JP2009062825A - Abnormality detection device and abnormality detection method of internal combustion engine - Google Patents

Abnormality detection device and abnormality detection method of internal combustion engine Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an abnormality detection device and an abnormality detection method of an internal combustion engine which can accurately detect abnormalities in a cylinder of an internal combustion engine of which the output shaft is mechanically coupled to a rotary shaft of a motor-driven generator. <P>SOLUTION: The crankshaft 156 of the engine 150 is connected to a carrier shaft 127 of a planetary gear 120 via a damper 157 which includes a torsion member. When the crankshaft 156 and the carrier shaft 127 perform relative revolution, the torsion member generates an elastic force used for controlling the relative revolution. A control unit 180 makes estimated calculation of engine torque by using rotation-angle acceleration of the crankshaft 156 which is calculated from the detected value of a crank-angle sensor, and corrects the engine torque obtained by estimated calculation by a correction term which consists of the elastic force of the damper 157 which is calculated based on the twist angle of the damper 157. Then the control unit 180 diagnoses the abnorlalities of the engine 150 based on the corrected estimated engine torque. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、内燃機関の異常検出装置および異常検出方法に関し、特に、内燃機関を含む複数の動力源を含む動力出力装置に適用される内燃機関の異常検出装置および異常検出方法に関する。   The present invention relates to an abnormality detection device and an abnormality detection method for an internal combustion engine, and more particularly to an abnormality detection device and an abnormality detection method for an internal combustion engine applied to a power output device including a plurality of power sources including the internal combustion engine.

従来、燃料噴射弁の詰まりや故障により爆発燃焼が行なわれなくなった異常気筒を検出する内燃機関の異常検出装置として、たとえば特開平2−49955号公報(特許文献1)には、内燃機関の出力軸であるクランク軸の回転角速度を各気筒の燃焼行程に同期して検出し、その検出された回転角速度と角速度基準値との偏差に基づいて、不整失火を伴なう気筒異常を検出する内燃機関の気筒異常検出装置が開示される。   Conventionally, as an abnormality detection device for an internal combustion engine that detects an abnormal cylinder in which explosion combustion is no longer performed due to clogging or failure of a fuel injection valve, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2-49955 (Patent Document 1) discloses an output of an internal combustion engine. An internal combustion engine that detects the rotational angular velocity of the crankshaft, which is the shaft, in synchronism with the combustion stroke of each cylinder, and detects cylinder abnormalities accompanied by misfiring based on the deviation between the detected rotational angular velocity and the angular velocity reference value An engine cylinder abnormality detection device is disclosed.

これによれば、内燃機関の気筒異常検出装置は、着目した気筒の回転数と基準値である前気筒の回転数との差が所定値よりも大きくなったとき、次の回転数の判定における基準値を、その回転数より該所定値だけ大きな値に設定する。したがって、いずれかの気筒に異常が生じている場合であって、その気筒の直前に爆発工程を迎える気筒に偶発的な失火が生じた場合でも、断続して異常状態の生じている気筒を正しく異常と判別することができる。
特開平2−49955号公報 特開平6−257480号公報
According to this, when the difference between the rotation speed of the focused cylinder and the rotation speed of the previous cylinder, which is the reference value, is larger than a predetermined value, the cylinder abnormality detection device for the internal combustion engine is used for determining the next rotation speed. The reference value is set to a value larger than the rotation speed by the predetermined value. Therefore, even if an abnormality has occurred in any of the cylinders, and an accidental misfire has occurred in a cylinder that has undergone an explosion process immediately before that cylinder, the cylinder in which the abnormal state is intermittently generated is correctly It can be determined as abnormal.
JP-A-2-49955 JP-A-6-257480

しかしながら、特開平2−49955号公報(特許文献1)に記載の気筒異常検出装置を、機械分配式のハイブリッド車両に適用した場合には、以下の理由から、内燃機関の異常を正確に検出できないという問題がある。   However, when the cylinder abnormality detection device described in Japanese Patent Laid-Open No. 2-49955 (Patent Document 1) is applied to a mechanically distributed hybrid vehicle, the abnormality of the internal combustion engine cannot be accurately detected for the following reason. There is a problem.

内燃機関および電動発電機を動力源として備えたハイブリッド車両には、内燃機関のクランク軸と電動発電機の回転軸と駆動軸とがプラネタリギヤを介して機械的に結合された構成のものがある。なお、プラネタリギヤは、上述した3つの回転軸のうち、2つの回転軸の回転数およびトルク(以下、両者をまとめて回転状態と称する。)が決定されると、残余の回転軸の回転状態が一義的に決まるという性質を有している。   Some hybrid vehicles including an internal combustion engine and a motor generator as a power source have a configuration in which a crankshaft of the internal combustion engine, a rotation shaft of the motor generator, and a drive shaft are mechanically coupled via a planetary gear. In the planetary gear, when the number of rotations and torque of two of the three rotation shafts described above are determined (hereinafter collectively referred to as a rotation state), the rotation state of the remaining rotation shafts is determined. It has the property of being uniquely determined.

このような構成を有するハイブリッド車両では、内燃機関から出力された動力を、駆動軸に機械的に伝達される動力と、電力として回生される動力とに分配し、さらに回生された電力を用いて電動発電機を力行することによって所望の動力を出力しながら走行することができる。また、電動発電機の動力を駆動軸から出力することができるため、電動発電機により出力される動力のみを用いて走行することもできる。   In the hybrid vehicle having such a configuration, the power output from the internal combustion engine is divided into power mechanically transmitted to the drive shaft and power regenerated as electric power, and further using the regenerated electric power. By running the motor generator, the vehicle can travel while outputting desired power. Further, since the power of the motor generator can be output from the drive shaft, it is possible to travel using only the power output from the motor generator.

すなわち、ハイブリッド車両では、内燃機関のクランク軸と電動発電機の回転軸とが、相関をもった異なる回転数で回転可能な状態で結合されている。そのため、内燃機関のクランク軸の回転角速度に対しても、電動発電機の回転状態が大きく影響することになる。   That is, in the hybrid vehicle, the crankshaft of the internal combustion engine and the rotating shaft of the motor generator are coupled in a state where they can be rotated at different rotational speeds having a correlation. Therefore, the rotational state of the motor generator greatly influences the rotational angular velocity of the crankshaft of the internal combustion engine.

しかしながら、クランク軸の回転角速度に基づいて気筒異常を検出する従来の気筒異常検出装置では、エンジンのみを動力源とする動力出力装置を適用対象としており、このような電動発電機がクランク軸の回転状態に及ぼす影響を考慮したものとはなっていない。その結果、内燃機関がその燃焼状態に応じて実際に発生するトルクを高い精度で推定することが困難となるため、内燃機関の気筒異常を正確に検出することができないという問題が生じる。   However, in the conventional cylinder abnormality detection device that detects cylinder abnormality based on the rotational angular velocity of the crankshaft, a power output device that uses only the engine as a power source is applied, and such a motor generator can rotate the crankshaft. It does not take into account the effect on the condition. As a result, it becomes difficult for the internal combustion engine to estimate the torque actually generated according to the combustion state with high accuracy, and therefore, there is a problem that cylinder abnormality of the internal combustion engine cannot be detected accurately.

それゆえ、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、出力軸が電動発電機の回転軸と機械的に結合された内燃機関の気筒異常を正確に検出可能な内燃機関の異常検出装置および異常検出方法を提供することである。   Therefore, the present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to accurately detect a cylinder abnormality of an internal combustion engine in which an output shaft is mechanically coupled to a rotating shaft of a motor generator. An abnormality detection device and an abnormality detection method for an internal combustion engine are provided.

この発明によれば、内燃機関の異常検出装置は、内燃機関および電動発電機を動力源として駆動軸に動力を出力する動力出力装置において内燃機関の異常を検出する。動力出力装置は、内燃機関からの動力を受ける入力軸、電動発電機の回転軸および駆動軸を機械的に結合するとともに、内燃機関からの動力を電動発電機および駆動軸に機械的に分配するように構成された動力分割機構と、内燃機関の出力軸および入力軸の間に結合され、内燃機関の出力軸と入力軸との相対回転を抑制しながら動力を伝達するためのダンパとを含む。内燃機関の異常検出装置は、内燃機関の出力軸の回転角加速度に基づいて内燃機関の出力トルクを推定演算するトルク推定手段と、内燃機関の出力軸および入力軸の回転角度をそれぞれ検出する第1および第2の回転角度検出手段と、検出された内燃機関の出力軸および入力軸の回転角度に基づいて、ダンパが内燃機関の出力軸と入力軸との相対回転を抑制するように内燃機関の出力軸に付与する弾性力を算出し、その算出されたダンパの弾性力に基づいて推定演算された内燃機関の出力トルクを補正するトルク補正手段と、補正された内燃機関の出力トルクに基づいて内燃機関の異常を診断する異常診断手段とを備える。   According to this invention, the abnormality detection device for an internal combustion engine detects an abnormality of the internal combustion engine in the power output device that outputs power to the drive shaft using the internal combustion engine and the motor generator as a power source. The power output device mechanically couples an input shaft that receives power from the internal combustion engine, a rotating shaft and a drive shaft of the motor generator, and mechanically distributes power from the internal combustion engine to the motor generator and the drive shaft. And a damper that is coupled between the output shaft and the input shaft of the internal combustion engine and transmits power while suppressing relative rotation between the output shaft and the input shaft of the internal combustion engine. . An abnormality detection device for an internal combustion engine includes a torque estimation unit that estimates and calculates an output torque of the internal combustion engine based on a rotational angular acceleration of the output shaft of the internal combustion engine, and a rotation angle of each of the output shaft and the input shaft of the internal combustion engine. The internal combustion engine such that the damper suppresses relative rotation between the output shaft and the input shaft of the internal combustion engine based on the first and second rotational angle detection means and the detected rotational angles of the output shaft and the input shaft of the internal combustion engine. Based on the corrected output torque of the internal combustion engine, and the torque correction means for correcting the output torque of the internal combustion engine estimated and calculated based on the calculated elastic force of the damper And an abnormality diagnosis means for diagnosing abnormality of the internal combustion engine.

また、この発明によれば、内燃機関の異常検出方法は、内燃機関および電動発電機を動力源として駆動軸に動力を出力する動力出力装置において内燃機関の異常を検出する内燃機関の異常検出方法である。動力出力装置は、内燃機関からの動力を受ける入力軸、電動発電機の回転軸および駆動軸を機械的に結合するとともに、内燃機関からの動力を電動発電機および駆動軸に機械的に分配するように構成された動力分割機構と、内燃機関の出力軸および入力軸の間に結合され、内燃機関の出力軸と入力軸との相対回転を抑制しながら動力を伝達するためのダンパとを含む。内燃機関の異常検出方法は、内燃機関の出力軸の回転角加速度に基づいて内燃機関の出力トルクを推定演算する第1のステップと、内燃機関の出力軸および入力軸の回転角度をそれぞれ検出する第2のステップと、検出された内燃機関の出力軸および入力軸の回転角度に基づいて、ダンパが内燃機関の出力軸と入力軸との相対回転を抑制するように内燃機関の出力軸に付与する弾性力を算出し、その算出されたダンパの弾性力に基づいて推定演算された内燃機関の出力トルクを補正する第3のステップと、補正された内燃機関の出力トルクに基づいて内燃機関の異常を診断する第4のステップとを備える。   Further, according to the present invention, an abnormality detection method for an internal combustion engine detects an abnormality of the internal combustion engine in a power output device that outputs power to a drive shaft using the internal combustion engine and a motor generator as a power source. It is. The power output device mechanically couples an input shaft that receives power from the internal combustion engine, a rotating shaft and a drive shaft of the motor generator, and mechanically distributes power from the internal combustion engine to the motor generator and the drive shaft. And a damper that is coupled between the output shaft and the input shaft of the internal combustion engine and transmits power while suppressing relative rotation between the output shaft and the input shaft of the internal combustion engine. . In the internal combustion engine abnormality detection method, the first step of estimating and calculating the output torque of the internal combustion engine based on the rotational angular acceleration of the output shaft of the internal combustion engine, and the rotation angles of the output shaft and the input shaft of the internal combustion engine are detected. Based on the second step and the detected rotation angles of the output shaft and the input shaft of the internal combustion engine, the damper is applied to the output shaft of the internal combustion engine so as to suppress the relative rotation between the output shaft of the internal combustion engine and the input shaft. And a third step of correcting the output torque of the internal combustion engine estimated and calculated based on the calculated elastic force of the damper, and the internal combustion engine based on the corrected output torque of the internal combustion engine. And a fourth step of diagnosing the abnormality.

上記の内燃機関の異常検出装置および異常検出方法によれば、電動発電機の回転状態の影響を受けて内燃機関の出力軸の回転状態に変動が生じた場合であっても、該電動発電機の影響をダンパが発生した弾性力として、内燃機関の出力軸の回転状態からこれを排除することができる。その結果、真に燃焼状態に応じて内燃機関が発生するトルクを高い精度で推定することができるため、内燃機関の異常を正確に検出することが可能となる。   According to the abnormality detection device and abnormality detection method for an internal combustion engine described above, even if the rotation state of the output shaft of the internal combustion engine varies due to the influence of the rotation state of the motor generator, the motor generator As an elastic force generated by the damper, this influence can be excluded from the rotation state of the output shaft of the internal combustion engine. As a result, it is possible to accurately estimate the torque generated by the internal combustion engine in accordance with the combustion state, so that an abnormality of the internal combustion engine can be accurately detected.

好ましくは、ダンパは、内燃機関の出力軸と入力軸とが相対回転したときに圧縮されて弾性力を両軸に付与する弾性部材を含む。トルク補正手段は、第1および第2の回転角度検出手段により検出された内燃機関の出力軸及び入力軸の回転角度との差分を、内燃機関の出力軸と入力軸との捻れ角度として取得する捻れ角度取得手段と、取得した捻れ角度に弾性部材の弾性定数を乗算することによりダンパの弾性力を算出する弾性力算出手段とを含む。   Preferably, the damper includes an elastic member that is compressed when the output shaft and the input shaft of the internal combustion engine rotate relative to each other, and applies an elastic force to both the shafts. The torque correction means acquires a difference between the rotation angle of the output shaft and the input shaft of the internal combustion engine detected by the first and second rotation angle detection means as a twist angle between the output shaft and the input shaft of the internal combustion engine. A twist angle acquisition means; and an elastic force calculation means for calculating the elastic force of the damper by multiplying the acquired twist angle by an elastic constant of the elastic member.

好ましくは、ダンパは、内燃機関の出力軸と入力軸とが相対回転したときに圧縮されて弾性力を両軸に付与する弾性部材を含む。第3のステップは、第2のステップにより検出された内燃機関の出力軸及び入力軸の回転角度との差分を、内燃機関の出力軸と入力軸との捻れ角度として取得する第1のサブステップと、取得した捻れ角度に弾性部材の弾性定数を乗算することによりダンパの弾性力を算出する第2のサブステップとを含む。   Preferably, the damper includes an elastic member that is compressed when the output shaft and the input shaft of the internal combustion engine rotate relative to each other, and applies an elastic force to both the shafts. The third step is a first sub-step for obtaining a difference between the rotation angle of the output shaft and the input shaft of the internal combustion engine detected in the second step as a twist angle between the output shaft and the input shaft of the internal combustion engine. And a second sub-step of calculating the elastic force of the damper by multiplying the obtained twist angle by the elastic constant of the elastic member.

上記の内燃機関の異常検出装置および異常検出方法によれば、電動発電機の回転状態の影響を、ダンパに含まれる弾性部材に発生する弾性力として精度良く見積もることができる。その結果、燃焼状態に応じて内燃機関が発生するトルクを高い精度で推定することが可能となる。   According to the abnormality detection device and abnormality detection method for an internal combustion engine, it is possible to accurately estimate the influence of the rotational state of the motor generator as the elastic force generated in the elastic member included in the damper. As a result, the torque generated by the internal combustion engine according to the combustion state can be estimated with high accuracy.

より好ましくは、内燃機関の異常検出装置は、第1の回転角度検出手段から内燃機関の出力軸の回転角度を受けるとともに、第2の回転角度検出手段から入力軸の回転角度を受ける信号処理手段をさらに備える。信号処理手段は、内燃機関の出力軸の回転角度に基づいて、所定の第1の単位角度回転する期間を1周期とする第1パルス信号を生成して出力するとともに、第1の単位角度よりも大きい第2の単位角度回転する期間を1周期とする第2パルス信号を生成して出力し、かつ、入力軸の回転角度に基づいて第1パルス信号を生成して出力するとともに、第2パルス信号を生成して出力する。捻れ角度取得手段は、内燃機関の出力軸および入力軸についての第1パルス信号に基づいて、1周期における捻れ角度の相対角度を算出する相対捻れ角度算出手段と、内燃機関の出力トルクが実質的に零となる運転状態のときの内燃機関の出力軸および入力軸についての第2パルス信号に基づいて、捻れ角度の基準点を検出する捻れ角度基準点検出手段と、検出された捻れ角度の基準点と、内燃機関の出力軸および入力軸についての第2パルス信号とに基づいて、捻れ角度の絶対角度を算出する絶対捻れ角度算出手段と、算出した捻れ角度の相対角度と絶対角度とを加算することにより捻れ角度を算出する捻れ角度算出手段とを含む。   More preferably, the abnormality detection device for the internal combustion engine receives a rotation angle of the output shaft of the internal combustion engine from the first rotation angle detection means and a signal processing means that receives the rotation angle of the input shaft from the second rotation angle detection means. Is further provided. The signal processing means generates and outputs a first pulse signal having a period of rotation of a predetermined first unit angle as one cycle based on the rotation angle of the output shaft of the internal combustion engine, and from the first unit angle. And generating and outputting a second pulse signal having a period of rotation of the second larger unit angle as one cycle, and generating and outputting the first pulse signal based on the rotation angle of the input shaft, Generate and output a pulse signal. The torsion angle acquisition means includes a relative torsion angle calculation means for calculating a relative angle of the torsion angle in one cycle based on the first pulse signal for the output shaft and the input shaft of the internal combustion engine, and the output torque of the internal combustion engine is substantially equal. And a twist angle reference point detecting means for detecting a reference point of the twist angle based on the second pulse signal for the output shaft and the input shaft of the internal combustion engine when the engine is in a zero operating state, and a reference of the detected twist angle Based on the point and the second pulse signal for the output shaft and the input shaft of the internal combustion engine, absolute twist angle calculating means for calculating the absolute angle of the twist angle, and adding the relative angle and absolute angle of the calculated twist angle And a twist angle calculating means for calculating the twist angle.

より好ましくは、第2のステップは、検出された内燃機関の出力軸の回転角度に基づいて、所定の第1の単位角度回転する期間を1周期とする第1パルス信号を生成して出力するとともに、第1の単位角度よりも大きい第2の単位角度回転する期間を1周期とする第2パルス信号を生成して出力するステップと、検出された入力軸の回転角度に基づいて、第1パルス信号を生成して出力するとともに、第2パルス信号を生成して出力するステップとを含む。第1のサブステップは、内燃機関の出力軸および入力軸についての第1パルス信号に基づいて、内燃機関の出力軸および入力軸についての第1パルス信号に基づいて、1周期における捻れ角度の相対角度を算出するステップと、内燃機関の出力トルクが実質的に零となる運転状態のときの内燃機関の出力軸および入力軸についての第2パルス信号に基づいて、捻れ角度の基準点を検出するステップと、検出された捻れ角度の基準点と、内燃機関の出力軸および入力軸についての第2パルス信号とに基づいて、捻れ角度の絶対角度を算出するステップと、算出した捻れ角度の相対角度と絶対角度とを加算することにより捻れ角度を算出する捻れ角度算出手段とを含む記内燃機関の出力軸と入力軸との相対的な捻れ角度を算出するステップとを含む。   More preferably, in the second step, based on the detected rotation angle of the output shaft of the internal combustion engine, a first pulse signal having a period of rotation of a predetermined first unit angle as one cycle is generated and output. And generating and outputting a second pulse signal having a period of rotation of the second unit angle larger than the first unit angle as one cycle, and the detected rotation angle of the input shaft, Generating and outputting a pulse signal, and generating and outputting a second pulse signal. The first sub-step is based on the first pulse signal for the output shaft and the input shaft of the internal combustion engine, and on the basis of the first pulse signal for the output shaft and the input shaft of the internal combustion engine. Based on the step of calculating the angle and the second pulse signal for the output shaft and the input shaft of the internal combustion engine when the output torque of the internal combustion engine is substantially zero, the twist angle reference point is detected. A step of calculating an absolute angle of the twist angle based on the step, a reference point of the detected twist angle, and a second pulse signal for the output shaft and the input shaft of the internal combustion engine, and a relative angle of the calculated twist angle And calculating a relative twist angle between the output shaft and the input shaft of the internal combustion engine including a twist angle calculation means for calculating a twist angle by adding the absolute angle and the absolute angle. .

上記の内燃機関の異常検出装置および異常検出方法によれば、内燃機関の出力軸の回転角度および入力軸の回転角度を同等の角度分解能を有する回転角度検出手段でそれぞれ検出し、かつ、その検出値を共通の信号処理手段で処理する構成とすることにより、回転角度検出手段ごとに信号処理手段を設ける構成とした場合に生じる通信遅れを解消することができる。その結果、捻れ角度を高い確度で算出することが可能となるため、入力軸の回転状態が内燃機関の出力軸に与える影響を容易かつ正確に見積もることができる。   According to the abnormality detection device and abnormality detection method for an internal combustion engine described above, the rotation angle of the output shaft and the rotation angle of the input shaft of the internal combustion engine are detected by the rotation angle detection means having the same angular resolution, and the detection is performed. By adopting a configuration in which the value is processed by the common signal processing means, it is possible to eliminate a communication delay that occurs when a signal processing means is provided for each rotation angle detection means. As a result, the twist angle can be calculated with high accuracy, so that the influence of the rotation state of the input shaft on the output shaft of the internal combustion engine can be estimated easily and accurately.

好ましくは、動力分割機構は、少なくとも3個の歯車要素を有し、該歯車要素が電動発電機の回転軸、駆動軸および入力軸にそれぞれ連結されたプラネタリギヤを含む。第2の回転角度検出手段は、駆動軸が入力軸に連結され、入力軸のトルクにより駆動されてプラネタリギヤに潤滑油を供給するオイルポンプに設けられる。   Preferably, the power split mechanism includes at least three gear elements, and the gear elements include planetary gears respectively connected to the rotation shaft, the drive shaft, and the input shaft of the motor generator. The second rotation angle detection means is provided in an oil pump having a drive shaft connected to the input shaft and driven by the torque of the input shaft to supply lubricating oil to the planetary gear.

より好ましくは、第2の回転角度検出手段は、オイルポンプの回転状態に基づいて、入力軸の回転角度を推定演算する。   More preferably, the second rotation angle detection means estimates and calculates the rotation angle of the input shaft based on the rotation state of the oil pump.

好ましくは、動力分割機構は、少なくとも3個の歯車要素を有し、該歯車要素が電動発電機の回転軸、駆動軸および入力軸にそれぞれ連結されたプラネタリギヤを含む。第2のステップは、駆動軸が入力軸に連結され、入力軸のトルクにより駆動されてプラネタリギヤに潤滑油を供給するオイルポンプの回転状態に基づいて、入力軸の回転角度を推定演算する。   Preferably, the power split mechanism includes at least three gear elements, and the gear elements include planetary gears respectively connected to the rotation shaft, the drive shaft, and the input shaft of the motor generator. In the second step, the rotation angle of the input shaft is estimated and calculated based on the rotation state of an oil pump that is connected to the input shaft and is driven by the torque of the input shaft to supply lubricating oil to the planetary gear.

上記の内燃機関の異常検出装置および異常検出方法によれば、入力軸と同軸上に配置されるオイルポンプの回転状態に基づいて入力軸の回転角度を検出することにより、第2の回転角度検出手段の配置自由度を高めることができる。その結果、同手段を配置したことによる動力出力装置の大型化を防止することができる。   According to the abnormality detection device and abnormality detection method for an internal combustion engine, the second rotation angle detection is performed by detecting the rotation angle of the input shaft based on the rotation state of the oil pump arranged coaxially with the input shaft. The degree of freedom of arrangement of means can be increased. As a result, an increase in size of the power output device due to the arrangement of the means can be prevented.

この発明によれば、出力軸が電動発電機の回転軸と機械的に結合された内燃機関が燃焼状態に応じて発生するトルクを高精度に推定することができる。この結果、推定されたトルクに基づいて内燃機関の気筒異常を正確に検出することができる。   According to this invention, it is possible to estimate with high accuracy the torque generated by the internal combustion engine whose output shaft is mechanically coupled to the rotating shaft of the motor generator according to the combustion state. As a result, the cylinder abnormality of the internal combustion engine can be accurately detected based on the estimated torque.

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

(ハイブリッド車両の動力出力装置の構成)
図1は、この発明の実施の形態による内燃機関の異常検出装置が適用されるハイブリッド車両の動力出力装置の概略ブロック図である。
(Configuration of hybrid vehicle power output device)
FIG. 1 is a schematic block diagram of a power output apparatus for a hybrid vehicle to which an abnormality detection apparatus for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention is applied.

図1を参照して、動力出力装置100は、動力伝達ギヤ111と、駆動軸112と、ディファレンシャルギヤ114と、モータジェネレータMG1,MG2と、プラネタリギヤ120と、動力取出ギヤ128と、チェーンベルト129と、エンジン(内燃機関)150と、レゾルバ139,149と、ダンパ157と、クランク角センサ159と、回転数センサ169と、制御装置180とを備える。   1, power output device 100 includes a power transmission gear 111, a drive shaft 112, a differential gear 114, motor generators MG1 and MG2, a planetary gear 120, a power takeout gear 128, a chain belt 129, and the like. , An engine (internal combustion engine) 150, resolvers 139 and 149, a damper 157, a crank angle sensor 159, a rotation speed sensor 169, and a control device 180.

エンジン150のクランクシャフト156は、ダンパ157を介してプラネタリギヤ120およびモータジェネレータMG1,MG2に接続される。ダンパ157は、エンジン150のクランクシャフト156の捻れ振動の振幅を抑制し、クランクシャフト156をプラネタリギヤ120に接続する。   Crankshaft 156 of engine 150 is connected to planetary gear 120 and motor generators MG1, MG2 via damper 157. The damper 157 suppresses the amplitude of the torsional vibration of the crankshaft 156 of the engine 150 and connects the crankshaft 156 to the planetary gear 120.

動力取出ギヤ128は、チェーンベルト129を介して動力伝達ギヤ111に接続される。そして、動力取出ギヤ128は、プラネタリギヤ120のリングギヤ(図示せず)から動力を受け、その受けた動力をチェーンベルト129を介して動力伝達ギヤ111に伝達する。動力伝達ギヤ111は、駆動軸112およびディファレンシャルギヤ114を介して駆動輪に動力を伝達する。   The power take-off gear 128 is connected to the power transmission gear 111 via the chain belt 129. The power take-out gear 128 receives power from a ring gear (not shown) of the planetary gear 120 and transmits the received power to the power transmission gear 111 via the chain belt 129. The power transmission gear 111 transmits power to the drive wheels via the drive shaft 112 and the differential gear 114.

図2は、図1に示すプラネタリギヤ120およびそれに結合されるエンジン150およびモータジェネレータMG1,MG2の拡大図である。   FIG. 2 is an enlarged view of planetary gear 120 shown in FIG. 1, engine 150 and motor generators MG1, MG2 coupled thereto.

図2を参照して、プラネタリギヤ120は、インプットシャフト(キャリア軸)127に軸中心を貫通された中空のサンギヤ軸125に結合されたサンギヤ121と、インプットシャフト127と同軸のリングギヤ軸126に結合されたリングギヤ122と、サンギヤ121とリングギヤ122との間に配置され、サンギヤ121の外周を自転しながら公転する複数のプラネタリピニオンギヤ123と、インプットシャフト127の端部に結合され、各プラネタリピニオンギヤ123の回転軸を軸支するプラネタリキャリア124とから構成されている。   Referring to FIG. 2, planetary gear 120 is coupled to a sun gear 121 coupled to a hollow sun gear shaft 125 passing through the center of an input shaft (carrier shaft) 127, and to a ring gear shaft 126 coaxial with input shaft 127. Are connected between the ring gear 122, the sun gear 121, and the ring gear 122, and are connected to a plurality of planetary pinion gears 123 that revolve while rotating on the outer periphery of the sun gear 121, and the ends of the input shaft 127. It is comprised from the planetary carrier 124 which supports a shaft.

このプラネタリギヤ120では、サンギヤ121、リングギヤ122およびプラネタリキャリア124にそれぞれ結合されたサンギヤ軸125、リングギヤ軸126およびインプットシャフト127の3軸が動力の入出力軸とされ、3軸のいずれか2軸へ入出力される動力が決定されると、残りの1軸に入出力される動力は、決定された2軸へ入出力される動力に基づいて定まる。インプットシャフト127は、エンジン150からの動力を受ける「入力軸」を構成する。   In this planetary gear 120, the sun gear shaft 125, the ring gear shaft 126, and the input shaft 127, which are coupled to the sun gear 121, the ring gear 122, and the planetary carrier 124, respectively, serve as power input / output shafts. When the input / output power is determined, the power input / output to / from the remaining one axis is determined based on the determined power input / output to the two axes. Input shaft 127 constitutes an “input shaft” that receives power from engine 150.

なお、サンギヤ軸125およびリングギヤ軸126には、それぞれの回転角度θs,θrを検出するレゾルバ139,149が設けられている。   The sun gear shaft 125 and the ring gear shaft 126 are provided with resolvers 139 and 149 for detecting the respective rotation angles θs and θr.

リングギヤ122には、動力の取出し用の動力取出ギヤ128が結合されている。この動力取出ギヤ128は、チェーンベルト129により動力伝達ギヤ111に接続されており、動力取出ギヤ128と動力伝達ギヤ111との間で動力の伝達がなされる。   A power takeout gear 128 for taking out power is coupled to the ring gear 122. The power take-out gear 128 is connected to the power transmission gear 111 by a chain belt 129, and power is transmitted between the power take-out gear 128 and the power transmission gear 111.

モータジェネレータMG1は、同期電動発電機として構成され、外周面に複数個の永久磁石135を有するロータ132と、回転磁界を形成する3相コイル134が巻回されたステータ133とを備える。   Motor generator MG1 is configured as a synchronous motor generator, and includes a rotor 132 having a plurality of permanent magnets 135 on an outer peripheral surface, and a stator 133 around which a three-phase coil 134 that forms a rotating magnetic field is wound.

ロータ132は、プラネタリギヤ120のサンギヤ121に結合されたサンギヤ軸125に結合されている。ステータ133は、無方向性電磁鋼板の薄板を積層して形成されており、ケース119に固定されている。このモータジェネレータMG1は、永久磁石135による磁界と、3相コイル134によって形成される磁界との相互作用によりロータ132の回転との相互作用によりロータ132を回転駆動する電動機として動作し、永久磁石135による磁界とロータ132の回転との相互作用により3相コイル134の両端に起電力を生じさせる発電機として動作する。   Rotor 132 is coupled to sun gear shaft 125 coupled to sun gear 121 of planetary gear 120. The stator 133 is formed by laminating thin plates of non-oriented electrical steel plates, and is fixed to the case 119. The motor generator MG1 operates as an electric motor that rotates the rotor 132 by interaction with the rotation of the rotor 132 by the interaction between the magnetic field generated by the permanent magnet 135 and the magnetic field formed by the three-phase coil 134. It operates as a generator that generates electromotive force at both ends of the three-phase coil 134 due to the interaction between the magnetic field generated by the rotation and the rotation of the rotor 132.

モータジェネレータMG2は、外周面に複数個の永久磁石145を有するロータ142と、回転磁界を形成する3相コイル144が巻回されたステータ143とを備える。ロータ142は、プラネタリギヤ120のリングギヤ122に結合されたリングギヤ軸126に結合されており、ステータ143はケース119に固定されている。このモータジェネレータMG2も、モータジェネレータMG1と同様に、電動機または発電機として動作する。   Motor generator MG2 includes a rotor 142 having a plurality of permanent magnets 145 on the outer peripheral surface, and a stator 143 wound with a three-phase coil 144 that forms a rotating magnetic field. The rotor 142 is coupled to a ring gear shaft 126 coupled to the ring gear 122 of the planetary gear 120, and the stator 143 is fixed to the case 119. The motor generator MG2 also operates as an electric motor or a generator, similarly to the motor generator MG1.

エンジン150は、燃料(例えばガソリン燃料)がシリンダ内に直接噴射される直噴式ガソリンエンジンである。なお、エンジン150は、これに限らず、ポート噴射式のガソリンエンジンであってもよい。クランクシャフト156には、エンジン回転速度を検出するためのクランク角センサ159が設けられている。クランク角センサ159には、内燃機関のみを駆動源とする車両で通常用いられるのと同じ磁気ピックアップセンサが使用されている。   The engine 150 is a direct injection gasoline engine in which fuel (for example, gasoline fuel) is directly injected into a cylinder. The engine 150 is not limited to this, and may be a port injection type gasoline engine. The crankshaft 156 is provided with a crank angle sensor 159 for detecting the engine rotation speed. As the crank angle sensor 159, the same magnetic pickup sensor as is normally used in a vehicle using only an internal combustion engine as a drive source is used.

さらに、インプットシャフト127には、インプットシャフト127の回転角度を検出するための回転数センサ169が設けられている。回転数センサ169は、クランク角センサ159と同じ磁気ピックアップセンサからなり、かつ、クランク角センサ159と同等レベルの角度分解能を有するものが適用される。   Further, the input shaft 127 is provided with a rotation speed sensor 169 for detecting the rotation angle of the input shaft 127. The rotation speed sensor 169 is composed of the same magnetic pickup sensor as the crank angle sensor 159 and has an angular resolution equivalent to that of the crank angle sensor 159.

図3は、クランク角センサ159および回転数センサ169の概略構成図である。なお、両センサは構成が同じであるため、クランク角センサ159を代表的に説明する。   FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the crank angle sensor 159 and the rotation speed sensor 169. Since both the sensors have the same configuration, the crank angle sensor 159 will be described as a representative.

図3を参照して、クランクシャフト156には、矢印方向に回転されるクランクロータ200が取り付けられている。クランクロータ200の外周には、クランク角検出用として、例えば10°CA(Crank Angle:クランク角)毎の等角度にて形成された36歯数のうち2歯連続で欠歯させた欠歯部204が形成されるとともに、34(=36−2)歯数からなる歯部202が形成されている。   Referring to FIG. 3, a crank rotor 200 that is rotated in the direction of the arrow is attached to crankshaft 156. On the outer periphery of the crank rotor 200, for detecting the crank angle, for example, a missing tooth portion continuously missing two teeth out of 36 teeth formed at an equal angle for every 10 ° CA (Crank Angle). 204 is formed, and a tooth portion 202 having 34 (= 36-2) teeth is formed.

クランク角センサ159は、各歯部に対向し、それらの歯部によりクランクシャフト156の回転角度を検出する。クランク角センサ159から出力されるクランク角信号NEは、クランクシャフト156の回転位置が予め設定された特定位置でないときには、所定のクランク角(例えば10°CA)回転する期間を1周期としたパルス信号となり、クランクシャフト156が特定位置に来たときには、クランクシャフト156が30°回転する期間を1周期とした欠歯信号となる。そして、この欠歯信号は、クランクシャフト156が1回転する毎(360°CA毎)に発生する。   The crank angle sensor 159 faces each tooth and detects the rotation angle of the crankshaft 156 by these teeth. The crank angle signal NE output from the crank angle sensor 159 is a pulse signal with a period of rotation of a predetermined crank angle (for example, 10 ° CA) as one cycle when the rotational position of the crankshaft 156 is not a predetermined specific position. Thus, when the crankshaft 156 comes to a specific position, it becomes a missing tooth signal with a period during which the crankshaft 156 rotates 30 ° as one cycle. The missing tooth signal is generated every time the crankshaft 156 makes one rotation (every 360 ° CA).

制御装置180(図1)は、クランク角センサ159からクランク角信号NEを受けると、クランク角信号NE中における欠歯信号の検出動作を開始する。そして、クランク角信号NEが欠歯信号になったことを最初に検出すると、以降、クランク角信号NEを分周して、クランクシャフト156が30°回転する期間を1周期とした(すなわち、クランクシャフト156が30°回転する毎(30°CA毎)に立上る)パルス信号としての30°CA信号NE2を生成する。   When control device 180 (FIG. 1) receives crank angle signal NE from crank angle sensor 159, control device 180 starts detecting a missing tooth signal in crank angle signal NE. Then, when it is first detected that the crank angle signal NE is a missing tooth signal, the crank angle signal NE is divided thereafter, and the period during which the crankshaft 156 rotates 30 ° is defined as one cycle (ie, the crank angle signal NE). A 30 ° CA signal NE2 as a pulse signal is generated every time the shaft 156 rotates 30 ° (every 30 ° CA).

また、制御装置180は、欠歯信号を検出してから30°CA信号NE2の所定周期期間分の期間に、エンジン150のカム軸の回転に応じてカム角センサ(図示せず)から出力される気筒判別用信号の立上りが判定されると、該判定期間の終了タイミングに、基準位置信号TDCを生成する。よって、この基準位置信号TDCは、クランクシャフト156の回転位置が欠歯信号の発生する特定位置から所定周期分進んだ基準位置に来たときに立上る。制御装置180は、これらの30°CA信号NE2、気筒判別用信号および基準位置信号TDCを含む各種信号に基づき気筒判別を行なったエンジン150を制御している。   Further, the control device 180 outputs a cam angle sensor (not shown) according to the rotation of the cam shaft of the engine 150 during a predetermined period of the 30 ° CA signal NE2 after detecting the missing tooth signal. When the rising edge of the cylinder discrimination signal is determined, the reference position signal TDC is generated at the end timing of the determination period. Therefore, the reference position signal TDC rises when the rotational position of the crankshaft 156 reaches a reference position advanced by a predetermined period from the specific position where the missing tooth signal is generated. The control device 180 controls the engine 150 that has performed cylinder discrimination based on various signals including the 30 ° CA signal NE2, the cylinder discrimination signal, and the reference position signal TDC.

さらに、本実施の形態に係る動力出力装置100では、このようなクランク角センサ159と同等レベルの角度分解能を有する回転数センサ169がインプットシャフト127に設けられる。   Furthermore, in the power output apparatus 100 according to the present embodiment, the input shaft 127 is provided with a rotational speed sensor 169 having an angular resolution equivalent to that of the crank angle sensor 159.

すなわち、回転数センサ169からは、インプットシャフト127の回転位置が予め設定された特定位置でないときには、所定の角度(例えば10°CA)回転する期間を1周期としたパルス信号となり、インプットシャフト127が特定位置に来たときには、インプットシャフト127が30°回転する期間を1周期とした欠歯信号となる回転パルス信号NIが出力される。   That is, when the rotational position of the input shaft 127 is not a preset specific position, the rotational speed sensor 169 generates a pulse signal with a period of rotation of a predetermined angle (for example, 10 ° CA) as one cycle, and the input shaft 127 is When a specific position is reached, a rotation pulse signal NI that is a missing tooth signal with a period during which the input shaft 127 rotates 30 ° as one cycle is output.

制御装置180(図1)は、回転数センサ169から回転パルス信号NIを受けると、回転パルス信号NI中における欠歯信号の検出動作を開始する。そして、回転パルス信号NIが欠歯信号になったことを最初に検出すると、以降、回転パルス信号NIを分周して、インプットシャフト127が30°回転する期間を1周期とした(すなわち、インプットシャフト127が30°回転する毎(30°CA毎)に立上る)パルス信号としての30°CA信号NI2を生成する。   When control device 180 (FIG. 1) receives rotation pulse signal NI from rotation speed sensor 169, control device 180 starts an operation of detecting a missing tooth signal in rotation pulse signal NI. Then, when it is first detected that the rotation pulse signal NI is a missing tooth signal, the rotation pulse signal NI is divided thereafter, and the period during which the input shaft 127 rotates 30 ° is defined as one cycle (ie, input A 30 ° CA signal NI2 as a pulse signal is generated every time the shaft 127 rotates 30 ° (every 30 ° CA).

そして、制御装置180は、上述したクランクシャフト156についての30°CA信号NE2と、インプットシャフト127についての30°CA信号NI2とに基づいて、後述する方法によってクランクシャフト156とインプットシャフト127との相対角度差であるダンパ157の捻れ角度を算出する。   Based on the 30 ° CA signal NE2 for the crankshaft 156 and the 30 ° CA signal NI2 for the input shaft 127 described above, the control device 180 determines the relative relationship between the crankshaft 156 and the input shaft 127 by a method described later. A twist angle of the damper 157 that is an angle difference is calculated.

このようにインプットシャフト127にクランク角センサ159と同等レベルの角度分解能を有する回転数センサ169を設け、かつ、各々のセンサから出力される信号を共通の制御装置180が受信する構成する構成とすることにより、例えば、インプットシャフト127にレゾルバを設け、該レゾルバに内蔵される信号処理回路と制御装置180との間でセンサ出力を通信する構成と比較して、通信遅れを解消することができる。これにより、ダンパ157の捻れ角度を高い確度で算出することができるため、エンジントルクの推定精度を向上できる。その結果、エンジン150の異常を正確に検出することが可能となる。   In this manner, the input shaft 127 is provided with the rotation speed sensor 169 having an angle resolution equivalent to that of the crank angle sensor 159, and the signal output from each sensor is received by the common control device 180. Accordingly, for example, a communication delay can be eliminated as compared with a configuration in which a resolver is provided on the input shaft 127 and the sensor output is communicated between the signal processing circuit built in the resolver and the control device 180. Thereby, since the twist angle of the damper 157 can be calculated with high accuracy, the estimation accuracy of the engine torque can be improved. As a result, it is possible to accurately detect an abnormality in the engine 150.

再び図1を参照して、制御装置180は、レゾルバ139からのサンギヤ軸125の回転角度θs、レゾルバ149からのリングギヤ軸126の回転角度θr、クランク角センサ159からのクランク角信号NE、回転数センサ169からのインプットシャフト127の回転パルス信号NI、アクセルペダルポジションセンサ164aからのアクセルペダルポジションAP、ブレーキペダルポジションセンサ165aからのブレーキペダルポジションBP、シフトポジションセンサ185からのシフトポジションSP、モータジェネレータMG1に取り付けられた電流センサ(図示せず)からのモータ電流MCRT1、およびモータジェネレータMG2に取り付けられた電流センサ(図示せず)からのモータ電流MCRT2を受ける。   Referring to FIG. 1 again, control device 180 has a rotation angle θs of sun gear shaft 125 from resolver 139, a rotation angle θr of ring gear shaft 126 from resolver 149, a crank angle signal NE from crank angle sensor 159, and a rotation speed. Rotation pulse signal NI of input shaft 127 from sensor 169, accelerator pedal position AP from accelerator pedal position sensor 164a, brake pedal position BP from brake pedal position sensor 165a, shift position SP from shift position sensor 185, motor generator MG1 Motor current MCRT1 from a current sensor (not shown) attached to the motor generator MG2 and a motor current MCRT2 from a current sensor (not shown) attached to the motor generator MG2.

そして、制御装置180は、これらの各種入力信号に基づいて、モータジェネレータMG1,MG2の3相コイル134,144に流す電流を制御してモータジェネレータMG1,MG2を駆動する。   Controller 180 drives motor generators MG1 and MG2 based on these various input signals by controlling the currents flowing through three-phase coils 134 and 144 of motor generators MG1 and MG2.

また、制御装置180は、エンジン150の異常を検出する「内燃機関の異常検出装置」を構成する。制御装置180は、クランクシャフト156の回転角度およびインプットシャフト127の回転角度に基づいて、後述する方法によってエンジントルクを推定演算するとともに、その推定演算したエンジントルクに基づいてエンジン150の異常を検出する。   Control device 180 constitutes an “abnormality detection device for an internal combustion engine” that detects an abnormality in engine 150. Based on the rotation angle of crankshaft 156 and the rotation angle of input shaft 127, control device 180 estimates and calculates engine torque by a method described later, and detects an abnormality in engine 150 based on the estimated and calculated engine torque. .

(ダンパ157の構成)
エンジン150のクランクシャフト156は、ダンパ157を介してプラネタリギヤ120のインプットシャフト127に連結される。図4は、図2に示すダンパ157の一部切欠き平面図である。ダンパ157は、以下に述べるように、クランクシャフト156からの捻れ振動を抑制するトルク変動吸収機構を構成する。
(Configuration of damper 157)
The crankshaft 156 of the engine 150 is connected to the input shaft 127 of the planetary gear 120 via a damper 157. 4 is a partially cutaway plan view of the damper 157 shown in FIG. The damper 157 constitutes a torque fluctuation absorbing mechanism that suppresses torsional vibration from the crankshaft 156 as described below.

図2および図4を参照して、ダンパ157は、エンジン150のクランクシャフト156に連結してクランクシャフト156とともに回転駆動する駆動側ホイール160と、駆動側ホイール160と同軸上に相対回転可能に配設され、かつインプットシャフト127に連結される従動側ホイール164と、駆動側ホイール160と従動側ホイール164とのそれぞれに対して所定の角度範囲内で相対回転可能に配設される中間部材162とを含む。   2 and 4, the damper 157 is connected to the crankshaft 156 of the engine 150 and is driven to rotate together with the crankshaft 156, and the damper 157 is disposed coaxially with the driving wheel 160 so as to be relatively rotatable. A driven wheel 164 provided and coupled to the input shaft 127, and an intermediate member 162 disposed so as to be relatively rotatable with respect to each of the driving wheel 160 and the driven wheel 164 within a predetermined angle range. including.

さらに、ダンパ157は、従動側ホイール164および中間部材162の窓内に配設されて円周方向に弾縮することで駆動側ホイール160と従動側ホイール164との間の変動トルクを抑制する弾性部材であるトーション部材161と、駆動側ホイール160と従動側ホイール164との間の変動トルクが所定値に達すると駆動側ホイール160から従動側ホイール164への動力の伝達を遮断するトルクリミッタ158とを含む。   Further, the damper 157 is disposed in the window of the driven wheel 164 and the intermediate member 162 and elastically suppresses the fluctuation torque between the driving wheel 160 and the driven wheel 164 by elastically contracting in the circumferential direction. A torsion member 161 that is a member, and a torque limiter 158 that interrupts transmission of power from the driving wheel 160 to the driven wheel 164 when the fluctuation torque between the driving wheel 160 and the driven wheel 164 reaches a predetermined value; including.

このように構成されるダンパ157の作用について説明する。エンジン150のみが駆動した場合には、駆動側ホイール160がエンジン150の駆動に伴なって回転する。このとき、エンジン150の慣性による変動トルクが所定値よりも小さい場合には、トルクリミッタ158を介して中間部材162に回転トルクが伝達され、中間部材162が回転する。中間部材162の回転トルクはトーション部材161を介して従動側ホイール164に伝達され、変動トルクに応じてトーション部材161が弾縮しながら従動側ホイール164が回転する。このようにして、ダンパ157を介してインプットシャフト127にエンジン150の駆動が伝達される。   The operation of the damper 157 configured as described above will be described. When only the engine 150 is driven, the driving wheel 160 rotates as the engine 150 is driven. At this time, when the fluctuation torque due to the inertia of the engine 150 is smaller than a predetermined value, the rotational torque is transmitted to the intermediate member 162 via the torque limiter 158, and the intermediate member 162 rotates. The rotational torque of the intermediate member 162 is transmitted to the driven wheel 164 via the torsion member 161, and the driven wheel 164 rotates while the torsion member 161 is elastically contracted according to the fluctuation torque. In this way, the drive of the engine 150 is transmitted to the input shaft 127 via the damper 157.

そして、上記の状態からエンジン150の駆動トルクが大きくなり、駆動側ホイール160と従動側ホイール164との間の変動トルクが所定値に達すると、トルクリミッタ158における摩擦材が滑り出し、中間部材162と従動側ホイール164との間では所定値以上の変動トルクを伝達しなくなる。   When the driving torque of the engine 150 increases from the above state and the fluctuation torque between the driving side wheel 160 and the driven side wheel 164 reaches a predetermined value, the friction material in the torque limiter 158 starts to slide, and the intermediate member 162 and Fluctuating torque exceeding a predetermined value is not transmitted to the driven wheel 164.

このように、ダンパ157は、トーション部材161およびトルクリミッタ158が駆動側ホイール160と従動側ホイール164との相対回転を抑制することによって、複数の動力源(エンジン150およびモータジェネレータMG1,MG2)によって生じる変動トルクを抑制しながら伝達する。   As described above, the damper 157 is controlled by the plurality of power sources (the engine 150 and the motor generators MG1, MG2) by the torsion member 161 and the torque limiter 158 suppressing the relative rotation between the driving wheel 160 and the driven wheel 164. Transmission is performed while suppressing the generated fluctuation torque.

その一方で、このダンパ157を介してクランクシャフト156とインプットシャフト127とが連結されていることによって、動力出力装置100では、エンジンのみを動力源とした動力出力装置に適用される従来の気筒異常検出装置を用いた場合に、エンジン150の異常を正確に検出することができないという問題がある。   On the other hand, the crankshaft 156 and the input shaft 127 are connected via the damper 157, so that in the power output apparatus 100, the conventional cylinder abnormality applied to the power output apparatus using only the engine as a power source. When the detection device is used, there is a problem that an abnormality of the engine 150 cannot be detected accurately.

すなわち、従来の気筒異常検出装置では、上述したように、クランクシャフトの回転角速度に基づいてエンジンの異常を検出するように構成されている。エンジンのみを動力源とした動力出力装置では、実際のエンジントルクを、クランクシャフトに配されたクランク角センサの検出値から算出したクランクシャフトの回転角加速度とエンジンのイナーシャとを乗算することによって、容易に推定演算することができるためである。   That is, the conventional cylinder abnormality detection device is configured to detect an abnormality of the engine based on the rotational angular velocity of the crankshaft as described above. In the power output device using only the engine as the power source, the actual engine torque is multiplied by the rotational angular acceleration of the crankshaft calculated from the detection value of the crank angle sensor arranged on the crankshaft and the inertia of the engine. This is because the estimation calculation can be easily performed.

しかしながら、図1に示されるようなハイブリッド車両の動力出力装置100では、クランクシャフト156の回転状態には、ダンパ157を介してモータジェネレータMG1,MG2の回転状態が大きく影響する。すなわち、クランクシャフト156には、モータジェネレータMG1,MG2の回転状態がダンパ157の弾性力となって回転方向に作用することになる。そのため、クランクシャフト156の回転角加速度とエンジンのイナーシャとを乗算して得られる推定エンジントルクと実際のエンジントルクとの間には、ずれが生じてしまう。したがって、推定エンジントルクに基づいてエンジンの異常を検出する構成では、異常検出精度を確保することが困難となる。   However, in the hybrid vehicle power output apparatus 100 as shown in FIG. 1, the rotation state of the crankshaft 156 is greatly influenced by the rotation state of the motor generators MG <b> 1 and MG <b> 2 via the damper 157. In other words, the rotational state of motor generators MG1 and MG2 acts on crankshaft 156 as the elastic force of damper 157 in the rotational direction. For this reason, there is a difference between the estimated engine torque obtained by multiplying the rotational angular acceleration of the crankshaft 156 and the inertia of the engine and the actual engine torque. Therefore, it is difficult to ensure the abnormality detection accuracy in the configuration in which the abnormality of the engine is detected based on the estimated engine torque.

そこで、本実施の形態による動力出力装置100は、エンジントルクの推定手段を、クランク角センサ159からのクランク角信号NEに基づいて算出されたクランクシャフト156の回転角加速度を用いてエンジントルクを推定演算するとともに、その推定演算したエンジントルクを、ダンパ157の捻れ角度を基に算出したダンパ157の弾性力からなる補正項によって補正する構成とする。   Therefore, in the power output apparatus 100 according to the present embodiment, the engine torque estimation means estimates the engine torque using the rotational angular acceleration of the crankshaft 156 calculated based on the crank angle signal NE from the crank angle sensor 159. In addition to the calculation, the estimated engine torque is corrected by a correction term composed of the elastic force of the damper 157 calculated based on the twist angle of the damper 157.

このような構成とすることにより、モータジェネレータMG1,MG2の回転状態が変動したことを受けてクランクシャフト156の回転状態に変動が生じた場合であっても、モータジェネレータMG1,MG2からの影響をダンパ157に発生した弾性力として定量化することにより、クランクシャフト156の回転状態からこれを排除することが可能となる。その結果、真の燃焼状態に起因して発生するエンジン150の回転状態の変動のみを検出することができるため、エンジン150の異常を正確に検出することが可能となる。   With such a configuration, even if the rotation state of the crankshaft 156 changes due to the change in the rotation state of the motor generators MG1 and MG2, the influence from the motor generators MG1 and MG2 is affected. By quantifying the elastic force generated in the damper 157, this can be excluded from the rotation state of the crankshaft 156. As a result, it is possible to detect only fluctuations in the rotational state of the engine 150 caused by the true combustion state, so that it is possible to accurately detect an abnormality in the engine 150.

以下に、本実施の形態に係るエンジントルクの推定方法について詳細に説明する。本実施の形態に係るエンジントルクの推定は、ダンパ157の捻れ角度を算出すること、および、ダンパ捻れ角度に基づいて算出した補正項を用いてエンジントルクを推定演算することにより行なわれる。   The engine torque estimation method according to the present embodiment will be described in detail below. The estimation of the engine torque according to the present embodiment is performed by calculating the twist angle of the damper 157 and estimating and calculating the engine torque using the correction term calculated based on the damper twist angle.

[1] ダンパ捻れ角度の算出
ダンパ157の捻れ角度は、以下に述べるように、捻れ角度の絶対角度(以下、絶対捻れ角度とも称す)および捻れ角度の相対角度(以下、相対捻れ角度とも称す)をそれぞれ演算し、これらの演算結果を加算することにより算出される。
[1] Calculation of damper twist angle As described below, the twist angle of the damper 157 is the absolute angle of the twist angle (hereinafter also referred to as the absolute twist angle) and the relative angle of the twist angle (hereinafter also referred to as the relative twist angle). Is calculated by adding each of the calculation results.

ここで、捻れ角度の絶対角度(絶対捻れ角度)は、エンジン150が、エンジントルクが略零とみなせる運転である無負荷運転を行なっているときの捻れ角度を原点として、これを基準点とした角度である。したがって、絶対捻れ角度は、エンジントルクに応じて変動する変動量である。これに対して、捻れ角度の相対角度(相対捻れ角度)は、この絶対捻れ角度を中心としてエンジン150の燃焼状態に応じて変動する変動量である。例えば、絶対捻れ角度に対して相対捻れ角度はおよそ1/10程度の大きさとなる。そして、絶対捻れ角度に相対捻れ角度を加算することにより、エンジントルクおよび燃焼状態がともに考慮された正確な捻れ角度を求めることができる。   Here, the absolute angle of the torsion angle (absolute torsion angle) is based on the torsion angle when the engine 150 is performing the no-load operation in which the engine torque can be regarded as substantially zero as the reference point. Is an angle. Therefore, the absolute twist angle is a fluctuation amount that varies depending on the engine torque. On the other hand, the relative angle of the twist angle (relative twist angle) is a fluctuation amount that varies according to the combustion state of the engine 150 around the absolute twist angle. For example, the relative twist angle is about 1/10 of the absolute twist angle. Then, by adding the relative twist angle to the absolute twist angle, an accurate twist angle in which both the engine torque and the combustion state are considered can be obtained.

(相対捻れ角度の算出)
最初に、図5および図6を用いて、ダンパ157の相対捻れ角度を算出する方法について説明する。
(Calculation of relative twist angle)
First, a method for calculating the relative twist angle of the damper 157 will be described with reference to FIGS. 5 and 6.

図5(I)は、クランクシャフト156およびインプットシャフト127についての30°CA信号NE2,NI2のタイミングチャートである。図5(II)は、クランクシャフト156についての30°CA信号NE2に基づいて算出されたエンジン回転数である。   FIG. 5I is a timing chart of 30 ° CA signals NE2 and NI2 for the crankshaft 156 and the input shaft 127. FIG. 5 (II) shows the engine speed calculated based on the 30 ° CA signal NE2 for the crankshaft 156.

なお、上述したように、30°CA信号NE2は、クランク角センサ159(図1)からのクランク角信号NEに基づいて生成され、クランクシャフト156が30°回転する期間を1周期としたパルス信号である。また、30°CA信号NI2は、回転数センサ169(図1)からの回転パルス信号NIに基づいて生成され、インプットシャフト127が30°回転する期間を1周期としたパルス信号である。   As described above, the 30 ° CA signal NE2 is generated based on the crank angle signal NE from the crank angle sensor 159 (FIG. 1), and is a pulse signal with one period of the period during which the crankshaft 156 rotates 30 °. It is. The 30 ° CA signal NI2 is a pulse signal that is generated based on the rotation pulse signal NI from the rotation speed sensor 169 (FIG. 1), and that the period during which the input shaft 127 rotates 30 ° is one cycle.

ダンパ157の相対捻れ角度は、これらの30°CA信号NE2,NI2に基づいて、1周期(クランクシャフト156が30°回転する期間とする)におけるクランクシャフト156とインプットシャフト127との角度差を演算することにより求められる。   The relative twist angle of the damper 157 is calculated based on the 30 ° CA signals NE2 and NI2 by calculating the angle difference between the crankshaft 156 and the input shaft 127 in one cycle (the period during which the crankshaft 156 rotates by 30 °). Is required.

具体的には、図5(I)を参照して、1周期毎に、30°CA信号NE2と30°CA信号NI2との時間差ΔT1が算出される。また、1周期毎に、クランクシャフト156が30°回転するのに要する時間T30が算出される。そして、算出された時間差ΔTは、算出された時間T30を用いて、式(1)によりクランクシャフト156およびインプットシャフト127の角度差Δθrに変換される。   Specifically, referring to FIG. 5I, a time difference ΔT1 between 30 ° CA signal NE2 and 30 ° CA signal NI2 is calculated for each period. Further, a time T30 required for the crankshaft 156 to rotate 30 ° is calculated for each cycle. Then, the calculated time difference ΔT is converted into an angle difference Δθr between the crankshaft 156 and the input shaft 127 by the equation (1) using the calculated time T30.

Δθr/30[°CA]=ΔT1/T30 ・・・(1)
変換された角度差Δθrは、図5(III)のラインLN1で示されるような波形となる。この角度差Δθrが、ダンパ157の相対捻れ角度となる。なお、図中のラインLN2は、クランクシャフト156およびインプットシャフト127の角度差を実験的に求めたものである。
Δθr / 30 [° CA] = ΔT1 / T30 (1)
The converted angle difference Δθr has a waveform as indicated by a line LN1 in FIG. This angle difference Δθr is the relative twist angle of the damper 157. The line LN2 in the figure is obtained by experimentally determining the angular difference between the crankshaft 156 and the input shaft 127.

図6は、本実施の形態によるダンパ157の相対捻れ角度を算出する動作を説明するためのフローチャートである。なお、図6に示す各ステップの処理は、1周期(クランクシャフト156が30°回転する期間に相当)ごとに、制御装置180により行なわれる。   FIG. 6 is a flowchart for explaining the operation of calculating the relative twist angle of the damper 157 according to the present embodiment. The processing of each step shown in FIG. 6 is performed by control device 180 every cycle (corresponding to a period during which crankshaft 156 rotates by 30 °).

図6を参照して、一連の動作が開始されると、制御装置180は、クランク角センサ159(図1)からクランク角信号NEを取得する(ステップS01)。また、回転数センサ(図1)からインプットシャフト127についての回転パルス信号NIを取得する(ステップS02)。そして、制御装置180は、取得したクランク角信号NEおよび回転パルス信号NIに基づいて、上述した方法によって30°CA信号NE2および30°CA信号NI2をそれぞれ生成する(ステップS03)。   Referring to FIG. 6, when a series of operations is started, control device 180 acquires crank angle signal NE from crank angle sensor 159 (FIG. 1) (step S01). Further, a rotation pulse signal NI for the input shaft 127 is acquired from the rotation speed sensor (FIG. 1) (step S02). Then, based on the obtained crank angle signal NE and rotation pulse signal NI, control device 180 generates 30 ° CA signal NE2 and 30 ° CA signal NI2 by the method described above (step S03).

次に、制御装置180は、30°CA信号NE2と30°CA信号NI2との時間差ΔT1を算出する(ステップS04)。また、制御装置180は、30°CA信号NE2に基づいてクランクシャフト156が30°回転するのに要する時間T30を算出する(ステップS05)。   Next, control device 180 calculates time difference ΔT1 between 30 ° CA signal NE2 and 30 ° CA signal NI2 (step S04). Further, control device 180 calculates time T30 required for crankshaft 156 to rotate 30 ° based on 30 ° CA signal NE2 (step S05).

最後に、制御装置180は、ステップS04およびS05でそれぞれ算出した時間差ΔT1および時間T30に基づいて、クランクシャフト156およびインプットシャフト127の角度差である相対捻れ角度Δθrを算出する(ステップS06)。   Finally, control device 180 calculates relative twist angle Δθr, which is the angle difference between crankshaft 156 and input shaft 127, based on time difference ΔT1 and time T30 calculated in steps S04 and S05, respectively (step S06).

(絶対捻れ角度の算出)
次に、図7および図8を用いて、ダンパ157の絶対捻れ角度を算出する方法について説明する。
(Calculation of absolute twist angle)
Next, a method for calculating the absolute twist angle of the damper 157 will be described with reference to FIGS. 7 and 8.

図7は、クランクシャフト156およびインプットシャフト127についての360°CA信号NE3,NI3およびクランクシャフト156についての30°CA信号NE2に基づいて算出されたエンジン回転数のタイミングチャートである。   FIG. 7 is a timing chart of the engine speed calculated based on the 360 ° CA signals NE3 and NI3 for the crankshaft 156 and the input shaft 127 and the 30 ° CA signal NE2 for the crankshaft 156.

ここで、360°CA信号NE3は、クランク角センサ159からのクランク角信号NEにおいてクランクシャフト156が1回転する毎(360°CA毎)に発生する欠歯信号に基づいて、制御装置180が生成した信号である。同様に、360°CA信号NI3は、回転数センサ169からの回転パルス信号NIにおいてインプットシャフト127が1回転する毎に発生する欠歯信号に基づいて、制御装置180が生成した信号である。   Here, the 360 ° CA signal NE3 is generated by the control device 180 based on a missing tooth signal that is generated every time the crankshaft 156 rotates (every 360 ° CA) in the crank angle signal NE from the crank angle sensor 159. Signal. Similarly, the 360 ° CA signal NI3 is a signal generated by the control device 180 based on a missing tooth signal generated every time the input shaft 127 makes one rotation in the rotation pulse signal NI from the rotation speed sensor 169.

まず、ダンパ157の絶対捻れ角度は、これらの360°CA信号NE3,NI3に基づいて捻れ角度の原点を検出する。捻れ角度の原点は、エンジン150が無負荷運転を行なっているときの捻れ角度を算出することにより検出される。   First, the absolute twist angle of the damper 157 detects the origin of the twist angle based on these 360 ° CA signals NE3 and NI3. The origin of the twist angle is detected by calculating the twist angle when the engine 150 is performing no-load operation.

具体的には、図7の(1)を参照して、無負荷運転時の捻れ角度は、360°CA信号NE3,NI3に基づいて、1周期(クランクシャフト156が360°回転する期間とする)におけるクランクシャフト156とインプットシャフト127との角度差Δθ0を演算することにより求められる。   Specifically, referring to (1) in FIG. 7, the twist angle during no-load operation is set to one period (a period during which the crankshaft 156 rotates 360 ° based on 360 ° CA signals NE3 and NI3). ) To calculate the angle difference Δθ0 between the crankshaft 156 and the input shaft 127.

より詳細には、1周期毎に、360°CA信号NE3と360°CA信号NI3との時間差ΔT0が算出される。また、1周期毎に、クランクシャフト156が30°回転するのに要する時間T30が算出される。そして、算出された時間差ΔT0は、算出された時間T30を用いて、式(2)によりクランクシャフト156およびインプットシャフト127の角度差Δθ0に変換される。   More specifically, the time difference ΔT0 between the 360 ° CA signal NE3 and the 360 ° CA signal NI3 is calculated for each cycle. Further, a time T30 required for the crankshaft 156 to rotate 30 ° is calculated for each cycle. Then, the calculated time difference ΔT0 is converted into an angle difference Δθ0 between the crankshaft 156 and the input shaft 127 by the equation (2) using the calculated time T30.

Δθ0/30[°CA]=ΔT0/T30 ・・・(2)
このときの角度差Δθ0は、捻れ角度の原点として制御装置180(図1)内部の記憶領域に格納され、絶対捻れ角度の算出を行なう際に当該記憶領域から読み出されて用いられる。なお、原点Δθ0は、エンジン150が無負荷運転状態となるごとに算出される。そして、記憶領域内の原点が、その算出された原点Δθ0に更新される。
Δθ0 / 30 [° CA] = ΔT0 / T30 (2)
The angle difference Δθ0 at this time is stored in the storage area inside the control device 180 (FIG. 1) as the origin of the twist angle, and is read from the storage area and used when calculating the absolute twist angle. The origin Δθ0 is calculated every time the engine 150 enters a no-load operation state. Then, the origin in the storage area is updated to the calculated origin Δθ0.

次に、同様の方法によって、エンジン150が負荷運転を行なっているときの捻れ角度が算出される。具体的には、図7の(2)を参照して、360°CA信号NE3,NI3に基づいて、1周期(クランクシャフト156が360°回転する期間とする)におけるクランクシャフト156とインプットシャフト127との角度差ΔθLを演算することにより求められる。   Next, the twist angle when the engine 150 is performing load operation is calculated by the same method. Specifically, referring to (2) of FIG. 7, based on the 360 ° CA signals NE3 and NI3, the crankshaft 156 and the input shaft 127 in one cycle (the period during which the crankshaft 156 rotates 360 °) is obtained. Is calculated by calculating the angle difference ΔθL between

より詳細には、1周期毎に、360°CA信号NE3と360°CA信号NI3との時間差ΔTLが算出される。また、1周期毎に、クランクシャフト156が30°回転するのに要する時間T30が算出される。そして、算出された時間差ΔTLは、算出された時間T30を用いて、式(3)によりクランクシャフト156およびインプットシャフト127の角度差ΔθLに変換される。   More specifically, the time difference ΔTL between the 360 ° CA signal NE3 and the 360 ° CA signal NI3 is calculated for each cycle. Further, a time T30 required for the crankshaft 156 to rotate 30 ° is calculated for each cycle. Then, the calculated time difference ΔTL is converted into an angle difference ΔθL between the crankshaft 156 and the input shaft 127 by Equation (3) using the calculated time T30.

ΔθL/30[°CA]=ΔTL/T30 ・・・(3)
最後に、上記式(3)により算出された角度差ΔθLと上記式(2)により算出された角度差Δθ0との差分を演算することにより、捻れ角度の絶対角度Δθaを求めることができる。
ΔθL / 30 [° CA] = ΔTL / T30 (3)
Finally, by calculating the difference between the angle difference ΔθL calculated by the above equation (3) and the angle difference Δθ0 calculated by the above equation (2), the absolute angle Δθa of the twist angle can be obtained.

ΔθL−Δθ0=Δθa ・・・(4)
図8は、本実施の形態によるダンパ157の絶対捻れ角度を算出する動作を説明するためのフローチャートである。なお、図8に示す各ステップの処理は、所定周期(クランクシャフト156が360°回転する期間に相当)ごとに、制御装置180により行なわれる。
ΔθL−Δθ0 = Δθa (4)
FIG. 8 is a flowchart for explaining the operation of calculating the absolute twist angle of the damper 157 according to the present embodiment. Note that the processing of each step shown in FIG. 8 is performed by control device 180 at predetermined intervals (corresponding to a period during which crankshaft 156 rotates 360 °).

図8を参照して、一連の動作が開始されると、制御装置180は、クランク角センサ159(図1)からクランク角信号NEを取得する(ステップS11)。また、回転数センサ(図1)からインプットシャフト127についての回転パルス信号NIを取得する(ステップS12)。そして、制御装置180は、取得したクランク角信号NEおよび回転パルス信号NIに基づいて、上述した方法によって360°CA信号NE3および360°CA信号NI3をそれぞれ生成する(ステップS13)。   Referring to FIG. 8, when a series of operations is started, control device 180 acquires crank angle signal NE from crank angle sensor 159 (FIG. 1) (step S11). Further, a rotation pulse signal NI for the input shaft 127 is acquired from the rotation speed sensor (FIG. 1) (step S12). Then, control device 180 generates 360 ° CA signal NE3 and 360 ° CA signal NI3 by the method described above based on the obtained crank angle signal NE and rotation pulse signal NI (step S13).

次に、制御装置180は、エンジン150が無負荷運転状態であるか否かを判定する(ステップS14)。エンジン150が無負荷運転状態である場合(ステップS14にてYESの場合)には、制御装置180は、捻れ角度の原点Δθ0を算出し、記憶領域内の原点を更新する。   Next, control device 180 determines whether engine 150 is in a no-load operation state (step S14). When engine 150 is in the no-load operation state (YES in step S14), control device 180 calculates a twist angle origin Δθ0 and updates the origin in the storage area.

具体的には、制御装置180は、360°CA信号NE3と360°CA信号NI3との時間差ΔT0を算出する(ステップS19)。また、制御装置180は、30°CA信号NE2に基づいてクランクシャフト156が30°回転するのに要する時間T30を算出する(ステップS20)。   Specifically, control device 180 calculates time difference ΔT0 between 360 ° CA signal NE3 and 360 ° CA signal NI3 (step S19). Further, control device 180 calculates time T30 required for crankshaft 156 to rotate 30 ° based on 30 ° CA signal NE2 (step S20).

そして、制御装置180は、ステップS19およびS20でそれぞれ算出した時間差ΔT0および時間T30を上記式(2)に代入することにより、クランクシャフト156およびインプットシャフト127の角度差Δθ0を算出する(ステップS21)。制御装置180は、記憶領域に格納されている原点を演算された角度差Δθ0に更新すると、処理をステップS18に進める。   Then, control device 180 calculates angle difference Δθ0 between crankshaft 156 and input shaft 127 by substituting time difference ΔT0 and time T30 calculated in steps S19 and S20, respectively, into the above equation (2) (step S21). . When control device 180 updates the origin stored in the storage area to calculated angle difference Δθ0, control proceeds to step S18.

これに対して、エンジン150が無負荷運転状態でない場合(ステップS14にてNOの場合)には、制御装置180は、捻れ角度ΔθLを算出し、その算出した捻れ角度ΔθLと原点Δθ0とに基づいて絶対捻れ角度Δθaを算出する。   In contrast, when engine 150 is not in the no-load operation state (NO in step S14), control device 180 calculates twist angle ΔθL, and based on the calculated twist angle ΔθL and origin Δθ0. Thus, the absolute twist angle Δθa is calculated.

具体的には、制御装置180は、360°CA信号NE3と360°CA信号NI3との時間差ΔTLを算出する(ステップS15)。また、制御装置180は、30°CA信号NE2に基づいてクランクシャフト156が30°回転するのに要する時間T30を算出する(ステップS16)。   Specifically, control device 180 calculates time difference ΔTL between 360 ° CA signal NE3 and 360 ° CA signal NI3 (step S15). Further, control device 180 calculates time T30 required for crankshaft 156 to rotate 30 ° based on 30 ° CA signal NE2 (step S16).

そして、制御装置180は、ステップS15およびS16でそれぞれ算出した時間差ΔTLおよび時間T30を上記式(3)に代入することにより、クランクシャフト156およびインプットシャフト127の角度差ΔθLを算出する(ステップS17)。   Then, control device 180 calculates angle difference ΔθL between crankshaft 156 and input shaft 127 by substituting time difference ΔTL and time T30 calculated in steps S15 and S16, respectively, into the above equation (3) (step S17). .

最後に、制御装置180は、記憶領域から原点Δθ0を読み出すと、ステップS17で算出した角度差ΔθLと原点Δθ0との差分を演算することにより、絶対捻れ角度Δθaを算出する(ステップS18)。   Finally, when reading the origin Δθ0 from the storage area, the control device 180 calculates the absolute twist angle Δθa by calculating the difference between the angle difference ΔθL calculated in step S17 and the origin Δθ0 (step S18).

なお、図6および図8のフローチャートに従って相対捻れ角度Δθrおよび絶対捻れ角度Δθaをそれぞれ算出すると、制御装置180は、式(5)を用いてこれらの角度が加算することにより、ダンパ157の捻れ角度Δθdを算出する。   When the relative twist angle Δθr and the absolute twist angle Δθa are calculated according to the flowcharts of FIGS. 6 and 8, the control device 180 adds the angles using Equation (5), whereby the twist angle of the damper 157 is calculated. Δθd is calculated.

Δθr+Δθa=Δθd ・・・(5)
[2] エンジントルクの推定演算手段
次に、上記[1]で得られたダンパ捻れ角度Δθdを用いて補正項を算出し、その算出した補正項によって推定エンジントルクを補正する手段について説明する。
Δθr + Δθa = Δθd (5)
[2] Engine Torque Estimation Calculation Means Next, means for calculating a correction term using the damper twist angle Δθd obtained in [1] above and correcting the estimated engine torque with the calculated correction term will be described.

エンジントルクTeは、通常、クランクシャフト156の回転角加速度dωe/dtとエンジンのイナーシャIeとを乗算することにより推定することができる。   The engine torque Te can usually be estimated by multiplying the rotational angular acceleration dωe / dt of the crankshaft 156 and the inertia Ie of the engine.

Te=Ie・dωe/dt ・・・(6)
ここで、上述したように、本実施の形態による動力出力装置100では、クランクシャフト156は、ダンパ157を介してインプットシャフト127に結合されていることから、モータジェネレータMG1,MG2の回転状態の影響を受ける。そのため、式(6)により得られた推定トルクと実際のトルクとの間には、ずれが生じている。特に、エンジン150のトルク変動が大きく、トルクリミッタ158が働いた場合には、このずれは大きくなる。
Te = Ie · dωe / dt (6)
Here, as described above, in power output apparatus 100 according to the present embodiment, crankshaft 156 is coupled to input shaft 127 via damper 157, so that the influence of the rotation state of motor generators MG1 and MG2 is affected. Receive. For this reason, there is a difference between the estimated torque obtained by the equation (6) and the actual torque. In particular, when the torque fluctuation of the engine 150 is large and the torque limiter 158 is activated, this deviation becomes large.

そこで、本実施の形態では、次式に示すように、式(6)で算出した推定エンジントルクTeに対して、ダンパ157で発生する弾性力を補正項として加算することによって、エンジントルクを補正する。   Therefore, in the present embodiment, as shown in the following equation, the engine torque is corrected by adding the elastic force generated by the damper 157 as a correction term to the estimated engine torque Te calculated by the equation (6). To do.

TE=Te+Tf+Kdamp・θdi (7)
ただし、Tfはフリクショントルク、Kdampはダンパ157のトーション部材161のばね定数である。
TE = Te + Tf + Kdamp · θdi (7)
Here, Tf is the friction torque, and Kdamp is the spring constant of the torsion member 161 of the damper 157.

なお、式(7)の右辺第2項のフリクショントルクTfは、ピストンとシリンダ内壁の摩擦など各嵌合部の機械的な摩擦によるトルクである。具体的には、エンジン150の回転数、冷却水温および吸気圧との関係を規定した二次元マップを実験等によって予め作成しておき、当該マップを参照することにより、そのときのエンジン150の運転状態に対応するフリクショントルクTfが求められる。   Note that the friction torque Tf in the second term on the right side of Equation (7) is a torque due to mechanical friction of each fitting portion such as friction between the piston and the inner wall of the cylinder. Specifically, a two-dimensional map that prescribes the relationship between the rotational speed of the engine 150, the coolant temperature, and the intake pressure is created in advance by experiments or the like, and the engine 150 at that time is operated by referring to the map. A friction torque Tf corresponding to the state is obtained.

以上に述べたように、本実施の形態によるエンジントルクの推定演算手段によれば、エンジン150の回転状態からモータジェネレータMG1,MG2の影響を排除することができるため、燃焼状態に応じて発生するエンジン150の出力トルクを高精度に推定することができる。その結果、エンジン150の異常を正確に検出することが可能となる。   As described above, according to the engine torque estimation calculation means according to the present embodiment, the influence of motor generators MG1 and MG2 can be eliminated from the rotation state of engine 150, and therefore it occurs according to the combustion state. The output torque of the engine 150 can be estimated with high accuracy. As a result, it is possible to accurately detect an abnormality in the engine 150.

なお、エンジン150の回転状態は、モータジェネレータMG1,MG2の回転状態だけでなく、車両の走行路の状態(路面の凸凹状態等)からも影響を受けるが、本実施の形態によれば、駆動軸112の回転変動をダンパ157に発生した弾性力として、クランクシャフト156の回転状態からこれを排除することが可能となる。したがって、この場合においても、真の燃焼状態に基づくエンジン150の回転状態の変動のみを検出することができるため、エンジン150の異常を正確に検出することが可能となる。   The rotational state of engine 150 is influenced not only by the rotational state of motor generators MG1 and MG2, but also by the state of the vehicle's travel path (such as unevenness on the road surface). The rotational fluctuation of the shaft 112 can be excluded from the rotational state of the crankshaft 156 as the elastic force generated in the damper 157. Therefore, even in this case, since only the fluctuation in the rotational state of engine 150 based on the true combustion state can be detected, it is possible to accurately detect abnormality of engine 150.

さらに、本実施の形態によるエンジントルクの推定演算手段によれば、推定されたエンジン150の出力トルクに基づいてエンジン150の回転状態の変動を正確に検出することが可能となるため、検出されたエンジン150の回転状態の変動を燃料噴射制御および点火時期制御にフィードバックさせることで、燃焼状態の安定化を図ることができる。   Furthermore, according to the engine torque estimation calculation means according to the present embodiment, it is possible to accurately detect fluctuations in the rotational state of engine 150 based on the estimated output torque of engine 150. The combustion state can be stabilized by feeding back the fluctuation of the rotation state of the engine 150 to the fuel injection control and the ignition timing control.

なお、気筒毎にエンジントルクを推定する構成とすれば、気筒間のエンジントルクの偏差を抽出することができるため、複数の気筒に対して、個別に燃料噴射制御および点火時期制御を行なうことも可能となる。   If the engine torque is estimated for each cylinder, the engine torque deviation between the cylinders can be extracted. Therefore, fuel injection control and ignition timing control may be individually performed for a plurality of cylinders. It becomes possible.

図9は、本実施の形態によるエンジン150の異常を検出する動作を説明するためのフローチャートである。   FIG. 9 is a flowchart for explaining an operation of detecting an abnormality of engine 150 according to the present embodiment.

図9を参照して、一連の動作が開始されると、制御装置180は、上述した方法によって算出された絶対捻れ角度Δθaおよび相対捻れ角度Δθrを、式(5)を用いて加算することによりダンパ捻れ角度Δθdを算出する(ステップS31)。   Referring to FIG. 9, when a series of operations is started, control device 180 adds absolute twist angle Δθa and relative twist angle Δθr calculated by the above-described method by using equation (5). A damper twist angle Δθd is calculated (step S31).

次に、制御装置180は、ダンパ捻れ角度Δθdに基づいてダンパ157で発生する弾性力を演算する(ステップS32)。そして、制御装置180は、クランクシャフト156の回転角加速度dωe/dtから推定したエンジントルクTeに対して、ダンパ157で発生する弾性力を補正項として加算することによって、エンジントルクTeを補正する(ステップS33)。   Next, the control device 180 calculates the elastic force generated in the damper 157 based on the damper twist angle Δθd (step S32). The control device 180 corrects the engine torque Te by adding the elastic force generated by the damper 157 as a correction term to the engine torque Te estimated from the rotational angular acceleration dωe / dt of the crankshaft 156 ( Step S33).

そして、制御装置180は、補正後の推定エンジントルクTEが所定の閾値よりも小さいか否かを判定する(ステップS34)。推定エンジントルクTEが所定の閾値よりも小さい場合には、制御装置180は、エンジン150に失火を伴なう異常が発生していると判定する(ステップS35)。一方、推定エンジントルクTEが所定の閾値以上である場合には、制御装置180は、エンジン150が正常であると判定する(ステップS36)。   Then, control device 180 determines whether or not corrected estimated engine torque TE is smaller than a predetermined threshold (step S34). When the estimated engine torque TE is smaller than the predetermined threshold value, the control device 180 determines that an abnormality accompanying misfire has occurred in the engine 150 (step S35). On the other hand, when the estimated engine torque TE is equal to or greater than the predetermined threshold, the control device 180 determines that the engine 150 is normal (step S36).

なお、制御装置180によるエンジン150の異常の検出は、実際には、CPU(Central Processing Unit)によって実行され、CPUは、図9に示す各ステップを備えるプログラムをROM(Read Only Memory)から読出し、図9に示す各ステップを実行してエンジン150の異常を判定する。   The detection of abnormality of the engine 150 by the control device 180 is actually executed by a CPU (Central Processing Unit), and the CPU reads a program including each step shown in FIG. 9 from a ROM (Read Only Memory), Each step shown in FIG. 9 is executed to determine whether the engine 150 is abnormal.

したがって、ROMは、エンジン150の異常を検出する制御をコンピュータ(CPU)に実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ(CPU)読取り可能な記録媒体に相当する。   Accordingly, the ROM corresponds to a computer (CPU) readable recording medium that records a program for causing the computer (CPU) to execute control for detecting an abnormality in the engine 150.

[変更例]
図10は、この発明の実施の形態の変更例による内燃機関の異常検出装置が適用されるハイブリッド車両の動力出力装置の部分拡大図である。本変更例に係る動力出力装置は、インプットシャフト127の回転角度を検出するための回転数センサ184を、駆動軸がインプットシャフト127に連結され、インプットシャフト127のトルクにより駆動されてプラネタリギヤ120に潤滑油を供給するオイルポンプ182に設ける点で、回転数センサ169(図1)をインプットシャフト127に設ける先の実施の形態と相違する。その他の構造については、前述の実施の形態と同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
[Example of change]
FIG. 10 is a partially enlarged view of a power output apparatus for a hybrid vehicle to which an abnormality detection apparatus for an internal combustion engine according to a modification of the embodiment of the present invention is applied. In the power output apparatus according to this modification, the rotation speed sensor 184 for detecting the rotation angle of the input shaft 127 is lubricated to the planetary gear 120 by driving the torque of the input shaft 127 with the drive shaft connected to the input shaft 127. The rotational speed sensor 169 (FIG. 1) is different from the previous embodiment in which the input shaft 127 is provided in the oil pump 182 that supplies oil. About another structure, it is the same as that of the above-mentioned embodiment. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

本変更例によれば、回転数センサ184は、インプットシャフト127と同軸上に配置されたオイルポンプ182の駆動軸に設けられる。回転数センサ184は、クランク角センサ159と同じ磁気ピックアップセンサからなり、かつ、クランク角センサ159と同等レベルの角度分解能を有するものが適用される。   According to this modification, the rotation speed sensor 184 is provided on the drive shaft of the oil pump 182 that is arranged coaxially with the input shaft 127. The rotation speed sensor 184 is composed of the same magnetic pickup sensor as the crank angle sensor 159 and has an angular resolution equivalent to that of the crank angle sensor 159.

そして、回転数センサ184からは、駆動軸(すなわち、インプットシャフト127)の回転位置に応じて、所定の角度周期毎に立ち上がる回転パルス信号NIが出力される。制御装置180は、回転パルス信号NIを受けると、上述した方法によって駆動軸が30°回転する期間を1周期としたパルス信号としての30°CA信号NI2を生成する。   Then, the rotation speed sensor 184 outputs a rotation pulse signal NI that rises at every predetermined angular period in accordance with the rotation position of the drive shaft (that is, the input shaft 127). Upon receiving the rotation pulse signal NI, the control device 180 generates a 30 ° CA signal NI2 as a pulse signal with a period during which the drive shaft rotates 30 ° as one cycle by the method described above.

すなわち、本変更例によれば、インプットシャフト127と同軸上に配置されたオイルポンプ182の回転状態を介して、インプットシャフト127の回転角度が検出される。これによれば、回転数センサの配置の自由度が高められるため、効率良く回転数センサを配置することにより動力出力装置の大型化を抑制することができる。   That is, according to this modification, the rotation angle of the input shaft 127 is detected through the rotation state of the oil pump 182 that is arranged coaxially with the input shaft 127. According to this, since the freedom degree of arrangement | positioning of a rotation speed sensor is raised, the enlargement of a power output device can be suppressed by arrange | positioning a rotation speed sensor efficiently.

なお、制御装置180(図1)は、回転数センサ184から回転パルス信号NIを受けると、上述した方法によって、インプットシャフト127についての30°CA信号NI2を生成する。そして、生成した30°CA信号NI2と、クランクシャフト156についての30°CA信号NE2とに基づいてダンパ157の捻れ角度を算出する。   When control device 180 (FIG. 1) receives rotation pulse signal NI from rotation speed sensor 184, control device 180 (FIG. 1) generates 30 ° CA signal NI2 for input shaft 127 by the method described above. Then, the twist angle of the damper 157 is calculated based on the generated 30 ° CA signal NI2 and the 30 ° CA signal NE2 for the crankshaft 156.

なお、回転数センサ184の構成としては、クランク角センサ159と同様レベルの分解能が確保されていれば良く、例えばオイルポンプ182に含まれるギヤ部材の歯を検出することにより回転角度を算出する構成、もしくは、オイルポンプ182の吐出圧に基づいて回転角度を算出する構成とすることもできる。   The rotational speed sensor 184 only needs to have the same level of resolution as the crank angle sensor 159. For example, the rotational speed sensor 184 calculates the rotational angle by detecting the teeth of the gear member included in the oil pump 182. Alternatively, the rotation angle may be calculated based on the discharge pressure of the oil pump 182.

また、本発明を適用するハイブリッド車両の構成としては、図1に示した構成の他、種々の構成が可能である。図1では、モータジェネレータMG2がリングギヤ軸126も結合されているが、モータジェネレータMG2が結合されていない構成であっても本発明を適用することができる。また、モータジェネレータMG2がリングギヤ軸126ではなくエンジン150のクランクシャフト156に直接結合された構成をとることもできる。係る構成においてもモータジェネレータの回転状態の変動に伴なってエンジン150の回転状態が影響を受けるため、本発明を適用することができる。   In addition to the configuration shown in FIG. 1, various configurations are possible as the configuration of the hybrid vehicle to which the present invention is applied. In FIG. 1, the motor generator MG2 is also coupled to the ring gear shaft 126, but the present invention can be applied to a configuration in which the motor generator MG2 is not coupled. In addition, motor generator MG2 may be directly coupled to crankshaft 156 of engine 150 instead of ring gear shaft 126. Even in such a configuration, the rotational state of the engine 150 is affected by fluctuations in the rotational state of the motor generator, and therefore the present invention can be applied.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

この発明は、内燃機関を含む複数の動力源を含む動力出力装置および当該動力出力装置を搭載する車両に適用することができる。   The present invention can be applied to a power output apparatus including a plurality of power sources including an internal combustion engine and a vehicle equipped with the power output apparatus.

この発明の実施の形態による内燃機関の異常検出装置が適用されるハイブリッド車両の動力出力装置の概略ブロック図である。1 is a schematic block diagram of a power output device for a hybrid vehicle to which an abnormality detection device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention is applied. 図1に示すプラネタリギヤおよびそれに結合されるエンジンおよびモータジェネレータの拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of the planetary gear shown in FIG. 1 and the engine and motor generator coupled thereto. クランク角センサおよび回転数センサの概略構成図である。It is a schematic block diagram of a crank angle sensor and a rotation speed sensor. 図3に示すダンパの一部切欠き平面図である。FIG. 4 is a partially cutaway plan view of the damper shown in FIG. 3. ダンパの相対捻れ角度を算出する方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the method to calculate the relative twist angle of a damper. この発明の実施の形態によるダンパの相対捻れ角度を算出する動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the operation | movement which calculates the relative twist angle of the damper by embodiment of this invention. ダンパの絶対捻れ角度を算出する方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the method to calculate the absolute twist angle of a damper. この発明の実施の形態によるダンパの絶対捻れ角度を算出する動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the operation | movement which calculates the absolute twist angle of the damper by embodiment of this invention. この発明の実施の形態によるエンジンの異常を検出する動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the operation | movement which detects the abnormality of the engine by embodiment of this invention. この発明の実施の形態の変更例による内燃機関の異常検出装置が適用されるハイブリッド車両の動力出力装置の部分拡大図である。It is the elements on larger scale of the motive power output device of the hybrid vehicle to which the abnormality detection apparatus of the internal combustion engine by the modification of embodiment of this invention is applied.

符号の説明Explanation of symbols

100 動力出力装置、111 動力伝達ギヤ、112 駆動軸、114 ディファレンシャルギヤ、119 ケース、120 プラネタリギヤ、121 サンギヤ、122 リングギヤ、123 プラネタリピニオンギヤ、124 プラネタリキャリア、125 サンギヤ軸、126 リングギヤ軸、127 インプットシャフト、128 動力取出ギヤ、129 チェーンベルト、132 ロータ、133 ステータ、134,144 3相コイル、135,145 永久磁石、139,149 レゾルバ、142 ロータ、143 ステータ、150 エンジン、156 クランクシャフト、157 ダンパ、158 トルクリミッタ、159 クランク角センサ、160 駆動側ホイール、161 トーション部材、162 中間部材、164a アクセルペダルポジションセンサ、164 従動側ホイール、165a ブレーキペダルポジションセンサ、169,184 回転数センサ、180 制御装置、182 オイルポンプ、185 シフトポジションセンサ、200 クランクロータ、202 歯部、204 欠歯部、MG1,MG2 モータジェネレータ。   100 power output device, 111 power transmission gear, 112 drive shaft, 114 differential gear, 119 case, 120 planetary gear, 121 sun gear, 122 ring gear, 123 planetary pinion gear, 124 planetary carrier, 125 sun gear shaft, 126 ring gear shaft, 127 input shaft, 128 Power take-out gear, 129 Chain belt, 132 Rotor, 133 Stator, 134, 144 Three-phase coil, 135, 145 Permanent magnet, 139, 149 Resolver, 142 Rotor, 143 Stator, 150 Engine, 156 Crankshaft, 157 Damper, 158 Torque limiter, 159 crank angle sensor, 160 driving wheel, 161 torsion member, 162 intermediate member, 164a access Pedal position sensor, 164 Driven wheel, 165a Brake pedal position sensor, 169, 184 Rotational speed sensor, 180 Controller, 182 Oil pump, 185 Shift position sensor, 200 Crank rotor, 202 Teeth, 204 Missing teeth, MG1, MG2 motor generator.

Claims (9)

内燃機関および電動発電機を動力源として駆動軸に動力を出力する動力出力装置において前記内燃機関の異常を検出する前記内燃機関の異常検出装置であって、
前記動力出力装置は、
前記内燃機関からの動力を受ける入力軸、前記電動発電機の回転軸および前記駆動軸を機械的に結合するとともに、前記内燃機関からの動力を前記電動発電機および前記駆動軸に機械的に分配するように構成された動力分割機構と、
前記内燃機関の出力軸および前記入力軸の間に結合され、前記内燃機関の出力軸と前記入力軸との相対回転を抑制しながら動力を伝達するためのダンパとを含み、
前記内燃機関の異常検出装置は、
前記内燃機関の出力軸の回転角加速度に基づいて前記内燃機関の出力トルクを推定演算するトルク推定手段と、
前記内燃機関の出力軸および前記入力軸の回転角度をそれぞれ検出する第1および第2の回転角度検出手段と、
検出された前記内燃機関の出力軸および前記入力軸の回転角度に基づいて、前記ダンパが前記内燃機関の出力軸と前記入力軸との相対回転を抑制するように前記内燃機関の出力軸に付与する弾性力を算出し、その算出された前記ダンパの弾性力に基づいて前記推定演算された前記内燃機関の出力トルクを補正するトルク補正手段と、
補正された前記内燃機関の出力トルクに基づいて前記内燃機関の異常を診断する異常診断手段とを備える、内燃機関の異常検出装置。
An abnormality detection device for an internal combustion engine that detects an abnormality of the internal combustion engine in a power output device that outputs power to a drive shaft using an internal combustion engine and a motor generator as a power source,
The power output device is
An input shaft that receives power from the internal combustion engine, a rotating shaft of the motor generator, and the drive shaft are mechanically coupled, and power from the internal combustion engine is mechanically distributed to the motor generator and the drive shaft. A power split mechanism configured to:
A damper coupled between the output shaft of the internal combustion engine and the input shaft for transmitting power while suppressing relative rotation between the output shaft of the internal combustion engine and the input shaft;
The abnormality detection device for the internal combustion engine includes:
Torque estimating means for estimating and calculating the output torque of the internal combustion engine based on the rotational angular acceleration of the output shaft of the internal combustion engine;
First and second rotation angle detecting means for detecting rotation angles of the output shaft and the input shaft of the internal combustion engine, respectively;
Based on the detected rotation angle of the output shaft of the internal combustion engine and the input shaft, the damper is applied to the output shaft of the internal combustion engine so as to suppress relative rotation between the output shaft of the internal combustion engine and the input shaft. Torque correcting means for calculating an elastic force to be corrected, and correcting the estimated output torque of the internal combustion engine based on the calculated elastic force of the damper;
An abnormality detection device for an internal combustion engine, comprising: an abnormality diagnosis unit that diagnoses an abnormality of the internal combustion engine based on the corrected output torque of the internal combustion engine.
前記ダンパは、前記内燃機関の出力軸と前記入力軸とが相対回転したときに圧縮されて弾性力を両軸に付与する弾性部材を含み、
前記トルク補正手段は、
前記第1および第2の回転角度検出手段により検出された前記内燃機関の出力軸及び前記入力軸の回転角度との差分を、前記内燃機関の出力軸と前記入力軸との捻れ角度として取得する捻れ角度取得手段と、
取得した前記捻れ角度に前記弾性部材の弾性定数を乗算することにより前記ダンパの弾性力を算出する弾性力算出手段とを含む、請求項1に記載の内燃機関の異常検出装置。
The damper includes an elastic member that is compressed when an output shaft of the internal combustion engine and the input shaft rotate relative to each other and applies an elastic force to both shafts.
The torque correction means includes
The difference between the rotation angle of the output shaft and the input shaft of the internal combustion engine detected by the first and second rotation angle detection means is acquired as the twist angle between the output shaft of the internal combustion engine and the input shaft. A twist angle acquisition means;
The abnormality detection device for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising: an elastic force calculation unit that calculates an elastic force of the damper by multiplying the acquired twist angle by an elastic constant of the elastic member.
前記第1の回転角度検出手段から前記内燃機関の出力軸の回転角度を受けるとともに、前記第2の回転角度検出手段から前記入力軸の回転角度を受ける信号処理手段をさらに備え、
前記信号処理手段は、前記内燃機関の出力軸の回転角度に基づいて、所定の第1の単位角度回転する期間を1周期とする第1パルス信号を生成して出力するとともに、前記第1の単位角度よりも大きい第2の単位角度回転する期間を1周期とする第2パルス信号を生成して出力し、かつ、前記入力軸の回転角度に基づいて前記第1パルス信号を生成して出力するとともに、前記第2パルス信号を生成して出力し、
前記捻れ角度取得手段は、
前記内燃機関の出力軸および前記入力軸についての前記第1パルス信号に基づいて、前記1周期における前記捻れ角度の相対角度を算出する相対捻れ角度算出手段と、
前記内燃機関の出力トルクが実質的に零となる運転状態のときの前記内燃機関の出力軸および前記入力軸についての前記第2パルス信号に基づいて、前記捻れ角度の基準点を検出する捻れ角度基準点検出手段と、
検出された前記捻れ角度の基準点と、前記内燃機関の出力軸および前記入力軸についての前記第2パルス信号とに基づいて、前記捻れ角度の絶対角度を算出する絶対捻れ角度算出手段と、
算出した前記捻れ角度の相対角度と前記絶対角度とを加算することにより前記捻れ角度を算出する捻れ角度算出手段とを含む、請求項2に記載の内燃機関の異常検出装置。
A signal processing means for receiving the rotation angle of the output shaft of the internal combustion engine from the first rotation angle detection means and receiving the rotation angle of the input shaft from the second rotation angle detection means;
The signal processing means generates and outputs a first pulse signal having a period of rotation of a predetermined first unit angle as one cycle based on a rotation angle of an output shaft of the internal combustion engine, and outputs the first pulse signal. A second pulse signal having a period of rotation of a second unit angle larger than the unit angle as one cycle is generated and output, and the first pulse signal is generated and output based on the rotation angle of the input shaft And generating and outputting the second pulse signal,
The twist angle acquisition means includes
A relative twist angle calculating means for calculating a relative angle of the twist angle in the one cycle based on the first pulse signal for the output shaft and the input shaft of the internal combustion engine;
A twist angle for detecting a reference point of the twist angle based on the second pulse signal for the output shaft and the input shaft of the internal combustion engine when the output torque of the internal combustion engine is substantially zero A reference point detection means;
Absolute twist angle calculation means for calculating an absolute angle of the twist angle based on the detected reference point of the twist angle and the second pulse signal for the output shaft and the input shaft of the internal combustion engine;
The abnormality detection device for an internal combustion engine according to claim 2, further comprising: a twist angle calculation unit that calculates the twist angle by adding the calculated relative angle of the twist angle and the absolute angle.
前記動力分割機構は、少なくとも3個の歯車要素を有し、該歯車要素が前記電動発電機の回転軸、前記駆動軸および前記入力軸にそれぞれ連結されたプラネタリギヤを含み、
前記第2の回転角度検出手段は、駆動軸が前記入力軸に連結され、前記入力軸のトルクにより駆動されて前記プラネタリギヤに潤滑油を供給するオイルポンプに設けられる、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の内燃機関の異常検出装置。
The power split mechanism includes at least three gear elements, and the gear elements include planetary gears connected to the rotation shaft of the motor generator, the drive shaft, and the input shaft, respectively.
The second rotation angle detecting means is provided in an oil pump having a drive shaft connected to the input shaft and driven by torque of the input shaft to supply lubricating oil to the planetary gear. The abnormality detection apparatus for an internal combustion engine according to any one of the above.
前記第2の回転角度検出手段は、前記オイルポンプの回転状態に基づいて、前記入力軸の回転角度を推定演算する、請求項4に記載の内燃機関の異常検出装置。   The abnormality detection device for an internal combustion engine according to claim 4, wherein the second rotation angle detection means estimates and calculates a rotation angle of the input shaft based on a rotation state of the oil pump. 内燃機関および電動発電機を動力源として駆動軸に動力を出力する動力出力装置において前記内燃機関の異常を検出する前記内燃機関の異常検出方法であって、
前記動力出力装置は、
前記内燃機関からの動力を受ける入力軸、前記電動発電機の回転軸および前記駆動軸を機械的に結合するとともに、前記内燃機関からの動力を前記電動発電機および前記駆動軸に機械的に分配するように構成された動力分割機構と、
前記内燃機関の出力軸および前記入力軸の間に結合され、前記内燃機関の出力軸と前記入力軸との相対回転を抑制しながら動力を伝達するためのダンパとを含み、
前記内燃機関の異常検出方法は、
前記内燃機関の出力軸の回転角加速度に基づいて前記内燃機関の出力トルクを推定演算する第1のステップと、
前記内燃機関の出力軸および前記入力軸の回転角度をそれぞれ検出する第2のステップと、
検出された前記内燃機関の出力軸および前記入力軸の回転角度に基づいて、前記ダンパが前記内燃機関の出力軸と前記入力軸との相対回転を抑制するように前記内燃機関の出力軸に付与する弾性力を算出し、その算出された前記ダンパの弾性力に基づいて前記推定演算された前記内燃機関の出力トルクを補正する第3のステップと、
補正された前記内燃機関の出力トルクに基づいて前記内燃機関の異常を診断する第4のステップとを備える、内燃機関の異常検出方法。
An internal combustion engine abnormality detection method for detecting an abnormality of the internal combustion engine in a power output device that outputs power to a drive shaft using an internal combustion engine and a motor generator as a power source,
The power output device is
An input shaft that receives power from the internal combustion engine, a rotating shaft of the motor generator, and the drive shaft are mechanically coupled, and power from the internal combustion engine is mechanically distributed to the motor generator and the drive shaft. A power split mechanism configured to:
A damper coupled between the output shaft of the internal combustion engine and the input shaft for transmitting power while suppressing relative rotation between the output shaft of the internal combustion engine and the input shaft;
The abnormality detection method for the internal combustion engine includes:
A first step of estimating and calculating the output torque of the internal combustion engine based on the rotational angular acceleration of the output shaft of the internal combustion engine;
A second step of detecting rotation angles of the output shaft and the input shaft of the internal combustion engine,
Based on the detected rotation angle of the output shaft of the internal combustion engine and the input shaft, the damper is applied to the output shaft of the internal combustion engine so as to suppress relative rotation between the output shaft of the internal combustion engine and the input shaft. A third step of calculating an elastic force to be corrected, and correcting the estimated output torque of the internal combustion engine based on the calculated elastic force of the damper;
And a fourth step of diagnosing abnormality of the internal combustion engine based on the corrected output torque of the internal combustion engine.
前記ダンパは、前記内燃機関の出力軸と前記入力軸とが相対回転したときに圧縮されて弾性力を両軸に付与する弾性部材を含み、
前記第3のステップは、
前記第2のステップにより検出された前記内燃機関の出力軸及び前記入力軸の回転角度との差分を、前記内燃機関の出力軸と前記入力軸との捻れ角度として取得する第1のサブステップと、
取得した前記捻れ角度に前記弾性部材の弾性定数を乗算することにより前記ダンパの弾性力を算出する第2のサブステップとを含む、請求項6に記載の内燃機関の異常検出方法。
The damper includes an elastic member that is compressed when an output shaft of the internal combustion engine and the input shaft rotate relative to each other and applies an elastic force to both shafts.
The third step includes
A first sub-step for obtaining a difference between a rotation angle of the output shaft of the internal combustion engine and the input shaft detected in the second step as a twist angle between the output shaft of the internal combustion engine and the input shaft; ,
The abnormality detection method for an internal combustion engine according to claim 6, further comprising a second substep of calculating an elastic force of the damper by multiplying the acquired twist angle by an elastic constant of the elastic member.
前記第2のステップは、
検出された前記内燃機関の出力軸の回転角度に基づいて、所定の第1の単位角度回転する期間を1周期とする第1パルス信号を生成して出力するとともに、前記第1の単位角度よりも大きい第2の単位角度回転する期間を1周期とする第2パルス信号を生成して出力するステップと、
検出された前記入力軸の回転角度に基づいて、前記第1パルス信号を生成して出力するとともに、前記第2パルス信号を生成して出力するステップとを含み、
前記第1のサブステップは、
前記内燃機関の出力軸および前記入力軸についての前記第1パルス信号に基づいて、前記内燃機関の出力軸および前記入力軸についての前記第1パルス信号に基づいて、前記1周期における前記捻れ角度の相対角度を算出するステップと、
前記内燃機関の出力トルクが実質的に零となる運転状態のときの前記内燃機関の出力軸および前記入力軸についての前記第2パルス信号に基づいて、前記捻れ角度の基準点を検出するステップと、
検出された前記捻れ角度の基準点と、前記内燃機関の出力軸および前記入力軸についての前記第2パルス信号とに基づいて、前記捻れ角度の絶対角度を算出するステップと、
算出した前記捻れ角度の相対角度と前記絶対角度とを加算することにより前記捻れ角度を算出する捻れ角度算出手段とを含む前記内燃機関の出力軸と前記入力軸との相対的な捻れ角度を算出するステップとを含む、請求項7に記載の内燃機関の異常検出方法。
The second step includes
Based on the detected rotation angle of the output shaft of the internal combustion engine, a first pulse signal having a period of rotation of a predetermined first unit angle as one cycle is generated and output, and from the first unit angle Generating and outputting a second pulse signal having a period during which the second unit angle is larger as one cycle;
Generating and outputting the first pulse signal based on the detected rotation angle of the input shaft, and generating and outputting the second pulse signal;
The first sub-step includes
Based on the first pulse signal for the output shaft and the input shaft of the internal combustion engine, based on the first pulse signal for the output shaft and the input shaft of the internal combustion engine, the twist angle in the one cycle Calculating a relative angle;
Detecting a reference point of the twist angle based on the second pulse signal for the output shaft and the input shaft of the internal combustion engine when the output torque of the internal combustion engine is substantially zero; ,
Calculating an absolute angle of the twist angle based on the detected reference point of the twist angle and the second pulse signal for the output shaft and the input shaft of the internal combustion engine;
A relative twist angle between the output shaft of the internal combustion engine and the input shaft is calculated including a twist angle calculation means for calculating the twist angle by adding the calculated relative angle of the twist angle and the absolute angle. An abnormality detection method for an internal combustion engine according to claim 7, comprising the step of:
前記動力分割機構は、少なくとも3個の歯車要素を有し、該歯車要素が前記電動発電機の回転軸、前記駆動軸および前記入力軸にそれぞれ連結されたプラネタリギヤを含み、
前記第2のステップは、駆動軸が前記入力軸に連結され、前記入力軸のトルクにより駆動されて前記プラネタリギヤに潤滑油を供給するオイルポンプの回転状態に基づいて、前記入力軸の回転角度を推定演算する、請求項6から請求項8のいずれか1項に記載の内燃機関の異常検出方法。
The power split mechanism includes at least three gear elements, and the gear elements include planetary gears connected to the rotation shaft of the motor generator, the drive shaft, and the input shaft, respectively.
In the second step, the rotation angle of the input shaft is determined based on the rotational state of an oil pump that is connected to the input shaft and is driven by the torque of the input shaft to supply lubricating oil to the planetary gear. The abnormality detection method for an internal combustion engine according to any one of claims 6 to 8, wherein an estimation calculation is performed.
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