JP2004232485A

JP2004232485A - Engine noise isolation device and vehicle

Info

Publication number: JP2004232485A
Application number: JP2003018968A
Authority: JP
Inventors: Kunihiro Suzuki; 訓弘鈴木; Tsutomu Hiyoshi; 力日吉
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-01-28
Filing date: 2003-01-28
Publication date: 2004-08-19

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To properly isolate engine emission noise depending on operational statuses, and to provide a desired tone of the engine emission noise. <P>SOLUTION: An engine isolation device 10 for controlling emission noise of an engine 2, comprises: a hollow isolation cover 11 covering an upper part of the engine 2; a vacuum pump 14 connected to an inner space 11a of the isolation cover 11; and a control unit 15 controlling the vacuum pump 14. The control unit 15 controls the vacuum pump 14 based on a speed and load of the engine 2 to change a degree of vacuum of the inner space 11a of the isolation cover 11. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの放射音を制御するためのエンジン遮音装置およびそれを備えた車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、車両に搭載されたエンジンの放射音を低減させるための技術として、エンジンのシリンダブロック側壁に取り付けられる樹脂製の中空部材と、当該中空部材の内部を真空にする真空ポンプとを備えた遮音装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、トラック等の車両に関連して、エンジンの下部を覆う中空のアンダーカバーと、当該アンダーカバーの内部を真空にする真空源とを備えた遮音装置も知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
更に、エンジンに潤滑油を供給するためのオイルパンの外周を覆うカバーと、オイルパンとカバーとの間に画成される空間を真空にする真空ポンプとを備えた遮音装置も知られている（例えば、特許文献３参照。）。また、従来から、エンジンを上方から覆う上部カバーと、エンジンの下部を覆う下部カバーとを備え、下部カバーを上部カバーに対して進退移動させることにより、両カバーの重合部分における空洞共鳴状態を制御する遮音装置も知られている（例えば、特許文献４参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
実開昭６３−２８８５８号公報
【特許文献２】
実開平３−９４３４６号公報
【特許文献３】
実開平３−１１４５５９号公報
【特許文献４】
実開平４−５４９４６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述されたような従来の遮音装置を用いても、エンジンの運転状態によっては、十分な遮音効果が得らない。また、従来の遮音装置には、エンジンの運転状態によっては逆に遮音効果が高まり過ぎて、却って、エンジンの放射音をユーザが好む音色に制御することができないという問題が存在していた。
【０００６】
そこで、本発明は、エンジンの放射音を運転状態に応じて適切に遮音すると共に、エンジンの放射音が所望の音色で知覚されるようにし得るエンジン遮音装置、および、それを備えた車両の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によるエンジン遮音装置、および、本発明の車両に備えられるエンジン遮音装置は、エンジンの放射音を制御するためのエンジン遮音装置であって、エンジンの上部を覆う遮音部材を備え、遮音部材の遮音効果が自在に変化され得ることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、エンジンの放射音を良好に制御するために鋭意研究を進め、その過程において、エンジン（ここでは、ディーゼルエンジン）の放射音の特性を把握するための実験を行なった。この実験に際しては、図１に示されるように、車両に搭載されるエンジンに対して複数の測定位置を定め、各測定位置と車両の運転席耳位置との間における音響感度（単位面積／単位振幅あたりの音の大きさ）を測定した。そして、本発明者らは、この実験の結果から、まず、エンジンの遮音という観点からは従来さほど省みられていなかったエンジン上部（ヘッドカバー周辺およびそれよりも上の部位）からの放射音が無視し得ないものであることを見出した。
【０００９】
すなわち、図２に示される実験結果からわかるように、エンジン上部の測定位置ａ，ｂ，ｃおよびｄからの放射音は、従来から遮音対策が施されているエンジン下部（測定位置ｆ，ｇ，ｈ，およびｉ）からの放射音よりも大きく、吸気マニホールド周り（測定位置ｊ，ｋおよびｌ）からの放射音に近い。そして、本発明者らは、このよう実験結果に基づいて更に研究を行ない、エンジン上部からの放射音の遮音状態を変化させることにより、エンジン音の知覚され具合が極めて良好に制御されるということを見出した。
【００１０】
このような研究結果を踏まえて、本発明のエンジン遮音装置は、エンジンの上部を覆う遮音部材を備えると共に、エンジン上部を覆う遮音部材の遮音効果が自在に変化され得るように構成される。これにより、エンジンの放射音を運転状態に応じて適切に遮音すると共に、エンジンの放射音が所望の音色で知覚されるようにすることができる。
【００１１】
この場合、遮音部材は、内部空間を有するように中空に形成されており、エンジン遮音装置は、遮音部材の内部空間を真空にするための真空手段と、真空手段を制御して、内部空間の真空度を変化させる制御手段とを備えると好ましい。
【００１２】
また、遮音部材は、エンジンに対して位置決めされる第１の遮音カバーと、第１の遮音カバーに対して移動可能に配置された第２の遮音カバーとを含み、エンジン遮音装置に、第２の遮音カバーを第１の遮音カバーに対して移動させるための駆動手段と、駆動手段を制御して、エンジンに対する第１および第２の遮音カバーの被覆面積を変化させる制御手段とを備えてもよい。
【００１３】
これらの構成を採用することにより、エンジン遮音装置の構成を複雑化させることなく、エンジン上部からの放射音を良好に制御することが可能となる。
【００１４】
更に、制御手段は、エンジンの回転数に基づいて遮音部材の遮音効果を変化させるものであると好ましい。
【００１５】
エンジンからの放射音は、基本的に、エンジンの回転数に応じて変化する。従って、かかる構成のように、エンジンの回転数に基づいて遮音部材の遮音効果を変化させれば、エンジンの放射音の特性に応じた適切な遮音と、音色の制御との双方を良好に実行可能となる。
【００１６】
また、制御手段は、更にエンジンの負荷に基づいて遮音部材の遮音効果を変化させるものであると好ましい。
【００１７】
エンジンからの放射音は、エンジンの負荷によっても変化する。従って、かかる構成のように、エンジンの回転数に加えて更にエンジンの負荷に基づいて遮音部材の遮音効果を変化させることにより、エンジンからの放射音の制御性をより一層向上させることができる。
【００１８】
更に、制御手段は、エンジンの放射音が全回転域において概ね一定の音量で知覚されるように遮音部材の遮音効果を変化させると好ましい。
【００１９】
かかる構成によれば、このようなエンジン音の特性を好むユーザの要求を満たすことが可能となる。
【００２０】
また、制御手段は、エンジンの効率が高まる回転域で遮音部材の遮音効果を高めると好ましい。
【００２１】
かかる構成によれば、エンジンの効率が高まる回転域では、エンジンからの放射音が小さな音量で知覚されることになるので、知覚される放射音の音量低下に基づいて、エンジンを効率のよい回転域で作動させることが可能となる。
【００２２】
更に、制御手段は、エンジンの動作状態が危険域にある際に、遮音部材の遮音効果を低下させると好ましい。
【００２３】
かかる構成によれば、エンジンの動作状態が危険域にある際、エンジンからの放射音が大きな音量で知覚されることになるので、知覚される放射音の音量増加に基づいて、エンジンをその危険域で作動させてしまうことを防止することができる。
【００２４】
また、上述のエンジン遮音装置は、車両に備えられると好ましく、上述のエンジン遮音装置が適用されるエンジンは、低回転域において大きな放射音を発するディーゼルエンジンであると好ましい。更に、車両は、不安定な運転状態を検知する手段を更に備え、当該手段によって不安定な運転状態が検知された際に遮音部材の遮音効果が低下させられると好ましい。
【００２５】
以下、図面と共に本発明によるエンジン遮音装置および車両の好適な実施形態について具体的に詳説する。
【００２６】
図３は、本発明によるエンジン遮音装置を備えた車両の一実施形態を示す概略構成図である。同図に示される車両１は、エンジン２と、エンジン２によって駆動される駆動輪３とを備える。本実施形態の車両１では、エンジン２として、ディーゼルエンジンが採用されている。エンジン２の出力軸の回転数（エンジン２の回転数）は、回転数センサ４によって検出され、エンジン２の負荷は、負荷センサ５によって検出される。更に、車両１には、不安定な運転状態を検知する運転状態検知センサ６が備えられている。運転状態検知センサ６としては、図示されないステアリングの舵角を検出する舵角センサや、乗員の眼の開閉具合を検出する装置等の少なくとも何れかを採用することができる。
【００２７】
そして、車両１には、エンジン２の放射音を制御するためのエンジン遮音装置１０が備えられている。エンジン遮音装置１０は、シンプルな構成を有するものであり、エンジン２の上部を覆う遮音カバー（遮音部材）１１を含む。遮音カバー１１は、比較的浅い有底筒状を呈しており、エンジン２の上部、すなわち、ヘッドカバー周辺およびそれよりも上の部位を前後左右から包囲することができる。また、遮音カバー１１は、内部空間１１ａを有するように耐熱性樹脂等により中空に形成されている。遮音カバー１１は、エンジン２の上部を覆うようにエンジン２に対して位置決め（固定）され、遮音カバー１１の内面とエンジン２の上部との間には、所定の空間が画成される。更に、遮音カバー１１の内部空間１１ａは、連結部１１ｂおよび配管１２を介して真空ポンプ１４に接続される。
【００２８】
図３に示されるように、真空ポンプ１４は、制御ユニット１５により制御される。制御ユニット１５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート、および、各種情報が記憶される記憶装置等（何れも図示省略）を含み、制御ユニット１５の入出力ポートには、上述の回転数センサ４、負荷センサ５および運転状態検知センサ６が接続されている。回転数センサ４はエンジン２の回転数を検出する一方、負荷センサ５はエンジン２の負荷を検出し、それぞれ検出値を示す信号を制御ユニット１５に与える。また、運転状態検知センサ６は、乗員の居眠り運転や脇見運転等に起因する不安定な運転状態を検知すると、その旨を示す信号を制御ユニット１５に与える。制御ユニット１５は、これらの回転数センサ４、負荷センサ５および運転状態検知センサ６からの信号に基づいて、真空ポンプ１４を制御し、遮音カバー１１の内部空間１１ａの真空度を変化させる。
【００２９】
ここで、ディーゼルエンジンの回転数（ｒｐｍ）および負荷（％）と、ディーゼルエンジンからの放射音の音量（ｄＢ）とは、図４に示されるような相関関係を有している。図４からわかるように、ディーゼルエンジンの場合、アイドル時や緩加速時にエンジンの燃焼音が高まることから、エンジンの放射音は、低負荷時かつ低回転時においても比較的大きい。また、図４からわかるように、負荷が一定である場合、ディーゼルエンジンの放射音は、低回転域から高回転域まで、回転数の増加に応じて高まり、回転数が一定である場合、負荷が増加するにつれて放射音が低下する。
【００３０】
このようなエンジン（ディーゼルエンジン）の放射音の特性に鑑みて、車両１では、制御ユニット１５によって、遮音カバー１１の遮音効果、すなわち、遮音カバー１１の内部空間１１ａの真空度がエンジン２の回転数および負荷に応じて変化させられる。具体的には、制御ユニット１５は、図５に例示されるようなマップを用いて、遮音カバー１１の内部空間１１ａを真空にするための真空ポンプ１４を制御する。
【００３１】
図５に例示されるマップは、エンジン２の回転数および負荷と、真空ポンプ１４によって設定される遮音カバー１１の内部空間１１ａの真空度との関係を規定するものであり、制御ユニット１５の記憶装置に記憶される。図５のマップは、基本的に、回転数が増加するにつれてエンジン２の放射音が遮音カバー１１を介して伝わり難くなるように内部空間１１ａの真空度を高めると共に、回転数一定のもとでは、負荷が増加するにつれて内部空間１１ａの真空度を低下させるものとして作成されている。
【００３２】
車両１の走行中、制御ユニット１５は、回転数センサ４および負荷センサ５から信号を受け取ると、上述のマップから、回転数センサ４により検出されたエンジン２の回転数と、負荷センサ５により検出されたエンジン２の負荷との双方に対応する真空度を求める。そして、制御ユニット１５は、遮音カバー１１の内部空間１１ａの真空度がマップから求められた真空度と一致するように真空ポンプ１４を制御する。これにより、車両１では、エンジン２の回転数、更には、エンジン２の負荷に応じて遮音カバー１１の遮音効果が変化させられることになるので、エンジン２の放射音の特性に応じた適切な遮音と、音色の制御との双方を良好に実行可能となる。
【００３３】
これに加えて、車両１では、上述の運転状態検知センサ６によって乗員の居眠り運転や脇見運転等に起因する不安定な運転状態が検知された際に、制御ユニット１５によって、内部空間１１ａの真空度がそれまでの値よりも低下させられる。これにより、車室内で知覚されるエンジン２からの放射音の音量が大きくなるので、乗員に対して警告を与えて居眠り運転や脇見運転等を防止することが可能となる。この結果、エンジン遮音装置１０によれば、車両１の安全性をも向上させることができる。
【００３４】
そして、車両１では、上述のマップを適宜作成しておくことにより、エンジン２の放射音を運転状態に応じて適切に遮音すると共に、車室内で知覚されるエンジン２の放射音を所望の音色に制御することが可能となり、ユーザの嗜好を満たすと共に、車両の安全性を向上させることができる。
【００３５】
例えば、図６の曲線Ａに示されるように、車室内で知覚されるエンジン２からの放射音の音量が回転数の増加に応じて変化代（波打ち）をもって高まっていく場合、適切なマップを予め作成しておくことにより、車室内における音量をリニアな特性（同図における曲線Ｂ参照）にすることができる。また、これに加えて、エンジン２の全回転域において遮音カバー１１の内部空間１１ａの真空度を高めることにより、同図の曲線Ｃに示されるように、車室内の音量を全体に低下させることが可能となる。
【００３６】
更に、上述のマップは、図６の曲線Ｄに示されるように、エンジン２の放射音が全回転域において概ね一定の音量で知覚されるように遮音カバー１１の遮音効果を変化させるものとして作成されてもよい。これにより、車両１の走行中における車室内音量が全般に低く、かつ、概ね一定であることを好むユーザ（例えば欧州のユーザ）の要求を満たすことが可能となる。
【００３７】
また、上述のマップは、エンジン２の効率が高まる回転域（例えば、ディーゼルエンジンの場合、２０００ｒｐｍ前後）で遮音カバー１１の遮音効果を高めるものとして作成されてもよい。これにより、エンジン２の効率が高まる回転域では、図６の曲線Ｅに示されるように、車室内で知覚されるエンジン２からの放射音の音量が、それ以外の回転域と比較して小さくなる。従って、乗員は、エンジン２から伝わる放射音の音量低下に基づいて、エンジン２を効率のよい回転域で作動させることができる。
【００３８】
更に、上述のマップは、エンジン２の動作状態が危険域（例えば、ディーゼルエンジンの場合、５０００ｒｐｍ以上）にある際に、遮音カバー１１の遮音効果を低下させるものとして作成されてもよい。これにより、エンジン２の動作状態が危険域にある際、図６の曲線Ｆに示されるように、車室内で知覚されるエンジン２からの放射音の音量がそれ以外の回転域と比較してが大きくなる。従って、乗員は、エンジン２から伝わる放射音の音量増加に基づいて、エンジン２をその危険域で作動させてしまうことを防止することができる。
【００３９】
図７は、本発明によるエンジン遮音装置を備えた車両の他の実施形態を示す概略構成図である。図７に示される車両１Ａに備えられたエンジン遮音装置１０Ａも、上述のエンジン遮音装置１０と同様に比較的シンプルな構成を有するものである。このエンジン遮音装置１０Ａは、遮音部材として、エンジン２に対して位置決めされる第１遮音カバー２１と、第１遮音カバー２１に対して図７における上下に進退移動可能に（入れ子式に）配置される第２遮音カバー２２とを含む。
【００４０】
第１遮音カバー２１は、比較的浅い有底筒状を呈しており、エンジン２の上部、すなわち、ヘッドカバー周辺の部位を前後左右から包囲可能なものである。第１遮音カバー２１は、エンジン２の上部を覆うようにエンジン２に対して位置決め（固定）され、遮音カバー２１の内面とエンジン２の上部との間には、所定の空間が画成される。一方、第２遮音カバー２２は、上部および下部が開放された筒状に形成されており、第１遮音カバー２１の内部に出し入れ可能な外形およびサイズを有する。
【００４１】
これらの第１遮音カバー２１および第２遮音カバー２２の内面には、発泡ウレタン等からなる吸音材２３が装着されている。そして、図７に示されるように、第２遮音カバー２２の上部には、ステー２４が固定されており、ステー２４には、エアシリンダといったアクチュエータ（駆動手段）２５のロッド２５ａが固定されている。アクチュエータ２５は、制御ユニット１５Ａによって制御されるものであり、その本体は、第１遮音カバー２１の上部内面に固定されている。
【００４２】
制御ユニット１５Ａは、例えば、エンジン２の回転数および負荷と、アクチュエータ２５の伸縮量（ロッド２５ａの移動量）との関係を規定するマップ（図示省略）を用いてアクチュエータ２５を制御する。ここで、第１および第２の遮音カバー２１，２２の遮音効果は、エンジン２に対する第１および第２の遮音カバー２１，２２の被覆面積が大きくなればなるほど高まる。また、エンジン２に対する第１および第２の遮音カバー２１，２２の被覆面積は、アクチュエータ２５の伸縮量に応じて定まり、本実施形態の場合、アクチュエータ２５ａの伸長量（第２遮音カバー２５の下方への移動量）を大きくすればするほど、被覆面積も大きくなる。
【００４３】
このため、エンジン遮音装置１０Ａのためのマップは、基本的に、回転数が増加するにつれて、エンジン２の放射音が遮音カバー２１および２２を介して伝わり難くなるようにアクチュエータ２５を伸長させる（ロッド２５ａをエンジン２に向けて移動させる）と共に、回転数一定のもとでは、負荷が増加するにつれてアクチュエータ２５を収縮させる（ロッド２５ａを第１遮音カバー２１に向けて移動させる）ものとして作成される。
【００４４】
上述のように構成されるエンジン遮音装置１０Ａを備えた車両１Ａの走行中、制御ユニット１５Ａは、回転数センサ４および負荷センサ５から信号を受け取ると、上述のマップから、回転数センサ４からの信号に示されるエンジン２の回転数と、負荷センサ５からの信号に示されるエンジン２の負荷との双方に対応するアクチュエータ２５の伸縮量（ロッド２５ａの移動量）を求める。そして、制御ユニット１５Ａは、アクチュエータ２５のロッド２５ａをマップから求めた伸縮量だけ移動させる。
【００４５】
これにより、第２遮音カバー２２は、エンジン２の回転数、更には、エンジン２の負荷に応じて、第１遮音カバー２１、すなわち、エンジン２に対して上下に進退移動するので、エンジン２に対する第１および第２の遮音カバー２１，２２の被覆面積が変化することになる。従って、車両１Ａにおいても、エンジン２の回転数、更には、エンジン２の負荷に応じて第１および第２の遮音カバー２１，２２の遮音効果が変化させられることになるので、エンジン２の放射音の特性に応じた適切な遮音と、音色の制御との双方を良好に実行可能となる。
【００４６】
なお、図７のエンジン遮音装置１０Ａにおいてアクチュエータ２５を制御するために用いられるマップも、車両１Ａの車室内で知覚されるエンジン２の放射音の音量が図６に例示された各特性を満たすように作成され得ることはいうまでもない。
【００４７】
図８は、図７のエンジン遮音装置１０Ａの変形例を示す概略構成図である。図８のエンジン遮音装置１０Ｂは、遮音部材として、エンジン２の上方に位置決めされる上部遮音カバー（第１の遮音カバー）２６と、シリンダの並設方向に延びる２枚の側部遮音カバー（第２の遮音カバー）２７ａおよび２７ｂとを備える。上部遮音カバー２６は、比較的浅い有底筒状に形成されており、その上部内面には、制御ユニット（図示省略）により制御されるアクチュエータ２５が固定されている。
【００４８】
また、各側部遮音カバー２７ａおよび２７ｂは、それぞれ上部遮音カバー２６の側壁の下部内面に回動自在に連結されている。これにより、側部遮音カバー２７ａおよび２７ｂは、互いに対向し合い、それぞれエンジン２の上部、すなわち、ヘッドカバー周辺およびそれよりも上の部位を側方から覆う。これらの上部遮音カバー２６と、各側部遮音カバー２７ａおよび２７ｂとの内面にも、発泡ウレタン等からなる吸音材２３が装着されている。
【００４９】
図８に示されるように、図中左側の側部遮音カバー２７ａの上端部は、連結部材２８ａの一端にピン結合部を介して連結されており、図中右側の側部遮音カバー２７ｂの上端部は、連結部材２８ｂの一端にピン結合部を介して連結されている。そして、連結部材２８ａおよび２８ｂの他端は、それぞれピン結合部を介してアクチュエータ２５のロッド２５ａの先端に連結されている。これにより、各側部遮音カバー２７ａおよび２７ｂ、各連結部材２８ａおよび２８ｂは、リンク機構を構成する。なお、上部遮音カバー２６には、側部遮音カバー２７ａおよび２７ｂと同程度の高さを有し、エンジン２のヘッドカバー周辺およびそれよりも上の部位を前方または後方から覆うカバーが固定されてもよい。
【００５０】
このように構成されるエンジン遮音装置１０Ｂにおいても、図示されない制御ユニットが、例えば、エンジン２の回転数および負荷とアクチュエータ２５の伸縮量（ロッド２５ａの移動量）との関係を規定するマップ（図示省略）を用いてアクチュエータ２５を制御する。そして、エンジン遮音装置１０Ｂでは、アクチュエータ２５のロッド２５ａが移動すると、各側部遮音カバー２７ａおよび２７ｂは、それぞれの下端部がエンジン２に対して接近または離間するように回動する。
【００５１】
これにより、各側部遮音カバー２７ａおよび２７ｂの下端部と、エンジン２との間隔が変化するので、エンジン２に対する上部遮音カバー２６および各側部遮音カバー２７ａ，２７ｂの被覆面積も変化する。従って、エンジン遮音装置１０Ｂにおいても、エンジン２の回転数、更には、エンジン２の負荷に応じて上部遮音カバー２６および各側部遮音カバー２７ａ，２７ｂの遮音効果が変化させられることになるので、エンジン２の放射音の特性に応じた適切な遮音と、音色の制御との双方を良好に実行可能となる。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明されたように、本発明によれば、エンジンの放射音を運転状態に応じて適切に遮音すると共に、エンジンの放射音が所望の音色で知覚されるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関連して行なわれた実験を説明するための斜視図である。
【図２】本発明に関連して行なわれた実験の結果を示すグラフである。
【図３】本発明によるエンジン遮音装置を備えた車両の一実施形態を示す概略構成図である。
【図４】エンジンの回転数および負荷と、エンジンからの放射音の音量との関係を示すグラフである。
【図５】図３のエンジン遮音装置において遮音カバーの真空度を設定するために用いられるマップを示す模式図である。
【図６】図３の車両における車室内音量の特性を例示するグラフである。
【図７】本発明によるエンジン遮音装置を備えた車両の他の実施形態を示す概略構成図である。
【図８】図７のエンジン遮音装置の変形例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１，１Ａ車両
２エンジン
４回転数センサ
５負荷センサ
６運転状態検知センサ
１０，１０Ａ，１０Ｂエンジン遮音装置
１１遮音カバー
１１ａ内部空間
１４真空ポンプ
１５，１５Ａ制御ユニット
２１第１遮音カバー
２２第２遮音カバー
２５アクチュエータ
２６上部遮音カバー
２７ａ，２７ｂ側部遮音カバー[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an engine sound insulation device for controlling radiation sound of an engine and a vehicle including the same.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as a technique for reducing radiation noise of an engine mounted on a vehicle, a resin hollow member attached to a cylinder block side wall of an engine and a vacuum pump for vacuuming the inside of the hollow member are provided. A sound insulation device is known (for example, refer to Patent Document 1). Further, in relation to vehicles such as trucks, there is also known a sound insulation device including a hollow undercover that covers a lower portion of an engine and a vacuum source that evacuates the inside of the undercover (for example, Patent Document 2). reference.).
[0003]
Further, there is also known a sound insulation device including a cover for covering an outer periphery of an oil pan for supplying lubricating oil to an engine, and a vacuum pump for evacuating a space defined between the oil pan and the cover. (See, for example, Patent Document 3). In addition, conventionally, an upper cover that covers the engine from above and a lower cover that covers the lower part of the engine are provided, and by moving the lower cover forward and backward with respect to the upper cover, the cavity resonance state in the overlapping portion of both covers is controlled. There is also a known sound insulating device (see, for example, Patent Document 4).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-63-28858 [Patent Document 2]
Japanese Utility Model Publication No. 3-94346 [Patent Document 3]
JP-A-3-114559 [Patent Document 4]
Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. 4-54946 [0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, even if the conventional sound insulation device as described above is used, a sufficient sound insulation effect cannot be obtained depending on the operation state of the engine. Further, the conventional sound insulation device has a problem that the sound insulation effect is too high depending on the operation state of the engine, and conversely, it is not possible to control the radiated sound of the engine to a tone that the user likes.
[0006]
Therefore, the present invention provides an engine sound insulation device capable of appropriately insulating sound emitted from an engine in accordance with a driving state, and allowing the sound emitted from the engine to be perceived in a desired tone, and a vehicle provided with the same. With the goal.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The engine sound insulating device according to the present invention, and the engine sound insulating device provided in the vehicle of the present invention is an engine sound insulating device for controlling radiated sound of the engine, including a sound insulating member that covers an upper part of the engine, The sound insulation effect can be freely changed.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present inventors have intensively studied to properly control the radiation sound of the engine, and in the course of the research, conducted an experiment to understand the characteristics of the radiation sound of the engine (here, a diesel engine). In this experiment, as shown in FIG. 1, a plurality of measurement positions were determined for the engine mounted on the vehicle, and the acoustic sensitivity (unit area / unit) between each measurement position and the driver's seat ear position was determined. Loudness per amplitude) was measured. From the results of this experiment, the present inventors first ignored the sound radiated from the upper part of the engine (around the head cover and above the head cover), which was not so much omitted from the viewpoint of sound insulation of the engine. I found that it was impossible.
[0009]
That is, as can be seen from the experimental results shown in FIG. 2, the radiated sound from the measurement positions a, b, c, and d in the upper part of the engine is lower than the engine lower part (measurement positions f, g, It is louder than the sound radiated from h, and i) and close to the sound radiated from around the intake manifold (measurement positions j, k, and l). The present inventors conducted further research based on such experimental results, and by changing the sound insulation state of the radiated sound from the upper part of the engine, the perceived condition of the engine sound was controlled very well. Was found.
[0010]
Based on such research results, the engine sound insulation device of the present invention includes a sound insulation member that covers the upper part of the engine, and is configured such that the sound insulation effect of the sound insulation member that covers the upper part of the engine can be freely changed. This makes it possible to appropriately shield the radiated sound of the engine in accordance with the driving state, and to allow the radiated sound of the engine to be perceived in a desired tone.
[0011]
In this case, the sound insulating member is formed to be hollow so as to have an internal space, and the engine sound insulating device controls the vacuum means for evacuating the internal space of the sound insulating member and the vacuum means to control the internal space. It is preferable to provide control means for changing the degree of vacuum.
[0012]
The sound insulation member includes a first sound insulation cover positioned with respect to the engine, and a second sound insulation cover movably disposed with respect to the first sound insulation cover. Drive means for moving the sound insulation cover with respect to the first sound insulation cover, and control means for controlling the drive means to change the coverage area of the first and second sound insulation covers with respect to the engine. Good.
[0013]
By employing these configurations, it is possible to favorably control the sound radiated from the upper portion of the engine without complicating the configuration of the engine sound insulation device.
[0014]
Further, the control means preferably changes the sound insulation effect of the sound insulation member based on the number of revolutions of the engine.
[0015]
The sound radiated from the engine basically changes according to the engine speed. Therefore, if the sound insulation effect of the sound insulation member is changed based on the number of revolutions of the engine as in such a configuration, both the appropriate sound insulation according to the characteristics of the radiated sound of the engine and the control of the timbre can be performed well. It becomes possible.
[0016]
Further, it is preferable that the control means further changes the sound insulation effect of the sound insulation member based on the load of the engine.
[0017]
The sound emitted from the engine also changes depending on the load on the engine. Therefore, as in this configuration, the controllability of the sound radiated from the engine can be further improved by changing the sound insulating effect of the sound insulating member based on the engine load in addition to the engine speed.
[0018]
Further, it is preferable that the control means changes the sound insulation effect of the sound insulation member so that the radiation sound of the engine is perceived at a substantially constant volume in the entire rotation range.
[0019]
According to such a configuration, it is possible to satisfy a request of a user who likes such characteristics of the engine sound.
[0020]
Further, it is preferable that the control means enhances the sound insulating effect of the sound insulating member in a rotation range where the efficiency of the engine is increased.
[0021]
According to this configuration, in a rotation range where the efficiency of the engine is increased, the sound radiated from the engine is perceived at a small volume, so that the engine is efficiently rotated based on the decrease in the volume of the perceived radiated sound. It is possible to operate in the area.
[0022]
Further, it is preferable that the control means reduces the sound insulation effect of the sound insulation member when the operation state of the engine is in a danger zone.
[0023]
According to this configuration, when the operating state of the engine is in the danger zone, the sound radiated from the engine is perceived at a large volume. It can be prevented from operating in a range.
[0024]
Further, the above-described engine sound insulation device is preferably provided in a vehicle, and the engine to which the above-described engine sound insulation device is applied is preferably a diesel engine that emits a large radiation sound in a low rotation speed range. Further, it is preferable that the vehicle further includes means for detecting an unstable driving state, and that when the unstable driving state is detected by the means, the sound insulating effect of the sound insulating member is reduced.
[0025]
Hereinafter, preferred embodiments of an engine sound insulation device and a vehicle according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0026]
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a vehicle provided with the engine sound insulation device according to the present invention. The vehicle 1 shown in FIG. 1 includes an engine 2 and driving wheels 3 driven by the engine 2. In the vehicle 1 of the present embodiment, a diesel engine is employed as the engine 2. The rotation speed of the output shaft of the engine 2 (the rotation speed of the engine 2) is detected by a rotation speed sensor 4, and the load of the engine 2 is detected by a load sensor 5. Further, the vehicle 1 is provided with a driving state detection sensor 6 for detecting an unstable driving state. As the driving state detection sensor 6, at least one of a steering angle sensor (not shown) for detecting a steering angle of a steering, a device for detecting a degree of opening / closing of an occupant's eyes, and the like can be employed.
[0027]
The vehicle 1 is provided with an engine sound insulation device 10 for controlling the radiation sound of the engine 2. The engine sound insulation device 10 has a simple configuration, and includes a sound insulation cover (sound insulation member) 11 that covers the upper part of the engine 2. The sound insulation cover 11 has a relatively shallow cylindrical shape with a bottom, and can surround the upper part of the engine 2, that is, the periphery of the head cover and a portion above the head cover from front, rear, left and right. Further, the sound insulation cover 11 is formed hollow with a heat-resistant resin or the like so as to have the internal space 11a. The sound insulation cover 11 is positioned (fixed) with respect to the engine 2 so as to cover the upper part of the engine 2, and a predetermined space is defined between the inner surface of the sound insulation cover 11 and the upper part of the engine 2. Further, the internal space 11a of the sound insulation cover 11 is connected to a vacuum pump 14 via a connecting portion 11b and a pipe 12.
[0028]
As shown in FIG. 3, the vacuum pump 14 is controlled by a control unit 15. The control unit 15 includes a CPU, a ROM, a RAM, an input / output port, and a storage device for storing various information (all are not shown). 4. The load sensor 5 and the operation state detection sensor 6 are connected. The rotational speed sensor 4 detects the rotational speed of the engine 2, while the load sensor 5 detects the load of the engine 2, and gives a signal indicating the detected value to the control unit 15. In addition, when the driving state detection sensor 6 detects an unstable driving state caused by the driver's drowsy driving, inattentive driving, and the like, the driving state detection sensor 6 gives a signal to that effect to the control unit 15. The control unit 15 controls the vacuum pump 14 based on signals from the rotation speed sensor 4, the load sensor 5, and the operation state detection sensor 6, and changes the degree of vacuum in the internal space 11 a of the sound insulation cover 11.
[0029]
Here, the rotational speed (rpm) and the load (%) of the diesel engine and the volume (dB) of the radiated sound from the diesel engine have a correlation as shown in FIG. As can be seen from FIG. 4, in the case of a diesel engine, the combustion noise of the engine increases at the time of idling or moderate acceleration, so that the radiation sound of the engine is relatively large even at low load and low rotation. Also, as can be seen from FIG. 4, when the load is constant, the radiated sound of the diesel engine increases from a low rotation range to a high rotation range as the rotation speed increases. The radiated sound decreases as increases.
[0030]
In view of the characteristics of the radiation sound of such an engine (diesel engine), in the vehicle 1, the control unit 15 controls the sound insulation effect of the sound insulation cover 11, that is, the degree of vacuum of the internal space 11 a of the sound insulation cover 11 by the rotation of the engine 2. Varies according to number and load. Specifically, the control unit 15 controls the vacuum pump 14 for evacuating the internal space 11a of the sound insulating cover 11 using a map as illustrated in FIG.
[0031]
The map exemplified in FIG. 5 defines the relationship between the rotation speed and load of the engine 2 and the degree of vacuum in the internal space 11a of the sound insulation cover 11 set by the vacuum pump 14, and is stored in the control unit 15. Stored in the device. The map in FIG. 5 basically shows that the degree of vacuum in the internal space 11a is increased so that the radiation sound of the engine 2 becomes difficult to be transmitted through the sound insulation cover 11 as the rotation speed increases, and that the rotation speed is kept constant. In this example, the internal space 11a is created to reduce the degree of vacuum as the load increases.
[0032]
When the control unit 15 receives signals from the rotation speed sensor 4 and the load sensor 5 while the vehicle 1 is traveling, the control unit 15 detects the rotation speed of the engine 2 detected by the rotation speed sensor 4 and the load sensor 5 from the above-described map. The degree of vacuum corresponding to both the determined load of the engine 2 is obtained. Then, the control unit 15 controls the vacuum pump 14 so that the degree of vacuum in the internal space 11a of the sound insulation cover 11 matches the degree of vacuum obtained from the map. Thereby, in the vehicle 1, the sound insulation effect of the sound insulation cover 11 is changed according to the rotation speed of the engine 2 and further the load of the engine 2, so that an appropriate sound emission characteristic of the engine 2 according to the characteristic of the radiation sound of the engine 2 is obtained. Both sound insulation and timbre control can be performed well.
[0033]
In addition, in the vehicle 1, when the above-mentioned driving state detection sensor 6 detects an unstable driving state caused by the occupant's drowsy driving or inattentive driving, the control unit 15 causes the internal space 11 a to vacuum. The degree is made lower than before. As a result, the volume of the radiated sound from the engine 2 that is perceived in the vehicle interior becomes large, so that it is possible to give a warning to the occupant and prevent the drowsy driving, the inattentive driving and the like. As a result, according to the engine sound insulation device 10, the safety of the vehicle 1 can also be improved.
[0034]
Then, in the vehicle 1, by appropriately creating the above-described map, the radiation sound of the engine 2 can be appropriately shielded in accordance with the driving state, and the radiation sound of the engine 2 perceived in the vehicle interior can have a desired timbre. , The user's preference can be satisfied, and the safety of the vehicle can be improved.
[0035]
For example, as shown by the curve A in FIG. 6, when the volume of the radiated sound from the engine 2 perceived in the vehicle interior increases with a change margin (wavy) according to an increase in the rotation speed, an appropriate map is set. By creating the volume in advance, the volume in the vehicle cabin can be made to have a linear characteristic (see curve B in the figure). In addition, by increasing the degree of vacuum in the internal space 11a of the sound insulating cover 11 over the entire rotation range of the engine 2, the volume inside the vehicle compartment is reduced as a whole as shown by the curve C in FIG. Becomes possible.
[0036]
Further, the above-described map is created as changing the sound insulation effect of the sound insulation cover 11 so that the radiation sound of the engine 2 is perceived at a substantially constant volume in the entire rotation range, as shown by a curve D in FIG. May be done. This makes it possible to satisfy the demand of a user (for example, a European user) who prefers that the vehicle interior volume during traveling of the vehicle 1 is generally low and generally constant.
[0037]
In addition, the above-described map may be created so as to enhance the sound insulation effect of the sound insulation cover 11 in a rotation range where the efficiency of the engine 2 is increased (for example, around 2000 rpm in the case of a diesel engine). As a result, in the rotation range where the efficiency of the engine 2 is increased, as shown by the curve E in FIG. 6, the volume of the sound emitted from the engine 2 perceived in the vehicle compartment is smaller than in the other rotation ranges. Become. Therefore, the occupant can operate the engine 2 in an efficient rotation range based on the decrease in the volume of the radiated sound transmitted from the engine 2.
[0038]
Further, the above-described map may be created to reduce the sound insulation effect of the sound insulation cover 11 when the operation state of the engine 2 is in a danger area (for example, 5000 rpm or more in the case of a diesel engine). Thereby, when the operating state of the engine 2 is in the danger zone, as shown by the curve F in FIG. 6, the volume of the sound emitted from the engine 2 perceived in the vehicle cabin is compared with the other rotation zones. Becomes larger. Therefore, the occupant can prevent the engine 2 from operating in the dangerous area based on the increase in the volume of the radiated sound transmitted from the engine 2.
[0039]
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of a vehicle provided with the engine sound insulation device according to the present invention. The engine sound insulation device 10A provided in the vehicle 1A shown in FIG. 7 also has a relatively simple configuration, similarly to the engine sound insulation device 10 described above. This engine sound insulation device 10A is disposed as a sound insulation member, with a first sound insulation cover 21 positioned with respect to the engine 2 and a vertically movable (nested) movable with respect to the first sound insulation cover 21 in FIG. And a second sound insulating cover 22.
[0040]
The first sound insulating cover 21 has a relatively shallow cylindrical shape with a bottom, and can surround an upper part of the engine 2, that is, a portion around the head cover from front, rear, left and right. The first sound insulation cover 21 is positioned (fixed) with respect to the engine 2 so as to cover the upper part of the engine 2, and a predetermined space is defined between the inner surface of the sound insulation cover 21 and the upper part of the engine 2. . On the other hand, the second sound insulation cover 22 is formed in a tubular shape having upper and lower parts opened, and has an outer shape and a size that can be put in and out of the first sound insulation cover 21.
[0041]
A sound absorbing material 23 made of urethane foam or the like is mounted on the inner surfaces of the first sound insulating cover 21 and the second sound insulating cover 22. As shown in FIG. 7, a stay 24 is fixed to the upper part of the second sound insulation cover 22, and a rod 25a of an actuator (driving means) 25 such as an air cylinder is fixed to the stay 24. . The actuator 25 is controlled by the control unit 15A, and its main body is fixed to the upper inner surface of the first sound insulating cover 21.
[0042]
The control unit 15A controls the actuator 25 using, for example, a map (not shown) that defines the relationship between the rotation speed and load of the engine 2 and the amount of expansion and contraction of the actuator 25 (the amount of movement of the rod 25a). Here, the sound insulation effect of the first and second sound insulation covers 21 and 22 increases as the coverage area of the first and second sound insulation covers 21 and 22 on the engine 2 increases. Further, the area covered by the first and second sound insulation covers 21 and 22 with respect to the engine 2 is determined according to the amount of expansion and contraction of the actuator 25, and in the case of the present embodiment, the amount of extension of the actuator 25a (below the second sound insulation cover 25). The larger the amount of movement, the larger the coverage area.
[0043]
For this reason, the map for the engine sound insulation device 10A basically extends the actuator 25 so that the radiation sound of the engine 2 becomes difficult to be transmitted through the sound insulation covers 21 and 22 as the rotation speed increases (the rod). 25a is moved toward the engine 2), and at a constant rotation speed, the actuator 25 is contracted as the load increases (the rod 25a is moved toward the first sound insulating cover 21). You.
[0044]
When the control unit 15A receives signals from the rotation speed sensor 4 and the load sensor 5 during traveling of the vehicle 1A including the engine sound insulation device 10A configured as described above, the control unit 15A The expansion / contraction amount (movement amount of the rod 25a) of the actuator 25 corresponding to both the rotation speed of the engine 2 indicated by the signal and the load of the engine 2 indicated by the signal from the load sensor 5 is obtained. Then, the control unit 15A moves the rod 25a of the actuator 25 by the amount of expansion and contraction obtained from the map.
[0045]
As a result, the second sound insulation cover 22 moves up and down with respect to the first sound insulation cover 21, that is, the engine 2 according to the rotation speed of the engine 2 and further according to the load on the engine 2. The coverage area of the first and second sound insulation covers 21 and 22 changes. Therefore, also in the vehicle 1 </ b> A, the sound insulation effect of the first and second sound insulation covers 21 and 22 can be changed according to the rotation speed of the engine 2 and the load of the engine 2, and the radiation of the engine 2 can be changed. Both appropriate sound insulation according to the characteristics of the sound and control of the timbre can be satisfactorily executed.
[0046]
Note that the map used to control the actuator 25 in the engine sound insulation device 10A of FIG. 7 also makes the sound volume of the radiated sound of the engine 2 perceived in the cabin of the vehicle 1A satisfy the respective characteristics illustrated in FIG. Needless to say, it can be created in
[0047]
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing a modified example of the engine sound insulation device 10A of FIG. The engine sound insulation device 10B of FIG. 8 includes, as sound insulation members, an upper sound insulation cover (first sound insulation cover) 26 positioned above the engine 2 and two side sound insulation covers (second sound insulation covers) extending in the direction in which the cylinders are arranged. 2 sound insulation covers) 27a and 27b. The upper sound insulation cover 26 is formed in a relatively shallow cylindrical shape with a bottom, and an actuator 25 controlled by a control unit (not shown) is fixed to an upper inner surface thereof.
[0048]
Each of the side sound insulation covers 27a and 27b is rotatably connected to a lower inner surface of a side wall of the upper sound insulation cover 26, respectively. Thereby, the side sound insulation covers 27a and 27b face each other, and cover the upper part of the engine 2, that is, the area around the head cover and the area above it, from the side. The sound absorbing material 23 made of urethane foam or the like is also mounted on the inner surfaces of the upper sound insulating cover 26 and the side sound insulating covers 27a and 27b.
[0049]
As shown in FIG. 8, the upper end of the left side sound insulating cover 27a in the figure is connected to one end of a connecting member 28a via a pin coupling portion, and the upper end of the right side sound insulating cover 27b in the figure. The part is connected to one end of the connecting member 28b via a pin connecting part. The other ends of the connecting members 28a and 28b are respectively connected to the distal ends of the rods 25a of the actuator 25 via pin connecting portions. Thus, the side sound insulating covers 27a and 27b and the connecting members 28a and 28b form a link mechanism. The upper sound insulation cover 26 has a height similar to that of the side sound insulation covers 27a and 27b, and a cover that covers the periphery of the head cover of the engine 2 and a portion above the head cover from the front or the rear is fixed. Good.
[0050]
Also in the engine sound insulation device 10B configured as described above, a control unit (not shown) uses, for example, a map (not shown) that defines the relationship between the rotation speed and load of the engine 2 and the amount of expansion and contraction of the actuator 25 (the amount of movement of the rod 25a). The actuator 25 is controlled by using (omitted). Then, in the engine sound insulation device 10B, when the rod 25a of the actuator 25 moves, each of the side sound insulation covers 27a and 27b rotates so that the lower end thereof approaches or separates from the engine 2.
[0051]
Accordingly, the distance between the lower end of each side sound insulation cover 27a and 27b and the engine 2 changes, so that the area covered by the upper sound insulation cover 26 and each side sound insulation cover 27a, 27b with respect to the engine 2 also changes. Therefore, also in the engine sound insulation device 10B, the sound insulation effect of the upper sound insulation cover 26 and the side sound insulation covers 27a and 27b can be changed according to the rotation speed of the engine 2 and further the load of the engine 2. Both appropriate sound insulation according to the characteristics of the radiated sound of the engine 2 and control of the timbre can be satisfactorily executed.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to appropriately shield the sound radiated from the engine according to the operating state, and to make the sound radiated from the engine perceived in a desired tone.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view illustrating an experiment performed in connection with the present invention.
FIG. 2 is a graph showing the results of experiments performed in connection with the present invention.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a vehicle provided with the engine sound insulation device according to the present invention.
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the number of revolutions and load of the engine and the volume of sound emitted from the engine.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a map used to set the degree of vacuum of the sound insulating cover in the engine sound insulating device of FIG. 3;
FIG. 6 is a graph illustrating characteristics of a vehicle interior sound volume in the vehicle of FIG. 3;
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of a vehicle provided with the engine sound insulation device according to the present invention.
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing a modification of the engine sound insulation device of FIG. 7;
[Explanation of symbols]
1, 1A Vehicle 2 Engine 4 Revolution sensor 5 Load sensor 6 Operating state detection sensor 10, 10A, 10B Engine sound insulation device 11 Sound insulation cover 11a Internal space 14 Vacuum pump 15, 15A Control unit 21 First sound insulation cover 22 Second sound insulation cover 25 Actuator 26 Upper sound insulation cover 27a, 27b Side sound insulation cover

Claims

An engine sound insulation device for controlling radiation sound of an engine, comprising a sound insulation member covering an upper part of the engine, wherein a sound insulation effect of the sound insulation member can be freely changed.

The sound insulation member is formed hollow so as to have an internal space,
Vacuum means for evacuating the internal space of the sound insulating member,
2. The engine sound insulation device according to claim 1, further comprising a control unit that controls the vacuum unit to change a degree of vacuum in the internal space. 3.

The sound insulation member includes a first sound insulation cover positioned with respect to the engine, and a second sound insulation cover movably disposed with respect to the first sound insulation cover,
Driving means for moving the second sound insulation cover with respect to the first sound insulation cover;
2. The engine sound insulation device according to claim 1, further comprising: a control unit configured to control the drive unit to change a coverage area of the first and second sound insulation covers with respect to the engine. 3.

4. The engine sound insulation device according to claim 2, wherein the control unit changes a sound insulation effect of the sound insulation member based on a rotation speed of the engine. 5.

The engine sound insulation device according to claim 4, wherein the control unit further changes a sound insulation effect of the sound insulation member based on a load on the engine.

The said control means changes the sound insulation effect of the said sound insulation member so that the radiation sound of the said engine may be perceived by a substantially constant volume in the whole rotation range, The Claim 2 characterized by the above-mentioned. Engine sound isolator.

The engine sound insulation device according to any one of claims 2 to 6, wherein the control unit enhances the sound insulation effect of the sound insulation member in a rotation range where the efficiency of the engine is increased.

The engine sound insulation device according to any one of claims 2 to 7, wherein the control unit reduces the sound insulation effect of the sound insulation member when the operation state of the engine is in a danger zone.

A vehicle provided with the engine sound insulation device according to claim 1.

The vehicle according to claim 9, wherein the engine is a diesel engine.

The device according to claim 9, further comprising a unit configured to detect an unstable operation state, wherein when the unstable operation state is detected by the unit, a sound insulation effect of the sound insulation member is reduced. Vehicle.