JP3823432B2

JP3823432B2 - Knock prevention device for internal combustion engine

Info

Publication number: JP3823432B2
Application number: JP9560297A
Authority: JP
Inventors: 直樹永田; 京彦黒田; 英樹鈴木
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1997-04-14
Filing date: 1997-04-14
Publication date: 2006-09-20
Anticipated expiration: 2017-04-14
Also published as: JPH10288138A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関のノッキング防止装置に関するもので、特に、内燃機関の負荷に応じて冷却水温を変更自在な水温制御機構を具備するものにおける内燃機関のノッキング防止装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関のノッキング防止装置に関連する先行技術文献としては、実開昭５８−２０３７９号公報にて開示されたものが知られている。このものでは、内燃機関の冷却水温を低負荷走行時には高く維持して摩擦ロスを少なくし燃費を向上すると共に、高負荷走行時には低く維持して内燃機関のノッキングを防止する水温制御機構（冷却装置）を具備するものであって、低負荷走行から高負荷走行への移行直後の所定時間、点火時期を遅角させ内燃機関のノッキングを防止する技術が示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述のものでは、内燃機関の負荷に応じて水温制御し、低負荷走行から高負荷走行に移行した直後に予め決められたタイミングで予め決められた期間だけ遅角制御を行うと、時として出力不足に起因するドライバビリティ(Drivability）の悪化を招くという不具合があった。
【０００４】
そこで、この発明はかかる不具合を解決するためになされたもので、内燃機関の負荷に応じて冷却水温を変更自在な水温制御機構による水温制御状態及び負荷の変動を考慮して適応制御することでドライバビリティの悪化を招くことなく内燃機関のノッキングを防止可能な内燃機関のノッキング防止装置の提供を課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の内燃機関のノッキング防止装置によれば、水温制御機構で高水温制御されているときには、冷却ファン制御手段で冷却ファンが積極的に制御されラジエータの出口水温が低水温制御時の冷却水温より低くなるように冷却される。これにより、低水温制御にいつ移行されても低い冷却水温を用いて直ちに内燃機関が効率よく冷却できるため、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ことができる。
【０００６】
請求項２の内燃機関のノッキング防止装置によれば、水温制御機構で高水温制御時の高負荷走行であるときには、吸気充填効率制御手段でスロットルバルブの開弁速度が遅くされ、内燃機関における吸気充填効率が低下されることで、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ことができる。
【０００７】
請求項３の内燃機関のノッキング防止装置によれば、水温制御機構で高水温制御時の高負荷走行であるときには、吸気充填効率制御手段で吸気バルブの閉タイミングが早められ、内燃機関における吸気充填効率が低下されることで、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ことができる。
【０００８】
請求項４の内燃機関のノッキング防止装置によれば、水温制御機構で高水温制御時の高負荷走行、かつ、ノッキング検出手段でノッキングが検出されると、点火時期を遅角する遅角制御手段が含む遅角量変更手段で点火時期に対する遅角量が低水温制御時より大きく変更されたのち徐々に元に戻される。これにより、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ことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
【００１０】
〈説明事例１〉
図１は本発明の実施の形態の技術説明のための内燃機関のノッキング防止装置の全体構成を示す概略図である。
【００１１】
図１において、内燃機関１には吸気通路２と排気通路３とが接続されている。吸気通路２内の最上流側にはエアクリーナ４、その下流側にはスロットルバルブ５が配設され、吸気通路２の途中にはサージタンク６が設けられている。また、吸気通路２には内燃機関１の各気筒に燃料を供給するインジェクタ（燃料噴射弁）７が配設されている。そして、吸気通路２から吸気バルブ８を通って内燃機関１の燃焼室９内に導入された混合気は点火プラグ１０の火花点火により燃焼されたのち、排気バルブ１１を通って排気通路３側に排出される。この点火プラグ１０には内燃機関１のクランクシャフト（図示略）の回転位置に対応してイグナイタ１２で発生された高電圧を供給するディストリビュータ１３が接続されている。更に、スロットルバルブ５はアクセル操作量等に基づき駆動されるアクチュエータであるＤＣモータ１４と接続され、『電子スロットルシステム』と称するスロットル制御機構が構成されている。また、吸気バルブ８のカムシャフト１５には周知の可変バルブタイミング制御機構１６が接続され、後述のクランク角センサ３６からのクランク角信号とカムシャフト１５に配設されたカム角センサ（図示略）からのカム角信号に基づき内燃機関１の潤滑油を作動油としてスプールバルブ等の流量制御バルブ１７を介して可変バルブタイミング制御機構１６が駆動され内燃機関１のクランクシャフト（図示略）の回転角に対応するカムシャフト１５の相対回転角が変更される。
【００１２】
また、内燃機関１内の冷却水はウォータポンプ２１により往流路２２を介してラジエータ２３側に送出され、ラジエータ２３にて冷却されたのち復流路２４を介して内燃機関１に戻されることで所定温度に保持される。ここで、ラジエータ２３には冷却ファン２５が設けられており、必要に応じて駆動される。また、往流路２２の途中には流路切替バルブ２６が配設されており、内燃機関１の冷却水温を所定の温度に保持するためウォータポンプ２１により送出される冷却水のうちの所定量がラジエータ２３を通ることなく適宜バイパス流路２７を介して内燃機関１側に戻される。
【００１３】
吸気通路２の上流側のエアクリーナ４の直後には吸気温センサ３１が配設され、この吸気温センサ３１により吸気通路２内に導入される吸入空気の吸気温が検出される。また、スロットルバルブ５にはスロットル開度センサ３２が配設され、このスロットル開度センサ３２によりスロットルバルブ５のスロットル開度が検出される。そして、サージタンク６には吸気圧センサ３３が配設され、この吸気圧センサ３３により吸気通路２内の吸気圧が検出される。更に、内燃機関１には水温センサ３４が配設され、この水温センサ３４により内燃機関１の機関内水温（冷却水温）が検出される。また、ラジエータ２３の出口側には水温センサ３５が配設され、この水温センサ３５によりラジエータ２３の出口側のラジエータ出口水温が検出される。
【００１４】
また、ディストリビュータ１３にはクランク角センサ３６、気筒判別センサ３７が配設され、クランク角センサ３６により内燃機関１の機関回転速度、気筒判別センサ３７により内燃機関１の所定気筒タイミングが判別される。また、内燃機関１にはノックセンサ３８が配設され、ノックセンサ３８により内燃機関１からのノック信号が検出される。そして、排気通路３には酸素濃度センサ３９が配設され、排気ガス中の酸素濃度が検出される。
【００１５】
そして、吸気温センサ３１からの吸気温信号、スロットル開度センサ３２からのスロットル開度信号、吸気圧センサ３３からの吸気圧信号、水温センサ３４からの機関内水温信号、水温センサ３５からのラジエータ出口水温信号、クランク角センサ３６からの機関回転速度信号、気筒判別センサ３７からの気筒判別信号、ノックセンサ３８からのノック信号及び酸素濃度センサ３９からの酸素濃度信号等の各種センサ信号がＥＣＵ（Electronic Control Unit:電子制御装置）４０に入力される。
【００１６】
ＥＣＵ４０は、周知の中央処理装置としてのＣＰＵ４１、制御プログラムを格納したＲＯＭ４２、各種データを格納するＲＡＭ４３、Ｂ／Ｕ（バックアップ）ＲＡＭ４４等を中心に論理演算回路として構成され、各種センサからの検出信号を入力すると共に各種アクチュエータに制御信号を出力する入出力回路４５等に対しバス４６を介して接続されている。そして、ＥＣＵ４０からは入力された各種センサ信号に基づき、インジェクタ７に対して燃料噴射信号、イグナイタ１２に対して点火時期信号、流量制御バルブ１６に対して相対回転角フィードバック信号、冷却ファン２５に対して駆動信号及び流路切替バルブ２６に対して流路切替信号等がそれぞれ出力される。
【００１７】
次に、図１にかかる内燃機関のノッキング防止装置で使用されているＥＣＵ４０内のＣＰＵ４１における遅角量制御の処理手順を示す図２のフローチャートに基づき、図３のタイムチャートを参照して説明する。なお、この遅角量制御ルーチンは所定時間毎にＣＰＵ４１にて繰返し実行される。
【００１８】
図２において、まず、ステップＳ１０１で冷却水温が予め設定された所定値α以上であるかが判定される。ステップＳ１０１の判定条件が成立し、冷却水温が所定値α以上と高水温側に維持され高水温制御時であるとき（図３の時刻ｔ1以前に実線で示す）にはステップＳ１０２に移行し、内燃機関の負荷が予め設定された所定値β以上であるかが判定される。ここで、内燃機関の負荷の大きさは例えば、加速によるスロットル開度センサ３２からのスロットル開度信号や吸気圧センサ３３からの吸気圧信号等に基づき知ることができる。
【００１９】
ステップＳ１０２の判定条件が成立し、内燃機関の負荷が所定値β以上と高負荷走行であると判定されるとき（図３の時刻ｔ1〜時刻ｔ2）には、ステップＳ１０３に移行し、遅角量拡大制御判定フラグＸＫＣＳＨが「０」であるかが判定される。ステップＳ１０３の判定条件が成立し、遅角量拡大制御が実行されていないときには、ステップＳ１０４に移行し、遅角量がγだけ大きくされ（図３の時刻ｔ1〜時刻ｔ2に実線で示す）、かつその遅角量を元に戻すための遅角減衰量がδだけ小さくされる（図３の時刻ｔ2〜時刻ｔ4に実線で示す）。次にステップＳ１０５に移行して、遅角量の変更の最大許容量である遅角量ＭＡＸガード値がそのときの冷却水温に基づくマップ等から算出される。次にステップＳ１０６に移行して、遅角量拡大制御判定フラグＸＫＣＳＨが「１」とされ、本ルーチンを終了する。ここで、ステップＳ１０３の判定条件が成立せず、既に遅角量拡大制御が実行されているときには何もすることなく本ルーチンを終了する。
【００２０】
一方、ステップＳ１０１またはステップＳ１０２の判定条件が成立しないときにはステップＳ１０７に移行し、遅角量拡大制御判定フラグＸＫＣＳＨが「１」であるかが判定される。ステップＳ１０７の判定条件が成立し、既に遅角量拡大制御が実行されているときにはステップＳ１０８に移行し、遅角量がγだけ小さく、かつ遅角減衰量がδだけ大きくされる。次にステップＳ１０９に移行して、遅角量ＭＡＸガード値が元の値εに戻される。次にステップＳ１１０に移行して、遅角量拡大制御判定フラグＸＫＣＳＨが「０」とされ、本ルーチンを終了する。ここで、ステップＳ１０７の判定条件が成立せず、遅角量拡大制御が実行されていないときには、何もすることなく本ルーチンを終了する。なお、図３に破線で示すように、通常の遅角制御では遅角量拡大制御時のように遅角量が大きく変更されず、その遅角量を元に戻すための遅角減衰量も大きくされる。
【００２１】
してみれば、本実施例の内燃機関のノッキング防止装置は、内燃機関１の負荷に応じてラジエータ２３に導入する冷却水量を増減し、内燃機関１に対する冷却水温を低負荷走行時には高く、高負荷走行時には低く維持するため各種センサとしての水温センサ３４，３５、これらの信号が入力されるＥＣＵ４０、ＥＣＵ４０からの出力信号により制御されるアクチュエータとしての流路切替バルブ２６等にて構成される水温制御機構と、前記水温制御機構で内燃機関１に対する冷却水温を高水温側に維持する高水温制御時に高負荷走行に移行したときには冷却水温を低水温側に維持する低水温制御時より点火時期に対する遅角量を大きく変更したのち徐々に元に戻すＥＣＵ４０にて達成される遅角量変更手段とを具備する構成とすることができる。
【００２２】
即ち、水温制御機構で高水温制御されているときに加速等により高負荷走行に移行すると遅角量変更手段を達成するＥＣＵ４０にて点火時期に対する遅角量が低水温制御時より大きく変更されたのち徐々に元に戻される。これにより、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ことができる。
【００２３】
また、図２のフローチャートで制御する内燃機関のノッキング防止装置は、ＥＣＵ４０にて達成される遅角量変更手段が点火時期に対する遅角量を変更する際の最大許容量を冷却水温が高いときほど大きく設定するものである。つまり、冷却水温が高いときほど内燃機関１でノッキングが起き易いため、遅角量が大きく変更できるように最大許容量が大きく設定される。このように、点火時期に対する遅角量変更の最大許容量が冷却水温に対応して適切に設定され、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ことができる。
【００２４】
図４は、ノックセンサ３８によるノッキング検出に基づく点火時期遅角制御を示すフローチャートである。
【００２５】
図４において、まず、ステップＳ２０１でノッキングが発生しているかが判定される。ここで、ノッキング有無の判定は、例えば、特開平５−２６４４０５号公報に記載されているように、ノックセンサ３８により検出されたノッキング信号が所定の判定値以上のときにノッキングが発生していると判定する。ステップＳ２０１でノッキングが発生しているときにはステップＳ２０２に移行し、図２で算出された遅角量に基づいて点火時期が遅角され、本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ２０１でノッキングが発生していないときにはステップＳ２０３に移行し、点火時期を所定量進角させ、本ルーチンを終了する。
【００２６】
このように、図４のフローチャートで制御する内燃機関のノッキング防止装置は、内燃機関１の負荷に応じてラジエータ２３に導入する冷却水量を増減し、内燃機関１に対する冷却水温を低負荷走行時には高く、高負荷走行時には低く維持するため各種センサとしての水温センサ３４，３５、これらの信号が入力されるＥＣＵ４０、ＥＣＵ４０からの出力信号により制御されるアクチュエータとしての流路切替バルブ２６等にて構成される水温制御機構と、内燃機関１に発生したノッキングを検出するノッキング検出手段としてのノックセンサ３８と、ノックセンサ３８でノッキングが検出されたとき、点火時期を所定の遅角量、遅角するＥＣＵ４０にて達成される遅角制御手段とを備え、前記遅角制御手段は、前記水温制御機構で内燃機関１に対する冷却水温を高水温側に維持する高水温制御時に高負荷走行に移行し、かつ、ノックセンサ３８でノッキングが検出されたとき、冷却水温を低水温側に維持する低水温制御時より点火時期に対する遅角量を大きく変更したのち徐々に元に戻す遅角量変更手段を備えるものである。
【００２７】
即ち、水温制御機構で高水温制御時の高負荷走行、かつ、ノックセンサ３８でノッキングが検出されると、点火時期を遅角する遅角制御手段を達成するＥＣＵ４０が含む遅角量変更手段で点火時期に対する遅角量が低水温制御時より大きく変更されたのち徐々に元に戻される。これにより、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ことができる。
【００２８】
ところで、上記事例では、点火時期に対する遅角量を大きく変更したのち徐々に元に戻すため遅角減衰量を小さくするようにしているが、遅角減衰時間を長くすることで徐々に戻してもよい。
【００２９】
なお、本事例においては、ノッキングをノックセンサ３８の出力を用いて判定しているが、例えば、特開昭５８−７５３６号公報に記載されているようなイオン電流を用いて判定するようにしてもよい。
【００３０】
〈説明事例２〉
図５は説明事例にかかる内燃機関のノッキング防止装置で使用されているＥＣＵ４０内のＣＰＵ４１における高水温化禁止の処理手順を示すフローチャートである。なお、この高水温化禁止ルーチンは所定時間毎にＣＰＵ４１にて繰返し実行される。また、本実施例にかかる内燃機関のノッキング防止装置の構成は上述の事例における図１の概略図と同一であるためその詳細な説明を省略する。
【００３１】
図５において、まず、ステップＳ３０１で内燃機関１の負荷が予め設定された所定値α以上であるかが判定される。ステップＳ３０１の判定条件が成立せず、内燃機関１の負荷が所定値α未満と低負荷走行であるときにはステップＳ３０２に移行し、スロットル開度センサ３２で検出されたスロットル開度が予め設定された所定値β以上であるかが判定される。ステップＳ３０２の判定条件が成立せず、スロットル開度が所定値β未満と低開度状態であるときにはステップＳ３０３に移行し、車速が予め設定された所定値γ以上であるかが判定される。ステップＳ３０３の判定条件が成立せず、車速が所定値γ未満と低速状態であるときにはステップＳ３０４に移行し、水温制御機構による内燃機関１に対する冷却水温の高水温側への移行を禁止する高水温化禁止フラグＸＴＨＷＨが「０」であるかが判定される。ステップＳ３０４の判定条件が成立せず、高水温化禁止中でないときにはステップＳ３０５に移行し、高水温化を許可する処理が実行される。この高水温化が許可されると、流路切替バルブ２６によりラジエータ２３側を迂回しバイパス流路２７を通過する冷却水の割合が多くされることで内燃機関１に対する冷却水温が高く維持される。次にステップＳ３０６に移行して、高水温化禁止フラグＸＴＨＷＨが「０」とされ、本ルーチンを終了する。ここで、ステップＳ３０４の判定条件が成立し、高水温化が禁止されているときには何もすることなく本ルーチンを終了する。
【００３２】
一方、ステップＳ３０１またはステップＳ３０２またはステップＳ３０３の判定条件が成立するときにはステップＳ３０７に移行し、高水温化禁止フラグＸＴＨＷＨが「１」であるかが判定される。ステップＳ３０７の判定条件が成立せず、高水温化禁止中であるときにはステップＳ３０８に移行し、高水温化を禁止する処理が実行される。この高水温化が禁止されると、流路切替バルブ２６によりラジエータ２３側へ送出される冷却水の割合が多くされることで内燃機関１に対する冷却水温が低く維持される。次にステップＳ３０９に移行して、高水温化禁止フラグＸＴＨＷＨが「１」とされ、本ルーチンを終了する。ここで、ステップＳ３０７の判定条件が成立し、高水温化が禁止されていないときには何もすることなく本ルーチンを終了する。
【００３３】
このように、説明事例の内燃機関のノッキング防止装置は、内燃機関１の負荷に応じてラジエータ２３に導入する冷却水量を増減し、内燃機関１に対する冷却水温を低負荷走行時には高く、高負荷走行時には低く維持するため各種センサとしての水温センサ３４，３５、これらの信号が入力されるＥＣＵ４０、ＥＣＵ４０からの出力信号により制御されるアクチュエータとしての流路切替バルブ２６等にて構成される水温制御機構と、登坂走行または高速走行と判定したときには前記水温制御機構による内燃機関１に対する冷却水温の高水温側への移行を禁止するＥＣＵ４０にて達成される高水温化禁止手段とを具備するものである。
【００３４】
即ち、内燃機関１の負荷が高く、このときのスロットル開度が大きく、車速が高くて登坂走行または高速走行と判定されたときには、高水温化禁止手段を達成するＥＣＵ４０で水温制御機構による高水温側への移行が禁止される。これにより、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ことができる。
【００３５】
ところで、上記説明事例では、登坂走行または高速走行の判定を内燃機関１の負荷、スロットル開度、車速にて行っているが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、図示しないエアフローメータ等で検出される吸気量（吸入空気量）、インジェクタ７からの燃料噴射量、変速機のギヤ位置及び機関回転速度等により行ってもよい。
【００３６】
〈実施例１〉
図６は本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関のノッキング防止装置で使用されているＥＣＵ４０内のＣＰＵ４１におけるラジエータ２３の冷却ファン制御の処理手順を示すフローチャートであり、図７のタイムチャートを参照して説明する。なお、この冷却ファン制御は所定時間毎にＣＰＵ４１にて繰返し実行される。また、本実施例にかかる内燃機関のノッキング防止装置の構成は上述の図１の概略図と同一であるためその詳細な説明を省略する。
【００３７】
図６において、まず、ステップＳ４０１で内燃機関１内の冷却水温である機関内水温が予め設定された所定値α以上であるかが判定される。ここで、ステップＳ４０１の判定条件が成立せず、機関内水温が所定値α未満と低水温状態であるときには何もすることなく本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ４０１の判定条件が成立し、機関内水温が高いときにはステップＳ４０２に移行し、ラジエータ出口水温が予め設定された所定値β以上であるかが判定される。ステップＳ４０２の判定条件が成立し、ラジエータ出口水温が所定値β以上と高水温状態であるとき（図７の時刻ｔ11）にはステップＳ４０３に移行し、冷却ファン駆動フラグＸＲＦＡＮＨが「０」であるかが判定される。ステップＳ４０３の判定条件が成立し、冷却ファン駆動中でないときにはステップＳ４０４に移行し、ラジエータ２３の冷却ファン２５がＯＮ（駆動）される（図７の時刻ｔ11〜時刻ｔ12）。次にステップＳ４０５に移行して、冷却ファン駆動フラグＸＲＦＡＮＨが「１」とされ、本ルーチンを終了する。ここで、ステップＳ４０３の判定条件が成立せず、既に冷却ファン駆動中であるときには何もすることなく本ルーチンを終了する。
【００３８】
一方、ステップＳ４０２の判定条件が成立せず、ラジエータ出口水温が所定値β未満と低水温状態であるときにはステップＳ４０６に移行し、更に、ラジエータ出口水温が予め設定された所定値γ以上であるかが判定される。ステップＳ４０６の判定条件が成立せず、ラジエータ出口水温が所定値γ未満と低水温状態であるとき（図７の時刻ｔ12）にはステップＳ４０７に移行し、ラジエータ２３の冷却ファン２５がＯＦＦ（停止）される（図７の時刻ｔ11以前、時刻ｔ12〜時刻ｔ13）。次にステップＳ４０８に移行して、冷却ファン駆動フラグＸＲＦＡＮＨが「０」とされ、本ルーチンを終了する。ここで、ステップＳ４０６の判定条件が成立し、ラジエータ出口水温が所定値γ以上であって所定値β未満であるときには適温状態であるため何もすることなく本ルーチンを終了する。
【００３９】
このように、本実施例の内燃機関のノッキング防止装置は、内燃機関１の負荷に応じてラジエータ２３に導入する冷却水量を増減し、内燃機関１に対する冷却水温を低負荷走行時には高く、高負荷走行時には低く維持するため各種センサとしての水温センサ３４，３５、これらの信号が入力されるＥＣＵ４０、ＥＣＵ４０からの出力信号により制御されるアクチュエータとしての流路切替バルブ２６等にて構成される水温制御機構と、前記水温制御機構で内燃機関１に対する冷却水温を高水温側に維持する高水温制御時にはラジエータ２３の出口水温が内燃機関１に対する冷却水温を低水温側に維持するときより低くなるように、ラジエータ２３の冷却ファン２５を制御するＥＣＵ４０にて達成される冷却ファン制御手段とを具備するものである。
【００４０】
即ち、内燃機関１の冷却水温が水温制御機構で高水温制御されているときには、冷却ファン制御手段を達成するＥＣＵ４０で冷却ファン２５が積極的に制御されラジエータ２３の出口水温が低水温制御時の冷却水温より低くなるように冷却される。これにより、低水温制御にいつ移行されても低い冷却水温を用いて直ちに内燃機関１を効率よく冷却できるため、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ことができる。
【００４１】
ところで、上記実施例では、ラジエータ２３の出口水温に基づき冷却ファン２５を制御するとしたが、内燃機関１への入口水温を検出して冷却ファン２５を制御してもよい。
【００４２】
〈実施例２〉
図８は本発明の実施の形態の第２実施例にかかる内燃機関のノッキング防止装置で使用されているＥＣＵ４０内のＣＰＵ４１における吸気充填効率低下制御の処理手順を示すフローチャートである。なお、この吸気充填効率低下制御は所定時間毎にＣＰＵ４１にて繰返し実行される。また、本実施例にかかる内燃機関のノッキング防止装置の構成は上述の図１の概略図と同一であるためその詳細な説明を省略する。
【００４３】
図８において、まず、ステップＳ５０１で内燃機関１内の冷却水温が予め設定された所定値α以上であるかが判定される。ステップＳ５０１の判定条件が成立し、冷却水温が所定値α以上と高水温側に維持され高水温制御時であるときにはステップＳ５０２に移行し、スロットル開度変化量が予め設定された所定値β以上であるかが判定される。ここで、スロットル開度変化量の大きさは、所定時間当たりのスロットル開度センサ３２からのスロットル開度信号の所定時間当たりの偏差に基づき知ることができる。ステップＳ５０２の判定条件が成立し、スロットル開度変化量が所定値β以上と高開度変化量であるときにはステップＳ５０３に移行し、吸気充填効率低下制御中フラグＸＴＡＳＨが「０」であるかが判定される。ステップＳ５０３の判定条件が成立し、吸気充填効率低下制御中でないときにはステップ５０４に移行し、ＤＣモータ１４によるスロットルバルブ５のスロットル開度制御によりスロットル開度変化量がγだけ小さく、または流量制御バルブ１７により可変バルブタイミング制御機構１６が駆動されカムシャフト１５の相対回転角が変更され吸気バルブ閉タイミングがδだけ大きくされる。次にステップＳ５０５に移行して、吸気充填効率低下制御中フラグＸＴＡＳＨが「１」とされ、本ルーチンを終了する。ここで、ステップＳ５０３の判定条件が成立し、既に吸気充填効率低下制御中であるときには何もすることなく本ルーチンを終了する。
【００４４】
一方、ステップＳ５０１またはステップＳ５０２の判定条件が成立しないときには、ステップＳ５０６に移行し、吸気充填効率低下制御中フラグＸＴＡＳＨが「１」であるかが判定される。ステップＳ５０６の判定条件が成立し、吸気充填効率低下制御中であるときにはステップＳ５０７に移行し、スロットル開度変化量がγだけ大きく、または吸気バルブ閉タイミングがδだけ小さくされ元のスロットル開度変化量または吸気バルブ閉タイミングに戻される。次にステップＳ５０８に移行して、吸気充填効率低下制御中フラグＸＴＡＳＨが「０」とされ、本ルーチンを終了する。ここで、ステップＳ５０６の判定条件が成立し、吸気充填効率低下制御中でないときには何もすることなく本ルーチンを終了する。
【００４５】
このように、本第２実施例の内燃機関のノッキング防止装置は、内燃機関１の負荷に応じてラジエータ２３に導入する冷却水量を増減し、内燃機関１に対する冷却水温を低負荷走行時には高く、高負荷走行時には低く維持するため各種センサとしての水温センサ３４，３５、これらの信号が入力されるＥＣＵ４０、ＥＣＵ４０からの出力信号により制御されるアクチュエータとしての流路切替バルブ２６等にて構成される水温制御機構と、前記水温制御機構で内燃機関１に対する冷却水温を高水温側に維持する高水温制御時に高負荷走行と判定したときにはスロットルバルブ５の開弁速度を遅くし、吸気充填効率を低下するＥＣＵ４０にて達成される吸気充填効率制御手段とを具備するものである。
【００４６】
即ち、水温制御機構で高水温制御時で高負荷走行であるときには、吸気充填効率制御手段を達成するＥＣＵ４０でスロットルバルブ５の開弁速度を遅く即ち、スロットル開度変化量が小さくされ、内燃機関１における吸気充填効率が低下されることで、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ことができる。
【００４７】
また、本実施例の内燃機関のノッキング防止装置は、内燃機関１の負荷に応じてラジエータ２３に導入する冷却水量を増減し、内燃機関１に対する冷却水温を低負荷走行時には高く、高負荷走行時には低く維持するため各種センサとしての水温センサ３４，３５、これらの信号が入力されるＥＣＵ４０、ＥＣＵ４０からの出力信号により制御されるアクチュエータとしての流路切替バルブ２６等にて構成される水温制御機構と、前記水温制御機構で内燃機関１に対する冷却水温を高水温側に維持する高水温制御時に高負荷走行と判定したときには吸気バルブ８の閉タイミングを早め、吸気充填効率を低下するＥＣＵ４０にて達成される吸気充填効率制御手段とを具備するものである。
【００４８】
即ち、水温制御機構で高水温制御時で高負荷走行であるときには、吸気充填効率制御手段を達成するＥＣＵ４０で吸気バルブ８の閉タイミングが可変バルブタイミング制御機構１６を用いて早められ、内燃機関１における吸気充填効率が低下されることで、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ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施の形態の技術説明事例及び第１実施例乃至第２実施例にかかる内燃機関のノッキング防止装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】図２は図１にかかる内燃機関のノッキング防止装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおける遅角量制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】図３は図１にかかる内燃機関のノッキング防止装置における遅角量制御のタイムチャートである。
【図４】図４は図１にかかる内燃機関のノッキング防止装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおけるノッキング検出に基づく点火時期遅角制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】図５は本発明の実施の形態の技術説明事例２にかかる内燃機関のノッキング防止装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおける高水温化禁止の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】図６は本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関のノッキング防止装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおけるラジエータの冷却ファン制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】図７は本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関のノッキング防止装置におけるラジエータの冷却ファン制御のタイムチャートである。
【図８】図８は本発明の実施の形態の第２実施例にかかる内燃機関のノッキング防止装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおける吸気充填効率低下制御の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１内燃機関
５スロットルバルブ
８吸気バルブ
１４ＤＣモータ
１６可変バルブタイミング制御機構
２３ラジエータ
２５冷却ファン
２６流路切替バルブ
３２スロットル開度センサ
３３吸気圧センサ
３８ノックセンサ
４０ＥＣＵ（電子制御装置）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a knocking prevention device for an internal combustion engine, and more particularly to a knocking prevention device for an internal combustion engine having a water temperature control mechanism capable of changing a cooling water temperature according to the load of the internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
  Conventionally, as a prior art document related to a knock prevention device for an internal combustion engine, one disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 58-20379 is known. In this system, the cooling water temperature of the internal combustion engine is maintained high during low-load traveling to reduce friction loss and improve fuel efficiency, and is maintained low during high-load traveling to prevent knocking of the internal combustion engine (cooling device). ), And a technique for preventing knocking of the internal combustion engine by retarding the ignition timing for a predetermined time immediately after the transition from the low load traveling to the high load traveling is shown.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
  By the way, in the above, when the water temperature control is performed according to the load of the internal combustion engine and the delay angle control is performed for a predetermined period at a predetermined timing immediately after the transition from the low load traveling to the high load traveling, As a result, there was a problem that the drivability deteriorated due to insufficient output.
[0004]
  Accordingly, the present invention has been made to solve such a problem, and by performing adaptive control in consideration of a water temperature control state and a load variation by a water temperature control mechanism capable of changing the cooling water temperature according to the load of the internal combustion engine. An object of the present invention is to provide an internal combustion engine knocking prevention device that can prevent knocking of the internal combustion engine without deteriorating drivability.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
  Claim1According to the knocking prevention device for an internal combustion engine, when the high water temperature is controlled by the water temperature control mechanism, the cooling fan is actively controlled by the cooling fan control means, and the outlet water temperature of the radiator is lower than the cooling water temperature at the time of the low water temperature control. It is cooled to become. As a result, the internal combustion engine can be efficiently cooled immediately using the low cooling water temperature whenever the low water temperature control is shifted to, so that knocking can be prevented without deteriorating drivability.
[0006]
  Claim2According to the internal combustion engine knock prevention device of the present invention, the water temperature control mechanism is used to control the high water temperature.ofWhen driving at high load, the throttle valve opening speed is slowed down by the intake charge efficiency control means, and the intake charge efficiency in the internal combustion engine is reduced, thereby preventing knocking without deteriorating drivability. Can do.
[0007]
  Claim3According to the internal combustion engine knock prevention device of the present invention, the water temperature control mechanism is used to control the high water temperature.ofWhen the vehicle is traveling at a high load, the intake valve efficiency is closed by the intake air charging efficiency control means, and the intake air charging efficiency in the internal combustion engine is reduced, so that knocking can be prevented without deteriorating drivability. it can.
[0008]
  Claim4According to the internal combustion engine knock prevention device of the present invention, the water temperature control mechanism is used to control the high water temperature.ofWhen knocking is detected by the high load running and the knocking detection means, the retard amount changing means included in the retard control means for retarding the ignition timing causes the retard amount with respect to the ignition timing to be changed larger than that during the low water temperature control. It is gradually restored afterwards. Thereby, knocking can be prevented without causing deterioration of drivability.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on examples.
[0010]
<Example 1>
  FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of an internal combustion engine knocking prevention device for technical explanation of an embodiment of the present invention.
[0011]
  In FIG. 1, an intake passage 2 and an exhaust passage 3 are connected to the internal combustion engine 1. An air cleaner 4 is provided on the most upstream side in the intake passage 2, a throttle valve 5 is provided on the downstream side thereof, and a surge tank 6 is provided in the middle of the intake passage 2. The intake passage 2 is provided with an injector (fuel injection valve) 7 for supplying fuel to each cylinder of the internal combustion engine 1. The air-fuel mixture introduced from the intake passage 2 through the intake valve 8 into the combustion chamber 9 of the internal combustion engine 1 is combusted by spark ignition of the spark plug 10 and then passes through the exhaust valve 11 to the exhaust passage 3 side. Discharged. A distributor 13 for supplying a high voltage generated by an igniter 12 corresponding to the rotational position of a crankshaft (not shown) of the internal combustion engine 1 is connected to the spark plug 10. Further, the throttle valve 5 is connected to a DC motor 14 which is an actuator driven based on an accelerator operation amount or the like, and a throttle control mechanism called an “electronic throttle system” is configured. A known variable valve timing control mechanism 16 is connected to the camshaft 15 of the intake valve 8, and a crank angle signal from a crank angle sensor 36 described later and a cam angle sensor (not shown) provided on the camshaft 15. The variable valve timing control mechanism 16 is driven through the flow rate control valve 17 such as a spool valve using the lubricating oil of the internal combustion engine 1 as the working oil based on the cam angle signal from the rotation angle of the crankshaft (not shown) of the internal combustion engine 1. The relative rotation angle of the camshaft 15 corresponding to is changed.
[0012]
  Cooling water in the internal combustion engine 1 is sent to the radiator 23 side by the water pump 21 via the forward flow path 22, cooled by the radiator 23, and then returned to the internal combustion engine 1 via the return flow path 24. At a predetermined temperature. Here, the radiator 23 is provided with a cooling fan 25 and is driven as necessary. In addition, a flow path switching valve 26 is disposed in the middle of the forward flow path 22, and a predetermined amount of the cooling water sent out by the water pump 21 to keep the cooling water temperature of the internal combustion engine 1 at a predetermined temperature. Is appropriately returned to the internal combustion engine 1 through the bypass flow path 27 without passing through the radiator 23.
[0013]
  An intake air temperature sensor 31 is disposed immediately after the air cleaner 4 on the upstream side of the intake passage 2, and the intake air temperature of the intake air introduced into the intake passage 2 is detected by the intake air temperature sensor 31. The throttle valve 5 is provided with a throttle opening sensor 32, which detects the throttle opening of the throttle valve 5. An intake pressure sensor 33 is provided in the surge tank 6, and the intake pressure in the intake passage 2 is detected by the intake pressure sensor 33. Further, a water temperature sensor 34 is provided in the internal combustion engine 1, and the water temperature sensor 34 detects the engine water temperature (cooling water temperature) of the internal combustion engine 1. A water temperature sensor 35 is disposed on the outlet side of the radiator 23, and the water temperature sensor 35 detects a radiator outlet water temperature on the outlet side of the radiator 23.
[0014]
  The distributor 13 is provided with a crank angle sensor 36 and a cylinder discrimination sensor 37, and the crank angle sensor 36 discriminates the engine speed of the internal combustion engine 1 and the cylinder discrimination sensor 37 discriminates a predetermined cylinder timing of the internal combustion engine 1. The internal combustion engine 1 is provided with a knock sensor 38, and the knock sensor 38 detects a knock signal from the internal combustion engine 1. An oxygen concentration sensor 39 is disposed in the exhaust passage 3 to detect the oxygen concentration in the exhaust gas.
[0015]
  An intake air temperature signal from the intake air temperature sensor 31, a throttle opening signal from the throttle opening sensor 32, an intake pressure signal from the intake pressure sensor 33, an engine water temperature signal from the water temperature sensor 34, and a radiator from the water temperature sensor 35. Various sensor signals such as an outlet water temperature signal, an engine rotation speed signal from the crank angle sensor 36, a cylinder discrimination signal from the cylinder discrimination sensor 37, a knock signal from the knock sensor 38, and an oxygen concentration signal from the oxygen concentration sensor 39 are output from the ECU ( (Electronic Control Unit).
[0016]
  The ECU 40 includes a CPU 41 as a known central processing unit, a ROM 42 that stores a control program, a RAM 43 that stores various data, a B / U (backup) RAM 44, and the like as logic operation circuits, and detection signals from various sensors. And an input / output circuit 45 that outputs control signals to various actuators, etc., are connected via a bus 46. Based on various sensor signals input from the ECU 40, a fuel injection signal for the injector 7, an ignition timing signal for the igniter 12, a relative rotation angle feedback signal for the flow control valve 16, and a cooling fan 25 Thus, a flow path switching signal and the like are output to the drive signal and the flow path switching valve 26, respectively.
[0017]
  next,FIG.Based on the flowchart of FIG. 2 which shows the processing procedure of retard amount control in CPU41 in ECU40 used with the knocking prevention apparatus of the internal combustion engine concerning, it demonstrates with reference to the time chart of FIG. The retard amount control routine is repeatedly executed by the CPU 41 every predetermined time.
[0018]
  In FIG. 2, first, in step S101, it is determined whether or not the cooling water temperature is equal to or higher than a predetermined value α. When the determination condition in step S101 is satisfied and the cooling water temperature is maintained at the high water temperature side with the predetermined value α or higher and the high water temperature control is in progress (shown by a solid line before time t1 in FIG. 3), the process proceeds to step S102. It is determined whether the load of the internal combustion engine is greater than or equal to a predetermined value β set in advance. Here, the magnitude of the load of the internal combustion engine can be known based on, for example, a throttle opening signal from the throttle opening sensor 32 due to acceleration, an intake pressure signal from the intake pressure sensor 33, or the like.
[0019]
  When the determination condition of step S102 is satisfied and it is determined that the load of the internal combustion engine is a high load traveling at a predetermined value β or more (time t1 to time t2 in FIG. 3), the process proceeds to step S103, and the retard angle is set. It is determined whether the amount expansion control determination flag XKCSH is “0”. When the determination condition of step S103 is satisfied and the retard amount enlargement control is not executed, the process proceeds to step S104 where the retard amount is increased by γ (indicated by a solid line from time t1 to time t2 in FIG. 3). In addition, the retardation attenuation amount for returning the retardation amount is reduced by δ (indicated by a solid line from time t2 to time t4 in FIG. 3). Next, the process proceeds to step S105, where the retard amount MAX guard value, which is the maximum allowable amount of change in the retard amount, is calculated from a map or the like based on the coolant temperature at that time. Next, the process proceeds to step S106, the retardation amount expansion control determination flag XKCSH is set to “1”, and this routine is finished. Here, when the determination condition of step S103 is not satisfied and the retard amount expansion control is already executed, this routine is finished without doing anything.
[0020]
  On the other hand, when the determination condition of step S101 or step S102 is not satisfied, the process proceeds to step S107, and it is determined whether or not the retard amount expansion control determination flag XKCSH is “1”. When the determination condition of step S107 is satisfied and the retardation amount enlargement control is already executed, the routine proceeds to step S108, where the retardation amount is decreased by γ and the retardation attenuation amount is increased by δ. Next, the process proceeds to step S109, and the retardation amount MAX guard value is returned to the original value ε. Next, the routine proceeds to step S110, where the retard amount expansion control determination flag XKCSH is set to “0”, and this routine ends. Here, when the determination condition of step S107 is not satisfied and the retard amount expansion control is not executed, this routine is finished without doing anything. As indicated by the broken line in FIG. 3, the retard amount is not significantly changed in the ordinary retard control as in the retard amount expansion control, and the retard attenuation amount for returning the retard amount is also set. Increased.
[0021]
  If you tryThe knocking prevention device for the internal combustion engine of the present embodiment increases or decreases the amount of cooling water introduced into the radiator 23 according to the load of the internal combustion engine 1, and the cooling water temperature for the internal combustion engine 1 is high during low load traveling and low during high load traveling. Water temperature sensors 34 and 35 as various sensors to maintain, a ECU 40 to which these signals are input, a water temperature control mechanism including a flow path switching valve 26 as an actuator controlled by an output signal from the ECU 40, and the like; When shifting to high load driving during high water temperature control for maintaining the cooling water temperature for the internal combustion engine 1 on the high water temperature side by the water temperature control mechanism, the retard amount with respect to the ignition timing is lower than during low water temperature control for maintaining the cooling water temperature on the low water temperature side. The retard amount changing means achieved by the ECU 40 which is gradually changed and then restored to the original value.It can be set as the structure to comprise.
[0022]
  That is, when the high water temperature is controlled by the water temperature control mechanism, the ECU 40 that achieves the retard amount change means changes the retard amount with respect to the ignition timing larger than that during the low water temperature control when shifting to high load traveling due to acceleration or the like. It is gradually restored afterwards. Thereby, knocking can be prevented without causing deterioration of drivability.
[0023]
  Further, in the knocking prevention device for the internal combustion engine controlled by the flowchart of FIG. 2, the maximum allowable amount when the retard amount changing means achieved by the ECU 40 changes the retard amount with respect to the ignition timing is increased as the cooling water temperature is higher. It is a large setting. That is, as the coolant temperature is higher, knocking is more likely to occur in the internal combustion engine 1, and therefore the maximum allowable amount is set to be large so that the retard amount can be changed greatly. As described above, the maximum allowable amount of change in the retard amount with respect to the ignition timing is appropriately set according to the coolant temperature, and knocking can be prevented without causing deterioration in drivability.
[0024]
  FIG. 4 is a flowchart showing ignition timing retardation control based on knock detection by the knock sensor 38.
[0025]
  In FIG. 4, first, it is determined in step S201 whether knocking has occurred. Here, the determination of the presence / absence of knocking occurs, for example, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 5-264405, when knocking occurs when the knocking signal detected by the knock sensor 38 is equal to or greater than a predetermined determination value. Is determined. When knocking has occurred in step S201, the routine proceeds to step S202, where the ignition timing is retarded based on the retard amount calculated in FIG. 2, and this routine is terminated. On the other hand, when knocking has not occurred in step S201, the process proceeds to step S203, the ignition timing is advanced by a predetermined amount, and this routine is terminated.
[0026]
  As described above, the knocking prevention device for the internal combustion engine controlled by the flowchart of FIG. 4 increases or decreases the amount of cooling water introduced into the radiator 23 in accordance with the load of the internal combustion engine 1, and increases the cooling water temperature for the internal combustion engine 1 during low load traveling. The water temperature sensors 34 and 35 as various sensors for maintaining low during high load traveling, the ECU 40 to which these signals are input, the flow path switching valve 26 as an actuator controlled by an output signal from the ECU 40, and the like. A water temperature control mechanism, a knock sensor 38 as a knock detection means for detecting knocking generated in the internal combustion engine 1, and an ECU 40 that retards the ignition timing by a predetermined retard amount when the knock sensor 38 detects knocking. The retard angle control means is an internal combustion engine with the water temperature control mechanism. When the high water temperature control for maintaining the cooling water temperature on the high water temperature side is shifted to high load traveling and knocking is detected by the knock sensor 38, the ignition timing is lower than the low water temperature control for maintaining the cooling water temperature on the low water temperature side. And a retardation amount changing means for gradually returning the amount of retardation to the original after the amount of retardation is greatly changed.
[0027]
  That is, at the time of high water temperature control by the water temperature control mechanismofWhen knocking is detected by the knock sensor 38 during high load traveling, the retard amount change means included in the ECU 40 that achieves the retard control means for retarding the ignition timing causes the retard amount with respect to the ignition timing to be low during the low water temperature control. It is gradually restored to the original after being changed more greatly. Thereby, knocking can be prevented without causing deterioration of drivability.
[0028]
  By the way, in the above example, the retardation amount with respect to the ignition timing is largely changed and then gradually returned to the original value, so that the retardation attenuation amount is reduced, but even if it is gradually returned by increasing the retardation angle attenuation time. Good.
[0029]
  In this example, knocking is determined using the output of the knock sensor 38, but for example, it is determined using an ionic current as described in JP-A-58-7536. Also good.
[0030]
<Example 2>
  FIG.ExampleIt is a flowchart which shows the process sequence of prohibiting high water temperature in CPU41 in ECU40 used with the knocking prevention apparatus of the internal combustion engine concerning. The high water temperature prohibition routine is repeatedly executed by the CPU 41 at predetermined time intervals. The configuration of the knocking prevention device for the internal combustion engine according to the present embodiment is the same as the schematic diagram of FIG.
[0031]
  In FIG. 5, first, in step S301, it is determined whether the load of the internal combustion engine 1 is equal to or greater than a predetermined value α set in advance. When the determination condition of step S301 is not satisfied and the load of the internal combustion engine 1 is traveling at a low load with a value less than the predetermined value α, the process proceeds to step S302, and the throttle opening detected by the throttle opening sensor 32 is set in advance. It is determined whether the value is equal to or greater than a predetermined value β. When the determination condition of step S302 is not satisfied and the throttle opening is less than the predetermined value β and is in a low opening state, the process proceeds to step S303, where it is determined whether the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined value γ. When the determination condition of step S303 is not satisfied and the vehicle speed is less than the predetermined value γ and the vehicle is in a low speed state, the process proceeds to step S304, and the high water temperature prohibits the water temperature control mechanism from shifting the cooling water temperature to the high water temperature side for the internal combustion engine 1. Whether or not the prohibition flag XTHWH is “0” is determined. When the determination condition of step S304 is not satisfied and the high water temperature is not prohibited, the process proceeds to step S305, and a process for permitting the high water temperature is executed. When this high water temperature is permitted, the cooling water temperature for the internal combustion engine 1 is kept high by increasing the proportion of the cooling water that bypasses the radiator 23 side and passes through the bypass flow path 27 by the flow path switching valve 26. . Next, the process proceeds to step S306, the high water temperature prohibition flag XTHWH is set to “0”, and this routine is finished. Here, when the determination condition of step S304 is satisfied and the high water temperature is prohibited, this routine is finished without doing anything.
[0032]
  On the other hand, when the determination condition of step S301 or step S302 or step S303 is satisfied, the routine proceeds to step S307, where it is determined whether or not the high water temperature prohibition flag XTHWH is “1”. When the determination condition of step S307 is not satisfied and the high water temperature is prohibited, the process proceeds to step S308, and processing for prohibiting the high water temperature is executed. When this high water temperature is prohibited, the cooling water temperature for the internal combustion engine 1 is kept low by increasing the ratio of the cooling water sent to the radiator 23 side by the flow path switching valve 26. Next, the process proceeds to step S309, the high water temperature prohibition flag XTHWH is set to “1”, and this routine is finished. Here, when the determination condition of step S307 is satisfied and the high water temperature is not prohibited, this routine is finished without doing anything.
[0033]
  in this way,ExampleThe internal combustion engine knock prevention device increases or decreases the amount of cooling water introduced into the radiator 23 in accordance with the load of the internal combustion engine 1, and keeps the cooling water temperature for the internal combustion engine 1 high during low load travel and low during high load travel. Water temperature sensors 34 and 35 as sensors, an ECU 40 to which these signals are input, a water flow control valve 26 as an actuator controlled by an output signal from the ECU 40, etc., and a climbing or high speed When it is determined that the vehicle is running, a high water temperature prohibiting means that is achieved by the ECU 40 that prohibits the coolant temperature of the internal combustion engine 1 from being shifted to a high water temperature side by the water temperature control mechanism is provided.
[0034]
  That is, when the load of the internal combustion engine 1 is high, the throttle opening at this time is large, the vehicle speed is high, and it is determined that the vehicle is traveling uphill or at high speed, the ECU 40 that achieves the high water temperature prohibiting means performs the high water temperature by the water temperature control mechanism. Migration to the side is prohibited. Thereby, knocking can be prevented without causing deterioration of drivability.
[0035]
  By the way, aboveExampleIn this case, the judgment of the uphill running or the high speed running is performed based on the load of the internal combustion engine 1, the throttle opening degree, and the vehicle speed. However, the present invention is not limited to this, and an air flow meter (not shown) The intake air amount (intake air amount) detected by the above, the fuel injection amount from the injector 7, the gear position of the transmission, the engine speed, and the like may be used.
[0036]
<Example 1>
  FIG. 6 shows an embodiment of the present invention.First embodiment7 is a flowchart showing a processing procedure of cooling fan control of the radiator 23 in the CPU 41 in the ECU 40 used in the knocking prevention device for an internal combustion engine according to FIG. 7, and will be described with reference to the time chart of FIG. The cooling fan control is repeatedly executed by the CPU 41 every predetermined time. The configuration of the knocking prevention device for the internal combustion engine according to the present embodiment is the same as the schematic diagram of FIG.
[0037]
  In FIG. 6, first, in step S401, it is determined whether the engine water temperature, which is the cooling water temperature in the internal combustion engine 1, is equal to or higher than a predetermined value α. Here, when the determination condition in step S401 is not satisfied and the engine internal water temperature is lower than the predetermined value α and is in a low water temperature state, this routine is terminated without doing anything. On the other hand, when the determination condition of step S401 is satisfied and the engine internal water temperature is high, the routine proceeds to step S402, where it is determined whether the radiator outlet water temperature is equal to or higher than a predetermined value β. When the determination condition in step S402 is satisfied and the radiator outlet water temperature is in a high water temperature state equal to or higher than the predetermined value β (time t11 in FIG. 7), the process proceeds to step S403, and the cooling fan drive flag XRFANH is “0”. Is determined. When the determination condition in step S403 is satisfied and the cooling fan is not being driven, the process proceeds to step S404, and the cooling fan 25 of the radiator 23 is turned on (driven) (time t11 to time t12 in FIG. 7). Next, the process proceeds to step S405, where the cooling fan drive flag XRFANH is set to “1”, and this routine is ended. Here, if the determination condition of step S403 is not satisfied and the cooling fan is already being driven, this routine is terminated without doing anything.
[0038]
  On the other hand, when the determination condition of step S402 is not satisfied and the radiator outlet water temperature is lower than the predetermined value β and is in a low water temperature state, the process proceeds to step S406, and whether the radiator outlet water temperature is equal to or higher than a predetermined value γ. Is determined. When the determination condition of step S406 is not satisfied and the radiator outlet water temperature is lower than the predetermined value γ and is in a low water temperature state (time t12 in FIG. 7), the process proceeds to step S407, and the cooling fan 25 of the radiator 23 is turned off (stopped). (Before time t11 in FIG. 7, time t12 to time t13). Next, the process proceeds to step S408, the cooling fan drive flag XRFANH is set to “0”, and this routine is finished. Here, when the determination condition of step S406 is satisfied and the radiator outlet water temperature is equal to or higher than the predetermined value γ and lower than the predetermined value β, the routine is terminated without doing anything because it is in an appropriate temperature state.
[0039]
  As described above, the knocking prevention device for the internal combustion engine of the present embodiment increases or decreases the amount of cooling water introduced into the radiator 23 according to the load of the internal combustion engine 1, and the cooling water temperature for the internal combustion engine 1 is high during low load traveling and is high in load. Water temperature sensors 34 and 35 as various sensors to maintain low during traveling, ECU 40 to which these signals are input, water flow control valve 26 as an actuator controlled by output signals from ECU 40, and the like When the high water temperature control in which the cooling water temperature for the internal combustion engine 1 is maintained on the high water temperature side by the mechanism and the water temperature control mechanism, the outlet water temperature of the radiator 23 is made lower than when the cooling water temperature for the internal combustion engine 1 is maintained on the low water temperature side. And a cooling fan control means achieved by the ECU 40 that controls the cooling fan 25 of the radiator 23. That.
[0040]
  That is, when the cooling water temperature of the internal combustion engine 1 is controlled at a high water temperature by the water temperature control mechanism, the cooling fan 25 is actively controlled by the ECU 40 that achieves the cooling fan control means, and the outlet water temperature of the radiator 23 is the same as that at the time of the low water temperature control. Cooled to be lower than the cooling water temperature. As a result, the internal combustion engine 1 can be efficiently cooled immediately using the low cooling water temperature at any time when the control is shifted to the low water temperature control, so that knocking can be prevented without deteriorating drivability.
[0041]
  In the above embodiment, the cooling fan 25 is controlled based on the outlet water temperature of the radiator 23. However, the cooling fan 25 may be controlled by detecting the inlet water temperature to the internal combustion engine 1.
[0042]
<Example 2>
  FIG. 8 shows an embodiment of the present invention.Second embodiment5 is a flowchart showing a processing procedure of intake charge efficiency reduction control in a CPU 41 in an ECU 40 used in the knocking prevention device for an internal combustion engine according to FIG. The intake charge efficiency reduction control is repeatedly executed by the CPU 41 every predetermined time. The configuration of the knocking prevention device for the internal combustion engine according to the present embodiment is the same as the schematic diagram of FIG.
[0043]
  In FIG. 8, first, in step S501, it is determined whether the coolant temperature in the internal combustion engine 1 is equal to or higher than a predetermined value α. When the determination condition in step S501 is satisfied and the cooling water temperature is maintained at the high water temperature side with the predetermined value α or higher and the high water temperature is being controlled, the process proceeds to step S502, and the throttle opening change amount is equal to or greater than the predetermined value β set in advance. Is determined. Here, the magnitude of the throttle opening change amount can be known based on a deviation per predetermined time of the throttle opening signal from the throttle opening sensor 32 per predetermined time. When the determination condition in step S502 is satisfied and the throttle opening change amount is equal to or greater than the predetermined value β and is a high opening change amount, the process proceeds to step S503, and whether the intake charge efficiency reduction control in progress flag XTASH is “0”. Determined. When the determination condition of step S503 is satisfied and the intake charge efficiency reduction control is not being performed, the routine proceeds to step 504, where the throttle opening change amount is reduced by γ by the throttle opening control of the throttle valve 5 by the DC motor 14, or the flow control valve 17, the variable valve timing control mechanism 16 is driven, the relative rotation angle of the camshaft 15 is changed, and the intake valve closing timing is increased by δ. Next, the routine proceeds to step S505, where the intake charging efficiency reduction control in progress flag XTASH is set to “1”, and this routine is ended. Here, when the determination condition in step S503 is satisfied and the intake charge efficiency reduction control is already in progress, this routine is terminated without doing anything.
[0044]
  On the other hand, when the determination condition of step S501 or step S502 is not satisfied, the process proceeds to step S506, and it is determined whether the intake charging efficiency decrease control in progress flag XTASH is “1”. When the determination condition of step S506 is satisfied and the intake charge efficiency reduction control is being performed, the process proceeds to step S507, where the change amount of the throttle opening is increased by γ or the intake valve closing timing is decreased by δ to change the original throttle opening degree. Return to the amount or intake valve closing timing. Next, the routine proceeds to step S508, where the intake charge efficiency reduction control in progress flag XTASH is set to “0”, and this routine is finished. Here, when the determination condition of step S506 is satisfied and the intake charge efficiency reduction control is not being performed, this routine is terminated without doing anything.
[0045]
  Like thisSecond embodimentThe internal combustion engine knock prevention device increases or decreases the amount of cooling water introduced into the radiator 23 in accordance with the load of the internal combustion engine 1, and keeps the cooling water temperature for the internal combustion engine 1 high during low load travel and low during high load travel. Water temperature sensors 34 and 35 as sensors, ECU 40 to which these signals are input, a flow path switching valve 26 as an actuator controlled by an output signal from ECU 40, and the like, and the water temperature control mechanism When the high water temperature control for maintaining the cooling water temperature for the internal combustion engine 1 at the high water temperature side is determined to be a high load running, the intake valve charging is achieved by the ECU 40 which slows the valve opening speed of the throttle valve 5 and reduces the intake charging efficiency. Efficiency control means.
[0046]
  That is, when the vehicle temperature is controlled at a high water temperature by the water temperature control mechanism, the ECU 40 that achieves the intake charge efficiency control means slows the valve opening speed of the throttle valve 5, that is, the amount of change in the throttle opening is reduced, and the internal combustion engine 1 is reduced, knocking can be prevented without deteriorating drivability.
[0047]
  Further, the knocking prevention device for the internal combustion engine of the present embodiment increases or decreases the amount of cooling water introduced into the radiator 23 according to the load of the internal combustion engine 1, and the cooling water temperature for the internal combustion engine 1 is high during low load traveling and during high load traveling. A water temperature control mechanism including water temperature sensors 34 and 35 as various sensors to maintain low, ECU 40 to which these signals are input, a flow path switching valve 26 as an actuator controlled by an output signal from ECU 40, and the like; When the high water temperature control for maintaining the cooling water temperature for the internal combustion engine 1 at the high water temperature side is determined by the water temperature control mechanism, the ECU 40 that achieves a high load running and advances the closing timing of the intake valve 8 to lower the intake charging efficiency. And intake air charging efficiency control means.
[0048]
  That is, when the high temperature control is performed by the water temperature control mechanism and the vehicle is traveling at a high load, the closing timing of the intake valve 8 is advanced by the ECU 40 that achieves the intake charge efficiency control means using the variable valve timing control mechanism 16. By reducing the intake air charging efficiency at, knocking can be prevented without deteriorating drivability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a technical explanation example of an embodiment of the present invention and a first example toSecond embodimentIt is the schematic which shows the whole structure of the knocking prevention apparatus of the internal combustion engine concerning.
[FIG. 2] FIG.Take Figure 1It is a flowchart which shows the process sequence of retard amount control in CPU in ECU used with the knocking prevention apparatus of an internal combustion engine.
FIG. 3 showsTake Figure 1It is a time chart of retard amount control in the knocking prevention device of an internal combustion engine.
FIG. 4 showsTake Figure 1It is a flowchart which shows the process sequence of the ignition timing retardation control based on the knock detection in CPU in ECU currently used with the knocking prevention apparatus of an internal combustion engine.
FIG. 5 shows an embodiment of the present invention.Technical explanation example 25 is a flowchart showing a processing procedure for prohibiting a high water temperature in a CPU in an ECU used in the knocking prevention device for an internal combustion engine according to FIG.
[Fig. 6] Fig. 6 shows a first embodiment of the present invention.1It is a flowchart which shows the process sequence of the cooling fan control of the radiator in CPU in ECU used with the knocking prevention apparatus of the internal combustion engine concerning an Example.
FIG. 7 shows the first embodiment of the present invention.1It is a time chart of cooling fan control of a radiator in a knocking prevention device of an internal-combustion engine concerning an example.
FIG. 8 is a diagram of an embodiment of the present invention.2It is a flowchart which shows the process sequence of intake charge efficiency fall control in CPU in ECU used with the knocking prevention apparatus of the internal combustion engine concerning an Example.
[Explanation of symbols]
  1 Internal combustion engine
  5 Throttle valve
  8 Intake valve
14 DC motor
16 Variable valve timing control mechanism
23 Radiator
25 Cooling fan
26 Flow path switching valve
32 Throttle opening sensor
33 Intake pressure sensor
38 knock sensor
40 ECU (electronic control unit)

Claims

内燃機関の負荷に応じてラジエータに導入する冷却水量を増減し、前記内燃機関に対する冷却水温を低負荷走行時には高く、高負荷走行時には低く維持する水温制御機構と、前記水温制御機構で前記内燃機関に対する冷却水温を高水温側に維持する高水温制御時には前記ラジエータの出口水温が前記内燃機関に対する冷却水温を低水温側に維持するときより低くなるように、前記ラジエータの冷却ファンを制御する冷却ファン制御手段とを具備することを特徴とする内燃機関のノッキング防止装置。 A water temperature control mechanism that increases or decreases the amount of cooling water introduced into the radiator according to the load of the internal combustion engine, and maintains the cooling water temperature for the internal combustion engine high during low load traveling and low during high load traveling, and the internal combustion engine with the water temperature control mechanism The cooling fan for controlling the cooling fan of the radiator so that the outlet water temperature of the radiator is lower than that when the cooling water temperature for the internal combustion engine is maintained on the low water temperature side at the time of high water temperature control for maintaining the cooling water temperature on the high water temperature side A knocking prevention device for an internal combustion engine, comprising: a control means.

内燃機関の負荷に応じてラジエータに導入する冷却水量を増減し、前記内燃機関に対する冷却水温を低負荷走行時には高く、高負荷走行時には低く維持する水温制御機構と、前記水温制御機構で前記内燃機関に対する冷却水温を高水温側に維持する高水温制御時に高負荷走行と判定したときにはスロットルバルブの開弁速度を遅くし、吸気充填効率を低下する吸気充填効率制御手段とを具備することを特徴とする内燃機関のノッキング防止装置。 A water temperature control mechanism that increases or decreases the amount of cooling water introduced into the radiator according to the load of the internal combustion engine, and maintains the cooling water temperature for the internal combustion engine high during low load traveling and low during high load traveling, and the internal combustion engine with the water temperature control mechanism And an intake charge efficiency control means for reducing the intake charge efficiency by slowing down the opening speed of the throttle valve when it is determined that the vehicle is traveling at a high load during high water temperature control for maintaining the cooling water temperature on the high water temperature side. A knocking prevention device for an internal combustion engine.

内燃機関の負荷に応じてラジエータに導入する冷却水量を増減し、前記内燃機関に対する冷却水温を低負荷走行時には高く、高負荷走行時には低く維持する水温制御機構と、前記水温制御機構で前記内燃機関に対する冷却水温を高水温側に維持する高水温制御時に高負荷走行と判定したときには吸気バルブの閉タイミングを早め、吸気充填効率を低下する吸気充填効率制御手段とを具備することを特徴とする内燃機関のノッキング防止装置。 A water temperature control mechanism that increases or decreases the amount of cooling water introduced into the radiator according to the load of the internal combustion engine, and maintains the cooling water temperature for the internal combustion engine high during low load traveling and low during high load traveling, and the internal combustion engine with the water temperature control mechanism An intake charge efficiency control means for reducing the intake charge efficiency by advancing the closing timing of the intake valve when it is determined that the vehicle is traveling at a high load during high water temperature control for maintaining the coolant temperature on the high water temperature side. Engine knocking prevention device.

内燃機関の負荷に応じてラジエータに導入する冷却水量を増減し、前記内燃機関に対する冷却水温を低負荷走行時には高く、高負荷走行時には低く維持する水温制御機構と、前記内燃機関に発生したノッキングを検出するノッキング検出手段と、前記ノッキング検出手段でノッキングが検出されたとき、点火時期を所定の遅角量、遅角する遅角制御手段とを備え、前記遅角制御手段は、前記水温制御機構で前記内燃機関に対する冷却水温を高水温側に維持する高水温制御時に高負荷走行に移行し、かつ、前記ノッキング検出手段でノッキングが検出されたとき、冷却水温を低水温側に維持する低水温制御時より点火時期に対する遅角量を大きく変更したのち徐々に元に戻す遅角量変更手段を備えることを特徴とする内燃機関のノッキング防止装置。 A water temperature control mechanism that increases or decreases the amount of cooling water introduced into the radiator according to the load of the internal combustion engine, and keeps the cooling water temperature for the internal combustion engine high during low load traveling and low during high load traveling, and knocking generated in the internal combustion engine. A knock detection means for detecting; and a retard control means for retarding the ignition timing by a predetermined delay amount when knocking is detected by the knock detection means, the retard control means comprising the water temperature control mechanism The low water temperature that maintains the cooling water temperature on the low water temperature side when the engine is shifted to high load traveling during the high water temperature control for maintaining the cooling water temperature on the internal combustion engine on the high water temperature side and knocking is detected by the knocking detection means. Prevention of knocking of an internal combustion engine, characterized by comprising a retard amount changing means for changing the retard amount with respect to the ignition timing largely from the time of control and then gradually returning it to the original state. Location.