(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のマルチフロー排気系中を伝搬する排気騒音に影響を与えるためのアンチノイズシステムであって、
制御装置（８０）と、
音生成器（２０；２１；２３；２５；２７；２９）内に配置された少なくとも１つのアクチュエータと、を含み、
前記少なくとも１つのアクチュエータは、制御信号を受信するために前記制御装置（８０）と通信し、かつ、前記音生成器（２０；２１；２３；２５；２７；２９）の内部に音を生成するように構成され、
前記音生成器（２０；２１；２３；２５；２７；２９）は、前記車両のマルチフロー排気系の少なくとも２つの排気路（６０、６１）に同時に接続可能であり、
前記制御装置（８０）は、前記音生成器（２０；２１；２３；２５；２７；２９）内に配置された前記少なくとも１つのアクチュエータに前記車両のマルチフロー排気系の前記少なくとも２つの排気路（６０、６１）の内部の音の振幅を少なくとも部分的に、好ましくは完全に打ち消させる制御信号を生成するように構成され、
アンチノイズシステムは、前記制御装置（８０）と通信するエラーマイクロホン（７０、７１；７２；７４）を１つだけさらに含み、
前記エラーマイクロホン（７０、７１；７２；７４）は、前記排気系の内部の音を計測し、対応する計測信号を前記制御装置（８０）に出力するように適合され、
前記制御装置（８０）は、前記制御信号を前記少なくとも１つのアクチュエータに出力することによって、前記エラーマイクロホン（７０、７１；７２；７４）から受信した計測信号を少なくとも部分的に、好ましくは完全に打ち消すように構成され、
前記エラーマイクロホン（７２）は、前記排気系における、前記音生成器（２０；２１；２３；２５；２７；２９）と前記排気系との流体接続の部分にある位置で、追加のパイプ（７３）によって、前記車両のマルチフロー排気系の少なくとも２つの排気路（６０、６１）に同時に接続可能であることを特徴とするアンチノイズシステム。
【請求項２】
前記制御装置（８０）は、前記車両の内燃機関（１００）のエンジン制御ユニット（９０）に接続可能であり、
前記制御装置（８０）は、前記エンジン制御ユニット（９０）から受信した信号に応じたデジタル制御信号を生成するように構成された、請求項１に記載のアンチノイズシステム。
【請求項３】
・前記システムがアクチュエータを１つだけ含むという条件と、
・前記システムが制御装置（８０）を１つだけ含むという条件と、のうちの少なくとも１つを満たす、請求項１又は２に記載のアンチノイズシステム。
【請求項４】
前記音生成器（２７）が、ツインＤ型パイプ（２６）を含み、前記ツインＤ型パイプ（２６）の両方のＤ型パイプが前記音生成器（２７）の内部空間と流体連通し、前記ツインＤ型パイプのＤ型パイプはそれぞれ、前記車両のマルチフロー排気系の排気路（６０、６１）の１つに接続可能である、請求項１から３のうちの１項に記載のアンチノイズシステム。
【請求項５】
前記音生成器（２３）が、Ｙ型パイプ（２４）を含み、前記Ｙ型パイプ（２４）の１つの脚部は前記音生成器（２３）の内部空間と流体連通し、前記Ｙ型パイプ（２４）の残りの脚部はそれぞれ、前記車両のマルチフロー排気系の排気路（６０、６１）の１つに接続可能である、請求項１から３のうちの１項に記載のアンチノイズシステム。
【請求項６】
前記音生成器（２５）が、いくつかの接続パイプ（６６、６７）が挿入される前室空間を含み、それにより、接続パイプ（６６、６７）はそれぞれ、前記車両のマルチフロー排気系の排気路（６０、６１）の１つに接続可能である、請求項１から３のうちの１項に記載のアンチノイズシステム。
【請求項７】
車両用のマルチフロー排気系であって、
前記車両の内燃機関（１００）に接続可能であり、前記内燃機関（１００）から排出された排気ガスを通過させるように適合された少なくとも２つの排気路（６０、６１）であって、それぞれの排気路（６０、６１）を通過する排気ガスを前記排気系の外部に排出するテールパイプ（５０、５１）をそれぞれ含む排気路（６０、６１）と、
前記車両のマルチフロー排気系中を伝搬する排気騒音に影響を与えるための、請求項１から６のうちの１項に記載のアンチノイズシステムと、を含み、
前記音生成器（２０；２１；２３；２５；２７；２９）が、前記車両のマルチフロー排気系の前記少なくとも２つの排気路（６０、６１）に同時に接続された、マルチフロー排気系。
【請求項８】
車両用のマルチフロー排気系であって、
前記車両の内燃機関（１００）に接続可能であり、前記車両の前記内燃機関（１００）から排出された排気ガスを通過させるように適合された少なくとも２つの排気路（６０、６１）であって、それぞれの排気路（６０、６１）を通過する排気ガスを前記排気系の外部に排出するテールパイプ（５０、５１）をそれぞれ含む排気路（６０、６１）と、
マルチフロー排気系中を伝搬する排気騒音に影響を与えるための請求項１に記載のアンチノイズシステムと、を含み、
前記音生成器（２０；２１；２３；２５；２７；２９）が、前記車両のマルチフロー排気系の前記少なくとも２つの排気路（６０、６１）に同時に接続され、
前記エラーマイクロホン（７２）が、前記排気ガスの流れに関して前記音生成器（２０；２１；２３；２５；２７；２９）と前記排気系との流体接続の部分にある位置で、追加のパイプ（７３）によって、前記車両のマルチフロー排気系の前記少なくとも２つの排気路（６０、６１）に同時に接続された、マルチフロー排気系。
【請求項９】
前記マルチフロー排気系の前記少なくとも２つの排気路（６０、６１）の全てにおいて、前記内燃機関（１００）と、前記音生成器（２０；２１；２３；２５；２７；２９）がそれぞれの排気路（６０、６１）に接続されたそれぞれの排気路（６０、６１）上の位置との間の長さが同一であり、それぞれの排気路（６０、６１）と前記音生成器（２０；２１；２３；２５；２７；２９）との間の全ての接続パイプの長さが同一である、請求項７又は８に記載のマルチフロー排気系。
【請求項１０】
前記少なくとも２つの排気路（６０、６１）が、前記排気路を通過する前記排気ガスの流れ方向に関して前記音生成器（２０；２１；２３；２５；２７；２９）と前記排気系との流体接続の部分よりも上流かつ前記内燃機関（１００）よりも下流に位置する共有空間（１１０）を含む、請求項７から９のうちの１項に記載のマルチフロー排気系。
【請求項１１】
前記少なくとも２つの排気路（６０、６１）が、前記排気路を通過する排気ガスの流れ方向に関して前記テールパイプ（５０、５１）よりも上流かつ前記内燃機関（１００）よりも下流に位置する共有空間（１１０'）を含み、
前記音生成器（２９）は、前記共有空間（１１０'）の領域に配置され、これにより、前記車両のマルチフロー排気系の前記少なくとも２つの排気路（６０、６１）の両方に同時に接続される、請求項７から９のうちの１項に記載のマルチフロー排気系。
【請求項１２】
エンジン制御ユニット（９０）を有する内燃機関（１００）と、
前記内燃機関（１００）と流体連通する、請求項７から１１のうちの１項に記載のマルチフロー排気系と、を含む車両（１２）であって、
前記アンチノイズシステムの制御装置（８０）が、前記車両の前記内燃機関（１００）のエンジン制御ユニット（９０）と通信する、車両（１２）。
【請求項１３】
特に請求項１から６のうちの１項に記載の、車両のマルチフロー排気系中を伝搬する排気騒音に影響を与えるためのアンチノイズシステムの制御方法であって、
前記車両のエンジン制御ユニットから動作パラメータを受信するステップ、および／または、
前記排気系の内部の音を計測するステップと、
前記動作パラメータおよび／または前記計測された音に応じた制御信号であって、前記マルチフロー排気系の少なくとも２つの排気路を通過する空気伝搬音を少なくとも部分的に、好ましくは完全に打ち消すように適合された制御信号を算出するステップと、
少なくとも１つのアクチュエータを前記制御信号で動作させることによって空気伝搬アンチノイズを生成するステップと、
前記生成された空気伝搬アンチノイズを前記マルチフロー排気系の少なくとも２つの排気路に同時に供給するステップと、を含む方法。
【請求項１４】
マルチフロー排気系中を伝搬する排気騒音に影響を与えるためのアンチノイズシステムの使用であって、
請求項１から６のうちの１項に記載のアンチノイズシステムを準備するステップと、
前記音生成器を車両のマルチフロー排気系の少なくとも２つの排気路に接続するステップと、を含む使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
本出願は、独国にて２０１３年６月２５日付で出願された特許出願第１０  ２０１３  ０１０  ６０９．５号の優先権を主張するものであり、この出願の内容全体を参照により本明細書に援用する。
【０００２】
本発明は、内燃機関によって駆動される車両の排気系中を伝搬する音波（排気騒音）に影響を与えるためのシステムに関する。より詳細には、本発明は、マルチフロー排気系中を伝搬する音波に影響を与えるためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
マルチフロー排気系は、大量の排気ガスの流れをほとんど抵抗を受けずに確実に排出するために用いられる。大量の排気ガスの流れは、特に、強力なエンジンの場合に発生する。マルチフロー排気系の特徴は、内燃機関から発生して排気系を通過した排気ガスが排気系の少なくとも２つのテールパイプを介して周囲へ排出されることである。
【０００４】
内燃機関の構造（例えば、レシプロピストンエンジン、ピストンのないロータリーエンジン、またはフリーピストンエンジン）にかかわらず、連続して実行される行程（特に、混合気の吸入および圧縮、燃焼、ならびに燃焼混合気の排出）の結果として騒音が発生する。一方では、その騒音は、内燃機関中を固体伝搬音として伝搬し、内燃機関の外部へ空気伝搬音として放出される。他方では、その騒音は、内燃機関と流体連通（fluid communication）する排気系中を空気伝搬音として燃焼混合気と共に伝搬する。
【０００５】
これらの騒音は有害なものとみなされることが多い。一方では、内燃機関によって駆動される車両の製造会社が遵守するべき、騒音からの保護に関する法による規定が存在する。これらの法による規定は、通常、車両の動作についての最大許容音圧を示している。製造会社は、他方で、それぞれの製造会社のイメージに合い、かつ顧客に評判のよい特徴的な騒音放出を自社が生産する内燃機関により駆動される車両に付与しようとする。排気量が小さい現在のエンジンは、このような意図された特徴的騒音を自然に生成することができない場合が多い。
【０００６】
内燃機関中を固体伝搬音として伝搬する騒音は、かなり小さくすることができるため、騒音からの保護に関する限り、通常は問題にならない。排気量の小さい内燃機関の使用またはさらには電気モータの使用の増加に伴って、エンジン（またはモータ）騒音がしばしばユーザにとって魅力的でなく、かつ／または、車両製造会社のイメージに合わないという問題が生じている。
【０００７】
内燃機関の排気系中を空気伝搬音として燃焼混合気と共に伝わる騒音は、排気系の排出開口の手前、かつ触媒コンバータがある場合はその下流、に位置する排気マフラーによって低減される。各マフラーは、例えば、吸収および／または反射の原理によって作用し得る。どちらの動作原理も、欠点は、比較的大きい空間を必要とし、燃焼混合気に対して比較的高い抵抗を生じ、その結果、車両の全体効率が低下し、燃料消費が増加することである。
【０００８】
かなり以前から、マフラーに代わるものまたはマフラーを補うものとして、内燃機関によって生成されて排気系中を伝搬する空気伝搬騒音に、電気音響的に生成されたアンチノイズを重畳する、いわゆるアンチノイズ（アンチサウンド）システムが開発されている。例えば以下の特許文献１〜１８からそれぞれのシステムが公知である。
【０００９】
各アンチノイズシステムは、典型的には、いわゆるフィルタードＸ最小平均二乗（ＦｘＬＭＳ）アルゴリズムを用いて、エラーマイクロホンで計測されたエラー信号を、排気系と流体連通する少なくとも１つのスピーカで音響騒音を出力することによってゼロ（ノイズキャンセレーションの場合）または予め設定された閾値（騒音に影響を与える場合）にしようとする。排気系中を伝搬する音波とスピーカによって生成されるアンチノイズとの完全に相殺的な干渉を達成するためには、スピーカからの音波は、排気系中を伝搬する音波と振幅および周波数が一致していながら１８０度の相対的位相ずれを有していなければならない。仮に、スピーカで生成されたアンチノイズ音波と排気系中を伝搬する空気伝搬音の音波とが周波数で一致し、相対的に１８０度の位相ずれがあっても、振幅で一致していなければ、排気系中を伝搬する空気伝搬音の音波は減衰されるだけである。アンチノイズは、ＦｘＬＭＳアルゴリズムを用いて、互いに９０度ずれた２つの正弦波振動の適切な周波数および位相位置を決定し、これらの正弦波振動の所要振幅を算出することによって、排気管中を伝搬する空気伝搬騒音の周波数帯ごとに別々に算出される。アンチノイズシステムは、音の打消しまたは音に影響を与えたことが、排気系の少なくとも外部で、しかし必要に応じて内部でも、可聴かつ計測可能であることを目標とする。本文書において用いられる用語「アンチノイズ」は、アンチノイズシステムの少なくとも１つのスピーカによって出力される音を燃焼機関の連続して実行される行程の結果として排気系中を伝搬する空気伝搬音と区別するためのものである。アンチノイズ自体は単純な空気伝搬音である。なお、本文書はＦｘＬＭＳアルゴリズムの使用に限定されるものではない。
【００１０】
以下に、先行技術に係るアンチノイズシステムを含む排気系について、図１および図２を参照しながら説明する。
【００１１】
アンチノイズシステム１を特徴として備える排気系は、スピーカ３を内蔵し、テールパイプ４の領域で排気系６に接続された防音筐体の形態の音生成器２を含む。
【００１２】
テールパイプ４は、排気系を通過した排気ガスを環境へ排出するための排出開口５を含む。
【００１３】
圧力センサの形態のエラーマイクロホン７がテールパイプ４に設けられる。エラーマイクロホン７は、排気系６と音生成器２との流体接続（fluid connection）を提供する領域よりも下流の部分でテールパイプ４の内部の圧力変動すなわち騒音を計測する。本明細書において用語「下流」は、排気ガスの流れの方向に関する。図２に排気ガスの流れの方向を矢印で示す。
【００１４】
スピーカ３およびエラーマイクロホン７は、（アンチノイズ）制御装置８に電気的に接続される。さらに、制御装置８は、ＣＡＮデータバスを介して内燃機関１０のエンジン制御ユニット９に接続される。
【００１５】
アンチノイズ制御装置８は、フィルタードｘ最小平均二乗（ＦｘＬＭＳ）アルゴリズムを用いて、エラーマイクロホン７で計測された騒音と、ＣＡＮデータバスを介して受信した燃焼機関１０の動作パラメータとに基づいて、スピーカ３用のデジタル制御信号を算出し、これにより、デジタル制御信号は、排気系６の内部を伝搬する騒音をアンチノイズの印加によって実質的に消音することを可能にし、スピーカ３に提供される。
【００１６】
排気騒音に影響を与えるための既に知られているシステムの欠点は、これらのシステムがマルチフロー排気系用に設計されたものではないことである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】米国特許第４，１７７，８７４号明細書
【特許文献２】米国特許第５，２２９，５５６号明細書
【特許文献３】米国特許第５，２３３，１３７号明細書
【特許文献４】米国特許第５，３４３，５３３号明細書
【特許文献５】米国特許第５，３３６，８５６号明細書
【特許文献６】米国特許第５，４３２，８５７号明細書
【特許文献７】米国特許第５，６００，１０６号明細書
【特許文献８】米国特許第５，６１９，０２０号明細書
【特許文献９】欧州特許第０  ３７３  １８８号明細書
【特許文献１０】欧州特許出願公開第０  ６７４  ０９７号明細書
【特許文献１１】欧州特許第０  ７５５  ０４５号明細書
【特許文献１２】欧州特許第０  ９１６  ８１７号明細書
【特許文献１３】欧州特許第１  ０５５  ８０４号明細書
【特許文献１４】欧州特許第１  ６２７  ９９６号明細書
【特許文献１５】独国特許出願公開第１９７  ５１  ５９６号明細書
【特許文献１６】独国特許第１０  ２００６  ０４２  ２２４号明細書
【特許文献１７】独国特許出願公開第１０  ２００８  ０１８  ０８５号明細書
【特許文献１８】独国特許出願公開第１０  ２００９  ０３１  ８４８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明の実施形態は、マルチフロー排気系中を伝搬する排気ガス騒音に影響を与えるための、低複雑性かつ低コストのアンチノイズシステムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
実施形態は、マルチフロー排気系中を伝搬する排気騒音に影響を与えるためのアンチノイズシステムに関係する。本システムは、制御装置と、少なくとも１つのアクチュエータとを含む。アクチュエータは、制御信号を受信し、該制御信号に応じた音を生成するように構成される。上記アクチュエータは、具体的にはスピーカ、より具体的にはボイスコイルスピーカであり得る。上記少なくとも１つのアクチュータは、音生成器内部に配置される。上記少なくとも１つのアクチュエータが各々の内部に配置された複数の音生成器が設けられてもよい。少なくとも１つのアクチュエータは、例えば、光学および／または電気配線を介して制御信号を受信するために制御装置と通信し、音生成器内に音を生成するように構成される。これにより、制御装置から受信された制御信号に応じた音が音生成器内に生成される。音生成器は、車両のマルチフロー排気系の少なくとも２つの排気路に同時に接続されるようにも構成される。制御装置は、音生成器内に配置された少なくとも１つのアクチュエータに上記車両のマルチフロー排気系の少なくとも２つの排気路の内部の音の振幅を少なくとも部分的に、好ましくは完全に打ち消させる制御信号を生成するように構成され、したがってソフトウェアによって構成される。
【００２０】
この結果、音生成器は、マルチフロー排気系の少なくとも２つの排気路に対して同時に割り当てられ、流体接続を介してこれらの排気路を音で満たす。したがって、マルチフロー排気系において、少なくとも１つのアクチュエータを備えた別個の音生成器を排気路ごとに設ける必要がない。よって、制御装置は１つあればよい。このことは、設置スペースおよび費用の節約になり、構造の複雑性を低減させる。
【００２１】
本文書において、マルチフロー排気系は、内燃機関の燃焼室と流体連通しているかまたは流体連通するようになっている少なくとも２つのテールパイプを有する排気系であると理解される。排気系は、内燃機関の燃焼室と流体連通しているかまたは内燃機関の燃焼室と流体連通するようになっているテールパイプを、例えば、２つだけ有していてもよく、または少なくとも１対有していてもよい。
【００２２】
一実施形態によると、アンチノイズシステムは、上記制御装置に接続された少なくとも１つのエラーマイクロホンをさらに含む。エラーマイクロホンは、排気系の内部の音を計測し、対応する計測信号を光学または電気配線を介して制御装置に出力するように構成される。制御装置は、制御信号を上記少なくとも１つのアクチュエータに出力することによって、エラーマイクロホンから受信した計測信号を少なくとも部分的に、好ましくは完全に打ち消すように構成される。これは、エラーマイクロホンによって計測され且つ排気系を通過する音の振幅を少なくとも部分的に、または完全に打ち消すことによって、間接的に達成される。
【００２３】
一実施形態によると、上記少なくとも１つのエラーマイクロホンは、排気ガスの流れに関して音生成器と排気系との流体接続の部分にある位置で、追加の管によって、車両のマルチフロー排気系の少なくとも２つの排気路に同時に接続可能である。
【００２４】
このため、エラーマイクロホンは、マルチフロー排気系の少なくとも２つの排気路に同時に対応付けられるので、閉ループ制御回路はただ１つあればよい。このことにより、構造の複雑性が低減する。
【００２５】
一実施形態によると、エラーマイクロホンの上記少なくとも２つの排気路への流体接続は、特に可撓性を有し、特に同じ長さを有する２つの管によって実現され、これにより、該２つの管はＴ型パイプまたはＹ型パイプを用いて相互に接続され、各管の自由端は排気路に接続される。そして、エラーマイクロホンは、Ｔ型パイプまたはＹ型パイプの残りの脚部に取り付けられる。
【００２６】
別の実施形態によると、少なくとも１つのエラーマイクロホンが排気系の排気路ごとに設けられ、これにより、エラーマイクロホンは、車両のマルチフロー排気系の対応付けられた排気路にのみ接続可能であり、排気系における、音生成器と排気系との流体接続の部分の位置にある。一実施形態によると、エラーマイクロホンは、排気系における、音生成器と排気系との流体接続の部分よりも排気ガスの流れに関して下流の位置で接続可能であり得る。
【００２７】
これゆえに、排気路ごとに別個のエラーマイクロホンが設けられてもよい。一実施形態によると、これらのエラーマイクロホンの計測値の平均が求められ、平均値に対応する計測信号が制御装置に出力される。このようにして、いくつかのエラーマイクロホンが存在する場合であっても、設けられる閉ループ回路は１つだけであり得る。
【００２８】
一実施形態によると、上記制御装置は、車両の内燃機関のエンジン制御ユニットに接続可能であり、該エンジン制御ユニットから受信した信号に応じたデジタル制御信号を生成するように構成される（したがってソフトウェアによって構成される）。上記エンジン制御ユニットから受信される信号は、例えば、内燃機関のエンジン速度および／またはトルクを含み得る。
【００２９】
一実施形態によると、本システムは、アクチュエータを１つだけ含み、よって音生成器を１つだけ含む。
【００３０】
一実施形態によると、本システムは、エラーマイクロホンを１つだけ含む。
【００３１】
一実施形態によると、本システムは、制御装置を１つだけ含む。
【００３２】
一実施形態によると、音生成器は、ツインＤ型パイプを含み、該ツインＤ型パイプの両方のＤ型パイプが音生成器の共有の内部空間と同時に流体連通し、かつ、該ツインＤ型パイプの各Ｄ型パイプは、車両のマルチフロー排気系の排気路の１つと接続可能である。ツインＤ型パイプは、２つの半円形状断面のパイプをそれぞれの平坦な側で合わせ、長手方向の縁を例えば溶接シームによって接合することによって形成される。
【００３３】
別の実施形態によると、音生成器は、Ｙ型パイプを含み、該Ｙ型パイプの１つの脚部は音生成器の内部空間と流体連通し、該Ｙ型パイプの他の脚部はそれぞれ、車両のマルチフロー排気系の排気路の１つに接続可能である。
【００３４】
さらに別の実施形態によると、音生成器は、いくつかの接続パイプが同時に挿入される前室空間（antechamber volume）を含み、各接続パイプは、車両のマルチフロー排気系の対応付けられた１つの排気路にのみ接続可能である。
【００３５】
一実施形態によると、上記少なくとも１つの音生成器は、少なくとも１つのスピーカを収容するスピーカ筐体である。
【００３６】
車両用のマルチフロー排気系の実施形態は、少なくとも２つの排気路、具体的には少なくとも１対の排気路、より具体的には２つの排気路と、上述のようなアンチノイズシステムとを含む。上記少なくとも２つの排気路は、車両の内燃機関に接続可能であり、内燃機関から排出された排気ガスを通過させるようになっている。上記少なくとも２つの排気路はそれぞれ、各排気路を通る排気ガスを排気系から排出するテールパイプを含む。音生成器は、車両のマルチフロー排気系の上記少なくとも２つの排気路に同時に接続される。
【００３７】
一実施形態によると、上記マルチフロー排気系のアンチノイズシステムは、排気ガスの流れに関して、排気系における、音生成器と排気系との流体接続の部分にある位置で、追加のパイプによって、車両のマルチフロー排気系の上記少なくとも２つの排気路に同時に接続された、少なくとも１つのエラーマイクロホンを含む。
【００３８】
一実施形態によると、上記マルチフロー排気系のアンチノイズシステムは、排気系の排気路ごとに少なくとも１つのエラーマイクロホンを含み、該エラーマイクロホンは、排気ガスの流れに関して、排気系における、音生成器と排気系との流体接続の部分にある位置で、車両のマルチフロー排気系の対応付けられた１つの排気路にのみ接続される。
【００３９】
一実施形態によると、マルチフロー排気系の上記少なくとも２つの排気路の全てにおいて、内燃機関と、音生成器が各排気路に接続された各排気路上の位置との間の長さが同一である。あるいは、１０％未満、具体的には５％未満、より具体的には３％未満の長さの差が許容される。さらに、それぞれの排気路と音生成器との間の各導管の長さも同一である。あるいは、１０％未満、具体的には５％未満、より具体的には３％未満の長さの差が許容される。この結果、導管の長さが異なることによって音が排気路中を伝搬するのにかかる時間に差が出ることがない。
【００４０】
一実施形態によると、マルチフロー排気系の上記少なくとも２つの排気路は、当該排気路を通過する排気ガスの流れ方向に関して音生成器と排気系との流体接続の部分よりも上流かつ内燃機関よりも下流に位置する共有（共通）の空間を含む。この共有空間により、上記少なくとも２つの排気路中を伝搬する２つの音波の位相が確実に実質的に同一となる。この共有空間は、例えば、ターボチャージャ領域に設けられ得る。
【００４１】
一実施形態によると、上記少なくとも２つの排気路は、当該排気路を通過する排気ガスの流れ方向に関してテールパイプよりも上流かつ内燃機関よりも下流に位置する共通の空間を含む。音生成器は、この共通の空間の領域内に配置され、したがって上記車両のマルチフロー排気系の少なくとも２つの排気路に同時に接続される。この共通の空間は、例えば、ターボチャージャ領域に設けられ得る。これにより、音生成器がこの共通の空間内に配置される必要がなくなる。音生成器はこの共通の空間と流体接続／連通していればよい。
【００４２】
一実施形態によると、マルチフロー排気系の上記少なくとも２つの排気路のそれぞれは、別個のマフラー（例えば、プレマフラーおよび／または中間マフラー）ならびに／あるいは別個の放出制御システム（例えば、触媒コンバータ）を含む。上記別個のマフラーおよび／または別個の放出制御システムは、内燃機関および／または共通の空間（音生成器と排気系との流体接続の部分よりも上流かつ内燃機関よりも下流に位置する）と、音生成器が各排気路に接続された各排気路上の位置との間に位置する。対応付けられた排気路を通過する排気ガスのみがそれぞれの当該別個のマフラーおよび放出制御システムを流れる。
【００４３】
自動車の実施形態は、エンジン制御ユニットを備えた内燃機関と、上述のようなマルチフロー排気系とを含む。マルチフロー排気系は、内燃機関、特に内燃機関の燃焼室と流体連通する。マルチフロー排気系のアンチノイズシステムの制御装置は、車両の内燃機関のエンジン制御ユニットに接続される。
【００４４】
車両のマルチフロー排気系中を伝搬する排気騒音に影響を与えるためのアンチノイズシステムの制御方法の実施形態は、以下のステップを含む。車両のエンジン制御ユニットから動作パラメータ（例えば、エンジン速度および／またはトルクなど）を受信する。追加的にまたは代替的に、排気系の内部の音が計測されてもよい。次いで、動作パラメータおよび／または計測された音に基づいて、内燃機関によって生成されてマルチフロー排気系の上記少なくとも２つの排気路を通過する空気伝搬音の振幅を少なくとも部分的に、好ましくは完全に打ち消すように適合された制御信号を算出する。次いで、少なくとも１つのアクチュエータを上記制御信号を用いて動作させることによって空気伝搬アンチノイズを生成し、内燃機関によって生成されて上記少なくとも２つの排気路を通過する音の振幅を少なくとも部分的に、好ましくは完全に打ち消すために、マルチフロー排気系の少なくとも２つの排気路に同時にアンチノイズを供給する。アンチノイズシステムは、例えば、上述のアンチノイズシステムである。
【００４５】
車両のマルチフロー排気系を通過する排気騒音に影響を与えるためのアンチノイズシステムの使用の実施形態は、上述のようなアンチノイズシステムを準備するステップと、音生成器を車両のマルチフロー排気系の少なくとも２つの排気路に結合するステップとを含む。これにより、音生成器は、少なくとも２つの排気路と同時に流体連通するように使用される。
【００４６】
なお、本明細書および請求項において特徴を列挙するために用いられる「含む（including）」、「含む（comprising）」、「含む（containing）」、「有する（having）」、および「備えた（with）」という用語ならびにそれらの文法的変化は、一般に、例えば方法のステップ、構成要素、範囲、または寸法などのような特徴を非制限的に列挙するものと考えられ、１つ以上の他の特徴または他のもしくは追加の特徴のグループの存在または追加を除外するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
本開示の上記およびその他の有利な特徴は、以下の代表的な実施形態の詳細な説明ならびに請求項および図面からより明らかになる。図面において、同じまたは類似の要素は、同じまたは類似の参照符号によって示す。なお、本発明は以下に説明する代表的な実施形態に限定されるわけではなく、添付の請求項の範囲によって定められ、また、全ての考えられ得る実施形態が本明細書において特定される利点のひとつひとつの全てまたはいずれかを必ずしも提示するとは限らない。特に、本発明に係る実施形態において、個々の特徴が以下に挙げる例とは異なる数および組合せで実施されることもある。以下の本発明の代表的な実施形態の説明においては、次の添付の図面を参照する。
【図１】図１は、アンチノイズシステムの音生成器を含む排気系の一部の斜視図を概略的に示す。
【図２】図２は、先行技術に係る、内燃機関の排気系と協働するアンチノイズシステムであって、図１の音生成器が用いられ得るアンチノイズシステムのブロック図を概略的に示す。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の実施形態に係る、内燃機関の排気系と協働するアンチノイズシステムを概略的に示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の実施形態に係る、内燃機関の排気系と協働するアンチノイズシステムを概略的に示す。
【図３Ｃ】図３Ｃは、本発明の実施形態に係る、内燃機関の排気系と協働するアンチノイズシステムを概略的に示す。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明の実施形態に係る、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃのアンチノイズシステムの音生成器の、内燃機関の排気系への接続を概略的に示す。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明の実施形態に係る、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃのアンチノイズシステムの音生成器の、内燃機関の排気系への接続を概略的に示す。
【図４Ｃ】図４Ｃは、本発明の実施形態に係る、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃのアンチノイズシステムの音生成器の、内燃機関の排気系への接続を概略的に示す。
【図４Ｄ】図４Ｄは、本発明の実施形態に係る、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃのアンチノイズシステムの音生成器の、内燃機関の排気系への接続を概略的に示す。
【図４Ｅ】図４Ｅは、本発明の実施形態に係る、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃのアンチノイズシステムの音生成器の、内燃機関の排気系への接続を概略的に示す。
【図５】図５は、本発明に係るアンチノイズシステムを備える排気系を含む自動車を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
以下、本発明のいくつかの実施形態を図面に関して説明する。
【００４９】
図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃを参照すると、内燃機関１００によって生成された排気ガス流は、まずまとめられ、次いでターボチャージャ１１０に供給される。その後、排気ガスは、２つの排気路６０、６１に沿って２つの触媒コンバータ６２、６３と２つのプレマフラー６４、６５とを別々に通され、最終的にテールパイプ５０、５１の排出開口４０、４１を通って周囲へ排出される。排気ガスの流れの方向を矢印で示す。
【００５０】
なお、ターボチャージャ１１０、触媒コンバータ６２、６３、およびプレマフラー６４、６５は、全くの任意である。代替的にまたは追加的に、放出制御および音吸収のために他の要素が設けられてもよい。さらに、２対以上の排気路があってもよい。
【００５１】
図３Ａ、図３Ｂ、および図３Ｃの全ての実施形態によると、アンチノイズシステムは、スピーカが内部に配置された音生成器２０を含む。音生成器２０は、テールパイプ５０、５１の近くで、導管２１を介して２つの排気路６０、６１と流体連通する。
【００５２】
２つの排気路６０、６１において、内燃機関１００と、音生成器２０が各排気路６０、６１に接続された各排気路６０、６１上の位置との間の長さは同一である。但し、このことは必須ではない。
【００５３】
図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃの全ての実施形態によると、圧力センサからなる少なくとも１つのエラーマイクロホン７０、７１、７２が、音生成器が流体接続された領域とテールパイプ５０、５１との間に配置される。
【００５４】
図３Ａの実施形態によると、排気路６０の内部の圧力変動すなわち音を計測するための１つのエラーマイクロホン７０のみが設けられる。
【００５５】
図３Ｂの実施形態によると、排気路６０、６１のそれぞれが、対応付けられた排気路６０、６１の内部の圧力変動すなわち音を計測するためのエラーマイクロホン７０、７１を含む。
【００５６】
図３Ｃの実施形態によると、Ｔ型ホース継手７３を介して２つの排気路６０、６１と同時に流体連通し、該２つの排気路６０、６１の内部の圧力変動すなわち音を同時に計測する１つのエラーマイクロホン７２のみが設けられる。
【００５７】
音生成器２０のスピーカとエラーマイクロホン７０、７１、７２とは、制御線によってアンチノイズ制御装置８０に接続される。
【００５８】
アンチノイズ制御装置８０は、ＣＡＮデータバスを介して内燃機関１００のエンジン制御ユニット９０にさらに接続され、内燃機関１００の最新の動作パラメータ、特にエンジン速度およびトルクをエンジン制御ユニット９０から受信する。なお、ＣＡＮデータバスの代わりに、異なる車両データバス、特にＬＩＮデータバス、ＭＯＳＴデータバス、またはＦｌｅｘＲａｙデータバスが用いられてもよい。
【００５９】
本事例ではソフトウェアによって構成されたマイクロプロセッサであるアンチノイズ制御装置８０は、エンジン制御ユニット９０から受信した内燃機関の動作パラメータと、エラーマイクロホン７０、７１、７２から受信したエラー信号（計測信号）とに基づいて、フィルタードＸ最小平均二乗（ＦｘＬＭＳ）アルゴリズムを用いて制御信号を生成するように適合され、これにより、制御信号は、排気路６０、６１を通過する騒音が振幅において少なくとも部分的に打ち消されるように音生成器２０のスピーカを動作させるように適合される。騒音打消しの点から見た結果は、エラーマイクロホン７０、７１、７２によって確かめることができる。
【００６０】
図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、図４Ｄ、および図４Ｅから明白なように、２つの排気路６０、６１への音生成器２０の接続は、上記の実施形態のそれぞれにおいて異なるように実施することができる。
【００６１】
図４Ａ、図４Ｂ、および図４Ｃの全ての実施形態によると、テールパイプ５０、５１は、対応するそれぞれの排気路６０、６１にＹ型マニホルド６６、６７によって接続される。各Ｙ型マニホルド６６、６７の基部つまり根元は、対応するテールパイプ５０、５１に接続され、Ｙ型マニホルドの１つの脚部は、それぞれの排気路６０、６１の導管に接続される。Ｙ型マニホルド６６、６７の他方の脚部は、各音生成器２１、２３、２５と流体連通する。Ｙ型マニホルド６６、６７の脚部間が鋭角であるため、対応する音生成器２１、２３、２５のスピーカは、排気路６０、６１を通過する排気ガスの圧力の影響を受けることがない。
【００６２】
図４Ａの実施形態によると、音生成器２１の流体接続は、Ｔ型アダプタ２２を用いて達成され、該Ｔ型アダプタは、両方の脚部がＹ型マニホルド６６、６７の脚部に接続され、基部が音生成器２１に接続される。
【００６３】
図４Ｂの実施形態によると、音生成器２３の流体接続は、Ｙ型アダプタ２４を用いて達成され、該Ｙ型アダプタは、両方の脚部がＹ型マニホルド６６、６７の脚部に接続され、基部が音生成器２３に接続される。
【００６４】
図４Ｃの実施形態によると、音生成器２５は、Ｙ型マニホルド６６、６７の２つの脚部が挿入される前室空間を含む。
【００６５】
また、図４Ｄの実施形態において、２つのテールパイプ５０、５１は、Ｙ型マニホルド６８、６９によって、各Ｙ型マニホルド６８、６９の基部つまり根元がそれぞれ対応するテールパイプ５０、５１に接続され、且つ、Ｙ型マニホルド６８、６９の一方の脚部がそれぞれの排気路６０、６１の導管に接続された状態で、それぞれの対応する排気路６０、６１に接続される。Ｙ型マニホルド６８、６９の他方の脚部は、音生成器２７との接続部付近では、ツインＤ型パイプとして構成される。これにより、音生成器２７との接続部付近では、Ｙ型マニホルド６８、６９の他方の脚部のそれぞれが、半円形の断面を有し、それらの平坦な側が互いに合わせられ、溶接シームによって接合されている。
【００６６】
図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、および図４Ｄの全ての実施形態によると、排気路６０、６１のそれぞれと音生成器２１、２３、２５、２７との間の各導管の長さが同一である。
【００６７】
使用されるエラーマイクロホンは、図４Ａ〜図４Ｄには図示されていない。図３Ａ〜図３Ｃに示すように、
各音生成器２１、２３、２５、２７の排気路６０、６１への流体接続が行われる領域よりも下流に排気ガスの流れに沿って配置され、２つの排気路６０、６１のうちの一方に対応付けられた１つのエラーマイクロホンを設けること、
または、
それぞれが２つの排気路６０、６１のうちの一方に対応付けられ、各音生成器２１、２３、２５、２７の排気路６０、６１への流体接続が行われる領域よりも下流に排気ガスの流れに沿って配置された２つのエラーマイクロホンを設けること、
または、
両方の排気路６０、６１に同時に対応付けられ、各音生成器２１、２３、２５、２７の排気路６０、６１への流体接続が行われる領域よりも下流に排気ガスの流れに沿って配置された流体接続部によってこれらの排気路に接続された１つのエラーマイクロホンを設けること、という選択肢がある。
【００６８】
図４Ｅの実施形態によると、音生成器２９は、導管２８を通じて空間１１０’と流体連通し、該空間１１０’は、２つの排気路６０、６１に共有されている。この空間１１０’は、排気路６０、６１を通過する排気ガスに沿って内燃機関１００よりも下流かつテールパイプ５０、５１よりも上流に位置する。図示した実施形態において、空間１１０’は、ターボチャージャ（図示せず）よりも下流に位置する。さらに、音生成器２９の空間１１０’への流体接続の領域よりも下流（排気ガスの流れに関して）に、空間１１０’と流体連通するエラーマイクロホン７４が設けられる。さらに、エラーマイクロホン７４は制御装置８０に接続される。
【００６９】
図５を参照すると、内燃機関１００と、さらに、マルチフロー排気系（図５にはそのうちの排気路６０のみが示されている）とアンチノイズ制御装置８０とを備えた上記のアンチノイズシステムとが搭載された自動車が図示されている。スピーカを備えた音生成器は図５には示されていない。
【００７０】
本開示は、ある代表的な実施形態に関して説明したが、当業者にとって多くの代替、修正および変形が明らかであることは明白である。したがって、本明細書中に記載の本開示の代表的な実施形態は、例示的なものであり、いかなる点においても限定的なものではない。以下の請求項によって定められる本開示の精神および範囲から逸脱することなく種々の変更を行い得る。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図５】
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