(57)【要約】【課題】実際のエンジンの運転状態に則した振動伝達特性の解析を行なう。【解決手段】エンジンブロックの振動伝達特性解析装置は、シリンダブロック１６１に設けられたノックセンサ取付ボス１６３に連結され、実際にノッキングが発生したときに振動が継続する時間として定められた時間ｔだけエンジンブロック１６０に加振する加振装置１３０と、シリンダブロック１６１のシリンダボアの内面に配置されるシリンダブロック振動検出センサと、シリンダヘッド１６２に設けられたプラグ孔に配置されるシリンダヘッド振動検出センサとを含む。【選択図】図２
2008070302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッドと、シリンダボアを有するシリンダブロックとを備えるエンジンブロックを加振して、前記エンジンブロックの振動伝達を解析するために用いられる、エンジンブロックの振動伝達特性解析装置であって、
前記エンジンブロックに連結され、ノッキングによる振動が発生する時間として予め定められた時間だけ前記エンジンブロックに振動を与える加振装置と、
前記シリンダボアの内面に配置され、振動を測定するシリンダブロック振動測定器と、
前記シリンダヘッドの内面に配置され、振動を測定するシリンダヘッド振動測定器とを含む、エンジンブロックの振動伝達特性解析装置。
【請求項２】
前記加振装置は、ノッキングによる振動の減衰率として予め定められた減衰率で、前記予め定められた時間だけ前記エンジンブロックに振動を与える、請求項１に記載のエンジンブロックの振動伝達特性解析装置。
【請求項３】
前記シリンダブロック振動測定器は、前記シリンダボア内に配置されるピストンにより前記シリンダブロックに振動が発生する際の前記ピストンの位置に対応した位置に配置される、請求項１または２に記載のエンジンブロックの振動伝達特性解析装置。
【請求項４】
シリンダヘッドと、シリンダボアを有するシリンダブロックとを備えるエンジンブロックの振動伝達特性解析方法であって、
ノッキングによる振動が発生する時間として予め定められた時間だけ前記エンジンブロックに振動を与えるステップと、
前記シリンダボアの内面の振動を測定するステップと、
前記シリンダヘッドの振動を測定するステップと、
前記シリンダボアの内面の振動および前記シリンダヘッドの振動に基づき、前記シリンダブロックの振動伝達を解析するステップとを含む、エンジンブロックの振動伝達特性解析方法。
【請求項５】
前記エンジンブロックに振動を与えるステップは、ノッキングによる振動の減衰率として予め定められた減衰率で、前記予め定められた時間だけ前記エンジンブロックに振動を与えるステップを含む、請求項４に記載のエンジンブロックの振動伝達特性解析方法。
【請求項６】
前記シリンダボアの内面の振動を測定するステップは、前記シリンダボア内に配置されるピストンにより前記シリンダブロックに振動が発生する際の前記ピストンの位置に対応した位置で、前記シリンダボアの内面に配置されるシリンダブロック振動測定器により振動を測定するステップを含む、請求項４または５に記載のエンジンブロックの振動伝達特性解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、振動伝達特性解析装置および振動伝達特性解析方法に関し、特に、エンジンにおけるエンジンブロックの振動伝達特性解析装置およびその振動伝達特性解析装置を用いた振動伝達特性解析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関であるエンジンを搭載した車両の走行時において、快適な乗り心地を得るためのエンジン制御の１つに、エンジンでのノッキングの発生を検知し、ノッキングを解消するようにエンジンを制御する方法がある。この制御を実現するためには、エンジンにノッキングセンサを配設し、ノッキングの発生時に生じる振動をノッキングセンサにより検知して、この検知情報に基づきエンジンの燃焼条件の設定を行なっている。
【０００３】
ノッキングの発生時には、エンジンブロックに生じるノッキング振動を正確にノッキングセンサにより検出する必要がある。具体的には、予めノッキングの発生時にエンジンブロックに生じるノッキング振動の伝達特性（以下、ノッキング振動伝達特性と称する。）を把握しておくことが重要である。そこで、試験的にエンジンブロックに振動を与えてエンジンブロックにノッキング振動を擬似的に発生させて、ノッキング振動伝達特性を事前に把握しておくことが考えられる。
【０００４】
特開２００５−３００５２４号公報（特許文献１）は、ノッキング振動を予め測定し解析するためのエンジンブロックの振動伝達特性解析装置を開示する。特許文献１に記載の振動伝達特性解析装置は、シリンダヘッドとシリンダボアを有するシリンダブロックとを備えるエンジンブロックを加振して、エンジンブロックの振動伝達を解析するために用いられる、エンジンブロックの振動伝達特性解析装置である。この振動伝達特性解析装置は、シリンダボアの内面の、燃焼室に相当する領域に配置されるシリンダブロック振動測定器と、燃焼室に面しシリンダヘッドの内面に配置されるシリンダヘッド振動測定器と、エンジンブロックの所定位置に連結し、エンジンブロックに所定の振動を与えるための加振装置とを含む。
【０００５】
この公報に記載のエンジンブロックの振動伝達特性解析装置によれば、加振装置によりエンジンブロックに所定の振動を与え、この振動の伝達をシリンダブロック振動測定器とシリンダヘッド振動測定器とにより測定可能としている。エンジンにおけるノッキングの発生時のピストン位置は、圧縮上死点後（ATDC: After Top Dead of Center）約１０°〜６０°の範囲にあるため、燃焼室内のシリンダブロックに伝達する振動は、ピストンによって抑制され、シリンダヘッドからの振動伝達（ヘッド横振動）が支配的となる。一方、ピストン位置が低下すると、ピストンによるシリンダブロックの抑制が開放されて、シリンダブロックが共振を始める。このシリンダブロックの共振は、ノッキングの発生点火時期におけるエンジンノイズに影響を与え、ノッキングセンサにおけるＳＮ（ノッキング信号／ノイズ信号）比に影響を与えることになる。そこで、シリンダブロック振動測定器とシリンダヘッド振動測定器との２種類の振動測定器を配設することにより、加振装置によりエンジンブロックに所定の振動を与えた場合の応答信号をシリンダブロック振動測定器およびシリンダヘッド振動測定器によりピックアップすることで、シリンダブロックの振動特性とシリンダヘッドの振動特性を把握することができる。その結果、エンジンブロックの振動伝達特性として、ノッキング信号（Ｓ：シリンダヘッドの振動特性）とノイズ信号（Ｎ：エンジンブロックの振動特性）とによるＳＮ比を得ることを可能としている。
【特許文献１】特開２００５−３００５２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特開２００５−３００５２４号公報においては、エンジンブロックに与えるべき好ましい振動に関する記載は何等ない。そのため、実際の運転状態に即した解析を行なうには、さらなる改善の余地があった。
【０００７】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は振動伝達特性の解析精度を向上することができる、エンジンブロックの振動伝達特性解析装置および振動伝達特性解析方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明に係るエンジンブロックの振動伝達特性解析装置は、シリンダヘッドと、シリンダボアを有するシリンダブロックとを備えるエンジンブロックを加振して、エンジンブロックの振動伝達を解析するために用いられる、エンジンブロックの振動伝達特性解析装置である。この振動伝達解析装置は、エンジンブロックに連結され、ノッキングによる振動が発生する時間として予め定められた時間だけエンジンブロックに振動を与える加振装置と、シリンダボアの内面に配置され、振動を測定するシリンダブロック振動測定器と、シリンダヘッドの内面に配置され、振動を測定するシリンダヘッド振動測定器とを含む。
【０００９】
第１の発明によると、ノッキングによる振動が発生する時間として予め定められた時間だけ、加振装置によりエンジンブロックに振動が与えられる。この振動の伝達がシリンダブロック振動測定器とシリンダヘッド振動測定器とにより測定される。これにより、エンジンにノッキングが発生した状態を模擬した振動を得ることができる。そのため、実際の運転状態に即した振動伝達特性の解析を行なうことができる。その結果、振動伝達特性の解析精度を向上することができる、エンジンブロックの振動伝達特性解析装置を提供することができる。
【００１０】
第２の発明に係るエンジンブロックの振動伝達特性解析装置においては、第１の発明の構成に加え、加振装置は、ノッキングによる振動の減衰率として予め定められた減衰率で、予め定められた時間だけエンジンブロックに振動を与える。
【００１１】
第２の発明によると、ノッキングによる振動の減衰率として予め定められた減衰率で、予め定められた時間だけエンジンブロックに振動が与えられる。この振動の伝達がシリンダブロック振動測定器とシリンダヘッド振動測定器とにより測定される。これにより、エンジンにノッキングが発生した状態により近い状態の振動を得ることができる。そのため、実際の運転状態に即した振動伝達特性の解析を行なうことができる。その結果、振動伝達特性の解析精度を向上することができる。
【００１２】
第３の発明に係るエンジンブロックの振動伝達特性解析装置においては、第１または２の発明の構成に加え、シリンダブロック振動測定器は、シリンダボア内に配置されるピストンによりシリンダブロックに振動が発生する際のピストンの位置に対応した位置に配置される。
【００１３】
第３の発明によると、シリンダブロック振動測定器は、シリンダボア内に配置されるピストンによりシリンダブロックに振動が発生する際のピストンの位置に対応した位置に配置される。このシリンダブロック振動測定器により振動が測定される。これにより、たとえばピストンスラップによる振動など、エンジンを実際に運転した場合にピストンにより発生する振動の影響を加味した振動伝達特性を解析することができる。そのため、より実際の運転状態に即した振動伝達特性の解析を行なうことができる。その結果、振動伝達特性の解析精度を向上することができる。
【００１４】
第４の発明に係るエンジンブロックの振動伝達特性解析方法は、シリンダヘッドと、シリンダボアを有するシリンダブロックとを備えるエンジンブロックの振動伝達特性解析方法である。この振動伝達特性解析方法は、ノッキングによる振動が発生する時間として予め定められた時間だけエンジンブロックに振動を与えるステップと、シリンダボアの内面の振動を測定するステップと、シリンダヘッドの振動を測定するステップと、シリンダボアの内面の振動およびシリンダヘッドの振動に基づき、シリンダブロックの振動伝達を解析するステップとを含む。
【００１５】
第４の発明によると、ノッキングによる振動が発生する時間として予め定められた時間だけエンジンブロックに振動が与えられる。シリンダボアの内面の振動およびシリンダヘッドの振動が測定される。これにより、エンジンにノッキングが発生した状態を模擬した振動を得ることができる。これらの振動に基づき、シリンダブロックの振動伝達が解析される。そのため、実際の運転状態に即した振動伝達特性の解析を行なうことができる。その結果、振動伝達特性の解析精度を向上することができる、エンジンブロックの振動伝達特性解析装置を提供することができる。
【００１６】
第５の発明に係るエンジンブロックの振動伝達特性解析方法においては、第４の発明の構成に加え、エンジンブロックに振動を与えるステップは、ノッキングによる振動の減衰率として予め定められた減衰率で、予め定められた時間だけエンジンブロックに振動を与えるステップを含む。
【００１７】
第５の発明によると、ノッキングによる振動の減衰率として予め定められた減衰率で、予め定められた時間だけエンジンブロックに振動が与えられる。この振動の伝達が測定される。これにより、エンジンにノッキングが発生した状態により近い状態の振動を得ることができる。そのため、実際の運転状態に即した振動伝達特性の解析を行なうことができる。その結果、振動伝達特性の解析精度を向上することができる。
【００１８】
第６の発明に係るエンジンブロックの振動伝達特性解析方法においては、第４または５の発明の構成に加え、シリンダボアの内面の振動を測定するステップは、シリンダボア内に配置されるピストンによりシリンダブロックに振動が発生する際のピストンの位置に対応した位置で、シリンダボアの内面に配置されるシリンダブロック振動測定器により振動を測定するステップを含む。
【００１９】
第６の発明によると、シリンダボア内に配置されるピストンによりシリンダブロックに振動が発生する際のピストンの位置に対応した位置に配置されるシリンダブロック振動測定器により振動が測定される。これにより、たとえばピストンスラップによる振動など、エンジンを実際に運転した場合にピストンにより発生する振動の影響を加味した振動伝達特性を解析することができる。そのため、より実際の運転状態に即した振動伝達特性の解析を行なうことができる。その結果、振動伝達特性の解析精度を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２１】
図１は、本実施の形態におけるエンジンブロックの振動伝達特性解析装置１００の構成およびコンピュータ２００を示す全体斜視図であり、図２は、エンジンブロックの振動伝達特性解析装置１００の構成を示す側面図であり、図３は、高精度高さ調節機構１２０の構造を示す模式図であり、図４は、エンジンブロックの内部構成を示す模式断面図である。また、図５は、シリンダヘッド１６２の拡大断面図であり、図６は、図５中ＶＩ線矢視図である。
【００２２】
本実施の形態における振動伝達特性解析装置１００の構造は、図１および図２に示すように、定盤１１０の上に、振動伝達特性を解析すべきエンジンブロック１６０と、このエンジンブロック１６０に所定の振動を与えるための加振装置１３０とが配設されている。加振装置１３０によりエンジンに与える振動については後述する。
【００２３】
本実施の形態におけるエンジンブロック１６０は、複数の気筒を有する多気筒エンジンのエンジンブロックである。エンジンブロック１６０は、外方からの振動を遮断するために定盤１１０との間に防振ゴム１５０が介在されている。また、加振装置１３０は、エンジンブロック１６０に対して正確に振動を加える観点から定盤１１０との間に高精度高さ調節機構１２０が介在されている。加振装置１３０としては、電磁式の加振装置等が用いられる。なお、本実施の形態における振動伝達特性解析装置１００の外形寸法は、幅４５０ｍｍ、奥行き４５０ｍｍ、高さ４００ｍｍ程度である。
【００２４】
加振装置１３０は、図２に示すように、高精度高さ調節機構１２０のベース１２１に取付けられた保持治具１２２に設けられたＵ字溝１２３に、加振装置１３０の支持ボルト１３１が保持され、粗い高さ調節を行なうことを可能としている。また、高精度高さ調節機構１２０としては、図３に示すように、ベース１２１のケース１２１ａ内に配設された楔部材１２１ｂと楔部材１２１ｃとを有し、ハンドル１２１ｄを回転させることで、楔部材１２１ｃがＸ方向及びＹ方向に移動して、数十μｍ単位での高さ位置調節を可能としている。
【００２５】
エンジンブロック１６０は、図２に示すように、シリンダボアを有するシリンダブロック１６１とシリンダヘッド１６２とを備え、加振装置１３０の加振軸１４０は、シリンダブロック１６１に設けられたノックセンサ取付ボス１６３に連結されている。このノックセンサ取付ボス１６３は、実機エンジンにおいて、ノッキングの発生を検出するノッキングセンサを取付けるための円筒状の突起部である。
【００２６】
図４を参照して、シリンダボア１６１Ａの内面には、シリンダブロック振動測定器としてのシリンダブロック振動検出センサ３１０が配置されている。シリンダブロック振動検出センサ３１０は、各シリンダに対して設けられる。
【００２７】
実機のエンジンにおいては、シリンダボア１６１Ａ内には、上下に摺動するピストン１６４が配設される。シリンダブロック振動検出センサ３１０は、実機のエンジンを運転した状態において、ピストンスラップによりシリンダブロック１６１に振動が発生する際のピストン１６４の位置に対応した位置に設けられる。
【００２８】
たとえば、クランク角で４０°ＡＴＤＣ〜７０°ＡＴＤＣの範囲内でピストンスラップが発生する場合、４０°ＡＴＤＣ〜７０°ＡＴＤＣにおけるピストンの位置に対応した位置に、シリンダブロック振動検出センサ３１０が設けられる。すなわちシリンダブロック振動検出センサ３１０は、ピストンスラップによる振動の発生点に対応した位置に設けられる。
【００２９】
このような位置に設けられたシリンダブロック振動検出センサ３１０により得られた振動を用いて、後述するようにエンジンブロック１６０のノッキング発生時における振動伝達特性を解析することで、ノッキングによる振動以外のノイズによる影響を加味して解析を行なうことができる。そのため、実際の運転状態に即した振動伝達特性の解析を行なうことができる。その結果、振動伝達特性の解析精度を向上することができる。
【００３０】
図５を参照して、シリンダヘッド１６２に設けられたプラグ孔１６２ｐには、シリンダヘッド振動測定器としてのシリンダヘッド振動検出センサ３２０が配置され、このシリンダヘッド振動検出センサ３２０は、特殊ボルト３０１、金属キューブ３０２、および、センサ３０３から構成されている。より具体的な構成については、後述する。このプラグ孔１６２ｐは、図６に示すように、シリンダヘッド１６２に設けられる吸気バルブ孔１６２ｉと排気バルブ孔１６２ｅとに囲まれたシリンダヘッド１６２の中央領域に設けられている。また、このプラグ孔１６２ｐは、機械加工により、精度良く形成されていることから、シリンダヘッド１６２に対して、シリンダヘッド振動検出センサ３２０を精度良く取付けることを可能としている。シリンダヘッド振動検出センサ３２０は、各シリンダに対して設けられる。
【００３１】
上記構成からなる振動伝達特性解析装置１００を用いた、ノッキング発生時におけるエンジンブロック１６０の振動解析方法、具体的には、エンジンブロック１６０の振動伝達特性として、ノッキング信号（Ｓ：シリンダヘッドの振動特性）とノイズ信号（Ｎ：エンジンブロックの振動特性）とによるＳＮ比を得る方法について説明する。まず、加振装置１３０を用いて、エンジンブロック１６０のノックセンサ取付ボス１６３に連結された加振軸１４０から、エンジンブロック１６０に所定の振動を加える。
【００３２】
次に、シリンダブロック振動検出センサ３１０およびシリンダヘッド振動検出センサ３２０を用いて、シリンダブロック１６１に生じる振動信号１およびシリンダヘッド１６２に生じる振動信号２をピックアップする。振動信号１および振動信号２は、コンピュータ２００に入力され、エンジンブロック１６０のノッキング発生時における振動伝達特性（Ｓ／Ｎ比）が解析される。振動伝達特性は、各シリンダについて解析される。
【００３３】
ここで、シリンダブロック振動検出センサ３１０およびシリンダヘッド振動検出センサ３２０を用いた振動伝達特性の具体的な解析方法について、図７および図８を参照して説明する。なお、図７は、シリンダブロック１６１に生じる振動およびシリンダヘッド１６２に生じる振動を図示した模式図であり、図８は、ノッキング発生点火時期における信号強度とノッキング発生頻度との関係を示す図である。
【００３４】
実機エンジンにおけるノッキング発生時のピストン１６４の位置は、図７に示すように、圧縮上死点後（ＡＴＤＣ）約１０°〜６０°の範囲にあるため、燃焼室Ａ内のシリンダブロック１６１へ伝達する振動は、ピストン１６４によって抑制され、シリンダヘッド１６２からの振動伝達（Ｓ：ヘッド部振動応答）が支配的となる。一方、ピストン１６４の位置が低下すると、ピストン１６４によるシリンダブロック１６１の抑制が開放されて、シリンダブロック１６１が共振（Ｎ：ライナー部振動応答）を始める。
【００３５】
このシリンダブロック１６１の共振は、ノッキングの発生点火時期におけるエンジンノイズに影響を与え、ノイズ信号を大きくする結果、ノッキングセンサにおけるＳＮ（ノッキング信号／ノイズ信号：ヘッド部振動応答Ｓ／ライナー部振動応答Ｎ）比に悪影響を与えることになる。つまり、図８に示すように、ノイズ信号Ｎが、ノイズ信号Ｎ’に移行する（強度が強くなる）ことで、ノッキング判定レベル（Ｓ）にノイズ信号が近づく結果、ＳＮ比を悪化させることになる。このように、ノッキングの発生点火時期におけるエンジンブロック１６０の横振動（初期振動）は、シリンダヘッド１６２からの振動伝達が支配的であり、シリンダブロック１６１からの信号がノイズ信号となる。
【００３６】
そこで、本実施の形態における振動伝達特性解析装置１００においては、シリンダブロック振動検出センサ３１０とシリンダヘッド振動検出センサ３２０との２種類の振動検出センサを燃焼室Ａ内に配設することにより、加振装置１３０によりエンジンブロック１６０に所定の振動を与えた場合の応答信号をシリンダブロック振動検出センサ３１０およびシリンダヘッド振動検出センサ３２０によりピックアップすることで、シリンダブロック１６１の振動特性とシリンダヘッド１６２の振動特性、つまり、ノッキング信号（Ｓ：シリンダヘッドの振動特性）とノイズ信号（Ｎ：エンジンブロックの振動特性）とによるＳＮ比を予め把握することができる。
【００３７】
ここで、本振動伝達特性解析装置１００によって得られたＳＮ比と実機エンジンのＳＮ比との相関関係について、図９および図１０を参照して説明する。なお、図９は、本振動伝達特性解析装置１００によって得られた各種エンジンと擬似ＳＮ比との関係を示す図であり、図１０は、実際にエンジンを駆動させた状態での、各種エンジンにおける実機ＳＮ比合否を示す図である。
【００３８】
本振動伝達特性解析装置１００によって得られたエンジンのノッキング発生時におけるＳＮ比を擬似ＳＮ比と定義し、実際のエンジン駆動から得られたＳＮ振動比を実機ＳＮ比と定義する。エンジン（Ａ）、エンジン（Ｂ）、および、エンジン（Ｃ）より、擬似ＳＮ比と実機ＳＮ比とを比較した。
【００３９】
本振動伝達特性解析装置１００を用いて、エンジン（Ａ）、エンジン（Ｂ）、および、エンジン（Ｃ）の各エンジンブロックを用いて、各エンジンの擬似ＳＮ比を測定した結果、図９に示すように、エンジン（Ａ）が最も制御性が良好な擬似ＳＮ比が得られ、次いで、エンジン（Ｃ）、エンジン（Ｂ）の順で、擬似ＳＮ比が得られた。
【００４０】
次に、エンジン（Ａ）、エンジン（Ｂ）、および、エンジン（Ｃ）の各エンジンを実際に駆動させて、ノックセンサにより信号をピックアップして、実機ＳＮ比を測定した結果を、図１０に示す。エンジン（Ａ）およびエンジン（Ｃ）においては、合格のＳＮ比が得られ、エンジン（Ｂ）においては、不合格のＳＮ比が得られた。このように、擬似ＳＮ比が最も悪いエンジン（Ｂ）において、実機ＳＮ比も不合格の判定となり、本振動伝達特性解析装置１００によって得られたＳＮ比と実機エンジンのＳＮ比との間に相関関係があることが証明された。
【００４１】
シリンダヘッド振動検出センサ３２０の具体的構成について、図１１を参照して説明する。ここで、上述したようにシリンダヘッド振動検出センサ３２０においては、シリンダヘッド１６２に生じる横振動成分を正確に測定する必要があることから、その取付け位置、角度にも十分注意する必要がある。たとえば、シリンダヘッド１６２に対する取付け角度が不正確であれば、振動ベクトル方向の違いにより、測定誤差が生じることになる。そこで、本実施の形態においては、シリンダヘッド１６２に設けられたプラグ孔１６２ｐを用いて、シリンダヘッド振動検出センサ３２０を取付けている。
【００４２】
シリンダヘッド振動検出センサ３２０は、上述したように特殊ボルト３０１、金属キューブ３０２、および、センサ３０３から構成されている。ここで、特殊ボルト３０１へのセンサ３０３の取付けに際しても、取付け角度の正確性が要求されるため、機械加工により寸法精度が高精度に仕上げられた金属キューブ３０２（立方体形状）を、特殊ボルト３０１とセンサ３０３との間に介在させている。特殊ボルト３０１および金属キューブ３０２の材質は、測定誤差を生じさせない観点から、シリンダヘッド１６２と同素材で形成されていることが好ましい。
【００４３】
特殊ボルト３０１への金属キューブ３０２の固定には、様々な固定構造が考えられる。図１１（Ａ）に示す接着剤を用いる固定構造、図１１（Ｂ）に示す、特殊ボルト３０１側に雄ネジ３０５Ａ、金属キューブ３０２側に雄ネジ３０５Ａを受入れる雌ネジ３０５Ｂを設ける固定構造、図１１（Ｃ）に示す、金属キューブ３０２側に雄ネジ３０５Ａ、特殊ボルト３０１側に雄ネジ３０５Ａを受入れる雌ネジ３０５Ｂを設ける固定構造、図１１（Ｄ）に示す、独立した雄ネジ（スタッドボルト）３０５Ａを準備し、特殊ボルト３０１および金属キューブ３０２のそれぞれに、雄ネジ３０５Ａを受入れる雌ネジ３０５Ｂを設ける固定構造等が挙げられる。
【００４４】
なお、センサ３０３の取付け角度の正確性が要求されるため、平坦面を形成した金属キューブ３０２を設ける場合について説明したが、この取付け構造は、あくまでも一例であり、たとえば、シリンダヘッド１６２に対して、取付け角度の正確性を満足させることが可能な場合には、センサ３０３を直接シリンダヘッド１６２に取付ける固定構造の採用も可能である。
【００４５】
以下、加振装置１３０によりエンジンブロック１６０に与える振動について説明する。図１２に示すように、予め定められた周波数および予め定められた振幅のサイン波の振動を、連続的にエンジンブロック１６０に与えた場合を想定する。
【００４６】
この振動が加えられる加振点から近いシリンダボア１６１Ａに設けられたシリンダブロック振動検出センサ３１０により測定される振動は、図１３に示すように、振動が減衰せずに連続的に現れるサイン波になる。
【００４７】
同様に、加振点から遠いシリンダボア１６１Ａに設けられたシリンダブロック振動検出センサ３１０により測定される振動は、図１４に示すように、振動が減衰せずに連続的に現れるサイン波になる。加振点から遠いシリンダボア１６１Ａにおける振動は、加振点から近いシリンダボア１６１Ａにおける振動に比べて振幅が小さい。
【００４８】
ところが、実際にノッキングが発生した場合は振動が減衰する。また、振動の減衰率は、振動が伝達する距離が長いほどより大きくなる。このような振動の特性に対し、エンジンブロック１６０に連続的に振動を与えた場合にシリンダブロック振動検出センサ３１０により測定される振動の特性が合致していない。
【００４９】
そこで、本実施の形態においては、図１５に示すように、実際にノッキングが発生したときにノッキングによる振動が継続する時間として定められた時間ｔだけエンジンブロック１６０に加振する。さらに、与えられた振動がノッキングによる振動の減衰率として定められた減衰率で減衰するように、エンジンブロック１６０に加振する。
【００５０】
ここで、エンジンブロック１６０に加振する時間ｔ、すなわち、実際にノッキングが発生したときに振動が継続する時間ｔは、実験などによりノッキングが発生するようにエンジンを運転して得られた測定データから定められる。
【００５１】
ノッキングが発生したときに振動が継続する時間ｔは、エンジン回転数をｒ、ノッキングが発生するクランク角をα°ＣＡ（Crank Angle）とおくと、たとえば下記の式（１）により定められる。
【００５２】
ｔ＝（２５０×α）／（３×ｒ）・・・（１）
同様に、エンジンブロック１６０に与える振動の減衰率は、実験などによりノッキングが発生するようにエンジンを運転して得られた測定データから定められる。エンジンブロック１６０に与える振動の減衰率は、クランク角をθ、係数をβ（たとえばβ＝０．１）とおくと、たとえば下記の式（２）により定められる。
【００５３】
減衰率＝ｅｘｐ（−β×θ）・・・（２）
式（２）から求められる減衰率で減衰する振動を、式（１）から求められる時間だけエンジンブロック１６０に与えた場合に、加振点から近いシリンダボア１６１Ａに設けられたシリンダブロック振動検出センサ３１０により測定される振動は、図１６に示すように、時間が経過するにつれて減衰する。
【００５４】
同様に、加振点から遠いシリンダボア１６１Ａに設けられたシリンダブロック振動検出センサ３１０により測定される振動は、図１７に示すように、時間が経過するにつれて減衰する。加振点から遠いシリンダボア１６１Ａにおける振動は、加振点から近いシリンダボア１６１Ａにおける振動に比べて振幅が小さく、減衰率が大きい。
【００５５】
これにより、エンジンにノッキングが発生した状態を模擬した振動を得ることができる。このような振動に基づいて擬似ＳＮ比を得て、エンジンブロック１６０のノッキング発生時における振動伝達特性を解析することにより、実際の運転状態に即した振動伝達特性の解析を行なうことができる。その結果、振動伝達特性の解析精度を向上することができる。
【００５６】
また、エンジンブロック１６０に加振する時間ｔは、エンジン回転数ｒに応じて定められるため、エンジン回転数ｒごとに、振動伝達特性の解析を行なうことができる。
【００５７】
以上のように、本実施の形態に係るエンジンブロックの振動伝達特性解析装置によれば、実際にノッキングが発生したときに振動が継続する時間として定められた時間ｔだけエンジンブロックに加振される。シリンダブロック振動検出センサおよびシリンダヘッド振動検出センサを用いて、シリンダブロックに生じる振動信号およびシリンダヘッドに生じる振動信号がピックアップされる。振動信号および振動信号は、コンピュータに入力され、エンジンブロックのノッキング発生時における振動伝達特性が解析される。これにより、エンジンにノッキングが発生した状態を模擬した振動を得ることができる。そのため、実際の運転状態に即した振動伝達特性の解析を行なうことができる。その結果、振動伝達特性の解析精度を向上することができる。
【００５８】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】エンジンブロックの振動伝達特性解析装置の構成およびコンピュータを示す全体斜視図である。
【図２】エンジンブロックの振動伝達特性解析装置の構成を示す側面図である。
【図３】高精度高さ調節機構の構造を示す模式図である。
【図４】エンジンブロックの内部構成を示す模式断面図である。
【図５】シリンダヘッドの拡大断面図である。
【図６】図５中ＶＩ線矢視図である。
【図７】シリンダブロックに生じる振動およびシリンダヘッドに生じる振動を図示した模式図である。
【図８】ノッキング発生点火時期における信号強度とノッキング発生頻度との関係を示す図である。
【図９】各種エンジンと振動伝達特性解析装置によって得られた擬似ＳＮ比との関係を示す図である。
【図１０】実際にエンジンを駆動させた状態での、各種エンジンにおける実機ＳＮ比合否を示す図である。
【図１１】シリンダヘッド振動検出センサの具体的構成を示す図である。
【図１２】連続的に継続するサイン波を示す図である。
【図１３】シリンダブロック振動検出センサにより測定される振動を示す図（その１）である。
【図１４】シリンダブロック振動検出センサにより測定される振動を示す図（その２）である。
【図１５】エンジンブロックに与えられる振動を示す図である。
【図１６】シリンダブロック振動検出センサにより測定される振動を示す図（その３）である。
【図１７】シリンダブロック振動検出センサにより測定される振動を示す図（その４）である。
【符号の説明】
【００６０】
１００  振動伝達特性解析装置、１３０  加振装置、１６０  エンジンブロック、１６１  シリンダブロック、１６１Ａ  シリンダボア、１６２  シリンダヘッド、１６３  ノックセンサ取付ボス、１６４  ピストン、３１０  シリンダブロック振動検出センサ、３２０  シリンダヘッド振動検出センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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