JPH04292534A - 車両用内燃機関の排気制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、排気通路の流通面積を
機関の運転状態に応じて制御するようにした車両用内燃
機関の排気制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、たとえば実開昭５２−３８５１２
号公報で開示されているように、複数の排気通路を機関
回転数に応じて選択し、それにより排気通路の流通面積
を変化させるようにしたものが在る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、車両用内燃
機関において、排気通路面積を小さくすると排気騒音の
低減が図れるのに対し、排気通路面積を大きくすると流
通抵抗の減少に伴う加速レスポンスの向上により良好な
ドライバビリティを得ることができる。ところが、車両
の低速走行時には排気騒音が低いことがより重要である
のに対し、高速走行時には加速レスポンスの向上を図る
ことがより重要であり、上記従来のものでは、機関回転
数に応じて排気通路面積が段階的に変化するものであっ
て車両走行速度に対応していないので、低速走行時にス
ロットル弁の開度を急激に開いたときには排気通路面積
が急激に大となることによる排気騒音の増大を抑えるこ
と、ならびに高速走行時に加速レスポンスの向上を図る
ことをともに満足させることは困難である。また上記従
来の技術のものでは、排気系に複数の排気通路を設けて
おくことが必要であり、排気系構造の大型化が避けられ
ない。

【０００４】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、排気系のコンパクト化を図るとともに車両低
速走行時の排気騒音低減および車両高速走行時のドライ
バビリティ向上を図った車両用内燃機関の排気制御装置
を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の第１の特徴によれば、機関本体に連なる排気
系において排気マニホールドの下流端に通じる排気通路
の開度を連続的に可変として排気制御弁が配設され、該
排気制御弁には、負圧増大に応じて排気制御弁をその開
度が小さくなる方向に駆動する負圧作動式アクチュエー
タが連結され、該アクチュエータは、制御ユニットから
の信号に応じて絞り率を変化させるべく作動する絞り率
変更手段を介して吸気系のスロットル弁よりも下流側に
接続され、前記制御ユニットは、車両速度の高、低に応
じて絞り率を小、大に変化させるための信号を絞り率変
更手段に与えるべく構成される。

【０００６】また本発明の第２の特徴によれば、機関本
体に連なる排気系において排気マニホールドの下流端に
通じる排気通路の開度を連続的に可変として排気制御弁
が配設され、該排気制御弁には、負圧増大に応じて排気
制御弁をその開度が小さくなる方向に駆動する負圧作動
式アクチュエータが連結され、該アクチュエータは、オ
リフィスと制御ユニットからの信号に応じて連通・遮断
を切換える第１開閉弁とを介して吸気系のスロットル弁
よりも下流側に接続されるとともに、前記制御ユニット
からの信号に応じて連通・遮断を切換可能な第２開閉弁
を介して吸気系のスロットル弁よりも上流側に接続され
、前記制御ユニットは、車両速度が低速であるときに第
１開閉弁を開弁するとともに第２開閉弁を閉弁し、車両
速度が高速であるときに第１開閉弁を閉弁するとともに
第２開閉弁を開弁させるための信号を第１および第２開
閉弁に与えるべく構成される。

【０００７】

【実施例】以下、図面により本発明の実施例について説
明する。

【０００８】図１ないし図４は本発明の第１実施例を示
すものであり、図１は車両用内燃機関の吸、排気系を示
す図であり、図２は図１の２部拡大図、図３は図２の３
−３線断面図、図４は図１の４部拡大断面図である。

【０００９】先ず図１において、車両たとえば自動二輪
車に搭載される多気筒内燃機関の機関本体９に接続され
る吸気系Ｉは、各気筒に共通なエアクリーナ１０と、各
気筒に対応して個別に配設されるとともにスロットル弁
１１をそれぞれ備えてエアクリーナ１０に共通に接続さ
れる複数の気化器１２と、各気筒に対応して気化器１２
および機関本体９間を連結する複数の吸気管１３とから
成り、排気系Ｅは、各気筒に個別に対応した複数の排気
管を有して機関本体９に接続される排気マニホールド１
４と、排気マニホールド１４の下流端が共通に接続され
る単一の集合排気管１５と、単一の排気消音器１７と、
集合排気管１５および排気消音器１７間に介設される排
気制御弁１６とから成る。

【００１０】図２および図３において、排気制御弁１６
は、両端を集合排気管１５および排気消音器１７にそれ
ぞれ連結して排気通路１８を形成するボディ１９と、排
気通路１８を横断してボディ１９に回動自在に支承され
る弁軸２０と、排気通路１８を開閉すべく弁軸２０に固
着されるバタフライ形の弁体２１とを備え、ボディ１９
から突出した弁軸２０の一端にはドラム２２およびレバ
ー２３が固着される。しかもボディ１９およびドラム２
２間には、弁体２１が閉弁位置となる方向にドラム２２
すなわち弁軸２０を付勢するためのコイル状の戻しばね
２４が介設される。またボディ１９には、レバー２３に
当接して弁体２１の閉弁位置を規制するためのストッパ
としてのねじ部材２５が進退可能にして配設される。

【００１１】再び図１において、排気制御弁１６のドラ
ム２２にはワイヤ２６を介して負圧作動式アクチュエー
タ２７が連結される。この負圧作動式アクチュエータ２
７は、導入される負圧の増大に応じてワイヤ２６の牽引
力を大とすべく、すなわち戻しばね２４のばね力に抗し
て排気制御弁１６の弁体２１をその開度が小さくなる方
向に駆動すべく構成されるものであり、該アクチュエー
タ２７は、吸気系Ｉにおけるスロットル弁１１よりも下
流側に絞り率変更手段２８を介して接続される。

【００１２】図４において、絞り率変更手段２８は、絞
り２９を備える電磁開閉弁として構成されるものであり
、スロットル弁１１よりも下流側の吸気系Ｉに通路３０
を介して連なるポート３１ならびに通路３２を介してア
クチュエータ２７に連なるポート３３を有するハウジン
グ３４に、両ポート３１，３３間を常時連通する絞り２
９が設けられるとともに、両ポート３１，３３間の連通
・遮断を切換可能な弁体３５が開閉作動可能に配設され
て成る。而してハウジング３４には、ポート３１に通じ
る弁室３６が形成されるとともに、ポート３３に同軸に
連通して弁室３６に開口する弁孔３７が設けられ、該弁
孔３７の弁室３６への開口端周縁に弁座３８が設けられ
る。一方、弁体３５は弁室３６内に収納されるものであ
り、この弁体３５に一体に連設された可動コア３９と、
コイル４０で囲繞されるとともに可動コア３９に対向し
て配置された固定コア４１との間にばね４２が縮設され
る。

【００１３】このような絞り率変更手段２８によれば、
コイル４０を消磁した状態では弁体３５がばね４２によ
り弁座３８に着座して弁孔３７を閉鎖しており、両ポー
ト３１，３３間すなわち通路３０，３１間は絞り２９を
介して連通するので吸気系Ｉおよびアクチュエータ２７
間の絞り率は大であり、コイル４０を励磁すると、可動
コア３９がばね４２のばね力に抗して固定コア４１側に
吸引されることにより弁体３５は弁座３８から離反して
弁孔３７を開放し、したがって吸気系Ｉおよびアクチュ
エータ２７間の絞り率は小さくなる。

【００１４】絞り率変更手段２８におけるコイル４０の
消磁および励磁の切換は、マイクロコンピュータから成
る制御ユニット４３により制御されるものであり、該制
御ユニット４３は、車両速度検出器４４により検出され
た車両速度が設定値たとえば３０ｋｍ／ｈ未満の場合に
はコイル４０を消磁し、前記車両速度が設定値以上とな
った場合にはコイル４０を励磁するように構成される。 すなわち車両速度が設定値未満の低速時にはコイル４０
が消磁状態にあって絞り率変更手段２８は吸気系Ｉおよ
びアクチュエータ２７間の絞り率を大とする状態となり
、また車両速度が設定値以上の高速時にはコイル４０が
励磁されて絞り率変更手段２８は吸気系Ｉおよびアクチ
ュエータ２７間の絞り率を小とする状態となる。

【００１５】次にこの第１実施例の作用について説明す
ると、機関本体９に連なる排気系Ｅにおいて、排気マニ
ホールド１４の下流端に共通に通じる単一の排気通路１
８の開度を連続的に可変として排気制御弁１６が配設さ
れており、この排気制御弁１６に連結されるアクチュエ
ータ２７は、スロットル弁１１の開度を小として機関負
荷を小とするのに応じて、すなわちスロットル弁１１よ
りも下流側で吸気系Ｉの吸気負圧が大となるに応じて排
気制御弁１６をその開度が大となる方向に駆動するので
、排気系Ｅが大型化することを回避して機関運転状態に
応じた排気通路面積の制御が可能となる。

【００１６】しかもスロットル弁１１よりも下流側の吸
気系Ｉとアクチュエータ２７との間には絞り率変更手段
２８が介設されており、該絞り率変更手段２８は、車両
速度に応じて絞り率を大、小に変化する。すなわち車両
速度が低いときには、制御ユニット４３により絞り率変
更手段２８のコイル４０が消磁されており、アクチュエ
ータ２７および吸気系Ｉ間の絞り率は大となっている。 したがって車両の低速走行状態での機関低負荷時に、ス
ロットル弁１１を急激に開く操作を行なっても、吸気負
圧の変化がアクチュエータ２７に直ちに作用することは
絞り率変更手段２８によって抑えられ、排気制御弁１６
の開度が直ちに大となることを回避して排気騒音の増大
を防止するとともに、機関低負荷時の吸気負圧変動によ
るアクチュエータ２７のハンチングを抑えることができ
る。また車両速度が高いときには、制御ユニット４３に
より絞り率変更手段２８の絞り率は小とされており、吸
気負圧の変化はアクチュエータ２７に直ちに作用するこ
とになるので、加速時の排気制御弁１６の開弁作動レス
ポンスを向上してドライバビリティを良好にすることが
できる。

【００１７】図５および図６は本発明の第２実施例を示
すものであり、上記第１実施例に対応する部分には同一
の参照符号を付す。

【００１８】排気系Ｅにおいて各気筒に共通な単一の排
気通路１８に配設された排気制御弁１６に連結される負
圧作動式アクチュエータ２７は、オリフィス４５と連通
・遮断を切換可能な第１開閉弁４６とを介して吸気系Ｉ
におけるスロットル弁１１よりも下流側に接続されると
ともに、連通・遮断を切換可能な第２開閉弁４７を介し
て吸気系Ｉにおけるスロットル弁１１よりも上流側たと
えばエアクリーナ１０に接続される。

【００１９】第１および第２開閉弁４６，４７は、制御
ユニット４３′により開閉制御される電磁弁であり、第
１開閉弁４６は、図６で示すように、吸気系Ｉにおける
スロットル弁１１よりも下流側に通路４８およびオリフ
ィス４５を介して連なるポート５１ならびに通路５２を
介してアクチュエータ２７に連なるポート５３を有する
ハウジング５４に、両ポート５１，５３間の連通・遮断
を切換可能な弁体５５が開閉作動可能に配設されて成る
。しかもハウジング５４には、ポート５１に通じる弁室
５６が形成されるとともに、ポート５３に同軸に連通し
て弁室５６に開口する弁孔５７が設けられ、該弁孔５７
の弁室５６への開口端周縁に弁座５８が設けられる。 一方、弁体５５は弁室５６内に収納されるものであり、
この弁体５５に一体に連設された可動コア５９と、コイ
ル６０で囲繞されるとともに可動コア５９に対向して配
置された固定コア６１との間にばね６２が縮設される。

【００２０】このような第１開閉弁４６によれば、コイ
ル６０を消磁した状態では弁体５５がばね６２により弁
座５８に着座して弁孔５７を閉鎖しており、両ポート５
１，５３間すなわち通路５０，５１間は遮断され、コイ
ル６０を励磁すると、可動コア５９がばね６２のばね力
に抗して固定コア６１側に吸引されることにより弁体５
５は弁座５８から離反して弁孔５７を開放し、したがっ
てスロットル弁１１よりも下流側の吸気系Ｉおよびアク
チュエータ２７間はオリフィス４５を介して連通するこ
とになる。

【００２１】一方、第２開閉弁４７は、上記第１開閉弁
４６と基本的に同一の構成を有するものであり、消磁時
に閉弁し、励磁時に開弁する。

【００２２】制御ユニット４３′は、車両速度検出器４
４により検出された車両速度が設定値たとえば３０ｋｍ
／ｈ未満の場合には第１開閉弁４６を励磁して開弁する
とともに第２開閉弁４７を消磁して閉弁し、前記車両速
度が設定値以上となった場合には第１開閉弁４６を消磁
して閉弁するとともに第２開閉弁４７を励磁して開弁す
るように構成される。したがって車両速度が設定値未満
の低速時にはアクチュエータ２７はオリフィス４５を介
してスロットル弁１１よりも下流側の吸気系Ｉに連通し
、車両速度が設定値以上の高速時にはアクチュエータ２
７はエアクリーナ１０に連通して大気圧がアクチュエー
タ２７に導入されることになる。

【００２３】この第２実施例によると、車両速度が低速
であるときにはオリフィス４５を介してスロットル弁１
１よりも下流側の吸気負圧がアクチュエータ２７に導入
されるので、機関負荷に応じて排気制御弁１６が開閉作
動せしめられ、スロットル弁１１を急激に開いても吸気
負圧の変化がアクチュエータ２７に直ちに作用すること
を回避して排気騒音の増大を防止することができる。ま
た車両速度が高速であるときにはアクチュエータ２７に
は大気圧が作用しているので、排気制御弁１６は開いた
ままであり、良好なドライバビリティを得ることができ
る。

【００２４】

【発明の効果】以上のように本発明の第１の特徴によれ
ば、機関本体に連なる排気系において排気マニホールド
の下流端に通じる排気通路の開度を連続的に可変として
排気制御弁が配設され、該排気制御弁には、負圧増大に
応じて排気制御弁をその開度が小さくなる方向に駆動す
る負圧作動式アクチュエータが連結され、該アクチュエ
ータは、制御ユニットからの信号に応じて絞り率を変化
させるべく作動する絞り率変更手段を介して吸気系のス
ロットル弁よりも下流側に接続され、前記制御ユニット
は、車両速度の高、低に応じて絞り率を小、大に変化さ
せるための信号を絞り率変更手段に与えるべく構成され
るので、低速走行時の排気通路面積の変化を緩やかにし
て排気騒音の低減を図り、高速走行時にはスロットル弁
の変化に速やかに追随させて排気通路面積を制御して加
速レスポンスを向上させ、良好なドライバビリティを得
ることができ、しかも排気制御弁が単一の排気通路に設
けられることにより排気系のコンパクト化および単純化
を図ることができる。

【００２５】また本発明の第２の特徴によれば、機関本
体に連なる排気系において排気マニホールドの下流端に
通じる排気通路の開度を連続的に可変として排気制御弁
が配設され、該排気制御弁には、負圧増大に応じて排気
制御弁をその開度が小さくなる方向に駆動する負圧作動
式アクチュエータが連結され、該アクチュエータは、オ
リフィスと制御ユニットからの信号に応じて連通・遮断
を切換える第１開閉弁とを介して吸気系のスロットル弁
よりも下流側に接続されるとともに、前記制御ユニット
からの信号に応じて連通・遮断を切換可能な第２開閉弁
を介して吸気系のスロットル弁よりも上流側に接続され
、前記制御ユニットは、車両速度が低速であるときに第
１開閉弁を開弁するとともに第２開閉弁を閉弁し、車両
速度が高速であるときに第１開閉弁を閉弁するとともに
第２開閉弁を開弁させるための信号を第１および第２両
開閉弁に与えるべく構成されるので、高速走行時にはオ
リフィスを介して吸気負圧をアクチュエータに作用させ
ることにより排気通路面積の変化を緩やかにして排気騒
音の低減を図り、高速走行時にはアクチュエータに大気
圧を作用させることにより加速レスポンスを向上させて
良好なドライバビリティを得ることができ、しかも排気
制御弁が単一の排気通路に設けられることにより排気系
のコンパクト化および単純化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の車両用内燃機関の吸、排
気系を示す図である。

【図２】図１の２部拡大図である。

【図３】図２の３−３線断面図である。

【図４】図１の４部拡大断面図である。

【図５】本発明の第２実施例の車両用内燃機関の吸、排
気系を示す図である。

【図６】図５における第１開閉弁の拡大断面図である。

【符号の説明】

９　　　　　　　　　　　　　　機関本体１１　　　　
　　　　　　　　スロットル弁１４　　　　　　　　　
　　　排気マニホールド１６　　　　　　　　　　　　
排気制御弁１８　　　　　　　　　　　　排気通路２７
　　　　　　　　　　　　負圧作動式アクチュエータ２
８　　　　　　　　　　　　絞り率変更手段４３，４３
′　　　　制御ユニット

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　機関本体（９）に連なる排気系（Ｅ）
   において排気マニホールド（１４）の下流端に通じる排
   気通路（１８）の開度を連続的に可変として排気制御弁
   （１６）が配設され、該排気制御弁（１６）には、負圧
   増大に応じて排気制御弁（１６）をその開度が小さくな
   る方向に駆動する負圧作動式アクチュエータ（２７）が
   連結され、該アクチュエータ（２７）は、制御ユニット
   （４３）からの信号に応じて絞り率を変化させるべく作
   動する絞り率変更手段（２８）を介して吸気系（Ｉ）の
   スロットル弁（１１）よりも下流側に接続され、前記制
   御ユニット（４３）は、車両速度の高、低に応じて絞り
   率を小、大に変化させるための信号を絞り率変更手段（
   ２８）に与えるべく構成されることを特徴とする車両用
   内燃機関の排気制御装置。
2. 【請求項２】　　機関本体（９）に連なる排気系（Ｅ）
   において排気マニホールド（１４）の下流端に通じる排
   気通路（１８）の開度を連続的に可変として排気制御弁
   （１６）が配設され、該排気制御弁（１６）には、負圧
   増大に応じて排気制御弁（１６）をその開度が小さくな
   る方向に駆動する負圧作動式アクチュエータ（２７）が
   連結され、該アクチュエータ（２７）は、オリフィス（
   ４５）と制御ユニット（４３′）からの信号に応じて連
   通・遮断を切換える第１開閉弁（４６）とを介して吸気
   系（Ｉ）のスロットル弁（１１）よりも下流側に接続さ
   れるとともに、前記制御ユニット（４３′）からの信号
   に応じて連通・遮断を切換可能な第２開閉弁（４７）を
   介して吸気系（Ｉ）のスロットル弁（１１）よりも上流
   側に接続され、前記制御ユニット（４３′）は、車両速
   度が低速であるときに第１開閉弁（４６）を開弁すると
   ともに第２開閉弁（４７）を閉弁し、車両速度が高速で
   あるときに第１開閉弁（４６）を閉弁するとともに第２
   開閉弁（４７）を開弁させるための信号を第１および第
   ２開閉弁（４６，４７）に与えるべく構成されることを
   特徴とする車両用内燃機関の排気制御装置。