专利名称：内燃机的异常检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种内燃机的故障检测器。
背景技术：
通过提供内燃机废气系统的空燃比传感器，基于从空燃比传感器获得的空燃混合物空燃比，燃料供应量可以反馈方式而控制。然而，空燃比传感器的检测随其老化而变化。这样，为了进行准确的反馈控制，检测空燃比传感器的故障很重要。
因此，已经公知一技术，其中在特定工作状态下空燃比传感器的输出值与其参考值比较，来检测空燃比传感器的故障(见，例如第一专利文献(日本专利申请公开第H10-159640)和第二专利文献(日本专利申请公开第H4-8845)。
然而，由于其它装置的故障，非在空燃比传感器发生故障时，例如，空气流表的故障，燃料喷射量故障，空燃比传感器的输出值改变。这样，在空燃比传感器输出值变化的情况，很难判断该变化是否由空燃比传感器故障或其它装置的故障造成。结果，很难准确判断空燃比传感器是否故障或失效。这也同样适用于废气温度传感器。
发明内容
本发明考虑到上述问题，其目的是提供一种技术，当多个表示内燃机状态的状态值中至少一个存在故障的情况下，可判断确实发生故障的部件。为了实现以上目的，根据本发明用于内燃机的一种故障检测系统采用以下技术。即该故障检测系统特征在于包括空燃比检测部分，其检测内燃机的废气空燃比；
EGR装置，其连接该内燃机的进气系统和排气系统，来将废气一部分回流到进气系统；废气空燃比反馈控制部分，其基于空燃比检测部分检测的废气空燃比以反馈方式控制废气空燃比到预定空燃比；进气量反馈控制部分，其以这样的方式改变通过所述EGR装置回流的废气量，使吸入内燃机的新鲜空气量调节到目标量；状态值检测部分，其分别检测多个项目的状态值，其涉及各工作状态下废气空燃比的变化，工作状态包括内燃机处于不进行根据所述废气空燃比反馈控制部分的反馈控制，但进行根据所述进气量反馈控制部分反馈控制的第一工作状态，和内燃机处于进行根据所述废气空燃比反馈控制部分和进气量反馈控制部分的两个反馈控制的第二工作状态；第一项目识别部分，其识别在所述第一工作状态由状态值检测部分检测的状态值在正常值范围以外的项目，该正常值范围是在所述第一工作状态对各项目的状态值设定的；第二项目识别部分，其识别在所述第二工作状态由状态值检测部分检测的状态值在正常值范围以外的项目，该正常值范围是在所述第二工作状态对各项目的状态值设定到；和故障项目识别部分，其从由第一项目识别部分和第二项目识别部分识别的项目中识别哪个项目出现故障。
本发明的一个主要特征在于在内燃机的两个不同工作状态中的多个状态值，和基于多个状态值和相应参考值的比较来判断哪个项目出现故障。
这里，注意到在进行进气量反馈控制的情况下，即使当某个项目出现故障，与废气空燃比相关的新鲜空气进气量仍变化。此外，在进行废气空燃比反馈控制的情况下，废气空燃比变化，因此在第一或第二工作状态中出现的某个项目的故障会抵消或取消，有时很难判断哪个项目出现故障。
然而，虽然在第一或第二工作状态中某个项目出现故障时状态值会在正常范围以外，取决于发生的故障，除了发生故障的项目外的项目的状态值也可能在正常范围外。发生故障的项目和状态值在正常范围以外的项目间存在某种关系，因此能够通过判断和识别状态值在正常范围以外的项目来判断和识别真正发生故障的项目。这里，在两个进行反馈控制种类和形式不同工作状态中，在一种工作状态下实际发生故障的项目和状态值在正常范围以外的项目间存在的关系与另一种工作状态下的不相同，因此这就易于通过在两种不同工作状态中判断和识别状态值在正常范围以外的项目来判断和识别真正发生故障的项目。
这里，注意到在本发明中，可判断或识别在第一或第二工作状态中处在对各项目所设置的正常范围中的项目，并基于对项目的判断和识别来判断和识别发生故障的项目。
此外，为了实现上述目的，根据本发明用于内燃机的一种故障检测系统采用以下技术。即该故障检测系统特征在于包括空燃比检测部分，其检测内燃机废气空燃比；EGR装置，其连接该内燃机的进气系统和排气系统，来将废气一部分回流到进气系统；废气空燃比反馈控制部分，其基于所述空燃比检测部分检测的废气空燃比以反馈方式控制废气空燃比到预定空燃比；进气量反馈控制部分，其以这样的方式改变通过所述EGR装置回流的废气量，使吸入内燃机的新鲜空气量调节到目标量；第一状态值检测部分，其分别检测多个项目的状态值，涉及第一工作状态下废气空燃比的变化，在第一工作状态不进行根据所述废气空燃比反馈控制部分不进行反馈控制，但进行根据所述进气量反馈控制部分进行反馈控制；第一项目识别部分，其识别在所述第一工作状态由状态值检测部分检测的项目状态值在正常值范围以外的项目，该正常值范围是在所述第一工作状态对各项目的状态值设定的；废气空燃比改变部分，其在当由所述第一项目识别部分识别两个或多个项目时使废气空燃比改变；第二状态值检测部分，其分别检测多个项目的状态值，涉其及由所述废气空燃比改变部分改变废气空燃比后，进行根据所述废气空燃比反馈控制部分的反馈控制和根据所述进气量反馈控制部分的反馈控制的第二操作状态中的废气的空燃比的改变；第二项目识别部分，其识别在所述第二工作状态由状态值检测部分检测的项目状态值在正常值范围以外的项目，该正常值范围是在所述第二工作状态对关于各项目的状态值设定的；和故障项目识别部分，其从由第一项目识别部分和第二项目识别部分识别的项目中识别哪个项目出现故障。
这里，存在这样的情况，即在第一工作状态仅通过在其状态值与相应参考值间的较大差，能够确定发生故障的项目。在该情况下，不需要等待第二工作状态的结果就通过判断发生故障的项目来实现早期的故障检测。此外，如果能够判断在第一工作状态发生故障的项目，就不需要使发动机进入第二工作状态，因此简化了流程。
此外，为了实现上述目的，根据本发明用于内燃机的一种故障检测系统采用以下技术。即该故障检测系统特征在于包括空燃比传感器，其检测内燃机废气空燃比；进气量检测装置，其检测吸入内燃机的新鲜空气量；燃料喷射阀，其将燃料供应到所述内燃机的汽缸；废气温度传感器，其检测所述内燃机的废气温度；燃料添加阀，其添加燃料到位于所述空燃比传感器和所述废气温度传感器上游的废气通道；燃料添加量反馈控制部分，当从所述燃料添加阀添加燃料时其改变从所述燃料添加阀添加的燃料量，来调节由所述空燃比传感器检测的废气空燃比到一目标空燃比；EGR装置，其连接该内燃机的进气系统和排气系统，来将废气一部分回流到进气系统；进气量反馈控制部分，其以这样的方式改变通过所述EGR装置回流的废气量，使所述吸入空气量检测检测的新鲜空气量调节到目标量；稀时间(lean-time)空燃比差计算部分，所述内燃机被操作来实现设置为目标的参考稀空燃比的情况，当进行根据所述进气量反馈控制部分的反馈控制但不进行根据所述燃料添加量反馈控制部分的反馈控制时，其判断由所述空燃比传感器检测的空燃比与所述参考稀空燃比的差是否大于或等于第一预定值；稀时间废气温度差计算部分，在所述内燃机被操作来实现设置为目标的参考稀空燃比的情况，当进行根据所述进气量反馈控制部分的反馈控制但不进行根据所述燃料添加量反馈控制部分的反馈控制时，其判断由废气温度传感器检测的废气温度和此时的参考废气温度的差是否大于或等于第二预定值；和浓时间废气温度差计算部分，当这样进行从燃料添加阀添加燃料，根据所述燃料添加量反馈控制部分的反馈控制和根据所述进气量反馈控制部分的反馈控制，使得所述空燃比传感器检测的空燃比被调节到参考浓空燃比时的所述废气温度传感器检测的废气温度和此时参考废气温度之间的差是否大于或等于第三预定值。
当所述稀时间空燃比差计算部分确定，由所述空燃比传感器检测的空燃比与所述稀参考空燃比的差大于或等于第一预定值，并且当由稀时间废气温度差计算部分确定由废气温度传感器检测的废气温度和此时的参考废气温度的差小于第二预定值，确定在所述空燃比传感器发生故障。
当由稀时间空燃比差计算部分确定由所述空燃比传感器检测的空燃比与所述参考稀空燃比的差小于第一预定值，并且当由稀时间废气温度差计算部分确定废气温度传感器检测的废气温度和此时的参考废气温度的差大于或等于第二预定值，确定在所述废气温度传感器发生故障。
当由稀时间空燃比差计算部分确定由所述空燃比传感器检测的空燃比与所述参考稀空燃比的差大于或等于第一预定值，并且当由稀时间废气温度差计算部分确定废气温度传感器检测的废气温度和此时的参考废气温度的差大于或等于第二预定值，进一步当由浓时间废气温度差计算部分确定所述废气温度传感器检测的废气温度和此时的参考废气温度的差小于第三预定值，确定在所述燃料喷射阀的喷射量发生故障。
其特征在于，当由稀时间空燃比差计算部分确定由所述空燃比传感器检测的空燃比与所述参考稀空燃比的差大于或等于第一预定值，并且当由稀时间废气温度差计算部分确定废气温度传感器检测的废气温度和此时的参考废气温度的差大于或等于第二预定值，进一步当由浓时间废气温度差计算部分确定所述废气温度传感器检测的废气温度和此时的参考废气温度的差大于等于第三预定值，确定在所述进气量检测装置发生故障。
这里，当不进行根据所述燃料添加量反馈控制部分的燃料添加量反馈控制，并且当所述发动机在参考稀空燃比下运行，如果空燃比传感器的输出值和参考稀空燃比的差大于或等于预定值，可能在所述空燃比传感器故障发生。然而，由于即使故障发生在进气量检测装置或燃料喷射阀，空燃比传感器的输出值改变类似，仅用空燃比传感器的输出值来辨别空燃比传感器、进气量检测装置或燃料喷射阀中是否发生故障是困难的。
在这方面，当空燃比传感器发生故障，在参考稀空燃比下废气温度传感器的检测值和此时的参考检测值(后面称参考废气温度)的差小于预定值。即当燃料喷射阀发生故障，废气温度随燃料喷射量的变化而变化，而当进气量检测装置发生故障，进气量以反馈方式控制，使进气量由此而变化，这样导致废气温度变化。因此，即使在任一情况下，废气温度传感器的检测值变化，因此其与参考废气温度的差变大。然而，当空燃比传感器发生故障，废气实际空燃比不变，并且基于废气空燃比的反馈控制不进行。结果，废气温度传感器的检测值不变，这样其与参考废气温度大体没有差值，这就能够确定空燃比传感器的故障。
此外，当废气温度传感器发生故障，废气温度传感器的检测值和参考废气温度的差大于或等于预定值。然而，即使故障发生于废气温度传感器，空燃比并不改变，这样空燃比传感器的检测值和相应参考值间大体没有差值。结果，就能够确定废气温度传感器的故障。
另一方面，当进气量检测装置或燃料喷射阀发生故障，在参考稀空燃比下废气温度传感器的检测值和参考废气温度的差大于或等于预定值，如前所述。
因此，当燃料喷射阀发生故障的情况，内燃机的输出改变。结果，加速器的开度改变，例如增加或减少燃料量，来产生内燃机所需的输出。在该情况，参考值例如传感器的参考值等基于从燃料喷射阀的燃料喷射量而确定，因此传感器的参考值等根据喷射的燃料量的改变改变。然而，从燃料喷射阀的燃料实际喷射量不同于燃料喷射阀没有发生故障的情况。空燃比传感器的检测值从传感器的参考值等变化至参考值变化的程度。另外，废气温度传感器检测的废气温度从参考废气温度变化至燃料量变化的程度。
这样，当燃料喷射阀或进气量检测装置发生故障的情况，当不进行根据所述燃料添加量反馈控制部分的燃料添加量反馈控制，并且当所述内燃机在参考稀空燃比下工作时，空燃比传感器和废气温度传感器的检测值从其参考值变化。因此，难以识别和判断哪个装置发生故障。
在这方面，当从燃料添加阀添加燃料，并且由所述燃料添加量反馈控制部分进加入的燃料量的燃料添加量反馈控制，以控制废气空燃比使其到一参考浓空燃比，并且在通过所述进气量反馈控制部分将新鲜空气量控制到目标量时，就能够确定哪个装置发生故障。
尤其是，当故障发生于进气量检测装置，通过进气量反馈控制部分以这样的方式改变EGR气量使进气量调节至目标值，结果进气量改变。因此，废气温度从参考值改变，使废气温度检测部分检测的废气温度与参考废气温度的差变大。另一方面，当故障发生于燃料喷射阀，内燃机的输出改变，故加速器的开度改变，例如增加或减少燃料量，来产生内燃机所需的输出。然而，通过燃料添加量反馈控制部分，燃料添加量以反馈方式控制，故废气空燃比变为合适，并且新鲜空气量此时也不变。
结果，即使故障发生于燃料喷射阀，废气温度传感器的输出值变为大体与此时的参考值相等。
因此，当从燃料添加阀添加燃料，并且由所述燃料添加量反馈控制部分进行燃料添加量反馈控制，以控制空燃比使其到参考浓空燃比，并且当通过所述进气量反馈控制部分控制新鲜空气量到目标量，并且当废气温度传感器检测的废气温度与参考废气温度的差小于预定值时，能够确定故障发生于燃料添加阀。另一方面，当废气温度传感器检测的废气温度与参考废气温度的差大于或等于预定值时，能够确定故障发生于进气量检测装置。
这里，注意到当由稀时间空燃比差计算部分确定由所述空燃比传感器检测的空燃比与所述参考稀空燃比的差大于或等于第一预定值，并且当由稀时间废气温度差计算部分确定废气温度传感器检测的废气温度和此时的参考废气温度的差大于或等于第二预定值时，燃料可添加到所述空燃比传感器和所述废气温度传感器上游位置的排气通道。即，该故障检测系统特征在于包括空燃比传感器，其检测内燃机废气空燃比；进气量检测装置，其检测吸入内燃机的新鲜空气量；燃料喷射阀，其将燃料供应到所述内燃机的汽缸；废气温度传感器，其检测所述内燃机的废气温度；EGR装置，其连接该内燃机的进气系统和排气系统，来将废气一部分回流到进气系统；进气量反馈控制部分，其以这样的方式改变通过所述EGR装置回流的废气量，使由所述进气量检测装置检测的新鲜空气量调节到目标量；稀时间空燃比差计算部分，当进行根据所述进气量反馈控制部分的反馈控制和当所述内燃机被操作来实现设置为目标的参考稀空燃比时，其判断由所述空燃比传感器检测的空燃比与所述参考稀空燃比的差是否大于或等于第一预定值；稀时间废气温度差计算部分，当进行根据所述进气量反馈控制部分的反馈控制和当所述内燃机被操作来实现设置为目标的参考稀空燃比时，其判断由废气温度传感器检测的废气温度和此时的参考废气温度的差是否大于或等于第二预定值；燃料添加阀，当所述稀时间空燃比差计算部分确定由所述空燃比传感器检测的空燃比与所述参考稀空燃比的差大于或等于第一预定值，并当所述稀时间废气温度差计算部分确定由废气温度传感器检测的废气温度和此时的参考废气温度的差大于或等于第二预定值时，其添加燃料到位于所述空燃比传感器和所述废气温度传感器上游的废气通道；燃料添加量反馈控制部分，当从燃料添加阀添加燃料时，其改变从燃料添加阀添加的燃料，来调节由空燃比传感器检测的废气空燃比到参考浓空燃比；和浓时间废气温度差计算部分，当进行从燃料添加阀添加燃料，根据所述燃料添加量反馈控制部分的反馈控制和根据所述进气量反馈控制部分的反馈控制时的由所述废气温度传感器检测的废气温度和此时的参考废气温度的差是否大于或等于第三预定值。
当由稀时间空燃比计算部分确定由所述空燃比传感器检测的空燃比与所述参考稀空燃比的差大于或等于第一预定值，并且当由稀时间废气温度差计算部分确定由废气温度传感器检测的废气温度和此时的参考废气温度的差小于第二预定值，确定故障发生在所述空燃比传感器。
当由稀时间空燃比差计算部分确定由所述空燃比传感器检测的空燃比与所述参考稀空燃比的差小于第一预定值，并且当由稀时间废气温度差计算部分确定由废气温度传感器检测的废气温度和此时的参考废气温度的差大于或等于第二预定值，确定故障发生在所述废气温度传感器。
当由浓时间废气温度差计算部分确定由所述废气温度传感器检测的废气温度和此时的参考废气温度的差小于第三预定值，确定故障发生在所述燃料喷射阀喷射量。
其特征在于，当由浓时间废气温度差计算部分确定由所述废气温度传感器检测的废气温度和此时的参考废气温度的差大于或等于第三预定值，确定故障发生在所述进气量检测装置。
这样，当能够确定故障发生在所述空燃比传感器或废气温度传感器时，则绝不进行燃料添加，故能够改善单位里程油耗率。
在本发明，可采用多个空燃比传感器，并且另外设置最终确定部分，在确定故障发生在一个传感器中，并当假定发生故障的一个空燃比传感器的测定值和另一空燃比传感器测定值之间的差大于或等于预定值时，最终确定部分定下所述一个空燃比传感器的故障确定。
例如，当故障发生在除了能确定故障所述传感器外的另一装置或类似，当由于所述另一装置的故障或失效废气空燃比从参考值改变，就有错误判断故障发生在空燃比传感器的风险。在这方面，即使当故障发生在另一装置空燃比传感器没有故障，根据本发明假定 故障发生在所有多个空燃比传感器。另一方面，当故障发生在所述一个空燃比传感器而没有发生在所述另一装置的情况，假定故障仅发生在发生故障的所述空燃比传感器。从这里，在具有多个空燃比传感器情况下，根据本发明确定故障发生在一个空燃比传感器时，可假定故障确实发生在该空燃比传感器。另一方面，根据本发明确定故障发生在所有空燃比传感器时，可假定故障确实没有发生在所述空燃比传感器，而在另一装置。这样，通过相互比较多个空燃比传感器的故障检测结果，可进行更准确的故障判断。这里，注意到当确定故障发生在所有空燃比传感器时，故障检测将再次进行。
如前所述，根据本发明用于内燃机的故障检测装置中，当传感器的输出值发生故障，能够判断确实发生故障的部件。
图1是一结构视图，表示根据本发明的一个实施例采用故障检测系统并具有进气和排气系统的内燃机；图2是一图表，表示发生故障的装置和状态值从参考值变化的另一装置间的关系；图3是一流程图，表示根据第一实施例检测传感器及类似装置故障的流程；图4是一流程图，表示根据第一实施例检测传感器及类似装置故障的流程；图5是一流程图，表示根据第一实施例检测传感器及类似装置故障的另一形式的流程；
图6是一流程图，表示根据第一实施例检测传感器及类似装置故障的另一形式的流程；和图7是一流程图，仍然表示根据第一实施例检测传感器及类似装置故障的另一形式的流程。
具体实施例方式
以下将参照附图对一根据本发明用于内燃机故障检测系统的特定
(实施例1)图1是一内燃机的图示结构，其具有进气和排气系统并采用根据本发明的一个例子故障检测系统。
图1所示的内燃机1是4冲程水冷柴油机。
该内燃机1是具有一个燃料喷射阀3，喷射轻油形式的燃料到气缸2。
此外，进气通道4连接到该内燃机1。一个节流阀5置于进气通道4，来调整流经进气通道4的进气流动速度。此外，一个根据流经进气通道4的进气流动速度来输出信号的气流表12在节流阀5上游位置安装到进气通道4。吸入该内燃机1的空气量能够通过该气流表12输出信号而获得。
另一方面，排气通道6连接到该内燃机1。该排气通道6在其下游部与空气连通。
一个具有NOX积聚还原催化剂(后面称NOX催化剂)的微粒滤清器7(后面称滤清器7)置于排气通道6中。此外，在排气通道6的滤清器7下游位置，安装有一用于检测通过排气通道6的废气温度传感器8，和用于检测废气空燃比的空燃比传感器9。此外，在排气通道6的滤清器7上游位置，安装有一用于检测通过排气通道6的上游废气温度传感器17，和用于检测废气空燃比的上游空燃比传感器18。
此外，一个废气回流装置13(后面称EGR装置13)连接到该内燃机1。该EGR装置13构造为包括一个废气回流通道14(后面称EGR通道14)和一个流速调节阀15(后面称EGR阀15)。该EGR通道14与排气通道6和进气通道4相互连接。通过排气通道6的一部分废气(后面称EGR气)通过该EGR通道14回流到进气通道4。在EGR通道14，其安装有EGR阀15，该阀由将随后论述的来自ECU10的信号来开启和关闭，来调节通过该EGR通道14EGR气的流速。
在本实施例中，以反馈方式基于气流表12的输出值控制进气量，使流入内燃机1EGR气的流速根据此时内燃机1的工作状态来调节(后面称进气量的反馈控制)。这里，通过该气流表12的EGR气和新鲜空气被吸入内燃机1，并且存在如下关系，根据吸入内燃机EGR气量增加而减少的新鲜空气量，和根据EGR气量减少而增加的新鲜空气量。这样，该EGR气量可基于该气流表12输出信号而检测。在本实施例中，成为与此时内燃机1的工作状态相应目标的进气量或该EGR气量，由一指定的图表获得，并且节流阀5和EGR阀15由一方式控制，使由气流表12检测的吸入空气量与吸入空气的目标量相同。
如果内燃机1在稀燃方式下工作，就必须在NOX催化剂的NOX吸留容量饱和前降低NOX催化剂中吸留的NOX。
这样，在本实施例中，采用一个燃料添加阀16，其作用是向通过滤清器7上游排气通道6的一部分的废气加燃料(轻油)形式的还原剂。这里，注意燃料添加阀16由随后论述的来自ECU10的信号来驱动开启进行燃料喷射。从燃料添加阀16进入排气通道6的喷射燃料用于使排气通道6上游侧流过废气的空燃比变浓，同时还原了NOX催化剂吸留的NOX。当NOX还原，所谓的浓峰值(rich spike)控制被进行来用于以类似峰值方式(在很短时间)在短冲程中使流入滤清器7废气的空燃比变浓。根据本发明的该废气空燃比变化部分包括燃料添加阀16和执行浓峰值控制的ECU10。
在本实施例中，以反馈方式来控制燃料添加量，使当由燃料添加阀16添加燃料来进行浓峰值控制时空燃比传感器9的输出信号成为目标的浓空燃比。在下文中，该控制是指燃料添加量的反馈控制。此外，在本实施例中，不进行从燃料喷射阀3供应的燃料量的反馈控制。
以电子控制单元的形式用于对内燃机1进行控制的ECU10，与上述结构内燃机1结合设置。该ECU10根据内燃机1的工作条件和司机的要求来控制内燃机1的工作状态。
除了废气温度传感器8，空燃比传感器9，上游废气温度传感器17，上游侧空燃比传感器18，和气流表12外，输出相应于加速器开启的程度的信号的加速器开度传感器11通过电线连接于ECU10，以致，这些传感器等的输出信号输入ECU10。
另一方面，该燃料喷射阀3，该节流阀5，EGR阀和燃料添加阀16通过电线连接于该ECU10，使它们能够由该ECU10控制，并且供发动机燃烧的进气量由该节流阀5的开启和关闭来调节。
该ECU10执行上述进气量反馈控制和上述燃料添加量反馈控制。这里注意，在本实施例中，根据本发明的进气量反馈控制部分由该ECU10执行的进气量反馈控制来实现。并且，在本实施例中，根据本发明的废气空燃比反馈控制部分由该ECU10执行的燃料添加量反馈控制来实现。
这里，为了根据燃料添加量反馈控制使流入滤清器7的废气空燃比与目标空燃比准确匹配，必须通过空燃比传感器9来准确检测废气空燃比。然而，空燃比传感器9的输出值会由于老化或失效而改变，所以必须确定由空燃比传感器9获取的废气空燃比是否准确。
关于空燃比传感器9是否发生故障的确定可通过检测浓峰值控制时的空燃比来实现。即，该故障或空燃比传感器9的故障可通过由燃料添加阀16的燃料添加量和供内燃机1的进气量获得的废气目标空燃比，与由空燃比传感器9获得的废气空燃比之间的对比确定。
这里，注意到在柴油机，从燃料喷射阀3喷射的燃料由发动机每分钟转数和加速器开启程度决定，并且内燃机新鲜空气进气量由此时发动机工作状态下所需EGR气量决定。此外，实际吸入内燃机的新鲜空气量由气流表12测量，并且进行上述进气量反馈控制来控制此时实际吸入内燃机的新鲜空气量达到目标值。
结果，如果燃料喷射阀3，气流表12，节流阀5和EGR阀15中的任一个发生故障，则很难使实际吸入新鲜空气量与目标值相合。在该情况下，废气空燃比也改变，因此当确定空燃比传感器9是否发生故障时，就需要确定或识别空燃比传感器9所测的空燃比是否由于空燃比传感器9的故障的发生而偏离，或是否空燃比本身由于其它装置的故障而改变。
在这方面，在本实施例中，能够确定哪个装置发生故障。这样的确定或识别是基于传感器输出值和装置的控制值(后面将传感器输出值和装置的控制值均称为状态值)，和分别不执行上述浓峰值控制而进行进气量反馈控制时执行浓峰值控制时进行进气量反馈控制和燃料添加量反馈控制时各发动机工作状态下各状态值的参考值(后面称为参考值)之间的差做出的。这里，在空燃比传感器9中，状态值即是空燃比传感器9的输出值；在废气温度传感器8中，其为废气温度传感器8的输出值；在气流表12中，其为气流表12的输出值；在燃料喷射阀3中，其为在ECU10控制下从燃料喷射阀3中喷射的燃料量；在燃料添加阀16中，其为在ECU10控制下从燃料添加阀16添加的燃料量；和在EGR装置13中，其为在ECU10控制下内燃机中回流的EGR气量。下面，由燃料喷射阀3中喷射的燃料量，从燃料添加阀16添加的燃料量，及在ECU10控制下内燃机中回流的EGR气量，被称为各装置的“指令值”。
首先，将参考当空燃比传感器9发生故障时的状态值的变化。当不进行浓峰值控制(后面指在正常工作时)，燃料添加量反馈控制也不进行。即，即使当空燃比传感器9发生故障，气流表12的输出值，燃料喷射阀3的指令值，和废气温度传感器8的输出值并不从其各自的参考值变化，但当空燃比传感器9发生故障，空燃比传感器9的输出值从其参考值变化。该“变化”这里是指输出值与参考值间的差因此增加或高于表明故障的规定值。因此，在本实施例中，“没有变化”不仅包括“完全没有变化”的情况，还包括上述差小于标明故障规定值的情况。这同样适用于其它传感器输出值与参考值间的差和其它装置指令值与参考值间的差。
另一方面，当进行浓峰值控制(后面指添加废气时)，执行燃料添加量反馈控制。即，燃料添加阀16以反馈方式被控制，使空燃比传感器9的输出值成为它的参考值。这样，空燃比传感器9的输出值与空燃比传感器9是否发生故障无关匹配它的参考值。然而，当空燃比传感器9发生故障时，添加的燃料增加或减少，所以燃料添加阀13的指令值发生变化。结果，废气温度和滤清器7的温度变化，这样废气温度传感器8的输出值也从其参考值发生变化。此外，这时，气流表12的输出值和燃料喷射阀3的指令值都不从其参考值发生变化。
据此，就能够确定空燃比传感器9是否发生故障。
首先，参考当废气温度传感器8发生故障时状态值的变化。在正常工作时，并不进行燃料添加量反馈控制。这样，即使当废气温度传感器8发生故障时，气流表12的输出值，燃料喷射阀3的指令值，和空燃比传感器9的输出值并不从其各自的参考值变化，但当废气温度传感器8发生故障时，废气温度传感器8的输出值从其参考值变化。
另一方面，在添加废气时，进行燃料添加量反馈控制，使从空燃比传感器9获取的废气空燃比成为它的参考值。这样即使当废气温度传感器8发生故障，从燃料添加阀16添加的燃料量并不从其参考值发生变化。气流表12的输出值，燃料喷射阀3的指令值，和空燃比传感器9的输出值也不从其各自的参考值变化。然而，由于废气温度传感器8的故障，在添加废气时，废气温度传感器8的输出值从其参考值变化。
据此，就能够确定废气温度传感器8是否发生故障。
接下来，参考气流表12发生故障时状态值的变化。即使当气流表12发生故障，进行进气量反馈控制，使气流表12的输出值在正常工作时成为其参考值。这样，气流表12的输出值与参考值相合。此外，虽然燃料喷射阀3的指令值并不从其参考值变化，EGR气量的指令值从其参考值以进气量反馈控制的量改变。并且，废气空燃比由于新鲜空气进气量的变化也改变，因此空燃比传感器9的输出值从其参考值变化。此外，内燃机1的新鲜空气进气量和EGR气量变化，因此吸入内燃机1的混合物或气体温度也变化。结果，废气温度变化，这样废气温度传感器8的输出值也从其参考值变化，但燃料喷射阀3的指令值没有变化。
另一方面，在添加废气时，即使当气流表12发生故障，根据进气量反馈控制，气流表12的输出值能够与参考值相合。因此，由于从燃料喷射阀3喷射的燃料量并没有以反馈方式控制，因此燃料喷射阀3的指令值没有不从其参考值变化。进一步，根据燃料添加量反馈控制，空燃比传感器9的输出值也没有从其参考值变化。然而，EGR气量的指令值从其参考值以进气量反馈控制的量变化。这样，内燃机1的新鲜空气进气量和EGR气量变化，因此作为废气温度变化的结果，吸入内燃机1的混合物或气体温度也变化，并且废气温度传感器8的输出值也从其参考值变化。
据此，就能够确定气流表12是否发生故障。
首先，参考当燃料喷射阀3发生故障时状态值的变化。当燃料喷射阀3发生故障时，司机所需内燃机1的输出产生过度或不足，因此司机操作加速器。结果，燃料喷射阀3自身喷射的燃料量参考值变化，并且在发动机正常工作时当燃料喷射阀3发生故障，废气空燃比因燃料的过度或不足而改变，因此空燃比传感器9的输出值和废气温度传感器8的输出值从其各自的参考值变化。然而，燃料喷射阀3自身根据ECU10的指令工作，并且这样所喷射燃料量的指令值不从其参考值变化。此外，气流表12的输出值和EGR气量的指令值不从其各自的参考值变化。
另一方面，当燃料喷射阀3在添加废气时发生故障，废气空燃比变化到使从燃料喷射阀3自身喷射燃料量的参考值变化的程度。因此基于空燃比传感器9所检测的废气空燃比以反馈方式控制从燃料添加阀16添加的燃料量，使燃料添加阀16的指令值从其参考值变化。此外，燃料喷射阀3自身根据ECU10的指令工作，因此燃料喷射阀3的指令值不从其参考值变化。此外，内燃机1的新鲜空气吸入量不变，这样气流表12的输出值不从其参考值变化。此外，从燃料添加阀16添加的燃料量以反馈方式控制，使空燃比传感器9的输出值和废气温度传感器8的输出值不从其各自的参考值变化，并且EGR气量的指令值也不从其参考值变化。
据此，就能够确定燃料喷射阀3是否发生故障。
首先，参考当燃料添加阀16发生故障时状态值的变化。在正常工作时，即使燃料添加阀16发生故障，不进行从燃料添加阀16添加燃料，故空燃比传感器9的输出值，废气温度传感器8的输出值，燃料喷射阀3的指令值和气流表12的输出值不从其参考值变化。
另一方面，当燃料添加阀16在添加废气时发生故障，基于空燃比传感器9的输出值进行燃料添加量的反馈控制，因此从燃料添加阀16添加的燃料量从其参考值变化，但燃料喷射阀3喷射的燃料量和气流表12的输出值并没有从其各自的参考值变化。此外，通过燃料添加量的反馈控制，废气空燃比保持在合适的值，这样空燃比传感器9的输出值和废气温度传感器8的输出值并没有从其各自的参考值变化。
据此，就能够确定燃料添加阀16是否发生故障。
图2集中所示上述关系。图2中最左列表示所检测故障装置的名称。图2中最上面的行，“稀”表示不进行浓峰值控制的正常工作，“浓”表示根据浓峰值控制使得废气空燃比为浓的废气的添加。在图2顶部的第二行列出，发生被检测故障的装置发生故障时，其状态值变化或偏移其各自的参考值的装置名称，以及那些装置，其在下一行由圆形标记表示，它们的状态值在发生故障时从其各自的参考值变化。
当在“稀”时空燃比传感器9的输出值从其参考值变化，并此外当废气温度传感器8的输出值成为其参考值时，就能够确定空燃比传感器9发生故障。当在“稀”时，空燃比传感器9的输出值等于其参考值，并且另外当废气温度传感器8的输出值从其参考值变化，就能够确定废气温度传感器8发生故障。在“稀”时，空燃比传感器9和废气温度传感器8的输出值从其参考值变化，并且当在“浓”时，废气温度传感器8的输出值从其参考值变化，就能够确定气流表12发生故障。这里，在“稀”时，空燃比传感器9和废气温度传感器8的输出值从其参考值变化，并且进一步当EGR气量的指令值从其参考值变化，就能够确定气流表12发生故障。在“稀”时，空燃比传感器9和废气温度传感器8的输出值从其参考值变化，并且当在“浓”时，废气温度传感器8的输出值成为其参考值时，就能够确定燃料喷射阀3发生故障。
这里，在“稀”时，空燃比传感器9和废气温度传感器8的输出值从其参考值变化，可执行浓峰值控制，来确定气流表12和燃料喷射阀3中哪一个发生故障。结果，当废气温度传感器8的输出值从其参考值变化，能够确定气流表12发生故障，而当废气温度传感器8的输出值成为其参考值时，就能够确定燃料喷射阀3发生故障。
根据上面，当空燃比传感器9，废气温度传感器8，气流表12，燃料喷射阀3，和燃料添加阀16任一发生故障，就能够确定哪个装置发生故障。
接下来，参考根据本实施例检测传感器故障的流程。
图3和4为流程图，表示根据本实施例检测传感器等装置故障的流程。
在步骤S101，该ECU10确定是否存在进行空燃比传感器9等装置的故障检测的条件。例如，确定内燃机1的预热是否完成。
当在步骤S101形成肯定的判断时，该控制流程进行步骤S102，反之当产生否定判断时，程序结束。
在步骤S102，该ECU10确定空燃比传感器9的输出值是否从其参考值变化。
当在步骤S102形成肯定的判断时，该控制流程进行步骤S103，反之当产生否定判断时，该控制流程进行步骤S115。
在步骤S103，该ECU10确定废气温度传感器8的输出值是否从其参考值变化。
当在步骤S103形成肯定的判断时，该控制流程进行步骤S104，反之当产生否定判断时，该控制流程进行步骤S109。
在步骤S104，该ECU10执行浓峰值控制。
在步骤S105，该ECU10确定空燃比传感器9的输出值是否从其参考值变化。
当在步骤S105形成肯定的判断时，该程序结束，反之当产生否定判断时，该控制流程进行步骤S106。
在步骤S106，该ECU10确定废气温度传感器8的输出值是否从其参考值变化。
当在步骤S106形成肯定的判断时，该控制流程进行步骤S107，反之当产生否定判断时，该控制流程进行步骤S113。
在步骤S107，该ECU10确定EGR气的指令值是否从其参考值变化。
当在步骤S107形成肯定的判断时，该控制流程进行步骤S108，反之当产生否定判断时，该程序结束。
在步骤S108，该ECU10设定表明气流表12发生故障的AFM故障标记(开)。
在步骤S109，该ECU10执行浓峰值控制。
在步骤S110，该ECU10确定燃料添加阀16的指令值是否从其参考值变化。
当在步骤S110形成肯定的判断时，该控制流程进行步骤S111，反之当产生否定判断时，该程序结束。
在步骤S111，该ECU10确定空燃比传感器9的输出值是否从其参考值变化。
当在步骤S111形成肯定的判断时，该程序结束，反之当产生否定判断时，该控制流程进行步骤S112。
在步骤S112，该ECU10设定表明空燃比传感器9发生故障的A/F故障标记(开)。
在步骤S113，该ECU10确定燃料添加阀16的指令值是否从其参考值变化。
当在步骤S113形成肯定的判断时，该控制流程进行步骤S114，反之当产生否定判断时，该程序结束。
在步骤S114，该ECU10设定表明燃料喷射阀3发生故障的M-INJ故障标记(开)。
在步骤S115，该ECU10确定废气温度传感器8的输出值是否从其参考值变化。
当在步骤S115形成肯定的判断时，该控制流程进行步骤S116，反之当产生否定判断时，该控制流程进行步骤S120。
在步骤S116，该ECU10执行浓峰值控制。
在步骤S117，该ECU10确定燃料添加阀16的指令值是否从其参考值变化。
当在步骤S117形成肯定的判断时，该程序结束，反之当产生否定判断时，该控制流程进行步骤S118。
在步骤S118，该ECU10确定废气温度传感器8的输出值是否从其参考值变化。
当在步骤S118形成肯定的判断时，该控制流程进行步骤S119，反之当产生否定判断时，该程序结束。
在步骤S119，该ECU10设定表明废气温度传感器8发生故障的废气温度传感器故障标记(开)。
在步骤S120，该ECU10执行浓峰值控制。
在步骤S121，该ECU10确定废气温度传感器8的输出值是否从其参考值变化。
当在步骤S121形成肯定的判断时，该程序结束，反之当产生否定判断时，该控制流程进行步骤S122。
在步骤S122，该ECU10确定燃料添加阀16的指令值是否从其参考值变化。
当在步骤S122形成肯定的判断时，该控制流程进行步骤S123，反之当产生否定判断时，该程序结束。
在步骤S123，该ECU10设定表明燃料添加阀16发生故障的燃料添加量故障标记(开)。
这样，通过确定哪一个标记被设定，就可以确定空燃比传感器9，废气温度传感器8，气流表12，燃料喷射阀3和燃料添加阀16中哪个发生故障。
接下来，参考检测根据本实施例检测传感器故障的另一流程。
图5、6和7为流程图，表示根据本实施例检测传感器等装置故障的另一流程。
在步骤S201，该ECU10确定是否存进行空燃比传感器9等装置的故障检测的条件。例如，确定内燃机1的预热是否完成。
当在步骤S201形成肯定的判断时，该控制流程进行步骤S202，反之当产生否定判断时，该程序结束。
在步骤S202，该ECU10确定空燃比传感器9的输出值是否从其参考值变化。
当在步骤S202形成肯定的判断时，该控制流程进行步骤S203，反之当产生否定判断时，该控制流程进行步骤S204。
在步骤S203，该ECU10设定第一标记(开)来表明空燃比传感器9的输出值从其参考值变化。
在步骤S204，该ECU10确定废气温度传感器8的输出值是否从其参考值变化。
当在步骤S204形成肯定的判断时，该控制流程进行步骤S205，反之当产生否定判断时，该控制流程进行步骤S206。
在步骤S205，该ECU10设定第二标记(开)来表明废气温度传感器8的输出值从其参考值变化。
在步骤S206，该ECU10执行浓峰值控制。
在步骤S207，该ECU10确定空燃比传感器9的输出值是否从其参考值变化。
当在步骤S207形成肯定的判断时，该控制流程进行步骤S208，反之当产生否定判断时，该控制流程进行步骤S209。
在步骤S208，该ECU10设定表明空燃比传感器9的输出值从其参考值变化的第三标记(开)。
在步骤S209，该ECU10确定废气温度传感器8的输出值是否从其参考值变化。
当在步骤S209形成肯定的判断时，该控制流程进行步骤S210，反之当产生否定判断时，该控制流程进行步骤S211。
在步骤S210，该ECU10设定表明废气温度传感器8的输出值从其参考值变化的第四标记(开)。
在步骤S211，该ECU10确定燃料添加阀16的指令值是否从其参考值变化。
当在步骤S211形成肯定的判断时，该控制流程进行步骤S212，反之当产生否定判断时，该控制流程进行步骤S213。
在步骤S212，该ECU10设定表明燃料添加阀16的指令值从其参考值变化的第五标记(开)。
在步骤S213，该ECU10确定EGR气的指令值是否从其参考值变化。
当在步骤S213形成肯定的判断时，该控制流程进行步骤S214，反之当产生否定判断时，该控制流程进行步骤S215。
在步骤S214，该ECU10设定表明EGR气量的指令值从其参考值变化的第六标记(开)。
在步骤S215，该ECU10确定该第一标记、第二标记、第四标记、第六标记是否被设定(开)，而第三指示器是否被清除(关)。
当在步骤S215形成肯定的判断时，该控制流程进行步骤S216，反之当产生否定判断时，该控制流程进行步骤S217。
在步骤S216，该ECU10设定表明气流表12发生故障的AFM故障标记(开)。
在步骤S217，该ECU10确定该第一标记、第二标记、第五标记是否被设定(开)，而第三标记、第四标记、第六标记是否被清除(关)。
当在步骤S217形成肯定的判断时，该控制流程进行步骤S218，反之当产生否定判断时，该控制流程进行步骤S219。
在步骤S218，该ECU10设定表明燃料喷射阀3发生故障的M-INJ故障标记(开)。
在步骤S219，该ECU10确定该第一标记、第四标记、第五标记是否被设定(开)，而第二标记、第三标记是否被清除(关)。
当在步骤S219形成肯定的判断时，该控制流程进行步骤S220，反之当产生否定判断时，该控制流程进行步骤S221。
在步骤S220，该ECU10设定A/F故障标记(开)来表明空燃比传感器9发生故障。
在步骤S221，该ECU10确定该第二标记、第四标记是否被设定(开)，而第一标记、第三标记、第五标记是否被清除(关)。
当在步骤S221形成肯定的判断时，该控制流程进行步骤S222，反之当产生否定判断时，该控制流程进行步骤S223。
在步骤S222，该ECU10设定表明废气温度传感器8发生故障的废气温度传感器故障标记(开)。
在步骤S223，该ECU10确定该第五标记是否被设定(开)，而第一指示器、第二指示器、第三指示器、第四标记是否被清除(关)。
当在步骤S223形成肯定的判断时，该控制流程进行步骤S224，反之当产生否定判断时，该程序结束。
在步骤S224，该ECU10设定燃料添加阀16发生故障的燃料添加量故障标记(开)。
这样，通过确定哪一个指示器被设定，就可以确定空燃比传感器9，废气温度传感器8，气流表12，燃料喷射阀3和燃料添加阀16中哪个发生故障。
如上所述，根据本实施例，从不进行浓峰值控制和进行浓峰值控制之间的空燃比传感器9的输出值、废气温度传感器8的输出值、气流表12的输出值、燃料喷射阀3的指令值、燃料添加阀16的指令值、EGR气的指令值及其各个的参考值当中的关系，能够判断空燃比传感器9、废气温度传感器8、气流表12、燃料喷射阀3值、燃料添加阀16哪个发生故障。
这里，注意到本实施例中，代替空燃比传感器9可检测上游侧空燃比传感器18的故障。此外，代替废气温度传感器8也可检测上游废气温度传感器17的故障。
(第二实施例)在本实施例中，当两种故障检测中作为两种不同方法的故障检测结果而检测出故障时，最终确定故障确实发生。其它硬件与第一实施例的通用，因此其解释省略。
首先，作为第一故障检测方法，对各空燃比传感器9和上游侧空燃比传感器18进行如第一实施例所述的故障检测。然后，作为第二故障检测方法，计算在特定工作状态下空燃比传感器9的输出值和上游侧空燃比传感器18的输出值的差，并确定该差是否大于或等于表明故障的规定值。在第二故障检测方法中，当该差大于或等于表明故障的规定值，可确定这些传感器任何一个发生了故障。
最后，只有当根据第二故障检测方法检测到这些传感器任何一个的故障，才能确定根据第一故障检测方法检测到的故障的传感器中确实发生了故障。即，除非当两种故障检测方法均检测到的故障，并不清楚是否确实发生故障，所以故障判断并不是固定的而是保持在待定的状态中。
这里，如上面第一实施例所述，通过对各空燃比传感器9和上游侧空燃比传感器18的检测，可对每一传感器进行故障判断。如上面第一实施例所述，为了检测空燃比传感器9和上游侧空燃比传感器1 8的故障和失效，不需要进行通过燃料添加阀16添加燃料和对添加燃料量的反馈控制。
另一方面，在特定工作状态，可通过比较分别从空燃比传感器9和上游侧空燃比传感器18获得的废气空燃比来检测传感器的故障。即，当从空燃比传感器9和上游侧空燃比传感器18获得的空燃比的差大于或等于预定值，可确定这些传感器其中之一发生故障。这是因为当空燃比传感器发生故障时，故障很少在多个空燃比传感器中同时发生。这里，注意到“特定工作状态”是指废气空燃比是稀的，并且不进行降低了废气中氧气的浓度的燃料添加阀16的燃料添加或燃料喷射阀3的辅助喷射。即，这是因为当浓空燃比的废气经过NOX催化剂时，NOX催化剂中吸留的NOX和氧气被放出，使滤清器7下游侧废气空燃比接近理想配比的空燃比值，并且空燃比传感器9将受到其影响。此外，当浓空燃比的废气经过NOX催化剂时，燃料在NOX催化剂中反应，使空燃比传感器9将受到其影响。
在第一实施例所述的故障检测中，即使当检测到空燃比传感器9或上游侧空燃比传感器18的故障，最终的判断也不立即作出，仅当作为这两个传感器的输出值之间的比较的结果确定故障发生在这两个传感器任一个中时，才进一步固定或最终做出故障的确定。
这样，在具有多个空燃比传感器的情况下，能够更准确检测空燃比传感器故障。
因此，如上述第一实施例，故障检测可分别用于空燃比传感器9和上游侧空燃比传感器18，并且当确定仅一个空燃比传感器发生故障，该一个空燃比传感器9发生故障的判断将被确定或成为最终结果，而当判断故障发生于多个空燃比传感器9时，故障检测将再次进行。这样，通过进行反复故障检测，故障检测的准确度能够提高。
在该实施例中，参考空燃比传感器以代替这些传感器，这也适用于废气温度传感器的故障确定。这里，注意到在废气温度传感器8和上游废气温度传感器17的故障检测中的“特定工作状态”优选地为这样的状态，其中废气空燃比为稀，并且不进行降低了废气中氧气浓度的燃料添加阀16的燃料添加或燃料喷射阀3的辅助喷射。即，这是因为当浓空燃比的废气经过NOX催化剂时，燃料在NOX催化剂中反应，使废气温度传感器8将受到其影响。
权利要求
1.一种用于内燃机的故障检测系统，包括空燃比检测部分，其检测内燃机废气的空燃比；EGR装置，其连接所述内燃机的进气系统和排气系统，将废气的一部分回流到进气系统；废气空燃比反馈控制部分，其基于空燃比检测部分检测的废气空燃比以反馈方式控制废气空燃比到预定空燃比；进气量反馈控制部分，其以这样的方式改变通过所述EGR装置回流的废气量，使吸入内燃机的新鲜空气量调节到目标量；状态值检测部分，其分别检测涉及各个操作状态中废气空燃比的变化的多个项目的状态值，所述工作状态包括所述内燃机处于第一工作状态，在第一工作状态不进行根据所述废气空燃比反馈控制部分的反馈控制，但进行根据所述进气量反馈控制部分的反馈控制和内燃机处于第二工作状态，在第二工作状态进行根据废气空燃比反馈控制部分和进气量反馈控制部分的两个反馈控制；第一项目识别部分，其识别在所述第一工作状态由状态值检测部分检测的状态值在正常值范围以外的项目，该正常值范围是对在所述第一工作状态各项目的状态值设定的；第二项目识别部分，其识别在所述第二工作状态由状态值检测部分检测的状态值在正常值范围以外的项目，该正常值范围是对在所述第二工作状态各项目的状态值设定的；和故障项目识别部分，其从第一项目识别别部分和第二项目识别部分识别的项目中识别哪个项目出现故障。
2.一种用于内燃机的故障检测系统，包括空燃比检测部分，其检测内燃机废气的空燃比；EGR装置，其连接所述内燃机的进气系统和排气系统，来将废气一部分回流到进气系统；废气空燃比反馈控制部分，其基于空燃比检测部分检测的废气空燃比以反馈方式控制废气空燃比到预定空燃比；进气量反馈控制部分，其以这样的方式改变通过所述EGR装置回流的废气量，使吸入内燃机的新鲜空气量调节到目标量；第一状态值检测部分，其分别检测涉及在第一操作状态中的废气空燃比改变相关的多个项目的状态值，在所述第一工作状态不进行根据所述废气空燃比反馈控制部分的反馈控制，但进行根据所述进气量反馈控制部分的反馈控制；第一项目识别部分，其识别在所述第一工作状态由状态值检测部分检测的项目状态值在正常值范围以外的项目，该正常值范围是对在所述第一工作状态的各项目的状态值设定的；废气空燃比改变部分，在存在所述第一项目识别部分识别的两个或多个项目时，使废气空燃比改变；第二状态值检测部分，在使得废气空燃比由所述废气空燃比改变部分改变后，其分别检测涉及第二工作状态下废气空燃比的变化的多个项目的状态值，在所述第二工作状态中进行根据所述废气空燃比反馈控制部分的反馈控制和根据所述进气量反馈控制部分的反馈控制；第二项目识别部分，其识别在所述第二工作状态由第二状态值检测部分检测的状态值在正常值范围以外的项目，该正常值范围是对在所述第二工作状态的各项目的状态值设定的；和故障项目识别部分，其从由第一项目识别部分和第二项目识别部分识别的项目中识别哪个项目出现故障。
3.一种用于内燃机的故障检测系统，包括空燃比传感器，其检测内燃机的废气空燃比；进气量检测装置，其检测吸入内燃机的新鲜空气量；燃料喷射阀，其将燃料供应到所述内燃机的汽缸；废气温度传感器，其检测所述内燃机的废气温度；燃料添加阀，其添加燃料到位于所述空燃比传感器和所述废气温度传感器上游的废气通道；燃料添加量反馈控制部分，当从所述燃料添加阀添加燃料时其改变从所述燃料添加阀添加的燃料量，来调节由所述空燃比传感器检测的废气空燃比到目标空燃比；EGR装置，其连接该内燃机的进气系统和排气系统，来将废气一部分回流到进气系统；进气量反馈控制部分，其以这样的方式改变通过所述EGR装置回流的废气量，使进气量检测装置检测的新鲜空气量调节到目标量；稀时间空燃比差计算部分，在所述内燃机被操作来实现设置为目标的参考稀空燃比的情况，当进行根据所述进气量反馈控制部分的反馈控制但不进行根据所述燃料添加量反馈控制部分的反馈控制时，其判断由所述空燃比传感器检测的空燃比与所述参考稀空燃比的差是否大于或等于第一预定值，；稀时间废气温度差计算部分，在所述内燃机被操作来实现设置为目标的参考稀空燃比的情况，当进行根据所述进气量反馈控制部分的反馈控制但不进行根据所述燃料添加量反馈控制部分的反馈控制时，其判断由废气温度传感器检测的废气温度和此时的参考废气温度的差是否大于或等于第二预定值；浓时间废气温度差计算部分，其判断，当进行从燃料添加阀添加燃料，根据所述燃料添加量反馈控制部分的反馈控制和根据所述进气量反馈控制部分的反馈控制，使所述空燃比传感器检测的空燃比调节为参考浓空燃比时，由所述废气温度传感器检测的废气温度和此时的参考废气温度的差是否大于或等于第三预定值；其中当由稀时间空燃比差计算部分确定由所述空燃比传感器检测的空燃比与所述参考稀空燃比的差大于或等于第一预定值，并且当由稀时间废气温度差计算部分确定由废气温度传感器检测的废气温度和此时的参考废气温度的差小于第二预定值，确定故障发生在所述空燃比传感器；当由稀时间空燃比差计算部分确定由所述空燃比传感器检测的空燃比与所述参考稀空燃比的差小于第一预定值，并且当由稀时间废气温度差计算部分确定废气温度传感器检测的废气温度和此时的参考废气温度的差大于或等于第二预定值，确定故障发生在所述废气温度传感器；当由稀时间空燃比差计算部分确定由所述空燃比传感器检测的空燃比与所述参考稀空燃比的差大于或等于第一预定值，并且当由稀时间废气温度差计算部分确定由所述废气温度传感器检测的废气温度和此时的参考废气温度的差大于或等于第二预定值，进一步当由所述浓时间废气温度差计算部分确定废气温度传感器检测的废气温度和此时的参考废气温度的差小于等于第三预定值，确定故障发生在所述燃料喷射阀的喷射量；和当由稀时间空燃比计算部分确定由所述空燃比传感器检测的空燃比与所述参考稀空燃比的差大于或等于第一预定值，并且当由稀时间废气温度差计算部分确定由废气温度传感器检测的废气温度和此时的参考废气温度的差大于或等于第二预定值，进一步当由所述浓时间废气温度差计算部分确定所述废气温度传感器检测的废气温度和此时的参考废气温度的差大于或等于第三预定值，确定故障发生在所述进气量检测装置。
4.一种用于内燃机的故障检测系统，包括空燃比传感器，其检测内燃机废气空燃比；进气量检测装置，其检测吸入所述内燃机的新鲜空气量；燃料喷射阀，其将燃料供应到所述内燃机的汽缸；废气温度传感器，其检测所述内燃机的废气温度；EGR装置，其连接该内燃机的进气系统和排气系统，来将废气一部分回流到进气系统；进气量反馈控制部分，其以这样的方式改变通过所述EGR装置回流的废气量，使由所述进气量检测装置检测的新鲜空气量调节到目标量；稀时间空燃比差计算部分，当进行根据所述进气量反馈控制部分的反馈控制和当所述内燃机被操作来实现设置为目标的参考稀空燃比时，其判断由所述空燃比传感器检测的空燃比与所述参考稀空燃比的差是否大于或等于第一预定值；稀时间废气温度差计算部分，其判断，当进行根据所述进气量进行反馈控制部分的反馈控制和当所述内燃机被操作来实现设置为目标的参考稀空燃比时，由废气温度传感器检测的废气温度和此时的参考废气温度的差大于或等于第二预定值；燃料添加阀，当通过所述稀时间空燃比差计算部分判断由所述空燃比传感器检测的空燃比与所述参考稀空燃比的差大于或等于第一预定值，并当通过所述稀时间废气温度差计算部分判断由废气温度传感器检测的废气温度和此时的参考废气温度的差大于或等于第二预定值时，其添加燃料到位于所述空燃比传感器和所述废气温度传感器上游的废气通道；燃料添加量反馈控制部分，当从燃料添加阀添加燃料时，其改变从燃料添加阀添加的燃料，来调节由空燃比传感器检测的废气空燃比到参考浓空燃比；和浓时间废气温度差计算部分，其判断，当进行从燃料添加阀添加燃料，根据所述燃料添加量反馈控制部分的反馈控制和根据所述进气量反馈控制部分的反馈控制时，由所述废气温度传感器检测的废气温度和此时的参考废气温度的差是否大于或等于第三预定值；当由稀时间空燃比计算部分确定由所述空燃比传感器检测的空燃比与所述参考稀空燃比的差大于或等于第一预定值，并且当由稀时间废气温度差计算部分确定由废气温度传感器检测的废气温度和此时的参考废气温度的差小于第二预定值，确定故障发生在所述空燃比传感器；当由稀时间空燃比差计算部分确定由所述空燃比传感器检测的空燃比与所述参考稀空燃比的差小于第一预定值，并且当由稀时间废气温度差计算部分确定由废气温度传感器检测的废气温度和此时的参考废气温度的差大于或等于第二预定值时，确定故障发生在所述废气温度传感器；当由浓时间废气温度差计算部分确定由所述废气温度传感器检测的废气温度和此时的参考废气温度的差小于第三预定值时，确定故障发生在所述燃料喷射阀的喷射量；和当由浓时间废气温度差计算部分确定由所述废气温度传感器检测的废气温度和此时的参考废气温度的差大于或等于第三预定值，确定故障发生在所述进气量检测装置。
5.根据要求3或4所述的用于内燃机的故障检测系统，其中提供多个空燃比传感器，并且提供最终确定部分，当确定故障发生于一个空燃比传感器，并当假定发生故障的所述一个空燃比传感器的检测值和另一空燃比传感器的检测值的差大于或等于预定值时，最终确定假定发生故障的所述一个空燃比传感器的故障。
全文摘要
本发明提供一种技术，当在多个表示内燃机状态的状态值中至少一个发生故障，其能够确定故障确实存在的部件。当以反馈方式通过增加或减少EGR气量来控制新鲜空气进入量，并且当以反馈方式基于空燃比传感器，控制加入到废气中的燃料量时，基于被检测部件的输出值和指令值和相应的参考值的比较结果，来确定哪个部件发生故障。该判断是基于，在各个工作状态下检测的部件的输出值和指令值和相应的参考值之间的关系，取决于发生故障的传感器或装置彼此不同。
文档编号F01N3/36GK1918382SQ20058000423
公开日2007年2月21日 申请日期2005年5月11日 优先权日2004年5月12日
发明者泽田裕, 柴田大介 申请人:丰田自动车株式会社