专利名称：判定气缸停止状态的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及针对具有实施使多个气缸的一部分的工作停止的气缸停止控制的机
构的内燃机判定气缸停止状态的装置。
背景技术：
存在具有使多个气缸的一部分的工作停止的气缸停止机构的内燃机。在这样的内 燃机中，可根据运转状态切换全气缸运转和气缸停止运转，全气缸运转是使该多个气缸全 部工作，气缸停止运转是使一部分气缸的工作停止。 在专利文献1中记载有一种检测这样的全气缸运转和气缸停止运转之间的切换 故障的方法。根据该方法，通过将根据检测出的发动机转速和节气门开度估计出的全气缸 运转时的进气管压与由设在进气管上的传感器检测出的实际进气管压进行比较，判定该切 换故障。
并且，在专利文献2中作了如下记载在用于在车辆减速运转时开始气缸停止控
制的指令被输出到内燃机之后，将检测出的吸入空气量与根据内燃机的转速想要设定的值
进行比较，在检测出的吸入空气量是阈值以上时，判定为气缸停止控制发生故障。利用了以
下情况在减速时，对于全气缸运转和气缸停止运转，吸入空气量产生大的差。
而且，在专利文献3中作了如下记载在减速时使一部分气缸停止的发动机中，使
用设置在切换气缸的进气门和排气门的工作、停止的油路切换装置下游的液压检测传感器
监视液压来判定装置的故障。专利文献1日本特开平6-146937号公报
专利文献2日本特开2005-139962号公报
专利文献3日本特开2003-83148号公报 现有的气缸停止机构的故障判定方法对气缸停止机构整体发生故障进行判定，而 不能对工作中的气缸和停止中的气缸进行识别。为了根据来自电子控制装置的指令监视气 缸停止机构是否进行适当动作，有必要对各个气缸是在工作中还是在停止中进行识别。
因此，在具有气缸停止机构的发动机中，要求一种判定气缸停止状态的方法。
发明内容
本发明提供一种可根据来自程序控制的电子控制装置的指令使多个气缸中的一
个或多个气缸停止的内燃机的判定气缸停止状态的装置。 该装置具有检测单元，该检测单元输出与吸入内燃机的吸入空气量对应的信号， 以及傅立叶变换单元，该傅立叶变换单元将来自所述检测单元的信号针对多个基本频率进 行傅立叶变换，该装置构成为，基于针对所述多个基本频率的傅立叶变换的频谱与所述内 燃机的气缸停止状态之间的预先求出的关系，根据从所述傅立叶变换单元获得的频谱判定 气缸停止状态。 在本发明的一个实施方式中，该装置还构成为，根据从所述傅立叶变换单元获得的相位识别停止中的气缸。 在另一方式中，所述多个基本频率包含与所述内燃机的1个循环的曲轴角720度 对应的第1基本频率、以及大于该基本频率且与表示吸入空气量的信号的频率对应的另一 基本频率。 在本发明的又一方式中，该装置具有阈值提供单元，该阈值提供单元提供用于根 据针对所述多个基本频率从所述傅立叶变换单元获得的频谱与内燃机的气缸停止状态之 间的预先求出的关系进行气缸停止状态的判定的阈值，该阈值是根据所述内燃机的转速和 负荷中的一方或双方来提供的。 而且，在本发明的一个方式中，根据通过傅立叶变换获得的相位信息确定停止中 的气缸。 在一个实施方式中，判定所判定的气缸停止状态是否与电子控制装置的指令一 致，当判定是正常时，进行液压检测单元的异常判定，其中，该液压检测单元设置在用于使 气缸停止机构进行液压工作的液压回路内。
图1是示出本发明的一个实施例的发动机的结构的框图。 图2是示出一个实施例的气缸停止机构用的液压回路的图。 图3是示出在6气缸运转模式中与气缸吸入的空气量对应的波形的图。 图4是示出在3气缸运转模式中与气缸吸入的空气量对应的波形的图。 图5是示出当气缸有停止故障时的吸入空气量的波形的图。 图6是示出使表示吸入空气量的波形以720度周期、360度周期、240度周期进行
傅立叶变换获得的频谱与气缸停止状态的对应的图。 图7是判定气缸停止的过程的流程图。 图8是图7接续的流程图。 图9是示出离散傅立叶变换的过程的图。 图10是根据通过傅立叶变换获得的相位判定停止中的气缸的过程的流程图。
图11是根据通过傅立叶变换获得的相位判定停止中的气缸的过程的流程图。
图12是示出用于判定液压传感器的故障的过程的流程图。
标号说明 1 :电子控制装置(ECU) ;8 :空气流量传感器；C1…C6 :气缸。
具体实施例方式
以下参照附图来说明本发明的实施方式。图1是根据本发明的实施方式的内燃机 及其控制装置的整体结构图。 电子控制单元(以下称为"ECU") 1是具有中央运算处理装置(CPU)和存储器的计 算机。在存储器内可存储用于实现车辆的各种控制的计算机程序和实施该程序所需要的数 据(包含映射图)。ECU l从车辆各部接收信号，并根据存储在该存储器内的数据和程序进 行运算，生成用于控制车辆各部的控制信号。 发动机2是可变气缸数的发动机，具有第1气缸排和第2气缸排，第1气缸排具有CI至C3这3个气缸，第2气缸排具有C4至C6这3个气缸。各气缸连接有进气管3和排气 管4。在各气缸的进气管3上设有燃料喷射阀5。燃料喷射阀5经由燃料泵(未图示)喷 射燃料。燃料喷射阀5的燃料喷射正时和燃料喷射量根据来自ECU l的控制信号而变更。
在各气缸的进气管3的集合部的上游的进气通路6上设有节气门7。节气门7的 开度由来自ECU l的控制信号控制。通过控制节气门7的开度，可控制由发动机2吸入的 空气量。 在节气门7的上游设有检测流经进气通路6的空气量的空气流量计(AFM) 8，以 及检测进气通路6的温度的进气温(TA)传感器11。该空气流量计8和TA传感器11的检 测值被送到ECU 1。通过了节气门7的空气经由减震筒9被吸入到各进气管3内。在减震 筒9上设有用于检测进气通路6的压力(绝对压)的MAP传感器10，该MAP传感器10的检 测值被送到ECU 1。 在第1气缸排设有切换气缸Cl至C3的工作和停止的气缸停止机构21a，在第2气 缸排设有切换气缸C4的工作和停止的气缸停止机构21b。第1和第2气缸停止机构21a和 21b与气缸停止用的油路22连接，油路22经由控制阀23与油泵24连接。
气缸停止机构21a和21b是把从利用曲轴动力来驱动的油泵排出的润滑油作为工 作油的液压工作式机构，并在专利文献3和日本特开2005-105869号公报中作了详细记载。 简单说明一下，利用高压工作油的作用使连接销滑动来解除凸轮升程用摇臂与排气门驱动 用的摇臂和进气门驱动用的摇臂之间的连接，使排气门和进气门处于停止状态。与此同时， 停止向该气缸的燃料喷射。 当低压工作油被提供给停止机构时，利用弹簧作用使连接销滑动来使凸轮升程用 摇臂与排气门驱动用的摇臂和进气门驱动用的摇臂连接。这样驱动排气门和进气门。与此 同时，再开始向该气缸的燃料喷射。 控制阀23根据来自ECU 1的控制信号，将作用于第1和第2气缸停止机构21a和 21b的液压在低压和高压之间进行切换，从而切换期望的气缸的工作和停止。ECU l根据来 自上述各种传感器的输入信号，按照存储在存储器内的程序和数据(包含映射图)检测发 动机2的运转状态，并生成用于控制节气门7、燃料喷射阀5和控制阀23的控制信号。
这里，参照图2对可变地变更气缸数的机构进行更具体说明。第1气缸排的气缸 Cl至C3分别经由气缸停止机构21a_l 21a_3 (图1的气缸停止机构21a是将这些气缸停 止机构汇总来表示的)与气缸停止用的油路22连接。第2气缸排的气缸C4经由气缸停止 机构21b与油路22连接。第2气缸排的气缸C5和C6由于未配备停止机构而不与油路22 连接。气缸C5和C6进行工作而不停止。 油路22经由油泵24与油箱27连接。在油路22上设有3个控制阀23a 23c (图 1的控制阀23是将这些控制阀汇总来表示的)，第1控制阀23a是用于将提供给第1气缸 排的气缸Cl至C3的停止机构21a-l、21a-2和21a_3的工作油的压力在高压和低压之间进 行切换的阀。第2控制阀23b是用于将提供给第1气缸排的气缸C3的停止机构21a-3的 工作油的压力在高压和低压之间进行切换的阀。第3控制阀23c是用于将提供给第2气缸 排的气缸C4的停止机构21b的工作油的压力在高压和低压之间进行切换的阀。这些控制 阀由来自ECU 1的控制信号进行控制。 在该实施例中，有3种运转模式。第1模式是全气缸运转，即使气缸Cl至C6全部的进气门和排气门工作。第2模式是2气缸停止运转，即使第1气缸排的气缸C3和第
2气缸排的气缸C4这2个气缸的进气门和排气门的工作停止。第3模式是3气缸停止运
转，即使第1气缸排的气缸Cl至C3这3个气缸的进气门和排气门的工作停止。 当进行第l模式的全气缸运转时，将控制阀23a至23c控制成使停止机构21a-l
21a-3和21b处于非工作状态，使低压工作油作用于任意一个停止机构。 当进行第2模式的2气缸停止运转时，利用控制阀23b和23c使高压工作油起作
用，以使停止机构21a-3和21b处于工作状态，并利用控制阀23a使低压工作油起作用，以
使其他停止机构21a-l和21a-2处于非工作状态。 当进行第3模式的3气缸停止运转时，利用控制阀23a和23b使高压工作油起作 用，以使第1气缸排的全部停止机构21a-l 21a-3全部处于工作状态。同时，利用控制阀 23c使低压工作油起作用，以使停止机构21b处于非工作状态。 在第2控制阀23b与气缸C3的停止机构21a_3之间设有检测经由该控制阀23b 作用于停止机构21a-3的液压的液压传感器25b。在第3控制阀23c与气缸C4的停止机构 21b之间设有检测作用于停止机构21b的液压的液压传感器25c。可针对全部停止机构分 别设置液压传感器。这些液压传感器的检测信号被送到ECU 1。 图3示出发动机的吸入空气量Gair (g/sec)和曲轴的旋转角度的关系。在4行程 发动机，即由吸入、压縮、燃烧、排气这4个行程形成1个循环的发动机中，由于在1个循环 中曲轴旋转2次，因而l个循环对应于720度。图3(A)表示l个气缸的吸入空气量。每 720度进入吸入行程，随着活塞下降的移动而吸入空气。图3(B)分别表示6个气缸各自吸 入的空气量。气缸的动作顺序当由图1的号码表示时为C6、C1、C4、C2、C5、C3。图3 (C)表 示将6个气缸的吸入空气量合成后的波形。简单地将图3(B)的波形相加，则如图3(C)的 脉动波形51A所示，成为有凹凸的脉动。然而，由空气流量传感器8检测的波形由于因进气 管的容量引起的移送延迟等的影响而成为几乎平坦的直流波形51B。这样波形51B接近直 流波形，从本发明的观点看，可视为周期120度的波形。 图4示出第1气缸排的气缸C1、C2、C3停止、第2气缸排的气缸C6、C4、C5按该顺 序进行动作的3气缸运转模式中的吸入空气量。图4(A)示出气缸C6的吸入空气量和曲轴 角度的关系。图4(B)分别示出3个气缸的吸入空气量。从该图可以看出，3气缸运转模式 的波形为240度周期。图4(C)表示3个气缸各自吸入的空气量的各自波形53A、以及实际 由空气流量传感器8检测出的吸入空气量的平滑波形53B。在该情况下，由于因进气管的容 量引起的移送延迟等的影响，由空气流量传感器检测出的波形为240度周期的平滑波形。
尽管未作图示，然而在4气缸运转模式中，吸入空气量的波形为360度周期。在6 气缸发动机中，按1-4-2-5-3-6的气缸顺序进行工作。在4气缸运转模式中，第4气缸和第 3气缸停止，以所谓的2爆1休方式进行工作。在图3(B)的波形图中，从0度上升的是第6 气缸，其接下来的波峰是第1气缸，第3个波峰对应于第4气缸。在4气缸运转模式中，由 于第4气缸在停止中，因而其接下来的波峰是从360度上升的第2气缸。因此，波形的周期 为360度。 图5(A)示出在6气缸运转模式中一个气缸发生故障而停止时的吸入空气量的波 形。在将各气缸的吸入空气量合成后的波形55A中发生1个气缸的缺失。实际由空气流量 计检测出的吸入空气量的波形55B，尽管由于因进气管的容量引起的移送延迟等的影响而成为平滑波形，然而成为6气缸运转时的1气缸故障固有的波形。 图5 (B)示出在3气缸运转模式中一个气缸发生故障而停止时的吸入空气量的波 形。从图5(B)的波形55C可以看出，在曲轴的720度旋转中仅2个气缸吸入空气。在该情 况下，由空气流量传感器检测出的吸入空气量的波形如波形55D那样。该波形也是3气缸 运转时的1气缸故障固有的波形。 图5(C)示出在6气缸运转模式中连续2个气缸由于故障而停止时的吸入空气量 的波形。波形55E是将工作中的各气缸吸入的空气量合成后的波形。由空气流量传感器检 测出的吸入空气量如波形55F那样。该波形也是在6气缸运转时连续2个气缸发生故障的 状态固有的波形。 图6是示出将表示由空气流量计检测出的吸入空气量的波形以与6气缸运转模式 对应的720度周期、与4气缸运转模式对应的360度周期、以及与3气缸运转模式对应的 240度周期分别进行傅立叶变换获得的频谱与气缸工作状态的对应。在该图中，将相同周期 的多个频谱用直线连接，然而该直线是为了方便起见，不具有特别意义。由方形、三角形、菱 形的点表示的离散频谱具有意义。如以上可见，由于吸入空气量的波形根据气缸工作状态 成为固有波形，因而将该波形以不同周期进行傅立叶变换获得的频谱的组合对气缸工作状 态是固有的。 在图6中，在6气缸运转模式中气缸进行良好工作的状态下，吸入空气量的波形如 图3 (C)的波形51B所示成为大致直流波形，因而以3个周期进行傅立叶变换获得的频谱全 部为接近零的值。 图6的气缸排列图所示的故障1对应于图5(A)所示的6气缸运转模式中的1气 缸故障。在该例中，气缸C3停止。在图1中，气缸由C1 C6的标号表示。在图6中，从该 参照号码省略C的字符。针对图5(A)的波形55B，当以720度周期、360度周期、240度周期 分别进行傅立叶变换时，获得"故障l"上的曲线图所示的值的频谱。720度周期和360度 周期的频谱为相同大小，240度周期的频谱为小值。 然后，图6的气缸排列图所示的故障2对应于在图5 (C)所示的6气缸运转模式中 连续2气缸发生故障而停止的状态。将图5(C)的波形55F以3个周期进行傅立叶变换获 得的频谱如图6的"故障2"上的曲线图所示。720度周期的频谱取大值，360度周期的频谱 取中间值，240度周期的频谱为大致零。 图6的气缸排列图所示的故障3表示3个气缸1、2、4停止的故障。该实施例的发 动机的3气缸运转模式是使第1气缸排停止的模式，在气缸排列图中由"正常(2)"表示。 即使是相同的3气缸停止，在故障3的状态下，发动机的振动也增大。将在该状态下从空气 流量传感器获得的波形以3个周期进行傅立叶变换获得的频谱由"故障3"上的曲线图所 示。720度周期的频谱取最大值，360度周期的频谱为大致零，240度周期的频谱取小值。
图6的气缸排列图中的"故障4"表示在6气缸运转模式中与"故障2"不同的2个 气缸由于故障而停止的状态。在该实施例中4气缸运转模式是使第1气缸排的气缸C3和 第2气缸排的气缸C4停止的模式，故障2和故障4所示的运转状态未作预定。S卩，故障2 和故障4表示停止机构发生任何故障的状态。在故障4的状态下，通过720度和360度的 傅立叶变换获得的频谱取相同的中间值，通过240度的傅立叶变换获得的频谱取小值。
图6的气缸排列图中由"正常(2)"表示的状态表示正常的3气缸运转模式。此
8时，将吸入空气量的波形以720度周期和360度周期进行傅立叶变换获得的频谱为大致零， 通过240度周期的傅立叶变换获得的频谱为相当大的值。 图6的气缸排列图的右端表示的"正常(3)"对应于该实施例中的正常的4气缸运 转模式。此时，将吸入空气量的波形以720度周期和240度周期分别进行傅立叶变换获得 的频谱为大致零，以360度周期进行傅立叶变换获得的频谱为相当大的值。另外，在尽管未 产生气缸停止指令、然而检测出与"3气缸模式"和"4气缸模式"对应的频谱的情况下，与 该模式对应的3个或2个气缸发生故障。 下面参照图7来说明使用装入在电子控制装置(ECU)内的计算机程序来判定气缸 停止的过程。根据检测曲轴的旋转角度的传感器输出来计算曲轴角度(101)。该方法是以 往使用的方法。然后，执行720度周期的频率分析(102)、360度周期的频率分析(103)、以 及240度周期的频率分析(104)，计算离散傅立叶变换的频谱(强度)。关于离散傅立叶变 换，在后面补充说明。 然后执行720度阈值映射图检索(106) 、360度阈值映射图检索(107) 、240度阈值 映射图检索(108)，获得阈值。参照图6，在该实施例中，从存储器中读出720度周期的频谱 相关的阈值Th-720，使用将Th-720乘以系数K2 (K2 > 1)后的值Th-720 XK2、以及将Th_720 乘以比K2大的系数K3后的值Th-720XK3(图6)。并且，使用360度周期的频谱相关的阈 值Th-360、以及240度周期的频谱相关的阈值Th-240。这些阈值作为可根据吸入空气量和 发动机转速中的一方或双方进行检索的映射图被存储在ECU的存储器内。
进到步骤110， ECU判定以6气缸运转模式、4气缸运转模式、3气缸运转模式中的 哪种模式进行工作。这是简单地通过参照运转模式的设定标志来进行的。在6气缸运转模 式时，移到图8所示的过程。在3气缸运转模式时，进到步骤124，判定720度周期的傅立叶 变换频谱是否超过阈值Th-720。 这里，再一次参照图6，在正规的3气缸运转模式中如正常(2)所示，第1、第2、第 3气缸停止，720度周期和360度周期的频谱为大致零，240度周期的频谱取中间大的值。当 从默认运转状态即6气缸运转切换到3气缸运转时，1气缸或2气缸在工作状态下固定的情 况下，处于1气缸和2气缸的停止状态(与故障4相同的状态)，或者处于1气缸的停止状 态(与故障l相同的状态)。为了判定这些状态，使用720度周期的频谱。并且，当从4气 缸运转状态切换到3气缸运转状态时，在4气缸运转时发生销锁定等的情况下，第1、第4、 第2、第3气缸处于停止状态，发生3气缸连续停止状态。该状态是与图6所示的故障3相 同的状态，可使用720度周期的频谱进行判定。 因此，当在步骤124中720度周期的频谱大于Th_720时，判定为3气缸运转异常 (126)。在该情况下，为了判定发生故障的气缸，移到相位判定步骤127。该情况下的异常 可认为是以下3种情况气缸1、2是停止不良，气缸2、3是停止不良，气缸3、1是停止不良。 这里，停止不良是指尽管接收到停止指令然而未停止的状态。可在后述的相位判定(2)中 判定发生故障的气缸(127)。 当步骤124的判定是"否"时，移到步骤125，判定240度周期的傅立叶变换频谱是 否超过阈值Th-240。在判定是"是"的情况下，是图6所示的"正常(2)"的3气缸运转模 式，判定为正常。此时，可移到液压传感器的异常判定过程129。当判定是"否"时，判定为 未适当执行气缸排停止(131)。判定为第1、第2、第3气缸全部未适当停止(132)。
9
当在步骤110中示出4气缸运转模式时，进到步骤111，判定720度周期的傅立叶 变换频谱是否超过阈值Th-720。如图6的右端的正常(3)所示，在正常状态下，720度周期 的频谱为大致零，360度周期的频谱取大值。当步骤111中的判定是"是"时，判定为一个气 缸是停止不良(115)。此时，为了判定有故障的气缸，进到相位判定过程116。
当步骤111的判定是"否"时，进到步骤113，判定360度周期的傅立叶变换频谱是 否超过阈值Th-360。当判定是"是"时，判定为是图6的右端所示的2气缸停止的正规的 4气缸运转模式(118)。此时，可进到液压传感器的判定过程(119)。当步骤113的判定是 "否"时，判定为异常(121)。此时，判定为第4气缸和第3气缸未正常停止(122)。
下面进到图8，对判定6气缸运转模式中的气缸工作状态的过程进行说明。参照图 6，在正常(1)的6气缸模式中，720度周期、360度周期以及240度周期的频谱都为大致零。 在步骤141中判定720度周期的傅立叶变换频谱是否超过阈值Th-720。当判定是"否"时， 进到步骤147，判定360度周期的傅立叶变换频谱是否超过阈值Th-360。当判定是"是"时， 判定为是图6所示的4气缸模式中的运转状态，且气缸4、3是工作不良(158)。
当步骤147中的判定是"否"时，进到步骤149，判定240度周期的傅立叶变换频谱 是否超过阈值Th-240。当判定是"是"时，判定为是图6所示的3气缸模式的状态，且气缸 1、2、3是工作不良(160)。在步骤149的判定是"否"的情况下，由于对应于图6的左端的 6气缸运转模式，因而判定为正常(161)。此时，可进到液压传感器的判定过程。
当步骤141的判定是"是"时，进到步骤143，判定720度周期的傅立叶变换频谱是 否超过阈值Th-720XK2。在判定是"否"的情况下，判定为l气缸工作不良(155)，进到1气 缸用的相位判定过程156。 在步骤143的判定是"是"的情况下，进到步骤145，判定720度周期的傅立叶变换 频谱是否超过阈值Th-720XK3。在判定是"否"的情况下，判定为2气缸工作不良(153)， 移到2气缸用的相位判定过程154。在步骤145的判定是"是"的情况下，判定为是图6的 "故障(3)"的状态，且气缸1、4、2是工作不良(152)。 下面参照图9，对在图7的子例程102、103、104中执行的离散傅立叶变换进行说 明。简单说明复形傅立叶变换，将T设定为周期的f(t) =f(t-T)的频率由下式表示。
算式1
CO / (/) — ^]Z"歸S("^/ -《)= I; c, 这里，"。=2 Ji /T cn是复形傅立叶系数，由下式表示。算式2
c"-丄JJ/0)e-伸1^ 周期T的正弦波的频谱(大小、强度)Kn和相位由下式求出。在该式中，RE表示实 数部，IM表示虚数部。
算式3& = V(2舰")2 + (2/McJ2
《=tan
脆" 图9示出在本发明的实施例中求出频谱SPECT即Kn和相位PHASE即e n的过程。 这里，作为周期，将曲轴角度的720度、360度和240度作为傅立叶变换对象。在步骤201 中，求出成为对象的周期对360度即2ji的比率N。 N针对周期720度是0. 5，针对周期360 度是1，针对周期240度是1.5。 在步骤202中，针对3个N求出傅立叶级数Cn的实数部REcv在步骤203中，针对 3个N求出虚数部IMcn。在这些步骤所示的式子中，30表示取样周期的30度。GAIR[]表示 进行离散傅立叶变换的对象的排列数据。在该例子中，离散傅立叶变换是使用气缸的l循 环即720度内包含的24个取样值(离散值)来进行。 然后，在步骤204中计算频谱Kn，在步骤205中计算相位9 n。在图8中使用的强 度(720)、强度(360)、强度(240)分别是通过周期720度、360度和240度的傅立叶变换获 得的频谱Kn。 下面参照图10 (A)，对图8的框156的相位判定(1气缸用)的判定过程进行说明。 故障1是如图6可见在6气缸运转模式中一个气缸停止的故障，而哪个气缸停止是不能根 据频谱强度来判定的。当6个气缸中的一个气缸停止时，吸入空气量的波形发生图5(A)所 示的失真，波形中发生的失真的相位对应于已停止的气缸。由于6气缸中具有停止机构的 是第1、第4、第2、第3气缸，因而预先准备好用于判别与该4个气缸对应的相位的阈值Pl、 P2、P3、P4。在步骤211、212、213中判定以与6气缸运转对应的周期720度进行傅立叶变换 获得的相位PHASE [720]位于哪个位置，根据该判定，判定第1气缸的停止(215)、第4气缸 的停止(217)、第2气缸的停止(218)、以及第3气缸的停止(219)。 下面参照图10(B)来说明图6的框154中的6气缸运转模式中的2气缸停止故障 的相位判定过程。当在6气缸运转模式中连续2气缸停止时，吸入空气量的波形如图5(C) 所示失真。失真的相位对应于停止中的连续2气缸。由于具有停止机构的气缸是第1、第 4、第2、第3这4个气缸，而且气缸的工作顺序是1-4-2-5-3-6-1，因而在具有停止机构的4 气缸中连续的是1-4和4-2。预先求出第1、第4气缸停止时的相位以及第4气缸和第2气 缸停止时的相位，并预先设定用于判别该两个相位的阈值PA1和PA2。当以与6气缸运转模 式对应的周期720度对吸入空气量的波形进行傅立叶变换获得的相位PHASE[720]在这些 阈值之间时(221)，判定为第1、第4这2个气缸停止(222)。当相位不在这些阈值之间时， 判定为第4、第2这2个气缸停止(223)。 然后图11 (A)示出在图7的3气缸运转模式中判定为3气缸运转异常(126)的状 态下，判定停止不良的2个气缸的过程。具有停止机构的气缸是第1、第2、第3和第4这4 个气缸，正规的3气缸停止是使第1、第2、第3这3个气缸停止。因此，作为该情况下的2个 停止机构的故障，有以下3种情况图6中故障1所示的第1和第2气缸的停止不良(227)， 图6中故障2所示的第2和第3气缸的停止不良(228)，以及第3和第1气缸的停止不良 (229)。该判定是根据通过720度周期的傅立叶变换获得的相位来进行的。实验上针对上述3种情况求出通过720度周期的傅立叶变换获得的相位，并预先设定用于区别相位的阈值PB1、PB2、PB3。当相位在PB1和PB2之间时(225)，判定为第1和第2气缸停止不良(227)。当步骤225的判定是"否"时，进到步骤226，当相位在PB2和PB3之间时(228)，判定为第2和第3气缸停止不良(228)。当步骤226的判定是"否"时，判定为第3和第1气缸停止不良(229)。 图11 (B)示出在图7的4气缸运转模式中720度周期的频谱大于Th-720、且判定为l气缸停止不良(115)时的相位判定过程。在正规的4气缸运转模式中，第3气缸和第4气缸停止。l气缸停止不良是其中的一个气缸未停止的故障。停止不良的气缸的判定是根据通过720度周期的傅立叶变换获得的相位来进行的。预先通过实验设定判定用的阈值PC1和PC2。当相位在PC1和PC2之间时(231)，判定为第4气缸停止不良(232)。当步骤231的判定是"否"时，判定为第3气缸停止不良(233)。 图12示出液压传感器的故障判定过程。当判定为气缸停止状态正常时，判定液压传感器是否示出与运转模式对应的适当值，当未示出适当值时，判定为液压传感器发生故障。当判定为在图8的步骤181中进行了正常的6气缸运转时(251)，判定液压传感器的输出是否处于在6气缸运转模式中预定的状态(252)。在对应于6气缸模式时，判定为正常(261)，在不是这样时，判定为液压传感器发生故障(262)。 当判定为在图7的步骤128中处于正常的3气缸运转模式时(255)，判定液压传感器的输出是否处于在3气缸运转模式中预定的状态(256)。在对应于3气缸模式时，判定为正常(263)，在不是这样时，判定为液压传感器发生故障(265)。 当步骤251、255中判定均是"否"时，进到步骤259，判定液压传感器的输出是否处于在4气缸运转模式中预定的状态(259)。在对应于4气缸模式时，判定为正常(267)，在不是这样时，判定为液压传感器发生故障(268)。 以上对本发明的具体实施例作了说明，然而本发明不限于这样的实施例。
权利要求
一种判定内燃机的气缸停止状态的装置，该内燃机能根据来自程序控制的电子控制装置的指令使多个气缸中的一个或多个气缸停止，其特征在于，该判定内燃机的气缸停止状态的装置具有检测单元，该检测单元输出与吸入所述内燃机的吸入空气量对应的信号，以及傅立叶变换单元，该傅立叶变换单元将来自所述检测单元的信号针对多个基本频率进行傅立叶变换，该判定内燃机的气缸停止状态的装置构成为，基于针对所述多个基本频率的傅立叶变换的频谱与所述内燃机的气缸停止状态之间的预先求出的关系，根据从所述傅立叶变换单元获得的频谱来判定气缸停止状态。
2. 根据权利要求l所述的装置，其特征在于，所述多个基本频率包含与所述内燃机的1个循环的曲轴角720度对应的第1基本频率、以及大于该第1基本频率且与表示吸入空气量的信号的频率对应的另一基本频率。
3. 根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述电子控制装置具有阈值提供单元，该阈值提供单元提供用于根据针对所述多个基本频率从所述傅立叶变换单元获得的频谱与所述内燃机的气缸停止状态之间的预先求出的关系进行气缸停止状态的判定的阈值，该阈值是根据所述内燃机的转速和负荷中的一方或双方来提供的。
4. 根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述装置构成为，根据通过所述傅立叶变换获得的相位信息来确定停止中的气缸。
5. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，判定已判定出的所述气缸的停止状态是否与电子控制装置的指令一致，当判定是正常时，进行液压检测单元的异常判定，该液压检测单元设置在用于使气缸停止机构进行液压工作的液压回路内。
6. —种判定内燃机的气缸停止状态的方法，该内燃机能根据来自程序控制的电子控制装置的指令使多个气缸中的一个或多个气缸停止，其特征在于，所述方法包括如下步骤检测步骤，输出与吸入所述内燃机的吸入空气量对应的信号；傅立叶变换步骤，将所述信号针对多个基本频率进行傅立叶变换；以及气缸停止状态判定步骤，基于针对所述多个基本频率的傅立叶变换的频谱与所述内燃机的气缸停止状态之间的预先求出的关系，根据所述傅立叶变换步骤中得到的频谱来判定气缸停止状态。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述多个基本频率包含与所述内燃机的1个循环的曲轴角720度对应的第1基本频率、以及大于该第1基本频率且与表示吸入空气量的信号的频率对应的另一基本频率。
8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括阈值提供步骤，提供用于根据针对所述多个基本频率的频谱与所述内燃机的气缸停止状态之间的预先求出的关系进行气缸停止状态的判定的阈值，其中，该阈值是根据所述内燃机的转速和负荷中的一方或双方来提供的。
9. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括气缸确定步骤，根据通过所述傅立叶变换获得的相位信息来确定停止中的气缸。
10. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括判定步骤，判定已判定出的所述气缸的停止状态是否与电子控制装置的指令一致，当判定是正常时，进行液压检测单元的异常判定，其中，该液压检测单元设置在用于使气缸停止机构进行液压工作的液压回路内。
全文摘要
在具有气缸停止机构的发动机中，判定气缸的停止状态。判定可根据来自程序控制的电子控制装置的指令使多个气缸中的一个或多个气缸停止的内燃机的气缸停止状态。该装置具有输出与吸入内燃机的吸入空气量对应的信号的检测单元。电子控制装置(ECU)具有将来自检测单元的信号针对多个基本频率进行傅立叶变换的傅立叶变换单元，并基于针对多个基本频率的傅立叶变换的频谱与内燃机的气缸停止状态之间的预先求出的关系，根据从傅立叶变换单元获得的频谱判定气缸的停止状态。电子控制装置根据从傅立叶变换单元获得的相位识别停止中的气缸。
文档编号F02D17/02GK101761402SQ20091026360
公开日2010年6月30日 申请日期2009年12月23日 优先权日2008年12月24日
发明者塚本宗纪, 尾家直树 申请人:本田技研工业株式会社