JP2023009910A

JP2023009910A - Injection abnormality determination device of internal combustion engine

Info

Publication number: JP2023009910A
Application number: JP2021113572A
Authority: JP
Inventors: 浩史大木; Koji Oki; 英之半田; Hideyuki Handa; 淳森川; Atsushi Morikawa; 康太林; Yasuta Hayashi
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2021-07-08
Filing date: 2021-07-08
Publication date: 2023-01-20

Abstract

To provide an injection abnormality determination device capable of determining presence or absence of abnormality in injection quantity with high accuracy.SOLUTION: A CPU calculates an instantaneous speed ω as a rotating speed of a crank shaft at an interval of 30°CA at a cycle of 30°CA (S12). The CPU calculates an energy change rate equivalent amount D1 in a case of ATDC30°CA of any of cylinders (S22). The energy change rate equivalent amount D1 is a change rate of a square of an instantaneous speed ω. Then, the CPU calculates a difference amount D2 as a difference between the energy change rate equivalent amounts D1 (S24). Then, the CPU determines whether the difference amount D2 is smaller than a threshold value Dth or not (S26). In a case when the difference amount is smaller than the threshold value Dth, the CPU determines that it is a lean abnormality (S30).SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、内燃機関の噴射異常判定装置に関する。 The present invention relates to an injection abnormality determination device for an internal combustion engine.

従来、内燃機関の燃料噴射量が狙いとする噴射量からずれる異常の有無を判定する装置が提案されている。たとえば下記特許文献１には、内燃機関の出力軸の回転速度の不均一の程度を示す変動パラメータが所定の基準値を上回った場合に異常と判定することが記載されている（段落「０００４」）。 Conventionally, there has been proposed a device for determining the presence or absence of an abnormality in which the fuel injection amount of an internal combustion engine deviates from the target injection amount. For example, Patent Literature 1 below describes determining that there is an abnormality when a variation parameter indicating the degree of non-uniformity in the rotation speed of the output shaft of an internal combustion engine exceeds a predetermined reference value (paragraph “0004”). ).

特開２０１４－１８５５５４号公報JP 2014-185554 A

上記変動パラメータは、圧縮上死点の出現間隔またはその整数倍の期間における変動を定量化するものである。そのため、変動パラメータには、圧縮上死点の出現間隔の長さを有する期間においてクランク軸に及ぶ外乱の影響が含まれる。そのため、外乱によって、異常の有無の判定精度が低下するおそれがある。 The fluctuation parameter quantifies the fluctuation in the interval between appearances of the compression top dead center or an integral multiple thereof. Therefore, the fluctuation parameter includes the influence of the disturbance exerted on the crankshaft during the period having the length of the compression top dead center appearance interval. Therefore, there is a possibility that the accuracy of determination of the presence or absence of an abnormality may deteriorate due to the disturbance.

以下、上記課題を解決するための手段およびその作用効果について記載する。
複数の気筒を備えた内燃機関に適用され、速度取得処理、エネルギ変化率相当量算出処理、差分量算出処理、および判定処理を実行し、前記速度取得処理は、前記内燃機関のクランク軸の回転速度を取得する処理であり、エネルギ変化率相当量算出処理は、前記回転速度の２乗に比例した量の時間変化を示す変数であるエネルギ変化率相当量を算出する処理であり、前記差分量算出処理は、１つの圧縮上死点の前後の一対のエネルギ変化率相当量同士の差分に比例する量である、差分量を算出する処理であり、前記判定処理は、前記差分量と閾値との大小比較に基づき、前記内燃機関の燃料噴射量の異常の有無を判定する処理である内燃機関の噴射異常判定装置である。 Means for solving the above problems and their effects will be described below.
Applied to an internal combustion engine having a plurality of cylinders, it executes a speed acquisition process, an energy change rate equivalent amount calculation process, a difference amount calculation process, and a determination process, and the speed acquisition process includes rotation of a crankshaft of the internal combustion engine. The energy change rate equivalent amount calculation process is a process of obtaining the speed, and the energy change rate equivalent amount calculation process is a process of calculating the energy change rate equivalent amount, which is a variable indicating the time change of the amount proportional to the square of the rotational speed. The calculation process is a process of calculating a difference amount, which is an amount proportional to the difference between a pair of energy change rate equivalent amounts before and after one compression top dead center, and the determination process is a process of calculating the difference amount and a threshold value. is an injection abnormality determination device for an internal combustion engine, which determines whether or not there is an abnormality in the fuel injection amount of the internal combustion engine based on a comparison of the magnitudes of .

上記エネルギ変化率相当量のうちの圧縮上死点前の値は、燃焼エネルギによるクランク軸の回転を加速する要素がなく、クランク軸の回転を妨げる力によって回転速度が減少するときにおける単位時間当たりのエネルギロス量を示す。一方、上記エネルギ変化率相当量のうちの圧縮上死点後の値は、燃焼エネルギによってクランク軸の回転が加速される際のクランク軸の単位時間当たりの回転エネルギ増加量を示す。そのため、それらの一対のエネルギ変化率相当量は互いに異なる符号を有する。そのため、それら一対のエネルギ変化率相当量の差分値は、クランク軸の単位時間当たりの回転エネルギの増加量にエネルギロス量の絶対値を加算した値となる。これは、燃焼エネルギに相当する。そのため差分量と閾値との大小比較に基づき、燃焼エネルギ量と閾値との大小を比較できる。したがって、噴射量の異常の有無を高精度に判定できる。 The value of the energy change rate equivalent before compression top dead center is the value per unit time when there is no element that accelerates the rotation of the crankshaft by combustion energy and the rotation speed decreases due to the force that hinders the rotation of the crankshaft. shows the amount of energy loss in On the other hand, the value of the energy change rate equivalent amount after compression top dead center indicates the rotational energy increase amount of the crankshaft per unit time when the rotation of the crankshaft is accelerated by the combustion energy. Therefore, the pair of energy change rate equivalents have different signs. Therefore, the difference value between the pair of energy change rate equivalent amounts is a value obtained by adding the absolute value of the amount of energy loss to the amount of increase in rotational energy of the crankshaft per unit time. This corresponds to combustion energy. Therefore, it is possible to compare the amount of combustion energy and the threshold based on the comparison of the amount of difference and the threshold. Therefore, the presence or absence of abnormality in the injection amount can be determined with high accuracy.

一実施形態にかかる制御装置および駆動系の構成を示す図。The figure which shows the structure of the control apparatus and drive system concerning one Embodiment. 同実施形態にかかる制御装置が実行する処理の手順を示す流れ図。FIG. 4 is a flowchart showing the procedure of processing executed by the control device according to the embodiment; FIG. 同実施形態にかかる異常判定を説明するためのタイムチャート。4 is a time chart for explaining abnormality determination according to the embodiment; 同実施形態にかかる差分量と閾値との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the amount of difference and a threshold value concerning the same embodiment.

以下、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１に示すように、内燃機関１０は、４つの気筒＃１～＃４を備えている。内燃機関１０の吸気通路１２内の空気は、気筒＃１～＃４のそれぞれの燃焼室１４に吸入される。燃焼室１４には、燃料噴射弁１６が突出しており、燃料噴射弁１６から噴射された燃料と、吸気通路１２から燃焼室１４に吸入された空気との混合気は、点火装置１８の火花放電によって、燃焼に供される。燃焼によって生じたエネルギは、クランク軸２０の回転エネルギに変換される。燃焼に供された混合気は、排気として、排気通路２２に排出される。 An embodiment will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the internal combustion engine 10 has four cylinders #1 to #4. Air in the intake passage 12 of the internal combustion engine 10 is drawn into the combustion chambers 14 of the cylinders #1 to #4. A fuel injection valve 16 protrudes into the combustion chamber 14 , and a mixture of fuel injected from the fuel injection valve 16 and air taken into the combustion chamber 14 from the intake passage 12 is spark discharge from an ignition device 18 . is used for combustion. Energy generated by combustion is converted into rotational energy of the crankshaft 20 . The combusted air-fuel mixture is discharged to the exhaust passage 22 as exhaust.

クランク軸２０には、クランクロータ３０が結合されている。クランクロータ３０には、歯部３２が設けられている。歯部３２は、クランク軸２０の複数の回転角度のそれぞれを示す。クランクロータ３０には、基本的には、１０°ＣＡ間隔で歯部３２が設けられているものの、隣接する歯部３２間の間隔が３０°ＣＡとなる箇所である欠け歯部３４が１箇所設けられている。これは、クランク軸２０の基準となる回転角度を示すためのものである。 A crank rotor 30 is coupled to the crankshaft 20 . A toothed portion 32 is provided on the crank rotor 30 . The toothed portion 32 indicates each of a plurality of rotation angles of the crankshaft 20 . The crank rotor 30 is basically provided with tooth portions 32 at intervals of 10° CA, but there is one missing tooth portion 34 where the interval between adjacent tooth portions 32 is 30° CA. is provided. This is for indicating the reference rotation angle of the crankshaft 20 .

クランク軸２０には、ダンパ３６を介して動力分割装置を構成する遊星歯車機構４０が機械的に連結されている。ダンパ３６は、コイルスプリングを備えて、弾性力を発揮する。遊星歯車機構４０は、内燃機関１０、第１モータジェネレータ５０、および第２モータジェネレータ６０の動力を分割する。遊星歯車機構４０のキャリアＣには、ダンパ３６を介してクランク軸２０が機械的に連結されている。遊星歯車機構４０のサンギアＳには、第１モータジェネレータ５０の回転軸５２が機械的に連結されている。遊星歯車機構４０のリングギアＲには、第２モータジェネレータ６０の回転軸６２が機械的に連結されている。なお、第１モータジェネレータ５０の端子には、第１インバータ５４の出力電圧が印加される。また、第２モータジェネレータ６０の端子には、第２インバータ６４の出力電圧が印加される。 A planetary gear mechanism 40 that constitutes a power split device is mechanically connected to the crankshaft 20 via a damper 36 . The damper 36 has a coil spring and exhibits elastic force. Planetary gear mechanism 40 divides power of internal combustion engine 10 , first motor generator 50 , and second motor generator 60 . The crankshaft 20 is mechanically connected to the carrier C of the planetary gear mechanism 40 via the damper 36 . The sun gear S of the planetary gear mechanism 40 is mechanically connected to the rotating shaft 52 of the first motor generator 50 . A rotating shaft 62 of a second motor generator 60 is mechanically connected to the ring gear R of the planetary gear mechanism 40 . The output voltage of the first inverter 54 is applied to the terminals of the first motor generator 50 . Also, the output voltage of the second inverter 64 is applied to the terminals of the second motor generator 60 .

遊星歯車機構４０のリングギアＲには、第２モータジェネレータ６０の回転軸６２に加えて、さらに、変速装置４２を介して駆動輪４４が機械的に連結されている。
制御装置７０は、制御対象としての内燃機関１０の制御量であるトルクおよび排気成分比率等を制御すべく、内燃機関１０の各種操作部を操作する。また、制御装置７０は、制御対象としての変速装置４２の変速比を制御すべく、変速装置４２の油圧回路を操作する。図１には、燃料噴射弁１６、点火装置１８、および変速装置４２への操作信号ＭＳ１～ＭＳ３を記載している。また、制御装置７０は、制御対象としての第１モータジェネレータ５０の制御量である回転速度等を制御すべく、第１インバータ５４を操作する。また、制御装置７０は、制御対象としての第２モータジェネレータ６０の制御量であるトルク等を制御すべく、第２インバータ６４を操作する。 Ring gear R of planetary gear mechanism 40 is mechanically coupled to drive wheel 44 via transmission 42 in addition to rotating shaft 62 of second motor generator 60 .
The control device 70 operates various operation units of the internal combustion engine 10 in order to control the torque, the exhaust component ratio, etc., which are the control amounts of the internal combustion engine 10 as the controlled object. Further, the control device 70 operates the hydraulic circuit of the transmission 42 to control the gear ratio of the transmission 42 as a controlled object. FIG. 1 shows operation signals MS1 to MS3 to the fuel injection valve 16, the ignition device 18, and the transmission 42. As shown in FIG. Further, the control device 70 operates the first inverter 54 in order to control the rotational speed and the like, which are the controlled variables of the first motor generator 50 as a controlled object. Further, the control device 70 operates the second inverter 64 in order to control the torque or the like, which is the control amount of the second motor generator 60 as a controlled object.

制御装置７０は、上記制御量を制御する際、クランク角センサ８０の出力信号Ｓｃｒと、エアフロメータ８２によって検出される吸入空気量Ｇａとを参照する。また制御装置７０は、シフトポジションセンサ８４によって検出されるシフトポジションを示す変数であるシフト変数Ｖｓｆｔを参照する。 The control device 70 refers to the output signal Scr of the crank angle sensor 80 and the intake air amount Ga detected by the air flow meter 82 when controlling the control amount. Control device 70 also refers to shift variable Vsft, which is a variable indicating the shift position detected by shift position sensor 84 .

制御装置７０は、ＣＰＵ７２、ＲＯＭ７４および周辺回路７６を備えている。ＣＰＵ７２、ＲＯＭ７４および周辺回路７６は、ローカルネットワーク７８を介して通信可能とされている。ここで、周辺回路７６は、内部の動作を規定するクロック信号を生成する回路、電源回路、およびリセット回路等を含む。制御装置７０は、ＲＯＭ７４に記憶されたプログラムをＣＰＵ７２が実行することにより制御量を制御する。 The control device 70 has a CPU 72 , a ROM 74 and a peripheral circuit 76 . The CPU 72 , ROM 74 and peripheral circuits 76 can communicate via a local network 78 . Here, the peripheral circuit 76 includes a circuit that generates a clock signal that defines internal operations, a power supply circuit, a reset circuit, and the like. The control device 70 controls the control amount by causing the CPU 72 to execute programs stored in the ROM 74 .

図２に、制御装置７０が実行する処理の手順を示す。図２に示す処理は、ＲＯＭ７４に記憶されたプログラムをＣＰＵ７２が所定のクランク角度周期で繰り返し実行することにより実現される。なお、以下では、先頭に「Ｓ」が付与された数字によって、各処理のステップ番号を表現する。 FIG. 2 shows the procedure of processing executed by the control device 70 . The processing shown in FIG. 2 is implemented by the CPU 72 repeatedly executing a program stored in the ROM 74 at predetermined crank angle cycles. Note that, hereinafter, the step number of each process is represented by a number prefixed with “S”.

図２に示す一連の処理において、ＣＰＵ７２は、まず、クランク軸２０が３０°ＣＡ回転するのに要する時間Ｔ３０を取得する（Ｓ１０）。この処理は、出力信号Ｓｃｒに基づく処理となる。すなわち、ＣＰＵ７２は、３０°ＣＡだけ離間した歯部３２の一方を検知してから他方を検知するまでの時間Ｔ３０を計時する。次にＣＰＵ７２は、３０°ＣＡを時間Ｔ３０にて除算することによって、３０°ＣＡの回転に要する速度である瞬時速度ωを算出する（Ｓ１２）。 In the series of processes shown in FIG. 2, the CPU 72 first acquires a time T30 required for the crankshaft 20 to rotate 30° CA (S10). This processing is processing based on the output signal Scr. That is, the CPU 72 counts the time T30 from when one of the tooth portions 32 separated by 30° CA is detected until when the other is detected. Next, the CPU 72 divides 30°CA by time T30 to calculate an instantaneous speed ω, which is the speed required for rotation of 30°CA (S12).

そしてＣＰＵ７２は、「ｍ＝０，１，２，３，…」として、瞬時速度ω［ｍ＋１］に瞬時速度ω［ｍ］を代入する処理と、瞬時速度ω［０］にＳ１２の処理で新たに算出した瞬時速度ωを代入する処理とを実行する（Ｓ１４）。それらの処理は、瞬時速度ωの後のカッコ内の変数を、過去のものほど数字が大きくなるようにするための処理である。それらの処理によって、カッコ内の変数の値が１つ大きい場合、３０°ＣＡだけ前の瞬時速度ωなる。 Then, the CPU 72 assigns the instantaneous speed ω[m] to the instantaneous speed ω[m+1] with m=0, 1, 2, 3, . . . (S14). These processes are processes for increasing the numbers of the variables in parentheses after the instantaneous velocity ω in the past. By these processes, when the value of the variable in the parentheses is one larger, the instantaneous velocity ω is 30°CA earlier.

次にＣＰＵ７２は、シフト変数Ｖｓｆｔの値を取得する（Ｓ１６）。そしてＣＰＵ７２は、シフト変数Ｖｓｆｔの値がＤレンジを示すか否かを判定する（Ｓ１８）。ＣＰＵ７２は、Ｄレンジであると判定する場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）、現在のクランク軸２０の回転角度が、気筒＃１～＃４のいずれかの圧縮上死点から３０°ＣＡ経過したタイミングであるか否かを判定する（Ｓ２０）。換言すれば、ＡＴＤＣ３０°ＣＡであるか否かを判定する。ＣＰＵ７２は、ＡＴＤＣ３０°ＣＡであると判定する場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）、エネルギ変化率相当量Ｄ１を算出する（Ｓ２２）。 Next, the CPU 72 acquires the value of the shift variable Vsft (S16). Then, the CPU 72 determines whether or not the value of the shift variable Vsft indicates the D range (S18). When the CPU 72 determines that it is in the D range (S18: YES), the current rotation angle of the crankshaft 20 is the timing when 30° CA has passed from the compression top dead center of any one of the cylinders #1 to #4. (S20). In other words, it is determined whether ATDC30°CA. When the CPU 72 determines that the ATDC is 30° CA (S20: YES), the CPU 72 calculates the energy change rate equivalent amount D1 (S22).

エネルギ変化率相当量Ｄ１は、時間Ｔ３０の期間における瞬時速度ωの２乗の変化量を時間Ｔ３０で除算した値である。瞬時速度ωの２乗に慣性モーメントを乗算した値は、回転エネルギに相当する。そのため、瞬時速度の２乗は、回転エネルギに比例する。したがって、エネルギ変化率相当量Ｄ１は、回転エネルギの時間変化率に比例する。 The energy change rate equivalent amount D1 is a value obtained by dividing the change amount of the square of the instantaneous speed ω during the period of time T30 by the time T30. A value obtained by multiplying the moment of inertia by the square of the instantaneous velocity ω corresponds to the rotational energy. Therefore, the square of the instantaneous velocity is proportional to the rotational energy. Therefore, the energy change rate equivalent amount D1 is proportional to the time change rate of the rotational energy.

詳しくは、ＣＰＵ７２は、時系列的に時間Ｔ３０だけ離間した２つのエネルギ変化率相当量Ｄ１（０），Ｄ１（１）を算出する。エネルギ変化率相当量Ｄ１（０）は、今回のＳ１２の処理によって算出された瞬時速度ωの２乗から前回のＳ１２の処理によって算出された瞬時速度ωの２乗を減算した値を上記変化量とする。エネルギ変化率相当量Ｄ１（１）は、前回のＳ１２の処理によって算出された瞬時速度ωの２乗から前前回のＳ１２の処理によって算出された瞬時速度ωの２乗を減算した値を上記変化量とする。 Specifically, the CPU 72 calculates two energy change rate equivalents D1(0) and D1(1) separated by time T30 in time series. The energy change rate equivalent amount D1(0) is obtained by subtracting the square of the instantaneous velocity ω calculated by the previous process of S12 from the square of the instantaneous velocity ω calculated by the process of this time S12, and and The energy change rate equivalent D1(1) is obtained by subtracting the square of the instantaneous speed ω calculated by the previous and previous processing of S12 from the square of the instantaneous speed ω calculated by the previous processing of S12. Quantity.

次にＣＰＵ７２は、差分量Ｄ２を算出する（Ｓ２４）。差分量Ｄ２は、エネルギ変化率相当量Ｄ１（０）からエネルギ変化率相当量Ｄ１（１）を減算した値を時間Ｔ３０で除算した値である。 Next, the CPU 72 calculates the difference amount D2 (S24). The difference amount D2 is a value obtained by subtracting the energy change rate equivalent amount D1(1) from the energy change rate equivalent amount D1(0) and dividing it by the time T30.

次にＣＰＵ７２は、差分量Ｄ２が、閾値Ｄｔｈよりも小さいか否かを判定する（Ｓ２６）。この処理は、Ｓ２０の処理によって圧縮上死点を３０°ＣＡ経過したと判定された気筒における混合気の空燃比が過度にリーンであるか否かを判定する処理である。すなわち、エネルギ変化率相当量Ｄ１（１）は、ＢＴＤＣ３０°ＣＡからＴＤＣまでの期間におけるエネルギ変化率に相当する。この期間においては、燃焼室１４における混合気の燃焼エネルギが生成されていないとみなせる。したがって、エネルギ変化率相当量Ｄ１（１）は、クランク軸２０の回転を妨げる外乱の大きさを定量化した量となる。一方、エネルギ変化率相当量Ｄ１（０）は、ＴＤＣからＡＴＤＣ３０°ＣＡまでの期間におけるエネルギ変化率に相当する。この期間においては、燃焼室１４における混合気の燃焼エネルギがクランク軸２０の回転エネルギに変換される。そのため、エネルギ変化率相当量Ｄ１（０）は、燃焼エネルギが大きいほど大きい量となる一方、クランク軸２０の回転を妨げる外乱の大きさが大きいほど小さい量となる。したがって、エネルギ変化率相当量Ｄ１（０）からエネルギ変化率相当量Ｄ１（１）を減算した値は、燃焼エネルギ相当量となる。差分量Ｄ２において、上記減算した値を時間Ｔ３０で除算するのは、規格化のためである。 Next, the CPU 72 determines whether or not the difference amount D2 is smaller than the threshold value Dth (S26). This process is to determine whether or not the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the cylinder determined to have passed compression top dead center by 30° CA in the process of S20 is excessively lean. That is, the energy change rate equivalent D1(1) corresponds to the energy change rate in the period from BTDC30°CA to TDC. During this period, it can be considered that the combustion energy of the air-fuel mixture in the combustion chamber 14 is not generated. Therefore, the energy change rate equivalent amount D1(1) is an amount obtained by quantifying the magnitude of the disturbance that hinders the rotation of the crankshaft 20 . On the other hand, the energy change rate equivalent D1(0) corresponds to the energy change rate in the period from TDC to ATDC30° CA. During this period, the combustion energy of the air-fuel mixture in the combustion chamber 14 is converted into rotational energy of the crankshaft 20 . Therefore, the energy change rate equivalent amount D1(0) increases as the combustion energy increases, and decreases as the magnitude of the disturbance that hinders the rotation of the crankshaft 20 increases. Therefore, the value obtained by subtracting the energy change rate equivalent D1(1) from the energy change rate equivalent D1(0) is the combustion energy equivalent. The difference D2 is normalized by dividing the subtracted value by the time T30.

ＣＰＵ７２は、クランク軸２０の回転速度ＮＥが大きい場合に小さい場合よりも上記閾値Ｄｔｈを小さい値に設定する。これは、回転速度ＮＥが大きい場合には小さい場合よりも慣性エネルギが大きくなるため、瞬時速度ωの変動が小さくなることに鑑みたものである。なお、回転速度ＮＥは、瞬時速度ωよりも長い期間におけるクランク軸２０の回転速度を示す。回転速度ＮＥは、たとえばクランク軸２０の１回転以上の回転速度の平均値とすればよい。なお、回転速度ＮＥは、ＣＰＵ７２によって出力信号Ｓｃｒに基づき算出される。 The CPU 72 sets the threshold value Dth to a smaller value when the rotational speed NE of the crankshaft 20 is high than when it is low. This is because when the rotation speed NE is high, the inertial energy is greater than when the rotation speed NE is low, so that fluctuations in the instantaneous speed ω are reduced. Note that the rotation speed NE indicates the rotation speed of the crankshaft 20 in a period longer than the instantaneous speed ω. Rotational speed NE may be, for example, an average value of rotational speeds of crankshaft 20 for one or more rotations. The rotation speed NE is calculated by the CPU 72 based on the output signal Scr.

ＣＰＵ７２は、充填効率ηが大きい場合に小さい場合よりも閾値Ｄｔｈを大きい値に算出する。これは、充填効率ηが大きいほど、クランク軸２０の軸トルクが大きくなることから、瞬時速度ωの変動が大きくなることに鑑みたものである。なお、充填効率ηは、ＣＰＵ７２によって、吸入空気量Ｇａおよび回転速度ＮＥに基づき算出される。 The CPU 72 calculates a larger value for the threshold value Dth when the charging efficiency η is high than when it is low. This is because the greater the charging efficiency η, the greater the axial torque of the crankshaft 20, and the greater the variation in the instantaneous speed ω. The charging efficiency η is calculated by the CPU 72 based on the intake air amount Ga and the rotational speed NE.

ＣＰＵ７２は、閾値Ｄｔｈ以上であると判定する場合（Ｓ２６：ＮＯ）、正常である旨判定する（Ｓ２８）。一方、ＣＰＵ７２は、閾値Ｄｔｈよりも小さいと判定する場合（Ｓ２６：ＹＥＳ）、リーン異常である旨判定する（Ｓ３０）。そしてＣＰＵ７２は、図１に示す警告灯８６を操作することによって、異常がある旨をユーザに報知する処理を実行する（Ｓ３２）。 If the CPU 72 determines that it is equal to or greater than the threshold value Dth (S26: NO), it determines that it is normal (S28). On the other hand, when the CPU 72 determines that it is smaller than the threshold value Dth (S26: YES), it determines that there is lean abnormality (S30). Then, the CPU 72 operates the warning light 86 shown in FIG. 1 to execute a process of informing the user that there is an abnormality (S32).

なお、ＣＰＵ７２は、Ｓ２８，Ｓ３２の処理を完了する場合と、Ｓ１８，Ｓ２０の処理において否定判定する場合とには、図２に示した一連の処理を一旦終了する。なお、ＣＰＵ７２は、Ｄレンジ以外の場合については、クランク軸２０の回転変動の大きさに基づくリーン異常の有無の判定を実行する。すなわち、ＣＰＵ７２は、圧縮上死点からＡＴＤＣ３０°ＣＡまでの３０°ＣＡの期間における瞬時速度ωの、圧縮上死点が隣接する一対の値同士の差と閾値との大小比較に基づき、リーン異常の有無を判定する。 It should be noted that the CPU 72 temporarily terminates the series of processes shown in FIG. 2 when the processes of S28 and S32 are completed, and when a negative determination is made in the processes of S18 and S20. Note that the CPU 72 determines whether or not there is lean abnormality based on the magnitude of rotational fluctuation of the crankshaft 20 in cases other than the D range. That is, the CPU 72 determines whether there is a lean abnormality based on the difference between a pair of values of the instantaneous velocity ω in the period of 30° CA from the compression top dead center to ATDC 30° CA and the difference between a pair of values adjacent to the compression top dead center and the threshold value. Determine the presence or absence of

ここで、本実施形態の作用および効果について説明する。
図３に、瞬時速度ωおよびエネルギ変化率相当量Ｄ１の推移を例示する。図３において、一点鎖線は、気筒＃４において噴射量が「５％」小さくなる状態を示す。また、実線にて、気筒＃４において噴射量が「２５％」小さくなる状態を示す。ここでは、噴射量が「５％」小さくなる状態を許容範囲とする一方、噴射量が「２５％」小さくなる状態は、ユーザに報知すべきリーン異常であることを想定している。 Here, the action and effect of this embodiment will be described.
FIG. 3 illustrates transitions of the instantaneous velocity ω and the energy change rate equivalent amount D1. In FIG. 3, the dashed line indicates a state where the injection amount is reduced by "5%" in cylinder #4. Also, the solid line indicates a state where the injection amount is reduced by "25%" in cylinder #4. Here, it is assumed that a state in which the injection amount is reduced by "5%" is the allowable range, while a state in which the injection amount is decreased by "25%" is a lean abnormality that should be notified to the user.

上述したように、ＣＰＵ７２は、Ｄレンジ以外では、互いに隣り合う圧縮上死点付近の瞬時速度ω同士の差と閾値との大小比較によってリーン異常の有無を判定する。ここで、Ｄレンジにおいては、Ｎレンジ等と比較してクランク軸２０に機械的に連結された部材の慣性が大きくなることから、クランク軸２０の回転を妨げる外乱が大きくなる。また、第１モータジェネレータ５０のトルク等がキャリアＣを介してクランク軸２０に外乱成分として重畳することもある。そのため、瞬時速度ω同士の差が、正常と異常とで類似した値を取りやすくなることから、閾値の設定が困難となるおそれがある。 As described above, the CPU 72 determines the presence or absence of lean abnormality by comparing the difference between the instantaneous velocities ω adjacent to each other near the top dead center of the compression stroke with the threshold value, except for the D range. Here, in the D range, the inertia of the members mechanically connected to the crankshaft 20 is greater than in the N range and the like, so the disturbance that prevents the rotation of the crankshaft 20 is greater. Also, the torque or the like of the first motor generator 50 may be superimposed on the crankshaft 20 via the carrier C as a disturbance component. Therefore, the difference between the instantaneous velocities ω tends to have similar values between normal and abnormal conditions, which may make it difficult to set the threshold.

これに対し、差分量Ｄ２は、クランク軸２０の回転を妨げる外乱の影響を除去した量となることから、正常時と異常時との差を大きくすることができる。
図４に、差分量Ｄ２と閾値Ｄｔｈとの関係を示す。図４に示すように、正常時と異常時とを閾値Ｄｔｈによって切りわけることができている。 On the other hand, since the difference amount D2 is an amount obtained by removing the influence of the disturbance that hinders the rotation of the crankshaft 20, the difference between the normal state and the abnormal state can be increased.
FIG. 4 shows the relationship between the difference amount D2 and the threshold value Dth. As shown in FIG. 4, the normal state and the abnormal state can be distinguished by the threshold value Dth.

以上説明した本実施形態によれば、さらに以下に記載する作用および効果が得られる。
（１）差分量Ｄ２を、互いに３０°ＣＡだけ離間したエネルギ変化率相当量Ｄ１（０）、Ｄ１（１）同士の差に応じた量とした。これにより、たとえば互いに１８０°ＣＡだけ離間したエネルギ変化率相当量Ｄ１同士の差を用いる場合と比較して、クランク軸２０の回転を妨げる外乱の影響が、一対のエネルギ変化率相当量Ｄ１同士で異なることを抑制できる。そのため、差分量Ｄ２によって、燃焼エネルギ量を高精度に定量化できる。 According to the present embodiment described above, the actions and effects described below can be obtained.
(1) The difference amount D2 is set to the amount corresponding to the difference between the energy change rate equivalent amounts D1(0) and D1(1) which are separated from each other by 30° CA. As a result, compared to the case of using the difference between the energy change rate equivalent amounts D1 separated from each other by 180° CA, for example, the influence of the disturbance that hinders the rotation of the crankshaft 20 is reduced between the pair of energy change rate equivalent amounts D1. Different things can be suppressed. Therefore, the amount of combustion energy can be quantified with high accuracy by the amount of difference D2.

（２）クランク軸２０にダンパ３６を機械的に連結させた。その場合、ダンパ３６を連結させない場合と比較して、クランク軸２０を含む回転系の慣性が大きくなる。慣性が大きい場合には小さい場合と比較して、気筒＃１～＃４の燃焼に起因したトルクの差がクランク軸２０の回転変動として表れにくくなる。そのため、クランク軸２０の回転変動に基づくリーン異常の有無の判定が困難となる。したがって、差分量Ｄ２の利用価値が特に大きい。 (2) The damper 36 is mechanically connected to the crankshaft 20; In that case, the inertia of the rotating system including the crankshaft 20 is increased compared to the case where the damper 36 is not connected. When the inertia is large, the difference in torque caused by the combustion of cylinders #1 to #4 is less likely to appear as rotational fluctuations of the crankshaft 20 than when the inertia is small. Therefore, it is difficult to determine the presence or absence of lean abnormality based on the rotation fluctuation of the crankshaft 20 . Therefore, the utility value of the difference amount D2 is particularly large.

＜対応関係＞
上記実施形態における事項と、上記「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項との対応関係は、次の通りである。噴射異常判定装置は、制御装置７０に対応する。速度取得処理は、Ｓ１２の処理に対応する。エネルギ変化率相当量算出処理は、Ｓ２２の処理に対応する。差分量算出処理は、Ｓ２４の処理に対応する。差分量は、差分量Ｄ２に対応する。エネルギ変化率相当量は、エネルギ変化率相当量Ｄ１に対応する。 <Correspondence>
Correspondence relationships between the items in the above embodiment and the items described in the "Means for Solving the Problems" column are as follows. An injection abnormality determination device corresponds to the control device 70 . The speed acquisition process corresponds to the process of S12. The energy change rate equivalent calculation process corresponds to the process of S22. The difference amount calculation process corresponds to the process of S24. The difference amount corresponds to the difference amount D2. The energy change rate equivalent amount corresponds to the energy change rate equivalent amount D1.

＜その他の実施形態＞
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態および以下の変更例は、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。 <Other embodiments>
In addition, this embodiment can be changed and implemented as follows. This embodiment and the following modifications can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.

・瞬時速度ωとしては、クランク軸２０が３０°ＣＡ回転する速度に限らない。たとえば、１０°ＣＡ回転する速度であってもよい。ただし、圧縮上死点の出現間隔よりも小さい角度領域における速度であることが望ましい。 - The instantaneous speed ω is not limited to the speed at which the crankshaft 20 rotates 30° CA. For example, the speed may be 10° CA rotation. However, it is desirable that the speed is in an angular region smaller than the appearance interval of the compression top dead center.

・エネルギ変化率相当量としては、瞬時速度ωの２乗同士の差に応じた量に限らない。たとえば、瞬時速度ωの２乗に慣性モーメントＩを乗算した値同士の差に応じた量であってもよい。 - The energy change rate equivalent amount is not limited to the amount corresponding to the difference between the squares of the instantaneous velocity ω. For example, it may be an amount corresponding to the difference between the values obtained by multiplying the moment of inertia I by the square of the instantaneous velocity ω.

・エネルギ変化率相当量の算出に用いる一対の瞬時速度ωの２乗としては、互いに３０°ＣＡだけ離間した瞬時速度ωの２乗に限らない。たとえば、互いに１０°ＣＡだけ離間した瞬時速度ωの２乗であってもよい。ここで、所定角度だけ離間した一対の瞬時速度ωの２乗を用いて算出されるエネルギ変化率相当量は、所定角度を、圧縮上死点の出現間隔よりも小さい角度とすることが望ましい。特に、所定角度を、圧縮上死点の出現間隔の「１／２」よりも小さい角度とすることが望ましい。なお、所定角度を、内燃機関１０の運転状態に応じて可変設定してもよい。 The square of the pair of instantaneous velocities ω used for calculating the energy change rate equivalent is not limited to the square of the instantaneous velocities ω separated from each other by 30° CA. For example, they may be the squares of the instantaneous velocities ω separated from each other by 10° CA. Here, the energy change rate equivalent calculated using the square of a pair of instantaneous velocities .omega. separated by a predetermined angle is preferably set such that the predetermined angle is smaller than the appearance interval of the compression top dead center. In particular, it is desirable to set the predetermined angle to an angle smaller than "1/2" of the appearance interval of the compression top dead center. Note that the predetermined angle may be variably set according to the operating state of the internal combustion engine 10 .

・差分量の算出に用いる一対のエネルギ変化率相当量Ｄ１としては、互いに３０°だけ離間したエネルギ変化率相当量Ｄ１に限らない。たとえば、互いに１０°ＣＡだけ離間したエネルギ変化率相当量Ｄ１であってもよい。ここで、規定角度だけ離間した一対のエネルギ変化率相当量Ｄ１を用いて算出される差分量は、規定角度を、圧縮上死点の出現間隔よりも小さい角度とすることが望ましい。特に、規定角度を、圧縮上死点の出現間隔の「１／２」よりも小さい角度とすることが望ましい。なお、規定角度を、内燃機関１０の運転状態に応じて可変設定してもよい。 The pair of energy change rate equivalent amounts D1 used to calculate the difference amount is not limited to the energy change rate equivalent amounts D1 separated from each other by 30°. For example, the energy change rate equivalents D1 may be separated from each other by 10° CA. Here, for the amount of difference calculated using a pair of energy change rate equivalent amounts D1 spaced apart by a specified angle, it is desirable that the specified angle be an angle smaller than the appearance interval of the compression top dead center. In particular, it is desirable to set the prescribed angle to an angle smaller than "1/2" of the appearance interval of the compression top dead center. Note that the specified angle may be variably set according to the operating state of the internal combustion engine 10 .

・差分量としては、差分量Ｄ２に限らない。たとえば、エネルギ変化率相当量Ｄ１同士の差であってもよい。
・図２においては、Ｄレンジに限って、Ｓ２０～Ｓ３２の処理を実行したが、これに限らない。シフトレンジに限らず、常時、Ｓ２０～Ｓ３２の処理を実行してもよい。 - The amount of difference is not limited to the amount of difference D2. For example, it may be the difference between the energy change rate equivalent amounts D1.
・In FIG. 2, the processing of S20 to S32 is executed only for the D range, but the present invention is not limited to this. The processes of S20 to S32 may be executed at all times, regardless of the shift range.

・図２においては、噴射量が狙いとする噴射量よりも少なくなる異常の有無を判定したが、これに限らない。差分量Ｄ２が所定の閾値よりも大きい場合に、噴射量が狙いとする噴射量よりも多くなる異常がある旨判定してもよい。 - In FIG. 2, it is determined whether or not there is an abnormality in which the injection amount is smaller than the target injection amount, but the present invention is not limited to this. When the difference amount D2 is larger than a predetermined threshold value, it may be determined that there is an abnormality in which the injection amount is larger than the target injection amount.

・異常がある旨判定された場合に異常に対処する対処処理としては、警告灯８６を点灯するなどの、報知処理に限らない。たとえば、異常がある旨判定された気筒の燃料噴射弁１６に対する噴射量の指令値を増量補正する処理であってもよい。 - When it is determined that there is an abnormality, the processing for coping with the abnormality is not limited to notification processing such as turning on the warning light 86 . For example, it may be a process of increasing the command value of the injection amount for the fuel injection valve 16 of the cylinder for which it is determined that there is an abnormality.

・車両に、変速装置４２が搭載されていることは必須ではない。また、車両としては、シリーズ・パラレルハイブリッド車に限らない。たとえば、パラレルハイブリッド車であってもよい。さらに、ハイブリッド車にも限らず、たとえば車両の推力生成装置が内燃機関のみの車両であってもよい。 - It is not essential that the transmission 42 is mounted on the vehicle. Also, the vehicle is not limited to a series/parallel hybrid vehicle. For example, it may be a parallel hybrid vehicle. Further, the vehicle is not limited to a hybrid vehicle, and may be a vehicle having only an internal combustion engine as the thrust generating device of the vehicle, for example.

１０…内燃機関
２０…クランク軸
３０…クランクロータ
３６…ダンパ
４０…遊星歯車機構
４２…変速装置
４４…駆動輪
７０…制御装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Internal combustion engine 20... Crankshaft 30... Crank rotor 36... Damper 40... Planetary gear mechanism 42... Transmission 44... Drive wheel 70... Control device

Claims

複数の気筒を備えた内燃機関に適用され、
速度取得処理、エネルギ変化率相当量算出処理、差分量算出処理、および判定処理を実行し、
前記速度取得処理は、前記内燃機関のクランク軸の回転速度を取得する処理であり、
エネルギ変化率相当量算出処理は、前記回転速度の２乗に比例した量の時間変化を示す変数であるエネルギ変化率相当量を算出する処理であり、
前記差分量算出処理は、１つの圧縮上死点の前後の一対のエネルギ変化率相当量同士の差分に比例する量である、差分量を算出する処理であり、
前記判定処理は、前記差分量と閾値との大小比較に基づき、前記内燃機関の燃料噴射量の異常の有無を判定する処理である内燃機関の噴射異常判定装置。 applied to internal combustion engines with multiple cylinders,
executing speed acquisition processing, energy change rate equivalent amount calculation processing, difference amount calculation processing, and determination processing;
The speed acquisition process is a process of acquiring the rotation speed of the crankshaft of the internal combustion engine,
The energy change rate equivalent amount calculation process is a process of calculating an energy change rate equivalent amount, which is a variable indicating the time change of the amount proportional to the square of the rotational speed,
The difference amount calculation process is a process of calculating a difference amount, which is an amount proportional to the difference between a pair of energy change rate equivalent amounts before and after one compression top dead center,
An injection abnormality determination apparatus for an internal combustion engine, wherein the determination process determines whether there is an abnormality in the fuel injection amount of the internal combustion engine based on a comparison between the difference amount and a threshold value.