JPH0979051A - 制御型排気系システム - Google Patents
制御型排気系システムInfo
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- JPH0979051A JPH0979051A JP7232375A JP23237595A JPH0979051A JP H0979051 A JPH0979051 A JP H0979051A JP 7232375 A JP7232375 A JP 7232375A JP 23237595 A JP23237595 A JP 23237595A JP H0979051 A JPH0979051 A JP H0979051A
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- Japan
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- valve
- opening
- exhaust
- engine
- engine speed
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Exhaust Silencers (AREA)
- Characterised By The Charging Evacuation (AREA)
- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 エンジンから大気に至る排気系の途中に設け
られたバルブの開閉により排気抵抗を制御する制御型排
気系システムにおいて、エンジン負荷とエンジン回転数
の大きさと変化に対応する最適の制御応答による排気抵
抗制御を達成すること。 【解決手段】 バルブaを駆動指令信号に応じて開閉駆
動させるバルブアクチュエータbと、高負荷走行時には
低エンジン回転数にてバルブ閉からバルブ開へと移行す
る駆動指令信号を出力し、低負荷走行時には高エンジン
回転数にてバルブ閉からバルブ開へと移行する駆動指令
信号を出力するというように、エンジン負荷を基準とし
た場合、エンジン負荷が高いほどバルブ開とするエンジ
ン回転数が次第に低くなる制御則によりバルブ開閉制御
を行なうバルブ開閉制御手段cと、を備えた手段とし
た。
られたバルブの開閉により排気抵抗を制御する制御型排
気系システムにおいて、エンジン負荷とエンジン回転数
の大きさと変化に対応する最適の制御応答による排気抵
抗制御を達成すること。 【解決手段】 バルブaを駆動指令信号に応じて開閉駆
動させるバルブアクチュエータbと、高負荷走行時には
低エンジン回転数にてバルブ閉からバルブ開へと移行す
る駆動指令信号を出力し、低負荷走行時には高エンジン
回転数にてバルブ閉からバルブ開へと移行する駆動指令
信号を出力するというように、エンジン負荷を基準とし
た場合、エンジン負荷が高いほどバルブ開とするエンジ
ン回転数が次第に低くなる制御則によりバルブ開閉制御
を行なうバルブ開閉制御手段cと、を備えた手段とし
た。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンから大気
に至る排気系の途中に設けられたバルブの開閉により排
気抵抗を制御する制御型排気系システムの技術分野に属
する。
に至る排気系の途中に設けられたバルブの開閉により排
気抵抗を制御する制御型排気系システムの技術分野に属
する。
【0002】
【従来の技術】従来、排気系の途中に設けられたバルブ
の開閉により排気抵抗を制御する制御型排気系システム
としては、例えば、特開平4−179814号公報に記
載のものが知られている。
の開閉により排気抵抗を制御する制御型排気系システム
としては、例えば、特開平4−179814号公報に記
載のものが知られている。
【0003】この公報には、図13に示すように、エン
ジン回転信号とスロットル開度信号をコントローラにて
入力し、両信号に応じてバルブの開閉制御を行なう技術
が示されている。
ジン回転信号とスロットル開度信号をコントローラにて
入力し、両信号に応じてバルブの開閉制御を行なう技術
が示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の制御型排気系システムにあっては、図14に示すよ
うに、エンジン回転数が所定値(3500rpm)未満
で、且つ、スロットル開度が全開付近(92%以上)の
場合と、エンジン回転数が所定値(3500rpm)以
上で、且つ、スロットル開度がアイドル負荷(13%)
以上の場合にバルブを開く制御が行なわれるため、下記
に列挙する問題がある。
来の制御型排気系システムにあっては、図14に示すよ
うに、エンジン回転数が所定値(3500rpm)未満
で、且つ、スロットル開度が全開付近(92%以上)の
場合と、エンジン回転数が所定値(3500rpm)以
上で、且つ、スロットル開度がアイドル負荷(13%)
以上の場合にバルブを開く制御が行なわれるため、下記
に列挙する問題がある。
【0005】(1) 発進時には、スロットル開度が急に上
昇するが、エンジン回転数は少し遅れて上昇する。した
がって、スロットル開度が92%以上となるアクセル全
開操作を行なわない限り、または、エンジン回転数が3
500rpm以上となるまで走行しない限り、バルブが
閉のまま保たれることになり、発進加速性に劣る。
昇するが、エンジン回転数は少し遅れて上昇する。した
がって、スロットル開度が92%以上となるアクセル全
開操作を行なわない限り、または、エンジン回転数が3
500rpm以上となるまで走行しない限り、バルブが
閉のまま保たれることになり、発進加速性に劣る。
【0006】すなわち、発進時には、アクセル踏み込み
操作に素早く応答してバルブを開とし、エンジン出力増
大作用を生かした高い発進加速性を得たい。
操作に素早く応答してバルブを開とし、エンジン出力増
大作用を生かした高い発進加速性を得たい。
【0007】(2) 登坂路走行時には、高いスロットル開
度が保たれるが、エンジン回転数は低回転数が維持され
る。したがって、スロットル開度が92%以上となるア
クセル全開操作を行なわない限り、バルブが閉のまま保
たれることになり、登坂路走破性に劣る。
度が保たれるが、エンジン回転数は低回転数が維持され
る。したがって、スロットル開度が92%以上となるア
クセル全開操作を行なわない限り、バルブが閉のまま保
たれることになり、登坂路走破性に劣る。
【0008】すなわち、登坂路走行時には、エンジン回
転数の上昇が望めないことで、スロットル開度がある中
開度域以上となったらに入ったら素早く応答してバルブ
を開とし、エンジン出力増大作用を生かした高い登坂路
走破性を得たい。
転数の上昇が望めないことで、スロットル開度がある中
開度域以上となったらに入ったら素早く応答してバルブ
を開とし、エンジン出力増大作用を生かした高い登坂路
走破性を得たい。
【0009】(3) 下り坂走行時には、低いスロットル開
度のままでもエンジン回転数が大きく増大する。したが
って、20%程度の低いスロットル開度のままでも早期
にエンジン回転数が3500rpmを超えることにな
り、バルブ開に切り換わってしまい、排気騒音が高くな
ってしまう。
度のままでもエンジン回転数が大きく増大する。したが
って、20%程度の低いスロットル開度のままでも早期
にエンジン回転数が3500rpmを超えることにな
り、バルブ開に切り換わってしまい、排気騒音が高くな
ってしまう。
【0010】すなわち、低負荷である下り坂走行時に
は、低スロットル開度としていることで、エンジン回転
数が相当高回転数にならない限りバルブ閉を保ったまま
とし、マフラ等による消音作用を十分に生かした静粛走
行を得たい。
は、低スロットル開度としていることで、エンジン回転
数が相当高回転数にならない限りバルブ閉を保ったまま
とし、マフラ等による消音作用を十分に生かした静粛走
行を得たい。
【0011】本発明が解決しようとする課題を下記に列
挙する。
挙する。
【0012】課題1は、エンジンから大気に至る排気系
の途中に設けられたバルブの開閉により排気抵抗を制御
する制御型排気系システムにおいて、エンジン負荷とエ
ンジン回転数の大きさと変化に対応する最適の制御応答
による排気抵抗制御を達成することにある。
の途中に設けられたバルブの開閉により排気抵抗を制御
する制御型排気系システムにおいて、エンジン負荷とエ
ンジン回転数の大きさと変化に対応する最適の制御応答
による排気抵抗制御を達成することにある。
【0013】課題2は、コスト低減,小型化,共用化
と、加速操作時に滑らかな加速感と心地良い加速排気音
を得るシステムにより、第1の課題を達成することにあ
る。
と、加速操作時に滑らかな加速感と心地良い加速排気音
を得るシステムにより、第1の課題を達成することにあ
る。
【0014】課題3は、制御マップの設定自由度が高い
システムにより、第1の課題を達成することにある。
システムにより、第1の課題を達成することにある。
【0015】
(解決手段1)上記課題1の解決手段1(請求項1)
は、図1(イ) のクレーム対応図に示すように、エンジン
から排出される燃焼ガスをエンジンマニホールドから大
気へ排出する排気系の途中に設けられたバルブaの開閉
により排気抵抗を制御する制御型排気系システムにおい
て、前記バルブaを駆動指令信号に応じて開閉駆動させ
るバルブアクチュエータbと、高負荷走行時には低エン
ジン回転数にてバルブ閉からバルブ開へと移行する駆動
指令信号を出力し、低負荷走行時には高エンジン回転数
にてバルブ閉からバルブ開へと移行する駆動指令信号を
出力するというように、エンジン負荷を基準とした場
合、エンジン負荷が高いほどバルブ開とするエンジン回
転数が次第に低くなる制御則によりバルブ開閉制御を行
なうバルブ開閉制御手段cと、を備えていることを特徴
とする。
は、図1(イ) のクレーム対応図に示すように、エンジン
から排出される燃焼ガスをエンジンマニホールドから大
気へ排出する排気系の途中に設けられたバルブaの開閉
により排気抵抗を制御する制御型排気系システムにおい
て、前記バルブaを駆動指令信号に応じて開閉駆動させ
るバルブアクチュエータbと、高負荷走行時には低エン
ジン回転数にてバルブ閉からバルブ開へと移行する駆動
指令信号を出力し、低負荷走行時には高エンジン回転数
にてバルブ閉からバルブ開へと移行する駆動指令信号を
出力するというように、エンジン負荷を基準とした場
合、エンジン負荷が高いほどバルブ開とするエンジン回
転数が次第に低くなる制御則によりバルブ開閉制御を行
なうバルブ開閉制御手段cと、を備えていることを特徴
とする。
【0016】作用を説明する。
【0017】発進時や登坂路走行時等の高負荷走行時に
は、バルブ開閉制御手段cにおいて、低エンジン回転数
にてバルブaを閉から開へと移行させる駆動指令信号が
バルブアクチュエータbに対し出力される。また、下り
坂走行時等の低負荷走行時には、バルブ開閉制御手段c
において、高エンジン回転数にてバルブaを閉から開へ
と移行させる駆動指令信号がバルブアクチュエータbに
対し出力される。すなわち、バルブ開閉制御手段cにお
いては、エンジン負荷を基準とした場合、エンジン負荷
が高いほどバルブ開とするエンジン回転数が次第に低く
なる制御則によりバルブ開閉制御が行なわれる。
は、バルブ開閉制御手段cにおいて、低エンジン回転数
にてバルブaを閉から開へと移行させる駆動指令信号が
バルブアクチュエータbに対し出力される。また、下り
坂走行時等の低負荷走行時には、バルブ開閉制御手段c
において、高エンジン回転数にてバルブaを閉から開へ
と移行させる駆動指令信号がバルブアクチュエータbに
対し出力される。すなわち、バルブ開閉制御手段cにお
いては、エンジン負荷を基準とした場合、エンジン負荷
が高いほどバルブ開とするエンジン回転数が次第に低く
なる制御則によりバルブ開閉制御が行なわれる。
【0018】よって、ドライバのアクセル操作により負
荷が変動する平坦路走行時には、次のような作用を示
す。
荷が変動する平坦路走行時には、次のような作用を示
す。
【0019】発進時には、負荷の急増に対しエンジン回
転数の上昇が遅れるが、アクセル踏み込み操作に素早く
応答してバルブaが開とされ、エンジン出力増大作用を
生かした高い発進性が得られる。そして、ある程度のア
クセル踏み込み量を保っての高速走行時には、エンジン
回転数が高いことでバルブaの開が保たれ、高い駆動性
が得られる。さらに、加速時には発進時と同様にアクセ
ル踏み込み操作に素早く応答してバルブaが開とされ、
エンジン出力増大作用を生かした高い加速性が得られ
る。また、減速時にはアクセル戻し操作に応答してバル
ブaが閉とされ、排気抵抗を増すことでより減速性が高
まる。
転数の上昇が遅れるが、アクセル踏み込み操作に素早く
応答してバルブaが開とされ、エンジン出力増大作用を
生かした高い発進性が得られる。そして、ある程度のア
クセル踏み込み量を保っての高速走行時には、エンジン
回転数が高いことでバルブaの開が保たれ、高い駆動性
が得られる。さらに、加速時には発進時と同様にアクセ
ル踏み込み操作に素早く応答してバルブaが開とされ、
エンジン出力増大作用を生かした高い加速性が得られ
る。また、減速時にはアクセル戻し操作に応答してバル
ブaが閉とされ、排気抵抗を増すことでより減速性が高
まる。
【0020】一方、走行路面の傾斜により負荷が変動す
る登坂路や下り坂での走行時には、次のような作用を示
す。
る登坂路や下り坂での走行時には、次のような作用を示
す。
【0021】登坂路走行時には、エンジン回転数の上昇
が望めないものの、登坂路に入りアクセルをある程度踏
み込んだらこれに応答してバルブaが開とされ、エンジ
ン出力増大作用を生かした高い登坂路走破性が得られ
る。また、下り坂走行時には、下り坂に入りアクセルを
ある程度戻したらこれに応答してバルブaが閉とされ、
排気抵抗を増すことでより減速性が高まるし、マフラ等
による消音作用を十分に生かした静粛走行が得られる。
が望めないものの、登坂路に入りアクセルをある程度踏
み込んだらこれに応答してバルブaが開とされ、エンジ
ン出力増大作用を生かした高い登坂路走破性が得られ
る。また、下り坂走行時には、下り坂に入りアクセルを
ある程度戻したらこれに応答してバルブaが閉とされ、
排気抵抗を増すことでより減速性が高まるし、マフラ等
による消音作用を十分に生かした静粛走行が得られる。
【0022】(解決手段2)上記課題2の解決手段2
(請求項2)は、図1(ロ) のクレーム対応図に示すよう
に、請求項1記載の制御型排気系システムにおいて、前
記バルブアクチュエータbを、そのシリンダ室に導かれ
る圧力レベルに応じてストロークするピストンを有する
シリンダ型アクチュエータb1とし、前記バルブ開閉制
御手段cを、一端が排気系の排気チューブdもしくはマ
フラeに開口され、他端が前記シリンダ型アクチュエー
タb1のシリンダ室に開口され、排気系からの排気圧を
駆動指令信号圧としてシリンダ型アクチュエータb1を
駆動させる圧力導管c1としたことを特徴とする。
(請求項2)は、図1(ロ) のクレーム対応図に示すよう
に、請求項1記載の制御型排気系システムにおいて、前
記バルブアクチュエータbを、そのシリンダ室に導かれ
る圧力レベルに応じてストロークするピストンを有する
シリンダ型アクチュエータb1とし、前記バルブ開閉制
御手段cを、一端が排気系の排気チューブdもしくはマ
フラeに開口され、他端が前記シリンダ型アクチュエー
タb1のシリンダ室に開口され、排気系からの排気圧を
駆動指令信号圧としてシリンダ型アクチュエータb1を
駆動させる圧力導管c1としたことを特徴とする。
【0023】作用を説明する。
【0024】走行時、排気チューブdもしくはマフラe
から排気圧が圧力導管c1を介してシリンダ型アクチュ
エータb1のシリンダ室に導かれ、シリンダ室ではこの
圧力レベルに応じてピストンがストロークするため、シ
リンダ型アクチュエータb1に連結されているバルブa
は、このピストンストロークの大きさに応じてバルブ開
度が無段階に変更される。
から排気圧が圧力導管c1を介してシリンダ型アクチュ
エータb1のシリンダ室に導かれ、シリンダ室ではこの
圧力レベルに応じてピストンがストロークするため、シ
リンダ型アクチュエータb1に連結されているバルブa
は、このピストンストロークの大きさに応じてバルブ開
度が無段階に変更される。
【0025】ここで、排気チューブdもしくはマフラe
の排気圧特性は、エンジン負荷とエンジン回転数を座標
軸とした場合に両座標軸を漸近線とする直角双曲線をバ
ルブ閉からバルブ開へのしきい線として圧力レベルが変
化する特性、つまり、エンジン負荷を基準とした場合、
エンジン負荷が高いほどバルブ開とする排気圧に達する
エンジン回転数が次第に低くなる特性を示す。
の排気圧特性は、エンジン負荷とエンジン回転数を座標
軸とした場合に両座標軸を漸近線とする直角双曲線をバ
ルブ閉からバルブ開へのしきい線として圧力レベルが変
化する特性、つまり、エンジン負荷を基準とした場合、
エンジン負荷が高いほどバルブ開とする排気圧に達する
エンジン回転数が次第に低くなる特性を示す。
【0026】よって、排気圧はエンジン負荷とエンジン
回転数に応じた駆動指令信号圧となり、解決手段1にて
説明した作用を示す。
回転数に応じた駆動指令信号圧となり、解決手段1にて
説明した作用を示す。
【0027】加えて、アクセル踏み込みによる排気圧の
圧力レベルが高まる加速操作時には、バルブaがバルブ
閉から徐々にバルブ開度が増してバルブ開へと無段階に
変更されるため、バルブ閉からバルブ開に一気に切り換
わる場合のように排気静圧や排気音の一時的な低下がな
く、排気静圧特性や排気音特性がリニアに増加する特性
を示す。この結果、バルブ閉からバルブ開へと移行する
エンジン回転領域で行なわれる加速操作時に、滑らかな
加速感と心地良い加速排気音が得られる。
圧力レベルが高まる加速操作時には、バルブaがバルブ
閉から徐々にバルブ開度が増してバルブ開へと無段階に
変更されるため、バルブ閉からバルブ開に一気に切り換
わる場合のように排気静圧や排気音の一時的な低下がな
く、排気静圧特性や排気音特性がリニアに増加する特性
を示す。この結果、バルブ閉からバルブ開へと移行する
エンジン回転領域で行なわれる加速操作時に、滑らかな
加速感と心地良い加速排気音が得られる。
【0028】この制御型排気系システムを車両に適用す
るにあたって、排気系に設けられたバルブの開閉駆動制
御を行なうアクチュエータとして、排気圧により駆動さ
れるシリンダ型アクチュエータb1を用いているため、
モータアクチュエータやソレノイドを用いて電子制御す
るシステムに比べて大幅にシステムのコスト低減が図れ
る。
るにあたって、排気系に設けられたバルブの開閉駆動制
御を行なうアクチュエータとして、排気圧により駆動さ
れるシリンダ型アクチュエータb1を用いているため、
モータアクチュエータやソレノイドを用いて電子制御す
るシステムに比べて大幅にシステムのコスト低減が図れ
る。
【0029】加えて、ダイヤフラム型アクチュエータに
比べて外径が小さいシリンダ型アクチュエータb1を用
いているため、システムの小型化が図られるし、この小
型化に伴ってレイアウトや設置スペースの異なる様々な
車種へのシステムの共用化を達成できる。
比べて外径が小さいシリンダ型アクチュエータb1を用
いているため、システムの小型化が図られるし、この小
型化に伴ってレイアウトや設置スペースの異なる様々な
車種へのシステムの共用化を達成できる。
【0030】(解決手段3)上記課題3の解決手段3
(請求項3)は、図1(ハ) のクレーム対応図に示すよう
に、請求項1記載の制御型排気系システムにおいて、前
記バルブアクチュエータbを、入力される電気的駆動指
令信号に応じて開閉駆動させる電気駆動型アクチュエー
タb2とし、前記バルブ開閉制御手段cを、エンジン負
荷が高いほどバルブ開とするエンジン回転数が低くなる
バルブ開閉制御マップfを予め設定しておき、エンジン
負荷センサgとエンジン回転数センサhにより検出され
るエンジン負荷とエンジン回転数により特定されるマッ
プ上の検出点がバルブ閉またはバルブ開のいずれの領域
に属するかを判断し、この領域判断に応じた電気的駆動
指令信号を出力するバルブ開閉コントローラc2とした
ことを特徴とする。
(請求項3)は、図1(ハ) のクレーム対応図に示すよう
に、請求項1記載の制御型排気系システムにおいて、前
記バルブアクチュエータbを、入力される電気的駆動指
令信号に応じて開閉駆動させる電気駆動型アクチュエー
タb2とし、前記バルブ開閉制御手段cを、エンジン負
荷が高いほどバルブ開とするエンジン回転数が低くなる
バルブ開閉制御マップfを予め設定しておき、エンジン
負荷センサgとエンジン回転数センサhにより検出され
るエンジン負荷とエンジン回転数により特定されるマッ
プ上の検出点がバルブ閉またはバルブ開のいずれの領域
に属するかを判断し、この領域判断に応じた電気的駆動
指令信号を出力するバルブ開閉コントローラc2とした
ことを特徴とする。
【0031】作用を説明する。
【0032】走行時、バルブ開閉コントローラc2にお
いて、エンジン負荷センサgとエンジン回転数センサh
により検出される信号が入力されると共に、予め設定さ
れているエンジン負荷が高いほどバルブ開とするエンジ
ン回転数が低くなるバルブ開閉制御マップfが読み出さ
れ、検出されるエンジン負荷とエンジン回転数により特
定されるマップ上の検出点がバルブ閉またはバルブ開の
いずれの領域に属するかが判断され、この領域判断に応
じた電気的駆動指令信号が電気駆動型アクチュエータb
2に出力され、この電気駆動型アクチュエータb2によ
りバルブaが開閉駆動される。
いて、エンジン負荷センサgとエンジン回転数センサh
により検出される信号が入力されると共に、予め設定さ
れているエンジン負荷が高いほどバルブ開とするエンジ
ン回転数が低くなるバルブ開閉制御マップfが読み出さ
れ、検出されるエンジン負荷とエンジン回転数により特
定されるマップ上の検出点がバルブ閉またはバルブ開の
いずれの領域に属するかが判断され、この領域判断に応
じた電気的駆動指令信号が電気駆動型アクチュエータb
2に出力され、この電気駆動型アクチュエータb2によ
りバルブaが開閉駆動される。
【0033】よって、電気的駆動指令信号はバルブ開閉
制御マップfの設定に応じたものとなり、バルブ開閉制
御マップfにはエンジン負荷が高いほどバルブ開とする
エンジン回転数が低くなる特性を設定していることで、
解決手段1にて説明した作用を示す。
制御マップfの設定に応じたものとなり、バルブ開閉制
御マップfにはエンジン負荷が高いほどバルブ開とする
エンジン回転数が低くなる特性を設定していることで、
解決手段1にて説明した作用を示す。
【0034】
【発明の実施の形態1】実施の形態1は、解決手段1及
び解決手段2に対応する制御型排気マフラ(制御型排気
系システム)である。
び解決手段2に対応する制御型排気マフラ(制御型排気
系システム)である。
【0035】まず、構成を説明する。
【0036】図2は制御型排気マフラを示す斜視図、図
3は制御型排気マフラを示す平面図、図4は制御型排気
マフラを示す車両後方からみた側面図、図5は制御型排
気マフラに適用されたシリンダ型アクチュエータを示す
断面図である。
3は制御型排気マフラを示す平面図、図4は制御型排気
マフラを示す車両後方からみた側面図、図5は制御型排
気マフラに適用されたシリンダ型アクチュエータを示す
断面図である。
【0037】図1〜図3において、1は排気マフラ(マ
フラに相当)、4はマフラインレットチューブ(排気チ
ューブに相当)、5は第1マフラアウトレットチュー
ブ、6は第2マフラアウトレットチューブ、10は圧力
導管、11はシリンダ型アクチュエータ、12はバタフ
ライバルブ(バルブに相当)、13は動圧ガイド部材、
14はアクチュエータ取付ブラケット、16はバルブ開
閉レバー、17はアダプタリンクである。
フラに相当)、4はマフラインレットチューブ(排気チ
ューブに相当)、5は第1マフラアウトレットチュー
ブ、6は第2マフラアウトレットチューブ、10は圧力
導管、11はシリンダ型アクチュエータ、12はバタフ
ライバルブ(バルブに相当)、13は動圧ガイド部材、
14はアクチュエータ取付ブラケット、16はバルブ開
閉レバー、17はアダプタリンクである。
【0038】前記排気マフラ1は、前端板1aと後端板
1bとを有し、前端板1aには図外のエンジンからの排
気ガスが進入してくるマフラインレットチューブ4が接
続され、後端板1bにはマフラ内部を経過して排気ガス
を排出する第1マフラアウトレットチューブ5と、バタ
フライバルブ12の開閉制御により排気ガスの排出を調
整する第2マフラアウトレットチューブ6が接続されて
いる。
1bとを有し、前端板1aには図外のエンジンからの排
気ガスが進入してくるマフラインレットチューブ4が接
続され、後端板1bにはマフラ内部を経過して排気ガス
を排出する第1マフラアウトレットチューブ5と、バタ
フライバルブ12の開閉制御により排気ガスの排出を調
整する第2マフラアウトレットチューブ6が接続されて
いる。
【0039】前記圧力導管10は、排気マフラ1内に一
端が開口され、その開口端にはマフラインレットチュー
ブ4からの排気ガス流の流れに対向して排気動圧を取り
込むテーパ状の動圧ガイド部材13が設けられている。
そして、圧力導管10の他端は、シリンダ型アクチュエ
ータ11(シリンダ室11a)に接続されている。これ
により、圧力導管10は排気静圧と排気動圧に応じた排
気圧をシリンダ型アクチュエータ11に導く管として構
成されている。
端が開口され、その開口端にはマフラインレットチュー
ブ4からの排気ガス流の流れに対向して排気動圧を取り
込むテーパ状の動圧ガイド部材13が設けられている。
そして、圧力導管10の他端は、シリンダ型アクチュエ
ータ11(シリンダ室11a)に接続されている。これ
により、圧力導管10は排気静圧と排気動圧に応じた排
気圧をシリンダ型アクチュエータ11に導く管として構
成されている。
【0040】前記シリンダ型アクチュエータ11は、第
1マフラアウトレットチューブ5にアクチュエータ取付
ブラケット14を介して取り付けられ、そのピストンロ
ッド11dは、アダプタリンク17及びバルブ開閉レバ
ー16を介してバタフライバルブ12のバルブシャフト
12bに連結されている。
1マフラアウトレットチューブ5にアクチュエータ取付
ブラケット14を介して取り付けられ、そのピストンロ
ッド11dは、アダプタリンク17及びバルブ開閉レバ
ー16を介してバタフライバルブ12のバルブシャフト
12bに連結されている。
【0041】前記シリンダ型アクチュエータ11の具体
的構造を図5により説明すると、シリンダ型アクチュエ
ータ11は、圧力導管10が連結されるシリンダ室11
aと、このシリンダ室11aの正圧の圧力レベルに応じ
てストロークするカップシール型のピストン11bと、
ピストン11bをバルブ全閉方向に付勢するスプリング
11cと、ピストン11bに一体に設けられたピストン
ロッド11dと、ピストン11bのストロークを規制す
るストッパ11eと、ピストン11bのシール部が摺動
接触するシリンダ面11fとを有して構成されている。
的構造を図5により説明すると、シリンダ型アクチュエ
ータ11は、圧力導管10が連結されるシリンダ室11
aと、このシリンダ室11aの正圧の圧力レベルに応じ
てストロークするカップシール型のピストン11bと、
ピストン11bをバルブ全閉方向に付勢するスプリング
11cと、ピストン11bに一体に設けられたピストン
ロッド11dと、ピストン11bのストロークを規制す
るストッパ11eと、ピストン11bのシール部が摺動
接触するシリンダ面11fとを有して構成されている。
【0042】前記バタフライバルブ12は、短筒状のバ
ルブケース12aと、バルブケース12aを径方向に貫
通するバルブシャフト12bと、バルブシャフト12b
に固定された円板状のバルブプレート12cとを有して
構成されている。
ルブケース12aと、バルブケース12aを径方向に貫
通するバルブシャフト12bと、バルブシャフト12b
に固定された円板状のバルブプレート12cとを有して
構成されている。
【0043】前記バルブ開閉レバー16は、一端部がバ
ルブシャフト12bの上部位置に固定され、他端部には
ピン用長孔が開孔されている。
ルブシャフト12bの上部位置に固定され、他端部には
ピン用長孔が開孔されている。
【0044】前記アダプタリンク17は、バルブ開閉レ
バー16に一端がピン連結され、シリンダ型アクチュエ
ータ11のピストンロッド11dに他端がピン連結され
ていて、バタフライバルブ12のバルブシャフト12b
との接触によりバルブプレート12cの全開位置にてア
クチュエータストロークを規定するバルブ全開ストッパ
凹部17aが形成されている。
バー16に一端がピン連結され、シリンダ型アクチュエ
ータ11のピストンロッド11dに他端がピン連結され
ていて、バタフライバルブ12のバルブシャフト12b
との接触によりバルブプレート12cの全開位置にてア
クチュエータストロークを規定するバルブ全開ストッパ
凹部17aが形成されている。
【0045】次に、作用を説明する。
【0046】[バルブ開閉作動]走行時、エンジンから
排気ガスが流れてくると、マフラインレットチューブ4
からの排気圧が圧力導管10を介してシリンダ型アクチ
ュエータ11のシリンダ室11aに導かれ、シリンダ室
11aではこの圧力レベルに応じてピストン11bがス
トロークするため、ピストンロッド11dに連結されて
いるバタフライバルブ12は、このピストンストローク
の大きさに応じてバルブ開度が無段階に変更される。
排気ガスが流れてくると、マフラインレットチューブ4
からの排気圧が圧力導管10を介してシリンダ型アクチ
ュエータ11のシリンダ室11aに導かれ、シリンダ室
11aではこの圧力レベルに応じてピストン11bがス
トロークするため、ピストンロッド11dに連結されて
いるバタフライバルブ12は、このピストンストローク
の大きさに応じてバルブ開度が無段階に変更される。
【0047】ここで、シリンダ室11aの圧力とピスト
ンストロークの関係は、図6に示すように、シリンダ型
アクチュエータ11の内部摩擦等により、シリンダ室1
1a内の圧力が上昇しピストン11bが進む時と、シリ
ンダ室11a内の圧力が下降しピストン11bが戻る時
とでヒステリシスを持つ特性を示す。
ンストロークの関係は、図6に示すように、シリンダ型
アクチュエータ11の内部摩擦等により、シリンダ室1
1a内の圧力が上昇しピストン11bが進む時と、シリ
ンダ室11a内の圧力が下降しピストン11bが戻る時
とでヒステリシスを持つ特性を示す。
【0048】したがって、シリンダ室11aの圧力が小
さい幅で変動するような場合、ヒステリシス圧力幅が不
感帯となり、ピストンストロークが保持され、バタフラ
イバルブ12の開閉ハンチングが防止される。
さい幅で変動するような場合、ヒステリシス圧力幅が不
感帯となり、ピストンストロークが保持され、バタフラ
イバルブ12の開閉ハンチングが防止される。
【0049】また、圧力導管10により排気圧を導くに
あたって、マフラインレットチューブ側開口端に排気ガ
ス流の流れに対向して排気動圧を取り込む動圧ガイド部
材13が設けられているため、シリンダ型アクチュエー
タ11を駆動する圧力が(排気静圧+排気動圧)とな
り、排気静圧のみを駆動圧力とする場合に比べて圧力レ
ベルが高まり、小型で低圧タイプのシリンダ型アクチュ
エータ11を用いたとしてもピストンストローク駆動が
確実で安定したものとなる。
あたって、マフラインレットチューブ側開口端に排気ガ
ス流の流れに対向して排気動圧を取り込む動圧ガイド部
材13が設けられているため、シリンダ型アクチュエー
タ11を駆動する圧力が(排気静圧+排気動圧)とな
り、排気静圧のみを駆動圧力とする場合に比べて圧力レ
ベルが高まり、小型で低圧タイプのシリンダ型アクチュ
エータ11を用いたとしてもピストンストローク駆動が
確実で安定したものとなる。
【0050】[整圧作用]排気ガスはエンジン気筒数や
回転数に応じた周期でガス圧が変動しながらマフライン
レットチューブ4を流れてくる。したがって、そのまま
シリンダ型アクチュエータ11のシリンダ室11aに導
いた場合、脈動圧によりピストンストローク変動し、バ
タフライバルブ12の開閉動作にふらつきが生じる。特
に、小型で低圧タイプのシリンダ型アクチュエータ11
を用いた場合、多少の圧力変動があってもこれに応答し
てしまうため、バタフライバルブ12の開閉動作がふら
つき制御が困難となる。
回転数に応じた周期でガス圧が変動しながらマフライン
レットチューブ4を流れてくる。したがって、そのまま
シリンダ型アクチュエータ11のシリンダ室11aに導
いた場合、脈動圧によりピストンストローク変動し、バ
タフライバルブ12の開閉動作にふらつきが生じる。特
に、小型で低圧タイプのシリンダ型アクチュエータ11
を用いた場合、多少の圧力変動があってもこれに応答し
てしまうため、バタフライバルブ12の開閉動作がふら
つき制御が困難となる。
【0051】これに対し、圧力導管10を排気マフラ1
の内部室から排気圧を導く管としているため、マフライ
ンレットチューブ4から排気マフラ1へ導入される排気
ガスは排気マフラ1への導入と同時に膨張し、サージタ
ンクを設けているのと同様の作用により排気マフラ1に
おいて整圧作用が発揮される。この整圧作用により、バ
タフライバルブ12の開閉動作にふらつきが抑えられ、
特に、脈動が激しいエンジン低回転域でのバルブ制御が
可能になる。尚、圧力導管10の内径を小さく設定した
場合、内径より大きな振幅を持つ脈動が縮流により整圧
され、膨張と縮流によるダブル整圧作用にて脈動圧が平
滑化される。
の内部室から排気圧を導く管としているため、マフライ
ンレットチューブ4から排気マフラ1へ導入される排気
ガスは排気マフラ1への導入と同時に膨張し、サージタ
ンクを設けているのと同様の作用により排気マフラ1に
おいて整圧作用が発揮される。この整圧作用により、バ
タフライバルブ12の開閉動作にふらつきが抑えられ、
特に、脈動が激しいエンジン低回転域でのバルブ制御が
可能になる。尚、圧力導管10の内径を小さく設定した
場合、内径より大きな振幅を持つ脈動が縮流により整圧
され、膨張と縮流によるダブル整圧作用にて脈動圧が平
滑化される。
【0052】[加速操作時のバタフライバルブ作用]排
気圧が高まるアクセルを踏み込んでの加速操作時には、
上記のようにバタフライバルブ12がバルブ閉から徐々
にバルブ開度が増してバルブ開へと無段階に変更される
ため、滑らかな加速感と心地良い加速排気音が得られ
る。
気圧が高まるアクセルを踏み込んでの加速操作時には、
上記のようにバタフライバルブ12がバルブ閉から徐々
にバルブ開度が増してバルブ開へと無段階に変更される
ため、滑らかな加速感と心地良い加速排気音が得られ
る。
【0053】すなわち、図7の排気静圧特性に示すよう
に、従来のバルブ全開またはバルブ全閉のオン・オフ制
御(実線)では、加速操作時でバルブ閉からバルブ開へ
と切り換わるエンジン回転領域で排気静圧が一時的に低
下する特性を示し、滑らかな加速感が得られないが、本
実施の形態(破線)では、バタフライバルブ12はピス
トンストロークの大きさに応じてバルブ開度が無段階に
変更されるため、エンジン回転数の上昇に応じて排気静
圧がリニアに増加して、排気抵抗が徐々に小さくなって
滑らかな加速感が得られる。なお、バルブ完全閉(一点
斜線)のままでは、エンジン高回転域での排気抵抗が高
くなり、加速感が不足する。
に、従来のバルブ全開またはバルブ全閉のオン・オフ制
御(実線)では、加速操作時でバルブ閉からバルブ開へ
と切り換わるエンジン回転領域で排気静圧が一時的に低
下する特性を示し、滑らかな加速感が得られないが、本
実施の形態(破線)では、バタフライバルブ12はピス
トンストロークの大きさに応じてバルブ開度が無段階に
変更されるため、エンジン回転数の上昇に応じて排気静
圧がリニアに増加して、排気抵抗が徐々に小さくなって
滑らかな加速感が得られる。なお、バルブ完全閉(一点
斜線)のままでは、エンジン高回転域での排気抵抗が高
くなり、加速感が不足する。
【0054】同様に、図8の排気音特性に示すように、
従来のバルブ全開またはバルブ全閉のオン・オフ制御
(破線)では、加速操作時でバルブ閉からバルブ開へと
切り換わるエンジン回転領域で排気音が一時的に低下す
る特性を示し、違和感のある加速排気音となるが、本実
施の形態(実線)では、バタフライバルブ12はピスト
ンストロークの大きさに応じてバルブ開度が無段階に変
更されるため、エンジン回転数に応じて排気音がリニア
に増加し、心地良い加速排気音が得られる。なお、バル
ブ完全閉(一点斜線)のままではエンジン高回転域での
音圧が高くなり、加速排気音が高くなり過ぎる。
従来のバルブ全開またはバルブ全閉のオン・オフ制御
(破線)では、加速操作時でバルブ閉からバルブ開へと
切り換わるエンジン回転領域で排気音が一時的に低下す
る特性を示し、違和感のある加速排気音となるが、本実
施の形態(実線)では、バタフライバルブ12はピスト
ンストロークの大きさに応じてバルブ開度が無段階に変
更されるため、エンジン回転数に応じて排気音がリニア
に増加し、心地良い加速排気音が得られる。なお、バル
ブ完全閉(一点斜線)のままではエンジン高回転域での
音圧が高くなり、加速排気音が高くなり過ぎる。
【0055】[システムの車両適用時]この制御型排気
系システムを車両に適用するにあたって、排気系に設け
られたバルブ開閉駆動制御を行なうアクチュエータとし
て、排気圧により駆動されるシリンダ型アクチュエータ
11を用いているため、モータアクチュエータやソレノ
イドを用いて電子制御するシステムに比べて大幅にシス
テムのコスト低減が図れる。
系システムを車両に適用するにあたって、排気系に設け
られたバルブ開閉駆動制御を行なうアクチュエータとし
て、排気圧により駆動されるシリンダ型アクチュエータ
11を用いているため、モータアクチュエータやソレノ
イドを用いて電子制御するシステムに比べて大幅にシス
テムのコスト低減が図れる。
【0056】加えて、アクチュエータとしてダイヤフラ
ム型アクチュエータに比べて外径が小さいシリンダ型ア
クチュエータ11を用いているため、システムの小型化
が図られるし、この小型化に伴ってレイアウトや設置ス
ペースの異なる様々な車種へのシステムの共用化が達成
できる。
ム型アクチュエータに比べて外径が小さいシリンダ型ア
クチュエータ11を用いているため、システムの小型化
が図られるし、この小型化に伴ってレイアウトや設置ス
ペースの異なる様々な車種へのシステムの共用化が達成
できる。
【0057】[バルブ開閉制御則]排気マフラ1の排気
圧特性について考察すると、エンジン負荷とエンジン回
転数を座標軸とした場合、図9に示すように、両座標軸
を漸近線とする直角双曲線(エンジン負荷をy,エンジ
ン回転数をxとした時、xy=C(一定値)という方程
式で表される。)をバルブ閉からバルブ開へのしきい線
として圧力レベルが変化する特性を示す。
圧特性について考察すると、エンジン負荷とエンジン回
転数を座標軸とした場合、図9に示すように、両座標軸
を漸近線とする直角双曲線(エンジン負荷をy,エンジ
ン回転数をxとした時、xy=C(一定値)という方程
式で表される。)をバルブ閉からバルブ開へのしきい線
として圧力レベルが変化する特性を示す。
【0058】つまり、バタフライバルブ12は、エンジ
ン負荷を基準とした場合、エンジン負荷が高いほどバル
ブ開とする排気圧に達するエンジン回転数が次第に低く
なる制御則により開閉制御が行なわれることになる。
ン負荷を基準とした場合、エンジン負荷が高いほどバル
ブ開とする排気圧に達するエンジン回転数が次第に低く
なる制御則により開閉制御が行なわれることになる。
【0059】特性を示す。
【0060】[様々な走行モードでの作用]まず、ドラ
イバのアクセル操作により負荷が変動する平坦路走行時
での作用を説明する。
イバのアクセル操作により負荷が変動する平坦路走行時
での作用を説明する。
【0061】発進時には、負荷の急増に対しエンジン回
転数の上昇が遅れるが、アクセル踏み込み操作に素早く
応答してバタフライバルブ12が開とされ、エンジン出
力増大作用を生かした高い発進性が得られる。
転数の上昇が遅れるが、アクセル踏み込み操作に素早く
応答してバタフライバルブ12が開とされ、エンジン出
力増大作用を生かした高い発進性が得られる。
【0062】そして、ある程度のアクセル踏み込み量を
保っての高速走行時には、エンジン回転数が高いことで
バタフライバルブ12の開が保たれ、高い駆動性が得ら
れる。さらに、加速時には発進時と同様にアクセル踏み
込み操作に素早く応答してバタフライバルブ12が開と
され、エンジン出力増大作用を生かした高い加速性が得
られる。
保っての高速走行時には、エンジン回転数が高いことで
バタフライバルブ12の開が保たれ、高い駆動性が得ら
れる。さらに、加速時には発進時と同様にアクセル踏み
込み操作に素早く応答してバタフライバルブ12が開と
され、エンジン出力増大作用を生かした高い加速性が得
られる。
【0063】また、減速時にはアクセル戻し操作に応答
してバタフライバルブ12が開から閉とされ、排気抵抗
を増すことでより減速性が高まる。
してバタフライバルブ12が開から閉とされ、排気抵抗
を増すことでより減速性が高まる。
【0064】次に、走行路面の傾斜により負荷が変動す
る登坂路や下り坂での走行時の作用を説明する。
る登坂路や下り坂での走行時の作用を説明する。
【0065】登坂路走行時には、エンジン回転数の上昇
が望めないものの、登坂路に入りアクセルをある程度踏
み込んだらこれに応答してバタフライバルブ12が開と
され、エンジン出力増大作用を生かした高い登坂路走破
性が得られる。
が望めないものの、登坂路に入りアクセルをある程度踏
み込んだらこれに応答してバタフライバルブ12が開と
され、エンジン出力増大作用を生かした高い登坂路走破
性が得られる。
【0066】また、下り坂走行時には、下り坂に入りア
クセルをある程度戻したらこれに応答してバタフライバ
ルブ12が閉とされ、排気抵抗を増すことでより減速性
が高まるし、排気マフラ1による消音作用を十分に生か
した静粛走行が得られる。
クセルをある程度戻したらこれに応答してバタフライバ
ルブ12が閉とされ、排気抵抗を増すことでより減速性
が高まるし、排気マフラ1による消音作用を十分に生か
した静粛走行が得られる。
【0067】次に、効果を説明する。
【0068】(1)排気系の排気マフラ1に一端が開口
され、排気圧を導く圧力導管10と、前記圧力導管10
の他端がシリンダ室11aに接続され、シリンダ室11
aの圧力レベルに応じてバルブ開方向にストロークする
ピストン11bを有するシリンダ型アクチュエータ11
と、前記シリンダ型アクチュエータ11のピストンロッ
ド11dに連結され、ピストンストロークの大きさに応
じてバルブ開度が無段階に変更されるバタフライバルブ
12とを設けた装置としたため、コスト低減,小型化,
共用化と、加速操作時に滑らかな加速感と心地良い加速
排気音を得る制御型排気マフラシステムにより、エンジ
ン負荷とエンジン回転数の大きさと変化に対応する最適
の制御応答による排気抵抗制御を達成することができ
る。
され、排気圧を導く圧力導管10と、前記圧力導管10
の他端がシリンダ室11aに接続され、シリンダ室11
aの圧力レベルに応じてバルブ開方向にストロークする
ピストン11bを有するシリンダ型アクチュエータ11
と、前記シリンダ型アクチュエータ11のピストンロッ
ド11dに連結され、ピストンストロークの大きさに応
じてバルブ開度が無段階に変更されるバタフライバルブ
12とを設けた装置としたため、コスト低減,小型化,
共用化と、加速操作時に滑らかな加速感と心地良い加速
排気音を得る制御型排気マフラシステムにより、エンジ
ン負荷とエンジン回転数の大きさと変化に対応する最適
の制御応答による排気抵抗制御を達成することができ
る。
【0069】(2)圧力導管10を、排気マフラ1の内
部室に一端を開口して排気圧を導く管としたため、サー
ジタンクを必要とせず、排気マフラ1において整圧作用
が発揮されるので、バタフライバルブ12の開閉動作の
ふらつきが抑えられ、エンジン回転が低回転の領域でも
バルブ制御が可能となる。
部室に一端を開口して排気圧を導く管としたため、サー
ジタンクを必要とせず、排気マフラ1において整圧作用
が発揮されるので、バタフライバルブ12の開閉動作の
ふらつきが抑えられ、エンジン回転が低回転の領域でも
バルブ制御が可能となる。
【0070】(3)圧力導管10の排気マフラ側開口端
に、マフラインレットチューブ4からの排気ガス流の流
れに対向して排気動圧を取り込むテーパ状の動圧ガイド
部材13を設けたため、排気動圧の導入効率が高まり、
小型で低圧タイプのシリンダ型アクチュエータ11を用
いたとしてもピストンストローク駆動が確実で安定した
ものとすることができる。
に、マフラインレットチューブ4からの排気ガス流の流
れに対向して排気動圧を取り込むテーパ状の動圧ガイド
部材13を設けたため、排気動圧の導入効率が高まり、
小型で低圧タイプのシリンダ型アクチュエータ11を用
いたとしてもピストンストローク駆動が確実で安定した
ものとすることができる。
【0071】(4)シリンダ型アクチュエータ11には
ピストン11bをバルブ閉方向に付勢するスプリング1
1cを内蔵すると共に、シリンダ型アクチュエータ11
のピストンロッド11dにバルブ開閉レバー16を直結
する構成としたため、アクチュエータ11に内蔵されて
いるスプリング11cにピストン作動圧調整機能とバル
ブフェールセーフ機能とを併せて持たせることができ
る。
ピストン11bをバルブ閉方向に付勢するスプリング1
1cを内蔵すると共に、シリンダ型アクチュエータ11
のピストンロッド11dにバルブ開閉レバー16を直結
する構成としたため、アクチュエータ11に内蔵されて
いるスプリング11cにピストン作動圧調整機能とバル
ブフェールセーフ機能とを併せて持たせることができ
る。
【0072】
【実施例】発明の実施の形態1に対応する具体例とし
て、直列6気筒,DOHC,2.5リットルの排気量の
エンジンを搭載した車両に、100mmHgにて全開と
なるバタフライバルブを設定して実験を行なった。
て、直列6気筒,DOHC,2.5リットルの排気量の
エンジンを搭載した車両に、100mmHgにて全開と
なるバタフライバルブを設定して実験を行なった。
【0073】図10はアクセル全開操作により発進し、
その後、アクセル全閉まで戻した時のバルブ開度,エン
ジン回転数,アクセル開度の変化特性を示すタイムチャ
ートである。
その後、アクセル全閉まで戻した時のバルブ開度,エン
ジン回転数,アクセル開度の変化特性を示すタイムチャ
ートである。
【0074】このタイムチャートで明らかなように、発
進時には、アクセル踏み込み開始から0.5秒でバルブ
全開とする排気圧に達し、さらに、バルブ作動開始から
1.5秒の応答時間を要してバルブ全開に達するという
データを得ることができた。また、急加速時には、エン
ジン回転数が2500rpmにてバルブ全開となり、緩
加速時には、エンジン回転数が5500rpmにてバル
ブ全開となり、10%勾配の登坂時には、2000rp
mでバルブ全開となった。
進時には、アクセル踏み込み開始から0.5秒でバルブ
全開とする排気圧に達し、さらに、バルブ作動開始から
1.5秒の応答時間を要してバルブ全開に達するという
データを得ることができた。また、急加速時には、エン
ジン回転数が2500rpmにてバルブ全開となり、緩
加速時には、エンジン回転数が5500rpmにてバル
ブ全開となり、10%勾配の登坂時には、2000rp
mでバルブ全開となった。
【0075】
【発明の実施の形態2】実施の形態2は、解決手段1及
び解決手段3に対応する制御型排気系システムである。
び解決手段3に対応する制御型排気系システムである。
【0076】まず、構成を説明する。
【0077】図11において、20はアクセル開度セン
サ、21はエンジン回転数センサ、22はバルブ開閉コ
ントローラ、23はモータアクチュエータ、24は排気
系制御バルブ、25はバルブ駆動ワイヤである。
サ、21はエンジン回転数センサ、22はバルブ開閉コ
ントローラ、23はモータアクチュエータ、24は排気
系制御バルブ、25はバルブ駆動ワイヤである。
【0078】前記アクセル開度センサ20は、アクセル
開度に応じた電気信号を出力するセンサである。
開度に応じた電気信号を出力するセンサである。
【0079】前記エンジン回転数センサ21は、エンジ
ン回転数に応じた電気信号を出力するセンサである。
ン回転数に応じた電気信号を出力するセンサである。
【0080】前記バルブ開閉コントローラ22には、図
12に示すように、アクセル開度(エンジン負荷)が高
いほどバルブ開とするエンジン回転数が低くなる反比例
特性によるバルブ開閉制御マップ26が予め設定されて
いる。そして、バルブ開閉コントローラ22では、アク
セル開度センサ20とエンジン回転数センサ21により
検出されるアクセル開度とエンジン回転数により特定さ
れるバルブ開閉制御マップ26上の検出点がバルブ閉ま
たはバルブ開のいずれの領域に属するかが判断され、こ
の領域判断に応じた電気的駆動指令信号がモータアクチ
ュエータ23に対し出力される。
12に示すように、アクセル開度(エンジン負荷)が高
いほどバルブ開とするエンジン回転数が低くなる反比例
特性によるバルブ開閉制御マップ26が予め設定されて
いる。そして、バルブ開閉コントローラ22では、アク
セル開度センサ20とエンジン回転数センサ21により
検出されるアクセル開度とエンジン回転数により特定さ
れるバルブ開閉制御マップ26上の検出点がバルブ閉ま
たはバルブ開のいずれの領域に属するかが判断され、こ
の領域判断に応じた電気的駆動指令信号がモータアクチ
ュエータ23に対し出力される。
【0081】前記排気系制御バルブ24は、排気マフラ
の内部や外部あるいは複数分岐下排気チューブ等に設け
られ、バルブ開閉コントローラ22からの指令信号によ
る駆動するモータアクチュエータ23により、バルブ駆
動ワイヤ25を介して開閉駆動される。
の内部や外部あるいは複数分岐下排気チューブ等に設け
られ、バルブ開閉コントローラ22からの指令信号によ
る駆動するモータアクチュエータ23により、バルブ駆
動ワイヤ25を介して開閉駆動される。
【0082】次に、作用を説明する。
【0083】走行時、バルブ開閉コントローラ22にお
いて、アクセル開度センサ20とエンジン回転数センサ
21により検出される信号が入力されると共に、予め設
定されているバルブ開閉制御マップ26が読み出され、
検出されるアクセル開度とエンジン回転数により特定さ
れるマップ上の検出点がバルブ閉またはバルブ開のいず
れの領域に属するかが判断され、この領域判断に応じた
駆動指令信号がモータアクチュエータ23に出力され、
このモータアクチュエータ23により排気系制御バルブ
24が開閉駆動される。
いて、アクセル開度センサ20とエンジン回転数センサ
21により検出される信号が入力されると共に、予め設
定されているバルブ開閉制御マップ26が読み出され、
検出されるアクセル開度とエンジン回転数により特定さ
れるマップ上の検出点がバルブ閉またはバルブ開のいず
れの領域に属するかが判断され、この領域判断に応じた
駆動指令信号がモータアクチュエータ23に出力され、
このモータアクチュエータ23により排気系制御バルブ
24が開閉駆動される。
【0084】よって、バルブ開閉コントローラ22から
の駆動指令信号はバルブ開閉制御マップ26の設定に応
じたものとなり、バルブ開閉制御マップ26にはアクセ
ル開度が高いほどバルブ開とするエンジン回転数が低く
なる反比例特性を設定していることで、発明の実施の形
態1にて説明した様々な走行モードでの作用と同様の作
用を示す。
の駆動指令信号はバルブ開閉制御マップ26の設定に応
じたものとなり、バルブ開閉制御マップ26にはアクセ
ル開度が高いほどバルブ開とするエンジン回転数が低く
なる反比例特性を設定していることで、発明の実施の形
態1にて説明した様々な走行モードでの作用と同様の作
用を示す。
【0085】次に、効果を説明する。
【0086】(1)バルブアクチュエータを、入力され
る駆動指令信号に応じて開閉駆動させるモータアクチュ
エータ23とし、バルブ開閉制御手段を、アクセル開度
が高いほどバルブ開とするエンジン回転数が低くなるバ
ルブ開閉制御マップ26を予め設定しておき、アクセル
開度センサ20とエンジン回転数センサ21により検出
されるアクセル開度とエンジン回転数により特定される
マップ26上の検出点がバルブ閉またはバルブ開のいず
れの領域に属するかを判断し、この領域判断に応じた駆
動指令信号を出力するバルブ開閉コントローラ22とし
たため、バルブ開閉制御マップ26の設定自由度が高い
システムにより、エンジン負荷とエンジン回転数の大き
さと変化に対応する最適の制御応答による排気抵抗制御
を達成することができる。
る駆動指令信号に応じて開閉駆動させるモータアクチュ
エータ23とし、バルブ開閉制御手段を、アクセル開度
が高いほどバルブ開とするエンジン回転数が低くなるバ
ルブ開閉制御マップ26を予め設定しておき、アクセル
開度センサ20とエンジン回転数センサ21により検出
されるアクセル開度とエンジン回転数により特定される
マップ26上の検出点がバルブ閉またはバルブ開のいず
れの領域に属するかを判断し、この領域判断に応じた駆
動指令信号を出力するバルブ開閉コントローラ22とし
たため、バルブ開閉制御マップ26の設定自由度が高い
システムにより、エンジン負荷とエンジン回転数の大き
さと変化に対応する最適の制御応答による排気抵抗制御
を達成することができる。
【0087】(その他の実施の形態)実施の形態1で
は、圧力導管の一端を排気マフラ内に開口した例を示し
たが、排気チューブに開口しても良い。
は、圧力導管の一端を排気マフラ内に開口した例を示し
たが、排気チューブに開口しても良い。
【0088】実施の形態1では、バタフライバルブを排
気マフラからのアウトレットチューブに設けた例を示し
たが、排気マフラ内のチューブに設けるようにしても良
い。実施の形態1では、シリンダ型アクチュエータをア
ウトレットチューブに取り付けた例を示したが、排気マ
フラに取り付けても良い。
気マフラからのアウトレットチューブに設けた例を示し
たが、排気マフラ内のチューブに設けるようにしても良
い。実施の形態1では、シリンダ型アクチュエータをア
ウトレットチューブに取り付けた例を示したが、排気マ
フラに取り付けても良い。
【0089】実施の形態2では、モータアクチュエータ
を用いる例を示したが、ソレノイドアクチュエータを用
いても良い。
を用いる例を示したが、ソレノイドアクチュエータを用
いても良い。
【0090】実施の形態2では、バルブ開閉制御マップ
26として、反比例特性のマップを示したが、図9に示
す特性のマップに設定することもできるし、また、特定
の目的を持って一部修正したようなマップに設定するこ
ともできる。
26として、反比例特性のマップを示したが、図9に示
す特性のマップに設定することもできるし、また、特定
の目的を持って一部修正したようなマップに設定するこ
ともできる。
【0091】実施の形態1,2では、バタフライ型バル
ブの例を示したが、シャッター型バルブとしても良い。
ブの例を示したが、シャッター型バルブとしても良い。
【0092】
【発明の効果】請求項1記載の発明にあっては、エンジ
ンから大気に至る排気系の途中に設けられたバルブの開
閉により排気抵抗を制御する制御型排気系システムにお
いて、バルブを駆動指令信号に応じて開閉駆動させるバ
ルブアクチュエータと、高負荷走行時には低エンジン回
転数にてバルブ閉からバルブ開へと移行する駆動指令信
号を出力し、低負荷走行時には高エンジン回転数にてバ
ルブ閉からバルブ開へと移行する駆動指令信号を出力す
るというように、エンジン負荷を基準とした場合、エン
ジン負荷が高いほどバルブ開とするエンジン回転数が次
第に低くなる制御則によりバルブ開閉制御を行なうバル
ブ開閉制御手段と、を備えているため、エンジン負荷と
エンジン回転数の大きさと変化に対応する最適の制御応
答による排気抵抗制御を達成することができるという効
果が得られる。
ンから大気に至る排気系の途中に設けられたバルブの開
閉により排気抵抗を制御する制御型排気系システムにお
いて、バルブを駆動指令信号に応じて開閉駆動させるバ
ルブアクチュエータと、高負荷走行時には低エンジン回
転数にてバルブ閉からバルブ開へと移行する駆動指令信
号を出力し、低負荷走行時には高エンジン回転数にてバ
ルブ閉からバルブ開へと移行する駆動指令信号を出力す
るというように、エンジン負荷を基準とした場合、エン
ジン負荷が高いほどバルブ開とするエンジン回転数が次
第に低くなる制御則によりバルブ開閉制御を行なうバル
ブ開閉制御手段と、を備えているため、エンジン負荷と
エンジン回転数の大きさと変化に対応する最適の制御応
答による排気抵抗制御を達成することができるという効
果が得られる。
【0093】請求項2記載の発明にあっては、請求項1
記載の制御型排気系システムにおいて、バルブアクチュ
エータを、そのシリンダ室に導かれる圧力レベルに応じ
てストロークするピストンを有するシリンダ型アクチュ
エータとし、バルブ開閉制御手段を、一端が排気系の排
気チューブもしくはマフラに開口され、他端が前記シリ
ンダ型アクチュエータのシリンダ室に開口され、排気系
からの排気圧を駆動指令信号圧としてシリンダ型アクチ
ュエータを駆動させる圧力導管としたため、コスト低
減,小型化,共用化と、加速操作時に滑らかな加速感と
心地良い加速排気音を得るシステムにより、上記効果を
得ることができる。
記載の制御型排気系システムにおいて、バルブアクチュ
エータを、そのシリンダ室に導かれる圧力レベルに応じ
てストロークするピストンを有するシリンダ型アクチュ
エータとし、バルブ開閉制御手段を、一端が排気系の排
気チューブもしくはマフラに開口され、他端が前記シリ
ンダ型アクチュエータのシリンダ室に開口され、排気系
からの排気圧を駆動指令信号圧としてシリンダ型アクチ
ュエータを駆動させる圧力導管としたため、コスト低
減,小型化,共用化と、加速操作時に滑らかな加速感と
心地良い加速排気音を得るシステムにより、上記効果を
得ることができる。
【0094】請求項3記載の発明にあっては、請求項1
記載の制御型排気系システムにおいて、バルブアクチュ
エータを、入力される電気的駆動指令信号に応じて開閉
駆動させる電気駆動型アクチュエータとし、バルブ開閉
制御手段を、エンジン負荷が高いほどバルブ開とするエ
ンジン回転数が低くなるバルブ開閉制御マップを予め設
定しておき、エンジン負荷センサとエンジン回転数セン
サにより検出されるエンジン負荷とエンジン回転数によ
り特定されるマップ上の検出点がバルブ閉またはバルブ
開のいずれの領域に属するかを判断し、この領域判断に
応じた電気的駆動指令信号を出力するバルブ開閉コント
ローラとしたため、制御マップの設定自由度が高いシス
テムにより、上記効果を得ることができる。
記載の制御型排気系システムにおいて、バルブアクチュ
エータを、入力される電気的駆動指令信号に応じて開閉
駆動させる電気駆動型アクチュエータとし、バルブ開閉
制御手段を、エンジン負荷が高いほどバルブ開とするエ
ンジン回転数が低くなるバルブ開閉制御マップを予め設
定しておき、エンジン負荷センサとエンジン回転数セン
サにより検出されるエンジン負荷とエンジン回転数によ
り特定されるマップ上の検出点がバルブ閉またはバルブ
開のいずれの領域に属するかを判断し、この領域判断に
応じた電気的駆動指令信号を出力するバルブ開閉コント
ローラとしたため、制御マップの設定自由度が高いシス
テムにより、上記効果を得ることができる。
【図1】本発明の制御型排気系システムを示すクレーム
対応図である。
対応図である。
【図2】実施の形態1の制御型排気マフラを示す斜視図
である。
である。
【図3】実施の形態1の制御型排気マフラを示す平面図
である。
である。
【図4】実施の形態1の制御型排気マフラを示す車両後
方からみた側面図である。
方からみた側面図である。
【図5】実施の形態1の制御型排気マフラに適用された
シリンダ型アクチュエータを示す断面図である。
シリンダ型アクチュエータを示す断面図である。
【図6】実施の形態1の制御型排気マフラのシリンダ室
内の圧力とピストンストロークの関係を示すストローク
特性図である。
内の圧力とピストンストロークの関係を示すストローク
特性図である。
【図7】実施の形態1の制御型排気マフラのエンジン回
転数と排気静圧の関係を示す排気静圧特性図である。
転数と排気静圧の関係を示す排気静圧特性図である。
【図8】実施の形態1の制御型排気マフラのエンジン回
転数と排気音の関係を示す排気音特性図である。
転数と排気音の関係を示す排気音特性図である。
【図9】実施の形態1の制御型排気マフラでのバルブ開
閉制御則を示す特性図である。
閉制御則を示す特性図である。
【図10】実施の形態1に対応する実施例でのバルブ開
度,エンジン回転数,アクセル開度の変化特性を示すタ
イムチャートである。
度,エンジン回転数,アクセル開度の変化特性を示すタ
イムチャートである。
【図11】実施の形態2の制御型排気系システムを示す
全体システム図である。
全体システム図である。
【図12】実施の形態2のシステムのバルブ開閉コント
ローラに設定されているバルブ開閉制御マップを示す図
である。
ローラに設定されているバルブ開閉制御マップを示す図
である。
【図13】従来の制御型排気系システムを示す全体シス
テム図である。
テム図である。
【図14】従来システムでのバルブ開閉制御則を示す特
性図である。
性図である。
a バルブ b バルブアクチュエータ b1 シリンダ型アクチュエータ b2 電気駆動型アクチュエータ c バルブ開閉制御手段 c1 圧力導管 c2 バルブ開閉コントローラ d 排気チューブ e マフラ f バルブ開閉制御マップ g エンジン負荷センサ h エンジン回転数センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02D 45/00 362 F02D 45/00 362H 364 364Z
Claims (3)
- 【請求項1】 エンジンから排出される燃焼ガスをエン
ジンマニホールドから大気へ排出する排気系の途中に設
けられたバルブの開閉により排気抵抗を制御する制御型
排気系システムにおいて、 前記バルブを駆動指令信号に応じて開閉駆動させるバル
ブアクチュエータと、 高負荷走行時には低エンジン回転数にてバルブ閉からバ
ルブ開へと移行する駆動指令信号を出力し、低負荷走行
時には高エンジン回転数にてバルブ閉からバルブ開へと
移行する駆動指令信号を出力するというように、エンジ
ン負荷を基準とした場合、エンジン負荷が高いほどバル
ブ開とするエンジン回転数が次第に低くなる制御則によ
りバルブ開閉制御を行なうバルブ開閉制御手段と、 を備えていることを特徴とする制御型排気系システム。 - 【請求項2】 請求項1記載の制御型排気系システムに
おいて、 前記バルブアクチュエータを、そのシリンダ室に導かれ
る圧力レベルに応じてストロークするピストンを有する
シリンダ型アクチュエータとし、 前記バルブ開閉制御手段を、一端が排気系の排気チュー
ブもしくはマフラに開口され、他端が前記シリンダ型ア
クチュエータのシリンダ室に開口され、排気系からの排
気圧を駆動指令信号圧としてシリンダ型アクチュエータ
を駆動させる圧力導管としたことを特徴とする制御型排
気系システム。 - 【請求項3】 請求項1記載の制御型排気系システムに
おいて、 前記バルブアクチュエータを、入力される電気的駆動指
令信号に応じて開閉駆動させる電気駆動型アクチュエー
タとし、 前記バルブ開閉制御手段を、エンジン負荷が高いほどバ
ルブ開とするエンジン回転数が低くなるバルブ開閉制御
マップを予め設定しておき、エンジン負荷センサとエン
ジン回転数センサにより検出されるエンジン負荷とエン
ジン回転数により特定されるマップ上の検出点がバルブ
閉またはバルブ開のいずれの領域に属するかを判断し、
この領域判断に応じた電気的駆動指令信号を出力するバ
ルブ開閉コントローラとしたことを特徴とする制御型排
気系システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7232375A JPH0979051A (ja) | 1995-09-11 | 1995-09-11 | 制御型排気系システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7232375A JPH0979051A (ja) | 1995-09-11 | 1995-09-11 | 制御型排気系システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0979051A true JPH0979051A (ja) | 1997-03-25 |
Family
ID=16938249
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7232375A Pending JPH0979051A (ja) | 1995-09-11 | 1995-09-11 | 制御型排気系システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0979051A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6755279B2 (en) | 2000-09-11 | 2004-06-29 | Calsonic Kansei Corporation | Controllable muffler system for internal combustion engine |
JP2010031856A (ja) * | 2008-06-30 | 2010-02-12 | Honda Motor Co Ltd | 自動二輪車の騒音低減装置 |
CN116044543A (zh) * | 2023-01-17 | 2023-05-02 | 重庆长安汽车股份有限公司 | 一种排气声品质调节***、方法及车辆 |
-
1995
- 1995-09-11 JP JP7232375A patent/JPH0979051A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6755279B2 (en) | 2000-09-11 | 2004-06-29 | Calsonic Kansei Corporation | Controllable muffler system for internal combustion engine |
JP2010031856A (ja) * | 2008-06-30 | 2010-02-12 | Honda Motor Co Ltd | 自動二輪車の騒音低減装置 |
CN116044543A (zh) * | 2023-01-17 | 2023-05-02 | 重庆长安汽车股份有限公司 | 一种排气声品质调节***、方法及车辆 |
CN116044543B (zh) * | 2023-01-17 | 2024-04-09 | 重庆长安汽车股份有限公司 | 一种排气声品质调节***、方法及车辆 |
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