(57)【要約】  本発明は、少なくとも１つの吸気路（５，６）と、少なくとも１つの排気路（７，８）と、少なくとも２つの気筒（４）または少なくとも２つのグループ（２，３）に区分けられた気筒（４）とを備え、気筒のうち少なくとも１つは電子制御によって休止可能である内燃機関に関する。車室内部空間の運転ノイズの質を改善するために、休止された少なくとも１つの気筒（４）の少なくとも１つの吸気路（５，６）は少なくとも１つの音響伝達手段（２１，２２）を介して車両（１９）の内部空間（２０）と音響的に連結可能とすることが提案される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの吸気路（５，６）と、少なくとも１つの排気路（７，８）と、少なくとも２つの気筒（４）または少なくとも２つのグループ（２，３）に区分けられた気筒（４）とを備え、前記気筒のうち少なくとも１つは電子制御によって休止可能である内燃機関（１）において、
休止された少なくとも１つの気筒（４）の少なくとも１つの吸気路（５，６）は少なくとも１つの音響伝達手段（２１，２２）を介して車両（１９）の内部空間（２０）と音響的に接続されることを特徴とする内燃機関（１）。
【請求項２】
前記音響伝達手段（２１，２２）は吸気マニホルド（１３，１４）の吸気口（９，１０）の領域を起点としていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関（１）。
【請求項３】
前記音響伝達手段（２１，２２）はスロットルバルブ（１１，１２）と吸気マニホルド（１３，１４）の間の前記吸気路（５，６）を起点としていることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関（１）。
【請求項４】
前記音響伝達手段（２１，２２）は圧縮機（２４ａ，２５ａ）の下流側に配置された前記吸気路（５，６）の高圧部、好ましくはインタクーラー（２６，２７）と前記吸気路（５，６）に配置された吸気マニホルド（１３，１４）の間の前記高圧部を起点としていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関（１）。
【請求項５】
前記音響伝達手段（２１，２２）は前記車両（１９）の前記車内空間（２０）に通じていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関（１）。
【請求項６】
前記音響伝達手段（２１，２２）は前記車両（１９）の前記車内空間（２０）に接する壁面の領域、好ましくはダッシュボード（２３）の領域で終端していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の内燃機関（１）。
【請求項７】
前記音響伝達手段（２１，２２）は音響管によって形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の内燃機関（１）。
【請求項８】
前記内燃機関（１）の少なくとも１つの気筒（４）は、吸気弁または排気弁あるいはそれら両方を作動停止させることなく、休止可能であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の内燃機関（１）。
【請求項９】
少なくとも２つの排気路（７，８）を有する請求項１〜８のいずれか１項に記載の内燃機関であって、
少なくとも２つの排気路（７，８）は少なくとも１つの制御機構（１８）を用いて互いに流体の流れを許す連通が可能であることを特徴とする内燃機関（１）。
【請求項１０】
少なくとも２つの排気路（７，８）を有する請求項１〜９のいずれか１項に記載の内燃機関であって、
少なくとも１つの排気路（７，８）は排気路断面積を減少させるための少なくとも１スロットル機構（１８ａ，１８ｂ）を有することを特徴とする内燃機関（１）。
【請求項１１】
前記音響伝達手段（２１，２２）は音響遮断器（２６，２７）を有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の内燃機関（１）。
【請求項１２】
少なくとも２つの気筒（４）または少なくとも２つのグループ（２，３）に区分けられた気筒（４）を有し、これらの気筒のうち少なくとも１つは少なくとも１つのエンジン運転域において休止される内燃機関（１）の運転方法であって、
少なくとも前記気筒休止中、休止された少なくとも１つの気筒（４）の少なくとも１つの吸気路（５，６）は音響伝達手段（２１，２２）を介して車両（１９）の車内空間（２０）と音響的に連結されることを特徴とする方法。
【請求項１３】
少なくとも前記気筒休止中、休止された気筒（４）の少なくとも前記吸気弁は続行するエンジン運転に応じて作動させられることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記気筒休止中、休止された気筒（４）の少なくとも前記排気弁は続行するエンジン運転に応じて作動させられることを特徴とする請求項１２または１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記車両（１９）の前記車内空間（２０）は、休止された少なくとも１つの気筒（４）が再び起動すると、前記音響伝達手段（２１，２２）を介して吸気路（５，６）から音響的に切り離されることを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
少なくとも２つの気筒（４）の排気は少なくとも２つの別々の排気路（７，８）を介して排出される請求項１２〜１５のいずれか１項に記載の方法であって、
前記気筒休止中、前記排気路（７，８）は少なくとも１つの制御機構（１８）を介して互いに流体連通されることを特徴とする方法。
【請求項１７】
少なくとも２つの気筒（４）の排気は少なくとも２つの別々の排気路（７，８）を介して排出される請求項１２〜１６のいずれか１項に記載の方法であって、
前記気筒休止中、少なくとも１つの排気路（７，８）の排気流れは少なくとも１スロットル機構（１８ａ，１８ｂ）を介して絞られることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの吸気路と、少なくとも１つの排気路と、少なくとも２つの気筒または少なくとも２つのグループに区分けられた気筒とを備え、前記気筒のうち少なくとも１つは電子制御によって休止可能である内燃機関に関する。さらに、本発明は、少なくとも２つの気筒または少なくとも２つのグループに区分けられた気筒を有し、これらの気筒のうち少なくとも１つは少なくとも１つのエンジン運転域において休止される内燃機関の運転方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
欧州特許公報第１５６４３８４号（特許文献１）は、休止可能な複数本の気筒を有する内燃機関による駆動システムを開示している。この内燃機関は、電子式アクチュエータを用いて制御可能な弁を備えた消音器を有し、弁は開ポジションと閉ポジションとの切り換えが可能となっている。その際、開ポジションはＶ−８モードに対応し、閉ポジションは直列４気筒モードに対応している。休止可能な気筒を有する内燃機関の排気路に配置された音響放射に影響を与える排気弁に関する同様な開示は、以下の文献つまり欧州公開公報第１５６１９１７号（特許文献２）およびドイツ特許公開公報第１０２００４／０４６１８４号（特許文献３）によってもなされている。
【０００３】
さらに、米国特許公開公報第２００３／０６６５０３号（特許文献４）は、それぞれ１つの吸気路に連結された２つのグループに区分けられた気筒を有する内燃機関を開示している。各々の吸気路はそれぞれ１個の吸気マニホルドを有し、各々の吸気マニホルドはそれぞれスロットルバルブを介して吸気管と連結されている。第２のグループの気筒が休止させられている運転域において、空気は第１のスロットルバルブを介して第１の吸気マニホルドに供給される。より大きなパワーが求められる場合には、第２の気筒グループも作動し、空気は第２のスロットルバルブを介して第２の吸気マニホルドに供給される。その際、全気筒運転中の音響放射は気筒休止運転中の音響放射にもほぼ対応するように設計されているので、双方の吸気路は、全気筒運転中における吸気ノイズ消去は部分的に行われることになる。
【０００４】
オーストリア特許公開公報第５０２８７２号（特許文献５）から、少なくとも２つの気筒グループを有する内燃機関の部分負荷運転時の機械損失を低下させる方法が公知である。この場合、部分負荷運転時に少なくとも一方の気筒グループの気筒を燃料噴射の停止によって休止させることで最小の機械損失で運転され、他方の、例えば第２の気筒グループの気筒は最適効率にて動作するように運転される。その際、気筒の休止は電子制御によって行われる。
【０００５】
たとえばＶ形に配置された６つの気筒を有する内燃機関の気筒休止に際し、部分負荷域においてたとえば一方の気筒列の休止中、３本の気筒のみで駆動する。その結果、（クランクシャフト回転７２０°を基準にして）３回の点火が行われないことによって３気筒エンジンのノイズ特性が生ずることになる。ただしこれは上位クラスの車両には望ましくなく、車両購入を妨げる要因のひとつになりうる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】欧州特許公報第１５６４３８４号
【特許文献２】欧州公開公報第１５６１９１７号
【特許文献３】ドイツ特許公開公報第１０２００４／０４６１８４号
【特許文献４】米国特許公開公報第２００３／０６６５０３号
【特許文献５】オーストリア特許公開公報第５０２８７２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、上記短所を回避すべく、冒頭に述べたタイプの内燃機関による車両の車室内空間ノイズ対策を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、上記課題は、休止された少なくとも１つの気筒の少なくとも１つの吸気路が少なくとも１つの音響伝達手段を介して車両の内部空間と音響的に接続されることによって達成される。
機械的気筒休止の際、休止された気筒の吸・排気弁も作動停止される。これによって、吸気側にも、排気側にも、ノイズ特性の変化が生ずる。
【０００９】
純粋な電子制御により弁が閉じられることなく気筒休止が行われる場合には、休止された気筒においても休止運転中ほぼ変わらない空気質量によって、吸気ノイズ特性は不変のままであるが、排気ノイズは、休止された気筒の点火が行われないために、その特性が変化する。本発明においては、そのまま残っている吸気ノイズの効果が活用され、強化される。
【００１０】
好ましくは、音響伝達手段は、休止された少なくとも１つの気筒の吸気路を車両の内部空間と音響的に連結可能な音響遮断器を有している。車両の内部空間は、休止された少なくとも１つの気筒が再び起動すると、音響伝達手段により吸気路から音響的に分断される。
音響伝達手段は吸気マニホルドの吸気口の領域を起点として延びていると特に有利である。
過給機付き内燃機関において、音響伝達手段は圧縮機の下流側の吸気路の高圧部、好ましくはインタクーラーと吸気マニホルドの間の高圧部を起点とするのが好ましい。
【００１１】
上述した方策により、気筒休止中、車両内部空間には、すべての気筒が動作している状態の内燃機関の音響的環境が作り出される。これを達成するため、車両内部空間の排気ノイズの大きさは双方の末端消音器の容量を通じてできるだけ低く抑えられる。さらに、排気口ノイズはスロットリングによって消音可能である。その際、一方もしくは双方のグループの気筒の排気路の自由断面積の一部が遮断される。全負荷用に設計された断面積を縮小することによって排気口ノイズは低減する。この場合、末端消音器容積は排気弁によって制御可能である。さらに、吸気路の圧力パルスは、音響伝達手段によって増強されて、車内ノイズの発生に利用される。これは吸気側の圧力パルスが電子制御される気筒休止によってごくわずかしか影響されないということから可能である。この場合、休止された気筒においても空気は流れ込み、流れ出される。音響伝達手段の使用によって、吸気ノイズはダッシュボードの領域ないし車両内部空間領域に伝達され、場合により、所定の周波数域で増幅されてもよい。
【００１２】
音響伝達手段は、たとえば、車両のダッシュボードの領域で終端しているか、もしくはダイヤフラムを介して車両の内部空間と音響的に連結された音響管（Ｓｏｕｎｄ  ｐｉｐｅ）によって構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明による内燃機関の第一の実施形態を示す模式図である。
【図２】本発明による内燃機関の第二の実施形態を示す模式図である。
【図３】本発明による内燃機関の第三の実施形態を示す模式図である。
【図４】本発明による内燃機関の第四の実施形態を示す模式図である。
【図５】本発明による内燃機関の第五の実施形態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明を詳細に説明する。
一連の実施形態において、機能的に等しい部材には同一の符号が付されている。
【００１５】
一連の図面はそれぞれ、２つのグループ２、３に区分けされて配置された６つの気筒４を備えた内燃機関を概略的に示しており、その際、それぞれのグループ２、３は排気路７、８に連結されている。それぞれの排気路７、８には少なくとも１つ排気後処理装置１５ａ、１６ａと、少なくとも１つの末端消音器１５ｂ、１６ｂが配置されている。
【００１６】
図１および図４は、気筒４のグループ２、３が吸気路５の単一の吸気マニホルド１３に連結された実施形態を示している。
【００１７】
他方、図２、図３および図５に示した実施形態において、気筒４のそれぞれのグループ２、３はそれぞれ別個の吸気路５、６の吸気マニホルド１３、１４に連結されている。
【００１８】
車両の車内ノイズを改善するために、少なくとも１つの吸気路５、６は少なくとも１つの音響伝達手段２１、２２、たとえば音響管で構成することができるが、これを介して車両１９の車内空間２０と音響的に連結されており、その際、一連の図示実施形態において、音響伝達手段２１、２２は車両１９のダッシュボード２３の領域に末端を有している。ここでは、音響伝達手段２１、２２は、吸気路５、６と車両１９の車内空間２０の間の音響的な接続を行うか（気筒４の一部が休止している場合）。また、この接続を遮断する（気筒４のすべてが動作している場合）音響遮断器２６、２７を備えてもよい。
【００１９】
この場合、音響伝達手段２１、２２はスロットルバルブ１１、１２と吸気マニホルド１３、１４の間の吸気路５、６の領域を起点として延びるのが有利であり、しかも、吸気マニホルド１３、１４の吸気口９、１０の領域を基点とするのが特に有利である。
【００２０】
気筒休止中、音響伝達手段２１、２２によって、車両１９の車内空間２０内に、すべての気筒４が作動している状態の内燃機関１の音響的環境が作り出される。これを実現するため、車内空間２０内の排気ノイズの大きさは双方の末端消音器１５、１６の容量を利用してできるだけ低く抑えられる。その際、末端消音器１５、１６は、図３に示したように、連結管１７に設けられたたとえば排気弁によって形成された制御機構１８によって制御可能である。部分的に合流／分離される排気路７、８において、消音器の下流側にもスロットル機構１８ａ、１８ｂが配置される。したがって、排気口ノイズはスロットリングによって消音可能である。その際、一方もしくは双方の排気路７、８の自由断面積の一部が遮断される。（全負荷用に設計された）断面積を縮小することによって排気口ノイズは低減する。さらに、吸気路５、６の圧力パルスは、音響伝達手段２１、２２によって増強され、車内ノイズの発生に利用される。これは電子制御される気筒休止によって吸気側の圧力パルスがごくわずかに影響されるにすぎないために可能である。この場合、休止された気筒４のグループ３においても空気は貫流される。音響伝達手段２１、２２の使用によって、吸気ノイズはダッシュボード２３の領域ないし車両１９の車内空間２０の領域に伝達される。また、場合により、この吸気ノイズを一定の周波数域で増幅することも可能である。
【００２１】
図４および図５はそれぞれ過給機付き内燃機関による本発明の実施形態を示しており、その際、それぞれの吸気路５ａ、６ａないし５、６には排気ターボチャージャ２４、２５の圧縮機２４ａ、２５ａが配置されている。排気ターボチャージャ２４、２５の排気タービンは符号２４ｂないし２５ｂで表されている。過給機付き内燃機関１において、音響伝達手段２１、２２は圧縮機２４、２５と吸気マニホルド１３、１４の間の吸気路５、６の高圧部を起点としている。これにより、過給機付き内燃機関１においても、吸気路５、６の圧力パルスは車両１９の車内空間２０内の相応なノイズの発生に最適に利用可能となる。この場合、図４では、双方の吸気路５ａ、６ａはインタクーラー２６、２７の下流側で１つに合流し、気筒４の双方のグループ２、３に共通の吸気マニホルド１３に流入する単一の吸気路５を形成している。吸気マニホルド１３の吸気口９を起点として、車両１９の車内空間２０に向かう音響伝達手段２１が設けられている。他方、図５に示した実施形態においては、双方の吸気路５、６はインタクーラー２６、２７の下流側でも互いに完全に分離して形成されており、その際、分離されたままの各吸気路５、６からそれぞれの音響伝達手段２１、２２が延設されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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