JP2001304028A - Cooling device for internal combustion engine - Google Patents

Cooling device for internal combustion engine

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JP2001304028A
JP2001304028A JP2000131558A JP2000131558A JP2001304028A JP 2001304028 A JP2001304028 A JP 2001304028A JP 2000131558 A JP2000131558 A JP 2000131558A JP 2000131558 A JP2000131558 A JP 2000131558A JP 2001304028 A JP2001304028 A JP 2001304028A
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JP
Japan
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water temperature
internal combustion
combustion engine
ignition timing
target water
Prior art date
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Pending
Application number
JP2000131558A
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Japanese (ja)
Inventor
Koichi Nakada
浩一 中田
Kazuhisa Mogi
和久 茂木
Yasunori Nakagawa
靖規 中川
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JP2001304028A publication Critical patent/JP2001304028A/en
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

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  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cooling device for internal combustion engine wherein a water temperature is controlled so as to control knocking for suppressing deterioration of fuel consumption to the maximum extent by considering the deterioration of fuel consumption caused by a phase lag of an ignition timing together with the deterioration of fuel consumption caused by reduction of the water temperature. SOLUTION: This cooling device is provided with means for detecting an operating region of the internal combustion engine, a target water temperature value map wherein a target water temperature value TW of cooling water in the internal combustion engine is set beforehand corresponding to the operating region, means for controlling the temperature of cooling water in the internal combustion engine on the basis of the operating region which is detected and the target water temperature map, means for detecting knocking strength IKN of the internal combustion engine, means for controlling the ignition timing of the internal combustion engine by deciding the phase lag amount of the ignition timing from a basic ignition timing on the basis the knocking strength which is detected, and means for correcting the target water temperature value TW of the present operating region according to the knocking strength IKN which is detected.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の冷却装
置に関し、より詳細には、燃費の向上とノッキングの防
止との両立を図った冷却装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooling device for an internal combustion engine, and more particularly, to a cooling device that achieves both improvement in fuel efficiency and prevention of knocking.

【0002】[0002]

【従来の技術】ガソリン機関では、点火プラグから与え
られる火花で点火プラグ付近の混合気が着火せしめら
れ、その火炎が混合気全体に伝わることによって、ガソ
リンの燃焼が起こる。その場合の異常燃焼の一つにノッ
キングがある。ノッキングは、火炎伝播の途中で圧力が
異常に高くなった場合に火炎の伝播を待たずに未燃焼部
分が自己着火する現象である。ノッキングが発生する
と、燃焼ガスが振動することにより熱が伝搬しやすくな
り、その結果、機関が破損するおそれがある。
2. Description of the Related Art In a gasoline engine, a gas mixture near a spark plug is ignited by a spark given from the spark plug, and the flame is transmitted to the entire gas mixture to cause gasoline combustion. Knocking is one of the abnormal combustions in that case. Knocking is a phenomenon in which an unburned portion self-ignites without waiting for flame propagation when the pressure becomes abnormally high during the flame propagation. When knocking occurs, the combustion gas oscillates and heat is easily transmitted, and as a result, the engine may be damaged.

【0003】ノッキングは、点火時期と密接な関係があ
り、点火時期を早めると燃焼最大圧力が高まり、ノッキ
ングが発生しやすくなる。一方、熱効率を高め、燃料消
費率を低減するためには、高い圧縮比を達成することが
好ましい。そこで、シリンダブロック等に振動センサを
取り付け、ノッキングの発生を検出しつつノッキングが
発生する限界近傍まで点火時期を早める制御が行われて
いる。
[0003] Knocking is closely related to the ignition timing. If the ignition timing is advanced, the maximum combustion pressure increases, and knocking is likely to occur. On the other hand, it is preferable to achieve a high compression ratio in order to increase the thermal efficiency and reduce the fuel consumption rate. Therefore, a control is performed in which a vibration sensor is attached to a cylinder block or the like to advance the ignition timing to near the limit where knocking occurs while detecting occurrence of knocking.

【0004】しかし、点火時期を遅角することによりノ
ッキングを回避する方法は、トルクの低下を招き、燃費
の悪化につながる。一方、内燃機関の冷却水の温度を下
げると、摩擦ロスの増大によりやはりトルクが低下し燃
費は悪化するものの、ノッキングが発生しにくくなるこ
とが知られている。そこで、水温制御機構を備えた内燃
機関において点火時期制御に加えて水温制御によりノッ
キングを防止する技術が提案されている。
[0004] However, the method of avoiding knocking by retarding the ignition timing causes a decrease in torque, which leads to a deterioration in fuel efficiency. On the other hand, when the temperature of the cooling water of the internal combustion engine is lowered, it is known that knocking is less likely to occur, although the torque is also lowered due to an increase in friction loss and fuel consumption is deteriorated. Therefore, a technique has been proposed for preventing knocking by controlling the water temperature in addition to controlling the ignition timing in an internal combustion engine having a water temperature control mechanism.

【0005】例えば、特開平10−288138号公報
には、内燃機関の運転領域に応じてそれぞれに適した異
なる冷却水温に制御するとともに、ノッキング検出に応
じた点火時期遅角制御を行うことにより、ドライバビリ
ティの悪化を招くことなくノッキングを防止する装置が
開示されている。
For example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-288138 discloses that, in addition to controlling different cooling water temperatures suitable for respective operating regions of an internal combustion engine and performing ignition timing retard control in accordance with knocking detection, A device that prevents knocking without deteriorating drivability is disclosed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】特開平10−2881
38号公報に開示された装置によれば、単に点火時期の
遅角を行うだけでなく、各運転領域に応じた水温制御が
実施されるため、点火時期遅角量を抑えることができ、
燃費が過剰に悪化することはない。しかしながら、予め
設定された水温設定値に従うだけであるため、実際の運
転状態に柔軟に対応することができず、運転状態によっ
ては依然として大きな点火時期遅角量が必要となり、そ
の分の燃費の悪化は避けることができない。
Problems to be Solved by the Invention
According to the device disclosed in Japanese Patent No. 38, not only the ignition timing is retarded, but also the water temperature control according to each operation region is performed, so that the ignition timing retard amount can be suppressed,
Fuel economy does not deteriorate excessively. However, since it only complies with a preset water temperature set value, it is not possible to flexibly respond to an actual operation state, and depending on the operation state, a large ignition timing retard amount is still required, and the fuel consumption deteriorates accordingly. Can not be avoided.

【0007】本発明は、上述した問題点に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、点火時期遅角による燃費悪
化と水温低下による燃費悪化とを考慮して燃費悪化を最
大限に抑制したノッキング制御を可能にする水温制御を
実現する、内燃機関の冷却装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to minimize fuel consumption deterioration in consideration of fuel consumption deterioration due to ignition timing delay and water temperature deterioration. An object of the present invention is to provide a cooling device for an internal combustion engine that realizes water temperature control that enables knocking control.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第1の態様によれば、内燃機関の運転領域
を検出する運転領域検出手段と、運転領域に対応して内
燃機関の冷却水の目標水温値を予め定めた目標水温値マ
ップと、検出された運転領域と前記目標水温値マップと
に基づいて内燃機関の冷却水の温度を制御する水温制御
手段と、内燃機関のノッキング強度を検出するノッキン
グ強度検出手段と、検出されたノッキング強度に基づい
て基本点火時期からの点火時期遅角量を決定して内燃機
関の点火時期を制御する点火時期制御手段と、検出され
たノッキング強度に応じて現在の運転領域の目標水温値
を補正する目標水温値補正手段と、を具備する、内燃機
関の冷却装置が提供される。この装置においては、ノッ
キング回避のための点火時期遅角量が大きくなるような
状況では、目標水温が下げられることで、燃費の悪化を
抑制しつつノッキングを防止することが可能となる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an operating region detecting means for detecting an operating region of an internal combustion engine, and an internal combustion engine corresponding to the operating region. A target water temperature map in which a target water temperature value of the cooling water is predetermined, a water temperature control means for controlling the temperature of the cooling water of the internal combustion engine based on the detected operation region and the target water temperature value map, Knocking intensity detecting means for detecting the knocking intensity, ignition timing control means for determining the ignition timing retard amount from the basic ignition timing based on the detected knocking intensity and controlling the ignition timing of the internal combustion engine, A cooling device for an internal combustion engine, comprising: a target water temperature value correction unit configured to correct a target water temperature value in a current operation region according to knocking intensity. In this device, in a situation where the ignition timing retard amount for avoiding knocking becomes large, the knocking can be prevented while suppressing the deterioration of the fuel efficiency by lowering the target water temperature.

【0009】また、本発明の第2の態様によれば、上記
第1の態様に係る冷却装置において、前記目標水温値補
正手段は、検出されたノッキング強度が所定値以上のと
きのみ目標水温値を補正する。この装置においては、点
火時期遅角量が大きいときだけ目標水温値が下げられる
ことにより、過剰な水温補正が回避され、燃費の悪化が
防止される。
Further, according to a second aspect of the present invention, in the cooling device according to the first aspect, the target water temperature value correcting means is configured to output the target water temperature value only when the detected knocking intensity is equal to or higher than a predetermined value. Is corrected. In this device, the target water temperature value is reduced only when the ignition timing retard amount is large, so that excessive water temperature correction is avoided and deterioration of fuel efficiency is prevented.

【0010】また、本発明の第3の態様によれば、上記
第1の態様に係る冷却装置において、前記目標水温値補
正手段は、検出されたノッキング強度に加えて内燃機関
の負荷の変化率にも応じて目標水温値を補正する。この
装置においては、負荷変化率が大きいときには、水温補
正が抑制されることができ、水温制御の応答遅れを伴う
過渡的な状態に対する過剰な水温補正が回避されて、燃
費の悪化が防止される。
Further, according to a third aspect of the present invention, in the cooling device according to the first aspect, the target water temperature value correcting means may include a rate of change of a load of the internal combustion engine in addition to the detected knocking intensity. The target water temperature value is corrected according to the above. In this device, when the load change rate is large, the water temperature correction can be suppressed, and excessive water temperature correction for a transient state involving a response delay of the water temperature control is avoided, thereby preventing deterioration of fuel efficiency. .

【0011】また、本発明の第4の態様によれば、上記
第1の態様に係る冷却装置において、前記目標水温値補
正手段は、検出されたノッキング強度の累積値が所定値
を超えたときに目標水温値を補正する。この装置におい
ては、一時的なノッキング強度だけでは水温補正が行わ
れず、累積値に基づいて水温補正が行われるため、ノッ
キング頻度に応じた適切な水温補正を行うことができ、
燃費の悪化が防止される。
According to a fourth aspect of the present invention, in the cooling device according to the first aspect, the target water temperature value correction means is provided when the cumulative value of the detected knocking intensity exceeds a predetermined value. To correct the target water temperature value. In this device, the water temperature correction is not performed only by the temporary knocking intensity, and the water temperature correction is performed based on the accumulated value. Therefore, it is possible to perform an appropriate water temperature correction according to the knocking frequency.
Fuel economy is prevented from deteriorating.

【0012】また、本発明の第5の態様によれば、上記
第1から第4までの態様に係る冷却装置において、前記
目標水温値補正手段は、前記ノッキング強度検出手段に
よって検出されたノッキング強度に代えて、前記点火時
期制御手段によって決定された点火時期遅角量をノッキ
ング強度として使用する。
According to a fifth aspect of the present invention, in the cooling device according to the first to fourth aspects, the target water temperature value correction means includes a knocking intensity detected by the knocking intensity detection means. Instead, the ignition timing retard amount determined by the ignition timing control means is used as the knocking intensity.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0014】図1は、本発明の一実施形態に係る冷却装
置を備えた電子制御式内燃機関の全体概要図である。内
燃機関10は、シリンダブロック12及びシリンダヘッ
ド14を備えている。シリンダブロック12には、上下
方向へ延びる複数個のシリンダ16が紙面の厚み方向へ
並設され、各シリンダ16内には、ピストン18が往復
動可能に収容されている。シリンダブロック12とシリ
ンダヘッド14との間において、各ピストン18の上側
は燃焼室20となっている。シリンダヘッド14には、
吸気バルブ22及び排気バルブ24がそれぞれ略上下方
向への往復動可能に支持されている。
FIG. 1 is an overall schematic diagram of an electronically controlled internal combustion engine provided with a cooling device according to one embodiment of the present invention. The internal combustion engine 10 includes a cylinder block 12 and a cylinder head 14. A plurality of cylinders 16 extending in the vertical direction are arranged in the cylinder block 12 in parallel in the thickness direction of the drawing, and a piston 18 is housed in each cylinder 16 so as to be able to reciprocate. Between the cylinder block 12 and the cylinder head 14, the upper side of each piston 18 is a combustion chamber 20. In the cylinder head 14,
An intake valve 22 and an exhaust valve 24 are respectively supported so as to be able to reciprocate substantially vertically.

【0015】機関本体には、エアクリーナ26、スロッ
トルバルブ28、サージタンク30、吸気マニホルド3
2等を備えた吸気通路34が接続されている。吸気マニ
ホルド32には、燃料を噴射するインジェクタ36が取
付けられている。また、シリンダヘッド14にはスパー
クプラグ38が取付けられている。点火時には、点火信
号を受けたイグナイタ40で発生した高電圧が点火ディ
ストリビュータ42を介してスパークプラグ38に供給
される。また、機関本体には、排気通路44が接続され
ている。
The engine body includes an air cleaner 26, a throttle valve 28, a surge tank 30, an intake manifold 3
An intake passage 34 having two or the like is connected. An injector 36 that injects fuel is attached to the intake manifold 32. Further, a spark plug 38 is attached to the cylinder head 14. At the time of ignition, the high voltage generated by the igniter 40 receiving the ignition signal is supplied to the spark plug 38 via the ignition distributor 42. An exhaust passage 44 is connected to the engine body.

【0016】また、内燃機関10内の冷却水は、ウォー
タポンプ46により往流路48を介してラジエータ50
側に送出され、ラジエータ50にて冷却された後、復流
路52を介して内燃機関10に戻されることで、所定温
度に維持される。また、ラジエータ50には冷却ファン
54が設けられており、必要に応じて駆動せしめられ
る。また、往流路48の途中には流路切替バルブ56が
配設されており、ウォータポンプ46により送出される
冷却水のうち所定量がラジエータ50を通ることなく適
宜バイパス流路58を介して内燃機関10に戻される。
The cooling water in the internal combustion engine 10 is supplied by a water pump 46 through a forward passage 48 to a radiator 50.
After being sent to the side and cooled by the radiator 50, it is returned to the internal combustion engine 10 via the return flow path 52, and is maintained at a predetermined temperature. The radiator 50 is provided with a cooling fan 54, which is driven as needed. A passage switching valve 56 is provided in the middle of the forward passage 48, and a predetermined amount of the cooling water sent out by the water pump 46 is appropriately passed through the bypass passage 58 without passing through the radiator 50. It is returned to the internal combustion engine 10.

【0017】機関10には各種のセンサが取付けられて
いる。そのうち本発明に関連するセンサについて説明す
る。シリンダブロック12には、機関10の冷却水の温
度を検出するための水温センサ60が取付けられてい
る。サージタンク30には、その内部の圧力(吸気圧P
M)を検出するための吸気圧センサ62が取付けられて
いる。ディストリビュータ42には、クランク角(C
A)に換算して720°CAごとに基準位置検出用パル
スを発生させるクランク基準位置センサ64、及び、3
0°CAごとに回転速度検出用パルスを発生させるクラ
ンク角センサ66が設けられている。また、シリンダブ
ロック12には、機関10のノッキングを振動として感
知するノックセンサ68が取り付けられている。
The engine 10 is provided with various sensors. Among them, the sensor related to the present invention will be described. A water temperature sensor 60 for detecting the temperature of the cooling water of the engine 10 is attached to the cylinder block 12. The surge tank 30 has an internal pressure (intake pressure P
An intake pressure sensor 62 for detecting M) is attached. The distributor 42 has a crank angle (C
A) a crank reference position sensor 64 that generates a reference position detection pulse at every 720 ° CA
A crank angle sensor 66 for generating a rotation speed detection pulse every 0 ° CA is provided. Further, a knock sensor 68 that detects knocking of the engine 10 as vibration is attached to the cylinder block 12.

【0018】機関電子制御装置(エンジンECU)70
は、燃料噴射制御、点火時期制御、水温制御等を実行す
るマイクロコンピュータシステムである。ECU70に
おいては、各種制御のための前処理として、吸気圧信
号、冷却水温信号等が、一定クランク回転角毎に実行さ
れるAD変換ルーチンによって取り込まれ、内部メモリ
の所定領域にそれぞれ吸気圧データPM、冷却水温デー
タTHW等として格納される。また、クランク角センサ
66のパルス信号が入力する毎に、そのパルス間隔から
図示しないルーチンにより機関回転速度が算出され、内
部メモリの所定領域に機関回転速度データNEとして格
納される。また、吸気圧PMの変化率が一定時間周期で
算出され、内部メモリの所定領域に負荷変化率データΔ
PMとして格納される。
Engine electronic control unit (engine ECU) 70
Is a microcomputer system that executes fuel injection control, ignition timing control, water temperature control, and the like. In the ECU 70, as preprocessing for various controls, an intake pressure signal, a coolant temperature signal, and the like are fetched by an AD conversion routine executed at every constant crank rotation angle, and the intake pressure data PM is stored in a predetermined area of an internal memory. , Cooling water temperature data THW and the like. Further, every time a pulse signal from the crank angle sensor 66 is input, the engine speed is calculated from the pulse interval by a routine (not shown), and stored as engine speed data NE in a predetermined area of the internal memory. Further, the change rate of the intake pressure PM is calculated at a constant time period, and the load change rate data Δ
Stored as PM.

【0019】図2は、ノッキング判定レベルを定めるべ
くノックセンサ68の通常の出力値を監視するためにE
CU70にて一定クランク角周期で実行されるノックセ
ンサバックグランド処理ルーチンの手順を示すフローチ
ャートである。まず、ステップ102では、ノックセン
サ68の出力のピーク値を保持すべくECU内部に設け
られているピークホールド回路の出力SKNを読み込
む。次いで、ステップ104では、 DSBG←|SBGO−SKN|/4 なる演算により、更新量DSBGを算出する。ここで、
SBGOは、前回の演算で算出されたノックセンサバッ
クグランドである。更新量DSBGは、前回の演算まで
のノックセンサバックグランドと今回のピーク値SKN
との差の絶対値の1/4として算出される。
FIG. 2 is a diagram showing the operation of monitoring the normal output value of knock sensor 68 to determine the knock determination level.
It is a flowchart which shows the procedure of the knock sensor background processing routine performed by CU70 at a fixed crank angle cycle. First, in step 102, the output SKN of a peak hold circuit provided inside the ECU for holding the peak value of the output of the knock sensor 68 is read. Next, at step 104, the update amount DSBG is calculated by an operation of DSBG ← | SBGO−SKN | / 4. here,
SBGO is the knock sensor background calculated by the previous calculation. The update amount DSBG is obtained by calculating the knock sensor background up to the previous calculation and the current peak value SKN.
Is calculated as 1/4 of the absolute value of the difference from

【0020】次いで、ステップ106及び108では、
予め定められた上限ガード値GDSBG以下となるよう
に更新量DSBGを制限する。次いで、ステップ110
及び112では、今回のピーク値SKNと前回までのノ
ックセンサバックグランドSBGOとを比較してSKN
の大きさを判定し、ステップ114、116及び118
では、その判定結果に応じてノックセンサバックグラン
ドSBGを更新する。すなわち、 SKN <SBGO のとき、SBG ←SBGO+DSBG−α SBGO≦SKN <SBGO×1.5 のとき、SBG ←SBGO+DSBG+α SBGO×1.5 ≦SKN のとき、SBG ←SBGO+DSBG のようにSBGを算出する。ここで、αは、ノックセン
サバックグランドSBGを適切な範囲の値とするための
調整係数である。最後のステップ120では、今回算出
されたノックセンサバックグランドSBGを次回の演算
に備えSBGOとして記憶し、本ルーチンを終了する。
Next, in steps 106 and 108,
The update amount DSBG is limited so as to be equal to or less than a predetermined upper limit guard value GDSBG. Then, step 110
In steps 112 and 112, the present peak value SKN is compared with the knock sensor background SBGO up to the previous time, and SKN
Are determined, and steps 114, 116 and 118 are determined.
Then, the knock sensor background SBG is updated according to the determination result. That is, when SKN <SBGO, SBG is calculated as SBG ← SBGO + DSBG−α SBGO ≦ SKN <SBGO × 1.5, when SBG ← SBGO + DSBG + αSBGO × 1.5 ≦ SKN, SBG ← SBGO + DSBG. Here, α is an adjustment coefficient for setting the knock sensor background SBG to a value in an appropriate range. In the last step 120, the knock sensor background SBG calculated this time is stored as SBGO in preparation for the next calculation, and this routine ends.

【0021】図3は、ノックセンサ68の出力に基づい
てECU70にて一定クランク角周期で実行される点火
時期制御ルーチンの処理手順を示すフローチャートであ
る。まず、ステップ202では、現在の機関回転速度N
E及び吸気圧PMに基づき所定のマップを参照すること
により、NE及びPMに応じた基本点火時期SAを算出
する。なお、点火時期SAは、圧縮上死点から進角方向
にクランク角で数えた値(点火進角度)(°CA-BTDC )
である。
FIG. 3 is a flowchart showing a procedure of an ignition timing control routine executed by the ECU 70 at a constant crank angle cycle based on the output of the knock sensor 68. First, at step 202, the current engine speed N
The basic ignition timing SA according to NE and PM is calculated by referring to a predetermined map based on E and the intake pressure PM. The ignition timing SA is a value calculated by the crank angle in the advance direction from the compression top dead center (ignition advance angle) (° CA-BTDC)
It is.

【0022】ステップ204では、ノックセンサ出力の
ピーク値SKNがバックグランドSBGと所定の係数K
1 との積より大きいか否かを判定する。SKN<SBG
×K 1 のときには、ノッキング発生なしとみなし、ステ
ップ206に進み、点火時期遅角量RKNを予め定めら
れた所定量A0 だけ減少させる。一方、SBG×K1
SKNのときには、ノッキング発生ありとみなし、ステ
ップ208に進み、点火時期遅角量RKNを予め定めら
れた所定量A1 だけ増大させる。
In step 204, the knock sensor output
The peak value SKN is equal to the background SBG and a predetermined coefficient K.
1Is determined to be greater than the product of SKN <SBG
× K 1In the case of
Proceeding to step 206, the ignition timing retard amount RKN is determined in advance.
Predetermined amount A0Only decrease. On the other hand, SBG × K1
In the case of SKN, it is considered that knocking has occurred, and
Proceeding to step 208, the ignition timing retard amount RKN is determined in advance.
Predetermined amount A1Only increase.

【0023】次いで、ステップ210では、更新された
点火時期遅角量RKNの値が一定範囲内に収まるように
RKNに対するガード処理を実行する。最後に、ステッ
プ212では、ステップ202で求められた点火時期S
Aを遅角量RKNだけ減少させることにより、実行点火
時期を決定する。かくして、ノッキングが発生していな
いときには点火時期が進角せしめられる一方、ノッキン
グが発生したときには点火時期が遅角せしめられてノッ
キングが抑制される。
Next, at step 210, guard processing is performed on the RKN so that the updated value of the ignition timing retard amount RKN falls within a certain range. Finally, at step 212, the ignition timing S obtained at step 202
By reducing A by the retard amount RKN, the effective ignition timing is determined. Thus, when knocking has not occurred, the ignition timing is advanced, while when knocking has occurred, the ignition timing is retarded and knocking is suppressed.

【0024】次に、点火時期遅角による燃費悪化と水温
低下による燃費悪化とを考慮し、燃費悪化を最大限に抑
制してノッキング防止を図る本発明の水温制御について
説明する。図4は、ECU70において一定クランク角
周期で実行される水温制御ルーチンの処理手順を示すフ
ローチャートである。また、図5及び図6は、この水温
制御ルーチンの処理中に参照されるマップであって、図
5は、機関回転速度NE及び機関負荷としての吸気圧P
Mに応じて目標水温TWを予め定めたマップを示し、図
6は、ノッキング強度IKN及び負荷変化率ΔPMに応
じて目標水温を補正するための水温低下量DTを予め定
めたマップを示している。
Next, the water temperature control of the present invention will be described in which the fuel consumption is deteriorated due to the ignition timing retard and the fuel temperature is deteriorated due to the decrease in the water temperature. FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure of a water temperature control routine executed in the ECU 70 at a constant crank angle cycle. FIGS. 5 and 6 are maps referred to during the processing of the water temperature control routine. FIG. 5 shows the engine speed NE and the intake pressure P as the engine load.
FIG. 6 shows a map in which the target water temperature TW is predetermined according to M, and FIG. 6 shows a map in which the water temperature decrease amount DT for correcting the target water temperature according to the knocking intensity IKN and the load change rate ΔPM is predetermined. .

【0025】まず、ステップ302では、現在の機関回
転速度NE及び吸気圧PMに基づき図5のマップを参照
することにより、NE及びPMに応じた目標水温TWを
算出する。次いで、ステップ304では、ノックセンサ
出力のピーク値SKNがバックグランドSBGと所定の
係数K2 との積より大きいか否かを判定する。SKN≦
SBG×K2 のときには、ノッキングが発生していない
か、又は発生していても点火時期の遅角のみでノッキン
グを回避した方が燃費の観点から有利であると判定され
るため、目標水温の補正を実施することなく、本ルーチ
ンを終了させる。
First, in step 302, a target water temperature TW corresponding to NE and PM is calculated by referring to the map shown in FIG. 5 based on the current engine speed NE and intake pressure PM. Then, in step 304, it is determined whether the peak value SKN the knock sensor output is greater than the product of the background SBG and a predetermined coefficient K 2. SKN ≦
When the SBG × K 2, since the person who knocking avoiding or not, or even if generated knocking only retarding the ignition timing generator is determined to be advantageous in terms of fuel consumption, the target water temperature This routine ends without performing the correction.

【0026】一方、SBG×K2 <SKNのときには、
ノッキングが発生しており、しかも、点火時期の遅角の
みに頼るだけでなく水温を低くすることによってもノッ
キングを回避した方が燃費の観点から有利であると判定
されるため、ステップ306以降の目標水温補正処理が
実行される。すなわち、ステップ306では、 IKN←SKN/SBG なる演算により、ノッキング強度IKNが求められる。
On the other hand, when SBG × K 2 <SKN,
Since knocking has occurred, and it is determined that avoiding knocking by lowering the water temperature as well as relying only on the retardation of the ignition timing is more advantageous from the viewpoint of fuel efficiency, Target water temperature correction processing is executed. That is, in step 306, the knocking strength IKN is obtained by the calculation of IKN ← SKN / SBG.

【0027】次いで、ステップ308では、算出された
ノッキング強度IKN及び現在の負荷変化率ΔPMに基
づき図6のマップを参照することにより、IKN及びΔ
PMに応じた水温低下量DTを算出する。図6のマップ
では、ノッキング強度IKNが大きいほど、水温低下量
DTは大きくなるように設定されている。また、負荷変
化率を考慮するのは、水温制御は一般に応答遅れを伴う
ため、水温が目標値に達してその効果がノッキング回避
に現れるまである程度の時間を要することに鑑み、過渡
的な状態に対して過剰な水温補正がなされるのを防ぐた
めである。したがって、図6のマップでは、ΔPMが大
きいほど、水温低下量DTは小さくなるように設定され
ている。
Next, in step 308, IKN and ΔKN are determined by referring to the map shown in FIG. 6 based on the calculated knocking intensity IKN and the current load change rate ΔPM.
The water temperature decrease amount DT according to the PM is calculated. In the map of FIG. 6, the water temperature drop amount DT is set to increase as the knocking intensity IKN increases. In addition, considering the load change rate, since the water temperature control generally involves a response delay, it takes some time for the water temperature to reach the target value and its effect appears to avoid knocking. This is to prevent excessive water temperature correction from being performed. Therefore, in the map of FIG. 6, the water temperature decrease amount DT is set to be smaller as ΔPM is larger.

【0028】最後のステップ310では、ステップ30
2で求められた目標水温TWを水温低下量DTだけ減少
補正することにより、最終的な目標水温TWを決定す
る。そして、別途実行されるルーチンにより、水温セン
サ60によって検出される冷却水温値THWが目標水温
TWに維持されるように、前述した冷却ファン54及び
/又は流路切替バルブ56が制御されることとなる。
In the last step 310, step 30
The final target water temperature TW is determined by reducing and correcting the target water temperature TW obtained in 2 by the water temperature decrease amount DT. The cooling fan 54 and / or the flow path switching valve 56 are controlled by a separately executed routine so that the coolant temperature THW detected by the coolant temperature sensor 60 is maintained at the target coolant temperature TW. Become.

【0029】図7は、他の実施形態に係る水温制御ルー
チンの処理手順を示すフローチャートである。ステップ
402及び404は、図4のステップ302及び304
とそれぞれ同一である。そして、ステップ404でSK
N≦SBG×K2 と判定されるときには、ステップ40
6に進み、後述するノッキング強度累積値AIKNを0
にクリアして本ルーチンを終了する。一方、ステップ4
04でSBG×K2 <SKNと判定されるときには、ス
テップ408に進み、図4のステップ306と同様にノ
ッキング強度IKNを算出する。
FIG. 7 is a flowchart showing a processing procedure of a water temperature control routine according to another embodiment. Steps 402 and 404 correspond to steps 302 and 304 in FIG.
And are respectively the same. Then, at step 404, SK
When it is determined that N ≦ SBG × K 2 , step 40
6, the knocking strength accumulated value AIKN described later is set to 0.
And the routine ends. Step 4
When it is determined in S04 that SBG × K 2 <SKN, the process proceeds to step 408, and the knocking intensity IKN is calculated as in step 306 of FIG.

【0030】次いで、ステップ410では、 AIKN←AIKN+IKN なる演算により、ノッキング強度累積値AIKNを更新
する。次いで、412では、更新されたノッキング強度
累積値AIKNが所定値L0 を超えたか否かを判定し、
超えているときのみ、ステップ414及び416を実行
する。ステップ414及び416は、図4のステップ3
08及び310とそれぞれ同一である。このように、一
時的なノッキング強度だけでは水温補正を行わず、累積
値に基づいて水温補正を行うことにより、信頼性が向上
し、ノッキング頻度に応じた適切な水温補正を実現する
ことができる。
Next, at step 410, the cumulative knocking intensity value AIKN is updated by the calculation of AIKN ← AIKN + IKN. Then, in 412, the updated knock intensity cumulative value AIKN it is determined whether more than a predetermined value L 0,
Only when it is exceeded, steps 414 and 416 are executed. Steps 414 and 416 correspond to step 3 in FIG.
08 and 310 respectively. As described above, by performing the water temperature correction based on the accumulated value without performing the water temperature correction only with the temporary knocking intensity, reliability is improved, and appropriate water temperature correction according to the knocking frequency can be realized. .

【0031】以上のように水温制御にて水温を低下させ
ることにより、ノッキングが発生しにくくなり、その結
果として、図3における点火時期制御においては、点火
時期が進角せしめられることとなる。
As described above, by lowering the water temperature by the water temperature control, knocking is less likely to occur, and as a result, in the ignition timing control in FIG. 3, the ignition timing is advanced.

【0032】なお、図3の点火時期制御ルーチンにおけ
る点火時期遅角量RKNは、ノッキング強度を反映した
値となっている。そこで、目標水温値を補正する際、ノ
ックセンサ68の出力のピーク値SKNに代えて、点火
時期制御ルーチンにおいて決定された点火時期遅角量R
KNをノッキング強度として使用することができる。す
なわち、図6に示されるマップに代えて、図8に示され
るように、点火時期遅角量RKN及び負荷変化率ΔPM
に応じて目標水温を補正するための水温低下量DTを予
め定めておいてもよい。
The ignition timing retard amount RKN in the ignition timing control routine of FIG. 3 is a value reflecting the knocking intensity. Therefore, when correcting the target water temperature value, the ignition timing retard amount R determined in the ignition timing control routine is replaced with the peak value SKN of the output of knock sensor 68.
KN can be used as knocking strength. That is, instead of the map shown in FIG. 6, as shown in FIG. 8, the ignition timing retard amount RKN and the load change rate ΔPM
May be set in advance in order to correct the target water temperature in accordance with.

【0033】図9は、本発明の効果を説明すべく、水温
をパラメータとして点火進角度SAと燃料消費率SFC
(Specific Fuel Consumption)[g/kWh]との関係を示す特
性図である。水温がT2 の場合において点火進角度がS
2 でノッキングが発生したとき、水温をT2 に維持し
たまま点火進角度をSA1 まで遅角せしめることにより
ノッキングを回避しうるとすると、燃料消費率はC1
らC3 まで上昇し、C 3 −C1 だけ燃料消費率が悪化す
る。一方、点火進角度をA2 に維持したまま水温をT2
からT1 まで下げることによりノッキングを回避しうる
ならば、燃料消費率の悪化はC2 −C1 だけで済み、C
3 −C2 だけ燃料消費率の悪化分が減じられることとな
る。
FIG. 9 is a graph showing the effect of the present invention on the water temperature.
Advance angle SA and fuel consumption rate SFC using
(Specific Fuel Consumption) [g / kWh]
FIG. Water temperature is TTwoThe ignition advance angle is S
ATwoWhen knocking occurs atTwoKeep in
The ignition advance angle is SA1By delaying until
Assuming that knocking can be avoided, the fuel consumption rate is C1Or
La CThreeRise to C Three-C1Only the fuel consumption rate gets worse
You. On the other hand, if the ignition advance angle is ATwoWater temperature while maintaining atTwo
To T1Knocking can be avoided by lowering
Then, the deterioration of fuel consumption rate is CTwo-C1Only need, C
Three-CTwoOnly the deterioration of the fuel consumption rate will be reduced.
You.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る、内
燃機関の冷却装置によれば、点火時期遅角による燃費悪
化と水温低下による燃費悪化とを考慮して燃費悪化を可
能な限り抑制したノッキング制御が実現される。
As described above, according to the cooling device for an internal combustion engine according to the present invention, fuel economy deterioration is suppressed as much as possible in consideration of fuel economy deterioration due to ignition timing retard and water temperature deterioration. Knocking control is realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係る冷却装置を備えた電
子制御式内燃機関の全体概要図である。
FIG. 1 is an overall schematic diagram of an electronically controlled internal combustion engine including a cooling device according to an embodiment of the present invention.

【図2】ECUにて実行されるノックセンサバックグラ
ンド処理ルーチンの手順を示すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing a procedure of a knock sensor background processing routine executed by an ECU.

【図3】ECUにて実行される点火時期制御ルーチンの
処理手順を示すフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure of an ignition timing control routine executed by an ECU.

【図4】ECUにて実行される水温制御ルーチンの処理
手順を示すフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure of a water temperature control routine executed by an ECU.

【図5】機関回転速度NE及び機関負荷としての吸気圧
PMに応じて目標水温TWを予め定めたマップを示す図
である。
FIG. 5 is a diagram showing a map in which a target water temperature TW is determined in advance according to an engine speed NE and an intake pressure PM as an engine load.

【図6】ノッキング強度IKN及び負荷変化率ΔPMに
応じて目標水温を補正するための水温低下量DTを予め
定めたマップを示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a map in which a water temperature decrease amount DT for correcting a target water temperature according to knocking intensity IKN and load change rate ΔPM is predetermined.

【図7】他の実施形態に係る水温制御ルーチンの処理手
順を示すフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart showing a processing procedure of a water temperature control routine according to another embodiment.

【図8】点火時期遅角量RKN及び負荷変化率ΔPMに
応じて目標水温を補正するための水温低下量DTを予め
定めたマップを示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a map in which a water temperature decrease amount DT for correcting a target water temperature according to an ignition timing retard amount RKN and a load change rate ΔPM is predetermined.

【図9】水温をパラメータとして点火進角度SAと燃料
消費率SFCとの関係を示す特性図である。
FIG. 9 is a characteristic diagram showing a relationship between an ignition advance angle SA and a fuel consumption rate SFC using a water temperature as a parameter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…内燃機関 12…シリンダブロック 14…シリンダヘッド 16…シリンダ 18…ピストン 20…燃焼室 22…吸気バルブ 24…排気バルブ 26…エアクリーナ 28…スロットルバルブ 30…サージタンク 32…吸気マニホルド 34…吸気通路 36…インジェクタ 38…スパークプラグ 40…イグナイタ 42…点火ディストリビュータ 44…排気通路 46…ウォータポンプ 48…往流路 50…ラジエータ 52…復流路 54…冷却ファン 56…流路切替バルブ 58…バイパス流路 60…水温センサ 62…吸気圧センサ 64…クランク基準位置センサ 66…クランク角センサ 68…ノックセンサ 70…機関電子制御装置(エンジンECU) DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Internal combustion engine 12 ... Cylinder block 14 ... Cylinder head 16 ... Cylinder 18 ... Piston 20 ... Combustion chamber 22 ... Intake valve 24 ... Exhaust valve 26 ... Air cleaner 28 ... Throttle valve 30 ... Surge tank 32 ... Intake manifold 34 ... Intake passage 36 ... Injector 38 ... Spark plug 40 ... Igniter 42 ... Ignition distributor 44 ... Exhaust passage 46 ... Water pump 48 ... Outgoing passage 50 ... Radiator 52 ... Return passage 54 ... Cooling fan 56 ... Flow passage switching valve 58 ... By-pass passage 60 ... water temperature sensor 62 ... intake pressure sensor 64 ... crank reference position sensor 66 ... crank angle sensor 68 ... knock sensor 70 ... engine electronic control unit (engine ECU)

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02D 45/00 312 F02D 45/00 312Q 345 345B F02P 5/152 F02P 5/15 D 5/153 (72)発明者 中川 靖規 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 Fターム(参考) 3G022 DA02 EA02 FA01 GA01 GA05 GA07 GA09 GA13 3G084 BA17 BA30 DA02 DA38 EA08 EC02 FA11 FA20 FA25 FA38Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) F02D 45/00 312 F02D 45/00 312Q 345 345B F02P 5/152 F02P 5/15 D 5/153 (72) Inventor Nakagawa Yasuki No. 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture F-term in Toyota Motor Corporation (reference) 3G022 DA02 EA02 FA01 GA01 GA05 GA07 GA09 GA13 3G084 BA17 BA30 DA02 DA38 EA08 EC02 FA11 FA20 FA25 FA38

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内燃機関の運転領域を検出する運転領域
検出手段と、 運転領域に対応して内燃機関の冷却水の目標水温値を予
め定めた目標水温値マップと、 検出された運転領域と前記目標水温値マップとに基づい
て内燃機関の冷却水の温度を制御する水温制御手段と、 内燃機関のノッキング強度を検出するノッキング強度検
出手段と、 検出されたノッキング強度に基づいて基本点火時期から
の点火時期遅角量を決定して内燃機関の点火時期を制御
する点火時期制御手段と、 検出されたノッキング強度に応じて現在の運転領域の目
標水温値を補正する目標水温値補正手段と、 を具備する、内燃機関の冷却装置。
An operating region detecting means for detecting an operating region of the internal combustion engine; a target water temperature value map in which a target water temperature value of cooling water for the internal combustion engine is predetermined corresponding to the operating region; Water temperature control means for controlling the temperature of the cooling water of the internal combustion engine based on the target water temperature value map; knocking intensity detection means for detecting the knocking intensity of the internal combustion engine; and a basic ignition timing based on the detected knocking intensity. Ignition timing control means for controlling the ignition timing of the internal combustion engine by determining the ignition timing retard amount of the internal combustion engine; target water temperature value correction means for correcting the target water temperature value of the current operation region according to the detected knocking intensity; A cooling device for an internal combustion engine, comprising:
【請求項2】 前記目標水温値補正手段は、検出された
ノッキング強度が所定値以上のときのみ目標水温値を補
正する、請求項1に記載の内燃機関の冷却装置。
2. The cooling device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein said target water temperature value correction means corrects the target water temperature value only when the detected knocking intensity is equal to or more than a predetermined value.
【請求項3】 前記目標水温値補正手段は、検出された
ノッキング強度に加えて内燃機関の負荷の変化率にも応
じて目標水温値を補正する、請求項1に記載の内燃機関
の冷却装置。
3. The cooling device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the target water temperature value correction means corrects the target water temperature value in accordance with the detected knocking intensity and a change rate of a load of the internal combustion engine. .
【請求項4】 前記目標水温値補正手段は、検出された
ノッキング強度の累積値が所定値を超えたときに目標水
温値を補正する、請求項1に記載の内燃機関の冷却装
置。
4. The cooling device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the target water temperature value correction means corrects the target water temperature value when the detected cumulative value of the knocking intensity exceeds a predetermined value.
【請求項5】 前記目標水温値補正手段は、前記ノッキ
ング強度検出手段によって検出されたノッキング強度に
代えて、前記点火時期制御手段によって決定された点火
時期遅角量をノッキング強度として使用する、請求項1
から請求項4までのいずれか1項に記載の内燃機関の冷
却装置。
5. The target water temperature value correction means uses an ignition timing retard amount determined by the ignition timing control means as the knocking intensity, instead of the knocking intensity detected by the knocking intensity detection means. Item 1
The cooling device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4.
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