(57)【要約】【課題】構造を複雑化せずに、吸気音を制御する。【解決手段】開放端２４が第１の場所に設けられ、他端が吸気コレクタに接続された第１の吸気ダクト２１と、開放端３４が第１の場所とは異なる第２の場所に設けられ、他端が吸気コレクタに接続された第２の吸気ダクト３１とを備え、第１の吸気ダクト内に設けられた第１のスロットルバルブおよび第２の吸気ダクト内に設けられた第２のスロットルバルブの開閉を制御することにより、吸気音を制御する。【選択図】図１
2010168945.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開放端が第１の場所に設けられ、他端が吸気コレクタに接続された第１の吸気ダクトと、
前記第１の吸気ダクト内に設けられた第１のスロットルバルブと、
開放端が前記第１の場所とは異なる第２の場所に設けられ、他端が前記吸気コレクタに接続された第２の吸気ダクトと、
前記第２の吸気ダクト内に設けられた第２のスロットルバルブと、
前記第１のスロットルバルブおよび前記第２のスロットルバルブの開閉を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする車両用吸気音制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用吸気音制御装置において、
前記制御手段は、吸気音を抑制する第１のモード、および、前記第１のモードに比べて吸気音が大きい第２のモードを含む複数のモードのうちのいずれか１つのモードに設定するために、前記第１のスロットルバルブおよび前記第２のスロットルバルブの開閉を制御することを特徴とする車両用吸気音制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車両用吸気音制御装置において、
アクセルペダルの踏み込み速度を検出する踏み込み速度検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記踏み込み速度検出手段によって検出されたアクセルペダルの踏み込み速度に基づいて、前記第１のモードおよび前記第２のモードのうちのいずれか一方のモードを選択することを特徴とする車両用吸気音制御装置。
【請求項４】
請求項２に記載の車両用吸気音制御装置において、
単位時間あたりのエンジン回転速度の変化量を検出するエンジン回転速度変化量検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記単位時間あたりのエンジン回転速度の変化量に基づいて、前記第１のモードおよび前記第２のモードのうちのいずれか一方のモードを選択することを特徴とする車両用吸気音制御装置。
【請求項５】
請求項２に記載の車両用吸気音制御装置において、
スポーツ走行モードの設定を検出するスポーツ走行モード検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記スポーツ走行モード検出手段によって検出されたスポーツ走行モードの設定の有無に基づいて、前記第１のモードおよび前記第２のモードのうちのいずれか一方のモードを選択することを特徴とする車両用吸気音制御装置。
【請求項６】
請求項２に記載の車両用吸気音制御装置において、
前記第１のモードおよび前記第２のモードのうちのいずれか一方のモードをユーザが設定可能なモード設定スイッチをさらに備え、
前記制御手段は、前記モード設定スイッチの設定に基づいて、前記第１のモードおよび前記第２のモードのうちのいずれか一方のモードを選択することを特徴とする車両用吸気音制御装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の車両用吸気音制御装置において、
開放端が前記第１の場所および前記第２の場所とは異なる第３の場所に設けられ、他端が前記吸気コレクタに接続された第３の吸気ダクトと、
前記第３の吸気ダクト内に設けられた第３のスロットルバルブと、
をさらに備え、
前記制御手段は、前記第１のスロットルバルブ、前記第２のスロットルバルブ、および、前記第３のスロットルバルブの開閉を制御することを特徴とする車両用吸気音制御装置。
【請求項８】
開放端が第１の場所に設けられ、他端が吸気コレクタに接続された第１の吸気ダクトと、開放端が前記第１の場所とは異なる第２の場所に設けられ、他端が前記吸気コレクタに接続された第２の吸気ダクトとを備えた車両の吸気音を制御する車両用吸気音制御方法において、
前記第１の吸気ダクト内に設けられた第１のスロットルバルブ、および、前記第２の吸気ダクト内に設けられた第２のスロットルバルブの開閉を制御することを特徴とする車両用吸気音制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの吸気音を制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、吸気ダクトとは別に、可変バルブを備えた音響用のダクトを別途設け、運転状態に応じて可変バルブの開閉を制御することにより、吸気音を制御する技術が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−７６６１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の技術では、可変バルブを備えた音響用のダクトを別途設ける必要があるため、構造が複雑化し、コストが増加するという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による車両用吸気音制御装置は、開放端が第１の場所に設けられ、他端が吸気コレクタに接続された第１の吸気ダクトと、第１の吸気ダクト内に設けられた第１のスロットルバルブと、開放端が第１の場所とは異なる第２の場所に設けられ、他端が吸気コレクタに接続された第２の吸気ダクトと、第２の吸気ダクト内に設けられた第２のスロットルバルブと、第１のスロットルバルブおよび第２のスロットルバルブの開閉を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
本発明による車両用吸気音制御方法は、開放端が第１の場所に設けられ、他端が吸気コレクタに接続された第１の吸気ダクトと、開放端が第１の場所とは異なる第２の場所に設けられ、他端が吸気コレクタに接続された第２の吸気ダクトとを備えた車両の吸気音を制御する方法であって、第１の吸気ダクト内に設けられた第１のスロットルバルブ、および、第２の吸気ダクト内に設けられた第２のスロットルバルブの開閉を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、音響用のダクトを別途設けることなく、吸気音を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施の形態における車両用吸気音制御装置を搭載した車両の構成を模式的に示す図である。
【図２】吸気系および吸気系の吸気音伝達関数の一例を示す図である。
【図３】図３（ａ）は、静粛性を確保する場合の吸気音伝達関数を示す図であり、図３（ｂ）は、エンジン回転速度に対するスロットル開度を示す図である。
【図４】図４（ａ）は、スポーツサウンドをドライバに聞かせる場合の吸気音伝達関数を示す図であり、図４（ｂ）は、エンジン回転速度に対するスロットル開度を示す図である。
【図５】アクセルペダルの踏み込み速度に応じて、制御を切り替える場合の制御ブロック構成図である。
【図６】単位時間あたりのエンジン回転速度の変化量に応じて、制御を切り替える場合の制御ブロック構成図である。
【図７】ＡＴのスポーツモードの設定の有無に応じて、制御を切り替える場合の制御ブロック構成図である。
【図８】モード切り替えスイッチの状態に応じて、制御を切り替える場合の制御ブロック構成図である。
【図９】横置きエンジンの場合の吸気系のレイアウトの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、一実施の形態における車両用吸気音制御装置を搭載した車両の吸気系の構成を模式的に示す図である。車両１００の前部に位置するエンジンルーム内に、２つの吸気系２，３が接続されたＶ型６気筒のエンジン１が縦置きに配置されている。
【００１０】
吸気系２は、吸気ダクト２１、スロットルチャンバ２２、および、エアクリーナー２３を備え、吸気系３は、吸気ダクト３１、スロットルチャンバ３２、および、エアクリーナー３３を備える。スロットルチャンバ２２内には、スロットルバルブ２５が設けられ、スロットルチャンバ３２内には、スロットルバルブ３５が設けられている。なお、図１では、吸気系３の一部がカウルトップ４で隠れてしまっているので、詳細図として、詳しい構成を別に示している。吸気ダクト２１および吸気ダクト３１の管径および管長は同一とする。
【００１１】
吸気ダクト２１および吸気ダクト３１の一端はそれぞれ開放されており、他端は、１つの吸気コレクタ（不図示）を介して、吸気マニホールド（不図示）に接続されている。吸気ダクト２１の開放端２４は、フロントフェンダー内に配置され、吸気ダクト３１の開放端３４は、カウルトップ４内に配置されている。
【００１２】
開放端が異なる位置に配置されている吸気系２、３は、吸気音の音響特性が異なる。図２は、吸気系２および吸気系３の吸気音伝達関数の一例を示す図である。図２の横軸はエンジン回転速度、縦軸は吸気音伝達関数を示し、吸気音伝達関数の値が大きいほど、吸気音も大きくなる。図２において、吸気系２の吸気音伝達関数を点線で、吸気系３の吸気音伝達関数を実線でそれぞれ示す。ここでは、エンジン回転速度が所定の回転速度Ｎｔｈ以下の領域を、低回転領域と呼び、所定の回転速度Ｎｔｈより高い領域を、高回転領域と呼ぶ。
【００１３】
図２に示すように、開放端２４がフロントフェンダー内に配置されている吸気系２の伝達関数は、エンジン回転速度が遅い低回転領域において、ピーク値を取る。一方、開放端３４がカウルトップ４内に配置されている吸気系３の伝達関数は、エンジン回転速度が速い高回転領域において、ピーク値となっている。図２に示すように、低回転領域では、吸気系３より吸気系２の伝達関数の値の方が大きく、高回転領域では、吸気系２より吸気系３の伝達関数の値の方が大きい。
【００１４】
一実施の形態における車両用吸気音制御装置では、ドライバの運転意図に応じて、吸気系２のスロットルバルブ２５および吸気系３のスロットルバルブ３５の開閉を制御する。具体的には、吸気音を抑制して静粛性を確保する第１のモード、および、第１のモードよりも吸気音が大きく、迫力感のあるスポーツサウンドをドライバに聞かせる第２のモードのいずれかのモードに設定するために、スロットルバルブ２５，３５の開閉を制御する。
【００１５】
まず始めに、第１のモードの制御について説明する。図３（ａ）は、第１のモードの吸気音伝達関数を示す図であり、図３（ｂ）は、エンジン回転速度に対するスロットル開度を示す図である。第１のモードでは、図３（ａ）に示すように、エンジン回転速度が所定の回転速度Ｎｔｈ未満の場合に、吸気系３の伝達関数を選択し、エンジン回転速度が所定の回転速度Ｎｔｈ以上になると、吸気系２の伝達関数を選択する。すなわち、エンジン回転速度の低回転領域では、吸気系２より吸気系３の方が伝達関数の値が小さいため、吸気系３の伝達関数を選択し、エンジン回転速度の高回転領域では、吸気系３より吸気系２の方が伝達関数の値が小さいため、吸気系２の伝達関数を選択する。
【００１６】
上述した伝達関数を実現するため、図３（ｂ）に示すように、エンジン回転速度が所定の回転速度Ｎｔｈ未満の場合には、エンジン回転速度の上昇に応じて、スロットルチャンバ３２内のスロットルバルブ３５を徐々に開いていく。エンジン回転速度が低回転領域にある場合、吸気系３のみで必要吸気量を補うことができる。エンジン回転速度が所定の回転速度Ｎｔｈ以上の場合には、エンジン回転速度の上昇に応じて、スロットルバルブ３５を閉じていくとともに、スロットルチャンバ２２内のスロットルバルブ２５を開いていく。スロットルバルブ２５，３５の開口面積が目標空気量に応じた開口面積となるようにしつつ、吸気音が滑らかに変化するように、スロットルバルブ２５，３５の開閉を制御する。
【００１７】
続いて、第２のモードの制御について説明する。図４（ａ）は、第２のモードの吸気音伝達関数を示す図であり、図４（ｂ）は、エンジン回転速度に対するスロットル開度を示す図である。第２のモードでは、図４（ａ）に示すように、エンジン回転速度が所定の回転速度Ｎｔｈ未満の場合に、吸気系２の伝達関数を選択し、エンジン回転速度が所定の回転速度Ｎｔｈ以上になると、吸気系３の伝達関数を選択する。すなわち、エンジン回転速度が低回転領域では、吸気系３より吸気系２の方が伝達関数の値が大きいため、吸気系２の伝達関数を選択し、エンジン回転速度が高回転領域では、吸気系２より吸気系３の方が伝達関数の値が大きいため、吸気系３の伝達関数を選択する。
【００１８】
上述した伝達関数を実現するため、図４（ｂ）に示すように、エンジン回転速度が所定の回転速度Ｎｔｈ未満の場合には、エンジン回転速度の上昇に応じて、スロットルチャンバ２２内のスロットルバルブ２５を開いていく。エンジン回転速度が低回転領域にある場合、吸気系２のみで必要吸気量を補うことができる。エンジン回転速度が所定の回転速度Ｎｔｈ以上になると、スロットルチャンバ３２内のスロットルバルブ３５も開いていく。
【００１９】
第１のモードおよび第２のモードのうち、どちらのモードを選択するかは、例えば、ドライバのアクセルペダルの踏み込み速度、単位時間あたりのエンジン回転速度の変化量、ＡＴのスポーツモードの設定有無、モード切り替えスイッチ等に基づいて決定する。
【００２０】
＜アクセル踏み込み速度に応じて、モードを決定する例＞
図５は、アクセルペダルの踏み込み速度に応じて、モードを決定する場合の制御ブロック図である。
【００２１】
アクセルポジションセンサ５０は、アクセルペダルの踏み込み量を検出する。コントローラ５１Ａは、アクセルポジションセンサ５０で検出されたアクセルペダルの踏み込み量に基づいて、アクセルペダルの踏み込み速度を算出し、算出した踏み込み速度に応じて、スロットルバルブ２５、３５の開閉を制御するための指令をアクチュエータ５２に出す。アクチュエータ５２は、コントローラ５１Ａからの指令に基づいて、スロットルバルブ２５，３５の開閉を制御する。
【００２２】
コントローラ５１Ａは、算出したアクセルペダルの踏み込み速度が所定速度未満の場合には、第１のモードを選択し、所定速度以上の場合は、第２のモードを選択する。これにより、通常走行時には、静粛性の高い第１のモードが選択され、アクセルペダルの踏み込み速度が速い場合には、スポーツサウンドを奏でる第２のモードが選択される。
【００２３】
＜単位時間あたりのエンジン回転速度の変化量に応じて、モードを決定する例＞
図６は、単位時間あたりのエンジン回転速度の変化量に応じて、モードを決定する場合の制御ブロック図である。図５に示す構成と同じ構成要素については、同一の符号を付している。
【００２４】
エンジン回転速度センサ６０は、エンジン１の回転速度を検出する。コントローラ５１Ｂは、エンジン回転速度センサ６０で検出されたエンジン回転速度に基づいて、単位時間あたりのエンジン回転速度の変化量を算出し、算出した変化量に応じて、スロットルバルブ２５、３５の開閉を制御するための指令をアクチュエータ５２に出す。すなわち、コントローラ５１Ｂは、算出した単位時間あたりのエンジン回転速度の変化量が所定変化量未満の場合には、第１のモードを選択し、所定変化量以上の場合には、第２のモードを選択する。これにより、エンジン回転速度の変化量が所定変化量未満の通常走行時には、静粛性の高い第１のモードが選択され、エンジン回転速度の変化量が所定変化量以上のスポーツ走行時には、スポーツサウンドを奏でる第２のモードが選択される。
【００２５】
＜ＡＴのスポーツモードの有無に応じて、モードを決定する例＞
シフトアップするエンジン回転速度を高めに設定することで、通常よりも加速性能を向上させるスポーツモードを設定可能なＡＴが知られている。図７は、ＡＴのスポーツモードの設定の有無に応じて、モードを決定する場合の制御ブロック図である。図５に示す構成と同じ構成要素については、同一の符号を付している。
【００２６】
スポーツモードスイッチ７０は、ドライバによって、スポーツモードが設定されたときにオンし、スポーツモードが設定されていないときにオフする。コントローラ５１Ｃは、スポーツモードスイッチ７０から入力される信号に基づいて、スロットルバルブ２５、３５の開閉を制御するための指令をアクチュエータ５２に出す。すなわち、コントローラ５１Ｃは、スポーツモードが設定されている場合には、スポーツサウンドをドライバに聞かせる第２のモードを選択し、スポーツモードが設定されていない場合には、静粛性を確保する第１のモードを選択する。
【００２７】
＜モード切り替えスイッチに応じて、モードを決定する例＞
静粛性を確保する第１のモードと、スポーツサウンドをドライバに聞かせる第２のモードをドライバが選択するためのモード設定スイッチを設けておいてもよい。図８は、モード設定スイッチ８０の状態に応じて、モードを決定する場合の制御ブロック図である。図５に示す構成と同じ構成要素については、同一の符号を付している。
【００２８】
コントローラ５１Ｄは、モード設定スイッチ８０の状態に応じて、スロットルバルブ２５、３５の開閉を制御するための指令をアクチュエータ５２に出す。すなわち、コントローラ５１Ｄは、モード設定スイッチ８０の状態が第１のモードに設定されている場合には、静粛性を確保する第１のモードを選択し、第２のモードに設定されている場合には、スポーツサウンドをドライバに聞かせる第２のモードを選択する。
【００２９】
一実施の形態における車両用吸気音制御装置によれば、開放端２４が第１の場所に設けられ、他端が吸気コレクタに接続された第１の吸気ダクト２１と、開放端３４が第１の場所とは異なる第２の場所に設けられ、他端が吸気コレクタに接続された第２の吸気ダクト３１とを備え、第１の吸気ダクト２１内に設けられた第１のスロットルバルブ２５および第２の吸気ダクト３１内に設けられた第２のスロットルバルブ３５の開閉を制御することにより、吸気音を制御する。これにより、音響用ダクトを設けることなく、吸気ダクトのみで、所望の吸気音を得ることができる。
【００３０】
特に、吸気音を抑制する第１のモード、および、第１のモードに比べて吸気音が大きい第２のモードのうちの一方のモードに設定するために、第１のスロットルバルブ２５および第２のスロットルバルブ３５の開閉を制御するので、車両の状態や運転状況等に応じて、静粛性の高い吸気音と、迫力のある吸気音のうちのいずれか一方の吸気音を得ることができる。
【００３１】
一実施の形態における車両用吸気音制御装置によれば、アクセルペダルの踏み込み速度に基づいて、第１のモードおよび第２のモードのうちのいずれか一方のモードを選択するので、ドライバの意図に応じた吸気音を得ることができる。
【００３２】
また、単位時間あたりのエンジン回転速度の変化量に基づいて、第１のモードおよび第２のモードのうちのいずれか一方のモードを選択する場合には、車両の状況に応じた吸気音を得ることができる。
【００３３】
さらに、スポーツ走行モードの設定の有無に基づいて、第１のモードおよび第２のモードのうちのいずれか一方のモードを選択する場合には、車両の走行モードに応じた吸気音を得ることができる。
【００３４】
さらに、モード設定スイッチの設定に基づいて、第１のモードおよび第２のモードのうちのいずれか一方のモードを選択する場合には、吸気音を抑制した第１のモード、および、第１のモードよりも吸気音が大きい第２のモードをユーザが設定することができる。
【００３５】
本発明は、上述した一実施の形態に限定されることはない。例えば、上述した一実施の形態では、吸気ダクト２１の開放端２４をフロントフェンダー内に配置し、吸気ダクト３１の開放端３４をカウルトップ４内に配置したが、開放端は別の場所に配置してもよい。すなわち、シミュレーションや実測等により、所望の吸気音が得られる場所に開放端を配置すればよい。
【００３６】
また、開放端が異なる場所に配置された別の吸気ダクトをさらに追加してもよい。吸気ダクトを３本以上とすることにより、吸気音を抑制する第１のモード、および、第１のモードに比べて吸気音が大きい第２のモードを含む複数のモードが設定可能となる。
【００３７】
エンジンは、上述したＶ型６気筒に限定されることはない。複数の吸気系を有し、吸気コレクタが１つのエンジンであれば、直列型でもよいし、水平対向型でもよい。また、エンジンのレイアウトも縦置きに限定されることはなく、横置きでもよい。図９は、横置きエンジンの場合における２つの吸気系２，３のレイアウトの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１…エンジン
２…吸気系
３…吸気系
４…カウルトップ
２１、３１…吸気ダクト
２２、３２…スロットルチャンバ
２３、３３…エアクリーナー
２４、３４…開放端
２５、３５…スロットルバルブ
５０…アクセルポジションセンサ
５１Ａ〜５１Ｄ…コントローラ
５２…アクチュエータ
６０…エンジン回転速度センサ
７０…スポーツモードスイッチ
８０…モード設定スイッチ
【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１】
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【図４】
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【図９】
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