CN107358677A - 用于内燃机的故障诊断设备 - Google Patents

Abstract

提供一种用于内燃机的故障诊断设备。内燃机被安装在车辆上。故障诊断设备包括电子控制单元。该电子控制单元被配置为测量加速器踏板操作量等于或大于第一指定操作量并且实际输出扭矩与要求扭矩的比率小于指定比率值的异常状态持续的异常时间；以及在异常时间等于或长于预先设置的第一指定时间并且加速器踏板操作量等于或大于比第一指定操作量大的第二指定操作量的情况下，将用于内燃机的故障诊断的指定数据记录在记录装置上。

Description

用于内燃机的故障诊断设备

技术领域

本发明涉及一种安装在车辆上并且记录用于内燃机的故障诊断的数据的故障诊断设备，特别地，涉及诊断驾驶员感觉到车辆的动力不足的故障的装置。

背景技术

为了早期发现和研究诸如汽车的车辆中的内燃机的故障原因，传统上已经检查了用于检测驾驶数据不正常(即，异常)的状态的各种方法。作为一个示例，在日本专利申请公开第2004-234113号(JP 2014-234113 A)中公开了在车辆行驶期间顺序获得驾驶数据，所获得的数据通过按时间序列改变的驾驶数据的模式分类(也称为驾驶场景)，提取每个模式的特性，并且基于该特性设置用于确定异常的标准值。

更具体地，例如，这样的异常仅发生在车辆的起动时：车速与加速器踏板的踩压不正常对应。另外，在减速等后的加速期间，对此时的加速器踏板操作量和车速的值正常检测。如果在这种情况下通过使用相同的标准值来确定异常，则在车辆起动时可能不会检测到异常。另外，尽管在减速等之后的加速期间加速器踏板操作量和车速二者的值都正常，但是可能作出对异常的错误确定。

换句话说，在车辆起动时和在减速后的加速期间，在不同行驶场景中对异常的确定需要不同的标准值。因此，JP 2014-234113 A中公开的装置将各种驾驶场景的驾驶数据例如表示加速器踏板操作量与车速之间的关系的时间序列数据分类，并且设置与每个模式对应的适当的标准值。

发明内容

初始地，相关技术的设备顺序地获取车辆在宽范围的驾驶场景中的驾驶数据，将获得的数据与时间信息一起存储，通过按时间序列改变的驾驶数据的模式对获得的数据进行分类，并通过双接合分析等提取每个模式的特性。然后，基于每个模式的特性，设备通过统计方法适当地设置异常的确定标准值。然而，一系列这些处理是复杂的，这自然导致沉重的计算负担。

本发明提供一种用于内燃机的故障诊断设备，其将用于诊断故障的数据记录为内燃机的输出不足的原因，同时不执行如上所述的复杂处理，从而抑制计算负荷。

提供了根据本发明的一个方面的用于内燃机的故障诊断设备。内燃机被安装在车辆上。故障诊断设备包括电子控制单元。该电子控制单元被配置为测量加速器踏板操作量等于或大于第一指定操作量并且实际输出扭矩与要求扭矩的比率小于指定比率值的异常状态持续的异常时间；以及在异常时间等于或长于预先设置的第一指定时间并且加速器踏板操作量等于或大于比第一指定操作量大的第二指定操作量的情况下，将用于内燃机的故障诊断的指定数据记录在记录装置上。

根据上述方面的故障诊断设备，初始地，驾驶员在车辆行驶期间踩压加速器踏板。然后，尽管事实上加速器踏板操作量等于或大于第一指定操作量，但是发生了内燃机的实际输出扭矩没有针对与该加速器踏板操作量对应的要求扭矩充分增加的状态。此处，要求扭矩是例如可以通过内燃机和自动变速器的协作控制来实现驾驶员对车辆的要求驱动功率的扭矩。要求扭矩通常通过将由内燃机或动力传动系中的摩擦等引起的扭矩损失与驱动力相加来计算。

当实际输出扭矩与要求扭矩的比率小于指定值时，发生内燃机的输出不足的异常，因此驾驶员感到不舒适的可能性高。因此，测量这种异常状态持续的时间(异常时间)。然后，在测量的异常时间变得等于或长于预先设置的时间并且加速器踏板操作量等于或大于比第一指定操作量大的第二指定操作量的情况下，即在加速器踏板被进一步踩压的情况下，确定需要故障诊断，并且对于故障诊断或原因的调查有用的数据被记录在记录装置上。

也就是说，当驾驶员在异常状态持续的同时进一步踩压加速器踏板时，不必执行如相关技术(JP 2014-234113 A)中的复杂的处理。另外，可以适当地确定是否当前处于需要对内燃机的输出不足进行故障诊断的情况下，同时防止计算负荷的增加(即，同时抑制计算负荷)。根据这种对故障状态的确定，可以将对于故障诊断和原因的调查有用的数据记录在记录装置上。

在根据上述方面的故障诊断设备中，电子控制单元可以在异常状态持续时至少将与内燃机的控制相关的数据(例如进气量、燃料供给量、点火正时、EGR率、气阀正时等)存储在诸如RAM(临时存储数据的装置)的存储装置中，并且可以根据故障确定读出该数据，并且将该数据记录在记录装置例如非易失性存储器上。

根据该方面的故障诊断设备，在可能发生导致内燃机的输出不足——例如燃料喷射阀的喷嘴孔的堵塞——的故障的情况下，在由于对加速器踏板的如上所述的进一步踩压而确定需要故障诊断之前暂时存储数据。以这种方式，在将这种情况确定为故障状态之后，可以将数据记录在记录装置上。因此，类似于确定之后的数据，这种在确定之前的数据对于故障诊断和原因的调查也可以有用。

当确定不需要故障诊断时，完全可以删除在确定故障状态之前存储的数据。可替代地，无论存在还是不存在确定，可以在如上所述的异常状态持续达预先设置的时间或更长时间的时间点处从存储装置读出数据，并且可以将该数据记录在记录装置上。在这种情况下，可以通过向数据添加信息来记录数据，并且该信息用于将该数据与确定之后记录的数据进行区分。可替代地，可以将该数据记录在记录装置的另一区域上。

以这种方式，不仅在确定需要故障诊断的情况下，而且在未确定需要故障诊断的情况下，都可以记录异常状态的数据。这使得能够检查两种类型的数据，并且对于故障诊断和原因的调查是有用的。注意，可以以指定的时间间隔改写在未确定需要故障诊断的情况下的数据。以这种方式，可以防止记录装置中的数据容量的不必要的增加。

顺便提及，在具有低大气压强的环境中如高地中，被吸入内燃机的空气的密度减小。因此，倾向于作出这种内燃机输出不足的错误确定。在根据上述方面的故障诊断设备中，与实际输出扭矩与要求扭矩的比率相关的指定值可以随着大气压强降低而变为更小的值。可替代地，随着大气压强的降低，关于异常时间预先设置的时间可以变为更长的时间。根据本方面的故障诊断设备，能够抑制误确定。

另外，如上所述，即使当加速器踏板操作量等于或大于第一指定操作量时，驾驶员也可能在某种程度上对车辆的加速感到满意，并且因此稍微减小加速器踏板的踩压量。因此，实际输出扭矩与要求扭矩的比率可能小于指定值。在根据上述方面的故障诊断设备中，电子控制单元可以被配置为在即使当加速器踏板操作量等于或大于第一指定操作量时加速器踏板操作量的增加率仍小于指定增加率阈值的情况下，中断对异常时间的测量。根据本方面的故障诊断设备，消除了上述情况，从而可以提高对异常时间的测量精度。

在根据上述方面的故障诊断设备中，电子控制单元可以被配置为在直到增加率变得小于阈值为止所测量的异常时间等于或长于第二指定时间的情况下保持该异常时间，并且在异常时间短于第二指定时间的情况下清零该异常时间。根据本方面的故障诊断设备，在加速器踏板被踩压达某一时间或更长时间之后加速器踏板的踩压量稍微减小的情况下，认为存在驾驶员的加速要求，并且加速器踏板被再次踩压的可能性高。因此，优选地保持所测量的异常时间。

另一方面，在加速器踏板被踩压相对较短的时间而不是上述达某一时间或更长时间之后加速器踏板的踩压量稍微减小的情况下，认为驾驶员无意识地踩压了加速器踏板并且因此不存在加速要求。如果在这种情况下也保持所测量的异常时间，则异常时间被累计并且最终变得等于或长于设置时间，这样就可能导致对作为输出不足的异常的错误确定。

在如上所述加速器踏板操作量的增加率变得小于阈值并且直到此时为止所测量的异常时间等于或长于第二指定时间(即，在加速器踏板被踩压达某一时间或更长时间之后加速器踏板的踩压量稍微减小)的情况下，保持该异常时间。另一方面，如果异常时间短于第二指定时间，则将异常时间清零。以这种方式，可以抑制错误确定。

根据上述方面的故障诊断设备，当车辆的驾驶员在能够认为由于内燃机的故障而发生不充分输出的异常的状态(异常状态)下进一步踩压加速器踏板时，确定需要故障诊断，并且记录数据。因此，不再需要针对每个驾驶场景最佳地设置不同标准值的复杂处理。因此，在抑制计算负荷的同时可以适当地确定是否需要对输出不足进行故障诊断。此外，可以记录对于诊断有用的数据。

附图说明

下面将参照附图描述本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和工业意义，其中相似的附图标记表示相似的元件，并且其中：

图1是应用本发明的内燃机的示意性构造图；

图2是示意性地示出ECU的配置的图；

图3是示意性地示出生成冻结帧数据的图；

图4是从确定失败到记录数据的控制的一个示例的流程图；

图5是故障确定期间的加速器踏板操作量和内燃机扭矩的变化的一个示例的时序图。

图6是用于在修改示例1中根据空气密度修正扭矩实现率的每个指定值或对异常时间的设置时间的映射的图表；

图7是与图4对应的修改示例2的流程图，在图7中，当加速器踏板操作量增加率小于阈值时，中断对异常时间的计数；

图8是与图5对应的修改示例2的时序图。

图9是与图4和图7对应的修改例3的流程图，在图9中，根据该计数值保持或清零对异常时间的计数被中断时的计数值；

图10是与图5和图8对应的修改示例3的时序图；以及

图11是根据与图4对应的另一实施方式的流程图，在图11中，不管对故障的确定如何都记录数据。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的实施方式进行描述。在本实施方式中，作为一个示例，对用于安装在未示出的汽车(车辆)上的内燃机(在下文中称为内燃机1)的故障诊断设备进行说明。

内燃机的示意性构造

图1示出了根据实施方式的内燃机1的示意性构造。作为一个示例，该内燃机1是多缸汽油内燃机，并且活塞12以分割燃烧室11的方式被容纳在每个气缸2中。活塞12和曲轴13通过连杆14联接，在气缸体17的下部设置有检测曲轴13的旋转角度(曲柄角)的曲柄角传感器61。

同时，气缸盖18紧固到气缸体17的上部，并且封闭每个气缸2的上端。在该气缸盖18中，火花塞20以面对每个气缸2的内侧的方式设置。当从由ECU 100控制的点火器21向火花塞20提供高电压时，火花塞20释放火花，ECU 100将在下面描述。注意，检测内燃机1的冷却剂温度的冷却剂温度传感器62设置在气缸体17的侧壁的上部。

此外，进气通道3和排气通道4以与每个气缸2的燃烧室11连通的方式设置。进气通道3的下游部分(进气流的下游侧)对应于形成在气缸盖18中的进气口，并且进气阀31设置在该进气口面向燃烧室11的开口处。类似地，排气通道4的上游部分(排气流的上游侧)对应于排气口，并且排气阀41设置在该开口处。在气缸盖18中设置有操作这些进气阀31和排气阀41的阀系统5。

作为一个示例，本实施方式的阀系统5包括：驱动进气阀31的进气凸轮轴51；以及驱动排气阀41的排气凸轮轴52。当这两个凸轮轴51、52经由未示出的正时链条等由曲轴13驱动时，进气阀31和排气阀41各自在指定正时处打开/关闭。进气凸轮轴51包括电动VVT53，并且进气阀31的打开/关闭正时由ECU 100控制，这将在下面描述。

在进气通道3中，从上游侧依次设置空气滤清器32、空气流量计63、进气温度传感器64(安装在空气流量计63中)和电子控制的节气阀33。该节气阀33由节气阀电动机34驱动，以通过对进气流进行节流来调节内燃机1的进气量。节气阀33的开度(节气阀开度)由ECU 100控制，这将在下面描述。

在进气通道3中，还为每个气缸2设置用于燃料喷射的喷射器35。当由ECU 100控制时，该喷射器35将燃料喷射到进气通道3中，这将在下面描述。如上所述喷射的燃料与吸入的空气混合，被吸入气缸2中，由火花塞20点燃，并在燃烧室11中燃烧。然后，生成的燃烧气体流出到排气通道4并且由催化转换器42净化。注意，在催化转换器42的上游侧设置有空燃比传感器65。

ECU

ECU 100由已知的电子控制单元构成，并且如图2中示意性所示，包括中央处理单元(CPU)101、只读存储器(ROM)102、随机存取存储器(RAM)103、备份随机存取存储器(RAM)104等。CPU 101基于存储在ROM 102中的程序和映射图来执行各种计算处理。ROM 102存储内燃机1的控制程序和用于故障确定的程序等，这些程序将在下面描述。

RAM 103是临时存储CPU 101的计算结果、从每个传感器接收的数据等的存储器(存储装置)。备份RAM 104是在内燃机1的停止处记录要存储的数据等的非易失性存储器。在本实施方式中，备份RAM 104还用作记录装置，该记录装置记录如下面将描述的用于故障诊断的数据。

作为一个示例，可以采用EPROM、闪存(F)-ROM等作为备份RAM 104。注意，除了备份RAM 104之外，例如，可以提供另一个硬盘驱动器(HDD)作为记录装置。CPU 101、ROM 102、RAM 103和备份RAM 104通过总线106相互连接，并且还连接到输入/输出接口105。

如以上参照图2所述，曲柄角传感器61、冷却剂温度传感器62、空气流量计63、进气温度传感器64、空燃比传感器65等连接到该接口105。另外，如图2所示，加速器踏板操作量传感器66和大气压传感器67连接到接口105。加速器踏板操作量传感器66检测设置在车厢内的加速器踏板7的操作量(加速器踏板操作量)，并且大气压传感器67以面向车厢外的方式设置。此外，虽然未示出，用于内燃机1的运行控制的传感器和开关连接到接口105。

ECU 100基于从各种传感器、开关等接收的信号执行各种控制程序，从而基于加速器踏板操作量、内燃机1的负荷和转速、车辆速度等计算对内燃机1的要求扭矩。然后，为了使内燃机1输出该要求扭矩，ECU 100执行：点火器21对点火正时的控制；由节气阀电动机34对节气阀开度的控制(即，对进气量的控制)；由喷射器35对燃料喷射的控制；由可VVT 53对进气阀正时的控制等。

注意，对内燃机1的要求扭矩是可以通过内燃机1和变速器的协作控制来实现驾驶员对车辆的要求行为的扭矩。通过将由内燃机1或动力传动系中的摩擦等而产生的扭矩损失加上驾驶员对车辆要求的驱动功率来计算要求扭矩。此外，ECU 100执行对内燃机1的故障诊断的数据的记录的控制，故障诊断数据将在下面描述。

故障诊断数据

如上所述，为了获得驾驶员要求的驱动功率，ECU 100基于要求扭矩来控制内燃机1的进气量、燃料喷射量、点火正时、气阀正时等。然而，存在由于例如下述故障而引起的内燃机1的实际输出扭矩减少的情况：由节气阀电动机34的故障造成的节气阀开度减小或者由喷射器35喷嘴孔的堵塞造成的燃料喷射量减少。

在这种情况下，车速可能不会根据驾驶员对加速器踏板7的踩压而平滑地增加，从而可以确定故障。然而，在内燃机1的输出控制中通常发生响应延迟，并且该延迟的大小根据车辆的行驶状态或者驾驶员的操作而改变。因此，例如，难以一律地根据加速器踏板操作量与车速的增加程度(加速度)之间的关系进行故障确定。

鉴于上述情况，在本实施方式中，当驾驶员在如上所述的内燃机1的输出不足的异常状态下进一步踩压加速器踏板7并且注意到发生某种故障时，确定需要故障诊断。然后，根据该确定(在下文中也称为故障确定)，将指定的数据集(将在下面描述的冻结帧数据)记录在备份RAM 104上。下面将参照图3、图4和图5来具体描述。

初始地，在本实施方式的ECU 100中，如上所述，CPU 101更新内燃机1的运行数据即来自各种传感器的信号值以及通过使用这些信号值所计算的关于内燃机转速、进气量、空燃比等的数据，并且以指定的时间间隔将这些数据存储在RAM 103中。如常规已知的，RAM103具有各种存储区域。CPU 101将预先设置的故障诊断数据以时间序列存储在RAM 103的指定区域中，并以指定的时间间隔更新数据。

注意，故障诊断数据对应于与驾驶员的操作或者汽车的行驶状态相关的、预先设置并记录的针对内燃机1的输出不足的故障诊断的信息。例如，作为故障诊断数据，提出关于加速器踏板操作、制动操作、转向操作、车速、加速度、内燃机转速、进气量、燃料喷射量、点火正时、气阀正时等的信息。

如图3中的圆圈示意性地所示，这些类型的故障诊断数据以时间序列存储，并且在ECU 100接通时在RAM 103中以指定的时间间隔更新。更具体地，当临时存储的数据的量超过根据采样时间Tn预先设置的存储容量时，所存储的数据从最旧的数据开始被新数据改写。

然后，如下面将详细描述的，当确定需要对内燃机1的输出不足进行故障诊断时，发出如图3中的星形符号所示的触发。该触发点处的数据即在故障确定的时间点处的数据、在触发点之前的指定时间内的数据(前触发数据)以及在触发点之后的指定时间内的数据(后触发数据)从RAM 103中的指定区域中被读出，被设置为冻结帧数据，并且被写入备份RAM 104中。

正如所描述的，记录在备份RAM 104上的数据可以用于例如对在经销商、汽车制造商等处的故障原因的调查的分析。为此，虽然未示出，但是ECU 100设置有用于在经销商等处准备的专用终端单元的连接端口。当专用终端单元连接到该连接端口时，可以将备份RAM104中的数据传送到该连接端口。

故障确定的过程

在本实施方式中，当驾驶员在内燃机1未及时响应于加速器踏板7的踩压的状态(异常状态)下进一步踩压加速器踏板7时并且由此注意到发生故障的情况下，ECU 100确定需要故障诊断。在下文中将参照图4中的流程图来描述由CPU 101执行的确定过程。注意，在ECU 100接通时，在指定时间处重复执行该例程。

初始地，当例程开始(开始)时，在步骤ST1中基于来自加速器踏板操作量传感器66的信号来确定驾驶员对加速器踏板7的踩压量是否等于或大于指定量(加速器踏板操作量Acc≥第一指定操作量Acc1)。这样做是为了确定驾驶员执行加速器踏板的踩压操作达到某个量或更大。例如，第一指定操作量Acc1可以被设置为大约50％。

如果Acc＜Acc1并且作出否定确定(否)，则例程被终止(结束)。另一方面，如果Acc≥Acc1并且作出肯定确定(是)，则处理进行到步骤ST2。然后，确定实际输出扭矩Tact与内燃机1的要求扭矩Treq的比率(Tact/Treq：在下文中也称为扭矩实现率)是否小于指定值a。该指定值a是用于检测当前是处于正常状态还是不正常(即，异常)状态并且考虑到涉及到内燃机控制中的延迟的阈值。例如，指定值a可以被设置为大概0.65。

作为确定的结果，如果(Tact/Treq)≥a并且作出否定确定(否)，则处理进行到步骤ST3。然后，清零下面将描述的对异常时间的计数值，并且例程被终止。另一方面，如果(Tact/Treq)＜a并且作出肯定确定(是)，则处理进行到步骤ST4，并且开始对异常时间进行计数(时间测量)。也就是说，例如通过将瞬态运行状态中的异常状态与时间延迟进行区分来测量异常状态持续的时间。

在接下来的步骤ST5中，确定异常时间是否变得等于或长于预先设置的时间(设置时间)。如果异常时间短于设置时间并且作出否定确定，则例程被终止。此后，在保持异常时间的计数值的同时再次执行例程。然后，如果在步骤ST1和ST2中的每个步骤中作出肯定确定(是)，则在步骤ST4中再次对异常时间进行计数。以这种方式，当输出不足的异常状态持续时，异常时间的计数值增加。

然后，如果异常时间变得等于或长于如上所述的设置时间，则在步骤ST5中作出肯定确定(是)，并且处理进行到步骤ST6。然后，确定加速器踏板7是否被进一步踩压(加速器踏板操作量Acc≥第二指定操作量Acc2)。为了将进一步踩压与不被视为进一步踩压的加速器踏板操作量Acc的波动进行区分，该第二指定操作量Acc2可以被设置为充分地大于第一指定操作量Acc1，并且可以例如被设置为大约80％。

如果在步骤ST6中Acc＜Acc2并且作出否定确定(否)，则例程被终止。在这种情况下，当不发生故障时，重复该例程，并且最终满足(Tact/Treq)≥a。此后，在步骤ST2中作出否定确定(否)，并且在步骤ST3中清零对异常时间的计数值。另一方面，如果Acc≥Acc2并且作出加速器踏板被进一步踩压的肯定确定(是)，则处理进行到步骤ST7。然后，确定输出不足，因此需要故障诊断。因此，将故障确定标志变为ON。

接着，在步骤ST8中，确定是否不存在故障确定的历史(即，确定为需要故障诊断的历史)。如果根据故障确定标志的状态对存在历史作出否定确定(否)，则例程被终止。另一方面，如果对不存在历史作出肯定确定(是)，则处理进行到步骤ST9。然后，如以上参照图3所述，记录数据。更具体地，将从RAM 103读出的冻结帧数据写入备份RAM 104中，并且例程被终止(结束)。

通过执行图4所示的流程中的步骤ST1、ST2和ST4，ECU 100的CPU 101被配置为对异常状态持续的时间(异常时间)进行计数，在该异常状态中，加速器踏板操作量Acc等于或大于第一指定操作量Acc1并且实际输出扭矩Tact与内燃机1的要求扭矩Treq的比率即扭矩实现率(Tact/Treq)小于指定值a。

另外，通过执行步骤ST5至ST7，CPU 101被配置为在异常时间等于或长于设置时间并且加速器踏板操作量Acc变得等于或大于比第一指定操作量Acc1大的第二指定操作量Acc2的情况下，确定需要故障诊断。通过执行步骤ST9，CPU 101被配置为根据上述确定将内燃机1的故障诊断数据记录在备份RAM 104上。

到目前所述为止，在本实施方式中，如图5的时序图中的时间t0所示，当驾驶员在汽车行驶期间初始执行对加速器踏板7的踩压操作时，加速器踏板操作量Acc开始增加。然后，在时间t1处，加速器踏板操作量Acc变得等于或大于第一指定操作量Acc1。此时，在尽管要求扭矩Treq随着加速器踏板操作量Acc的增加而增加但是实际输出扭矩Tact并不平滑地增加的情况下，发生作为实际输出扭矩Tact与要求扭矩Treq的比率的扭矩实现率(Tact/Treq)小于指定值a的异常状态。

如上所述，在内燃机1的实际输出扭矩Tact没有平滑地增加的异常状态持续达某一时间的情况下，存在发生某种类型的故障的可能性。因此，从时间t1开始对异常状态持续的时间(异常时间)进行计数。然后，在时刻t2处，异常时间变得等于或长于设置时间Δt(例如，大约两秒)之后，驾驶员进一步踩压加速器踏板7(时刻t3)。以这种方式，加速器踏板操作量Acc变得等于或大于第二指定操作量Acc2(时间t4)，并且确定需要故障诊断。

换句话说，当驾驶员在内燃机1的输出不足的故障可能发生的异常状态下进一步踩压加速器踏板7时，确定需要故障诊断。用于确定异常状态的标准(加速器踏板操作量Acc的第一指定操作量Acc1和第二指定操作量Acc2、扭矩实现率(Tact/Treq)的指定值a等)对于诸如汽车的行驶状态的各种驾驶场景是常见的。

因此，不再需要根据驾驶场景将这些标准值设置为不同的最佳值的复杂处理。因此，在抑制CPU 101的计算负荷的同时，CPU 101可以适当地确定是否需要故障诊断，并且可以记录对于此后的分析有用的故障诊断数据。

此外，在本实施方式中，在如上所述进行故障的确定之前，将关于内燃机1的运行控制的数据临时存储在RAM 103中。然后，根据该确定来读出数据，并将该数据记录在备份RAM 104上。以这种方式，在确定需要故障诊断之前的数据——例如由于喷射器35的喷嘴孔的堵塞而减少燃料喷射量等——也可以以类似的方式记录到该确定之后的数据，并且可以用于调查故障的原因。

注意，在没有作出确定的情况下，正如所描述的在确定故障之前临时存储在RAM103中的数据被新数据重写(即，被删除)。因此，RAM 103的容量和备份RAM 104的容量不会不必要地增加。

修改示例1

顺便提及，当汽车处于具有低气压的环境中如处于高地中时，被吸入内燃机1的空气的密度减小。因此，内燃机1的输出趋于减小，这容易造成对发生不充分输出的异常的错误确定。因此，优选地根据大气压强或者空气密度来修正图4所示的流程中的步骤ST2和ST5中的确定标准——即扭矩实现率(Tact/Treq)的指定值a和的异常时间的设置时间——中的至少一个。

更具体地，在修改示例1中，基于来自大气压强传感器67的信号来计算空气密度。然后，通过参考图6中的示出了一个示例的映射，进行至少一种类型的修正。也就是说，随着空气密度的降低，如同一映射图中的曲线图中的实线所示将指定值a变为越小的值，或者如同一映射图中的曲线图中的虚线所示将设置时间变为越长的时间。该映射图可以基于由空气密度的变化引起的内燃机扭矩的变化来通过模拟等预先设置。

如上所述，通过修正指定值a和设置时间中的至少一个，异常状态的确定标准被适当地放宽(即，更不容易被确定为异常状态)。因此，即使例如在汽车在高地行驶时由于空气密度降低而导致内燃机1的扭矩趋于减小的情况下，也抑制了由于扭矩减小而导致的对输出不足的异常的错误确定。

修改示例2

接下来，将描述改变用于对异常时间进行计数的方法的情况(修改示例2)。在上述实施方式中，当加速器踏板操作量Acc等于或大于第一指定值Acc1时，确定在驾驶员对加速器踏板进行了达一定量或更大的踩压操作的情况下作出加速要求。然后，尽管事实上扭矩实现率(Tact/Treq)等于或小于指定值a，但是该状态持续的时间被计数为异常时间。

然而，也可以存在驾驶员在某种程度上对车辆的加速感到满意，并且因此即使当加速器踏板操作量Acc等于或大于第一指定操作量Acc1时也稍微减小加速器踏板7的踩压量的情况。在这种情况下，扭矩实现率(Tact/Treq)可能不会显著增加。有鉴于此，在修改示例2中，将集中描述加速器踏板操作量Acc的增加率ΔAcc(作为一个示例，ΔAcc为积分值(integral value))。当增加率ΔAcc小于指定阈值b(例如-1.5％)时，认为驾驶员稍微减小加速器踏板7的踩压量，并且中断对异常时间的计数。

更具体地，在图7所示的流程图中的步骤ST21至ST23中，执行与图4所示的流程中的步骤ST1至ST3相同的处理。然后，在步骤ST24中确定加速器踏板操作量增加率ΔAcc是否小于阈值b(ΔAcc＜b)。如果作出否定确定(否)，则处理进行到步骤ST25。然后，与图4所示的流程中的步骤ST4相同，对异常时间进行计数。此后，在步骤ST27至ST31中，执行与图4所示流程中的步骤ST5至ST9相同的处理。

另一方面，如果加速器踏板操作量增加率ΔAcc小于阈值b，则作出肯定确定(是)，并且处理进行到步骤ST26。然后，中断对异常时间的计数，并且处理进行到步骤ST27至ST31。更具体地，如图8所示的作为一个示例的时序图所示，当在时间t1处加速器踏板操作量Acc变得等于或大于第一指定操作量Acc1时，开始对异常时间的计数。然后，驾驶员稍微减小加速器踏板7的踩压量，并且在时刻t2处，加速器踏板操作量增加率ΔAcc变得小于阈值b。此时，对异常时间的计数被中断。

然后，如同一图表的下部中的曲线图中的实线所示，到目前为止的计数值保持不变。之后，再次踩压加速器踏板7，在时刻t3处，加速器踏板操作量增加率ΔAcc变得等于或大于阈值b。此时，恢复对异常时间的计数。注意，如同一图表中的曲线图中的虚线所示，当对异常时间的计数被中断时，到目前为止的计数值可以被清零。在这种情况下，从时间t3重新开始对异常时间的计数。

根据该修改示例2，在驾驶员在加速器踏板操作量Acc等于或大于第一指定操作量Acc1时稍微减小加速器踏板7的踩压量的情况下，中断计数。以这种方式，可以提高异常时间的测量精度。注意，同样在该修改示例2中，ECU 100的CPU 101被配置为通过执行图7所示的流程中的步骤ST21、ST22和ST24至ST26来对异常时间进行计数。此外，ECU 100的CPU 101通过执行步骤ST27至ST29来确定故障状态，并通过执行步骤ST31来记录故障诊断数据。

修改示例3

接着，对修改示例3进行描述。在本示例中，如修改示例2那样，在加速器踏板7的踩压量稍微减少并且对异常时间的计数被中断的情况下，根据到目前为止的计数值计数值被保持或者被清零。更具体地，在加速器踏板7被踩压达某一时间或更长时间之后加速器踏板7的踩压量被稍微减小的情况下，认为存在驾驶员的加速要求，并且加速器踏板7被再次踩压的可能性高。因此，在这种情况下，优选地保持对异常时间的计数值，并且稍后恢复计数。

另一方面，在加速器踏板7被踩压达相对较短的时间而不是如上所述达某一时间或更长时间之后加速器踏板7的踩压量略微减小的情况下，认为驾驶员无意识地踩压了加速器踏板7，因此驾驶员的加速要求不存在。当在这种情况下保持对异常时间的计数值时，对计数值进行重复累计。结果，被计数的异常时间变得等于或长于设置时间，这可能导致对作为输出不足的异常的错误确定。

有鉴于此，在该修改示例3中，在加速器踏板操作量Acc等于或大于第一指定操作量Acc1，加速器踏板操作量增加率ΔAcc变得小于阈值b，并且目前为止被计数的异常时间等于或长于指定时间(与短时间内的加速器踏板操作量Acc的变化相对应的时间，并且可以认为在该时间内驾驶员的加速要求不存在，例如大约为0.5秒)的情况下，保持该异常时间的计数值。另一方面，在到目前为止被计数的异常时间比指定时间短的情况下，计数值被清零。

更具体地，初始地，在图9所示的流程图中的步骤ST41至ST44中，执行与图7所示的流程中的步骤ST21至ST24相同的处理。然后，在步骤ST44中，如果加速器踏板操作量增加率ΔAcc不小于阈值b，并且因此作出否定确定(否)，则处理进行到步骤ST45，并且以与图7所示的流程中的步骤ST25相同的方式对异常时间进行计数。此后，在步骤ST48至ST52中，执行与图7所示流程中的步骤ST27至ST31相同的处理。

另一方面，在步骤ST44中，如果加速器踏板操作量增加率ΔAcc小于阈值b，并且因此作出肯定确定(是)，则处理进行到步骤ST46。然后，确定异常时间的计数值是否等于或大于指定值(与指定时间对应的值)。如果异常时间的计数值小于指定值，并且因此作出否定确定(否)，则中断对异常时间的计数。然后，处理进行到步骤ST43，并且异常时间的计数值被清零。

更具体地，如作为一个示例的图10的时序图所示，当加速器踏板操作量Acc变得等于或大于第一指定操作量Acc1(时间t1)时，开始对异常时间的计数。此后，加速器踏板7的踩压量被稍微减小，并且加速器踏板操作量增加率ΔAcc变得小于阈值b(时间t2)。此时，如修改示例2那样中断对异常时间的计数。在与异常时间(t1至t2)对应的计数值小于此时的指定值的情况下，加速器踏板操作量Acc在短时间内变化，因此认为驾驶员的加速要求不存在。

有鉴于此，在这种情况下，异常时间的计数值被清零。之后，再次踩压加速器踏板7，加速器踏板操作量增加率ΔAcc变得等于或大于阈值b(时刻t3)。此时，重新开始对异常时间的计数。此后，加速器踏板7的踩压量再次被略微减小，并且加速器踏板操作量增加率ΔAcc变得小于阈值b(时间t4)。然后，如上所述中断对异常时间的计数。此时，与异常时间(t3至t4)对应的计数值小于指定值，因此再次清零异常时间的计数值。

也就是说，在加速器踏板7被短时间踩压或者加速器踏板7的踩压量略微减小的情况下，认为驾驶员无意识地踩压了加速器踏板7，并且因此加速要求不存在。在这种情况下，异常时间的计数值被清零。

另一方面，在图9所示的流程中的步骤ST46中，如果计数值等于或大于指定值，并且因此作出肯定确定(是)，则处理进行到步骤ST47。然后，对异常时间的计数被中断，直到此时为止的计数值被保持，并且处理进行到步骤ST48到ST52。更具体地，如在修改示例2中那样在加速器踏板7被踩压达某一时间或更长时间之后加速器踏板7的踩压量被稍微减小的情况下，认为存在驾驶员的加速要求，加速器踏板7再次被踩压的可能性高。在这种情况下，保持对异常时间的计数值。

根据修改示例3，如上所述，在到目前为止对异常时间(计数值)比当对异常时间的计数被中断时的指定时间短的情况下，认为驾驶员的加速要求不存在。然后，清零计数值。以这种方式，可以抑制这样的情况：尽管加速要求不存在，却仍然对计数值进行累计，结果，异常时间变得等于或长于设置时间，这导致对作为输出不足的异常的错误确定。因此，提高了异常时间的测量精度。

注意，同样在该修改示例3中，ECU 100的CPU 101被配置为通过执行图9所示的流程中的步骤ST41、ST42和ST44至ST47来对异常时间进行计数。另外，ECU 100的CPU 101被配置为通过执行步骤ST48至ST50来确定故障状态，并且通过执行步骤ST52来记录故障诊断数据。

另一实施方式

目前为止已经描述的实施方式(包括修改示例1至3)仅仅是一个示例，因此并不意在限制本发明的配置、应用等。例如，在上述实施方式中，仅当在图4所示的流程的步骤ST6中确定加速器踏板被进一步踩压的情况下(是)，即仅当确定需要故障诊断的情况下，故障诊断数据被记录在备份RAM 104上。然而，本发明不限于此。例如，当异常时间变得等于或长于设置时间时，也可以记录这样的数据。

更具体地，在作为一个示例的图11所示的流程图中，在步骤ST61至ST65中，执行与图4所示的流程中的步骤ST1至ST5相同的处理。然后，在步骤ST65中，如果异常时间变得等于或长于设置时间，并且因此作出肯定确定(是)，则处理进行到步骤ST66。此处，与图4所示的流程中的步骤ST8类似，确定故障确定的历史是否不存在。如果作出肯定确定(是)，则处理进行到步骤ST67。然后，如在步骤ST9中那样记录冻结帧数据，并且例程被终止。

如上所述，当异常状态持续达预先设置的时间或更长的时间时，无论对故障的确定如何，都记录数据。以这种方式，不仅在确定需要故障诊断的情况下，而且在未确定需要故障诊断的情况下，都可以检查异常状态的数据。这对于调查故障原因是有用的。

注意，当将处理的简化或计算负荷的抑制设置为最高优先级时，不像在本实施方式中那样生成冻结帧数据。代替地，作为容易的方法，可以从RAM 103读出在故障确定时的内燃机控制数据，并将该数据记录在备份RAM 104上。在这种情况下，作为本发明的部件的RAM 103不用作存储装置(在异常状态持续时至少存储与内燃机1的控制相关的数据的存储装置)。因此，在包括备份RAM 104作为记录装置时，故障诊断设备不包括存储装置。

此外，如上所述，不仅在确定需要故障诊断的情况下，而且在未确定需要故障诊断的情况下，都将数据记录在备份RAM 104上。在这种情况下，在该数据被记录之前，优选地将用于将这两种类型的数据彼此区分开的标识信息添加到该数据。可替代地，优选地将这两种类型的数据记录在备份RAM 104的不同区域中。在未确定需要故障诊断的情况下的数据可以以指定的时间间隔被改写和更新。

此外，在上述实施方式中，作为一个示例，已经描述了通过使用内燃机1的ECU 100来配置故障诊断设备的情况。然而，本发明不限于此。另一电子控制单元可以以可相互连通的方式连接到ECU 100，从而可以配置故障诊断设备。另外，故障诊断设备不限于安装在汽车上的故障诊断设备。例如，本发明还可以被安装在摩托车、工业车辆等上。

根据本发明的故障诊断设备，可以适当地对内燃机的输出不足故障进行确定，并且可以记录用于对该故障进行诊断的数据。因此，本发明在被安装在汽车上时特别有用。

Claims (6)

1.一种用于内燃机的故障诊断设备，所述内燃机被安装在车辆上，所述故障诊断设备的特征在于包括：

电子控制单元，所述电子控制单元被配置为：

测量加速器踏板操作量等于或大于第一指定操作量并且实际输出扭矩与要求扭矩的比率小于指定比率值的异常状态持续的异常时间；以及

在所述异常时间等于或长于预先设置的第一指定时间并且所述加速器踏板操作量等于或大于比所述第一指定操作量大的第二指定操作量的情况下，将用于所述内燃机的故障诊断的指定数据记录在记录装置上。

2.根据权利要求1所述的故障诊断设备，其特征在于：

所述电子控制单元被配置为

在所述异常状态持续时，至少将与所述内燃机的控制有关的数据存储在存储装置中；以及

在所述异常时间等于或长于预先设置的第一指定时间并且所述加速器踏板操作量等于或大于比所述第一指定操作量大的所述第二指定操作量的情况下，从所述存储装置读出所述数据并且将所述数据记录在所述记录装置上。

3.根据权利要求1所述的故障诊断设备，其特征在于，

所述电子控制单元被配置为随着大气压强的降低而将所述指定比率值设置为越小的值。

4.根据权利要求1所述的故障诊断设备，其特征在于，

所述电子控制单元被配置为随着大气压强的降低而将所述第一指定时间设置为越长的时间。

5.根据权利要求1所述的故障诊断设备，其特征在于，

所述电子控制单元被配置为在即使当所述加速器踏板操作量等于或大于所述第一指定操作量时，所述加速器踏板操作量的增加率小于指定增加率阈值的情况下，中断对所述异常时间的测量。

6.根据权利要求5所述的故障诊断设备，其特征在于，

所述电子控制单元被配置为在直到所述增加率变得小于所述指定增加率阈值为止所测量的异常时间等于或长于第二指定时间的情况下保持所述异常时间，并且在所述异常时间短于所述第二指定时间的情况下清零所述异常时间。