CN108487996A - 用于内燃发动机的异常诊断装置及异常诊断方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于内燃发动机的异常诊断装置和用于内燃发动机的异常诊断方法。该异常诊断装置包括被配置成执行升温处理以使催化剂的温度升高的ECU。ECU被配置成判定发动机是否处于异常状态。ECU被配置成存储异常状态下的以下值(i)至(iv)：(i)发动机的转速、(ii)发动机的负荷、(iii)冷却剂温度、(iv)指示升温处理是否被执行的执行状态。ECU被配置成基于发动机的当前转速、发动机的当前负荷、当前冷却剂温度、以及升温处理的当前执行状态来判定发动机是否已经从异常状态恢复至正常状态。

Description

用于内燃发动机的异常诊断装置及异常诊断方法
技术领域
本发明涉及用于内燃发动机的异常诊断装置和用于内燃发动机的异常诊断方法。
背景技术
作为用以使对内燃发动机的排气进行净化的催化剂的温度升高的升温处理，一种将内燃发动机中的多个气缸中的至少一个气缸的空燃比控制为浓空燃比并将其他气缸的空燃比控制为稀空燃比的技术在日本专利申请公报No.2012-057492(JP2012-057492A)中被公开。
发明内容
已知一种异常诊断装置。该异常诊断装置判定如上所述的内燃发动机是否处于发生失火的异常状态。如果异常诊断装置判定内燃发动机处于异常状态，则异常诊断装置此后判定内燃发动机是否已经从异常状态恢复至正常状态。更具体地，在内燃发动机被判定为处于异常状态之后，包括转速、负荷和冷却剂温度的内燃发动机运行状态变得与处于异常状态的内燃发动机的运行状态相同或类似。此时，异常诊断装置判定内燃发动机是否已经恢复至正常状态。由于异常诊断装置正如所描述地在与判定内燃发动机处于异常状态时的运行状态相同或类似的运行状态下判定内燃发动机是否已经恢复至正常状态，因而该异常诊断装置可以恰当地判定内燃发动机是否已经恢复至正常状态。
然而，有以下可能性：内燃发动机在上述催化剂的升温处理期间被判定为处于异常状态，并且在此后的升温处理停止期间被判定为已经恢复至正常状态。在这种情况下，异常状态可能在升温处理期间继续。同时，有以下可能性：内燃发动机在升温处理停止期间被判定为处于异常状态，并且在此后的升温处理期间被判定为已经恢复至正常状态。在这种情况下，异常状态可能在升温处理停止期间持续。正如所描述的那样，对恢复至正常状态进行的恢复判定的准确性可能降低。
本发明提供了能够抑制至正常状态的恢复判定的准确性降低的用于内燃发动机的异常诊断装置和用于内燃发动机的异常诊断方法。
本发明的第一方面是一种用于内燃发动机的异常诊断装置。所述内燃发动机包括多个气缸。所述异常诊断装置包括电子控制单元。所述电子控制单元构造成执行升温处理以使对来自所述气缸的排气进行净化的催化剂的温度升高。所述升温处理是用以将所述多个气缸中的至少一个气缸的空燃比控制为低于理论空燃比的浓空燃比并将其他气缸中的每个气缸的空燃比控制为高于所述理论空燃比的稀空燃比的处理。所述电子控制单元构造成判定所述内燃发动机是否处于在所述多个气缸中的至少一个气缸中发生失火的异常状态。所述电子控制单元构造成在当所述电子控制单元判定所述内燃发动机处于所述异常状态时存储所述异常状态下的以下值(i)至(iv)：(i)内燃发动机转速；(ii)内燃发动机负荷；(iii)内燃发动机冷却剂温度；和(iv)指示所述升温处理是否被执行的执行状态。所述电子控制单元构造成：当所述电子控制单元判定当前的内燃发动机转速、当前的内燃发动机负荷以及当前的内燃发动机冷却剂温度与所存储的内燃发动机转速、所存储的内燃发动机负荷以及所存储的内燃发动机冷却剂温度具有相同的值或者落入所存储的内燃发动机转速、所存储的内燃发动机负荷以及所存储的内燃发动机冷却剂温度的预定的指定范围内并且当前的升温处理执行状态与所存储的升温处理执行状态相匹配时，判定所述内燃发动机是否已经从所述异常状态恢复至正常状态。
在内燃发动机的转速、负荷等与异常状态下的转速、负荷等相同或者落入其预定的指定范围内并且升温处理的执行状态与所存储的升温处理执行状态相匹配的情况下，才判定内燃发动机是否已经恢复至正常状态。因此，抑制了至正常状态的恢复判定的准确性的降低。
在所述异常诊断装置中，所述电子控制单元可以被配置成：当所述电子控制单元判定所述内燃发动机在所述升温处理期间处于所述异常状态时，存储与经所述升温处理控制的所述浓空燃比与所述稀空燃比之间的差值相关联的参数值。所述电子控制单元可以被配置成判定经所述升温处理控制的参数值是否与所存储的参数值相同或者落入所存储的参数值的预定的指定范围内。
在所述异常诊断装置中，所述电子控制单元可以被配置成：当所述电子控制单元判定所述内燃发动机在所述升温处理期间处于所述异常状态时，存储指示经所述升温处理控制成所述浓空燃比和所述稀空燃比中的一者的气缸的信息。所述电子控制单元可以被配置成判定经所述升温处理控制成所述浓空燃比和所述稀空燃比中的一者的当前气缸是否与由所存储的信息指示的气缸相匹配。
本发明的第二方面是一种用于内燃发动机的异常诊断方法。所述内燃发动机包括多个气缸。所述异常诊断方法包括：由电子控制单元执行升温处理以使对来自所述气缸的排气进行净化的催化剂的温度升高；由所述电子控制单元判定所述内燃发动机是否处于在所述多个气缸中的至少一个气缸中发生失火的异常状态；当所述电子控制单元判定所述内燃发动机处于所述异常状态时，将所述异常状态下的以下值(i)至(iv)存储在所述电子控制单元中，即，(i)内燃发动机转速、(ii)内燃发动机负荷、(iii)内燃发动机冷却剂温度和(iv)指示所述升温处理是否被执行的执行状态；以及当所述电子控制单元判定当前的内燃发动机转速、当前的内燃发动机负荷以及当前的内燃发动机冷却剂温度与所存储的内燃发动机转速、所存储的内燃发动机负荷以及所存储的内燃发动机冷却剂温度具有相同的值或者落入所存储的内燃发动机转速、所存储的内燃发动机负荷以及所存储的内燃发动机冷却剂温度的预定的指定范围内并且当前的升温处理执行状态与所存储的升温处理执行状态相匹配时，由所述电子控制单元判定所述内燃发动机是否已经从所述异常状态恢复至正常状态。所述升温处理是用以将所述多个气缸中的至少一个气缸的空燃比控制为低于理论空燃比的浓空燃比并将其他气缸中的每个气缸的空燃比控制为高于所述理论空燃比的稀空燃比的处理。
本发明可以提供能够抑制至正常状态的恢复判定的准确性降低的用于内燃发动机的异常诊断装置。
附图说明
下面将参照附图来描述本发明的示例性实施方式的特征、优点和技术及工业意义，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件，并且在附图中：
图1是发动机系统的示意性构型图；
图2是异常判定控制的示例的流程图；
图3是恢复判定控制的示例的流程图；
图4A是异常判定期间的时序图；
图4B是恢复判定期间的时序图；
图5是改型示例中的异常判定控制的示例的流程图；以及
图6是改型示例中的恢复判定控制的示例的流程图。
具体实施方式
图1是发动机系统1的示意性构型图。发动机20使空气-燃料混合物在燃烧室23中燃烧以使活塞24往复运动。燃烧室23设置在气缸盖22中，并且气缸盖22置于容置活塞24的缸体21上。活塞24的往复运动转换成曲轴26的旋转运动。发动机20是直列四缸发动机。然而，发动机20不限于此，只要发动机20具有多个气缸即可。
在发动机20的气缸盖22中对于每个气缸均设置有打开/关闭进气口的进气门Vi和打开/关闭排气口的排气门Ve。另外，对于每个气缸，在气缸盖22的顶部上均附接有用来点燃燃烧室23中的空气-燃料混合物的火花塞27。
这些气缸中的每个气缸的进气口经由每个气缸均有设置的支管连接至稳压罐18。进气管10连接至稳压罐18的上游侧，并且在进气管10的上游端部处设置有空气滤清器19。进气管10从上游侧依次设置有用于检测进气量的气流计15以及电子控制式节气门13。
在这些气缸中的每个气缸的进气口中安装有端口喷射阀12p以将燃料喷射到进气口中。在这些气缸中的每个气缸中还安装有将燃料喷射到气缸中的缸内喷射阀12d。分别由这些喷射阀喷射的燃料与进气混合以形成空气-燃料混合物。在进气门Vi打开期间，该空气-燃料混合物被抽吸至燃烧室23、通过活塞24进行压缩、通过火花塞27点火并且燃烧。
同时，这些气缸中的每个气缸的排气口经由每个气缸均有设置的支管连接至排气管30。排气管30中设置有三元催化剂31。三元催化剂31具有储氧能力并去除NOx、HC和CO。三元催化剂31具有位于基材——特别是，包括堇青石的蜂窝基材——上的一个或更多个催化层。催化剂层包括：催化剂载体，比如氧化铝(Al2O3)；以及承载于催化剂载体上的催化金属，比如铂(Pt)、钯(Pd)或铑(Rh)。三元催化剂31是对从设置在发动机20中的多个气缸排出的排气进行净化的催化剂的示例，并且三元催化剂31可以是氧化催化剂或者涂覆有氧化催化剂的汽油微粒过滤器。
在三元催化剂31的上游侧安装有用于检测排气的空燃比的空燃比传感器33。空燃比传感器33是所谓的宽范围空燃比传感器，能够持续地检测相对较宽范围内的空燃比，并且输出具有与空燃比成比例的值的信号。
发动机系统1包括电子控制单元(ECU)50。ECU 50包括中央处理单元(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、存储装置等。ECU 50执行存储在ROM和存储装置中的程序以控制发动机20。ECU 50是诊断发动机20的异常并执行异常判定控制和恢复判定控制的异常诊断装置，这将在下面描述。这些类型的控制通过CPU、ROM和RAM来实现。下面将详细描述具体的控制内容。
上面描述的火花塞27、节气门13、端口喷射阀12p、缸内喷射阀12d等电连接至ECU50。另外，检测加速器操作量的加速器操作量传感器11、检测节气门13的开度的节气门开度传感器14、检测进气量的气流计15、空燃比传感器33、检测曲轴26的曲轴转角的曲柄转角传感器25、检测发动机20的冷却剂温度的冷却剂温度传感器29、以及其他各种传感器经由未示出的A/D转换器等电连接至ECU 50。为了获得期望的发动机20的输出，ECU 50基于各种传感器的检测值等来控制用于点火正时、燃料喷射量、燃料喷射比、燃料喷射正时、节气门开度等的火花塞27、节气门13、端口喷射阀12p、缸内喷射阀12d等。
接下来，将描述通过ECU 50设定目标空燃比。在下面将要描述的升温处理停止期间，目标空燃比根据发动机20的运行状态来设定。例如，在发动机20的运行状态的低速低负荷区域中，目标空燃比被设定为理论空燃比。在发动机20的运行状态的高速高负荷区域中，目标空燃比被设定在理论空燃比的浓混合物侧。一旦目标空燃比被设定，就对这些气缸中的每个气缸执行燃料喷射量的反馈控制，使得由空燃比传感器33检测到的空燃比与目标空燃比相匹配。
ECU 50控制端口喷射阀12p与缸内喷射阀12d之间的喷射比，使得来自端口喷射阀12p和缸内喷射阀12d的总燃料喷射量与实现上述目标空燃比的所需喷射量相对应。喷射比是缸内喷射阀12d的喷射量与包括端口喷射阀12p的喷射量和缸内喷射阀12d的喷射量在内的总量的比值。例如，在发动机20的运行状态为低负荷低速状态的情况下，将喷射比设定为0％，并且仅从端口喷射阀12p喷射燃料。在发动机20的运行状态为中负荷中速状态的情况下，将喷射比设定为高于0％且低于100％的比值，并且从端口喷射阀12p和缸内喷射阀12d两者喷射燃料。在发动机20的运行状态是高负荷高速状态的情况下，将喷射比设定为100％，并且仅从缸内喷射阀12d喷射燃料。
ECU50执行升温处理以使三元催化剂31的温度上升至指定的温度范围。在升温处理中，执行所谓的抖动控制。在抖动控制中，气缸中的一个气缸的空燃比被控制为比理论空燃比低的浓空燃比，其他三个气缸的空燃比各自被控制为比理论空燃比高的稀空燃比。更具体地，在升温处理中的空燃比控制中，所述一个气缸的燃料喷射量通过使与上述目标空燃比相对应的燃料喷射量增加指定比率来修正，以将所述一个气缸的空燃比控制为浓空燃比。所述其他气缸中的每个气缸的燃料喷射量通过使与目标空燃比相对应的燃料喷射量减少指定比率来修正，以将所述其他气缸中的每个气缸的空燃比控制为稀空燃比。例如，所述一个气缸的燃料喷射量通过使与目标空燃比相对应的燃料喷射量增加15％来修正，以将所述一个气缸的空燃比控制为浓空燃比。所述其他三个气缸中的每个气缸的燃料喷射量通过使与目标空燃比相对应的燃料喷射量减少5％来修正，以将所述其他三个气缸中的每个气缸的空燃比控制为稀空燃比。当如上所述地执行升温处理时，多余的燃料从被设定为浓空燃比的气缸排放，附着至三元催化剂31，并且在由从被设定为稀空燃比的气缸排放的排气所形成的稀薄气氛下燃烧。以此方式，三元催化剂31的温度升高。该升温处理是由ECU 50的升温处理部执行的处理的示例。
在升温处理中，将所有气缸的空燃比的平均值设定为理论空燃比。但是，全部气缸的空燃比的平均值不一定必须是理论空燃比，而仅需要是落入包括理论空燃比的指定范围内的空燃比并且在该空燃比三元催化剂31的温度可以升高到使得三元催化剂31的净化能力能够恢复的程度。例如，浓空燃比被设定为具有从9至12的值，并且稀空燃比被设定为具有从15至16的值。另外，在所述多个气缸中，仅至少其中一个气缸必须被设定为浓空燃比，而其他气缸必须被设定为稀空燃比。
ECU 50还判定发动机20是否处于发生失火的异常状态。当气缸中的任一气缸中发生失火时，曲轴26的旋转速度至少在该气缸的燃烧冲程中减小。因此，曲轴26在发生失火的气缸的燃烧冲程中的旋转变化量大于曲轴26在未发生失火的其他气缸中的每个气缸的燃烧冲程中的旋转变化量。因此，基于根据曲柄转角传感器25的检测值计算出的曲轴26的旋转变化量来判定是否发生失火。更具体地，对直到曲轴26旋转指定次数为止的一时间段内曲轴26的旋转变化量超过指定量的情况的发生次数进行计数。如果计数值等于或大于阈值，则判定发动机20处于发生失火的异常状态。
图2是由ECU50执行的异常判定控制的示例的流程图。该异常判定控制在每个指定时间段重复执行。首先，判定是否满足进行异常判定的异常判定执行条件(步骤S1)。异常判定执行条件的示例是从发动机20起动开始已经经过了指定的持续时间、没有切断燃料、以及冷却剂温度等于或高于指定温度。如果满足所有这些条件，则在步骤S1中做出肯定判定。如果不满足这些条件中的任一条件，则在步骤S1中做出否定判定，并且该控制结束。
如果在步骤S1中做出肯定判定，则判定发动机20是否处于在气缸中的至少一个气缸中发生失火的异常状态(步骤S3)。更具体地，如上所述，对直至曲轴26旋转指定次数为止的时间段内曲轴26的旋转变化量超过指定量的情况的发生次数进行计数以作为失火计数值。如果失火计数值等于或大于阈值，则判定发动机20处于异常状态。如果失火计数值小于阈值，则判定发动机20未处于异常状态。步骤S3中的处理是由异常判定部执行的处理的示例，该异常判定部判定发动机20是否处于至少其中一个气缸中发生失火的异常状态。在此，当超过指定值时，失火计数值被重置为零。如果在步骤S3中做出否定判定，则该控制结束。
如果在步骤S3中做出肯定判定，则判定发动机20处于异常状态，并且异常标记转变为ON(步骤S5)。一旦异常标记被设定为ON，ECU 50打开未示出的警示灯。
接下来，将异常时的运行状态存储在ECU 50的存储器中(步骤S7)。异常时的运行状态包括在上述步骤S3中判定发动机20处于异常状态时的发动机20的转速、发动机20的负荷、冷却剂温度、喷射比、以及升温处理的执行状态。ECU 50的存储器是当在步骤S3中做出肯定判定时存储异常状态下的发动机20的转速、发动机20的负荷、发动机20的冷却剂温度、以及升温处理的执行状态的存储部的示例。发动机20的转速基于曲柄转角传感器25的检测值来获取。发动机20的负荷基于气流计15的检测值来获取。冷却剂温度基于冷却剂温度传感器29的检测值来获取。喷射比基于依据发动机20的运行状态限定喷射比的映射来获取。升温处理的执行状态是升温处理被执行或者升温处理未被执行的状态。
升温处理的执行状态基于升温处理执行标记来获取。如果升温处理执行标记为ON，则意味着升温处理被执行。如果升温处理执行标记为OFF，则意味着升温处理未执行。升温处理的执行状态的获取不限于上述方法。升温处理的执行状态可以基于根据升温处理的执行状态而变化的参数值来获取。例如，在气门打开/关闭正时仅在升温处理期间被设定为最大提前角的情况下，升温处理的执行状态可以通过将气门打开/关闭正时的提前量用作上述参数值来获取。正如所描述的，升温处理的执行状态可以基于与升温处理的执行状态直接或间接地联动的参数值来获取。
如到目前为止已经描述过的，如果判定发动机20处于发生失火的异常状态，则存储异常时的运行状态，并且该控制结束。
图3是由ECU 50执行的恢复判定控制的示例的流程图。该恢复判定控制在每个指定时间段重复执行。首先，判定异常标记是否为ON(步骤S11)。如果做出否定判定，则该控制终止。
如果在步骤S11中做出肯定判定，则判定是否建立了发动机20的当前运行状态与异常时运行状态相同或类似的类似运行状态(步骤S13)。更具体地，类似运行状态意味着发动机20的当前转速、发动机20的当前负荷、当前冷却剂温度、以及当前喷射比与在步骤S7中存储的异常时运行状态下的那些相同或者落入其预定的指定范围内，并且类似运行状态还意味着升温处理的执行状态与在步骤S7中存储的升温处理的执行状态相匹配。落入指定范围内可能意味着负荷等基本上与异常时运行状态下的那些相匹配，并且还意味着落入使得保证下面将描述的至正常状态的恢复判定的准确性的范围内。升温处理的执行状态与在步骤S7中存储的升温处理的执行状态相匹配意味着：升温处理在升温处理于异常时运行状态下被执行的情况下在当前的运行状态下被执行，以及升温处理在升温处理于异常时运行状态下未被执行的情况下在当前的运行状态下未被执行。步骤S13的处理是由状态判定部执行的处理的示例，该状态判定部判定发动机20的转速、发动机20的负荷、发动机20的冷却剂温度是否与存储在ECU 50的存储器中的那些相同或者落入其预定的指定范围内，并且判定升温处理的执行状态是否与存储在ECU 50的存储器中的升温处理的执行状态相匹配。如果在步骤S13中做出否定判定，则该控制结束。
如果在步骤S13中做出肯定判定，则判定发动机20是否已经从异常状态恢复至正常状态(步骤S15)。与进行异常判定的方法类似，在进行恢复判定的方法中，对直至曲轴26旋转指定次数为止的时间段内曲轴26的旋转变化量超过指定量的情况的发生次数进行计数，如果该失火计数值小于阈值，则判定发动机20已经恢复至正常状态，并且如果失火计数值等于或大于阈值，则判定发动机20还没有恢复至正常状态。步骤S15中的处理是由恢复判定部执行的处理的示例，该恢复判定部在于步骤S13中的处理中做出肯定判定时判定发动机20是否已经从异常状态恢复至正常状态。一旦在步骤S15中做出任何判定，失火计数值再次被重置为零。如果在步骤S15中做出否定判定，则该控制结束。
如果在步骤S15中做出肯定判定，则将异常标记从ON切换至OFF(步骤S17)，并且清除所存储的异常时运行状态(步骤S19)。当将异常标记从ON设定为OFF时，ECU 50关闭未示出的警示灯。
如到目前为止已经描述过的，恢复判定在处于异常时运行状态下的升温处理的执行状态与所存储的升温处理的执行状态相匹配的类似运行状态下进行。因此，例如在判定发动机20在升温处理停止期间处于异常状态的情况下，判定发动机20在升温处理停止期间是否已经恢复至正常状态。同时，在判定发动机20在升温处理期间处于异常状态的情况下，判定发动机20在升温处理期间是否已经恢复至正常状态。
当不管升温处理的执行状态而进行恢复判定时，可能发生以下情况。例如，在升温处理停止期间，在发动机20的四个气缸中的第一气缸中发生失火，并且判定发动机20处于异常状态。此后，在升温处理期间，第一气缸的空燃比被设定为浓空燃比，失火被消除，并且判定发动机20已经恢复至正常状态。在这种情况下，在升温处理停止期间，第一气缸中可能继续存在失火。当进行恢复判定而不管升温处理的执行状态如何时，还可能发生以下情况。例如，在升温处理中，第二气缸的空燃比被设定为稀空燃比，发生失火，并且判定发动机20处于异常状态。此后，在升温处理停止期间，第二气缸的空燃比被设定为理论空燃比，失火被消除，并且判定发动机20已经恢复至正常状态。在这种情况下，在升温处理期间，在第二气缸中可能继续存在失火。因此，正如所描述的，至正常状态的恢复判定的准确性可能降低。
同时，在该示例中，恢复判定在处于异常时运行状态下的升温处理的执行状态与所存储的升温处理的执行状态相匹配的类似运行状态下进行。因此，抑制了如上所述的恢复判定的准确性的降低。
有别于在图2中的异常判定控制的步骤S1中判定是否满足异常判定执行条件，在图3的恢复判定控制中，不判定是否满足恢复判定执行条件。恢复判定仅在与异常时运行状态相同或类似的运行状态下进行，并且异常时运行状态是满足异常判定执行条件的状态。因此，不适于恢复判定的运行状态必然被排除。
接下来，将通过使用时序图来描述上面描述的异常判定控制和恢复判定控制。图4A是异常判定期间的时序图。图4B是恢复判定期间的时序图。图4A和图4B是在升温处理期间进行异常判定并且此后在升温处理期间进行至正常状态的恢复判定的情况下的时序图。图4A和图4B中的每个图均示出了失火计数值、升温处理执行标记、异常标记、以及发动机20的转速、负荷、冷却剂温度和喷射比。
如图4A所示，在升温处理执行标记于时刻t1处转变为ON之后，失火计数值增加，并且失火计数值在时刻t2处超过阈值。在这种情况下，判定发动机20处于异常状态，并且异常标记转变为ON。在该时刻t2处的发动机20的转速、负荷、冷却剂温度和喷射比以及升温处理的执行状态被存储在ECU 50的存储器中。
接下来，如图4B所示，在升温处理执行标记的ON状态下，从时刻t11开始了类似运行状态，并且失火计数值在时刻t12之前未增加。在这种情况下，判定发动机20已经恢复至正常状态，并且异常标记转变为OFF。
接下来，将描述改型示例中的异常判定控制和恢复判定控制。图5是改型示例中的异常判定控制的示例的流程图。在改型示例的异常判定控制中，在步骤S7a中，除了上面描述的发动机20的转速等之外，受升温处理控制的燃料增减比率和被控制为浓空燃比的气缸(下文中，被称为浓气缸)也作为异常时运行状态被存储在ECU50的存储器中。在于判定发动机20处于异常状态的时间点未执行升温处理的情况下，不存储上面描述的燃料增减比率和浓气缸。
燃料增减比率是燃料增量修正比率和燃料减量修正比率的总计值。燃料增量修正比率应用于与目标空燃比相对应的燃料喷射量，以实现如上所述的浓空燃比。燃料减量修正比率应用于与目标空燃比相对应的燃料喷射量，以实现稀空燃比。例如，在为修正将燃料喷射量增加15％以将空燃比控制为浓空燃比并为修正将燃料喷射量减少5％以将空燃比控制为稀空燃比的情况下，燃料增减比率为20％。这表明，随着该燃料增减比率增大，作为浓空燃比与稀空燃比之间的差值的空燃比差值增大。随着空燃比差值增大，三元催化剂31的升温效果提高。因此，在本改型示例中，当在冷起动期间加热三元催化剂31时，将燃料增减比率设定为中间比率。当保持被加热之后的三元催化剂31的温度时，将燃料增减比率设定为较小的比率。当三元催化剂31进行再生时，将燃料增减比率设定为较大的比率。
在该改型示例的升温处理中，同一气缸并不总是被控制为浓气缸或稀气缸。在指定时刻，浓气缸切换成被控制为稀空燃比的气缸(下文中，被称为稀气缸)，或者稀气缸切换成浓气缸。在该改型示例中，四个气缸中的一个气缸被控制为浓气缸，并且其他气缸被控制为稀气缸。接着，ECU 50的存储器存储四个气缸中的哪个气缸是浓气缸。
图6是改型示例中的恢复判定控制的示例的流程图。在图6的步骤S13a中对类似运行状态的建立进行判定，类似运行状态意味着发动机20的当前转速、发动机20的当前负荷、当前冷却剂温度、当前喷射比、以及当前燃料增减比率与在步骤S7a中存储的异常时运行状态下的那些相同或者落入其预定的指定范围内，并且类似运行状态还意味着浓气缸和升温处理的当前执行状态与在步骤S7a中存储的浓气缸和升温处理的执行状态相匹配。
升温处理中的燃料增减比率与预定的指定范围相同或者落入预定的指定范围内并且浓气缸与在步骤S7a中存储的浓气缸相匹配的情况对应于基本上满足升温处理的条件的状态。当在这样的状态下进行至正常状态的恢复判定时，保证了恢复判定的准确性。
当在升温处理中不管燃料增减比率而进行恢复判定时，可能出现以下情况。例如，在将燃料增减比率设定得较小的升温处理期间，在燃料增加比率较小的浓气缸中发生失火，并且判定发动机20处于异常状态。此后，将燃料增减比率被设定得较大的相同浓气缸中的失火消除，并且判定发动机20已经恢复至正常状态。在这种情况下，在燃料增加比率被设定得较小的升温处理中，存在浓气缸中继续发生失火的可能性。
另外，当不顾哪个气缸在升温处理中被控制为浓气缸而进行恢复判定时，可能出现以下问题。例如，出现以下可能性：在第二气缸于升温处理中被控制为稀气缸之后，发生失火，并且判定发动机20处于异常状态，将第二气缸切换为浓气缸，失火消除，并且判定发动机20已经恢复至正常状态。然而，当第二气缸在上述情况下于升温处理中被控制为稀气缸时，存在第二气缸中继续发生失火的可能性。因此，正如所描述的，至正常状态的恢复判定的准确性可能降低。
同时，在该改型示例中，在除了发动机20的转速等之外还有升温处理中的燃料增减比率与在异常时运行状态下的升温处理中的燃料增减比率相同或者落入其指定范围内并且升温处理中的浓气缸与在异常时运行状态下的升温处理中的浓气缸相匹配的类似运行状态下进行恢复判定。因此，抑制了如上所述的恢复判定的准确性的降低。
在上述改型示例中，在步骤S7a中，将升温处理中的浓气缸存储在ECU 50的存储器中。然而，代替浓气缸，也可以将稀气缸存储在ECU 50的存储器中。在这种情况下，如果升温处理中的稀气缸与存储在存储器中的稀气缸相匹配，则可以判定建立了类似运行状态。替代性地，可以将升温处理中的浓气缸和稀气缸两者都存储在存储器中。此后，如果升温处理中的浓气缸和稀气缸与存储在存储器中的浓气缸和稀气缸相匹配，则可以判定建立了类似运行状态。
在上述改型示例中，由于考虑了燃料增减比率和浓气缸两者来判定是否建立了类似运行状态，因而存在进行恢复判定的机会的数量减少的可能性。为此，不管哪个气缸是浓气缸，在升温处理中的燃料增减比率与处于异常时运行状态下的升温处理中的燃料增减比率相同或者落入处于异常时运行状态下的升温处理中的燃料增减比率的指定范围内的情况下，就可以判定建立了类似运行状态并且可以进行恢复判定。替代性地，不管燃料增减比率如何，在升温处理中的浓气缸与处于异常时运行状态下的升温处理中的浓气缸相同的情况下，就可以判定建立了类似运行状态并且可以进行恢复判定。在这种情况下，与上述改型示例相比，恢复判定的执行频率会增大。
在上述示例和改型示例中，在升温处理时，升温处理中的浓空燃比和稀空燃比通过增加或减少实现目标空燃比的燃料喷射量进行修正来获取。然而，本发明不限于此。在升温处理中，可以将气缸中的任一气缸的目标空燃比直接设定为浓空燃比，并且可以将其他气缸中的每个气缸的目标空燃比直接设定为稀空燃比。在这种情况下，作为在升温处理中设定的目标空燃比的浓空燃比与稀空燃比之间的差值对应于上述参数值。
在上述示例和改型示例中，发动机20包括端口喷射阀12p和缸内喷射阀12d两者。然而，发动机20不限于这样的发动机。发动机20可以仅包括端口喷射阀12p和缸内喷射阀12d中的一者。在这种情况下，在不存储喷射比的情况下，判定是否建立了与异常时运行状态相同或类似的类似运行状态。
到目前为止已经详细描述了本发明的示例。然而，本发明不限于这样的特定示例，并且能够在权利要求中所描述的本发明的要旨的范围内对本发明做出各种改型和变型。

Claims (4)

1.一种用于内燃发动机的异常诊断装置，所述内燃发动机包括多个气缸，所述异常诊断装置的特征在于包括：
电子控制单元，所述电子控制单元构造成：
执行升温处理以使对来自所述气缸的排气进行净化的催化剂的温度升高，所述升温处理是用以将所述多个气缸中的至少一个气缸的空燃比控制为低于理论空燃比的浓空燃比并将其他气缸中的每个气缸的空燃比控制为高于所述理论空燃比的稀空燃比的处理；
判定所述内燃发动机是否处于在所述多个气缸中的至少一个气缸中发生失火的异常状态；
当所述电子控制单元判定所述内燃发动机处于所述异常状态时，存储所述异常状态下的以下值(i)至(iv)，
(i)内燃发动机转速，
(ii)内燃发动机负荷，
(iii)内燃发动机冷却剂温度，和
(iv)指示所述升温处理是否被执行的执行状态；以及
当所述电子控制单元判定当前的内燃发动机转速、当前的内燃发动机负荷以及当前的内燃发动机冷却剂温度与所存储的内燃发动机转速、所存储的内燃发动机负荷以及所存储的内燃发动机冷却剂温度具有相同的值或者落入所存储的内燃发动机转速、所存储的内燃发动机负荷以及所存储的内燃发动机冷却剂温度的预定的指定范围内并且当前的升温处理执行状态与所存储的升温处理执行状态相匹配时，判定所述内燃发动机是否已经从所述异常状态恢复至正常状态。
2.根据权利要求1所述的异常诊断装置，其特征在于，
所述电子控制单元构造成：当所述电子控制单元判定所述内燃发动机在所述升温处理期间处于所述异常状态时，存储与经所述升温处理控制的所述浓空燃比与所述稀空燃比之间的差值相关联的参数值，并且
所述电子控制单元构造成：判定经所述升温处理控制的当前的参数值是否与所存储的参数值相同或者落入所存储的参数值的预定的指定范围内。
3.根据权利要求1或2所述的异常诊断装置，其特征在于，
所述电子控制单元构造成：当所述电子控制单元判定所述内燃发动机在所述升温处理期间处于所述异常状态时，存储指示经所述升温处理控制成所述浓空燃比和所述稀空燃比中的一者的气缸的信息，并且
所述电子控制单元构造成：判定经所述升温处理控制成所述浓空燃比和所述稀空燃比中的一者的当前气缸是否与由所存储的信息指示的气缸相匹配。
4.一种用于内燃发动机的异常诊断方法，所述内燃发动机包括多个气缸，所述异常诊断方法的特征在于包括：
由电子控制单元执行升温处理以使对来自所述气缸的排气进行净化的催化剂的温度升高，所述升温处理是用以将所述多个气缸中的至少一个气缸的空燃比控制为低于理论空燃比的浓空燃比并将其他气缸中的每个气缸的空燃比控制为高于所述理论空燃比的稀空燃比的处理；
由所述电子控制单元判定所述内燃发动机是否处于在所述多个气缸中的至少一个气缸中发生失火的异常状态；
当所述电子控制单元判定所述内燃发动机处于所述异常状态时，将所述异常状态下的以下值(i)至(iv)存储在所述电子控制单元中，
(i)内燃发动机转速，
(ii)内燃发动机负荷，
(iii)内燃发动机冷却剂温度，和
(iv)指示所述升温处理是否被执行的执行状态；以及
当所述电子控制单元判定当前的内燃发动机转速、当前的内燃发动机负荷以及当前的内燃发动机冷却剂温度与所存储的内燃发动机转速、所存储的内燃发动机负荷以及所存储的内燃发动机冷却剂温度具有相同的值或者落入所存储的内燃发动机转速、所存储的内燃发动机负荷以及所存储的内燃发动机冷却剂温度的预定的指定范围内并且当前的升温处理执行状态与所存储的升温处理执行状态相匹配时，由所述电子控制单元判定所述内燃发动机是否已经从所述异常状态恢复至正常状态。
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