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JP7779281B2 - Combustion torque calculation device - Google Patents
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JP7779281B2 - Combustion torque calculation device - Google Patents

Combustion torque calculation device

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JP7779281B2 JP2023022423A JP2023022423A JP7779281B2 JP 7779281 B2 JP7779281 B2 JP 7779281B2 JP 2023022423 A JP2023022423 A JP 2023022423A JP 2023022423 A JP2023022423 A JP 2023022423A JP 7779281 B2 JP7779281 B2 JP 7779281B2
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Description

この発明は、燃焼トルクの算出装置に関する。 This invention relates to a combustion torque calculation device.

特許文献1に開示されている車両は、内燃機関を有する。内燃機関のクランク軸は、ダンパを介して、駆動系における後段側の部品に連結している。こうした構成では、クランク軸のトルクが変動すると、ダンパで捩じれ振動が発生する。そしてそれに伴い、捩じれ振動に起因したトルクが後段側の部品に入力される。このとき、クランク軸には、ダンパからの反力が入力される。この反力は、上記の捩じれ振動に伴って誘発される後段側の部品の共振成分も含んでいる。 The vehicle disclosed in Patent Document 1 has an internal combustion engine. The crankshaft of the internal combustion engine is connected to downstream components in the drivetrain via a damper. In this configuration, when the torque of the crankshaft fluctuates, torsional vibration occurs in the damper. As a result, torque caused by the torsional vibration is input to the downstream components. At this time, a reaction force from the damper is input to the crankshaft. This reaction force also includes a resonance component of the downstream components induced by the torsional vibration.

上記車両の制御装置は、内燃機関の回転変動の推移に基づいて、内燃機関の失火判定を行う。その際、制御装置は、内燃機関の回転変動に含まれる上記反力の影響を考慮する。具体的には、制御装置は、内燃機関の回転変動に含まれる反力成分を、ダンパのねじれ角とダンパのばね定数との積に基づいて算出する。そして、制御装置は、この反力成分による影響を排除した上で、失火判定を行う。 The control device of the vehicle determines whether the internal combustion engine has misfired based on the progression of the engine's rotational fluctuations. In doing so, the control device takes into account the influence of the reaction force contained in the engine's rotational fluctuations. Specifically, the control device calculates the reaction force component contained in the engine's rotational fluctuations based on the product of the damper's torsion angle and the damper's spring constant. The control device then determines whether the internal combustion engine has misfired after eliminating the influence of this reaction force component.

特開2008-248877号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-248877

特許文献1のように反力成分を算出する上でのダンパのばね定数として、当該ダンパの諸元から定まる規定値を設定することがある。しかしながら、車両に搭載されるダンパのばね定数の実値は、ダンパの公差の範囲内でばらつく。また、時間が経過すると、ダンパの特性が徐々に変わり、ばね定数が変化する。こうした理由があることから、特許文献1の手法を用いた場合、ダンパのばね定数から算出される反力成分にばらつきが生じ得る。そしてその結果、混合気の燃焼に伴う内燃機関の本来のトルクである燃焼トルクを正確に算出できないおそれがある。 As in Patent Document 1, a specified value determined from the specifications of the damper is sometimes set as the damper spring constant used to calculate the reaction force component. However, the actual spring constant of a damper installed in a vehicle varies within the damper's tolerance range. Furthermore, over time, the damper's characteristics gradually change, causing the spring constant to change. For these reasons, when using the method in Patent Document 1, variation can occur in the reaction force component calculated from the damper's spring constant. As a result, there is a risk that the combustion torque, which is the internal combustion engine's true torque associated with the combustion of the air-fuel mixture, cannot be accurately calculated.

上記課題を解決するための燃焼トルクの算出装置は、クランク軸を有する多気筒内燃機関と、前記クランク軸から駆動輪へと至るトルクの伝達経路上に位置している回転体と、前記トルクの伝達経路上において前記クランク軸に連結しているとともに前記クランク軸のトルク変動を吸収するダンパと、前記ダンパ及び前記回転体の間に位置しているとともに前記ダンパよりもばね定数が小さいトルクチューブと、前記クランク軸の角度位置を検出する第1センサと、前記トルクチューブにおける前記ダンパに対する連結部の角度位置を検出する第2センサと、前記回転体の角度位置を検出する第3センサと、を有する車両を対象に、単位時間当たりの角度位置の変化量を回転速度としたとき、前記クランク軸の回転速度を時間微分した値に基づいて、前記クランク軸の慣性トルクを算出する第1処理と、前記連結部の角度位置及び前記回転体の角度位置の差と、前記トルクチューブのばね定数との積を算出する第2処理と、前記積と、前記連結部の回転速度を時間微分した値とに基づいて、前記ダンパから前記クランク軸に作用するトルクである反力トルクを算出する第3処理と、前記反力トルクと、前記クランク軸の慣性トルクとに基づいて、前記反力トルクの影響を排除した前記クランク軸のトルクである燃焼トルクを算出する第4処理と、を実行する。 The combustion torque calculation device for solving the above problem is intended for a vehicle having a multi-cylinder internal combustion engine with a crankshaft, a rotating body located on a torque transmission path from the crankshaft to the drive wheels, a damper connected to the crankshaft on the torque transmission path and absorbing torque fluctuations of the crankshaft, a torque tube located between the damper and the rotating body and having a smaller spring constant than the damper, a first sensor that detects the angular position of the crankshaft, a second sensor that detects the angular position of the connection point of the torque tube relative to the damper, and a third sensor that detects the angular position of the rotating body. When the amount of change in angular position per unit time is the rotational speed, the system executes the following steps: a first process calculates the inertia torque of the crankshaft based on the value obtained by time-differentiating the rotational speed of the crankshaft; a second process calculates the product of the difference between the angular position of the connecting portion and the angular position of the rotating body and the spring constant of the torque tube; a third process calculates the reaction torque, which is the torque acting on the crankshaft from the damper, based on the product and the value obtained by time-differentiating the rotational speed of the connecting portion; and a fourth process calculates the combustion torque, which is the torque of the crankshaft excluding the influence of the reaction torque, based on the reaction torque and the inertia torque of the crankshaft.

上記構成において、トルクチューブのばね定数は、ダンパのばね定数よりも小さい。そのため、トルクチューブとダンパとで、ばね定数に同程度の割合のばらつきがあったとしても、絶対値でみたときのばね定数のばらつきは、ダンパに比べてトルクチューブのほうが小さくなり得る。したがって、トルクチューブのばね定数を利用して燃焼トルクを算出する上記構成では、反力トルクひいては燃焼トルクをより正確に算出できる。 In the above configuration, the spring constant of the torque tube is smaller than the spring constant of the damper. Therefore, even if there is a similar percentage variation in the spring constants of the torque tube and the damper, the variation in the spring constant in absolute value may be smaller for the torque tube than for the damper. Therefore, in the above configuration, which calculates the combustion torque using the spring constant of the torque tube, the reaction torque, and therefore the combustion torque, can be calculated more accurately.

車両の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vehicle. 第1算出処理の処理内容を表したブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing the processing content of a first calculation process. 第2算出処理の処理内容を表したブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing the processing content of a second calculation process. 第3算出処理の処理内容を表したブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing the processing content of a third calculation process. 各算出処理を利用する機関回転速度の範囲を説明する図である。10A and 10B are diagrams illustrating engine rotation speed ranges in which each calculation process is used. 燃焼トルクの推移の一例を表した図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a transition of combustion torque.

<車両の全体構成>
以下、燃焼トルクの算出装置の一実施形態を、図面を参照して説明する。図1に示すように、車両10は、内燃機関20を有する。内燃機関20は、車両10の駆動源である。内燃機関20は、車両10における前寄りの部分に区画されたエンジンルームに位置している。内燃機関20は、4つの気筒22を有する多気筒内燃機関である。各気筒22には、気筒22毎の燃料噴射弁25から噴射される燃料と、吸気との混合気が導入される。そして、各気筒22では、気筒22毎の点火プラグ26によって点火が行われて混合気が燃焼する。図示は省略するが、各気筒22はピストンを収容している。混合気の燃焼に応じてピストンは気筒22内を往復動する。ピストンの動作に応じて、内燃機関20の出力軸であるクランク軸21は回転する。なお、内燃機関20は、4ストロークを1サイクルとした機関である。すなわち、内燃機関20の1サイクルは、クランク軸21が720度回転期間に相当する。そして、この1サイクルにおいて、各気筒22では、吸気行程、圧縮行程、燃焼行程、排気行程が一巡する。
<Overall vehicle configuration>
An embodiment of a combustion torque calculation device will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1 , a vehicle 10 has an internal combustion engine 20. The internal combustion engine 20 is a drive source for the vehicle 10. The internal combustion engine 20 is located in an engine compartment defined in a forward portion of the vehicle 10. The internal combustion engine 20 is a multi-cylinder internal combustion engine having four cylinders 22. A mixture of fuel injected from a fuel injection valve 25 for each cylinder 22 and intake air is introduced into each cylinder 22. The mixture is then ignited in each cylinder 22 by a spark plug 26 for each cylinder 22, causing combustion. Although not shown, each cylinder 22 houses a piston. The piston reciprocates within the cylinder 22 in response to combustion of the mixture. A crankshaft 21, which is the output shaft of the internal combustion engine 20, rotates in response to the movement of the piston. The internal combustion engine 20 is a four-stroke engine with one cycle. That is, one cycle of the internal combustion engine 20 corresponds to a period in which the crankshaft 21 rotates 720 degrees. In this one cycle, each cylinder 22 goes through an intake stroke, a compression stroke, a combustion stroke, and an exhaust stroke.

車両10は、トーショナルダンパ(以下、単にダンパと記す。)60を有する。ダンパ60は、クランク軸21に連結している。ダンパ60は、クランク軸21のトルク変動を吸収する。 The vehicle 10 has a torsional damper (hereinafter simply referred to as the damper) 60. The damper 60 is connected to the crankshaft 21. The damper 60 absorbs torque fluctuations of the crankshaft 21.

車両10は、トルクチューブ30及び連結部品35を有する。トルクチューブ30は、金属、カーボンなどを素材とした剛性の高い筒状部品である。なお、トルクチューブ30のばね定数Ktは、ダンパ60のばね定数Kdよりも小さい。すなわち、トルクチューブ30は、ダンパ60よりも柔らかいといえる。トルクチューブ30は、車両10の前後に延びている。トルクチューブ30は、車両10の前後に関して、例えば前輪近傍から後輪近傍にまで至っている。トルクチューブ30の前端は、連結部品35を介してダンパ60に連結している。トルクチューブ30の前端は、連結部品35と一体回転する。 The vehicle 10 has a torque tube 30 and a connecting part 35. The torque tube 30 is a highly rigid cylindrical part made of materials such as metal or carbon. The spring constant Kt of the torque tube 30 is smaller than the spring constant Kd of the damper 60. In other words, the torque tube 30 is softer than the damper 60. The torque tube 30 extends from the front to the rear of the vehicle 10. With respect to the front and rear of the vehicle 10, the torque tube 30 extends, for example, from near the front wheels to near the rear wheels. The front end of the torque tube 30 is connected to the damper 60 via the connecting part 35. The front end of the torque tube 30 rotates integrally with the connecting part 35.

車両10は、モータジェネレータ40を有する。モータジェネレータ40は、車両10の駆動源である。モータジェネレータ40の出力軸であるモータ回転軸41は、ロータ42と一体回転する。ロータ42はステータ43に対して回転可能である。モータ回転軸41は、トルクチューブ30の後端に連結している。モータ回転軸41は、トルクチューブ30の後端と一体回転する。モータ回転軸41は回転体を構成している。 The vehicle 10 has a motor generator 40. The motor generator 40 is the driving source of the vehicle 10. The motor rotating shaft 41, which is the output shaft of the motor generator 40, rotates integrally with the rotor 42. The rotor 42 is rotatable relative to the stator 43. The motor rotating shaft 41 is connected to the rear end of the torque tube 30. The motor rotating shaft 41 rotates integrally with the rear end of the torque tube 30. The motor rotating shaft 41 constitutes a rotating body.

車両10は、トルクコンバータ80及び自動変速機50を有する。これらトルクコンバータ80及び自動変速機50は、モータジェネレータ40と共に車両10の後寄りの部分に位置している。トルクコンバータ80は、ロックアップクラッチ81付きである。自動変速機50の入力軸51は、トルクコンバータ80を介してモータ回転軸41に連結している。ロックアップクラッチ81は、内燃機関20の運転中、モータ回転軸41と自動変速機50の入力軸51とを基本的に常時直結している。 The vehicle 10 has a torque converter 80 and an automatic transmission 50. The torque converter 80 and automatic transmission 50 are located near the rear of the vehicle 10, along with the motor generator 40. The torque converter 80 is equipped with a lock-up clutch 81. The input shaft 51 of the automatic transmission 50 is connected to the motor rotating shaft 41 via the torque converter 80. The lock-up clutch 81 basically always directly connects the motor rotating shaft 41 and the input shaft 51 of the automatic transmission 50 while the internal combustion engine 20 is operating.

自動変速機50は、ギアの切り替えにより変速比を多段階に切り替え可能な有段式の変速機である。すなわち、自動変速機50には、切り替え可能な複数の変速段が設定されている。そして、各変速段には、別々の変速比が設定されている。変速段が大きいほど、変速比は小さくなる。自動変速機50は、入力軸51の回転を、現状で選択している変速段に応じて変速して出力軸52から出力する。なお、変速比は、出力軸52が1回転する際に入力軸51が回転する回数を示す比である。したがって、変速比が大きくなるほど、出力軸52に対して入力軸51が回転する速度が高くなる。 The automatic transmission 50 is a stepped transmission that can change the gear ratio in multiple stages by changing gears. That is, the automatic transmission 50 has multiple shiftable gears. Each gear has a different gear ratio. The higher the gear, the smaller the gear ratio. The automatic transmission 50 shifts the rotation of the input shaft 51 according to the currently selected gear and outputs it from the output shaft 52. The gear ratio is a ratio that indicates the number of times the input shaft 51 rotates for each rotation of the output shaft 52. Therefore, the higher the gear ratio, the faster the input shaft 51 rotates relative to the output shaft 52.

車両10は、ドライブシャフト70を有する。ドライブシャフト70のばね定数Ksは、トルクチューブ30のばね定数Ktよりも小さい。ドライブシャフト70は、ディファレンシャル等を介して自動変速機50の出力軸52に連結している。また、ドライブシャフト70は、駆動輪72である後輪に連結している。 The vehicle 10 has a drive shaft 70. The spring constant Ks of the drive shaft 70 is smaller than the spring constant Kt of the torque tube 30. The drive shaft 70 is connected to the output shaft 52 of the automatic transmission 50 via a differential or the like. The drive shaft 70 is also connected to the rear wheels, which are drive wheels 72.

以上のとおり、内燃機関20から駆動輪72に至るトルクの伝達経路上には、ダンパ60、トルクチューブ30、モータ回転軸41、自動変速機50、及びドライブシャフト70がこの順で並んでいる。これらのうち、ダンパ60、トルクチューブ30、及びドライブシャフト70は、上記経路上において捩じれを生じる捩じり要素を構成している。 As described above, the torque transmission path from the internal combustion engine 20 to the drive wheels 72 includes the damper 60, torque tube 30, motor rotating shaft 41, automatic transmission 50, and drive shaft 70, arranged in this order. Of these, the damper 60, torque tube 30, and drive shaft 70 constitute torsional elements that cause twisting on the path.

車両10には、各種のセンサが取り付けられている。例えば、車両10には、アクセルペダルの操作量ACCを検出するアクセルセンサ94や、車両10の走行速度SPを検出する車速センサ95が取り付けられている。また、車両10には、第1センサ91、第2センサ92、及び第3センサ93が取り付けられている。第1センサ91は、クランク軸21の角度位置Vcrを検出する。第2センサ92は、連結部品35の角度位置Vnを検出する。第3センサ93は、モータ回転軸41の角度位置Vmgを検出する。上記の各センサは、同一の基準位置をゼロ度としてゼロ度から360度の範囲で各部品の角度位置を検出する。基準位置は、例えば、各センサが車両10に取り付けられた状態において、検出対象となる部品の中心軸線を中心とした仮想円において12時の位置である。例えば各部品の中心軸線が水平に配置されている場合であれば、上記定義の基準位置は、各部品の中心軸線から視て真上の位置である。なお、連結部品35の角度位置Vnは、トルクチューブ30における前端、すなわち、トルクチューブ30におけるダンパ60に対する連結部の角度位置と一致している。すなわち、第2センサ92は、実質的に、トルクチューブ30におけるダンパ60に対する連結部の角度位置を検出する。第2センサ92によってトルクチューブ30の前端の角度位置を検出してもよい。 Various sensors are attached to the vehicle 10. For example, the vehicle 10 is equipped with an accelerator sensor 94 that detects the accelerator pedal depression amount ACC and a vehicle speed sensor 95 that detects the vehicle's traveling speed SP. The vehicle 10 is also equipped with a first sensor 91, a second sensor 92, and a third sensor 93. The first sensor 91 detects the angular position Vcr of the crankshaft 21. The second sensor 92 detects the angular position Vn of the connecting part 35. The third sensor 93 detects the angular position Vmg of the motor rotary shaft 41. Each of the above sensors detects the angular position of each component within a range from zero degrees to 360 degrees, with the same reference position being zero degrees. The reference position is, for example, the 12 o'clock position on an imaginary circle centered on the central axis of the component being detected when each sensor is attached to the vehicle 10. For example, if the central axis of each component is horizontal, the reference position defined above would be directly above the central axis of each component. The angular position Vn of the connecting part 35 coincides with the angular position of the front end of the torque tube 30, i.e., the angular position of the connecting portion of the torque tube 30 relative to the damper 60. In other words, the second sensor 92 essentially detects the angular position of the connecting portion of the torque tube 30 relative to the damper 60. The second sensor 92 may also detect the angular position of the front end of the torque tube 30.

<制御装置の概略構成>
車両10は、制御装置1を有する。制御装置1は、中央処理装置であるCPU2や、制御用のプログラムやデータを記憶したメモリ3などを備えている。制御装置1は、メモリ3が記憶しているプログラムをCPU2が実行することにより各種の処理を実現する。
<General configuration of the control device>
The vehicle 10 has a control device 1. The control device 1 includes a CPU 2, which is a central processing unit, and a memory 3 that stores control programs and data. The control device 1 realizes various processes by having the CPU 2 execute the programs stored in the memory 3.

制御装置1は、上記の各種センサからの検出信号を繰り返し受信する。例えば、制御装置1は、第1センサ91が検出するクランク軸21の角度位置Vcrを繰り返し受信する。制御装置1は、このクランク軸21の角度位置Vcrの推移に基づいて、クランク軸21の回転速度ωeを規定角度毎に繰り返し算出する。クランク軸21の回転速度ωeは、単位時間当たりのクランク軸21の角度位置Vcrの変化量である。規定角度は、例えば30度といった、圧縮上死点の出現間隔よりも小さい角度である。例えば、制御装置1は、クランク軸21が規定角度だけ回転するのに要する時間を計測するとともに、その時間の逆数に基づいて上記の回転速度ωeを算出してもよい。制御装置1は、クランク軸21の回転速度ωeに基づいて、機関回転速度Neを繰り返し算出する。機関回転速度Neは、クランク軸21が1回転以上回転する間におけるクランク軸21の回転速度ωeの平均値である。例えば、制御装置1は、内燃機関20の規定サイクル毎に機関回転速度Neを算出する。規定サイクルの一例は、2サイクルである。なお、制御装置1は、クランク軸21の回転速度ωeと同様、第2センサ92が検出する連結部品35の角度位置Vnの推移に基づいて、連結部品35の回転速度ωnを算出する。連結部品35の回転速度ωnは、単位時間当たりの連結部品35の角度位置Vnの変化量である。制御装置1は、クランク軸21の回転速度ωeを算出するのと同じタイミングで連結部品35の回転速度ωnを繰り返し算出する。 The control device 1 repeatedly receives detection signals from the various sensors described above. For example, the control device 1 repeatedly receives the angular position Vcr of the crankshaft 21 detected by the first sensor 91. The control device 1 repeatedly calculates the rotational speed ωe of the crankshaft 21 at specified angles based on the progression of the angular position Vcr of the crankshaft 21. The rotational speed ωe of the crankshaft 21 is the amount of change in the angular position Vcr of the crankshaft 21 per unit time. The specified angle is an angle smaller than the interval between occurrences of top dead center of compression stroke, such as 30 degrees. For example, the control device 1 may measure the time required for the crankshaft 21 to rotate a specified angle and calculate the rotational speed ωe based on the reciprocal of that time. The control device 1 repeatedly calculates the engine rotational speed Ne based on the rotational speed ωe of the crankshaft 21. The engine rotational speed Ne is the average value of the rotational speed ωe of the crankshaft 21 over one or more rotations of the crankshaft 21. For example, the control device 1 calculates the engine rotation speed Ne for each specified cycle of the internal combustion engine 20. An example of the specified cycle is two cycles. Similar to the rotation speed ωe of the crankshaft 21, the control device 1 calculates the rotation speed ωn of the connecting part 35 based on the change in the angular position Vn of the connecting part 35 detected by the second sensor 92. The rotation speed ωn of the connecting part 35 is the amount of change in the angular position Vn of the connecting part 35 per unit time. The control device 1 repeatedly calculates the rotation speed ωn of the connecting part 35 at the same timing as calculating the rotation speed ωe of the crankshaft 21.

制御装置1は、車両10の各種部位を制御対象とする。例えば、制御装置1は、内燃機関20を制御対象とする。制御装置1は、燃料噴射弁25と点火プラグ26とを操作することで、各気筒22で混合気を順に燃焼させる。また、制御装置1は、自動変速機50を制御対象とする。制御装置1は、車両10の走行速度SP及びアクセルペダルの操作量ACCに基づいて自動変速機50の変速段を切り替える。 The control device 1 controls various parts of the vehicle 10. For example, the control device 1 controls the internal combustion engine 20. The control device 1 operates the fuel injection valves 25 and spark plugs 26 to sequentially combust the air-fuel mixture in each cylinder 22. The control device 1 also controls the automatic transmission 50. The control device 1 switches the gear position of the automatic transmission 50 based on the vehicle 10's traveling speed SP and the accelerator pedal operation amount ACC.

制御装置1は、クランク軸21の燃焼トルクTYの算出装置としても機能する。ここで、内燃機関20の運転中、クランク軸21のトルクはダンパ60に入力される。このとき、クランク軸21のトルクが変動すると、ダンパ60で捻れ振動が発生し、当該捻れ振動に起因したトルクがトルクチューブ30さらには駆動輪72側の各部品に入力され得る。その際、クランク軸21には、ダンパ60からの反力が作用する。燃焼トルクTYは、このダンパ60からの反力の影響を理論上排除したクランク軸21のトルクである。すなわち、燃焼トルクTYは、混合気の燃焼に伴うクランク軸21の本来のトルクである。 The control device 1 also functions as a calculation device for the combustion torque TY of the crankshaft 21. Here, while the internal combustion engine 20 is operating, the torque of the crankshaft 21 is input to the damper 60. At this time, if the torque of the crankshaft 21 fluctuates, torsional vibration occurs in the damper 60, and the torque caused by this torsional vibration can be input to the torque tube 30 and further to various components on the drive wheel 72 side. At that time, a reaction force from the damper 60 acts on the crankshaft 21. The combustion torque TY is the torque of the crankshaft 21 that theoretically eliminates the influence of this reaction force from the damper 60. In other words, the combustion torque TY is the original torque of the crankshaft 21 that occurs when the air-fuel mixture is burned.

制御装置1は、燃焼トルクTYを算出するための処理として、第1算出処理、第2算出処理、及び第3算出処理の3つの処理を実行可能である。以下、これらの各処理の内容を詳述する。逐一の説明は割愛するが、制御装置1は、各処理を行うにあたり、随時算出している各回転速度の推移や、各種センサ91,92,93から受信する最新の角度位置等を参照する。 The control device 1 can execute three processes to calculate the combustion torque TY: a first calculation process, a second calculation process, and a third calculation process. The content of each of these processes will be described in detail below. While a detailed explanation will be omitted, when executing each process, the control device 1 references the trends in each rotational speed, which it calculates at any time, and the latest angular positions received from the various sensors 91, 92, and 93.

<第1算出処理>
図2に示すように、制御装置1は、1度の第1算出処理では、第1処理M1、第2処理M2、第3処理M3、及び第4処理M4の4つの処理を1度ずつ行う。制御装置1は、これらの4つの処理を通じて1つの燃焼トルクTYを算出する。
<First Calculation Process>
2, in each execution of the first calculation process, the control device 1 performs four processes, namely, a first process M1, a second process M2, a third process M3, and a fourth process M4, once each, and calculates one combustion torque TY through these four processes.

制御装置1は、第1処理M1では、クランク軸21の慣性トルクTIeを算出する。制御装置1は、次の(式1)で示すように、予め記憶しているクランク軸21の慣性モーメントIeと、クランク軸21の回転速度ωeを時間微分した値との積を、クランク軸21の慣性トルクTIeとして算出する。クランク軸21の慣性モーメントIeは、クランク軸21等の質量に応じた値である。
(式1)TIe=Ie・(dωe/dt)
制御装置1は、第2処理M2では、トルクチューブ30の捩じれに起因したトルクである捩じりトルクTWtを算出する。制御装置1は、次の(式2)に示すように、予め記憶しているトルクチューブ30のばね定数Ktと、トルクチューブ30の捩じり角との積を、上記の捩じりトルクTWtとして算出する。トルクチューブ30の捩じり角は、連結部品35の角度位置Vnから、モータ回転軸41の角度位置Vmgを減じた値である。
(式2)TWt=Kt・(Vn-Vmg)
制御装置1は、第3処理M3では、特定トルクTXを算出する。具体的には、制御装置1は、次の(式3)に示すように、連結部品35の慣性トルクと、第2処理M2で算出したトルクチューブ30の捩じりトルクTWtとの和を、特定トルクTXとして算出する。連結部品35の慣性トルクは、連結部品35の回転速度ωnを時間微分した値と、連結部品35の慣性モーメントInとの積である。連結部品35の慣性モーメントInは、連結部品35の質量に応じた値である。制御装置1は、連結部品35の慣性モーメントInを予め記憶している。
(式3)TX=In・(dωn/dt)+TWt
上記の特定トルクTXは、ダンパ60からクランク軸21に作用する反力トルクを表している。
In the first process M1, the control device 1 calculates the inertia torque TIe of the crankshaft 21. As shown in the following (Equation 1), the control device 1 calculates the inertia torque TIe of the crankshaft 21 by multiplying the pre-stored moment of inertia Ie of the crankshaft 21 by the time-differentiated value of the rotational speed ωe of the crankshaft 21. The moment of inertia Ie of the crankshaft 21 is a value corresponding to the mass of the crankshaft 21, etc.
(Equation 1) T Ie = Ie · (dωe / dt)
In second process M2, the control device 1 calculates the torsional torque TWt, which is the torque caused by the torsion of the torque tube 30. As shown in the following (Equation 2), the control device 1 calculates the torsional torque TWt by multiplying the spring constant Kt of the torque tube 30, which is stored in advance, by the torsional angle of the torque tube 30. The torsional angle of the torque tube 30 is the value obtained by subtracting the angular position Vmg of the motor rotary shaft 41 from the angular position Vn of the connecting part 35.
(Formula 2) TWt=Kt・(Vn-Vmg)
In the third process M3, the control device 1 calculates the specific torque TX. Specifically, the control device 1 calculates the specific torque TX as the sum of the inertia torque of the connecting part 35 and the torsional torque TWt of the torque tube 30 calculated in the second process M2, as shown in the following (Equation 3). The inertia torque of the connecting part 35 is the product of the time-differentiated value of the rotational speed ωn of the connecting part 35 and the moment of inertia In of the connecting part 35. The moment of inertia In of the connecting part 35 is a value corresponding to the mass of the connecting part 35. The control device 1 stores the moment of inertia In of the connecting part 35 in advance.
(Formula 3) TX=In・(dωn/dt)+TWt
The specific torque TX represents the reaction torque acting on the crankshaft 21 from the damper 60 .

制御装置1は、第4処理M4では、燃焼トルクTYを算出する。具体的には、制御装置1は、次の(式4)で示すように、第1処理M1で算出したクランク軸21の慣性トルクTIeと、第4処理M4で算出した特定トルクTXとの和を、燃焼トルクTYとして算出する。
(式4)TY=TIe+TX
ここで、クランク軸21の慣性トルクTIeは、反力トルクの影響分を含んだ値になっている。力の向きとの兼ね合いで、クランク軸21の慣性トルクTIeに特定トルクTXを加算すると、理論上は、ダンパ60からクランク軸21に作用する反力トルクの影響を排除したクランク軸21のトルクを得ることができる。
In the fourth process M4, the control device 1 calculates the combustion torque TY. Specifically, the control device 1 calculates the combustion torque TY as the sum of the inertia torque TIe of the crankshaft 21 calculated in the first process M1 and the specific torque TX calculated in the fourth process M4, as shown in the following (Equation 4).
(Formula 4) TY=TIe+TX
Here, the inertia torque TIe of the crankshaft 21 is a value that includes the influence of the reaction torque. By adding the specific torque TX to the inertia torque TIe of the crankshaft 21 in consideration of the direction of the force, it is theoretically possible to obtain the torque of the crankshaft 21 from which the influence of the reaction torque acting on the crankshaft 21 from the damper 60 is eliminated.

<第2算出処理>
制御装置1は、第2算出処理では、第1算出処理で行う第2処理M2、第3処理M3、及び第4処理M4に代えて、第5処理M5及び第6処理M6を行う。すなわち、図3に示すように、制御装置1は、1度の第2算出処理では、第1処理M1、第5処理M5、及び第6処理M6の3つの処理を1度ずつ行う。制御装置1は、これらの3つの処理を通じて1つの燃焼トルクTYを算出する。
<Second Calculation Process>
In the second calculation process, the control device 1 performs a fifth process M5 and a sixth process M6 instead of the second process M2, the third process M3, and the fourth process M4 performed in the first calculation process. That is, as shown in Fig. 3, in one execution of the second calculation process, the control device 1 performs each of the three processes, the first process M1, the fifth process M5, and the sixth process M6, once. The control device 1 calculates one combustion torque TY through these three processes.

制御装置1は、第1処理M1では、第1算出処理で説明したのと同様、クランク軸21の慣性トルクTIeを算出する。
制御装置1は、第5処理M5では、ダンパ60の捩じれに起因したトルクである捩じりトルクTWdを算出する。制御装置1は、(式5)に示すように、予め記憶しているダンパ60のばね定数Kdと、ダンパ60の捩じり角との積を、上記の捩じりトルクTWdとして算出する。ダンパ60の捩じり角は、クランク軸21の角度位置Vcrから、連結部品35の角度位置Vnを減算した値である。
(式5)TWd=Kd・(Vcr-Vn)
上記の捩じりトルクTWdは、ダンパ60からクランク軸21に作用する反力トルクを表している。
In the first process M1, the control device 1 calculates the inertia torque TIe of the crankshaft 21 in the same manner as described in the first calculation process.
In fifth process M5, the control device 1 calculates torsional torque TWd, which is torque caused by torsion of the damper 60. As shown in (Equation 5), the control device 1 calculates the torsional torque TWd as the product of the spring constant Kd of the damper 60, which is stored in advance, and the torsional angle of the damper 60. The torsional angle of the damper 60 is a value obtained by subtracting the angular position Vn of the connecting part 35 from the angular position Vcr of the crankshaft 21.
(Formula 5) TWd=Kd・(Vcr−Vn)
The above-mentioned torsional torque TWd represents the reaction torque acting on the crankshaft 21 from the damper 60 .

制御装置1は、第6処理M6では、燃焼トルクTYを算出する。具体的には、制御装置1は、次の(式6)で示すように、第1処理M1で算出したクランク軸21の慣性トルクTIeと、第5処理M5で算出した捩じりトルクTWdとの和を燃焼トルクTYとして算出する。
(式6)TY=TIe+TWd
<第3算出処理>
制御装置1は、第3算出処理では、第1算出処理で行う第2処理M2、第3処理M3、及び第4処理M4に代えて、第7処理M7を行う。すなわち、図4に示すように、制御装置1は、第3算出処理では、第1処理M1及び第7処理M7を行う。なお、第1算出処理及び第2算出処理とは異なり、制御装置1は、1度の第3算出処理では、第1処理M1を複数回行う。制御装置1は、予め定められた一定期間中、例えば上記の規定角度毎に第1処理M1を繰り返す。そして、制御装置1は、一定期間の経過後に、すなわち複数回の第1処理M1の後に、第7処理M7を1度行う。一定期間は、内燃機関20の1サイクル以上の期間であり、例えば内燃機関20の上記規定サイクルである。
In the sixth process M6, the control device 1 calculates the combustion torque TY. Specifically, the control device 1 calculates the combustion torque TY as the sum of the inertia torque TIe of the crankshaft 21 calculated in the first process M1 and the torsional torque TWd calculated in the fifth process M5, as shown in the following (Equation 6).
(Formula 6) TY=TIe+TWd
<Third Calculation Process>
In the third calculation process, the control device 1 performs a seventh process M7 instead of the second process M2, the third process M3, and the fourth process M4 performed in the first calculation process. That is, as shown in FIG. 4 , in the third calculation process, the control device 1 performs the first process M1 and the seventh process M7. Unlike the first calculation process and the second calculation process, the control device 1 performs the first process M1 multiple times in one execution of the third calculation process. The control device 1 repeats the first process M1 for a predetermined fixed period, for example, every specified angle. Then, after the fixed period has elapsed, i.e., after multiple executions of the first process M1, the control device 1 performs the seventh process M7 once. The fixed period is a period of one or more cycles of the internal combustion engine 20, for example, the specified cycle of the internal combustion engine 20.

制御装置1は、第1処理M1では、第1算出処理で説明したのと同様、クランク軸21の慣性トルクTIeを算出する。
制御装置1は、第7処理M7では、複数回の第1処理M1で算出したクランク軸21の慣性トルクTIeの時系列に対して、バンドストップフィルタを利用したフィルタリングを施す。このフィルタリングは、クランク軸21の慣性トルクTIeの時系列から内燃機関20のサイクル1次周波数成分の強度を低下させるものである。内燃機関20のサイクル1次周波数成分は、内燃機関20の1サイクルを1周期とする変動成分であり、クランク軸21の1回転を1周期とした周波数成分に換算すると0.5次の周波数成分である。このフィルタリングをクランク軸21の慣性トルクTIeの時系列に施すことで、制御装置1は、クランク軸21の慣性トルクTIeから反力トルクの影響を排除した燃焼トルクTYの時系列を算出する。
In the first process M1, the control device 1 calculates the inertia torque TIe of the crankshaft 21 in the same manner as described in the first calculation process.
In the seventh process M7, the control device 1 performs filtering using a band-stop filter on the time series of the inertia torque TIe of the crankshaft 21 calculated multiple times in the first process M1. This filtering reduces the intensity of the cycle first frequency component of the internal combustion engine 20 from the time series of the inertia torque TIe of the crankshaft 21. The cycle first frequency component of the internal combustion engine 20 is a fluctuation component with one period corresponding to one cycle of the internal combustion engine 20, and is a 0.5-order frequency component when converted to a frequency component with one period corresponding to one rotation of the crankshaft 21. By performing this filtering on the time series of the inertia torque TIe of the crankshaft 21, the control device 1 calculates a time series of the combustion torque TY in which the influence of the reaction torque is eliminated from the inertia torque TIe of the crankshaft 21.

<算出処理の切り替え>
図5に示すように、制御装置1は、機関回転速度Neの範囲によって、燃焼トルクTYを算出する上で利用する算出処理を切り替える。この切り替えのために、制御装置1は、第1算出処理を利用する機関回転速度Neの範囲である第1範囲R1と、第2算出処理を利用する範囲である第2範囲R2と、第3算出処理を利用する範囲である第3範囲R3とを予め記憶している。本実施形態において、これら3つの範囲は、互いに重複することのない別々の範囲となっている。また、これらの3つの機関回転速度Neの範囲は、上記3つの捩じり要素の共振周波数を考慮したものになっている。なお、3つの捩じり要素の共振周波数は互いに異なっている。
<Switching calculation process>
As shown in FIG. 5 , the control device 1 switches the calculation process used to calculate the combustion torque TY depending on the range of the engine rotation speed Ne. For this switching, the control device 1 pre-stores a first range R1, which is the range of the engine rotation speed Ne for which the first calculation process is used, a second range R2, which is the range for which the second calculation process is used, and a third range R3, which is the range for which the third calculation process is used. In this embodiment, these three ranges are separate ranges that do not overlap with each other. Furthermore, these three ranges of the engine rotation speed Ne are determined taking into account the resonance frequencies of the three torsion elements. Note that the resonance frequencies of the three torsion elements are different from each other.

第1範囲R1は、トルクチューブ30の共振周波数を含むその周辺の周波数帯の変動が生じる機関回転速度Neの範囲として予め定められている。第2範囲R2は、ダンパ60の共振周波数を含むその周辺の周波数帯の変動が生じる機関回転速度Neの範囲として予め定められている。第3範囲R3は、ドライブシャフト70の共振周波数を含むその周辺の周波数帯の変動が生じる機関回転速度Neの範囲として予め定められている。なお、各ねじり要素の共振周波数は、ロックアップクラッチ81が直結状態であることを前提としたものである。 The first range R1 is predetermined as the range of engine speeds Ne within which fluctuations occur in the frequency band surrounding the resonant frequency of the torque tube 30. The second range R2 is predetermined as the range of engine speeds Ne within which fluctuations occur in the frequency band surrounding the resonant frequency of the damper 60. The third range R3 is predetermined as the range of engine speeds Ne within which fluctuations occur in the frequency band surrounding the resonant frequency of the drive shaft 70. Note that the resonant frequencies of each torsion element are determined assuming that the lock-up clutch 81 is in a directly coupled state.

ここで、ばね定数が大きい捩じり要素ほど、その捩じり要素が共振する機関回転速度Neは高くなる。つまり、ドライブシャフト70、トルクチューブ30、ダンパ60の順に、これらが共振する機関回転速度Neは高くなる。この点を踏まえ、図5に示すように、第3範囲R3、第1範囲R1、第2範囲R2の順に機関回転速度Neは高くなっている。具体的には、ドライブシャフト70の共振周波数を考慮した第3範囲R3は、機関回転速度Neが0よりも大きく、且つ第1閾値以下の範囲である。トルクチューブ30の共振周波数を考慮した第1範囲R1は、機関回転速度Neが第1閾値よりも大きく、且つ第2閾値以下の範囲である。ダンパ60の共振周波数を考慮した第2範囲R2は、機関回転速度Neが第2閾値よりも大きく、且つ上限閾値以下の範囲である。なお、第2閾値は特定値である。 Here, the larger the spring constant of a torsion element, the higher the engine rotation speed Ne at which that torsion element resonates. That is, the engine rotation speed Ne at which these elements resonate increases in the order of drive shaft 70, torque tube 30, and damper 60. Taking this into consideration, as shown in Figure 5, the engine rotation speed Ne increases in the third range R3, first range R1, and second range R2. Specifically, the third range R3, which takes into account the resonance frequency of the drive shaft 70, is the range where the engine rotation speed Ne is greater than 0 and equal to or less than a first threshold value. The first range R1, which takes into account the resonance frequency of the torque tube 30, is the range where the engine rotation speed Ne is greater than the first threshold value and equal to or less than a second threshold value. The second range R2, which takes into account the resonance frequency of the damper 60, is the range where the engine rotation speed Ne is greater than the second threshold value and equal to or less than an upper threshold value. Note that the second threshold value is a specific value.

さて、各捩じり要素の共振周波数は、自動変速機50の変速段に応じて変わる。そして、ある特定の捩じり要素が共振する機関回転速度Neは、変速段が高くなるにつれて高くなる。そこで、図5に示すように、制御装置1は、自動変速機50で選択されている変速段に応じて、第1範囲R1、第2範囲R2、及び第3範囲R3を可変に設定する。本実施形態の制御装置1は、予め定められている特定変速段Aを基準に2段階で各範囲を変更する。特定変速段Aは、例えば、自動変速機50における複数の変速段のうちの真ん中の値である。以下では、複数の変速段のうち、特定変速段A以上の変速段を高変速段と呼称し、特定変速段A未満の変速段を低変速段と呼称する。制御装置1は、自動変速機50が高変速段の場合、低変速段の場合に比べて、第1閾値を大きな値に設定する。また、制御装置1は、高変速段の場合、低変速段の場合に比べて、第2閾値を大きな値に設定する。また、制御装置1は、高変速段の場合、低変速段の場合に比べて、上限閾値を大きな値に設定する。これらの結果として、高変速段の場合には、低変速段の場合に比べて、第3範囲R3が拡大するとともに第1範囲R1及び第2範囲R2が機関回転速度Neの高い側にシフトする。なお、高変速段及び低変速段の何れについても、制御装置1が設定する第1閾値は、ドライブシャフト70が共振する機関回転速度Neの範囲と、トルクチューブ30が共振する機関回転速度Neの範囲とを切り分けられる値として実験等で予め定められている。同様に、高変速段及び低変速段の何れについても、第2閾値は、トルクチューブ30が共振する機関回転速度Neの範囲と、ダンパ60が共振する機関回転速度Neの範囲とを切り分けられる値として実験等で予め定められている。また、高変速段及び低変速段の何れについても、上限閾値は、ダンパ60の共振が生じないとみなせる機関回転速度Neの最大値として実験等で予め定められている。 The resonance frequency of each torsional element varies depending on the gear position of the automatic transmission 50. The engine rotation speed Ne at which a particular torsional element resonates increases as the gear position increases. Therefore, as shown in FIG. 5, the control device 1 variably sets the first range R1, second range R2, and third range R3 depending on the gear position selected in the automatic transmission 50. In this embodiment, the control device 1 changes each range in two stages based on a predetermined specific gear position A. The specific gear position A is, for example, the middle value among the multiple gear positions in the automatic transmission 50. Hereinafter, among the multiple gear positions, gear positions equal to or higher than the specific gear position A are referred to as high gear positions, and gear positions below the specific gear position A are referred to as low gear positions. When the automatic transmission 50 is in a high gear position, the control device 1 sets the first threshold to a larger value than when the automatic transmission 50 is in a low gear position. Furthermore, the control device 1 sets the second threshold to a larger value for a high gear than for a low gear. Furthermore, the control device 1 sets the upper limit threshold to a larger value for a high gear than for a low gear. As a result, the third range R3 expands and the first range R1 and the second range R2 shift toward a higher engine speed Ne for a high gear compared to a low gear. Note that, for both a high gear and a low gear, the first threshold set by the control device 1 is determined in advance through experiments or the like as a value that distinguishes between the range of engine speed Ne at which the drive shaft 70 resonates and the range of engine speed Ne at which the torque tube 30 resonates. Similarly, for both a high gear and a low gear, the second threshold is determined in advance through experiments or the like as a value that distinguishes between the range of engine speed Ne at which the torque tube 30 resonates and the range of engine speed Ne at which the damper 60 resonates. Furthermore, for both the high and low gear stages, the upper threshold value is determined in advance through experiments, etc. as the maximum value of the engine rotation speed Ne at which it is assumed that no resonance of the damper 60 occurs.

制御装置1は、現状の機関回転速度Neが、現状で選択している変速段に応じた第1範囲R1の値である場合、例えば上記の規定角度毎に第1算出処理を繰り返す。制御装置1は、現状の機関回転速度Neが、現状で選択している変速段に応じた第2範囲R2の値である場合、例えば上記の規定角度毎に第2算出処理を繰り返す。制御装置1は、現状の機関回転速度Neが、現状で選択している変速段に応じた第3範囲R3の値である場合、例えば内燃機関20の上記規定サイクル毎に第3算出処理を繰り返す。それぞれの算出処理を繰り返すことで、燃焼トルクTYが経時的に算出されていく。 When the current engine speed Ne is a value within the first range R1 corresponding to the currently selected gear, the control device 1 repeats the first calculation process, for example, at every specified angle. When the current engine speed Ne is a value within the second range R2 corresponding to the currently selected gear, the control device 1 repeats the second calculation process, for example, at every specified angle. When the current engine speed Ne is a value within the third range R3 corresponding to the currently selected gear, the control device 1 repeats the third calculation process, for example, at every specified cycle of the internal combustion engine 20. By repeating each calculation process, the combustion torque TY is calculated over time.

<失火判定>
制御装置1は、内燃機関20の運転中、上記の要領で経時的に算出する燃焼トルクTYの推移に基づいて内燃機関20における失火の有無を判定する。ここで、図6の第1期間H1に示すように、各気筒22での混合気の燃焼が安定している場合、燃焼トルクTYは、各気筒22での混合気の燃焼に応じた増減を繰り返す。すなわち、燃焼トルクTYは、1つの気筒22での混合気の燃焼に伴って一旦増加し、その後に混合気の燃焼が終了すると減少する。燃焼トルクTYは、そうした増減のサイクルを繰り返す。一方、ある気筒22で失火が生じた場合、図6の第2期間H2に示すように、燃焼トルクTYは急激な落ち込みを示す。制御装置1は、失火に伴う燃焼トルクTYの落ち込みが生じたとみなせる燃焼トルクTYの最大値を判定値TY1として予め記憶している。制御装置1は、この判定値TY1を基準に、内燃機関20における失火の有無を判定する。すなわち、制御装置1は、燃焼トルクTYが判定値TY1以下になった場合には失火が生じたと判定し、そうでない場合には失火は生じていないと判定する。
<Missfire judgment>
The control device 1 determines whether or not a misfire has occurred in the internal combustion engine 20 based on the change in the combustion torque TY calculated over time as described above during operation of the internal combustion engine 20. Here, as shown in the first period H1 of FIG. 6 , when the combustion of the air-fuel mixture in each cylinder 22 is stable, the combustion torque TY repeatedly increases and decreases in accordance with the combustion of the air-fuel mixture in each cylinder 22. That is, the combustion torque TY increases once as the air-fuel mixture in one cylinder 22 burns, and then decreases when the combustion of the air-fuel mixture ends. The combustion torque TY repeats this cycle of increase and decrease. On the other hand, when a misfire occurs in a certain cylinder 22, the combustion torque TY exhibits a sudden drop, as shown in the second period H2 of FIG. 6 . The control device 1 pre-stores, as a determination value TY1, the maximum value of the combustion torque TY at which a drop in the combustion torque TY due to a misfire is deemed to have occurred. The control device 1 determines whether or not a misfire has occurred in the internal combustion engine 20 based on this determination value TY1. That is, the control device 1 determines that a misfire has occurred when the combustion torque TY is equal to or less than the determination value TY1, and determines that a misfire has not occurred otherwise.

<実施形態の効果>
(1)前提として、ある特定の捩じれ要素に共振が生じた場合、その捩じれ要素の捩じりトルクは翻って上記の反力トルクになる。そのため、反力トルクを正確に算出する上では、共振を生じる捩じり要素の捩じりトルク、すなわち対象となる捩じり要素の捩じり角を考慮することが好ましい。ここで、機関回転速度Neによって、共振ひいては反力トルクの主な発生源となる部品は異なる。このことと上記前提とを踏まえると、ある特定の機関回転速度Neの範囲で燃焼トルクTYを正確に算出する上では、その範囲で共振する部品の捩じり角を考慮して反力トルクを算出することが好ましい。
<Effects of the embodiment>
(1) As a premise, when a certain torsional element resonates, the torsional torque of that torsional element in turn becomes the above-mentioned reaction torque. Therefore, in order to accurately calculate the reaction torque, it is preferable to consider the torsional torque of the torsional element that causes resonance, i.e., the torsional angle of the target torsional element. Here, the component that is the main source of resonance, and therefore the reaction torque, differs depending on the engine rotation speed Ne. Based on this and the above premise, in order to accurately calculate the combustion torque TY within a certain range of engine rotation speed Ne, it is preferable to calculate the reaction torque taking into account the torsional angle of the component that resonates within that range.

そこで、本実施形態では、機関回転速度Neに応じて、反力トルクひいては燃焼トルクTYの算出の仕方を変えている。そして、トルクチューブ30が共振する第1範囲R1では、トルクチューブ30の捩じり角に基づいて燃焼トルクTYを算出する。また、ダンパ60が共振する第2範囲R2では、ダンパ60の捩じり角に基づいて燃焼トルクTYを算出する。さて、本実施形態の車両10には、ドライブシャフト70の捩じり角を検出するための機器が存在しない。トルクチューブ30やダンパ60の捩じり角によってドライブシャフト70の共振に伴う反力トルクを算出すると、その算出精度が低下するおそれがある。そこで、本実施形態では、ドライブシャフト70の共振が生じる第3範囲R3では、フィルタリングを利用することで反力トルクの影響を除去する。フィルタリングを利用する場合、例えばドライブシャフト70の捩じり角を利用して燃焼トルクTYを算出する場合ほどの精度はでないにしても、相応の精度を担保できる。 Therefore, in this embodiment, the method for calculating reaction torque, and therefore combustion torque TY, is changed depending on the engine rotation speed Ne. In the first range R1, where the torque tube 30 resonates, combustion torque TY is calculated based on the torsional angle of the torque tube 30. In the second range R2, where the damper 60 resonates, combustion torque TY is calculated based on the torsional angle of the damper 60. The vehicle 10 of this embodiment does not have a device for detecting the torsional angle of the drive shaft 70. Calculating the reaction torque associated with resonance of the drive shaft 70 based on the torsional angle of the torque tube 30 or damper 60 could result in a decrease in calculation accuracy. Therefore, in this embodiment, filtering is used to eliminate the influence of reaction torque in the third range R3, where resonance of the drive shaft 70 occurs. While filtering does not provide the same level of accuracy as calculating combustion torque TY using the torsional angle of the drive shaft 70, it can still ensure a reasonable level of accuracy.

以上のようにして、反力トルクの影響を除去する観点において各機関回転速度Neの範囲でそれぞれに適した手法を用いことで、各機関回転速度Neの範囲で燃焼トルクTYを正確に算出できる。そして、そうした燃焼トルクTYによって失火の有無を判定することで、その判定をより正確に行うことができる。 In this way, by using a method appropriate for each range of engine speed Ne from the perspective of eliminating the influence of reaction torque, it is possible to accurately calculate combustion torque TY for each range of engine speed Ne. Then, by determining the presence or absence of misfire based on this combustion torque TY, the determination can be made more accurately.

(2)さらに、本実施形態では、自動変速機50の変速段に応じて各捩じり要素が共振する機関回転速度Neの範囲が変わる点も考慮する。そして、自動変速機50で選択されている変速段に応じて第1範囲R1、第2範囲R2、及び第3範囲R3を可変に設定する。このことで、自動変速機50で選択されている変速段に応じて最適な手法で燃焼トルクTYを算出できる。 (2) Furthermore, this embodiment takes into consideration the fact that the range of engine rotation speed Ne at which each torsional element resonates changes depending on the gear position of the automatic transmission 50. The first range R1, second range R2, and third range R3 are variably set depending on the gear position selected in the automatic transmission 50. This allows the combustion torque TY to be calculated using the optimal method depending on the gear position selected in the automatic transmission 50.

<変更例>
上記の実施形態は、以下のように変更することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
<Example of change>
The above embodiment can be modified as follows: The above embodiment and the following modifications can be implemented in combination with each other within the scope of technical compatibility.

・失火判定の態様は、上記実施形態の例に限定されない。適切に失火判定を行うことができるのであれば失火判定の態様は問わない。
・燃焼トルクTYを利用する用途は、失火判定に限定されない。例えば、4つの気筒22間における空燃比のばらつきを診断する上で燃焼トルクTYを利用してもよい。
The manner of misfire determination is not limited to the example of the above embodiment. As long as misfire determination can be performed appropriately, any manner of misfire determination can be used.
The combustion torque TY may be used for purposes other than misfire detection. For example, the combustion torque TY may be used to diagnose variations in the air-fuel ratio among the four cylinders 22.

・変速段による機関回転速度Neの範囲の定め方は、上記実施形態の例に限定されない。例えば、複数の変速段の各々について第1範囲R1、第2範囲R2、及び第3範囲R3を定めてもよい。そして、変速段が大きくなるほど、第1閾値及び第2閾値を大きくしてもよい。自動変速機50で選択されている変速比がある第1値である場合に、変速比が第1値よりも大きい第2値である場合に比べて、特定値である第2閾値が大きな値に設定されていればよい。 - The method for determining the range of engine rotation speed Ne according to the gear position is not limited to the example in the above embodiment. For example, a first range R1, a second range R2, and a third range R3 may be defined for each of multiple gear positions. The first threshold value and the second threshold value may be set to be larger as the gear position increases. When the gear ratio selected by the automatic transmission 50 is a certain first value, the second threshold value, which is a specific value, may be set to a larger value than when the gear ratio is a second value greater than the first value.

・変速段に応じて第1範囲R1、第2範囲R2、及び第3範囲R3を可変に設定することは必須ではない。すなわち、全ての変速段で同じ範囲を設定してもよい。
・各算出処理を利用する機関運転状態を、機関回転速度Neに加えて他のパラメータで規定してもよい。こうしたパラメータとして、気筒22に充填される吸気の量を示す機関負荷率を利用してもよい。例えば、第1範囲R1のうち、機関負荷率がある特定の範囲である場合にのみ、第1算出処理を利用してもよい。
It is not essential that the first range R1, the second range R2, and the third range R3 be set variably depending on the gear position. That is, the same ranges may be set for all gear positions.
The engine operating state for which each calculation process is used may be defined by a parameter other than the engine speed Ne. Such a parameter may be the engine load factor, which indicates the amount of intake air filling the cylinder 22. For example, the first calculation process may be used only when the engine load factor is within a specific range of the first range R1.

・各算出処理を利用する機関回転速度Neの範囲の定め方は、上記実施形態の例に限定されない。3つの範囲R1,R2,R3が完全に別々の範囲であることは必須ではない。例えば第1範囲R1及び第2範囲R2が一部重複していてもよい。重複した範囲では、第1算出処理と第2算出処理との双方から得られる燃焼トルクTYの平均値を最終的な燃焼トルクとしてもよいし、いずれか一方から得られる燃焼トルクTYを最終的な燃焼トルクとして採用してもよい。共振周波数とは関係なく、第1範囲R1や第2範囲R2を定めてもよい。第1処理M1を利用して燃焼トルクTYを算出する範囲である第1範囲R1が存在してさえいればよい。 - The method for determining the range of engine speed Ne using each calculation process is not limited to the example in the above embodiment. The three ranges R1, R2, and R3 do not necessarily have to be completely separate ranges. For example, the first range R1 and the second range R2 may partially overlap. In the overlapping range, the average value of the combustion torque TY obtained from both the first calculation process and the second calculation process may be used as the final combustion torque, or the combustion torque TY obtained from either one of the processes may be used as the final combustion torque. The first range R1 and the second range R2 may also be determined regardless of the resonant frequency. It is sufficient that the first range R1 exists, which is the range in which the combustion torque TY is calculated using the first process M1.

・燃焼トルクTYを算出する際、クランク軸21の慣性トルクTIeや捩じりトルクに補正係数を乗じてもよい。
・第3範囲R3を廃止してもよい。つまり、第3算出処理の利用は必須ではない。さらに、第2範囲R2を廃止してもよい。第2算出処理の利用も必須ではない。
When calculating the combustion torque TY, the inertia torque TIe or the torsional torque of the crankshaft 21 may be multiplied by a correction coefficient.
The third range R3 may be omitted. In other words, the use of the third calculation process is not essential. Furthermore, the second range R2 may be omitted. The use of the second calculation process is also not essential.

・気筒22の数を変更してもよい。気筒22は複数設けられていればよい。
・内燃機関20は、2ストロークを1サイクルとするものでもよい。
・車両10の全体構成は、上記実施形態の例に限定されない。車両10からモータジェネレータ40を廃止してもよい。そして、自動変速機50の入力軸51が回転体を構成してもよい。自動変速機50は無段式でもよい。自動変速機50を廃止してもよい。
The number of cylinders 22 may be changed. It is sufficient that a plurality of cylinders 22 is provided.
The internal combustion engine 20 may have two strokes as one cycle.
The overall configuration of the vehicle 10 is not limited to the example of the above embodiment. The motor generator 40 may be eliminated from the vehicle 10. The input shaft 51 of the automatic transmission 50 may constitute the rotating body. The automatic transmission 50 may be a continuously variable transmission. The automatic transmission 50 may be eliminated.

1…制御装置 10…車両 20…内燃機関 21…クランク軸 41…モータ回転軸 60…ダンパ 30…トルクチューブ 91…第1センサ 92…第2センサ 93…第3センサ 1...Control device 10...Vehicle 20...Internal combustion engine 21...Crankshaft 41...Motor rotating shaft 60...Damper 30...Torque tube 91...First sensor 92...Second sensor 93...Third sensor

Claims (5)

クランク軸を有する多気筒内燃機関と、前記クランク軸から駆動輪へと至るトルクの伝達経路上に位置している回転体と、前記トルクの伝達経路上において前記クランク軸に連結しているとともに前記クランク軸のトルク変動を吸収するダンパと、前記ダンパ及び前記回転体の間に位置しているとともに前記ダンパよりもばね定数が小さいトルクチューブと、前記クランク軸の角度位置を検出する第1センサと、前記トルクチューブにおける前記ダンパに対する連結部の角度位置を検出する第2センサと、前記回転体の角度位置を検出する第3センサと、を有する車両を対象に、
単位時間当たりの角度位置の変化量を回転速度としたとき、
前記クランク軸の回転速度を時間微分した値に基づいて、前記クランク軸の慣性トルクを算出する第1処理と、
前記連結部の角度位置及び前記回転体の角度位置の差と、前記トルクチューブのばね定数との積を算出する第2処理と、
前記積と、前記連結部の回転速度を時間微分した値とに基づいて、前記ダンパから前記クランク軸に作用するトルクである反力トルクを算出する第3処理と、
前記反力トルクと、前記クランク軸の慣性トルクとに基づいて、前記反力トルクの影響を排除した前記クランク軸のトルクである燃焼トルクを算出する第4処理と、を実行する
燃焼トルクの算出装置。
The present invention is directed to a vehicle having a multi-cylinder internal combustion engine with a crankshaft, a rotating body located on a torque transmission path from the crankshaft to drive wheels, a damper connected to the crankshaft on the torque transmission path and absorbing torque fluctuations of the crankshaft, a torque tube located between the damper and the rotating body and having a spring constant smaller than that of the damper, a first sensor that detects the angular position of the crankshaft, a second sensor that detects the angular position of a connection portion of the torque tube with respect to the damper, and a third sensor that detects the angular position of the rotating body,
When the amount of change in angular position per unit time is the rotation speed,
a first process of calculating an inertia torque of the crankshaft based on a value obtained by time-differentiating a rotation speed of the crankshaft;
a second process of calculating the product of a difference between an angular position of the coupling portion and an angular position of the rotor and a spring constant of the torque tube;
a third process of calculating a reaction torque acting on the crankshaft from the damper based on the product and a value obtained by differentiating the rotational speed of the connecting portion with respect to time;
and a fourth process of calculating a combustion torque, which is the torque of the crankshaft excluding the influence of the reaction torque, based on the reaction torque and the inertia torque of the crankshaft.
前記クランク軸が1回転以上回転する間における前記クランク軸の回転速度の平均値を機関回転速度としたとき、
前記機関回転速度が前記トルクチューブの共振周波数帯を含む範囲として予め定められた第1範囲である場合、前記第1処理、前記第2処理、前記第3処理、及び前記第4処理の実行を通じて前記燃焼トルクを算出し、
前記機関回転速度が前記ダンパの共振周波数帯を含む範囲として予め定められた第2範囲である場合、前記第2処理、前記第3処理、及び前記第4処理に代えて、前記クランク軸の角度位置及び前記連結部の角度位置の差と、前記ダンパのばね定数との積に基づいて前記反力トルクを算出する第5処理と、前記第5処理で算出した前記反力トルクと前記第1処理で算出した前記クランク軸の慣性トルクとに基づいて前記燃焼トルクを算出する第6処理と、を実行する
請求項1に記載の燃焼トルクの算出装置。
When the average value of the rotation speed of the crankshaft while the crankshaft rotates one or more times is defined as the engine rotation speed,
when the engine rotation speed is within a predetermined first range that includes a resonance frequency band of the torque tube, calculating the combustion torque by executing the first process, the second process, the third process, and the fourth process;
2. The combustion torque calculation device according to claim 1, wherein, when the engine rotation speed is within a second range that is predetermined as a range that includes a resonance frequency band of the damper, the following are executed instead of the second process, the third process, and the fourth process: a fifth process for calculating the reaction torque based on a product of a difference between an angular position of the crankshaft and an angular position of the connecting portion and a spring constant of the damper; and a sixth process for calculating the combustion torque based on the reaction torque calculated in the fifth process and an inertia torque of the crankshaft calculated in the first process.
前記機関回転速度の範囲が前記第1範囲及び前記第2範囲とは異なる範囲として予め定められた第3範囲である場合、前記第2処理、前記第3処理、及び前記第4処理に代えて、前記第1処理で算出した前記クランク軸の慣性トルクの時系列から前記多気筒内燃機関のサイクル1次周波数成分の強度を低下させるフィルタリングを行うことで、前記燃焼トルクの時系列を算出する第7処理を実行する
請求項2に記載の燃焼トルクの算出装置。
3. The combustion torque calculation device according to claim 2, wherein, when the range of the engine rotation speed is a third range that is predetermined as a range different from the first range and the second range, instead of the second process, the third process, and the fourth process, a seventh process is executed to calculate the time series of the combustion torque by performing filtering on the time series of the inertia torque of the crankshaft calculated in the first process to reduce intensity of a cycle primary frequency component of the multi-cylinder internal combustion engine.
前記車両は、前記トルクチューブと前記駆動輪との間に位置している自動変速機を有し、
前記第1範囲は、前記機関回転速度が予め定められた特定値以下の範囲であり、
前記第2範囲は、前記機関回転速度が前記特定値よりも大きい範囲であり、
前記自動変速機で選択されている変速比が第1値である場合、前記変速比が前記第1値よりも大きい第2値である場合に比べて、前記特定値を大きな値に設定する
請求項2に記載の燃焼トルクの算出装置。
the vehicle has an automatic transmission located between the torque tube and the drive wheels;
the first range is a range in which the engine rotation speed is equal to or less than a predetermined specific value,
the second range is a range in which the engine rotation speed is greater than the specific value,
3. The combustion torque calculation device according to claim 2, wherein when the gear ratio selected in the automatic transmission is a first value, the specific value is set to a larger value than when the gear ratio is a second value larger than the first value.
前記燃焼トルクに基づいて、前記多気筒内燃機関における失火の有無を判定する
請求項1に記載の燃焼トルクの算出装置。
The combustion torque calculation device according to claim 1 , further comprising: determining whether or not a misfire has occurred in the multi-cylinder internal combustion engine based on the combustion torque.
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