車両の排気音制御装置
【課題】排気音により効率的且つ効果的に車両の感性品質を向上させる。
【解決手段】Ｖ型６気筒のエンジン２００を備えた車両１０において、ＥＣＵ１００は、燃料噴射を停止し且つ点火動作が停止することにより任意の気筒を休止させることが可能である。一方、ＥＣＵ１００は、排気音制御処理において、エンジン２００の運転条件に応じ、全気筒を稼動させ、基本排気音を実現する休止無しモード、一の気筒を休止させ、小ランブル音を含んだ迫力感のある排気音を実現する一気筒休止モード、爆発間隔が相互に連続してなる二気筒を休止させ、大ランブル音を含んだ迫力感のより大きい排気音を実現する二気筒連続休止モード、爆発間隔が３６０°ＣＡ離れた二気筒を休止させ、迫力感と軽快感とを併せ持った排気音を実現する二気筒不連続休止モードのいずれかのモードに対応するエンジン制御を実行し、排気音の音質を変化させる。
【解決手段】Ｖ型６気筒のエンジン２００を備えた車両１０において、ＥＣＵ１００は、燃料噴射を停止し且つ点火動作が停止することにより任意の気筒を休止させることが可能である。一方、ＥＣＵ１００は、排気音制御処理において、エンジン２００の運転条件に応じ、全気筒を稼動させ、基本排気音を実現する休止無しモード、一の気筒を休止させ、小ランブル音を含んだ迫力感のある排気音を実現する一気筒休止モード、爆発間隔が相互に連続してなる二気筒を休止させ、大ランブル音を含んだ迫力感のより大きい排気音を実現する二気筒連続休止モード、爆発間隔が３６０°ＣＡ離れた二気筒を休止させ、迫力感と軽快感とを併せ持った排気音を実現する二気筒不連続休止モードのいずれかのモードに対応するエンジン制御を実行し、排気音の音質を変化させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関を備えた車両の排気音を制御する車両の排気音制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、排気騒音を低減するものが提案されている（例えば、非特許文献１参照）。非特許文献１に開示された車両の排気装置（以下、「第１の従来技術」と称する）によれば、片バンク毎に排気管が設けられ、連通管により連通可能に構成されている。この連通管には開閉弁が設置され、開閉状態に応じて当該連通管の連通状態が変化する構成となっている。
【０００３】
この際、予めエンジン回転数と排気音の音圧レベルとの関係を表す曲線が、開閉弁の開閉状態に対応付ける形で実験的に得られており、開閉弁の開閉状態は、エンジン回転数に応じて、当該音圧レベルが低い方の曲線が得られるように制御される。このため、エンジン回転数の全域に渡って排気騒音の音圧レベルを低減することが可能であるとされている。
【０００４】
尚、マフラへ導入するフロントパイプの長さを変え、位相差を付けることによって排気音を可変とする技術（以下、「第２の従来技術」と称する）も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
尚、吸気側カムシャフト及び排気側カムシャフトの各アンバランスウェイトを鏡像の関係となるように配置することによって、内燃機関の回転数に応じてリニアに次数成分±０．５次成分の音を創出し、力強いエンジンサウンドを得る技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】実開平１−８３１２３号公報
【特許文献２】特開２００６−５７５５３号公報
【特許文献３】特開２００２−２２７６１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
排気音は、車両の感性品質にとって重要な要素であり、一般的には、低回転領域で迫力感のある排気音が、高回転領域では抜け感のある排気音が好まれる傾向がある。迫力感は、低周波音やランブル音により得られるが、この種の音は、高回転領域において伸び感（抜け感）及びクリア感（スムーズ感）を損ね易く、濁った音と知覚され易い。ところが、高回転領域における伸び感やクリア感を重視するため、低周波音やランブル音を低減すると、低回転領域における迫力感が必然的に低下する。即ち、両者は相互に背反の関係にある。
【０００８】
第１の従来技術では、開閉弁の開閉状態に応じた排気音の音圧レベルが実験的に得られているのみであり、静粛性は相対的に向上させ得ても、上述した相互に背反する特徴を併せ持った排気音を実現することは難しい。
【０００９】
他方、第２の従来技術によれば、フロントパイプの長さを変えることにより、排気音の音色を可変とし得るが、例えばアイドル領域等の低回転領域では排気音の波長が相対的に長くなるから、フロントパイプの長さ自体を大きく変化させる必要があり、搭載性が極端に低下しかねず、また物理的な構成が複雑化することによりコストが増加しかねない。即ち、これらの従来技術には、排気音に相互に背反する特徴を持たせることによって車両の感性品質を向上させることが実質的に困難であるという技術的な問題点がある。
【００１０】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、排気音により効率的且つ効果的に車両の感性品質を向上させ得る車両の排気音制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決するため、本発明に係る車両の排気音制御装置は、複数の気筒を有する内燃機関を備えた車両において排気音を制御する車両の排気音制御装置であって、前記内燃機関における所定の運転条件を特定する特定手段と、前記特定された運転条件に基づいて所定の排気音変更条件が満たされるか否かを判別する判別手段と、前記排気音変更条件が満たされる旨の判別がなされた場合に、前記複数の気筒の一部が休止するように前記内燃機関を制御する制御手段とを具備することを特徴とする。
【００１２】
本発明における「内燃機関」とは、複数の気筒を有し、当該複数の気筒の各々における燃焼室において、例えばガソリン、軽油又はアルコール等の各種燃料が燃焼した際に発生する爆発力たる動力を、例えばピストン及びコネクティングロッド等の機械的な伝達経路を経て、例えばクランク軸等の出力軸を介して動力として出力可能な機関を包括する概念であり、例えば２サイクル或いは４サイクルレシプロエンジン等を指す。
【００１３】
係る内燃機関を備えた車両における排気音とは、各気筒から、例えば排気バルブ、排気ポート、排気マニホールド、フロントパイプ、リアパイプ及びマフラ等を適宜含む排気系を介して車外空間へ放出され、空気伝播を介して人の耳に到達する排気の脈動波であり、その状態は、例えば排気系の物理形状、物理構成、材質及び各構成要素相互間の位置関係等により定まる。この際、４サイクルエンジンであれば、クランクシャフトが二回転する間に、内燃機関に備わる気筒の数（以下、適宜「気筒数」と称する）分のブローダウン脈動が発生し、機関回転数に応じた周波数をもった排気音となる。
【００１４】
ここで特に、排気音の音色を人間の感性に合致させ、上述したように車両の感性品質を向上せしめようとした場合、排気系の物理形状や構成要素間の位置関係等を変化させ、脈動波の伝播態様を変化させようとしても、現実的には搭載性の悪化や機構の複雑化は避けられず、現実性は著しく低いものとなる。そこで、本発明に係る車両の排気音制御装置では、以下の如くにして車両の感性品質を効率的に向上させることが可能となっている。
【００１５】
即ち、本発明に係る車両の排気音制御装置によれば、その動作時には、例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る特定手段により、内燃機関における所定の運転条件が特定される。
【００１６】
ここで、「所定の運転条件」とは、排気音を、顕著には排気音の音色を、車両の感性品質を向上させる目的から上述した排気系の構成等により定まる基本的な排気音から変更すべきか否かの判断基準となり得る条件を包括する概念である。例えば低回転領域や低負荷領域において排気音に迫力感が必要である場合には、係る所定の運転条件とは、内燃機関の機関回転数や負荷等の条件を含んでもよい。
【００１７】
尚、本発明に係る「特定する」とは、特定対象そのもの或いは特定対象と相関する物理量又は物理状態を、直接的に又は何らかの検出手段を介して間接的に、例えば電気信号等として取得すること、直接的に又は間接的に検出された、特定対象と相関する物理量又は物理状態に基づいて予め然るべき記憶手段等に記憶されたマップ等から該当する値として選択すること、及び、それら検出又は選択された、特定対象と相関する物理量又は物理状態から、予め設定されたアルゴリズムや計算式等に従って導出又は推定すること等を包括する広い概念である。従って、特定手段は、例えばクランクポジションセンサからの電気信号を基に数値演算を行うことによって、又は例えば回転数センサからの電気信号を電気的に取得すること等によって、或いは例えばアクセルポジションセンサ又はスロットルポジションセンサからの電気信号を電気的に取得すること等によって、例えば機関回転数或いは負荷として係る運転条件を特定してもよい。
【００１８】
一方、このように運転条件が特定されると、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る判別手段により、排気音変更条件が満たされるか否かが判別される。
【００１９】
ここで、「排気音変更条件」とは、排気音を、基本的な排気音から、相対的に迫力感の大きい排気音に変更すべきものとして定められた条件であり、例えば、予め実験的に、経験的に、理論的に或いはシミュレーション等に基づいて、車両の運転者、搭乗者或いは車外から排気音を聴取する第三者等によって迫力感の大きい排気音が所望される旨が判明している或いは推定されている運転条件等を指す。
【００２０】
ここで、排気音変更条件が満たされた場合、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る制御手段によって、内燃機関に備わる複数の気筒のうち一部が休止するように内燃機関が制御される。
【００２１】
ここで、「休止する」とは、少なくとも燃料の燃焼が停止されている状態を包括する概念であり、必ずしも気筒が物理的、機械的又は電気的に完全に停止していることを意味するものではない。即ち、言い換えれば、排気音を構成する脈動波の発生が実質的にみて停止されている状態を指す。従って、制御手段が気筒を休止せしめる態様は多数存在し、例えば、燃料の噴射を停止することによって、点火を停止することによって、或いは気筒内への空気の流入を遮断すること等によって、気筒が休止せしめられてもよい。
【００２２】
４サイクルエンジン等の内燃機関では、クランクシャフト等の出力軸が二回転する間に気筒数分の爆発が生じる。従って、一本の気筒を休止させた場合には二回転に一回の割合で、爆発間隔がクランク角にして３６０度離れた二気筒を休止させた場合には一回転に一回の割合で、夫々基本的な排気音（即ち、全気筒が稼動している場合の排気音）の波形に歪みが生じることとなる。この歪みがランブル音の成分となり、排気音は、何ら気筒が休止されない場合と比較して、相対的に迫力のある音色となる。
【００２３】
このように、本発明に係る車両の排気音制御装置によれば、排気音変更条件が満たされた場合に、一部の気筒が休止せしめられ、排気音がランブル成分を含んだ迫力のある排気音に変化する。この際、内燃機関及び車両の排気系の物理的及び機械的な構成並びに各構成要素間の空間的な位置関係は何ら変化することがないため、搭載性の悪化や構成の複雑化によるコストの増加等が実践上顕在化することがない。更に、排気音変更条件の設定如何により、車両の動力性能の低下を顕在化させることなく排気音を変化させることが可能である。即ち、本発明に係る車両の排気音制御装置によれば、効率的且つ効果的に車両の感性品質を向上させることが可能となるのである。
【００２４】
本発明に係る車両の排気音制御装置の一の態様では、前記内燃機関は、夫々複数の前記気筒を含んでなる複数のバンクと、該複数のバンクに含まれる気筒からの排気を該複数のバンク毎に集約して下流側に導く複数の排気経路とを備え、該排気経路の長さが前記複数のバンク相互間で略等しく構成される。
【００２５】
この態様では、内燃機関は典型的には二つのバンクを備え、例えば所謂Ｖ型の内燃機関として構築される。複数のバンクから排気を下流側（即ち、気筒から遠ざかる側）へ導く例えばフロントパイプ等の排気経路は、例えば、途中でリアパイプ等に合流せしめられ、一本の排気系統をなす。或いは途中で集約されることなく相互に独立した二つの排気系統をなす。この場合、所謂デュアル排気と称される排気形態が実現される。
【００２６】
このような複数のバンクにおける排気経路の各々の長さが異なる場合、例えば合流点において、或いは排気系の出口（管端）等において、バンク相互間の排気音の位相がずれるため、気筒を何ら休止せしめない場合であってもクリア感が損なわれる可能性があり、気筒の一部を休止せしめた場合のランブル成分の発生にも影響を与えかねない。
【００２７】
その点、この態様によれば、夫々のバンクに対応する排気経路は略等長であり、気筒の一部を休止せしめた場合、休止気筒の爆発工程に対応して一定の周期で訪れる歪みが、車両の排気音に対して一定の周期で作用することになり、気筒を休止させない場合の排気音と、一部気筒を休止させた場合のランブル音を含む排気音との差異が明確となって、より感性品質を向上させることが可能となる。
【００２８】
本発明に係る車両の排気音制御装置の他の態様では、前記特定手段は、前記運転条件の少なくとも一部として前記内燃機関の機関回転数を特定し、前記判別手段は、前記特定された機関回転数が所定値未満である場合に、前記排気音変更条件が満たされる旨の判別を行う。
【００２９】
この態様によれば、特定手段が、運転条件の少なくとも一部として機関回転数を特定し、この特定された機関回転数が、例えば然るべき記憶手段に固定値として記憶された、或いは例えばマップ等に設定された複数の値の中から適宜選択された所定値未満である場合に、排気音変更条件が満たされる旨の判別が行われる。即ち、実質的には、機関回転数が所定値未満となる低回転領域が排気音変更条件として設定される。低回転領域では、排気音の音圧が相対的に低くなり易いため、迫力が不足した排気音となり易い。このため、ランブル音の発生による迫力感の創造が効果的に作用し得、効率的に車両の感性品質を向上させることが可能となる。
【００３０】
本発明に係る車両の排気音制御装置の他の態様では、前記特定手段は、前記運転条件の少なくとも一部として前記内燃機関の負荷を特定し、前記制御手段は、前記特定された負荷が所定の低負荷に該当する場合に、前記排気音変更条件が満たされる旨の判別を行う。
【００３１】
低負荷領域では、排気音の音圧は相対的に低くなり易いため、迫力が不足した排気音となり易い。このため、ランブル音の発生による迫力感の創造が効果的に作用し得、効率的に車両の感性品質を向上させることが可能となる。
【００３２】
尚、低負荷であるか否かは、例えば、負荷を規定し得るアクセル開度やスロットル開度等、然るべき検出手段により検出可能な数値に基づいて判別されてもよいし、それとは別に、或いはそれに加えて、車両における他の運転条件に基づいて、然るべきアルゴリズムや演算式に従って導かれる指標値に基づいてその都度個別具体的に判別されてもよい。
【００３３】
本発明に係る車両の排気音制御装置の他の態様では、前記排気音変更条件が満たされる旨の判別がなされた場合に、前記特定された運転条件に基づいて休止させるべき気筒を決定する休止気筒決定手段を更に具備し、前記制御手段は、前記休止させるべき旨が決定された気筒が休止するように前記内燃機関を制御する。
【００３４】
この態様によれば、排気音変更条件が満たされる旨の判別がなされた場合に、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る休止気筒決定手段によって、休止させるべき気筒が決定される。この際、休止気筒決定手段は、特定手段により特定された運転条件に基づいて、例えば、休止させるべき気筒の数、及び休止させるべき気筒の番号（即ち、いずれの気筒を休止すべきか）等を決定する。
【００３５】
本発明に係る車両の排気音制御装置においては、いずれの気筒であれ休止せしめることによって、全ての気筒を稼動させている場合と較べてランブル音を含んだ迫力感の大きい排気音を生成することが可能であるが、このように、内燃機関の運転条件に基づいて休止気筒が決定される場合には、例えば、機関回転数が低く且つ負荷も低いアイドル期間であっても始動直後であれば暖機を優先して全気筒を稼動せしめたり、例えば比較的機関回転数及び負荷が高いファストアイドル中は一気筒のみを休止させたり、例えばより迫力感を強めたい場合には二気筒を休止させたりと言った、その都度車両全体にとって最適な排気音を綿密に制御することが可能となる。
【００３６】
尚、この態様では、前記休止気筒決定手段は、前記複数の気筒のうち二以下の気筒について休止させるべき旨を決定してもよい。
【００３７】
休止気筒が多ければ、必然的に動力性能の低下が生じる。ここで、低回転且つ低負荷の領域であれば、要求される出力は小さいから、或いは車両が定常走行状態（低回転且つ低負荷である場合が多い）にある場合にはランブル音自体が必要とされない可能性が高いから、動力性能の低下が顕在化する可能性は低いが、休止気筒の数が多ければそれだけ内燃機関が冷えるのであり、再稼動時のエミッションを考えれば、休止気筒数は多過ぎない方がよい。
【００３８】
一方で、休止気筒が一気筒である場合と二気筒である場合とではランブル音は相応に異なり、また、休止気筒を二気筒とした場合には更に、いずれの気筒を選択するかによってランブル音の周波数を変化させることが可能となるから、休止気筒が二気筒以下であっても実践上十分な選択肢が提供され得る。即ちこの場合、内燃機関の総合的な性能を担保しつつ、ランブル音を効果的に作用させ得るといった、実践上極めて有益な効果がもたらされる。
【００３９】
休止気筒決定手段を備える車両の排気音制御装置の他の態様では、前記休止気筒決定手段は、前記複数の気筒のうち二つの気筒を休止させるべき旨を決定する場合に、休止させるべき二つの気筒を、爆発間隔が相互に隣接する二つの気筒と、爆発間隔がクランク角にして３６０度離れた二つの気筒とのうちいずれか一方に決定する。
【００４０】
爆発間隔が相互に隣接する二つの気筒を休止させた場合には、基本的な排気音に対する歪みの発生周期は、二回転に一回の割合であり、一気筒休止の場合から変化しないが、二気筒が連続して休止するため歪みの量は大きくなる。即ち、ランブル音によって得られる迫力感は、一の気筒を休止させる場合と比較して大きくなる。
【００４１】
一方、爆発間隔がクランク角にして３６０度離れた二気筒を休止させた場合、歪みの大きさは変化しないが、その発生周期がクランク角一回転につき一回の割合となるため、ランブル音の周波数は一気筒のみを休止させた場合と比較して２倍となる。
【００４２】
この態様によれば、休止させる二気筒の相互関係を選択することによって、特徴の異なるランブル音を含んだ二種類の排気音を実現することが可能となる。従って、例えば、より迫力感が要求される運転領域であれば連続する二気筒を、また軽快感を伴った迫力感が要求される場合には３６０度離れた二気筒を、夫々休止せしめること等によって、車両の感性品質を効率的に且つ効果的に向上させることが可能となる。
【００４３】
休止気筒決定手段を備える車両の排気音制御装置の他の態様では、前記休止気筒決定手段は、前記複数の気筒のうち特定の気筒が所定期間以上連続して休止しないように前記休止させるべき気筒を決定する。
【００４４】
休止されている気筒では燃料の燃焼が生じないから、休止されている気筒は、他の気筒と較べて相対的に冷却された状態となり易い。従って、特定の気筒のみを連続して休止せしめた場合には，休止気筒が再稼動された際にエミッションの悪化を招き易い。一方で、休止させた際に得られる効果は、複数の気筒相互間で変化しない（複数気筒であれば、無論休止気筒相互間の位置関係は保持した上である）。
【００４５】
従って、特定の気筒が、例えば予め実験的に、経験的に、理論的に或いはシミュレーション等に基づいてエミッションの悪化が顕在化しないと判断され得る程度の期間等として設定された所定期間以上休止しないように、休止させるべき気筒が決定された場合には、エミッションの悪化が防止され、実践上有益である。
【００４６】
休止気筒決定手段を備える車両の排気音制御装置の他の態様では、前記休止気筒決定手段は、前記複数の気筒における休止態様を指定する旨の入力に応じて前記休止させるべき気筒を決定する。
【００４７】
この態様によれば、例えば、運転者等が、気筒の休止態様を自ら指定したい場合等に、例えば、ボタン、レバー、ツマミ、スイッチ或いは操作ダイアル等の各種操作手段を人為的に操作すること等により生じる例えば物理的、機械的又は電気的な信号の形態を採り得る、休止態様を指定する旨の入力に応じて、休止させるべき気筒が決定される。従って、例えば運転者の意思を反映した排気音の制御が可能となり、車両の感性品質をより効率的に且つ効果的に向上させることが可能となる。
【００４８】
尚、係る入力は、必ずしも上述したような人為的な操作のみにより発生するものでなくてもよく、例えば車両における車速、機関回転数、負荷或いは要求出力等の運転条件、環境条件又は走行条件等に基づいて、運転者が理解し得る合理的な理由を伴って自動的に発生するものであってもよい。
【００４９】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
＜発明の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の好適な各種実施形態について説明する。
＜１：第１実施形態＞
＜１−１：実施形態の構成＞
始めに、図１及び図２を参照し、本発明の第１実施形態に係る車両１０の構成について説明する。
【００５１】
図１は、車両１０におけるエンジン系統の模式図である。
【００５２】
図１において、車両１０は、ＥＣＵ１００、エンジン２００及びアクセルポジションセンサ３００を備える。
【００５３】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、車両１０の動作全体を制御することが可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「車両の排気音制御装置」の一例である。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述する排気音制御処理を実行することが可能に構成されている。
【００５４】
エンジン２００は、本発明に係る「内燃機関」の一例たるＶ型６気筒エンジンである。尚、エンジン２００は、本発明に係る内燃機関の一例に過ぎず、例えば、直列４気筒エンジン、直列５気筒エンジン、直列６気筒エンジン、Ｖ型８気筒エンジン、Ｖ型１２気筒エンジン、水平対向４気筒エンジン或いは水平対向６気筒エンジン等であってもよい。
【００５５】
エンジン２００は、二つのバンク２００ａ及び２００ｂを備えており、バンク２００ａには、夫々本発明に係る「気筒」の一例たる第１気筒２０１Ａ、第３気筒２０１Ｃ及び第５気筒２０１Ｅが、またバンク２００ｂには、同様に本発明に係る「気筒」の一例たる第２気筒２０１Ｂ、第４気筒２０１Ｄ及び第６気筒２０１Ｆが収容されている。以下に、エンジン２００の要部構成について、その動作の一部を交えて説明する。
【００５６】
図１において、外部から吸入される空気は、吸気管２０２に導かれ、吸気管２０２を通過する過程でエアクリーナ２０３により濾過される。エアクリーナ２０３の後段には、エアフローメータ２０４が設置されており、吸入空気の質量流量が直接検出される構成となっている。また、エアフローメータ２０４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された吸入空気の質量流量は、ＥＣＵ１００により常に把握される構成となっている。
【００５７】
エアフローメータ２０４を通過した吸入空気は、一旦サージタンク２０７に貯留され、サージタンク２０７と連通する吸気マニホールド２０８を介してバンク２００ａの各気筒へ、またサージタンク２０７と連通する吸気マニホールド２０９を介してバンク２００ｂの各気筒へ夫々供給される構成となっている。
【００５８】
ここで、サージタンク２０７へ供給される空気の量は、吸気管２０２に設けられたスロットルバルブ２０５の開度に応じて調整される。スロットルバルブ２０５は、スロットルバルブモータ２０６により駆動される構成を有しており、スロットルバルブモータ２０６によってスロットルバルブ２０５の開度が制御される仕組みとなっている。また、このスロットルバブル２０５の開度（スロットル開度）は、不図示のスロットル開度センサにより検出され、ＥＣＵ１００に出力される仕組みとなっている。
【００５９】
ここで、アクセルポジションセンサ３００は、車両１０に備わる不図示のアクセルペダルの操作量（アクセル開度）を検出することが可能に構成されたセンサである。アクセルポジションセンサ３００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたアクセル開度は、ＥＣＵ１００によって絶えず把握される構成となっている。
【００６０】
エンジン２００の説明に戻り、スロットルバルブモータ２０６は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、その動作がＥＣＵ１００により制御される構成となっている。ＥＣＵ１００はこの際、アクセルポジションセンサ３００により検出されるアクセル開度に応じたスロットル開度が得られるように、スロットルバルブモータ２０６を制御しており、結局スロットル開度は、ＥＣＵ１００により制御される構成となっている。尚、スロットルバルブ２０５とアクセルペダルとは機械的には連結されておらず、ＥＣＵ１００は、アクセルポジションセンサ３００により検出されるアクセル開度とは独立してスロットル開度を制御することも可能である。即ち、車両１０では、所謂電子制御式スロットルが採用されている。
【００６１】
バンク２００ａに収容される各気筒から排出される排気は、排気マニホールド２１０に導かれ、排気マニホールド２１０に連通するフロントパイプ２１１に３気筒分が集約され排出される構成となっている。フロントパイプ２１１には、第１三元触媒２１４が設置されている。第１三元触媒２１４は、排気中のＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）、及びＮＯｘ（窒素酸化物）を夫々浄化することが可能な触媒である。
【００６２】
バンク２００ｂに収容される各気筒から排出される排気は、排気マニホールド２１２に導かれ、排気マニホールド２１２に連通するフロントパイプ２１３に３気筒分が集約され排出される構成となっている。フロントパイプ２１３には、第１三元触媒２１５が設置されている。第１三元触媒２１５は、第１三元触媒２１４と同様に排気中のＣＯ、ＨＣ及びＮＯｘを夫々浄化することが可能な触媒である。
【００６３】
フロントパイプ２１１及び２１３の下流には、リアパイプ２１６が設置されている。リアパイプ２１６は、フロントパイプ２１１及び２１３を夫々独立して流れる排気を集約して車外に導く排気管である。リアパイプ２１６には、例えば第１三元触媒２１４及び２１５よりも容量の大きな第２三元触媒２１７が設置されており、６気筒分の排気が更に浄化せしめられる構成となっている。
【００６４】
次に、図２を参照し、エンジン２００の更なる詳細について説明する。ここに、図２は、図１におけるＡ−Ａ’線視断面の構成を概念的に表してなる模式断面図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。尚、図２は、第１気筒２０１Ａの断面構成を表すものであるが、他の気筒については第１気筒２０１Ａと同様の構成を有するため、説明の煩雑化を防ぐ目的から説明を省略することとする。
【００６５】
図２において、吸気マニホールド２０８を介して供給される空気は、更に吸気ポート２１８に導かれる。一方、吸気ポート２１８には、その一部たる噴射口が露出してなるインジェクタ２１９が設置されており、例えばガソリン等の燃料を噴射することが可能に構成されている。燃料は、燃料タンク２２０に貯留されており、燃料タンク２２０から低圧ポンプ２２１の作用によりデリバリ２２２を介して圧送供給されている。インジェクタ２１９は、この圧送供給される燃料を、霧状に吸気ポート２１８に噴射することが可能に構成される。従って、吸気マニホールド２０８を介して供給された空気は、吸気ポート２１８において係る噴射燃料を混合され、混合気となる。
【００６６】
吸気ポート２１８と第１気筒２１０Ａ内部との連通状態は、吸気バルブ２２３の開閉状態に応じて制御される。吸気バルブ２２３は、その開弁時に、その開度に応じた量の混合気を第１気筒２０１Ａの内部へ導くことが可能に構成されている。
【００６７】
エンジン２００は、点火装置２２４を備える。点火装置２２４は、第１気筒２０１Ａ内部の燃焼室に一部が露出してなる点火プラグを有してなる火花点火装置であり、吸気バルブ２２３を介して吸入された混合気に点火することが可能に構成されている。点火装置２２４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、点火装置２２４に係る点火タイミングは、ＥＣＵ１００により制御される構成となっている。
【００６８】
点火装置２２４により点火された混合気は爆発膨張し、ピストン２２５を上下方向に往復運動させる動力となる。このピストン２２５の往復運動は、コネクティングロッド２２６を介してクランクシャフト２２７の回転運動に変換される構成となっている。また、クランクシャフト２２７近傍には、クランクシャフト２２７の回転位置（即ち、クランク角）を検出するクランクポジションセンサ２２８が設置されている。クランクポジションセンサ２２８は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００は、クランクポジションセンサ２２８によって検出されたクランク角に基づいて、点火装置２２４の点火時期等を制御する。また、ＥＣＵ１００は、クランクシャフト２２７の回転位置に基づいてエンジン２００の機関回転数Ｎｅを算出することが可能に構成されている。尚、クランクシャフト２２７にはエンジン２００に備わる全気筒が連結されており、クランクシャフト２２７及びクランクポジションセンサ２２８は、エンジン２００における全ての気筒に共用される構成となっている。
【００６９】
また、バンク２００ａ及び２００ｂを収容するシリンダブロックに設置されたウォータージャケットには、エンジン２００を冷却すべく循環供給される冷却水の温度を検出するための温度センサ２２９が配設されている。温度センサ２２９は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された冷却水温は、ＥＣＵ１００によって絶えず把握される構成となっている。
【００７０】
一方、第１気筒２０１Ａには、吸気バルブ２２３と対をなす排気バルブ２３０が設置されている。排気バルブ２３０は、吸気バルブ２２３と連動して開閉する構成となっており、燃焼後の混合気は、排気バルブ２３０の開弁時に、排気ポート２３１に排気として排出される構成となっている。排気ポート２３１には、排気マニホールド２１０が連通しており、排気は排気ポート２３１から排気マニホールド２１０へ導かれる構成となっている。
【００７１】
＜１−２：実施形態の動作＞
＜１−２−１：気筒の休止制御＞
車両１０では、第１気筒２０１Ａ乃至第６気筒２０１Ｆの各気筒を個別に休止させることが可能に構成されている。気筒を休止させる場合、ＥＣＵ１００は、先ずインジェクタ２１９を介した燃料の噴射を停止し、更に、点火装置２２４に係る点火動作を停止する。このような制御により、休止せしめられた気筒において燃料の燃焼が停止させられ、ピストン２２５及びコネクティングロッド２２６は、休止状態にない気筒における爆発工程において生じる動力によって駆動されるクランクシャフト２２７から逆に動力を供給される形で機械的に駆動される。従って、吸気バルブ２２３を介して吸入された空気は、単に排気バルブ２３０を介して排気ポート２３１に排出される。尚、気筒を休止せしめる態様は、これに限定されず、例えば、点火装置２２４に係る点火動作を停止するのみによっても実現可能である。但し、この場合、混合気が生ガスとして排出されることによりエミッションの悪化を招きかねないため、本実施形態の如くインジェクタ２１９の動作も停止させる方が、エミッション及び燃費の観点からは好ましい。
【００７２】
また、本実施形態に係るエンジン２００では、スロットルバルブ２０５は各気筒に共有されているが無論一例に過ぎず、例えば他のエンジンの例として、気筒毎にスロットルバルブを備えていてもよい。この場合、気筒毎にスロットルバルブの開閉状態が制御され得るから、休止対象の気筒に対応するスロットルバルブのみを全閉状態とすることにより、休止対象の気筒のみ、燃焼室内への空気の吸入を停止させることも可能である。この場合、排出される空気によって第１三元触媒２１４又は２１５が冷却されずに済むため好適である。尚、エンジンに例えばＶＶＴ（Variable Valve Timing）等の珂変動弁機構が備わる場合には、係る可変動弁機構により吸気バルブの開弁動作を禁止し、燃焼室への空気の吸入を停止せしめてもよい。
【００７３】
＜１−２−２：排気音制御の概要＞
車両１０では、第１気筒２０１Ａ乃至第６気筒２０１Ｆの一部を休止せしめることにより、リアパイプ２１６及び不図示のマフラ等を介して車外に排出される排気の音（即ち、排気音）の音色を変化させることが可能である。ここで、図３を参照し、気筒休止の態様と排気音の特徴との関係について説明する。ここに、図３は、休止気筒と排気音の特徴との対応関係を表す表である。
【００７４】
図３において、縦系列には、気筒の休止態様が列記されており、本実施形態では、休止無し、一気筒休止、二気筒連続休止、及び二気筒不連続休止の４種類の休止態様が設定されている。また横系列にはクランク角に対応付けられて各気筒が爆発順に表されており、第Ｎ気筒（Ｎ＝１，２，・・・，６）が、夫々「♯Ｎ」と略表記されている。即ち、図３には、例えば、第１気筒２０１Ａ（即ち、♯１）は０°ＣＡ（Crank Angle：クランク角）で爆発工程を迎え、１２０°ＣＡ後に第２気筒２０１Ｂ（即ち、♯２）が爆発工程を迎え、順次１２０°ＣＡ毎に各気筒が爆発工程を迎えると共に、７２０°ＣＡにおいて（即ち、クランクシャフト２２７が二回転した後に）再び第１気筒２０１Ａが爆発工程を迎える様子が記述されている。一方、図３における横系列の右端部分には、排気音の特徴が示されている。このように、エンジン２００では、第１気筒２０１Ａ→第２気筒２０１Ｂ→第３気筒２０１Ｃ→第４気筒２０１Ｄ→第５気筒２０１Ｅ→第６気筒２０１Ｆの順に爆発工程を迎え、第６気筒２０１Ｆの次には再び第１気筒２０１Ａが爆発工程を迎えるように爆発順序が設定されている。また、各気筒の爆発間隔は１２０°ＣＡであり、クランクシャフト２２７が二回転すると、各気筒が一回爆発工程を迎える構成となっている。尚、図３において、休止していない気筒には「○」、休止気筒には「−」が夫々記されている。
【００７５】
休止態様が、「休止無し」である場合（以下、この状態を適宜「休止無しモード」と称する）、排気音は、フロントパイプ２１１及び２１３、リアパイプ２１６並びにマフラ等の物理的構成によって規定される基本的な排気音（以下、適宜「基本排気音」と称する）となり、ランブル音が抑制された、クリアで伸びのある音色の排気音が実現される。逆に言えば、そのようなクリアで伸びのある音色が得られるように、フロントパイプ２１１及び２１３、リアパイプ２１６並びにマフラ等の物理的構成が決定されている。
【００７６】
休止態様が、「一気筒休止」である場合（以下、この状態を適宜「一気筒休止モード」と称する）、排気音には、クランクシャフト２２７二回転に対し一回の割合でランブル音の成分が現れる（図３では、第２気筒２０１Ｂが休止されている）。従って、排気音は、周波数ｆ１の小規模なランブル音（図示「小ランブル音」）を含み、一定の迫力感を伴った排気音が実現される。
【００７７】
一方、休止態様が、「二気筒連続休止」である場合、即ち爆発間隔が相互に連続する二気筒（図３では、第２気筒２０１Ｂ及び第３気筒２０１Ｃ）が休止された場合（以下、この状態を適宜「二気筒連続休止モード」と称する）、ランブル音の成分の出現周期は、クランクシャフト２２７の二回転に対し一回の割合であるが、二気筒が連続休止するため、基本排気音に対するランブル音の成分の寄与が大きくなる。従って、この場合、排気音は、周波数ｆ１の大規模なランブル音（図示「大ランブル音」）を含み、一気筒休止モードと比較してより迫力感のある排気音が実現される。
【００７８】
他方、休止態様が、「二気筒不連続休止」である場合、即ち爆発間隔が３６０度離れた二気筒（図３では、第２気筒２０１Ｂと第５気筒２０１Ｅ）が休止された場合（以下、この状態を適宜「二気筒不連続休止モード」と称する）、ランブル音の成分の寄与度は、一気筒休止モードと変わらないものの、ランブル音の成分の発生周期が、クランクシャフト２２７の一回転に対し一回の割合となるため、ランブル音の周波数が一気筒休止モード及び二気筒連続休止モードと較べて二倍となる。即ち、排気音は、周波数ｆ２（ｆ２＝２ｆ１）の小ランブル音を含むものとなり、軽快感を伴った迫力感のある排気音が実現される。
【００７９】
車両１０では、ＥＣＵ１００により実行される排気音制御処理において、エンジン２００の運転条件に応じて上述した４種類のモードのいずれかに応じたエンジン制御がなされることにより、排気音が上述した４種類の休止モードのいずれかに対応する一の排気音に制御される。
【００８０】
＜１―２―３：排気音制御処理の詳細＞
ここで、排気音制御処理の詳細について、図４を参照して説明する。ここに、図４は、排気音制御処理のフローチャートである。
【００８１】
図４において、ＥＣＵ１００は、車両１０が停止中であるか否かを判別する（ステップＡ１０）。車両１０が停止中である場合（ステップＡ１０：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は更に、スロットルバルブ２０５が全閉状態であるか否かを判別する（ステップＡ１１）。
【００８２】
車両１０が停止し且つスロットルバルブ２０５が全閉状態である場合とは、即ち、エンジン２００がアイドリング状態であることを意味し、基本排気音の音圧は比較的小さい状態である。従って、この場合ＥＣＵ１００は、基本的にランブル音を含んだ排気音を実現することによって、迫力感のある排気音を実現する。
【００８３】
即ち、アイドリング中である場合（ステップＡ１１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、冷却水温Ｔｗが所定の下限値Ｔｗｔｈ以上であるか否かを判別する（ステップＡ１４）。ここで、下限値Ｔｗｔｈは、エンジン２００が最低限暖機されているか否かを規定し得る値に設定されている。即ち、ステップＡ１４に係る処理では、エンジン２００が冷間始動中であるか否かが判別される。冷却水温Ｔｗが下限値Ｔｗｔｈ未満である場合、即ち、エンジン２００が冷間始動中である場合（ステップＡ１４：ＮＯ）、気筒を休止させるとエミッションが悪化するため、ＥＣＵ１００は、エンジン２００の暖機を優先し、休止無しモードに対応するエンジン制御を実行する（ステップＡ２０）。即ち、エンジン２００の全ての気筒が稼動状態に制御され、排気音は基本排気音となる。ステップＡ２０に係る処理が実行されると、ＥＣＵ１００は、処理をステップＡ１０に戻し、再び車両１０が停止中であるか否かに係る判別を繰り返す。
【００８４】
冷却水温Ｔｗが下限値Ｔｗｔｈ以上である場合、即ち、エンジン２００が少なくとも最低限は暖機されている場合（ステップＡ１４：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、エンジン２００がファストアイドル中であるか否かを判別する（ステップＡ１５）。ファストアイドル中である場合（ステップＡ１５：ＹＥＳ）、エンジン２００は最低限暖機されているものの、十分に暖機されている状態ではないものとして、ＥＣＵ１００は、一気筒休止モードに対応するエンジン制御を実行する（ステップＡ１６）。従って、排気音は、周波数ｆ１の小ランブル音を含んだ、基本排気音に対し迫力感の増した排気音となる。尚、ファストアイドル中であれば、エンジン２００の機関回転数は通常のアイドル回転数よりも高く設定されるから、通常のアイドル期間よりも排気音自体が大きくなる。従って、一気筒休止モードであっても必要にして十分な迫力感を伴った排気音が実現される。それに加え、ファストアイドル中である場合、エンジン２００は未だ暖機中であるから、エンジン２００の暖機を促進する意味からも、休止すべき気筒は少ない方が望ましく、この場合、エンジン２００の暖機と車両１０の感性品質の向上とが同時に実現される。
【００８５】
尚、ステップＡ１６に係る処理において、ＥＣＵ１００は、休止させるべき一の気筒を、過去の休止状態に基づいて決定する。即ち、ＥＣＵ１００は、休止期間が各気筒について可及的に均等化されるように休止すべき気筒を決定する。また、一の気筒が連続して休止している期間が、予め設定された基準値を超えた場合、一気筒休止モードの継続中であっても休止対象の気筒が変更される。或いは次回の休止タイミングから休止対象の気筒が変更される。このため、特定の気筒のみが相対的に冷却され、稼動時のエミッションが悪化するといった事態が防止される。尚、この際、係る基準値は、固定値であっても可変値であってもよい。
【００８６】
エンジン２００がファストアイドル中でない場合（ステップＡ１５：ＮＯ）、エンジン２００は十分に暖機されており、エンジン２００は通常のアイドル状態となっている。従って、ＥＣＵ１００は、二気筒連続休止モードに対応するエンジン制御を実行する（ステップＡ１９）。従って、排気音は、周波数ｆ１の大ランブル音を含んだ、基本排気音に対し迫力感の大きく増した排気音となる。尚、ステップＡ１９に係る処理において、ＥＣＵ１００は、休止させるべき二つの気筒を、一気筒休止モードと同様に過去の休止状態に基づいて決定する。即ち、ＥＣＵ１００は、休止期間が各気筒について可及的に均等化されるように爆発間隔が相互に連続した二つの気筒を休止すべき気筒として決定する。また、一の気筒が連続して休止している期間が、予め設定された基準値を超えた場合には、二気筒連続休止モードの継続中であっても休止対象の気筒が変更される。或いは次回の休止タイミングから休止対象の気筒が変更される。このため、特定の気筒のみが相対的に冷却され、稼動時のエミッションが悪化するといった事態が防止される。尚、この際、係る基準値は、固定値であっても可変値であってもよい。
【００８７】
ステップＡ１６又はステップＡ１９に係る処理が実行されると、ＥＣＵ１００は、処理をステップＡ１０に戻し、再び車両１０が停止中であるか否かの判別を繰り返す。
【００８８】
一方、車両１０が停止中であるにもかかわらず、スロットルバルブ２０５が開いている場合、車両１０の運転者は、アクセルペダル等の操作により空ぶかし等のレーシングを行っている可能性がある。即ち、この場合、運転者は、より迫力感の大きい排気音を所望している可能性が高い。そこで、ステップＡ１１に係る判別処理において、スロットルバルブ２０５が全閉状態でないと判別された場合（ステップＡ１１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、機関回転数ＮＥが、第１設定値ＮＥｔｈ１未満であるか否かを判別する（ステップＡ１３）。
【００８９】
機関回転数ＮＥが第１設定値ＮＥｔｈ１未満である場合（ステップＡ１３：ＹＥＳ）、即ち、低回転領域でレーシングが行われている可能性がある場合には、ＥＣＵ１００は処理をステップＡ１９に移行し、二気筒連続休止モードに対応するエンジン制御を実行して、最も迫力感の高い排気音を実現する。
【００９０】
機関回転数ＮＥが第１設定値ＮＥｔｈ１以上である場合（ステップＡ１３：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は更に、機関回転数ＮＥが第２設定値ＮＥｔｈ２（ＮＥｔｈ２＞ＮＥｔｈ１）未満であるか否かを判別する（ステップＡ１７）。機関回転数ＮＥが第２設定値ＮＥｔｈ２未満である場合（ステップＡ１７：ＹＥＳ）、即ち、中回転領域でレーシングが行われている可能性がある場合には、ＥＣＵ１００は、二気筒不連続休止モードに対応するエンジン制御を実行する（ステップＡ１８）。従って、排気音は、周波数ｆ２（ｆ２＝２ｆ１）の小ランブル音を含んだ、軽快感と迫力感を併せ持った排気音に制御される。ステップＡ１８に係る処理が実行されると、ＥＣＵ１００は処理をステップＡ１０に戻し、再び車両１０が停止しているか否かの判別を繰り返す。
【００９１】
機関回転数ＮＥが第２設定値ＮＥｔｈ２以上である場合（ステップＡ１７：ＮＯ）、即ち、高回転領域でレーシングが行われている可能性がある場合には、ＥＣＵ１００は、休止無しモードに対応するエンジン制御を実行する（ステップＡ２０）。ランブル音は、気筒における爆発工程と相関する音であり、周波数がｆ１であれｆ２であれ、必然的に機関回転数ＮＥの上昇に伴って周波数が高くなる音である。ところが、高回転領域では、ランブル音が逆にノイズとなり、排気音のクリア感やスムーズ感を損ねることとなって、車両１０の感性品質を低下させ易い。従って、高回転領域では、休止無しモードによって、クリア感やスムーズ感が優先され、感性品質の低下が防がれている。また、この際、休止無しモードの排気音、即ち、基本排気音は、予め十分な官能性を有するように設定されているため、排気音に関する何らの問題も生じない。このような排気音制御が実現される結果、車両１０の停止中にアクセルペダルの操作がなされた場合には、その操作量に応じて、大ランブル音、周波数の高い小ランブル音、基本排気音と順次排気音が変化し、運転者に対しエンジン２００が軽快に動作している印象を与えることが可能となる。即ち、感性品質が向上する。
【００９２】
尚、ステップＡ１８に係る処理において、ＥＣＵ１００は、休止させるべき二つの気筒を、二気筒連続休止モードと同様に過去の休止状態に基づいて決定する。即ち、ＥＣＵ１００は、休止期間が各気筒において可及的に均等化されるように爆発間隔が３６０°ＣＡ離れた二つの気筒を休止すべき気筒として決定する。また、一の気筒が連続して休止している期間が、予め設定された基準値を超えた場合には、二気筒不連続休止モードの継続中であっても、休止対象の気筒が変更される。或いは、次回の休止タイミングから休止対象の気筒が変更される。このため、特定の気筒のみが相対的に冷却され、稼動時のエミッションが悪化するといった事態が防止される。尚、この際、係る基準値は、固定値であっても可変値であってもよい。
【００９３】
ステップＡ１０の判別処理に戻り、車両１０が停止中でない場合（ステップＡ１０：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、車両１０の運転条件がランブル音実現領域に該当するか否かを判別する（ステップＡ１２）。ここで、ランブル音実現領域は、基本的には機関回転数ＮＥと負荷を表すアクセル開度ＡＣＣの値とに基づいて設定された領域であり、総体的にみて低回転且つ低負荷の領域である。但し、平坦路を定常走行している場合のように、静粛性が要求されると判断される運転条件はこれに該当しないように補正が行われる。即ち、ランブル音実現領域とは、気筒休止によるエンジン２００の動力性能低下を顕在化させることなく、且つ運転者の感性により近い排気音を実現し得るように設定された条件であり、例えば、実験的に、経験的に、理論的に或いはシミュレーション等に基づいて設定され、例えばＥＣＵ１００のＲＯＭ等にマップとして格納されている。
【００９４】
車両１０の運転条件が、ランブル音実現領域に該当する場合（ステップＡ１２：ＹＥＳ）、即ち、ランブル音が要求されると少なくとも推定され得る運転条件である場合には、ＥＣＵ１００は、エンジン２００を二気筒連続休止モードに制御する（ステップＡ１９）一方、ランブル音実現領域に該当しない場合には（ステップＡ１２：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、エンジン２００を休止無しモードに制御する（ステップＡ２０）。このように、車両１０が走行中である場合には、気筒の休止による動力性能の低下が顕在化しない範囲で、且つランブル音が要求されると推定される範囲で、排気音がランブル音を含む迫力感のある排気音に制御される。
【００９５】
以上、説明したように、車両１０では、排気音制御処理が実行されることにより、排気音の音色を変化させるための何ら特別な物理構成を必要とすることなく、複数の特徴を持った排気音が実現される。本実施形態では特に、アイドル回転領域等の低回転且つ低負荷の運転条件等において排気音がランブル音を含んだ迫力感のある排気音に制御される。従って、エンジン２００の排気音を、運手者等の感性により近い排気音とすることが可能となり、車両１０の感性品質が向上する。即ち、感性品質を効率的且つ効果的に向上させることが可能となっているのである。
＜２：第２実施形態＞
次に、図５を参照し、本発明の第２実施形態に係る車両２０について説明する。ここに、図５は、本発明の第２実施形態に係る車両２０におけるエンジン系統の模式図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【００９６】
図５において、車両２０は、ランブル音選択ボタン４００を備える点において第１実施形態に係る車両１０と相違している。
【００９７】
ランブル音選択ボタン４００は、例えば車両２０のフロントコンソールパネル等に運転者による操作が可能に構成された、本発明に係る「操作手段」の一例たるボタンスイッチである。ランブル音選択ボタン４００は、第１実施形態に係る４種類の休止モードに対応する４種類のボタンから構成され、夫々が押下されることによって、操作された夫々に対応する休止モードが選択された旨を表す電気信号がＥＣＵ１００に出力される構成となっている。
【００９８】
次に、図６を参照し、このような構成を有する車両２０における排気音制御処理について説明する。ここに、図６は、本発明の第２実施形態に係る排気音制御処理のフローチャートである。尚、同図において、図４と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【００９９】
図６において、ＥＣＵ１００は、始めにランブル音選択ボタン４００の操作がなされているか否かを判別する（ステップＢ１０）。ランブル音選択ボタン４００の操作がなされていない場合（ステップＢ１０：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＡ１０に移行する。即ち、第１実施形態に係る排気音制御処理と同等の処理が行われる。但し、ステップＡ１６、ステップＡ１８、ステップＡ１９及びステップＡ２０に係る処理が実行され、夫々一気筒休止モード、二気筒不連続休止モード、二気筒連続休止モード及び休止無しモードに対応するエンジン制御がなされた場合には、処理はステップＡ１０ではなくステップＢ１０に戻され、ランブル音選択ボタン４００の操作がなされたか否かについての判別が繰り返される。
【０１００】
一方、ランブル音選択ボタン４００の操作がなされた場合（ステップＢ１０：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、休止無しモードが選択されているか否かを判別する（ステップＢ１１）。休止無しモードが選択されている場合（ステップＢ１１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＡ２０に移行し、休止無しモードに対応するエンジン制御を実行する。休止無しモードが選択されていない場合（ステップＢ１１：ＮＯ）には、ＥＣＵ１００は、一気筒休止モードが選択されているか否かを判別する（ステップＢ１２）。
【０１０１】
一気筒休止モードが選択されている場合（ステップＢ１２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＡ１６に移行し、一気筒休止モードに対応するエンジン制御を実行する。一気筒休止モードが選択されていない場合（ステップＢ１２：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は更に、二気筒連続休止モードが選択されているか否かを判別する（ステップＢ１３）。二気筒連続休止モードが選択されている場合（ステップＢ１３：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＡ１９に移行し、二気筒連続休止モードに対応するエンジン制御を実行する。二気筒連続休止モードが選択されていない場合（ステップＢ１３：ＮＯ）、即ち、二気筒不連続休止モードが選択されている場合、ＥＣＵ１００は、処理をステップＡ１８に移行し、二気筒不連続休止モードに対応するエンジン制御を実行する。
【０１０２】
このように、第２実施形態に係る排気音制御処理では、運転者が排気音に対する明確な意思を持ってランブル音選択ボタン４００の操作を行った場合には、係る意思が優先され、操作されたボタンに対応する排気音が実現される。即ち、車両２０では、運転者の感性に個別に適合した排気音制御が可能となり、感性品質を一層向上させることが可能となる。
【０１０３】
尚、運転者が排気音に対する明確な意思を有していたとしても、動力性能、乗り心地、ドライバビリティ及びエミッションの悪化が許容されるか否かは別問題であり、実際には運転者がこれらの問題に優先して排気音制御を所望している可能性は低い。即ち、感性品質はあくまで車両２０の基本的な性能を阻害しない範囲で追及されるべきであるとも考えられる。従って、このような状況に備え、排気音制御処理における、例えばステップＢ１１に係る判別処理が「ＮＯ」である場合、即ち、いずれかの気筒を休止すべき旨の入力操作がなされている場合には、ステップＢ１２に係る処理に移行する以前に、エンジン２００の運転条件が、予め設定された許可領域に該当するか否かについての判別処理がなされてもよい。
【０１０４】
ここで、許可領域とは、例えば、気筒を休止しても、エミッションの悪化、動力性能の低下、ドライバビリティの悪化或いは乗り心地の悪化等が顕在化しないものとして定められた運転条件の領域であり、例えば、高回転高負荷領域や、冷間始動直後等は、当該許可領域外として設定される。このような許可領域が設定されている場合、ＥＣＵ１００は、係る判別処理において、機関回転数ＮＥ、アクセル開度ＡＣＣ、スロットル開度Ｔｈｒ及び冷却水温Ｔｗ等に基づいて、その時点におけるエンジン２００の運転条件が許可領域に該当するか否かを総合的に判別し、許可領域に該当しない場合には、車両２０の総合的な性能を担保すべく、例えば処理をステップＡ１０に移行してもよい。
【０１０５】
尚、この際、例えば、これら各指標値に対応付けられたマップ等がＲＯＭ等に記憶されていてもよい。この場合、許可領域に該当するか否かについての判別が比較的簡便に実行され得る。また、許可領域は、気筒の休止を許可するか否かを表す二値的な領域でなくてもよく、車両２０において実現可能な３種類の休止モードの各々について許可及び不許可を表す多値的な領域であってもよい。
【０１０６】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車両の排気音制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両におけるエンジン系統の模式図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ’線視断面の構成を概念的に表してなる模式断面図である。
【図３】図１の車両における休止気筒と排気音の特徴との対応関係を表す表である。
【図４】図１の車両においてＥＣＵが実行する排気音制御処理のフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態に係る車両におけるエンジン系統の模式図である。
【図６】図５の車両においてＥＣＵが実行する排気音制御処理のフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０８】
１０…車両、２０…車両、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、２０１Ａ…第１気筒、２０１Ｂ…第２気筒、２０１Ｃ…第３気筒、２０１Ｄ…第４気筒、２０１Ｅ…第５気筒、２０１Ｆ…第６気筒、２０５…スロットルバルブ、２１１、２１３…フロントパイプ、２１６…リアパイプ、２１９…インジェクタ、２２４…点火装置、３００…アクセルポジションセンサ、４００…ランブル音選択ボタン。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関を備えた車両の排気音を制御する車両の排気音制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、排気騒音を低減するものが提案されている（例えば、非特許文献１参照）。非特許文献１に開示された車両の排気装置（以下、「第１の従来技術」と称する）によれば、片バンク毎に排気管が設けられ、連通管により連通可能に構成されている。この連通管には開閉弁が設置され、開閉状態に応じて当該連通管の連通状態が変化する構成となっている。
【０００３】
この際、予めエンジン回転数と排気音の音圧レベルとの関係を表す曲線が、開閉弁の開閉状態に対応付ける形で実験的に得られており、開閉弁の開閉状態は、エンジン回転数に応じて、当該音圧レベルが低い方の曲線が得られるように制御される。このため、エンジン回転数の全域に渡って排気騒音の音圧レベルを低減することが可能であるとされている。
【０００４】
尚、マフラへ導入するフロントパイプの長さを変え、位相差を付けることによって排気音を可変とする技術（以下、「第２の従来技術」と称する）も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
尚、吸気側カムシャフト及び排気側カムシャフトの各アンバランスウェイトを鏡像の関係となるように配置することによって、内燃機関の回転数に応じてリニアに次数成分±０．５次成分の音を創出し、力強いエンジンサウンドを得る技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】実開平１−８３１２３号公報
【特許文献２】特開２００６−５７５５３号公報
【特許文献３】特開２００２−２２７６１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
排気音は、車両の感性品質にとって重要な要素であり、一般的には、低回転領域で迫力感のある排気音が、高回転領域では抜け感のある排気音が好まれる傾向がある。迫力感は、低周波音やランブル音により得られるが、この種の音は、高回転領域において伸び感（抜け感）及びクリア感（スムーズ感）を損ね易く、濁った音と知覚され易い。ところが、高回転領域における伸び感やクリア感を重視するため、低周波音やランブル音を低減すると、低回転領域における迫力感が必然的に低下する。即ち、両者は相互に背反の関係にある。
【０００８】
第１の従来技術では、開閉弁の開閉状態に応じた排気音の音圧レベルが実験的に得られているのみであり、静粛性は相対的に向上させ得ても、上述した相互に背反する特徴を併せ持った排気音を実現することは難しい。
【０００９】
他方、第２の従来技術によれば、フロントパイプの長さを変えることにより、排気音の音色を可変とし得るが、例えばアイドル領域等の低回転領域では排気音の波長が相対的に長くなるから、フロントパイプの長さ自体を大きく変化させる必要があり、搭載性が極端に低下しかねず、また物理的な構成が複雑化することによりコストが増加しかねない。即ち、これらの従来技術には、排気音に相互に背反する特徴を持たせることによって車両の感性品質を向上させることが実質的に困難であるという技術的な問題点がある。
【００１０】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、排気音により効率的且つ効果的に車両の感性品質を向上させ得る車両の排気音制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決するため、本発明に係る車両の排気音制御装置は、複数の気筒を有する内燃機関を備えた車両において排気音を制御する車両の排気音制御装置であって、前記内燃機関における所定の運転条件を特定する特定手段と、前記特定された運転条件に基づいて所定の排気音変更条件が満たされるか否かを判別する判別手段と、前記排気音変更条件が満たされる旨の判別がなされた場合に、前記複数の気筒の一部が休止するように前記内燃機関を制御する制御手段とを具備することを特徴とする。
【００１２】
本発明における「内燃機関」とは、複数の気筒を有し、当該複数の気筒の各々における燃焼室において、例えばガソリン、軽油又はアルコール等の各種燃料が燃焼した際に発生する爆発力たる動力を、例えばピストン及びコネクティングロッド等の機械的な伝達経路を経て、例えばクランク軸等の出力軸を介して動力として出力可能な機関を包括する概念であり、例えば２サイクル或いは４サイクルレシプロエンジン等を指す。
【００１３】
係る内燃機関を備えた車両における排気音とは、各気筒から、例えば排気バルブ、排気ポート、排気マニホールド、フロントパイプ、リアパイプ及びマフラ等を適宜含む排気系を介して車外空間へ放出され、空気伝播を介して人の耳に到達する排気の脈動波であり、その状態は、例えば排気系の物理形状、物理構成、材質及び各構成要素相互間の位置関係等により定まる。この際、４サイクルエンジンであれば、クランクシャフトが二回転する間に、内燃機関に備わる気筒の数（以下、適宜「気筒数」と称する）分のブローダウン脈動が発生し、機関回転数に応じた周波数をもった排気音となる。
【００１４】
ここで特に、排気音の音色を人間の感性に合致させ、上述したように車両の感性品質を向上せしめようとした場合、排気系の物理形状や構成要素間の位置関係等を変化させ、脈動波の伝播態様を変化させようとしても、現実的には搭載性の悪化や機構の複雑化は避けられず、現実性は著しく低いものとなる。そこで、本発明に係る車両の排気音制御装置では、以下の如くにして車両の感性品質を効率的に向上させることが可能となっている。
【００１５】
即ち、本発明に係る車両の排気音制御装置によれば、その動作時には、例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る特定手段により、内燃機関における所定の運転条件が特定される。
【００１６】
ここで、「所定の運転条件」とは、排気音を、顕著には排気音の音色を、車両の感性品質を向上させる目的から上述した排気系の構成等により定まる基本的な排気音から変更すべきか否かの判断基準となり得る条件を包括する概念である。例えば低回転領域や低負荷領域において排気音に迫力感が必要である場合には、係る所定の運転条件とは、内燃機関の機関回転数や負荷等の条件を含んでもよい。
【００１７】
尚、本発明に係る「特定する」とは、特定対象そのもの或いは特定対象と相関する物理量又は物理状態を、直接的に又は何らかの検出手段を介して間接的に、例えば電気信号等として取得すること、直接的に又は間接的に検出された、特定対象と相関する物理量又は物理状態に基づいて予め然るべき記憶手段等に記憶されたマップ等から該当する値として選択すること、及び、それら検出又は選択された、特定対象と相関する物理量又は物理状態から、予め設定されたアルゴリズムや計算式等に従って導出又は推定すること等を包括する広い概念である。従って、特定手段は、例えばクランクポジションセンサからの電気信号を基に数値演算を行うことによって、又は例えば回転数センサからの電気信号を電気的に取得すること等によって、或いは例えばアクセルポジションセンサ又はスロットルポジションセンサからの電気信号を電気的に取得すること等によって、例えば機関回転数或いは負荷として係る運転条件を特定してもよい。
【００１８】
一方、このように運転条件が特定されると、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る判別手段により、排気音変更条件が満たされるか否かが判別される。
【００１９】
ここで、「排気音変更条件」とは、排気音を、基本的な排気音から、相対的に迫力感の大きい排気音に変更すべきものとして定められた条件であり、例えば、予め実験的に、経験的に、理論的に或いはシミュレーション等に基づいて、車両の運転者、搭乗者或いは車外から排気音を聴取する第三者等によって迫力感の大きい排気音が所望される旨が判明している或いは推定されている運転条件等を指す。
【００２０】
ここで、排気音変更条件が満たされた場合、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る制御手段によって、内燃機関に備わる複数の気筒のうち一部が休止するように内燃機関が制御される。
【００２１】
ここで、「休止する」とは、少なくとも燃料の燃焼が停止されている状態を包括する概念であり、必ずしも気筒が物理的、機械的又は電気的に完全に停止していることを意味するものではない。即ち、言い換えれば、排気音を構成する脈動波の発生が実質的にみて停止されている状態を指す。従って、制御手段が気筒を休止せしめる態様は多数存在し、例えば、燃料の噴射を停止することによって、点火を停止することによって、或いは気筒内への空気の流入を遮断すること等によって、気筒が休止せしめられてもよい。
【００２２】
４サイクルエンジン等の内燃機関では、クランクシャフト等の出力軸が二回転する間に気筒数分の爆発が生じる。従って、一本の気筒を休止させた場合には二回転に一回の割合で、爆発間隔がクランク角にして３６０度離れた二気筒を休止させた場合には一回転に一回の割合で、夫々基本的な排気音（即ち、全気筒が稼動している場合の排気音）の波形に歪みが生じることとなる。この歪みがランブル音の成分となり、排気音は、何ら気筒が休止されない場合と比較して、相対的に迫力のある音色となる。
【００２３】
このように、本発明に係る車両の排気音制御装置によれば、排気音変更条件が満たされた場合に、一部の気筒が休止せしめられ、排気音がランブル成分を含んだ迫力のある排気音に変化する。この際、内燃機関及び車両の排気系の物理的及び機械的な構成並びに各構成要素間の空間的な位置関係は何ら変化することがないため、搭載性の悪化や構成の複雑化によるコストの増加等が実践上顕在化することがない。更に、排気音変更条件の設定如何により、車両の動力性能の低下を顕在化させることなく排気音を変化させることが可能である。即ち、本発明に係る車両の排気音制御装置によれば、効率的且つ効果的に車両の感性品質を向上させることが可能となるのである。
【００２４】
本発明に係る車両の排気音制御装置の一の態様では、前記内燃機関は、夫々複数の前記気筒を含んでなる複数のバンクと、該複数のバンクに含まれる気筒からの排気を該複数のバンク毎に集約して下流側に導く複数の排気経路とを備え、該排気経路の長さが前記複数のバンク相互間で略等しく構成される。
【００２５】
この態様では、内燃機関は典型的には二つのバンクを備え、例えば所謂Ｖ型の内燃機関として構築される。複数のバンクから排気を下流側（即ち、気筒から遠ざかる側）へ導く例えばフロントパイプ等の排気経路は、例えば、途中でリアパイプ等に合流せしめられ、一本の排気系統をなす。或いは途中で集約されることなく相互に独立した二つの排気系統をなす。この場合、所謂デュアル排気と称される排気形態が実現される。
【００２６】
このような複数のバンクにおける排気経路の各々の長さが異なる場合、例えば合流点において、或いは排気系の出口（管端）等において、バンク相互間の排気音の位相がずれるため、気筒を何ら休止せしめない場合であってもクリア感が損なわれる可能性があり、気筒の一部を休止せしめた場合のランブル成分の発生にも影響を与えかねない。
【００２７】
その点、この態様によれば、夫々のバンクに対応する排気経路は略等長であり、気筒の一部を休止せしめた場合、休止気筒の爆発工程に対応して一定の周期で訪れる歪みが、車両の排気音に対して一定の周期で作用することになり、気筒を休止させない場合の排気音と、一部気筒を休止させた場合のランブル音を含む排気音との差異が明確となって、より感性品質を向上させることが可能となる。
【００２８】
本発明に係る車両の排気音制御装置の他の態様では、前記特定手段は、前記運転条件の少なくとも一部として前記内燃機関の機関回転数を特定し、前記判別手段は、前記特定された機関回転数が所定値未満である場合に、前記排気音変更条件が満たされる旨の判別を行う。
【００２９】
この態様によれば、特定手段が、運転条件の少なくとも一部として機関回転数を特定し、この特定された機関回転数が、例えば然るべき記憶手段に固定値として記憶された、或いは例えばマップ等に設定された複数の値の中から適宜選択された所定値未満である場合に、排気音変更条件が満たされる旨の判別が行われる。即ち、実質的には、機関回転数が所定値未満となる低回転領域が排気音変更条件として設定される。低回転領域では、排気音の音圧が相対的に低くなり易いため、迫力が不足した排気音となり易い。このため、ランブル音の発生による迫力感の創造が効果的に作用し得、効率的に車両の感性品質を向上させることが可能となる。
【００３０】
本発明に係る車両の排気音制御装置の他の態様では、前記特定手段は、前記運転条件の少なくとも一部として前記内燃機関の負荷を特定し、前記制御手段は、前記特定された負荷が所定の低負荷に該当する場合に、前記排気音変更条件が満たされる旨の判別を行う。
【００３１】
低負荷領域では、排気音の音圧は相対的に低くなり易いため、迫力が不足した排気音となり易い。このため、ランブル音の発生による迫力感の創造が効果的に作用し得、効率的に車両の感性品質を向上させることが可能となる。
【００３２】
尚、低負荷であるか否かは、例えば、負荷を規定し得るアクセル開度やスロットル開度等、然るべき検出手段により検出可能な数値に基づいて判別されてもよいし、それとは別に、或いはそれに加えて、車両における他の運転条件に基づいて、然るべきアルゴリズムや演算式に従って導かれる指標値に基づいてその都度個別具体的に判別されてもよい。
【００３３】
本発明に係る車両の排気音制御装置の他の態様では、前記排気音変更条件が満たされる旨の判別がなされた場合に、前記特定された運転条件に基づいて休止させるべき気筒を決定する休止気筒決定手段を更に具備し、前記制御手段は、前記休止させるべき旨が決定された気筒が休止するように前記内燃機関を制御する。
【００３４】
この態様によれば、排気音変更条件が満たされる旨の判別がなされた場合に、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る休止気筒決定手段によって、休止させるべき気筒が決定される。この際、休止気筒決定手段は、特定手段により特定された運転条件に基づいて、例えば、休止させるべき気筒の数、及び休止させるべき気筒の番号（即ち、いずれの気筒を休止すべきか）等を決定する。
【００３５】
本発明に係る車両の排気音制御装置においては、いずれの気筒であれ休止せしめることによって、全ての気筒を稼動させている場合と較べてランブル音を含んだ迫力感の大きい排気音を生成することが可能であるが、このように、内燃機関の運転条件に基づいて休止気筒が決定される場合には、例えば、機関回転数が低く且つ負荷も低いアイドル期間であっても始動直後であれば暖機を優先して全気筒を稼動せしめたり、例えば比較的機関回転数及び負荷が高いファストアイドル中は一気筒のみを休止させたり、例えばより迫力感を強めたい場合には二気筒を休止させたりと言った、その都度車両全体にとって最適な排気音を綿密に制御することが可能となる。
【００３６】
尚、この態様では、前記休止気筒決定手段は、前記複数の気筒のうち二以下の気筒について休止させるべき旨を決定してもよい。
【００３７】
休止気筒が多ければ、必然的に動力性能の低下が生じる。ここで、低回転且つ低負荷の領域であれば、要求される出力は小さいから、或いは車両が定常走行状態（低回転且つ低負荷である場合が多い）にある場合にはランブル音自体が必要とされない可能性が高いから、動力性能の低下が顕在化する可能性は低いが、休止気筒の数が多ければそれだけ内燃機関が冷えるのであり、再稼動時のエミッションを考えれば、休止気筒数は多過ぎない方がよい。
【００３８】
一方で、休止気筒が一気筒である場合と二気筒である場合とではランブル音は相応に異なり、また、休止気筒を二気筒とした場合には更に、いずれの気筒を選択するかによってランブル音の周波数を変化させることが可能となるから、休止気筒が二気筒以下であっても実践上十分な選択肢が提供され得る。即ちこの場合、内燃機関の総合的な性能を担保しつつ、ランブル音を効果的に作用させ得るといった、実践上極めて有益な効果がもたらされる。
【００３９】
休止気筒決定手段を備える車両の排気音制御装置の他の態様では、前記休止気筒決定手段は、前記複数の気筒のうち二つの気筒を休止させるべき旨を決定する場合に、休止させるべき二つの気筒を、爆発間隔が相互に隣接する二つの気筒と、爆発間隔がクランク角にして３６０度離れた二つの気筒とのうちいずれか一方に決定する。
【００４０】
爆発間隔が相互に隣接する二つの気筒を休止させた場合には、基本的な排気音に対する歪みの発生周期は、二回転に一回の割合であり、一気筒休止の場合から変化しないが、二気筒が連続して休止するため歪みの量は大きくなる。即ち、ランブル音によって得られる迫力感は、一の気筒を休止させる場合と比較して大きくなる。
【００４１】
一方、爆発間隔がクランク角にして３６０度離れた二気筒を休止させた場合、歪みの大きさは変化しないが、その発生周期がクランク角一回転につき一回の割合となるため、ランブル音の周波数は一気筒のみを休止させた場合と比較して２倍となる。
【００４２】
この態様によれば、休止させる二気筒の相互関係を選択することによって、特徴の異なるランブル音を含んだ二種類の排気音を実現することが可能となる。従って、例えば、より迫力感が要求される運転領域であれば連続する二気筒を、また軽快感を伴った迫力感が要求される場合には３６０度離れた二気筒を、夫々休止せしめること等によって、車両の感性品質を効率的に且つ効果的に向上させることが可能となる。
【００４３】
休止気筒決定手段を備える車両の排気音制御装置の他の態様では、前記休止気筒決定手段は、前記複数の気筒のうち特定の気筒が所定期間以上連続して休止しないように前記休止させるべき気筒を決定する。
【００４４】
休止されている気筒では燃料の燃焼が生じないから、休止されている気筒は、他の気筒と較べて相対的に冷却された状態となり易い。従って、特定の気筒のみを連続して休止せしめた場合には，休止気筒が再稼動された際にエミッションの悪化を招き易い。一方で、休止させた際に得られる効果は、複数の気筒相互間で変化しない（複数気筒であれば、無論休止気筒相互間の位置関係は保持した上である）。
【００４５】
従って、特定の気筒が、例えば予め実験的に、経験的に、理論的に或いはシミュレーション等に基づいてエミッションの悪化が顕在化しないと判断され得る程度の期間等として設定された所定期間以上休止しないように、休止させるべき気筒が決定された場合には、エミッションの悪化が防止され、実践上有益である。
【００４６】
休止気筒決定手段を備える車両の排気音制御装置の他の態様では、前記休止気筒決定手段は、前記複数の気筒における休止態様を指定する旨の入力に応じて前記休止させるべき気筒を決定する。
【００４７】
この態様によれば、例えば、運転者等が、気筒の休止態様を自ら指定したい場合等に、例えば、ボタン、レバー、ツマミ、スイッチ或いは操作ダイアル等の各種操作手段を人為的に操作すること等により生じる例えば物理的、機械的又は電気的な信号の形態を採り得る、休止態様を指定する旨の入力に応じて、休止させるべき気筒が決定される。従って、例えば運転者の意思を反映した排気音の制御が可能となり、車両の感性品質をより効率的に且つ効果的に向上させることが可能となる。
【００４８】
尚、係る入力は、必ずしも上述したような人為的な操作のみにより発生するものでなくてもよく、例えば車両における車速、機関回転数、負荷或いは要求出力等の運転条件、環境条件又は走行条件等に基づいて、運転者が理解し得る合理的な理由を伴って自動的に発生するものであってもよい。
【００４９】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
＜発明の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の好適な各種実施形態について説明する。
＜１：第１実施形態＞
＜１−１：実施形態の構成＞
始めに、図１及び図２を参照し、本発明の第１実施形態に係る車両１０の構成について説明する。
【００５１】
図１は、車両１０におけるエンジン系統の模式図である。
【００５２】
図１において、車両１０は、ＥＣＵ１００、エンジン２００及びアクセルポジションセンサ３００を備える。
【００５３】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、車両１０の動作全体を制御することが可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「車両の排気音制御装置」の一例である。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述する排気音制御処理を実行することが可能に構成されている。
【００５４】
エンジン２００は、本発明に係る「内燃機関」の一例たるＶ型６気筒エンジンである。尚、エンジン２００は、本発明に係る内燃機関の一例に過ぎず、例えば、直列４気筒エンジン、直列５気筒エンジン、直列６気筒エンジン、Ｖ型８気筒エンジン、Ｖ型１２気筒エンジン、水平対向４気筒エンジン或いは水平対向６気筒エンジン等であってもよい。
【００５５】
エンジン２００は、二つのバンク２００ａ及び２００ｂを備えており、バンク２００ａには、夫々本発明に係る「気筒」の一例たる第１気筒２０１Ａ、第３気筒２０１Ｃ及び第５気筒２０１Ｅが、またバンク２００ｂには、同様に本発明に係る「気筒」の一例たる第２気筒２０１Ｂ、第４気筒２０１Ｄ及び第６気筒２０１Ｆが収容されている。以下に、エンジン２００の要部構成について、その動作の一部を交えて説明する。
【００５６】
図１において、外部から吸入される空気は、吸気管２０２に導かれ、吸気管２０２を通過する過程でエアクリーナ２０３により濾過される。エアクリーナ２０３の後段には、エアフローメータ２０４が設置されており、吸入空気の質量流量が直接検出される構成となっている。また、エアフローメータ２０４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された吸入空気の質量流量は、ＥＣＵ１００により常に把握される構成となっている。
【００５７】
エアフローメータ２０４を通過した吸入空気は、一旦サージタンク２０７に貯留され、サージタンク２０７と連通する吸気マニホールド２０８を介してバンク２００ａの各気筒へ、またサージタンク２０７と連通する吸気マニホールド２０９を介してバンク２００ｂの各気筒へ夫々供給される構成となっている。
【００５８】
ここで、サージタンク２０７へ供給される空気の量は、吸気管２０２に設けられたスロットルバルブ２０５の開度に応じて調整される。スロットルバルブ２０５は、スロットルバルブモータ２０６により駆動される構成を有しており、スロットルバルブモータ２０６によってスロットルバルブ２０５の開度が制御される仕組みとなっている。また、このスロットルバブル２０５の開度（スロットル開度）は、不図示のスロットル開度センサにより検出され、ＥＣＵ１００に出力される仕組みとなっている。
【００５９】
ここで、アクセルポジションセンサ３００は、車両１０に備わる不図示のアクセルペダルの操作量（アクセル開度）を検出することが可能に構成されたセンサである。アクセルポジションセンサ３００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたアクセル開度は、ＥＣＵ１００によって絶えず把握される構成となっている。
【００６０】
エンジン２００の説明に戻り、スロットルバルブモータ２０６は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、その動作がＥＣＵ１００により制御される構成となっている。ＥＣＵ１００はこの際、アクセルポジションセンサ３００により検出されるアクセル開度に応じたスロットル開度が得られるように、スロットルバルブモータ２０６を制御しており、結局スロットル開度は、ＥＣＵ１００により制御される構成となっている。尚、スロットルバルブ２０５とアクセルペダルとは機械的には連結されておらず、ＥＣＵ１００は、アクセルポジションセンサ３００により検出されるアクセル開度とは独立してスロットル開度を制御することも可能である。即ち、車両１０では、所謂電子制御式スロットルが採用されている。
【００６１】
バンク２００ａに収容される各気筒から排出される排気は、排気マニホールド２１０に導かれ、排気マニホールド２１０に連通するフロントパイプ２１１に３気筒分が集約され排出される構成となっている。フロントパイプ２１１には、第１三元触媒２１４が設置されている。第１三元触媒２１４は、排気中のＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）、及びＮＯｘ（窒素酸化物）を夫々浄化することが可能な触媒である。
【００６２】
バンク２００ｂに収容される各気筒から排出される排気は、排気マニホールド２１２に導かれ、排気マニホールド２１２に連通するフロントパイプ２１３に３気筒分が集約され排出される構成となっている。フロントパイプ２１３には、第１三元触媒２１５が設置されている。第１三元触媒２１５は、第１三元触媒２１４と同様に排気中のＣＯ、ＨＣ及びＮＯｘを夫々浄化することが可能な触媒である。
【００６３】
フロントパイプ２１１及び２１３の下流には、リアパイプ２１６が設置されている。リアパイプ２１６は、フロントパイプ２１１及び２１３を夫々独立して流れる排気を集約して車外に導く排気管である。リアパイプ２１６には、例えば第１三元触媒２１４及び２１５よりも容量の大きな第２三元触媒２１７が設置されており、６気筒分の排気が更に浄化せしめられる構成となっている。
【００６４】
次に、図２を参照し、エンジン２００の更なる詳細について説明する。ここに、図２は、図１におけるＡ−Ａ’線視断面の構成を概念的に表してなる模式断面図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。尚、図２は、第１気筒２０１Ａの断面構成を表すものであるが、他の気筒については第１気筒２０１Ａと同様の構成を有するため、説明の煩雑化を防ぐ目的から説明を省略することとする。
【００６５】
図２において、吸気マニホールド２０８を介して供給される空気は、更に吸気ポート２１８に導かれる。一方、吸気ポート２１８には、その一部たる噴射口が露出してなるインジェクタ２１９が設置されており、例えばガソリン等の燃料を噴射することが可能に構成されている。燃料は、燃料タンク２２０に貯留されており、燃料タンク２２０から低圧ポンプ２２１の作用によりデリバリ２２２を介して圧送供給されている。インジェクタ２１９は、この圧送供給される燃料を、霧状に吸気ポート２１８に噴射することが可能に構成される。従って、吸気マニホールド２０８を介して供給された空気は、吸気ポート２１８において係る噴射燃料を混合され、混合気となる。
【００６６】
吸気ポート２１８と第１気筒２１０Ａ内部との連通状態は、吸気バルブ２２３の開閉状態に応じて制御される。吸気バルブ２２３は、その開弁時に、その開度に応じた量の混合気を第１気筒２０１Ａの内部へ導くことが可能に構成されている。
【００６７】
エンジン２００は、点火装置２２４を備える。点火装置２２４は、第１気筒２０１Ａ内部の燃焼室に一部が露出してなる点火プラグを有してなる火花点火装置であり、吸気バルブ２２３を介して吸入された混合気に点火することが可能に構成されている。点火装置２２４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、点火装置２２４に係る点火タイミングは、ＥＣＵ１００により制御される構成となっている。
【００６８】
点火装置２２４により点火された混合気は爆発膨張し、ピストン２２５を上下方向に往復運動させる動力となる。このピストン２２５の往復運動は、コネクティングロッド２２６を介してクランクシャフト２２７の回転運動に変換される構成となっている。また、クランクシャフト２２７近傍には、クランクシャフト２２７の回転位置（即ち、クランク角）を検出するクランクポジションセンサ２２８が設置されている。クランクポジションセンサ２２８は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００は、クランクポジションセンサ２２８によって検出されたクランク角に基づいて、点火装置２２４の点火時期等を制御する。また、ＥＣＵ１００は、クランクシャフト２２７の回転位置に基づいてエンジン２００の機関回転数Ｎｅを算出することが可能に構成されている。尚、クランクシャフト２２７にはエンジン２００に備わる全気筒が連結されており、クランクシャフト２２７及びクランクポジションセンサ２２８は、エンジン２００における全ての気筒に共用される構成となっている。
【００６９】
また、バンク２００ａ及び２００ｂを収容するシリンダブロックに設置されたウォータージャケットには、エンジン２００を冷却すべく循環供給される冷却水の温度を検出するための温度センサ２２９が配設されている。温度センサ２２９は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された冷却水温は、ＥＣＵ１００によって絶えず把握される構成となっている。
【００７０】
一方、第１気筒２０１Ａには、吸気バルブ２２３と対をなす排気バルブ２３０が設置されている。排気バルブ２３０は、吸気バルブ２２３と連動して開閉する構成となっており、燃焼後の混合気は、排気バルブ２３０の開弁時に、排気ポート２３１に排気として排出される構成となっている。排気ポート２３１には、排気マニホールド２１０が連通しており、排気は排気ポート２３１から排気マニホールド２１０へ導かれる構成となっている。
【００７１】
＜１−２：実施形態の動作＞
＜１−２−１：気筒の休止制御＞
車両１０では、第１気筒２０１Ａ乃至第６気筒２０１Ｆの各気筒を個別に休止させることが可能に構成されている。気筒を休止させる場合、ＥＣＵ１００は、先ずインジェクタ２１９を介した燃料の噴射を停止し、更に、点火装置２２４に係る点火動作を停止する。このような制御により、休止せしめられた気筒において燃料の燃焼が停止させられ、ピストン２２５及びコネクティングロッド２２６は、休止状態にない気筒における爆発工程において生じる動力によって駆動されるクランクシャフト２２７から逆に動力を供給される形で機械的に駆動される。従って、吸気バルブ２２３を介して吸入された空気は、単に排気バルブ２３０を介して排気ポート２３１に排出される。尚、気筒を休止せしめる態様は、これに限定されず、例えば、点火装置２２４に係る点火動作を停止するのみによっても実現可能である。但し、この場合、混合気が生ガスとして排出されることによりエミッションの悪化を招きかねないため、本実施形態の如くインジェクタ２１９の動作も停止させる方が、エミッション及び燃費の観点からは好ましい。
【００７２】
また、本実施形態に係るエンジン２００では、スロットルバルブ２０５は各気筒に共有されているが無論一例に過ぎず、例えば他のエンジンの例として、気筒毎にスロットルバルブを備えていてもよい。この場合、気筒毎にスロットルバルブの開閉状態が制御され得るから、休止対象の気筒に対応するスロットルバルブのみを全閉状態とすることにより、休止対象の気筒のみ、燃焼室内への空気の吸入を停止させることも可能である。この場合、排出される空気によって第１三元触媒２１４又は２１５が冷却されずに済むため好適である。尚、エンジンに例えばＶＶＴ（Variable Valve Timing）等の珂変動弁機構が備わる場合には、係る可変動弁機構により吸気バルブの開弁動作を禁止し、燃焼室への空気の吸入を停止せしめてもよい。
【００７３】
＜１−２−２：排気音制御の概要＞
車両１０では、第１気筒２０１Ａ乃至第６気筒２０１Ｆの一部を休止せしめることにより、リアパイプ２１６及び不図示のマフラ等を介して車外に排出される排気の音（即ち、排気音）の音色を変化させることが可能である。ここで、図３を参照し、気筒休止の態様と排気音の特徴との関係について説明する。ここに、図３は、休止気筒と排気音の特徴との対応関係を表す表である。
【００７４】
図３において、縦系列には、気筒の休止態様が列記されており、本実施形態では、休止無し、一気筒休止、二気筒連続休止、及び二気筒不連続休止の４種類の休止態様が設定されている。また横系列にはクランク角に対応付けられて各気筒が爆発順に表されており、第Ｎ気筒（Ｎ＝１，２，・・・，６）が、夫々「♯Ｎ」と略表記されている。即ち、図３には、例えば、第１気筒２０１Ａ（即ち、♯１）は０°ＣＡ（Crank Angle：クランク角）で爆発工程を迎え、１２０°ＣＡ後に第２気筒２０１Ｂ（即ち、♯２）が爆発工程を迎え、順次１２０°ＣＡ毎に各気筒が爆発工程を迎えると共に、７２０°ＣＡにおいて（即ち、クランクシャフト２２７が二回転した後に）再び第１気筒２０１Ａが爆発工程を迎える様子が記述されている。一方、図３における横系列の右端部分には、排気音の特徴が示されている。このように、エンジン２００では、第１気筒２０１Ａ→第２気筒２０１Ｂ→第３気筒２０１Ｃ→第４気筒２０１Ｄ→第５気筒２０１Ｅ→第６気筒２０１Ｆの順に爆発工程を迎え、第６気筒２０１Ｆの次には再び第１気筒２０１Ａが爆発工程を迎えるように爆発順序が設定されている。また、各気筒の爆発間隔は１２０°ＣＡであり、クランクシャフト２２７が二回転すると、各気筒が一回爆発工程を迎える構成となっている。尚、図３において、休止していない気筒には「○」、休止気筒には「−」が夫々記されている。
【００７５】
休止態様が、「休止無し」である場合（以下、この状態を適宜「休止無しモード」と称する）、排気音は、フロントパイプ２１１及び２１３、リアパイプ２１６並びにマフラ等の物理的構成によって規定される基本的な排気音（以下、適宜「基本排気音」と称する）となり、ランブル音が抑制された、クリアで伸びのある音色の排気音が実現される。逆に言えば、そのようなクリアで伸びのある音色が得られるように、フロントパイプ２１１及び２１３、リアパイプ２１６並びにマフラ等の物理的構成が決定されている。
【００７６】
休止態様が、「一気筒休止」である場合（以下、この状態を適宜「一気筒休止モード」と称する）、排気音には、クランクシャフト２２７二回転に対し一回の割合でランブル音の成分が現れる（図３では、第２気筒２０１Ｂが休止されている）。従って、排気音は、周波数ｆ１の小規模なランブル音（図示「小ランブル音」）を含み、一定の迫力感を伴った排気音が実現される。
【００７７】
一方、休止態様が、「二気筒連続休止」である場合、即ち爆発間隔が相互に連続する二気筒（図３では、第２気筒２０１Ｂ及び第３気筒２０１Ｃ）が休止された場合（以下、この状態を適宜「二気筒連続休止モード」と称する）、ランブル音の成分の出現周期は、クランクシャフト２２７の二回転に対し一回の割合であるが、二気筒が連続休止するため、基本排気音に対するランブル音の成分の寄与が大きくなる。従って、この場合、排気音は、周波数ｆ１の大規模なランブル音（図示「大ランブル音」）を含み、一気筒休止モードと比較してより迫力感のある排気音が実現される。
【００７８】
他方、休止態様が、「二気筒不連続休止」である場合、即ち爆発間隔が３６０度離れた二気筒（図３では、第２気筒２０１Ｂと第５気筒２０１Ｅ）が休止された場合（以下、この状態を適宜「二気筒不連続休止モード」と称する）、ランブル音の成分の寄与度は、一気筒休止モードと変わらないものの、ランブル音の成分の発生周期が、クランクシャフト２２７の一回転に対し一回の割合となるため、ランブル音の周波数が一気筒休止モード及び二気筒連続休止モードと較べて二倍となる。即ち、排気音は、周波数ｆ２（ｆ２＝２ｆ１）の小ランブル音を含むものとなり、軽快感を伴った迫力感のある排気音が実現される。
【００７９】
車両１０では、ＥＣＵ１００により実行される排気音制御処理において、エンジン２００の運転条件に応じて上述した４種類のモードのいずれかに応じたエンジン制御がなされることにより、排気音が上述した４種類の休止モードのいずれかに対応する一の排気音に制御される。
【００８０】
＜１―２―３：排気音制御処理の詳細＞
ここで、排気音制御処理の詳細について、図４を参照して説明する。ここに、図４は、排気音制御処理のフローチャートである。
【００８１】
図４において、ＥＣＵ１００は、車両１０が停止中であるか否かを判別する（ステップＡ１０）。車両１０が停止中である場合（ステップＡ１０：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は更に、スロットルバルブ２０５が全閉状態であるか否かを判別する（ステップＡ１１）。
【００８２】
車両１０が停止し且つスロットルバルブ２０５が全閉状態である場合とは、即ち、エンジン２００がアイドリング状態であることを意味し、基本排気音の音圧は比較的小さい状態である。従って、この場合ＥＣＵ１００は、基本的にランブル音を含んだ排気音を実現することによって、迫力感のある排気音を実現する。
【００８３】
即ち、アイドリング中である場合（ステップＡ１１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、冷却水温Ｔｗが所定の下限値Ｔｗｔｈ以上であるか否かを判別する（ステップＡ１４）。ここで、下限値Ｔｗｔｈは、エンジン２００が最低限暖機されているか否かを規定し得る値に設定されている。即ち、ステップＡ１４に係る処理では、エンジン２００が冷間始動中であるか否かが判別される。冷却水温Ｔｗが下限値Ｔｗｔｈ未満である場合、即ち、エンジン２００が冷間始動中である場合（ステップＡ１４：ＮＯ）、気筒を休止させるとエミッションが悪化するため、ＥＣＵ１００は、エンジン２００の暖機を優先し、休止無しモードに対応するエンジン制御を実行する（ステップＡ２０）。即ち、エンジン２００の全ての気筒が稼動状態に制御され、排気音は基本排気音となる。ステップＡ２０に係る処理が実行されると、ＥＣＵ１００は、処理をステップＡ１０に戻し、再び車両１０が停止中であるか否かに係る判別を繰り返す。
【００８４】
冷却水温Ｔｗが下限値Ｔｗｔｈ以上である場合、即ち、エンジン２００が少なくとも最低限は暖機されている場合（ステップＡ１４：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、エンジン２００がファストアイドル中であるか否かを判別する（ステップＡ１５）。ファストアイドル中である場合（ステップＡ１５：ＹＥＳ）、エンジン２００は最低限暖機されているものの、十分に暖機されている状態ではないものとして、ＥＣＵ１００は、一気筒休止モードに対応するエンジン制御を実行する（ステップＡ１６）。従って、排気音は、周波数ｆ１の小ランブル音を含んだ、基本排気音に対し迫力感の増した排気音となる。尚、ファストアイドル中であれば、エンジン２００の機関回転数は通常のアイドル回転数よりも高く設定されるから、通常のアイドル期間よりも排気音自体が大きくなる。従って、一気筒休止モードであっても必要にして十分な迫力感を伴った排気音が実現される。それに加え、ファストアイドル中である場合、エンジン２００は未だ暖機中であるから、エンジン２００の暖機を促進する意味からも、休止すべき気筒は少ない方が望ましく、この場合、エンジン２００の暖機と車両１０の感性品質の向上とが同時に実現される。
【００８５】
尚、ステップＡ１６に係る処理において、ＥＣＵ１００は、休止させるべき一の気筒を、過去の休止状態に基づいて決定する。即ち、ＥＣＵ１００は、休止期間が各気筒について可及的に均等化されるように休止すべき気筒を決定する。また、一の気筒が連続して休止している期間が、予め設定された基準値を超えた場合、一気筒休止モードの継続中であっても休止対象の気筒が変更される。或いは次回の休止タイミングから休止対象の気筒が変更される。このため、特定の気筒のみが相対的に冷却され、稼動時のエミッションが悪化するといった事態が防止される。尚、この際、係る基準値は、固定値であっても可変値であってもよい。
【００８６】
エンジン２００がファストアイドル中でない場合（ステップＡ１５：ＮＯ）、エンジン２００は十分に暖機されており、エンジン２００は通常のアイドル状態となっている。従って、ＥＣＵ１００は、二気筒連続休止モードに対応するエンジン制御を実行する（ステップＡ１９）。従って、排気音は、周波数ｆ１の大ランブル音を含んだ、基本排気音に対し迫力感の大きく増した排気音となる。尚、ステップＡ１９に係る処理において、ＥＣＵ１００は、休止させるべき二つの気筒を、一気筒休止モードと同様に過去の休止状態に基づいて決定する。即ち、ＥＣＵ１００は、休止期間が各気筒について可及的に均等化されるように爆発間隔が相互に連続した二つの気筒を休止すべき気筒として決定する。また、一の気筒が連続して休止している期間が、予め設定された基準値を超えた場合には、二気筒連続休止モードの継続中であっても休止対象の気筒が変更される。或いは次回の休止タイミングから休止対象の気筒が変更される。このため、特定の気筒のみが相対的に冷却され、稼動時のエミッションが悪化するといった事態が防止される。尚、この際、係る基準値は、固定値であっても可変値であってもよい。
【００８７】
ステップＡ１６又はステップＡ１９に係る処理が実行されると、ＥＣＵ１００は、処理をステップＡ１０に戻し、再び車両１０が停止中であるか否かの判別を繰り返す。
【００８８】
一方、車両１０が停止中であるにもかかわらず、スロットルバルブ２０５が開いている場合、車両１０の運転者は、アクセルペダル等の操作により空ぶかし等のレーシングを行っている可能性がある。即ち、この場合、運転者は、より迫力感の大きい排気音を所望している可能性が高い。そこで、ステップＡ１１に係る判別処理において、スロットルバルブ２０５が全閉状態でないと判別された場合（ステップＡ１１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、機関回転数ＮＥが、第１設定値ＮＥｔｈ１未満であるか否かを判別する（ステップＡ１３）。
【００８９】
機関回転数ＮＥが第１設定値ＮＥｔｈ１未満である場合（ステップＡ１３：ＹＥＳ）、即ち、低回転領域でレーシングが行われている可能性がある場合には、ＥＣＵ１００は処理をステップＡ１９に移行し、二気筒連続休止モードに対応するエンジン制御を実行して、最も迫力感の高い排気音を実現する。
【００９０】
機関回転数ＮＥが第１設定値ＮＥｔｈ１以上である場合（ステップＡ１３：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は更に、機関回転数ＮＥが第２設定値ＮＥｔｈ２（ＮＥｔｈ２＞ＮＥｔｈ１）未満であるか否かを判別する（ステップＡ１７）。機関回転数ＮＥが第２設定値ＮＥｔｈ２未満である場合（ステップＡ１７：ＹＥＳ）、即ち、中回転領域でレーシングが行われている可能性がある場合には、ＥＣＵ１００は、二気筒不連続休止モードに対応するエンジン制御を実行する（ステップＡ１８）。従って、排気音は、周波数ｆ２（ｆ２＝２ｆ１）の小ランブル音を含んだ、軽快感と迫力感を併せ持った排気音に制御される。ステップＡ１８に係る処理が実行されると、ＥＣＵ１００は処理をステップＡ１０に戻し、再び車両１０が停止しているか否かの判別を繰り返す。
【００９１】
機関回転数ＮＥが第２設定値ＮＥｔｈ２以上である場合（ステップＡ１７：ＮＯ）、即ち、高回転領域でレーシングが行われている可能性がある場合には、ＥＣＵ１００は、休止無しモードに対応するエンジン制御を実行する（ステップＡ２０）。ランブル音は、気筒における爆発工程と相関する音であり、周波数がｆ１であれｆ２であれ、必然的に機関回転数ＮＥの上昇に伴って周波数が高くなる音である。ところが、高回転領域では、ランブル音が逆にノイズとなり、排気音のクリア感やスムーズ感を損ねることとなって、車両１０の感性品質を低下させ易い。従って、高回転領域では、休止無しモードによって、クリア感やスムーズ感が優先され、感性品質の低下が防がれている。また、この際、休止無しモードの排気音、即ち、基本排気音は、予め十分な官能性を有するように設定されているため、排気音に関する何らの問題も生じない。このような排気音制御が実現される結果、車両１０の停止中にアクセルペダルの操作がなされた場合には、その操作量に応じて、大ランブル音、周波数の高い小ランブル音、基本排気音と順次排気音が変化し、運転者に対しエンジン２００が軽快に動作している印象を与えることが可能となる。即ち、感性品質が向上する。
【００９２】
尚、ステップＡ１８に係る処理において、ＥＣＵ１００は、休止させるべき二つの気筒を、二気筒連続休止モードと同様に過去の休止状態に基づいて決定する。即ち、ＥＣＵ１００は、休止期間が各気筒において可及的に均等化されるように爆発間隔が３６０°ＣＡ離れた二つの気筒を休止すべき気筒として決定する。また、一の気筒が連続して休止している期間が、予め設定された基準値を超えた場合には、二気筒不連続休止モードの継続中であっても、休止対象の気筒が変更される。或いは、次回の休止タイミングから休止対象の気筒が変更される。このため、特定の気筒のみが相対的に冷却され、稼動時のエミッションが悪化するといった事態が防止される。尚、この際、係る基準値は、固定値であっても可変値であってもよい。
【００９３】
ステップＡ１０の判別処理に戻り、車両１０が停止中でない場合（ステップＡ１０：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、車両１０の運転条件がランブル音実現領域に該当するか否かを判別する（ステップＡ１２）。ここで、ランブル音実現領域は、基本的には機関回転数ＮＥと負荷を表すアクセル開度ＡＣＣの値とに基づいて設定された領域であり、総体的にみて低回転且つ低負荷の領域である。但し、平坦路を定常走行している場合のように、静粛性が要求されると判断される運転条件はこれに該当しないように補正が行われる。即ち、ランブル音実現領域とは、気筒休止によるエンジン２００の動力性能低下を顕在化させることなく、且つ運転者の感性により近い排気音を実現し得るように設定された条件であり、例えば、実験的に、経験的に、理論的に或いはシミュレーション等に基づいて設定され、例えばＥＣＵ１００のＲＯＭ等にマップとして格納されている。
【００９４】
車両１０の運転条件が、ランブル音実現領域に該当する場合（ステップＡ１２：ＹＥＳ）、即ち、ランブル音が要求されると少なくとも推定され得る運転条件である場合には、ＥＣＵ１００は、エンジン２００を二気筒連続休止モードに制御する（ステップＡ１９）一方、ランブル音実現領域に該当しない場合には（ステップＡ１２：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、エンジン２００を休止無しモードに制御する（ステップＡ２０）。このように、車両１０が走行中である場合には、気筒の休止による動力性能の低下が顕在化しない範囲で、且つランブル音が要求されると推定される範囲で、排気音がランブル音を含む迫力感のある排気音に制御される。
【００９５】
以上、説明したように、車両１０では、排気音制御処理が実行されることにより、排気音の音色を変化させるための何ら特別な物理構成を必要とすることなく、複数の特徴を持った排気音が実現される。本実施形態では特に、アイドル回転領域等の低回転且つ低負荷の運転条件等において排気音がランブル音を含んだ迫力感のある排気音に制御される。従って、エンジン２００の排気音を、運手者等の感性により近い排気音とすることが可能となり、車両１０の感性品質が向上する。即ち、感性品質を効率的且つ効果的に向上させることが可能となっているのである。
＜２：第２実施形態＞
次に、図５を参照し、本発明の第２実施形態に係る車両２０について説明する。ここに、図５は、本発明の第２実施形態に係る車両２０におけるエンジン系統の模式図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【００９６】
図５において、車両２０は、ランブル音選択ボタン４００を備える点において第１実施形態に係る車両１０と相違している。
【００９７】
ランブル音選択ボタン４００は、例えば車両２０のフロントコンソールパネル等に運転者による操作が可能に構成された、本発明に係る「操作手段」の一例たるボタンスイッチである。ランブル音選択ボタン４００は、第１実施形態に係る４種類の休止モードに対応する４種類のボタンから構成され、夫々が押下されることによって、操作された夫々に対応する休止モードが選択された旨を表す電気信号がＥＣＵ１００に出力される構成となっている。
【００９８】
次に、図６を参照し、このような構成を有する車両２０における排気音制御処理について説明する。ここに、図６は、本発明の第２実施形態に係る排気音制御処理のフローチャートである。尚、同図において、図４と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【００９９】
図６において、ＥＣＵ１００は、始めにランブル音選択ボタン４００の操作がなされているか否かを判別する（ステップＢ１０）。ランブル音選択ボタン４００の操作がなされていない場合（ステップＢ１０：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＡ１０に移行する。即ち、第１実施形態に係る排気音制御処理と同等の処理が行われる。但し、ステップＡ１６、ステップＡ１８、ステップＡ１９及びステップＡ２０に係る処理が実行され、夫々一気筒休止モード、二気筒不連続休止モード、二気筒連続休止モード及び休止無しモードに対応するエンジン制御がなされた場合には、処理はステップＡ１０ではなくステップＢ１０に戻され、ランブル音選択ボタン４００の操作がなされたか否かについての判別が繰り返される。
【０１００】
一方、ランブル音選択ボタン４００の操作がなされた場合（ステップＢ１０：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、休止無しモードが選択されているか否かを判別する（ステップＢ１１）。休止無しモードが選択されている場合（ステップＢ１１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＡ２０に移行し、休止無しモードに対応するエンジン制御を実行する。休止無しモードが選択されていない場合（ステップＢ１１：ＮＯ）には、ＥＣＵ１００は、一気筒休止モードが選択されているか否かを判別する（ステップＢ１２）。
【０１０１】
一気筒休止モードが選択されている場合（ステップＢ１２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＡ１６に移行し、一気筒休止モードに対応するエンジン制御を実行する。一気筒休止モードが選択されていない場合（ステップＢ１２：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は更に、二気筒連続休止モードが選択されているか否かを判別する（ステップＢ１３）。二気筒連続休止モードが選択されている場合（ステップＢ１３：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＡ１９に移行し、二気筒連続休止モードに対応するエンジン制御を実行する。二気筒連続休止モードが選択されていない場合（ステップＢ１３：ＮＯ）、即ち、二気筒不連続休止モードが選択されている場合、ＥＣＵ１００は、処理をステップＡ１８に移行し、二気筒不連続休止モードに対応するエンジン制御を実行する。
【０１０２】
このように、第２実施形態に係る排気音制御処理では、運転者が排気音に対する明確な意思を持ってランブル音選択ボタン４００の操作を行った場合には、係る意思が優先され、操作されたボタンに対応する排気音が実現される。即ち、車両２０では、運転者の感性に個別に適合した排気音制御が可能となり、感性品質を一層向上させることが可能となる。
【０１０３】
尚、運転者が排気音に対する明確な意思を有していたとしても、動力性能、乗り心地、ドライバビリティ及びエミッションの悪化が許容されるか否かは別問題であり、実際には運転者がこれらの問題に優先して排気音制御を所望している可能性は低い。即ち、感性品質はあくまで車両２０の基本的な性能を阻害しない範囲で追及されるべきであるとも考えられる。従って、このような状況に備え、排気音制御処理における、例えばステップＢ１１に係る判別処理が「ＮＯ」である場合、即ち、いずれかの気筒を休止すべき旨の入力操作がなされている場合には、ステップＢ１２に係る処理に移行する以前に、エンジン２００の運転条件が、予め設定された許可領域に該当するか否かについての判別処理がなされてもよい。
【０１０４】
ここで、許可領域とは、例えば、気筒を休止しても、エミッションの悪化、動力性能の低下、ドライバビリティの悪化或いは乗り心地の悪化等が顕在化しないものとして定められた運転条件の領域であり、例えば、高回転高負荷領域や、冷間始動直後等は、当該許可領域外として設定される。このような許可領域が設定されている場合、ＥＣＵ１００は、係る判別処理において、機関回転数ＮＥ、アクセル開度ＡＣＣ、スロットル開度Ｔｈｒ及び冷却水温Ｔｗ等に基づいて、その時点におけるエンジン２００の運転条件が許可領域に該当するか否かを総合的に判別し、許可領域に該当しない場合には、車両２０の総合的な性能を担保すべく、例えば処理をステップＡ１０に移行してもよい。
【０１０５】
尚、この際、例えば、これら各指標値に対応付けられたマップ等がＲＯＭ等に記憶されていてもよい。この場合、許可領域に該当するか否かについての判別が比較的簡便に実行され得る。また、許可領域は、気筒の休止を許可するか否かを表す二値的な領域でなくてもよく、車両２０において実現可能な３種類の休止モードの各々について許可及び不許可を表す多値的な領域であってもよい。
【０１０６】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車両の排気音制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両におけるエンジン系統の模式図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ’線視断面の構成を概念的に表してなる模式断面図である。
【図３】図１の車両における休止気筒と排気音の特徴との対応関係を表す表である。
【図４】図１の車両においてＥＣＵが実行する排気音制御処理のフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態に係る車両におけるエンジン系統の模式図である。
【図６】図５の車両においてＥＣＵが実行する排気音制御処理のフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０８】
１０…車両、２０…車両、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、２０１Ａ…第１気筒、２０１Ｂ…第２気筒、２０１Ｃ…第３気筒、２０１Ｄ…第４気筒、２０１Ｅ…第５気筒、２０１Ｆ…第６気筒、２０５…スロットルバルブ、２１１、２１３…フロントパイプ、２１６…リアパイプ、２１９…インジェクタ、２２４…点火装置、３００…アクセルポジションセンサ、４００…ランブル音選択ボタン。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒を有する内燃機関を備えた車両において排気音を制御する車両の排気音制御装置であって、
前記内燃機関における所定の運転条件を特定する特定手段と、
前記特定された運転条件に基づいて所定の排気音変更条件が満たされるか否かを判別する判別手段と、
前記排気音変更条件が満たされる旨の判別がなされた場合に、前記複数の気筒の一部が休止するように前記内燃機関を制御する制御手段と
を具備することを特徴とする車両の排気音制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関は、夫々複数の前記気筒を含んでなる複数のバンクと、該複数のバンクに含まれる気筒からの排気を該複数のバンク毎に集約して下流側に導く複数の排気経路とを備え、該排気経路の長さが前記複数のバンク相互間で略等しく構成される
ことを特徴とする請求項１に記載の車両の排気音制御装置。
【請求項３】
前記特定手段は、前記運転条件の少なくとも一部として前記内燃機関の機関回転数を特定し、
前記判別手段は、前記特定された機関回転数が所定値未満である場合に、前記排気音変更条件が満たされる旨の判別を行う
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の排気音制御装置。
【請求項４】
前記特定手段は、前記運転条件の少なくとも一部として前記内燃機関の負荷を特定し、
前記制御手段は、前記特定された負荷が所定の低負荷に該当する場合に、前記排気音変更条件が満たされる旨の判別を行う
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の車両の排気音制御装置。
【請求項５】
前記排気音変更条件が満たされる旨の判別がなされた場合に、前記特定された運転条件に基づいて休止させるべき気筒を決定する休止気筒決定手段を更に具備し、
前記制御手段は、前記休止させるべき旨が決定された気筒が休止するように前記内燃機関を制御する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の車両の排気音制御装置。
【請求項６】
前記休止気筒決定手段は、前記複数の気筒のうち二以下の気筒について休止させるべき旨を決定する
ことを特徴とする請求項５に記載の車両の排気音制御装置。
【請求項７】
前記休止気筒決定手段は、前記複数の気筒のうち二つの気筒を休止させるべき旨を決定する場合に、休止させるべき二つの気筒を、爆発間隔が相互に隣接する二つの気筒と、爆発間隔がクランク角にして３６０度離れた二つの気筒とのうちいずれか一方に決定する
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の車両の排気音制御装置。
【請求項８】
前記休止気筒決定手段は、前記複数の気筒のうち特定の気筒が所定期間以上連続して休止しないように前記休止させるべき気筒を決定する
ことを特徴とする請求項５から７のいずれか一項に記載の車両の排気音制御装置。
【請求項９】
前記休止気筒決定手段は、前記複数の気筒における休止態様を指定する旨の入力に応じて前記休止させるべき気筒を決定する
ことを特徴とする請求項５から８のいずれか一項に記載の車両の排気音制御装置。
【請求項１】
複数の気筒を有する内燃機関を備えた車両において排気音を制御する車両の排気音制御装置であって、
前記内燃機関における所定の運転条件を特定する特定手段と、
前記特定された運転条件に基づいて所定の排気音変更条件が満たされるか否かを判別する判別手段と、
前記排気音変更条件が満たされる旨の判別がなされた場合に、前記複数の気筒の一部が休止するように前記内燃機関を制御する制御手段と
を具備することを特徴とする車両の排気音制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関は、夫々複数の前記気筒を含んでなる複数のバンクと、該複数のバンクに含まれる気筒からの排気を該複数のバンク毎に集約して下流側に導く複数の排気経路とを備え、該排気経路の長さが前記複数のバンク相互間で略等しく構成される
ことを特徴とする請求項１に記載の車両の排気音制御装置。
【請求項３】
前記特定手段は、前記運転条件の少なくとも一部として前記内燃機関の機関回転数を特定し、
前記判別手段は、前記特定された機関回転数が所定値未満である場合に、前記排気音変更条件が満たされる旨の判別を行う
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の排気音制御装置。
【請求項４】
前記特定手段は、前記運転条件の少なくとも一部として前記内燃機関の負荷を特定し、
前記制御手段は、前記特定された負荷が所定の低負荷に該当する場合に、前記排気音変更条件が満たされる旨の判別を行う
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の車両の排気音制御装置。
【請求項５】
前記排気音変更条件が満たされる旨の判別がなされた場合に、前記特定された運転条件に基づいて休止させるべき気筒を決定する休止気筒決定手段を更に具備し、
前記制御手段は、前記休止させるべき旨が決定された気筒が休止するように前記内燃機関を制御する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の車両の排気音制御装置。
【請求項６】
前記休止気筒決定手段は、前記複数の気筒のうち二以下の気筒について休止させるべき旨を決定する
ことを特徴とする請求項５に記載の車両の排気音制御装置。
【請求項７】
前記休止気筒決定手段は、前記複数の気筒のうち二つの気筒を休止させるべき旨を決定する場合に、休止させるべき二つの気筒を、爆発間隔が相互に隣接する二つの気筒と、爆発間隔がクランク角にして３６０度離れた二つの気筒とのうちいずれか一方に決定する
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の車両の排気音制御装置。
【請求項８】
前記休止気筒決定手段は、前記複数の気筒のうち特定の気筒が所定期間以上連続して休止しないように前記休止させるべき気筒を決定する
ことを特徴とする請求項５から７のいずれか一項に記載の車両の排気音制御装置。
【請求項９】
前記休止気筒決定手段は、前記複数の気筒における休止態様を指定する旨の入力に応じて前記休止させるべき気筒を決定する
ことを特徴とする請求項５から８のいずれか一項に記載の車両の排気音制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−１１５７１４（Ｐ２００８−１１５７１４Ａ）
【公開日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２９７８０４（Ｐ２００６−２９７８０４）
【出願日】平成１８年１１月１日（２００６．１１．１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月１日（２００６．１１．１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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