JPS6345390Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はエンジンの作動に起因して生ずる自動
車の車室内こもり音を低減する装置に関するもの
である。

（従来技術） 自動車においては一般に、エンジン作動に起因
して、特定のいくつかのエンジン回転数域で、車
室内に低周波のこもり音を発生し、乗員の耳に圧
迫感を与える。つまり、エンジン作動状態では、
爆発によるトランスミツシヨン等の振動、吸気に
よる振動、排気による振動がこもり音の発生原因
となり、これらの振動はいずれもエンジン回転数
に依存し、同じエンジン回転数においては周波数
が一致している。例えば４気筒４サイクルエンジ
ンでは、エンジン１回転で２回の爆発があり、吸
気および排気も２回行われるので、いずれによる
振動も周波数がエンジン回転数の２倍となる。こ
れらの振動は、それぞれプロペラシヤフト、吸気
管、排気管等を伝わり、低周波の音として車室内
に入る。そして、エンジン回転数との関係で、経
路中の上記プロペラシヤフト、吸気管、排気管等
の共振や車室内の共振が生じるような周波数とな
つたとき、振動が増幅されるため大きなこもり音
が発生する。この場合、振動源および振動伝達経
路が異なれば、車室内に入る音波の位相は相違す
る。また、振動伝達経路が異なると共振を生ずる
周波数も異なるため、いくつかの特定エンジン回
転数域でピーク的なこもり音が生じることとな
る。

従来、このようなこもり音を低減するための処
置としては、車室の剛性を高め、あるいはプロペ
ラシヤフトの振動を少なくする等の手段がとられ
ているが、車室内で音波を打消すことができれ
ば、より一層こもり音を低減することができる。

なお、後に説明するように本考案は低周波の導
入により音波の干渉を利用してこもり音を低減す
るものであるが、車室内に低周波を導入する技術
としては実願昭58−13432号（実開昭59−11914
号）に示された装置がある。ただしこの装置は、
加速感を乗員に与えることを目的としたものであ
り、加速時に一定の導入経路を通して排気音の低
周波成分を導入し、かつ、積極的に低周波音を乗
員に感知させるようにしており、こもり音を打消
すような調整は行われていない。

（考案の目的） 本考案はこれらの事情に鑑み、音波の干渉を利
用して車室内のこもり音を低減し、とくにエンジ
ン回転数が変化した場合でも有効にこもり音を低
減することのできる装置を提供することを目的と
するものである。

（考案の構成） 本考案装置は、一端が車室外に開口し、他端が
車室内に開口した排気音もしくは吸気音の導入管
と、高周波成分を吸収除去して上記導入管内に低
周波成分を通過させる高周波吸音装置と、車室内
に発生するエンジンの二次の低周波成分に対して
上記導入管から車室内に導入される低周波成分の
位相差を変化させる低周波成分の位相可変装置
と、エンジン回転数別に低周波成分の位相を調節
するように上記低周波成分の位相可変装置を制御
する制御装置とを設けたものである。つまり、排
気音もしくは吸気音の低周波成分を導入して、車
室内に自然に侵入する低周波によつて車室内に発
生するエンジンの二次の低周波成分と上記の導入
低周波成分とを干渉させ、この場合に導入低周波
成分の位相を調節することにより、自然に侵入す
る低周波によるこもり音を打消すことができる構
造としている。

（実施例） 第１図および第２図は本考案装置の実施例の全
体構造を示し、これらの図において、１は自動
車、２は自動車１の車室、３は車室２の後側に形
成されたトランクルームである。このトランクル
ーム３には排気音の導入管４が設置されている。

この導入管４の一端は、トランクルーム３内の
後方部床面付近に開口している。この開口部５の
近傍の導入管４内には、第３図に示すように、グ
ラスウールやフエルト等からなる高周波吸音装置
６と防塵フイルタ７とが配置され、上記高周波吸
音装置６により高周波成分が吸収除去され、低周
波成分のみが通過されるようにしている。

また、上記導入管４の他端は車室２内に開口し
ている。この導入管には、車室内に発生するエン
ジンの二次の低周波成分に対して導入管４から車
室内に導入される低周波成分の位相差を変化させ
る低周波成分の位相可変装置が設けられ、この位
相可変装置は、図に示す実施例では、次のような
構造によつて低周波成分導入長を可変としてい
る。すなわち、車室２後部のパツケージトレイ２
ａの複数箇所（３箇所）に車室側開口部８，９，
１０が設けられ、この各開口部８，９，１０は導
入管４の分岐管１１，１２，１３に連結されてい
る。そして、上記導入管４の本管１４の先端位置
に第１の分岐管１１が接続されるとともに、適当
な距離をおいた本管１４中間部の２箇所に第２お
よび第３の分岐管１２，１３がそれぞれ接続され
ている。この本管１４に対する各分岐管１１，１
２，１３の接続部分には、各分岐管１１，１２，
１３を開閉する第１、第２、第３の各遮音バルブ
１５，１６，１７が設けられている。この各分岐
管１１，１２，１３および各遮音バルブ１５，１
６，１７と、各遮音バルブ１５，１６，１７を開
閉作動するモータ等のアクチユエータ１８，１
９，２０とにより、低周波成分の位相可変装置が
構成されている。

この低周波成分の位相可変装置は、エンジン回
転数センサ２１からの検出信号を受けるマイクロ
コンピユータを用いた制御装置２２により、エン
ジン回転数に応じ、いずれかの遮音バルブが開い
て他の遮音バルブが閉じる状態および各遮音バル
ブ１５，１６，１７がすべて閉じる状態に切替制
御される。そして、いずれかの遮音バルブが開い
たとき、これに対応する分岐管を通して低周波が
車室２内に導入され、いずれの分岐管から低周波
が導入されるかによりその導入経路長さが変わ
り、これによつて車室２内に導入される低周波の
位相が変化するように構成されている。

第４図は車室２内の音圧とエンジン回転数との
関係を示し、低周波の導入を行わない場合には実
線で示すように、いくつかのエンジン回転数領域
で音圧のピーク値が生じ、例えば三つの領域イ，
ロ，ハでピーク値が生じる。前述のように、これ
らのピーク値は、エンジン作動に起因した低周波
が自然的に車室２に侵入し、かつ、共振を生じた
場合に発生するものであるが、それぞれ異なる伝
達経路を通つて車室２内に侵入する低周波によつ
て発生する。このような音圧特性を考慮し、低周
波成分第１の分岐管１１を通る経路から導入され
るときは領域イのピーク値を打消すに適当な位相
となり、第２の分岐管１２を通る経路から導入さ
れるときは領域口のピーク値を打消すに適当な位
相となり、また第３の分岐管１３を通る経路から
導入されるときは領域ハのピーク値を打消すに適
当な位相となるように、各経路の長さが設定され
ている。このような各経路の長さは、予め理論的
および実験的に求めておくことができる。

この装置においては、前記制御装置２２によつ
て第５図のフローチヤートに示すような制御が行
われる。すなわち、先ずエンジン回転数が読込ま
れ（ステツプＡ）、この回転数が領域イの範囲に
あるか否かが判別され（ステツプB₁）、領域イの
範囲になければ領域ロの範囲にあるか否かが判別
され（ステツプC₁）、領域口の範囲にもなければ
領域ハの範囲にあるか否かが判別される（ステツ
プD₁）。

領域イの回転数範囲にあるときは、第２遮音バ
ルブ１６を閉状態とする制御、つまりこのバルブ
１６が開いていればこれを閉じ、既に閉じていれ
ばそのままの状態とする制御が行われ（ステツプ
B₂，B₃）、同様に第３遮音バルブ１７を閉状態と
する制御が行われる（ステツプB₄，B₅）。そして
第１遮音バルブ１５に対してはこれを開状態とす
る制御、つまりこのバルブ１５が閉じていればこ
れを開き、既に開いていればそのままの状態とす
る制御が行われる（ステツプB₆，B₇）。また、領
域口の回転数範囲にあるときは、第１遮音バルブ
１５と第３遮音バルブ１７とをそれぞれ閉状態と
し、第２遮音バルブ１６を開状態とする制御が行
われる（ステツプC₂〜C₇）。領域ハの回転数範囲
にあるときは、第１遮音バルブ１５と第２遮音バ
ルブ１６とをそれぞれ閉状態とし、第３遮音バル
ブ１７を開状態とする制御が行われる（ステツプ
D₂〜D₇）。上記各領域イ，ロ，ハのいずれの回転
数範囲にもなければ、各遮音バルブ１５，１６，
１７がすべて閉じられる（ステツプＥ）。

エンジン回転数に応じてこれらルーチンのいず
れかを経た後は、ステツプＡに戻り、フローが繰
返される。

このような制御により、例えばエンジン回転数
が領域イの範囲にあるときは、前記導入管４に取
入れられた排気音の低周波成分が、第１の分岐路
１１を通つて車室２内に導入される。この場合、
こもり音の原因となる低周波が前方から車室２内
に侵入するとすると、この侵入波は車室２の相対
向する前後パネルで反射して定在波（二次の低周
波成分）を生じ、車室２後部からの導入波も前後
パネルで反射する。そして、この導入波と上記侵
入による波定在波とは周波数が一致するととも
に、前記の導入経路長さの設定によつて位相が所
定量だけずれるため、互いに打消し合うように干
渉する。また、別の音圧ピーク値を有するエンジ
ン回転数領域ロ，ハでは、伝達経路の相違により
侵入波の位相が異なるため、第１の分岐管１１か
らの導入波によつて侵入波を打消すことは困難に
なるが、これらの場合はそれぞれに応じた分岐管
１２，１３が開かれて導入経路長さが変えられる
ことにより、侵入波を打消すように導入波の位相
が調節される。

このようにして、第４図に破線で示すようにこ
もり音が低減される。

なお、車室２内において定在波は相対向するパ
ネル間に生じるので、通常、前後方向、左右方向
または上下方向にしか定在波は生じない。従つ
て、前後方向の定在波に対しては図示のように前
記導入管４の車室側開口部８，９，１０を配設し
ておけばよく、また、左右方向や上下方向の定在
波によるこもり音が問題になる場合は、片側側面
のドアパネルや天井等に導入管の車室側を配設し
ておけばよい。

導入管の排気音取入側開口部５の位置はトラン
クルーム３内に限定されず、車体外部等に開口部
を設けてもよいが、トランクルーム３内とすれ
ば、高周波成分および塵埃の侵入が少ないため高
周波吸音装置６および防塵フイルタ７を小型にす
ることができる等の利点がある。低周波成分の位
相可変装置としては、図例の構造の代りに、導入
管を伸縮可能としてその長さを連続的に変えるこ
とのできる構造としてもよい。また、図では排気
音を導入するようにしているが、導入管の一端を
エンジンルーム等に設けて吸気音を導入するよう
にしてもよい。

（考案の効果） 以上のように本考案は、吸気音または排気音の
低周波成分を導入管を介して車室内に導入し、か
つ、低周波成分の位相可変装置とこれをエンジン
回転数別に制御する制御装置とにより、こもり音
を打消すように導入低周波成分の位相を調節する
ことができる構造としているため、車室内のこも
り音を大幅に低減することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す概略側面図、第
２図はその概略背面図、第３図は高周波吸音装置
を示す断面図、第４図はエンジン回転数と車室内
の音圧との関係を示す特性図、第５図は制御のフ
ローチヤートである。 １……自動車、２……車室、４……導入管、５
……導入管の車室外の開口部、６……高周波吸音
装置、８，９，１０……導入管の車室内側の開口
部、１１，１２，１３……分岐管、１５，１６，
１７……遮音バルブ、２２……制御装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 一端が車室外に開口し、他端が車室内に開口し
   た排気音もしくは吸気音の導入管と、高周波成分
   を吸収除去して上記導入管内に低周波成分を通過
   させる高周波吸音装置と、車室内に発生するエン
   ジンの二次の低周波成分に対して上記導入管から
   車室内に導入される低周波成分の位相差を変化さ
   せる低周波成分の位相可変装置と、エンジン回転
   数別に低周波成分の位相を調節するように上記低
   周波成分の位相可変装置を制御する制御装置とを
   設けたことを特徴とする自動車の車室内こもり音
   低減装置。