JP2008210340A - シリンダヘッドの設計支援方法、シリンダヘッドの設計支援装置、及び、シリンダヘッドの設計支援プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ガソリンエンジンやディーゼルエンジンのエンジンタイプの差異に関わらず、設計効率や開発効率を向上させることができるシリンダヘッドの設計支援方法等を提供する。
【解決手段】本発明は、ガソリンエンジンとディーゼルエンジンとの２つのエンジンタイプの差異に関わらず共通の仕様となる部位（インジェクタ、動弁系等）を選択する共通部位選択ステップと、ガソリンエンジンとディーゼルエンジンの２つのエンジンタイプで異なる仕様となる部位（燃焼室、吸気モート、プラグ挿入部）を単位として分け、これらの各部位から各エンジンタイプに応じて部位を選択する異部位選択ステップと、共通部位選択ステップにおいて選択された部位及び異部位選択ステップにおいて選択された部位に基づいてガソリンエンジン又はディーゼルエンジンのシリンダヘッドモデルを設定するシリンダヘッドモデル設定ステップと、を有する。
【選択図】図７

Description

本発明は、シリンダヘッドの設計支援方法、シリンダヘッドの設計支援装置、及び、シリンダヘッドの設計支援プログラムに関する。

従来から、例えば、特許文献１に示すように、エンジンの各種の部品を設計する際、３次元ＣＡＤソフト等を用いて、設計時間や設計コストを低減させることが行われている。
例えば、ガソリンエンジンのシリンダヘッドを設計する場合には、シリンダヘッドを燃焼室、吸気ポート、排気ポート等の部品（部位）に分け、各部品（部位）毎にその形状や加工形状が３次元ＣＡＤソフトを用いて計算され、シリンダヘッドの種々の形態がディスプレイ上で表示されていた。

特開２００６‐７９１８４号公報

ここで、上述した従来の技術において、ガソリンエンジンのシリンダヘッドの設計を行う場合には、ガソリンエンジン固有の設計計算がなされ、一方、ディーゼルエンジンのシリンダヘッドの設計を行う場合には、ガソリンエンジンとは別に、それ固有の設計計算がなされていた。
しかしながら、ガソリンエンジンとディーゼルエンジンのようにエンジンのタイプが異なっていても、シリンダヘッド自体では、共通の部品も多く、互いに別々に設計していたのでは、設計効率や開発効率も悪いため、これらの設計効率や開発効率を向上させる必要がある。

そこで、本発明は、従来からの要請を満たすためになされたものであり、３次元ＣＡＤソフト等を用いてシリンダヘッドを設計する際、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンのエンジンタイプの差異に関わらず、設計効率や開発効率を向上させることができるシリンダヘッドの設計支援方法、シリンダヘッドの設計支援装置、及び、シリンダヘッドの設計支援プログラムを提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、本発明の第１発明は、ガソリンエンジンとディーゼルエンジンのシリンダヘッドの設計支援を行うシリンダヘッドの設計支援方法であって、ガソリンエンジンとディーゼルエンジンとの２つのエンジンタイプの差異に関わらず共通の仕様となる部位を選択する共通部位選択ステップと、ガソリンエンジンとディーゼルエンジンの２つのエンジンタイプで異なる仕様となる部位を単位として分け、これらの各部位から各エンジンタイプに応じて部位を選択する異部位選択ステップと、共通部位選択ステップにおいて選択された部位及び異部位選択ステップにおいて選択された部位に基づいてガソリンエンジン又はディーゼルエンジンのシリンダヘッドモデルを設定するシリンダヘッドモデル設定ステップと、を有することを特徴としている。
このように構成された本発明によれば、ガソリンエンジン及びディーゼルエンジンのシリンダヘッドの大半の部位（部品）に対しては共通のテンプレートを使用できると共に、ガソリンエンジンとディーゼルエンジンとで仕様が異なる部位のみをエンジンタイプに応じて選択することにより、各エンジンタイプに応じたテンプレートが設定でき、それにより、設計効率及び開発効率を向上させることができる。

本発明において、好ましくは、異部位選択ステップにおいて、各エンジンタイプに応じて、燃焼室、吸気ポート及びプラグ挿入部を選択する。
このように構成された本発明によれば、ガソリンエンジンとディーゼルエンジンとで異なる仕様となる燃焼室、吸気ポート及びプラグ挿入部が、各エンジンタイプに応じて選択可能とされているので、各エンジンタイプに応じたシリンダヘッドテンプレート設定を適切に行うことができる。

本発明は、好ましくは、更に、ガソリンエンジンの場合は、共通部位選択ステップ及び異部位選択ステップで選択された複数の部位のうち、所定部位の諸元値変更が行われた場合、この所定部位に関連する他の部位の関連諸元値も連動して変更し、且つ、ディーゼルエンジンの場合は、所定部位に関連する他の部位の関連諸元値を連動して変更することを中止する関連諸元変更ステップと、を有する。
このように構成された本発明によれば、ガソリンエンジンの場合は、所定部位の諸元値変更が行われた場合、この所定部位に関連する他の部位の関連諸元値も連動して変更するようにしているが、ディーゼルエンジンは、ガソリンエンジンと異なり、連動して諸元値を変更する必要が無い部位もあるので、このような場合には、所定部位に関連する他の部位の関連諸元値を連動して変更することを中止することにより、不適切なテンプレートになることを防止し、不適切な連動した諸元値変更を抑制することができる。

本発明において、好ましくは、関連諸元変更ステップは、ガソリンエンジンの場合は、吸気バルブの挟み角と吸気ポートの傾斜角を連動して変更し、ディーゼルエンジンの場合は、吸気バルブの挟み角と吸気ポートの傾斜角を連動して変更することを中止する。
このように構成した本発明においては、吸気バルブの挟み角と吸気ポートの傾斜角について、各エンジンタイプに応じた適切なテンプレートを設定することができる。

本発明の第２発明は、ガソリンエンジンとディーゼルエンジンのシリンダヘッドの設計支援を行うシリンダヘッドの設計支援装置であって、ガソリンエンジンとディーゼルエンジンとの２つのエンジンタイプの差異に関わらず共通の仕様となる部位を選択する共通部位選択手段と、ガソリンエンジンとディーゼルエンジンの２つのエンジンタイプで異なる仕様となる部位を単位として分け、これらの各部位から各エンジンタイプに応じて部位を選択する異部位選択手段と、共通部位選択手段により選択された部位及び異部位選択手段により選択された部位に基づいてガソリンエンジン又はディーゼルエンジンのシリンダヘッドモデルを設定するシリンダヘッドモデル設定手段と、を有することを特徴としている。

本発明の第３発明は、ガソリンエンジンとディーゼルエンジンのシリンダヘッドの設計支援を行うコンピュータのためのシリンダヘッドの設計プログラムであって、
ガソリンエンジンとディーゼルエンジンとの２つのエンジンタイプの差異に関わらず共通の仕様となる部位を選択させ、ガソリンエンジンとディーゼルエンジンの２つのエンジンタイプで異なる仕様となる部位を単位として分け、これらの各部位から各エンジンタイプに応じて部位を選択させ、選択された共通の仕様となる部位及び選択された異なる仕様となる部位に基づいてガソリンエンジン又はディーゼルエンジンのシリンダヘッドモデルを設定させるように、コンピュータを制御するシリンダヘッドの設計支援プログラムである。

本発明のシリンダヘッドの設計支援方法、シリンダヘッドの設計支援装置、及び、シリンダヘッドの設計支援プログラムによれば、３次元ＣＡＤソフト等を用いてシリンダヘッドを設計する際、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンのエンジンタイプの差異に関わらず、設計効率や開発効率を向上させることができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態によるシリンダヘッドの設計支援システム（シリンダヘッドの設計支援方法、シリンダヘッドの設計支援装置、及び、シリンダヘッドの設計支援用プログラムを含む）を説明する。

先ず、図１及び図２により、本発明の実施形態のシリンダヘッドの設計支援システムにより設計支援されるガソリンエンジン及びディーゼルエンジンのそれぞれのシリンダヘッドの構造を説明する。図１は本発明の実施形態のシリンダヘッドの設計支援システムにより設計支援されるガソリンエンジンのシリンダヘッドの構造の一例を示す断面図であり、図２は本発明の実施形態のシリンダヘッドの設計支援システムにより設計支援されるディーゼルエンジンのシリンダヘッドの構造の一例を示す断面図である。

先ず、図１により、ガソリンエンジンのシリンダヘッドの基本構造を説明する。図１に示すように、ガソリンエンジンのシリンダヘッド１は、ヘッド本体２を有し、このヘッド本体２には、吸気ポート６及び排気ポート４が形成されており、また、その底面には、燃焼室８が形成されている。
また、吸気ポート６及び排気ポート４には、吸気バルブ１０及び排気バルブ１２が開閉可能に取り付けられるようになっている。
さらに、燃焼室８の頂部には、点火プラグ１４が取り付られ、また、吸気ポート６の下流端近傍部には、燃料噴射用のインジェクタ（図示せず）が取り付けられている。

次に、図２により、ディーゼルエンジンのシリンダヘッドの基本構造を説明する。図２に示すように、ガソリンエンジンのシリンダヘッド２１は、同様に、ヘッド本体２２を有し、このヘッド本体２２には、吸気ポート２４及び排気ポート２６が形成されている。なお、ディーゼルエンジンでは、燃焼室２８は、シリダンヘッド２１には存在せず、シリンダの頂部に形成されている。
また、同様に、吸気ポート２４及び排気ポート２６には、吸気バルブ３０及び排気バルブ３２が開閉可能に取り付けられるようになっている。
さらに、ヘッド本体２２の燃焼室２８の近傍には、燃焼室２８を予熱するためのグローープラグ（図示せず）が取り付られ、また、燃焼室２８のほぼ中央部に対向する位置に、燃料噴射用のインジェクタ３４が取り付けられている。

次に、図３により、本実施形態によるシリンダヘッドの設計支援システムを説明する。図３は、本発明の実施形態によるシリンダヘッドの支援システムを示す概略構成図である。
図３に示すように、シリンダヘッドの設計支援システム４０は、設計支援サーバ４２と、データベース４４と、流体解析サーバ４６とから構成され、これらは、ネットワーク４８により互いに接続されている。

設計支援サーバ４２は、ＣＰＵ５０、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５４、ＨＤ５６、入出力インターフェイス（Ｉ／Ｏ）５８、画像処理部６０及び通信部６２をその本体に備え、それぞれが、バス６４により互いに接続されている。また、本体外部には、入力デバイス６６及びディスプレイ６８が設けられており、それぞれ、入出力インターフェイス５８及び画像処理部６０に接続されている。

ここで、ＣＰＵ５０は、設計支援サーバ４２全体を制御する演算・制御用のプロセッサである。ＲＯＭ５２は、ＣＰＵ５０で実行するプログラムや固定値等を格納するための不揮発性メモリーである。ＲＡＭ５４は、データやプログラムを一時的に記憶するための揮発性メモリーである。ＨＤ５６は、設計支援サーバ４２で実行するＯＳ及び３次元ＣＡＤプログラムを格納した記憶媒体である。

入力デバイス６６は、命令やデータ（緒元値等）を入力するキーボード等であり、ディスプレイ６８は、ＣＰＵ５０からの制御命令に基づき画像処理部６０で演算処理される３次元ＣＡＤデータ（燃焼室の形状等の画像データ）を出力する液晶ディスプレイ等のデバイスである。画像処理部６０は、このディスプレイ６８に表示するための画像データを演算処理するユニットである。通信部６２は、ネットワーク４８を介してデータベース４４や流体解析サーバ４６との間でデータを送受信するためのユニットである。

流体解析サーバ４６は、設計支援サーバ２２とほぼ同じハードウエア構成をしており、そのＨＤには、流体解析プログラムが格納され、ＣＰＵがその流体解析プログラムを実行するようになっている。

図４は、本発明の実施形態によるシリンダヘッドの支援システムのデータベースに格納（記憶）された各種データを示す図である。
図４に示すように、データベース４４には、ガソリンエンジンのシリンダヘッド作成用部位（部品）モデルデータ７０、ディーゼルエンジンのシリンダヘッド作成用部位（部品）モデルデータ７２、ガソリンエンジンの完成シリンダヘッドモデルデータ７４、及び、ディーゼルエンジンの完成シリンダヘッドモデルデータ７６等が格納されている。

ここで、ガソリンエンジンのシリダンヘッドモデル作成用部位モデルデータ７０は、設計者が３次元ＣＡＤプログラムを用いて設計する際に使用する各部位のパラメータ（テンプレート）等が格納されている。
本実施形態では、ガソリンエンジンのシリダンヘッドは、１４種類の個別部位に分かれており、それに対応して、部位モデルデータも、図４に示すように、燃焼室モデルデータ７０ａ、プラグ挿入部モデルデータ７０ｂ、吸気ポートモデルデータ７０ｃ、インジェクターモデルデータ７０ｄ、動弁系モデルデータ７０ｅ、排気ポートモデル７０ｆ、ヘッドボルトモデルデータ７０ｇ、ヘッドカバー合わせモデルデータ７０ｈ、前合わせ面モデルデータ７０ｉ、後合わせ面モデルデータ７０ｊ、右吸排気合わせ面モデルデータ７０ｋ、左吸排気合わせ面モデルデータ７０ｌ、ウオータジャケットモデルデータ７０ｍ、オイルジャケット（オイルデッキ）モデルデータ７０ｎが格納されている。

また、本実施形態では、ディーゼルエンジンのシリダンヘッドも、ガソリンエンジンと同様に、１４種類の個別部位に分かれている。しかしながら、本実施形態では、ディーゼルエンジンのシリンダヘッドにおいて、プラグ挿入部モデルデータ７２ｂ、吸気ポートモデルデータ７２ｃの２種類の部位のモデルデータは、ガソリンエンジンのシリンダヘッドとは異なるので、ガソリンエンジンのものとは別の部位モデルデータを作成するようにしている。なお、ディーゼルエンジンでは、シリンダヘッドに燃焼室は存在しないので、燃焼室モデルのデータは格納されていない。

一方、ディーゼルエンジンのシリンダヘッドにおいて、残りの部位のモデルデータは、ガソリンエンジンのシリンダヘッドの対応する部位モデルデータ、即ち、インジェクターモデルデータ７０ｄ、動弁系モデルデータ７０ｅ、排気ポートモデル７０ｆ、ヘッドボルトモデルデータ７０ｇ、ヘッドカバー合わせモデルデータ７０ｈ、前合わせ面モデルデータ７０ｉ、後合わせ面モデルデータ７０ｊ、右吸排気合わせ面モデルデータ７０ｋ、左吸排気合わせ面モデルデータ７０ｌ、ウオータジャケットモデルデータ７０ｍ、オイルジャケット（オイルデッキ）モデルデータ７０ｎと同じであるとして、これらのガソリンエンジンのシリダンヘッドの各部位のモデルのデータを共通のモデルデータとして使用するようになっている。

このため、ディーゼルエンジンのシリンダヘッド作成用モデルデータ７２は、プラグ挿入部モデルデータ７２ｂ、吸気ポートモデルデータ７２ｃの２種類の部位のモデルデータのみが格納されている。

図４に示すように、データベース４４には、更に、上述したガソリンエンジンのシリンダヘッド作成用部位（部品）モデルデータ７０、及び、ディーゼルエンジンのシリンダヘッド作成用部位（部品）モデルデータ７２から作成したガソリンエンジンの完成シリンダヘッドモデルデータ７４、及び、ディーゼルエンジンの完成シリンダヘッドモデルデータ７６も、格納されている。

次に、図５乃至図１０により、本実施形態のシリンダヘッドの設計支援システムによるガソリンエンジン及びディーゼルエンジンのそれぞれのシリンダヘッドモデルの３Ｄ形状データの生成について説明する。
図５は、本実施形態のシリンダヘッドの設計支援システムによる設計支援処理を示すフローチャートである。この図５において、Ｓは、各ステップを示している。

先ず、Ｓ１では、図４に示すガソリンエンジンのシリンダヘッド作成用部位（部品）モデルデータ７０、ディーゼルエンジンのシリンダヘッド作成用部位（部品）モデルデータ７２における各部位モデル（具体的には、部位モデルデータ７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄ，７０ｅ，７０ｆ，７０ｇ，７０ｈ，７０ｉ，７０ｊ，７０ｋ，７０ｌ，７０ｍ，７０ｎ，７２ａ，７２ｂ，７２ｃ）毎に、各パラメータ（テンプレート）に諸元値を入力する。

ここで、あるパラメータを複数の部位モデルが共有する場合には、１つの部位モデルに諸元値が入力されると、他の部位モデルでも自動的に同じ値の諸元値が入力されるようになっている。また、複数の特定の諸元値が一定の関係を有する場合には、それらの関係が予め入力されており、一方の諸元値が入力されると、他方の諸元値も自動的に入力されるようになっている。
次に、Ｓ２に進み、緒元値の入力が完了したか否かを判定し、完了していない場合には、Ｓ１に戻り、完了している場合には、Ｓ３に進む。

Ｓ３においては、設計するシリンダヘッドのエンジンのタイプが、ガソリンエンジンがディーゼルエンジンかを判定し、ガソリンエンジンの場合には、Ｓ４及びＳ６に進む。
このとき、設計者は、ＣＡＤ画面を切替えて、ガソリンエンジンのシリンダヘッド設計用の画面に切替える必要がある。具体的には、図６に示す「連動有り＝１」を選択すれば、ガソリンエンジンのシリンダヘッド設計用のＣＡＤ画面となり、「連動無し＝２」を選択すれば、ディーゼルエンジンのシリンダヘッド設計用のＣＡＤ画面となる。

Ｓ４においては、ガソリンエンジンのシリンダヘッドの３Ｄ形状データを生成するために、先ず、燃焼室モデルデータ７０ａ、プラグ挿入部モデルデータ７０ｂ、吸気ポートモデルデータ７０ｃ、インジェクターモデルデータ７０ｄ、動弁系モデルデータ７０ｅ、排気ポートモデル７０ｆ、ヘッドボルトモデルデータ７０ｇを用いて、「燃焼室モデル」、「プラグ挿入部モデル」、「吸気ポートモデル」、「インジェクターモデル」、「動弁系モデル」、「排気ポートモデル」、「ヘッドボルトモデル」のそれぞれの３Ｄ形状データを生成する。

このＳ４の内容を図７により具体的に説明する。図７は、本実施形態のシリンダヘッド設計支援システムにおけるガソリンエンジン設計の際の設計支援方法を示すフローチャートである。先ず、そのレイアウト及び形状を検討して「燃焼室モデル」を生成する。次に、ガソリンエンジンの場合には、プラグ挿入部としてプラグホールを選択すると共にその形状を検討して「プラグホールモデル」を生成する。次に、タイプ切替え（ガソリンエンジンへの切替え）を行うと共にコモンポートか独立ポートを設定し、さらに、吸気モートモデルの形状を検討して、「吸気ポートモデル」を生成する。次に、そのレイアウト及び形状を検討して「インジェクターモデル」を生成する。次に、そのレイアウト及び形状を検討して「動弁系モデル」を生成する。次に、そのレイアウト及び形状を検討して「排気ポートモデル」を生成する。最後に、そのレイアウト及び形状を検討して「ヘッドボルトモデル」を生成する。

次に、Ｓ５に進み、Ｓ４で生成した部位モデルから、図７に示すような、「１気筒モデル」の３Ｄ形状モデルを生成する。

ここで、Ｓ３において、ガソリンエンジンと判定された場合には、Ｓ６にも進む。Ｓ６においては、シリンダヘッドの残りの部位のモデルである、ヘッドカバー合わせモデルデータ７０ｈ、前合わせ面モデルデータ７０ｉ、後合わせ面モデルデータ７０ｊ、右吸排気合わせ面モデルデータ７０ｋ、左吸排気合わせ面モデルデータ７０ｌ、ウオータジャケットモデルデータ７０ｍ、オイルジャケット（オイルデッキ）モデルデータ７０ｎを用いて、「ヘッドカバー合わせモデル」、「前合わせ面モデル」、「後合わせ面モデル」、「吸気合わせ面モデル」、「排気合わせ面モデル」、「ウオータジャケットモデル」、「オイルジャケット（オイルデッキ）モデル」のそれぞれの３Ｄ形状データを生成する。

このＳ６の内容を図７により具体的に説明する。先ず、タイプ切替え（ガソリンエンジンへの切替え）を行い、そのレイアウト及び形状を検討して「ヘッドカバー合わせモデル」を生成する。次に、そのレイアウト及び形状を検討して「前合わせ面モデル」を生成する。同様に、「後合わせ面モデル」を生成する。次に、そのレイアウト及び形状を検討して「吸気合わせ面モデル」を生成しる。同様に、「排気合わせ面モデル」を生成する。次に、その形状を検討して「ウオータジャケットモデル」を生成する。再度に、その形状を検討して「オイルジャケット（ミドルデッキ）モデル」を生成する。

次に、Ｓ７に進み、Ｓ５で生成した１気筒モデルとＳ７で生成した各部位モデルを加算して、４気筒モデルの３Ｄ形状モデル（図７参照）を生成する。

次に、Ｓ８に進み、Ｓ１において入力した諸元値のうち、変更すべき諸元値があるか否かを判定する。諸元値を変更する場合には、Ｓ１に戻り、変更された諸元値を入力し、Ｓ２を経て、諸元値の入力（変更）が完了する。
このとき、１つの部位モデルに諸元値が変更されると、他の部位モデルでも自動的に同じ値の諸元値が変更されるようになっている。また、複数の特定の諸元値が一定の関係を有する場合には、それらの関係が予め入力されており、一方の諸元値が変更されると、他方の諸元値も自動的に変更されるようになっている。
具体的には、図８に示すように、動弁系のバルブ挟角８０の諸元値が変更されると、これに関連して、自動的に、吸気ポート６の傾斜角８２と、燃焼室８の挟角８４が変更される。

この後、Ｓ３を経て、Ｓ４〜Ｓ６において、同様なプロセスが実行され、Ｓ８において、４気筒モデルの３Ｄ形状モデルが生成される。

次に、Ｓ８において、諸元値変更がないと判定された場合には、Ｓ９に進み、ガソリンエンジンの完成シリンダヘッドモデルの３Ｄ形状モデルが生成され、さらに、この完成シリンダヘッドモデルの３Ｄ形状モデルは、図４に示すガソリンエンジンの完成シリンダヘッドモデルデータ７４に記憶される。

次に、Ｓ３において、ディーゼルエンジンであると判定された場合には、Ｓ１０及びＳ１１に進む。このとき、上述したように、設計者は、図６に示すように、「連動無し＝２」を選択し、ディーゼルエンジンのシリンダヘッド設計用のＣＡＤ画面となる。

Ｓ１０においては、ディーゼルエンジンのシリンダヘッドの３Ｄ形状データを生成するために、先ず、ディーゼルエンジンのシリンダヘッド作成用部位モデルデータ７２に格納されている、プラグ挿入部モデルデータ７２ｂ、吸気ポートモデルデータ７２ｃを用いて、「プラグ挿入部モデル」、「吸気モデル」のそれぞれの３Ｄ形状データを生成する。次に、他の部位モデルに関しては、ガソリンエンジンのシリンダヘッド作成用部位モデルデータ７０に格納されている、インジェクターモデルデータ７０ｄ、動弁系モデルデータ７０ｅ、排気ポートモデル７０ｆ、ヘッドボルトモデルデータ７０ｇを用いて、「インジェクターモデル」、「動弁系モデル」、「排気ポートモデル」、「ヘッドボルトモデル」のそれぞれの３Ｄ形状データを生成する。

このＳ１０の内容を図９により具体的に説明する。ここでは、図７と異なる部分のみ説明する。先ず、ディーゼルエンジンのシリンダヘッドには燃焼室が存在しないので、燃焼室モデルの非表示を選択する。次に、ディーゼルエンジンの場合には、プラグ挿入部として「グロープラグ」を選択すると共にその形状を検討して「グロープラグモデル」を生成する。他は同じである。

次に、Ｓ１１に進み、Ｓ１０で生成した部位モデルから、図９に示すような、１気筒モデルの３Ｄ形状モデルを生成する。

ここで、Ｓ３において、ディーゼルエンジンと判定された場合には、Ｓ１２にも進む。Ｓ１２においては、シリンダヘッドの残りの部位のモデルの３Ｄ形状データを生成する。ここで、これらの部位のモデルの生成に関しては、ガソリンエンジンのシリンダヘッド作成用部位モデルデータ７０に格納されている、ヘッドカバー合わせモデルデータ７０ｈ、前合わせ面モデルデータ７０ｉ、後合わせ面モデルデータ７０ｊ、右吸排気合わせ面モデルデータ７０ｋ、左吸排気合わせ面モデルデータ７０ｌ、ウオータジャケットモデルデータ７０ｍ、オイルジャケット（オイルデッキ）モデルデータ７０ｎを用いて、「ヘッドカバー合わせモデル」、「前合わせ面モデル」、「後合わせ面モデル」、「吸気合わせ面モデル」、「排気合わせ面モデル」、「ウオータジャケットモデル」、「オイルジャケット（オイルデッキ）モデル」のそれぞれの３Ｄ形状データを生成する。
このＳ１２の内容は図９に示されており、図６の内容と同じであるため、説明は省略する。

次に、Ｓ１３に進み、Ｓ１１で生成した１気筒モデルとＳ１２で生成した各部位モデルを加算して、４気筒モデルの３Ｄ形状モデル（図９参照）を生成する。

次に、Ｓ１４に進み、Ｓ１において入力した諸元値のうち、変更すべき諸元値があるか否かを判定する。諸元値の変更有りと判定された場合には、Ｓ１５に進み、その変更される諸元値が、所定の部位モデル、即ち、動弁系のバルブ挟角８０に関係するものか否かを判定する。ＮＯの場合には、Ｓ１に戻り、上述したガソリンエンジンの場合と同様に、変更された諸元値を入力し、Ｓ２を経て、諸元値の入力（変更）が完了する。
この後、Ｓ３を経て、Ｓ１０〜Ｓ１１において、同様なプロセスが実行され、Ｓ１３において、４気筒モデルの３Ｄ形状モデルが生成される。

一方、Ｓ１５において、ＹＥＳの場合には、Ｓ１６に進み、変更された諸元値（動弁系のバルブ挟角８０）が入力される。このとき、１つの部位モデルに諸元値が変更されると、他の部位モデルでも自動的に同じ値の諸元値が入力されるようになっている。
しかしながら、ここで、注意すべきことは、図１０に示すように、例えば、動弁系のバルブ挟角８０の諸元値が変更されても、ガソリンエンジンのシリンダヘッドにおいては一定の関係にあった他の部位の諸元値（吸気ポートの傾斜角等）が連動して変更されない（変更が中止される）ようになっていることである。これは、ディーゼルエンジンにおいては、ガソリンエンジンと異なり、動弁系のバルブ挟角８０と吸気ポートの傾斜角が一定の関係が無いからである。

この後、Ｓ３に戻り、次に、Ｓ１０〜Ｓ１１において、同様なプロセスが実行され、Ｓ１３において、４気筒モデルの３Ｄ形状モデルが生成される。

次に、Ｓ１４において、諸元値変更がないと判定された場合には、Ｓ１７に進み、ディーゼルエンジンの完成シリンダヘッドモデルの３Ｄ形状モデルが生成され、さらに、この完成シリンダヘッドモデルの３Ｄ形状モデルは、図４に示すディーゼルエンジンの完成シリンダヘッドモデルデータ７６に記憶される。

上述した本実施形態によれば、ガソリンエンジン及びディーゼルエンジンのシリンダヘッドの大半の部位（部品）に対しては共通のテンプレートを使用できると共に、ガソリンエンジンとディーゼルエンジンとで仕様が異なる部位モデルのみをエンジンタイプに応じて選択することにより、各エンジンタイプに応じたテンプレートが設定でき、それにより、設計効率及び開発効率を向上させることができる。

上述した本実施形態によれば、ガソリンエンジンとディーゼルエンジンとで異なる仕様となる燃焼室モデル、吸気ポートモデル及びプラグ挿入部モデルが、各エンジンタイプに応じて選択可能とされているので、各エンジンタイプに応じたシリンダヘッドテンプレート設定を適切に行うことができる。

上述した本実施形態によれば、ガソリンエンジンの場合は、動弁系モデルのバルブ挟角８０の諸元値変更が行われた場合、この動弁系モデルに関連する他の部位である吸気モデルの傾斜角８２や燃焼室の挟角８４も連動して変更するようにしているが、ディーゼルエンジンは、ガソリンエンジンと異なり、連動して諸元値を変更する必要が無い部位もあるので、このような場合には、このような連動した変更を中止することにより、不適切なテンプレートになることを防止し、不適切な連動した諸元値変更を抑制することができる。

本発明の実施形態のシリンダヘッドの設計支援システムにより設計支援されるガソリンエンジンのシリンダヘッドの構造の一例を示す断面図である。 本発明の実施形態のシリンダヘッドの設計支援システムにより設計支援されるディーゼルエンジンのシリンダヘッドの構造の一例を示す断面図である。 本発明の実施形態によるシリンダヘッドの支援システムを示す概略構成図である。 本発明の実施形態によるシリンダヘッドの支援システムのデータベースに格納（記憶）された各種データを示す図である。 本発明の実施形態のシリンダヘッドの設計支援システムによる設計支援処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態によるシリンダヘッドの支援システムにおける、ガソリンエンジンとディーゼルエンジンの画面切替え用のシリンダヘッド設計用のＣＡＤ画面を示している。 本発明の実施形態のシリンダヘッド設計支援システムにおけるガソリンエンジン設計の際の設計支援方法を示すフローチャートである。 本発明の実施形態のシリンダヘッド設計支援システムにおけるガソリンエンジン設計の際の「動弁系のバルブ挟角の諸元値」の変更による「吸気ポートの傾斜角の諸元値」と「燃焼室の挟角の諸元値」の連動による変更を示す図である。 本発明の実施形態のシリンダヘッド設計支援システムにおけるディーゼルエンジン設計の際の設計支援方法を示すフローチャートである。 本発明の実施形態のシリンダヘッド設計支援システムにおけるディーゼルエンジン設計の際の「動弁系のバルブ挟角の諸元値」の変更による「吸気ポートの傾斜角の諸元値」の連動した変更を中止することを示す図である。

符号の説明

１ ガソリンエンジンのシリンダヘッド
２ ガソリンエンジンのヘッド本体
４ 排気ポート
６ 吸気ポート
８ 燃焼室
１０ 吸気バルブ
１２ 排気バルブ
１４ 点火プラグ
２１ ディーゼルエンジンのシリンダヘッド
２２ ディーゼルエンジンのヘッド本体
２４ 吸気ポート
２６ 排気ポート
２８ 燃焼室
３０ 吸気バルブ
３２ 排気バルブ
３４ インジェクタ
４０ 設計支援システム
４２ 設計支援サーバ
４４ データベース
６８ ディスプレイ
７０ ガソリンエンジンのシリンダヘッド作成用部位（部品）モデルデータ
７２ ディーゼルエンジンのシリンダヘッド作成用部位（部品）モデルデータ
７４ ガソリンエンジンの完成シリンダヘッドモデルデータ
７６ ディーゼルエンジンの完成シリンダヘッドモデルデータ
８０ 動弁系のバルブ挟角
８２ 吸気ポートの傾斜角
８４ 燃焼室の挟角

Claims (6)

1. ガソリンエンジンとディーゼルエンジンのシリンダヘッドの設計支援を行うシリンダヘッドの設計支援方法であって、
   ガソリンエンジンとディーゼルエンジンとの２つのエンジンタイプの差異に関わらず共通の仕様となる部位を選択する共通部位選択ステップと、
   ガソリンエンジンとディーゼルエンジンの２つのエンジンタイプで異なる仕様となる部位を単位として分け、これらの各部位から各エンジンタイプに応じて部位を選択する異部位選択ステップと、
   上記共通部位選択ステップにおいて選択された部位及び上記異部位選択ステップにおいて選択された部位に基づいてガソリンエンジン又はディーゼルエンジンのシリンダヘッドモデルを設定するシリンダヘッドモデル設定ステップと、
   を有することを特徴とするシリンダヘッドの設計支援方法。
2. 上記異部位選択ステップにおいて、各エンジンタイプに応じて、燃焼室、吸気ポート及びプラグ挿入部を選択する請求項１記載のシリンダヘッドの設計支援方法。
3. 更に、ガソリンエンジンの場合は、上記共通部位選択ステップ及び上記異部位選択ステップで選択された複数の部位のうち、所定部位の諸元値変更が行われた場合、この所定部位に関連する他の部位の関連諸元値も連動して変更し、且つ、ディーゼルエンジンの場合は、上記所定部位に関連する他の部位の関連諸元値を連動して変更することを中止する関連諸元変更ステップと、を有する請求項１記載のシリンダヘッドの設計支援方法。
4. 上記関連諸元変更ステップは、ガソリンエンジンの場合は、吸気バルブの挟み角と吸気ポートの傾斜角を連動して変更し、ディーゼルエンジンの場合は、吸気バルブの挟み角と吸気ポートの傾斜角を連動して変更することを中止する請求項３記載のシリンダヘッドの設計支援方法。
5. ガソリンエンジンとディーゼルエンジンのシリンダヘッドの設計支援を行うシリンダヘッドの設計支援装置であって、
   ガソリンエンジンとディーゼルエンジンとの２つのエンジンタイプの差異に関わらず共通の仕様となる部位を選択する共通部位選択手段と、
   ガソリンエンジンとディーゼルエンジンの２つのエンジンタイプで異なる仕様となる部位を単位として分け、これらの各部位から各エンジンタイプに応じて部位を選択する異部位選択手段と、
   上記共通部位選択手段により選択された部位及び上記異部位選択手段により選択された部位に基づいてガソリンエンジン又はディーゼルエンジンのシリンダヘッドモデルを設定するシリンダヘッドモデル設定手段と、
   を有することを特徴とするシリンダヘッドの設計支援装置。
6. ガソリンエンジンとディーゼルエンジンのシリンダヘッドの設計支援を行うコンピュータのためのシリンダヘッドの設計プログラムであって、
   ガソリンエンジンとディーゼルエンジンとの２つのエンジンタイプの差異に関わらず共通の仕様となる部位を選択させ、
   ガソリンエンジンとディーゼルエンジンの２つのエンジンタイプで異なる仕様となる部位を単位として分け、これらの各部位から各エンジンタイプに応じて部位を選択させ、
   上記選択された共通の仕様となる部位及び上記選択された異なる仕様となる部位に基づいてガソリンエンジン又はディーゼルエンジンのシリンダヘッドモデルを設定させるように、
   コンピュータを制御するシリンダヘッドの設計支援プログラム。

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