JP6881131B2 - Internal combustion engine misfire judgment device - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関の気筒毎に発生する失火の判定をする内燃機関の失火判定装置に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine misfire determination device that determines misfires that occur in each cylinder of an internal combustion engine.

特許文献1には、内燃機関と変速機との間に介在するダンパの捩れに基づく共振成分を除いた機関回転数を用いて失火判定をする装置が開示されている。 Patent Document 1 discloses a device for determining misfire using the engine speed excluding the resonance component based on the twist of the damper interposed between the internal combustion engine and the transmission.

しかしながら、この特許文献1に記載の内燃機関の失火判定装置にあっては、ダンパの下流側に位置する部材の回転数を用いて共振成分を算出していることから、その周辺部材や外乱の影響を受け易く失火判定の精度にバラツキが生じてしまう可能性がある。 However, in the misfire determination device for an internal combustion engine described in Patent Document 1, since the resonance component is calculated using the rotation speed of the member located on the downstream side of the damper, the peripheral members and disturbances thereof are affected. It is easily affected and the accuracy of misfire judgment may vary.

特開2009−144561号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-144561

そこで、本発明は、共振の影響のない失火判定処理を実現することにより、高精度な失火判定をすることのできる内燃機関の失火判定装置を提供することを目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to provide an internal combustion engine misfire determination device capable of performing highly accurate misfire determination by realizing a misfire determination process that is not affected by resonance.

上記課題を解決する内燃機関の失火判定装置の発明の一態様は、変速機の共振周波数を有する入力軸がクランクシャフトに連結されている内燃機関の燃焼室における失火を当該クランクシャフトの回転変動に基づいて判定する失火判定装置であって、
前記クランクシャフトの回転情報Neおよび前記入力軸の回転情報Ntを取得する処理と、前記クランクシャフトの回転変化量ΔNeを算出してデジタルフィルタに通すことにより1次周波数成分を除いた2次以上の周波数成分を含む当該クランクシャフトの回転変動を取得する処理と、前記クランクシャフトの回転変化量ΔNeをデジタルフィルタに通すことにより分離抽出した共振周波数の影響のない1次周波数成分の振幅を2次以上の周波数成分の振幅から算出して特定する処理と、前記クランクシャフトの回転情報Neおよび前記入力軸の回転情報Ntを制御関数の物理モデルに処理させて共振周波数成分を除いた後にデジタルフィルタに通すことにより1次周波数成分の位相を特定する処理と、前記処理により特定した1次周波数成分の振幅および位相から共振周波数成分の含まれない1次周波数成分を整形して前記クランクシャフトの1次周波数成分を復元する処理と、前記処理により取得した2次以上の周波数成分に前記処理により整形された1次周波数成分を合成して共振周波数の影響の含まれない前記クランクシャフトの回転特性を取得する処理と、を行う推定部を備え、
前記制御関数の物理モデルとしては、前記クランクシャフトの回転変化量ΔNeと同等の挙動となる前記内燃機関の燃焼トルクTeを前記内燃機関の慣性モーメントIeと角速度ωで表す次式を利用する関数処理により当該クランクシャフトの1次周波数成分を抽出し、
Te=Ie・dω
前記内燃機関の燃焼室で発生する失火のパターンに応じた前記クランクシャフトの回転動作の周波数成分を取得して前記内燃機関の失火判定を行うようになっている。
One aspect of the invention of the misfire determination device for an internal combustion engine that solves the above problems is to reduce misfire in the combustion chamber of an internal combustion engine in which an input shaft having a resonance frequency of a transmission is connected to a crankshaft to change the rotation of the crankshaft. It is a misfire judgment device that judges based on
The process of acquiring the rotation information Ne of the crank shaft and the rotation information Nt of the input shaft, and calculating the rotation change amount ΔNe of the crank shaft and passing it through a digital filter to remove the primary frequency component to achieve the secondary or higher order. The process of acquiring the rotation fluctuation of the crank shaft including the frequency component and the amplitude of the first-order frequency component that is not affected by the resonance frequency separated and extracted by passing the rotation change amount ΔNe of the crank shaft through a digital filter are second-order or higher. The process of calculating and specifying from the amplitude of the frequency component of the above, and the rotation information Ne of the crank shaft and the rotation information Nt of the input shaft are processed by the physical model of the control function to remove the resonance frequency component, and then passed through a digital filter. By doing so, the process of specifying the phase of the primary frequency component and the primary frequency component that does not include the resonance frequency component are shaped from the amplitude and phase of the primary frequency component specified by the process to form the primary frequency of the crank shaft. The process of restoring the components and the primary frequency component shaped by the process are combined with the second and higher frequency components acquired by the process to acquire the rotational characteristics of the crankshaft that are not affected by the resonance frequency. Equipped with an estimation unit that performs processing and
As a physical model of the control function, a function process using the following equation that expresses the combustion torque Te of the internal combustion engine having the same behavior as the rotational change amount ΔNe of the crankshaft by the moment of inertia Ie of the internal combustion engine and the angular velocity ω. Extracts the primary frequency component of the crankshaft by
Te = Ie · dω
The frequency component of the rotational operation of the crankshaft according to the pattern of misfire generated in the combustion chamber of the internal combustion engine is acquired to determine the misfire of the internal combustion engine.

このように本発明の一態様によれば、内燃機関のクランクシャフトの回転変動から共振の影響を受けない2次周波数成分および3次周波数成分を抽出して1次周波数成分を推定し失火判定を行うので、回転変動に含まれる共振周波数成分の影響を受けることなく、内燃機関の失火判定を精度よく行うことができる。 As described above, according to one aspect of the present invention, the secondary frequency component and the tertiary frequency component that are not affected by resonance are extracted from the rotational fluctuation of the crankshaft of the internal combustion engine, the primary frequency component is estimated, and the misfire is determined. Therefore, it is possible to accurately determine the misfire of the internal combustion engine without being affected by the resonance frequency component included in the rotational fluctuation.

したがって、共振の影響なく失火判定処理をすることができ、高精度な失火判定可能な内燃機関の失火判定装置を提供することができる。 Therefore, it is possible to provide a misfire determination device for an internal combustion engine capable of performing misfire determination processing without being affected by resonance and capable of highly accurate misfire determination.

図1は、本発明の一実施形態に係る内燃機関の失火判定装置を搭載する車両の一例を示す図であり、その要部構成を示す概念図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of a vehicle equipped with an internal combustion engine misfire determination device according to an embodiment of the present invention, and is a conceptual diagram showing a configuration of a main part thereof. 図2は、そのクランクシャフトの回転変動に含まれる周波数成分を示す図であり、(a)はダンパの共振の影響を除いた周波数成分の振幅波形図、(b)はダンパの共振の影響を含む周波数成分の振幅波形図である。FIG. 2 is a diagram showing the frequency components included in the rotational fluctuation of the crank shaft, (a) is an amplitude waveform diagram of the frequency components excluding the influence of the resonance of the damper, and (b) is the influence of the resonance of the damper. It is an amplitude waveform diagram of the frequency component including. 図3は、ダンパの共振の影響のないクランクシャフトの回転特性の取得処理を説明するブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a process of acquiring the rotational characteristics of the crankshaft, which is not affected by the resonance of the damper. 図4は、図3に示す取得処理で行われる各処理を説明する処理フロー図である。FIG. 4 is a processing flow diagram illustrating each process performed in the acquisition process shown in FIG. 図5は、図3に示す取得処理で行われる各処理を実行する個別機能を説明するブロック図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating an individual function for executing each process performed in the acquisition process shown in FIG. 図6は、図3〜図5のモデル計算におけるデータ処理を説明する制御関数ブロック図である。FIG. 6 is a control function block diagram illustrating data processing in the model calculation of FIGS. 3 to 5. 図7は、失火時の周波数成分の振幅強度の出現パターンを説明するグラフであり、(a)は1連失火パターン、(b)は2連失火パターン、(c)は間欠失火パターン、(d)は対向失火パターンを示している。FIG. 7 is a graph for explaining the appearance pattern of the amplitude intensity of the frequency component at the time of misfire, where (a) is a single misfire pattern, (b) is a double misfire pattern, (c) is an inter-missing fire pattern, and (d). ) Indicates an oncoming misfire pattern. 図8は、図7に示す失火パターンに応じた振幅補正係数の設定処理を説明するフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart illustrating a process of setting an amplitude correction coefficient according to the misfire pattern shown in FIG. 7. 図9は、図7に示す失火パターンに応じた振幅補正係数の設定処理の他の態様を説明する図であり、(a)は対向失火時に使用するマップ、(b)は2連失火時に使用するマップである。9A and 9B are diagrams for explaining another mode of the amplitude correction coefficient setting process according to the misfire pattern shown in FIG. 7, where FIG. 9A is a map used at the time of facing misfire, and FIG. 9B is used at the time of two consecutive misfires. It is a map to do.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。図1〜図8は本発明の一実施形態に係る内燃機関の失火判定装置を搭載する車両の一例を示す図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 to 8 are views showing an example of a vehicle equipped with a misfire determination device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.

図1において、車両100は、内燃機関型のエンジン101と変速機111との間がロックアップ機能付きのダンパ121により連結されている。車両100は、そのダンパ121を介してエンジン101の出力する回転動力が変速機111に伝達されて変速されることによって不図示の駆動輪を回転させて走行する。この車両100は、ECU(Electronic Control Unit)10がメモリ11内に格納する制御プログラムを実行してエンジン101や変速機111やダンパ121など全体を統括制御することにより効率よく、かつ快適に駆動制御されるようになっている。 In FIG. 1, in the vehicle 100, an internal combustion engine type engine 101 and a transmission 111 are connected by a damper 121 having a lockup function. The vehicle 100 travels by rotating drive wheels (not shown) by transmitting the rotational power output from the engine 101 to the transmission 111 via the damper 121 to shift gears. The vehicle 100 is efficiently and comfortably driven by executing a control program stored in the memory 11 by the ECU (Electronic Control Unit) 10 to collectively control the entire engine 101, transmission 111, damper 121, and the like. It is supposed to be done.

内燃機関型のエンジン101は、シリンダ(気筒)102内に形成される燃焼室103において吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程の4サイクルを繰り返し、その燃焼室103内の噴射燃料および吸入空気の混合気を燃焼爆発させることにより、シリンダ102内のピストン104を上下動させてクランクシャフト105を回転させることによって動力(トルク)を出力する。この構造により、エンジン101の回転動力は、シリンダ102毎のピストン104の上下動がクランクシャフト105により回転に切り換えられることから微小に変動しつつ出力されている。このため、何らかの原因で燃焼室103での燃焼に失火が発生した場合には、その回転動力の抜けが発生して回転変動が大きくなる。 The internal combustion engine type engine 101 repeats four cycles of an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke, and an exhaust stroke in a combustion chamber 103 formed in a cylinder 102, and injects fuel and intake air in the combustion chamber 103. By burning and exploding the air-fuel mixture, the piston 104 in the cylinder 102 is moved up and down to rotate the crankshaft 105, thereby outputting power (torque). With this structure, the rotational power of the engine 101 is output while slightly fluctuating because the vertical movement of the piston 104 for each cylinder 102 is switched to rotation by the crankshaft 105. Therefore, if a misfire occurs in the combustion in the combustion chamber 103 for some reason, the rotational power is lost and the rotational fluctuation becomes large.

ダンパ121は、エンジン101の出力軸であるクランクシャフト105と変速機111の入力軸115との間を、軸心回りに直列状態に配列されている複数個の円弧状のスプリング122をそれぞれ入力側部材121iと出力側部材121ioとの間に挟み込むようにして連結することにより、そのスプリング122を介してエンジン101の回転動力を変速機111に伝達する。この構造により、エンジン101の回転動力に生じる変動は、ダンパ121のスプリング122の弾性力により吸収されつつ変速機111に伝達出力される。このため、伝達する回転動力が大きく変動する場合には、スプリング122も大きく伸縮して振動することになる。なお、ダンパ121は、入力側部材121iと出力側部材121oとを直接締結するロックアップ機構125が設置されて、エンジン101のクランクシャフト105と変速機111の入力軸115との間をスプリング122の弾性力を介在させることなく相対回転不能に連結させる構造を備えている。 The damper 121 inputs a plurality of arcuate springs 122 arranged in series around the axis between the crankshaft 105, which is the output shaft of the engine 101, and the input shaft 115 of the transmission 111, respectively. By connecting the member 121i and the output side member 121io so as to be sandwiched between them, the rotational power of the engine 101 is transmitted to the transmission 111 via the spring 122. With this structure, the fluctuation generated in the rotational power of the engine 101 is transmitted and output to the transmission 111 while being absorbed by the elastic force of the spring 122 of the damper 121. Therefore, when the transmitted rotational power fluctuates greatly, the spring 122 also expands and contracts greatly and vibrates. The damper 121 is provided with a lockup mechanism 125 that directly fastens the input side member 121i and the output side member 121o, and a spring 122 is provided between the crankshaft 105 of the engine 101 and the input shaft 115 of the transmission 111. It has a structure that connects non-rotatably without intervening elastic force.

このダンパ121は、伸縮振動するスプリング122により構成されていることから構造に応じた固有の共振振動周波数を有している。このため、ダンパ121は、エンジン101の燃焼室103のいずれかに何らかの原因で失火が発生することによって、伝達する回転動力に大きな変動が生じて共振振動してしまう可能性がある。 Since the damper 121 is composed of a spring 122 that expands and contracts and vibrates, it has a unique resonance vibration frequency according to the structure. Therefore, the damper 121 may resonate and vibrate due to a large fluctuation in the transmitted rotational power due to a misfire occurring in any of the combustion chambers 103 of the engine 101 for some reason.

このことから、ECU10は、出力回転センサ21と入力回転センサ22とが検出情報を受取可能に接続されることにより、その検出情報からダンパ121の入出力される回転特性を取得する。出力回転センサ21は、ダンパ121の上流側に位置するエンジン101のクランクシャフト105の回転速度を検出する。入力回転センサ22は、ダンパ121の下流側に位置する変速機111の入力軸115の回転速度を検出する。なお、出力回転センサ21および入力回転センサ22は、クランクシャフト105および入力軸115のそれぞれと同軸に一体回転する大径の円盤部材21p、22pの外周面の回転位置を検出することにより、それぞれの回転速度を高精度に検出するように組み付けられている。 From this, the ECU 10 acquires the input / output rotation characteristics of the damper 121 from the detection information by connecting the output rotation sensor 21 and the input rotation sensor 22 so as to be able to receive the detection information. The output rotation sensor 21 detects the rotation speed of the crankshaft 105 of the engine 101 located on the upstream side of the damper 121. The input rotation sensor 22 detects the rotation speed of the input shaft 115 of the transmission 111 located on the downstream side of the damper 121. The output rotation sensor 21 and the input rotation sensor 22 detect the rotation positions of the outer peripheral surfaces of the large-diameter disk members 21p and 22p that rotate integrally with the crankshaft 105 and the input shaft 115, respectively. It is assembled so that the rotation speed can be detected with high accuracy.

そして、ECU10は、メモリ11内の制御プログラムを実行してエンジン101や変速機111を効率よく定常駆動させる制御処理を実行するのと並行して、エンジン101のシリンダ102毎の燃焼室103に発生する失火を出力回転センサ21および入力回転センサ22の検出情報に基づいて判定する処理手順を実行する。このECU10は、その失火発生と特定された燃焼室103における燃焼制御をリカバーする調整処理を施してエンジン101の駆動品質の悪化を抑制するようになっている。 Then, in parallel with executing the control program in the memory 11 to execute the control process for efficiently and constantly driving the engine 101 and the transmission 111, the ECU 10 is generated in the combustion chamber 103 of each cylinder 102 of the engine 101. A processing procedure for determining a misfire to be performed based on the detection information of the output rotation sensor 21 and the input rotation sensor 22 is executed. The ECU 10 is adapted to suppress deterioration of the drive quality of the engine 101 by performing an adjustment process for recovering the combustion control in the combustion chamber 103 identified as the occurrence of the misfire.

ところで、エンジン101のクランクシャフト105は、1次、2次、さらに3次以上の高次の周波数成分の波形を含む回転特性で回転しており、その回転特性を出力回転センサ21が検出している。このクランクシャフト105は、エンジン101のシリンダ102毎のピストン104の上下動によって、例えば、図2(a)に示すように、そのシリンダ102毎の4サイクルに対応する位相で、1次周波数成分、2次周波数成分、3次周波数成分の振幅強度を含む回転特性で回転している。 By the way, the crankshaft 105 of the engine 101 rotates with rotational characteristics including waveforms of high-order frequency components of primary, secondary, and higher order, and the output rotational sensor 21 detects the rotational characteristics. There is. The crankshaft 105 has a primary frequency component in a phase corresponding to four cycles of each cylinder 102, for example, as shown in FIG. 2A, due to the vertical movement of the piston 104 for each cylinder 102 of the engine 101. It is rotating with rotational characteristics including the amplitude intensity of the secondary frequency component and the tertiary frequency component.

このとき、エンジン101のシリンダ102毎の燃焼室103のいずれかにおいて失火が発生した場合、クランクシャフト105の回転は、該当シリンダ102の対応箇所の回転位相において回転動力(負荷)の抜けた回転特性となる。ECU10は、そのクランクシャフト105の回転を検出する出力回転センサ21の検出情報に基づいて燃焼室103における失火の発生した該当シリンダ102の回転位相を特定してリカバーする調整処理を施すことによりエンジン101の駆動品質の悪化を抑制する。 At this time, if a misfire occurs in any of the combustion chambers 103 of each cylinder 102 of the engine 101, the rotation of the crankshaft 105 is a rotation characteristic in which the rotational power (load) is removed in the rotation phase of the corresponding portion of the cylinder 102. It becomes. The ECU 10 performs an adjustment process of identifying and recovering the rotation phase of the corresponding cylinder 102 in which a misfire has occurred in the combustion chamber 103 based on the detection information of the output rotation sensor 21 that detects the rotation of the crankshaft 105, thereby performing the adjustment process of the engine 101. Suppress the deterioration of drive quality.

また、ダンパ121のスプリング122が固有の共振周波数で伸縮する共振振動をしている場合、クランクシャフト105は、例えば、図2(b)に示すように、2次周波数成分や3次周波数成分の振幅強度に影響ないが、1次周波数成分の振幅強度が増大されて変動する回転特性で回転する。このことから、ECU10がダンパ121の共振振動するタイミングに受け取る出力回転センサ21の検出情報に基づいて、失火の発生する燃焼室103のシリンダ102に対応するクランクシャフト105の回転位相を特定することが難しく、エンジン101の駆動品質の悪化を抑制するリカバー調整処理を適切に実行することができない。 Further, when the spring 122 of the damper 121 has a resonance vibration that expands and contracts at a specific resonance frequency, the crank shaft 105 has, for example, a secondary frequency component or a tertiary frequency component, as shown in FIG. 2 (b). Although it does not affect the amplitude intensity, it rotates with the rotational characteristics that fluctuate as the amplitude intensity of the primary frequency component is increased. From this, it is possible to specify the rotation phase of the crankshaft 105 corresponding to the cylinder 102 of the combustion chamber 103 in which misfire occurs, based on the detection information of the output rotation sensor 21 received by the ECU 10 at the timing of resonance vibration of the damper 121. It is difficult, and it is not possible to properly execute the recovery adjustment process that suppresses the deterioration of the drive quality of the engine 101.

そこで、本実施形態のECU10は、エンジン101のクランクシャフト105の回転変動における1次周波数成分を、出力回転センサ21の検出情報から抽出する2次周波数成分および3次周波数成分に基づいて推定することにより、共振振動(共振周波数)の影響のないクランクシャフト105の回転特性を取得して失火の発生する燃焼室103のシリンダ102を特定して失火判定を行うように構成されている。すなわち、ECU10が推定部を備える失火判定装置を構成している。ここで、クランクシャフト105の回転特性は、各周波数成分毎の振幅anで表わされ、例えば、1次周波数成分の振幅a1、2次周波数成分の振幅a2、3次周波数成分の振幅a3を用いる関数F(a1、a2、a3)として、失火判定処理などに利用することができる。 Therefore, the ECU 10 of the present embodiment estimates the primary frequency component in the rotation fluctuation of the crankshaft 105 of the engine 101 based on the secondary frequency component and the tertiary frequency component extracted from the detection information of the output rotation sensor 21. Therefore, the rotational characteristics of the crankshaft 105, which is not affected by the resonance vibration (resonance frequency), are acquired, and the cylinder 102 of the combustion chamber 103 in which the misfire occurs is specified so that the misfire determination is performed. That, ECU 10 constitute the misfire identification device comprising estimation tough. Here, the rotational characteristics of the crank shaft 105 are represented by the amplitude an for each frequency component. For example, the amplitude a1 of the primary frequency component, the amplitude a2 of the secondary frequency component, and the amplitude a3 of the tertiary frequency component are used. It can be used as a function F (a1, a2, a3) for misfire determination processing and the like.

このECU10は、図3に示すように、ダンパ121の共振周波数の影響の含まれないクランクシャフト105の回転特性を、各種処理Pc1〜Pc7を実行してエンジン101に発生する失火判定可能な情報として取得する。取得処理Pc1では、出力回転センサ21の検出情報からエンジン101のクランクシャフト105の回転情報Neを取得する。取得処理Pc2では、入力回転センサ22の検出情報から変速機111の入力軸115の回転情報Ntを取得する。フィルタ(抽出)処理Pc3では、取得処理Pc1で取得したクランクシャフト105の回転情報Neから共振周波数の影響のない2次以上の周波数成分を抽出する。振幅推定処理Pc4では、取得処理Pc1で取得したクランクシャフト105の回転情報Neから共振周波数の影響のない2次周波数成分と3次周波数成分とを取得(抽出)して1次周波数成分の振幅を推定する。モデル計算処理Pc5では、取得処理Pc1で取得したクランクシャフト105の回転情報Neと取得処理Pc2で取得した変速機111の入力軸115の回転情報Ntとから共振周波数の影響を排除した1次周波数成分の位相を取得する。復元処理Pc6では、振幅推定処理Pc4とモデル計算処理Pc5で取得した1次周波数成分の振幅と位相とから共振周波数成分の含まれない1次周波数成分を整形(復元)して取得する。合成処理Pc7では、抽出処理Pc3で抽出された2次以上の周波数成分と復元処理Pc6で取得された1次周波数成分とを合成してダンパ121の共振周波数の影響の含まれないクランクシャフト105の回転特性を出力する。 As shown in FIG. 3, the ECU 10 uses the rotational characteristics of the crankshaft 105, which is not affected by the resonance frequency of the damper 121, as information capable of determining misfire that occurs in the engine 101 by executing various processes Pc1 to Pc7. get. In the acquisition process Pc1, the rotation information Ne of the crankshaft 105 of the engine 101 is acquired from the detection information of the output rotation sensor 21. In the acquisition process Pc2, the rotation information Nt of the input shaft 115 of the transmission 111 is acquired from the detection information of the input rotation sensor 22. In the filter (extraction) process Pc3, a second-order or higher frequency component that is not affected by the resonance frequency is extracted from the rotation information Ne of the crankshaft 105 acquired in the acquisition process Pc1. In the amplitude estimation process Pc4, the second-order frequency component and the third-order frequency component that are not affected by the resonance frequency are acquired (extracted) from the rotation information Ne of the crankshaft 105 acquired in the acquisition process Pc1 and the amplitude of the first-order frequency component is obtained. presume. In the model calculation process Pc5, the primary frequency component excluding the influence of the resonance frequency from the rotation information Ne of the crankshaft 105 acquired in the acquisition process Pc1 and the rotation information Nt of the input shaft 115 of the transmission 111 acquired in the acquisition process Pc2. Get the phase of. In the restoration process Pc6, the primary frequency component that does not include the resonance frequency component is shaped (restored) from the amplitude and phase of the primary frequency component acquired by the amplitude estimation process Pc4 and the model calculation process Pc5. In the synthesis process Pc7, the secondary and higher frequency components extracted by the extraction process Pc3 and the primary frequency component acquired by the restoration process Pc6 are combined, and the crankshaft 105 is not affected by the resonance frequency of the damper 121. Output the rotation characteristics.

具体的には、図4に示すように、ECU10は、エンジン101のクランクシャフト105の回転情報(出力回転センサ21の検出情報)Neと、変速機111の入力軸115の回転情報(入力回転センサ22の検出情報)Ntと、を用いて第1処理手順Pr1、第2処理手順Pr2および第3処理手順Pr3を並行して行って信号波形の抽出や合成を実行することにより、ダンパ121の共振周波数成分の含まれないクランクシャフト105の回転特性を取得する。これにより、ECU10は、そのクランクシャフト105の回転特性を用いて、エンジン101のシリンダ102を特定しつつ、その燃焼室103における失火判定を信頼性高く行うことができる。 Specifically, as shown in FIG. 4, the ECU 10 has a rotation information (detection information of the output rotation sensor 21) Ne of the crankshaft 105 of the engine 101 and a rotation information (input rotation sensor) of the input shaft 115 of the transmission 111. 22 detection information) Resonance of the damper 121 by performing the first processing procedure Pr1, the second processing procedure Pr2, and the third processing procedure Pr3 in parallel using Nt to extract and synthesize the signal waveform. Acquires the rotational characteristics of the crankshaft 105 that does not contain a frequency component. As a result, the ECU 10 can reliably determine the misfire in the combustion chamber 103 while specifying the cylinder 102 of the engine 101 by using the rotational characteristics of the crankshaft 105.

このECU10の実行する第1処理手順Pr1では、出力回転センサ21の検出するエンジン101のクランクシャフト105の回転情報Neから単位時間当たりの回転変化量ΔNeを算出して、デジタルフィルタDF1を通すことにより、ノイズと共に1次周波数成分を除いた2次以上の周波数成分を含むクランクシャフト105の回転変動を取得する。 In the first processing procedure Pr1 executed by the ECU 10, the rotation change amount ΔNe per unit time is calculated from the rotation information Ne of the crankshaft 105 of the engine 101 detected by the output rotation sensor 21, and the rotation change amount ΔNe is passed through the digital filter DF1. , Acquires the rotational fluctuation of the crankshaft 105 including the secondary and higher frequency components excluding the primary frequency component together with the noise.

また、ECU10の実行する第2処理手順Pr2では、算出したクランクシャフト105の回転変化量ΔNeを用いて、デジタルフィルタDF2を通すことにより、ノイズを除去しつつ1次周波数成分の振幅を特定する。 Further, in the second processing procedure Pr2 executed by the ECU 10, the calculated amplitude change amount ΔNe of the crankshaft 105 is passed through the digital filter DF2 to specify the amplitude of the primary frequency component while removing noise.

その一方で、ECU10の実行する第3処理手順Pr3では、出力回転センサ21の検出するエンジン101のクランクシャフト105の回転情報Neと、入力回転センサ22の検出する変速機111の入力軸115の回転情報Ntとをそのまま用いて、後述する制御関数、所謂、物理モデルPmに処理させることにより、クランクシャフト105の回転情報Neに含まれる共振周波数成分を除いて、デジタルフィルタDF3を通すことにより、ノイズを除去しつつ1次周波数成分の位相を特定する。ここで、物理モデルPmがクランクシャフト105の回転情報Neに含まれる共振周波数成分を除く処理を行うことから、この処理のみで共振振動の影響のないクランクシャフト105の回転変動としてエンジン101の失火判定をすることも考えられる。しかしながら、出力回転センサ21の検出特性(精度)の課題から、本実施形態では物理モデルPmによる処理結果をデジタルフィルタDF3に通して1次周波数成分の位相を抽出して利用するようにしている。 On the other hand, in the third processing procedure Pr3 executed by the ECU 10, the rotation information Ne of the crankshaft 105 of the engine 101 detected by the output rotation sensor 21 and the rotation of the input shaft 115 of the transmission 111 detected by the input rotation sensor 22. By using the information Nt as it is and processing it in a control function, a so-called physical model Pm, which will be described later, the resonance frequency component included in the rotation information Ne of the crankshaft 105 is removed, and the noise is passed by passing through the digital filter DF3. The phase of the primary frequency component is specified while removing the above. Here, since the physical model Pm performs a process of removing the resonance frequency component included in the rotation information Ne of the crankshaft 105, the misfire determination of the engine 101 is determined as the rotation variation of the crankshaft 105 which is not affected by the resonance vibration only by this process. It is also possible to do. However, due to the problem of the detection characteristic (accuracy) of the output rotation sensor 21, in the present embodiment, the processing result by the physical model Pm is passed through the digital filter DF3 to extract the phase of the primary frequency component and use it.

この後に、ECU10は、第2処理手順Pr2で特定した1次周波数成分の振幅を、第3処理手順Pr3で特定した1次周波数成分の位相に適用して波形整形(合成)処理Fmすることにより、クランクシャフト105の回転変動における共振周波数成分の含まれない1次周波数成分を復元し、さらに、第1処理手順Pr1で抽出した2次以上の周波数成分に合成処理Cpすることにより、クランクシャフト105の共振の影響のない回転変動を推定して取得する。 After that, the ECU 10 applies the amplitude of the primary frequency component specified in the second processing procedure Pr2 to the phase of the primary frequency component specified in the third processing procedure Pr3 to perform waveform shaping (synthesis) processing Fm. By restoring the primary frequency component that does not contain the resonance frequency component in the rotation fluctuation of the crank shaft 105, and further performing the synthetic processing Cp on the secondary or higher frequency component extracted in the first processing procedure Pr1, the crank shaft 105 Estimate and obtain the rotational fluctuation that is not affected by the resonance of.

詳細には、図5に示すように、ECU10は、図3に示す演算処理に図4に示す処理手順を適用すると、出力回転センサ21および入力回転センサ22からクランクシャフト105の回転情報Neと変速機111の入力軸115の回転情報Ntとを並行に取得しつつ、そのクランクシャフト105の回転情報Neから単位時間当たりの回転変化量ΔNeを算出して取得する(取得処理Pc1、Pc2)。 Specifically, as shown in FIG. 5, when the processing procedure shown in FIG. 4 is applied to the arithmetic processing shown in FIG. 3, the ECU 10 shifts the speed from the output rotation sensor 21 and the input rotation sensor 22 to the rotation information Ne of the crankshaft 105. While acquiring the rotation information Nt of the input shaft 115 of the machine 111 in parallel, the rotation change amount ΔNe per unit time is calculated and acquired from the rotation information Ne of the crankshaft 105 (acquisition processes Pc1 and Pc2).

この後に、ECU10は、そのクランクシャフト105の回転変化量ΔNeをデジタルフィルタDF1に通して、ノイズと共に1次周波数成分を除いた2次以上の周波数成分を含むクランクシャフト105の回転変動を取得する(抽出処理Pc3、第1処理手順Pr1)。 After this, the ECU 10 passes the rotational change amount ΔNe of the crankshaft 105 through the digital filter DF1 to acquire the rotational fluctuation of the crankshaft 105 including the secondary and higher frequency components excluding the primary frequency component together with noise ( Extraction process Pc3, first process procedure Pr1).

一方、ECU10は、そのクランクシャフト105の回転変化量ΔNeをデジタルフィルタDF2に通して、ノイズを除去しつつ含まれる1次周波数成分の振幅を特定する(推定処理Pc4)。このとき、デジタルフィルタDF2では、クランクシャフト105の回転変化量ΔNeに基づく1次周波数成分の分離抽出、2次周波数成分の分離抽出、3次周波数成分の分離抽出をそれぞれ行って、そのうちの1次周波数成分の振幅を2次周波数成分および3次周波数成分の振幅から算出して推定する(推定処理Pc4、第2処理手順Pr2)。 On the other hand, the ECU 10 passes the rotational change amount ΔNe of the crankshaft 105 through the digital filter DF2 to specify the amplitude of the included primary frequency component while removing noise (estimation process Pc4). At this time, in the digital filter DF2, the primary frequency component is separated and extracted based on the rotational change amount ΔNe of the crank shaft 105, the secondary frequency component is separated and extracted, and the tertiary frequency component is separated and extracted. The amplitude of the frequency component is calculated and estimated from the amplitudes of the secondary frequency component and the tertiary frequency component (estimation processing Pc4, second processing procedure Pr2).

また、ECU10は、クランクシャフト105の回転情報Neおよび変速機111の入力軸115の回転情報Ntを、後述する制御関数、所謂、物理モデルPmに処理させて共振周波数成分を除いた後に、デジタルフィルタDF3に通して、ノイズを除去しつつ含まれる1次周波数成分の位相を特定する(モデル計算処理Pc5、第3処理手順Pr3)。 Further, the ECU 10 processes the rotation information Ne of the crankshaft 105 and the rotation information Nt of the input shaft 115 of the transmission 111 by a control function, a so-called physical model Pm, which will be described later, to remove the resonance frequency component, and then performs a digital filter. Through DF3, the phase of the included primary frequency component is specified while removing noise (model calculation process Pc5, third processing procedure Pr3).

この後に、ECU10は、特定した振幅と位相とで波形整形して共振周波数の含まれないクランクシャフト105の回転変動における1次周波数成分を復元して(復元処理Pc6、合成処理Fm)、さらに、クランクシャフト105の回転変動から抽出した2次以上の周波数成分に合成させることにより(合成処理Pc7、Cp)、ダンパ121の共振周波数の影響の含まれないクランクシャフト105の理論波形の回転変動を推定して取得する。 After that, the ECU 10 shapes the waveform with the specified amplitude and phase to restore the primary frequency component in the rotational fluctuation of the crank shaft 105 that does not include the resonance frequency (restoration process Pc6, synthesis process Fm), and further. By synthesizing with the second or higher frequency components extracted from the rotation fluctuation of the crank shaft 105 (synthesis processing Pc7, Cp), the rotation fluctuation of the theoretical waveform of the crank shaft 105 not including the influence of the resonance frequency of the damper 121 is estimated. To get.

この物理モデルPmとして機能するECU10は、エンジン101における燃焼により発生するトルクを推定することにより、デジタルフィルタDF3で処理させる1次周波数成分を抽出する関数処理を実行する。このとき、燃焼トルクTeは次式で表すことができ、燃焼トルクTeとクランクシャフト105の回転変化量ΔNeとが略同等の挙動となるために、そのエンジン101の慣性モーメントIeを利用してクランクシャフト105の回転変化量ΔNeの1次周波数成分を抽出することができる。
Te=Ie・dω Ie:エンジンの慣性モーメント ω:角速度
The ECU 10 functioning as the physical model Pm executes a function process for extracting the primary frequency component to be processed by the digital filter DF3 by estimating the torque generated by the combustion in the engine 101. At this time, the combustion torque Te can be expressed by the following equation, and since the combustion torque Te and the rotational change amount ΔNe of the crankshaft 105 have substantially the same behavior, the crank is made by utilizing the moment of inertia Ie of the engine 101. The primary frequency component of the rotational change amount ΔNe of the shaft 105 can be extracted.
Te = Ie · dω Ie: Moment of inertia of engine ω: Angular velocity

この物理モデルでは、図6に示すように、まずは、エンジン101のクランクシャフト105の回転情報Neから角速度ωeを導出するとともに、変速機111の入力軸115の回転情報Ntから角速度ωinpを導出して合成(「+」「−」)することにより、ダンパ121の入出力差に伴う振動角速度ωdmpを取得して逆数(1/s)を取ることでダンパ121の捻り角θdmpを算出する。このダンパ121の捻り角θdmpは、上式(1)を変形してダンパ121の定数Kdmpをエンジン101の慣性モーメントIeで除する関数式に演算処理させた後に逆数(1/s)を取ることによって、ダンパ121の影響に起因する角速度ωe_dmpを取得する。このダンパ121の影響の角速度ωe_dmpとダンパ121の共振周波数成分を含むクランクシャフト105の角速度ωeとを合成(「−」「+」)することにより、その共振周波数成分を除いたクランクシャフト105の角速度ωe_Teを取得することができる。 In this physical model, as shown in FIG. 6, first, the angular velocity ωe is derived from the rotation information Ne of the crankshaft 105 of the engine 101, and the angular velocity ωimp is derived from the rotation information Nt of the input shaft 115 of the transmission 111. By synthesizing (“+” and “−”), the vibration angular velocity ωdmp due to the input / output difference of the damper 121 is acquired and the reciprocal (1 / s) is taken to calculate the twist angle θdmp of the damper 121. The torsion angle θdmp of the damper 121 is calculated by transforming the above equation (1) into a functional expression that divides the constant Kdmp of the damper 121 by the moment of inertia Ie of the engine 101, and then takes the reciprocal (1 / s). Acquires the angular velocity ωe_dmp due to the influence of the damper 121. By synthesizing (“−” and “+”) the angular velocity ωe_dmp of the influence of the damper 121 and the angular velocity ωe of the crankshaft 105 including the resonance frequency component of the damper 121, the angular velocity of the crankshaft 105 excluding the resonance frequency component is removed. ωe_Te can be obtained.

ところで、エンジン101は、シリンダ102毎の燃焼室103のそれぞれで失火発生の可能性があり、図7に示すように、その失火発生のパターンに応じてクランクシャフト105の回転変動に含まれる周波数特性に差異が生じる。例えば、図7(a)に示すように、シリンダ102のうちのいずれか1気筒に失火が連続的に発生する、所謂、1連失火の場合には、1次周波数成分、2次周波数成分、3次周波数成分の振幅強度がいずれも存在する回転情報Neとなる。図7(b)に示すように、シリンダ102のうちの連続する2気筒に失火が発生する、所謂、2連失火の場合には、1次周波数成分の振幅強度が2次周波数成分よりも大きく(例えば、2倍程度など)、3次周波数成分の振幅強度が含まれない回転情報Neとなる。図7(c)に示すように、シリンダ102の1気筒置きに失火が発生する、所謂、間欠失火の場合には、図7(a)の1連失火と同様に、1次周波数成分、2次周波数成分、3次周波数成分のいずれの振幅強度も存在する回転情報Neとなる。図7(d)に示すように、シリンダ102のうちの対向するレイアウト位置の気筒で失火が発生する、所謂、対向失火の場合には、2次周波数成分の振幅強度のみで、1次周波数成分や3次周波数成分の含まれない回転情報Neとなる。ここで、図7には、6気筒または8気筒の場合における失火パターンを一例として図示している。 By the way, the engine 101 may cause a misfire in each of the combustion chambers 103 for each cylinder 102, and as shown in FIG. 7, the frequency characteristic included in the rotation fluctuation of the crankshaft 105 according to the pattern of the misfire occurrence. Makes a difference. For example, as shown in FIG. 7A, in the case of so-called single-cylinder misfire in which misfire occurs continuously in any one of the cylinders 102, the primary frequency component and the secondary frequency component, It becomes the rotation information Ne in which all the amplitude intensities of the third frequency components exist. As shown in FIG. 7B, in the case of a so-called double misfire in which two consecutive cylinders of the cylinders 102 are misfired, the amplitude intensity of the primary frequency component is larger than that of the secondary frequency component. The rotation information Ne does not include the amplitude intensity of the tertiary frequency component (for example, about twice). As shown in FIG. 7 (c), in the case of a so-called inter-cylinder misfire in which misfire occurs every other cylinder of the cylinder 102, the primary frequency component, 2 The rotation information Ne is such that the amplitude intensities of any of the next frequency component and the third frequency component are present. As shown in FIG. 7D, in the case of a so-called facing misfire in which a misfire occurs in the cylinders at the opposite layout positions of the cylinders 102, only the amplitude intensity of the secondary frequency component is used to obtain the primary frequency component. And the rotation information Ne that does not include the third frequency component. Here, FIG. 7 shows an misfire pattern in the case of 6 cylinders or 8 cylinders as an example.

このため、ECU10(デジタルフィルタDF2)は、上述の1次周波数成分の振幅強度を算出する推定処理Pc4(第2処理手順Pr2)を実行する際に、クランクシャフト105の回転特性における2次周波数成分および3次周波数成分の振幅を用いることにより、発生した失火パターンを判別して補正係数を決定し、1次周波数成分の振幅を算出して推定する処理を行うようになっている。 Therefore, when the ECU 10 (digital filter DF2) executes the estimation process Pc4 (second processing procedure Pr2) for calculating the amplitude intensity of the primary frequency component described above, the secondary frequency component in the rotational characteristics of the crankshaft 105 And by using the amplitude of the third-order frequency component, the misfire pattern that has occurred is discriminated, the correction coefficient is determined, and the amplitude of the first-order frequency component is calculated and estimated.

具体的には、ECU10は、図8のフローチャートに示す処理手順によって、対向失火パターンまたは2連連続失火パターンあるいはその他の回転特性のいずれであるかを判別して補正係数を決定し、クランクシャフト105の回転特性F(a1、a2、a3)における各周波数成分の振幅を取得するようになっている。 Specifically, the ECU 10 determines whether it is an opposed misfire pattern, a double continuous misfire pattern, or other rotational characteristics according to the processing procedure shown in the flowchart of FIG. 8, determines the correction coefficient, and determines the correction coefficient. The amplitude of each frequency component in the rotation characteristic F (a1, a2 , a3) of the above is acquired.

まず、図8のフローチャートに示すように、ECU10は、取得したクランクシャフト105の回転変化量ΔNeの各周波数成分の振幅を用いる下記の対向失火判別式から判別用の比率poppを算出し(ステップS11)、その比率poppが所定の判別閾値未満であるか否かを確認する(ステップS12)。
popp=[max(1次または3次の周波数成分の振幅)]/2次周波数成分の振幅
max(x1、x2、x3、・・・):カッコ内のうちの最大値を選択
判別閾値:振幅強度のない周波数成分の場合の比率poppを確実に超える値
First, as shown in the flowchart of FIG. 8, the ECU 10 calculates the discrimination ratio popp from the following opposed misfire discriminant using the amplitude of each frequency component of the acquired rotation change amount ΔNe of the crankshaft 105 (step S11). ), It is confirmed whether or not the ratio popp is less than a predetermined discriminant threshold value (step S12).
popp = [max (amplitude of primary or tertiary frequency component)] / amplitude of secondary frequency component max (x1, x2, x3, ...): Select the maximum value in parentheses Discrimination threshold: amplitude A value that definitely exceeds the ratio popp in the case of frequency components with no intensity

このステップS12では、図7(d)に示すように、対向失火パターンの場合には1次周波数成分の振幅および3次周波数成分の振幅のいずれも認められずバックグラウンド程度の値を取得することになり、判別用の比率poppは微小な誤差値程度となって、判別閾値未満であることが確認される。 In this step S12, as shown in FIG. 7D, in the case of the opposite misfire pattern, neither the amplitude of the primary frequency component nor the amplitude of the tertiary frequency component is recognized, and a value of about the background is acquired. Therefore, it is confirmed that the discrimination ratio popp is about a minute error value and is less than the discrimination threshold.

このため、ステップS12においてエンジン101で対向失火が発生して判別用比率poppが判別閾値未満であることを確認したECU10は、振幅補正係数kopp=「0」をメモリ11内に設定する(ステップS13)。 Therefore, in step S12, the ECU 10 confirms that the oncoming misfire occurs in the engine 101 and the discrimination ratio popp is less than the discrimination threshold value, and sets the amplitude correction coefficient kopp = "0" in the memory 11 (step S13). ).

また、ステップS12においてエンジン101で対向失火が発生しておらず判別用比率poppが判別閾値以上であることを確認したECU10は、振幅補正係数kopp=「1」をメモリ11内に設定する(ステップS14)。 Further, in step S12, the ECU 10 confirms that no oncoming misfire has occurred in the engine 101 and the discrimination ratio popp is equal to or higher than the discrimination threshold value, and sets the amplitude correction coefficient kopp = "1" in the memory 11 (step). S14).

次いで、ECU10は、取得したクランクシャフト105の回転変化量ΔNeの各周波数成分の振幅を用いる下記の2気筒連続失火判別式から判別用の比率pdblを算出し(ステップS15)、その比率pdblが所定の判別閾値未満であるか否かを確認する(ステップS16)。
pdbl=3次周波数成分の振幅/2次周波数成分の振幅
Next, the ECU 10 calculates the discrimination ratio pdbl from the following two-cylinder continuous misfire discriminant using the amplitude of each frequency component of the acquired rotation change amount ΔNe of the crankshaft 105 (step S15), and the ratio pdbl is predetermined. It is confirmed whether or not it is less than the discriminant threshold value of (step S16).
pdbl = Amplitude of 3rd frequency component / Amplitude of 2nd frequency component

このステップS16では、図7(b)に示すように、2連失火パターンの場合には3次周波数成分の振幅が認められずバックグラウンド程度の値を取得することになり、判別用の比率pdblは微小な誤差値程度となって、判別閾値未満であることが確認される。 In this step S16, as shown in FIG. 7B, in the case of the double misfire pattern, the amplitude of the tertiary frequency component is not recognized and a value of about the background is acquired, and the ratio pdbl for discrimination is obtained. Is about a minute error value, and it is confirmed that is less than the discrimination threshold.

このため、ステップS16においてエンジン101で2連失火が発生して判別用比率pdblが判別閾値未満であることを確認したECU10は、振幅補正係数kdbl=「KDBL−H」、例えば、「2」をメモリ11内に設定する(ステップS17)。なお、この2連失火パターンでの1次周波数成分の振幅は2次周波数成分の2倍程度の振幅強度になることから、後述する1次周波数成分の振幅a1を算出(推定)する際に2次周波数成分の振幅を2倍にする補正係数としている。 Therefore, in step S16, the ECU 10 confirms that the discriminant ratio pdbl is less than the discriminant threshold due to the occurrence of two consecutive misfires in the engine 101, and sets the amplitude correction coefficient kdbl = "KDBL-H", for example, "2". It is set in the memory 11 (step S17). Since the amplitude of the primary frequency component in this double misfire pattern is about twice the amplitude intensity of the secondary frequency component, 2 is used when calculating (estimating) the amplitude a1 of the primary frequency component described later. The correction coefficient is used to double the amplitude of the next frequency component.

また、ステップS16においてエンジン101で2連失火が発生しておらず判別用比率pdblが判別閾値以上であることを確認したECU10は、振幅補正係数kdbl=「KDBL−L」、例えば、「1」をメモリ11内に設定する(ステップS18)。 Further, in step S16, the ECU 10 which confirmed that the engine 101 did not cause two consecutive misfires and the discrimination ratio pdbl was equal to or higher than the discrimination threshold value had an amplitude correction coefficient kdbl = "KDBL-L", for example, "1". Is set in the memory 11 (step S18).

これらステップS11〜S18の処理により、メモリ11内に、エンジン101に図7(d)の対向失火が発生している場合には振幅補正係数kopp=「0」が設定され、エンジン101に図7(b)の2連失火が発生している場合には振幅補正係数kdbl=「2」が設定され、エンジン101に図7(a)の1連失火や図7(c)の間欠失火が発生し、あるいは、失火自体が発生していない場合には振幅補正係数kopp=「1」および振幅補正係数kdbl=「1」が設定される。 By the processing of steps S11 to S18, the amplitude correction coefficient kopp = "0" is set in the memory 11 when the oncoming misfire of FIG. 7 (d) occurs in the engine 101, and the engine 101 is set in FIG. 7. When the double misfire of (b) has occurred, the amplitude correction coefficient kdbl = "2" is set, and the single misfire of FIG. 7 (a) and the deletion fire of FIG. 7 (c) occur in the engine 101. Alternatively, if the misfire itself has not occurred, the amplitude correction coefficient kopp = "1" and the amplitude correction coefficient kdbl = "1" are set.

この後に、ECU10は、メモリ11内の振幅補正係数koppおよび振幅補正係数kdblと取得した2次周波数成分の振幅とを用いる次式の振幅推定式から1次周波数成分の振幅a1を算出して推定する(ステップS19)。
1次周波数成分の振幅a1=2次周波数成分の振幅×kopp×kdbl
After that, the ECU 10 calculates and estimates the amplitude a1 of the primary frequency component from the amplitude estimation formula of the following equation using the amplitude correction coefficient kopp and the amplitude correction coefficient kdbl in the memory 11 and the acquired amplitude of the secondary frequency component. (Step S19).
Amplitude of primary frequency component a1 = Amplitude of secondary frequency component × kopp × kdbl

これにより、ECU10は、ダンパ121の共振周波数の影響のないクランクシャフト105の回転特性F(a1、a2、a3)を取得することができ、エンジン101における失火の判定処理を信頼性高く実行することができる。 As a result, the ECU 10 can acquire the rotational characteristics F (a1, a2, a3) of the crankshaft 105 that is not affected by the resonance frequency of the damper 121, and can reliably execute the misfire determination process in the engine 101. Can be done.

ここで、ステップS11〜S18において振幅補正係数koppとして「0」または「1」を選択設定し、また、振幅補正係数kdblとして「KDBL−H:2」または「KDBL−L:1」を選択設定する場合を一例として説明するが、これに限るものではなく、エンジン101やダンパ121など搭載機器の異なる車両100の車種等に応じて適宜に設定してもよい。例えば、ステップS11、S15で算出する判別用比率popp、pdblの値に応じた振幅補正係数kopp、kdbkを決定するマップをメモリ11内に格納準備しておき、算出した判別用比率popp、pdblに応じた振幅補正係数kopp、kdblを決定してメモリ11内に設定するようにしてもよい。 Here, in steps S11 to S18, "0" or "1" is selected and set as the amplitude correction coefficient kopp, and "KDBL-H: 2" or "KDBL-L: 1" is selected and set as the amplitude correction coefficient kdbl. This case will be described as an example, but the present invention is not limited to this, and may be appropriately set according to the vehicle type of the vehicle 100 having different mounted devices such as the engine 101 and the damper 121. For example, a map for determining the amplitude correction coefficients kopp and kdbk according to the values of the discrimination ratio popp and pdbl calculated in steps S11 and S15 is stored and prepared in the memory 11, and the calculated discrimination ratio popp and pdbl are set. The corresponding amplitude correction coefficients kopp and kdbl may be determined and set in the memory 11.

具体的には、メモリ11内に格納する対向失火用のマップとしては、例えば、図9(a)に示すように、振幅補正係数kopp=「0」とする判別用比率poppの低側閾値を「EOPP−THL」とし、また、振幅補正係数kopp=「1」とする判別用比率poppの高側閾値を「EOPP−THH」として、その判別用比率poppが低側閾値「EOPP−THL」と高側閾値「EOPP−THH」の間の場合には、例えば、「0」〜「1」の間の中間値を振幅補正係数koppとしてメモリ11内に設定するようにしてもよい。 Specifically, as a map for facing misfire stored in the memory 11, for example, as shown in FIG. 9A, a low threshold value of the discrimination ratio popp in which the amplitude correction coefficient kopp = "0" is set. The high threshold value of the discrimination ratio popp with "EOPP-THL" and the amplitude correction coefficient kopp = "1" is set to "EOPP-THH", and the discrimination ratio popp is set to the low threshold value "EOPP-THL". In the case of the high threshold value “EOPP-THH”, for example, an intermediate value between “0” and “1” may be set in the memory 11 as an amplitude correction coefficient kopp.

また、メモリ11内に格納する2連失火用のマップとしては、例えば、図9(b)に示すように、振幅補正係数kdbl=「EDBL−THL:2」とする判別用比率pdblの低側閾値を「EDBL−THL」とし、また、振幅補正係数kdbl=「EDBL−THH:1」とする判別用比率pdblの高側閾値を「EDBL−THH」として、その判別用比率pdblが低側閾値「EDBL−THL」と高側閾値「EDBL−THH」の間の場合には、例えば、「KDBK−H:2」〜「KDBK−L:1」の間の中間値を振幅補正係数kdblとしてメモリ11内に設定するようにしてもよい。 Further, as a map for double misfire stored in the memory 11, for example, as shown in FIG. 9B, the lower side of the discrimination ratio pdbl in which the amplitude correction coefficient kdbl = "EDBL-THL: 2" is set. The high threshold value of the discrimination ratio pdbl with the threshold value set to "EDBL-THL" and the amplitude correction coefficient kdbl = "EDBL-THH: 1" is set to "EDBL-THH", and the discrimination ratio pdbl is the low side threshold value. In the case of between "EDBL-THL" and the high threshold value "EDBL-THH", for example, the intermediate value between "KDBK-H: 2" and "KDBK-L: 1" is set as the amplitude correction coefficient kdbl and stored in the memory. It may be set within 11.

これにより、ECU10は、例えば、車両100の車種毎の搭載機器等に応じて振幅補正係数を最適化して、ダンパ121の共振周波数の影響のないクランクシャフト105の回転特性F(a1、a2、a3)をより高精度に取得することができ、エンジン101における失火判定処理をより信頼性高く実行することができる。 As a result, the ECU 10 optimizes the amplitude correction coefficient according to, for example, the equipment mounted on each vehicle type of the vehicle 100, and the rotational characteristics F (a1, a2, a3) of the crankshaft 105, which is not affected by the resonance frequency of the damper 121. ) Can be acquired with higher accuracy, and the misfire determination process in the engine 101 can be executed with higher reliability.

このように、本実施形態のECU10においては、エンジン101のクランクシャフト105の1次周波数成分をダンパ121の共振周波数の影響を受けない2次周波数成分と3次周波数成分とから推定して取得するので、ダンパ121を介在させてエンジン101の回転動力を変速機111に伝達する動力伝達経路を有する場合でも、そのダンパ121の共振の影響を受けることなく、エンジン101の失火判定を信頼性高く高精度に実行することができる。 As described above, in the ECU 10 of the present embodiment, the primary frequency component of the crank shaft 105 of the engine 101 is estimated and acquired from the secondary frequency component and the tertiary frequency component that are not affected by the resonance frequency of the damper 121. Therefore, even if the engine 101 has a power transmission path for transmitting the rotational power of the engine 101 to the transmission 111 with the damper 121 interposed therebetween, the misfire determination of the engine 101 is highly reliable and high without being affected by the resonance of the damper 121. It can be executed with precision.

本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。 Although embodiments of the present invention have been disclosed, it will be apparent to those skilled in the art that modifications may be made without departing from the scope of the invention. All such modifications and equivalents are intended to be included in the following claims.

10……ECU(推定部、失火判定装置)
11……メモリ
21……出力回転センサ
22……入力回転センサ
100……車両
101……エンジン(内燃機関)
102……シリンダ
103……燃焼室
104……ピストン
105……クランクシャフト
111……変速機
115……入力軸
121……ダンパ
122……スプリング
10 ...... ECU (estimated tough, misfire determination device)
11 …… Memory 21 …… Output rotation sensor 22 …… Input rotation sensor 100 …… Vehicle 101 …… Engine (internal combustion engine)
102 ... Cylinder 103 ... Combustion chamber 104 ... Piston 105 ... Crankshaft 111 ... Transmission 115 ... Input shaft 121 ... Damper 122 ... Spring

Claims (1)

変速機の共振周波数を有する入力軸がクランクシャフトに連結されている内燃機関の燃焼室における失火を当該クランクシャフトの回転変動に基づいて判定する失火判定装置であって、
前記クランクシャフトの回転情報Neおよび前記入力軸の回転情報Ntを取得する処理と、前記クランクシャフトの回転変化量ΔNeを算出してデジタルフィルタに通すことにより1次周波数成分を除いた2次以上の周波数成分を含む当該クランクシャフトの回転変動を取得する処理と、前記クランクシャフトの回転変化量ΔNeをデジタルフィルタに通すことにより分離抽出した共振周波数の影響のない1次周波数成分の振幅を2次以上の周波数成分の振幅から算出して特定する処理と、前記クランクシャフトの回転情報Neおよび前記入力軸の回転情報Ntを制御関数の物理モデルに処理させて共振周波数成分を除いた後にデジタルフィルタに通すことにより1次周波数成分の位相を特定する処理と、前記処理により特定した1次周波数成分の振幅および位相から共振周波数成分の含まれない1次周波数成分を整形して前記クランクシャフトの1次周波数成分を復元する処理と、前記処理により取得した2次以上の周波数成分に前記処理により整形された1次周波数成分を合成して共振周波数の影響の含まれない前記クランクシャフトの回転特性を取得する処理と、を行う推定部を備え、
前記制御関数の物理モデルとしては、前記クランクシャフトの回転変化量ΔNeと同等の挙動となる前記内燃機関の燃焼トルクTeを前記内燃機関の慣性モーメントIeと角速度ωで表す次式を利用する関数処理により当該クランクシャフトの1次周波数成分を抽出し、
Te=Ie・dω
前記内燃機関の燃焼室で発生する失火のパターンに応じた前記クランクシャフトの回転動作の周波数成分を取得して前記内燃機関の失火判定を行う、内燃機関の失火判定装置。
A misfire determination device that determines misfire in the combustion chamber of an internal combustion engine in which an input shaft having a resonance frequency of a transmission is connected to a crankshaft based on the rotational fluctuation of the crankshaft.
The process of acquiring the rotation information Ne of the crank shaft and the rotation information Nt of the input shaft, and calculating the rotation change amount ΔNe of the crank shaft and passing it through a digital filter to remove the primary frequency component to achieve the secondary or higher order. The process of acquiring the rotation fluctuation of the crank shaft including the frequency component and the amplitude of the first-order frequency component that is not affected by the resonance frequency separated and extracted by passing the rotation change amount ΔNe of the crank shaft through a digital filter are second-order or higher. The process of calculating and specifying from the amplitude of the frequency component of the above, and the rotation information Ne of the crank shaft and the rotation information Nt of the input shaft are processed by the physical model of the control function to remove the resonance frequency component, and then passed through a digital filter. By doing so, the process of specifying the phase of the primary frequency component and the primary frequency component that does not include the resonance frequency component are shaped from the amplitude and phase of the primary frequency component specified by the process to form the primary frequency of the crank shaft. The process of restoring the components and the primary frequency component shaped by the process are combined with the second and higher frequency components acquired by the process to acquire the rotational characteristics of the crankshaft that are not affected by the resonance frequency. Equipped with an estimation unit that performs processing and
As a physical model of the control function, a function process using the following equation that expresses the combustion torque Te of the internal combustion engine having the same behavior as the rotational change amount ΔNe of the crankshaft by the moment of inertia Ie of the internal combustion engine and the angular velocity ω. Extracts the primary frequency component of the crankshaft by
Te = Ie · dω
An internal combustion engine misfire determination device that acquires the frequency component of the rotational operation of the crankshaft according to the pattern of misfire that occurs in the combustion chamber of the internal combustion engine and determines the misfire of the internal combustion engine.
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