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図面 (5)

課題

自動車排気ノイズに影響を及ぼす方法、および、自然および/またはスポティな排気ノイズの印象をより強調する自動車のための排気システムを提供する。

解決手段

自動車の排気ノイズに影響を及ぼす方法において、制御ユニットノイズパッケージ信号(C)を生成し、前記制御ユニットは、個々に、または、基本信号(B)を重ね合わせるように、自動車の排気枝管と関連付けられたラウドスピーカーに、前記ノイズパッケージ信号を送信し、前記ラウドスピーカーは、個別のノイズパッケージ信号(C)またはノイズパッケージ信号(C)と重ね合わされた前記基本信号(B)を音波に変換し、個別のノイズパッケージ信号(C)は、時間的に限られた音波パッケージ、いわゆるノイズパッケージとして、前記ラウドスピーカーにより発せられる。更に、排気システムが示される。

概要

背景

自動車の音響上の印象は、大部分が、排気ノイズ、つまり、排気システム出口から出てくる音波によって決定される。現代の自動車においては、特に、ディーゼルエンジンを備えた自動車においては、もともとエンジンによって生成され、排気システムに向けられたノイズ振動は、触媒コンバーター微粒子フィルターのような排気ガス浄化システムによって影響を受け、減衰する。したがって、排気ノイズは、もはや自然な減衰していないエンジンノイズに対応しておらず、むしろ、減衰され、かつ、あまりスポティではないように聞こえる。また、4気筒エンジンのような、より小さなエンジンの場合は、排気ノイズはあまり魅力的には聞こえない。

改善策を提供し、そのような車両によりスポーティな音を与えるため、ラウドスピーカー排気枝管流体連結され、排気枝管に音波を発することのできる排気システムが知られている。これは、排気ノイズが、ラウドスピーカーの選択的な制御により影響されるようにすることを可能にする。

通常は、二つの構成部分からなる排気ノイズを生成する試みがなされる。

排気ノイズの第1の構成部分は、エンジンにより生成される調和振動からなる。調和振動の基本的な次数の振動は、エンジンの回転周波数の半分の周波数を有しており、より高い次数の振動はその倍数である。したがって、これらの調和振動の周波数は、エンジンの速さに依存している。

図1において、典型的な4シリンダーエンジンについて、三つの次数の周波数が、異なるスピードで模式的にプロットされている。三つの次数のみが、通常の排気システムの終端、つまり、テールパイプの環境への出口に存在している。これらは、図1において実線で示されている。これらの三つの調和振動の音は、不自然であり、あまりスポーティではない。

この理由のため、更に高次、特に、中間の次数に対応する調和振動を、ラウドスピーカーを通して排気枝管に挿入することが知られている。これらは、図1に点線で示されている。このように生成される排気ノイズは、相当に、より魅力的であり、より高品質である。

排気ノイズの第2の構成部分は、いわゆる静的ノイズである。静的ノイズは、排気ガス流速定常成分によるものである。高い流速は、排気枝管内に渦を発生させ、次に、ノイズとして認識される。流速の定常成分は、エンジンによって生成される排気ガスの量、故にエンジン速度の増加につれて増加し、特定の速度の時点で認識されるであろう。この速度は、図1において垂直な点線によって示されている。静的ノイズは、また、可能な限り自然な音響パターンを得るように、ラウドスピーカーによって生成または増加され得る。

概要

自動車の排気ノイズに影響を及ぼす方法、および、自然および/またはスポーティな排気ノイズの印象をより強調する自動車のための排気システムを提供する。自動車の排気ノイズに影響を及ぼす方法において、制御ユニットはノイズパッケージ信号(C)を生成し、前記制御ユニットは、個々に、または、基本信号(B)を重ね合わせるように、自動車の排気枝管と関連付けられたラウドスピーカーに、前記ノイズパッケージ信号を送信し、前記ラウドスピーカーは、個別のノイズパッケージ信号(C)またはノイズパッケージ信号(C)と重ね合わされた前記基本信号(B)を音波に変換し、個別のノイズパッケージ信号(C)は、時間的に限られた音波パッケージ、いわゆるノイズパッケージとして、前記ラウドスピーカーにより発せられる。更に、排気システムが示される。

目的

本発明の目的は、自動車の排気ノイズに影響を及ぼす方法、および、自然および/またはスポーティな排気ノイズの印象をより強調する自動車のための排気システムを提供する

効果

実績

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請求項1

自動車排気ノイズに影響を及ぼす方法であって、(a)制御ユニット(22)はノイズパッケージ信号(C)を生成し、(b)前記制御ユニット(22)は、個々に、または、基本信号(B)と重ね合わせるように、自動車の排気枝管(12)と関連付けられたラウドスピーカー(14)に、前記ノイズパッケージ信号を送信し、(c)前記ラウドスピーカー(14)は、個別のノイズパッケージ信号(C)またはノイズパッケージ信号(C)と重ね合わされた前記基本信号(B)を音波に変換し、個別のノイズパッケージ信号(C)は、時間的に限られた音波パッケージとして、前記ラウドスピーカー(14)により発せられる、ことを特徴とする方法。

請求項2

請求項1に記載の方法において、前記ノイズパッケージ信号は、特にそれらの周期(P)、時間的なそれらの長さ(L)、それらの包絡線の形状、それらの包絡線の振幅、およびそれらの周波数スペクトルの少なくとも一つは、車両の現在の操作状況に応じて、特に、エンジン負荷エンジン速度、および排気枝管におけるガスの温度の少なくとも一つに応じて選択される、ことを特徴とする方法。

請求項3

請求項1または請求項2に記載の方法において、ノイズパッケージ信号(C)の周期(P)は、5Hz以上であり、特に、5Hzから500Hzの範囲にある。ことを特徴とする方法。

請求項4

請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の方法において、合成的に生成されたノイズ、特にカラードノイズ、または制御ユニットに記憶された記録ノイズの部分および記憶されたノイズパッケージの部分は、ノイズパッケージ信号を生成するために用いられる、ことを特徴とする方法。

請求項5

請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の方法において、少なくとも7つの連続したノイズパッケージ信号(C)は、ノイズパッケージパターン(D)を構成し、ノイズパッケージパターン(D)の期間は1秒より長く、ノイズパッケージ(D)自体が繰り返す時には、好ましくは20秒以上である、ことを特徴とする方法。

請求項6

請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の方法において、制御ユニット(22)は、基本信号(B)を、特に、合成的に、エンジン回転周波数の半分およびその高次周波数に対応する調和振動の重ね合わせを備える基本信号(B)を生成する、ことを特徴とする方法。

請求項7

請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の方法において、ノイズパッケージ信号(C)は、特に、基本信号(B)の一または複数の調和振動に基づいて、特に基本信号(B)の振幅または基本信号(B)の一または複数の選択された調和振動の振幅を有するノイズの振幅変調によって、基本信号(B)に応じて生成される、ことを特徴する方法。

請求項8

請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の方法において、ノイズパッケージ信号(C)は、また、あるいはもっぱら、ラウドスピーカー(14)によって効果的に生成され得ない低い周波数の調和振動に基づいて生成される、ことを特徴する方法。

請求項9

請求項8に記載の方法において、ノイズパッケージ信号(C)が、ラウドスピーカー(14)によっては効果的に生成され得ない低周波数の調和振動に基づいて生成された場合には、制御ユニット(22)は、ノイズパッケージ信号(C)をラウドスピーカー(14)に個々に送信する、ことを特徴とする方法。

請求項10

請求項6ないし請求項9のいずれか1項に記載の方法において、ノイズパッケージ信号(C)の周期(P)は、ノイズパッケージ信号(C)の発生の基礎となる最小調和振動の周波数に同期している、ことを特徴する方法。

請求項11

請求項10に記載の方法において、ノイズパッケージ信号(C)の包絡線の振幅が、ノイズパッケージ信号(C)の周期(P)が調整された調和振動の振幅に応じて選択される、ことを特徴する方法。

請求項12

請求項1ないし請求項11のいずれか1項に記載の方法において、ノイズパッケージ信号(C)は、基本信号(B)における、ラウドスピーカー(14)の振動板最大変位に対応する基本信号(B)の時点に関連してオフセットされるように、基本信号(B)に重ね合わされる、ことを特徴とする方法。

請求項13

排気枝管(12)、排気枝管(12)に関連付けられるラウドスピーカー(14)、およびラウドスピーカーの音響放射を制御する制御ユニット(22)を含む自動車の排気システムであって、前記制御ユニット(22)が、ノイズパッケージ信号(C)を生成し、ノイズパッケージ信号(C)を個々に、または、基本信号(B)に重ね合わせるように前記ラウドスピーカー(14)に送信するのに適しており、ラウドスピーカー(14)は、個々のノイズパッケージ信号(C)に対応する、または、ノイズパッケージ信号(C)と重ね合わされた基本信号(B)に対応する音波を、排気枝管(12)に放射する、ことを特徴とする排気システム。

請求項14

請求項13に記載の排気システムにおいて、制御ユニット(22)は、ノイズパッケージ(C)、特に、周期(P)、時間的な長さ(L)、包絡線の形状、包絡線の振幅、および周波数スペクトルの少なくとも一つを、車両の現在の操作状況に応じて、特に、エンジン負荷、エンジン回転速度、および排気枝管内のガスの温度の少なくとも一つに応じて生成するのに適している、ことを特徴する排気システム。

請求項15

請求項13または請求項14に記載の排気システムにおいて、制御ユニット(22)は、最初に基本信号(B)を生成し、次に、基本信号の一以上の選択された調和振動に基づいてノイズパッケージ(C)を生成する、ことを特徴する排気システム。

請求項16

請求項13ないし請求項15のいずれか1項に記載の排気システムにおいて、制御ユニット(22)は、ラウドスピーカー(14)によって効果的に音波に変換され得ない調和振動に基づいて、ノイズパッケージ信号(C)を生成するのに適しているので、ラウドスピーカー(14)は、単に、これらの調和振動のノイズパッケージを放射するだけである、ことを特徴する排気システム。

請求項17

請求項13ないし請求項16のいずれか1項に記載の排気システムにおいて、ラウドスピーカー(14)は、ノイズパッケージ信号(C)に対応する周期(P)であって、制御ユニット(22)がノイズパッケージ信号(C)を生成する基礎とした最小調和振動の周波数に同期した周期(P)を有するノイズパッケージを放射するのに適している、ことを特徴する排気システム。

請求項18

請求項13ないし請求項17のいずれか1項に記載の排気システムにおいて、制御ユニット(22)は、ラウドスピーカー(14)の振動板の最大変位に対応する、基本信号(B)の時点に関係付けてオフセットされるように、ノイズパッケージ信号(C)を基本信号(B)に重ね合わせるのに適している、ことを特徴する排気システム。

技術分野

0001

本発明は、自動車排気ノイズに影響を及ぼす方法および自動車の排気システムに関する。

背景技術

0002

自動車の音響上の印象は、大部分が、排気ノイズ、つまり、排気システムの出口から出てくる音波によって決定される。現代の自動車においては、特に、ディーゼルエンジンを備えた自動車においては、もともとエンジンによって生成され、排気システムに向けられたノイズ振動は、触媒コンバーター微粒子フィルターのような排気ガス浄化システムによって影響を受け、減衰する。したがって、排気ノイズは、もはや自然な減衰していないエンジンノイズに対応しておらず、むしろ、減衰され、かつ、あまりスポティではないように聞こえる。また、4気筒エンジンのような、より小さなエンジンの場合は、排気ノイズはあまり魅力的には聞こえない。

0003

改善策を提供し、そのような車両によりスポーティな音を与えるため、ラウドスピーカー排気枝管流体連結され、排気枝管に音波を発することのできる排気システムが知られている。これは、排気ノイズが、ラウドスピーカーの選択的な制御により影響されるようにすることを可能にする。

0004

通常は、二つの構成部分からなる排気ノイズを生成する試みがなされる。

0005

排気ノイズの第1の構成部分は、エンジンにより生成される調和振動からなる。調和振動の基本的な次数の振動は、エンジンの回転周波数の半分の周波数を有しており、より高い次数の振動はその倍数である。したがって、これらの調和振動の周波数は、エンジンの速さに依存している。

0006

図1において、典型的な4シリンダーエンジンについて、三つの次数の周波数が、異なるスピードで模式的にプロットされている。三つの次数のみが、通常の排気システムの終端、つまり、テールパイプの環境への出口に存在している。これらは、図1において実線で示されている。これらの三つの調和振動の音は、不自然であり、あまりスポーティではない。

0007

この理由のため、更に高次、特に、中間の次数に対応する調和振動を、ラウドスピーカーを通して排気枝管に挿入することが知られている。これらは、図1点線で示されている。このように生成される排気ノイズは、相当に、より魅力的であり、より高品質である。

0008

排気ノイズの第2の構成部分は、いわゆる静的ノイズである。静的ノイズは、排気ガス流速定常成分によるものである。高い流速は、排気枝管内に渦を発生させ、次に、ノイズとして認識される。流速の定常成分は、エンジンによって生成される排気ガスの量、故にエンジン速度の増加につれて増加し、特定の速度の時点で認識されるであろう。この速度は、図1において垂直な点線によって示されている。静的ノイズは、また、可能な限り自然な音響パターンを得るように、ラウドスピーカーによって生成または増加され得る。

発明が解決しようとする課題

0009

しかしながら、特に低いエンジン速度では、このように影響される排気ノイズでさえ、エンジンの自然な排気ノイズ、または、その音のシミュレートが試みられる、よりスポーティなエンジンの音に未だ対応していない。

0010

本発明の目的は、自動車の排気ノイズに影響を及ぼす方法、および、自然および/またはスポーティな排気ノイズの印象をより強調する自動車のための排気システムを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0011

前記目的は、自動車の排気ノイズに影響を及ぼす以下の方法により達成される。
(a)制御ユニットはノイズパッケージ信号を生成し、
(b)前記制御ユニットは、個々に、または、基本信号と重ね合わせるように、自動車の排気枝管と関連付けられたラウドスピーカーに前記ノイズパッケージ信号を送信し、
(c)前記ラウドスピーカーは、個別のノイズパッケージ信号またはノイズパッケージ信号と重ね合わされた前記基本信号を音波に変換し、
個別のノイズパッケージ信号は、時間的に限られた音波パッケージ、いわゆるノイズパッケージとして、前記ラウドスピーカーにより発せられる。

0012

本発明は、既に上述した二つの構成部分に加えて、車両の自然な排気ノイズが第三の構成部分を備えているという事実を利用している。第三の構成部分は、また、動的ノイズとよばれ、流速における一時的なピークにより引き起こされる。

0013

実証のため、図2は、極めて簡単な方法で、定常的な流速の総量として、流速の時間上の進展、および、エンジン速度の機能として理想的な次数についての粒子速度を示している。特に、低速の場合は、流速の振幅が非常に大きいことがわかる。この大きな振動は、低速範囲における流速を支配する大きく振動する粒子速度によって引き起こされる。

0014

しかしながら、速度が増加するほど、および、したがって次数の周波数が増加するほど、粒子速度の振幅は減少する。しかし、平均の流速が大きく増加すると、全体の流速が増加する。

0015

既に上述したように、認知できるノイズは、高い流速時に排気枝管において渦によって生成される。水平の点線は、ノイズの人的知覚想像上の閾値として描かれている。実際には、しかしながら、この閾値は流動的である。

0016

明示されているように、流速は、音響的粒子速度の高い振幅のため、繰り返し、一時的に、認知の閾値を超える。ノイズは、認知の閾値を超えるこれらの一時的なピークにおいて短時間に認知される。このノイズは、時間的に限られたものであり、ある周期的で、すなわち、調和振動の周波数に同期した、認知可能なノイズの出現時間間隔で出現する。この文脈では、同期とは、ノイズが瞬間的に発生する周期が、調和振動の周波数と共に変化し、特に、速度増加時に増加することを意味する。

0017

より高い速度においては、流速は、いつでも認知の閾値を超え、上述した静的ノイズが支配的となる。

0018

本発明は、排気ノイズにノイズパッケージを付加する。その結果として、ノイズパッケージが動的ノイズに対応する時間的に限られたノイズとして認知されるので、排気ノイズの自然な印象が大きく強調される。

0019

説明を通じて、ノイズパッケージにより生成されるノイズは、非常に速く操作され、音を発生させない手動空気ポンプの空気ノイズであると考えられる。ノイズパッケージは、また、いかなる可聴音または倍音を発生せず、そのようなものとして認知されない。

0020

ノイズパッケージの振幅機能の時間依存性は、基本信号の元来の一定平均振幅を有するノイズ信号振幅変調として理解し得る。

0021

双方の信号は、単純な加算によって重ね合わされ、それによって本発明の方法は、できる限り単純さを保つ。

0022

制御ユニットは、エンジン制御部自体でもよく、また、それに結合されていてもよい。

0023

好ましくは、ノイズパッケージ信号は、特にそれらの周期、それらの時間的長さ、それらの包絡線の形状、それらの包絡線の振幅、およびそれらの周波数スペクトルの少なくとも一つは、車両の現在の操作状況、特に、エンジン負荷、エンジン速度、および排気枝管におけるガスの温度の少なくとも一つに応じて選択される。このように、ノイズパッケージが生成され、生成されたノイズパッケージが、できるだけ自然な音を再生し、かつエンジンが作り出す実際のノイズに調和的に補完するように、選択される。

0024

エンジン制御部は、車両の操作状況についての情報、特に、エンジン負荷、エンジン速度、および/または排気枝管の温度についての情報を、制御ユニットに送信できる。

0025

代替案として、制御ユニットは、エンジン制御部に集積されていてもよい。

0026

例えば、ノイズパッケージ信号の周期は、5Hz以上であり、より具体的には、その範囲は5Hzから500Hzである。その結果として、ノイズパッケージは、5Hzから500Hzの周波数の調和振動について生成され得る。

0027

ノイズパッケージ信号の周波数スペクトルは100Hzから4000Hzの間の周波数を含んでいてもよい。

0028

異なる実施形態においては、合成的に生成されたノイズ、特にカラードノイズ、または制御ユニットに記憶された記録ノイズの部分および記憶されたノイズパッケージの部分は、ノイズパッケージ信号を生成するために用いられる。これは、ノイズパッケージの音を、所望の音に変化させることを可能とし、自然な動的ノイズに適合させることを可能とする。

0029

ノイズパッケージ信号は、また、複数の記録されたノイズパッケージの重ね合わせから生成される。

0030

好ましくは、少なくとも7つの連続したノイズパッケージ信号は、ノイズパッケージパターンを構成し、ノイズパッケージパターンの期間は、1秒よりも長く、ノイズパッケージ自体が繰り返す時には、音色の振動がノイズパッケージの付加により生成されることを防ぐために、好ましくは20秒以上である。

0031

音色の振動は、個々のノイズパッケージ信号が、人間の可聴範囲における繰り返し周波数規則的に繰り返される時に発現する。これらの音色の振動は、人工的なものとして、または不安を起こさせるものとして知覚され得る。予め定められ、相対的に長いノイズパッケージの最小期間のため、個々のノイズパッケージが、不安を起こさせる繰り返し周波数で規則的に繰り返されることは、防止され得る。

0032

しかし、音色の振動のこれらの問題は、ノイズパッケージ信号のそれぞれに新たに生成されるランダムなノイズよりも、記録されたノイズがノイズパッケージ信号を生成するために用いられる時にのみ現れる。

0033

これに関連して、二つのそれぞれのノイズパッケージ信号は、およびより具体的には、すべてのノイズパッケージ信号は、異なる周波数スペクトルを示してもよい。

0034

例えば、制御ユニットは、基本信号を、特に、合成的に、エンジンの回転周波数の半分およびその高次の周波数に対応する調和振動の重ね合わせを備える基本信号を生成する。このように、エンジンによって元来生成されたすべての調和振動は、シミュレーション可能である。

0035

特に、高いエンジン速度の場合は、基本信号は、ラウドスピーカーに静的ノイズを生成させるために、連続的ノイズを備えていてもよい。

0036

本発明の一つの構成においては、ノイズパッケージ信号は、特に、基本信号の一または複数の調和振動に基づいて、特に基本信号の振幅または基本信号の一または複数の選択された調和振動の振幅を有するノイズの振幅変調によって、基本信号に応じて生成される。これは、ノイズパッケージ信号が基本信号に一致して生成されることを可能とする。

0037

異なる実施形態においては、ノイズパッケージ信号は、また、あるいはもっぱら、ラウドスピーカーによって効果的に生成され得ない低い周波数の調和振動に基づいて生成され、これらの調和振動が排気ノイズに存在するような印象を作り出す。自動車製造業で一般に用いられるラウドスピーカーは、排気ノイズに影響を及ぼすシステムのためには、50Hz以下の周波数を効果的に表現することができない。その結果として、低いエンジン回転速度の場合でも、この閾値以下の周波数の調和振動を生成するエンジンの次数は、有益な方法では排気枝管に発せられ得ない。しかしながら、効果的には発生され得ない調和振動の周波数の周期で、ノイズパッケージがラウドスピーカーによって発せられるので、低い次数の印象が生成され得ることがわかった。このように、これらの低い周波数の振動が実際に排気ノイズに存在するという印象が作られる。より高い周波数が人間の耳に知覚され易いので、実際の低周波の振動の不存在は、特に気づかれることはないであろう。

0038

ノイズパッケージ信号が、ラウドスピーカーによっては効果的に生成され得ない低周波数の調和振動に基づいて生成された場合には、制御ユニットは、ノイズパッケージ信号をラウドスピーカーに個々に送信するようにしてもよい。その結果として、ラウドスピーカーは、もっぱらノイズパッケージ信号を発し、そして、このように低周波数の調和振動の印象を作り出す。

0039

効果的に生成され得ない低周波数の調和振動を示唆するノイズパッケージ信号の生成においてはまた、最初に基本信号を生成することができ、それに基づいてノイズパッケージ信号が生成される。

0040

ノイズパッケージ信号の形成後、基本信号の周波数スペクトルは、ラウドスピーカーが効果的に表現できる周波数に抑えられる。したがって、ノイズパッケージ信号が、効果的には生成し得ない調和振動に関連して生成された場合には、基本信号からは何も残らない。

0041

本発明の一実施形態においては、ノイズパッケージ信号の周期は、ノイズパッケージ信号の発生の基礎となる最小調和振動の周波数に同期しているので、最小周波数の調和振動が排気ノイズに存在するという印象が作られる。

0042

本発明の一つの構成においては、ノイズパッケージ信号の包絡線の振幅が、ノイズパッケージ信号の周期が調整された調和振動の振幅に応じて選択される。これは、また、ノイズパッケージのラウドネスが、関連する調和振動の実際の、または、シミュレートされたラウドネスに調整されることを可能にする。

0043

一つの異なる実施形態においては、ノイズパッケージ信号は、基本信号における、ラウドスピーカーの振動板最大変位に対応する時点に関連してオフセットされるように、基本信号に重ね合わされる。通常は、ラウドスピーカーの振動板の全変位は、既に調和振動を生成するために使用される。もし、ノイズパッケージが、最大変位の時点の調和振動に加えて生成されるならば、ラウドスピーカーの振動板の最大変位を増加させるか、あるいは、調和振動の力を減少させるかのいずれかが必要になるだろう。結局は、いずれも、よりパワフルで高価なラウドスピーカーの使用が必要になるだろう。これを避けるために、ノイズパッケージ信号は、オフセットが人間の耳には認識されないので、時間的にオフセットされて生成される得ることがわかった。

0044

本発明の目的は、更に、排気枝管、排気枝管に関連付けられるラウドスピーカー、およびラウドスピーカーの音響放射を制御する制御ユニットを含む自動車の排気システムであって、前記制御ユニットが、ノイズパッケージ信号を生成し、ノイズパッケージ信号を個々に、または、基本信号に重ね合わせるように前記ラウドスピーカーに送信するのに適しており、ラウドスピーカーは、ノイズパッケージと呼ばれる、個々のノイズパッケージ信号に対応する、または、ノイズパッケージ信号と重ね合わされた基本信号に対応する音波を、排気枝管に放射する、自動車の排気システムによって達成される。上述したようなノイズパッケージの放射の利点は、等しく適用可能である。

0045

また、制御ユニットは、ノイズパッケージ、特に、周期、時間的な長さ、包絡線の形状、包絡線の振幅、および周波数スペクトルの少なくとも一つを、車両の現在の操作状況に応じて、特に、エンジン負荷、エンジン回転速度、および排気枝管内のガスの温度の少なくとも一つに応じて生成する。

0046

好ましくは、制御ユニットは、最初に基本信号を生成し、次に、基本信号の一以上の選択された調和振動に基づいてノイズパッケージを生成する。

0047

例えば、制御ユニットは、ラウドスピーカーによって効果的に音波に変換され得ない調和振動に基づいて、ノイズパッケージ信号を生成するので、ラウドスピーカーは、単に、これらの調和振動のノイズパッケージを放射するだけである。既に上述したように、これは、これらの調和振動が存在するという印象を作り出す。

0048

本発明の一つの構成では、ラウドスピーカーは、ノイズパッケージ信号に対応する周期であって、制御ユニットがノイズパッケージ信号を生成する基礎とした最小調和振動の周波数に同期した周期を有するノイズパッケージを放射するのに適している。

0049

好ましくは、制御ユニットは、ラウドスピーカーの振動板の最大変位に対応する、基本信号の時点に関係付けてオフセットされるように、ノイズパッケージ信号を基本信号に重ね合わせるのに適している。

0050

方法に関して上述した利点は、相応して排気システムに適用される。方法だけに関係して説明された更なる望ましい特徴は、それぞれの利点を有して、排気システムにも適用可能である。

図面の簡単な説明

0051

本発明の更なる特徴および利点は、以下の説明および参照される以下の添付図面から明らかになるであろう。
図1は、存在する周波数、および、エンジン回転速度に応じて公知の方法により付加的に生成される周波数を示す図である。
図2は、エンジン回転速度に応じた現在の流速を極めて単純化した図である。
図3は、本発明による排気システムを模式的に示す図である。
図4は、本発明による方法が実行された際に、図3による排気システムのラウドスピーカーによって生成される音圧レベル、およびその構成部分を示す図である。

実施例

0052

図3は、排気枝管12およびラウドスピーカー14を有する車両の排気システム10(点線で示される)を模式的に示している。

0053

排気枝管12は、出口18で、車両の周囲に排気ガスを放出するテールパイプ16に続いている。

0054

ラウドスピーカー14は、導管20を介して、排気枝管12に流体的に接続されており、排気枝管12に関連付けられている。

0055

ラウドスピーカー14は、電気的に接続された制御ユニット22によって操作され、かつ、制御される。

0056

次に、制御ユニット22は、エンジン制御部(図示せず)に接続されていてもよく、その一部を形成してもよい。

0057

制御ユニット22は、ラウドスピーカー14への送信のためのノイズパッケージ信号および/または基本信号を生成するのに適している。ラウドスピーカー14は、制御ユニット22から受信する信号を、音波に変換することができる。

0058

排気ガスの流れは、エンジン(図示せず)から排気枝管12を通ってテールパイプ16に至り、出口18を介して自然環境に至る。流れの方向は矢印で示される。

0059

図4は、ラウドスピーカー14およびその構成部分によって生成される音圧レベルを示している。ラウドスピーカー14によって生成される音圧レベルは、制御ユニット22によって生成される信号に正比例し、ラウドスピーカー14に適用されるので、図4は、この信号を示すためにも用いられる。簡単のために、符号は以下の信号についてのみ付されており、音圧レベルには付されていない。

0060

Aで示される真ん中のグラフは、制御ユニット22によってラウドスピーカー14に送信される全体の信号を示している。信号は、二つの部分、より詳しくは、基本信号B(上)およびノイズパッケージ信号Cからなり、時間的な順序は、図4の一番下に示されている。

0061

信号Aは、基本信号Bのノイズパッケージ信号Cとの重ね合わせにより生成し得る。制御ユニット22による信号Aの生成は、以下のように行われる。

0062

まず、制御ユニット22は、基本信号Bを生成する。より具体的には、生成は、合成であってもよい。

0063

基本信号Bは、エンジンの回転周波数の半分、基本的な次数、および高次の次数に対応する調和振動の重ね合わせを備えている。

0064

更に、特に高いエンジン回転速度の場合には、基本信号Bは、自然なエンジン信号の静的ノイズに対応する、継続するノイズの性質を示してもよい。

0065

更に、ノイズパッケージ信号Cは、制御ユニット22により、基本信号Bの振幅と共に、一定平均振幅を有するノイズの振幅変調によって生成される。全体の基本信号Bまたは基本信号Bの単一調和振動は、この目的のために用いられてもよい。

0066

そのようにすることで、基本信号Bの振幅のもっぱら正の部分のみが、ノイズの振幅の変調のために用いられ、ノイズ信号Cは、基本信号Bが負の間に生成される。

0067

代替案として、基本信号Bは、振幅変調に先立って整流可能であり、全体の信号は、ノイズの振幅の変調のために用いられることが可能である。

0068

ノイズパッケージ信号Cは、周期P、つまり、特定時間間隔で生成される、個々の所定期間の波のパッケージである。

0069

ノイズパッケージ信号Cの周期Pは、5Hz以上であり、より詳しくは、5Hzから500Hzの範囲である。

0070

波パッケージ、つまり、ノイズパッケージ信号Cの周波数は、例えば、100Hzと4000Hzの間である。

0071

個々のノイズパッケージ信号Cの基礎を生成するために、合成的に生成されたノイズ、特に、カラードノイズ、および/または制御ユニットに記憶された記録ノイズからの部分が用いられる。記録ノイズは、記録されたノイズパッケージ、および短い部分が抽出される連続的なノイズでもよく、これらはノイズパッケージ信号Cの基礎を構成する。

0072

ノイズパッケージ信号Cは、また、複数の記録されたノイズパッケージが重ね合わされることで生成され、このようにして、生成されるべきノイズパッケージ信号Cの基礎を形成する。

0073

複数の、少なくとも七つの連続するノイズパッケージ信号Cは、ノイズパッケージパターンDを形成し得る。

0074

そのようなノイズパッケージパターンDは、好ましくは、それ自体を繰り返さない。

0075

しかし、ノイズパッケージパターンDの繰り返しが避けられない場合には、ノイズパッケージパターンDの期間は少なくとも1秒、好ましくは5秒であり、特に好ましくは、少なくとも20秒である。ノイズパッケージパターンDの期間は、ノイズパッケージパターンDにおける、最初のノイズパッケージ信号Cの始まりと、最後のノイズパッケージ信号Cの終わりの間の時間間隔である。

0076

例えば、ノイズパッケージパターンDがその終わりから10秒以内に再び始まる時には、繰り返しが認識される。このように、ノイズパッケージ信号Cが、たとえあったとしても、非常に低い繰り返し周波数で規則的に繰り返えされるだけなので、音色の振動が発達することは効果的に防止され得る。

0077

ノイズパッケージ信号Cの基礎を生成した後は、周期P、それらの時間的長さL、包絡線の形状、それらの包絡線の振幅および/またはそれらの周波数スペクトルは、制御ユニット22によって調整され得る。調整は、車両の操作状況、特に、エンジン負荷、エンジン回転速度、および/または排気枝管の温度、に応じて選択され得る。

0078

制御ユニット22は、車両の運転状況、特に、エンジン負荷、エンジン回転速度、および/または排気枝管の温度、について、エンジン制御部から情報を得ることが可能である。

0079

ノイズパッケージ信号Cの調整、特に、周期P、時間的長さL、包絡線の形状、包絡線の振幅、および/または周波数スペクトルの調整は、一以上の基本信号Bに応じて、制御ユニット22によっても影響され得る。

0080

ノイズパッケージ信号Cの包絡線の振幅は、ノイズパッケージ信号Cが生成される調和振動の振幅に応じて選択されてもよい。

0081

特に、周期Pは、基本信号Bの選択された調和振動から生じ、周期Pは、ノイズパッケージ信号Cが生成される最小の調和振動の周期に同期している。

0082

ノイズパッケージ信号Cの生成の後、基本信号Bの周波数スペクトルは、ラウドスピーカー14によって効果的に生成し得る周波数に削減し得る。一般に、排気システム用のラウドスピーカーは、50Hz以下の周波数を効果的に生成することができない。

0083

ノイズパッケージ信号Cの形状は、基本信号Bの振幅変調により生成され、簡単な付加によってそこに重ね合わされる。

0084

基本信号Bとのノイズパッケージ信号Cの重ね合わせは、ラウドスピーカー14の振動板の最大変位に対応する基本信号Bの最大の時点tmaxに、ノイズパッケージ信号Cが重畳されないようにオフセットされて行われてもよい。この時間上のオフセットは、図4において見ることができるが、人間の耳には認識されない。

0085

例えば、ノイズパッケージ信号Cは、ノイズパッケージの振幅の最大が、基本信号Bのゼロクロス付近に位置するように、基本信号に関連して、時間的にオフセットされる。

0086

ノイズパッケージ信号Cとの基本信号Bの重ね合わせの後、制御ユニット22は、ラウドスピーカー14に信号Aを送信する。ラウドスピーカー14は、信号Aに対応する音波、つまり、ノイズパッケージ信号Cが重ね合わされた基本信号Bに対応する音波を、排気枝管12に放射する。

0087

信号の発生とラウドスピーカー14への放射において、制御ユニット22は、エンジンからの音波への望ましくない干渉を避けるために、導管20を通して音波が伝わる時間を考慮して、送信時間をとることができる。

0088

全ての基本信号Bが、ラウドスピーカー14によって効果的に生成され得ない低い周波数、特に、50Hz以下の周波数で構成されている場合には、ノイズパッケージ信号Cは、制御ユニット22によって、ラウドスピーカー14に個々に、つまり、基本信号Bなしで、送信される。この場合には、ラウドスピーカー14は、単に、ノイズパッケージ信号Cに対応するノイズパッケージを生成するだけである。

0089

エンジンの低い次数の調和振動の周波数は、低いエンジン回転速度では50Hz以下なので、この場合は、特に低いエンジン回転速度で起こる。すなわち、ノイズパッケージ信号Cは、ラウドスピーカー14によって効果的に生成され得ない調和振動に基づいて生成される。

0090

導管20は、排気枝管12それ自身の中よりも、排気枝管12の出口18の領域において、車両の周囲に開放されることも考えられる。そのような構成では、エンジンによって生成され、排気枝管12に向かう音波は、ラウドスピーカー14によって生成された音波に重ね合わされ、ラウドスピーカー14は排気枝管12に関連付けられる。

0091

10…排気システム
12…排気枝管
14…ラウドスピーカー
16…テールパイプ
18…出口
20…導管
22…制御ユニット

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