气缸间空燃比偏差异常检测装置
阅读：1003发布：2020-06-15
专利汇可以提供气缸间空燃比偏差异常检测装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供 气缸 间 空燃比 偏差 异常检测 装置。多气缸 内燃机 的气缸间空燃比偏差异常检测装置具备 涡轮 增压 器 、旁通通路、废气旁通 阀 、空燃比 传感器 以及无级 变速器 。基于空燃比传感器输出的变动程度对偏差异常进行检测。对内燃机以及 无级变速器 进行控制，以使实际的工作点在由 发动机 转速和 发动机 扭矩 规定的 坐标系 中的规定的工作线上移动。在偏差异常的检测时，当实际的工作点处于 废气 旁通阀 打开区域外时，以实际的工作点朝废气旁通阀打开区域内移动的方式对工作线进行变更。，下面是气缸间空燃比偏差异常检测装置专利的具体信息内容。
1.一种气缸间空燃比偏差异常检测装置，其特征在于，
所述气缸间空燃比偏差异常检测装置具备：
涡轮增压器的涡轮，该涡轮设置于多气缸内燃机的排气通路；
对绕过所述涡轮的旁通通路进行开闭的废气旁通阀；
在比所述旁通通路的出口靠下游侧的所述排气通路设置的空燃比传感器；
异常检测单元，该异常检测单元基于所述空燃比传感器的输出的变动程度对气缸间空燃比偏差异常进行检测；
与所述内燃机连结的无级变速器；
控制单元，该控制单元对所述内燃机以及所述无级变速器进行控制，以使所述内燃机的实际的工作点在由发动机转速和发动机扭矩确定的坐标系中的规定的工作线上移动；以及
变更单元，在进行所述偏差异常的检测时，当所述实际的工作点处于所述坐标系内的废气旁通阀打开区域外的情况下，所述变更单元变更所述工作线来使该实际的工作点移动到所述废气旁通阀打开区域内。
2.根据权利要求1所述的气缸间空燃比偏差异常检测装置，其特征在于，所述变更单元对所述工作线进行变更，以使所述实际的工作点在所述坐标系内的同一等输出线上移动到所述废气旁通阀打开区域内。
3.根据权利要求1所述的气缸间空燃比偏差异常检测装置，其特征在于，所述工作线是耗油率最佳的耗油率最佳线。
4.根据权利要求1所述的气缸间空燃比偏差异常检测装置，其特征在于，所述异常检测单元基于与所述空燃比传感器输出的变动程度相关的参数的值对偏差异常进行检测，
所述参数是基于不同的两个正时的所述空燃比传感器输出的差的值。
5.根据权利要求1所述气缸间空燃比偏差异常检测装置，其特征在于，所述空燃比传感器设置于所述排气通路中的汇集部，该汇集部由从排气歧管的排气汇集部起的下游侧的部分形成，各气缸的废气在所述排气通路中的汇集部汇集。
6.一种气缸间空燃比偏差异常检测装置，其特征在于，
所述气缸间空燃比偏差异常检测装置具备：
涡轮增压器的涡轮，该涡轮设置于多气缸内燃机的排气通路；
设置于比所述涡轮靠下游侧的所述排气通路的空燃比传感器；
异常检测单元，该异常检测单元基于所述空燃比传感器的输出的变动程度对气缸间空燃比偏差异常进行检测；
与所述内燃机连结的无级变速器；
控制单元，该控制单元对所述内燃机以及所述无级变速器进行控制，以使所述内燃机的实际的工作点在由发动机转速和发动机扭矩确定的坐标系中的规定的工作线上移动；以及
变更单元，在进行所述偏差异常的检测时，当所述实际的工作点处于所述坐标系内的扫气区域内的情况下，所述变更单元变更所述工作线来使该实际的工作点移动到所述扫气区域外。
7.根据权利要求6所述的气缸间空燃比偏差异常检测装置，其特征在于，所述变更单元对所述工作线进行变更，以使所述实际的工作点在所述坐标系内的同一等输出线上移动到所述扫气区域外。
8.一种气缸间空燃比偏差异常检测装置，其特征在于，
所述气缸间空燃比偏差异常检测装置具备：
涡轮增压器的涡轮，该涡轮设置于多气缸内燃机的排气通路；
设置于比所述涡轮靠下游侧的所述排气通路的空燃比传感器；
异常检测单元，该异常检测单元基于所述空燃比传感器的输出的变动程度对气缸间空燃比偏差异常进行检测；
与所述内燃机连结的无级变速器；
控制单元，该控制单元对所述内燃机以及所述无级变速器进行控制，以使所述内燃机的实际的工作点在由发动机转速和发动机扭矩确定的坐标系中的规定的工作线上移动；以及
变更单元，在进行所述偏差异常的检测时，当所述实际的工作点处于所述坐标系内的扫气区域内时，该变更单元变更气门正时，以禁止进气门和排气门的气门重叠度。
气缸间空燃比偏差异常检测装置
技术领域
背景技术
[0002] 一般情况下，在具备利用了催化剂的排气净化系统的内燃机中，为了高效地利用催化剂净化排气中有害成分，在内燃机中燃烧的混合气的空气和燃料的混合比例、即空燃比的控制不可或缺。为了进行这样的空燃比的控制，在内燃机的排气通路设置空燃比传感器，实施反馈控制以使利用空燃比传感器检测出的空燃比与规定的目标空燃比一致。
[0003] 另一方面，在多气缸内燃机中，由于通常使用相同的控制量对全部气缸进行空燃比控制，所以即使执行空燃比控制，实际的空燃比在气缸间也存在偏差。如果此时偏差的程度小，则能够通过空燃比反馈控制吸收，并且也能够利用催化剂对排气中有害成分进行净化处理，因此，不会对排气污染物造成影响，不会特别成为问题。
[0004] 但是，如果例如一部分的气缸的燃料喷射系统发生故障等而导致气缸间的空燃比大幅度偏差，则使排气污染物恶化而成为问题。期望能够将使这样的排气污染物恶化那么大的空燃比偏差作为异常加以检测。特别是在汽车用内燃机的情况下，为了将排气污染物恶化的车辆的行驶防患于未然，要求根据车载状态(on board)检测气缸间空燃比偏差异常，最近也有将该要求立法的动向。
[0006] 如果产生空燃比偏差异常，则空燃比传感器输出的变动变大。因此，通过对该变动程度进行监测，能够检测空燃比偏差异常。
[0008] 此外，在涡轮增压式内燃机的情况下，有时在气门重叠时产生进气朝排气侧漏出的扫气。如果产生该扫气，则新气体混入来自各气缸的纯粹的废气，空燃比发生变化，存在无法准确地检测空燃比偏差异常的忧虑。
[0009] 【专利文献1】日本特开2009-209747号公报
发明内容
[0010] 因此，本发明是鉴于上述情况而研发的，其目的在于提供一种能够解决涡轮增压式内燃机中特有的课题的气缸间空燃比偏差异常检测装置。
[0011] 根据本发明的一方面，提供一种气缸间空燃比偏差异常检测装置，其特征在于，[0012] 所述气缸间空燃比偏差异常检测装置具备：
[0014] 对绕过所述涡轮的旁通通路进行开闭的废气旁通阀；
[0015] 在比所述旁通通路的出口靠下游侧的所述排气通路设置的空燃比传感器；
[0016] 异常检测单元，该异常检测单元基于所述空燃比传感器的输出的变动程度对气缸间空燃比偏差异常进行检测；
[0020] 优选所述变更单元对所述工作线进行变更，以使所述实际的工作点在所述坐标系内的同一等输出线上移动到所述废气旁通阀打开区域内。
[0021] 优选上述工作线是耗油率最佳的耗油率最佳线。
[0022] 根据本发明的另一方面，提供一种气缸间空燃比偏差异常检测装置，其特征在于，[0023] 所述气缸间空燃比偏差异常检测装置具备：
[0024] 涡轮增压器的涡轮，该涡轮设置于多气缸内燃机的排气通路；
[0025] 设置于比所述涡轮靠下游侧的所述排气通路的空燃比传感器；
[0026] 异常检测单元，该异常检测单元基于所述空燃比传感器的输出的变动程度对气缸间空燃比偏差异常进行检测；
[0027] 与所述内燃机连结的无级变速器；
[0028] 控制单元，该控制单元对所述内燃机以及所述无级变速器进行控制，以使所述内燃机的实际的工作点在由发动机转速和发动机扭矩确定的坐标系中的规定的工作线上移动；以及
[0029] 变更单元，在进行所述偏差异常的检测时，当所述实际的工作点处于所述坐标系内的扫气区域内的情况下，所述变更单元变更所述工作线来使该实际的工作点移动到所述扫气区域外。
[0030] 优选所述变更单元对所述工作线进行变更，以使所述实际的工作点在所述坐标系内的同一等输出线上移动到所述扫气区域外。
[0031] 根据本发明的再一方面，提供一种气缸间空燃比偏差异常检测装置，其特征在于，[0032] 所述气缸间空燃比偏差异常检测装置具备：
[0033] 涡轮增压器的涡轮，该涡轮设置于多气缸内燃机的排气通路；
[0034] 设置于比所述涡轮靠下游侧的所述排气通路的空燃比传感器；
[0035] 异常检测单元，该异常检测单元基于所述空燃比传感器的输出的变动程度对气缸间空燃比偏差异常进行检测；
[0036] 与所述内燃机连结的无级变速器；
[0037] 控制单元，该控制单元对所述内燃机以及所述无级变速器进行控制，以使所述内燃机的实际的工作点在由发动机转速和发动机扭矩确定的坐标系中的规定的工作线上移动；以及
[0038] 变更单元，在进行所述偏差异常的检测时，当所述实际的工作点处于所述坐标系内的扫气区域内时，该变更单元变更气门正时，以禁止进气门和排气门的气门重叠。
[0039] 优选所述异常检测单元基于与所述空燃比传感器输出的变动程度相关的参数的值对偏差异常进行检测，所述参数是基于不同的两个正时的所述空燃比传感器输出的差的值。
[0040] 优选所述空燃比传感器设置于所述排气通路中的、各气缸的废气汇集的汇集部。
[0042] 图1是示意性地表示本发明的实施方式所涉及的车辆的驱动系统的图。
[0043] 图2是本实施方式所涉及的内燃机的示意图。
[0044] 图3是表示催化剂前传感器以及催化剂后传感器的输出特性的坐标图。
[0045] 图4是表示与气缸间空燃比偏差程度对应的空燃比传感器输出的变动的坐标图。
[0046] 图5是与图4的V部相当的放大图。
[0047] 图6是表示车辆的发动机的工作特性的坐标图。
[0048] 图7是表示第一实施例的实际的工作的坐标图，表示工作线变更前的状态。
[0049] 图8是表示第一实施例的实际的工作的坐标图，表示工作线变更后的状态。
[0050] 图9是表示第一实施例涉及的偏差异常检测流程的流程图。
[0051] 图10是表示第二实施例的实际的工作的坐标图，表示工作线变更前的状态。
[0052] 图11是表示第二实施例的实际的工作的坐标图，表示工作线变更后的状态。
[0053] 图12是表示第二实施例涉及的偏差异常检测流程的流程图。
[0054] 图13是表示第二实施例的变形例所涉及的偏差异常检测流程的流程图。
具体实施方式
[0055] 以下基于附图对本发明的实施方式进行说明。
[0056] 图1中示意性地表示本发明的实施方式所涉及的驱动系统。1是搭载于车辆的内燃机(发动机)。发动机1是多气缸内燃机、特别是直列4气缸的火花点火式内燃机。在发动机1的进气通路2设置有空气流量计3和节气门4。空气流量计3用于检测每单位时间吸入到发动机1的空气的量、即进气量。节气门4是电子控制式，通过开闭来调节进气量。
[0058] 在涡轮8连接有自动变速器。本实施方式的自动变速器包括带式无级变速器、即CVT(Continuously Variable Transmission)11。CVT11具备输入侧的初级带轮12、输出侧的次级带轮13、以及架设于初级带轮12和次级带轮13之间的金属制带14。这样，车辆构成为可自动无级变速的自动车。并且，CVT11经由T/C6与发动机1机械地连结。
[0059] CVT11在比初级带轮12更靠输入侧具备切换机构10。切换机构10包括：离合器10A，该离合器10A对从T/C6输出的旋转乃至动力的传递的有无进行切换；以及反转机构，该反转机构使该旋转乃至动力反转而传递至CVT11。并且，CVT11包括在驻车时用于锁止任一个带轮的驻车锁止机构。
[0061] 在车辆设置有电子控制单元(ECU)100。ECU100包括CPU、ROM、RAM、输入输出端口以及存储装置等。
[0062] 从空气流量计3向ECU100发送与进气量有关的检测信号。并且，从曲轴转角传感器18向ECU100发送与曲轴5的旋转角(曲轴转角)相关的检测信号。ECU100基于该信号对发动机1的曲轴转角进行检测，并且对发动机1的转速进行计算。此处“转速”是指每单位时间的转速，与旋转速度同义。在本实施方式中是指每一分钟的转速rpm。
[0063] 从涡轮转速传感器19向ECU100发送与涡轮转速即T/C6的输出转速相关的检测信号。同样地，从CVT输入转速传感器20以及CVT输出转速传感器21分别向ECU100发送与CVT输入转速以及CVT输出转速相关的检测信号。
[0064] ECU100向节气门4的驱动电机发送控制信号来对节气门4的开度(节气门开度)进行控制。并且，ECU100从设置于节气门4的节气门开度传感器(未图示)接受与实际的节气门开度相关的检测信号。
[0065] ECU100对朝初级带轮12的液压机构输送的液压进行控制从而对CVT11的变速比进行控制。
[0066] 图2示意性地表示本实施方式所涉及的发动机。发动机1针对每个气缸都设置有用于朝缸内燃烧室30内直接喷射燃料的喷射器(燃料喷射阀)31。
[0067] 发动机1具备作为增压器的涡轮增压器32。涡轮增压器32具有设置于排气通路33的涡轮34以及设置于进气通路2的压缩机35，利用在排气通路33流动的废气的能量对涡轮34进行驱动，并且对与涡轮34同轴连结的压缩机35进行驱动，对进气通路2内的进气进行增压。为了防止过增压，在排气通路33设置有绕过涡轮34的旁通通路36，在旁通通路37设置有对该旁通通路37进行开闭的废气旁通阀(WGV)38。WGV38包括对该WGV38进行开闭的致动器39。
[0068] 从空气滤清器40吸入的空气通过进气通路2被分配供给至各气缸的燃烧室30。进气通路2主要由从上游侧依次配置的进气管41、进气歧管42以及进气口43划分形成。
在进气管41设置有上述压缩机35、配设于压缩机35的下游侧的中间冷却器44、以及配设于中间冷却器44的下游侧的节气门4。中间冷却器44对通过该中间冷却器44的进气进行冷却。本实施方式的中间冷却器44是空冷式，但也可以是水冷式。另外，本实施方式的发动机1搭载于车辆，进气经由中间冷却器44在外部气体(特别是行驶风)之间进行热交换而被冷却。进气歧管42的上游端与作为汇集部的浪涌调整槽45连接，其下游侧的作为分支通路的支管与各气缸的进气口43连接。进气口43针对每个气缸形成于发动机1的气缸盖44。
在进气管41设置有上述压缩机35、配设于压缩机35的下游侧的中间冷却器44、以及配设于中间冷却器44的下游侧的节气门4。中间冷却器44对通过该中间冷却器44的进气进行冷却。本实施方式的中间冷却器44是空冷式，但也可以是水冷式。另外，本实施方式的发动机1搭载于车辆，进气经由中间冷却器44在外部气体(特别是行驶风)之间进行热交换而被冷却。进气歧管42的上游端与作为汇集部的浪涌调整槽45连接，其下游侧的作为分支通路的支管与各气缸的进气口43连接。进气口43针对每个气缸形成于发动机1的气缸盖44。
[0069] 排气通路33主要由针对每个气缸形成于发动机1的气缸盖44的排气口45、与这些排气口45连接的排气歧管46、和位于排气歧管46的下游侧的排气管47划分形成。上述涡轮34被设置介于排气歧管46和排气管47之间。
[0070] 进气口43的出口由进气门48开闭，排气口45的入口由排气门49开闭。上述进气门48以及排气门49分别由未图示的凸轮轴单独地开闭。为了使进气门48以及排气门49的至少一方的气门正时可变而设置有气门正时可变机构(VVT)50。
[0072] 喷射器31在进气行程以及压缩行程的任一方或者双方进行燃料喷射。在压缩行程喷射的情况下，朝向上升的活塞52的顶部的凹部54喷射燃料，在生成沿着凹部54内面卷起的翻转状流的过程中使燃料和空气混合，在火花塞53附近形成比较浓的混合气层。在该浓的混合气层的周围形成有稀的混合气层或者空气层，由此缸内燃烧室30内的混合气分层化，实现分层燃烧。喷射器31基于来自ECU100的开阀信号开阀而喷射燃料，如果来自ECU100的开阀信号停止，则闭阀而停止燃料喷射。缸内燃烧室30内的混合气基于来自ECU100的点火信号，由火花塞53点火并燃烧。缸内燃烧室30内的排气经过排气通路33而被排出。
[0073] 另外，本实施方式的发动机是缸内喷射式或者直喷式，但并不限定于此，例如也可以是进气通路喷射式(特别是口喷射式)、或兼具有双方的喷射方式的双重喷射式等。虽然省略图示，但经由未图示的燃料供给装置朝喷射器31供给燃料罐内的燃料。
[0074] 排气歧管46由作为其上游部的各气缸的支管、和作为其下游部的排气汇集部构成。在排气汇集部的下游端连接有涡轮34。排气通路33之中的从排气歧管46的排气汇集部起的下游侧的部分形成各气缸的废气汇集的汇集部。
[0075] 在涡轮34的下游侧、特别是旁通通路36的出口的下游侧的排气通路33从上游侧依次串联设置有用于检测废气的空燃比的第一空燃比传感器60、由三元催化剂构成的催化剂61、同样地用于检测废气的空燃比的第二空燃比传感器62。以下，将第一和第二空燃比传感器称作催化剂前传感器和催化剂后传感器。上述催化剂前传感器60以及催化剂后传感器62位于紧靠催化剂61之前以及紧挨着催化剂61之后的位置，基于排气中的氧浓度对空燃比进行检测。这样，在排气通路的汇集部设置单一的催化剂前传感器60。该催化剂前传感器60相当于本发明所说的“空燃比传感器”。另外，在催化剂后传感器62的下游侧还可以设置由三元催化剂构成的催化剂。
[0076] ECU100具备微型计算机，该微型计算机构成为包括CPU、ROM、RAM、A/D转换器以及输入输出接口等，ECU100接受来自包括上述各传感器的各种传感器类的输入信号，并基于该输入信号进行规定的处理，对喷射器31、火花塞53、节气门4、VVT50等进行控制。
[0077] 在上述传感器类中包括用于检测油门开度的油门开度传感器64、以及用于检测发动机1的冷却水温度的水温传感器65。油门开度传感器64朝ECU100输出与由车辆的驾驶员操作的油门踏板的开度对应的信号。
[0078] 催化剂前传感器60由所谓的广域空燃比传感器构成，能够连续地检测遍及比较广的范围的空燃比。图3中表示催化剂前传感器60的输出特性。如图所示，催化剂前传感器60输出与检测出的排气空燃比(也称作催化剂前空燃比)成比例的大小的电压信号Vf。排气空燃比是理论空燃比(理论空燃比、例如A/F＝14.6)时的输出电压为Vreff(例如大约3.3V)。
[0079] 另一方面，催化剂后传感器62由所谓的O2传感器构成，具有以理论配比为边界而输出值急剧变化的特性。图3中表示催化剂后传感器62的输出特性，如图所示，排气空燃比(催化剂后空燃比A/Fr)为理论配比时的输出电压、即理论配比相当值是Vrofr(例如0.45V)。催化剂后传感器62的输出电压在规定的范围(流入0～1(V))内变化。当排气空燃比比理论配比稀时，催化剂后传感器的输出电压比理论配比相当值Vrefr低，当排气空燃比比理论配比浓时，催化剂后传感器的输出电压比理论配比相当值Vrefr高。
[0080] 催化剂11在流入该催化剂11的废气的空燃比A/F在理论配比附近时同时净化排气中的有害成分亦即NOx、HC以及CO。能够同时高效地净化这三者的空燃比的幅度(窗口)比较窄。
[0081] 以将流入催化剂的废气的空燃比控制在理论配比附近的方式利用ECU20执行空燃比控制(理论配比控制)。该空燃比控制包括使由催化剂前传感器60检测出的排气空燃比与规定的目标空燃比亦即理论配比一致的主空燃比控制(主空燃比反馈控制)、和使由催化剂后传感器62检测出的排气空燃比与理论配比一致的辅助空燃比控制(辅助空燃比反馈控制)。
[0082] 另外，例如假设全部气缸中的一部分气缸的喷射器12发生故障，在气缸间产生空燃比的偏差(不平衡：imbalance)。例如存在#1气缸的燃料喷射量比其他的#2、#3、#4气缸的燃料喷射量多，#1气缸的空燃比比其他的#2、#3、#4气缸的空燃比大而朝浓侧偏移的情况等。此时，如果利用上述主空燃比反馈控制赋予比较大的校正量的话，则存在能够将朝催化剂前传感器60供给的总气体的空燃比控制成理论配比的情况。但是，如果分开观察各气缸，则可知#1气缸的空燃比与理论配比相比非常浓，#2、#3以及#4气缸的空燃比比理论配比稀，可见作为整体的平衡只不过成为理论空燃比，在污染物方面并不优选。因此，在本实施方式中，装配有检测这种气缸间空燃比偏差异常的装置。
[0083] 如图4所示，由催化剂前传感器60检测出的排气空燃比A/F具有以一个发动机循环(＝720°CA)为一个周期而周期性地变动的倾向。并且，如果产生气缸间空燃比偏差，则在一个发动机循环内的变动变大。(B)的空燃比线图a、b、c分别表示没有偏差，仅一个气缸以20％的不平衡比例朝浓侧偏移，以及仅一个气缸以50％的不平衡比例朝浓侧偏移的情况。如图所示，偏差程度越大，则空燃比变动的振幅越大。
[0084] 此处所说的不平衡比例(％)是指表示气缸间空燃比的偏差程度的参数。即，不平衡比例是表示在仅全部气缸中的某一气缸引起燃料喷射量偏移的情况下，引起该燃料喷射量偏移的气缸(不平衡气缸)的燃料喷射量以何种比例从未引起燃料喷射量偏移的气缸(平衡气缸)的燃料喷射量即基准喷射量偏移的值。如果设不平衡比例为IB、设不平衡气缸的燃料喷射量为Qib、设平衡气缸的燃料喷射量即基准喷射量为Qs，则以IB＝(Qib-Qs)/Qs表示。不平衡比例IB越大，则不平衡气缸相对于平衡气缸的燃料喷射量偏移越大，空燃比偏差程度越大。
[0085] “气缸间空燃比偏差异常检测”
[0086] 如从上述说明理解的那样，如果产生空燃比偏差异常则催化剂前传感器的变动变大。因此，通过对该变动程度进行监测，能够检测空燃比偏差异常。在本实施方式中，计算与催化剂前传感器输出的变动程度相关的参数亦即变动参数，并且将该变动参数与规定的异常判定值进行比较来检测偏差异常。
[0087] 此处对变动参数的计算方法进行说明。图5是与图4的V部相当的放大图，特别是表示一个发动机循环内的催化剂前传感器输出的变动。此处作为催化剂前传感器输出，使用将催化剂前传感器60的输出电压Vf换算成空燃比A/F的值。不过，也可以直接使用催化剂前传感器60的输出电压Vf。
[0088] 如(B)图所示，ECU20在一个发动机循环内针对每个规定的取样周期τ(单位时间、例如4ms)，取得催化剂前传感器输出A/F的值。然后，利用下式(1)求出在此次的正时(第二正时)取得的值A/Fn与在上次的正时(第一正时)取得的值A/Fn-1的差ΔA/Fn的绝对值。该差ΔA/Fn能够说成是此次的正时的微分值或者斜度。
[0089] ΔA/Fn＝|A/Fn-A/Fn-1|Λ......(1)
[0090] 最简单地说，该差ΔA/Fn表示催化剂前传感器输出的变动。这是因为变动程度越大则空燃比线图的斜度越大，差ΔA/Fn越大。因此，能够将规定的一个正时的差ΔA/Fn的值设为变动参数。
[0091] 不过，在本实施方式中为了提高精度，将多个差ΔA/Fn的平均值设为变动参数。在本实施方式中，在一个发动机循环内，按照各正时累计差ΔA/Fn，将最终累计值除以循环数N而求出一个发动机循环内的差ΔA/Fn的平均值。进而，对M个发动机循环(例如M＝100)累计差ΔA/Fn的平均值，将最终累计值除以循环数M而求出M个发动机循环内的差ΔA/Fn。
[0092] 催化剂前传感器输出的变动程度越大，M发动机循环内的差ΔA/Fn的平均值越大。因此如果该平均值在规定的异常判定值以上即可判定为存在偏差异常，如果该平均值比异常判定值小，则判定为没有偏差异常、即为正常。
[0093] 另外，由于存在催化剂前传感器输出A/F增加的情况和减少的情况，因此也可以仅对于上述各情况的一方求出上述差ΔA/Fn或者其平均值来作为变动参数。特别是在仅一个气缸朝浓侧偏移的情况下，在催化剂前传感器接受与该一个气缸对应的废气时，该催化剂前传感器的输出急速朝浓侧变化(即急减)，因此，也可以为了朝浓侧偏移的检测而仅使用减少侧的值。当然并不限定于此，也可以仅使用增加侧的值。
[0094] 并且，也能够将与催化剂前传感器的变动程度相关的任何值作为变动参数。例如，能够基于一个发动机循环内的催化剂前传感器输出的最大值和最小值的差(所谓峰-峰；peak to peak)计算变动参数。这是因为催化剂前传感器的变动程度越大，则该差也越大。
[0096] 首先，第一，废气在通过涡轮34时被搅拌，特别是残留于涡轮34内的气体与重新流入涡轮34的气体被搅拌。于是，每个气缸的气体进而空燃比被平均化，空燃比传感器输出的变动变小。因此，存在无法准确地检测空燃比偏差异常的忧虑(第一课题)。
[0097] 第二，在涡轮增压式发动机的情况下，存在在气门重叠时产生进气朝排气侧漏出的扫气。即，在进气门48和排气门49均处于打开状态的气门重叠时，如果通过增压而使进气压变得比排气压高，则通过进气门48流入到燃烧室30内的进气原封不动地通过排气门49而流出到排气通路33。将这样的进气的过而不入乃至漏出称作扫气。从输出性能的观点出发，能够利用扫气对燃烧室30内的气体进行清扫，因此能够期待输出提高。但是，从气缸间空燃比偏差异常检测的观点出发，因漏出的进气而使废气的空燃比发生变化，因此存在无法准确地检测空燃比偏差异常的忧虑(第二课题)。另外，在自然进气式发动机的情况下，即使气门重叠也难以产生扫气。这是因为通常情况下排气压比进气压高的缘故。
[0098] 作为第一课题的解决对策，考虑在WGV38的开阀时进行偏差异常检测。这是由于，由此废气不通过涡轮34而旁通，能够防止涡轮34对废气的搅拌，能够将空燃比按各气缸而变化的废气直接供给至空燃比传感器。
[0099] 但是，如果这样的话，则进行偏差异常检测的机会被限定在WGV38的开阀时。原本WGV38是为了防止过增压而打开的阀，因此，在发动机运转区域整体观察的情况下，WGV打开区域被限定在比较窄的区域。因而，如果不施加任何对策，则进行偏差异常检测的机会变少，检测频率降低。
[0100] 因此，为了解决在上述涡轮增压式发动机中特有的课题，在本实施方式中采用以下详细叙述的检测方法。
[0101] [第一实施例]
[0102] 以下，对本实施方式所涉及的偏差异常检测的第一实施例进行说明。该第一实施例与上述第一课题相关联。
[0103] 图6中表示本实施方式的车辆的发动机的工作特性。如图所示，根据将发动机转速(rpm)和发动机扭矩(Nm)分别设为横轴和纵轴的坐标系，规定发动机的运转区域。用a示出的多个圆形线表示等耗油率线，越趋向圆的中心则耗油率越大。用b示出的多个斜线表示与发动机输出相关的等输出线，越趋向图的右上则输出越增大。另外，扭矩相当于力，相对于此，输出相当于每单位时间的做功量，因此，即使扭矩恒定，转速越高则输出越大。e是怠速点。
[0104] 在本实施方式的车辆控制中，坐标系内的多个工作线被预先存储于ECU100，根据由油门开度传感器64检测出的油门开度、即输出要求选择一条工作线，并且对发动机1和CVT11进行控制，以使发动机的实际的工作点在所选择的工作线上移动。此处实际的工作点是指由实际的发动机的转速和扭矩的组表示的坐标系上的点。
[0105] 该工作线的典型的一例是图6中用c示出的、耗油率最佳的耗油率最佳线。该耗油率最佳线c存在于发动机的高扭矩区域。在通常行驶中，对发动机1和CVT11进行控制，以使实际的工作点在耗油率最佳线c上移动。
[0106] 工作线的另一例是图6中用d示出的、能够得到各次旋转的最大扭矩的行驶输出线。在存在油门开度全开等的输出要求的情况下，对发动机1和CVT11进行控制，以使实际的工作点在行驶输出线d上移动。
[0107] 在本实施方式中，通过根据输出要求对CVT11的变速比进行控制能够将发动机转速控制在希望的值，并且通过根据输出要求对节气门开度进行控制能够将发动机扭矩控制在希望的值。
[0108] 图7中表示与图6同样的图。此处为了简化而省略等耗油率线a、怠速点e以及行驶输出线d。耗油率最佳线c用虚线描绘。从边界线f起的高旋转且高扭矩侧的区域g是WGV打开区域，在该WGV打开区域内WGV38处于打开状态，在该区域g外WGV38处于关闭状态。
[0109] 现在假设实际的工作点h位于耗油率最佳线c上、且位于b4这样的等输出线上。此时，WGV38关闭，此时假设进行偏差异常检测，则因上述涡轮34对废气的搅拌而存在无法确保偏差异常检测的精度的忧虑。
[0110] 因此，在这种情况下进行偏差异常检测时，如图8所示，耗油率最佳线从c(虚线)朝更高扭矩侧的c’(实线)变更。即，在偏差异常的检测时，当在WGV打开区域g外存在实际的工作点h时，以实际的工作点h朝WGV打开区域g内移动的方式对工作线(耗油率最佳线)进行变更。特别是以实际的工作点h在同一等输出线b4上朝WGV打开区域g内移动的方式对工作线进行变更。
[0111] 由此，能够随着工作线的变更而将实际的工作点h移动到WGV打开区域g内，能够在WGV38打开的状态下进行偏差异常检测，从而能够消除上述问题，并准确地进行偏差异常检测。
[0112] 并且，由于以实际的工作点h在同一等输出线b4上朝WGV打开区域g内移动的方式对工作线进行变更，所以能够在变更前后将发动机输出设为相同，从而能够维持相同的车速。
[0113] 此处，在本实施方式中，作为对WGV38进行开闭的致动器39，采用与进气压对应地使隔膜变形来进行驱动的机械式的致动器。上述WGV打开区域g预先通过实验求出，并预先存储于如图7所示那样的由转速和扭矩规定的映射中。通过对该映射上的WGV打开区域g与实际的工作点h进行比较，判断是否变更工作线。并且，在变更工作线的情况下，将工作线变更至少实际的工作点h越过边界线f而进入WGV打开区域g内的量。
[0114] 通过进行这样的变更，即使原本在实际的工作点h处于WGV打开区域g外的情况下，也能够进行偏差异常检测，能够实质性地扩大WGV打开区域，并且能够增大偏差异常检测的频率。
[0115] 另外，WGV38为了防止过增压且将发动机损伤防患于未然而打开，因此，无法在附图所示的WGV打开区域g内强制性地关闭WGV38。另一方面，当原本WGV38处于关闭状态时能够打开WGV38。不过在该情况下，存在增压降低而使发动机输出降低的可能性。因此为了防止上述情况，也可以在不变更的情况和变更的情况下预先准备两个种类的发动机控制映射，根据变更的有无来切换上述映射，对变更时的输出降低进行补偿。即，也可以与WGV的开闭特性的变更一致地变更发动机控制特性。
[0116] 接着，使用图9对第一实施例所涉及的偏差异常检测流程进行说明。该流程能够利用ECU20每隔例如上述取样周期τ反复执行。
[0117] 首先，在步骤S101中，判断偏差异常检测是否处于执行过程中。偏差异常检测在规定的前提条件成立时被执行，前提条件在如下的各条件成立时成立。
[0118] (1)发动机的暖机结束。例如当由水温传感器65检测出的水温在规定值以上时暖机结束。
[0119] (2)至少催化剂前传感器60活性化。
[0120] (3)处于理论配比控制过程中。
[0121] (4)进气量Ga在规定值以上。
[0122] (4)的条件是为了确保气体良好地接触催化剂前传感器60。虽然优选包括发动机处于稳定运转过程中这样的条件，但并非必须包括。该前提条件能够适当变更。
[0123] 当处于偏差异常检测执行过程中时，前进至步骤S102，判断实际的工作点是否在WGV打开区域内。
[0124] 如果不在WGV打开区域内，则前进至步骤S103，如上所述那样变更工作线(例如耗油率最佳线c)。由此，能够使实际的工作点在同一等输出线上朝WGV打开区域内移动，能够维持相同的车速不变而在WGV打开状态下进行偏差异常检测。
[0125] 另一方面，如果在WGV打开区域内，则前进至步骤S104，不进行工作线的变更。由此，实际的工作点在通常乃至既定的工作线上移动，在该移动过程中在WGV打开状态下执行偏差异常检测。另外，在步骤S101中判断为不处于偏差异常检测执行过程中的情况下也前进至步骤S104。
[0126] 另外，在变更工作线的情况下，在偏差异常检测结束后工作线也返回到通常的工作线。工作线并不限定于耗油率最佳线c，也可以是所选择的任意的工作线。
[0127] [第二实施例]
[0128] 接着，对本实施方式所涉及的偏差异常检测的第二实施例进行说明。该第二实施例与上述第二课题相关联。
[0129] 图10中表示与图7同样的图。不过，代替WGV打开区域g及其边界线f而描绘出扫气区域k及其边界线j。虽然作为参考而以虚线描绘出耗油率最佳线c，但此处以实际的工作点h在更高扭矩侧的其他工作线i上移动的方式进行控制。
[0130] 扫气区域k预先通过试验求出，并预先存储于如图10所示那样的由转速和扭矩规定的映射中。在该扫气区域k内产生上述的扫气。扫气区域k存在于发动机的低旋转且高扭矩侧。
[0131] 如图10所示，假设实际的工作点h处于扫气区域k内的工作线i上且处于b2这样的等输出线上。此时，由于产生扫气，所以此时如果假设进行偏差异常检测，则存在因进气朝排气侧的漏出而无法确保偏差异常检测的精度的忧虑。
[0132] 因此，当在这种情况下进行偏差异常检测时，如图11所示，工作线从i(虚线)朝更低扭矩侧的i’(实线)变更。即，在偏差异常的检测时，当实际的工作点h处于扫气区域k内时，以实际的工作点h朝扫气区域k外移动的方式对工作线进行变更。特别是以实际的工作点h在同一等输出线b2上朝扫气区域k外移动的方式对工作线进行变更。
[0133] 由此，能够随着工作线的变更而将实际的工作点h移动到扫气区域k外，能够在不产生扫气的状态下进行偏差异常检测，能够消除上述问题，并能够准确地进行偏差异常检测。
[0134] 并且，由于以实际的工作点h在同一等输出线b2上朝扫气区域k外移动的方式对工作线进行变更，所以能够在变更前后将发动机输出设为相同，能够维持相同的车速。
[0135] 在进行工作线的变更时，通过对映射上的扫气区域k与实际的工作点h进行比较，判断是否变更工作线。并且，在变更工作线的情况下，将工作线变更至少实际的工作点越过边界线j而来到扫气区域k外的量。
[0136] 通过进行这样的变更，即使原本实际的工作点h处于扫气区域k内的情况下，也能够进行偏差异常检测，能够实质性地缩小扫气区域，并且能够增大偏差异常检测的频率。
[0137] 另外，与上述同样，也可以在不变更的情况和变更的情况下预先准备两个种类的发动机控制映射，根据变更的有无来切换上述映射，对变更时的输出变化进行补偿。
[0138] 以上对实际的工作点h处于与耗油率最佳线c不同的工作线i上的情况进行了说明。但是，在耗油率最佳线c的至少一部分位于扫气区域k内的情况下，也可以以该一部分上的实际的工作点h朝扫气区域k外移动的方式对耗油率最佳线c进行变更。
[0139] 接着，使用图12对第二实施例所涉及的偏差异常检测流程进行说明。该流程能够利用ECU20每隔例如上述取样周期τ反复执行。
[0140] 首先，在步骤S201中，与上述步骤S101同样地判断是否处于偏差异常检测执行过程中。
[0141] 当处于偏差异常检测执行过程中时，前进至步骤S202，判断实际的工作点是否处于扫气区域内。
[0142] 如果处于扫气区域内，则前进至步骤S203，如上所述那样变更工作线(例如工作线i)。由此，能够使实际的工作点在同一等输出线上朝扫气区域外移动，能够维持相同的车速不变而在没有扫气的状态下进行偏差异常检测。
[0143] 另一方面，如果不处于扫气区域内，则前进至步骤S204，不进行工作线的变更。由此，实际的工作点在通常乃至既定的工作线上移动，在该移动过程中在没有扫气的状态下执行偏差异常检测。另外，在步骤S201中判断为未处于偏差异常检测执行过程中的情况下也前进至步骤S204。
[0144] 接着，对第二实施例的变形例进行说明。
[0145] 如上所述，如果当实际的工作点h处于扫气区域k内时进行偏差异常检测，则存在无法进行准确的偏差异常检测的忧虑。另一方面，仅在进气门和排气门之间的气门重叠时产生扫气，在该扫气区域k内当然存在这样的重叠。
[0146] 因此，在该变形例中，在偏差异常的检测时，当实际的工作点处于扫气区域k内时，以禁止进气门48以及排气门49的气门重叠的方式对气门正时进行变更。通过ECU100对VVT50进行控制来实现该变更。
[0147] 由此，能够防止扫气的产生，能够在不产生扫气的状态下进行偏差异常检测，能够消除上述问题，并能够准确地进行偏差异常检测。
[0148] 使用图13对第二实施例所涉及的偏差异常检测流程进行说明。该流程能够利用ECU20每隔例如上述取样周期τ反复执行。
[0149] 步骤S301、S302与上述步骤S201、S202同样。在步骤S302中判断为实际的工作点处于扫气区域内的情况下，前进至步骤S303，以禁止气门重叠的方式对气门正时进行变更。由此，能够在没有扫气的状态下进行偏差异常检测。
[0150] 另一方面，在步骤S302中判断为实际的工作点处于扫气区域外的情况下，不进行气门正时的变更。由此，形成通常乃至既定的气门正时，并且以没有扫气的状态执行偏差异常检测。另外，在步骤S301中判断为未处于偏差异常检测执行过程中的情况下也前进至步骤S304。
[0151] 以上对本发明的优选实施方式进行了详细说明，但对于本发明的实施方式除此之外还考虑各种各样的实施方式。例如，本发明也能够应用于将作为两个动力源的内燃机和电动机经由无级变速器与驱动轮连结的混合动力车辆。在这样的混合动力车辆中，通过对电机转速进行控制而能够将发动机转速控制在希望的值。
[0152] 可应用本发明的内燃机也并不限定于此，只要是多气缸内燃机则气缸数量、形式、用途等就没有特别的限定。在为火花点火式内燃机的情况下，也可以使用替代燃料(乙醇、CNG等的气体燃料等)。
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