁通阀14的开度随着实线L1朝向实线L2，L3，L4和L5变化而被减小时的上述关系。另外，实线L5表示在废气旁通阀14被调节成处于完全关闭状态时的所述关系。此外，虚线表示用于防止涡轮增压器4的超速旋转的上限增压压力与进气量之间的关系。
当废气旁通阀14的开度、进气量与实际增压压力之间的关系处于由图中的操作点P1所指示的状态时，废气旁通阀14和节气门6以将上述关系从图中所示的操作点P1所指示的状态转换至图中所示的操作点P2所指示的状态的方式作用，以执行该操作的确认。也就是说，通过使目标增压压力Pt在升高不超过上限增压压力的范围内升高，以实际增压压力追随目标增压压力Pt而升高的方式将废气旁通阀14的开度调节至完全关闭侧。此外，通过在实际增压压力升高的同时保持进气量恒定来减小节气门开度，使得节气门6朝向关闭侧作用。
在上述示例中的每个示例中，均发生节气门开度在目标增压压力Pt升高的同时被减小的情况。在这种情况下，由于用于使实际增压压力随着目标增压压力Pt的升高而升高的涡轮增压器4(废气旁通阀14)的操作的性能，因此优选地，不禁止判定处理的执行，以提前发现涡轮增压器4的异常。
与此对应，即使处于内燃发动机1的节气门开度的减小过程中，当目标增压压力Pt升高时(当在图3中的S103中做出否定判定时)，也允许异常判定处理的执行。因此，在目标增压压力Pt升高的同时节气门开度被减小而优选地不禁止异常判定处理的执行的情况下，也可以通过允许以上述方式执行异常判定处理来实现对是否存在异常的判定。
根据以上详细描述的本实施方式，可以获得以下效果。(1)通过在节气门开度减小期间禁止异常判定处理的执行，可以阻止由于实际增压压力的暂时升高而通过异常诊断处理做出涡轮增压器4存在异常的错误判定。
(2)当自节气门开度开始减小起经过的时间等于或大于确定值时，允许异常判定处理的执行，即使在节气门开度减小的时间段期间也允许异常判定处理的执行。在本文中，通过将所使用的确定值设定为与实际增压压力暂时升高的时间段相对应的值，可以在有可能做出涡轮增压器4存在异常的错误判定时禁止异常判定处理的执行，并且可以防止用于禁止异常判定处理的执行的时间段持续比所需时间更长的时间。
(3)当目标增压压力Pt升高时，允许上述异常判定处理的执行，即使在内燃发动机1的节气门开度减小期间亦是如此。因此，在目标增压压力Pt升高的同时节气门开度被减小而优选地不禁止异常判定过程的执行的情况下，可以通过允许执行如上所述的异常判定处理来实现对是否存在异常的判定。通过允许该异常判定过程的执行，可以在涡轮增压器4出现异常时基于异常判定处理中的对存在异常的判定来快速地处理该异常。
此外，本实施方式可以例如以下面的方式改变。
·在异常判定处理中，可以将目标增压压力Pt设定为参考值，并且可以基于实际增压压力相对于参考值(目标增压压力Pt)的偏差是否等于或大于确定值来判定涡轮增压器4是否存在异常。在这种情况下，基于实际增压压力相对于参考值的偏差等于或大于确定值的事实来判定涡轮增压器4存在异常。另外，对于上述确定值而言，认为该上述确定值可以通过试验等而提前规定，使得该上述确定值变成用于判定涡轮增压器4是否存在异常的最佳值。
·在采用具有可变喷嘴的涡轮增压器作为涡轮增压器4的情况下，能够通过调节可变喷嘴的开度来调节吹向涡轮机叶轮4b的排气的流量，并且能够通过调节流量来改变涡轮增压器4的旋转速度，从而控制增压压力。在这种情况下，上述可变喷嘴用作增压压力调节机构。
·尽管在目标增压压力Pt升高时允许异常判定处理的执行，甚至在内燃发动机1的节气门开度减小期间也允许异常判定处理的执行，但是这并不意味着必须执行这种处理。当不执行这种处理时，图3中的异常诊断程序中的S103和S104可以省略。
·尽管在内燃发动机1的节气门开度减小期间即使当自节气门开度开始减小起经过的时间等于或大于确定值时也允许异常判定处理的执行，但这并不意味着必须执行这种处理。当不执行这种处理时，图3中的异常诊断程序中的S102可以省略。
Claims (9)
1.一种异常诊断装置，其特征在于包括：
增压器；以及
电子控制单元，所述电子控制单元配置成：
(i)将包括所述增压器的内燃发动机的实际增压压力与规定的参考值进行比较；以及
(ii)基于比较结果执行用于判定所述增压器是否存在异常的异常判定处理；
其中，
所述增压器构造成：对所述增压器的压缩机叶轮的旋转速度进行调节，使得所述实际增压压力与可变地设定的目标增压压力一致，以及
所述电子控制单元配置成：在所述内燃发动机的节气门开度减小并且所述目标增压压力减小期间禁止所述异常判定处理的执行；当所述目标增压压力升高时，甚至在所述内燃发动机的节气门开度减小期间，也允许所述异常判定处理的执行。
2.根据权利要求1所述的异常诊断装置，其特征在于，
所述电子控制单元配置成：当自所述内燃发动机的节气门开度开始减小起经过的时间大于确定值时，甚至在所述内燃发动机的节气门开度减小期间，也允许所述异常判定处理的执行。
3.根据权利要求1或2所述的异常诊断装置，其特征在于，
所述电子控制单元配置成：将用于防止所述增压器的超速旋转的上限增压压力设定为在所述异常判定处理中使用的所述参考值，以及
所述电子控制单元配置成：根据所述内燃发动机的所述实际增压压力变为等于或大于所述参考值的事实来判定所述增压器存在异常。
4.根据权利要求1或2所述的异常诊断装置，其特征在于，
所述电子控制单元配置成：将作为所述内燃发动机的所述实际增压压力的目标值的目标增压压力设定成在所述异常判定处理中使用的所述参考值，以及
所述电子控制单元配置成：根据所述实际增压压力相对于所述参考值的偏差大于确定值的事实来判定所述增压器存在异常。
5.根据权利要求1或2所述的异常诊断装置，其特征在于，
所述增压器构造成：通过使所述内燃发动机的排气穿过涡轮机叶轮而使压缩机叶轮旋转，
所述增压器包括增压压力调节机构，所述增压压力调节机构改变所述排气穿过所述涡轮机叶轮的方式，以及
所述增压压力调节机构构造成：改变所述压缩机叶轮的旋转速度以调节所述实际增压压力。
6.根据权利要求3所述的异常诊断装置，其特征在于，
所述增压器构造成：通过使所述内燃发动机的排气穿过涡轮机叶轮而使压缩机叶轮旋转，
所述增压器包括增压压力调节机构，所述增压压力调节机构改变所述排气穿过所述涡轮机叶轮的方式，以及
所述增压压力调节机构构造成：改变所述压缩机叶轮的旋转速度以调节所述实际增压压力。
7.根据权利要求4所述的异常诊断装置，其特征在于，
所述增压器构造成：通过使所述内燃发动机的排气穿过涡轮机叶轮而使压缩机叶轮旋转，
所述增压器包括增压压力调节机构，所述增压压力调节机构改变所述排气穿过所述涡轮机叶轮的方式，以及
所述增压压力调节机构构造成：改变所述压缩机叶轮的旋转速度以调节所述实际增压压力。
8.根据权利要求3所述的异常诊断装置，其特征在于，
所述增压器设置有下述结构：在所述结构中，通过使所述内燃发动机的排气穿过设置在排气通道中的涡轮机叶轮而使压缩机叶轮旋转，
所述增压器包括废气旁通阀，并且所述废气旁通阀设置在旁通通道中，所述旁通通道连接所述排气通道中的位于所述涡轮机叶轮的上游侧的一部分和位于所述涡轮机叶轮的下游侧的一部分，
所述增压器构造成：通过由于所述废气旁通阀的操作而引起的所述压缩机叶轮的旋转速度的改变来对所述实际增压压力进行调节，以及
所述电子控制单元配置成：根据所述内燃发动机的所述实际增压压力由于所述废气旁通阀被卡住而关闭因而变为等于或大于所述参考值的事实来判定所述增压器存在异常。
9.一种使用电子控制单元的用于增压器的异常诊断方法，所述异常诊断方法的特征在于包括：
(i)对所述增压器的压缩机叶轮的旋转速度进行调节，使得实际增压压力与可变地设定的目标增压压力一致；
(ii)将包括所述增压器的内燃发动机的实际增压压力与规定的参考值进行比较；
(iii)根据比较结果执行用于判定所述增压器是否存在异常的异常判定处理；以及
(iv)在所述内燃发动机的节气门开度减小期间以及当所述目标增压压力未升高时，禁止所述异常判定处理的执行。
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