JPH0622557U - 吸気用消音器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、車両の吸気系に装着された共鳴型
の吸気用消音器の改良に関し、吸気騒音に対応して制御
すべき共鳴周波数を最適に決定し、吸気騒音の低減を図
ることを目的とする。 【構成】 エンジンの吸気管路１途中に設けたブランチ
管２と、ブランチ管２の体積，ブランチ管２の長さ，ブ
ランチ管２の開口断面積のうちの少なくとも１以上の要
素を変化させて所定の共鳴周波数に設定する共鳴周波数
操作手段３と、吸気管路１内の吸気の流速に基づきその
流速において吸気騒音中に多く含まれる周波数成分と略
一致する共鳴周波数を決定して共鳴周波数の信号を共鳴
周波数操作手段３に送る制御手段４と、吸気管路２途中
に配設され、吸気の流速を検出して前記制御手段４に流
速信号を送る吸気流速検出手段５とを備えている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、車両のエンジンの吸気系に装着された共鳴型の吸気用消音器の改良 に関する。

【０００２】

【従来の技術】

車両のエンジンの吸気系には排気系と同様に消音器が組み込まれ、エンジンの 吸気管路で発生する吸気騒音を減衰させ、消音を図っている。吸気騒音は、気流 音等からなり、この吸気騒音を低減するために、例えば、共鳴室を有する消音器 が用いられている。しかし、共鳴作用により消音する場合、ヘルムホルツの式に より消音可能な周波数成分はチューニングされた特定の共鳴周波数に限定される 。

【０００３】 ここで、エンジンの運転状態に応じて吸気騒音の各周波数成分の騒音レベルも 変化する。共鳴型の消音器を使用した場合、エンジンの運転状態に応じて騒音の レベルが大きい周波数成分を低減することが望まれる。そのためには、例えば、 エンジン回転数に応じて共鳴周波数を変化させる吸気用消音器が、実開昭５８− １７２０５０号公報に示すように提案されている（図３に図示）。

【０００４】 図において、符号１０１はエンジンの吸気管路で、この吸気管路１０１の途中 に外管１０２を介して共鳴室１０３が設けられている。 この外管１０２内には、外管１０２の側壁面１０２Ａを往復自在の内管１０４ と、内管１０４を作動させるアクチュエータ（図示せず）とから構成される。そ して、内管１０４及び外管１０２で共鳴管１０５が構成され、内管１０４を作動 させることにより、共鳴管１０５の長さが、エンジン回転数に応じて所定の共鳴 周波数に設定されるように変化されるようになっている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】 一般に、吸気騒音は、気流音等からなるが、この吸気騒音は、吸気の流速が速 いと、吸気騒音中に含まれるは高周波数成分のうちの高い部分が多くなり、吸気 の流速が遅いと、高周波数成分のうちの低い部分が少なくなるとされている（例 えば、共立出版株式会社；福田基一，奥田襄介共著「騒音対策と消音設計」Ｓ５ ７．９．１０第９刷，Ｐ６９参照） ところが、従来の吸気用消音器にあっては、エンジン回転数に応じて、共鳴管 １０５の長さを変化させているので、必ずしも、吸気騒音中に含まれる周波数成 分を直接検出せず、吸気騒音に対応して制御すべき共鳴周波数を最適に決定する ことができず、依然として、吸気騒音が高いという問題があった。

【０００６】 例えば、エンジンが同一回転数の場合でも、車両が坂路を登る場合，定低走行 の場合，坂路を下る場合等の各運転状態では、それぞれ、吸気管路内の吸気の流 速が異なり、従って、吸気騒音の状態（周波数成分の分布）が異なるが、共鳴周 波数操作手段により共鳴管の長さが同一に制御され、同一の共鳴周波数にしか対 応されない。

【０００７】 本考案は、上述の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、吸気 騒音に対応して制御すべき共鳴周波数を最適に決定し、吸気騒音の低減を図るこ とができる吸気用消音器を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

請求項１記載の考案は、エンジンの吸気管路途中に設けたブランチ管と、ブラ ンチ管の体積，ブランチ管の長さ，ブランチ管の開口断面積のうちの少なくとも １以上の要素を変化させて所定の共鳴周波数に設定する共鳴周波数操作手段と、 吸気管路内の吸気の流速に基づきその流速において吸気騒音中に多く含まれる周 波数成分と略一致する共鳴周波数を決定して共鳴周波数の信号を共鳴周波数操作 手段に送る制御手段と、吸気管路途中に配設され、吸気の流速を検出して前記制 御手段に流速信号を送る吸気流速検出手段とを備えていることを特徴とする。

【０００９】 請求項２記載の考案は、エンジンの吸気管路途中に共鳴管を介して設けた共鳴 室と、共鳴室の体積，共鳴管の長さ，共鳴管の開口断面積のうちの少なくとも１ 以上の要素を変化させて所定の共鳴周波数に設定する共鳴周波数操作手段と、吸 気管路内の吸気の流速に基づきその流速において吸気騒音中に多く含まれる周波 数成分と略一致する共鳴周波数を決定して共鳴周波数の信号を共鳴周波数操作手 段に送る制御手段と、吸気管路途中に配設され、吸気の流速を検出して前記制御 手段に流速信号を送る吸気流速検出手段とを備えていることを特徴とする。

【００１０】

【作用】

請求項１記載の考案においては、吸気流速検出手段により吸気の流速が検出さ れ、その流速信号が制御手段に送られる。制御手段においては、吸気の流速信号 に基づき、その流速において吸気騒音中に多く含まれる周波数成分と略一致する 共鳴周波数が決定される。

【００１１】 その際、例えば、流速が速くなると、吸気騒音中に含まれる高周波数成分の中 で高い部分が多くなり、この高周波数成分のうちの高い部分に一致するように、 共鳴周波数が極めて高く決定される。一方、流速が遅くなると、吸気騒音中に含 まれる高周波数成分の中で低い部分が多くなり、この高周波数成分のうちの低い 部分にに一致するように、共鳴周波数が比較的高く決定される。

【００１２】 この決定された共鳴周波数により、共鳴周波数操作手段が作動し、ブランチ管 の体積，ブランチ管の長さ，ブランチ管の開口断面積のうちの少なくとも１以上 の要素が操作してその状態が変化され、ヘルムホルツの式により、共鳴周波数が 設定される。

【００１３】 そして、例えば、吸気の流速が速くなると、吸気騒音中に含まれる高周波数成 分の中で高い部分が、上述のように極めて高く設定された共鳴周波数に共鳴する 。

【００１４】 一方、吸気の流速が遅くなると、吸気騒音中に含まれる高周波数成分の中で低 い部分が、上述のように比較的高く設定された共鳴周波数に共鳴する。 即ち、流速が変化すると、流速に対応して発生する吸気騒音のうち、設定され た共鳴周波数と同一周波数の周波数成分の音波が共鳴周波数に共鳴して低減され る。

【００１５】 請求項２記載の考案においても同様の作用が生じる。

【００１６】

【実施例】

以下、図面により本考案の実施例について説明する。 図１は本考案の第１実施例に係わる吸気用消音器を示す。

【００１７】 図において、符号１はエンジンの吸気管路で、この吸気管路１の途中にブラン チ管２が設けられている。 このブランチ管２には、共鳴周波数操作手段３が設けられている。共鳴周波数 操作手段３は、ブランチ管２の側壁面２Ａを往復自在のピストン３Ａと、ピスト ン３Ａを作動させるシリンダ３Ｂとから構成され、ブランチ管２の体積，ブラン チ管２の長さを、所定の共鳴周波数が設定されるように変化させる。

【００１８】 共鳴周波数操作手段３には、制御手段４が接続され、この制御手段４は、マイ クロコンピュータを有しており、吸気管路１内の吸気の流速に基づきその流速に おいて吸気騒音中に多く含まれる周波数成分と一致する共鳴周波数を決定し、共 鳴周波数に対応する操作量を含む指令を共鳴周波数操作手段３に送る。

【００１９】 そして、吸気管路１の途中にピトー管５からなる吸気流速検出手段が配設され 、ピトー管５は吸気の流速を検出して前記制御手段４に流速信号を送るようにな っている。

【００２０】 しかして、本実施例においては、ピトー管５により吸気の流速が検出され、そ の流速信号が電圧信号，電流信号として制御手段４に送られる。制御手段４にお いては、吸気の流速信号に基づき、その流速において吸気騒音中に多く含まれる 周波数成分と一致する共鳴周波数が決定される。

【００２１】 即ち、制御手段４においては、その記憶装置に、流速と吸気騒音中の周波数成 分の関係を示すマップが記憶されており、このマップと入力された流速信号がＣ ＰＵ上で比較され、流速において吸気騒音中に多く含まれる周波数成分と一致す る共鳴周波数が決定される。

【００２２】 その際、例えば、流速が速くなると、吸気騒音中に含まれる高周波数成分の中 で高い部分が多くなり、この高周波数成分のうちの高い部分に一致するように、 共鳴周波数が極めて高く決定される。一方、流速が遅くなると、吸気騒音中に含 まれる高周波数成分の中で低い部分が多くなり、この高周波数成分のうちの低い 部分にに一致するように、共鳴周波数が比較的高く決定される。

【００２３】 そして、共鳴周波数に対応したストロークだけ、共鳴周波数操作手段３のシリ ンダ３Ｂが移動し、ピストン３Ａがブランチ管２内を作動する。これにより、ブ ランチ管２の体積，ブランチ管２の長さの２つの要素が操作され、その状態が変 化され、ヘルムホルツの式により、共鳴周波数が設定される。

【００２４】 そして、例えば、流速が速くなると、吸気騒音中に含まれる高周波数成分の中 で高い部分が、上述のように極めて高く設定された共鳴周波数に共鳴する。 一方、流速が遅くなると、吸気騒音中に含まれる高周波数成分の中で低い部分 が、上述のように比較的高く設定された共鳴周波数に共鳴する。

【００２５】 即ち、流速が変化すると、流速に対応して発生する吸気騒音のうち、設定され た共鳴周波数と同一周波数の周波数成分の音波が共鳴周波数に共鳴して低減され る。

【００２６】 以上の如き構成によれば、ピトー管５により吸気の流速を検出し、この吸気の 流速に応じて共鳴周波数操作手段３を作動させて共鳴周波数を設定するようにし たので、従来におけるエンジン回転数に応じて例えば共鳴管の長さを変化させて 共鳴周波数を設定する場合に比して、吸気騒音中に多く含まれる周波数成分の分 布（周波数の高低）に直接的に関与する吸気の流速を、共鳴周波数を決定するた めの検出手段とすることができ、吸気騒音中に多く含まれる周波数成分をエンジ ン回転数を介在させずに直接検出することができ、共鳴周波数を最適に決定する ことができ、吸気騒音の消音効率を向上させることができる。

【００２７】 なお、本実施例においては、共鳴周波数操作手段３は、ピストン３Ａを作動さ せてブランチ管２の体積，ブランチ管２の長さを変化させる構成になっているが 、ブランチ管２の開口断面積を変化させて共鳴周波数を設定するようししても良 く、また、ブランチ管２の体積，ブランチ管２の長さ，ブランチ管２の開口断面 積を同時に変化させて、ブランチ管２により共鳴周波数を設定しても良い。要す るに、ブランチ管２の体積，ブランチ管２の長さ，ブランチ管２の開口断面積の うちの少なくとも１以上の要素を、ブランチ管２により所定の共鳴周波数が設定 されるように変化させることができる。

【００２８】 図２は本考案の第２実施例に係わる吸気用消音器を示す。 図において、符号１１はエンジンの吸気管路で、この吸気管路１１の途中に外 管１２を介して共鳴室１３が設けられている。

【００２９】 この外管１２には、共鳴周波数操作手段１４が設けられている。共鳴周波数操 作手段１４は、外管１２の側壁面１２Ａを往復自在の内管１５Ａと、内管１５Ａ を作動させるシリンダ１５Ｂとから構成される。そして、内管１５Ａ及び外管１ ２で共鳴管１６が構成され、共鳴管１６の長さが、所定の共鳴周波数に設定され るように変化される。

【００３０】 共鳴周波数操作手段１４には、制御手段１７が制御され、この制御手段１７は 、マイクロコンピュータを有しており、吸気管路１１内の吸気の流速に基づきそ の流速において吸気騒音中に多く含まれる周波数成分と一致する共鳴周波数を決 定して共鳴周波数の信号を共鳴周波数操作手段１４に送る。

【００３１】 そして、吸気管路１１の途中にピトー管１８からなる吸気流速検出手段が配設 され、ピトー管１８は吸気の流速を検出して前記制御手段１７に流速信号を送る ようになっている。

【００３２】 第２実施例によれば、第１実施例と同様の作用，効果を奏する。 なお、本実施例においては、共鳴周波数操作手段１４は、内管１５Ａを作動さ せて共鳴管１６の長さを変化させる構成になっているが、共鳴管１６の開口断面 積を変化させて共鳴周波数を設定するようししても良く、また、共鳴管１６の体 積，共鳴管１６の長さ，共鳴室１３の容積を同時に変化させて共鳴周波数を設定 しても良い。要するに、共鳴室１３の体積，共鳴管１６の長さ，共鳴管１６の開 口断面積のうちの少なくとも１以上の要素を、共鳴室１３及び共鳴管１６により 所定の共鳴周波数が設定されるように変化させることができる。

【００３３】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案に係る吸気用消音器は、吸気流速検出手段により 吸気の流速を検出し、吸気の流速に応じて共鳴周波数操作手段を作動させて共鳴 周波数を設定するようにしたもので、従来におけるエンジン回転数に応じて例え ば共鳴管の長さを変化させて共鳴周波数を設定する場合に比して、吸気騒音中に 多く含まれる周波数成分の分布（周波数の高低）に直接的に関与する吸気の流速 を、共鳴周波数を決定するための検出手段としているので、吸気騒音中に多く含 まれる周波数成分をエンジン回転数を介在させずに直接検出することができ、共 鳴周波数を最適に決定することができ、吸気騒音の消音効率を向上させることが できる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例に係わる吸気用消音器の構
成図である。

【図２】本考案の第２実施例に係わる吸気用消音器の構
成図である。

【図３】従来における吸気用消音器の構成図である。

【符号の説明】

１ 吸気管路 ２ ブランチ管 ３ 共鳴周波数操作手段 ４ 制御手段 ５ ピトー管

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの吸気管路（１）途中に設けた
   ブランチ管（２）と、 ブランチ管（２）の体積，ブランチ管（２）の長さ，ブ
   ランチ管（２）の開口断面積のうちの少なくとも１以上
   の要素を変化させて所定の共鳴周波数に設定する共鳴周
   波数操作手段（３）と、 吸気管路（１）内の吸気の流速に基づきその流速におい
   て吸気騒音中に多く含まれる周波数成分と略一致する共
   鳴周波数を決定して共鳴周波数の信号を共鳴周波数操作
   手段（３）に送る制御手段（４）と、 吸気管路（２）途中に配設され、吸気の流速を検出して
   前記制御手段（４）に流速信号を送る吸気流速検出手段
   （５）とを備えていることを特徴とする吸気用消音器。
2. 【請求項２】 エンジンの吸気管路（１１）途中に共鳴
   管（１６）を介して設けた共鳴室（１３）と、 共鳴室（１３）の体積，共鳴管（１６）の長さ，共鳴管
   （１６）の開口断面積のうちの少なくとも１以上の要素
   を変化させて所定の共鳴周波数に設定する共鳴周波数操
   作手段（１４）と、 吸気管路（１１）内の吸気の流速に基づきその流速にお
   いて吸気騒音中に多く含まれる周波数成分と略一致する
   共鳴周波数を決定して共鳴周波数の信号を共鳴周波数操
   作手段に送る制御手段（１７）と、 吸気管路（１１）途中に配設され、吸気の流速を検出し
   て前記制御手段（１６）に流速信号を送る吸気流速検出
   手段（１８）とを備えていることを特徴とする吸気用消
   音器。