Ｖ型エンジンの燃焼制御装置
【目的】 Ｖ型エンジンにおいてエンジン出力を極力下げずに、振動、騒音を効果的に抑制する。
【構成】 左右各列に並べられた気筒Ｃ１〜Ｃ１２における点火時期を個別に制御する燃焼圧力制御手段を備える。この燃焼圧力制御手段は、上記気筒Ｃ１〜Ｃ１２のうち、クランク回転方向上流側の気筒であって、最も前端及び最も後端に位置する気筒である気筒Ｃ１，Ｃ１１のみその点火時期のみを遅らせる。
【構成】 左右各列に並べられた気筒Ｃ１〜Ｃ１２における点火時期を個別に制御する燃焼圧力制御手段を備える。この燃焼圧力制御手段は、上記気筒Ｃ１〜Ｃ１２のうち、クランク回転方向上流側の気筒であって、最も前端及び最も後端に位置する気筒である気筒Ｃ１，Ｃ１１のみその点火時期のみを遅らせる。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジン、特にＶ型エンジンの振動、騒音を低減させるための燃焼制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、自動車等のエンジンでは、クランクシャフトの後端側にフライホイールが設けられるとともに、前端側にカムシャフト等を駆動するためのクランクプーリが取付けられる。このようなエンジンにおいては、気筒内の燃焼圧力を受けてクランクシャフトが曲げ変形し、これに起因して上記フライホイール等に振れが生じることにより、振動騒音が発生する。
【０００３】そこで、このようなエンジンの振動、抑制を図る手段として、特開平３−２８１９６７号公報には、クランクシャフト各端部における共振周波数及びエンジンの振動特性に基づいて振動制御条件を設定し、この条件に基づいて前端側の気筒及び後端側の気筒の燃焼状態を制御するようにしたものが示されている。このような装置によれば、エンジンの振動発生状況に応じた適切な燃焼制御を行うことにより、不必要な出力低下を招くことなく有効に振動、騒音を低減することが可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記公報に示される装置は、エンジン中央に直線状に気筒が並べられるいわゆるＩ型エンジンの振動、騒音を低減させるものであるが、これと同様、いわゆるＶ型エンジンにおいてもその振動、騒音を低減させることが望まれる。ここでＶ型エンジンは、左右に配せられたコンロッドが中央の共通のクランクピンに結合された構造であるため、上記Ｉ型エンジンとは異なる振動特性を有しており、このような固有の振動特性も考慮した適切な燃焼制御を行うことが大きな課題となる。また、このＶ型エンジンで振動、騒音抑制の制御を行う際にも、これに伴うエンジン性能の低下を可及的に低く抑えることが重要である。
【０００５】本発明は、このような事情に鑑み、Ｖ型エンジンの振動、騒音を効果的に抑制しながら、エンジン性能に与える影響を最小限にとどめることができるＶ型エンジンの燃焼制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、左右の気筒に対応するコンロッドがクランクにおける同一のクランクピンに連結されたＶ型エンジンにおいて、上記気筒のうち上記クランクの回転方向上流側の気筒のみその燃焼圧力を低下させる燃焼圧力制御手段を備えたものである（請求項１）。
【０００７】ここで、燃焼圧力を低下させる気筒は、クランクの回転方向上流側の気筒の全部でもよいし一部でもよい。例えば上記Ｖ型エンジンに上記左右の気筒が前後方向に複数対並べて設けられている場合には、上記気筒のうち最も前側に位置する気筒の燃焼圧力や、最も後側に位置する気筒の燃焼圧力を低下させるのがより効果的である（請求項２，３）。
【０００８】また、実際に燃焼圧力を制御する手段としては、該当する気筒の点火時期を遅らせるもの等が好適である（請求項４）。
【０００９】また、上記Ｖ型エンジンの回転数を検出する回転数検出手段を備え、この回転数が予め設定された値以下の場合にのみ上記クランク回転方向上流側の気筒の燃焼圧力を低下させるように上記燃焼圧力制御手段を構成してもよい（請求項５）。
【００１０】
【作用】上記Ｖ型エンジンにおいて、共通のクランクピンに連結される左右コンロッドの合成加速度は、後述のようにクランク回転方向上流側の気筒の上死点を過ぎてからクランク回転方向下流側の気筒の上死点を迎える前に下向きに最大となる。一方、各気筒内の燃焼圧は、一般に、その気筒の上死点から僅かな角度（約１０°〜３０°）経過した時点で最大となる。すなわち、左右両気筒の合成加速度が下向きに最大になる時点と、上記クランク回転方向上流側の気筒の燃焼圧が最大となる時点とはほぼ合致し、この時点で各コンロッド及びクランクピンが最も強く下方に押付けられ、振動、騒音を促すことになる。
【００１１】ここで、請求項１記載の装置では、上記合成加速度が最大となる時期とほぼ同時期に最大となるクランク回転方向上流側の気筒の燃焼圧力のみを低下させるように燃焼圧力制御手段が構成されているので、クランク回転方向下流側の気筒の燃焼圧力は下げることなく、エンジンの振動、騒音を抑制することができる。
【００１２】また、上記Ｖ型エンジンとトランスミッションとを含めたパワープラントの基本的な振動モードであるＰＰＢ（パワープラントベンディング）では、エンジンの前後端付近で腹となる（すなわち外部刺激に対して敏感となる）が、ここで請求項２，３記載の装置では、前後に並べられた気筒のうち最も前側の気筒や最も後側の気筒のみその燃焼圧力を低下させるようにしているので、エンジンの振動、騒音はより効果的に抑えられる。特に、クランク前端にはカム軸等の駆動用のクランクプーリ等が取付けられ、クランク後端にはフライホイール等が取付けられるのが一般的であるので、これらの部分に近い気筒の燃焼圧力を下げることは、クランクプーリやフライホイール等の面振れ振動を直接抑制することになり、非常に有効である。
【００１３】請求項４記載の装置では、上記クランク回転方向上流側の気筒の点火時期を遅らせることにより、その燃焼圧力の低減が実現される。
【００１４】また、請求項５記載の装置では、固有振動数等の関係から特にエンジンの振動、騒音が深刻となる低速領域もしくは中低速領域でのみ上記クランク回転方向上流側の気筒の燃焼圧力が下げられることとなる。
【００１５】
【実施例】本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
【００１６】図１，２に示すＶ型エンジン１０は、その中央下部にクランク１２を備え、このクランク１２には、相互一直線上に並ぶクランク主軸１４と、このクランク主軸１４から径方向に外れたクランクピン１６とが交互に形成されている。
【００１７】このＶ型エンジン１０の上部には、複数（図例では１２）の気筒Ｃ１〜Ｃ１２が設けられている。より具体的には、６つの気筒Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５，Ｃ７，Ｃ９，Ｃ１１が図１，２の左一列に、残りの６つの気筒Ｃ２，Ｃ４，Ｃ６，Ｃ８，Ｃ１０，Ｃ１２が図１，２の右一列にそれぞれ配列され、各気筒Ｃ１〜Ｃ１２は上記クランク１２にほぼ向かって傾斜している。各気筒Ｃ１〜Ｃ１２にはピストン２０が設けられ、各ピストン２０にコンロッド１８が連結されている。
【００１８】図２，３に示すように、上記クランク１２の前端にはカムシャフト駆動用のクランクプーリ２２が取付けられ、後端にはフライホイール２４が取付けられており、このエンジン後端部に変速機２６が連結されている。
【００１９】図４に示すように、上記クランク１２の各クランク主軸１４はエンジン本体側の軸受部２８に回転可能に支持されており、各クランクピン１６には、左右一組の気筒（図４では気筒Ｃ１，Ｃ２を示す。）におけるコンロッド１８の下端部が共通して連結されている。
【００２０】なお、図１においてＭ１，Ｍ２はエンジン側部に取付けられる第１マウント及び第２マウントであり、図３においてＣ３は変速機２６の後端に取付けられる第３マウントである。
【００２１】このＶ型エンジン１０には、図５に示すようなエンジン回転数センサ（回転数検出手段）３２やスロットルセンサ３４等の各種検出器が設けられ、これらから出力される検出信号がＥＣＵ（燃焼圧力制御手段）３０に入力されるようになっている。
【００２２】一方、各気筒Ｃ１〜Ｃ１２には点火プラグ３６が設けられ、各点火プラグ３６には点火コイル３７が接続されている。各点火コイル３７にはイグナイタ３８が接続され、各イグナイタ３８が上記ＥＣＵ３０に接続されている。このＥＣＵ３０は、各イグナイタ３８に制御信号を出力することにより各気筒Ｃ１〜Ｃ１２における点火制御を行うが、ここで、上記エンジン回転数センサ３２で検出されるエンジン回転数が予め設定された回転数以下の領域では、気筒Ｃ１及び気筒Ｃ１１の点火時期を通常の点火時期よりも遅らせるようにＥＣＵ３０が構成されている。
【００２３】このような装置において、各気筒Ｃ１〜Ｃ１２内での燃焼によりクランク１２が回転駆動される間、例えば図４に示すように最前位置の気筒Ｃ１，Ｃ２について着目すると、気筒Ｃ１でのピストン加速度、気筒Ｃ２でのピストン加速度、及び両ピストンの合成加速度はそれぞれ図６に示す曲線４１，４２，４３で表される。この図から明らかなように、前記図４に示すような位置、すなわちクランク回転方向上流側の気筒Ｃ１で上死点Ｐ１（図６）を過ぎた後、クランク回転方向下流側の気筒Ｃ２で上死点Ｐ２を迎える前の間に両気筒Ｃ１，Ｃ２でのピストン２０及びコンロッド１８の合成加速度が下向きに最大となる点Ｐ３を迎える。一方、各気筒Ｃ１，Ｃ２で燃焼圧力が最大になるのは、各気筒Ｃ１，Ｃ２で上死点を過ぎてから１０°〜３０°ほど進角した時点である。従って、上記合成加速度が下向きに最大になる時点と、気筒Ｃ１で最大燃焼圧力が発生する時点とはほぼ合致し、この時点でクランク１２に大きな下向きの押付け力が発生することになる。
【００２４】ところが、この装置では、上記クランク回転方向上流側の気筒Ｃ１のみその点火時期がＥＣＵ３０の制御で遅延され、これにより同気筒Ｃ１での燃焼圧力が下げられるので、クランク回転方向下流側の気筒Ｃ２の燃焼圧力は下げることなく、すなわちエンジン全体の出力を必要以上に下げることなく、上記クランク１２への下向きの押付け力を効果的に削減することができ、これに起因するＶ型エンジン１０での振動、騒音を低減することができる。
【００２５】しかも、この実施例では、Ｖ型エンジン１０の前後方向についても、その最前端の気筒Ｃ１及び最後端の気筒Ｃ１１のみその燃焼圧力を下げ、他の気筒の燃焼圧力は下げないようにしているので、エンジン出力を極力下げずにより効率良く振動、騒音の低下を図ることができる。その理由は次の通りである。
(a) 図３下側に示されるＰＰＢ（パワープラントベンディング）において、特に外力に影響を受けやすい（外力に敏感な）腹の部分は、一般にＶ型エンジン１０の前端及び後端に位置している。従ってこの部分でのクランク１２の押付け力を低減させれば、エンジン全体から発せられる振動、騒音を最も効果的に抑制できることになる。
(b) 同図に示すように、上記Ｖ型エンジン１０の前端及び後端にはそれぞれクランクプーリ２２及びフライホイール２４が設けられており、これらの面振れ振動が上記振動、騒音の大きな要因となっている。従って、これらクランクプーリ２２及びフライホイール２４が位置するエンジン１０前後端でクランク押付け力を削減することにより、上記振動、騒音を効果的に抑制することができる。
【００２６】ただし、本願請求項１記載の発明において燃焼圧力低減の対象となる気筒は、クランク回転方向上流側の気筒であれば良く、図１に示すＶ型エンジン１０の場合、全ての上流側気筒Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５，Ｃ７，Ｃ９，Ｃ１１の燃焼圧力を下げるようにしてもよいし、最前端の気筒Ｃ１のみ、あるいは最後端の気筒Ｃ１１のみその燃焼圧力を下げるようにしてもよい。
【００２７】また、この実施例では、固有振動数の影響等から特に振動、騒音の抑制が重要な低速領域（例では4000rpm以下の領域）でのみ燃焼圧力を低下させる制御を行っているので、高速領域でのエンジン出力は従来と同等に確保することができる。
【００２８】＊実験データ次の表１は、一定のエンジン回転数（2000rpm）による運転下で各気筒での燃焼圧力をそれぞれ個別に下げた時の各マウントＭ１〜Ｍ３の付け根における前後、上下、左右各方向の振動を音に変換してフィーリング評価し、効果度合いを判定した結果を示したものである。
【００２９】
【表１】
【００３０】この表１から、特に気筒Ｃ１，Ｃ１１の燃焼圧力を下げた場合に大きな制振効果が得られることがわかる。
【００３１】また、図７は、全負荷時（スロットル全開時）において、全気筒Ｃ１〜Ｃ１２の燃焼圧を下げなかった場合、全気筒Ｃ１〜Ｃ１２の燃焼圧を下げた場合、及び気筒Ｃ１，Ｃ１１の燃焼圧のみを下げた場合の各マウントＭ１〜Ｍ３の振動レベルをそれぞれ実線、破線、及び一点鎖線で示したものであり、図８は、部分負荷時（スロットル半開時）において、全気筒Ｃ１〜Ｃ１２の燃焼圧を下げなかった場合、全気筒Ｃ１〜Ｃ１２の燃焼圧を下げた場合、及び気筒Ｃ１，Ｃ１１の燃焼圧のみを下げた場合の各マウントＭ１〜Ｍ３の振動レベルをそれぞれ実線、破線、及び一点鎖線で示したものである。
【００３２】これらの図から明らかなように、気筒Ｃ１，Ｃ１１の点火時期を遅延しただけでも振動レベルを下げることができ、しかもその低下度合いは全気筒Ｃ１〜Ｃ１２の点火時期を遅延した場合とほとんど変わらない。従って、前記実施例のように気筒Ｃ１，Ｃ１１の燃焼圧力のみを低下させれば、エンジン出力を極力下げずに振動レベルを効果的に抑制できることがわかる。
【００３３】また、図７，８を比較して明らかなように、上記気筒Ｃ１，Ｃ１１の燃焼圧力を下げることによる制振効果は、全負荷時よりも部分負荷時の方が顕著であるので、例えば図５に示すスロットルセンサ３４で検出されるスロットル開度が一定開度以下の場合にのみ上記点火時期遅延制御を行うようにしてもよい。
【００３４】なお、本発明において燃焼圧力を下げる手段は、上記のように点火時期を遅らせるものに限らず、例えばインジェクタによる燃料噴射量を減ずるようにしてもよいし、気筒への吸入空気量を絞るようにしてもよい。この空気量の絞りは、各気筒別に設けられたスロットル弁を用いてもよいし、これに変わる流量制御弁を用いるようにしてもよい。
【００３５】また、本発明では気筒全数を問わず、左右の列に気筒が並べられた種々のＶ型エンジンに本発明を適用することができる。
【００３６】
【発明の効果】以上のように本発明は、上記合成加速度が最大となる時期とほぼ同時期に最大となるクランク回転方向上流側の気筒の燃焼圧力のみを低下させるものであるので、クランク回転方向下流側の気筒の燃焼圧力は下げることなく、エンジンの振動、騒音を効果的に抑制することができる効果がある。
【００３７】さらに、請求項２，３記載の装置では、上記Ｖ型エンジンにおいてその基本的な振動モードであるＰＰＢ（パワープラントベンディング）で腹となる部分であり、かつクランクプーリやフライホイールの面振れ振動が生じやすいエンジン前端もしくは後端の気筒の燃焼圧力のみを低下させるようにしているので、より高いエンジン出力を確保しながら、エンジンの振動、騒音を効果的に抑制することができる効果がある。
【００３８】また、請求項５記載の装置では、固有振動数等の関係から特にエンジンの振動、騒音が深刻となる低速領域もしくは中低速領域でのみ上記クランク回転方向上流側の気筒の燃焼圧力を下げるようにしているので、この重要な領域で振動、騒音を効果的に抑制しながら、中高速領域や高速領域では従来と同等のエンジン出力を確保することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例におけるＶ型エンジンの全体斜視図である。
【図２】上記Ｖ型エンジンを示すスケルトンである。
【図３】上記Ｖ型エンジン及びこれに連結された変速機の側面図及びこれに対応するＢＢＤを示した図である。
【図４】上記Ｖ型エンジンにおける左右両コンロッドとクランクピンとの結合状態を示す一部断面正面図である。
【図５】上記Ｖ型エンジンに具備されるＥＣＵの入出力信号を示すブロック図である。
【図６】左右の気筒におけるピストン加速度及び両ピストンの合成加速度を示すグラフである。
【図７】全負荷時において点火時期を全く遅延しなかった場合、全気筒の点火時期を遅延した場合、及び第１気筒、第１１気筒の点火時期のみを遅延した場合のそれぞれにおけるエンジンマウントの振動レベルを示すグラフである。
【図８】部分負荷時において点火時期を全く遅延しなかった場合、全気筒の点火時期を遅延した場合、及び第１気筒、第１１気筒の点火時期のみを遅延した場合のそれぞれにおけるエンジンマウントの振動レベルを示すグラフである。
【符号の説明】
１０ Ｖ型エンジン
１２ クランク
１６ クランクピン
１８ コンロッド
２０ ピストン
３０ ＥＣＵ（燃焼圧力制御手段）
３２ エンジン回転数センサ（回転数検出手段）
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジン、特にＶ型エンジンの振動、騒音を低減させるための燃焼制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、自動車等のエンジンでは、クランクシャフトの後端側にフライホイールが設けられるとともに、前端側にカムシャフト等を駆動するためのクランクプーリが取付けられる。このようなエンジンにおいては、気筒内の燃焼圧力を受けてクランクシャフトが曲げ変形し、これに起因して上記フライホイール等に振れが生じることにより、振動騒音が発生する。
【０００３】そこで、このようなエンジンの振動、抑制を図る手段として、特開平３−２８１９６７号公報には、クランクシャフト各端部における共振周波数及びエンジンの振動特性に基づいて振動制御条件を設定し、この条件に基づいて前端側の気筒及び後端側の気筒の燃焼状態を制御するようにしたものが示されている。このような装置によれば、エンジンの振動発生状況に応じた適切な燃焼制御を行うことにより、不必要な出力低下を招くことなく有効に振動、騒音を低減することが可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記公報に示される装置は、エンジン中央に直線状に気筒が並べられるいわゆるＩ型エンジンの振動、騒音を低減させるものであるが、これと同様、いわゆるＶ型エンジンにおいてもその振動、騒音を低減させることが望まれる。ここでＶ型エンジンは、左右に配せられたコンロッドが中央の共通のクランクピンに結合された構造であるため、上記Ｉ型エンジンとは異なる振動特性を有しており、このような固有の振動特性も考慮した適切な燃焼制御を行うことが大きな課題となる。また、このＶ型エンジンで振動、騒音抑制の制御を行う際にも、これに伴うエンジン性能の低下を可及的に低く抑えることが重要である。
【０００５】本発明は、このような事情に鑑み、Ｖ型エンジンの振動、騒音を効果的に抑制しながら、エンジン性能に与える影響を最小限にとどめることができるＶ型エンジンの燃焼制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、左右の気筒に対応するコンロッドがクランクにおける同一のクランクピンに連結されたＶ型エンジンにおいて、上記気筒のうち上記クランクの回転方向上流側の気筒のみその燃焼圧力を低下させる燃焼圧力制御手段を備えたものである（請求項１）。
【０００７】ここで、燃焼圧力を低下させる気筒は、クランクの回転方向上流側の気筒の全部でもよいし一部でもよい。例えば上記Ｖ型エンジンに上記左右の気筒が前後方向に複数対並べて設けられている場合には、上記気筒のうち最も前側に位置する気筒の燃焼圧力や、最も後側に位置する気筒の燃焼圧力を低下させるのがより効果的である（請求項２，３）。
【０００８】また、実際に燃焼圧力を制御する手段としては、該当する気筒の点火時期を遅らせるもの等が好適である（請求項４）。
【０００９】また、上記Ｖ型エンジンの回転数を検出する回転数検出手段を備え、この回転数が予め設定された値以下の場合にのみ上記クランク回転方向上流側の気筒の燃焼圧力を低下させるように上記燃焼圧力制御手段を構成してもよい（請求項５）。
【００１０】
【作用】上記Ｖ型エンジンにおいて、共通のクランクピンに連結される左右コンロッドの合成加速度は、後述のようにクランク回転方向上流側の気筒の上死点を過ぎてからクランク回転方向下流側の気筒の上死点を迎える前に下向きに最大となる。一方、各気筒内の燃焼圧は、一般に、その気筒の上死点から僅かな角度（約１０°〜３０°）経過した時点で最大となる。すなわち、左右両気筒の合成加速度が下向きに最大になる時点と、上記クランク回転方向上流側の気筒の燃焼圧が最大となる時点とはほぼ合致し、この時点で各コンロッド及びクランクピンが最も強く下方に押付けられ、振動、騒音を促すことになる。
【００１１】ここで、請求項１記載の装置では、上記合成加速度が最大となる時期とほぼ同時期に最大となるクランク回転方向上流側の気筒の燃焼圧力のみを低下させるように燃焼圧力制御手段が構成されているので、クランク回転方向下流側の気筒の燃焼圧力は下げることなく、エンジンの振動、騒音を抑制することができる。
【００１２】また、上記Ｖ型エンジンとトランスミッションとを含めたパワープラントの基本的な振動モードであるＰＰＢ（パワープラントベンディング）では、エンジンの前後端付近で腹となる（すなわち外部刺激に対して敏感となる）が、ここで請求項２，３記載の装置では、前後に並べられた気筒のうち最も前側の気筒や最も後側の気筒のみその燃焼圧力を低下させるようにしているので、エンジンの振動、騒音はより効果的に抑えられる。特に、クランク前端にはカム軸等の駆動用のクランクプーリ等が取付けられ、クランク後端にはフライホイール等が取付けられるのが一般的であるので、これらの部分に近い気筒の燃焼圧力を下げることは、クランクプーリやフライホイール等の面振れ振動を直接抑制することになり、非常に有効である。
【００１３】請求項４記載の装置では、上記クランク回転方向上流側の気筒の点火時期を遅らせることにより、その燃焼圧力の低減が実現される。
【００１４】また、請求項５記載の装置では、固有振動数等の関係から特にエンジンの振動、騒音が深刻となる低速領域もしくは中低速領域でのみ上記クランク回転方向上流側の気筒の燃焼圧力が下げられることとなる。
【００１５】
【実施例】本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
【００１６】図１，２に示すＶ型エンジン１０は、その中央下部にクランク１２を備え、このクランク１２には、相互一直線上に並ぶクランク主軸１４と、このクランク主軸１４から径方向に外れたクランクピン１６とが交互に形成されている。
【００１７】このＶ型エンジン１０の上部には、複数（図例では１２）の気筒Ｃ１〜Ｃ１２が設けられている。より具体的には、６つの気筒Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５，Ｃ７，Ｃ９，Ｃ１１が図１，２の左一列に、残りの６つの気筒Ｃ２，Ｃ４，Ｃ６，Ｃ８，Ｃ１０，Ｃ１２が図１，２の右一列にそれぞれ配列され、各気筒Ｃ１〜Ｃ１２は上記クランク１２にほぼ向かって傾斜している。各気筒Ｃ１〜Ｃ１２にはピストン２０が設けられ、各ピストン２０にコンロッド１８が連結されている。
【００１８】図２，３に示すように、上記クランク１２の前端にはカムシャフト駆動用のクランクプーリ２２が取付けられ、後端にはフライホイール２４が取付けられており、このエンジン後端部に変速機２６が連結されている。
【００１９】図４に示すように、上記クランク１２の各クランク主軸１４はエンジン本体側の軸受部２８に回転可能に支持されており、各クランクピン１６には、左右一組の気筒（図４では気筒Ｃ１，Ｃ２を示す。）におけるコンロッド１８の下端部が共通して連結されている。
【００２０】なお、図１においてＭ１，Ｍ２はエンジン側部に取付けられる第１マウント及び第２マウントであり、図３においてＣ３は変速機２６の後端に取付けられる第３マウントである。
【００２１】このＶ型エンジン１０には、図５に示すようなエンジン回転数センサ（回転数検出手段）３２やスロットルセンサ３４等の各種検出器が設けられ、これらから出力される検出信号がＥＣＵ（燃焼圧力制御手段）３０に入力されるようになっている。
【００２２】一方、各気筒Ｃ１〜Ｃ１２には点火プラグ３６が設けられ、各点火プラグ３６には点火コイル３７が接続されている。各点火コイル３７にはイグナイタ３８が接続され、各イグナイタ３８が上記ＥＣＵ３０に接続されている。このＥＣＵ３０は、各イグナイタ３８に制御信号を出力することにより各気筒Ｃ１〜Ｃ１２における点火制御を行うが、ここで、上記エンジン回転数センサ３２で検出されるエンジン回転数が予め設定された回転数以下の領域では、気筒Ｃ１及び気筒Ｃ１１の点火時期を通常の点火時期よりも遅らせるようにＥＣＵ３０が構成されている。
【００２３】このような装置において、各気筒Ｃ１〜Ｃ１２内での燃焼によりクランク１２が回転駆動される間、例えば図４に示すように最前位置の気筒Ｃ１，Ｃ２について着目すると、気筒Ｃ１でのピストン加速度、気筒Ｃ２でのピストン加速度、及び両ピストンの合成加速度はそれぞれ図６に示す曲線４１，４２，４３で表される。この図から明らかなように、前記図４に示すような位置、すなわちクランク回転方向上流側の気筒Ｃ１で上死点Ｐ１（図６）を過ぎた後、クランク回転方向下流側の気筒Ｃ２で上死点Ｐ２を迎える前の間に両気筒Ｃ１，Ｃ２でのピストン２０及びコンロッド１８の合成加速度が下向きに最大となる点Ｐ３を迎える。一方、各気筒Ｃ１，Ｃ２で燃焼圧力が最大になるのは、各気筒Ｃ１，Ｃ２で上死点を過ぎてから１０°〜３０°ほど進角した時点である。従って、上記合成加速度が下向きに最大になる時点と、気筒Ｃ１で最大燃焼圧力が発生する時点とはほぼ合致し、この時点でクランク１２に大きな下向きの押付け力が発生することになる。
【００２４】ところが、この装置では、上記クランク回転方向上流側の気筒Ｃ１のみその点火時期がＥＣＵ３０の制御で遅延され、これにより同気筒Ｃ１での燃焼圧力が下げられるので、クランク回転方向下流側の気筒Ｃ２の燃焼圧力は下げることなく、すなわちエンジン全体の出力を必要以上に下げることなく、上記クランク１２への下向きの押付け力を効果的に削減することができ、これに起因するＶ型エンジン１０での振動、騒音を低減することができる。
【００２５】しかも、この実施例では、Ｖ型エンジン１０の前後方向についても、その最前端の気筒Ｃ１及び最後端の気筒Ｃ１１のみその燃焼圧力を下げ、他の気筒の燃焼圧力は下げないようにしているので、エンジン出力を極力下げずにより効率良く振動、騒音の低下を図ることができる。その理由は次の通りである。
(a) 図３下側に示されるＰＰＢ（パワープラントベンディング）において、特に外力に影響を受けやすい（外力に敏感な）腹の部分は、一般にＶ型エンジン１０の前端及び後端に位置している。従ってこの部分でのクランク１２の押付け力を低減させれば、エンジン全体から発せられる振動、騒音を最も効果的に抑制できることになる。
(b) 同図に示すように、上記Ｖ型エンジン１０の前端及び後端にはそれぞれクランクプーリ２２及びフライホイール２４が設けられており、これらの面振れ振動が上記振動、騒音の大きな要因となっている。従って、これらクランクプーリ２２及びフライホイール２４が位置するエンジン１０前後端でクランク押付け力を削減することにより、上記振動、騒音を効果的に抑制することができる。
【００２６】ただし、本願請求項１記載の発明において燃焼圧力低減の対象となる気筒は、クランク回転方向上流側の気筒であれば良く、図１に示すＶ型エンジン１０の場合、全ての上流側気筒Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５，Ｃ７，Ｃ９，Ｃ１１の燃焼圧力を下げるようにしてもよいし、最前端の気筒Ｃ１のみ、あるいは最後端の気筒Ｃ１１のみその燃焼圧力を下げるようにしてもよい。
【００２７】また、この実施例では、固有振動数の影響等から特に振動、騒音の抑制が重要な低速領域（例では4000rpm以下の領域）でのみ燃焼圧力を低下させる制御を行っているので、高速領域でのエンジン出力は従来と同等に確保することができる。
【００２８】＊実験データ次の表１は、一定のエンジン回転数（2000rpm）による運転下で各気筒での燃焼圧力をそれぞれ個別に下げた時の各マウントＭ１〜Ｍ３の付け根における前後、上下、左右各方向の振動を音に変換してフィーリング評価し、効果度合いを判定した結果を示したものである。
【００２９】
【表１】
【００３０】この表１から、特に気筒Ｃ１，Ｃ１１の燃焼圧力を下げた場合に大きな制振効果が得られることがわかる。
【００３１】また、図７は、全負荷時（スロットル全開時）において、全気筒Ｃ１〜Ｃ１２の燃焼圧を下げなかった場合、全気筒Ｃ１〜Ｃ１２の燃焼圧を下げた場合、及び気筒Ｃ１，Ｃ１１の燃焼圧のみを下げた場合の各マウントＭ１〜Ｍ３の振動レベルをそれぞれ実線、破線、及び一点鎖線で示したものであり、図８は、部分負荷時（スロットル半開時）において、全気筒Ｃ１〜Ｃ１２の燃焼圧を下げなかった場合、全気筒Ｃ１〜Ｃ１２の燃焼圧を下げた場合、及び気筒Ｃ１，Ｃ１１の燃焼圧のみを下げた場合の各マウントＭ１〜Ｍ３の振動レベルをそれぞれ実線、破線、及び一点鎖線で示したものである。
【００３２】これらの図から明らかなように、気筒Ｃ１，Ｃ１１の点火時期を遅延しただけでも振動レベルを下げることができ、しかもその低下度合いは全気筒Ｃ１〜Ｃ１２の点火時期を遅延した場合とほとんど変わらない。従って、前記実施例のように気筒Ｃ１，Ｃ１１の燃焼圧力のみを低下させれば、エンジン出力を極力下げずに振動レベルを効果的に抑制できることがわかる。
【００３３】また、図７，８を比較して明らかなように、上記気筒Ｃ１，Ｃ１１の燃焼圧力を下げることによる制振効果は、全負荷時よりも部分負荷時の方が顕著であるので、例えば図５に示すスロットルセンサ３４で検出されるスロットル開度が一定開度以下の場合にのみ上記点火時期遅延制御を行うようにしてもよい。
【００３４】なお、本発明において燃焼圧力を下げる手段は、上記のように点火時期を遅らせるものに限らず、例えばインジェクタによる燃料噴射量を減ずるようにしてもよいし、気筒への吸入空気量を絞るようにしてもよい。この空気量の絞りは、各気筒別に設けられたスロットル弁を用いてもよいし、これに変わる流量制御弁を用いるようにしてもよい。
【００３５】また、本発明では気筒全数を問わず、左右の列に気筒が並べられた種々のＶ型エンジンに本発明を適用することができる。
【００３６】
【発明の効果】以上のように本発明は、上記合成加速度が最大となる時期とほぼ同時期に最大となるクランク回転方向上流側の気筒の燃焼圧力のみを低下させるものであるので、クランク回転方向下流側の気筒の燃焼圧力は下げることなく、エンジンの振動、騒音を効果的に抑制することができる効果がある。
【００３７】さらに、請求項２，３記載の装置では、上記Ｖ型エンジンにおいてその基本的な振動モードであるＰＰＢ（パワープラントベンディング）で腹となる部分であり、かつクランクプーリやフライホイールの面振れ振動が生じやすいエンジン前端もしくは後端の気筒の燃焼圧力のみを低下させるようにしているので、より高いエンジン出力を確保しながら、エンジンの振動、騒音を効果的に抑制することができる効果がある。
【００３８】また、請求項５記載の装置では、固有振動数等の関係から特にエンジンの振動、騒音が深刻となる低速領域もしくは中低速領域でのみ上記クランク回転方向上流側の気筒の燃焼圧力を下げるようにしているので、この重要な領域で振動、騒音を効果的に抑制しながら、中高速領域や高速領域では従来と同等のエンジン出力を確保することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例におけるＶ型エンジンの全体斜視図である。
【図２】上記Ｖ型エンジンを示すスケルトンである。
【図３】上記Ｖ型エンジン及びこれに連結された変速機の側面図及びこれに対応するＢＢＤを示した図である。
【図４】上記Ｖ型エンジンにおける左右両コンロッドとクランクピンとの結合状態を示す一部断面正面図である。
【図５】上記Ｖ型エンジンに具備されるＥＣＵの入出力信号を示すブロック図である。
【図６】左右の気筒におけるピストン加速度及び両ピストンの合成加速度を示すグラフである。
【図７】全負荷時において点火時期を全く遅延しなかった場合、全気筒の点火時期を遅延した場合、及び第１気筒、第１１気筒の点火時期のみを遅延した場合のそれぞれにおけるエンジンマウントの振動レベルを示すグラフである。
【図８】部分負荷時において点火時期を全く遅延しなかった場合、全気筒の点火時期を遅延した場合、及び第１気筒、第１１気筒の点火時期のみを遅延した場合のそれぞれにおけるエンジンマウントの振動レベルを示すグラフである。
【符号の説明】
１０ Ｖ型エンジン
１２ クランク
１６ クランクピン
１８ コンロッド
２０ ピストン
３０ ＥＣＵ（燃焼圧力制御手段）
３２ エンジン回転数センサ（回転数検出手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】 左右の気筒に対応するコンロッドがクランクにおける同一のクランクピンに連結されたＶ型エンジンにおいて、上記気筒のうち上記クランクの回転方向上流側の気筒のみその燃焼圧力を低下させる燃焼圧力制御手段を備えたことを特徴とするＶ型エンジンの燃焼制御装置。
【請求項２】 請求項１記載のＶ型エンジンの燃焼制御装置において、上記Ｖ型エンジンに上記左右の気筒を前後方向に複数対並べて設けるとともに、上記気筒のうち最も前側に位置する気筒の燃焼圧力を低下させるように上記燃焼圧力制御手段を構成したことを特徴とするＶ型エンジンの燃焼制御装置。
【請求項３】 請求項１または２記載のＶ型エンジンの燃焼制御装置において、上記Ｖ型エンジンに上記左右の気筒を前後方向に複数対並べて設けるとともに、上記気筒のうち最も後側に位置する気筒の燃焼圧力を低下させるように上記燃焼圧力制御手段を構成したことを特徴とするＶ型エンジンの燃焼制御装置。
【請求項４】 請求項１〜３記載のＶ型エンジンの燃焼制御装置において、上記燃焼圧力制御手段は、上記クランク回転方向上流側の気筒の点火時期を遅らせるように構成されていることを特徴とするＶ型エンジンの燃焼制御装置。
【請求項５】 請求項１〜４記載のＶ型エンジンの燃焼制御装置において、上記Ｖ型エンジンの回転数を検出する回転数検出手段を備え、この回転数が予め設定された値以下の場合にのみ上記クランク回転方向上流側の気筒の燃焼圧力を低下させるように上記燃焼圧力制御手段を構成したことを特徴とするＶ型エンジンの燃焼制御装置。
【請求項１】 左右の気筒に対応するコンロッドがクランクにおける同一のクランクピンに連結されたＶ型エンジンにおいて、上記気筒のうち上記クランクの回転方向上流側の気筒のみその燃焼圧力を低下させる燃焼圧力制御手段を備えたことを特徴とするＶ型エンジンの燃焼制御装置。
【請求項２】 請求項１記載のＶ型エンジンの燃焼制御装置において、上記Ｖ型エンジンに上記左右の気筒を前後方向に複数対並べて設けるとともに、上記気筒のうち最も前側に位置する気筒の燃焼圧力を低下させるように上記燃焼圧力制御手段を構成したことを特徴とするＶ型エンジンの燃焼制御装置。
【請求項３】 請求項１または２記載のＶ型エンジンの燃焼制御装置において、上記Ｖ型エンジンに上記左右の気筒を前後方向に複数対並べて設けるとともに、上記気筒のうち最も後側に位置する気筒の燃焼圧力を低下させるように上記燃焼圧力制御手段を構成したことを特徴とするＶ型エンジンの燃焼制御装置。
【請求項４】 請求項１〜３記載のＶ型エンジンの燃焼制御装置において、上記燃焼圧力制御手段は、上記クランク回転方向上流側の気筒の点火時期を遅らせるように構成されていることを特徴とするＶ型エンジンの燃焼制御装置。
【請求項５】 請求項１〜４記載のＶ型エンジンの燃焼制御装置において、上記Ｖ型エンジンの回転数を検出する回転数検出手段を備え、この回転数が予め設定された値以下の場合にのみ上記クランク回転方向上流側の気筒の燃焼圧力を低下させるように上記燃焼圧力制御手段を構成したことを特徴とするＶ型エンジンの燃焼制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開平６−１９３５３８
【公開日】平成６年（１９９４）７月１２日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平４−３４７２２２
【出願日】平成４年（１９９２）１２月２５日
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【公開日】平成６年（１９９４）７月１２日
【国際特許分類】
【出願日】平成４年（１９９２）１２月２５日
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
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