JP2018135853A

JP2018135853A - 吸気音導入装置

Info

Publication number: JP2018135853A
Application number: JP2017032517A
Authority: JP
Inventors: 林　賢治; Kenji Hayashi; 賢治林
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-02-23
Filing date: 2017-02-23
Publication date: 2018-08-30
Anticipated expiration: 2037-02-23
Also published as: US10753325B2; US20180238277A1; CN108468607B; JP6544368B2; CN108468607A

Abstract

【課題】ハーフ次数成分を含んだ迫力のある吸気音を発生させることのできる吸気音導入装置を提供する。【解決手段】吸気音導入装置１００の導入管１６０は、内燃機関２０の第１吸気通路３５から分岐して共鳴箱１１０に接続される第１連通管１２０と、第２吸気通路４５から分岐して第１連通管１２０に接続される第２連通管１３０とを有している。第１連通管１２０において第１吸気通路３５から分岐した分岐箇所３６と第１連通管１２０において第２連通管１３０が接続された接続箇所１３５との間の第１連通管１２０の管長である第１管長と、第２連通管１３０において第２吸気通路４５から分岐した分岐箇所４６と第２連通管１３０において第１連通管１２０に接続された接続箇所１３５との間の第２連通管１３０の管長である第２管長とが異なっている。【選択図】図１

Description

本発明は、吸気音導入装置に関する。

車両に搭載された内燃機関の吸気音を車室内に導入する吸気音導入装置が知られている。例えば特許文献１に記載の吸気音導入装置は、車両に搭載された内燃機関の吸気音を共鳴させるための共鳴箱として機能するサウンドクリエータ（登録商標）を備えており、吸気通路から分岐した連通管を共鳴箱に接続している。また、この共鳴箱に接続された伝達管を車室内に連通させている。

特開２０１４−１８５６０３号公報

ところで、車室内に導入する吸気音として、ハーフ次数成分を含んだ迫力のある音、いわゆるランブル音が望まれることがあり、共鳴箱を有する上記吸気音導入装置からそうした迫力のある吸気音を生じさせるには、さらなる改良の余地がある。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、ハーフ次数成分を含んだ迫力のある吸気音を発生させることのできる吸気音導入装置を提供することにある。

上記課題を解決する吸気音導入装置は、車両に搭載された内燃機関の吸気音を車室内に導入する吸気音導入装置であって、共鳴箱と、前記吸気音を前記共鳴箱に導入する導入管と、前記共鳴箱と車室内とを連通させる伝達管とを備えている。前記導入管は、前記内燃機関の吸気通路から分岐して前記共鳴箱に接続される第１連通管と、前記吸気通路から分岐して前記第１連通管に接続される第２連通管とを有している。そして、前記第１連通管において前記吸気通路から分岐した分岐箇所と前記第１連通管において前記第２連通管が接続された接続箇所との間の前記第１連通管の管長である第１管長と、前記第２連通管において前記吸気通路から分岐した分岐箇所と前記第２連通管において前記第１連通管に接続された接続箇所との間の前記第２連通管の管長である第２管長とが異なっている。

同構成によれば、内燃機関の吸気通路内の吸気音は、第１連通管及び第２連通管を有する導入管を介して共鳴箱に伝わり、共鳴箱にて吸気音が増幅される。共鳴箱で増幅された吸気音は伝達管を介して車室内に届く。

ここで、上記導入管は第１連通管及び第２連通管を有しており、第１連通管の上記第１管長と第２連通管の上記第２管長とは不等長になっている。そのため、導入管内の吸気音は、そうした不等長な管長による圧力干渉によって生じる音であってハーフ次数成分を含んだ迫力のある音、いわゆるランブル音になる。従って、吸気音導入装置においてハーフ次数成分を含んだ迫力のある吸気音を発生させることができるようになる。

また、上記吸気音導入装置において、前記吸気通路にはサージタンクが設けられており、前記サージタンクよりも吸気上流側の前記吸気通路には、過給機のコンプレッサが収容されたコンプレッサハウジングが設けられており、前記第１連通管及び前記第２連通管は前記コンプレッサハウジングと前記サージタンクとの間の前記吸気通路から分岐させてもよい。

過給機のコンプレッサが収容されたコンプレッサハウジングよりも吸気上流側の吸気通路から上記第１連通管や上記第２連通管を分岐させると、吸気通路内においてサージタンクから吸気上流側に伝わる空気の振動が過給機のコンプレッサによって減衰してしまうため、第１連通管内や第２連通路内に伝わる空気の音圧が低くなり、吸気音が小さくなってしまう。

この点、同構成では、過給機のコンプレッサハウジングとサージタンクとの間の吸気通路から第１連通管や第２連通管は分岐されている。そのため、過給機のコンプレッサによる減衰作用を受ける前の空気の振動が第１連通管内や第２連通路内に伝わるようになり、これにより第１連通管内や第２連通路内に伝わる吸気音が小さくなることが抑えられるようになる。

また、内燃機関が過給機を２つ備えており、各過給機が互いに独立した２つの吸気通路にそれぞれ設けられている場合には、上記吸気音導入装置において、前記吸気通路は、互いに独立した第１吸気通路及び第２吸気通路で構成されており、前記第１吸気通路及び前記第２吸気通路には前記過給機の前記コンプレッサハウジングがそれぞれ設けられており、前記第１連通管は前記第１吸気通路から分岐されており、前記第２連通管は前記第２吸気通路から分岐されている、という構成を採用することができる。

また、車室内を車幅方向に延びて内部が大気開放されており、前記伝達管の車室側の開口端に連通される延長管を上記吸気音導入装置は有してもよい。
同構成によれば、伝達管に伝わった吸気音は、上記延長管を介して車幅方向に伝わるようになる。従って、車室内には車幅方向に並んで運転席及び助手席が配設されているが、そうした運転席に着座する車両運転者の近傍や、助手席に着座する同乗者の近傍に吸気音が届きやすくなる。

一実施形態の吸気音導入装置が設けられた車両の吸気系を示す模式図。同実施形態の変形例における車両の吸気系を示す模式図。同実施形態の変形例における車両の吸気系を示す模式図。同実施形態の変形例における車両の吸気系を示す模式図。同実施形態の変形例における車両の吸気系を示す模式図。

以下、吸気音導入装置の一実施形態を、図１を参照して説明する。
図１に示すように、車両１０の前部には、エンジンルーム１２が設けられており、エンジンルーム１２の車両後方には、車室１３とエンジンルーム１２とを隔てるダッシュパネル１１が設けられている。

エンジンルーム１２には、内燃機関２０が搭載されている。内燃機関２０には、吸気を各気筒に導入するインテークマニホールド７１が接続されており、インテークマニホールド７１の吸気上流側はサージタンク７０に接続されている。

内燃機関２０には、排気駆動式の過給機が２つ設けられており、各過給機の吸気系統は、互いに独立した第１吸気通路３５及び第２吸気通路４５にそれぞれ設けられている。
第１吸気通路３５には、吸気上流側から順に、第１エアクリーナ３１、排気駆動式の第１過給機３２のコンプレッサが収容された第１コンプレッサハウジング３２Ｈ、第１インタークーラ３３、スロットルバルブを備える第１スロットルボディ３４が設けられている。そして、第１吸気通路３５の吸気下流側の末端は上記サージタンク７０に接続されている。

第１吸気通路と同様に、第２吸気通路４５にも吸気上流側から順に、第２エアクリーナ４１、排気駆動式の第２過給機４２のコンプレッサが収容された第２コンプレッサハウジング４２Ｈ、第２インタークーラ４３、スロットルバルブを備える第２スロットルボディ４４が設けられている。そして、第２吸気通路４５の吸気下流側の末端は上記サージタンク７０に接続されている。

エンジンルーム１２内には、内燃機関２０の吸気音を車室１３内に導入する吸気音導入装置１００が設けられている。
この吸気音導入装置１００は、共鳴箱１１０と、吸気音を共鳴箱１１０に導入する導入管１６０と、共鳴箱１１０と車室１３内とを連通させる伝達管１４０と、車室１３内のダッシュボード１４内に設けられた延長管１５０とを有している。

共鳴箱１１０は、内燃機関２０の吸気通路で発生する吸気音を共鳴させることにより吸気音を増幅する装置である。なお、こうした共鳴箱としては、例えば株式会社マーレフィルターシステムズのサウンドクリエータ（登録商標）などを採用することができる。

導入管１６０は、内燃機関２０の吸気通路から分岐して共鳴箱１１０に接続される第１連通管１２０と、吸気通路から分岐して第１連通管１２０に接続される第２連通管１３０とを有している。

第１連通管１２０は、第１コンプレッサハウジング３２Ｈとサージタンク７０との間の第１吸気通路３５から分岐して共鳴箱１１０に接続されている。例えば、本実施形態では、第１コンプレッサハウジング３２Ｈと第１インタークーラ３３との間の第１吸気通路３５から第１連通管１２０は分岐されているが、第１コンプレッサハウジング３２Ｈとサージタンク７０との間の第１吸気通路３５から分岐させるのであれば、第１吸気通路３５における第１連通管１２０の分岐箇所は適宜変更可能である。

第２連通管１３０は、第２コンプレッサハウジング４２Ｈとサージタンク７０との間の第２吸気通路４５から分岐して第１連通管１２０に接続されている。例えば、本実施形態では、第２コンプレッサハウジング４２Ｈと第２インタークーラ４３との間の第２吸気通路４５から第２連通管１３０は分岐されているが、第２コンプレッサハウジング４２Ｈとサージタンク７０との間の第２吸気通路４５から分岐させるのであれば、第２吸気通路４５における第２連通管１３０の分岐箇所は適宜変更可能である。

第１連通管１２０において第１吸気通路３５から分岐した第１分岐箇所３６と第１連通管１２０において第２連通管１３０が接続された接続箇所１３５との間の第１連通管１２０の管長である第１管長Ｌ１は、第２連通管１３０において第２吸気通路４５から分岐した第２分岐箇所４６と第２連通管１３０において第１連通管１２０に接続された接続箇所１３５との間の第２連通管１３０の管長である第２管長Ｌ２と異なっている。つまり、第１連通管１２０の上記第１管長Ｌ１と第２連通管１３０の上記第２管長Ｌ２とは不等長になっている。なお、第２管長Ｌ２は、第２連通管１３０の全長と同じ長さである。

伝達管１４０は、ダッシュパネル１１を貫通しており、エンジンルーム１２側の開口端は共鳴箱１１０に連通されている。また、伝達管１４０の車室１３側の開口端は、上記延長管１５０に連通されている。

延長管１５０は、車室１３内（ダッシュボード１４内）を車幅方向に延びる管であり、当該延長管１５０の内部は大気開放されている。より詳細には、本実施形態では、延長管１５０の両端は開口されており、これにより当該延長管１５０の内部は大気開放されている。なお、延長管１５０の外周面に孔を設けることにより、も当該延長管１５０の内部を大気開放してもよい。

次に、上記吸気音導入装置１００の作用を説明する。
第１吸気通路３５内の吸気音及び第２吸気通路４５内の吸気音は、第１連通管１２０及び第２連通管１３０を有する導入管１６０を介して共鳴箱１１０に伝わり、共鳴箱１１０にて吸気音は増幅される。共鳴箱１１０で増幅された吸気音は伝達管１４０を介して車室１３内のダッシュボード１４内に導かれて延長管１５０に伝わる。延長管１５０に伝わった吸気音は、同延長管１５０の両端からダッシュボード１４内に伝わって車室１３内に届く。

ここで、導入管１６０は、上記第１連通管１２０及び上記第２連通管１３０を有しており、第１連通管１２０の上記第１管長Ｌ１と第２連通管１３０の上記第２管長Ｌ２とは不等長になっている。そのため、導入管１６０内の吸気音は、そうした不等長な管長による圧力干渉によって生じる音であってハーフ次数成分を含んだ迫力のある音、いわゆるランブル音になり、こうしたランブル音が共鳴箱１１０で増幅されて車室１３内に届く。

また、仮に第１コンプレッサハウジング３２Ｈよりも吸気上流側の第１吸気通路３５から第１連通管１２０を分岐させると、サージタンク７０から吸気上流側に伝わる空気の振動が第１過給機３２のコンプレッサによって減衰するため、第１連通管１２０内に伝わる空気の音圧が低くなり、吸気音が小さくなってしまう。

この点、本実施形態では、第１コンプレッサハウジング３２Ｈとサージタンク７０との間の第１吸気通路３５から第１連通管１２０は分岐されている。そのため、コンプレッサによる減衰作用を受ける前の空気の振動が第１連通管１２０内に伝わるようになり、これにより第１連通管１２０内に伝わる吸気音が小さくなることが抑えられる。なお、第２コンプレッサハウジング４２Ｈとサージタンク７０との間の第２吸気通路４５から第２連通管１３０は分岐されているため、同様の理由により、第２連通管１３０においても、同第２連通管１３０内に伝わる吸気音が小さくなることが抑えられる。

また、伝達管１４０の車室１３側の開口端は、車幅方向に延びた上記延長管１５０に連通されているため、伝達管１４０に伝わった吸気音は、延長管１５０を介して車幅方向に伝わるようになる。従って、車室１３内には車幅方向に並んで運転席及び助手席が配設されているが、そうした運転席に着座する車両運転者の近傍や助手席に着座する同乗者の近傍に吸気音が届きやすくなる。

以上説明した本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）導入管１６０が有する第１連通管１２０及び第２連通管１３０の上記第１管長Ｌ１及び上記第２管長Ｌ２は不等長になっているため、吸気音導入装置１００においてハーフ次数成分を含んだ迫力のある吸気音を発生させることができる。

（２）第１コンプレッサハウジング３２Ｈとサージタンク７０との間の第１吸気通路３５から第１連通管１２０を分岐しているため、第１連通管１２０内に伝わる吸気音が小さくなることを抑えることができる。同様に、第２コンプレッサハウジング４２Ｈとサージタンク７０との間の第２吸気通路４５から第２連通管１３０を分岐しているため、第２連通管１３０内に伝わる吸気音が小さくなることも抑えることができる。

（３）伝達管１４０の車室１３側の開口端は、車幅方向に延びた上記延長管１５０に連通されているため、車両運転者の近傍や助手席の同乗者近傍に吸気音が届きやすくなる。
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。

・上記第１コンプレッサハウジング３２Ｈよりも吸気上流側の第１吸気通路３５から第１連通管１２０を分岐してもよい。この場合でも、第２連通管１３０については上記（２）の効果を得ることができる。また、上記第２コンプレッサハウジング４２Ｈよりも吸気上流側の第２吸気通路４５から第２連通管１３０を分岐してもよい。この場合でも、第１連通管１２０については上記（２）の効果を得ることができる。

・上記第１コンプレッサハウジング３２Ｈよりも吸気上流側の第１吸気通路３５から第１連通管１２０を分岐するとともに、上記第２コンプレッサハウジング４２Ｈよりも吸気上流側の第２吸気通路４５から第２連通管１３０を分岐してもよい。この場合でも、上記（１）及び（３）に記載の効果を得ることができる。

・第１吸気通路３５において第１インタークーラ３３及び第１スロットルボディ３４の配設位置を入れ替えてもよい。同様に、第２吸気通路４５において第２インタークーラ４３及び第２スロットルボディ４４の配設位置を入れ替えてもよい。

・図２に示すように、第１吸気通路３５及び第２吸気通路４５において１つのエアクリーナ８０を共用してもよい。
・上記内燃機関２０は過給機を２つ備えていたが、過給機を１つ備える内燃機関にも上記吸気音導入装置１００は適用可能である。こうした変形例を図３に示す。

図３に示すように、上記実施形態の内燃機関２０の吸気系から第２吸気通路４５、第２エアクリーナ４１、第２過給機４２、第２インタークーラ４３、及び第２スロットルボディ４４を省略する。そして、この変形例の場合には、第１コンプレッサハウジング３２Ｈとサージタンク７０との間の第１吸気通路３５から第２連通管１３０を分岐させる。例えば、第１コンプレッサハウジング３２Ｈと第１インタークーラ３３との間の第１吸気通路３５から第２連通管１３０を分岐させる。なお、この変形例の場合でも、第１コンプレッサハウジング３２Ｈとサージタンク７０との間の第１吸気通路３５から分岐させるのであれば、第１吸気通路３５における第２連通管１３０の分岐箇所は適宜変更可能である。そして、第２連通管１３０において第１吸気通路３５から分岐した分岐箇所３７と第２連通管１３０において第１連通管１２０に接続された接続箇所１３５との間の第２連通管１３０の管長である第２管長Ｌ２を、上記第１管長Ｌ１と異ならせる。こうした変形例でも、上記実施形態と同様な作用効果を得ることができる。

・上記内燃機関２０は過給機を備えていたが、過給機を備えていない自然吸気式の内燃機関にも上記吸気音導入装置１００は適用可能である。こうした変形例を図４に示す。
図４に示すように、上記実施形態の内燃機関２０の吸気系から第２吸気通路４５、第２エアクリーナ４１、第２過給機４２、第２インタークーラ４３、及び第２スロットルボディ４４を省略する。また、第１吸気通路３５に設けられていた第１過給機３２及び第１インタークーラ３３を省略する。そして、第１エアクリーナ３１とサージタンク７０との間の第１吸気通路３５から第１連通管１２０及び第２連通管１３０を分岐させる。そして、この変形例でも、第２連通管１３０において第１吸気通路３５から分岐した分岐箇所３７と第２連通管１３０において第１連通管１２０に接続された接続箇所１３５との間の第２連通管１３０の管長である第２管長Ｌ２を、上記第１管長Ｌ１と異ならせる。こうした変形例でも、上記（１）及び（３）に記載の効果を得ることができる。

・上記延長管１５０をダッシュボード１４内に設けた。この他、延長管１５０を車室１３内であってダッシュボード１４の外部に設けてもよい。この場合でも、共鳴箱１１０で増幅された吸気音を車室１３内に届けることができる。

・上記延長管１５０を省略してもよい。こうした変形例を図５に示す。
図５に示すように、この変形例では、延長管１５０が省略されており、伝達管１４０の車室１３側の開口端は、車室１３内（例えばダッシュボード１４内）に開口されている。こうした変形例でも、共鳴箱１１０で増幅された吸気音を車室１３内に届けることができると共に、上記（１）及び（２）に記載の効果を得ることができる。なお、こうした延長管１５０の省略は、先の図２、図３、及び図４に示した変形例にも適用可能である。

・第１過給機３２や第２過給機４２は排気駆動式の過給機であったが、機械式の過給機（いわゆるスーパーチャージャ）や、電動式の過給機でもよい。
・上記実施形態では、第１連通管１２０に第２連通管１３０が接続されていた。つまり、吸気通路から分岐して第１連通管１２０に接続される連通管が１つであった。この他、吸気通路から分岐して第１連通管１２０に接続される連通管を複数備えるようにしてもよい。この場合でも、第１連通管１２０に接続される複数の連通管のうちの１つの連通管を上記第２連通管１３０とし、その第２連通管１３０の上記第２管長Ｌ２と第１連通管１２０の上記第１管長Ｌ１とを異ならせることにより、上記実施形態と同様な作用効果を得ることができる。

１０…車両、１１…ダッシュパネル、１２…エンジンルーム、１３…車室、１４…ダッシュボード、２０…内燃機関、３１…第１エアクリーナ、３２…第１過給機、３２Ｈ…第１コンプレッサハウジング、３３…第１インタークーラ、３４…第１スロットルボディ、３５…第１吸気通路、３６…第１分岐箇所、３７…分岐箇所、４１…第２エアクリーナ、４２…第２過給機、４２Ｈ…第２コンプレッサハウジング、４３…第２インタークーラ、４４…第２スロットルボディ、４５…第２吸気通路、４６…第２分岐箇所、７０…サージタンク、７１…インテークマニホールド、８０…エアクリーナ、１００…吸気音導入装置、１１０…共鳴箱、１２０…第１連通管、１３０…第２連通管、１３５…接続箇所、１４０…伝達管、１５０…延長管、１６０…導入管。

Claims

車両に搭載された内燃機関の吸気音を車室内に導入する吸気音導入装置であって、
共鳴箱と、
前記吸気音を前記共鳴箱に導入する導入管と、
前記共鳴箱と車室内とを連通させる伝達管とを備えており、
前記導入管は、前記内燃機関の吸気通路から分岐して前記共鳴箱に接続される第１連通管と、前記吸気通路から分岐して前記第１連通管に接続される第２連通管とを有しており、
前記第１連通管において前記吸気通路から分岐した分岐箇所と前記第１連通管において前記第２連通管が接続された接続箇所との間の前記第１連通管の管長である第１管長と、前記第２連通管において前記吸気通路から分岐した分岐箇所と前記第２連通管において前記第１連通管に接続された接続箇所との間の前記第２連通管の管長である第２管長とが異なる
吸気音導入装置。
前記吸気通路にはサージタンクが設けられており、
前記サージタンクよりも吸気上流側の前記吸気通路には、過給機のコンプレッサが収容されたコンプレッサハウジングが設けられており、
前記第１連通管及び前記第２連通管は、前記コンプレッサハウジングと前記サージタンクとの間の前記吸気通路から分岐されている
請求項１に記載の吸気音導入装置。
前記吸気通路は、互いに独立した第１吸気通路及び第２吸気通路で構成されており、
前記第１吸気通路及び前記第２吸気通路には前記過給機の前記コンプレッサハウジングがそれぞれ設けられており、
前記第１連通管は前記第１吸気通路から分岐されており、前記第２連通管は前記第２吸気通路から分岐されている
請求項２に記載の吸気音導入装置。
車室内を車幅方向に延びて内部が大気開放されており、前記伝達管の車室側の開口端に連通される延長管を有する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の吸気音導入装置。