CN1490504A - 内燃机的故障检测装置 - Google Patents

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Abstract

一种内燃机的故障检测装置，具有：根据由新气流量检测装置(气流传感器)检测出的新气流入量与由新气量基准值设定装置(S20)设定的新气流入量的基准值的比较结果来检测新气流量检测装置(气流传感器)是否有异常的故障检测装置(S22～S30)；和排气流量调节装置，所述新气量基准值设定装置是，不仅根据内燃机的运行状态(发动机转速Ne，燃料喷射量Qf等)、还根据由目标调节量设定装置(S12，S14)设定的排气流量调节装置的目标调节量(目标节流阀开度)来设定基准值(S16)。

Description

内燃机的故障检测装置
技术领域
本发明涉及内燃机的故障检测装置，尤其是涉及可靠地检测气流传感器异常的技术。
背景技术
近年来，为了防止从装载在车辆上的发动机排出有害的排气，通过使用各种控制手段以期提高排气性能。这种控制手段，是根据来自各种传感器类的信息来实现提高排气性能的。
但是，一旦这些传感器类发生故障，则有可能导致排气性能的恶化，故需要可靠地检测传感器类的故障。为此，最近开发出了装载有车载故障诊断系统(OBD等)的车辆，并已被实用化，由此，排气性能得到进一步的提高。
传感器类中，来自气流传感器(AFS)的信息多用于后处理装置和EGR等控制中，一旦该气流传感器发生故障，则会对排气性能产生非常大的影响，对该气流传感器的故障诊断显得尤其重要。
为此，比如有这样的提案(比如，参照日本专利特开平10-018897号公报)，即，当发动机转速在规定值以下且气流传感器检测出的吸入空气量在规定值以上时，判断气流传感器为异常。
在这样的气流传感器的故障诊断中，通常根据发动机的转速、燃料喷射量、发动机扭矩、节流阀开度、进气负压等的运行状态，将预先设定的基准值与来自气流传感器的输出值进行比较，以此进行故障判断。
但是，在为了促进排气净化而在进气系统或排气系统中设置排气流量控制阀以进行排气流量调节的场合，或在此基础上，在进气系统内导入EGR的场合，新气量会随排气流量控制阀的开度和EGR阀的开度而变化，存在无法正确地进行气流传感器的故障判断的问题。
为了解决该问题，比如可以考虑当排气流量控制阀和EGR阀的开度变动时不进行气流传感器的故障判断。比如，在上述公报中揭示的装置的场合，在供给旁通空气的发动机冷态时，禁止进行气流传感器的异常判断。
但是，进行这样的限制会使能够进行气流传感器的故障判断的时期受到很大的限制，是不太理想的。
发明的概要
本发明是为解决这样的问题而进行的，其目的在于，提供一种与排气流量控制无关、能可靠地检测气流传感器异常的内燃机故障检测装置。
为了达到上述目的，本发明的故障检测装置，其特征在于，包括：设置在内燃机进气系统中、用于检测导入内燃机燃烧室内的新气流入量的新气流量检测装置；根据内燃机的运行状态设定新气流入量基准值的新气量基准值设定装置；根据由上述新气流量检测装置检测出的新气流入量与由上述新气量基准值设定装置设定的基准值的比较结果、而检测上述新气流量检测装置是否异常的故障检测装置；设置在内燃机的进气系统及排气系统中的至少任何一方、调节排气流量的排气流量调节装置；为了使排气系统的空燃比或空气过剩率成为内燃机的运行状态所对应的规定值、而根据该运行状态对上述排气流量调节装置的目标调节量进行设定的目标调节量设定装置；以及根据由该目标调节量设定装置所设定的目标调节量、而对上述排气流量调节装置进行控制的排气流量控制装置，上述新气量基准值设定装置是，根据内燃机的运行状态及上述目标调节量设定装置所设定的上述排气流量调节装置的目标调节量来进行基准值的设定。
即，利用新气量基准值设定装置，根据内燃机的运行状态(发动机的转速、燃料喷射量、发动机扭矩、节流阀开度、进气负压等)而设定新气流入量的基准值，根据该被设定的基准值与新气流量检测装置检测出的新气流入量的比较结果，来检测新气流量检测装置(气流传感器)有无异常和故障，而新气量基准值设定装置根据内燃机的运行状态，同时还根据由目标调节量设定装置所设定的排气流量调节装置的目标调节量进行基准值的设定。
因此，可将新气流入量的基准值作成考虑了目标调节量、即由排气流量调节装置引起的排气流量的调节量的值，能与为了促进排气净化的排气流量的调节无关、正确而可靠地进行新气流量检测装置的故障诊断，能提高新气流量检测装置的可靠性。由此，能进一步提高排气性能。
另外，本发明的故障检测装置，其特征在于，上述排气流量调节装置，至少包括设置在进气系统中调节新气流入量的进气节流阀以及设置在排气系统中直接调节排气流量的排气节流阀中的任何1个，所述新气量基准值设定装置根据内燃机的运行状态、由所述目标调节量设定装置所设定的所述进气节流阀及根据所述排气节流阀的目标阀开度来设定基准值。
即，新气量基准值设定装置，根据内燃机的运行状态并由目标调节量设定装置所设定的进气节流阀及排气节流阀的目标阀开度进行基准值的设定。
因此，可将新气流入量的基准值作成考虑了该目标阀开度、即由进气节流阀及排气节流阀引起的排气流量的调节量的值，同样能与为了促进排气净化的排气流量的调节无关、正确而可靠地进行新气流量检测装置的故障诊断，能提高新气流量检测装置的可靠性。
另外，本发明的故障检测装置，其特征在于，具有通过检测排气浓度而对排气系统的空燃比或空气过剩率进行检测的排气浓度检测装置，所述新气量基准值设定装置，根据所述排气浓度检测装置检测出的排气系统的空燃比或空气过剩率与所述规定值之差，而对所述排气流量调节装置的目标调节量进行修正，根据该修正的目标调节量进行所述基准值的设定。
即，排气流量调节装置的目标调节量，为了使排气系统的空燃比或空气过剩率成为与内燃机运行状态相对应的值，根据运行状态(发动机转速、燃料喷射量等)所设定的指令值，有可能与实际的调节量不同，故根据由排气浓度检测装置检测出的排气系统的空燃比或空气过剩率与所述规定值之差而对排气流量调节装置的目标调节量进行修正，根据该修正的目标调节量进行基准值的设定。
因此，可将新气流入量的基准值作成与排气流量调节装置的实际调节量相匹配的正确的值，能提高排气流量调节时的新气流量检测装置的故障诊断的精度，能提高新气流量检测装置的可靠性。
另外，本发明的故障检测装置，其特征在于，具有通过检测排气浓度而对排气系统的空燃比或空气过剩率进行检测的排气浓度检测装置，所述排气流量控制装置，为了使所述排气浓度检测装置检测出的排气系统的空燃比或空气过剩率与所述规定值一致而对所述排气流量调节装置的调节量进行修正。
即，排气流量调节装置的目标调节量，有可能与实际的调节量不同，故为了使由所述排气浓度检测装置检测出的排气系统的空燃比或空气过剩率与所述规定值一致而对所述排气流量调节装置的调节量进行修正控制。
因此，可将新气流入量的基准值作成与排气流量调节装置的实际调节量相匹配的正确的值，能提高排气流量调节时的新气流量检测装置的故障诊断的精度，能提高新气流量检测装置的可靠性。
另外，本发明的故障检测装置，其特征在于，具有通过检测排气浓度而对排气系统的空燃比或空气过剩率进行检测的排气浓度检测装置，所述新气量基准值设定装置，当所述排气浓度检测装置检测出的排气系统的空燃比或空气过剩率与所述规定值不同时，停止所述排气流量控制装置对所述排气流量调节装置的控制，仅根据内燃机的运行状态进行基准值的设定。
即，排气流量调节装置的目标调节量，有可能与实际的调节量不同，故由所述排气浓度检测装置检测出的排气系统的空燃比或空气过剩率与所述规定值不同时，停止排气流量调节装置的控制。
因此，不会减少故障诊断的机会，仅根据内燃机的运行状态对新气流入量的基准值进行设定，能提高新气流量检测装置的故障诊断的精度，能提高新气流量检测装置的可靠性。
另外，本发明的故障检测装置，其特征在于，具有：设置在内燃机进气系统中、用于检测导入内燃机燃烧室内的新气流入量的新气流量检测装置；根据内燃机的运行状态设定新气流入量基准值的新气量基准值设定装置；根据所述新气流量检测装置检测出的新气流入量与所述新气量基准值设定装置设定的基准值的比较结果、检测上述新气流量检测装置是否异常的故障检测装置；设置在内燃机的进气系统及排气系统中的任何一方、调节排气流量的排气流量调节装置；为了使排气系统的空燃比或空气过剩率成为内燃机的运行状态所对应的规定值、而根据该运行状态对上述排气流量调节装置的目标调节量进行设定的目标调节量设定装置；根据该目标调节量设定装置所设定的目标调节量、对上述排气流量调节装置进行控制的排气流量控制装置；从内燃机的排气系统将排气的一部分作为EGR气体向所述进气系统环流的EGR通道；安装于该EGR通道内、通过开度的变更而对EGR气体量进行调节的EGR阀；为了使排气系统的空燃比或空气过剩率成为上述规定值、而根据所述运行状态对所述EGR阀的目标EGR阀开度进行设定的目标开度设定装置；根据由该目标开度设定装置所设定的目标EGR阀开度而对所述EGR阀进行控制的EGR阀控制装置，所述新气量基准值设定装置，根据内燃机的运行状态及由所述目标调节量设定装置所设定的所述排气流量调节装置的目标调节量及由所述目标开度设定装置所设定的目标EGR阀开度而设定基准值。
即，由新气量基准值设定装置，根据内燃机的运行状态(发动机的转速、燃料喷射量、发动机扭矩、节流阀开度、进气负压等)设定新气流入量的基准值，根据该被设定的基准值与由新气流量检测装置检所测出的新气流入量的比较结果，来检测新气流量检测装置(气流传感器)有无异常和故障，但新气量基准值设定装置是，根据内燃机的运行状态并由目标调节量设定装置所设定的排气流量调节装置的目标调节量及由目标开度设定装置所设定的目标EGR阀开度而设定基准值。
因此，可将新气流入量的基准值作成考虑了目标调节量、即由排气流量调节装置引起的排气流量的调节量及目标EGR阀开度、即EGR气体量的值，能与为了促进排气净化的排气流量的调节和EGR气体的导入无关、正确而可靠地进行新气流量检测装置的故障诊断，能提高新气流量检测装置的可靠性。由此，能进一步提高排气性能。
另外，本发明的故障检测装置，其特征在于，所述排气流量调节装置，至少包括设置在进气系统中调节新气流入量的进气节流阀以及设置在排气系统中直接调节排气流量的排气节流阀中的任何1个，所述新气量基准值设定装置根据内燃机的运行状态、并由所述目标调节量设定装置所设定的所述进气节流阀、所述排气节流阀的目标阀开度以及由所述目标开度设定装置所设定的目标EGR阀开度而设定基准值。
即，新气量基准值设定装置，根据内燃机的运行状态并根据由目标调节量设定装置所设定的进气节流阀及排气节流阀的目标阀开度及由所述目标开度设定装置所设定的目标EGR阀开度而设定基准值。
因此，可将新气流入量的基准值作成考虑了该目标阀开度、即由进气节流阀及排气节流阀引起的排气流量的调节量及目标EGR阀开度、即EGR气体量的值，同样能与为了促进排气净化的排气流量的调节和EGR气体的导入无关、正确而可靠地进行新气流量检测装置的故障诊断，能提高新气流量检测装置的可靠性。
另外，本发明的故障检测装置，其特征在于，具有通过检测排气浓度而对排气系统的空燃比或空气过剩率进行检测的排气浓度检测装置，所述新气量基准值设定装置是，根据所述排气浓度检测装置检测出的排气系统的空燃比或空气过剩率与所述规定值之差，至少对所述排气流量调节装置的目标调节量及所述目标EGR阀开度中的任何一方进行修正，根据该修正的目标调节量及目标EGR阀开度设定所述基准值。
即，排气流量调节装置的目标调节量及EGR阀的目标EGR阀开度，是为了使排气系统的空燃比或空气过剩率成为与内燃机的运行状态相对应的值而根据运行状态(发动机转速、燃料喷射量等)所设定的指令值，有可能与实际的调节量和EGR阀开度不同，故根据排气浓度检测装置检测出的排气系统的空燃比或空气过剩率与所述规定值之差对排气流量调节装置的目标调节量和目标EGR阀开度进行修正，根据该修正的目标调节量及目标EGR阀开度而设定基准值。
因此，可将新气流入量的基准值作成与排气流量调节装置的实际调节量和EGR阀开度相匹配的正确的值，能提高排气流量调节时的新气流量检测装置的故障诊断的精度，能提高新气流量检测装置的可靠性。
另外，本发明的故障检测装置，其特征在于，具有通过检测排气浓度而对排气系统的空燃比或空气过剩率进行检测的排气浓度检测装置，所述排气流量控制装置是，为了使由所述排气浓度检测装置所检测出的排气系统的空燃比或空气过剩率与所述规定值一致而对所述排气流量调节装置的调节量进行修正，所述EGR阀控制装置是，为了使由所述排气浓度检测装置所检测出的排气系统的空燃比或空气过剩率与所述规定值一致而对所述EGR阀的开度进行修正。
即，排气流量调节装置的目标调节量和EGR阀的目标EGR阀开度，有可能与实际的调节量和EGR阀开度不同，故为了使由所述排气浓度检测装置所检测出的排气系统的空燃比或空气过剩率与所述规定值一致而对所述排气流量调节装置的调节量及EGR阀开度进行修正控制。
因此，可将新气流入量的基准值作成与排气流量调节装置的实际调节量和EGR阀开度相匹配的正确的值，能提高排气流量调节时的新气流量检测装置的故障诊断的精度，能提高新气流量检测装置的可靠性。
另外，本发明的故障检测装置，其特征在于，具有通过检测排气浓度而对排气系统的空燃比或空气过剩率进行检测的排气浓度检测装置，所述新气量基准值设定装置是，当由所述排气浓度检测装置所检测出的排气系统的空燃比或空气过剩率与所述规定值不同时，停止所述排气流量控制装置对所述排气流量调节装置的控制及所述EGR阀控制装置对所述EGR阀的控制，仅根据内燃机的运行状态而设定基准值。
即，排气流量调节装置的目标调节量和EGR阀的目标EGR阀开度，有可能与实际调节量和EGR阀开度不同，当由所述排气浓度检测装置所检测出的排气系统的空燃比或空气过剩率与所述规定值不同时，停止排气流量调节装置的控制及EGR阀的控制。
因此，不会减少故障诊断的机会，仅根据内燃机的运行状态而对新气流入量的基准值进行设定，能提高新气流量检测装置的故障诊断的精度，能提高新气流量检测装置的可靠性。
本发明应用范围可在以下详细描述中变得更明白。然而，通过给出的图示可知本发明详细描述和首选的具体化实施例，因为从这些详细描述，对于那些技术方面的技巧、在本发明精神和范围内的各种变形例和更改是显而易见的。
附图的简单说明
图1是本发明的内燃机的故障检测装置的概要结构图。
图2是表示本发明第1实施例的气流传感器(AFS)故障判断控制的控制程序流程图。
图3是表示本发明第2实施例的AFS故障判断控制的控制程序流程图。
图4是表示本发明第3实施例的AFS故障判断控制的控制程序流程图。
图5是表示本发明第4实施例的AFS故障判断控制的控制程序流程图。
图6是表示本发明第5实施例的AFS故障判断控制的控制程序流程图。
图7是表示本发明第6实施例的AFS故障判断控制的控制程序流程图。
发明的最佳实施形态
以下，利用附图对本发明的实施形态作说明。
图1是表示本发明的内燃机的故障检测装置的概要结构图，以下，根据该图对本发明的内燃机的故障检测装置的结构作说明。
如图1所示，内燃机即发动机1比如是共轨式串联4缸的柴油发动机。共轨式的发动机1中，电磁式的燃料喷射喷嘴4面向燃烧室2而设置在各个气缸内，各燃料喷射喷嘴4由高压管5与共轨6连接。并且，共轨6借助高压管7a而与高压泵8连接，该高压泵8借助低压管7b而与燃料箱9连接。另外，由于发动机1是柴油发动机，故燃料使用轻油。
发动机1的进气通道10内设有电磁式的进气节流阀(排气流量调节装置)12，在进气节流阀12的上游侧设有根据输出信号Safs对新气流入量Qa进行检测的气流传感器(AFS、新气流量检测装置)14。进气节流阀12比如由蝶阀构成，气流传感器14，这里比如采用卡门涡式气流传感器。不过，气流传感器14也可是热线式气流传感器等。
另一方面，排气通道20中设有后处理装置24。后处理装置24比如柴油·散式流化过滤器(DPF)24b的上游设有氧化催化剂24a，构成连续再生式DPF。
连续再生式DPF，在氧化催化剂24a中生成氧化剂(NO2)，通过该生成的氧化剂使下游的DPF24b中堆积的散式流化(PM)在排气处于较高的温度下连续地氧化除去，构成DPF24b可再生。
另外，在排气通道20的后处理装置24的上游位置设有通过检测排气中的氧气浓度对排气系统的空气过剩率λ进行检测的λ传感器(O2传感器等、排气浓度检测装置)26。另外，这里是对空气过剩率λ进行检测，也可检测空燃比，也可用空燃比传感器(LAFS等)代替λ传感器26。
另外，在排气通道20内设有电磁式的排气节流阀(排气流量调节装置)22。排气节流阀22，与上述进气节流阀12相同，比如由蝶阀构成，通过与进气节流阀12一起或单独进行动作，调节排气流量，即调节排气流速，控制排气的排气通道20内的温度，比如发动机1的冷态起动时等，可实现促进排气的净化。而且，排气节流阀22也能起到排气门的功能。
此外，将一部分排气作为EGR气体向进气系统环流的EGR通道30从排气通道20的发动机1的附近位置开始延伸，该EGR通道30的终端与进气通道10的进气节流阀12下游部分连接。而且，在EGR通道30内设有可任意调节开度的电磁阀的EGR阀32。
电子控制单元(ECU)40的输入侧除了上述气流传感器14、λ传感器26以外、还连接有油门踏板42的踩入量、即检测油门开度θacc的油门开度传感器(APS)44和通过检测曲柄角可检测发动机转速Ne的曲柄角传感器46等各种传感器类。
另一方面，ECU40的输出侧除了上述燃料喷射喷嘴4、进气节流阀12、排气节流阀22、EGR阀32以外、还连接有对各种故障状况进行点灯表示的故障灯50等各种设备类。
由此，根据各种传感器类的输入信息，各种设备类被动作控制，发动机1得到适当的运行控制。比如，根据来自油门开度传感器44、气流传感器14、λ传感器26的信息，燃料喷射量Qf和进气节流阀12的开度得到调节，从而进行发动机1的运行控制，不仅通常的运行，而且实施后处理装置24的再生控制、促进排气净化的进气节流阀12及排气节流阀22的开度控制(EGR阀控制装置)等。
以下，对上述结构的内燃机的故障检测装置的作用进行说明。
首先，对第1实施例作说明。
图2是表示本发明的第1实施例的内燃机的故障检测装置的气流传感器(AFS)故障判断控制的控制程序的流程图，以下沿该流程图作说明。
首先，步骤S10中，是否有排气流量控制，即进气节流阀12及排气节流阀22一起、或进气节流阀12或排气节流阀22单独进行关阀控制，判断是否调节排气流量。即，发动机1例如处于冷态起动状态，在排气净化性能低的情况下，实施排气流量控制，判断是否在实施促进排气净化。如判断结果是肯定(YES)即有排气流量控制的场合，进入步骤12。
在步骤S12中，对作为进气节流阀12及排气节流阀22的整体的目标节流阀开度进行设定。这里，比如根据发动机1的温度(冷却水温度等)设定目标节流阀开度(目标调节量、目标阀开度)(目标调节量设定装置)。在此场合，通常根据发动机1的运行状态设定空气过剩率λ的目标值(规定值)λ1，但一旦进气节流阀12及排气节流阀22的开度发生变化，则因排压上升而产生排气的朝燃烧室2内的EGR，空气过剩率λ根据该EGR量而变化。因此，这里，为了进一步根据目标节流阀开度使空气过剩率λ保持目标值λ1，而对燃料喷射量Qf进行控制。换言之，边使空气过剩率λ成为目标值λ1边设定目标节流阀开度。实际上，比如事先根据实验等设定表示发动机转速Ne、燃料喷射量Qf及目标值λ1与目标节流阀关系的图，一旦目标节流阀开度被设定，可从该图中读出合适的燃料喷射量Qf。
步骤S14中，根据由λ传感器26检测出的实际空气过剩率λ而对上述设定的目标节流阀开度进行修正。目标节流阀开度不过是来自ECU40的指令值，并不是实际值，故即使将进气节流阀12及排气节流阀22的开度在目标值λ1以下控制为目标节流阀开度，有时进气节流阀12及排气节流阀22的实际开度也与目标节流阀开度之间产生开度差。一旦产生这样的开度差，空气量就会增减，在目标值λ1与实际空气过剩率λ之间产生相同的差。因此，将该目标值λ1与实际空气过剩率λ进行比较，根据该比较结果将目标节流阀开度修正为实际的开度。
具体来讲，求出目标值λ1与由λ传感器26检测出的实际空气过剩率λ的值之差(绝对值)｜λ-λ1｜，对目标节流阀开度进行相当于该差值的修正。而且，也可将这样求得的目标节流阀开度的修正值作为学习值进行储存。
由此，目标节流阀开度成为与进气节流阀12及排气节流阀22的实际开度相匹配的合适的值。
步骤S16中，根据上述求得的合适的目标节流阀开度设定新气流入量Qa的基准值、即设定新气量基准值(新气量基准值设定装置)。即，新气流入量Qa的基准值即新气量基准值，基本上根据发动机1的运行状态(发动机的转速Ne、燃料喷射量Qf、发动机扭矩、节流阀开度(节流开度)、进气负压等)进行设定，但这里将该新气量基准值用上述求得的目标节流阀开度进行修正。实际上，事先将实施排气流量控制的场合的新气流入量Qa′与目标节流阀开度之间关系用图进行设定，这里，将从该图中读出的新气流入量Qa′作为新气量基准值进行设定。
此时，如上所述，由于目标节流阀开度成为与进气节流阀12及排气节流阀22的实际开度相匹配的合适的值，故新气量基准值与不调节进气节流阀12及排气节流阀22、不调节排气流量的场合相同，能设定为正确的值。
另一方面，上述步骤S10的判断结果为否定(No)即判断为没有实施排气流量控制的场合，进入步骤S20。
在此场合，不考虑目标节流阀开度，而直接将与发动机1的运行状态相对应的通常的新气流入量Qa作为新气量基准值进行设定。
在步骤S22中，将气流传感器14的输出信号Safs与上述那样求得的新气量基准值之差(绝对值)｜Safs-基准值｜作为X来算出(｜Safs-基准值｜＝X)。即，只要气流传感器14正常发挥功能，则输出信号Safs必然与新气量基准值一致，但这里输出信号Safs与新气量基准值不一致的场合，该不一致的情况作为X进行检测。
然后，在步骤S24中，判断该差X是否在规定值X1(微小值)以上(X≥X1)。
步骤S24的判断结果为肯定(Yes)、即判断差X在规定值X1以上的场合，气流传感器14没有发挥正常的功能，属于异常，判断为气流传感器14发生了故障(故障检测装置)。因此，在此场合，步骤S26中，确认差值X处于规定值X1以上的状态下持续了规定时间t1，在步骤S28中，将气流传感器14处于故障状态通过使故障灯50点灯，以告知运行人员。另外，在步骤S30中，气流传感器14将与故障对应的故障编码记录在ECU40内的存储器内。
尤其是，这里新气基准值根据合适的目标节流阀开度，与进气节流阀12及排气节流阀22不动作的场合相同而能非常正确地进行设定，故与排气流量的调节无关，能高精度地检测气流传感器14的故障，可提高气流传感器14的可靠性。由此，比如，将气流传感器14的输出信息用于后处理装置24的再生控制的场合，恰当地进行该控制，可进一步提高排气性能。
当步骤S24的判断结果为否定(No)即判断差值X比规定值X1(微小值)小的场合，则判断气流传感器14无故障、在正常地进行工作，直接跳出该程序。
下面，说明第2实施例。
图3是将第2实施例的内燃机的故障检测装置的气流传感器(AFS)故障判断控制的控制程序用流程图进行表示，以下沿该流程图作说明。该第2实施例中，仅对与上述第1实施例不同的部分作说明。
第2实施例中，在步骤S12中，设定了目标节流阀开度以后，不进行上述第1实施例那样的修正，在下面的步骤S16中，直接根据该目标节流阀开度进行新气量基准值的设定。
而且，在步骤S17中，对由λ传感器26检测出的实际空气过剩率λ与目标值λ1是否相等(λ＝λ1)进行判断。换言之，进气节流阀12及排气节流阀22的实际开度与目标节流阀开度之间产生开度差，对目标值λ1与实际的空气过剩率λ之间是否也产生同样的差进行判断。
当步骤S17的判断结果为肯定(Yes)即判断为实际的空气过剩率λ与目标值λ1相等的场合，则可判断目标节流阀开度是与进气节流阀12及排气节流阀22的实际开度相匹配和恰当的，进入步骤S22。
另一方面，当步骤S17的判断结果为否定(No)即判断为实际的空气过剩率λ与目标值λ1不同的场合，在步骤S18中，对进气节流阀12及排气节流阀22的节流阀开度进行修正，以使实际空气过剩率λ与目标值λ1一致。
即，上述第1实施例中，相对于进气节流阀12及排气节流阀22的实际开度对目标节流阀开度进行修正，但该第2实施例中，相对于目标节流阀开度对进气节流阀12及排气节流阀22的实际开度进行修正。
因此，进气节流阀12及排气节流阀22的实际开度是与目标节流阀开度相匹配和恰当的，新气量基准值仍是与进气节流阀12及排气节流阀22不动作的场合相同，能设定成非常正确的值。
由此，与排气流量的调节无关，能高精度地检测气流传感器14的故障，可提高气流传感器14的可靠性，比如，在将气流传感器14的信息用于后处理装置24的再生控制的场合，可恰当地进行该控制，进一步提高排气性能。
下面，说明第3实施例。
图4是将第3实施例的内燃机的故障检测装置的气流传感器(AFS)故障判断控制的控制程序用流程图进行表示，以下按该流程图作说明。另外，该第3实施例中，仅对与上述第1实施例、第2实施例不同的部分作说明。
第3实施例中，在步骤S12中设定了目标节流阀开度以后，与上述第2实施例相同，在下面的步骤S16中，直接根据该目标节流阀开度设定新气量基准值。
而且，在步骤S17中，与上述第2实施例相同，对由λ传感器26检测出的实际空气过剩率λ与目标值λ1是否相等(λ＝λ1)进行判断。
当步骤S17的判断结果为肯定(Yes)即判断为实际的空气过剩率λ与目标值λ1相等的场合，则可判断目标节流阀开度是与进气节流阀12及排气节流阀22的实际的开度相匹配和恰当的，进入步骤S22。
另一方面，当步骤S17的判断结果为否定(No)即判断为实际的空气过剩率λ与目标值λ1不同的场合，在步骤S19中停止排气流量控制，在步骤S20中直接将通常的新气流入量Qa作为新气量基准值进行设定后，进入步骤S22。
即，上述第3实施例中，在实际空气过剩率λ与目标值λ1存在差的场合，判断为无法正确地设定新气量基准值，停止排气流量控制本身，不调节排气流量，将与发动机1的运行状态相对应的通常的新气流入量Qa作为新气量基准值来进行气流传感器14的故障判断。
此时，不是中断气流传感器14的故障判断，即使在排气流量控制停止期间，也继续进行气流传感器14的故障判断，因此故障诊断的机会不会减少。
由此，根本不必考虑排气流量的调节情况，新气量基准值始终能设定为正确的值，能高精度地检测气流传感器14的故障，可提高气流传感器14的可靠性。
下面，说明第4～6实施例。
第4实施例至第6实施例，是表示在考虑了排气流量控制的上述第1实施例至第3实施例的故障判断中进一步考虑EGR控制而进行故障判断的场合，第4实施例与第1实施例对应，第5实施例与第2实施例对应，第6实施例与第3实施例对应。
图5是将第4实施例的内燃机的故障检测装置的气流传感器(AFS)故障判断控制的控制程序用流程图进行表示，以下按该流程图作说明。另外，这里仅对与上述第1实施例不同的部分作说明。
首先，在步骤S10中，与上述相同，是否有排气流量控制，即进气节流阀12及排气节流阀22一起、或进气节流阀12或排气节流阀22单独进行关阀控制，判断是否在调节排气流量。在判断结果是肯定(YES)即有排气流量控制的场合，进入步骤11。
在步骤S11中，判断是否有EGR、即与排气流量控制一起使EGR阀32做开阀动作并判断EGR气体是否导入进气系统。如判断结果是肯定(Yes)即判断为有EGR的场合，进入步骤S12′。
在步骤S12′中，对作为进气节流阀12及排气节流阀22的整体的目标节流阀开度以及EGR阀32的目标EGR阀开度进行设定。这里，对于目标节流阀开度(目标调节量)，如上所述，比如根据发动机1的温度(冷却水温度等)进行设定(目标调节量设定装置)，对于目标EGR阀开度，根据发动机转速Ne、燃料喷射量Qf进行设定(目标开度设定装置)。
在此场合，通常根据发动机1的运行状态设定空气过剩率λ的目标值(规定值)λ1，但一旦进气节流阀12及排气节流阀22的开度发生变化，则如上所述，产生排气朝向燃烧室2内的EGR，空气过剩率λ根据该EGR量而变化，故这里为了进一步根据目标节流阀开度，而使空气过剩率λ保持目标值λ1，对燃料喷射量Qf进行控制。换言之，边使空气过剩率λ成为目标值λ1、边设定目标节流阀开度。实际上，如上所述，可从事先设定好的图中读出燃料喷射量Qf。
另外，一旦目标值λ1发生变化，则与进气节流阀12的开度及燃料喷射量Qf的关系中，EGR气体导入量、即目标EGR阀开度也发生变化，故这里进一步根据空气过剩率λ的目标值λ1设定目标EGR阀开度。实际上，事先根据实验等设定表示发动机转速Ne、燃料喷射量Qf及目标值λ1与目标EGR阀开度的关系的图，目标EGR阀开度可从该图中读出。
步骤S14′中，根据由λ传感器26检测出的实际空气过剩率λ而对上述设定的目标节流阀开度及目标EGR阀开度进行修正。目标节流阀开度和目标EGR阀开度不过是来自ECU40的指令值，并不是实际值，故即使将进气节流阀12及排气节流阀22的开度在目标值λ1以下控制为目标节流阀开度，另外，即使将EGR阀32的开度控制成与目标值λ1对应的目标EGR阀开度，有时进气节流阀12及排气节流阀22的实际开度与目标节流阀开度之间、或EGR阀32的实际开度与目标EGR阀开度之间也会产生开度差。一旦产生这样的开度差，目标值λ1与实际空气过剩率λ之间会产生相同的差。因此，将该目标值λ1与实际的空气过剩率λ进行比较，根据该比较结果而将目标节流阀开度和目标EGR阀开度修正为实际的开度。
具体来讲，与上述相同，求出目标值λ1与由λ传感器26检测出的实际空气过剩率λ的值之差(绝对值)｜λ-λ1｜，对目标节流阀开度和目标EGR阀开度进行相当于该差值的修正。而且，在此场合，也可根据差值｜λ-λ1｜，将目标节流阀开度和目标EGR阀开度作为整体进行修正。
步骤S16′中，根据上述求得的目标节流阀开度及目标EGR阀开度而设定新气流入量Qa的基准值、即设定新气量基准值(新气量基准值设定装置)。即，新气流入量Qa的基准值即新气量基准值，基本上根据发动机1的运行状态(发动机的转速Ne、燃料喷射量Qf、发动机扭矩、节流阀开度、进气负压等)进行设定，但这里将该新气量基准值用上述求得的目标节流阀开度及目标EGR阀开度进行修正。实际上，将实施排气流量控制时的新气流入量Qa′与目标节流阀开度之间关系用图进行设定，这里，求出从该图中读出的新气流入量Qa′与目标EGR阀开度对应的EGR气体量Qerg之差(Qa′-Qerg)，从而将与该差值(Qa′-Qerg)对应的基准值作为新气量基准值求出。或将不含有EGR气体的新气流入量Qa′的新气基准值用与目标EGR阀开度对应的值进行修正。
此时，如上所述，目标节流阀开度和EGR阀开度作为整体成为与进气节流阀12及排气节流阀22和EGR阀32的实际开度相匹配的值，故新气量基准值与不调节排气流量的场合和EGR气体不导入的场合相同，能设定为非常正确的值。
另一方面，上述步骤S10的判断结果为否定(No)即判断为没有实施排气流量控制的场合，步骤S11的判断结果为否定(No)即判断为没有将EGR气体导入进气系统的场合，进入步骤S20。
在此场合，不考虑目标节流阀开度和目标EGR阀开度，直接将与发动机1的运行状态相对应的通常的新气流入量Qa作为新气量基准值进行设定。
然后，与上述相同，在步骤S22中，将气流传感器14的输出信号Safs与上述那样求得的新气量基准值之差(绝对值)｜Safs-基准值｜作为X而计算求出(｜Safs-基准值｜＝X)。然后，在步骤S24中，判断该差值X是否在规定值X1(微小值)以上(X≥X1)，判断结果为肯定(Yes)即判断差值X在规定值X1以上的场合，判断为气流传感器14发生了故障(故障检测装置)，步骤S28中，将气流传感器14处于故障状态通过使故障灯50点灯，以告知操作人员。另外，在步骤S30中，气流传感器14将与故障对应的故障编码记录在ECU40内的存储器内。
由此，即使进行排气流量控制、再将EGR气体导入进气系统的场合，与上述第1实施例至第3实施例的场合相同，能高精度地检测气流传感器14的故障，可提高气流传感器14的可靠性。
图6是将本发明的第5实施例的内燃机的故障检测装置的气流传感器(AFS)故障判断控制的控制程序用流程图进行表示，以下按该流程图作说明。另外，这里仅对与上述第4实施例不同的部分作说明。
第5实施例中，在步骤S12′中，将目标节流阀开度及目标EGR阀开度进行设定后，不进行上述第4实施例那样的修正，在下面的步骤S16′中，直接根据将该目标节流阀开度及目标EGR阀开度设定新气量基准值。
而且，在步骤S17中，与上述相同，对由λ传感器26检测出的实际空气过剩率λ与目标值λ1是否相等(λ＝λ1)进行判断。当判断结果为肯定(Yes)即判断为实际的空气过剩率λ与目标值λ1相等的场合，则可判断目标节流阀开度和目标EGR阀开度为与实际的开度相匹配的，进入步骤S22。
另一方面，当步骤S17的判断结果为否定(No)即判断为实际的空气过剩率λ与目标值λ1不同的场合，在步骤S18′中，对进气节流阀12及排气节流阀22的节流阀开度和EGR阀32的开度进行修正，以使实际的空气过剩率λ与目标值λ1一致。
即，上述第4实施例中，相对于实际值，而对目标节流阀开度和目标EGR阀开度进行了修正，但该第5实施例中，相对于目标值，而对进气节流阀12及排气节流阀22的实际的节流开度及EGR阀32的开度进行修正。
因此，进气节流阀12及排气节流阀22的实际开度和EGR阀32的实际开度是与目标节流阀开度和目标EGR阀开度相匹配的，新气量基准值仍是与不调节排气流量的场合和不导入EGR气体的场合相同，能设定成非常正确的值。
由此，与排气流量的调节和EGR气体的导入无关，能高精度地检测气流传感器14的故障，可提高气流传感器14的可靠性。
图7是将本发明的第6实施例的内燃机的故障检测装置的气流传感器(AFS)故障判断控制的控制程序用流程图进行表示，以下按该流程图作说明。另外，这里仅对与上述第4实施例及第5实施例不同的部分作说明。
第6实施例中，在步骤S12′中，将目标节流阀开度及目标EGR阀开度进行设定后，与上述第5实施例相同，在下面的步骤S16′中，直接根据将该目标节流阀开度及目标EGR阀开度设定新气量基准值。
而且，在步骤S17中，与上述相同，对由λ传感器26检测出的实际空气过剩率λ与目标值λ1是否相等(λ＝λ1)进行判断。当判断结果为肯定(Yes)即判断为实际的空气过剩率λ与目标值λ1相等的场合，则可判断目标节流阀开度和目标EGR阀开度为与实际的开度相匹配的，进入步骤S22。
另一方面，当步骤S17的判断结果为否定(No)即判断为实际的空气过剩率λ与目标值λ1不同的场合，在步骤S19′中，停止排气流量控制及EGR控制，在步骤S20中，将通常的新气流入量Qa直接作为新气量基准值进行设定后，进入步骤S22。
即，上述第6实施例中，在实际空气过剩率λ与目标值λ1存在差的场合，判断为无法正确地设定新气量基准值，停止排气流量控制及EGR控制本身，不调节排气流量，另外不导入EGR气体，将与发动机1的运行状态相对应的通常的新气流入量Qa作为新气量基准值来进行气流传感器14的故障判断。
由此，故障诊断的机会不会减少，根本不必考虑排气流量的调节情况和EGR气体的导入情况，新气量基准值始终能设定为正确的值，仍能高精度地检测气流传感器14的故障，可提高气流传感器14的可靠性。
以上对本发明的实施形态做了说明，但本发明的实施形态并不局限于上述实施形态。
比如，上述实施形态中，作为排气浓度检测装置具有λ传感器(O2传感器等)26，构成由该λ传感器26对排气系统的空气过剩率λ或空燃比进行检测，并与目标值(规定值)λ1进行比较，但并不局限于此，也可构成具有检测流入燃烧室2的气体浓度的装置，将该流入气体浓度与规定值进行比较。
另外，上述实施形态中，作为排气流量调节装置设有进气节流阀12及排气节流阀22，但也可由进气节流阀12及排气节流阀22中的任何一方构成。
另外，上述实施形态中，作为发动机1，采用了柴油发动机，但发动机1也可是汽油发动机。

Claims (10)

1.一种内燃机的故障检测装置，其特征在于，具有：
设置在内燃机进气系统中、用于检测导入内燃机燃烧室内的新气流入量的新气流量检测装置(14)；
根据内燃机的运行状态设置新气流入量的基准值的新气量基准值设定装置(S20)；
根据由所述新气流量检测装置检测出的新气流入量与所述新气量基准值设定装置所设定的基准值的比较结果，检测所述新气流量检测装置是否有异常的故障检测装置(S22～S30)；
至少设置在内燃机的进气系统及排气系统中的任何一方、调节排气流量的排气流量调节装置(12，22)；
为了使排气系统的空燃比或空气过剩率成为内燃机的运行状态所对应的规定值，根据该运行状态而对所述排气流量调节装置的目标调节量进行设定的目标调节量设定装置(S12，S14)；
根据该目标调节量设定装置所设定的目标调节量，而对所述排气流量调节装置进行控制的排气流量控制装置，
所述新气量基准值设定装置是，根据内燃机的运行状态及所述目标调节量设定装置所设定的所述排气流量调节装置的目标调节量而设定基准值(S16)。
2.如权利要求1所述的故障检测装置，其特征在于，所述排气流量调节装置，至少含有设置在进气系统中调节新气流入量的进气节流阀及设置在排气系统中直接调节排气流量的排气节流阀中的任何1个，
所述新气量基准值设定装置是，根据内燃机的运行状态、并根据所述目标调节量设定装置所设定的所述进气节流阀及所述排气节流阀的目标阀开度而设定基准值。
3.如权利要求1所述的故障检测装置，其特征在于，具有通过检测排气浓度而对排气系统的空燃比或空气过剩率进行检测的排气浓度检测装置(26)，
所述新气量基准值设定装置是，根据由所述排气浓度检测装置检测出的排气系统的空燃比或空气过剩率与所述规定值之差，而对所述排气流量调节装置的目标调节量进行修正，根据该修正了的目标调节量进行所述基准值的设定。
4.如权利要求1所述的故障检测装置，其特征在于，具有通过检测排气浓度而对排气系统的空燃比或空气过剩率进行检测的排气浓度检测装置(26)，
所述排气流量控制装置是，为了使由所述排气浓度检测装置检测出的排气系统的空燃比或空气过剩率与所述规定值一致而对所述排气流量调节装置的调节量进行修正。
5.如权利要求1所述的故障检测装置，其特征在于，具有通过检测排气浓度而对排气系统的空燃比或空气过剩率进行检测的排气浓度检测装置(26)，
所述新气量基准值设定装置，当由所述排气浓度检测装置检测出的排气系统的空燃比或空气过剩率与所述规定值不同时，停止所述排气流量控制装置对所述排气流量调节装置的控制，仅根据内燃机的运行状态设定基准值。
6.一种内燃机的故障检测装置，其特征在于，具有：
设置在内燃机进气系统中、用于检测导入内燃机燃烧室内的新气流入量的新气流量检测装置(14)；
根据内燃机的运行状态设定新气流入量的基准值的新气量基准值设定装置(S20)；
根据由所述新气流量检测装置检测出的新气流入量与所述新气量基准值设定装置所设定的基准值的比较结果，检测所述新气流量检测装置是否有异常的故障检测装置(S22～S30)；
至少设置在内燃机的进气系统及排气系统中的任何一方、调节排气流量的排气流量调节装置(12，22)；
为了使排气系统的空燃比或空气过剩率成为内燃机的运行状态所对应的规定值，而根据该运行状态对上述排气流量调节装置的目标调节量进行设定的目标调节量设定装置(S12′，S14′)；
根据该目标调节量设定装置所设定的目标调节量，对上述排气流量调节装置进行控制的排气流量控制装置；
从内燃机的排气系统将排气的一部分作为EGR气体而向所述进气系统环流的EGR通道(30)；
安装于该EGR通道内、通过开度的变更而对EGR气体量进行调节的EGR阀(32)；
为了使排气系统的空燃比或空气过剩率成为所述规定值，而根据所述运行状态对所述EGR阀的目标EGR阀开度进行设定的目标开度设定装置；
根据该目标开度设定装置所设定的目标EGR阀开度而对所述EGR阀进行控制的EGR阀控制装置，
所述新气量基准值设定装置是，根据内燃机的运行状态及所述目标调节量设定装置所设定的所述排气流量调节装置的目标调节量及所述目标开度设定装置所设定的目标EGR阀开度而设定基准值(S16′)。
7.如权利要求6所述的故障检测装置，其特征在于，所述排气流量调节装置，至少含有设置在进气系统中调节新气流入量的进气节流阀及设置在排气系统中直接调节排气流量的排气节流阀中的任何1个，
所述新气量基准值设定装置是，根据内燃机的运行状态、并根据所述目标调节量设定装置所设定的所述进气节流阀及所述排气节流阀的目标阀开度及由所述目标开度设定装置设定的目标EGR阀开度而设定基准值。
8.如权利要求6所述的故障检测装置，其特征在于，具有通过检测排气浓度而对排气系统的空燃比或空气过剩率进行检测的排气浓度检测装置(26)，
所述新气量基准值设定装置是，根据由所述排气浓度检测装置检测出的排气系统的空燃比或空气过剩率与所述规定值之差，而至少对所述目标调节量及所述目标EGR阀开度中的任何一方进行修正，根据该修正的目标调节量及目标EGR阀开度而设定所述基准值。
9.如权利要求6所述的故障检测装置，其特征在于，具有通过检测排气浓度而对排气系统的空燃比或空气过剩率进行检测的排气浓度检测装置(26)，
所述排气流量控制装置是，为了使由所述排气浓度检测装置检测出的排气系统的空燃比或空气过剩率与所述规定值一致而对所述排气流量调节装置的调节量进行修正，
所述EGR阀控制装置是，为了使由所述排气浓度检测装置检测出的排气系统的空燃比或空气过剩率与所述规定值一致而对所述EGR阀的开度进行修正。
10.如权利要求6所述的故障检测装置，其特征在于，具有通过检测排气浓度而对排气系统的空燃比或空气过剩率进行检测的排气浓度检测装置(26)，
所述新气量基准值设定装置是，当由所述排气浓度检测装置检测出的排气系统的空燃比或空气过剩率与所述规定值不同时，停止所述排气流量控制装置对所述排气流量调节装置的控制及所述EGR阀控制装置对所述EGR阀的控制，仅根据内燃机的运行状态而设定基准值。
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