JP2024033836A - Combustion torque calculation device - Google Patents
Combustion torque calculation device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2024033836A JP2024033836A JP2022137703A JP2022137703A JP2024033836A JP 2024033836 A JP2024033836 A JP 2024033836A JP 2022137703 A JP2022137703 A JP 2022137703A JP 2022137703 A JP2022137703 A JP 2022137703A JP 2024033836 A JP2024033836 A JP 2024033836A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- torque
- rotor
- crankshaft
- motor
- angular position
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 75
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 55
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 54
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 16
- 230000008685 targeting Effects 0.000 claims 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 15
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 4
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
Landscapes
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
Abstract
Description
この発明は、燃焼トルクの算出装置に関する。 The present invention relates to a combustion torque calculation device.
特許文献1に開示されている車両は、内燃機関、ダンパ、及びモータジェネレータを有する。ダンパは、内燃機関からモータジェネレータへと至るトルクの伝達経路上に位置している。こうした構成では、内燃機関のトルクが変動すると、ダンパで捩じれ振動が発生する。そしてそれに伴い、捩じれ振動に起因したトルクがモータジェネレータに入力される。このとき、内燃機関には、モータジェネレータにトルクを入力することに伴う反力が入力される。 The vehicle disclosed in Patent Document 1 includes an internal combustion engine, a damper, and a motor generator. The damper is located on a torque transmission path from the internal combustion engine to the motor generator. In such a configuration, when the torque of the internal combustion engine fluctuates, torsional vibration occurs in the damper. Accordingly, torque caused by torsional vibration is input to the motor generator. At this time, a reaction force caused by inputting torque to the motor generator is input to the internal combustion engine.
上記車両の制御装置は、内燃機関の回転変動の推移に基づいて、内燃機関の失火判定を行う。その際、制御装置は、内燃機関の回転変動に含まれる上記反力の影響を考慮する。具体的には、制御装置は、内燃機関の回転変動に含まれる反力成分を、ダンパのねじれ角とダンパのばね定数との積に基づいて算出する。そして、制御装置は、この反力成分による影響を排除した上で、失火判定を行う。 The vehicle control device determines a misfire in the internal combustion engine based on changes in rotational fluctuations of the internal combustion engine. At this time, the control device considers the influence of the reaction force included in the rotational fluctuation of the internal combustion engine. Specifically, the control device calculates the reaction force component included in the rotational fluctuation of the internal combustion engine based on the product of the torsion angle of the damper and the spring constant of the damper. Then, the control device makes a misfire determination after eliminating the influence of this reaction force component.
特許文献1のように反力成分を算出する上でのダンパのばね定数として、諸元から定まる規定値を設定することがある。車両に搭載されるダンパのばね定数の実値は、ダンパの公差の範囲内でばらつく。また、時間が経過すると、ダンパの特性が徐々に変わり、ばね定数が変化する。こうした理由があることから、特許文献1の手法では、ダンパのばね定数ひいては反力成分にばらつきが生じ、反力成分を正確に算出できないおそれがある。この結果、混合気の燃焼に伴う内燃機関の本来のトルクである燃焼トルクを正確に算出できないおそれがある。 As in Patent Document 1, a predetermined value determined from specifications may be set as the spring constant of the damper for calculating the reaction force component. The actual value of the spring constant of a damper mounted on a vehicle varies within the range of the damper's tolerance. Moreover, as time passes, the characteristics of the damper gradually change and the spring constant changes. For these reasons, in the method of Patent Document 1, variations occur in the spring constant of the damper and thus in the reaction force component, and there is a possibility that the reaction force component cannot be calculated accurately. As a result, there is a possibility that the combustion torque, which is the original torque of the internal combustion engine accompanying combustion of the air-fuel mixture, cannot be accurately calculated.
上記課題を解決するための燃焼トルクの算出装置は、クランク軸を有する内燃機関と、前記内燃機関から駆動輪へと至るトルクの伝達経路上に位置しているとともに回転子を有するモータジェネレータと、前記クランク軸及び前記回転子の間でトルクを伝達可能な第1捩じり要素と、前記トルクの伝達経路上において前記回転子及び前記駆動輪の間に位置している後段軸と、前記回転子及び前記後段軸の間でトルクを伝達可能な第2捩じり要素と、前記クランク軸の角度位置を検出する第1センサと、前記回転子の角度位置を検出する第2センサと、前記後段軸の角度位置を検出する第3センサと、を有する車両を対象に、単位時間当たりの角度位置の変化量を回転速度としたとき、前記クランク軸の回転速度を時間微分した値に基づいて、前記クランク軸の慣性トルクを算出する第1処理と、前記回転子の回転速度を時間微分した値に基づいて、前記回転子の慣性トルクを算出する第2処理と、前記回転子の角度位置及び前記後段軸の角度位置の差と、前記第2捩じり要素のばね定数とを乗算することで、前記第2捩じり要素が前記後段軸に付与する後段捩じりトルクを算出する第3処理と、前記回転子の慣性トルクと前記後段捩じりトルクとに基づいて、前記第1捩じり要素が前記回転子に付与するモータ捩じりトルクを算出する第4処理と、前記クランク軸の慣性トルクと前記モータ捩じりトルクとを加算して前記クランク軸の燃焼トルクを算出する第5処理と、を実行する。 A combustion torque calculation device for solving the above problem includes an internal combustion engine having a crankshaft, a motor generator located on a torque transmission path from the internal combustion engine to a drive wheel, and having a rotor. a first torsion element capable of transmitting torque between the crankshaft and the rotor; a rear shaft located between the rotor and the drive wheel on the torque transmission path; a second torsional element capable of transmitting torque between the child and the rear shaft; a first sensor for detecting the angular position of the crankshaft; a second sensor for detecting the angular position of the rotor; and a third sensor that detects the angular position of the rear-stage shaft, based on the time-differentiated value of the rotational speed of the crankshaft, where the amount of change in the angular position per unit time is the rotational speed. , a first process of calculating the inertia torque of the crankshaft, a second process of calculating the inertia torque of the rotor based on a time-differentiated value of the rotational speed of the rotor, and an angular position of the rotor. and calculating the rear torsional torque that the second torsion element imparts to the rear shaft by multiplying the difference in the angular position of the rear shaft by the spring constant of the second torsion element. a third process, and a fourth process of calculating a motor torsion torque that the first torsion element applies to the rotor based on the inertia torque of the rotor and the rear torsion torque; A fifth process of calculating combustion torque of the crankshaft by adding the inertia torque of the crankshaft and the motor torsional torque is executed.
上記車両において、クランク軸には、モータ捩じりトルクと略同じ分の反力が作用する。そのため、クランク軸の慣性トルクは、この反力の分だけ、本来の内燃機関のトルクとは異なる値になっている。したがって、クランク軸の慣性トルクにモータ捩じれトルクを加算して得られる燃焼トルクは、ダンパからの反力がクランク軸に作用していないのと略同じ状態でのクランク軸のトルクといえる。こうしたトルクを得る上で、上記構成では、モータ捩じりトルクを次のように算出している。すなわち、モータ捩じりトルクを、回転子の慣性トルクと後段捩じりトルクという2つの成分に基づいて算出する。この場合、モータ捩じりトルク全体の中に占める後段捩じりトルクの寄与は小さくなる。したがって、第2捩じり要素のばね定数の製品公差や経年変化の違いに起因して後段捩じりトルクに違いがでたとしても、トータルとしてのモータ捩じりトルクの値はさほど変わらない。こうしたモータ捩じりトルクを利用することで、クランク軸の燃焼トルクを正確に算出できる。 In the above vehicle, a reaction force approximately equal to the motor torsional torque acts on the crankshaft. Therefore, the inertia torque of the crankshaft has a value different from the original torque of the internal combustion engine by the amount of this reaction force. Therefore, the combustion torque obtained by adding the motor torsional torque to the inertia torque of the crankshaft can be said to be the torque of the crankshaft in substantially the same state as when no reaction force from the damper is acting on the crankshaft. In order to obtain such torque, in the above configuration, the motor torsional torque is calculated as follows. That is, the motor torsional torque is calculated based on two components: the inertia torque of the rotor and the rear stage torsional torque. In this case, the contribution of the latter stage torsional torque to the total motor torsional torque becomes small. Therefore, even if there is a difference in the subsequent torsional torque due to differences in the product tolerance or aging of the spring constant of the second torsional element, the total value of the motor torsional torque will not change much. . By using such motor torsional torque, the combustion torque of the crankshaft can be calculated accurately.
以下、燃焼トルクの算出装置の一実施形態を、図面を参照して説明する。図1に示すように、ハイブリッド車両(以下、単に車両と記す。)10は、内燃機関20を有する。内燃機関20は、車両10の駆動源である。内燃機関20の機関本体20Aには、複数の気筒22が区画されている。気筒22の数は、例えば4つである。各気筒22には、吸気通路23を通じて、スロットルバルブ24の開度に応じた量の吸入空気が導入される。また、各気筒22には、気筒22毎の燃料噴射弁25から燃料が供給される。そして、各気筒22では、気筒22毎の点火プラグ26によって、燃料と吸入空気との混合気に点火が行われる。図示は省略するが、各気筒22は、ピストンを収容している。混合気の燃焼に応じてピストンは気筒22内を往復動する。ピストンの動作に応じて、内燃機関20の出力軸であるクランク軸21は回転する。なお、各気筒22の排気は、排気通路27を介して外部に排出される。
Hereinafter, one embodiment of a combustion torque calculation device will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, a hybrid vehicle (hereinafter simply referred to as a vehicle) 10 includes an
クランク軸21は、フロントダンパ67を介して従動軸68に接続している。フロントダンパ67は、第1捩じり要素である。フロントダンパ67は、クランク軸21から従動軸68へ、又はその逆へトルクを伝達可能である。詳細には、フロントダンパ67は、クランク軸21と従動軸68との一方のトルク変動を減衰させて他方へ伝達する。従動軸68は、クランク軸21の回転に従ってクランク軸21と一体回転する。
The
従動軸68は、駆動クラッチ30を介してモータジェネレータ40の出力軸であるモータ回転軸41に接続している。駆動クラッチ30は、図示しない油圧機構からの油圧に応じて断接状態が切り替わる。駆動クラッチ30は、接続状態では、従動軸68とモータ回転軸41とを接続する。駆動クラッチ30は、切断状態では、従動軸68とモータ回転軸41とを切り離す。
The driven
モータジェネレータ40は、車両10の駆動源である。モータジェネレータ40の上記モータ回転軸41は、モータジェネレータ40の回転子であるロータ(以下、MGロータと記す。)42と一体回転する。MGロータ42は、モータジェネレータ40の固定子であるステータ43に対して回転可能である。モータジェネレータ40は、インバータ47を介してバッテリ48と電気的に接続している。バッテリ48は、モータジェネレータ40との間で電力を授受する。インバータ47は直流交流の変換を行う。
モータ回転軸41は、流体継手であるトルクコンバータ80を介して自動変速機55の入力軸(以下、変速機入力軸と記す。)51に接続している。変速機入力軸51は、後段軸である。トルクコンバータ80のポンプインペラ81は、モータ回転軸41と一体回転する。トルクコンバータ80のタービンライナ82は、変速機入力軸51と一体回転する。トルクコンバータ80は、ロックアップクラッチ85付きである。ロックアップクラッチ85は、図示しない油圧機構からの油圧に応じて断接状態が切り替わる。ロックアップクラッチ85は、接続状態では、モータ回転軸41と変速機入力軸51とを接続する。ロックアップクラッチ85は、切断状態では、モータ回転軸41と変速機入力軸51とを切り離す。また、トルクコンバータ80は、ロックアップクラッチ85の接続状態においてモータ回転軸41と変速機入力軸51との間に介在するロックアップダンパ88を備えている。ロックアップダンパ88は、モータ回転軸41から変速機入力軸51へ、又はその逆へトルクを伝達可能である。詳細には、ロックアップダンパ88は、ロックアップクラッチ85の接続状態においてモータ回転軸41と変速機入力軸51との一方のトルク変動を減衰させて他方へ伝達する。ロックアップダンパ88は、第2捩じり要素である。
The
自動変速機55は、ギアの切り替えにより変速比が多段階に切り替わる有段式の変速機である。自動変速機55の出力軸52は、ディファレンシャル60を介して左右のドライブシャフト59に接続している。ドライブシャフト59は、駆動輪70に接続している。
The
以上のとおり、内燃機関20から駆動輪70に至るトルクの伝達経路上にモータジェネレータ40は位置している。そして、クランク軸21とMGロータ42との間にフロントダンパ67が位置している。また、MGロータ42と駆動輪70との間に変速機入力軸51が位置している。そして、この変速機入力軸51とMGロータ42との間にロックアップダンパ88が位置している。
As described above,
車両10には、各種のセンサが取り付けられている。例えば、車両10には、第1センサ91、第2センサ92、及び第3センサ93が取り付けられている。第1センサ91は、クランク軸21の角度位置Ncrを検出する。第2センサ92は、MGロータ42の角度位置Nmgを検出する。第3センサ93は、変速機入力軸51の角度位置Natを検出する。上記の各センサは、同一の基準位置をゼロ度としてゼロ度から360度の範囲で各部品の角度位置を検出する。基準位置は、例えば、各センサが車両10に取り付けられた状態において、検出対象となる部品の中心軸線を中心とした仮想円において12時の位置である。例えば各部品の中心軸線が水平に配置されている場合であれば、上記定義の基準位置は、各部品の中心軸線から視て真上の位置である。
Various sensors are attached to the
車両10には、モータジェネレータ40に流れる電流値Aを検出する電流センサ94が取り付けられている。また、車両10には、当該車両10におけるアクセルペダルの操作量であるアクセル操作量を検出するアクセルセンサ、車両10の走行速度を検出する車速センサなども取り付けられている。以上の各種センサは、自身が検出した情報に応じた信号を後述の制御装置1に繰り返し送信する。
A
車両10は、制御装置1を有する。制御装置1は、中央処理装置であるCPU2や、制御用のプログラムやデータを記憶したメモリ3などを備えている。そして、制御装置1は、メモリ3が記憶しているプログラムをCPU2が実行することにより各種の処理を実行する。なお、制御装置1は、時間計測機能を有する。
制御装置1は、上記の各種センサからの検出信号を繰り返し受信する。例えば、制御装置1は、第1センサ91が検出するクランク軸21の角度位置Ncrを繰り返し受信する。制御装置1は、このクランク軸21の角度位置Ncrの推移に基づいてクランク軸21の回転状態を把握できる。クランク軸21の回転状態とは、例えばクランク軸21が回転中であるか否かといったものである。制御装置1は、クランク軸21と同様、第2センサ92や第3センサ93の検出信号に基づいてMGロータ42などの回転状態も把握できる。
The control device 1 repeatedly receives detection signals from the various sensors described above. For example, the control device 1 repeatedly receives the angular position Ncr of the
制御装置1は、車両10の各種部位を制御対象とする。例えば、制御装置1は、内燃機関20を制御対象とする。制御装置1は、内燃機関20を制御するにあたっては、スロットルバルブ24、燃料噴射弁25、及び点火プラグ26などの操作対象機器を操作する。制御装置1は、燃料噴射弁25からの燃料噴射と点火プラグ26による点火とによって各気筒22で順に混合気を燃焼させる。また、制御装置1は、インバータ47の操作を通じてモータジェネレータ40を制御したり、油圧機構の操作を通じて駆動クラッチ30やロックアップクラッチ85の断接状態を切り替えたりもする。
The control device 1 controls various parts of the
制御装置1は、車両10の走行状況に応じて車両10の走行モードをハイブリッドモード又は電動モードに切り替える。制御装置1は、電動モードでは、内燃機関20の駆動を停止する一方でモータジェネレータ40を駆動し、且つ駆動クラッチ30を切断状態にする。一方、制御装置1は、ハイブリッドモードでは、内燃機関20とモータジェネレータ40との双方を駆動し、且つ駆動クラッチ30を接続状態にする。なお、制御装置1は、ハイブリッドモードでは、ロックアップクラッチ85を接続状態にする。制御装置1は、例えば、アクセル操作量が比較的小さい場合には電動モードを選択し、アクセル操作量が比較的大きい場合にはハイブリッドモードを選択する。制御装置1は、ハイブリッドモードと電動モードとを切り替えるアクセル操作量の閾値を予め記憶している。
The control device 1 switches the driving mode of the
制御装置1は、クランク軸21の燃焼トルクTYの算出装置としても機能する。ここで、車両10の走行モードがハイブリッドモードである場合、クランク軸21のトルクは、フロントダンパ67を介してモータ回転軸41に入力される。このとき、クランク軸21のトルクが変動すると、フロントダンパ67で捻れ振動が発生し、当該捻れ振動に起因したトルクがモータ回転軸41、ひいてはMGロータ42に入力され得る。その際、クランク軸21には、フロントダンパ67からの反力が作用する。燃焼トルクTYは、このフロントダンパ67からの反力を理論上排除したクランク軸21のトルクである。すなわち、燃焼トルクTYは、混合気の燃焼に伴うクランク軸21の本来のトルクである。
The control device 1 also functions as a calculation device for the combustion torque TY of the
制御装置1は、燃焼トルクTYを算出するための算出処理を実行可能である。制御装置1は、クランク軸21が回転を継続している間、算出処理を繰り返す。制御装置1が算出処理を行うのは、実質的に、内燃機関20を駆動しているとき、すなわち車両10の走行モードとしてハイブリッドモードを選択しているときである。制御装置1は、例えば、クランク軸21が規定角度回転する度に1度、算出処理を実行する。規定角度は、例えば30度である。制御装置1は、第1センサ91が検出するクランク軸21の角度位置Ncrの推移に基づいて、算出処理の開始タイミングを判断する。
The control device 1 is capable of executing calculation processing for calculating the combustion torque TY. The control device 1 repeats the calculation process while the
図2に示すように、制御装置1は、1度の算出処理では、第1処理M1、第2処理M2、第3処理M3、第4処理M4、及び第5処理M5の5つの処理を行う。制御装置1は、これらの5つの処理を通じて1つの燃焼トルクTYを算出する。 As shown in FIG. 2, in one calculation process, the control device 1 performs five processes: a first process M1, a second process M2, a third process M3, a fourth process M4, and a fifth process M5. . The control device 1 calculates one combustion torque TY through these five processes.
制御装置1は、第1処理M1では、クランク軸21の慣性トルクであるクランク慣性トルクTeiを算出する。具体的には、先ず制御装置1は、クランク軸21の回転速度であるクランク回転速度ωeを算出する。クランク回転速度ωeは、クランク軸21における単位時間当たりの角度位置Ncrの変化量である。制御装置1は、第1センサ91が検出するクランク軸21の角度位置Ncrの推移に基づいてクランク回転速度ωeを算出する。例えば、制御装置1は、次のようにしてクランク回転速度ωeを算出する。先ず制御装置1は、算出処理の第1処理M1を前回実行してから、算出処理の第1処理M1を今回実行するまでの時間の長さを回転期間Pとして参照する。回転期間Pは、実質的に、クランク軸21の角度位置Ncrが規定角度変化するのに要する時間の長さに相当する。制御装置1は、この回転期間Pで規定角度を除算した値をクランク回転速度ωeとして算出する。制御装置1は、クランク回転速度ωeを算出すると、当該クランク回転速度ωeを次の(式1)に適用することによってクランク慣性トルクTeiを算出する。すなわち、制御装置1は、クランク回転速度ωeの時間微分と、クランク軸21の慣性モーメントIeとの積を、クランク慣性トルクTeiとして算出する。クランク軸21の慣性モーメントIeは、クランク軸21等の質量に応じた値である。制御装置1は、クランク軸21の慣性モーメントIeを予め記憶している。クランク軸21の慣性モーメントIeは、例えば実験又はシミュレーションで予め算出されている。
(式1)Tei=Ie・(dωe/dt)
以上のとおり、制御装置1は、第1処理M1では、クランク回転速度ωeを時間微分した値に基づいてクランク慣性トルクTeiを算出する。
In the first process M1, the control device 1 calculates the crank inertia torque Tei, which is the inertia torque of the
(Formula 1) Tei=Ie・(dωe/dt)
As described above, in the first process M1, the control device 1 calculates the crank inertia torque Tei based on the time-differentiated value of the crank rotational speed ωe.
制御装置1は、第2処理M2では、MGロータ42の慣性トルクであるモータ慣性トルクTmgiを算出する。具体的には、先ず制御装置1は、MGロータ42の回転速度であるモータ回転速度ωmgを算出する。モータ回転速度ωmgは、MGロータ42における単位時間当たりの角度位置Nmgの変化量である。制御装置1は、第2センサ92が検出するMGロータ42の角度位置Nmgの推移に基づいてモータ回転速度ωmgを算出する。例えば、制御装置1は、次のようにしてモータ回転速度ωmgを算出する。先ず制御装置1は、第2センサ92が検出するMGロータ42の角度位置Nmgの最新の値を特定値として参照する。制御装置1は、この特定値と、算出処理の第2処理M2を前回実行したときに特定値として参照した値とに基づいて、算出処理の第2処理M2を前回実行してから今回実行するまでの間のMGロータ42の角度位置Nmgの変化量を算出する。そして、制御装置1は、この変化量を上記の回転期間Pで除算した値をモータ回転速度ωmgとして算出する。制御装置1は、モータ回転速度ωmgを算出すると、MGロータ42の慣性トルクであるモータ慣性トルクTmgiを算出する。制御装置1は、モータ回転速度ωmgを次の(式2)に適用することで、モータ慣性トルクTmgiを算出する。すなわち、制御装置1は、モータ回転速度ωmgの時間微分と、MGロータ42の慣性モーメントImgとの積を、モータ慣性トルクTmgiとして算出する。MGロータ42の慣性モーメントImgは、MGロータ42等の質量に応じた値である。制御装置1は、MGロータ42の慣性モーメントImgを予め記憶している。MGロータ42の慣性モーメントImgは、例えば実験又はシミュレーションで予め算出されている。
(式2)Tmgi=Img・(dωmg/dt)
以上のとおり、制御装置1は、第2処理M2では、モータ回転速度ωmgを時間微分した値に基づいてモータ慣性トルクTmgiを算出する。
In the second process M2, the control device 1 calculates the motor inertia torque Tmgi, which is the inertia torque of the
(Formula 2) Tmgi=Img・(dωmg/dt)
As described above, in the second process M2, the control device 1 calculates the motor inertia torque Tmgi based on the time-differentiated value of the motor rotational speed ωmg.
制御装置1は、第3処理M3では、ロックアップダンパ88が変速機入力軸51に付与するトルクである後段捩じりトルクTrを算出する。ここで、動力伝達系においてロックアップダンパ88から視て駆動輪70側では、様々なトルク変動が生じ得る。様々なトルク変動の一例は、路面の摩擦抵抗に起因して駆動輪70に作用するトルク変動である。ロックアップダンパ88は、ロックアップダンパ88から視て駆動輪70側で発生する様々なトルク変動を全て吸収する格好になる。後段捩じりトルクTrは、このようなトルク変動を全て包含した値である。制御装置1は、後段捩じりトルクTrを次のように算出する。すなわち、制御装置1は、予め記憶しているロックアップダンパ88のばね定数K1と、第2センサ92が検出するMGロータ42の角度位置Nmgの最新の値と、第3センサ93が検出する変速機入力軸51の角度位置Natの最新の値と、を参照する。そして、制御装置1は、それらの値を(式3)に適用することで、後段捩じりトルクTrを算出する。すなわち、制御装置1は、変速機入力軸51の角度位置NatからMGロータ42の角度位置Nmgを減算して得られる値を角度差Δθとして算出する。そして、制御装置1は、この角度差Δθをロックアップダンパ88のばね定数K1に乗算した値を後段捩じりトルクTrとして算出する。なお、ロックアップダンパ88のばね定数K1は、例えば実験又はシミュレーションで予め算出されている。
(式3)Tr=K1・(Nat-Nmg)
制御装置1は、第4処理M4では、フロントダンパ67がMGロータ42に付与するトルクであるモータ捩じりトルクTxを算出する。具体的には、制御装置1は、(式4)に示すように、第2処理M2で算出したモータ慣性トルクTmgiと、第3処理M3で算出した後段捩じりトルクTrと、モータ出力トルクTsとを加算することで、モータ捩じりトルクTxを算出する。なお、モータ出力トルクTsは、モータジェネレータ40に流れる電流値Aに応じてモータジェネレータ40が出力するトルクである。制御装置1は、電流センサ94が検出する電流値Aの最新の値に基づいてモータ出力トルクTsを算出する。このように、制御装置1は、第4処理M4では、モータ慣性トルクTmgiと後段捩じりトルクTrとに基づいて、モータ捩じりトルクTxを算出する。
(式4)Tx=Tmgi+Tr+Ts
制御装置1は、第5処理M5では、燃焼トルクTYを算出する。具体的には、制御装置1は、(式5)で示すように、第1処理M1で算出したクランク慣性トルクTeiと、第4処理M4で算出したモータ捩じりトルクTxとを加算して得られる値を、燃焼トルクTYとして算出する。
(式5)TY=Tei+Tx
上記のとおり、クランク慣性トルクTeiは、クランク軸21がフロントダンパ67から受ける反力を含んでいる。この反力は、上記のとおり、フロントダンパ67の捩じれ振動に起因してフロントダンパ67がモータジェネレータ40に対して付与する際に、フロントダンパ67からクランク軸21に作用する力である。この反力は、モータ捩じりトルクTxと絶対値が同じで正負の符号が逆のものになる。そのため、クランク慣性トルクTeiにモータ捩じりトルクTxを加算すると、理論上は、フロントダンパ67からクランク軸21に作用する力を排除したクランク軸21のトルクを得ることができる。
In the third process M3, the control device 1 calculates the rear-stage torsional torque Tr, which is the torque that the lock-up
(Formula 3) Tr=K1・(Nat-Nmg)
In the fourth process M4, the control device 1 calculates the motor torsion torque Tx, which is the torque that the
(Formula 4) Tx=Tmgi+Tr+Ts
In the fifth process M5, the control device 1 calculates the combustion torque TY. Specifically, the control device 1 adds the crank inertia torque Tei calculated in the first process M1 and the motor torsion torque Tx calculated in the fourth process M4, as shown in (Equation 5). The obtained value is calculated as combustion torque TY.
(Formula 5) TY=Tei+Tx
As described above, the crank inertia torque Tei includes the reaction force that the
制御装置1は、失火判定処理を実行可能である。制御装置1は、クランク軸21が回転を継続している間、失火判定処理を継続して行う。制御装置1は、失火判定処理では、算出処理で算出した燃焼トルクTYを経時的に監視する。図3の第1期間H1に示すように、混合気の燃焼が安定して繰り返されている場合、燃焼トルクTYは、各気筒22での混合気の燃焼に応じた増減を繰り返す。すなわち、燃焼トルクTYは、1つの気筒22での混合気の燃焼に伴って一旦増加し、その後に混合気の燃焼が終了すると減少する。燃焼トルクTYは、そうした増減のサイクルを繰り返す。一方、ある気筒22で失火が生じた場合、図3の第2期間H2に示すように、燃焼トルクTYは急激な落ち込みを示す。制御装置1は、失火に伴う燃焼トルクTYの落ち込みが生じたとみなせる燃焼トルクTYの最大値を失火判定値TY1として予め記憶している。失火判定値TY1は、例えば実験又はシミュレーションで予め定められている。制御装置1は、失火判定処理では、この失火判定値TY1を基準に、内燃機関20における失火の有無を判定する。すなわち、制御装置1は、燃焼トルクTYが失火判定値TY1以下になった場合には失火が生じたと判定し、そうでない場合には失火は生じていないと判定する。このように、制御装置1は、失火判定処理では、算出処理で算出した燃焼トルクTYに基づいて内燃機関20における失火の有無を判定する。
The control device 1 is capable of executing misfire determination processing. The control device 1 continues to perform the misfire determination process while the
本実施形態の作用及び効果について説明する。本実施形態では、混合気の燃焼に伴うクランク軸21の本来のトルクである燃焼トルクTYを算出する上で、上記(式5)のように、クランク軸21に作用するモータ捩じりトルクTxを考慮する。そして、本実施形態では、このモータ捩じりトルクTxを算出する上で、上記(式4)のように、モータ慣性トルクTmgi、後段捩じりトルクTr、及びモータ出力トルクTsの3つの成分を利用する。さて、モータ捩じりトルクTxを本実施形態のように3つの成分から算出する場合の比較例として、図4に示すように、モータ捩じりトルクTxAを1つの特定成分Taのみを用いて算出する態様を考える。特定成分Taは、フロントダンパ67のばね定数K2と特定角度差との積である。なお、ばね定数K2は、諸元から定まる固定値として予め定められる値である。特定角度差は、MGロータ42の角度位置Nmgとクランク軸21の角度位置Ncrとの差である。この比較例のようにしてモータ捩じりトルクTxAを1つの特定成分Taのみで算出する場合、モータ捩じりトルクTxAの算出精度は、特定成分Taの算出精度のみで決まる。このことから、モータ捩じりトルクTxAの算出精度を担保する上では、特定成分Taに高い精度が求められる。このことは、特定成分Taの一要素であるばね定数K2にも高い精度が求められることを意味する。上記のとおり、ばね定数K2は、予め定められた固定値である。しかし、このばね定数K2の実際の値は、製品公差や経年変化の違いによって変化し得る。したがって、ばね定数K2に係る実値と固定値とのずれに起因して、比較例で算出されるモータ捩じりトルクTxAは、本来算出すべきモータ捩じりトルクTxAから大きく外れた値になり得る。
The operation and effects of this embodiment will be explained. In this embodiment, when calculating the combustion torque TY, which is the original torque of the
これに対して、本実施形態のように、モータ捩じりトルクTxを3つの成分から算出する場合、図4の例に示すように、モータ捩じりトルクTx全体の中に占める3つの成分のそれぞれの寄与は小さくなる。なお、図4に示す3つの成分の寄与の割合は一例であり、必ずしも実際のものとは一致しない。ここで、上記3つの成分のうちの1つである後段捩じりトルクTrは、上記(式3)のように、ロックアップダンパ88のばね定数K1を含む。このばね定数K1は、上記比較例のばね定数K2と同様、製品公差や経年変化の違いによって変化し得る。しかし、本実施形態では、モータ捩じりトルクTxを3つの成分に分散することから、モータ捩じりトルクTxを算出する上でのばね定数K1の寄与は小さくなる。したがって、ロックアップダンパ88のばね定数K1に製品公差や経年劣化をあったとしても、高い精度で燃焼トルクTYを算出できる。そして、この正確な燃焼トルクTYを用いて失火判定処理を行うことで、内燃機関20における失火の有無も正確に把握できる。なお、本実施形態の態様でモータ捩じりトルクTxを算出する場合、比較例の態様でモータ捩じりトルクTxを算出する場合に対して追加で必要な機器は、第3センサ93のみである。したがって、本実施形態の態様では、部品点数を最小限に抑えることもできる。
On the other hand, when calculating the motor torsional torque Tx from three components as in the present embodiment, as shown in the example of FIG. The contribution of each becomes smaller. Note that the contribution ratios of the three components shown in FIG. 4 are just an example, and do not necessarily match the actual ones. Here, the rear-stage torsional torque Tr, which is one of the above three components, includes the spring constant K1 of the
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。 Note that the above embodiment can be modified and implemented as follows. The above embodiment and the following modification examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
・失火判定の態様は、上記実施形態の例に限定されない。適切に失火判定を行うことができるのであれば失火判定の態様は問わない。失火判定は、燃焼トルクTYに基づいて行うものであればよい。 - The manner of misfire determination is not limited to the example of the above embodiment. The manner of misfire determination is not limited as long as misfire determination can be performed appropriately. The misfire determination may be made based on the combustion torque TY.
・燃焼トルクTYを利用する用途は、失火判定に限定されない。クランク軸21の本来のトルクを利用する必要のある診断などであれば、燃焼トルクTYを利用することは有効である。
- The use of combustion torque TY is not limited to misfire determination. It is effective to use the combustion torque TY in cases such as diagnosis that requires the use of the original torque of the
・車両10の全体構成は、上記実施形態の例に限定されない。車両10がトルクコンバータ80ひいてはロックアップダンパ88を有していることは必須ではない。車両10がロックアップダンパ88を有していない場合、他の部品を第2捩じり要素として採用してよい。車両10がロックアップダンパ88を有していない場合、例えばシャフトのような軸状の部品を第2捩じり要素として取り扱ってもよい。軸状の部品であってもねじれによって少なからずダンパと同様に機能し得る。第2捩じり要素は、モータジェネレータ40と後段軸との間に位置している部品であればよい。また、後段軸の構成部品が変速機入力軸51以外で構成されることもあり得る。後段軸を変速機入力軸51から変更する場合、第3センサ93によって角度位置を検出する対象部品を変更すればよい。
- The overall configuration of the
・上記変更例のように、第2捩じり要素をロックアップダンパ88から変更する場合、後段捩じりトルクTrを算出する上で利用するばね定数を、第2捩じり要素として採用する部品のばね定数に変更すればよい。また、後段軸を変速機入力軸51から変更する場合、後段捩じりトルクTrを算出するにあたって、後段軸として採用する部品の角度位置と、MGロータ42の角度位置Nmgとの差を、第2捩じり要素のばね定数に乗算すればよい。このように、算出処理の内容は、車両10の構成などに合わせて変更可能である。
- When changing the second torsional element from the lock-up
10…車両、20…内燃機関、21…クランク軸、40…モータジェネレータ、42…MGロータ、67…フロントダンパ、51…変速機入力軸、70…駆動輪、80…トルクコンバータ、85…ロックアップクラッチ、88…ロックアップダンパ、91…第1センサ、92…第2センサ、93…第3センサ。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記内燃機関から駆動輪へと至るトルクの伝達経路上に位置しているとともに回転子を有するモータジェネレータと、
前記クランク軸及び前記回転子の間でトルクを伝達可能な第1捩じり要素と、
前記トルクの伝達経路上において前記回転子及び前記駆動輪の間に位置している後段軸と、
前記回転子及び前記後段軸の間でトルクを伝達可能な第2捩じり要素と、
前記クランク軸の角度位置を検出する第1センサと、
前記回転子の角度位置を検出する第2センサと、
前記後段軸の角度位置を検出する第3センサと、
を有する車両を対象に、
単位時間当たりの角度位置の変化量を回転速度としたとき、
前記クランク軸の回転速度を時間微分した値に基づいて、前記クランク軸の慣性トルクを算出する第1処理と、
前記回転子の回転速度を時間微分した値に基づいて、前記回転子の慣性トルクを算出する第2処理と、
前記回転子の角度位置及び前記後段軸の角度位置の差と、前記第2捩じり要素のばね定数とを乗算することで、前記第2捩じり要素が前記後段軸に付与する後段捩じりトルクを算出する第3処理と、
前記回転子の慣性トルクと前記後段捩じりトルクとに基づいて、前記第1捩じり要素が前記回転子に付与するモータ捩じりトルクを算出する第4処理と、
前記クランク軸の慣性トルクと前記モータ捩じりトルクとを加算して前記クランク軸の燃焼トルクを算出する第5処理と、
を実行する
燃焼トルクの算出装置。 an internal combustion engine having a crankshaft;
a motor generator located on a torque transmission path from the internal combustion engine to drive wheels and having a rotor;
a first torsional element capable of transmitting torque between the crankshaft and the rotor;
a rear shaft located between the rotor and the drive wheel on the torque transmission path;
a second torsion element capable of transmitting torque between the rotor and the rear shaft;
a first sensor that detects the angular position of the crankshaft;
a second sensor that detects the angular position of the rotor;
a third sensor that detects the angular position of the rear shaft;
Targeting vehicles with
When the rotational speed is the amount of change in angular position per unit time,
a first process of calculating inertia torque of the crankshaft based on a value obtained by time-differentiating the rotational speed of the crankshaft;
a second process of calculating the inertia torque of the rotor based on a time-differentiated value of the rotation speed of the rotor;
By multiplying the difference between the angular position of the rotor and the angular position of the rear shaft by the spring constant of the second torsion element, the second torsion element imparts to the rear shaft. a third process of calculating the twisting torque;
a fourth process of calculating a motor torsion torque that the first torsion element applies to the rotor based on the inertia torque of the rotor and the rear-stage torsion torque;
a fifth process of adding the inertia torque of the crankshaft and the motor torsion torque to calculate the combustion torque of the crankshaft;
A device for calculating combustion torque.
請求項1に記載の燃焼トルクの算出装置。 The combustion torque calculation device according to claim 1, wherein the presence or absence of a misfire in the internal combustion engine is determined based on the combustion torque.
前記トルクコンバータは、前記回転子及び前記後段軸を接続した接続状態、又は前記回転子及び前記後段軸を切り離した切断状態に切り替わるロックアップクラッチと、前記ロックアップクラッチの前記接続状態において前記回転子及び前記後段軸の間に介在するロックアップダンパとを備え、
前記第2捩じり要素は、前記ロックアップダンパである
請求項1又は2に記載の燃焼トルクの算出装置。 The vehicle includes a torque converter located between the rotor and the rear shaft,
The torque converter includes a lock-up clutch that switches between a connected state in which the rotor and the rear-stage shaft are connected, or a disconnected state in which the rotor and the rear-stage shaft are disconnected, and a lock-up clutch that switches to a disconnected state in which the rotor and the rear-stage shaft are disconnected; and a lock-up damper interposed between the rear shaft,
The combustion torque calculation device according to claim 1 or 2, wherein the second torsional element is the lockup damper.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022137703A JP2024033836A (en) | 2022-08-31 | 2022-08-31 | Combustion torque calculation device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022137703A JP2024033836A (en) | 2022-08-31 | 2022-08-31 | Combustion torque calculation device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2024033836A true JP2024033836A (en) | 2024-03-13 |
Family
ID=90193941
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022137703A Pending JP2024033836A (en) | 2022-08-31 | 2022-08-31 | Combustion torque calculation device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2024033836A (en) |
-
2022
- 2022-08-31 JP JP2022137703A patent/JP2024033836A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103228475B (en) | The engine crankshaft rotation of inertia auxiliary | |
JP3750626B2 (en) | Control device for hybrid vehicle | |
JP3409755B2 (en) | Drive device vibration suppression device | |
WO2007129657A1 (en) | Internal combustion engine device, and misfire judging method for internal combustion engine | |
JP2009029212A (en) | Abnormality detection device and method for internal combustion engine | |
JP2013163436A (en) | Engine fluctuation suppression device by motor | |
EP3575168B1 (en) | Driving force control method and device for hybrid vehicle | |
EP3575167B1 (en) | Driving force control method and device for hybrid vehicle | |
JP2008057492A (en) | Misfire determination device and misfire determination method for internal combustion engine and vehicle | |
EP3575164B1 (en) | Driving force control method and device for hybrid vehicle | |
EP3575165B1 (en) | Driving force control method and device for hybrid vehicle | |
JP3622576B2 (en) | Powertrain control device | |
JP5139247B2 (en) | Torque estimation device for internal combustion engine | |
JP2024033836A (en) | Combustion torque calculation device | |
EP4027000A1 (en) | Control system of vehicle | |
JP3374752B2 (en) | Drive system vibration suppression device for hybrid vehicle | |
US20210101481A1 (en) | Vehicle | |
EP3575169B1 (en) | Driving force control method and device for hybrid vehicle | |
US20200231137A1 (en) | Driving force control method and device for hybrid vehicle | |
JP7379909B2 (en) | hybrid vehicle | |
JP7218686B2 (en) | hybrid vehicle | |
JP5920147B2 (en) | Vehicle control device | |
KR20100064135A (en) | System reducing torsion vibration of driving system for vehicle | |
JP2024022813A (en) | Control device of hybrid vehicle | |
JP2024022818A (en) | Control device of hybrid vehicle |