JPS63179174A

JPS63179174A - エンジンの吸気騒音低減装置

Info

Publication number: JPS63179174A
Application number: JP1093587A
Authority: JP
Inventors: Takafumi Teramoto; 寺本　隆文
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1987-01-19
Filing date: 1987-01-19
Publication date: 1988-07-23

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はエンジンの吸気騒音低減装置に関する。

（従来の技術）エンジンの吸気系においては、吸気バルブの作動に伴っ
てエンジンの吸入サイクルに対応する吸気脈動音を生ず
る。これに対して、吸気通路に容積可変の共鳴室を設け
、エンジン回転速度に応じて上記共鳴室の容積を変える
ことにより、その共鳴周波数を吸気脈動音の周波数に同
調させ、吸気騒音の低減を図るようにしたものはある（
実開昭６０−１９５９６１号公報参照）、。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、エンジンの吸気通路にエンジンに連結されて
駆動される機械式過給機を設けた場合、この過給機の作
動時にはその吸込みサイクルに応じた吸気脈動音を生じ
、吸気騒音が非常に大きくなるという聞届がある。しか
して、この過給機は燃費ないしはその信頼性等を良好に
保つために、過給要求時にのみ作動させ、そうでないと
きは停止させておくことが望ましいが、過給機の作動に
伴う吸気脈動音と吸気バルブの作動に伴う吸気脈動音と
は一般にその周波数特性が異なっている。

従って、吸気通路の共鳴室をエンジン回転数だけで制御
する方式では、過給機の作動時と停止時の双方において
共鳴周波数を吸気脈動音の周波数に同調させることが難
しく、吸気騒音の有効な低減が図れないという置皿があ
る。

（問題点を解決するための手段）本発明は、上記問題点を解決する手段として、エンジン
の吸気通路における機械式過給機の上流に共鳴周波数を
変更可能な共鳴室を設けるとともに、過給機作動時には
その作動に伴う吸気脈動に、過給機停止時にはエンジン
の吸気バルブの作動に伴う吸気脈動にそれぞれ同調する
ように共鳴室の共鳴周波数を制御する制御手段を設けた
エンジンの吸気騒音低減装置を提供するものである。

（作用）上記吸気騒音低減装置においては、共鳴室の共鳴周波数
が過給機の作動時にはその作動に伴う吸気脈動に同調し
て吸気騒音を低減し、過給機の停止時には吸気バルブの
作動に伴う吸気脈動に同調して吸気騒音を低減する。

（発明の効果）従って、本発明によれば、過給機の作動、非作動に応じ
てそのときの吸気脈動に同調するように共鳴室の共鳴周
波数が制御されるため、この共鳴室を有効に利用して吸
気騒音の低減効果を得ることができる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

一実施例１一本実施例は第１図および第２図に示されている。

第１図において、■はエンジン本体であり、その吸気通
路２は、上流側からエアクリーナ３、エアフローメータ
４、可変共鳴室５、スロットルバルブ６、機械式過給機
７が順に設けられているとともに、過給機７の上流側と
下流側がバイパスバルブ８を介設したバイパス通路９で
接続されていて、吸気バルブ１０で開閉される燃焼室１
１に通じている。また、燃焼室１１には排気バルブ１２
で開閉される排気通路１３が通じている。

可変共鳴室５は、連通路１４を介して吸気通路２に通じ
ていて、アクチュエータ１５の作動により共鳴室容積が
変化するようになっている。また、過給機７は、一対の
２葉のロータ１６，１６を用いたルーツブロア型であり
、クランクプーリ１７゜伝動ベルト１８．従動プーリ１
９および電磁クラッチ２０を介してエンジンのクランク
軸により駆動されるようになっている。そして、上記可
変共鳴室５、バイパスバルブ８および電磁クラッチ２０
は、エンジン回転数ＮＥを検出する回転センサ２１から
の信号、吸入空気ｉＧを検出するエアフローメータ４か
らの信号およびスロットルバルブ６からのスロットル開
度θの信号に基いて制御手段２２により制御されるよう
になっている。

上記制御手段２．２は、上記エンジン回転数ＮＥ、吸入
空気量Ｇおよびスロットル開度Ｏに基き、エンジンが吸
気を過給すべき過給領域にあるか否かを判定する手段、
可変共鳴室５の制御量決定手段および制御量出力部を備
え、また、過給領域にあるときバイパスバルブ閉および
電磁クラッチオン（接続）の信号を、非過給領域にある
ときバイパスバルブ開および電磁クラッチオフの信号を
出力する手段を備えている。

上記制０４量決定手段は、吸気脈動の周波数、つまり可
変共鳴室５の同調周波数ｆｎを演算し、この同調周波数
ｆｎに対応する制御定数αを求める。

この場合、過給機７の作動中はその吸気サイクルに応じ
た吸気脈動を生ずるから、過給機駆動系のプーリ比をＣ
（過給機回転数／エンジン回転数ＮＥ）とすると、同調
周波数ｆｎは次式の如くなる。

ｆｎ＝ＮＥＸｃＸｎｐ／６０　−−−　（１）なお、ｎ
ｐは過給機７の１回転当たりのこの過給機７の吸気回数
で、２葉ルーツブロア型の場合は４回であり、従って（
１）式は次の如くなる。

ｆｎ＝４ＮＥＸｃ／６０　　・・＋＋’　（１）一方、
過給機停止中は、吸気バルブ１０の吸気サイクルに応じ
た吸気脈動を生ずるから、同調周波数ｆｎは次式の如く
なる。

ｆｎ＝ＮＥＸｎＥ／６０　　＋＋＋・・＋　（２）上記
ｎＥはエンジン１回転当たりの燃焼室の吸気回数で、４
気筒４サイクルエンジンの場合は２回であり、上記（２
）式は次の如くなる。

ｆｎ＝２Ｎｃ／６０　　・・・・・・（２）’また、制
御定数αは同調周波数ｆｎに対応する共鳴室容積を得る
ためのアクチュエータ１５に対するものである。

制御の流れは第２図に、示されており、まず、制御デー
タを読込んでエンジンが過給領域にあるか否かを判定す
る（ステップＳｓ　＋　　３２　）。過給領域にあれば
、過給機７が作動した場合の可変共鳴室５の同調周波数
ｆｎを計算し、このｆｎに対応する制御定数αを求めて
、この制御定数αをアクチュエータＩ５に出力するとと
もに、過給機（Ｓ／Ｃ）をオン・オフする電磁クラッチ
２０をオンとし、バイパスバルブ８を閉とする信号を出
力する（ステップ５３〜Ｓｓ）。一方、過給領域になけ
れば、過給機７が作動しない場合の同調周波数ｆｎおよ
びこれに対応する制御定数αを求め、このαを出力する
とともに、電磁クラッチ２０をオフとし、バイパスバル
ブ８を開とする信号を出力する（ステップ５６〜Ｓｓ）
。

従って、可変共鳴室５は、過給機７の作動中はこの過給
機７の吸込みサイクルに対応する吸気脈動に共鳴して吸
気騒音を低減し、過給機７の停止中はエンジン本体１の
吸気バルブ１０の開閉タイミングに対応する吸気脈動に
共鳴して吸気騒音を低減する。

一実施例２一本例は第３図にその要部が示されている。

まず、本例の可変共％富２５は、吸気通路２に対し第１
と第２の連通路２６．２７を介して通じており、共鳴室
容積Ｖが可動板２８の進退により可変になっているとと
もに、吸気通路２に対する開口面積Ｓが第２連通路２７
に設けたシャッタバルブ２９の開閉により２段階に変化
するようになっている。可動板２８およびシャッタバル
ブ２９にはそれぞれアクチュエータ３０．３１が設けら
れている。この場合、可動板２８のアクチュエータ３０
は、過給機７の作動の有無に関係なくエンジン回転数Ｎ
Ｈに基いて一律に制御され、シャッタバルブ２９のアク
チュエータ３１は、過給機７・の作動中のみ第２連通路
２７を開き可変共鳴室２５の開口面積を第１と第２の連
通路２６．２７の開面積Ｓ□＋３２の和とし、過給機停
止中は可変共鳴室２５の開口面積ＳをＳ工のみとするよ
うに制御される。

すなわち、本例においては、可変共鳴室２５の開口面積
Ｓを過給機作動の有無による吸気脈動の特性の変化に対
応して切替えることにより、共鳴室容積Ｖを一律に制御
できるようにするものである。上記開口面積Ｓ１と５２
の関係は、４気筒４サイクルエンジンで２葉ルーツブロ
ア型の過給機７を用いる場合、過給機駆動のためのプー
リ比をＣとすると、次式で表わされる。

５２　＝　（４Ｃ”　　１）Ｓｓ　　・・・・・・（３
）つまり、第１、第２の連通路２６．２７の長さ殻Ωと
すると、可変共鳴室２５の固有振動数ｆは次のようにな
る。

ｆｃｘ：（丁７丁７Ｖ＝に、ｆｆ１（ただしに＝ｒ丁７７）従って、過給機作動中に吸気脈動に同調する可変共鳴室
２５の周波数ｆｐは実施例１の（１）′式により次式の
如くなる。

ｆｐ＝に二：＝４ＣＸＮＥ／６０・・・・・・（４）ま
た、過給機停止中の同調周波数ｆＥは先の（２）′式に
より次式の如くなる。

ｆＥ＝に４石〒＝　２　Ｘ　Ｎ　Ｅ　／　６０　　・・
・・・（５）上記（４）と（５）の式から（３）式が得
られる。

従って、第１と第２の連通路２６．２７を（３）式の関
係にして、過給機７の作動の有無により、第２連通路２
７を開閉すれば、可変共鳴室２５が過給機７の作動中と
停止中の双方において吸気脈動に共鳴し、吸気騒音の低
減が図れることになる。

なお、可変共鳴室の共鳴周波数の制御にあたっては、上
記各実施例の方式に代えて、過給機の上流に圧力センサ
を設け、二の圧力センサで検出される実際の吸気脈動の
周波数に基いて行なう方式を採用してもよい。

また、過給機の駆動系にプーリ比を変更可能な可変プー
リ機構を用いるものにおいては、クランクプーリおよび
過給機のプーリの両者に回転センサを設け、過給機作動
中は過給機の回転数Ｎｐを検出して同調周波数ｆ　ｎ　
＝　４　Ｎ　ｐ　／　６０を求め。

過給機停止中はエンジン回転数ＮＥを検出して同調周波
数ｆｎ＝２ＮＥ／６０を求めるようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は実施例１のエン
ジンの吸気騒音低減装置の全体構成図、第２図は回倒の
制御の流れ図、第３図は実施例２の可変共鳴室構造を示
す断面図である。１・・・・・エンジン本体、２・・・・・吸気通路、５
゜２５・・・・可変共鳴室、７・・・・・過給機、２ｏ
・・・・・・電磁クラッチ、２２・・・・・制御手段。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）エンジンの吸気通路にエンジンに連結されて駆動
される機械式過給機が設けられているとともに、この過
給機上流に共鳴周波数を変更可能な共鳴室が設けられて
いて、過給機作動時にはその作動に伴う吸気脈動に、過
給機停止時にはエンジンの吸気バルブの作動に伴う吸気
脈動にそれぞれ同調するように共鳴室の共鳴周波数を制
御する制御手段を備えていることを特徴とするエンジン
の吸気騒音低減装置。