(57)【要約】【課題】企画車両に設定された目標性能に対して、設計すべき内燃機関の仕様等の組合せを提示することができる内燃機関設計支援システムの提供。【解決手段】既存の内燃機関に関する所定の諸元値、所定の仕様の種類、及び、所定の性能項目の性能値のデータを格納したデータベース１と、既存の内燃機関の中から選択された基礎内燃機関の諸元値、仕様の種類の組合せを変更した少なくとも一つの内燃機関モデルの所定の性能項目の性能値を演算する性能演算部２１と、性能演算部２１により性能値が演算された内燃機関モデルの諸元値及び仕様の種類の組合せを、所定の条件に従って、少なくとも一つ以上出力する組合せ提示部２２とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の設計支援システムであって、
既存の内燃機関に関する所定の諸元値、所定の仕様の種類、及び、所定の性能項目の性能値のデータを格納したデータベースと、
既存の内燃機関の中から選択された基礎内燃機関の諸元値、仕様の種類の組合せを変更した少なくとも一つの内燃機関モデルの所定の性能項目の性能値を演算する性能演算手段と、
上記性能演算手段により性能値が演算された内燃機関モデルの諸元値及び仕様の種類の組合せを、所定の条件に従って、少なくとも一つ以上出力する組合せ提示手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関設計支援システム。
【請求項２】
上記データベースに格納された上記所定の仕様の種類には、過給機の有無、燃料噴射方式、使用燃料、可変バルブタイミング機構の有無、動弁機構、及び、吸気／排気バルブ数のうちの少なくとも一つが含まれることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関設計支援システム。
【請求項３】
上記データベースに格納された上記所定の諸元値には、排気量が含まれることを特徴とする請求項１又は２記載の内燃機関設計支援システム。
【請求項４】
上記性能演算手段は、所定の制約条件の下で、上記所定の諸元値及び所定の仕様の種類の全ての組合せについて、所定の性能値を演算する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の内燃機関設計支援システム。
【請求項５】
上記性能演算手段が演算する上記所定の性能項目には、燃費が含まれることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の内燃機関設計支援システム。
【請求項６】
上記性能提示手段における所定の条件には、コストの安い順又は性能値の高い順が含まれることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の内燃機関設計支援システム。
【請求項７】
上記性能提示手段は、内燃機関モデルの諸元値及び仕様の種類の組合せを、その性能値が目標性能値を満足しているものだけを選択的に提示し、或いは、その性能値が目標性能値を満足しているものと、満足していないものとを区別して提示することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の内燃機関設計支援システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュータを利用した内燃機関設計支援システムに係り、より詳細には、企画車両に設定された目標性能に対して、設計すべき内燃機関の仕様等の組合せを提示することにより、内燃機関の設計を支援する内燃機関設計支援システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
下記の特許文献１には、内燃機関、例えば、エンジンの設計を効率化するため、エンジンのピストンや吸気ポートを３Ｄ（３次元）−ＣＡＤ（computer aided design）ソフトウエアを利用して設計する設計支援システムが開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１０００５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、新規に車両を企画する場合、競合車（ベンチマーク車）に対して販売上有利な立場に立てるように、企画車両の動力性能や燃費性能等について、種々の目標性能が設定される。これらの目標性能としては、通常、販売開始時点でのベンチマーク車の高性能化等を見越して、企画時点の在来車両の性能よりも高いものが設定される。このため、各設計部門には、これらのより高い目標性能を達成する企画車両を設計することが要求される。
【０００５】
ところで、車両の種々の性能項目には、通常、車両の複数の要素が寄与する。例えば、車両の燃費性能には、エンジン自体の燃費率だけでなく、パワートレイン系のトランスミッションギヤ比、タイヤ転がり抵抗、及び車両重量その他の要素が影響する。このため、個々の目標性能には、通常、複数の設計部門が関係する。
【０００６】
しかしながら、従来は、目標性能を達成するために、各設計部門にどのような分担を課すべきか、即ち、各設計部門がそれぞれ担当する関連要素の性能をどこまで高めるべきか、ということを判断するための客観的、技術的な根拠が必ずしも明確でなかった。例えば、車両燃費の目標性能値を達成するために、エンジン燃費率や車両重量といった個々の関連要素の性能をそれぞれどこまで改良すべきか根拠が明確でなかった。
【０００７】
そして、個々の設計部門は、その開発内容が互いに全く異なるため、独立に設計を行っている。その結果、各設計部門がそれぞれ設計図を出図した後に、車両全体として目標性能を達成していないことが判明することがある。このため、各設計部門で設計のやり直しが必要となり、車両企画の効率が低下してしまう場合がある。
【０００８】
そこで、本発明は、企画車両に設定された目標性能に対して、設計すべき内燃機関の仕様等の組合せを提示することができる内燃機関設計支援システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するため、本発明の内燃機関設計支援システムは、内燃機関の設計支援システムであって、既存の内燃機関に関する所定の諸元値、所定の仕様の種類、及び、所定の性能項目の性能値のデータを格納したデータベースと、既存の内燃機関の中から選択された基礎内燃機関の諸元値、仕様の種類の組合せを変更した少なくとも一つの内燃機関モデルの所定の性能項目の性能値を演算する性能演算手段と、性能演算手段により性能値が演算された内燃機関モデルの諸元値及び仕様の種類の組合せを、所定の条件に従って、少なくとも一つ以上出力する組合せ提示手段と、を備えることを特徴としている。
【００１０】
このように構成された本発明の内燃機関設計支援システムによれば、種々の組み合わせの内燃機関モデルを所定の条件で提示することができる。これにより、企画車両に設定された目標性能に対して、設計すべき内燃機関の仕様等の組合せを提示することができる。そして、提示された車両モデルの仕様等の組合せを、目標性能を達成するために、各内燃機関の設計部門に課す分担、即ち、内燃機関の設計部門が担当する関連要素の性能を決定する上での客観的、技術的な根拠として利用することができる。同時に、本発明によれば、提示された内容から、設計すべき内燃機関の諸元値及び仕様の種類の組合せをも決定することができる。したがって、内燃機関の設計の方向性を容易に決定して、設計の効率化を図ることができる。
【００１１】
また、本発明において好ましくは、上記データベースに格納された上記所定の仕様の種類には、過給機の有無、燃料噴射方式、使用燃料、可変バルブタイミング機構の有無、動弁機構、及び、吸気／排気バルブ数の少なくとも一つが含まれる。これらの仕様の種類の変更は、エンジンの種々の性能値に大きな影響を与える。
【００１２】
また、本発明において好ましくは、上記データベースに格納された上記所定の諸元値には、排気量が含まれる。この諸元値の変更は、エンジンの種々の性能値に大きな影響を与える。
【００１３】
また、本発明において好ましくは、性能演算手段が演算する所定の性能項目には、燃費が含まれる。この性能項目は、エンジンの設計上重要な性能項目である。
【００１４】
また、本発明において好ましくは、性能演算手段は、所定の制約条件の下で、所定の諸元値及び所定の仕様の種類の全ての組合せについて、所定の性能値を演算する。このように、全ての組合せについて演算すれば、所定の制約条件の下で、目標性能値を達成する可能性のある組合せのあらゆる選択肢について漏れなく検討することができる。
【００１５】
また、本発明において好ましくは、性能提示手段における所定の条件は、コストの安い順又は性能値の高い順である。内燃機関モデルの諸元値及び仕様の種類の組合せを、コストの安い順に提示するようにすれば、企画車両に設定された目標性能に対して、より安いコストで設計すべき内燃機関の仕様等の概略を提示することができる。また、内燃機関モデルの諸元値及び仕様の種類の組合せを、性能の高い順に提示するようにすれば、企画車両に設定された目標性能に対して、より高い性能で設計すべき内燃機関の仕様等の概略を提示することができる。
【００１６】
また、本発明において好ましくは、性能提示手段は、内燃機関モデルの諸元値及び仕様の種類の組合せを、その性能値が目標性能値を満足しているものだけを選択的に提示し、或いは、その性能値が目標性能値を満足しているものと、満足していないものとを区別して提示する。
これにより、性能目標を達成するために、どのような仕様の種類等が必要であるかを容易に把握することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付の図面を参照して、本発明に係る実施形態を説明する。
まず、図１を参照して、本実施形態の内燃機関設計支援システムを実現するための構成について説明する。
【００１８】
本実施形態の内燃機関設計支援システムは、図１に示すように、車両のエンジンを設計するためのデータを格納したデータベース１と、データベース１に格納されたデータを利用して、エンジンの設計を支援するコンピュータ２とを有する。コンピュータ２には、キーボード等の入力手段３と、ディスプレイ等の表示手段４がそれぞれ接続されている。
【００１９】
データベース１には、既存のエンジンに関する所定の諸元値、所定の仕様の種類、及び、所定の性能項目の性能値が格納されている。ここで、所定の諸元値には、例えば、エンジンの排気量や、ボア×ストローク等の値が含まれる。また、所定の仕様の種類には、例えば、過給機（ターボチャージャー、等）の有無、又は燃料噴射方式（例えば、独立噴射方式、ポート噴射方式又は直接噴射方式の別）、使用燃料（例えば、ハイオク、レギュラーの別）、可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ）の有無、動弁機構（例えば、ＯＨＣ（Over Head Cam）、ＳＯＨＣ（Single Over Head Cam）、ＤＯＨＣ（Double Over Head Cam）の別）、吸気／排気バルブ数（例えば、吸気２弁＋排気２弁、等）が含まれる。さらに、所定の性能項目には、例えば、燃費、最大トルク、最大出力、及び、窒素酸化物や一酸化炭素等のエミッション性能が含まれる。
【００２０】
さらに、データベース１には、また、内燃機関の諸元値、又は仕様の種類を変更した場合の、その変更による内燃機関の性能値の変化を演算するための演算関数が記憶されている。演算関数には、理論に基づく計算方法に加えて、これまで蓄積された経験則による計算方法も含まれる。
【００２１】
また、コンピュータ２は、性能演算部２１と組合せ提示部２２とを有する。これらの性能演算部２１及び組合せ提示部２２は、それぞれ、本発明の内燃機関設計支援システムの性能演算手段及び組合せ提示手段に相当する処理機能を表す。これらの処理機能は、コンピュータ２において所定のプログラムを実行することにより実現される。
【００２２】
コンピュータ２の性能演算部２１は、既存のエンジンの中から選択された基礎エンジンの諸元値、仕様の種類の組合せを変更した少なくとも一つの内燃機関モデルの所定の性能項目の性能値を演算する。基礎エンジン（ベースエンジン）は、入力手段３を介して、オペレータによって、既存のエンジンの中から選択されたものである。基礎エンジンとしては、例えば、モデルチェンジされる予定の車両を選択するとよい。
なお、基礎エンジンの所定の性能項目の性能値は、データベース１に格納されている。また、変更性能値の演算にあたっては、データベース１に格納されている演算関数を利用する。
【００２３】
また、コンピュータ２の組合せ提示部２２は、性能演算部２１により性能値が演算された内燃機関モデルの諸元値及び仕様の種類の組合せを、表示手段４に、所定の条件に従って、少なくとも一つ以上出力する。
【００２４】
ここで、図２に、表示手段４に表示された、内燃機関の諸元値及び仕様の種類の組合せの提示の一例を示す。図２に示す提示例の演算にあたっては、所定の制約条件として、排気量２０００ｃｃの条件下で、上述したボア×ストローク等の諸元値、及び、過給機の有無等の仕様の種類の全ての組合せについて、１０−１５モード燃費、及び高速走行燃費をそれぞれ演算した。
【００２５】
図２では、エンジンの諸元として、総排気量と、ボア×ストロークとを例示し、他の諸元の表示を省略している。また、エンジンの仕様の種類として、燃料噴射方式の種類を例示し、他の仕様の種類の表示を省略している。また、性能値として、１０−１５モード燃費、及び高速走行燃費を例示する。
【００２６】
図２（ａ）には、演算結果を１０−１５モード燃費の優れている順に並べた場合の一番目の組合せを示す。また、図２（ｂ）には、１０−１５モード燃費が目標値を下回った組合せの一例を示す。図２（ａ）では、１０−１５モード燃費の数値「１８．５ｋｍ／ｌ」及び高速走行モード燃費の数値「２１．８ｋｍ／ｌ」を枠で囲んで表示することにより、これらの燃費性能の数値が、それぞれ目標値を達成していることを示す。
【００２７】
そして、図２（ａ）に示す、演算したエンジンモデルの諸元値及び仕様の種類の組合せは、そのまま、燃費の目標値を達成するために設計すべきエンジンの諸元値及び仕様の種類として、採用することが可能である。例えば、図２に示す例では、燃料噴射方式として、図２（ｂ）に挙げた「ポート噴射方式」ではなく、図２（ａ）に挙げた「直接噴射方式」を採用することにより、目標値の燃費を達成することができることが分かる。その場合、目標値達成のためのエンジン設計の方向性を容易に定めることができるので、迅速に、詳細設計段階へ進むことができる。これにより、設計の効率化を図ることができる。
【００２８】
また、図２では、性能順に並べた場合のエンジンモデルの組合せを示したが、例えば、コストの低い順に並べて提示してもよい。その場合、例えば、目標を達成した性能を有する組合せだけを選択して、その一部又は全部をコストの低い順に並べて提示することが望ましい。
【００２９】
上述した実施形態においては、本発明を所定の条件で構成した例について説明したが、本発明は種々の変更及び変形を行うことができる。例えば、上述した実施液体では、燃費性能について演算した例について説明したが、本発明では、性能の項目はこれに限定されず、例えば、低速トルク、最大トルク、最大出力、エミッション性能等の様々な性能について演算することもできる。また、上述した実施形態では、図２において、目標性能値を満足している性能値を枠で囲んで表示したが、本発明では、例えば、色を変えたり、表示フォントを変えたりすることにより、目標性能値を満足しているか否かを区別して表示してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本実施形態の内燃機関設計支援システムを実現するための構成を示すブロック図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態において提示されるエンジンの諸元・仕様の種類の組合せの例を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  データベース
２  コンピュータ
３  入力手段
４  表示手段
２１  性能演算部
２２  組合せ提示部
【図１】
2007172552.tif 000003
【図２】
2007172552.tif 000004