JP3921898B2 - Multi-cylinder engine - Google Patents

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    • Y02T10/40Engine management systems

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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多気筒エンジンに関し、詳しくは気筒への噴射燃料によって騒音低減を図る多気筒エンジンに関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車から出る騒音の主要原因であるエンジン音には、混合気の燃焼に伴って発生する燃焼音と、ピストンとシリンダとの摩擦等エンジン構成部材同士がぶつかったり擦れたりして生ずる機械音とがある。
【0003】
このようなエンジン音は、エンジン回転数が高まると音質が変わって大きな音となる。このため、エンジン音の低減を図らないと、特に加速時に生じる加速音が騒音となるばかりか振動が激しくなり運転フィーリングの悪化要因となる虞がある。
【0004】
エンジンの燃焼音を抑制するためには、例えば エンジンの剛性を高めることが考えられる。しかし、その場合、製作コストがかかるばかりか、エンジンを搭載する車輌部分の強度も高める必要がある。それ故、当該部分の重量が高まり、車輌全体の重量バランスがとれなくなる。
【0005】
その他、エンジンの燃焼音を抑制するための手段として、複数ある気筒のうち燃焼圧の変化量がエンジン作動中に所定値以上になった気筒に対しては、噴射タイミングを遅角して各気筒ごとの騒音発生を抑制する技術(特開昭59−37235号公報参照)や燃料の主噴射に先立って予め少量の燃料を噴射するいわゆるパイロット噴射を実行し、かつその噴射タイミングを特定の気筒に対してずらすことで、当該気筒の振動を低減するという技術(特開昭63−9657号公報参照)が周知である。
【0006】
しかし、これら公報で掲げた騒音低減技術は、複数ある気筒のうち実際に騒音を発している気筒をその都度検出しなければならず、またその検出結果に基づいて騒音抑制を行うという技術である。よって、すべての気筒についてセンサ等の検出用装置を備えなくてはならないため、内燃機関の構造がそれだけ複雑になる。また騒音の発生を確認してからでないと騒音抑制を実現できないため、騒音の発生から騒音の抑制までの間に時間的ずれを生じた。
【0007】
本願発明者は、多気筒のディーゼルエンジンについて騒音実験を行った結果、エンジン振動数が特定の周波数帯にあるとき各気筒を同じに燃焼しても特定気筒については常に他の気筒よりも騒音が激しくなることを突き止めた。そして、当該特定気筒については、他の気筒よりも騒音度合いすなわち振動数が高い故、エンジン全体が特定の振動モードを形成することを見出した。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、多気筒エンジンにおいて、特定の周波数帯にあっては特定気筒の振動数が他の気筒の振動数に比して常に高くなるという知見に基づいて発明したものである。そして、その解決しようとする課題は、上記実状に鑑み、騒音低減を図りつつかつ構造簡単な多気筒エンジンを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の内燃機関は、前記課題を達成するために次の手段を採用する。
(1)本発明の多気筒エンジンは、複数の気筒を直列に配置してなるエンジンブロックを有し、作動時に特定の周波数帯で振動すると騒音を発する多気筒エンジンにおいて、この多気筒エンジン固有の気筒であって前記特定の周波数帯で他の気筒に比して騒音が激しくなることが予め特定される特定気筒について、前記特定の周波数帯に振動があるとき燃焼を緩慢にするよう、前記特定気筒への燃料噴射制御を行う燃料噴射制御手段を有することを特徴とする。
【0010】
ここで、「特定の周波数帯」とは、多気筒エンジンが例えば4気筒の場合であれば、ほぼ1〜5KHZの周波数帯を挙げられる。
(2)前記多気筒エンジンは気筒数が偶数の直列多気筒ディーゼルエンジンであって、前記特定気筒は直列に配列されている気筒のうち中央の複数気筒であることことが望ましい。
(3)燃料噴射制御手段は、気筒内に機関作動用燃料を噴射する主噴射および主噴射に先立って主噴射よりも少量の燃料を気筒内に予め噴射して着火遅れを防止するパイロット噴射を行うインジェクタと、インジェクタの作動を制御する制御装置とを含むことが好適である。
(4)前記特定の周波数帯に振動があるときは、前記制御装置は、前記パイロット噴射の実行量を着火遅れ防止用に通常噴射する実行量よりも増量することが好ましい。
(5)前記ディーゼルエンジンは、畜圧室であるコモンレールを備え、このコモンレールの圧力で前記燃料噴射制御手段による燃料噴射を実行し、前記特定の周波数帯に振動があるときは、前記コモンレールの圧力をそれまでよりも低下するようにしてもよい。
(6)前記多気筒エンジンは直列4気筒エンジンであって、前記特定気筒は第2気筒および第3気筒であることが好適である。
【0011】
このような構成の本発明によれば、一部の特定気筒の燃焼を緩慢にしてそれだけエンジン全体の騒音が低減する。しかも、特定の周波数帯に振動があるときに騒音が激しくなることが予めわかっている特定気筒について、その燃焼を緩慢にするよう前記特定気筒への燃料噴射制御を行うので、従来技術のように振動(騒音)の激しくなる気筒がどれであるかを検出する必要がない。このためのセンサその他の検出用の装置が不要である。よって、それだけエンジン構造を簡単にできる。
【0012】
しかも、前もってどの気筒から騒音が発生するということが検出せずともわかっているので、騒音発生から騒音の抑制までの間に時間的ずれがない状態で制御できる。このため、効率的に騒音低減を図れる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付した図面に基いて説明する。
〈実施の形態〉
図1〜図4を用いて本発明に係る実施の形態を説明する。
【0014】
図1に示すエンジン1は、例えばディーゼルエンジンであり、エンジン1を上から見た状態を示す。そして、この実施の形態では、気筒数が4つでかつそれらの気筒がエンジンブロック1aの長手方向に直列配置されてなる直列4気筒ディーゼルエンジンを対象としている。また符号#1〜#4は前記4つの気筒を意味する。
【0015】
符号6は、エンジン1の端縁を意味する。そして、この発明はエンジン振動に関するものであるので、便宜上、振動系で一般に用いる語句をこの端縁に適用し、節6と呼称する。
【0016】
図1の二点鎖線はエンジン1が特定の周波数帯であるほぼ1〜5KHZで振動している時にこの振動によってエンジン1の外形線が変化している状態、すなわち振動モードMを示す。また、この二点鎖線は、これをエンジン1が振動していないときのエンジン外形線(実線で示す)と比較することで、振動時のエンジン1の形態変化を示す。
【0017】
エンジン1の振動モードMについて詳述する。
エンジン1は、最大の振動時に弓形(ユミナリ)状に外側に反り、エンジン長手方向中央部、すなわち、#2と#3とを含む部分(正確には#2と#3との間の部分)7が最大の振幅位置になることがわかる。よって、エンジン1の作動時にエンジン全体を上から見た場合、エンジン1はその両端が次第に細く中央で太い樽状の形態を呈す。
【0018】
エンジン長手方向中央部のことを前記節6に対して腹といい、符号8で示す。「節」をエンジン長手方向において振動しない両端と定義すれば、「腹」は、エンジンの長手方向両端を節とする曲げモードの最大振幅位置と定義できる。
【0019】
なお、図示は省略してあるが、周知のごとく、ディーゼルエンジン1には、蓄圧室であるコモンレールやコモンレールの圧力を受けて気筒内に燃料を噴射するインジェクタが備えられている。
【0020】
インジェクタは、気筒内に機関作動用燃料を噴射する主噴射の実行以外に主噴射に先立って主噴射よりも少量の燃料を気筒内に予め噴射して着火遅れを防止するパイロット噴射を行う。
【0021】
そして、これまでは、特定の周波数帯でエンジンが振動すると、振動音が騒音になるということはわかっていたが、エンジン長手方向中央部に腹ができること、換言すればエンジン1に前記樽状の振動モードMができることが騒音の原因であるということは、当業者の間でもわからなかった。
【0022】
本願発明者は、鋭意努力の結果、直列4気筒エンジンのような直列偶数気筒のディーゼルエンジンにおいて、各気筒を同じに燃焼した場合でも、エンジン振動数が特定の周波数帯にあるときは、中央の複数気筒が他の気筒に比して振動数が高く、したがって、前記中央複数気筒の間の部分が腹となって、図1に示す二点鎖線のような振動モードを形成することを実験によって見い出した。
【0023】
より具体的に直列4気筒のディーゼルエンジンで説明すると、エンジン振動数がほぼ1〜5KHZにあると、気筒#2および#3が気筒#1および#4に比べて振動数が高く、また節6,6は、構造上、振動しにくい部分である故、気筒#2と#3との間の部分が腹となって振幅が大きくなる、すなわち騒音が激しくなることを見い出したのである。よって、気筒#2,#3をエンジン1の固有の特定気筒と便宜上いうことにする。
【0024】
そして、このような知見に基づいて、エンジン1では、その振動がほぼ1〜5KHZの周波数帯にあるときに気筒#2,#3の燃焼が緩慢になるよう、気筒#2,#3への燃料噴射制御を行う燃料噴射制御手段を備えることで騒音対策を講じている。
【0025】
前記燃料噴射制御手段は、前記インジェクタと、このインジェクタの作動を制御する図示しないエンジン制御装置(以下「ECU」という。)に含まれる中央処理装置(以下「CPU」という。)とを含むものである。
【0026】
そして、特定の周波数帯に振動があるときは、前記ECUは、パイロット噴射の実行量を着火遅れ防止用に通常噴射する実行量よりも増量する。この増量分は、パイロット噴射による燃焼から主噴射による燃焼にスムーズに移行可能な量とする。
【0027】
スムーズに移行可能な量について説明する。
主噴射用の燃料量は、機関排気量に見合う量であるが、パイロット噴射用の燃料量は、本来、例えば着火遅れを少なくしたりするために必要な量である。したがって、両者の噴射量は通常かなりの差がある。
【0028】
このため、パイロット噴射による燃焼での爆発力と主噴射による燃焼での爆発力とではその規模が異なる。よって、パイロット噴射による燃焼から主噴射による燃焼への移行時には気筒内の圧力が一気に上昇して騒音を発生することとなるが、両者の差量を狭めれば、すなわちパイロット噴射の噴射燃料の量を増量して、主噴射による燃焼での爆発力にパイロット噴射による燃焼での爆発力を近づければ圧力上昇が緩慢になって騒音が低減される。
【0029】
なお、前記増量分は、エンジンの排気量やエンジン搭載車輌の種類によって異なり、実験や演算によって求める。
図2は、振動防止実行用の制御ルーチンであり、ECUに含まれる読み込み専用メモリROMに入れてある。
【0030】
そして、必要に応じて前記ECUの中央処理装置CPUに呼び出される。
前記振動防止実行用制御ルーチンは、エンジン始動後、処理がこのルーチンに移行すると、S101でエンジン周波数が特定の周波数帯であるほぼ1〜5KHZにあるかどうかを判定する。
【0031】
S101で肯定判定すれば、S102に進み、否定判定すればこのルーチンを終了する。本発明は、特定の周波数帯にあるときの騒音を防止するためのものだからである。
【0032】
S102ではインジェクタによって特定気筒である#2と#3とにパイロット噴射し、このルーチンを終了する。その噴射量は、前記のようにパイロット噴射による燃焼から主噴射による燃焼にスムーズに移行できるように通常のパイロット噴射量よりも増量した量である。
【0033】
図3および図4は、縦軸に気筒#2および#3の圧力レベルをとり、横軸に時間をとってなる圧力−時間線図、換言すれば時間変化に応じた気筒内燃焼による圧力波形図である。
【0034】
また、図3および図4は、それぞれ気筒#2,#3に本技術を採用しなかった場合と採用した場合との比較図であって、両図の各楕円領域Aは、エンジン振動数がほぼ1〜5KHZにあるときに、気筒#2と#3とへパイロット噴射を行った後に引き続き主噴射を行った場合の圧力変化の状態を示す。
【0035】
両図の比較により、本技術を採用した場合を示す図4の圧力波形の方が、楕円領域Aにおける傾斜が緩やかであり、よって、気筒#2,#3にあっては、燃焼が緩慢になってパイロット噴射による燃焼から主噴射による燃焼へスムーズに移行していることがわかる。
【0036】
図5は、本技術の効果を従来技術との比較で示すグラフであって、縦軸に#2,#3の音圧レベルをとり、横軸に周波数をとってなる音圧−周波数線図である。
図5における実線Aおよび破線Bは、それぞれ従来技術(対策前)の場合の音圧グラフ線および本技術(対策後)を採用した場合の音圧グラフ線である。
【0037】
両グラフ線より明らかなように、ほぼ1〜5KHZにおいては、破線グラフ線Bの方が実線グラフ線Aよりも顕著に音圧レベルが低下している、即ち騒音が低減していることがわかる。
【0038】
しかも、本発明者によって、直列4気筒エンジン1にあっては、エンジン振動数が前記周波数帯にあるときには気筒#2,#3の騒音が激しくなることが、実験によって明らかにされているので、エンジン振動が特定周波数帯であるほぼ1〜5KHZになったら気筒#2および#3に対してそれらの燃焼が緩慢になるような前記噴射制御を行えばよい。よって、従来技術のように振動(騒音)の激しくなる気筒がどれであるかを検出するためのセンサその他の装置が全く不要である。よって、それだけエンジンの構造が簡略化できる。
【0039】
加えて、前もってどの気筒から騒音が発生するということが検出せずともわかっているので、騒音発生から騒音の抑制までの間に時間的ずれがないように制御できる。このため、効率的に騒音低減を図れる。
【0040】
なお、この実施の形態では、直列4気筒エンジンについて述べたが、直列6気筒エンジン等、複数の気筒を直列に配置してなるエンジンブロックを有する多気筒エンジンであれば、同様に適用できるのはもちろんである。
【0041】
また、パイロット噴射による燃焼から主噴射による燃焼へスムーズに移行するための他の手段として、ディーゼルエンジンに蓄圧室として設けたコモンレールの圧力調整による実施が考えられる。すなわち、コモンレールの圧力で前記燃料噴射制御手段による燃料噴射を実行し、前記特定の周波数帯に振動があるときは、前記コモンレールの圧力をそれまでよりも低下する。
【0042】
パイロット噴射される燃料は、コモンレールの圧力を受けて微粒子となって噴射されるが、コモンレールの圧力を低下すると、噴射燃料の微粒子化が抑制されて通常よりも大きな微粒子になる。すると、それだけ燃料全体として酸素と接する割合が低減するので、その結果、燃焼が緩慢になり騒音が低減するのである。
【0043】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の多気筒エンジンにあっては、例えば次のような効果を奏する。
【0044】
一部の特定気筒の燃焼を緩慢にするので、それだけエンジン全体の騒音は低減する。しかも、特定の周波数帯にエンジン振動数があるときに騒音が激しくなることが予めわかっている特定気筒について、エンジン周波数が前記特定の周波数帯にあるときには、特定気筒についての燃焼を緩慢にすべく前記特定気筒への燃料噴射を行うので、従来技術のように振動(騒音)の激しくなる気筒がどれであるかを検出するためのセンサその他の装置が全く不要である。よって、それだけエンジン構造を簡単にできる。
【0045】
加えて、前もってどの気筒から騒音が発生するということが検出せずともわかっているので、騒音発生から騒音の抑制までの間に時間的ずれがない。このため、効率的に騒音低減を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る多気筒エンジンの概略構成図であって、振動モードを併せて記載した図である。
【図2】振動防止実行用の制御ルーチンである。
【図3】時間変化に応じた気筒内燃焼による圧力波形図であって本発明を適用しない場合(対策前)の図である。
【図4】時間変化に応じた気筒内燃焼による圧力波形図であって本発明を適用した場合(対策後)の図である。
【図5】本発明の効果を示す図である。
【符号の説明】
1…直列4気筒ディーゼルエンジン
1a…エンジンブロック
#1〜#4…気筒
6…節
8…腹
A…楕円領域
M…振動モード
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a multi-cylinder engine, and more particularly to a multi-cylinder engine that reduces noise by fuel injected into a cylinder.
[0002]
[Prior art]
Engine noise, which is the main cause of noise from automobiles, includes combustion noise that is generated by combustion of the air-fuel mixture and mechanical noise that occurs when engine components such as piston and cylinder collide with each other or rub against each other. is there.
[0003]
Such engine sounds become louder as the engine speed increases and the sound quality changes. For this reason, unless engine noise is reduced, acceleration noise generated during acceleration not only becomes noise but also vibrations may become serious and cause a deterioration in driving feeling.
[0004]
In order to suppress the combustion noise of the engine, for example, it is conceivable to increase the rigidity of the engine. However, in that case, not only the production cost is high, but it is also necessary to increase the strength of the vehicle portion on which the engine is mounted. Therefore, the weight of the portion increases, and the weight balance of the entire vehicle cannot be achieved.
[0005]
In addition, as a means for suppressing combustion noise of the engine, for each cylinder in which the amount of change in the combustion pressure becomes a predetermined value or more during engine operation, the injection timing is retarded for each cylinder. Technology for suppressing noise generation (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-37235) and so-called pilot injection in which a small amount of fuel is injected in advance prior to the main injection of fuel, and the injection timing is set to a specific cylinder A technique (refer to Japanese Patent Laid-Open No. 63-9657) for reducing vibration of the cylinder by shifting the cylinder is well known.
[0006]
However, the noise reduction techniques listed in these publications are techniques that must detect each time a cylinder that is actually generating noise among a plurality of cylinders, and perform noise suppression based on the detection result. . Therefore, since it is necessary to provide a detection device such as a sensor for every cylinder, the structure of the internal combustion engine becomes more complicated. In addition, since noise suppression can only be realized after confirming the generation of noise, a time lag has occurred between the generation of noise and the suppression of noise.
[0007]
The inventor of the present application conducted a noise experiment on a multi-cylinder diesel engine. I found out that it was going to be intense. And about the said specific cylinder, since the noise degree, ie, the frequency, was higher than the other cylinders, it discovered that the whole engine formed a specific vibration mode.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been invented based on the knowledge that in a multi-cylinder engine, the frequency of a specific cylinder is always higher than the frequency of other cylinders in a specific frequency band. The problem to be solved is to provide a multi-cylinder engine having a simple structure while reducing noise in view of the above situation.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The internal combustion engine of the present invention employs the following means in order to achieve the above object.
(1) A multi-cylinder engine of the present invention has an engine block in which a plurality of cylinders are arranged in series, and a multi-cylinder engine that generates noise when it vibrates in a specific frequency band during operation is unique to the multi-cylinder engine. For a specific cylinder that is specified in advance to be louder than other cylinders in the specific frequency band, the specific cylinder is set so as to slow combustion when there is vibration in the specific frequency band. It has fuel injection control means for performing fuel injection control to the cylinder.
[0010]
Here, the “specific frequency band” includes a frequency band of approximately 1 to 5 KHZ if the multi-cylinder engine is, for example, a 4-cylinder engine.
(2) Preferably, the multi-cylinder engine is an in-line multi-cylinder diesel engine having an even number of cylinders, and the specific cylinder is a central plurality of cylinders among cylinders arranged in series.
(3) The fuel injection control means performs main injection for injecting engine operating fuel into the cylinder and pilot injection for preventing ignition delay by injecting a smaller amount of fuel into the cylinder in advance prior to the main injection. It is preferable to include an injector to be performed and a control device for controlling the operation of the injector.
(4) When there is vibration in the specific frequency band, the control device preferably increases the execution amount of the pilot injection from the execution amount of normal injection for preventing ignition delay.
(5) The diesel engine includes a common rail that is a stock pressure chamber, and fuel injection is performed by the fuel injection control means at the pressure of the common rail. When there is vibration in the specific frequency band, the pressure of the common rail May be made lower than before.
(6) Preferably, the multi-cylinder engine is an in-line four-cylinder engine, and the specific cylinders are a second cylinder and a third cylinder.
[0011]
According to the present invention having such a configuration, the combustion of some specific cylinders is slowed down, and the noise of the entire engine is reduced accordingly. Moreover, the fuel injection control to the specific cylinder is performed so as to slow down the combustion of the specific cylinder, which is known in advance that noise is intense when there is vibration in a specific frequency band. It is not necessary to detect which cylinder has a strong vibration (noise). This eliminates the need for sensors and other detection devices. Therefore, the engine structure can be simplified accordingly.
[0012]
Moreover, since it is known in advance without detecting from which cylinder the noise is generated, the control can be performed without a time lag between the generation of the noise and the suppression of the noise. For this reason, noise reduction can be achieved efficiently.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
<Embodiment>
Embodiments according to the present invention will be described with reference to FIGS.
[0014]
The engine 1 shown in FIG. 1 is a diesel engine, for example, and shows a state when the engine 1 is viewed from above. In this embodiment, an in-line four-cylinder diesel engine in which the number of cylinders is four and these cylinders are arranged in series in the longitudinal direction of the engine block 1a is targeted. Reference numerals # 1 to # 4 denote the four cylinders.
[0015]
Reference numeral 6 denotes an edge of the engine 1. Since the present invention relates to engine vibration, for the sake of convenience, a phrase commonly used in a vibration system is applied to this edge and is referred to as clause 6.
[0016]
A two-dot chain line in FIG. 1 indicates a state in which the outline of the engine 1 is changed by this vibration when the engine 1 vibrates at a specific frequency band of approximately 1 to 5 KHZ, that is, a vibration mode M. In addition, this two-dot chain line indicates a change in the configuration of the engine 1 during vibration by comparing it with an engine outline (indicated by a solid line) when the engine 1 is not vibrating.
[0017]
The vibration mode M of the engine 1 will be described in detail.
The engine 1 warps outward in a bow shape (maximum) at the maximum vibration, and includes a center portion in the longitudinal direction of the engine, that is, a portion including # 2 and # 3 (more precisely, a portion between # 2 and # 3) It can be seen that 7 is the maximum amplitude position. Therefore, when the engine 1 is viewed from above when the engine 1 is in operation, the engine 1 is gradually narrowed at both ends and has a thick barrel shape at the center.
[0018]
The central part in the longitudinal direction of the engine is called an antinode with respect to the node 6 and is denoted by reference numeral 8. If "node" is defined as both ends that do not vibrate in the longitudinal direction of the engine, "antinode" can be defined as the maximum amplitude position of the bending mode with nodes at both longitudinal ends of the engine.
[0019]
Although not shown, as is well known, the diesel engine 1 includes a common rail that is a pressure accumulating chamber and an injector that injects fuel into the cylinder under the pressure of the common rail.
[0020]
The injector performs pilot injection to prevent ignition delay by injecting a smaller amount of fuel into the cylinder in advance prior to main injection, in addition to performing main injection for injecting engine operating fuel into the cylinder.
[0021]
In the past, it was known that when the engine vibrates in a specific frequency band, the vibration noise becomes noise. However, in other words, the engine 1 can have a belly at the center in the longitudinal direction of the engine. Even those skilled in the art have not understood that the vibration mode M is a cause of noise.
[0022]
As a result of diligent efforts, the inventor of the present application, even in the case of in-line even-cylinder diesel engines such as in-line 4-cylinder engines, even when each cylinder burns the same, The number of vibrations of the plurality of cylinders is higher than that of the other cylinders. Therefore, the portion between the central plurality of cylinders becomes an antinode, and it is experimentally determined that a vibration mode like the two-dot chain line shown in FIG. I found it.
[0023]
More specifically, in the case of an in-line four-cylinder diesel engine, when the engine frequency is approximately 1 to 5 KHZ, cylinders # 2 and # 3 have a higher frequency than cylinders # 1 and # 4, and , 6 are structurally difficult to vibrate, and therefore, the portion between the cylinders # 2 and # 3 becomes an antinode and the amplitude increases, that is, the noise is increased. Therefore, the cylinders # 2 and # 3 are referred to as specific specific cylinders of the engine 1 for convenience.
[0024]
And based on such knowledge, in the engine 1, when the vibration is in the frequency band of approximately 1 to 5 KHZ, the combustion to the cylinders # 2 and # 3 is made slow so that the combustion of the cylinders # 2 and # 3 becomes slow. Noise countermeasures are taken by providing fuel injection control means for performing fuel injection control.
[0025]
The fuel injection control means includes the injector and a central processing unit (hereinafter referred to as “CPU”) included in an engine control device (hereinafter referred to as “ECU”) that controls the operation of the injector.
[0026]
When there is vibration in a specific frequency band, the ECU increases the execution amount of pilot injection from the execution amount that is normally injected to prevent ignition delay. This increased amount is an amount that can smoothly shift from combustion by pilot injection to combustion by main injection.
[0027]
The amount that can be smoothly transferred will be described.
The amount of fuel for main injection is an amount commensurate with the amount of engine exhaust, but the amount of fuel for pilot injection is essentially an amount necessary to reduce ignition delay, for example. Therefore, there is usually a considerable difference between the injection amounts of the two.
[0028]
For this reason, the scale differs in the explosive force by the combustion by pilot injection, and the explosive force by the combustion by main injection. Therefore, when shifting from combustion by pilot injection to combustion by main injection, the pressure in the cylinder rises at a stretch and generates noise, but if the difference between the two is narrowed, that is, the amount of fuel injected by pilot injection When the explosion force in the combustion by the main injection is made closer to the explosion force in the combustion by the pilot injection, the pressure rise becomes slow and the noise is reduced.
[0029]
The increased amount differs depending on the engine displacement and the type of engine-equipped vehicle, and is obtained by experiments and calculations.
FIG. 2 shows a control routine for vibration prevention execution, which is stored in a read-only memory ROM included in the ECU.
[0030]
Then, it is called by the central processing unit CPU of the ECU as necessary.
When the process proceeds to this routine after the engine is started, the vibration prevention execution control routine determines whether or not the engine frequency is in a specific frequency band of approximately 1 to 5 KHZ in S101.
[0031]
If a positive determination is made in S101, the process proceeds to S102, and if a negative determination is made, this routine is terminated. This is because the present invention is for preventing noise when in a specific frequency band.
[0032]
In S102, pilot injection is performed to the specific cylinders # 2 and # 3 by the injector, and this routine ends. The injection amount is an amount increased from the normal pilot injection amount so that the transition from the combustion by the pilot injection to the combustion by the main injection can be smoothly performed as described above.
[0033]
3 and 4 are pressure-time diagrams in which the pressure levels of cylinders # 2 and # 3 are plotted on the vertical axis and time is plotted on the horizontal axis, in other words, the pressure waveform due to in-cylinder combustion in accordance with the time change. FIG.
[0034]
FIGS. 3 and 4 are comparison diagrams between the case where the present technology is not employed and the case where the present technology is employed for the cylinders # 2 and # 3, respectively. A state of a pressure change when main injection is continued after performing pilot injection to cylinders # 2 and # 3 when it is approximately 1 to 5 KHZ.
[0035]
4 shows that the pressure waveform of FIG. 4 showing the case where the present technology is adopted has a gentler inclination in the elliptical region A, and therefore, the combustion is slower in the cylinders # 2 and # 3. Thus, it can be seen that the combustion is smoothly shifted from the combustion by the pilot injection to the combustion by the main injection.
[0036]
FIG. 5 is a graph showing the effect of the present technology in comparison with the prior art. The sound pressure-frequency diagram is shown with the sound pressure levels # 2 and # 3 on the vertical axis and the frequency on the horizontal axis. It is.
A solid line A and a broken line B in FIG. 5 are a sound pressure graph line in the case of the conventional technique (before countermeasures) and a sound pressure graph line in the case of employing the present technique (after countermeasures), respectively.
[0037]
As is apparent from both graph lines, at approximately 1 to 5 KHZ, the broken line graph line B has a significantly lower sound pressure level than the solid line graph line A, that is, the noise is reduced. .
[0038]
Moreover, the inventor has clarified by experiments that the noise of the cylinders # 2 and # 3 becomes intense when the engine frequency is in the frequency band in the in-line four-cylinder engine 1, When the engine vibration becomes approximately 1 to 5 KHZ which is a specific frequency band, the above-described injection control may be performed so that the combustion of the cylinders # 2 and # 3 becomes slow. Therefore, there is no need for a sensor or other device for detecting which cylinder is vibrated (noise) as in the prior art. Therefore, the structure of the engine can be simplified accordingly.
[0039]
In addition, since it is known in advance without detecting from which cylinder the noise is generated, it can be controlled so that there is no time lag between the generation of the noise and the suppression of the noise. For this reason, noise reduction can be achieved efficiently.
[0040]
In this embodiment, the in-line four-cylinder engine is described. However, the present invention can be similarly applied to a multi-cylinder engine having an engine block in which a plurality of cylinders are arranged in series, such as an in-line six-cylinder engine. Of course.
[0041]
As another means for smoothly shifting from combustion by pilot injection to combustion by main injection, implementation by adjusting the pressure of a common rail provided as a pressure accumulation chamber in a diesel engine can be considered. That is, fuel injection by the fuel injection control means is executed with the pressure of the common rail, and when there is vibration in the specific frequency band, the pressure of the common rail is reduced more than before.
[0042]
The fuel that is pilot-injected is injected as fine particles under the pressure of the common rail. However, when the pressure of the common rail is decreased, the injected fuel is prevented from being atomized and becomes finer than usual. As a result, the ratio of contact with oxygen as a whole of the fuel is reduced, and as a result, combustion becomes slow and noise is reduced.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, the multi-cylinder engine of the present invention has the following effects, for example.
[0044]
Since the combustion of some specific cylinders is slowed down, the noise of the entire engine is reduced accordingly. Moreover, when the engine frequency is in the specific frequency band for a specific cylinder that is known in advance to be noisy when the engine frequency is in the specific frequency band, the combustion for the specific cylinder should be slowed down. Since the fuel is injected into the specific cylinder, there is no need for a sensor or other device for detecting which cylinder is subject to intense vibration (noise) as in the prior art. Therefore, the engine structure can be simplified accordingly.
[0045]
In addition, since it is known in advance without detecting from which cylinder the noise is generated, there is no time lag between the generation of the noise and the suppression of the noise. For this reason, noise reduction can be achieved efficiently.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a multi-cylinder engine according to an embodiment of the present invention, in which vibration modes are also described.
FIG. 2 is a control routine for vibration prevention execution.
FIG. 3 is a pressure waveform diagram due to in-cylinder combustion according to a change in time, and is a diagram when the present invention is not applied (before countermeasures).
FIG. 4 is a pressure waveform diagram due to in-cylinder combustion according to a change in time, and is a diagram when the present invention is applied (after countermeasures).
FIG. 5 is a diagram showing the effect of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Inline 4 cylinder diesel engine 1a ... Engine block # 1- # 4 ... Cylinder 6 ... Node 8 ... Abdominal A ... Elliptical area M ... Vibration mode

Claims (6)

複数の気筒を直列に配置してなるエンジンブロックを有し、作動時に特定の周波数帯で振動すると騒音を発する多気筒エンジンにおいて、
この多気筒エンジン固有の気筒であって前記特定の周波数帯で他の気筒に比して騒音が激しくなることが予め特定される特定気筒について、前記特定の周波数帯に振動があるとき燃焼を緩慢にするよう、前記特定気筒への燃料噴射制御を行う燃料噴射制御手段を有することを特徴とする多気筒エンジン。
In a multi-cylinder engine having an engine block in which a plurality of cylinders are arranged in series and generating noise when vibrating in a specific frequency band during operation,
For a specific cylinder that is specific to this multi-cylinder engine and that is specified in advance to be louder than other cylinders in the specific frequency band, the combustion is slowed down when there is vibration in the specific frequency band. A multi-cylinder engine comprising fuel injection control means for performing fuel injection control to the specific cylinder.
前記多気筒エンジンは気筒数が偶数の直列多気筒ディーゼルエンジンであって、前記特定気筒は直列に配列されている気筒のうち中央の複数気筒であることを特徴とする請求項1記載の多気筒エンジン。2. The multi-cylinder engine according to claim 1, wherein the multi-cylinder engine is an in-line multi-cylinder diesel engine having an even number of cylinders, and the specific cylinder is a plurality of cylinders in a center among cylinders arranged in series. engine. 燃料噴射制御手段は、気筒内に機関作動用燃料を噴射する主噴射および主噴射に先立って主噴射よりも少量の燃料を気筒内に予め噴射して着火遅れを防止するパイロット噴射を行うインジェクタと、インジェクタの作動を制御する制御装置とを含むことを特徴とする請求項2記載の多気筒エンジン。The fuel injection control means includes a main injection for injecting engine operating fuel into the cylinder, and an injector for performing pilot injection for preventing ignition delay by injecting a smaller amount of fuel into the cylinder in advance prior to the main injection. The multi-cylinder engine according to claim 2, further comprising a control device that controls the operation of the injector. 前記特定の周波数帯に振動があるときは、前記制御装置は、前記パイロット噴射の実行量を着火遅れ防止用に通常噴射する実行量よりも増量することを特徴とする請求項3記載の多気筒エンジン。4. The multi-cylinder according to claim 3, wherein when there is vibration in the specific frequency band, the control device increases the execution amount of the pilot injection more than the execution amount of normal injection for preventing ignition delay. engine. 前記ディーゼルエンジンは、畜圧室であるコモンレールを備え、このコモンレールの圧力で前記燃料噴射制御手段による燃料噴射を実行し、前記特定の周波数帯に振動があるときは、前記コモンレールの圧力をそれまでよりも低下することを特徴とする請求項1記載の多気筒エンジン。The diesel engine is provided with a common rail that is a stock pressure chamber, and fuel injection is performed by the fuel injection control means at the pressure of the common rail, and when there is vibration in the specific frequency band, the pressure of the common rail is increased up to that time. The multi-cylinder engine according to claim 1, wherein the multi-cylinder engine is lowered. 前記多気筒エンジンは直列4気筒エンジンであって、前記特定気筒は第2気筒および第3気筒であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の多気筒エンジン。The multi-cylinder engine according to any one of claims 1 to 5, wherein the multi-cylinder engine is an in-line four-cylinder engine, and the specific cylinders are a second cylinder and a third cylinder.
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