JPH02204616A - 排気消音装置 - 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】 ＬＬＩ夏皿貝±１ 本発明は、車両の排気系に備えられる排気消音装置に関
するものである。

ＬＩＬ韮 車両が低速走行しているときは、車体が動くことに伴う
風切り音とか路面とタイヤの１！！擦による走行音は小
さく、したがって排気音だけが特に強講されて聴え、耳
障りに感じるものである。

逆に高速走行しているときは、風切り音や走行音さらに
はエンジン吸気系の吸入音といった各種の音が大きく、
排気音もそ°の中に埋もれた形となる。

したがって低速走行時には排気音を出来るだけ低減する
ことは全体の騒音を低下させるのに効果的であり、高速
走行時には排気音を低減させても全体の騒音を下げるの
にそれ程効果はなく、逆に排気音を下げるため排気抵抗
を大きくすることは却ってエンジンの高出力化を妨げる
ことになり好ましくない。

そこで従来でも、エンジン低回転時には２段直列の消音
器を用い、高回転時には前段消音器から開閉弁を介して
排気を導出できるようにした例（実開昭６１−１８４８
１０号公報）が提案されている。

回倒を第１図に図示する。

第１の消音器０１の後方に２つの排気導出管０５゜０６
が設けられ、その内の一方の排気導出管０５に第２の消
音器０８が設けられ、他方の排気導出管Ｏ６には開閉弁
０７が設けられている。

第１の消音器０１は、２つの仕切板０２ａ　、　０２ｂ
で仕切られて共鳴室０３ａ　、拡張室０３ｂ、拡張室０
３ｃの３つの部屋が形成されていて、排気導出管０６は
拡張室０３ｃから延出されている。

第２の消音器０８はやはり２つの仕切板０９ａ　。

０９ｂで拡張室０１０ａ、拡張室０１０ｂ、共鳴室０１
０Ｃに分割されている。

エンジン低回転の場合は、開閉弁０７は閉じて、第１と
第２の消音器０１と０８が直列に接続された消音装置と
なり、共鳴及び拡張による消音作用によって排気音を低
減している。

またエンジン高回転時には開閉弁０７は開き、第１の消
音器０１から直接排気を導出する通路が形成され、排気
抵抗を低下させるとともに、第１の消音器０１および第
１と第２の消音器０１．０２による消音作用により排気
音の低減も図っている。

”　し　　　　　と　　　　・ しかし共鳴室は共鳴作用によって音波のエネルギを消耗
させようとするものであり、ある特定の周波数の音を消
したい場合に有効に作用するものであるから、エンジン
回転数の如何に拘らず同じ共鳴室０３ａを用いても常に
効果的とは限らず、ある周波数領域では殆ど有効に作用
していない。

るた　の 本発明はかかる点に鑑みなされたもので、その目的とす
るところは、低速運転時には共鳴室を利用して２段の消
音器により排気音を有効に消し、高速運転時には共鳴室
を拡張室に変えて消音効果をある程度維持しつつ排気抵
抗を低下してエンジンの高出力を保持できる排気消音装
置を供する点にある。

すなわち本発明は、下流側拡張室に隣接して共鳴室が設
けられた第１の消音器と、同第１の消音器の下流側に接
続された第２の消音器と、前記第１の消音器の共鳴室と
外部空間との間に設けられた開閉弁とを備えた排気消音
装置である。

第１の消音器の共鳴室と外部空間との間に設けられた開
閉弁を低速運転時には閉じることで、共鳴室は本来の共
鳴室として働き、同共鳴室を主に定周波領域の排気音を
消音するよう設定しておくことで、二段直列の消音器に
よって排気音をより効果的に消すことができる。

高速運転時には前記開閉弁を聞くことで、共鳴室は拡張
室として働き、第１の消音器から直接外部空間に通じる
通路が形成され、二段直列の消音器の通路と相俟って消
音効果をある程度維持しつつ排気抵抗を下げてエンジン
の高出力化に対応できる。

またエンジン出力特性を運転状態に応じ切換えることが
できるエンジンを搭載した車両においてエンジンの出力
特性の切換えに基づき前記開閉弁を駆動制御する制御手
段を備えることで、エンジン出力特性が低速側にあると
きには開閉弁を閉じ排気音を有効に消音し、エンジン出
力特性が高速側にあるときには開閉弁を開き、排気音を
消しつつ排気抵抗を低下させることができる。

さらに、低出力特性から高出力特性にエンジン出力特性
が切換えられる際にその切換時より所定時間の経過を計
時する計時手段を備え、前記制御手段は低出力特性から
高出力特性への切換時には前記計時手段による所定時間
経過時に前記開閉弁を開状態から同状態へ作動し、逆に
高出力特性から低出力特性への切換時には、その切換開
始時に前記開閉弁を開状態から開状態へ作動するよう制
御することで、エンジン出力特性が切換えられる時に特
に発生する排気音の上昇を抑えることができる。

またエンジン出力特性の切換完了時を検知する検知手段
を備え、前記制御手段は低出力特性から高出力特性への
切換時には前記検知手段により検知した切換完了時に前
記開閉弁を閉状態から開状態へ作動し、逆に高出力特性
から低出力特性への切換時には、その切換開始時に前記
開閉弁を開状態から閉状態へ作動するよう制御すること
によっても、エンジン出力特性が切換えられる時に特に
発生する排気音の上昇を抑えることができる。

支−直−１ 以下第２図ないし第１３図に図示した本発明に係る一実
施例について説明する。

第２図は本実施例の排気系の構成図である。

エンジン１の各シリンダーから延出した排気管３は一本
に集合して途中キャタライザー２を経て排気導入管３ａ
として第１の消音器４に接続されている。

第１の消音器４は連通管５を介して第２の消音器６に接
続され、第２の消音器６からは排気導出管７が延出して
外部空間に開放されている。

第１の消音器４は２枚の仕切板１０により３つの部屋に
仕切られ、それぞれ共鳴室４ａ、拡張Ｗ　４ｂ。

拡張室４Ｃが形成されている。

各部屋はパイプ１１によって連通している。

前記排気導入管３ａは共鳴室４ａ、拡張室４ｂを貫通し
て拡張室４Ｃに出口を有し、共鳴室４ａからは排気導出
管８が延出して、その途中に開閉弁９が設けられている
。

また第２の消音器６は、やはり２枚の仕切板１２によっ
て仕切られて３つの拡張室６ａ、　６ｂ、　６ｃが形成
されていて、各部屋はバイブ１３によって連通されてい
る。

そして第１の消音器４と接続する連通管５は、第１の消
音器４の拡張室４ｂと第２の消音器６の拡張室６ａとを
連通しており、前記排気導出管７は拡張室６Ｃから延出
されている。

本実施例の排気系は以上のように構成されているので、
開閉弁９が閉じた状態では、エンジン１より排気された
排気ガスは排気管３．排気導入管３ａを通って第１の消
音器４の拡張室４Ｃに導入され、次いで拡張室４ｂから
連通管５を介して第２の消音Ｂ６の拡張室６ａに導かれ
順次拡張室６ｂ、　ｔ３ｃを通って排気導出管７より外
部へ排出される。

このとき共鳴室４ａは本来の共鳴室として機能を果たし
、予め低周波領域の排気音を除去するよう設計されてい
る。

一方開閉弁９が開いた状態では、上記排気ガス通路のほ
かに第１の消音器４の共鳴室４ａを介して排気導出管８
より外部に排出される通路が形成され排気抵抗を低下で
きるようになっている。

このとき共鳴室４ａは拡張室として！ｌ能する。

本実施例に係るエンジン１は、電子１１１１式燃料噴射
型のｏ　ｏ　ｔ−＋　ｃ直列４気筒エンジンであり、運
転状態に応じバルブタイミングを自動的に切換える可変
バルブタイミング機能を有し、低速用と＾速用の２段の
バルブタイミングを備えている。

同バルブタイミングの切換えおよび前記１ｍｒＪ１弁９
の駆動制御はともに電子制御回路（以下ＥＣｔＪと略す
）１８によって行なわれ、この制御系のブロン６り図を
第３図に示す。

バルブタイミングは、後記するように動弁系に設けられ
た連結切換機構１９によって切換えがなされるもので、
同連結切換機構１９を駆動するソレノイドバルブ１５に
Ｅ　ＣｔＪ　１８からバルブタイミング切換信号が入力
される。

バルブタイミングの状態は、バルブタイミング検出手段
１００により検出され、バルブタイミング検出回路１１
０を介してバルブタイミング状態信号Ｖ／ＴがＥＣＩＪ
１８に入力される。

ＥＣＵ１８は、そのバルブタイミング状態信号Ｖ／Ｔを
もとにバルブユニット１４に制御信号を出力し、同バル
ブユニット１４によって前記開閉弁９が駆動される。

Ｅ　ＣｔＪ　１８には運転状態を把握するため、エンジ
ン回転数Ｎｅ、吸気管負圧Ｐａ、速度Ｖその他シフトレ
バ−のポジション、吸気通路のスロットル弁開度、排気
通路の酸素濃度等が入力され、主にエンジン回転数Ｎｅ
に基づいてバルブタイミング切換え制御を行なっている
。

以上の制御系によりバルブタイミングの切換制御が行な
われるのであるが、連結切換機構１９を備える動弁機構
について以下第４図ないし第７図に基づき説明する。

本エンジンは各シリンダに吸気弁と排気弁とを２個ずつ
設けたもので、第４図は、そのうちの１シリンダについ
てシリンダブロックおよびシリンダヘッド等を省略しか
つカムを透明にして図示した斜視図である。

シリンダブロックの上端に結合されるシリンダヘッドと
、シリンダに摺動可能に嵌合されるピストン２０との間
には燃焼室２１が画成されている。

シリンダヘッドの天井面を形成する部分には一対の吸気
口２２および一対の排気口２３が各々設けられ、各吸気
口２２は吸気通路２２ａに連なり、各排気口２３は排気
管３の通ｆｆ１３ｂに連なる。

シリンダヘッドは、前記各吸気口２２を開閉可能な一対
の吸気弁２４と各排気口２３を開閉可能な一対の排気弁
２５とを摺動自在に備えるとともに、中央に点火プラグ
２６が固着されている。

吸気弁２４および排気弁２５の上方に突出した上端に各
々設けられる鍔部２４ａ　、　２５ａとシリンダヘッド
との間には弁ばね２７．２８がそれぞれ縮設され、これ
らの弁ばね２７．２８により吸気弁２４．排気弁２５は
上方すなわち閉弁方向へ付勢される。

かかる吸気弁２４．排気弁２５の上方に各々動弁装置が
設けられ、両者は基本的に同一の構成になるものであり
、以下吸気弁側の動弁装置について説明し、排気側動弁
装置については、同一符号を付して図示するのみとする
。

第５図および第６図を併せて参照して機関のクランク軸
（図示せず）から１７２の減速比で回転駆動されるカム
シャフト３０に一対の低速用カム３１゜３２および同一
対の低速用カム３１．３２に挟まれて高速用カム３３が
一体に形成されている。

またカムシャフト３０に平行にロッカーシャフト３４が
固定配置され、同ロッカーシャフト３４に前記低速用カ
ム３１．３２．高速用カム３３にそれぞれ接して、第１
０ツカ−アーム３５．第２０ツカ−アーム３６、自由ロ
ッカーアーム３７が軸支されている。

この第トロツカーアーム３５と第２０ツカ−アーム３６
にはタペットねじ３８がそれぞれ進退可能に螺合されて
、このタペットねじ３８が対応する吸気弁２４の上端に
当接し、第１０ツカ−アーム３５．第２０ツカ−アーム
３６の揺動を吸気弁２４の摺動に伝達されるようになっ
ている。

また自由ロッカーアーム３７は、シリンダヘッドの間に
介装されたロストモーションスプリング３９により高速
用カム３３に摺接する方向に弾発付勢されている。

ここに高速用カム３３は低速用カム３１．３２に比ベカ
ム山の高さが高く、カム山の中心角ｗｉ囲が広い形状を
有し、弁のリフト量および開弁時間を太きくとって高速
運転に適したバルブタイミングを可能としている。

なお弁のリフト量または開弁時間のいずれかを変えるよ
うにしてもよい。

このバルブタイミングの切換えは、前記自由ロッカーア
ーム３７をその両側の第１０ツカ−アーム３５、第２０
ツカ−アーム３６に対して自由に揺動させるか一体に揺
動させるかによって行なっており、自由に揺動させたと
きは、高速用カム３３は単に自由ロッカーアーム３７を
揺動させるに止まり、吸気弁２４の駆動は、低速用カム
３１．３２から伝達された第１０ツカ−アーム３５．第
２０ツカ−アーム３６の揺動によってなされ低速バルブ
タイミングどなる。

他方自由ロッカーアーム３７を第１０ツカ−アーム３５
．第２０ツカ−アーム３６と一体に揺動させたときは、
カム山の高さ、中心角範囲ともに大きい高速用カム３３
の回転が自由ロッカーアーム３７に伝達され、自由ロッ
カーアーム３７と一体に連結された第１０ツカ−アーム
３５．第２０ツカ−アーム３６が専ら高速用カム３３に
よって揺動される形となって吸気弁２４は、高速バルブ
タイミングで駆動される。

そこで以下バルブタイミングの切換え機構について第７
図ないし第１０図に基づき説明する。

第７図は連結切換機構１９をすロッカーアーム３５゜３
６、３７およびロッカーシャフト３４の横断面図であり
、各ロッカーアーム３５．３６．３７にはロッカーシャ
フト３４と平行にかつロッカーシャフト３４から等距離
に同径のガイド穴が穿設されて、各ガイド穴にはそれぞ
れ円柱状に形成された第１切換ビン４０゜第２切換ビン
４１１円板状の規制ビン４２が摺動可能に嵌合されてい
る。

第１０ツカ−アーム３５には、ガイド穴に嵌合された第
１切換ビン４０の一端とガイド穴の閉塞端との間に油圧
室４３が画成され、ざらに同油圧室４３に連通する通路
４４が穿設され、同通路４４およびロッカーシャフト４
５の横穴４５ａを介してロッカーシャフト３４の内部に
形成された油圧路４５と油圧室４３とは第１０ツカ−ア
ーム３５の揺動状態に拘らず常時連通状態にある。

自由ロッカーアーム３７のガイド穴に嵌合された第２切
換ビン４１は一端が前記第１切換ビン４０に当接して摺
動可能である。

第２０ツカ−アーム３６は、自由ロッカーアーム３７側
を開放した有底のガイド穴に円板状の規制ビン４２が摺
動可能に嵌合されており、同規制ビン４２とガイド穴の
底部との間に戻しばね４６が縮設されていて、この戻し
ばね４６のばね力により相互に当接した前記第６ビン４
０．４１．４２が油圧室４３側に付勢されている。

また規制ビン４２が摺動するガイド孔の底部には孔４７
が同軸に穿設されており規制ビン４２に同軸に設けらえ
た軸部４８が眼孔４７に挿通されている。

以上のように連結切換機構は構成されているので油圧室
４３の油圧が低い場合は、戻しばね４６のばね力により
規制ビン４２が第２切換ビン４１を、第２切換ビン４１
が第１切換ビン４０を順次油圧室４３側に押して、第１
切換ビン４０と第２切換ビン４１との当接面が第１０ツ
カ−アーム３５と自由ロッカーアーム３１との間に位置
し、第２切換ビン４１と規制ビン４２との当接面が第２
０ツカ−アーム３６と自由ロッカーアーム３７との間に
位置して停止し、各ロッカーアーム３５．３６．３７間
の相対的揺動を許して連結状態が解除される。

したがってこの状態では低速用カム３１．３２が第１０
ツカ−アーム３５．第２０ツカ−アーム３６を揺動させ
て、吸気弁２４を駆動するので低速バルブタイミング状
態となる。

また油圧路４５２通路４４を介して油圧室４３の油圧が
高くなると、第７図に示すように第１切換ビン４０が第
２切換ビン４１を、第２切換ビン４１が規ｉｆ、ＩＩビ
ン４２を戻しばね４６に抗して押し、各ロッカーアーム
３５．３６．３７のガイド穴が同軸になったところで第
１切換ビン４０は自由ロッカーアーム３７のガイド穴に
嵌合し、第２切換ビン４１が第２０ツカ−アーム３６の
ガイド穴に嵌合して各ロッカーアーム３５゜３６、３７
が連結され一体に揺動することになる。

したがってこの状態では高速用カム３３が自由ロッカー
アーム３７を第１０ツカ−アーム３５．第２０ツカ−ア
ーム３６と一体に揺動させることになり、この揺動が吸
気弁２４に伝達されるので、高速バルブタイミング状態
となる。

なお自由ロッカーアーム３７には、第１および第２０ツ
カ−アーム３５．３６にそれぞれ対向する側面に軽量化
のための肉抜きにより凹部４９．４９がそれぞれ設けら
れており、第１および第２０ツカ−アーム３５．３６の
孔４７に対向する側面には、該孔４７内に入り込むスプ
リングビン５０がそれぞれ圧入固着されている。

該スプリングビン５０と孔４７とにより自由日ツカーア
ーム３７と第１．第２０ツカ−アーム３５．３（３との
間の相対揺動ｍが規制され、連結解除状態でも常時ビン
４０．４１．４２の間の当接は維持される。

かかる連結切換機構には連結状態を検出する検出手段１
００が備えられている。

この検出手段１００は、規制ビン４２と一体の軸部４８
の先端に対向して同軸上に配置される検出ビン１０１と
、該検出ビン１０１を軸方向に移動可能に支承して第２
０ツカ−アーム３６の側面に固着される支持部材１０２
と、検出ビン１０１を軸部４８側に付勢すべく検出ビン
１０１および支持部材１０２間に縮設されるばね１０３
とを備える。

しかも検出ピン１０１の支持部材１０２から突出する端
部には、支持部材１０２に当接して検出ビン１０１の軸
部４８側への移動を規制する規制鍔１０１ａが設けられ
ており、連結切換機構が連結解除状態にあり、軸部４８
が孔４７の内方に引込まれた位置にあるときには、検出
ビン１０１は軸部４８に当接せず、また第２０ツカ−ア
ーム３６にも当接しない。

この検出手段１００において、検出ビン１０１は導電性
材料により形成されており、また支持部材１０２は合成
樹脂等の非導電性材料により形成されている。

一方少なくとも規制ピン４２および第２０ツカ−アーム
３６は導電性材料によりなり、第２０ツカ−アーム３６
は接地され、検出ビン１０１は電ｌ　１０４に接続され
るとともに検出信号の出力端となっている。

従って、第１切換ビン４０．第２切換ピン４１．規制ピ
ン４２が移動して、ロッカーアーム３５．３６．３７が
連結されて高速バルブタイミング状態となったときは、
軸部４８が検出ビン１０１に当接して（第７図図示の状
態）、検出手段１００の出力端はローレベルの電圧を示
す。

逆にロッカーアーム３５．３６．３７の連結が解除され
たときは、軸部４８は検出ビン１０１から離れ、検出手
段１００の出力端はハイレベルの電圧を示す。

したがって検出手段１００は連結切換機構のバルブタイ
ミング状態を直接検出することができ、検出手段１００
の出力端がローレベルのとき高速バルブタイミング状態
であることを示し、ハイレベルのときは低速バルブタイ
ミング状態であることを示す。

次に上記連結切換機構の切換えを行う油圧系の機構を第
８図ないし第１０図に基づぎ説明する。

各シリンダの動弁装置におけるそれぞれのロッカーアー
ム内の油圧室４３は前記の如く通路４４を介して吸気お
よび排気それぞれのロッカーシャフト３４内の油圧路４
５に連通しており、吸気側とｆＪ１気側のロッカーシャ
フト３４内の油圧路４５は１つに集合されて切換弁６０
の出口ボート６３に通じている。

切換弁１６はシリンダヘッドの一端面に取付けられるハ
ウジング６１内に形成され、出口ボート６３の下方に入
口ボート６２を有し、入口ボート６２は図示されないオ
イルポンプに接続されている。

ハウジング６１には、上下の出口ボート６３と入口ボー
ト６２の間を連通可能でスプール弁体６５を上下に摺動
自在に嵌合するシリンダ孔６４が穿設されている。

スプール弁体６５には、入口ボート６２と出口ボート６
３間を連通可能な環状四部６６が上半部に形成され、下
半部には同様の形状の環状凹部６７が形成されるととも
に内部に円柱状のばね室６８が下端を開放して穿設され
ている。

該スプール弁体６５がシリンダ孔６４に１２１１］自在
に嵌合され、ばね室６８の内部にばね６９が収納されて
、ばね６９の下端がシリンダ孔６４の底面に当接して、
スプール弁体Ｇ５を常に上方に向けて付勢している。

なおスプール弁体６５の下方の空間は外部と連通して空
気が抜けるようなっている。

スプール弁体６５の上方はシリンダ孔６４の天井面との
間に作動油圧室７０が形成されていて、同作動油圧室７
０は通路７１を介して図示しない絞りに接続されるとと
もに、通路７２を介して上方のソレノイドバルブ１５の
作動弁７４に至っている。

一方シリンダ孔６４の中央より穿設された通路７５がや
はりソレノイドバルブ１５の作動弁７４に通じており（
第９図、第１０図参照）、作動弁７４の動作により通路
７５と前記通路７２とが連通したり′ａＩｇｉされたり
する。

さらにハウジングＧ１には出口ボート６３における油圧
を検出する前記油圧スイッチ１７が取付けられて、同油
圧スイッチ１７によって切換弁１６が正常に作動してい
るか否かを検出することができる。

なおソレノイドバルブ１５は、前記したようにＥＣＵ７
によって駆動制御されるものである。

いまソレノイドバルブ１５がオフ状態では第９図に模式
的に図示するように作動弁７４が通路１５と７２との間
を＊ｌ１７ｉＬスプール弁体６５はばね６９のばね力に
より上方に押し上げられており、したがって入ロボート
６２から供給された油圧はスプール弁体６５の下側の環
状凹部６１および通路７５に伝えらえるが、作動弁７４
で遮断され、スプール弁体６５の上方の作動油圧室７０
には油圧が加わらずスプール弁体６５は上方位置に保持
される。

よって出口ボート６３は閉塞状態にあってロッカーシャ
フト３４内の油圧路４５には油圧が加わらず、前述の如
く低速バルブタイミング状態を相持する。

他方ソレノイドバルブ１５がＥＣＵ７の指示信号でオン
すると、第１０図に図示するように作動弁７４が開いて
通路７５と通路７２とを連通し、スプール弁体６５の上
方の作動油圧室７０の油圧を増してスプール弁体６５を
下方へ移動させる。

スプール弁体６５の下方への移動で、スプール弁体６５
の上半部の環状凹部６６が入口ボート６２と出口ボート
６３とを連通ずるので出口ボート６３の油圧を高圧とし
、よって前述の如く連結切換機構を高速バルブタイミン
グ状態に切換える。

なおスプール弁体６５の環状凹部６６を介して入口ボー
ト６２は通路１５に通じているので、通路１２を介して
作動油圧室７０の油圧は高圧に維持され、スプール弁体
６５も下方位置に保持されている。

以上のようにＥＣＵ７からの指示信号によりソレノイド
バルブ１５が駆ｖ１制御されると、切換弁１６が作動し
て油圧を制御してバルブタイミングを切換えることがで
きる。

このバルブタイミングの状態は前記検出手段１００によ
って検出できるのであるが、全ての連結切換機構のバル
ブタイミング状態を検知するための検出回路を第１１図
に示す。

１シリンダにつき吸気側と排気側に各１個ずつ連結切換
機構が設けられるので、４シリンダで８個の連結切換機
構が備えられ、したがって各連結切換機構に付設される
検出手段１００は計８個ある。

全ての連結切換機構が切換を完了したことを検知するた
め、第１１図に示すバルブタイミング検出回路１１０を
構成している。

８個の検出手段１００の各出力端はＡＮＩ）回路１１１
の入力端子に接続されるとともに、ＮＯＴ回路１１３を
介してＡＮＤ回路１１２の入力端に接続されている。

６８０回路１１１の出力端は全ての検出手段１００の出
力がハイレベルすなわち全ての連結切換機構が低速バル
ブタイミング状態となったときにのみハイレベルを示し
、ＡＮＤ回路１１２の出力端は全ての検出手段１００の
出力がローレベルすなわち全ての連結切換機構が高速バ
ルブタイミング状態になったときにのみハイレベルを示
す。

この６８０回路１１１．　１１２の出力はＥＣＵ１８に
入力され燃料噴射量の制御とともに前記開閏弁９の制御
に供される。

複数シリンダのエンジンの場合、バルブタイミングの切
換は各シリンダについてそれぞれ切換作動が行われるの
で、切換信号が発信されていずれかのシリンダが最初に
切換えられたのち、全てのシリンダについて切換えが完
了するまでの切換動作中は逐次各シリンダがバルブタイ
ミングを切換えており、バルブタイミング状態が各シリ
ンダについてそれぞれ異なる状態にある。

したがってこの切換動作中は、シリンダによっては低速
側バルブタイミング状態にあって排気効率が低く、別の
シリンダは高速側バルブタイミング状態にあって排気効
率が高といった状態が同時に生じる。

通常バルブタイミング切換時でないときは、全てのシリ
ンダが同じバルブタイミング状態にあって排気効率も等
しく、各シリンダの脈動幅の等しい排気圧が互いに所定
に位相分ずれて発生し、最終的に一つの排気管に通じて
定常状態を呈するので排気音も特に突出した大ぎな音を
発生することはない。

しかしバルブタイミング切換時は、前記したよ・うにシ
リンダによって排気効率が異なり排気圧の脈動幅も異な
るので、排気圧に乱れを生じ、互いに重なり合うことも
あって排気音に突出した大きな音を生ずる。

全てのシリンダのバルブタイミング切換が完了すると再
び定常状態に戻る。

いま低速と高速２つのバルブタイミング状態を有し、エ
ンジン回転数に基づきバルブタイミングを切換えるエン
ジンにおいて、エンジン回転故に対する排気音の音圧の
変化を示すと第１２図のようになる。

なお同図における曲線は、音圧波の包絡線を示したもの
である。

低速バルブタイミング状態Ａにあるときは、エンジン回
転数に対応して一定の勾配で排気音の音圧が上昇してお
り、高速バルブタイミング状ｇ３Ｃにあるときは、より
高い音圧レベル位置でやはり一定の勾配で排気音の音圧
が上昇している。

そしてエンジン回転数がＮ１からＮ２の間のバルブタイ
ミング切換中８では排気音の音圧は突出して大きな音を
発している。

本実施例では上記のようなバルブタイミング切換時の突
出した排気音を出来るだけ抑えるよう開閉弁９の制御を
行なっている。

すなわちエンジン回転数Ｎ２を基準に開閉弁９の開閉を
行ない、バルブタイミング切換中は常に開閉弁９が閉じ
た状態にして排気音を抑えるようにしている。

この開閉弁９の制御を第１３図にフローチャートで示す
。

まずステップ■で、ＡＮＤ回路１１１の出力レベルを判
別し、ハイレベルならばステップ■に飛んで開閉弁９を
開弁とする。

ＡＮＤ回路１１１の出力レベルがローレベルならば次の
ステップ■に進んで、ＡＮＤ回路１１２の出力レベルを
判別し、ローレベルならばステップ■に進んで開閉弁９
を開弁とし、ハイレベルならばステップ■に進み、開閉
弁９を開弁とする。

以上のように制御されるので、全ての連結切換機構１９
が低速バルブタイミング状態にあるときはステップ■、
■のルートで開閉弁９は閉弁とされ、共鳴室４ａが主に
低周波領域に対応した共鳴室として動き２個の消音器４
．６により排気音は共鳴・拡張されて効果的に抑制され
る。

また全ての連結切検線ａ１９が高速バルブタイミング状
態にあるときは、ステップ■、■、■のルートで開開弁
９は開弁とされ、排気ガスが第１の消音器４から直接抜
ける通路が新たに形成されて排気抵抗を低下させてエン
ジンの高出力化に対応できるようにし、同時に共鳴室４
ａは拡張室として働らぎ消音器４，６の拡張に基づく排
気音の抑制が可能である。

そして連結切換機構１９がバルブタイミング切換動作中
は、ステップ■、■、■のルートで開閉弁９は開弁とさ
れるので、バルブタイミングの切換時の突出した排気音
も抑制される。

したがって低速バルブタイミングから高速バルブタイミ
ングに切換えられるときは、切換動作中は開閉弁９は閉
弁状態が維持されて突出した排気音を抑制し、完全に切
換えが完了したところで（第１２図でエンジン回転数Ｎ
２のところで）開弁される。

逆に高速バルブタイミングから低速バルブタイミングに
切換えられるとぎは、連結切換機構１９のいずれか１つ
でも切換えられたところで（第１２図でエンジン回転数
Ｎ２のところで）、開閉弁９は開弁から閉弁に・変えら
れ、やはり排気音の突出を抑制することができる。

以上のように本実施例は、低速運転時（低速バルブタイ
ミング時）には、開閉弁９が閉じ、共鳴室４ａが有効に
作用して排気音を効果的に低減することができるので、
低速運転時に主たる騒音源となる排気音を抑えることで
全体の騒音を低下させることができる。

高速運転時（高速バルブタイミング時）には開開弁９が
開き、共鳴室４ａが拡張室として働ぎ排気ガスが第１の
消音器４から直接抜ける通路が形成されて排気抵抗を低
下して流量の大幅増加によりエンジンの高出力化に対応
することができる。

また消音器４，６の機能も維持されるので騒音効果も有
する。

このように共鳴室を有効に利用することで効果的な消音
装置について小型化を図ることが可能である。

さらにバルブタイミング切換中、開閉弁９を閉弁とする
よう制御することで、バルブタイミング切換時に特に発
生する排気音の突出を抑えることができる。

以上の実施例では、開ｍ弁９の制御はバルブタイミング
検出回路１１０の出力信号に基づいて行なっていたが、
Ｅ　ＣＵ　１８内に計時手段たるタイマーを備えて低速
から高速バルブタイミングに切換えるときに、Ｅ　ＣＬ
ｌ　１Ｂからのバルブタイミング切換信号の発信から所
定時間（連結切換機構１９が全て切換え完了するに十分
な時間）が経過するのを計時して、その経過時点で開開
弁９を開弁とするようにしてもよい。

なお高速から低速バルブタイミングに切換えられるとき
には、バルブタイミング切換信号の発信時に開閉弁９を
開弁とする。

このようにすることでバルブタイミング切換動作中は常
に開閉弁９を閉弁とし、バルブタイミング切換時に特に
発生する排気音の突出を抑えることができる。

また前記実施例ではバルブタイミングの切換えに基づぎ
開閉弁９の駆動を制御していたが、ほかに直接エンジン
回転数Ｎｅに基づいて制御してもよく、さらに吸気管負
圧Ｐ８等に基づぎ制御することも考えられる。

エンジン回転数Ｎｅ等に基づきｉｔｉ制御することで可
変バルブタイミングｉ能を備えていないエンジンについ
ても適用できることになる。

ｌ匪立欠」 本発明は、第１の消音器の共Ｉ＠室より外部空間に通じ
る間に開閉弁を設けることで、低速運転時には聞ｍ弁を
閉じて排気音を有効に低減し、騒音を効果的に減らすこ
とができる。

一方高速運転時には開閉弁を開いて排気抵抗を低減し、
排気ガス流量を大幅に増大してエンジンの高出力化に対
応することができ、かつ共鳴室が拡張室に変わって消音
効果も維持できる。

また運転状態に応じ出力特性を切換える機能を有したエ
ンジンを搭載した車両では、エンジンの出力特性の切換
えに応じて開閉弁を駆動制御することで上記効果を得る
ことができる。

さらに低出力特性から高出力特性にエンジン出力特性が
切換えられる際に、計時手段により切換時から所定時間
の経過を持って開閉弁を開弁じ、高出力特性から低出力
特性に切換えられる時は、その切！！！開始時に閉弁す
ることにより、出力特性切換時に発生する排気音の突出
を抑えることができる。

またエンジン出力特性の切換完了時を検知する検知手段
を備え、低出力特性から高出力特性にエンジン出力特性
が切換えられる際には、検知手段により検知した切換完
了時に開閉弁を開弁じ、高出力特性から低出力特性への
切換時は、その切換開始時に開閉弁を閉弁することによ
り、出力特性切換時に発生する排気音の突出を抑えるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の消音装置の構成図、第２図は本発明に
係る一実施例の排気系の構成図、第３図は本実施例の制
御系のブロック図、第４図は１シリンダの一部省略斜視
図、第５図は１動弁装置の斜視図、第６図は同断面図、
第７図は連結切換機構を示す断面図、第８図はバルブタ
イミングの切換えを行う油圧系機構の一部断面とした側
面図、第９図はソレノイドバルブが開弁しているとぎの
油圧系機構の模式図、第１０図はソレノイドバルブが開
弁しているときの油圧系機構の模式図、第１１図はバル
ブタイミング状態検出回路を示す図、第１２図はエンジ
ン回転数に対する排気音の音圧変化を示す図、第１３図
は開閉弁の制御を示すフローチャー１・である。 １・・・エンジン、２・・・キャタライザー、３・・・
排気管、４・・・第１の消音器、５・・・連通管、６・
・・第２の消音器、７・・・排気導出管、８・・・排気
導出管、９・・・開開弁、１０・・・仕切板、１１・・
・バイブ、１２・・・仕切板、１３・・・パイプ、１４
・・・バルブユニット、１５・・・ソレノイドバルブ、
１６・・・切換弁、１７・・・油圧スイッチ、１８・・
・Ｅ　ＣＬｌ　、　１９・・・連結’Ｊ）換ａｍ、２０
・・・ピストン、２１・・・燃焼室、２２・・・吸気口
、２３・・・排気口、２４・・・吸気弁、２５・・・排
気弁、２６・・・点火プラグ、２７．２８・・・弁ばね
、 ３０・・・カムシャフト、３１．３２・・・低速用カム
、３３・・・高速用カム、３４・・・ロッカーシャフト
、３５・・・第１０ツカ−アーム、３６・・・第２０ツ
カ−アーム、３７・・・自由ロッカーアーム、３８・・
・タペットねじ、３９・・・ロストモ−ジョンスプリン
グ、４０・・・第１切換ピン、４１・・・第２切換ピン
、４２・・・規制ピン、４３・・・油圧室、４４・・・
通路、４５・・・油圧路、４６・・・戻しばね、４７・
・・孔、４８・・・軸部、４９・・・凹部、５０・・・
スプリングピン、６１・・・ハウジング、６２・・・入
口ボート、６３・・・出口ボート、６４・・・シリンダ
孔、６５・・・スプール弁体、６６゜６７・・・環状凹
部、６８・・・ばね室、６９・・・ばね、７０・・・作
動油圧室、７１．７２・・・通路、７４・・・作動弁、
７５・・・通路、１００・・・検出手段、１０１・・・
検出ピン、１０２・・・支持部材、１０３・・・ばね、
１０４・・・電源、１１０・・・バルブタイミング検出
回路、１１１．　１１２・・・ＡＮＤ回路、１１３・・
・ＮＯＴ回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、下流側拡張室に隣接して共鳴室が設けられた第１の
   消音器と、同第１の消音器の下流側に接続された第２の
   消音器と、前記第１の消音器の共鳴室と外部空間との間
   に設けられた開閉弁とを備えたことを特徴とする消音装
   置。 ２、運転状態に応じ出力特性を切換える機能を有するエ
   ンジンを搭載した車両において、エンジンの出力特性の
   切換えに基づき前記開閉弁を駆動制御する制御手段とを
   備えたことを特徴とする請求項１記載の排気消音装置。 ３、低出力特性から高出力特性にエンジン出力特性が切
   換えれる際にその切換時より所定時間の経過を計時する
   計時手段を備え、前記制御手段は低出力特性から高出力
   特性への切換時には、前記計時手段による所定時間経過
   時に前記開閉弁を閉状態から開状態へ作動し、逆に高出
   力特性から低出力特性への切換時には、その切換開始時
   に前記開閉弁を開状態から閉状態へ作動するよう制御す
   ることを特徴とする請求項２記載の排気消音装置。 ４、エンジン出力特性の切換完了時を検知する検知手段
   を備え、前記制御手段は低出力特性から高出力特性への
   切換時には前記検知手段により検知した切換完了時に前
   記開閉弁を閉状態から開状態へ作動し、逆に高出力特性
   から低出力特性への切換時には、その切換開始時に前記
   開閉弁を開状態から閉状態へ作動するよう制御すること
   を特徴とする請求項２記載の排気消音装置。