JPH0648095Y2 - エンジンの排気装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本考案はエンジンの排気装置に係わり、特に排気サイレ
ンサーに２つの排出管を設け、その一方の排出管に設け
た開閉弁をエンジンの運転状態に応じて開閉させて排気
抵抗を切替えることにより、低回転時における静粛性と
高回転時における運転性の安定との両立を図ったエンジ
ンの排気装置に関する。

《従来の技術》 従来から、実開昭62-18318号公報等に開示されているよ
うに、排気サイレンサーに２つの排出管を設けるととも
にその一方の排出管には開閉弁を設け、排気ガス流量が
多いエンジンの高回転等の運転域では上記開閉弁を開放
させて２つの排出管から排気ガスを排出することにより
排気抵抗を小さくして排圧を下げ、これにより高出力を
得る一方、排気ガス流量が少ないエンジンの低回転等の
運転域では上記開閉弁を閉塞させて１つの排出管から排
気ガスを排出することにより高い消音効果を得るように
した、いわゆる可変排気サイレンサーを備えたエンジン
の排気装置が知られている。

また、上記開閉弁はエンジンの高回転域での運転下にお
けるフェイルセーフのために故障が生じた時には必ず開
放状態になるように常時開放側に付勢してセットし、そ
の開閉弁を閉塞させるアクチュエータをマイクロコンピ
ュータ等の制御器によって排気ガス量の少ないエンジン
の運転域で閉塞作動させるように制御するのが一般的で
ある。

《考案が解決しようとする課題》 ところで、上記開閉弁のアクチュエータに負圧作動式の
ダイヤフラムを用い、このダイヤフラムにはバキューム
タンク内の負圧と大気圧とを適宜電磁三方弁で切替えて
供給するとともに、この電磁三方弁の切換作動をエンジ
ンの運転状態に応じて制御器で作動制御することが考え
られる。

すなわち、電磁三方弁の励磁回路に電磁リレーを設けて
この電磁リレーを制御器でON−OFFさせ、かつ電磁三方
弁は励磁状態でダイヤフラムを負圧源に連通させるとと
ともに消磁状態で大気に連通させるようにセットする一
方、上記電磁リレーには常時開成式のａ接点式のものを
使用し、この電磁リレーを制御器によってエンジンの低
回転時等の排ガス流量の少ない運転域でONさせるように
する。

しかしながら、上記の設定方法ではイグニッションキー
を切ってエンジンを停止させた場合に、エンジン自体が
完全に停止して排気系内の残留ガスが排出されるまでに
は３〜５秒間かかるのに対し、イグニッションキーのOF
Fと同時に制御器はその電源が切られるので、これにと
もない電磁リレーは瞬間的に切られ、このため電磁三方
弁が消磁されてダイヤフラムには即座に大気圧が導入さ
れてしまう。したがって、排気サイレンサーの開閉弁は
イグニッションキーを切るのとはほぼ同時に開放されて
しまい、これにより、こもり音の原因となる低周波音の
消音効果が低下して、こもり音が発生するという不都合
が生じる。

本考案はこの様な事情に鑑みてなされたものであり、そ
の目的は、イグニッションキーを切った直後に低周波音
の消音効果が低下することがなく、その際にこもり音が
発生することを可及的に防止できる可変サイレンサーを
備えたエンジンの排気装置を提供することにある。

《課題を解決するための手段》 本考案は上記の目的を達成するために、第１排出管と第
２排出管とを有する排気サイレンサーと、前記第２排出
管に設けられ該管路を開閉する開閉弁と、該開閉弁に取
付けられ、負圧が作用されているときに該開閉弁を閉じ
させるとともに負圧が作用されていないときに前記開閉
弁を開放させる負圧作動式のアクチュエータと、該アク
チュエータを励磁状態で負圧源側に連通させる一方、消
磁状態で大気圧側に連通させる電磁三方弁と、該電磁三
方弁の作動を少なくともエンジン回転数に応じて制御
し、エンジン回転が所定回転数以下の時に該電磁三方弁
を励磁させるとともに前記所定回転数以上のときに該電
磁三方弁を消磁させる制御器と、エンジンが停止された
ときにその停止後少なくとも所定時間前記開閉弁を閉成
状態に保持する閉成状態保持手段と、を備えたエンジン
の排気装置を構成する。

《作用》 上記構成の本考案によれば、排気ガス流量の少ないエン
ジン低回転時には、電磁三方弁が負圧作動式のアクチュ
エータを負圧源側に連通させて排気サイレンサーの第２
排出管の開閉弁を閉塞させるので、排気サイレンサーの
低周波音の消音効果が高まり、こもり音の発生が可及的
に防止される一方、排気ガス流量の多い高回転時には、
電磁三方弁が負圧作動式のアクチュエータを大気側に連
通させて第２排出管の開閉弁を開放するので、排気抵抗
が低減され高出力が得られる。また、アイドリング状態
からイグニッションキーを切ってエンジンを停止させて
も、閉成状態保持手段が第２排出管の開閉弁を所定時間
閉成状態に保持するので、エンジンが完全に停止して排
気系内の残留ガスが排出されるまでの間に開閉弁が開放
されて低周波音のこもり音が発生することを可及的に防
止し得る。また、バキューム配管に抜けや損傷等の故障
が生じた場合には、アクチュエータには負圧が供給され
なくなり、開閉弁は開放状態になるので、エンジンの高
回転域の運転性を悪化させる虞がない。

《実施例》 以下に、本考案の好適な一実施例を添附図面に基づき詳
述する。

第１図は本考案に係るエンジンの排気装置の概略構成図
である。同図に示すようにエンジンの排気系10は途中か
ら２股に分岐形成され、それぞれの排気径10a,10b毎に
その上流側から触媒コンバータ12,プリ排気サイレンサ
ー14,メイン排気サイレンサー16とが設けられている。

メイン排気サイレンサー16にはそれぞれ第１排出管18と
第２排出管20とが設けられており、かつこの第２排出管
20にはこの管路を閉塞させる開閉弁22が取付けられてい
る。第１排出管18は管径が細く形成されるとともに、メ
イン排気サイレンサー16内において湾曲されてその管長
が長く形成されていて、消音効果は高いが排気抵抗は大
きくなっている。一方、第２排出管20は管径が太くかつ
管長が短く形成されて、メイン排気サイレンサー16内に
直線状に配設されていて、消音効果は低いが排気抵抗が
小さくなっている。

また、上記開閉弁22にはダイヤフラムでなる負圧作動式
のアクチュエータ24が取付けられていて、このアクチュ
エータ24によって閉塞作動されるようになっている。す
なわち、開閉弁22は常時第２排出管20の管路を開放する
ようにスプリング（図示せず）等で付勢されていて、ア
クチュエータ24の作動室26内に負圧が作用されると第２
排出管20の管路を閉塞するようにセットされている。

そして、上記アクチュエータ24の作動室26には、バキュ
ームパイプ28を介して負圧源たるバキュームタンク30が
接続されている。このバキュームタンク30はチェックバ
ルブ32を介してスロットルバルブ下流側の吸気通路（図
示せず）に連通されていて、バキュームタンク30内には
吸気負圧が蓄えられるようになっている。

また、上記バキュームパイプ28の途中には電磁三方弁34
が介設されている。この電磁三方弁34はアクチュエータ
24の作動室26を上記バキュームタンク30と大気とに適宜
切替えて連通させるもので、ソレノイド35が励磁された
状態で作動室26をバキュームタンク30側に連通させ、消
磁された状態で大気側に連通させるようになっている。

また、上記電磁三方弁34の励磁回路36にはバッテリー38
の正極と電磁三方弁34のソレノイド35との間に直列に結
線されて電磁リレー40が設けられている。この電磁リレ
ー40には接点が常時開放側に付勢されているａ接点式の
ものが使用されていて、その接点のON−OFF作動はマイ
クロコンピュータでなる制御器42によって制御されるよ
うになっている。この制御器42にはエンジンの回転数信
号が入力されていて、制御器42はエンジン回転数が所定
回転数（例えば2500rpm程度）以下の低回転時に電磁リ
レー40をONさせる一方、上記所定回転数以上の高回転時
には電磁リレー40をOFFさせるようになっている。

ところで、本実施例の励磁回路36には、電磁リレー40と
電磁三方弁34のソレノイド35との間に、バッテリー38に
対して並列にコンデンサー44が設けられていて、このコ
ンデンサー44が本考案でいうところの閉成状態保持手段
になっている。

以降、上記のように構成される本実施例の作用に付いて
説明する。

エンジンの回転数信号は制御器に入力され、その回転数
が所定回転数以上の高回転域であると、制御器42は電磁
リレー40への通電を切ってその接点をOFF状態にする。
このため、電磁三方弁34は励磁されずアクチュエータ24
の作動室26は大気側に連通されて大気圧が導入され、メ
イン排気サイレンサー16の第２排出管20の開閉弁22は開
放される。したがって、排気ガスは第１排出管18と第２
排出管20との双方から排出される。つまり、排気抵抗が
減少されて高出力が得られる。

一方、エンジン回転数が上記所定回転数よりも低い低回
転域であると、制御器42は電磁リレー40に通電し、その
接点をON状態にする。このため、電磁三方弁34は励磁さ
れた状態になり、アクチュエータ24の作動室26はバキュ
ームタンク30側に連通されて負圧が供給され、開閉弁22
が閉塞される。したがって、排気ガスは低周波音の消音
効果の高い第１排出管18側からのみ排出され、こもり音
の発生が可及的に防止される。この際、排気抵抗は大き
くなるが排気ガス流量自体が少ないのでエンジンの運転
状態が悪化することはない。

また、アイドリング状態からイグニッションキーが切ら
れてエンジンが停止されると、制御器42の電源も同時に
切られるので、この制御器42から電磁リレー40への通電
も止まりその接点はOFFされる。しかしながら、励磁回
路38に設けた閉成状態保持手段たるコンデンサ44にはア
イドリング運転中において充分な電荷が蓄積されている
ので、電磁リレー40の接点がOFFされると同時にそのコ
ンデンサ44が放電を始め、その放電が終了されるまでの
所定時間の間電磁三方弁34は励磁状態を保持される。こ
のため、その所定時間の間アクチュエータ24の作動室26
内には負圧が作用され続け、開閉弁22は閉成状態を保持
される。なお、上記所定時間はコンデンサ−44の容量に
よってほぼ定まるが、その容量は放電時間を５〜６秒程
度維持できる値に設定しておく。

したがって、イグニッションキーを切ってエンジンを停
止させて以後、そのエンジンが完全に停止して排気系10
内の残留ガスが排出されるまで、開閉弁22を閉成状態に
保持し得、ゆえにこのエンジンの停止時に第２排出管20
から上記残留ガスが排出されることを防止でき、もって
低周波音のこもり音が発生する事が可及的に防止できる
ようになる。

また、開閉弁22はアクチュエータ24に負圧を作用させる
ことで閉成状態にされ、負圧が作用していないときには
開放状態になるようにセットされているので、バキュー
ムパイプ28の抜けや損傷，あるいは電磁三方弁34の励磁
回路36の断線等の故障が生じると、第２排出管20の開閉
弁22は開放されたままの状態になる。このため、そのよ
うな故障が生じると、エンジンの低回転域での運転状態
下における低周波音のこもり音の発生は抑制できなくな
るものの、エンジンの高回転域での運転状態の悪化を招
く虞はない。

なお、第２図に示すように、電磁三方弁34aを励磁状態
にしたときにアクチュエータ24の作動室26が大気側に連
通され、消磁状態にしたときにバキュームタンク30側に
連通されるようにするとともに、励磁回路36の電磁リレ
ー40aにはその接点が常時閉成方向に付勢されているｂ
接点式のものを使用し、エンジン回転数が所定回転数以
上の高回転域で運転されているときに制御器42から電磁
リレー40aに通電してその接点をOFFさせるように構成す
れば、アイドリング状態からイグニッションキーを切っ
てエンジンを停止させても電磁リレーのOFF状態に変化
はなく、アクチュエータ24の作動室26内には負圧が作用
され続けて開閉弁22は閉塞されたままとなるので、その
エンジン停止直後に低周波音のこもり音が発生する虞は
なくなる。つまり、ｂ接点式の電磁リレー40aが閉成状
態保持手段になっている。ただしこの場合には、励磁回
路36に断線が生じたときに、開閉弁22を開放できなくな
るので、その際にエンジン高回転域での運転性を良好に
保てなくなり、フェイルセーフ機能面に若干の弱点があ
る。

《効果》 以上要するには本考案によれば、次のような優れた効果
を発揮する。

（１）アイドリング状態からイグニッションキーを切っ
てエンジンを停止させても、閉成状態保持手段が第２排
出管の開閉弁を少なくとも所定時間閉成状態に保持する
ので、エンジンが完全に停止して排気系内の残留ガスが
排出されるまでの間に開閉弁が開放されて低周波音のこ
もり音が発生することを可及的に防止できる。

（２）バキューム配管に抜けや損傷等の故障が生じた場
合、開閉弁は開放状態になるので、エンジンの高回転域
での運転性に支障が生じることを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るエンジンの排気装置の好適な一実
施例を示す概略構成図、第２図は変形実施例を示す概略
構成図である。 16……排気サイレンサー 18……第１排出管 20……第２排出管 22……開閉弁 24……負圧作動式のアクチュエータ 30……バキュームタンク（負圧源） 34……電磁三方弁 40a……ｂ接点式の電磁リレー （閉成状態保持手段） 42……制御器 44……コンデンサー（閉成状態保持手段）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】第１排出管と第２排出管とを有する排気サ
   イレンサーと、 前記第２排出管に設けられ該管路を開閉する開閉弁と、 該開閉弁に取付けられ、負圧が作用されているときに該
   開閉弁を閉じさせるとともに負圧が作用されていないと
   きに前記開閉弁を開放させる負圧作動式のアクチュエー
   タと、 該アクチュエータを励磁状態で負圧源側に連通させる一
   方、消磁状態で大気圧側に連通させる電磁三方弁と、 該電磁三方弁の作動を少なくともエンジン回転数に応じ
   て制御し、エンジン回転が所定回転数以下の時に該電磁
   三方弁を励磁させるとともに前記所定回転数以上のとき
   に該電磁三方弁を消磁させる制御器と、 エンジンが停止されたときにその停止後少なくとも所定
   時間前記開閉弁を閉成状態に保持する閉成状態保持手段
   と、 を備えたことを特徴とするエンジンの排気装置。