JP2017089585A - Control method and device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の制御方法及び車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle control method and a vehicle control apparatus.
特許文献1には、内燃機関のノッキングを防止するために、ノッキングが発生すると点火時期をリタードするとともに、内燃機関の冷却水循環路内の冷却水流量を増加させて、内燃機関を燃焼室の壁温を低下させる技術が開示されている。 In Patent Document 1, in order to prevent knocking of the internal combustion engine, when knocking occurs, the ignition timing is retarded, and the flow rate of cooling water in the cooling water circulation path of the internal combustion engine is increased, so that the internal combustion engine is connected to the wall of the combustion chamber. A technique for reducing the temperature is disclosed.
しかしながら、点火時期をリタードすると排気温度は上昇することになる。そのため、特許文献1においては、点火時期をリタードさせた際に、高温となった排気から排気系部品を保護するために燃料増量を実施して排気温度を低下させなければならない虞がある。つまり、点火時期のリタードにより上昇した排気温度を低下させるために燃費が悪化してしまう虞があり、内燃機関のノッキング対策と内燃機関の燃費対策とを両立させる上で、更なる改善の予知がある。 However, when the ignition timing is retarded, the exhaust temperature rises. Therefore, in Patent Document 1, when the ignition timing is retarded, there is a possibility that the fuel temperature must be increased to lower the exhaust gas temperature in order to protect the exhaust system parts from the exhaust gas that has become hot. In other words, there is a risk that the fuel efficiency will deteriorate because the exhaust temperature that has risen due to the retard of the ignition timing is lowered, and there is a prediction of further improvement in achieving both knocking countermeasures for the internal combustion engine and fuel consumption countermeasures for the internal combustion engine. is there.
本発明の車両の制御方法は、内燃機関の点火時期をリタードさせるほど、シリンダヘッドの排気ポート側を冷却する第1ウォータジャケットの冷却水流量を増加させることを特徴としている。 The vehicle control method of the present invention is characterized in that the coolant flow rate of the first water jacket for cooling the exhaust port side of the cylinder head is increased as the ignition timing of the internal combustion engine is retarded.
本発明によれば、点火時期のリタードによる排気温度の上昇を第1ウォータジャケットへの冷却水流量の増量によって抑制し、燃料増量による燃費悪化を回避しつつ、排気系部品を保護することができる。 According to the present invention, it is possible to protect exhaust system components while suppressing an increase in the exhaust gas temperature due to the retard of the ignition timing by increasing the coolant flow rate to the first water jacket and avoiding deterioration in fuel consumption due to the increased fuel amount. .
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明が適用された内燃機関1及びその吸排気系の概略を模式的に示した説明図である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view schematically showing an outline of an internal combustion engine 1 to which the present invention is applied and its intake and exhaust system.
内燃機関1は、燃料噴射弁2によって燃焼室3内に直接燃料を噴射することが可能となっており、燃焼室3内に噴射された燃料は点火プラグ4によって点火される。燃焼室3には、吸気弁5を介して吸気通路6が接続され、排気弁7を介して排気通路8が接続されている。燃料噴射弁2には、高圧燃料ポンプ9により高圧の燃料が供給されている。高圧燃料ポンプ9には、図外の燃料タンクから燃料が供給される。
The internal combustion engine 1 can directly inject fuel into the
この内燃機関1においては、エンジンオイルの油温が油温センサ11によって検出され、内燃機関1の冷却水の温度が水温センサ12によって検出され、運転者により操作されるアクセルペダル(図示せず)の開度(踏込量)がアクセル開度センサ13によって検出され、クランクシャフト14のクランク角度がクランク角センサ15によって検出され、内燃機関1のノッキングがノックセンサ16によって検出される。クランク角センサ15は、エンジン回転数(機関回転数)を検出可能なものである。
In this internal combustion engine 1, the oil temperature of the engine oil is detected by an oil temperature sensor 11, the temperature of the cooling water of the internal combustion engine 1 is detected by a
内燃機関1は、排気タービン22とコンプレッサ23とを同軸上に備えた容量可変型の過給機21を有している。この過給機21は、ウェイストゲート弁24の開度を調整して運転状態に応じた最適な過給圧を提供するよう構成されている。
The internal combustion engine 1 includes a variable capacity supercharger 21 that is provided with an
排気タービン22の下流側の排気通路8には、排気浄化用の触媒として三元触媒25が配置されている。三元触媒25の下流側には消音器26が配置されている。
A three-
三元触媒25の上流側には、排気空燃比を検出するA/Fセンサ27と排気温度を検出する排気温度センサ28が配置され、三元触媒25と消音器26の間には、酸素センサ29が配置されている。ここで、A/Fセンサ27は、排気空燃比に応じたほぼリニアな出力特性を有するいわゆる広域型空燃比センサであり、酸素センサ29は、理論空燃比付近の狭い範囲で出力電圧がON/OFF(リッチ、リーン)的に変化して、空燃比のリッチ、リーンのみを検出するセンサである。
An A /
吸気通路6は、エアクリーナ31を備え、その下流側には吸入空気量を検出するエアフローメータ32、上述した過給機21のコンプレッサ23、過給された高温の空気を冷却するインタークーラ33、スロットル弁34及び吸気コレクタ35が設けられている。スロットル弁34の弁開度は、スロットル開度センサ36によって検出される。
The intake passage 6 includes an
また、吸気通路6には、コンプレッサ23をバイパスするようにバイパス通路37が接続されている。バイパス通路37には、過給空気のリサーキュレーションを行うリサーキュレーション弁38が設けられている。
Further, a
内燃機関1は、排気還流(EGR)が実施可能な構成となっている。すなわち、排気通路8と吸気通路6との間には、両者に連通するEGR通路41が設けられている。EGR通路41は、その一端が三元触媒25と消音器26の間の位置で排気通路8に接続され、その他端がエアクリーナ31の下流側となりコンプレッサ23の上流側となる位置で吸気通路6に接続され、過給時であっても排気の一部を吸気通路6に還流させることが可能な構成となっている。このEGR通路41には、EGR制御弁42とEGRクーラ43とが直列に配置されている。EGR制御弁42の弁開度は、コントロールユニット51によって制御され、運転条件に応じた所定のEGR率を得るようになっている。
The internal combustion engine 1 is configured to perform exhaust gas recirculation (EGR). That is, an EGR
コントロールユニット51は、CPU、ROM、RAM等を含んで構成されるマイクロコンピュータを備えている。コントロールユニットには、上述した各種センサ類で検出された信号等が入力されている。コントロールユニット51は、これら各種入力信号に基づいて、燃料噴射弁2の燃料噴射量や燃料噴射時期、点火プラグ4による点火時期、スロットル弁34の開度、EGR制御弁42の開度等を制御している。
The
内燃機関1のシリンダヘッド52は、アルミニウム合金等の金属材料からなり、図2に示すように、内部に当該シリンダヘッド52を冷却するための第1ウォータジャケット53及び第2ウォータジャケット54が互いに独立するよう形成される。
The
第1ウォータジャケット53は、シリンダヘッド52の排気ポート55の周囲に形成される。本実施例におけるシリンダヘッド52は、各気筒56の排気を集合させる排気マニホールド部57を一体に鋳造したものであって、第1ウォータジャケット53が排気マニホールド部57の周囲にも形成されている。第2ウォータジャケット54は、シリンダヘッド52の吸気ポート58の周囲に形成される。第1、第2ウォータジャケット53、54には、図2に矢示する方向に冷却水が通流する。
The
内燃機関1のシリンダブロック59は、アルミニウム合金等の金属材料からなり、図1に示すように、内部に当該シリンダブロック59を冷却するための第3ウォータジャケット60が形成される。第3ウォータジャケット60は、シリンダブロック59のシリンダボア61の周囲に形成される。
The
図3に示すように、第1、第2、第3ウォータジャケット53、54、60に供給される冷却水は、内燃機関1により駆動されるウォータポンプ62により、第1、第2、第3ウォータジャケット53、54、60を含む循環経路63内を循環する。
As shown in FIG. 3, the cooling water supplied to the first, second, and
循環経路63は、互いの関係が並列となる第1、第2、第3冷却水通路64、65、66と、第1冷却水通路64に配置した第1ウォータジャケット53及び制御弁としての第1流量制御弁67と、第2冷却水通路65に配置した第2ウォータジャケット54及び制御弁としての第2流量制御弁68と、第3冷却水通路66に配置した第3ウォータジャケット60及び制御弁としての第3流量制御弁69と、を有している。
The
第1流量制御弁67は、電子制御式の電磁弁であり、第1ウォータジャケット53の下流側に設けられている。第2流量制御弁68は、電子制御式の電磁弁であり、第2ウォータジャケット54の下流側に設けられている。第3流量制御弁69は、電子制御式の電磁弁であり、第3ウォータジャケット60の下流側に設けられている。
The first
第1、第2、第3流量制御弁67、68、69は、コントロールユニット51によって、その開度が連続的あるいは段階的に変化するよう制御される。
The first, second, and third
過給機21を備えた内燃機関1においては、全負荷に近い高負荷域で排気温度が高くなる。このような場合、排気系部品の保護のため排気温度を下げる必要がある。このとき、実用燃費向上のためには、排気マニホールド等を冷却水で冷却し排気温度を低下させることなる。 In the internal combustion engine 1 provided with the supercharger 21, the exhaust temperature becomes high in a high load region close to the full load. In such a case, it is necessary to lower the exhaust temperature to protect the exhaust system parts. At this time, in order to improve the practical fuel consumption, the exhaust manifold and the like are cooled with cooling water to lower the exhaust temperature.
しかしながら、排気温度は、点火時期のリタードによっても上昇する。すなわち、ノッキング防止のために点火時期をリタードすると、リタード量が大きくなるほど排気温度は上昇する。点火時期のリタード量は、コントロールユニット51内でノックセンサ16の情報に基づいて演算され常に把握できるものの、燃料(ガソリン)の性状、吸気温度、湿度等の環境の変化によって大幅に変化するため事前に定量化しておくことは難しい。
However, the exhaust temperature also rises due to the ignition timing retard. That is, when the ignition timing is retarded to prevent knocking, the exhaust temperature increases as the retard amount increases. The retard amount of the ignition timing is calculated based on the information of the
そこで、本実施例においては、図4に示すように、点火時期のリタード量が大きくなるほど、第1ウォータジャケット53の冷却水流量を増加させる。詳述すると、第1、第2、第3流量制御弁67、68、69の開度を制御して、点火時期のリタード量が大きくなるほど、第1ウォータジャケット53の冷却水流量を増加させる。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, the coolant flow rate of the
これによって、点火時期のリタードによって排気温度が上昇するほど、第1ウォータジャケット53への冷却水流量を相対的に増量して排気の冷却を促進することができる。すなわち、環境の変化によりノック特性が変化しても、点火時期のリタード量に応じて第1ウォータジャケット53への冷却水流量を増量することで対応できる。
Accordingly, as the exhaust gas temperature increases due to the ignition timing retard, the cooling water flow rate to the
そのため、排気温度が高くなるような運転条件で点火時期をリタードしても、内燃機関1から排出される排気の温度が過度に高くなることを抑制することができ、燃料増量による燃費悪化を回避しつつ三元触媒25等の排気系部品を保護することができる。
Therefore, even if the ignition timing is retarded under an operating condition in which the exhaust gas temperature becomes high, the temperature of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 1 can be prevented from becoming excessively high, and fuel consumption deterioration due to fuel increase can be avoided. In addition, exhaust system components such as the three-
図5は、上述した実施例における点火時期のリタードに関する制御の流れを示すフローチャートである。 FIG. 5 is a flowchart showing a flow of control relating to ignition timing retard in the above-described embodiment.
S1では、内燃機関1にノッキングが発生しているか否かを判定し、ノッキングが発生している場合にはS2へ進み、ノッキングが発生していない場合には今回のルーチンを終了する。S2では、点火時期をリタードする。すなわち、運転状態(例えば機関回転数と負荷)に応じて決まる基準点火時期を遅角側に補正する。具体的には、現在の点火時期を予め設定された所定量だけリタードする。S3では、基準点火時期に対するリタード量に応じて第1ウォータジャケット53の冷却水流量を増加させる。
In S1, it is determined whether or not knocking has occurred in the internal combustion engine 1. If knocking has occurred, the process proceeds to S2, and if knocking has not occurred, the current routine is terminated. In S2, the ignition timing is retarded. That is, the reference ignition timing determined according to the operating state (for example, engine speed and load) is corrected to the retard side. Specifically, the current ignition timing is retarded by a predetermined amount. In S3, the coolant flow rate of the
なお、第1ウォータジャケット53の冷却水流量は、第1、第2、第3流量制御弁67、68、69の全てではなく、例えば第1、第2流量制御弁67、68のみを用いることや、第2、第3流量制御弁68、69のみを用いることでも制御可能である。従って、第1、第2、第3流量制御弁67、68、69のうち1つまたは2つの流量制御弁を省略しても、第1ウォータジャケット53の冷却水流量の制御は可能である。
The cooling water flow rate of the
上述した実施例おいて、循環経路63内には互いの関係が並列な3つの冷却水流路64、65、66が設定されるが、循環経路63は、第1ウォータジャケット53が配置される第1冷却水通路64との関係が並列となる別の冷却水通路が1つ以上あるものであれば、第1冷却水通路64以外の冷却水通路の冷却水流量を減少させることで、第1冷却水通路64の冷却水流量を増加させることが可能である。
In the embodiment described above, three cooling
つまり、本発明は、例えば、第1冷却水通路64に対して、第2ウォータジャケット54が配置される第2冷却水通路65と第2ウォータジャケット54が配置される第3冷却水通路66とを直列に接続した冷却水通路が並列の関係となるように循環経路を構成したものにも適用可能である。この場合には、例えば、第2冷却水通路65と第3冷却水通路66とを直列に接続した冷却水通路の冷却水流量を減少させることで、第1ウォータジャケット53の冷却水流量を増加させることができる。
That is, in the present invention, for example, the second
上述した実施例において、ウォータポンプ62は、内燃機関1によって駆動されるものであったが、吐出量を可変可能な例えば電動のウォータポンプを用いることも可能である。この場合、点火時期のリタード量が増加するほど、電動のウォータポンプの吐出量を増加させることで、第1ウォータジャケット53の冷却水流量を増加させることが可能である。つまり、吐出量を可変可能なウォータポンプを用いることで、第1、第2、第3流量制御弁67、68、69を設けることなく、第1ウォータジャケット53の冷却水流量を増加させることが可能となる。
In the embodiment described above, the
また、上述した実施例の内燃機関1は、シリンダヘッド52に排気マニホールド部57が一体に鋳造されているが、シリンダヘッド52に対して別体の排気マニホールドが取り付けられる内燃機関に対しても本発明は適用可能である。すなわち、第1ウォータジャケット53がシリンダヘッド52の各気筒56の排気ポート55の周囲にのみ形成された内燃機関に対しても、本発明は適用可能である。
In the internal combustion engine 1 of the above-described embodiment, the
但し、上述した実施例のように、第1ウォータジャケット53がシリンダヘッド52の各気筒56の排気ポート55の周囲及び排気マニホールド部57の周囲に形成されていれば、第1ウォータジャケット53がシリンダヘッド52の各気筒56の排気ポート55の周囲にのみ形成されている場合に比べ、第1ウォータジャケット53における冷却水と排気との間の熱交換が一層促進される。
However, as in the above-described embodiment, if the
また、上述した実施例において、排気温度が高くなる全負荷に近い高負荷域において点火時期をリタードした場合に、点火時期のリタード量が大きくなるほど、第1ウォータジャケット53の冷却水流量を増加させるようにしてもよい。これは、過給機21を有する内燃機関1では、全負荷に近い高負荷域での排気温度が基準点火時期でも高くなっているためである。これにより、点火時期をリタードした際に、排気温度が最も高くなるような条件下で、排気系部品を確実に保護することができる。
Further, in the above-described embodiment, when the ignition timing is retarded in a high load region near the full load where the exhaust gas temperature is high, the coolant flow rate of the
上述した実施例では、内燃機関1が過給機21を備えているが、本願発明は自然吸気の内燃機関に対しても適用可能である。 In the embodiment described above, the internal combustion engine 1 includes the supercharger 21, but the present invention is applicable to a naturally aspirated internal combustion engine.
1…内燃機関
16…ノックセンサ
21…過給機
22…排気タービン
23…コンプレッサ
25…三元触媒
51…コントロールユニット
52…シリンダヘッド
53…第1ウォータジャケット
54…第2ウォータジャケット
55…排気ポート
57…排気マニホールド部
58…吸気ポート
62…ウォータポンプ
63…循環経路
64…第1冷却水通路
65…第2冷却水通路
67…第1流量制御弁
68…第2流量制御弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (6)
上記シリンダヘッドの吸気ポート側を冷却する第2ウォータジャケットと、
燃焼室内の混合気に点火する点火プラグと、を有する車両の制御方法であって、
点火時期のリタード量が大きくなるほど上記第1ウォータジャケットの冷却水流量を増加させることを特徴とする車両の制御方法。 A first water jacket for cooling the exhaust port side of the cylinder head;
A second water jacket for cooling the intake port side of the cylinder head;
A spark plug for igniting an air-fuel mixture in a combustion chamber,
A method for controlling a vehicle, characterized by increasing the coolant flow rate of the first water jacket as the retard amount of the ignition timing increases.
上記制御弁の開度を制御して、点火時期のリタード量が大きくなるほど上記第1ウォータジャケットの冷却水流量が増加させることを特徴とする請求項1に記載の車両の制御方法。 A control valve for controlling the cooling water flow rate of the first water jacket;
2. The vehicle control method according to claim 1, wherein the opening of the control valve is controlled, and the coolant flow rate of the first water jacket is increased as the retard amount of the ignition timing is increased.
上記ウォータポンプの吐出量を増加させて、点火時期のリタード量が大きくなるほど上記第1ウォータジャケットの冷却水流量が増加させることを特徴とする請求項1に記載の車両の制御方法。 A variable capacity water pump for supplying cooling water to the first water jacket and the second water jacket;
2. The vehicle control method according to claim 1, wherein the discharge amount of the water pump is increased, and the coolant flow rate of the first water jacket is increased as the retard amount of the ignition timing is increased.
上記シリンダヘッドの吸気ポート側を冷却する第2ウォータジャケットと、
燃焼室内の混合気に点火する点火プラグと、を有し、
内燃機関にノッキングが発生すると上記点火プラグによる点火時期をリタードするとともに、点火時期のリタード量が大きくなるほど上記第1ウォータジャケットの冷却水流量を増加させることを特徴とする車両の制御装置。 A first water jacket for cooling the exhaust port side of the cylinder head;
A second water jacket for cooling the intake port side of the cylinder head;
An ignition plug for igniting the air-fuel mixture in the combustion chamber,
A control apparatus for a vehicle, characterized in that when knocking occurs in an internal combustion engine, the ignition timing by the ignition plug is retarded, and the coolant flow rate of the first water jacket is increased as the retard amount of the ignition timing increases.
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Cited By (1)
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JP7418936B2 (en) | 2021-10-01 | 2024-01-22 | ダイハツ工業株式会社 | Control device |
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2015
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