JP2009062825A - Abnormality detection device and abnormality detection method of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
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。
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,
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。
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-
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
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,
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
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
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
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
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。
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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,
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。
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。
(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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
[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
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
(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
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
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
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
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
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
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
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,
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,
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,
(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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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,
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,
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,
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,
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
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,
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,
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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,
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
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,
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
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
[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
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
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
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
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
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
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
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.
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)
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.
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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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010242616A (en) * | 2009-04-06 | 2010-10-28 | Toyota Motor Corp | Combustion determination device |
JP2013107440A (en) * | 2011-11-18 | 2013-06-06 | Toyota Motor Corp | Control device of vehicle |
JP2013122196A (en) * | 2011-12-12 | 2013-06-20 | Honda Motor Co Ltd | Control device of vehicle |
US8528388B2 (en) | 2008-03-12 | 2013-09-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Engine control system |
JP2019182002A (en) * | 2018-04-02 | 2019-10-24 | トヨタ自動車株式会社 | Hybrid vehicle |
JP2020125718A (en) * | 2019-02-05 | 2020-08-20 | 株式会社Subaru | Crank angle detection device and power train control device |
-
2007
- 2007-09-04 JP JP2007228991A patent/JP4786617B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8528388B2 (en) | 2008-03-12 | 2013-09-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Engine control system |
JP2010242616A (en) * | 2009-04-06 | 2010-10-28 | Toyota Motor Corp | Combustion determination device |
JP2013107440A (en) * | 2011-11-18 | 2013-06-06 | Toyota Motor Corp | Control device of vehicle |
JP2013122196A (en) * | 2011-12-12 | 2013-06-20 | Honda Motor Co Ltd | Control device of vehicle |
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