JP2018075902A - Allophone detection device - Google Patents

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秀幹 中園
Hidemiki Nakazono
秀幹 中園
雄二 岩瀬
Yuji Iwase
雄二 岩瀬
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To relatively quickly determine whether or not there is possibility that allophone is generated in a power transmission mechanism which connects a rotary shaft of an internal combustion engine to a drive shaft.SOLUTION: An allophone detection device 11 for detecting allophone generated in a power transmission mechanism TA comprises: acquisition means 111 which acquires an angular acceleration dω of a rotary shaft 21 of an inter combustion engine ENG or an input shaft 35 of the power transmission mechanism; and determination means 112 determines that a state of the power transmission mechanism is a normal state in which allophone is not generated in the case (i) that an angular acceleration, which has once null crossed, null crosses again within a prescribed time TH, and determines that the state is an abnormal state that there is possibility that allophone is generated in the case (ii) that the angular acceleration, which has once null crossed, does not null cross again within the prescribed time.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、例えば内燃機関を車輪に連結する動力伝達機構に発生する異音を検出する異音検出装置の技術分野に関する。   The present invention relates to a technical field of an abnormal noise detection device that detects an abnormal noise generated in, for example, a power transmission mechanism that connects an internal combustion engine to wheels.

歯車等の噛み合い機構を含む動力伝達機構を介して内燃機関の回転軸が駆動軸に機械的に連結された車両では、内燃機関のトルク変動が噛み合い機構に伝達されることで、歯打ち音等の異音が発生する可能性がある。具体的には、内燃機関に燃焼異常(例えば、失火等)が発生すると内燃機関のトルク変動が大きくなるがゆえに、異音が発生する可能性がある。特許文献1には、このような異音が発生しているか否かを判定する異音検出方法が記載されている。具体的には、特許文献1には、内燃機関と回転電機とが駆動軸に連結されたハイブリッド車両において、回転電機の回転速度の変動幅(具体的には、極小値と極大値との差)が所定の閾値を超えている場合に異音が発生していると判定する異音検出方法が記載されている。   In a vehicle in which the rotation shaft of the internal combustion engine is mechanically connected to the drive shaft via a power transmission mechanism including a meshing mechanism such as a gear, torque fluctuations of the internal combustion engine are transmitted to the meshing mechanism, thereby generating rattling noise, etc. May occur. Specifically, when a combustion abnormality (for example, misfire) occurs in the internal combustion engine, the torque fluctuation of the internal combustion engine increases, and therefore, abnormal noise may occur. Patent Document 1 describes an abnormal sound detection method for determining whether or not such abnormal noise has occurred. Specifically, in Patent Document 1, in a hybrid vehicle in which an internal combustion engine and a rotating electrical machine are connected to a drive shaft, the fluctuation range of the rotational speed of the rotating electrical machine (specifically, the difference between the minimum value and the maximum value). ) Exceeds the predetermined threshold value, and there is described an abnormal sound detection method for determining that abnormal noise has occurred.

特開2010−264795号公報JP 2010-264895 A

回転電機の回転速度が極小になってから極大になるまでの時間は、回転電機の回転速度の変動態様に依存して変動する。このため、特許文献1に記載された異音検出方法は、回転速度の変動態様によっては、異音が発生しているか否かを判定するために要する時間が長くなる可能性がある。   The time from when the rotating speed of the rotating electrical machine is minimized to when it reaches a maximum varies depending on the variation mode of the rotating speed of the rotating electrical machine. For this reason, the abnormal sound detection method described in Patent Document 1 may take a long time to determine whether or not abnormal noise has occurred, depending on the variation of the rotational speed.

本発明が解決しようとする課題には上記のようなものが一例として挙げられる。本発明は、内燃機関の回転軸を駆動軸に連結する動力伝達機構に異音が発生する可能性があるか否かを相対的に迅速に判定可能な異音検出装置を提供することを課題とする。   Examples of problems to be solved by the present invention include the above. It is an object of the present invention to provide an abnormal noise detection device capable of relatively quickly determining whether or not there is a possibility that abnormal noise is generated in a power transmission mechanism that connects a rotary shaft of an internal combustion engine to a drive shaft. And

上記課題を解決するために、本発明の異音検出装置の一態様は、内燃機関の回転軸を、噛み合い機構を介して車輪に機械的に連結する動力伝達機構に発生する異音を検出する異音検出装置であって、前記内燃機関の回転軸又は前記内燃機関の回転軸が連結される前記動力伝達機構の入力軸の角加速度を取得する取得手段と、(i)一旦ゼロクロスした前記角加速度が、所定時間以内に再度ゼロクロスする場合には、前記動力伝達機構の状態が、異音が発生しない正常状態であると判定し、(ii)一旦ゼロクロスした前記角加速度が、前記所定時間以内に再度ゼロクロスしない場合には、前記動力伝達機構の状態が、前記異音が発生する可能性がある異常状態であると判定する判定手段とを備える。   In order to solve the above-described problem, an aspect of the abnormal noise detection device of the present invention detects an abnormal noise generated in a power transmission mechanism that mechanically connects a rotating shaft of an internal combustion engine to a wheel via a meshing mechanism. An abnormal noise detection device, wherein the acquisition means acquires an angular acceleration of a rotation shaft of the internal combustion engine or an input shaft of the power transmission mechanism to which the rotation shaft of the internal combustion engine is coupled, and (i) the angle once zero-crossed If the acceleration crosses again within a predetermined time, it is determined that the state of the power transmission mechanism is a normal state where no abnormal noise is generated, and (ii) the angular acceleration once zero-crossed is within the predetermined time. When the zero cross is not performed again, the power transmission mechanism includes a determination unit that determines that the state of the power transmission mechanism is an abnormal state in which the abnormal noise may occur.

本発明の異音検出装置の一態様によれば、内燃機関の回転軸又は動力伝達機構の入力軸の角加速度が一旦ゼロクロスした(つまり、ゼロを跨いで変動した、言い換えれば、角加速度の符号が反転した)後に、所定時間以内に再度ゼロクロスしなければ、動力伝達機構の状態が異常状態である(つまり、異音が発生する可能性がある)と判定される。このため、本発明の車両制御装置の一態様は、動力伝達機構に異音が発生する可能性があるか否かを相対的に迅速に判定することができる。   According to one aspect of the abnormal noise detection device of the present invention, the angular acceleration of the rotation shaft of the internal combustion engine or the input shaft of the power transmission mechanism once crosses zero (that is, fluctuates across zero, in other words, the sign of angular acceleration). If the zero crossing does not occur again within a predetermined time after it has been reversed, it is determined that the state of the power transmission mechanism is abnormal (that is, there is a possibility that abnormal noise may occur). For this reason, the one aspect | mode of the vehicle control apparatus of this invention can determine relatively rapidly whether abnormal noise may generate | occur | produce in a power transmission mechanism.

図1は、本実施形態のハイブリッド車両の構成の一例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the hybrid vehicle of the present embodiment. 図2は、ハイブリッド駆動装置の構成の一例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the hybrid drive device. 図3は、ECUが行う異音検出動作の流れを示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing the flow of an abnormal sound detection operation performed by the ECU. 図4は、エンジンに燃焼異常が発生していない場合の角速度及び角加速度の時間推移の一例を示すタイミングチャートである。FIG. 4 is a timing chart showing an example of the temporal transition of angular velocity and angular acceleration when no combustion abnormality has occurred in the engine. 図5は、エンジンに燃焼異常が発生した場合の角速度及び角加速度の時間推移の一例を示すタイミングチャートである。FIG. 5 is a timing chart showing an example of temporal transition of angular velocity and angular acceleration when combustion abnormality occurs in the engine.

以下、図面を参照しながら、本発明の異音検出装置の実施形態について説明する。以下では、本発明の異音検出装置の実施形態が適用されたハイブリッド車両1を用いて、本発明の異音検出装置の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the abnormal sound detection device of the present invention will be described with reference to the drawings. Hereinafter, an embodiment of the abnormal noise detection device of the present invention will be described using the hybrid vehicle 1 to which the embodiment of the abnormal noise detection device of the present invention is applied.

(1)ハイブリッド車両1の構成
図1を参照しながら、本実施形態のハイブリッド車両1の構成の一例について説明する。図1に示すように、ハイブリッド車両1は、ハイブリッド駆動装置10と、「異音検出装置」の一具体例であるECU(Electronic Control Unit)11と、PCU(Power Control Unit)12と、バッテリ13とを備えている。
(1) Configuration of Hybrid Vehicle 1 An example of the configuration of the hybrid vehicle 1 of the present embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the hybrid vehicle 1 includes a hybrid drive device 10, an ECU (Electronic Control Unit) 11, a PCU (Power Control Unit) 12, and a battery 13. And.

ECU11は、ハイブリッド車両1の動作を制御する電子制御ユニットである。ECU11は、例えば、CPU(Central Processing Unit)と、ROM(Read Only Memory)と、RAM(Random Access Memory)等とを備えている。ECU11は、ROMに格納された制御プログラムに従って、ハイブリッド車両1の動作を制御する。   The ECU 11 is an electronic control unit that controls the operation of the hybrid vehicle 1. The ECU 11 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like. The ECU 11 controls the operation of the hybrid vehicle 1 according to a control program stored in the ROM.

ハイブリッド駆動装置10は、ハイブリッド車両1の駆動輪たる左前輪FL及び右前輪FRに連結された左車軸SFL及び右車軸SFRに駆動力としての駆動トルクを供給することで、ハイブリッド車両1を駆動するパワートレインユニットである。尚、ハイブリッド駆動装置10の詳細な構成については後述する(図2参照)。   The hybrid drive device 10 drives the hybrid vehicle 1 by supplying drive torque as drive force to the left axle SFL and the right axle SFR connected to the left front wheel FL and the right front wheel FR, which are drive wheels of the hybrid vehicle 1. It is a powertrain unit. The detailed configuration of the hybrid drive device 10 will be described later (see FIG. 2).

PCU12は、バッテリ13とハイブリッド駆動装置10との間の電力の入出力を制御する電力制御ユニットである。例えば、PCU12は、バッテリ13から取り出した直流電力を交流電力に変換すると共に、当該交流電力を、ハイブリッド駆動装置10に供給する。更に、PCU12は、ハイブリッド駆動装置10によって発電された交流電力を直流電力に変換すると共に、当該直流電力を、バッテリ13に供給する。   The PCU 12 is a power control unit that controls input and output of power between the battery 13 and the hybrid drive device 10. For example, the PCU 12 converts the DC power extracted from the battery 13 into AC power, and supplies the AC power to the hybrid drive device 10. Further, the PCU 12 converts AC power generated by the hybrid drive device 10 into DC power and supplies the DC power to the battery 13.

バッテリ13は、複数のリチウムイオン電池セルを直列接続した構成を有し、ハイブリッド駆動装置10が備えるモータジェネレータMG1及びモータジェネレータMG2(図2参照)を駆動するための電力の供給源として機能する充電可能な電池ユニットである。但し、バッテリ13は、ニッケル水素電池を構成要素とする電池ユニットであってもよいし、電気二重層キャパシタ等の各種キャパシタ装置であってもよい。   The battery 13 has a configuration in which a plurality of lithium ion battery cells are connected in series, and charging functions as a power supply source for driving the motor generator MG1 and the motor generator MG2 (see FIG. 2) included in the hybrid drive device 10. It is a possible battery unit. However, the battery 13 may be a battery unit including a nickel-hydrogen battery as a constituent element, or may be various capacitor devices such as an electric double layer capacitor.

(2)ハイブリッド駆動装置10の構成
続いて、図2を参照しながら、ハイブリッド駆動装置10の詳細な構成について説明する。図2は、ハイブリッド駆動装置10の構成の一例を示すブロック図である。
(2) Configuration of Hybrid Drive Device 10 Next, a detailed configuration of the hybrid drive device 10 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the hybrid drive device 10.

図2に示すように、ハイブリッド駆動装置10は、「内燃機関」の一具体例であるエンジンENGと、モータジェネレータMG1と、モータジェネレータMG2と、「動力伝達機構」の一具体例であるトランスアクスルTAとを備える。トランスアクスルTAは、動力分配装置31と、「噛み合い機構」の一具体例である減速ギヤ機構32と、「噛み合い機構」の一具体例であるパーキングロック機構33とを備えている。   As shown in FIG. 2, the hybrid drive apparatus 10 includes an engine ENG that is a specific example of “internal combustion engine”, a motor generator MG1, a motor generator MG2, and a transaxle that is a specific example of “power transmission mechanism”. TA. The transaxle TA includes a power distribution device 31, a reduction gear mechanism 32 that is a specific example of the “meshing mechanism”, and a parking lock mechanism 33 that is a specific example of the “meshing mechanism”.

動力分配装置31は、遊星歯車機構である。具体的には、動力分配装置31は、「噛み合い機構」の一具体例であるサンギヤ31Sと、「噛み合い機構」の一具体例であるピニオンギヤ31Pと、「噛み合い機構」の一具体例であるリングギヤ31Rと、「噛み合い機構」の一具体例であるキャリア31Cとを備えている。サンギヤ31Sは、各ギヤの中心で自転する外歯歯車である。ピニオンギヤ31Pは、サンギヤ31Sに外接しながら、サンギヤ31Sの周囲を自転しつつ公転する外歯歯車である。リングギヤ31Rは、ピニオンギヤ31Pと噛合するように中空環状に形成された内歯歯車である。キャリア31Cは、ピニオンシャフトを介してピニオンギヤ31Pを回転自在に支持すると共に、ピニオンギヤ31Pの公転を通じて自転する。   The power distribution device 31 is a planetary gear mechanism. Specifically, the power distribution device 31 includes a sun gear 31S that is a specific example of the “meshing mechanism”, a pinion gear 31P that is a specific example of the “meshing mechanism”, and a ring gear that is a specific example of the “meshing mechanism”. 31R and a carrier 31C which is a specific example of the “meshing mechanism”. The sun gear 31S is an external gear that rotates at the center of each gear. The pinion gear 31P is an external gear that revolves while rotating around the sun gear 31S while circumscribing the sun gear 31S. The ring gear 31R is an internal gear formed in a hollow annular shape so as to mesh with the pinion gear 31P. The carrier 31C rotatably supports the pinion gear 31P via the pinion shaft and rotates through the revolution of the pinion gear 31P.

トランスアクスルTAの入力軸としてのインプットシャフト35の一端には、エンジンENGのクランクシャフト(つまり、回転軸たる機関軸)21が、不図示のダンパ装置を介して機械的に連結されている。インプットシャフト35の他端は、キャリア31Cに機械的に連結されている。サンギヤ31Sには、モータジェネレータMG1のモータ軸(つまり、回転軸)22が、「噛み合い機構」の一具体例であるスプライン嵌合機構37を介して機械的に連結されている。リングギヤ31Rには、ハイブリッド車両1の駆動軸としてのドライブシャフト36が、減速ギヤ機構32を介して機械的に連結されている。更に、ドライブシャフト36には、モータジェネレータMG2のモータ軸(つまり、回転軸)23が、減速ギヤ機構32を介して機械的に連結されている。モータジェネレータMG2のモータ軸23は、減速ギヤ機構32に、「噛み合い機構」の一具体例であるスプライン嵌合機構38を介して機械的に連結されている。ドライブシャフト36には、不図示のディファレンシャルギヤを介して、左車軸SFL及び右車軸SFRが機械的に連結されている。   A crankshaft (that is, an engine shaft as a rotating shaft) 21 of the engine ENG is mechanically connected to one end of an input shaft 35 as an input shaft of the transaxle TA via a damper device (not shown). The other end of the input shaft 35 is mechanically connected to the carrier 31C. A motor shaft (that is, a rotating shaft) 22 of the motor generator MG1 is mechanically coupled to the sun gear 31S via a spline fitting mechanism 37 that is a specific example of the “meshing mechanism”. A drive shaft 36 as a drive shaft of the hybrid vehicle 1 is mechanically connected to the ring gear 31R via a reduction gear mechanism 32. Further, the motor shaft (that is, the rotating shaft) 23 of the motor generator MG 2 is mechanically connected to the drive shaft 36 via the reduction gear mechanism 32. The motor shaft 23 of the motor generator MG2 is mechanically coupled to the reduction gear mechanism 32 via a spline fitting mechanism 38 which is a specific example of the “meshing mechanism”. A left axle SFL and a right axle SFR are mechanically connected to the drive shaft 36 via a differential gear (not shown).

リングギヤ31Rには、リングギヤ31Rの回転を阻止可能なパーキングロック機構33が連結されている。パーキングロック機構33がリングギヤ31Rの回転を阻止すると、リングギヤ31Rが連結されているドライブシャフト36の回転もまた阻止される。   A parking lock mechanism 33 capable of preventing the rotation of the ring gear 31R is connected to the ring gear 31R. When the parking lock mechanism 33 prevents the ring gear 31R from rotating, the rotation of the drive shaft 36 to which the ring gear 31R is coupled is also blocked.

ハイブリッド駆動装置10は更に、インプットシャフト35の角速度ωを検出するための角速度センサ40を備えている。角速度センサ40が検出した角速度ωは、ECU11に出力される。   The hybrid drive device 10 further includes an angular velocity sensor 40 for detecting the angular velocity ω of the input shaft 35. The angular velocity ω detected by the angular velocity sensor 40 is output to the ECU 11.

このようなハイブリッド駆動装置10においては、トランスアクスルTAに、ギヤ等の歯打ち音等の異音が発生する可能性がある。具体的には、エンジンENGに燃焼異常(例えば、失火等)が発生すると、エンジンENGのトルク変動が相対的に大きくなる。当該トルク変動は、クランクシャフト21の角速度(つまり、回転速度)の変動を引き起こす。クランクシャフト21の角速度の変動は、インプットシャフト35を介してトランスアクスルTAに伝達される。その結果、トランスアクスルTAが備えるギヤ同士が噛み合う部分に、ギヤ同士がぶつかる衝撃に起因した異音が発生する可能性がある。尚、ギヤ同士が噛み合う部分の一例として、サンギヤ31Sとピニオンギヤ31Pとが噛み合う部分や、ピニオンギヤ31Pとリングギヤ31Rとが噛み合う部分や、ピニオンギヤ31Pとキャリア31Cとが噛み合う部分や、リングギヤ31Rと減速ギヤ機構32のギヤとが噛み合う部分や、リングギヤ31Rとパーキングロック機構33のギヤとが噛み合う部分や、スプライン嵌合機構37及び38や、減速ギヤ機構32内で複数のギヤが噛み合う部分等があげられる。本実施形態では、ECU11は、このような異音が発生する可能性があるか否かを判定するための異音検出動作を行う。   In such a hybrid drive device 10, there is a possibility that abnormal noise such as gear rattling noise may occur in the transaxle TA. Specifically, when a combustion abnormality (for example, misfire) occurs in the engine ENG, the torque fluctuation of the engine ENG becomes relatively large. The torque fluctuation causes a fluctuation in the angular speed (that is, the rotational speed) of the crankshaft 21. The fluctuation of the angular velocity of the crankshaft 21 is transmitted to the transaxle TA via the input shaft 35. As a result, there is a possibility that an abnormal noise due to the impact of the gears colliding with each other is generated at a portion where the gears included in the transaxle TA are engaged with each other. As an example of the portion where the gears mesh with each other, the portion where the sun gear 31S and the pinion gear 31P mesh, the portion where the pinion gear 31P and the ring gear 31R mesh, the portion where the pinion gear 31P and the carrier 31C mesh, and the ring gear 31R and the reduction gear mechanism 32, the portion where the ring gear 31R and the parking lock mechanism 33 are engaged, the spline fitting mechanisms 37 and 38, the portion where a plurality of gears are engaged in the reduction gear mechanism 32, and the like. In the present embodiment, the ECU 11 performs an abnormal noise detection operation for determining whether or not there is a possibility that such abnormal noise is generated.

異音検出動作を行うために、ECU11は、角加速度算出部111と、異音検出部112と、制振制御部113とを備える。角加速度算出部111は、角速度センサ40が検出した角速度ωに基づいて、インプットシャフト35の角加速度dωを算出する。異音検出部112は、角加速度算出部111が算出した角加速度dωに基づいて、トランスアクスルTAに異音が発生する可能性があるか否かを判定する。制振制御部113は、トランスアクスルTAに異音が発生する可能性があると異音検出部112が判定した場合に、異音の原因となるエンジンENGのトルク変動を打ち消す制振トルクを出力する制振制御を行うように、モータジェネレータMG1及びMG2の少なくとも一方を制御する。   In order to perform an abnormal noise detection operation, the ECU 11 includes an angular acceleration calculation unit 111, an abnormal noise detection unit 112, and a vibration suppression control unit 113. The angular acceleration calculation unit 111 calculates the angular acceleration dω of the input shaft 35 based on the angular velocity ω detected by the angular velocity sensor 40. The abnormal noise detection unit 112 determines whether or not there is a possibility that abnormal noise is generated in the transaxle TA based on the angular acceleration dω calculated by the angular acceleration calculation unit 111. The vibration suppression control unit 113 outputs a vibration suppression torque that cancels the torque fluctuation of the engine ENG that causes abnormal noise when the abnormal noise detection unit 112 determines that there is a possibility that abnormal noise may occur in the transaxle TA. At least one of motor generators MG1 and MG2 is controlled so as to perform the vibration suppression control.

(3)異音検出動作の流れ
続いて、図3を参照しながら、ECU11が行う異音検出動作の流れについて説明する。図3は、異音検出動作の流れを示すフローチャートである。
(3) Flow of abnormal noise detection operation Next, the flow of the abnormal noise detection operation performed by the ECU 11 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart showing the flow of the abnormal noise detection operation.

図3に示すように、異音検出部112は、角加速度算出部111が算出した角加速度dωの符号が正から負へと又は負から正へと反転したか否かを判定する(ステップS11)。つまり、異音検出部112は、角加速度dωがゼロを跨いで変動したか否か(言い換えれば、角加速度dωがゼロクロスしたか否か)を判定する。尚、例えば、エンジンENGの正回転方向が、角加速度dω(更には、角速度ω)の正の回転方向に設定される。   As illustrated in FIG. 3, the abnormal sound detection unit 112 determines whether or not the sign of the angular acceleration dω calculated by the angular acceleration calculation unit 111 is reversed from positive to negative or from negative to positive (step S11). ). That is, the abnormal sound detection unit 112 determines whether or not the angular acceleration dω has fluctuated over zero (in other words, whether or not the angular acceleration dω has crossed zero). For example, the positive rotation direction of the engine ENG is set to the positive rotation direction of the angular acceleration dω (and also the angular velocity ω).

ステップS11の判定の結果、角加速度dωの符号が反転していないと判定される場合には(ステップS11:No)、異音検出部112は、角加速度dωの符号が反転したか否かを判定する処理を継続する(ステップS11)。   As a result of the determination in step S11, when it is determined that the sign of the angular acceleration dω has not been reversed (step S11: No), the abnormal sound detection unit 112 determines whether or not the sign of the angular acceleration dω has been reversed. The determination process is continued (step S11).

他方で、ステップS11の判定の結果、角加速度dωの符号が反転したと判定される場合には(ステップS11:Yes)、異音検出部112は、タイマーを始動して、角加速度dωの符号が反転してからの経過時間を計測する(ステップS12)。その後、異音検出部112は、タイマーにより計測される経過時間が、所定時間THを超えたか否かを判定する(ステップS13)。   On the other hand, as a result of the determination in step S11, if it is determined that the sign of the angular acceleration dω is inverted (step S11: Yes), the abnormal sound detection unit 112 starts a timer and signs the angular acceleration dω. The elapsed time after the inversion is measured (step S12). Thereafter, the abnormal sound detection unit 112 determines whether or not the elapsed time measured by the timer has exceeded a predetermined time TH (step S13).

所定時間THは、エンジンENGに燃焼異常が発生しておらず且つエンジンENGの回転数が目標回転数となっている状況下で、角加速度dωの符号が反転してから再度反転する(つまり、角加速度dωの符号が正から負に反転した後に負から正に反転する又は負から正に反転した後に正から負に反転する)までに通常要する時間に相当する。従って、所定時間THは、エンジンENGの目標回転数に応じて変動する。具体的には、エンジンENGに燃焼異常が生じていない場合であっても、エンジンENGが燃料の燃焼によるエネルギを回転運動に変換するがゆえに、エンジンENGには、目標回転数に応じた微小なトルク変動が発生する。従って、エンジンENGに燃焼異常が生じていない場合であっても、エンジンENGのトルク変動に起因して、角速度ωは、目標回転数に応じた周期で周期的に変動する。その結果、角加速度dωもまた、目標回転数に応じた周期で周期的に変動する。従って、角加速度dωの符号が反転してから再度反転するまでに通常要する時間は、角加速度dωが変化する周期(つまり、目標回転数に応じて定まる周期)の半分に相当する。   The predetermined time TH is reversed again after the sign of the angular acceleration dω is reversed under the condition that no combustion abnormality has occurred in the engine ENG and the rotational speed of the engine ENG is the target rotational speed (that is, This corresponds to the time normally required until the sign of the angular acceleration dω is reversed from positive to negative and then reversed from negative to positive, or from negative to positive and then reversed from positive to negative. Accordingly, the predetermined time TH varies according to the target rotational speed of the engine ENG. Specifically, even when no combustion abnormality has occurred in the engine ENG, the engine ENG converts the energy generated by the combustion of fuel into rotational motion. Therefore, the engine ENG has a minute amount corresponding to the target rotational speed. Torque fluctuation occurs. Therefore, even when there is no combustion abnormality in engine ENG, angular velocity ω periodically varies at a period corresponding to the target rotational speed due to torque fluctuation of engine ENG. As a result, the angular acceleration dω also varies periodically with a period corresponding to the target rotational speed. Therefore, the time that is normally required from when the sign of the angular acceleration dω is reversed to when it is reversed again corresponds to a half of the cycle in which the angular acceleration dω changes (that is, the cycle determined according to the target rotational speed).

ステップS13の判定の結果、経過時間が所定時間THを超えていないと判定される場合には(ステップS13:No)、異音検出部112は、タイマーにより計測される経過時間が所定時間THを超えたか否かを判定する処理を継続する(ステップS13)。   As a result of the determination in step S13, when it is determined that the elapsed time does not exceed the predetermined time TH (step S13: No), the abnormal sound detection unit 112 sets the elapsed time measured by the timer to the predetermined time TH. The process of determining whether or not it has been exceeded is continued (step S13).

他方で、ステップS13の判定の結果、経過時間が所定時間THを超えたと判定される場合には(ステップS13:Yes)、異音検出部112は、経過時間が所定時間THを超えたと判定された時点での角加速度dωの符号が、タイマーを始動した時点での角加速度dωの符号と同じであるか否かを判定する(ステップS14)。   On the other hand, as a result of the determination in step S13, if it is determined that the elapsed time has exceeded the predetermined time TH (step S13: Yes), the abnormal sound detection unit 112 determines that the elapsed time has exceeded the predetermined time TH. It is determined whether or not the sign of the angular acceleration dω at the time is the same as the sign of the angular acceleration dω when the timer is started (step S14).

ステップS14の判定の結果、角加速度dωの符号が同じままであると判定される場合には(ステップS14:Yes)、異音検出部112は、エンジンENGに燃焼異常が発生していると判定する(ステップS15)。その結果、異音検出部112は、エンジンENGの燃焼異常に起因して、トランスアクスルTAの状態が、異音が発生する可能性がある異常状態にあると判定する(ステップS15)。この場合には、制振制御部113は、異音の原因となるエンジンENGのトルク変動を打ち消す制振トルクを出力する制振制御を行うように、モータジェネレータMG1及びMG2の少なくとも一方を制御する(ステップS16)。   As a result of the determination in step S14, when it is determined that the sign of the angular acceleration dω remains the same (step S14: Yes), the abnormal sound detection unit 112 determines that a combustion abnormality has occurred in the engine ENG. (Step S15). As a result, the abnormal sound detection unit 112 determines that the state of the transaxle TA is in an abnormal state in which abnormal noise may occur due to the combustion abnormality of the engine ENG (step S15). In this case, vibration suppression control unit 113 controls at least one of motor generators MG1 and MG2 so as to perform vibration suppression control that outputs vibration suppression torque that cancels the torque fluctuation of engine ENG that causes abnormal noise. (Step S16).

他方で、ステップS14の判定の結果、角加速度dωの符号が同じでない(つまり、角加速度dωの符号が一端反転してから所定時間TH以内に再度反転した)と判定される場合には(ステップS14:No)、異音検出部112は、エンジンENGが正常に燃焼している(つまり、燃焼異常が発生していない)と判定する(ステップS17)。その結果、異音検出部112は、トランスアクスルTAの状態が、異音が発生しない正常状態にあると判定する(ステップS17)。   On the other hand, as a result of the determination in step S14, when it is determined that the signs of the angular accelerations dω are not the same (that is, the signs of the angular accelerations dω are reversed once within a predetermined time TH after being reversed once) (steps) S14: No), the noise detector 112 determines that the engine ENG is burning normally (that is, no combustion abnormality has occurred) (step S17). As a result, the abnormal sound detection unit 112 determines that the state of the transaxle TA is in a normal state where no abnormal sound is generated (step S17).

このように、本実施形態では、ECU11は、角加速度dωの符号が反転してから所定時間THが経過するまでに角加速度dωの符号が再度反転していない場合に、異音が発生する可能性があると判定する。以下、その理由と技術的効果について、図4及び図5を参照しながら説明する。   As described above, in the present embodiment, the ECU 11 may generate abnormal noise when the sign of the angular acceleration dω is not reversed again until the predetermined time TH elapses after the sign of the angular acceleration dω is reversed. Judge that there is sex. Hereinafter, the reason and technical effect will be described with reference to FIGS.

図4は、エンジンENGに燃焼異常が発生していない場合の角速度ω及び角加速度dωの時間推移の一例を示すタイミングチャートである。図4に示すように、時刻t41において、角加速度dωの符号が正から負に反転し、その後、時刻t42において、角加速度dωの符号が負から正に反転するものとする。ここで、上述したように、所定時間THは、エンジンENGに燃焼異常が発生しておらず且つエンジンENGの回転数が目標回転数となっている状況下で、角加速度dωの符号が反転してから再度反転するまでに要する時間である。従って、時刻t41においてタイマーが始動してから所定時間THが経過した時点での時刻は、時刻t42と一致する。つまり、所定時間THは、時刻t41から時刻t42までの時間に相当する。このため、この場合には、角加速度dωの符号が反転してから所定時間THが経過するまでに角加速度dωの符号が再度反転していると判定される。つまり、角加速度dωの符号が反転してから所定時間THが経過した時刻t42での角加速度dωの符号(正の符号)は、タイマーを始動した時刻t41での角加速度dωの符号(負の符号)に対して反転していると判定される。従って、図4に示す例では、エンジンENGに燃焼異常が発生しておらず、且つ、トランスアクスルTAの状態が正常状態にあると判定される。   FIG. 4 is a timing chart showing an example of the time transition of the angular velocity ω and the angular acceleration dω when no combustion abnormality has occurred in the engine ENG. As shown in FIG. 4, it is assumed that the sign of the angular acceleration dω is inverted from positive to negative at time t41, and then the sign of the angular acceleration dω is inverted from negative to positive at time t42. Here, as described above, the sign of the angular acceleration dω is reversed during the predetermined time TH under the condition that no combustion abnormality has occurred in the engine ENG and the rotational speed of the engine ENG is the target rotational speed. This is the time required to reverse again. Therefore, the time when the predetermined time TH has elapsed since the timer started at time t41 coincides with time t42. That is, the predetermined time TH corresponds to the time from time t41 to time t42. For this reason, in this case, it is determined that the sign of the angular acceleration dω is reversed again until the predetermined time TH elapses after the sign of the angular acceleration dω is reversed. That is, the sign (positive sign) of the angular acceleration dω at time t42 when the predetermined time TH has elapsed since the sign of the angular acceleration dω is reversed is the sign (negative sign) of the angular acceleration dω at time t41 when the timer is started. It is determined that the sign is inverted. Therefore, in the example shown in FIG. 4, it is determined that no combustion abnormality has occurred in engine ENG and that the state of transaxle TA is in a normal state.

一方で、図5は、エンジンENGに燃焼異常が発生した場合の角速度ω及び角加速度dωの時間推移を実線で示すタイミングチャートである。尚、参考までに、図5では、エンジンENGに燃焼異常が発生していない場合の角速度ω及び角加速度dωの時間推移も、点線で示されている。図5に示すように、時刻t51において、角加速度dωの符号が正から負に反転し、その後、角加速度dωの符号が負から正に反転する前の時刻t52に、エンジンENGに燃焼異常が発生するものとする。この場合、図5に示すように、燃焼異常に起因して、角速度ωの変動幅(図5に示す例では、極小値P54と極大値P55との差分)が大きくなる。その結果、エンジンENGに燃焼異常が発生している場合には、エンジンENGに燃焼異常が発生していない場合と比較して、角速度ωの周波数が変動する(具体的には、減少する)。このため、エンジンENGに燃焼異常が発生している場合には、エンジンENGに燃焼異常が発生していない場合と比較して、角加速度dωの周波数もまた変動する(具体的には、減少する)。つまり、角加速度dωが相対的に緩やかに変化することになる。その結果、時刻t51においてタイマーが始動してから所定時間THが経過した時刻t53の時点では、角加速度dωの符号が負のままである。このため、図5に示す例では、エンジンENGに燃焼異常が発生しており、且つ、トランスアクスルTAの状態が異常状態にあると判定される。   On the other hand, FIG. 5 is a timing chart showing the time transitions of the angular velocity ω and the angular acceleration dω when a combustion abnormality occurs in the engine ENG by solid lines. For reference, in FIG. 5, the time transitions of the angular velocity ω and the angular acceleration dω when no combustion abnormality has occurred in the engine ENG are also indicated by dotted lines. As shown in FIG. 5, at the time t51, the sign of the angular acceleration dω is reversed from positive to negative, and thereafter, at time t52 before the sign of the angular acceleration dω is reversed from negative to positive, a combustion abnormality occurs in the engine ENG. Shall occur. In this case, as shown in FIG. 5, due to combustion abnormality, the fluctuation width of the angular velocity ω (in the example shown in FIG. 5, the difference between the minimum value P54 and the maximum value P55) increases. As a result, when the combustion abnormality occurs in the engine ENG, the frequency of the angular velocity ω varies (specifically, decreases) as compared with the case where the combustion abnormality does not occur in the engine ENG. For this reason, when the combustion abnormality has occurred in the engine ENG, the frequency of the angular acceleration dω also varies (specifically, decreases) compared to the case where the combustion abnormality has not occurred in the engine ENG. ). That is, the angular acceleration dω changes relatively slowly. As a result, the sign of the angular acceleration dω remains negative at the time t53 when the predetermined time TH has elapsed since the timer started at the time t51. Therefore, in the example shown in FIG. 5, it is determined that a combustion abnormality has occurred in the engine ENG and that the state of the transaxle TA is in an abnormal state.

尚、エンジンENGに燃焼異常が発生している場合にはエンジンENGに燃焼異常が発生していない場合と比較して角速度ωの変動幅が大きくなることを考慮すれば、当該変動幅に基づいてトランスアクスルTAの状態が異常状態にあるか否かを判定可能である。しかしながら、変動幅に基づいてトランスアクスルTAの状態が異常状態にあるか否かを判定する第1比較例の異音検出動作は、エンジンENGに燃焼異常が発生してから角速度ωが極小になり且つ極大になった後でなければ、トランスアクスルTAの状態が異常状態にあるか否かを判定することができない。図5に示す例で言えば、第1比較例の異音検出動作は、時刻t52においてエンジンENGに燃焼異常が発生した後、時刻t54において角速度ωが極小値P54をとり且つ時刻t55において角速度ωが極大値P55をとった後でなければ、トランスアクスルTAの状態が異常状態にあるか否かを判定することができない。一方で、本実施形態の異音検出動作によれば、時刻t53の時点で、トランスアクスルTAの状態が異常状態であるか否かを判定可能である。従って、本実施形態の異音検出動作によれば、トランスアクスルTAの状態が異常状態であるか否かを迅速に(言い換えれば、早期に)判定可能である。   Note that when the combustion abnormality occurs in the engine ENG, the fluctuation range of the angular velocity ω becomes larger than the case where the combustion abnormality does not occur in the engine ENG. It can be determined whether or not the state of the transaxle TA is in an abnormal state. However, the abnormal noise detection operation of the first comparative example for determining whether or not the state of the transaxle TA is in an abnormal state based on the fluctuation range is such that the angular velocity ω becomes minimum after the combustion abnormality occurs in the engine ENG. Further, it is not possible to determine whether or not the state of the transaxle TA is in an abnormal state unless it is maximized. In the example shown in FIG. 5, the abnormal noise detection operation of the first comparative example is performed after the combustion abnormality occurs in the engine ENG at time t52, the angular velocity ω takes the minimum value P54 at time t54, and the angular velocity ω at time t55. It is not after taking the maximum value P55, it is not possible to determine whether or not the state of the transaxle TA is in an abnormal state. On the other hand, according to the abnormal sound detection operation of the present embodiment, it is possible to determine whether or not the state of the transaxle TA is an abnormal state at the time t53. Therefore, according to the abnormal sound detection operation of the present embodiment, it is possible to quickly determine whether the state of the transaxle TA is an abnormal state (in other words, early).

加えて、本実施形態では、インプットシャフト35の角加速度dωに基づいて、トランスアクスルTAの状態が異常状態であるか否かが判定される。ここで、インプットシャフト35は、エンジンENGのクランクシャフト21に直結されている(言い換えれば、クランクシャフト21相対的に近い位置でクランクシャフト21に連結されている)。このため、インプットシャフト35の角加速度dωは、クランクシャフト21の角加速度と実質的に等価である。つまり、インプットシャフト35の角加速度dωに基づく異音検出動作は、クランクシャフト21の角加速度に基づく異音検出動作と実質的に等価である。つまり、角加速度算出部111は、クランクシャフト21の角加速度を実質的に算出しており、異音検出部112は、クランクシャフト21の角加速度に基づいてトランスアクスルTAの状態が異常状態であるか否かを判定しているとも言える。エンジンENGの燃焼異常の影響がクランクシャフト21に最もよく且つ最も早く現れることを考慮すれば、本実施形態の異音検出動作は、異音の原因となるエンジンENGの燃焼異常(更には、燃焼異常に起因した異音)を高精度に且つ迅速に検出可能である。   In addition, in the present embodiment, it is determined based on the angular acceleration dω of the input shaft 35 whether or not the state of the transaxle TA is an abnormal state. Here, the input shaft 35 is directly connected to the crankshaft 21 of the engine ENG (in other words, connected to the crankshaft 21 at a position relatively close to the crankshaft 21). For this reason, the angular acceleration dω of the input shaft 35 is substantially equivalent to the angular acceleration of the crankshaft 21. That is, the noise detection operation based on the angular acceleration dω of the input shaft 35 is substantially equivalent to the noise detection operation based on the angular acceleration of the crankshaft 21. That is, the angular acceleration calculation unit 111 substantially calculates the angular acceleration of the crankshaft 21, and the abnormal sound detection unit 112 has an abnormal state of the transaxle TA based on the angular acceleration of the crankshaft 21. It can also be said that it is determined whether or not. Considering that the influence of the combustion abnormality of the engine ENG appears best and fastest on the crankshaft 21, the abnormal noise detection operation of the present embodiment performs the abnormal combustion of the engine ENG that causes the abnormal noise (further, the combustion An abnormal noise due to an abnormality) can be detected with high accuracy and speed.

尚、エンジンENGのクランクシャフト21がトランスアクスルTAを介してモータジェネレータMG1のモータ軸22及びモータジェネレータMG2のモータ軸23に連結されていることを考慮すれば、モータ軸21又は22の角加速度に基づいてトランスアクスルTAの状態が異常状態にあるか否かを判定可能である。モータ軸21及び22の夫々とクランクシャフト21との間に介在する介在物(つまり、ギヤ等の噛み合い機構)の数は、インプットシャフト35とクランクシャフト21との間に介在する介在物の数よりも多くなる。このため、介在物の数が相対的に多いことに起因して、モータ軸21及び22の夫々の角加速度は、クランクシャフト21の角加速度に対する誤差(例えば、ばらつき誤差や、応答遅れ誤差等)が相対的に大きくなると想定される。従って、モータ軸21又は22の角加速度に基づいてトランスアクスルTAの状態が異常状態にあるか否かを判定する第2比較例の異音検出動作によれば、場合によっては、異音の原因となるエンジンENGの燃焼異常(更には、燃焼異常に起因した異音)の検出精度が悪化したり、迅速な検出ができなくなったりする可能性がある。一方で、本実施形態の異音検出動作によれば、上述したように、異音の原因となるエンジンENGの燃焼異常(更には、燃焼異常に起因した異音)を高精度に且つ迅速に検出可能である。但し、モータ軸21及び22の夫々の角加速度がクランクシャフト21の角加速度と相関を有しているがゆえに、モータ軸21及び22の夫々の角加速度は、実質的にはクランクシャフト21の角加速度を示しているとも言える。従って、モータ軸21又は22の角加速度に基づいてトランスアクスルTAの状態が異常状態にあるか否かを判定すること自体は可能である。   Considering that the crankshaft 21 of the engine ENG is connected to the motor shaft 22 of the motor generator MG1 and the motor shaft 23 of the motor generator MG2 via the transaxle TA, the angular acceleration of the motor shaft 21 or 22 Based on this, it can be determined whether or not the transaxle TA is in an abnormal state. The number of inclusions (that is, meshing mechanisms such as gears) interposed between the motor shafts 21 and 22 and the crankshaft 21 is larger than the number of inclusions interposed between the input shaft 35 and the crankshaft 21. Become. For this reason, due to the relatively large number of inclusions, the angular acceleration of each of the motor shafts 21 and 22 is relatively different from the angular acceleration of the crankshaft 21 (for example, variation error, response delay error, etc.). Is expected to increase. Therefore, according to the abnormal noise detection operation of the second comparative example that determines whether or not the state of the transaxle TA is in an abnormal state based on the angular acceleration of the motor shaft 21 or 22, depending on the case, the cause of the abnormal noise may occur. There is a possibility that the detection accuracy of the abnormal combustion of the engine ENG (and abnormal noise caused by the abnormal combustion) is deteriorated or that rapid detection cannot be performed. On the other hand, according to the abnormal noise detection operation of the present embodiment, as described above, combustion abnormality of the engine ENG that causes abnormal noise (and abnormal noise caused by the combustion abnormality) can be detected with high accuracy and speed. It can be detected. However, since the angular acceleration of each of the motor shafts 21 and 22 is correlated with the angular acceleration of the crankshaft 21, the angular acceleration of each of the motor shafts 21 and 22 is substantially equal to that of the crankshaft 21. It can be said that it shows acceleration. Accordingly, it is possible to determine whether or not the state of the transaxle TA is in an abnormal state based on the angular acceleration of the motor shaft 21 or 22 itself.

尚、ハイブリッド駆動装置10は、インプットシャフト35の角速度ωを検出する角速度センサ40に代えて、クランクシャフト21の角速度を検出する角速度センサ(例えば、いわゆるクランク角センサ)を備えていてもよい。この場合、角加速度算出部111は、クランクシャフト21の角加速度を算出し、異音検出部112は、クランクシャフト21の角加速度に基づいてトランスアクスルTAの状態が異常状態であるか否かを判定する。或いは、ハイブリッド駆動装置10は、インプットシャフト35の角速度ωを検出する角速度センサ40に代えて、クランクシャフト21の回転と相関を有する任意の回転軸を検出する角速度センサを備えていてもよい。クランクシャフト21の回転と相関を有する任意の回転軸の一例として、モータジェネレータMG1のモータ軸22や、モータジェネレータMG2のモータ軸23があげられる。この場合、ハイブリッド駆動装置10は、角速度センサとして、いわゆるレゾルバを備えていてもよい。但し、トランスアクスルTAの状態が異常状態であるか否かを相対的に高精度に且つ迅速に判定すると言う観点から言えば、クランクシャフト21にできるだけ近い(つまり、間に存在する介在物ができるだけ少ない)回転軸の角速度が検出されることが好ましい。   Note that the hybrid drive device 10 may include an angular velocity sensor (for example, a so-called crank angle sensor) that detects the angular velocity of the crankshaft 21 instead of the angular velocity sensor 40 that detects the angular velocity ω of the input shaft 35. In this case, the angular acceleration calculation unit 111 calculates the angular acceleration of the crankshaft 21, and the abnormal sound detection unit 112 determines whether the transaxle TA is in an abnormal state based on the angular acceleration of the crankshaft 21. judge. Alternatively, the hybrid drive apparatus 10 may include an angular velocity sensor that detects an arbitrary rotation axis that has a correlation with the rotation of the crankshaft 21 instead of the angular velocity sensor 40 that detects the angular velocity ω of the input shaft 35. As an example of an arbitrary rotating shaft having a correlation with the rotation of the crankshaft 21, a motor shaft 22 of the motor generator MG1 and a motor shaft 23 of the motor generator MG2 can be cited. In this case, the hybrid drive device 10 may include a so-called resolver as an angular velocity sensor. However, from the viewpoint of determining whether or not the state of the transaxle TA is an abnormal state relatively quickly with a relatively high accuracy, it is as close as possible to the crankshaft 21 (that is, there are as many inclusions as possible). It is preferred that the angular velocity of the (low) rotation axis be detected.

また、上述の説明では、2つのモータジェネレータMG1及びMG2を備えるハイブリッド車両1について説明している。しかしながら、1つの又は3つ以上のモータジェネレータを備えるハイブリッド車両においても、上述した異音検出動作が行なわれてもよい。或いは、モータジェネレータを備えていない車両においても、上述した異音検出動作が行なわれてもよい。但し、モータジェネレータを備えていない車両においては、制振制御が実行できない。このため、制振制御を行うための電動機が別途用意されてもよい。   In the above description, hybrid vehicle 1 including two motor generators MG1 and MG2 is described. However, the above-described abnormal noise detection operation may also be performed in a hybrid vehicle including one or three or more motor generators. Or the abnormal noise detection operation | movement mentioned above may be performed also in the vehicle which is not provided with the motor generator. However, vibration suppression control cannot be executed in a vehicle that does not include a motor generator. For this reason, the electric motor for performing damping control may be prepared separately.

尚、本発明は、請求の範囲及び明細書全体から読み取るこのできる発明の要旨又は思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う異音検出装置もまた本発明の技術思想に含まれる。   It should be noted that the present invention can be appropriately changed without departing from the gist or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and the abnormal sound detection apparatus accompanying such a change is also a technical concept of the present invention. include.

1 ハイブリッド車両
10 ハイブリッド駆動装置
TA トランスアクスル
ENG エンジン
MG1 モータジェネレータ
MG2 モータジェネレータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hybrid vehicle 10 Hybrid drive device TA transaxle ENG Engine MG1 Motor generator MG2 Motor generator

Claims (1)

内燃機関の回転軸を、噛み合い機構を介して車輪に機械的に連結する動力伝達機構に発生する異音を検出する異音検出装置であって、
前記内燃機関の回転軸又は前記内燃機関の回転軸が連結される前記動力伝達機構の入力軸の角加速度を取得する取得手段と、
(i)一旦ゼロクロスした前記角加速度が、所定時間以内に再度ゼロクロスする場合には、前記動力伝達機構の状態が、異音が発生しない正常状態であると判定し、(ii)一旦ゼロクロスした前記角加速度が、前記所定時間以内に再度ゼロクロスしない場合には、前記動力伝達機構の状態が、前記異音が発生する可能性がある異常状態であると判定する判定手段と
を備えることを特徴とする車両制御装置。
An abnormal noise detection device for detecting an abnormal noise generated in a power transmission mechanism that mechanically connects a rotating shaft of an internal combustion engine to a wheel via a meshing mechanism,
An obtaining means for obtaining an angular acceleration of a rotation shaft of the internal combustion engine or an input shaft of the power transmission mechanism to which the rotation shaft of the internal combustion engine is coupled;
(I) If the angular acceleration once zero-crossed is zero-crossed again within a predetermined time, it is determined that the state of the power transmission mechanism is a normal state where no abnormal noise occurs, and (ii) the zero-crossing once And determining means for determining that the state of the power transmission mechanism is an abnormal state in which the abnormal noise may occur when the angular acceleration does not zero-cross again within the predetermined time. Vehicle control device.
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