JP2008057490A - Combustion state determination device and vehicle equipped with the same - Google Patents
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Abstract
【課題】出力軸がねじれ要素を介して後段に接続された複数気筒の内燃機関の各気筒の燃焼状態を精度良く判定すると共に車両における振動を抑制する。
【解決手段】クランクシャフトが30度回転するのに要する時間のATDC90,120,150の30度回転所要時間T30(ATDC90,120,150)の和により90度回転所要時間T90(0)を計算し(S100)、90度回転所要時間T90(0)からクランクシャフトのトルク変動に伴うダンパを含む後段の共振の一周期である360°CA前の気筒の90度回転所要時間T90(4)を減じて判定用差分値Δ90を計算し(S110)、判定用差分値Δ90が閾値Tref以上であるか否かにより気筒の燃焼状態を判定する(S120)。判定用差分値Δ90が閾値Tref以上のときには燃焼状態が不良であると判定してその気筒の点火時期を進角する(S130)。
【選択図】図3An object of the present invention is to accurately determine the combustion state of each cylinder of a multi-cylinder internal combustion engine whose output shaft is connected to a subsequent stage via a torsion element and to suppress vibrations in the vehicle.
A time required for 90-degree rotation T90 (0) is calculated from the sum of time required for 30-degree rotation TAT (ATDC 90, 120, 150) of ATDC 90, 120, and 150 for the time required for the crankshaft to rotate 30 degrees. (S100), 90 ° rotation required time T90 (4) of the cylinder before 360 ° CA, which is one cycle of resonance of the subsequent stage including the damper accompanying the crankshaft torque fluctuation, is subtracted from 90 ° rotation required time T90 (0). The determination difference value Δ90 is calculated (S110), and the combustion state of the cylinder is determined based on whether or not the determination difference value Δ90 is equal to or greater than the threshold value Tref (S120). When the determination difference value Δ90 is greater than or equal to the threshold value Tref, it is determined that the combustion state is defective, and the ignition timing of the cylinder is advanced (S130).
[Selection] Figure 3
Description
本発明は、燃焼状態判定装置およびこれを備える車両に関し、詳しくは、出力軸がねじれ要素を介して後段に接続された複数気筒の内燃機関の燃焼状態を判定する燃焼状態判定装置およびこうした燃焼状態判定装置を備える車両に関する。 The present invention relates to a combustion state determination device and a vehicle including the combustion state determination device. More specifically, the present invention relates to a combustion state determination device that determines the combustion state of a multi-cylinder internal combustion engine whose output shaft is connected downstream via a torsion element. The present invention relates to a vehicle including a determination device.
従来、この種の装置としては、クランク軸の角加速度に基づいてクランク軸のトルク変動量をエンジン振動量として算出し、このエンジン振動量と気筒毎のTDC信号とを対応させた気筒毎のエンジン振動量の同一気筒における前回値との差や直前にTDCとなる気筒における気筒毎のエンジン振動量との差が閾値以上のときに燃焼が不安定であるのを判定するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この装置では、気筒毎のエンジン振動量との差が閾値以上となったときには、点火時期を制御することによりアイドル回転数を増加させ、気筒毎のエンジン振動量との差が閾値未満になるようフィードバック制御を行なっている。 Conventionally, as this type of device, the crankshaft torque fluctuation amount is calculated as the engine vibration amount based on the angular acceleration of the crankshaft, and this engine vibration amount and the TDC signal for each cylinder correspond to each other. It has been proposed to determine whether combustion is unstable when the difference in vibration amount from the previous value in the same cylinder or the difference in engine vibration amount in each cylinder in the cylinder that immediately becomes TDC is equal to or greater than a threshold value. (For example, refer to Patent Document 1). In this device, when the difference from the engine vibration amount for each cylinder exceeds a threshold value, the idling speed is increased by controlling the ignition timing so that the difference from the engine vibration amount for each cylinder becomes less than the threshold value. Feedback control is performed.
また、モータによりエンジンのクランク軸のトルク変動を打ち消すよう制振制御を行なう車両において、モータによる制振制御のためにモータから出力するトルクを補正するトルク補正量を算出し、このモータのトルク補正量に基づいてエンジンの失火状態を検出するものも提案されている(例えば、特許文献2参照)。
内燃機関のクランク軸にダンパのようなねじれ要素を介して変速機構に接続されている車両などに搭載されている動力出力装置では、内燃機関の爆発燃焼によるクランク軸のトルク変動がねじれ要素やこのねじれ要素を含む後段の変速機構などの共振を誘発し、共振によりクランク軸に回転変動が生じる結果、クランク角の回転変動に基づいて内燃機関の気筒毎の燃焼状態や内燃機関のいずれかの気筒の失火を検出しようとしても、精度良く検出することができない。モータにより内燃機関のクランク角のトルク変動に対して制振制御を行なうと、ねじれ要素やねじれ要素を含む後段の変速機構などの共振を助長する場合も生じ、内燃機関の気筒毎の燃焼状態や内燃機関のいずれかの気筒の失火の検出の精度は更に低くなってしまう。 In a power output device mounted on a vehicle connected to a transmission mechanism via a torsion element such as a damper on a crankshaft of an internal combustion engine, the torque fluctuation of the crankshaft due to the explosion combustion of the internal combustion engine is caused by As a result of inducing resonance in the crankshaft including the torsion element and the rotation fluctuation in the crankshaft due to the resonance, the combustion state of each cylinder of the internal combustion engine and any cylinder of the internal combustion engine based on the rotation fluctuation in the crank angle Even if a misfire is detected, it cannot be detected accurately. When vibration suppression control is performed on the torque fluctuation of the crank angle of the internal combustion engine by the motor, there is a case where resonance is promoted by a torsion element or a subsequent transmission mechanism including the torsion element. The accuracy of detection of misfire in any cylinder of the internal combustion engine is further lowered.
本発明の燃焼状態判定装置は、出力軸がねじれ要素を介して後段に接続された複数気筒の内燃機関の各気筒の燃焼状態を精度良く判定することを目的とする。また、本発明の車両は、出力軸がねじれ要素を介して後段に接続された複数気筒の内燃機関を搭載する車両における振動を抑制することを目的とする。 An object of the combustion state determination device of the present invention is to accurately determine the combustion state of each cylinder of a multi-cylinder internal combustion engine whose output shaft is connected to a subsequent stage via a torsion element. Another object of the vehicle of the present invention is to suppress vibrations in a vehicle equipped with a multi-cylinder internal combustion engine whose output shaft is connected to a subsequent stage via a torsion element.
本発明の燃焼状態判定装置およびこれを備える車両は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。 The combustion state determination device of the present invention and the vehicle including the same employ the following means in order to achieve the above-described object.
本発明の第1の燃焼状態判定装置は、
出力軸がねじれ要素を介して後段に接続された複数気筒の内燃機関の燃焼状態を判定する燃焼状態判定装置であって、
前記内燃機関の出力軸の回転位置を検出する回転位置検出手段と、
前記検出された回転位置に基づいて前記内燃機関の出力軸が所定の単位回転角だけ回転するのに要する時間である単位回転所要時間を演算する単位回転所要時間演算手段と、
前記複数気筒のうちの対象気筒の圧縮行程の上死点以降の所定回転角を基点として前記単位回転所要時間演算手段により演算された単位回転所要時間である対象単位回転所要時間と該対象気筒の行程と前記ねじれ要素を含む後段における共振の一周期前に同一の行程となる気筒の圧縮行程の上死点以降の前記所定回転角を基準として前記単位回転所要時間演算手段により演算された単位回転所要時間である比較単位回転所要時間とに基づいて前記対象気筒の燃焼状態が良好であるか否かを判定する燃焼状態判定手段と、
を備えることを要旨とする。
The first combustion state determination device of the present invention includes:
A combustion state determination device for determining a combustion state of a multi-cylinder internal combustion engine whose output shaft is connected to a subsequent stage via a torsion element,
Rotational position detecting means for detecting the rotational position of the output shaft of the internal combustion engine;
Unit rotation required time calculating means for calculating a unit rotation required time which is a time required for the output shaft of the internal combustion engine to rotate by a predetermined unit rotation angle based on the detected rotation position;
Of the plurality of cylinders, the target unit rotation required time which is the unit rotation required time calculated by the unit rotation required time calculating means with the predetermined rotation angle after the top dead center of the compression stroke of the target cylinder as a base point, and the target cylinder The unit rotation calculated by the unit rotation required time calculation means with reference to the predetermined rotation angle after the top dead center of the compression stroke of the cylinder having the same stroke before one cycle of resonance in the latter stage including the stroke and the torsion element Combustion state determination means for determining whether or not the combustion state of the target cylinder is good based on a comparison unit rotation required time which is a required time;
It is a summary to provide.
この本発明の第1の燃焼状態判定装置では、内燃機関の出力軸の回転位置に基づいて内燃機関の出力軸が所定の単位回転角だけ回転するのに要する時間である単位回転所要時間を演算し、複数気筒のうちの対象気筒の圧縮行程の上死点以降の所定回転角を基点として演算された単位回転所要時間である対象単位回転所要時間と対象気筒の行程とねじれ要素を含む後段における共振の一周期前に同一の行程となる気筒の圧縮行程の上死点以降の所定回転角を基準として演算された単位回転所要時間である比較単位回転所要時間とに基づいて対象気筒の燃焼状態が良好であるか否かを判定する。即ち、対象気筒の単位回転所要時間とねじれ要素を含む後段における共振の一周期前の気筒における単位回転所要時間とに基づいて対象気筒の燃焼状態が良好であるか否かを判定するのである。ねじれ要素を含む後段における共振の一周期前の気筒における単位回転所要時間との比較により対象気筒の燃焼状態を判定するから、判定結果における共振の影響を小さくすることができ、これにより、精度良く内燃機関の各気筒の燃焼状態を判定することができる。 In the first combustion state determination apparatus of the present invention, a unit rotation required time, which is a time required for the output shaft of the internal combustion engine to rotate by a predetermined unit rotation angle, is calculated based on the rotational position of the output shaft of the internal combustion engine. In the subsequent stage including the target unit rotation required time, which is a unit rotation required time calculated from the predetermined rotation angle after the top dead center of the compression stroke of the target cylinder among the plurality of cylinders, the stroke of the target cylinder, and the torsion element Combustion state of the target cylinder based on a comparison unit rotation required time that is a unit rotation required time calculated with reference to a predetermined rotation angle after the top dead center of the compression stroke of the cylinder having the same stroke before one cycle of resonance Whether or not is good. That is, it is determined whether or not the combustion state of the target cylinder is good based on the unit rotation required time of the target cylinder and the unit rotation required time in the cylinder one cycle before the resonance in the subsequent stage including the torsion element. Since the combustion state of the target cylinder is determined by comparison with the unit rotation required time in the cylinder one cycle before the resonance in the latter stage including the torsion element, the influence of the resonance in the determination result can be reduced, and this makes it possible to accurately The combustion state of each cylinder of the internal combustion engine can be determined.
こうした本発明の第1の燃焼状態判定装置において、前記燃焼状態判定手段は、前記対象単位回転所要時間から前記比較単位回転所要時間を減じて得られる判定用値が所定値以上のときに前記対象気筒の燃焼状態が不良であると判定する手段であるものとすることもできる。 In such a first combustion state determination device of the present invention, the combustion state determination means is configured to detect the target when a determination value obtained by subtracting the comparison unit rotation required time from the target unit rotation required time is a predetermined value or more. It may be a means for determining that the combustion state of the cylinder is defective.
また、本発明の第1の燃焼状態判定装置において、前記検出された回転位置に基づく物理量に対して前記内燃機関の燃焼の周波数成分は減衰させずに前記ねじれ要素を含む後段における共振の周波数成分を減衰するフィルタ処理を施すフィルタ処理手段を備え、前記単位回転所要時間演算手段は、前記フィルタ処理手段によるフィルタ処理後の物理量に基づいて単位回転所要時間を演算する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、ねじれ要素を含む後段における共振の影響を減衰させた物理量を用いるから、判定結果における共振の影響をより小さくすることができ、これにより、より精度良く内燃機関の各気筒の燃焼状態を判定することができる。この場合、燃焼状態判定装置を、前記ねじれ要素の後段の接続状態を切り替える接続状態切替手段を有するシステムに用いられるものとし、前記フィルタ処理手段は、前記接続状態切替手段によって切り替えられる前記ねじれ要素の後段の接続状態に応じたフィルタ処理を施す手段であるものとすることもできる。こうすれば、ねじれ要素の後段の接続状態に応じたフィルタ処理を施すから、ねじれ要素の後段の接続状態を変更しても、ねじれ要素の後段の接続状態に応じて判定結果における共振の影響を小さくすることができ、精度良く内燃機関の各気筒の燃焼状態を判定することができる。ここで、システムとしては車両を挙げることができ、システムとして車両を考える場合には接続状態切替手段はシフト操作によるものと考えることができる。この場合、シフト操作により駐車ポジションやニュートラルポジション,走行ポジションとすることにより、ねじれ要素の後段の接続状態を切り替えても、精度良く内燃機関の各気筒の燃焼状態を判定することができる。 Further, in the first combustion state determination device of the present invention, the frequency component of the resonance in the subsequent stage including the torsion element without attenuating the combustion frequency component of the internal combustion engine with respect to the physical quantity based on the detected rotational position. Filter processing means for performing a filter process for attenuating the unit, and the unit rotation required time calculation means is means for calculating a unit rotation required time based on a physical quantity after the filter processing by the filter processing means. You can also. In this way, since the physical quantity that attenuates the influence of resonance in the subsequent stage including the torsion element is used, the influence of resonance in the determination result can be further reduced, and thereby the combustion state of each cylinder of the internal combustion engine can be improved more accurately. Can be determined. In this case, the combustion state determination device is used in a system having a connection state switching unit that switches a connection state of the subsequent stage of the torsion element, and the filter processing unit is configured to switch the twisting element that is switched by the connection state switching unit. It may be a means for performing a filtering process according to the connection state at the subsequent stage. In this way, since the filtering process is performed according to the connection state of the subsequent stage of the torsion element, even if the connection state of the subsequent stage of the torsion element is changed, the influence of resonance in the determination result depends on the connection state of the subsequent stage of the twist element. The combustion state of each cylinder of the internal combustion engine can be determined with high accuracy. Here, a vehicle can be mentioned as a system, and when considering a vehicle as a system, it can be considered that the connection state switching means is based on a shift operation. In this case, by setting the parking position, the neutral position, and the traveling position by the shift operation, it is possible to accurately determine the combustion state of each cylinder of the internal combustion engine even if the connection state at the subsequent stage of the torsion element is switched.
本発明の第2の燃焼状態判定装置は、
出力軸がねじれ要素を介して後段に接続された複数気筒の内燃機関の燃焼状態を判定する燃焼状態判定装置であって、
前記内燃機関の出力軸の回転位置を検出する回転位置検出手段と、
前記検出された回転位置に基づいて前記内燃機関の出力軸の所定の単位回転角毎の回転数である単位回転角回転数を演算する単位回転角回転数演算手段と、
前記複数気筒のうちの対象気筒の圧縮行程の上死点以降の所定回転角を基点として前記単位回転角回転数演算手段により演算された単位回転角回転数である対象単位回転角回転数と該対象気筒の行程と前記ねじれ要素を含む後段における共振の一周期前に同一の行程となる気筒の圧縮行程の上死点以降の前記所定回転角を基準として前記単位回転角回転数演算手段により演算された単位回転角回転数である比較単位回転角回転数とに基づいて前記対象気筒の燃焼状態が良好であるか否かを判定する燃焼状態判定手段と、
を備えることを要旨とする。
The second combustion state determination device of the present invention is
A combustion state determination device for determining a combustion state of a multi-cylinder internal combustion engine whose output shaft is connected to a subsequent stage via a torsion element,
Rotational position detecting means for detecting the rotational position of the output shaft of the internal combustion engine;
Unit rotation angle rotation number calculating means for calculating a unit rotation angle rotation number that is a rotation number for each predetermined unit rotation angle of the output shaft of the internal combustion engine based on the detected rotation position;
A target unit rotation angle rotation number that is a unit rotation angle rotation number calculated by the unit rotation angle rotation number calculation means with a predetermined rotation angle after the top dead center of the compression stroke of the target cylinder of the plurality of cylinders as a base point; Calculated by the unit rotation angle rotation speed calculation means with reference to the predetermined rotation angle after the top dead center of the compression stroke of the cylinder having the same stroke before one cycle of resonance in the latter stage including the torsion element and the stroke of the target cylinder Combustion state determination means for determining whether or not the combustion state of the target cylinder is good based on the comparison unit rotation angle rotation speed that is the unit rotation angle rotation speed
It is a summary to provide.
この本発明の第2の燃焼状態判定装置では、内燃機関の出力軸の回転位置に基づいて内燃機関の出力軸の所定の単位回転角毎の回転数である単位回転角回転数を演算し、複数気筒のうちの対象気筒の圧縮行程の上死点以降の所定回転角を基点として演算された単位回転角回転数である対象単位回転角回転数と対象気筒の行程とねじれ要素を含む後段における共振の一周期前に同一の行程となる気筒の圧縮行程の上死点以降の所定回転角を基準として演算された単位回転角回転数である比較単位回転角回転数とに基づいて対象気筒の燃焼状態が良好であるか否かを判定する。即ち、対象気筒の単位回転角回転数とねじれ要素を含む後段における共振の一周期前の気筒における単位回転角回転数とに基づいて対象気筒の燃焼状態が良好であるか否かを判定するのである。ねじれ要素を含む後段における共振の一周期前の気筒における単位回転角回転数との比較により対象気筒の燃焼状態を判定するから、判定結果における共振の影響を小さくすることができ、これにより、精度良く内燃機関の各気筒の燃焼状態を判定することができる。 In the second combustion state determination device of the present invention, a unit rotational angle rotational speed that is a rotational speed per predetermined unit rotational angle of the output shaft of the internal combustion engine is calculated based on the rotational position of the output shaft of the internal combustion engine, In the latter stage including the target unit rotation angle rotation number, which is a unit rotation angle rotation number calculated from the predetermined rotation angle after the top dead center of the compression stroke of the target cylinder among the plurality of cylinders, the stroke of the target cylinder, and the torsion element Based on the comparison unit rotation angle rotation speed, which is a unit rotation angle rotation speed calculated with reference to a predetermined rotation angle after the top dead center of the compression stroke of the cylinder having the same stroke before one cycle of resonance, It is determined whether or not the combustion state is good. That is, it is determined whether or not the combustion state of the target cylinder is good based on the unit rotation angle rotation speed of the target cylinder and the unit rotation angle rotation speed in the cylinder one cycle before the resonance including the torsion element. is there. Since the combustion state of the target cylinder is determined by comparison with the unit rotation angle rotation speed in the cylinder one cycle before the resonance in the subsequent stage including the torsion element, the influence of the resonance in the determination result can be reduced, thereby improving the accuracy. The combustion state of each cylinder of the internal combustion engine can be determined well.
こうした本発明の第2の燃焼状態判定装置において、前記燃焼状態判定手段は、前記対象単位回転角回転数の逆数に相当する値から前記比較単位回転角回転数の逆数に相当する値を減じて得られる判定用値が所定値以上のときに前記対象気筒の燃焼状態が不良であると判定する手段であるものとすることもできる。 In such a second combustion state determination device of the present invention, the combustion state determination means subtracts a value corresponding to the reciprocal of the comparison unit rotational angle rotational speed from a value corresponding to the reciprocal of the target unit rotational angle rotational speed. It may be a means for determining that the combustion state of the target cylinder is defective when the obtained determination value is equal to or greater than a predetermined value.
上述の本発明の第1の燃焼状態判定装置や第2の燃焼状態判定装置では、前記燃焼状態判定手段は、前記内燃機関が所定の回転数で略定常運転されているときに該内燃機関の燃焼状態を判定する手段であるものとすることもできる。この場合、内燃機関が所定の回転数で略定常運転されているときには、内燃機関がアイドル運転されているときや内燃機関がアイドル回転数より高い回転数で自立運転されているとき、或いはアイドル回転数やこれより高い回転数で負荷運転されているときも含まれる。 In the first combustion state determination device and the second combustion state determination device of the present invention described above, the combustion state determination unit is configured to detect the internal combustion engine when the internal combustion engine is operating substantially at a predetermined rotational speed. It may be a means for determining the combustion state. In this case, when the internal combustion engine is operating substantially at a predetermined rotational speed, when the internal combustion engine is operating idle, when the internal combustion engine is operating independently at a rotational speed higher than the idle rotational speed, or idle rotational speed. It is also included when the load is being operated at a higher speed than this number.
本発明の車両は、
気筒毎に点火時期を調整可能で、出力軸がねじれ要素を介して後段に接続された複数気筒の内燃機関と、
前記内燃機関の燃焼状態を判定する上述のいずれかの態様の本発明の第1または第2の燃焼判定装置、即ち、基本的には、出力軸がねじれ要素を介して後段に接続された複数気筒の内燃機関の燃焼状態を判定する燃焼状態判定装置であって、前記内燃機関の出力軸の回転位置を検出する回転位置検出手段と、前記検出された回転位置に基づいて前記内燃機関の出力軸が所定の単位回転角だけ回転するのに要する時間である単位回転所要時間を演算する単位回転所要時間演算手段と、前記複数気筒のうちの対象気筒の圧縮行程の上死点以降の所定回転角を基点として前記単位回転所要時間演算手段により演算された単位回転所要時間である対象単位回転所要時間と該対象気筒の行程と前記ねじれ要素を含む後段における共振の一周期前に同一の行程となる気筒の圧縮行程の上死点以降の前記所定回転角を基準として前記単位回転所要時間演算手段により演算された単位回転所要時間である比較単位回転所要時間とに基づいて前記対象気筒の燃焼状態が良好であるか否かを判定する燃焼状態判定手段と、を備える第1の燃焼状態判定装置や、出力軸がねじれ要素を介して後段に接続された複数気筒の内燃機関の燃焼状態を判定する燃焼状態判定装置であって、前記内燃機関の出力軸の回転位置を検出する回転位置検出手段と、前記検出された回転位置に基づいて前記内燃機関の出力軸の所定の単位回転角毎の回転数である単位回転角回転数を演算する単位回転角回転数演算手段と、前記複数気筒のうちの対象気筒の圧縮行程の上死点以降の所定回転角を基点として前記単位回転角回転数演算手段により演算された単位回転角回転数である対象単位回転角回転数と該対象気筒の行程と前記ねじれ要素を含む後段における共振の一周期前に同一の行程となる気筒の圧縮行程の上死点以降の前記所定回転角を基準として前記単位回転角回転数演算手段により演算された単位回転角回転数である比較単位回転角回転数とに基づいて前記対象気筒の燃焼状態が良好であるか否かを判定する燃焼状態判定手段と、を備える第2の燃焼状態判定装置と、
前記燃焼判定装置の燃焼状態判定手段により燃焼状態が不良と判定された気筒の点火時期が進角されるよう前記内燃機関を制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
The vehicle of the present invention
A multi-cylinder internal combustion engine, the ignition timing of which can be adjusted for each cylinder, the output shaft of which is connected to the subsequent stage via a twisting element,
The first or second combustion determination device of the present invention according to any one of the above aspects for determining the combustion state of the internal combustion engine, that is, basically a plurality of output shafts connected to the subsequent stage via a torsion element A combustion state determination device for determining a combustion state of an internal combustion engine of a cylinder, the rotational position detection means for detecting a rotational position of an output shaft of the internal combustion engine, and an output of the internal combustion engine based on the detected rotational position Unit rotation required time calculation means for calculating a unit rotation required time which is a time required for the shaft to rotate by a predetermined unit rotation angle, and a predetermined rotation after the top dead center of the compression stroke of the target cylinder among the plurality of cylinders The target unit rotation required time which is the unit rotation required time calculated by the unit rotation required time calculating means with the corner as the base point, the stroke of the target cylinder, and the same period before the resonance in the subsequent stage including the torsion element Based on the comparison unit rotation required time which is the unit rotation required time calculated by the unit rotation required time calculating means with reference to the predetermined rotation angle after the top dead center of the compression stroke of the cylinder which becomes A combustion state determination unit that determines whether or not the combustion state is good, and a combustion state of a multi-cylinder internal combustion engine whose output shaft is connected to a subsequent stage via a torsion element A combustion state determination device for determining the rotational position of the output shaft of the internal combustion engine, and a predetermined unit rotational angle of the output shaft of the internal combustion engine based on the detected rotational position Unit rotation angle rotation number calculating means for calculating a unit rotation angle rotation number that is a rotation number for each rotation, and the unit rotation angle based on a predetermined rotation angle after top dead center of the compression stroke of the target cylinder of the plurality of cylinders Rotational speed The target unit rotation angle rotation number which is the unit rotation angle rotation number calculated by the calculating means, the stroke of the target cylinder, and the compression stroke of the cylinder having the same stroke before one cycle of resonance in the subsequent stage including the torsion element The combustion state of the target cylinder is good based on the comparison unit rotation angle rotation speed that is a unit rotation angle rotation speed calculated by the unit rotation angle rotation speed calculation means with reference to the predetermined rotation angle after the dead point. A combustion state determination means for determining whether or not, a second combustion state determination device,
Control means for controlling the internal combustion engine so that the ignition timing of the cylinder whose combustion state is determined to be poor is advanced by the combustion state determination means of the combustion determination device;
It is a summary to provide.
この本発明の車両では、燃焼状態が不良と判定された気筒の点火時期を進角することにより、燃焼状態を良好なものとすることにより、内燃機関のいずれかの気筒の燃焼状態が不良となることに起因する振動を抑制することができる。また、本発明の第1の燃焼状態判定装置や第2の燃焼状態判定装置を搭載するから、内燃機関の各気筒の燃焼状態を精度良く判定することができ、これにより、内燃機関のいずれかの気筒の燃焼状態が不良となることに起因する振動をより精度良く抑制することができる。 In the vehicle according to the present invention, the combustion state of any cylinder of the internal combustion engine is determined to be poor by advancing the ignition timing of the cylinder that is determined to be poor in the combustion state, thereby improving the combustion state. The vibration resulting from becoming can be suppressed. In addition, since the first combustion state determination device and the second combustion state determination device of the present invention are installed, the combustion state of each cylinder of the internal combustion engine can be determined with high accuracy, thereby The vibration resulting from the poor combustion state of the cylinder can be suppressed with higher accuracy.
こうした本発明の車両において、前記内燃機関からの動力と電動機からの動力とにより走行可能なものとすることもできる。この場合、前記内燃機関の出力軸と車軸に連結された駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力を伴って前記出力軸と前記駆動軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段を備え、前記電動機は、車軸に連結された駆動軸に動力を出力可能に接続されてなる、ものとすることもできる。このように、内燃機関と電動機とを備えるハイブリッド車に適用することができるのである。この場合、電動機や電力動力入出力手段による制振制御が行なわれることにより、ねじれ要素を含む後段における共振の影響が大きくなっても、内燃機関の各気筒の燃焼状態を精度良く判定することができるから、内燃機関のいずれかの気筒の燃焼状態が不良となることに起因する振動をより精度良く抑制することができる。 In the vehicle according to the present invention, the vehicle can be driven by the power from the internal combustion engine and the power from the electric motor. In this case, the power drive input / output means is connected to the output shaft of the internal combustion engine and the drive shaft connected to the axle, and inputs / outputs power to / from the output shaft and the drive shaft with input / output of power and power. The electric motor may be connected to a drive shaft connected to an axle so that power can be output. Thus, the present invention can be applied to a hybrid vehicle including an internal combustion engine and an electric motor. In this case, by performing vibration suppression control by the electric motor and power power input / output means, the combustion state of each cylinder of the internal combustion engine can be accurately determined even if the influence of resonance in the subsequent stage including the torsion element increases. Therefore, it is possible to more accurately suppress the vibration caused by the poor combustion state of any cylinder of the internal combustion engine.
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described using examples.
図1は、本発明の一実施例である内燃機関の燃焼状態判定装置を搭載したハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、エンジン22と、エンジン22の出力軸としてのクランクシャフト26にねじれ要素としてのダンパ28を介して接続された3軸式の動力分配統合機構30と、動力分配統合機構30に接続された発電可能なモータMG1と、動力分配統合機構30に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに取り付けられた減速ギヤ35と、この減速ギヤ35に接続されたモータMG2と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット70とを備える。ここで、実施例の内燃機関の燃焼状態判定装置としては、主としてエンジン22を制御するエンジン用電子制御ユニット24と後述するエンジン22のクランクシャフト26の回転位置を検出するクランクポジションセンサ140とが該当する。 FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 20 equipped with an internal combustion engine combustion state determination apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in the drawing, the hybrid vehicle 20 of the embodiment includes an engine 22 and a three-shaft power distribution and integration mechanism 30 connected to a crankshaft 26 as an output shaft of the engine 22 via a damper 28 as a torsion element. The motor MG1 capable of generating electricity connected to the power distribution and integration mechanism 30; the reduction gear 35 attached to the ring gear shaft 32a as the drive shaft connected to the power distribution and integration mechanism 30; and the reduction gear 35 A motor MG2 and a hybrid electronic control unit 70 for controlling the entire vehicle are provided. Here, the internal combustion engine combustion state determination apparatus according to the embodiment mainly includes an engine electronic control unit 24 that controls the engine 22 and a crank position sensor 140 that detects a rotational position of a crankshaft 26 of the engine 22 described later. To do.
エンジン22は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な8気筒の内燃機関として構成されており、図2に示すように、エアクリーナ122により清浄された空気をスロットルバルブ124を介して吸入すると共に気筒毎に設けられた燃料噴射弁126からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ128を介して燃料室に吸入し、点火プラグ130による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン132の往復運動をクランクシャフト26の回転運動に変換する。エンジン22からの排気は、一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC),窒素酸化物(NOx)の有害成分を浄化する浄化装置(三元触媒)134を介して外気へ排出される。 The engine 22 is configured as an eight-cylinder internal combustion engine that can output power by using a hydrocarbon fuel such as gasoline or light oil. As shown in FIG. 2, as shown in FIG. The fuel is injected from the fuel injection valve 126 provided for each cylinder, and the intake air and the gasoline are mixed. The mixture is sucked into the fuel chamber through the intake valve 128 and ignited. The reciprocating motion of the piston 132, which is explosively burned by the electric spark generated by the plug 130 and pushed down by the energy, is converted into the rotational motion of the crankshaft 26. Exhaust gas from the engine 22 is discharged to the outside air through a purification device (three-way catalyst) 134 that purifies harmful components such as carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC), and nitrogen oxides (NOx).
エンジン22は、エンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)24により制御されている。エンジンECU24は、CPU24aを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU24aの他に処理プログラムを記憶するROM24bと、データを一時的に記憶するRAM24cと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。エンジンECU24には、エンジン22の状態を検出する種々のセンサからの信号、クランクシャフト26の回転位置(クランク角CA)を検出するクランクポジションセンサ140からのクランクポジション(クランク角CA)やエンジン22の冷却水の温度を検出する水温センサ142からの冷却水温,燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ128や排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ144からのカムポジション,スロットルバルブ124のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ146からのスロットルポジション,吸気管に取り付けられたエアフローメータ148からのエアフローメータ信号AF,同じく吸気管に取り付けられた温度センサ149からの吸気温,空燃比センサ135aからの空燃比AF,酸素センサ135bからの酸素信号などが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンECU24からは、エンジン22を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁126への駆動信号や、スロットルバルブ124のポジションを調節するスロットルモータ136への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル138への制御信号、吸気バルブ128の開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構150への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、エンジンECU24は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によりエンジン22を運転制御すると共に必要に応じてエンジン22の運転状態に関するデータを出力する。なお、上述したクランクポジションセンサ140は、クランクシャフト26と回転同期して回転するように取り付けられて10度毎に歯が形成されると共に基準位置検出用に2つ分の欠歯を形成したタイミングローターを有する電磁ピックアップセンサとして構成されており、クランクシャフト26が10度回転する毎に整形波を生じさせる。 The engine 22 is controlled by an engine electronic control unit (hereinafter referred to as an engine ECU) 24. The engine ECU 24 is configured as a microprocessor centered on the CPU 24a, and includes a ROM 24b that stores a processing program, a RAM 24c that temporarily stores data, an input / output port and a communication port (not shown), in addition to the CPU 24a. . The engine ECU 24 receives signals from various sensors that detect the state of the engine 22, the crank position (crank angle CA) from the crank position sensor 140 that detects the rotational position (crank angle CA) of the crankshaft 26, and the engine 22. Cooling water temperature from a water temperature sensor 142 that detects the temperature of the cooling water, intake valve 128 that performs intake and exhaust to the combustion chamber, cam position from the cam position sensor 144 that detects the rotational position of the camshaft that opens and closes the exhaust valve, and throttle valve The throttle position from the throttle valve position sensor 146 for detecting the position 124, the air flow meter signal AF from the air flow meter 148 attached to the intake pipe, the intake air temperature from the temperature sensor 149 also attached to the intake pipe, and the air-fuel ratio Air-fuel ratio AF from capacitors 135a, such as oxygen signal from an oxygen sensor 135b is input via the input port. The engine ECU 24 also integrates various control signals for driving the engine 22, such as a drive signal to the fuel injection valve 126, a drive signal to the throttle motor 136 that adjusts the position of the throttle valve 124, and an igniter. The control signal to the ignition coil 138 and the control signal to the variable valve timing mechanism 150 that can change the opening / closing timing of the intake valve 128 are output via the output port. The engine ECU 24 is in communication with the hybrid electronic control unit 70, controls the operation of the engine 22 by a control signal from the hybrid electronic control unit 70, and outputs data related to the operation state of the engine 22 as necessary. . The above-described crank position sensor 140 is mounted so as to rotate in synchronization with the crankshaft 26, and teeth are formed every 10 degrees and two missing teeth are formed for detecting the reference position. It is configured as an electromagnetic pickup sensor having a rotor, and generates a shaped wave every time the crankshaft 26 rotates 10 degrees.
動力分配統合機構30は、外歯歯車のサンギヤ31と、このサンギヤ31と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ32と、サンギヤ31に噛合すると共にリングギヤ32に噛合する複数のピニオンギヤ33と、複数のピニオンギヤ33を自転かつ公転自在に保持するキャリア34とを備え、サンギヤ31とリングギヤ32とキャリア34とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構30は、キャリア34にはエンジン22のクランクシャフト26が、サンギヤ31にはモータMG1が、リングギヤ32にはリングギヤ軸32aを介して減速ギヤ35がそれぞれ連結されており、モータMG1が発電機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力をサンギヤ31側とリングギヤ32側にそのギヤ比に応じて分配し、モータMG1が電動機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力とサンギヤ31から入力されるモータMG1からの動力を統合してリングギヤ32側に出力する。リングギヤ32に出力された動力は、リングギヤ軸32aからギヤ機構60およびデファレンシャルギヤ62を介して、最終的には車両の駆動輪63a,63bに出力される。 The power distribution and integration mechanism 30 includes an external gear sun gear 31, an internal gear ring gear 32 disposed concentrically with the sun gear 31, a plurality of pinion gears 33 that mesh with the sun gear 31 and mesh with the ring gear 32, A planetary gear mechanism is provided that includes a carrier 34 that holds a plurality of pinion gears 33 so as to rotate and revolve, and that performs differential action using the sun gear 31, the ring gear 32, and the carrier 34 as rotational elements. In the power distribution and integration mechanism 30, the crankshaft 26 of the engine 22 is connected to the carrier 34, the motor MG1 is connected to the sun gear 31, and the reduction gear 35 is connected to the ring gear 32 via the ring gear shaft 32a. When functioning as a generator, power from the engine 22 input from the carrier 34 is distributed according to the gear ratio between the sun gear 31 side and the ring gear 32 side, and when the motor MG1 functions as an electric motor, the engine input from the carrier 34 The power from 22 and the power from the motor MG1 input from the sun gear 31 are integrated and output to the ring gear 32 side. The power output to the ring gear 32 is finally output from the ring gear shaft 32a to the drive wheels 63a and 63b of the vehicle via the gear mechanism 60 and the differential gear 62.
モータMG1およびモータMG2は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ41,42を介してバッテリ50と電力のやりとりを行なう。インバータ41,42とバッテリ50とを接続する電力ライン54は、各インバータ41,42が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータMG1,MG2のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ50は、モータMG1,MG2のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータMG1,MG2により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ50は充放電されない。モータMG1,MG2は、いずれもモータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)40により駆動制御されている。モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するために必要な信号、例えばモータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータMG1,MG2に印加される相電流などが入力されており、モータECU40からは、インバータ41,42へのスイッチング制御信号が出力されている。モータECU40は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によってモータMG1,MG2を駆動制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG2の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。 The motor MG1 and the motor MG2 are both configured as well-known synchronous generator motors that can be driven as generators and can be driven as motors, and exchange power with the battery 50 via inverters 41 and 42. The power line 54 connecting the inverters 41 and 42 and the battery 50 is configured as a positive electrode bus and a negative electrode bus shared by the inverters 41 and 42, and the electric power generated by one of the motors MG1 and MG2 It can be consumed by a motor. Therefore, battery 50 is charged / discharged by electric power generated from one of motors MG1 and MG2 or insufficient electric power. If the balance of electric power is balanced by the motors MG1 and MG2, the battery 50 is not charged / discharged. The motors MG1 and MG2 are both driven and controlled by a motor electronic control unit (hereinafter referred to as a motor ECU) 40. The motor ECU 40 detects signals necessary for driving and controlling the motors MG1 and MG2, such as signals from rotational position detection sensors 43 and 44 that detect the rotational positions of the rotors of the motors MG1 and MG2, and current sensors (not shown). The phase current applied to the motors MG1 and MG2 to be applied is input, and a switching control signal to the inverters 41 and 42 is output from the motor ECU 40. The motor ECU 40 is in communication with the hybrid electronic control unit 70, controls the driving of the motors MG1 and MG2 by a control signal from the hybrid electronic control unit 70, and, if necessary, data on the operating state of the motors MG1 and MG2. Output to the hybrid electronic control unit 70.
バッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52によって管理されている。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ50の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧,バッテリ50の出力端子に接続された電力ライン54に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流,バッテリ50に取り付けられた温度センサ51からの電池温度Tbなどが入力されており、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。なお、バッテリECU52では、バッテリ50を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量(SOC)も演算している。 The battery 50 is managed by a battery electronic control unit (hereinafter referred to as a battery ECU) 52. The battery ECU 52 receives signals necessary for managing the battery 50, for example, a voltage between terminals from a voltage sensor (not shown) installed between terminals of the battery 50, and a power line 54 connected to the output terminal of the battery 50. The charging / discharging current from the attached current sensor (not shown), the battery temperature Tb from the temperature sensor 51 attached to the battery 50, and the like are input. Output to the control unit 70. The battery ECU 52 also calculates the remaining capacity (SOC) based on the integrated value of the charge / discharge current detected by the current sensor in order to manage the battery 50.
ハイブリッド用電子制御ユニット70は、CPU72を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU72の他に処理プログラムを記憶するROM74と、データを一時的に記憶するRAM76と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット70には、イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号,シフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP,アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc,ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ88からの車速Vなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット70は、前述したように、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されており、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。 The hybrid electronic control unit 70 is configured as a microprocessor centered on the CPU 72, and in addition to the CPU 72, a ROM 74 for storing processing programs, a RAM 76 for temporarily storing data, an input / output port and communication not shown. And a port. The hybrid electronic control unit 70 includes an ignition signal from an ignition switch 80, a shift position SP from a shift position sensor 82 that detects the operation position of the shift lever 81, and an accelerator pedal position sensor 84 that detects the amount of depression of the accelerator pedal 83. The accelerator pedal opening Acc from the vehicle, the brake pedal position BP from the brake pedal position sensor 86 for detecting the depression amount of the brake pedal 85, the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 88, and the like are input via the input port. As described above, the hybrid electronic control unit 70 is connected to the engine ECU 24, the motor ECU 40, and the battery ECU 52 via the communication port, and exchanges various control signals and data with the engine ECU 24, the motor ECU 40, and the battery ECU 52. ing.
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20は、運転者によるアクセルペダル83の踏み込み量に対応するアクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるように、エンジン22とモータMG1とモータMG2とが運転制御される。エンジン22とモータMG1とモータMG2の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にエンジン22から出力される動力のすべてが動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによってトルク変換されてリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ50の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にバッテリ50の充放電を伴ってエンジン22から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御する充放電運転モード、エンジン22の運転を停止してモータMG2からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸32aに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。 The hybrid vehicle 20 of the embodiment thus configured calculates the required torque to be output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft based on the accelerator opening Acc and the vehicle speed V corresponding to the depression amount of the accelerator pedal 83 by the driver. Then, the operation of the engine 22, the motor MG1, and the motor MG2 is controlled so that the required power corresponding to the required torque is output to the ring gear shaft 32a. As operation control of the engine 22, the motor MG1, and the motor MG2, the operation of the engine 22 is controlled so that power corresponding to the required power is output from the engine 22, and all of the power output from the engine 22 is the power distribution and integration mechanism 30. Torque conversion operation mode for driving and controlling the motor MG1 and the motor MG2 so that the torque is converted by the motor MG1 and the motor MG2 and output to the ring gear shaft 32a, and the required power and the power required for charging and discharging the battery 50. The engine 22 is operated and controlled so that suitable power is output from the engine 22, and all or part of the power output from the engine 22 with charging / discharging of the battery 50 is the power distribution and integration mechanism 30, the motor MG1, and the motor. The required power is converted to the ring gear shaft 32 with torque conversion by MG2. Charge / discharge operation mode in which the motor MG1 and the motor MG2 are driven and controlled to be output to each other, and a motor operation mode in which the operation of the engine 22 is stopped and the power corresponding to the required power from the motor MG2 is output to the ring gear shaft 32a. and so on.
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20に搭載されたエンジン22の各気筒の燃焼状態の良否を判定すると共にエンジン22の各気筒の燃焼状態に起因する振動を抑制する動作について説明する。図3は、エンジンECU24により実行される振動抑制制御の一例を示すフローチャートである。このルーチンは、エンジン22をアイドル回転数で運転している最中にクランク角CAが90°CA回転する毎に繰り返し実行される。 Next, the operation of determining whether the combustion state of each cylinder of the engine 22 mounted on the hybrid vehicle 20 of the embodiment configured as described above is good and suppressing vibration caused by the combustion state of each cylinder of the engine 22 will be described. . FIG. 3 is a flowchart showing an example of vibration suppression control executed by the engine ECU 24. This routine is repeatedly executed every time the crank angle CA rotates 90 ° CA while the engine 22 is being operated at the idling speed.
振動抑制制御が実行されると、エンジンECU24のCPU24aは、まず、圧縮行程における上死点から180°CA以降で最も近い気筒を対象気筒として、対象気筒の圧縮行程における上死点から90°CA(以下、ATDC90と示す)と上死点から120°CA(以下、ATDC120と示す)と上死点から150°CA(以下、ATDC150と示す)とを基点として各々30°CA回転するのに要する時間である30度回転所要時間T30(ATDC90),T30(ATDC120),T30(ATDC150)の和により90度回転所要時間T90(0)を計算する(ステップS100)。ここで、30度回転所要時間T30は、実施例では、クランク角CAが10°CA毎に実行される図4に例示するT30演算処理により、クランク角CAを入力し(ステップS200)、クランクポジションセンサ140からの整形波から入力したクランク角CAより30°CA前からクランク角CAに至るまで経過時間を演算し、この演算した経過時間を30度回転所要時間T30(CA)とすることによって演算され(ステップS210)、クランク角CAと関連付けてRAM24cに格納されている。上述のステップS100の処理では、RAM24cから30度回転所要時間T30(ATDC90),T30(ATDC120),T30(ATDC150)を読み込んで90度回転所要時間T90(0)を計算した。 When the vibration suppression control is executed, the CPU 24a of the engine ECU 24 first sets the closest cylinder after 180 ° CA from the top dead center in the compression stroke as the target cylinder, and 90 ° CA from the top dead center in the compression stroke of the target cylinder. (Hereinafter referred to as ATDC90), 120 ° CA from the top dead center (hereinafter referred to as ATDC 120), and 150 ° CA from the top dead center (hereinafter referred to as ATDC 150) to be rotated by 30 ° CA. The 90-degree rotation required time T90 (0) is calculated from the sum of the required 30-degree rotation time T30 (ATDC90), T30 (ATDC120), and T30 (ATDC150) (step S100). Here, as for the time required for 30-degree rotation T30, in the embodiment, the crank angle CA is input by the T30 calculation process illustrated in FIG. 4 executed every 10 ° CA (step S200), and the crank position is determined. Calculation is made by calculating the elapsed time from 30 ° CA before the crank angle CA inputted from the shaped wave from the sensor 140 to the crank angle CA, and setting this calculated elapsed time as a required rotation time T30 (CA) of 30 degrees. (Step S210) and stored in the RAM 24c in association with the crank angle CA. In the process of step S100 described above, the required time for rotation of 90 degrees rotation T90 (0) is calculated by reading the required rotation times T30 (ATDC90), T30 (ATDC120), and T30 (ATDC150) from the RAM 24c.
続いて、計算した90度回転所要時間T90(0)からクランク角CAが360°CA前に同様に計算した90度回転所要時間T90(4)を減じて判定用差分値ΔT90を計算すると共に(ステップS110)、計算した判定用差分値Δ90を閾値Trefと比較し(ステップS120)、判定用差分値Δ90が閾値Tref未満のときには、対象気筒の燃焼状態は良好であると判定し、90度回転所要時間T90(N)の後処理として90度回転所要時間T90(N−1)を90度回転所要時間T90(N)に順次代入して(ステップS140)、振動抑制制御を終了し、判定用差分値Δ90が閾値Tref以上のときには、対象気筒の燃焼状態は不良であると判定し、対象気筒の点火時期を角度ΔTだけ進角して(ステップS130)、90度回転所要時間T90(N)の後処理を実行して(ステップS140)、振動抑制制御を終了する。90度回転所要時間T90(0)からクランク角CAが360°CA前の90度回転所要時間T90(4)を減じた判定用差分値Δ90により対象気筒の燃焼状態を判定できることと、対象気筒の点火時期を進角することにより振動を抑制することができることとについて以下に順に説明する。 Subsequently, the difference value for determination ΔT90 is calculated by subtracting the required 90 degree rotation time T90 (4) calculated in the same manner before the crank angle CA is 360 ° CA from the calculated 90 degree rotation required time T90 (0) ( In step S110), the calculated determination difference value Δ90 is compared with the threshold value Tref (step S120). When the determination difference value Δ90 is less than the threshold value Tref, it is determined that the combustion state of the target cylinder is good, and the rotation is rotated 90 degrees. As a post-process of the required time T90 (N), the 90-degree rotation required time T90 (N-1) is sequentially substituted into the 90-degree rotation required time T90 (N) (step S140), the vibration suppression control is terminated, and the determination is performed. When the difference value Δ90 is equal to or greater than the threshold value Tref, it is determined that the combustion state of the target cylinder is poor, and the ignition timing of the target cylinder is advanced by an angle ΔT (step S130). Perform the post-processing time required for the rotation time T90 (N) (step S140), and ends the vibration suppression control. It is possible to determine the combustion state of the target cylinder based on the determination difference value Δ90 obtained by subtracting the 90-degree rotation required time T90 (4) before the crank angle CA is 360 ° CA from the 90-degree rotation required time T90 (0), and The fact that vibration can be suppressed by advancing the ignition timing will be described in order below.
実施例では、エンジン22をアイドル回転数で運転した場合、エンジン22のクランクシャフト26のトルク変動に伴うダンパ28を含む後段の共振がクランクシャフト26の1回転の周期で生じる。従って、クランク角CAの360°CA差分を考えれば、ダンパ28を含む後段の共振の影響を除去することができる。このため、実施例では、90度回転所要時間T90(0)からクランク角CAが360°CA前の90度回転所要時間T90(4)を減じた判定用差分値Δ90を用いて対象気筒の燃焼状態を判定しているのである。30度回転所要時間T30(ATDC90),T30(ATDC120),T30(ATDC150)は、膨張行程にあるため、30度回転所要時間T30(ATDC90),T30(ATDC120),T30(ATDC150)は、対象気筒の燃焼状態が良好であればいずれも短い時間として演算され、対象気筒の燃焼状態が不良であればいずれも長い時間として演算されることになる。これらの和である90度回転所要時間T90(0)は、同様に、対象気筒の燃焼状態が良好であれば短い時間となり、対象気筒の燃焼状態が不良であれば長い時間となる。このため、判定用差分値Δ90は、対象気筒の燃焼状態が良好であれば値0近傍となり、対象気筒の燃焼状態が不良であれば大きな値となる。従って、閾値Trefとして、対象気筒の燃焼状態が良好のときに生じる判定用差分値Δ90より大きく且つ対象気筒の燃焼状態が不良のときに生じる判定用差分値Δ90より小さい値を用いることにより、判定用差分値Δ90と閾値Trefとの大きさ比較により対象気筒の燃焼状態が良好であるか不良であるかを判定することができる。 In the embodiment, when the engine 22 is operated at the idling speed, the subsequent resonance including the damper 28 due to the torque fluctuation of the crankshaft 26 of the engine 22 occurs in a cycle of one rotation of the crankshaft 26. Therefore, if the 360 ° CA difference of the crank angle CA is considered, the influence of subsequent resonance including the damper 28 can be eliminated. For this reason, in the embodiment, the combustion of the target cylinder is performed using the determination difference value Δ90 obtained by subtracting the required 90-degree rotation time T90 (4) before the crank angle CA is 360 ° CA from the required 90-degree rotation time T90 (0). The state is being judged. Since the 30-degree required time T30 (ATDC90), T30 (ATDC120), and T30 (ATDC150) are in the expansion stroke, the required 30-degree required times T30 (ATDC90), T30 (ATDC120), and T30 (ATDC150) are the target cylinders. If the combustion state is good, all are calculated as a short time, and if the combustion state of the target cylinder is poor, all are calculated as a long time. Similarly, the required 90-degree rotation time T90 (0) is a short time if the combustion state of the target cylinder is good, and a long time if the combustion state of the target cylinder is poor. Therefore, the determination difference value Δ90 is close to the value 0 if the combustion state of the target cylinder is good, and becomes a large value if the combustion state of the target cylinder is poor. Accordingly, the threshold Tref is determined by using a value larger than the determination difference value Δ90 that occurs when the combustion state of the target cylinder is good and smaller than the determination difference value Δ90 that occurs when the combustion state of the target cylinder is defective. It is possible to determine whether the combustion state of the target cylinder is good or bad by comparing the difference value for use Δ90 and the threshold value Tref.
エンジン22をアイドル回転数で運転しているときに点火時期を早めるよう若干進角すると、一般的に燃焼によって生じるトルクが大きくなることから、回転数が上昇する。対象気筒の燃焼状態が不良であるときに対象気筒の点火時期だけを若干進角すると、その気筒の燃焼によって生じるトルクだけが大きくなるため、その気筒の燃焼に伴う回転数だけが大きくなる。上述したように、対象気筒の燃焼状態の不良は、判定用差分値Δ90が大きいとき、即ち、90度回転所要時間T90(0)が大きいときであり、90度回転所要時間T90(0)に相当するクランク角における回転数が他の気筒における90度回転所要時間T90(0)に相当するクランク角における回転数より小さい状態であるから、燃焼状態が不良の気筒の点火時期だけを若干進角することにより、その気筒の90度回転所要時間T90(0)に相当するクランク角における回転数を大きくし、他の気筒との回転数の変化を小さくすることができる。こうした回転数の変化を小さくすることは、滑らかに回転することとなるから、車両全体からみると、振動が抑制されることになる。即ち、燃焼状態が不良の気筒の点火時期を進角することにより振動を抑制することができるのである。なお点火時期を進角する量としての角度ΔTは、進角によるトルクの増加は認められるが、大きな増加とならないよう設定するのが好ましい。 When the engine 22 is operated at the idling engine speed, if the ignition angle is slightly advanced so that the ignition timing is advanced, generally the torque generated by the combustion increases, so that the engine speed increases. If only the ignition timing of the target cylinder is slightly advanced when the combustion state of the target cylinder is poor, only the torque generated by the combustion of the cylinder increases, so only the rotational speed associated with the combustion of the cylinder increases. As described above, the combustion state of the target cylinder is poor when the determination difference value Δ90 is large, that is, when the 90-degree rotation required time T90 (0) is large, and at the 90-degree rotation required time T90 (0). Since the number of revolutions at the corresponding crank angle is smaller than the number of revolutions at the crank angle corresponding to the 90 ° rotation required time T90 (0) in the other cylinders, only the ignition timing of the cylinder having a poor combustion state is slightly advanced. By doing so, it is possible to increase the rotation speed at the crank angle corresponding to the 90-degree rotation required time T90 (0) of the cylinder, and to reduce the change in the rotation speed with other cylinders. Reducing such a change in the number of rotations results in smooth rotation, so that vibration is suppressed when viewed from the entire vehicle. That is, the vibration can be suppressed by advancing the ignition timing of the cylinder having a poor combustion state. The angle ΔT as the amount by which the ignition timing is advanced is preferably set so as not to increase greatly, although an increase in torque due to the advance is recognized.
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20に搭載した燃焼状態判定装置によれば、エンジン22のクランクシャフト26のトルク変動に伴うダンパ28を含む後段の共振が生じても、エンジン22の各気筒の燃焼状態の良否を精度良く判定することができる。また、こうした燃焼状態判定装置を搭載したハイブリッド自動車20によれば、エンジン22の各気筒のうち燃焼状態が不良と判定された気筒の点火時期を進角することにより、車両の振動を効果的に抑制することができる。 According to the combustion state determination device mounted on the hybrid vehicle 20 of the embodiment described above, even if the subsequent resonance including the damper 28 due to the torque fluctuation of the crankshaft 26 of the engine 22 occurs, the combustion of each cylinder of the engine 22 occurs. The quality of the state can be determined with high accuracy. Further, according to the hybrid vehicle 20 equipped with such a combustion state determination device, the ignition timing of the cylinder in which the combustion state is determined to be poor among the cylinders of the engine 22 is advanced to effectively reduce the vibration of the vehicle. Can be suppressed.
実施例のハイブリッド自動車20では、30度回転所要時間T30(ATDC90),T30(ATDC120),T30(ATDC150)の和により90度回転所要時間T90(0)を計算するものとしたが、ATDC90やATDC120,ATDC150とはクランク角CAが異なる3つの30度回転所要時間T30の和として90度回転所要時間T90(0)を計算するものとしてもよい。 In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the 90-degree required time T90 (0) is calculated from the sum of the required 30-degree required times T30 (ATDC90), T30 (ATDC120), and T30 (ATDC150). , ATDC 150 may calculate 90 ° rotation required time T90 (0) as the sum of three 30 ° rotation required times T30 having different crank angles CA.
実施例のハイブリッド自動車20では、クランクポジションセンサ140からの整形波とクランク角CAとから30度回転所要時間T30(CA)を演算し、30度回転所要時間T30(ATDC90),T30(ATDC120),T30(ATDC150)の和により90度回転所要時間T90(0)を計算するものとしたが、クランクポジションセンサ140からの整形波とクランク角CAとから直接に90度回転所要時間T90(0)を計算するものとしてもよい。 In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the 30-degree rotation required time T30 (CA) is calculated from the shaped wave from the crank position sensor 140 and the crank angle CA, and the 30-degree rotation required times T30 (ATDC90), T30 (ATDC120), The required 90-degree rotation time T90 (0) is calculated from the sum of T30 (ATDC150). However, the required 90-degree rotation time T90 (0) is directly calculated from the shaped wave from the crank position sensor 140 and the crank angle CA. It may be calculated.
実施例のハイブリッド自動車20では、三つの30度回転所要時間T30(ATDC90),T30(ATDC120),T30(ATDC150)の和による90度回転所要時間T90(0)からエンジン22のクランクシャフト26のトルク変動に伴うダンパ28を含む後段の共振の一周期である360°CA前の気筒の90度回転所要時間T90(4)を減じて得られる判定用差分値Δ90により気筒の燃焼状態を判定するものとしたが、二つの30度回転所要時間T30(例えば、T30(ATDC90)とT30(ATDC120)や,T30(ATDC120)とT30(ATDC150))の和として計算される60度回転所要時間T60(0)と360°CA前の気筒の60度回転所要時間T60(4)を減じて得られる判定用差分値Δ60により気筒の燃焼状態を判定するなど、回転所要時間のクランク角範囲は如何なる範囲としても構わない。 In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the torque of the crankshaft 26 of the engine 22 from the 90-degree required rotation time T90 (0), which is the sum of the three required 30-degree rotation times T30 (ATDC90), T30 (ATDC120), and T30 (ATDC150). A cylinder combustion state is determined based on a difference value Δ90 for determination obtained by subtracting the required 90-degree rotation time T90 (4) of the cylinder before 360 ° CA, which is one cycle of resonance at the subsequent stage including the damper 28 due to fluctuation. However, the time required for 60 degree rotation T60 (0) calculated as the sum of two time required for 30 degree rotation T30 (for example, T30 (ATDC90) and T30 (ATDC120) or T30 (ATDC120) and T30 (ATDC150))) ) And the required 60 degree rotation time T60 (4) of the cylinder before 360 ° CA is subtracted. Including determining the combustion state of the cylinder by the difference value Deruta60, the crank angle range of the rotation required time may be any range.
実施例のハイブリッド自動車20では、クランクポジションセンサ140からの整形波とクランク角CAとから30度回転所要時間T30(CA)を演算すると共に30度回転所要時間T30(ATDC90),T30(ATDC120),T30(ATDC150)の和により90度回転所要時間T90(0)を計算し、90度回転所要時間T90(0)からエンジン22のクランクシャフト26のトルク変動に伴うダンパ28を含む後段の共振の一周期である360°CA前の気筒の90度回転所要時間T90(4)を減じて得られる判定用差分値Δ90により気筒の燃焼状態を判定するものとしたが、クランクポジションセンサ140からの整形波とクランク角CAとからクランク角CAの90度毎の回転数である90度回転数N90(CA)を演算し、例えば圧縮行程の上死点からクランク角CAが90度となる90度回転数N90(ATDC90)の逆数(1/N90)から360°CA前の気筒の90度回転数N90(ATDC90)の逆数を減じて得られる判定用差分値により気筒の燃焼状態を判定するものとしてもよい。 In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the 30-degree rotation required time T30 (CA) is calculated from the shaped wave from the crank position sensor 140 and the crank angle CA, and the 30-degree rotation required times T30 (ATDC90), T30 (ATDC120), A 90-degree rotation required time T90 (0) is calculated from the sum of T30 (ATDC 150), and the resonance of the subsequent stage including the damper 28 accompanying the torque fluctuation of the crankshaft 26 of the engine 22 is calculated from the 90-degree rotation required time T90 (0). The cylinder combustion state is determined by the determination difference value Δ90 obtained by subtracting the 90-degree rotation required time T90 (4) of the cylinder before 360 ° CA, which is the cycle, but the shaped wave from the crank position sensor 140 is determined. And 90 degrees of rotation speed N90 (the number of rotations every 90 degrees of the crank angle CA from the crank angle CA) CA) is calculated, and, for example, the 90 ° rotational speed N90 of the cylinder 360 ° CA before the reciprocal (1 / N90) of the 90 ° rotational speed N90 (ATDC90) at which the crank angle CA is 90 ° from the top dead center of the compression stroke. The combustion state of the cylinder may be determined based on a difference value for determination obtained by subtracting the reciprocal of (ATDC90).
実施例のハイブリッド自動車20では、8気筒のエンジン22の各気筒の燃焼状態を判定するものとしたが、6気筒のエンジンの各気筒の燃焼状態を判定するものとしたり、4気筒のエンジンの各気筒の燃焼状態を判定するものとするなど、複数気筒のエンジンの各気筒の燃焼状態を判定するものであれば、気筒数はいくつでも構わない。 In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the combustion state of each cylinder of the 8-cylinder engine 22 is determined. However, the combustion state of each cylinder of the 6-cylinder engine is determined. Any number of cylinders may be used as long as it determines the combustion state of each cylinder of a multi-cylinder engine, such as determining the combustion state of a cylinder.
実施例のハイブリッド自動車20では、90度回転所要時間T90(0)からエンジン22のクランクシャフト26のトルク変動に伴うダンパ28を含む後段の共振の一周期である360°CA前の気筒の90度回転所要時間T90(4)を減じて得られる判定用差分値Δ90により気筒の燃焼状態を判定するものとしたが、90度回転所要時間T90(0)からクランクシャフト26のトルク変動に伴うダンパ28を含む後段の共振の周期に相当する角度だけ前の気筒の90度回転所要時間T90を減じて得られる判定用差分値Δ90により気筒の燃焼状態を判定するものとすればよいから、360°CA前の気筒の90度回転所要時間T90(4)に限定されない。 In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the 90 ° rotation of the cylinder before 360 ° CA, which is one cycle of the subsequent resonance including the damper 28 accompanying the torque fluctuation of the crankshaft 26 of the engine 22 from the time required for 90 ° rotation T90 (0). The combustion state of the cylinder is determined based on the determination difference value Δ90 obtained by subtracting the required rotation time T90 (4), but the damper 28 accompanying the torque fluctuation of the crankshaft 26 from the required 90 ° rotation time T90 (0). Since it is only necessary to determine the combustion state of the cylinder based on the determination difference value Δ90 obtained by subtracting the 90-degree rotation required time T90 of the previous cylinder by an angle corresponding to the period of the subsequent resonance including the 360 ° CA The time is not limited to the time required for 90-degree rotation T90 (4) of the previous cylinder.
実施例のハイブリッド自動車20では、クランクポジションセンサ140からの整形波とクランク角CAとから30度回転所要時間T30(CA)を演算すると共に30度回転所要時間T30(ATDC90),T30(ATDC120),T30(ATDC150)の和により90度回転所要時間T90(0)を計算し、90度回転所要時間T90(0)からエンジン22のクランクシャフト26のトルク変動に伴うダンパ28を含む後段の共振の一周期である360°CA前の気筒の90度回転所要時間T90(4)を減じて得られる判定用差分値Δ90により気筒の燃焼状態を判定するものとしたが、クランクポジションセンサ140からの整形波とクランク角CAとから30度回転所要時間T30(CA)を演算すると共に演算した30度回転所要時間T30(CA)にエンジン22の燃焼の周波数成分は減衰せずにクランクシャフト26のトルク変動に伴うダンパ28を含む後段の共振の周波数成分を減衰するフィルタ処理を施し、フィルタ処理を施した後のフィルタ後30度回転所要時間T30fを用いて同様に気筒の燃焼状態を判定するものとしてもよい。この場合のエンジンECU24に実行される振動抑制制御の一例のフローチャートを図5に、エンジンECU24により実行されるフィルタ処理の一例のフローチャートを図6に示す。以下に、この変形例について簡単に説明する。 In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the 30-degree rotation required time T30 (CA) is calculated from the shaped wave from the crank position sensor 140 and the crank angle CA, and the 30-degree rotation required times T30 (ATDC90), T30 (ATDC120), A 90-degree rotation required time T90 (0) is calculated from the sum of T30 (ATDC 150), and the resonance of the subsequent stage including the damper 28 accompanying the torque fluctuation of the crankshaft 26 of the engine 22 is calculated from the 90-degree rotation required time T90 (0). The cylinder combustion state is determined by the determination difference value Δ90 obtained by subtracting the 90-degree rotation required time T90 (4) of the cylinder before 360 ° CA, which is the cycle, but the shaped wave from the crank position sensor 140 is determined. And 30 degrees of rotation required time T30 (CA) are calculated from the crank angle CA and 3 A filter process for attenuating the frequency component of the subsequent resonance including the damper 28 accompanying the torque fluctuation of the crankshaft 26 without attenuating the combustion frequency component of the engine 22 at the time required for 0 degree rotation T30 (CA) is performed. Similarly, the combustion state of the cylinder may be determined using the post-filter 30-degree rotation required time T30f after applying the above. FIG. 5 shows a flowchart of an example of vibration suppression control executed by the engine ECU 24 in this case, and FIG. 6 shows a flowchart of an example of filter processing executed by the engine ECU 24. Below, this modification is demonstrated easily.
フィルタ処理は、図6に示すように、まず、シフトポジションセンサ82からのシフトポジションSPを入力し(ステップS400)、入力したシフトポジションSPがPレンジであるか否かを判定する(ステップS410)。シフトポジションSPがPレンジのときにはPレンジ用フィルタを用いて30度回転所要時間T30をフィルタ処理して(ステップS420)、本処理を終了し、シフトポジションSPがPレンジではないとき、即ち、NレンジやDレンジのときにはN,Dレンジ用フィルタを用いて30度回転所要時間T30をフィルタ処理して(ステップS430)、本処理を終了する。ここで、Pレンジ用フィルタとN,Dレンジ用フィルタは、エンジン22の燃焼の周波数成分は減衰せずにクランクシャフト26のトルク変動に伴うダンパ28を含む後段の共振の周波数成分を減衰するものであるから、実施例の場合、ハイパスフィルタとなる。エンジン22が1000rpmでアイドル運転している場合には、エンジン22の燃焼の周波数は、エンジン22はクランクシャフト26が90度回転する毎に1回燃焼するから、4000/60(約67)Hzとなり、クランクシャフト26のトルク変動に伴うダンパ28を含む後段の共振の周波数は、周期が360°CAであるから、1000/60(約17)Hzとなる。従って、Pレンジ用フィルタもN,Dレンジ用フィルタも、67Hzの周波数成分を減衰せずに17Hzの周波数成分を減衰するハイパスフィルタとなる。シフトポジションSPによりフィルタを変えるのは、ダンパ28を含む後段の接続状態が異なることにより、ダンパ28を含む後段の共振の強度が異なるものとなったり、共振の周波数が異なることに基づく。即ち、Pレンジでは駆動軸としてのリングギヤ軸32aが回転不能となるようロックされるが、NレンジやDレンジではこうしたロックは行なわれないため、PレンジではNレンジやDレンジに比して共振の強度が大きく表われるからである。 As shown in FIG. 6, in the filter process, first, the shift position SP from the shift position sensor 82 is input (step S400), and it is determined whether or not the input shift position SP is in the P range (step S410). . When the shift position SP is in the P range, the time required for 30-degree rotation T30 is filtered using the P range filter (step S420), and this processing ends. When the shift position SP is not in the P range, that is, N In the case of the range or D range, the time required for 30-degree rotation T30 is filtered using the N and D range filters (step S430), and this process ends. Here, the P range filter and the N and D range filters attenuate the resonance frequency component of the subsequent stage including the damper 28 accompanying the torque fluctuation of the crankshaft 26 without attenuating the combustion frequency component of the engine 22. Therefore, in the case of the embodiment, it becomes a high-pass filter. When the engine 22 is idling at 1000 rpm, the combustion frequency of the engine 22 is 4000/60 (about 67) Hz because the engine 22 burns once every time the crankshaft 26 rotates 90 degrees. The frequency of the subsequent resonance including the damper 28 accompanying the torque fluctuation of the crankshaft 26 is 1000/60 (about 17) Hz because the period is 360 ° CA. Therefore, both the P range filter and the N and D range filters are high-pass filters that attenuate the 17 Hz frequency component without attenuating the 67 Hz frequency component. The reason why the filter is changed depending on the shift position SP is based on the fact that the resonance state of the subsequent stage including the damper 28 is different or the resonance frequency is different because the connection state of the subsequent stage including the damper 28 is different. That is, in the P range, the ring gear shaft 32a as a drive shaft is locked so that it cannot rotate, but in the N range and D range, such locking is not performed, so the P range resonates compared to the N range and D range. This is because the strength of is greatly expressed.
変形例の振動抑制制御は、上述したフィルタ処理を施して得られるフィルタ後30度回転所要時間T30f(CA)を用いて90度回転所要時間T90(0)に相当するフィルタ後90度回転所要時間T90f(0)を計算し(ステップS300)、フィルタ後90度回転所要時間T90f(0)からエンジン22のクランクシャフト26のトルク変動に伴うダンパ28を含む後段の共振の一周期である360°CA前の気筒のフィルタ後90度回転所要時間T90f(4)を減じて判定用差分値ΔT90fを計算し(ステップS310)、この判定用差分値Δ90fを閾値Trefと比較し(ステップS320)、判定用差分値Δ90fが閾値Tref未満のときには、対象気筒の燃焼状態は良好であると判定し、フィルタ後90度回転所要時間T90f(N)の後処理としてフィルタ後90度回転所要時間T90f(N−1)をフィルタ後90度回転所要時間T90f(N)に順次代入して(ステップS340)、振動抑制制御を終了し、判定用差分値Δ90fが閾値Tref以上のときには、対象気筒の燃焼状態は不良であると判定し、対象気筒の点火時期を角度ΔTだけ進角して(ステップS330)、フィルタ後90度回転所要時間T90f(N)の後処理を実行して(ステップS340)、振動抑制制御を終了する。 The vibration suppression control of the modified example is a time required for 90 ° rotation after the filter corresponding to the time required for 90 ° rotation T90 (0) using the time required for rotation 30 ° after rotation T30f (CA) obtained by performing the above-described filtering process. T90f (0) is calculated (step S300), and 360 ° CA, which is one cycle of the subsequent resonance including the damper 28 accompanying the torque fluctuation of the crankshaft 26 of the engine 22 from the time required for 90-degree rotation after the filter T90f (0). Subtraction 90-degree rotation required time T90f (4) of the previous cylinder is subtracted to calculate a determination difference value ΔT90f (step S310), and the determination difference value Δ90f is compared with a threshold value Tref (step S320). When the difference value Δ90f is less than the threshold value Tref, it is determined that the combustion state of the target cylinder is good, and 90 ° rotation is required after the filter As post-processing during the interval T90f (N), the required 90-degree rotation time T90f (N-1) after the filter is sequentially substituted into the required 90-degree rotation time T90f (N) after the filter (step S340), and the vibration suppression control ends. When the difference value for determination Δ90f is equal to or greater than the threshold value Tref, it is determined that the combustion state of the target cylinder is poor, the ignition timing of the target cylinder is advanced by an angle ΔT (step S330), and 90 ° rotation after the filter is required. Post-processing is performed at time T90f (N) (step S340), and vibration suppression control is terminated.
このようにフィルタ後30度回転所要時間T30f(CA)に基づいて各気筒の燃焼状態を判定する変形例では、ダンパ28を含む後段の共振が大きいときでも、より精度良く各気筒の燃焼状態を判定することができる。しかも、ダンパ28を含む後段の接続状態に応じてフィルタを変えるから、ダンパ28を含む後段の接続状態に応じて、各気筒の燃焼状態を判定することができる。もとより、エンジン22の各気筒のうち燃焼状態が不良と判定された気筒の点火時期を進角することにより、車両の振動を効果的に抑制することができる。 As described above, in the modification in which the combustion state of each cylinder is determined based on the time required for rotation 30 degrees after the filter T30f (CA), the combustion state of each cylinder can be more accurately determined even when the subsequent resonance including the damper 28 is large. Can be determined. In addition, since the filter is changed according to the connection state of the rear stage including the damper 28, the combustion state of each cylinder can be determined according to the connection state of the rear stage including the damper 28. Of course, by advancing the ignition timing of each cylinder of the engine 22 in which the combustion state is determined to be poor, the vibration of the vehicle can be effectively suppressed.
変形例では、減速ギヤ35を介してモータMG2をリングギヤ軸32aに接続している場合について考えたが、減速ギヤ35に代えて変速機を介してモータMG2をリングギヤ軸32aに取り付けた場合には、変速機の変速段によっても、共振の強度が異なるものとなったり共振の周波数が異なるものとなったりする場合も生じるから、変速機の状態に応じてフィルタを変えるものとしてもよい。 In the modification, the case where the motor MG2 is connected to the ring gear shaft 32a via the reduction gear 35 has been considered, but when the motor MG2 is attached to the ring gear shaft 32a via a transmission instead of the reduction gear 35, Depending on the gear position of the transmission, the resonance intensity may be different or the resonance frequency may be different. Therefore, the filter may be changed according to the state of the transmission.
実施例のハイブリッド自動車20やその変形例では、エンジン22のクランクシャフト26にねじれ要素としてのダンパ28を介して接続されると共にモータMG1の回転軸や駆動軸としてのリングギヤ軸32aに接続される動力分配統合機構30とリングギヤ軸32aに減速ギヤ35を介して接続されるモータMG2とを備える車両におけるエンジン22の各気筒の燃焼状態を判定する燃焼状態判定装置としたりこれを搭載する車両としたが、エンジンのクランクシャフトがねじれ要素としてのダンパを介して後段に接続されているものであればよいから、図7の変形例のハイブリッド自動車120に例示するように、モータMG2の動力をリングギヤ軸32aが接続された車軸(駆動輪63a,63bが接続された車軸)とは異なる車軸(図7における車輪64a,64bに接続された車軸)に接続するもののエンジン22の各気筒の燃焼状態を判定する燃焼状態判定装置やこれを搭載する車両としてもよいし、図8の変形例のハイブリッド自動車220に例示するように、エンジン22のクランクシャフト26にダンパ28を介して接続されたインナーロータ232と駆動輪63a,63bに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ234とを有し、エンジン22の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機230を備えるもののエンジン22の各気筒の燃焼状態を判定する燃焼状態判定装置やこれを搭載する車両としてもよい。 In the hybrid vehicle 20 of the embodiment and its modification, the power connected to the crankshaft 26 of the engine 22 via the damper 28 as a torsion element and to the rotating shaft of the motor MG1 and the ring gear shaft 32a as the drive shaft. The combustion state determination device for determining the combustion state of each cylinder of the engine 22 in the vehicle including the distribution integration mechanism 30 and the motor MG2 connected to the ring gear shaft 32a via the reduction gear 35 is used as a vehicle equipped with the combustion state determination device. As long as the crankshaft of the engine is connected to the rear stage via a damper as a torsion element, the power of the motor MG2 is supplied to the ring gear shaft 32a as illustrated in the hybrid vehicle 120 of the modified example of FIG. Axle that is different from the axle to which the wheel is connected (the axle to which the drive wheels 63a, 63b are connected) Although connected to the wheels 64a and 64b in FIG. 7), it may be a combustion state determination device for determining the combustion state of each cylinder of the engine 22 or a vehicle equipped with the combustion state determination device, or a hybrid of the modification of FIG. As exemplified in the automobile 220, the engine 22 includes an inner rotor 232 connected to the crankshaft 26 of the engine 22 via a damper 28 and an outer rotor 234 connected to a drive shaft that outputs power to the drive wheels 63a and 63b. Although equipped with a counter-rotor motor 230 that transmits a part of the power of the engine 22 to the drive shaft and converts the remaining power into electric power, a combustion state determination device for determining the combustion state of each cylinder of the engine 22 and the same are mounted. It may be a vehicle.
ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、クランクシャフト26にねじれ要素としてのダンパ28を介して後段に接続された8気筒のエンジン22が「内燃機関」に相当し、クランクシャフト26の回転位置(クランク角CA)を検出するクランクポジションセンサ140が「回転位置検出手段」に相当し、クランクポジションセンサ140からの整形波とクランク角CAとから30度回転所要時間T30(CA)を演算すると共に30度回転所要時間T30(ATDC90),T30(ATDC120),T30(ATDC150)の和として単位回転所要時間に相当する90度回転所要時間T90(0)を計算するT30演算処理とS100の処理とを実行するエンジンECU24が「単位回転所要時間演算手段」に相当し、対象単位回転所要時間に相当する90度回転所要時間T90(0)とエンジン22のクランクシャフト26のトルク変動に伴うダンパ28を含む後段の共振の一周期である360°CA前の気筒の90度回転所要時間T90(4)(比較単位回転所要時間に相当)とに基づいて対象気筒の燃焼状態を判定するS110,S120の処理を実行するエンジンECU24が「燃焼状態判定手段」に相当する。また、対象気筒の燃焼状態が不良のときに対象気筒の点火時期を角度ΔTだけ進角するS130の処理を実行するエンジンECU24が「制御手段」に相当し、エンジン22のクランクシャフト26と駆動軸としてのリングギヤ軸32aに接続された動力分配統合機構30とこの動力分配統合機構30のサンギヤ31に接続されたモータMG1とが「電力動力入出力手段」に相当し、駆動軸としてのリングギヤ軸32aに減速ギヤ35を介して取り付けられたモータMG2が「電動機」に相当する。変形例のダンパ28を含む後段の接続状態を切り替えるシフトレバー81およびこれに伴って機械的に接続状態を切り替える図示しない機構が「接続状態切替手段」に相当し、シフトポジションSPに応じたフィルタを用いて30度回転所要時間T30にフィルタ処理を施してフィルタ後30度回転所要時間T30fを得る図6に例示するフィルタ処理を実行するエンジンECU24が「フィルタ処理手段」に相当する。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 Here, the correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, an 8-cylinder engine 22 connected to the crankshaft 26 via a damper 28 as a torsional element corresponds to an “internal combustion engine” and detects the rotational position (crank angle CA) of the crankshaft 26. The crank position sensor 140 corresponds to a “rotation position detecting means”, calculates a required rotation time T30 (CA) of 30 degrees from the shaped wave from the crank position sensor 140 and the crank angle CA, and calculates the required rotation time T30 (ATDC90). ), T30 (ATDC120), and T30 (ATDC150), the engine ECU 24 that executes the T30 calculation process for calculating the 90-degree rotation required time T90 (0) corresponding to the unit rotation required time and the process of S100 is "unit rotation". 90 degrees corresponding to the target unit rotation required time Required time T90 (4) for the rotation of the cylinder before 360 ° CA, which is one cycle of the resonance of the subsequent stage including the damper 28 accompanying the torque fluctuation of the crankshaft 26 of the engine 22 and the required rotation time T90 (0) (comparison unit) The engine ECU 24 that executes the processing of S110 and S120 for determining the combustion state of the target cylinder based on the required rotation time corresponds to the “combustion state determination means”. Further, the engine ECU 24 that executes the process of S130 for advancing the ignition timing of the target cylinder by the angle ΔT when the combustion state of the target cylinder is defective corresponds to “control means”, and the crankshaft 26 and the drive shaft of the engine 22 The power distribution / integration mechanism 30 connected to the ring gear shaft 32a and the motor MG1 connected to the sun gear 31 of the power distribution / integration mechanism 30 correspond to "power power input / output means", and the ring gear shaft 32a as a drive shaft. The motor MG2 attached to the motor via the reduction gear 35 corresponds to an “electric motor”. A shift lever 81 that switches the connection state of the subsequent stage including the damper 28 of the modified example and a mechanism (not shown) that mechanically switches the connection state in accordance with the shift lever 81 correspond to “connection state switching means”, and a filter corresponding to the shift position SP is provided. The engine ECU 24 that performs the filtering process illustrated in FIG. 6 to obtain the required 30-degree rotation time T30f after filtering by applying the filtering process to the required 30-degree rotation time T30 corresponds to the “filter processing means”. The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is the same as that of the embodiment described in the column of means for solving the problem. It is an example for specifically explaining the best mode for doing so, and does not limit the elements of the invention described in the column of means for solving the problem. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problems should be made based on the description of the column, and the examples are those of the invention described in the column of means for solving the problems. It is only a specific example.
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 The best mode for carrying out the present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Of course, it can be implemented in the form.
本発明は、内燃機関の燃焼状態を判定する燃焼状態判定装置やこれを備える車両の製造産業に利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is applicable to a combustion state determination device that determines the combustion state of an internal combustion engine and a vehicle manufacturing industry that includes the combustion state determination device.
20,120,220 ハイブリッド自動車、22 エンジン、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、24a CPU、24b ROM、24c RAM、26 クランクシャフト、28 ダンパ、30 動力分配統合機構、31 サンギヤ、32 リングギヤ、32a リングギヤ軸、33 ピニオンギヤ、34 キャリア、35 減速ギヤ、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、43,44 回転位置検出センサ、50 バッテリ、51 温度センサ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54 電力ライン、60 ギヤ機構、62 デファレンシャルギヤ、63a,63b 駆動輪、64a,64b 車輪、70 ハイブリッド用電子制御ユニット、72 CPU、74 ROM、76 RAM、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、122 エアクリーナ、124 スロットルバルブ、126 燃料噴射弁、128 吸気バルブ、130 点火プラグ、132
ピストン、134 浄化装置、135a 空燃比センサ、135b 酸素センサ、136 スロットルモータ、138 イグニッションコイル、140 クランクポジションセンサ、142 水温センサ、144 カムポジションセンサ、146 スロットルバルブポジションセンサ、148 エアフローメータ、149 温度センサ、150 可変バルブタイミング機構、230 対ロータ電動機、232 インナーロータ、234 アウターロータ、MG1,MG2 モータ。
20, 120, 220 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 24a CPU, 24b ROM, 24c RAM, 26 crankshaft, 28 damper, 30 power distribution integration mechanism, 31 sun gear, 32 ring gear, 32a ring gear shaft, 33 pinion gear, 34 carrier, 35 reduction gear, 40 motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42 inverter, 43, 44 rotational position detection sensor, 50 battery, 51 temperature sensor, 52 battery electronic control Unit (battery ECU), 54 power line, 60 gear mechanism, 62 differential gear, 63a, 63b driving wheel, 64a, 64b wheel, 70 hybrid electronic control unit, 72 CPU, 74 ROM, 76 RAM, 0 Ignition switch, 81 Shift lever, 82 Shift position sensor, 83 Accelerator pedal, 84 Accelerator pedal position sensor, 85 Brake pedal, 86 Brake pedal position sensor, 88 Vehicle speed sensor, 122 Air cleaner, 124 Throttle valve, 126 Fuel injection valve, 128 Intake valve, 130 Spark plug, 132
Piston, 134 purification device, 135a air-fuel ratio sensor, 135b oxygen sensor, 136 throttle motor, 138 ignition coil, 140 crank position sensor, 142 water temperature sensor, 144 cam position sensor, 146 throttle valve position sensor, 148 air flow meter, 149 temperature sensor , 150 variable valve timing mechanism, 230 pair rotor motor, 232 inner rotor, 234 outer rotor, MG1, MG2 motor.
Claims (10)
前記内燃機関の出力軸の回転位置を検出する回転位置検出手段と、
前記検出された回転位置に基づいて前記内燃機関の出力軸が所定の単位回転角だけ回転するのに要する時間である単位回転所要時間を演算する単位回転所要時間演算手段と、
前記複数気筒のうちの対象気筒の圧縮行程の上死点以降の所定回転角を基点として前記単位回転所要時間演算手段により演算された単位回転所要時間である対象単位回転所要時間と該対象気筒の行程と前記ねじれ要素を含む後段における共振の一周期前に同一の行程となる気筒の圧縮行程の上死点以降の前記所定回転角を基準として前記単位回転所要時間演算手段により演算された単位回転所要時間である比較単位回転所要時間とに基づいて前記対象気筒の燃焼状態が良好であるか否かを判定する燃焼状態判定手段と、
を備える燃焼状態判定装置。 A combustion state determination device for determining a combustion state of a multi-cylinder internal combustion engine whose output shaft is connected to a subsequent stage via a torsion element,
Rotational position detecting means for detecting the rotational position of the output shaft of the internal combustion engine;
Unit rotation required time calculating means for calculating a unit rotation required time which is a time required for the output shaft of the internal combustion engine to rotate by a predetermined unit rotation angle based on the detected rotation position;
Of the plurality of cylinders, the target unit rotation required time which is the unit rotation required time calculated by the unit rotation required time calculating means with the predetermined rotation angle after the top dead center of the compression stroke of the target cylinder as a base point, and the target cylinder The unit rotation calculated by the unit rotation required time calculation means with reference to the predetermined rotation angle after the top dead center of the compression stroke of the cylinder having the same stroke before one cycle of resonance in the latter stage including the stroke and the torsion element Combustion state determination means for determining whether or not the combustion state of the target cylinder is good based on a comparison unit rotation required time which is a required time;
A combustion state determination device comprising:
前記検出された回転位置に基づく物理量に対して前記内燃機関の燃焼の周波数成分は減衰させずに前記ねじれ要素を含む後段における共振の周波数成分を減衰するフィルタ処理を施すフィルタ処理手段を備え、
前記単位回転所要時間演算手段は、前記フィルタ処理手段によるフィルタ処理後の物理量に基づいて単位回転所要時間を演算する手段である、
燃焼状態判定装置。 The combustion state determination device according to claim 1 or 2,
Filter processing means for performing a filter process for attenuating the frequency component of the resonance in the subsequent stage including the torsion element without attenuating the frequency component of the combustion of the internal combustion engine with respect to the physical quantity based on the detected rotational position;
The unit rotation required time calculating means is means for calculating a unit rotation required time based on a physical quantity after filtering by the filter processing means.
Combustion state determination device.
前記フィルタ処理手段は、前記接続状態切替手段によって切り替えられる前記ねじれ要素の後段の接続状態に応じたフィルタ処理を施す手段である、
燃焼状態判定装置。 The combustion state determination device according to claim 3, wherein the combustion state of the internal combustion engine used in a system having a connection state switching unit that switches a connection state at a subsequent stage of the torsion element is determined.
The filter processing means is means for performing a filter process according to a connection state of a subsequent stage of the torsion element switched by the connection state switching unit.
Combustion state determination device.
前記内燃機関の出力軸の回転位置を検出する回転位置検出手段と、
前記検出された回転位置に基づいて前記内燃機関の出力軸の所定の単位回転角毎の回転数である単位回転角回転数を演算する単位回転角回転数演算手段と、
前記複数気筒のうちの対象気筒の圧縮行程の上死点以降の所定回転角を基点として前記単位回転角回転数演算手段により演算された単位回転角回転数である対象単位回転角回転数と該対象気筒の行程と前記ねじれ要素を含む後段における共振の一周期前に同一の行程となる気筒の圧縮行程の上死点以降の前記所定回転角を基準として前記単位回転角回転数演算手段により演算された単位回転角回転数である比較単位回転角回転数とに基づいて前記対象気筒の燃焼状態が良好であるか否かを判定する燃焼状態判定手段と、
を備える燃焼状態判定装置。 A combustion state determination device for determining a combustion state of a multi-cylinder internal combustion engine whose output shaft is connected to a subsequent stage via a torsion element,
Rotational position detecting means for detecting the rotational position of the output shaft of the internal combustion engine;
Unit rotation angle rotation number calculating means for calculating a unit rotation angle rotation number that is a rotation number for each predetermined unit rotation angle of the output shaft of the internal combustion engine based on the detected rotation position;
A target unit rotation angle rotation number that is a unit rotation angle rotation number calculated by the unit rotation angle rotation number calculation means with a predetermined rotation angle after the top dead center of the compression stroke of the target cylinder of the plurality of cylinders as a base point; Calculated by the unit rotation angle rotation speed calculation means with reference to the predetermined rotation angle after the top dead center of the compression stroke of the cylinder having the same stroke before one cycle of resonance in the latter stage including the torsion element and the stroke of the target cylinder Combustion state determination means for determining whether or not the combustion state of the target cylinder is good based on the comparison unit rotation angle rotation speed that is the unit rotation angle rotation speed
A combustion state determination device comprising:
前記内燃機関の燃焼状態を判定する請求項1ないし7いずれか記載の燃焼判定装置と、
前記燃焼判定装置の燃焼状態判定手段により燃焼状態が不良と判定された気筒の点火時期が進角されるよう前記内燃機関を制御する制御手段と、
を備える車両。 A multi-cylinder internal combustion engine, the ignition timing of which can be adjusted for each cylinder, the output shaft of which is connected to the subsequent stage via a twisting element,
The combustion determination device according to any one of claims 1 to 7, wherein a combustion state of the internal combustion engine is determined;
Control means for controlling the internal combustion engine so that the ignition timing of the cylinder determined to be defective by the combustion state determination means of the combustion determination device is advanced;
A vehicle comprising:
前記内燃機関の出力軸と車軸に連結された駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力を伴って前記出力軸と前記駆動軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段を備え、
前記電動機は、車軸に連結された駆動軸に動力を出力可能に接続されてなる、
車両。
The vehicle according to claim 9, wherein
An electric power motive power input / output means connected to an output shaft of the internal combustion engine and a drive shaft connected to an axle, and inputs / outputs power to / from the output shaft and the drive shaft together with input / output of electric power and power;
The electric motor is connected to a drive shaft connected to an axle so that power can be output.
vehicle.
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