JP2645283B2 - エンジンの吸気装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は自動車エンジンの吸気動作に起因する吸気音
の音量、音質を制御することにより、車両加速時の車内
音を所望の状態に制御しうるエンジンの吸気装置に関す
る。

（従来技術） 自動車の車内音制御において、エンジンの吸気音は重
要なポイントを占めている。とくに、エンジンの高負荷
加速状態では、エンジンの吸気音は、車内のこもり音お
よび車内音の音質に対し、全エンジン回転数領域で大き
な影響を与えるものである。

ところで、従来は吸気音を単に騒音と考え、例えば特
開昭59−173513号公報に開示されているように、この吸
気騒音の低減を図るための対策が種々提案されている。
すなわち、上記公報では、吸気騒音のピーク周波数で共
鳴する共鳴器を吸気通路に設け、この共鳴器の共鳴によ
る吸収効果によって吸気騒音の低減を図っている。

しかしながら、近年自動車製造分野において、人間の
感性に訴える音づくりが盛んに主張されるようになり、
その中でも車内音の音づくりが重要な課題となってい
る。そしてこの車内音に対し重要な影響を与える吸気音
を、従来のように単に低減するのみでは、所期の目的を
達成することはできないものであった。

（発明の目的） そこで本発明は、加速時において、乗員の好みに応じ
た音づくりによって加速フィーリングを演出できるエン
ジンの吸気装置を提供することを目的とする。

（発明の構成） 本発明は、エンジンの吸気通路の面積、形状等を変更
して吸気音を変化させる吸気音可変手段と、エンジンの
加速時に、加速信号に応答して、上記吸気音可変手段を
上記吸気音がエンジン回転数の上昇に伴って漸増するよ
うに制御する制御手段とを設けたことを特徴とする。

また本発明は、上記構成において、例えばスムーズク
ルージング・モード、サイレントクルージング・モード
およびスポーツクルージング・モードのような複数の吸
気音可変モードを設定するとともに、これら複数の吸気
音可変モードのうちから所望のモードを選択しうるモー
ド選択手段を設けたことを特徴とする。

さらに本発明は、上記複数の吸気音可変モードのうち
の１つが、エンジン回転数の２次、４次成分のような偶
数次の成分音を漸増させるように制御するものであるこ
とを特徴とする。

上述の吸気音可変手段は、（ａ）上記吸気通路の一部
を形成する室の容積を変更する手段と、（ｂ）上記室に
設けた開口の開口面積を変更する手段と、（ｃ）上記吸
気通路の吸気流を制御する手段との３つの手段のうちの
少なくとも１つを含むことを特徴とする。

（発明の効果） 本発明によれば、加速時の加速フィーリングを向上さ
せることができ、また、運転者が、自らの感性およびそ
の日の気分等に応じて、車内音を快適なものに音づくり
することができる。

（実 施 例） 以下、図面を参照して本発明の実施例について詳細に
説明する。

第１図は本発明によるエンジンの吸気装置の全体構成
を示すブロック図で、吸気音可変手段31と、センサ32か
らのエンジン回転数信号、スロットル開度信号およびモ
ード選択手段33からのモード選択信号等にもとづいて上
記吸気音可変手段31を制御するためのマイクロコンピュ
ータを主要部とする制御手段34と、各車種ごとにあらか
じめ設定されている作動情報マップが格納されているメ
モリ35とよりなる。

第２図は本発明の一実施例を含むエンジンの全体構成
図で、１はエンジン本体、２はピストン、３は吸気ポー
ト、４は吸気ポート３を開閉する吸気バルブ、５は排気
ポート、６は排気ポート５を開閉する排気バルブであ
る。

吸気ポート３には吸気通路７が接続されており、この
吸気通路７には、エアクリーナ８、エアフローメータ
９、スロットルバルブ10、サージタンク11およびフュー
エルインジェクタ12が上流側から順に配設されている。
上記エアクリーナ８には、そのダストフィルタ13の上流
側に吸気通路７の上流端を形成する室14が設けられ、こ
の室14に吸気口を形成する吸気パイプ15が接続されてい
るとともに、室14の壁に外部と通じる開口部16が形成さ
れ、この開口部16に、その開口面積を可変するバルブ17
が設けられている。また上記吸気パイプ15内には、この
吸気パイプ15内の吸気流を制御するためのスイング・ル
ーバ18が設けられている。

スイング・ルーバ18は、第３図に示すように、一端に
固定された軸L1のまわりで回動される羽根21と、この羽
根21の上記軸L1とは反対側の端部に取付けられた軸L2に
よって一端を枢着され、かつ他端に軸L3を備えた羽根22
とよりなる。このように構成されたスイング・ルーバ18
の例えば２個が、第４図に示すような態様で吸気パイプ
15に並設されている。すなわち、上記軸L1は吸気パイプ
15内の吸気流と直交するように吸気パイプ15に枢着さ
れ、上記軸L2は、軸L1を中心とする円弧を描くように吸
気パイプ15の壁に形成された溝23内に保持され、かつ上
記軸L3は、吸気流に平行に吸気パイプ15の壁に形成され
た直線状の溝24内に保持されている。そして、軸L1には
例えばロータリソレノイド（図示は省略）が連結されて
おり、通常は第４図に示すように、羽根21、22が吸気流
と平行に保持されて吸気流に抵抗を与えないようにして
いるが、ロータリソレノイドが制御手段32によって作動
されると、第５図に示すように羽根21が軸L1を中心にし
て回動し、これに伴って軸L2、L3がそれぞれ溝23、24内
を移動して吸気流を制御して吸気音を可変するようにな
っている。また、これと同時に、第２図に示されている
バルブ17も上記ロータリソレノイドとは別個のロータリ
ソレノイドによって作動されて、エアクリーナ８の開口
部16の開口面積を可変するようになっている。

次に第６図は、本発明の他の実施例の構成を示し、本
実施例の場合は、上記第２図の実施例と同様に、エアク
リーナ８内の室14の壁に外部に通じる開口部16が形成さ
れ、この開口部16に、その開口面積を可変するバルブ17
が設けられていて、このバルブ17がロータリソレノイド
（またはステップモータ）25によって駆動ベルト26を介
して作動されるように構成されていることに加えて、エ
アクリーナ８内の室14の容積を可変するための可動板27
が設けられている。28はこの可動板27に取付けられたラ
ックで、このラック28に、ロータリソレノイドまたはス
テップモータで回動されるピニオン29が噛み合っている
ことによって可動板27が軸L4を中心に回動して室14の容
積を可変して吸気音を変更するようになっている。

また第７図は、エアクリーナ８に取付けられている吸
気パイプ15に吸気音可変手段を設けた場合であり、この
吸気パイプ15の延長方向に適当な間隔をおいて複数の開
口M1〜M4が設けられ、各開口M1〜M4にこれら開口と吸気
通路とを選択的に開閉するシャットバルブV1〜V4（第７
図ではシャットバルブV3が開口M3を開いて吸気通路を閉
じ、他のシャットバルブV1、V2、V4は開口M1、M2、M4を
それぞれ閉じている）が設けられている。そしてこれら
シャットバルブV1〜V4の選択的な作動により吸気音を可
変するようになっている。

ところで第１図のメモリ35内には、例えばスムーズク
ルージング・モードと、サイレントクルージング・モー
ドと、スポーツクルージング・モードとの３つの吸気音
可変モードに対応した作動情報マップが格納されてお
り、次に各吸気音可変モードについて説明する。

第８図はエンジン回転数と車内音の音圧レベルとの関
係を示すグラフで、曲線Ａは例えば第６図のバルブ17を
全閉状態にし、かつ可動板27を吸気音が最小になる位置
に固定した状態における車内音の音圧レベルを示す。ま
た、第８図の曲線Ｂは、第６図のバルブ17を全開状態と
するとともに可動板27を吸気音が最大になる位置に固定
した状態における車内音の音圧レベルを示す。そして上
記スムーズクルージング・モードでは、運転者が加速時
に感じる車内音を、破線Ｃで示すように、エンジン回転
数すなわち車速に比例した感じで漸増するように制御す
ることにより、運転者は、視覚からの加速感と、アクセ
ルペダルフィーリングとに比例した違和感のない加速感
を体感することができる。

また、次のサイレントクルージング・モードでは、加
速時の車内音を、できるだけ抑圧するように制御してい
る。このモードは、とくに、加速時の「こもり音」と呼
ばれる現象を吸気音によってできるだけ低減するように
したモードである。この「こもり音」は、比較的周波数
の低い領域（200Hz以下）で車内音を形成し、吸気音、
排気音、エンジンの振動伝播音等の合成されたものであ
る。したがって、吸気音が増大しても、この吸気音が他
の音に対して位相的に逆相であれば、こもり音全体を低
減することができる。

さらに次のスポーツクルージング・モードでは、エン
ジンの回転数の２次、４次成分のような偶数次成分音に
対して制御を施すものである。一般に４サイクルエンジ
ン搭載車では、加速時の力強い、スポーツ感に富んだ車
内音は、エンジン回転数の２次、４次成分のような偶数
次成分音が漸増することによって得られることが知られ
ている。しかしながら、実際の車内音は、エンジン回転
数の２次成分音の音圧レベルを示す第９図から明らかな
ように、エンジン回転数の上昇に伴って山、谷が現われ
てくる。そこでスポーツクルージング・モードでは、吸
気音可変手段を制御することによって、２次成分音が破
線で示すように平滑に増加するようにするものである。

次に第10図は、上述した吸気音可変手段31を制御する
制御手段34が実行する制御処理のフローチャートを示
し、このフローはエンジン起動とともにスタートする。
そしてステップS1で初期化し、次のステップS2でエンジ
ンが停止しているか否かを判定する。この判定がNOのと
き、次のステップS3へ進み、運転者が何れの吸気音可変
モードを選択したかをチェックする。これら吸気音可変
モードを前述のように、スムーズクルージング・モー
ド、サイレントクルージング・モードおよびスポーツク
ルージング・モードとして、例えば運転者がスムーズク
ルージング・モードを選択したときは、ステップS4へ進
み、エンジン回転数信号およびスロットル開度信号を読
みこみ、次のステップS5で吸気音可変制御を実行するか
否かの判定を行なう。そしてスロットル開度が例えば全
開の1/2以上であれば、吸気音可変制御を実行すること
にして次のステップS6で吸気音可変手段31に対し制御信
号を出力する。

このようなスムーズクルージング・モードにおいて、
吸気音可変手段31に対し出力する制御信号は、吸気音可
変手段31が例えば第６図のバルブ17のみによって構成さ
れている場合、概略第11図に示すような制御マップにも
とづいて作成される。すなわち、バルブ17の開度を10段
階に分け、ある定められた回転数ごとに（第11図では10
0rpmごとに）バルブ開度を設定すればよい。

なお、第10図においては、スムーズクルージング・モ
ードについてのみ説明したが、他のモードについても同
様であるから、その説明は省略する。

以上の説明で明らかなように、本発明によれば、運転
者が、自らの感性およびその日の気分に応じて車内音を
快適なものに制御することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるエンジンの吸気装置の全体構成を
示すブロック図、第２図は本発明の一実施例を含むエン
ジンの全体構成図、第３図〜第５図はそのスイング・ル
ーバの構成および動作を示す図、第６図、第７図は本発
明の他の実施例の構成を示す断面図、第８図、第９図は
エンジン回転数と車内音の音圧レベルとの関係を示すグ
ラフ、第10図は制御のフローチャート、第11図は制御マ
ップの一例を示す図である。 １……エンジン本体、３……吸気ポート ７……吸気通路、８……エアクリーナ 15……吸気パイプ、16……開口部 17……バルブ 18……スイング・ルーバ 21、22……羽根 25……ロータリソレノイド 27……可動板、31……吸気音可変手段 33……モード選択手段 34……制御手段、35……メモリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宇都宮 昭則 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−173513（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−125962（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭53−36610（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭58−51409（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンの吸気通路の面積、形状等を変更
   して吸気音を変化させる吸気音可変手段と、 エンジンの加速時に、加速信号に応答して、上記吸気音
   可変手段を上記吸気音がエンジン回転数の上昇に伴って
   漸増するように制御する制御手段と を設けたことを特徴とするエンジンの吸気装置。
2. 【請求項２】複数の吸気音可変モードを設定するととも
   に、これら複数の吸気音可変モードのうちから所望のモ
   ードを選択しうるモード選択手段を設けたことを特徴と
   する請求項１記載のエンジンの吸気装置、
3. 【請求項３】上記複数の吸気音可変モードのうちの１つ
   が、エンジン回転数の偶数次成分音を漸増させるように
   吸気音を制御するものであることを特徴とする請求項２
   記載のエンジンの吸気装置。
4. 【請求項４】上記吸気音可変手段が、（ａ）上記吸気通
   路の一部を形成する室の容積を変更する手段と、（ｂ）
   上記室に設けた開口の開口面積を変更する手段と、
   （ｃ）上記吸気通路の吸気流を制御する手段との３つの
   手段のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請
   求項１記載のエンジンの吸気装置。