[发明专利]内燃机的诊断装置和诊断方法以及内燃机的控制装置和控制方法

说明书

本发明提供一种内燃机的诊断装置，用于诊断具备废气涡轮增压机的多气缸内燃机的各气缸各自的燃料燃烧状态，该内燃机的诊断装置包括：转速检测部件，其输出与上述废气涡轮增压机的转速对应的信号或与该废气涡轮增压机的转速波动具有相关性的信号；以及燃烧状态诊断部，其通过快速傅里叶变换对从上述转速检测部件输出的信号的频率特性进行频率解析，从而诊断各气缸间的燃料燃烧状态的偏差。

技术领域

本发明涉及内燃机的诊断装置和诊断方法、以及内燃机的控制装置和控制方法。特别是，本发明涉及对多气缸内燃机的各气缸各自的燃料燃烧状态进行诊断的诊断装置和诊断方法，以及根据其诊断结果来控制内燃机的控制装置和控制方法。

背景技术

以往，在船舶用、车辆用等用途所使用的多气缸内燃机中，为了抑制内燃机输出下降、旋转波动增大、废气排放恶化等，期望在各气缸中适当地进行各自的燃料燃烧。通常，在多气缸内燃机中，根据燃料供给系统中的燃料压力而控制喷射器的开阀时间，从而调整向各气缸供给的燃料供给量(以下有时也称为燃料喷射量)(例如，参照专利文献1)。

但是，在喷射器等的制造偏差、经时老化等的影响下，实际喷射到气缸内的燃料喷射量会从适当量乖离，在这样的情况下，该气缸中的燃料燃烧就会进行得不适当(未能获得作为目标的燃烧量)。例如，在各气缸的喷射器喷出的燃料喷射量产生偏差时，可能会导致内燃机输出下降、旋转波动增大、废气排放恶化等问题。需要说明的是，作为这些问题的发生原因，不仅有各喷射器喷出的燃料喷射量的偏差，还可举出燃料特性的影响等。

专利文献

专利文献1：日本特开2001－65397号公报

专利文献2：日本特许第5770657号公报

发明内容

本发明的发明人对于如何诊断各气缸的燃料燃烧状态(例如，诊断各喷射器喷出的燃料喷射量是否产生偏差)以及如何根据其诊断结果控制内燃机(例如，对燃料喷射量进行校正，以消除各喷射器喷出的燃料喷射量的偏差)进行了考察。于是发现：在具备废气涡轮增压机(以下有时也称为涡轮增压器)的多气缸内燃机中，各气缸的燃料燃烧状态和涡轮增压器的转速波动之间是存在相关性的，可利用该相关性来诊断各气缸的燃料燃烧状态，以及根据诊断结果来控制内燃机。

需要说明的是，专利文献2中虽然公开了利用涡轮传感器来检测涡轮增压器的转速，但该专利文献2的技术是根据涡轮传感器的输出信号来检测该涡轮传感器是否断线的技术，并未公开诊断各气缸的燃料燃烧状态以及根据诊断结果控制内燃机的内容。

本发明是鉴于这一点而完成的，其目的在于提供一种能够适当地诊断多气缸内燃机的各气缸的燃料燃烧状态的内燃机的诊断装置和诊断方法，以及能够根据其诊断结果适当地控制内燃机的内燃机的控制装置和控制方法。

用于实现上述目的的本发明的解决方案为一种内燃机的诊断装置，其用于对具备废气涡轮增压机的多气缸内燃机的各气缸各自的燃料燃烧状态进行诊断，其特征在于，该内燃机的诊断装置包括：转速检测部件，其输出与上述废气涡轮增压机的转速对应的信号或与该废气涡轮增压机的转速波动具有相关性的信号；以及燃烧状态诊断部，其通过快速傅里叶变换，对从上述转速检测部件输出的信号的频率特性进行频率解析，从而对各气缸间的燃料燃烧状态的偏差进行诊断。

根据该特定方案，燃烧状态诊断部通过快速傅里叶变换对从转速检测部件输出的信号(与废气涡轮增压机的转速对应的信号或与废气涡轮增压机的转速波动具有相关性的信号)的频率特性进行频率解析，从而对各气缸间的燃料燃烧状态的偏差进行诊断。也就是说，利用各气缸间的燃料燃烧状态的偏差与增压机转速的各频率分量的强度之间存在相关性这一现象，基于各频率分量的强度对各气缸间的燃料燃烧状态的偏差进行诊断。由此，能够有效利用转速检测部件的输出信号而适当地对各气缸的燃料燃烧状态进行诊断。