JPH0988666A

JPH0988666A - 内燃機関

Info

Publication number: JPH0988666A
Application number: JP7273729A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Takano; 靖夫高野; Shinichi Nakanishi; 晋一中西
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1995-09-28
Filing date: 1995-09-28
Publication date: 1997-03-31

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、気筒間の等着火間隔に噴射量を設
定し、各気筒間での爆発順序に従って噴射量を大小に交
互に設定し、低次振動を低減して車両の乗り心地を向上
させる内燃機関を提供する。【解決手段】この内燃機関は、燃料噴射ポンプを備え
た多気筒間での着火間隔を等着火間隔に設定し、気筒の
爆発順序において奇数順番となる気筒群と偶数順番とな
る気筒群との燃料噴射ポンプの噴射量調整を、噴射量規
格の公差幅が大きい公差と小さい公差で交互に行うよう
に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、多気筒エンジン
の各気筒に対して燃料噴射ポンプによってそれぞれ燃料
を噴射する内燃機関に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃機関の燃焼爆発によるトルク
変動及び回転変動はエンジンの起振力となり、車両を振
動させ、運転者に不快感を与える要因になっている。多
気筒間での着火間隔が等着火間隔に設定されている内燃
機関において、燃料噴射ポンプの各気筒の噴射量のバラ
ツキによる違いが、トルク変動が大きくし、起振力が増
大され、運転者の不快感を感じさせる原因になる。

【０００３】図６には、８気筒内燃機関の気筒配列が示
されている。図中、符号＃１〜＃８は各気筒を表す。図
１には、８気筒内燃機関の着火順序、等着火間隔及び燃
料噴射量の関係が示されている。図６に示すように、８
気筒の内燃機関では、気筒＃１と気筒＃２、気筒＃３と
気筒＃４、気筒＃５と気筒＃６、及び気筒＃７と気筒＃
８がセットに構成されている。また、図１に示すよう
に、多気筒間での着火順序は、気筒＃１の着火に始まっ
て、その後は、気筒＃８、気筒＃７、気筒＃３、気筒＃
６、気筒＃５、気筒＃４、気筒＃２、気筒＃１の順次で
着火し、再び、気筒＃１から着火を繰り返す。更に、気
筒間の着火間隔は等着火間隔に設定されている。

【０００４】また、内燃機関において、従来の各気筒へ
の燃料噴射量は、図２の（ニ）及び（ホ）に示すよう
に、基本噴射量Ａに対してプラスマイナスＢ（公差）の
範囲で管理されている。即ち、上記（ニ）に示す内燃機
関は、噴射量が上記公差幅Ｂの範囲内に各気筒がランダ
ムに存在しており、基本噴射量Ａを中央値として、気筒
＃６、気筒＃１、気筒＃５及び気筒＃７が減量側に設定
され、気筒＃３、気筒＃４、気筒＃８及び気筒＃２が増
量側に設定されている。上記（ホ）に示す内燃機関は、
上記（ニ）に示す内燃機関における噴射量の公差幅を半
分（Ｂ／２）に単純に詰めたものであり、中央値（Ａ）
を境にしてＢ／２の公差幅に４気筒を収めなければなら
なくなり、そのため、燃料噴射ポンプの部品、プランジ
ャ等の加工公差を小さくしたものである。

【０００５】従来、燃料噴射ポンプの連続噴射量測定調
整装置及び噴射量調整方法として、特開昭５３−９３２
２０号公報に開示されたものがある。該燃料噴射ポンプ
の連続噴射量測定調整装置は、燃料噴射ポンプの各燃料
噴射筒のそれぞれに減圧整流装置を介してロータメータ
に接続し、ロータメータの出口側に電磁弁を設け、流量
を測定する連続噴射量測定装置に切換接続ができるもの
である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
（ニ）に示す内燃機関は、噴射量が上記公差幅Ｂの範囲
内に各気筒がランダムに存在している場合には、噴射量
のバラツキによって周期が安定せず、トルク変動が大き
くなり、不快感の原因になるので、それを解消するた
め、噴射量の公差範囲を狭めることで品質をアップする
ことができるが、上記（ホ）で示すように、単純に公差
範囲を詰めることは、燃料噴射ポンプの部品、プランジ
ャ等の加工公差を小さくしなければならず、加工に高精
度を要求され、生産性を悪化させることになる。

【０００７】図５には、クランク角即ち時間に対する起
振力の関係のグラフが示されている。図５を参照して、
従来の内燃機関について考察してみると、従来の内燃機
関は、起振力が点線で示す軌跡をとるが、区間ａ（クラ
ンク角１８０°）の周期で振幅が同一波形とならず、起
振力に周期性が出てこない。また、従来の内燃機関は、
区間ｂの周期で同一波形とならず、周期性が出てこな
い。即ち、従来の内燃機関は、各気筒の噴射量がバラバ
ラであり、０．５次振動、１次振動等の低周波数振動が
発生する。これらの０．５次振動、１次振動等の低次の
低周波数振動の発生は、運転者にとって不快感を与える
振動となる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の目的は、上記
の課題を解決することであり、各気筒間で等着火間隔を
持つ内燃機関において、生産性を低減することなく、同
一コストで品質を向上させ、トルク変動に起因する車両
の振動や騒音を低減して運転者へ不快感を与えることな
く、乗り心地の良い車両を提供する内燃機関に関する。

【０００９】この発明は、燃料噴射ポンプを備えた多気
筒間での着火間隔を等着火間隔に設定した内燃機関にお
いて、前記燃料噴射ポンプの噴射量の調整時に基準とな
る噴射量規格の公差幅を、隣接の気筒爆発順序間の比較
上で大きい公差と小さい公差とに分け、気筒の爆発順序
において奇数順番となる気筒群と偶数順番となる気筒群
との噴射量調整を前記大きい公差と前記小さい公差で交
互に行うように噴射量規格を設定したことを特徴とする
内燃機関に関する。

【００１０】また、この内燃機関において、前記奇数順
番となる気筒群の噴射量調整がマイナス公差範囲内で設
定され、また、偶数順番となる気筒群の噴射量調整がプ
ラス公差範囲内で設定されている。

【００１１】又は、この内燃機関において、前記奇数順
番となる気筒群の噴射量調整がプラス公差範囲内で設定
され、また、偶数順番となる気筒群の噴射量調整がマイ
ナス公差範囲内で設定されている。

【００１２】或いは、この内燃機関において、所定の気
筒の前記燃料噴射ポンプの噴射量調整が前記所定の気筒
の爆発順序前後の気筒の前記燃料噴射ポンプの噴射量よ
り前記大きい公差か又は前記小さい公差に設定されてい
る。

【００１３】この発明による内燃機関は、上記のとお
り、各気筒間の着火間隔が等着火間隔に設定され、爆発
順序で奇数順番と偶数順番で群分けして、各群での噴射
量を交互に大きい公差側から小さい公差側へ或いは逆の
小さい公差側から大きい公差側へと噴射量の規格が設定
され、しかも従来の公差と同様の公差範囲内で対応でき
るように構成するため、燃料噴射ポンプにおける部品、
プランジャ等の公差を詰める必要がなく、生産性を低下
させることがなく、トルク発生量の変動が均一となり、
トルク変動に起因する振動に対して不快なものの発生を
低減することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
による内燃機関の一実施例を説明する。この実施例で
は、内燃機関は、８気筒のＶ型タイプに構成されてい
る。Ｖ型エンジンの気筒配列は、図６に示したものと同
一である。また、Ｖ型エンジンは、着火順序、着火間隔
及び燃料噴射量の関係は、図１に示すとおりである。ま
た、図１では、各気筒に対する燃料の供給の燃料噴射量
について、本願発明と従来のものとを比較して表示され
ている。

【００１５】Ｖ型エンジンの着火順序及び着火間隔は、
図１に示すように、上記従来のものと同一である。即
ち、Ｖ型エンジンの各気筒の着火順序は、気筒＃１の着
火に始まって、その後は気筒＃８→気筒＃７→気筒＃３
→気筒＃６→気筒＃５→気筒＃４→気筒＃２→気筒＃１
の順序で着火し、再び同様の気筒順序で着火を繰り返
す。また、Ｖ型エンジンの各気筒間の着火間隔は、図１
に示すように、等着火間隔Ｃに設定されている。

【００１６】この発明による内燃機関即ちＶ型エンジン
では、各気筒への燃料噴射量が次のように設定されてい
る。まず、図２の（イ）の内燃機関について説明する
と、多気筒間での着火間隔を等着火間隔に設定されてい
る。各気筒の爆発順序において、図１に示すように、奇
数順番となる気筒群は気筒＃１、気筒＃７、気筒＃６及
び気筒＃４であり、偶数順番となる気筒群は気筒＃８、
気筒＃３、気筒＃５及び気筒＃２である。また、図２の
（イ）に示すように、基本噴射量Ａに対して奇数順番と
なる気筒群である気筒＃１、気筒＃７、気筒＃６及び気
筒＃４の噴射量調整がマイナス公差（−Ｂ）範囲内にそ
れぞれ設定され、また、基本噴射量Ａに対して偶数順番
となる気筒群である気筒＃８、気筒＃３、気筒＃５及び
気筒＃２の噴射量調整がプラス公差（＋Ｂ）範囲内に収
まるようにそれぞれ設定されている。ここで、公差Ｂは
従来の公差範囲と同一である。従って、図２の（イ）の
内燃機関は、図１の本発明１に相当する噴射量に調整さ
れていることになる。即ち、奇数順番となる気筒群の噴
射量調整がマイナス公差（−Ｂ）範囲内で設定され、ま
た、偶数順番となる気筒群の噴射量調整がプラス公差
（＋Ｂ）範囲内で設定され、各気筒の燃料噴射ポンプの
噴射量調整が噴射量の調整時に基準となる噴射量規格の
公差幅がプラス公差とマイナス公差で交互に行うように
噴射量規格が設定されていることになる。

【００１７】この内燃機関は、各気筒の燃料噴射ポンプ
の噴射量が基本噴射量Ａを境に公差Ｂの範囲内に設定さ
れ、上記のように、各気筒における燃料噴射ポンプの噴
射量を調整することによって、図５において、実線で示
すように、区間ａ（クランク角１８０°）の周期で振幅
が同一波形で繰り返されて起振力に周期性が発生し、二
点鎖線で示すように、区間ｂの周期で同一波形が繰り返
されて周期性が発生する。そして、本発明のように、各
気筒の燃料噴射ポンプの噴射量を気筒爆発順序で小さい
公差と大きい公差を繰り返すことによって低次振動であ
る０．５次振動、１次振動が小さく抑えられることにな
り、２次振動以上の振動となって車両振動としては、乗
員に不快感とならず有利になる。

【００１８】次に、図２の（ロ）の内燃機関について説
明すると、図２の（イ）と同様に、多気筒間での着火間
隔を等着火間隔に設定されている。図２の（ロ）の内燃
機関は、図２の（イ）のものと比較すると、噴射量が逆
に設定されているものであり、各気筒の爆発順序におい
て、基本噴射量Ａに対して奇数順番となる気筒群である
気筒＃１、気筒＃７、気筒＃６及び気筒＃４の噴射量調
整がプラス公差（＋Ｂ）範囲内で設定され、また、偶数
順番となる気筒群である気筒＃８、気筒＃３、気筒＃５
及び気筒＃２の噴射量調整がマイナス公差（−Ｂ）範囲
内で設定されている。従って、図２の（ロ）の内燃機関
は、図１の本発明２に相当する噴射量に調整されている
ことになる。そして、図２の（ロ）の内燃機関の機能
は、図２の（イ）のものと同様である。

【００１９】次に、図２の（ハ）の内燃機関について説
明すると、図２の（イ）と同様に、多気筒間での着火間
隔を等着火間隔に設定されている。図２の（ハ）の内燃
機関は、図２の（イ）のものと比較すると、噴射量が気
筒の爆発順序でみると同様に設定されているが、基本噴
射量Ａに対して気筒＃１、気筒＃７及び気筒＃３の噴射
量調整がマイナス公差（−Ｂ）範囲内で設定され、ま
た、気筒＃５、気筒＃８、気筒＃６、気筒＃４及び気筒
＃２の噴射量調整がプラス公差（＋Ｂ）範囲内で設定さ
れている。従って、図２の（ハ）の内燃機関は、図１の
本発明１に相当する噴射量に調整されていることにな
る。そして、図２の（ハ）の内燃機関の機能は、図２の
（イ）のものと同様である。

【００２０】この発明によるＶ型エンジンの燃料噴射量
の設定方法としては、以下のようなものを使用できる。
例えば、列形噴射ポンプによって各気筒に対する燃料噴
射量を設定する方法としては、次のものが使用できる。
即ち、（１）同一プランジャで噴射量調節時に設定する
方法、（２）プランジャ、バレル等の仕様を二種類設定
する方法、（３）プリストローク位置（噴射開始位置）
の設定を二種類にする方法、及び（４）スピルポートの
径を二種類設定する方法等が挙げられる。また、コモン
レール型の燃料噴射ノズルを使用する場合には、各気筒
間で燃料噴射量の設定を変えたロジックを持ったコント
ロールユニットで行う方法等を使用できる。

【００２１】Ｖ型エンジンの各気筒に対する列形噴射ポ
ンプにおける燃料噴射量の設定方法について、図３を参
照して列形噴射ポンプＰの構造及び燃料の圧送作動につ
いて説明する。図３は列形噴射ポンプの主要部の構造を
示す部分断面図である。プランジャ１１はカム（図示せ
ず）によって上下に往復運動をする。燃料はプランジャ
１１の往復運動によって圧送される。燃料はプランジャ
下死点でフューエルチャンバ１２からシリンダ１３に形
成されたスピルポート１４を通ってプランジャ室１５内
に吸入される。カムの回転によりプランジャ１１が上昇
し、プランジャ上面１６がスピルポート１４を閉じたと
き、燃料の圧送が始まる。プランジャ１１の下死点から
圧送始めまでのストロークをプリストロークという。プ
ランジャ１１の上昇により燃料は加圧され、図３の上方
に設けられているデリバリバルブ（図示せず）を開いて
噴射管（図示せず）へ圧送される。更に、プランジャ１
１が上昇して、プランジャリード１７とスピルポート１
４が連通すると、プランジャ室１５の高圧燃料はプラン
ジャ１１の中心孔１０、プランジャリード１７を経由し
て、スピルポート１４からフューエルチャンバ１２に流
出する。次いで、燃料の噴出により、圧力が低下して燃
料の圧送が終わる。

【００２２】次に、列形噴射ポンプの燃料噴射量の設定
方法について、図４を参照しながら説明する。図４は図
３に示した列形噴射ポンプの部分図である。図４は上記
（１）の方法を示し、同一プランジャで噴射量調節時
に、燃料噴射量を設定する方法を示した説明図である。
プランジャ１１の上昇に伴って、プランジャ上面１６が
スピルポート１４を閉じた時からスピルポート１４とプ
ランジャリード１７が連通するまでが圧送ストロークと
なる。コントロールラック１８を矢印の方向に動かす
と、コントロールピニオン１９が回動し、プランジャ１
１が回動して、圧送ストロークは増え、燃料噴射量は増
加する。逆に、矢印と反対方向にコントロールラック１
８を動かすと、燃料噴射量は減少する。図４（Ｘ）は噴
射量を減少させた場合、図４（Ｙ）は噴射量を増加させ
た場合を示している。

【００２３】上記各実施例では、８気筒のＶ型エンジン
について説明したが、この発明による内燃機関は、多気
筒間での着火間隔が等着火間隔を持つＶ型エンジン、或
いは多気筒間での着火間隔が等着火間隔を持つ直列型エ
ンジンにも適用でき、この発明による内燃機関は、Ｖ型
エンジンの４気筒、６気筒、１０気筒、１２気筒等の多
気筒エンジン及び直列型エンジンの４気筒、６気筒、８
気筒等の多気筒エンジンにも適用できることはいうまで
もない。

【００２４】

【発明の効果】この発明による内燃機関は、以上のよう
に構成されているので、次のような特有の効果を有す
る。即ち、この内燃機関は、各気筒が等着火間隔に設定
されており、気筒の爆発順序において奇数順番となる気
筒群と偶数順番となる気筒群との前記燃料噴射ポンプの
噴射量調整を、爆発順序の各気筒間で比較上、大きい公
差と小さい公差とが交互に変更するように噴射量規格が
設定されているので、不規則なトルク変動を抑え、起振
力の周期が安定し、車両の乗員が不快になる低次の振動
が抑えられ、高次の振動になり、乗員にとっては不快感
の振動とならずに車両の乗り心地を向上させることがで
きる。それ故、運転台等の振動の不快な振動が無くな
り、快適な車両を提供することができる。

【００２５】しかも、この内燃機関は、各気筒が従来の
公差範囲内の噴射量に収められており、燃料噴射ポンプ
における部品、プランジャ等の公差を変更することな
く、また、公差を詰めて狭い公差範囲内にすることもな
く、噴射量の調整を行うことによって車両の乗り心地を
向上させることができ、生産性を低下させることがな
い。従って、この内燃機関は、運転台の振動や騒音を防
止するために他の部品、例えば、エンジン支持ラバーや
運転台支持ラバー等で対応する必要もなくなり、部品点
数を低減でき、コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による内燃機関における各気筒の着火
順序、気筒間の等着火間隔及び各気筒に対する燃料噴射
量の関係の一実施例を示す説明図である。

【図２】この発明による内燃機関と従来の内燃機関との
各気筒における噴射量の公差の分布を比較して示した説
明図である。

【図３】列形燃料噴射ポンプの主要部の構造を示す部分
断面図である。

【図４】同一プランジャで燃料噴射量の調節時に、燃料
噴射量の設定を行う方法を示した説明図である。

【図５】この発明による内燃機関と従来の内燃機関との
クランク角（時間）に対する起振力の関係を示すグラフ
である。

【図６】８気筒内燃機関の気筒配列の一例を示す概略説
明図である。

【符号の説明】

Ｐ燃料噴射ポンプ＃１，＃２，＃３，＃４，＃５，＃６，＃７，＃８
気筒

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料噴射ポンプを備えた多気筒間での着
火間隔を等着火間隔に設定した内燃機関において、前記
燃料噴射ポンプの噴射量の調整時に基準となる噴射量規
格の公差幅を、隣接の気筒爆発順序間の比較上で大きい
公差と小さい公差とに分け、気筒の爆発順序において奇
数順番となる気筒群と偶数順番となる気筒群との噴射量
調整を前記大きい公差と前記小さい公差で交互に行うよ
うに噴射量規格を設定したことを特徴とする内燃機関。
【請求項２】前記奇数順番となる気筒群の噴射量調整
がマイナス公差範囲内で設定され、また、偶数順番とな
る気筒群の噴射量調整がプラス公差範囲内でで設定され
ていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】前記奇数順番となる気筒群の噴射量調整
がプラス公差範囲内で設定され、また、偶数順番となる
気筒群の噴射量調整がマイナス公差範囲内で設定されて
いることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項４】所定の気筒の前記燃料噴射ポンプの噴射
量調整が前記所定の気筒の爆発順序前後の気筒の前記燃
料噴射ポンプの噴射量より前記大きい公差か又は前記小
さい公差に設定されていることを特徴とする請求項１に
記載の内燃機関。