JP2008298047A - Device for sensing output state of internal combustion engine, and method for sensing output state of vehicle and internal combustion engine - Google Patents

Device for sensing output state of internal combustion engine, and method for sensing output state of vehicle and internal combustion engine Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately sense the output state of an internal combustion engine having a plurality of cylinders in which an output shaft is connected with a rear stage through a twist element. <P>SOLUTION: A resonance influence component Nde(CA) as an influence of resonance based on the twist of the twist element is calculated using the damper rear stage rotation speed Nd(CA) of the rear stage side of a damper and the engine rotation speed Ne(CA) calculated from the motor rotation speeds Nm1(CA) and Nm2(CA) (S110-S140), and the rotation speed for sensing Nj(CA) is calculated by subtracting the resonance influence component Nde(CA) from the engine rotation speeds Ne(CA) (S150). The torque fluctuation σJ30 to represent the dispersion of an engine output is determined from the rotation speed for sensing Nj(CA), and the output state of each cylinder of the engine is sensed using this torque fluctuation σJ30. Thereby the engine output state can be sensed accurately even if resonance based on the twist of the damper is generated. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関の出力状態検出装置、車両及び内燃機関の出力状態検出方法に関し、詳しくは、出力軸がねじれ要素を介して後段の後段軸に接続された複数気筒の内燃機関の出力状態を検出する内燃機関の出力状態検出装置およびこうした内燃機関の出力状態を検出する出力状態検出方法並びにこうした出力状態検出装置を備える車両に関する。   The present invention relates to an output state detection device for an internal combustion engine, a vehicle, and an output state detection method for an internal combustion engine, and more particularly, an output state of a multi-cylinder internal combustion engine in which an output shaft is connected to a subsequent shaft through a torsion element. The present invention relates to an output state detection device for an internal combustion engine that detects the output, an output state detection method for detecting the output state of such an internal combustion engine, and a vehicle equipped with such an output state detection device.

従来、内燃機関の出力状態検出装置としては、エンジンの各気筒の爆発行程に伴って現れる回転速度を1点火サイクル内の少なくとも2点以上でセンサにより検出し、この検出した回転速度を用いて回転速度変化量を逐次求め、求められた回転速度変化量の前回値と今回値との差を演算し、演算した結果を用いてエンジンの燃焼状態の判別を行うものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開昭61−11440号公報
Conventionally, as an output state detection device for an internal combustion engine, a rotation speed that appears with an explosion stroke of each cylinder of the engine is detected by a sensor at at least two points in one ignition cycle, and rotation is performed using the detected rotation speed. It has been proposed that the speed change amount is sequentially obtained, the difference between the previous value and the current value of the obtained rotational speed change amount is calculated, and the combustion state of the engine is determined using the calculated result (for example, Patent Document 1).
JP 61-11440 A

ところで、エンジンのクランク軸にダンパのようなねじれ要素を介して後段に接続されている車両などに搭載されている装置では、エンジンの爆発燃焼によるクランク軸のトルク変動がねじれ要素やこのねじれ要素を含む後段の共振を誘発し、共振によりクランク軸に回転変動が生じる結果、クランク角の回転変動に基づいてエンジンのいずれかの気筒の燃焼状態を検出しようとしても、精度良く検出することができないことがあった。   By the way, in a device mounted on a vehicle or the like that is connected to the engine crankshaft through a twisting element such as a damper, the torque fluctuation of the crankshaft due to the explosion combustion of the engine is caused by the twisting element or the twisting element. As a result of inducing a resonance in the subsequent stage and causing a rotational fluctuation in the crankshaft due to the resonance, even if it is attempted to detect the combustion state of any cylinder of the engine based on the rotational fluctuation of the crank angle, it cannot be detected with high accuracy was there.

本発明の内燃機関の出力状態検出装置、車両及び内燃機関の出力状態検出方法は、出力軸がねじれ要素を介して後段の後段軸に接続された複数気筒の内燃機関の出力状態を精度良く検出することを目的とする。   The output state detection apparatus for an internal combustion engine, the vehicle, and the output state detection method for an internal combustion engine according to the present invention accurately detect the output state of a multi-cylinder internal combustion engine in which the output shaft is connected to the subsequent stage shaft via a torsion element. The purpose is to do.

本発明は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。   The present invention adopts the following means in order to achieve the above-mentioned object.

本発明の内燃機関の出力状態検出装置は、
出力軸がねじれ要素を介して後段の後段軸に接続された複数気筒の内燃機関の出力状態を検出する内燃機関の出力状態検出装置であって、
前記出力軸の回転数である出力軸回転数を検出する出力軸回転数検出手段と、
前記後段軸の回転数である後段軸回転数を検出する後段軸回転数検出手段と、
前記検出された出力軸回転数と前記検出された後段軸回転数とに基づいて前記ねじれ要素のねじれに基づく共振が前記出力軸の回転数に影響を及ぼす共振影響成分を演算する共振影響成分演算手段と、
前記検出された出力軸回転数から前記演算された共振影響成分を減じて得られる検出用回転数に基づいて前記内燃機関の出力状態を検出する出力状態検出手段と、
を備えるものである。
The internal combustion engine output state detection device of the present invention,
An output state detection device for an internal combustion engine that detects an output state of a multi-cylinder internal combustion engine in which an output shaft is connected to a rear shaft of a rear stage via a torsion element,
Output shaft rotational speed detection means for detecting an output shaft rotational speed that is the rotational speed of the output shaft;
A rear shaft rotational speed detection means for detecting a rear shaft rotational speed which is the rotational speed of the rear shaft;
Resonance influence component calculation for calculating a resonance influence component in which resonance based on torsion of the torsion element affects the rotation speed of the output shaft based on the detected output shaft rotation speed and the detected rear shaft rotation speed Means,
Output state detecting means for detecting an output state of the internal combustion engine based on a detection rotational speed obtained by subtracting the calculated resonance effect component from the detected output shaft rotational speed;
Is provided.

この内燃機関の出力状態検出装置では、出力軸の回転数である出力軸回転数と後段軸の回転数である後段軸回転数とに基づいてねじれ要素のねじれに基づく共振が出力軸の回転数に影響を及ぼす共振影響成分を演算し、出力軸回転数から演算された共振影響成分を減じて得られる検出用回転数に基づいて内燃機関の出力状態を検出する。このように、内燃機関の回転数に含まれるねじれ要素のねじれに基づく共振の影響を排除するのである。したがって、出力軸がねじれ要素を介して後段の後段軸に接続された複数気筒の内燃機関の出力状態を精度良く検出することができる。   In this output state detection apparatus for an internal combustion engine, the resonance based on the torsion of the torsion element is based on the output shaft rotational speed that is the rotational speed of the output shaft and the rear shaft rotational speed that is the rotational speed of the rear shaft. The resonance influence component that affects the engine is calculated, and the output state of the internal combustion engine is detected based on the detection rotation speed obtained by subtracting the calculated resonance influence component from the output shaft rotation speed. Thus, the influence of resonance based on the torsion of the torsion element included in the rotational speed of the internal combustion engine is eliminated. Therefore, it is possible to accurately detect the output state of the multi-cylinder internal combustion engine in which the output shaft is connected to the rear stage shaft through the torsion element.

本発明の内燃機関の出力状態検出装置において、前記共振影響成分演算手段は、前記検出された出力軸回転数と前記検出された後段軸回転数とにより前記ねじれ要素のねじれ角を演算すると共に該演算したねじれ角と前記ねじれ要素のバネ定数と前記ねじれ要素より前記内燃機関側の慣性モーメントとに基づいて前記共振影響成分を演算する手段であるものとすることもできる。このとき、前記共振影響成分演算手段は、前記検出された出力軸回転数から前記検出された後段軸回転数を減じた値の積分計算に基づいて前記ねじれ角を演算し、前記バネ定数と前記慣性モーメントとの定数関係値に前記ねじれ角を乗じたものの積分計算に基づいて前記共振影響成分を演算する手段であるものとすることができる。   In the output state detection apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the resonance influence component calculation means calculates a twist angle of the torsion element based on the detected output shaft rotational speed and the detected rear-stage shaft rotational speed. The resonance influence component may be calculated based on the calculated torsion angle, the spring constant of the torsion element, and the inertia moment on the internal combustion engine side from the torsion element. At this time, the resonance effect component calculating means calculates the torsion angle based on an integral calculation of a value obtained by subtracting the detected subsequent shaft rotational speed from the detected output shaft rotational speed, and the spring constant and the The resonance influence component may be calculated based on an integral calculation of a value obtained by multiplying a constant relation value with the moment of inertia by the torsion angle.

本発明の内燃機関の出力状態検出装置において、前記出力状態検出手段は、前記得られた検出用回転数から内燃機関の出力軸の所定の単位回転角毎の回転に要する時間である単位回転角所要時間を該内燃機関の出力軸の回転毎に演算すると共に該演算した単位回転角所要時間に関する分散度を求め、該求めた分散度が所定の安定範囲外であるときに前記内燃機関の出力状態が異常状態であると検出する手段であるものとしてもよい。こうすれば、単位回転角所要時間に関する分散度を利用して複数気筒の内燃機関の出力状態を精度良く検出することができる。ここで、「分散度」とは、値のばらつき度合いを示すものとすることができる。このとき、前記出力状態検出手段は、前記演算された単位回転角所要時間の720度差を求めると共に前記単位回転角所要時間に関する分散度としての該求めた720度差の分散度を求め、該720度差の分散度を用いて前記内燃機関の出力状態を検出する手段であるものとしてもよい。このように、特定気筒の1点火周期における値を示す単位回転角所要時間の720度差を用いることによって、比較的容易に複数気筒の内燃機関の出力状態を精度良く検出することができる。   In the output state detection apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the output state detection means is a unit rotation angle which is a time required for rotation of the output shaft of the internal combustion engine for each predetermined unit rotation angle from the obtained rotation speed for detection. The required time is calculated for each rotation of the output shaft of the internal combustion engine, and the degree of dispersion with respect to the calculated unit rotational angle required time is obtained, and when the calculated degree of dispersion is outside a predetermined stable range, the output of the internal combustion engine It may be a means for detecting that the state is an abnormal state. In this way, it is possible to accurately detect the output state of the multi-cylinder internal combustion engine using the degree of dispersion regarding the unit rotation angle required time. Here, the “dispersion degree” can indicate the degree of variation of values. At this time, the output state detecting means obtains a difference of 720 degrees in the calculated unit rotation angle required time and obtains a degree of dispersion of the calculated 720 degree difference as a degree of dispersion relating to the unit rotation angle required time. It is good also as a means to detect the output state of the said internal combustion engine using the dispersion degree of a 720 degree difference. Thus, by using the difference in unit rotation angle required time indicating the value in one ignition cycle of a specific cylinder, the output state of the multi-cylinder internal combustion engine can be detected with high accuracy relatively easily.

本発明の車両は、出力軸がねじれ要素を介して後段の後段軸に接続された複数気筒の内燃機関と、前記内燃機関の出力状態を検出する上述したいずれかに記載の内燃機関の出力状態検出装置と、を備えるものである。この車両では、上述のいずれかの態様の本発明の内燃機関の出力状態検出装置を備えるから、本発明の内燃機関の出力状態検出装置が奏する効果、例えば、ねじれ要素のねじれに基づく共振が生じても、内燃機関の出力状態を精度良く検出することができる効果などと同様な効果を奏することができる。   The vehicle according to the present invention includes a multi-cylinder internal combustion engine whose output shaft is connected to a rear stage shaft via a torsion element, and the output state of the internal combustion engine according to any one of the above-described embodiments that detects the output state of the internal combustion engine. And a detection device. Since this vehicle includes the output state detection device for an internal combustion engine of the present invention according to any one of the above-described aspects, the effect produced by the output state detection device for an internal combustion engine of the present invention, for example, resonance based on the twist of a torsion element occurs. However, it is possible to obtain the same effect as that capable of accurately detecting the output state of the internal combustion engine.

本発明の車両は、前記ねじれ要素より後段の前記後段軸側に動力を出力可能な電動機を備え、前記後段軸回転数検出手段は、前記電動機の回転数である電動機回転数を検出する手段を兼ねてなり、該検出した電動機回転数を換算することにより前記後段軸回転数を検出する手段であるものとしてもよい。こうすれば、後段軸回転数検出手段として電動機の回転数を検出する高精度のセンサを兼用することにより、新たに後段軸回転数検出手段を設ける必要がない。   The vehicle of the present invention includes an electric motor capable of outputting power to the rear shaft side downstream of the torsion element, and the rear shaft rotational speed detection means includes means for detecting an electric motor rotational speed that is the rotational speed of the electric motor. It may also serve as means for detecting the rear shaft rotational speed by converting the detected motor rotational speed. In this case, it is not necessary to newly provide the rear-stage shaft rotation speed detection means by using the high-precision sensor that detects the rotation speed of the electric motor as the rear-stage shaft rotation speed detection means.

本発明の車両は、前記後段軸と車軸側とに接続され、電力と動力の入出力を伴って前記後段軸と前記車軸側とに動力を入出力する電力動力入出力手段、を備え、前記電動機は、前記車軸側に動力を出力可能に接続され、前記後段軸回転数検出手段は、前記電力動力入出力手段の駆動状態を検出する手段を兼ねてなり、前記検出した電動機回転数と前記検出した駆動状態とに基づく演算により前記後段軸回転数を検出する手段であるものとしてもよい。   The vehicle of the present invention includes power power input / output means connected to the rear stage shaft and the axle side, and for inputting / outputting power to / from the rear stage shaft and the axle side with input / output of power and power, The electric motor is connected to the axle side so that power can be output, and the rear shaft rotational speed detection means also serves as a means for detecting a driving state of the power power input / output means, and the detected motor rotational speed and the It is good also as a means to detect the said back | latter stage axis | shaft rotation speed by the calculation based on the detected drive state.

本発明の内燃機関の出力状態検出方法は、
出力軸がねじれ要素を介して後段の後段軸に接続された複数気筒の内燃機関の出力状態を検出する内燃機関の出力状態検出方法であって、
前記出力軸の回転数である出力軸回転数と前記後段軸の回転数である後段軸回転数とに基づいて前記ねじれ要素のねじれに基づく共振が前記出力軸の回転数に影響を及ぼす共振影響成分を演算し、前記出力軸回転数から前記演算された共振影響成分を減じて得られる検出用回転数に基づいて前記内燃機関の出力状態を検出するものである。
The internal combustion engine output state detection method of the present invention,
An output state detection method for an internal combustion engine for detecting an output state of a multi-cylinder internal combustion engine in which an output shaft is connected to a rear stage shaft via a torsion element,
Resonance effect that the resonance based on the twist of the torsion element affects the rotation speed of the output shaft based on the output shaft rotation speed that is the rotation speed of the output shaft and the rear-stage shaft rotation speed that is the rotation speed of the rear-stage shaft. A component is calculated, and an output state of the internal combustion engine is detected based on a detection rotational speed obtained by subtracting the calculated resonance effect component from the output shaft rotational speed.

この内燃機関の出力状態検出方法では、出力軸の回転数である出力軸回転数と後段軸の回転数である後段軸回転数とに基づいてねじれ要素のねじれに基づく共振が出力軸の回転数に影響を及ぼす共振影響成分を演算し、出力軸回転数から演算された共振影響成分を減じて得られる検出用回転数に基づいて内燃機関の出力状態を検出する。このように、内燃機関の回転数に含まれるねじれ要素のねじれに基づく共振の影響を排除するのである。したがって、出力軸がねじれ要素を介して後段の後段軸に接続された複数気筒の内燃機関の出力状態を精度良く検出することができる。   In this output state detection method for an internal combustion engine, the resonance based on the twist of the torsion element is based on the output shaft rotational speed that is the rotational speed of the output shaft and the rear shaft rotational speed that is the rotational speed of the rear shaft. The resonance influence component that affects the engine is calculated, and the output state of the internal combustion engine is detected based on the detection rotation speed obtained by subtracting the calculated resonance influence component from the output shaft rotation speed. Thus, the influence of resonance based on the torsion of the torsion element included in the rotational speed of the internal combustion engine is eliminated. Therefore, it is possible to accurately detect the output state of the multi-cylinder internal combustion engine in which the output shaft is connected to the rear stage shaft through the torsion element.

本発明の内燃機関の出力状態検出方法において、前記検出用回転数に基づいて前記内燃機関の出力状態を検出するに際して、前記得られた検出用回転数から内燃機関の出力軸の所定の単位回転角毎の回転に要する時間である単位回転角所要時間を該内燃機関の出力軸の回転毎に演算すると共に該演算した単位回転角所要時間に関する分散度を求め、該求めた分散度が所定の安定範囲外であるときに前記内燃機関の出力状態が異常状態であると検出するものとしてもよい。こうすれば、単位回転角所要時間に関する分散度を利用して複数気筒の内燃機関の出力状態を精度良く検出することができる。   In the output state detection method for an internal combustion engine of the present invention, when the output state of the internal combustion engine is detected based on the detection rotational speed, a predetermined unit rotation of the output shaft of the internal combustion engine is obtained from the obtained detection rotational speed. A unit rotation angle required time, which is a time required for rotation for each angle, is calculated for each rotation of the output shaft of the internal combustion engine, and a degree of dispersion for the calculated unit rotation angle required time is obtained, and the obtained degree of dispersion is a predetermined value. It may be detected that the output state of the internal combustion engine is abnormal when it is outside the stable range. In this way, it is possible to accurately detect the output state of the multi-cylinder internal combustion engine using the degree of dispersion regarding the unit rotation angle required time.

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。   Next, the best mode for carrying out the present invention will be described using examples.

図1は、本発明の一実施例である内燃機関の出力状態検出装置を搭載したハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、エンジン22と、エンジン22の出力軸としてのクランクシャフト26にねじれ要素としてのダンパ28を介して接続された3軸式の動力分配統合機構30と、動力分配統合機構30に接続された発電可能なモータMG1と、動力分配統合機構30に接続されたリングギヤ軸32aに取り付けられた減速ギヤ35と、この減速ギヤ35に接続されたモータMG2と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット70とを備える。ここで、実施例の内燃機関の出力状態検出装置としては、主としてエンジン22を制御するエンジン用電子制御ユニット24と後述するエンジン22のクランクシャフト26の回転位置を検出するクランクポジションセンサ140とモータMG1,モータMG2の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44などが該当する。   FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 20 equipped with an output state detection device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. As shown in the drawing, the hybrid vehicle 20 of the embodiment includes an engine 22 and a three-shaft power distribution and integration mechanism 30 connected to a crankshaft 26 as an output shaft of the engine 22 via a damper 28 as a torsion element. A motor MG1 capable of generating electricity connected to the power distribution and integration mechanism 30, a reduction gear 35 attached to the ring gear shaft 32a connected to the power distribution and integration mechanism 30, and a motor MG2 connected to the reduction gear 35; And a hybrid electronic control unit 70 for controlling the entire vehicle. Here, the output state detection device for the internal combustion engine of the embodiment mainly includes an engine electronic control unit 24 that mainly controls the engine 22, a crank position sensor 140 that detects a rotational position of a crankshaft 26 of the engine 22 described later, and a motor MG1. , Rotational position detection sensors 43 and 44 for detecting the rotational position of the motor MG2 and the like.

エンジン22は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な8気筒の内燃機関として構成されており、図2に示すように、エアクリーナ122により清浄された空気をスロットルバルブ124を介して吸入すると共に気筒毎に設けられた燃料噴射弁126からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ128を介して燃料室に吸入し、点火プラグ130による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン132の往復運動をクランクシャフト26の回転運動に変換する。エンジン22からの排気は、一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC),窒素酸化物(NOx)の有害成分を浄化する浄化装置(三元触媒)134を介して外気へ排出される。   The engine 22 is configured as an eight-cylinder internal combustion engine that can output power by using a hydrocarbon fuel such as gasoline or light oil. As shown in FIG. 2, as shown in FIG. The fuel is injected from the fuel injection valve 126 provided for each cylinder, and the intake air and the gasoline are mixed. The mixture is sucked into the fuel chamber through the intake valve 128 and ignited. The reciprocating motion of the piston 132, which is explosively burned by the electric spark generated by the plug 130 and pushed down by the energy, is converted into the rotational motion of the crankshaft 26. Exhaust gas from the engine 22 is discharged to the outside air through a purification device (three-way catalyst) 134 that purifies harmful components such as carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC), and nitrogen oxides (NOx).

エンジン22は、エンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)24により制御されている。エンジンECU24は、CPU24aを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU24aの他に処理プログラムを記憶するROM24bと、データを一時的に記憶するRAM24cと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。エンジンECU24には、エンジン22の状態を検出する種々のセンサからの信号、クランクシャフト26の回転位置(クランク角CA)を検出するクランクポジションセンサ140からのクランクポジション(クランク角CA)やエンジン22の冷却水の温度を検出する水温センサ142からの冷却水温,燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ128や排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ144からのカムポジション,スロットルバルブ124のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ146からのスロットルポジション,吸気管に取り付けられたエアフローメータ148からのエアフローメータ信号AF,同じく吸気管に取り付けられた温度センサ149からの吸気温,空燃比センサ135aからの空燃比AF,酸素センサ135bからの酸素信号などが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンECU24からは、エンジン22を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁126への駆動信号や、スロットルバルブ124のポジションを調節するスロットルモータ136への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル138への制御信号、吸気バルブ128の開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構150への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、エンジンECU24は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によりエンジン22を運転制御すると共に必要に応じてエンジン22の運転状態に関するデータを出力する。なお、上述したクランクポジションセンサ140は、クランクシャフト26と回転同期して回転するように取り付けられて10度毎に歯が形成されると共に基準位置検出用に2つ分の欠歯を形成したタイミングローターを有する電磁ピックアップセンサとして構成されており、クランクシャフト26が10度回転する毎に整形波を生じさせる。エンジンECU24では、このクランクポジションセンサ140からの整形波に基づいてクランクシャフト26が30度回転する毎の回転数をエンジン22の回転数Neとして計算している。   The engine 22 is controlled by an engine electronic control unit (hereinafter referred to as an engine ECU) 24. The engine ECU 24 is configured as a microprocessor centered on the CPU 24a, and includes a ROM 24b that stores a processing program, a RAM 24c that temporarily stores data, an input / output port and a communication port (not shown), in addition to the CPU 24a. . The engine ECU 24 receives signals from various sensors that detect the state of the engine 22, the crank position (crank angle CA) from the crank position sensor 140 that detects the rotational position (crank angle CA) of the crankshaft 26, and the engine 22. Cooling water temperature from a water temperature sensor 142 that detects the temperature of the cooling water, intake valve 128 that performs intake and exhaust to the combustion chamber, cam position from the cam position sensor 144 that detects the rotational position of the camshaft that opens and closes the exhaust valve, and throttle valve The throttle position from the throttle valve position sensor 146 for detecting the position 124, the air flow meter signal AF from the air flow meter 148 attached to the intake pipe, the intake air temperature from the temperature sensor 149 also attached to the intake pipe, and the air-fuel ratio Air-fuel ratio AF from capacitors 135a, such as oxygen signal from an oxygen sensor 135b is input via the input port. The engine ECU 24 also integrates various control signals for driving the engine 22, such as a drive signal to the fuel injection valve 126, a drive signal to the throttle motor 136 that adjusts the position of the throttle valve 124, and an igniter. The control signal to the ignition coil 138 and the control signal to the variable valve timing mechanism 150 that can change the opening / closing timing of the intake valve 128 are output via the output port. The engine ECU 24 is in communication with the hybrid electronic control unit 70, controls the operation of the engine 22 by a control signal from the hybrid electronic control unit 70, and outputs data related to the operation state of the engine 22 as necessary. . The above-described crank position sensor 140 is mounted so as to rotate in synchronization with the crankshaft 26, and teeth are formed every 10 degrees and two missing teeth are formed for detecting the reference position. It is configured as an electromagnetic pickup sensor having a rotor, and generates a shaped wave every time the crankshaft 26 rotates 10 degrees. The engine ECU 24 calculates the number of revolutions of the engine 22 as the number of revolutions Ne of the engine 22 based on the shaped wave from the crank position sensor 140 every time the crankshaft 26 rotates 30 degrees.

動力分配統合機構30は、外歯歯車のサンギヤ31と、このサンギヤ31と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ32と、サンギヤ31に噛合すると共にリングギヤ32に噛合する複数のピニオンギヤ33と、複数のピニオンギヤ33を自転かつ公転自在に保持するキャリア34とを備え、サンギヤ31とリングギヤ32とキャリア34とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構30は、キャリア34に接続されたキャリア軸34aにはダンパ28を介してエンジン22のクランクシャフト26が、サンギヤ31にはモータMG1が、リングギヤ32にはリングギヤ軸32aを介して減速ギヤ35がそれぞれ連結されており、モータMG1が発電機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力をサンギヤ31側とリングギヤ32側にそのギヤ比に応じて分配し、モータMG1が電動機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力とサンギヤ31から入力されるモータMG1からの動力を統合してリングギヤ32側に出力する。リングギヤ32に出力された動力は、リングギヤ軸32aからギヤ機構60およびデファレンシャルギヤ62を介して、最終的には車両の駆動輪63a,63bに出力される。   The power distribution and integration mechanism 30 includes an external gear sun gear 31, an internal gear ring gear 32 disposed concentrically with the sun gear 31, a plurality of pinion gears 33 that mesh with the sun gear 31 and mesh with the ring gear 32, A planetary gear mechanism is provided that includes a carrier 34 that holds a plurality of pinion gears 33 so as to rotate and revolve, and that performs differential action using the sun gear 31, the ring gear 32, and the carrier 34 as rotational elements. In the power distribution and integration mechanism 30, the carrier shaft 34 a connected to the carrier 34 is decelerated via the damper 28, the crankshaft 26 of the engine 22, the sun gear 31 is motor MG 1, and the ring gear 32 is decelerated via the ring gear shaft 32 a. When gears 35 are connected and motor MG1 functions as a generator, power from engine 22 input from carrier 34 is distributed to sun gear 31 side and ring gear 32 side according to the gear ratio, and motor MG1 When functioning as an electric motor, the power from the engine 22 input from the carrier 34 and the power from the motor MG1 input from the sun gear 31 are integrated and output to the ring gear 32 side. The power output to the ring gear 32 is finally output from the ring gear shaft 32a to the drive wheels 63a and 63b of the vehicle via the gear mechanism 60 and the differential gear 62.

モータMG1およびモータMG2は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ41,42を介してバッテリ50と電力のやりとりを行なう。インバータ41,42とバッテリ50とを接続する電力ライン54は、各インバータ41,42が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータMG1,MG2のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ50は、モータMG1,MG2のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータMG1,MG2により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ50は充放電されない。モータMG1,MG2は、いずれもモータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)40により駆動制御されている。モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するために必要な信号、例えばモータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータMG1,MG2に印加される相電流などが入力されており、モータECU40からは、インバータ41,42へのスイッチング制御信号が出力されている。モータECU40は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によってモータMG1,MG2を駆動制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG2の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。回転位置検出センサ43,44は、レゾルバにより構成されており、モータECU40は、回転位置検出センサ43,44からの信号に基づいて所定時間毎(例えば50μsec毎や100μsec毎など)にモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2を計算している。   The motor MG1 and the motor MG2 are both configured as well-known synchronous generator motors that can be driven as generators and can be driven as motors, and exchange power with the battery 50 via inverters 41 and 42. The power line 54 connecting the inverters 41 and 42 and the battery 50 is configured as a positive electrode bus and a negative electrode bus shared by the inverters 41 and 42, and the electric power generated by one of the motors MG1 and MG2 It can be consumed by a motor. Therefore, battery 50 is charged / discharged by electric power generated from one of motors MG1 and MG2 or insufficient electric power. If the balance of electric power is balanced by the motors MG1 and MG2, the battery 50 is not charged / discharged. The motors MG1 and MG2 are both driven and controlled by a motor electronic control unit (hereinafter referred to as a motor ECU) 40. The motor ECU 40 detects signals necessary for driving and controlling the motors MG1 and MG2, such as signals from rotational position detection sensors 43 and 44 that detect the rotational positions of the rotors of the motors MG1 and MG2, and current sensors (not shown). The phase current applied to the motors MG1 and MG2 to be applied is input, and a switching control signal to the inverters 41 and 42 is output from the motor ECU 40. The motor ECU 40 is in communication with the hybrid electronic control unit 70, controls the driving of the motors MG1 and MG2 by a control signal from the hybrid electronic control unit 70, and, if necessary, data on the operating state of the motors MG1 and MG2. Output to the hybrid electronic control unit 70. The rotational position detection sensors 43 and 44 are configured by a resolver, and the motor ECU 40 motors MG1 and MG2 at predetermined time intervals (for example, every 50 μsec or every 100 μsec) based on signals from the rotational position detection sensors 43 and 44. The rotation speeds Nm1 and Nm2 are calculated.

バッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52によって管理されている。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ50の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧,バッテリ50の出力端子に接続された電力ライン54に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流,バッテリ50に取り付けられた温度センサ51からの電池温度Tbなどが入力されており、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。なお、バッテリECU52では、バッテリ50を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量(SOC)も演算している。   The battery 50 is managed by a battery electronic control unit (hereinafter referred to as a battery ECU) 52. The battery ECU 52 receives signals necessary for managing the battery 50, for example, a voltage between terminals from a voltage sensor (not shown) installed between terminals of the battery 50, and a power line 54 connected to the output terminal of the battery 50. The charging / discharging current from the attached current sensor (not shown), the battery temperature Tb from the temperature sensor 51 attached to the battery 50, and the like are input. Output to the control unit 70. The battery ECU 52 also calculates the remaining capacity (SOC) based on the integrated value of the charge / discharge current detected by the current sensor in order to manage the battery 50.

ハイブリッド用電子制御ユニット70は、CPU72を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU72の他に処理プログラムを記憶するROM74と、データを一時的に記憶するRAM76と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット70には、イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号,シフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP,アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc,ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ88からの車速Vなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット70は、前述したように、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されており、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。   The hybrid electronic control unit 70 is configured as a microprocessor centered on the CPU 72, and in addition to the CPU 72, a ROM 74 for storing processing programs, a RAM 76 for temporarily storing data, an input / output port and communication not shown. And a port. The hybrid electronic control unit 70 includes an ignition signal from an ignition switch 80, a shift position SP from a shift position sensor 82 that detects the operation position of the shift lever 81, and an accelerator pedal position sensor 84 that detects the amount of depression of the accelerator pedal 83. The accelerator pedal opening Acc from the vehicle, the brake pedal position BP from the brake pedal position sensor 86 for detecting the depression amount of the brake pedal 85, the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 88, and the like are input via the input port. As described above, the hybrid electronic control unit 70 is connected to the engine ECU 24, the motor ECU 40, and the battery ECU 52 via the communication port, and exchanges various control signals and data with the engine ECU 24, the motor ECU 40, and the battery ECU 52. ing.

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20は、運転者によるアクセルペダル83の踏み込み量に対応するアクセル開度Accと車速Vとに基づいてリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるように、エンジン22とモータMG1とモータMG2とが運転制御される。エンジン22とモータMG1とモータMG2の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にエンジン22から出力される動力のすべてが動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによってトルク変換されてリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ50の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にバッテリ50の充放電を伴ってエンジン22から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御する充放電運転モード、エンジン22の運転を停止してモータMG2からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸32aに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。   The hybrid vehicle 20 of the embodiment thus configured calculates a required torque to be output to the ring gear shaft 32a based on the accelerator opening Acc and the vehicle speed V corresponding to the amount of depression of the accelerator pedal 83 by the driver. The operation of the engine 22, the motor MG1, and the motor MG2 is controlled so that the required power corresponding to the torque is output to the ring gear shaft 32a. As operation control of the engine 22, the motor MG1, and the motor MG2, the operation of the engine 22 is controlled so that power corresponding to the required power is output from the engine 22, and all of the power output from the engine 22 is the power distribution and integration mechanism 30. Torque conversion operation mode for driving and controlling the motor MG1 and the motor MG2 so that the torque is converted by the motor MG1 and the motor MG2 and output to the ring gear shaft 32a, and the required power and the power required for charging and discharging the battery 50. The engine 22 is operated and controlled so that suitable power is output from the engine 22, and all or part of the power output from the engine 22 with charging / discharging of the battery 50 is the power distribution and integration mechanism 30, the motor MG1, and the motor. The required power is converted to the ring gear shaft 32 with torque conversion by MG2. Charge / discharge operation mode in which the motor MG1 and the motor MG2 are driven and controlled to be output to each other, and a motor operation mode in which the operation of the engine 22 is stopped and the power corresponding to the required power from the motor MG2 is output to the ring gear shaft 32a. and so on.

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20に搭載されたエンジン22のいずれかの気筒の出力状態(燃焼状態)を検出する際の動作について説明する。図3は、エンジンECU24により実行される出力状態検出処理の一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎に繰り返し実行される。   Next, the operation at the time of detecting the output state (combustion state) of any cylinder of the engine 22 mounted in the hybrid vehicle 20 of the embodiment configured as described above will be described. FIG. 3 is a flowchart showing an example of an output state detection process executed by the engine ECU 24. This routine is repeatedly executed every predetermined time.

出力状態検出処理が実行されると、エンジンECU24のCPU24aは、まず、クランク角30度毎のクランク角CAとエンジン22の回転数Ne(CA)とモータMG1,MG2の回転数Nm1(CA),Nm2(CA)とを入力し(ステップS100)、入力したモータMG1,MG2の回転数Nm1(CA),Nm2(CA)と動力分配統合機構30のギヤ比ρ(サンギヤの歯数/リングギヤの歯数)と減速ギヤ35のギヤ比Grとを用いてダンパ28の動力分配統合機構30側の回転数、即ち、キャリア軸34aの回転数であるダンパ後段回転数Nd(CA)を次式(1)により計算する(ステップS110)。ここで、エンジン22の回転数Ne(CA)については、クランクポジションセンサ140からの整形波に基づいてクランクシャフト26が30度回転する毎に計算されるエンジン22の回転数Neのうちクランク角CAに対応するものを入力するものとし、モータMG1,MG2の回転数Nm1(CA),Nm2(CA)については、回転位置検出センサ43,44からの信号に基づいて計算されるもののうちクランク角CAに対応するものをモータECU40から入力するものとした。   When the output state detection processing is executed, first, the CPU 24a of the engine ECU 24 first determines the crank angle CA for every 30 degrees of crank angle, the rotational speed Ne (CA) of the engine 22, and the rotational speed Nm1 (CA) of the motors MG1 and MG2. Nm2 (CA) is input (step S100), and the input motor rotation speeds Nm1 (CA) and Nm2 (CA) and the gear ratio ρ of the power distribution and integration mechanism 30 (the number of teeth of the sun gear / the teeth of the ring gear) Number) and the gear ratio Gr of the reduction gear 35, the number of revolutions of the damper 28 on the power distribution and integration mechanism 30 side, that is, the number of revolutions of the rear stage of the damper Nd (CA), which is the number of revolutions of the carrier shaft 34a, is ) (Step S110). Here, regarding the rotational speed Ne (CA) of the engine 22, the crank angle CA of the rotational speed Ne of the engine 22 calculated each time the crankshaft 26 rotates 30 degrees based on the shaped wave from the crank position sensor 140. The rotation speeds Nm1 (CA) and Nm2 (CA) of the motors MG1 and MG2 are input based on signals from the rotation position detection sensors 43 and 44, and the crank angle CA is calculated. Those corresponding to the above are input from the motor ECU 40.

Nd(CA)=[Nm2(CA)・Gr+ρ・Nm1(CA)]/(1+ρ) (1)   Nd (CA) = [Nm2 (CA) ・ Gr + ρ ・ Nm1 (CA)] / (1 + ρ) (1)

次に、エンジン22の回転数Ne(CA)と計算したダンパ後段回転数Nd(CA)とを用いてダンパ28のねじれ角θd(CA)を次式(2)により計算し(ステップS120)、ダンパ28のバネ定数Kとダンパ28よりエンジン22側の慣性モーメントJとの比である定数関係値(K/J)と計算したねじれ角θd(CA)とを用いてダンパ28の共振によるエンジン22の回転数に与える影響として低周波ノイズを含むノイズ含有共振影響成分Nden(CA)を計算する(ステップS130)。   Next, the torsion angle θd (CA) of the damper 28 is calculated by the following equation (2) using the rotation speed Ne (CA) of the engine 22 and the calculated rear-stage rotation speed Nd (CA) of the damper (step S120). The engine 22 caused by resonance of the damper 28 using a constant relation value (K / J) which is a ratio between the spring constant K of the damper 28 and the moment of inertia J on the engine 22 side from the damper 28 and the calculated torsion angle θd (CA). A noise-containing resonance influence component Nden (CA) including low-frequency noise is calculated as an influence on the rotation speed of the motor (step S130).

θd(CA)=∫[Ne(CA)-Nd(CA)]dt (2)
Nden(CA)=(K/J)・∫θd(CA) dt (3)
θd (CA) = ∫ [Ne (CA) -Nd (CA)] dt (2)
Nden (CA) = (K / J) ・ ∫θd (CA) dt (3)

続いて、ノイズ含有共振影響成分Nden(CA)の低周波ノイズを除去するためハイパスフィルタをノイズ含有共振影響成分Nden(CA)に施して共振影響成分Nde(CA)を計算し(ステップS140)、エンジン22の回転数Ne(CA)から計算した共振影響成分Nde(CA)を減じて検出用回転数Nj(CA)を計算する(ステップS150)。ここで、ハイパスフィルタについては、ダンパ28の共振の周波数帯は減衰しないがそれより低周波の周波数帯を減衰するようカットオフ周波数を設定すればよい。こうしたハイパスフィルタを施すことにより、上述の式(2)や式(3)による積分計算により蓄積される低周波成分も除去することができる。この検出用回転数演算処理により演算される検出用回転数Nj(CA)は、クランクポジションセンサ140により検出され計算された回転数、即ち、ダンパ28のねじれに基づく共振の影響を受けた回転数であるエンジン22の回転数Neからダンパ28のねじれに基づく共振の影響の成分である共振影響成分Nde(CA)を減じたものであるから、エンジン22の各気筒の爆発(燃焼)により生じる回転変動のみが反映されたものとなる。   Subsequently, a high-pass filter is applied to the noise-containing resonance influence component Nden (CA) to remove the low-frequency noise of the noise-containing resonance influence component Nden (CA), thereby calculating the resonance influence component Nde (CA) (step S140). The resonance influence component Nde (CA) calculated from the rotation speed Ne (CA) of the engine 22 is subtracted to calculate the detection rotation speed Nj (CA) (step S150). Here, for the high-pass filter, the cut-off frequency may be set so as not to attenuate the resonance frequency band of the damper 28 but to attenuate the lower frequency band. By applying such a high-pass filter, it is possible to remove the low-frequency component accumulated by the integral calculation according to the above formulas (2) and (3). The detection rotational speed Nj (CA) calculated by the detection rotational speed calculation process is the rotational speed detected and calculated by the crank position sensor 140, that is, the rotational speed affected by resonance based on the twist of the damper 28. Since the resonance influence component Nde (CA), which is a component of the influence of resonance based on the torsion of the damper 28, is subtracted from the rotation speed Ne of the engine 22, the rotation caused by the explosion (combustion) of each cylinder of the engine 22 Only changes will be reflected.

続いて、演算された検出用回転数Nj(CA)の逆数によりクランクシャフト26が30度回転するのに要する30度回転所要時間T30(CA)を計算すると共に、計算した30度回転所要時間T30(CA)をRAM24cに格納する処理を実行する(ステップS160)。次に、所定気筒の演算タイミングであるか否かを判定する(ステップS170)。ここでは、所定気筒としてすべての気筒(1〜8番気筒)について各々演算タイミングであるか否かを判定するものとした。また、この演算タイミングは、対象となる気筒の圧縮行程の上死点から60度後(ATDC60)に定められている。所定気筒の演算タイミングでないときには、そのままこのルーチンを終了し、所定気筒(例えば1番気筒)の演算タイミングであるときには、この対象となる気筒の圧縮行程の上死点から30度後(ATDC30)と60度後(ATDC60)の30度回転所要時間T30(ATDC30),T30(ATDC60)の差分[T30(ATDC30)−T30(ATDC60)]を所要時間差分TD30として計算すると共に計算した所要時間差分TD30をRAM24cに格納し(ステップS180)、計算した所要時間差分TD30の720度前に所要時間差分TD30として計算される値との差(所要時間差分TD30の720度差)[TD30−TD30(720度前)]をトルク変動相当値J30として計算する(ステップS190)。ここで、所要時間差分TD30は、圧縮上死点からの角度から考えれば、エンジン22の燃焼(爆発)によるピストン132の加速の程度から、その気筒が正常に燃焼(爆発)していれば負の値となる。また、トルク変動相当値J30は、対象の気筒が正常に燃焼(爆発)していれば所要時間差分TD30が略一定値になることから値0近傍の値となり、対象の気筒の燃焼状態が悪化していれば正常に燃焼している気筒の所要時間差分TD30の絶対値の値より大きな正の値などとなる。   Subsequently, a 30-degree required rotation time T30 (CA) required for the crankshaft 26 to rotate 30 degrees is calculated by the reciprocal of the calculated detection rotation speed Nj (CA), and the calculated 30-degree rotation required time T30 is calculated. A process of storing (CA) in the RAM 24c is executed (step S160). Next, it is determined whether or not it is the calculation timing of the predetermined cylinder (step S170). Here, it is determined whether all the cylinders (1st to 8th cylinders) are the calculation timings as the predetermined cylinders. The calculation timing is determined 60 degrees after the top dead center of the compression stroke of the target cylinder (ATDC 60). When it is not the calculation timing of the predetermined cylinder, this routine is finished as it is, and when it is the calculation timing of the predetermined cylinder (for example, the first cylinder), it is 30 degrees after the top dead center of the compression stroke of the target cylinder (ATDC 30). The difference [T30 (ATDC30) −T30 (ATDC60)] between the required rotation times T30 (ATDC30) and T30 (ATDC60) after 60 degrees (ATDC60) is calculated as the required time difference TD30 and the calculated required time difference TD30 is calculated. The difference from the value calculated as the required time difference TD30 (720 ° difference of the required time difference TD30) [TD30−TD30 (720 degrees before) is stored in the RAM 24c (step S180) and calculated as the required time difference TD30 720 ° before the calculated required time difference TD30. )] Is calculated as the torque fluctuation equivalent value J30 (step S19). ). Here, the required time difference TD30 is negative if the cylinder is normally combusted (exploded) from the degree of acceleration of the piston 132 due to combustion (explosion) of the engine 22 when considered from the angle from the compression top dead center. It becomes the value of. The torque fluctuation equivalent value J30 is a value near 0 because the required time difference TD30 becomes a substantially constant value if the target cylinder is normally combusted (exploded), and the combustion state of the target cylinder deteriorates. If it does, it becomes a positive value larger than the absolute value of the required time difference TD30 of the cylinder that is burning normally.

そして、今回及び前回以前に計算した所定数のトルク変動相当値J30を用いて所定サイクルのあいだのトルク変動σJ30を計算する(ステップS200)。このトルク変動σJ30は、所要時間差分TD30のばらつき(分散度)を表す値であり、例えば標準偏差などの値とすることができる。即ち、トルク変動σJ30が分散していない値であるときには、対象の気筒が安定して爆発していることを示し、トルク変動σJ30が分散している値であるときには、対象の気筒がばらついた燃焼状態で爆発していることを示す。なお、対象の気筒が失火しているときにもトルク変動σJ30が分散していないこととなるが、この失火については出力状態検出処理とは別の失火判定処理を実行することにより検出するものとした。   Then, the torque fluctuation σJ30 during a predetermined cycle is calculated using the predetermined number of torque fluctuation equivalent values J30 calculated before and before this time (step S200). This torque fluctuation σJ30 is a value representing variation (dispersion degree) of the required time difference TD30, and can be a value such as a standard deviation, for example. That is, when the torque fluctuation σJ30 is a non-distributed value, it indicates that the target cylinder is stably exploded, and when the torque fluctuation σJ30 is a distributed value, the target cylinder varies in combustion. Indicates an explosion in condition. The torque fluctuation σJ30 is not dispersed even when the target cylinder is misfired. This misfire is detected by executing misfire determination processing different from the output state detection processing. did.

続いて、計算したトルク変動σJ30を閾値σrefと比較する(ステップS210)。この閾値σrefは、対象となる気筒の燃焼状態が安定しているとみなすことができる安定範囲を外れているか否かを判定する値であり、実験等により経験的に求めることができる。トルク変動σJ30が閾値σrefを超えていないとき、即ちトルク変動σJ30が閾値σref以下であるときには、対象となる気筒の燃焼状態が安定範囲内にあるものとみなし、そのままこのルーチンを終了する。一方、トルク変動σJ30が閾値σrefを超えているときには、対象となる気筒の燃焼状態が安定範囲外にあるものとみなし、この対象となる気筒が燃焼異常気筒である旨の情報をRAM24cに格納し(ステップS220)、このルーチンを終了する。このように、ダンパ28で生じる共振影響成分Nde(CA)を除去した検出用回転数Nj(CA)を用いて、エンジン22の各気筒のトルク変動σJ30を計算し、各々の気筒の出力状態を検出するのである。なお、燃焼異常は、燃料噴射弁126からの燃料の過剰供給や供給不足、点火プラグ130の着火不良などにより発生する。   Subsequently, the calculated torque fluctuation σJ30 is compared with a threshold σref (step S210). This threshold value σref is a value for determining whether or not the combustion state of the target cylinder is out of the stable range where it can be considered stable, and can be obtained empirically by experiments or the like. When the torque fluctuation σJ30 does not exceed the threshold value σref, that is, when the torque fluctuation σJ30 is equal to or less than the threshold value σref, it is considered that the combustion state of the target cylinder is within the stable range, and this routine is ended as it is. On the other hand, when the torque fluctuation σJ30 exceeds the threshold σref, it is considered that the combustion state of the target cylinder is outside the stable range, and information indicating that the target cylinder is an abnormal combustion cylinder is stored in the RAM 24c. (Step S220), this routine is finished. Thus, the torque fluctuation σJ30 of each cylinder of the engine 22 is calculated using the detection rotational speed Nj (CA) from which the resonance influence component Nde (CA) generated by the damper 28 is removed, and the output state of each cylinder is calculated. It detects. The combustion abnormality occurs due to excessive supply or supply of fuel from the fuel injection valve 126, poor ignition of the spark plug 130, or the like.

以上説明した実施例のハイブリッド自動車20が搭載する内燃機関の出力状態検出装置によれば、エンジン22の回転数Ne(CA)とダンパ28の後段側のダンパ後段回転数Nd(CA)とを用いて共振影響成分Nde(CA)を計算し、エンジン22の回転数Ne(CA)から共振影響成分Nde(CA)を減じて検出用回転数Nj(CA)を求め、検出用回転数Nj(CA)から30度回転所要時間T30を求め、この30度回転所要時間T30の720度差分からトルク変動σJ30を求め、このトルク変動σJ30に基づいてエンジン22の出力状態を検出する。このように、エンジン22の回転数Neに含まれるダンパ28などのねじれ要素のねじれに基づく共振の影響を排除するのである。したがって、エンジン22の出力状態を精度良く検出することができる。また、エンジン22の回転数Ne(CA)とダンパ後段回転数Nd(CA)とを検出してねじれ要素のねじれに基づく共振の影響を排除するから、ねじれ要素のねじれに基づく共振の周波数がどのような値であっても、この共振の影響を排除してエンジン22の出力状態を精度良く検出することができる。また、特定気筒の1点火周期における値を示す30度回転所要時間T30の720度差分からトルク変動σJ30を求めてエンジン22の出力状態を検出する、即ち同じ気筒での爆発によるトルク変動の分散度からその気筒の出力状態を検出するため、より正確に内燃機関の出力状態を検出することができる。更に、ダンパ28の後段側のダンパ後段回転数Nd(CA)を回転位置検出センサ43,44からの信号に基づいて計算するから、新たにダンパ28の後段側のダンパ後段回転数Nd(CA)を検出するセンサを設ける必要がない。更にまた、検出用回転数Nj(CA)を求める際に低周波ノイズを除去するためハイパスフィルタを施すから、ダンパ28のねじれ角θd(CA)やノイズ含有共振影響成分Nden(CA)を計算する際の積分計算によって蓄積される低周波成分を除去することができる。この結果、より精度良くエンジン22の出力状態を検出することができる。そして、検出したエンジン22の回転数Ne(CA)とダンパ28の後段側のダンパ後段回転数Nd(CA)とを用いてエンジン22の回転数Ne(CA)から共振影響成分を排除した検出用回転数Nj(CA)を求めるため、共振成分がどのような周波数であってもその影響を比較的容易に排除することができる。   According to the output state detection device for an internal combustion engine mounted on the hybrid vehicle 20 of the embodiment described above, the rotational speed Ne (CA) of the engine 22 and the damper post-stage rotational speed Nd (CA) on the rear stage side of the damper 28 are used. The resonance influence component Nde (CA) is calculated, the resonance influence component Nde (CA) is subtracted from the rotation speed Ne (CA) of the engine 22 to obtain the detection rotation speed Nj (CA), and the detection rotation speed Nj (CA) is calculated. ) To obtain a 30-degree rotation required time T30, obtain a torque fluctuation σJ30 from the 720-degree difference of the 30-degree required rotation time T30, and detect the output state of the engine 22 based on the torque fluctuation σJ30. In this way, the influence of resonance based on the torsion of a torsion element such as the damper 28 included in the rotational speed Ne of the engine 22 is eliminated. Therefore, the output state of the engine 22 can be detected with high accuracy. Further, since the rotational speed Ne (CA) of the engine 22 and the post-damper rotational speed Nd (CA) of the engine 22 are detected and the influence of resonance based on the torsion of the torsion element is excluded, which resonance frequency based on the torsion of the torsion element is determined. Even with such a value, it is possible to accurately detect the output state of the engine 22 by eliminating the influence of this resonance. Further, the torque fluctuation σJ30 is obtained from the 720 degree difference of the required rotation time T30 of 30 degrees indicating the value in one ignition cycle of the specific cylinder to detect the output state of the engine 22, that is, the degree of dispersion of the torque fluctuation due to the explosion in the same cylinder. Therefore, since the output state of the cylinder is detected, the output state of the internal combustion engine can be detected more accurately. Further, since the damper post-stage rotation speed Nd (CA) on the rear stage side of the damper 28 is calculated based on the signals from the rotational position detection sensors 43 and 44, the damper post-stage rotation speed Nd (CA) on the rear stage side of the damper 28 is newly calculated. There is no need to provide a sensor for detecting the above. Furthermore, since a high-pass filter is applied to remove low-frequency noise when obtaining the detection rotational speed Nj (CA), the torsion angle θd (CA) of the damper 28 and the noise-containing resonance influence component Nden (CA) are calculated. It is possible to remove the low frequency component accumulated by the integration calculation. As a result, the output state of the engine 22 can be detected with higher accuracy. Then, the detected resonance speed component Ne (CA) of the engine 22 and the damper rear-stage rotation speed Nd (CA) on the rear stage side of the damper 28 are used to detect the resonance influence component from the rotation speed Ne (CA) of the engine 22. Since the rotation speed Nj (CA) is obtained, the influence can be relatively easily eliminated regardless of the frequency of the resonance component.

上述した実施例では、エンジン22の回転数Ne(CA)とダンパ28の後段側のダンパ後段回転数Nd(CA)とからダンパ28のねじれ角θd(CA)を計算すると共にダンパ28のバネ定数Kと定数関係値(K/J)とねじれ角θd(CA)とからノイズ含有共振影響成分Nden(CA)を計算し、これにハイパスフィルタ処理を施して共振影響成分Nde(CA)を計算し、エンジン22の回転数Ne(CA)から共振影響成分Nde(CA)を減じて検出用回転数Nj(CA)を求め、この検出用回転数Nj(CA)に基づいてエンジン22の出力状態を検出するものとしたが、エンジン22の回転数Ne(CA)とダンパ28の後段側のダンパ後段回転数Nd(CA)とを用いて共振影響成分Nde(CA)を計算するものであれば、如何なる計算手法を用いるものでもよい。また、ノイズ含有共振影響成分Nden(CA)にハイパスフィルタ処理を施すものとしたが、これを省略しても構わない。   In the embodiment described above, the torsion angle θd (CA) of the damper 28 is calculated from the rotation speed Ne (CA) of the engine 22 and the damper rear rotation speed Nd (CA) on the rear stage side of the damper 28 and the spring constant of the damper 28 is calculated. A noise-containing resonance influence component Nden (CA) is calculated from K, a constant relation value (K / J), and a torsion angle θd (CA), and subjected to high-pass filtering to calculate a resonance influence component Nde (CA). Then, the resonance influence component Nde (CA) is subtracted from the rotation speed Ne (CA) of the engine 22 to obtain the detection rotation speed Nj (CA), and the output state of the engine 22 is determined based on the detection rotation speed Nj (CA). Although detected, the resonance effect component Nde (CA) is calculated by using the rotational speed Ne (CA) of the engine 22 and the post-damper speed Nd (CA) of the damper 28 on the rear stage side. Any calculation method may be used. Further, although the high-pass filter process is performed on the noise-containing resonance influence component Nden (CA), this may be omitted.

上述した実施例では、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2からダンパ後段回転数Ndを計算するものとしたが、キャリア軸34aに回転数センサを取り付けて直接キャリア軸34aの回転数を検出してダンパ後段回転数Ndとするものとしてもよい。   In the above-described embodiment, the damper post-stage rotational speed Nd is calculated from the rotational speeds Nm1 and Nm2 of the motors MG1 and MG2, but the rotational speed sensor of the carrier shaft 34a is directly detected by attaching the rotational speed sensor to the carrier shaft 34a. It is good also as what is set as the latter stage rotation speed Nd of a damper.

上述した実施例では、クランク角30度毎のクランク角CAとエンジン22の回転数Ne(CA)とモータMG1,MG2の回転数Nm1(CA),Nm2(CA)を入力してダンパ後段回転数Nd(CA)を計算すると共に共振影響成分Nde(CA)を計算し、検出用回転数Nj(CA)を計算したが、検出用回転数Nj(CA)を計算するクランク角は何度でもよいから、クランク角10度毎や5度毎に共振影響成分Nde(CA)や検出用回転数Nj(CA)を計算するものとしてもよい。   In the embodiment described above, the crank angle CA for every 30 degrees of crank angle, the rotational speed Ne (CA) of the engine 22 and the rotational speeds Nm1 (CA) and Nm2 (CA) of the motors MG1 and MG2 are input, and the post-damper rotational speed While calculating Nd (CA) and calculating the resonance influence component Nde (CA) and calculating the detection speed Nj (CA), the crank angle for calculating the detection speed Nj (CA) may be any number. Therefore, the resonance influence component Nde (CA) and the detection rotational speed Nj (CA) may be calculated every 10 degrees or 5 degrees of the crank angle.

上述した実施例では、検出用回転数Nj(CA)から30度回転所要時間T30(CA)を求め、対象の気筒の圧縮行程の上死点から30度後(ATDC30)と60度後(ATDC60)の30度回転所要時間T30(ATDC30),T30(ATDC60)の差分として所要時間差分TD30を計算し、更に所要時間差分TD30の720度差によるトルク変動相当値J30を計算してエンジン22の出力状態を検出したが、検出用回転数Nj(CA)を用いてエンジン22の出力状態を検出するものであれば、例えば、対象の気筒の圧縮行程の上死点から第1の角度後と第1の角度と異なる第2の角度後の差分(例えば、30度回転所要時間T30(ATDC30),T30(ATDC90)の差分など)として所要時間差分TD30を計算したり、所要時間差分TD30の120度差や360度差などによるトルク変動相当値J30を計算したり、如何なる計算手法によりエンジン22の出力状態を検出するものとしても構わない。   In the embodiment described above, the required rotation time T30 (CA) is determined from the detection rotational speed Nj (CA), and 30 degrees (ATDC30) and 60 degrees (ATDC60) after the top dead center of the compression stroke of the target cylinder. ), The required time difference TD30 is calculated as the difference between the required rotation times T30 (ATDC30) and T30 (ATDC60), and the torque fluctuation equivalent value J30 due to the difference of 720 degrees in the required time difference TD30 is calculated. If the state is detected but the output state of the engine 22 is detected by using the detection rotational speed Nj (CA), for example, after the first angle from the top dead center of the compression stroke of the target cylinder, Required time difference TD3 as a difference after a second angle that is different from the angle of 1 (for example, a difference between 30-degree rotation required time T30 (ATDC30), T30 (ATDC90), etc.) The or calculation, calculating the torque fluctuation value corresponding J30 due 120 degrees difference or 360 ° difference required time difference TD30, it may be configured to detect the output state of the engine 22 by any calculation method.

上述した実施例では、8気筒のエンジン22のいずれかの気筒の出力状態を検出するものとしたが、6気筒のエンジンのいずれかの気筒の出力状態を検出するものとしたり、4気筒のエンジンのいずれかの気筒の出力状態を検出するものとするなど、複数気筒のエンジンのいずれかの気筒の出力状態を検出するものであれば、気筒数はいくつでも構わない。   In the above-described embodiment, the output state of any one of the eight-cylinder engine 22 is detected. However, the output state of any one of the six-cylinder engines is detected, or the four-cylinder engine is detected. Any number of cylinders may be used as long as the output state of any cylinder of a multi-cylinder engine is detected.

上述した実施例では、減速ギヤ35を介してモータMG2をリングギヤ軸32aに接続する構成におけるエンジン22の出力状態を検出するものとしたが、減速ギヤ35に代えて変速機を介してモータMG2をリングギヤ軸32aに接続する構成におけるエンジン22の出力状態を検出するものとしてもよい。あるいは、減速ギヤ35や変速機を介さずにモータMG2を直接リングギヤ軸32aに接続する構成におけるエンジン22の出力状態を検出するものとしてもよい。   In the above-described embodiment, the output state of the engine 22 in the configuration in which the motor MG2 is connected to the ring gear shaft 32a via the reduction gear 35 is detected, but the motor MG2 is replaced via the transmission instead of the reduction gear 35. The output state of the engine 22 in the configuration connected to the ring gear shaft 32a may be detected. Alternatively, the output state of the engine 22 in a configuration in which the motor MG2 is directly connected to the ring gear shaft 32a without using the reduction gear 35 or the transmission may be detected.

上述した実施例では、特に、車軸側に接続されるリングギヤ軸32aのトルク変動に基づく振動を抑制する制振制御をモータMG1やモータMG2により行なうことを前提としていないが、モータMG1やモータMG2による制振制御を行なうものとしても上述の出力状態の検出処理によりエンジン22の出力状態を検出することができる。   In the above-described embodiment, it is not premised that the vibration suppression control for suppressing the vibration based on the torque fluctuation of the ring gear shaft 32a connected to the axle side is performed by the motor MG1 or the motor MG2. Even when the vibration suppression control is performed, the output state of the engine 22 can be detected by the output state detection process described above.

上述した実施例では、エンジン22のクランクシャフト26にねじれ要素としてのダンパ28を介して接続されると共にモータMG1の回転軸やリングギヤ軸32aに接続される動力分配統合機構30とリングギヤ軸32aに減速ギヤ35を介して接続されるモータMG2とを備える車両におけるエンジン22の出力状態を検出するものとしたが、エンジンのクランクシャフトがねじれ要素としてのダンパを介して後段に接続されているものであればよいから、図4の変形例のハイブリッド自動車120に例示するように、モータMG2の動力をリングギヤ軸32aが接続された車軸(駆動輪63a,63bが接続された車軸)とは異なる車軸(図4における車輪64a,64bに接続された車軸)に接続するもののエンジン22の出力状態を検出するものとしてもよいし、図5の変形例のハイブリッド自動車220に例示するように、エンジン22のクランクシャフト26にダンパ28を介して接続されたインナーロータ232と駆動輪63a,63bに動力を出力する車軸側に接続されたアウターロータ234とを有し、エンジン22の動力の一部を車軸側に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機230を備えるもののエンジン22の出力状態を検出するものとしてもよい。この場合、モータMG2は減速ギヤ35や変速機を介して車軸側に接続されていてもよいし、減速ギヤ35や変速機を介さずに車軸側に接続されていてもよい。あるいは、ダンパ28が接続されたエンジン22と駆動用のモータとを搭載したいかなるハイブリッド車両(シリーズハイブリッドやパラレルハイブリッドなど)に適用するものとしてもよい。   In the above-described embodiment, the power distribution integrated mechanism 30 connected to the crankshaft 26 of the engine 22 via the damper 28 as a torsion element and connected to the rotating shaft of the motor MG1 and the ring gear shaft 32a and the ring gear shaft 32a are decelerated. Although the output state of the engine 22 in the vehicle including the motor MG2 connected via the gear 35 is detected, the engine crankshaft is connected to the subsequent stage via a damper as a torsion element. Therefore, as illustrated in the hybrid vehicle 120 of the modified example of FIG. 4, the power of the motor MG2 is different from the axle to which the ring gear shaft 32a is connected (the axle to which the drive wheels 63a and 63b are connected) (see FIG. 4). The output state of the engine 22 connected to the wheels 64a and 64b in FIG. As illustrated in the hybrid vehicle 220 of the modified example of FIG. 5, power is transmitted to the inner rotor 232 and the drive wheels 63a and 63b connected to the crankshaft 26 of the engine 22 via the damper 28. The output state of the engine 22 includes an outer rotor 234 connected to the axle side for output and includes a counter-rotor motor 230 that transmits a part of the power of the engine 22 to the axle side and converts the remaining power into electric power. It is good also as what detects. In this case, the motor MG2 may be connected to the axle side via the reduction gear 35 or the transmission, or may be connected to the axle side without passing through the reduction gear 35 or the transmission. Alternatively, the present invention may be applied to any hybrid vehicle (series hybrid, parallel hybrid, etc.) equipped with the engine 22 to which the damper 28 is connected and a driving motor.

ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、クランクシャフト26の回転位置を検出するクランクポジションセンサ140とこのクランクポジションセンサ140からの整形波に基づいてクランクシャフト26が30度回転する毎の回転数をエンジン22の回転数Neとして計算するエンジンECU24が「出力軸回転数検出手段」に相当し、モータMG1,MG2のロータの回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44とこの回転位置検出センサ43,44からの信号に基づいてモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2を計算するモータECU40とモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2とに基づいてダンパ28の後段のキャリア軸34a(後段軸に相当)の回転数としてのダンパ後段回転数Ndを計算するエンジンECU24とが「後段軸回転数検出手段」に相当し、エンジン22の回転数Neとダンパ後段回転数Ndとを用いてダンパ28のねじれ角θdを式(2)により計算すると共にダンパ28のバネ定数Kとダンパ28よりエンジン22側の慣性モーメントJとの比である定数関係値(K/J)とねじれ角θdとを用いてダンパ28の共振によるエンジン22の回転数に与える影響として低周波ノイズを含むノイズ含有共振影響成分Nden(CA)を計算し更にハイパスフィルタにより低周波ノイズを除去して共振影響成分Nde(CA)を計算するエンジンECU24が「共振影響成分演算手段」に相当し、エンジン22の回転数Ne(CA)から共振影響成分Nde(CA)を減じて検出用回転数Nj(CA)を計算し、この検出用回転数Nj(CA)を用いてエンジン22の出力状態を検出する図3の出力状態検出処理を実行するエンジンECU24が「出力状態検出手段」に相当する。また、ダンパ28の後段のキャリア軸34a側、即ち、更に後段のリングギヤ軸32aに減速ギヤ35を介して出力するモータMG2が「電動機」に相当し、ダンパ28の後段のキャリア軸34aと車軸側のリングギヤ軸32aとに接続された動力分配統合機構30とこの動力分配統合機構30のサンギヤ31に接続されたモータMG1とが「電力動力入出力手段」に相当する。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。   Here, the correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the crank position sensor 140 that detects the rotational position of the crankshaft 26 and the number of revolutions every 30 degrees of rotation of the crankshaft 26 based on the shaped wave from the crank position sensor 140 are defined as the rotational speed Ne of the engine 22. The engine ECU 24 to be calculated corresponds to “output shaft rotational speed detection means”, and based on rotational position detection sensors 43 and 44 for detecting the rotational positions of the rotors of the motors MG1 and MG2 and signals from the rotational position detection sensors 43 and 44. Based on the motor ECU 40 for calculating the rotational speeds Nm1 and Nm2 of the motors MG1 and MG2 and the rotational speeds Nm1 and Nm2 of the motors MG1 and MG2, the rotational speed of the rear carrier shaft 34a (corresponding to the rear-stage shaft) The engine ECU 24 that calculates the rear-stage rotational speed Nd of the damper is “the rear-stage shaft rotational speed”. The twisting angle θd of the damper 28 is calculated by the equation (2) using the rotational speed Ne of the engine 22 and the post-damper rotational speed Nd, and the engine 22 is calculated from the spring constant K of the damper 28 and the damper 28. A noise-containing resonance influencing component including low-frequency noise as an effect on the rotational speed of the engine 22 due to resonance of the damper 28 using a constant relation value (K / J) that is a ratio to the inertia moment J on the side and the torsion angle θd The engine ECU 24 that calculates Nden (CA) and further calculates the resonance influence component Nde (CA) by removing low-frequency noise with a high-pass filter corresponds to “resonance influence component calculation means”, and the engine speed Ne (CA) of the engine 22 is calculated. ) To reduce the resonance influence component Nde (CA) to calculate the rotational speed for detection Nj (CA), and the engine 2 using this rotational speed for detection Nj (CA). Engine ECU24 for performing the output state detection processing of FIG. 3 for detecting the output state corresponds to the "output state detecting means". Further, the motor MG2 output to the rear carrier shaft 34a side of the damper 28, that is, the rear ring gear shaft 32a via the reduction gear 35 corresponds to the “electric motor”, and the rear carrier shaft 34a and the axle side of the damper 28 are provided. The power distribution and integration mechanism 30 connected to the ring gear shaft 32a and the motor MG1 connected to the sun gear 31 of the power distribution and integration mechanism 30 correspond to “power power input / output means”. The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is the same as that of the embodiment described in the column of means for solving the problem. It is an example for specifically explaining the best mode for doing so, and does not limit the elements of the invention described in the column of means for solving the problem. In other words, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problem should be made based on the description of the column, and the examples are those of the invention described in the column of means for solving the problem. It is only a specific example.

実施例では、ハイブリッド自動車20に搭載された内燃機関の出力状態検出装置として説明したが、走行用の電動機や発電機などを備えない自動車に搭載された内燃機関の出力状態検出装置としてもよい。また、自動車以外の車両や船舶,航空機などの移動体に搭載される内燃機関の出力状態検出装置としてもよいし、移動しない設備に組み込まれた内燃機関の出力状態検出装置としても構わない。また、内燃機関の出力状態検出装置やこれを搭載する車両の形態ではなく、内燃機関の出力状態検出方法の形態としてもよい。   In the embodiment, the output state detection device for an internal combustion engine mounted on the hybrid vehicle 20 has been described. However, the output state detection device for an internal combustion engine mounted on a vehicle that does not include a motor or generator for traveling may be used. Moreover, it is good also as an output state detection apparatus of the internal combustion engine mounted in moving bodies, such as vehicles other than a motor vehicle, a ship, and an aircraft, and it does not matter as an output state detection apparatus of the internal combustion engine incorporated in the equipment which does not move. Moreover, it is good also as a form of the output state detection method of an internal combustion engine instead of the form of the output state detection apparatus of an internal combustion engine or the vehicle which mounts this.

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。   The best mode for carrying out the present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Of course, it can be implemented in the form.

本発明は、内燃機関の出力状態検出装置およびこれを備える車両の製造産業に利用可能である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is applicable to an output state detection device for an internal combustion engine and a vehicle manufacturing industry including the same.

本発明の一実施例である内燃機関の出力状態検出装置を搭載したハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 20 equipped with an output state detection device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. エンジン22の構成の概略を示す構成図である。2 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of an engine 22. FIG. 出力状態検出処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of an output state detection process. 変形例のハイブリッド自動車120の構成の概略を示す構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 120 according to a modification. 変形例のハイブリッド自動車220の構成の概略を示す構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 220 of a modified example.

符号の説明Explanation of symbols

20,120,220 ハイブリッド自動車、22 エンジン、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、24a CPU、24b ROM、24c RAM、26 クランクシャフト、28 ダンパ、30 動力分配統合機構、31 サンギヤ、32 リングギヤ、32a リングギヤ軸、33 ピニオンギヤ、34 キャリア、34a キャリア軸、35 減速ギヤ、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、43,44 回転位置検出センサ、50 バッテリ、51 温度センサ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54 電力ライン、60 ギヤ機構、62 デファレンシャルギヤ、63a,63b 駆動輪、64a,64b 車輪、70 ハイブリッド用電子制御ユニット、72 CPU、74 ROM、76 RAM、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、122 エアクリーナ、124 スロットルバルブ、126 燃料噴射弁、128 吸気バルブ、130 点火プラグ、132 ピストン、134 浄化装置、135a 空燃比センサ、135b 酸素センサ、136 スロットルモータ、138 イグニッションコイル、140 クランクポジションセンサ、142 水温センサ、144 カムポジションセンサ、146 スロットルバルブポジションセンサ、148 エアフローメータ、149 温度センサ、150 可変バルブタイミング機構、230 対ロータ電動機、232 インナーロータ、234 アウターロータ、MG1,MG2 モータ。   20, 120, 220 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 24a CPU, 24b ROM, 24c RAM, 26 crankshaft, 28 damper, 30 power distribution integration mechanism, 31 sun gear, 32 ring gear, 32a Ring gear shaft, 33 pinion gear, 34 carrier, 34a carrier shaft, 35 reduction gear, 40 motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42 inverter, 43, 44 rotational position detection sensor, 50 battery, 51 temperature sensor, 52 Electronic control unit for battery (battery ECU), 54 electric power line, 60 gear mechanism, 62 differential gear, 63a, 63b driving wheel, 64a, 64b wheel, 70 electronic control unit for hybrid, 2 CPU, 74 ROM, 76 RAM, 80 ignition switch, 81 shift lever, 82 shift position sensor, 83 accelerator pedal, 84 accelerator pedal position sensor, 85 brake pedal, 86 brake pedal position sensor, 88 vehicle speed sensor, 122 air cleaner, 124 Throttle valve, 126 Fuel injection valve, 128 Intake valve, 130 Spark plug, 132 Piston, 134 Purification device, 135a Air-fuel ratio sensor, 135b Oxygen sensor, 136 Throttle motor, 138 Ignition coil, 140 Crank position sensor, 142 Water temperature sensor, 144 Cam position sensor, 146 Throttle valve position sensor, 148 Air flow meter, 149 Temperature sensor, 150 Varying valve timing mechanism, 230 pair-rotor motor, 232 an inner rotor, 234 outer rotor, MG1, MG2 motor.

Claims (10)

出力軸がねじれ要素を介して後段の後段軸に接続された複数気筒の内燃機関の出力状態を検出する内燃機関の出力状態検出装置であって、
前記出力軸の回転数である出力軸回転数を検出する出力軸回転数検出手段と、
前記後段軸の回転数である後段軸回転数を検出する後段軸回転数検出手段と、
前記検出された出力軸回転数と前記検出された後段軸回転数とに基づいて前記ねじれ要素のねじれに基づく共振が前記出力軸の回転数に影響を及ぼす共振影響成分を演算する共振影響成分演算手段と、
前記検出された出力軸回転数から前記演算された共振影響成分を減じて得られる検出用回転数に基づいて前記内燃機関の出力状態を検出する出力状態検出手段と、
を備える内燃機関の出力状態検出装置。
An output state detection device for an internal combustion engine that detects an output state of a multi-cylinder internal combustion engine in which an output shaft is connected to a rear shaft of a rear stage via a torsion element,
Output shaft rotational speed detection means for detecting an output shaft rotational speed that is the rotational speed of the output shaft;
A rear shaft rotational speed detection means for detecting a rear shaft rotational speed which is the rotational speed of the rear shaft;
Resonance influence component calculation for calculating a resonance influence component in which resonance based on torsion of the torsion element affects the rotation speed of the output shaft based on the detected output shaft rotation speed and the detected rear shaft rotation speed Means,
Output state detecting means for detecting an output state of the internal combustion engine based on a detection rotational speed obtained by subtracting the calculated resonance effect component from the detected output shaft rotational speed;
An output state detection device for an internal combustion engine.
前記共振影響成分演算手段は、前記検出された出力軸回転数と前記検出された後段軸回転数とにより前記ねじれ要素のねじれ角を演算すると共に該演算したねじれ角と前記ねじれ要素のバネ定数と前記ねじれ要素より前記内燃機関側の慣性モーメントとに基づいて前記共振影響成分を演算する手段である、請求項1に記載の内燃機関の出力状態検出装置。   The resonance influence component calculation means calculates a twist angle of the torsion element based on the detected output shaft rotation speed and the detected rear shaft rotation speed, and calculates the torsion angle and the spring constant of the torsion element. The output state detection apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the resonance influence component is calculated based on an inertia moment on the internal combustion engine side from the torsion element. 前記共振影響成分演算手段は、前記検出された出力軸回転数から前記検出された後段軸回転数を減じた値の積分計算に基づいて前記ねじれ角を演算し、前記バネ定数と前記慣性モーメントとの定数関係値に前記ねじれ角を乗じたものの積分計算に基づいて前記共振影響成分を演算する手段である、請求項2に記載の内燃機関の出力状態検出装置。   The resonance influence component calculation means calculates the torsion angle based on an integral calculation of a value obtained by subtracting the detected rear shaft rotational speed from the detected output shaft rotational speed, and calculates the spring constant, the inertia moment, The output state detection apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the resonance influence component is calculated based on an integral calculation of a constant relation value obtained by multiplying the constant angle value by the torsion angle. 前記出力状態検出手段は、前記得られた検出用回転数から内燃機関の出力軸の所定の単位回転角毎の回転に要する時間である単位回転角所要時間を該内燃機関の出力軸の回転毎に演算すると共に該演算した単位回転角所要時間に関する分散度を求め、該求めた分散度が所定の安定範囲外であるときに前記内燃機関の出力状態が異常状態であると検出する手段である、請求項1〜3のいずれかに記載の内燃機関の出力状態検出装置。   The output state detecting means calculates a unit rotation angle required time, which is a time required for rotation for each predetermined unit rotation angle of the output shaft of the internal combustion engine from the obtained rotation speed for detection, for each rotation of the output shaft of the internal combustion engine. And calculating a dispersion degree related to the calculated unit rotation angle required time, and detecting that the output state of the internal combustion engine is abnormal when the calculated dispersion degree is outside a predetermined stable range. An output state detection apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3. 前記出力状態検出手段は、前記演算された単位回転角所要時間の720度差を求めると共に前記単位回転角所要時間に関する分散度としての該求めた720度差の分散度を求め、該720度差の分散度を用いて前記内燃機関の出力状態を検出する手段である、請求項4に記載の内燃機関の出力状態検出装置。   The output state detecting means obtains a difference of 720 degrees in the calculated unit rotation angle required time and obtains a degree of dispersion of the obtained 720 degree difference as a degree of dispersion relating to the unit rotation angle required time. The output state detection device for an internal combustion engine according to claim 4, which is means for detecting the output state of the internal combustion engine using a degree of dispersion of the internal combustion engine. 出力軸がねじれ要素を介して後段の後段軸に接続された複数気筒の内燃機関と、
前記内燃機関の出力状態を検出する請求項1〜5のいずれかに記載の内燃機関の出力状態検出装置と、
を備える車両。
A multi-cylinder internal combustion engine whose output shaft is connected to the rear shaft of the rear stage via a torsion element;
The output state detection device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, which detects an output state of the internal combustion engine,
A vehicle comprising:
請求項6に記載の車両であって、
前記ねじれ要素より後段の前記後段軸側に動力を出力可能な電動機を備え、
前記後段軸回転数検出手段は、前記電動機の回転数である電動機回転数を検出する手段を兼ねてなり、該検出した電動機回転数を換算することにより前記後段軸回転数を検出する手段である、車両。
The vehicle according to claim 6,
An electric motor capable of outputting power to the rear shaft side downstream of the twist element;
The latter-stage shaft rotation speed detection means also serves as a means for detecting the motor rotation speed, which is the rotation speed of the electric motor, and detects the latter-stage shaft rotation speed by converting the detected motor rotation speed. ,vehicle.
請求項7に記載の車両であって、
前記後段軸と車軸側とに接続され、電力と動力の入出力を伴って前記後段軸と前記車軸側とに動力を入出力する電力動力入出力手段を備え、
前記電動機は、前記車軸側に動力を出力可能に接続され、
前記後段軸回転数検出手段は、前記電力動力入出力手段の駆動状態を検出する手段を兼ねてなり、前記検出した電動機回転数と前記検出した駆動状態とに基づく演算により前記後段軸回転数を検出する手段である、車両。
The vehicle according to claim 7,
Power power input / output means connected to the rear shaft and the axle side, and for inputting and outputting power to the rear shaft and the axle side with input and output of electric power and power,
The electric motor is connected to the axle side so that power can be output,
The latter-stage shaft rotation speed detection means also serves as a means for detecting the drive state of the electric power drive input / output means, and calculates the latter-stage shaft rotation speed by calculation based on the detected motor rotation speed and the detected drive state. A vehicle that is means for detecting.
出力軸がねじれ要素を介して後段の後段軸に接続された複数気筒の内燃機関の出力状態を検出する内燃機関の出力状態検出方法であって、
前記出力軸の回転数である出力軸回転数と前記後段軸の回転数である後段軸回転数とに基づいて前記ねじれ要素のねじれに基づく共振が前記出力軸の回転数に影響を及ぼす共振影響成分を演算し、前記出力軸回転数から前記演算された共振影響成分を減じて得られる検出用回転数に基づいて前記内燃機関の出力状態を検出する、
内燃機関の出力状態検出方法。
An output state detection method for an internal combustion engine for detecting an output state of a multi-cylinder internal combustion engine in which an output shaft is connected to a rear stage shaft via a torsion element,
Resonance effect that the resonance based on the twist of the torsion element affects the rotation speed of the output shaft based on the output shaft rotation speed that is the rotation speed of the output shaft and the rear-stage shaft rotation speed that is the rotation speed of the rear-stage shaft. A component is calculated, and an output state of the internal combustion engine is detected based on a rotational speed for detection obtained by subtracting the calculated resonance effect component from the rotational speed of the output shaft.
An output state detection method for an internal combustion engine.
前記検出用回転数に基づいて前記内燃機関の出力状態を検出するに際して、前記得られた検出用回転数から内燃機関の出力軸の所定の単位回転角毎の回転に要する時間である単位回転角所要時間を該内燃機関の出力軸の回転毎に演算すると共に該演算した単位回転角所要時間に関する分散度を求め、該求めた分散度が所定の安定範囲外であるときに前記内燃機関の出力状態が異常状態であると検出する、請求項9に記載の内燃機関の出力状態検出方法。   When detecting the output state of the internal combustion engine based on the rotation speed for detection, a unit rotation angle that is a time required for rotation of the output shaft of the internal combustion engine for each predetermined unit rotation angle from the obtained rotation speed for detection The required time is calculated for each rotation of the output shaft of the internal combustion engine, and the degree of dispersion with respect to the calculated unit rotational angle required time is obtained, and when the calculated degree of dispersion is outside a predetermined stable range, the output of the internal combustion engine The internal combustion engine output state detection method according to claim 9, wherein the state is detected as an abnormal state.
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