JP6551132B2

JP6551132B2 - エンジンの排気制御装置

Info

Publication number: JP6551132B2
Application number: JP2015202230A
Authority: JP
Inventors: 剛吉村松
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2015-10-13
Filing date: 2015-10-13
Publication date: 2019-07-31
Anticipated expiration: 2035-10-13
Also published as: DE102016119495A1; JP2017075546A; US10364755B2; US20170101939A1

Description

本発明は、自動二輪車等に搭載されるエンジンにおける排気管（エキゾーストパイプ）の排気制御を行う排気制御装置に関する。

自動二輪車等の車両において排気管の途中に排気バルブを設け、排気通路を開閉することで排気効率を向上するようにした排気制御装置が配置される。具体的には、例えば排気管には、エンジンの異なる回転数域で作動する２つの排気バルブを設けられる。このように２つの排気バルブを設ける場合、それらの排気バルブは電子制御されたアクチュエータによってそれぞれ駆動される。これにより２つの排気バルブのエンジン回転数に応じた、より適正な制御が可能になる。

例えば特許文献１には、２種類の排気バルブを単一のアクチュエータにより開閉駆動制御する排気制御装置が開示される。

特許第４５８７３７１号公報

しかしながら、１つのアクチュエータの異なる作動域で２つの排気バルブを作動させるため、プーリや位置決め部等のアクチュエータの構成が複雑化し、部品点数及び重量が増加せざるを得ず、これらが生産性に影響していた。また、アクチュエータの作動域の精確な管理が難しかった。

本発明はかかる実情に鑑み、簡素な構成により適正且つ効率のよい排気制御を実現するエンジンの排気制御装置を提供することを目的とする。

本発明によるエンジンの排気制御装置は、複数気筒のそれぞれに接続された排気管が集合管に合流して排気系が構成され、前記排気系の異なる部位にて排気制御を行う少なくとも２種類の排気バルブを有し、所定の前記排気管を連通する複数の連通管に装着された第１排気バルブと、前記集合管に装着された第２排気バルブと、前記第２排気バルブを開閉駆動させるアクチュエータとを備えたエンジンの排気制御装置であって、前記第１排気バルブは、前記第２排気バルブの作動域に対応して、開閉駆動され、前記第２排気バルブと同期作動する第２排気バルブレバーと、前記第１排気バルブを作動させる第１排気バルブレバーとを備え、前記アクチュエータが前記第２排気バルブレバーを作動させ、前記第２排気バルブレバーが前記第１排気バルブレバーを作動させることを特徴とする。

また、本発明のエンジンの排気制御装置において、前記第２排気バルブと同軸上に、前記第２排気バルブと同期作動する第２排気バルブレバーと前記第１排気バルブを作動させる第１排気バルブレバーとを備え、前記アクチュエータが前記第２排気バルブレバーを作動させ、前記第２排気バルブレバーが前記第１排気バルブレバーを作動させることを特徴とする。

また、本発明のエンジンの排気制御装置において、前記第２排気バルブレバーは前記第１排気バルブレバーに当接し、その後、前記第２排気バルブレバーは前記集合管に設けられたストッパに当接することを特徴とする。

また、本発明のエンジンの排気制御装置において、前記第１排気バルブレバーは、前記第２排気バルブレバーを同軸に支持する回転軸に対して回転自在に軸着することを特徴とする。

また、本発明のエンジンの排気制御装置において、前記第１排気バルブレバーの一部として、前記第２排気バルブレバーに当接し得る係合片を有し、前記第２排気バルブレバーが所定角度回転して前記係合片と当接して押動することにより、前記第１排気バルブレバーが回転作動することを特徴とする。

また、本発明のエンジンの排気制御装置において、エンジンの低回転時から中回転時には前記第１排気バルブは全閉のままで、前記第２排気バルブは所定開度から半開度以上まで開き、エンジンの高回転時には、前記第１排気バルブは全閉から全開まで開き、前記第２排気バルブも全開まで開くように設定されていることを特徴とする。

また、本発明のエンジンの排気制御装置において、前記第１排気バルブ、前記第２排気バルブ及び前記アクチュエータは車両前方から後方へ、順次配置されていることを特徴とする。

また、本発明のエンジンの排気制御装置において、前記アクチュエータは、シート下側にてシートレール内側に装架されることを特徴とする。

本発明によれば、集合管に装着された排気バルブを開閉する第２排気バルブレバーに追従するかたちで、第１排気バルブレバーが作動し、機械的に極めて効率のよい連携動作が行われる。このように効率的な排気制御動作が実現される。
また、単一のアクチュエータで排気系の異なる部位の排気制御を行う少なくとも２種類の排気バルブを駆動制御することにより、装置の小型化等を図ることができる。また、アクチュエータユニット全体としてコンパクト化を図ることができ、レイアウト上の自由度を向上することが可能となる。

本発明の実施形態に係る自動二輪車の主要部構成例を示す側面図である。本発明の実施形態における車体に搭載されたエンジンまわりを示す斜視図である。本発明の実施形態における排気制御装置を備えた排気系まわりを示す斜視図である。本発明の実施形態におけるアクチュエータユニットの搭載支持構造を示す下面図である。本発明の実施形態におけるアクチュエータユニットの構成例を示す平面図である。本発明の実施形態における排気制御装置の要部構成例を示す斜視図である。本発明の実施形態における排気制御装置の要部構成例を示す斜視図である。本発明の実施形態における排気制御装置に係る駆動プーリ及び従動プーリの接続関係等を模式的に示す図である。本発明の実施形態における排気制御装置の動作を示す図である。本発明の実施形態における排気制御装置の動作を示す図である。本発明の実施形態における排気制御装置の動作を示す図である。本発明の実施形態における排気制御装置の動作に対応するエンジン回転数及びバルブ開度の関係を示す図である。

以下、図面に基づき、本発明によるエンジンの排気制御装置における好適な実施の形態を説明する。
図１は本発明の適用例としての自動二輪車１００の主要部構成例を示す側面図、図２は車体に搭載されたエンジンまわりを示す斜視図である。先ず、図１及び図２を用いて、自動二輪車１００の主要部の構成について説明するが、一部については図示を省略する。なお、図１を含め、以下の説明で用いる図においては、必要に応じて車両の前方を矢印Ｆｒにより、車両の後方を矢印Ｒｒにより示し、また、車両の側方右側を矢印Ｒにより、車両の側方左側を矢印Ｌにより示す。

図１及び図２において、自動二輪車１００は鋼製あるいはアルミニウム合金材でなる車体フレーム１０１を有し、この車体フレーム１０１によってエンジンを始めとする構成部材もしくは部品を支持する。車体フレーム１０１の前部には、ステアリングヘッドパイプ１０２によって左右に回動可能に支持された左右２本のフロントフォーク１０３が設けられる。フロントフォーク１０３の上端にはステアリングブラケットを介してハンドルバーが固定される。フロントフォーク１０３の下部には前輪１０４が回転可能に支持されると共に、前輪１０４の上部を覆うようにフロントフェンダが取り付けられる。

車体フレーム１０１は、ステアリングヘッドパイプ１０２の後部に一体的に結合し、後方に向けて左右一対で二又状に分岐し、ステアリングヘッドパイプ１０２から後下方に拡幅しながら延設されるメインフレーム部１０１Ａと、メインフレーム部１０１Ａに溶着されて後下方に延設されるピボットフレーム部１０１Ｂとからなる所謂、ツインスパータイプのフレームとして構成される。メインフレーム部１０１Ａ及びピボットフレーム部１０１Ｂは相互に結合し、全体として内側にスペースが形成された立体的構造を有し、そのスペース内方において車体フレーム１０１にエンジン１０が搭載される。

車体フレーム１０１のピボットフレーム部１０１Ｂの上下方向中程にはピボット軸１０５を介して、スイングアームが上下方向に揺動可能に結合する。このスイングアームの後端には後輪１０６（二点鎖線により一部を略記する）が回転可能に支持される。車体フレーム１０１とスイングアームの間にはリヤショックアブソーバが装架されるが、特にリヤショックアブソーバの下端側はリンク機構を介して車体フレーム１０１及びスイングアームの双方に連結される。後輪１０６にはドリブンスプロケットが軸着し、エンジン１０側のドライブスプロケットと後輪１０６のドリブンスプロケットの間に動力伝達用チェーンが巻回される。エンジン動力はそのチェーンを介して、ドライブスプロケットからドリブンスプロケットへ伝達され、これにより後輪１０６を回転駆動する。後輪１０６の直近周囲にはその前上部付近を覆うリヤフェンダが設けられる。

また、車体フレーム１０１の後部付近から後輪１０６の上方にかけて、後上りに適度に傾斜してシートレール１０７が後方へ延出し、このシートレール１０７によってシート（着座シート）が支持される。シートの前側にはタンクカバーによって覆われる燃料タンクが搭載される。

車両外装において、車両の主に前部及び左右両側部はそれぞれカウリング（以下、単にカウルという）、この例ではアッパカウル、ボディカウル及びアンダカウル等が一体化して車両前部まわりを覆うと共に、車両両側部がサイドカウルによって覆われるものであってよい。また、車両後部ではシートまわりにシートカウルが被着する。

自動二輪車１００の略車両中央部において、図１及び図２に示されるように車体フレーム１０１によってエンジン１０が搭載支持される。エンジン１０は本実施形態では水冷式多気筒の４サイクルガソリンエンジンを使用する。エンジン１０は気筒が左右方向（車幅方向）に並設された並列多気筒エンジンであり、具体的には並列４気筒エンジンとし、左右方向に左から♯１〜♯４気筒（なお、以下の説明では単に「♯１」等として記載する）が配列される。左右に水平支持されるクランクシャフト（クランク軸）１１を収容するクランクケース１２の上方にシリンダブロック１３、シリンダヘッド１４及びシリンダヘッドカバー１５が順次重なるように一体的に結合し、またクランクケース１２の下部にはオイルパン１６が付設される。なお、エンジン１０のシリンダ軸線は前方に適度に傾斜して配置される。かかるエンジン１０は複数のエンジンマウント（エンジン懸架部）を介して懸架されることで車体フレーム１０１の内側に一体的に結合支持され、それ自体で車体フレーム１０１の剛性部材として作用する。

また、クランクケース１２の後部にはトランスミッションケース１７が一体的に形成され、このトランスミッションケース１７内には後述するカウンタシャフトや複数のトランスミッションギヤが配設される。エンジン１０の動力はクランクシャフト１１からトランスミッションを経て最終的に、その出力端であるドライブスプロケットへ伝達され、このドライブスプロケットが前述のように動力伝達用チェーンを介して後輪１０６（図１）を回転駆動する。

なお、クランクケース１２とトランスミッションケース１７は相互に一体的に結合し、全体としてエンジン１０を含むエンジンユニットのケーシングアセンブリを構成する。このケーシングアセンブリの適所にはエンジン始動用のスタータモータやクラッチ装置等を始めとする複数の補機類が搭載もしくは結合し、これらを含めたエンジンユニット全体が車体フレーム１０１によって支持される。

エンジン１０には更に、エアクリーナ及び燃料供給装置からそれぞれ供給される空気（吸気）及び燃料でなる混合気を供給する吸気系、燃焼後の排気ガスをエンジン１０から排出する排気系、エンジン１０を冷却する冷却系及びエンジン１０の可動部を潤滑する潤滑系、更にはそれらを作動制御する制御系（ＥＣＵ；Engine Control Unit）が付属する。制御系の制御により複数の機能系が上述の補機類等と協働し、これによりエンジンユニット全体として円滑作動が遂行される。

各機能系について説明すると、先ず吸気系において各気筒ともシリンダヘッド１４の後側に吸気口（インテークポート）が開口し、この吸気口に吸気管（インテークパイプ）を介してスロットルボディが接続される。スロットルボディにはその内部に形成されている吸気流路もしくは通路を、アクセル開度に応じて開閉するスロットルバルブが装着され、エアクリーナから送給されてくる空気の流量が制御される。この例では各気筒のスロットルバルブ軸が同軸に配置され、このスロットルバルブ軸を機械式又は電気もしくは電磁式に駆動するバルブ駆動機構を有する。

一方、各スロットルボディにはスロットルバルブの下流側に燃料噴射用のインジェクタが配置され、これらのインジェクタに対して燃料ポンプによって燃料タンク内の燃料が供給される。この場合、各インジェクタはその上側にて車幅方向に横架されたデリバリパイプと接続され、燃料ポンプに接続されたデリバリパイプから燃料が配給されるようになっている。各インジェクタは上述の制御系の制御により所定タイミングでスロットルボディ内の吸気流路に燃料を噴射し、これにより各気筒のシリンダブロック１３に対して所定空燃比の混合気が供給される。

次に、排気系において各気筒ともシリンダヘッド１４の前側にて排気口（エキゾーストポート）が開口し、この排気口に排気管（エキゾーストパイプ）１８が接続される。各気筒の排気管１８は排気口から一旦下方へ延出して、クランクケース１２の下側で合流して一体化する。排気管１８は後方へ延出して、その後端にはマフラ１９が取り付けられる。
この場合、図３を参照して♯１気筒の排気管１８と♯２気筒の排気管１８が合流部２０で合流し、♯３気筒の排気管１８と♯４気筒の排気管１８が合流部２１で合流する。更に、合流部２０及び合流部２１が相互に合流することで、♯１〜♯４気筒の４本の排気管１８がオイルパン１６の略左下方にて単一の集合管２２に集合する。集合管２２は接続パイプ２３を介してマフラ１９に接続される。

また、冷却系においてシリンダブロック１３及びシリンダヘッド１４の周囲には冷却水が循環するように形成されたウォータジャケットが構成される。このウォータジャケットに送給される冷却水を冷却する熱交換器であるラジエータ２４を装備する。ラジエータ２４は走行風を当てることにより、内部を流通する冷却水の熱を放散させるが、この例ではラジエータ２４は正面視で概略横長の矩形（長方形）形状を呈し、図１に示されるようにステアリングヘッドパイプ１０２の下部付近からシリンダブロック１３の前方の排気管１８の前側付近まで、後方に適度に傾斜して延設配置される。エンジン１０のシリンダブロック１３は正面視でラジエータ２４によって略覆われる。なお、ラジエータ２４は車体フレーム１０１等を利用して、それらの適所に支持される。

冷却系において本例ではクランクケース１２の左側壁部に、例えばクランクケース１２に内蔵のオイルポンプに連動駆動されるようにしたウォータポンプを有する。このウォータポンプとウォータジャケットは冷却水ホースにより相互に接続され、またウォータポンプとラジエータ２４は別の冷却水ホースにより相互に接続される。ウォータポンプにはラジエータ２４から、冷却された冷却水が冷却水ホースを介して供給される。ウォータポンプは、ラジエータ２４で冷却された冷却水を吐出して、ウォータジャケット内を流通させ、これによりエンジンが冷却される。ウォータジャケット内を流通した冷却水は冷却水ホースを介して、ラジエータ２４へ送給される。ラジエータ２４ではエンジン１０から送給された冷却水を冷却し、再び冷却水ホースを介してウォータポンプへ供給し、冷却系においてかかる冷却水循環が繰り返される。

更に、エンジンユニットの可動部に潤滑油を供給して、それらを潤滑するための潤滑系が構成される。この潤滑系には、クランクシャフト１１まわりやシリンダヘッド１４内に構成される動弁装置、そしてそれらを連結するカムチェーン、トランスミッション等々が含まれる。本実施形態において潤滑系に対して、クランクシャフト１１の回転力を直接又は間接的に駆動源として駆動されるオイルポンプがクランクケース１２に内蔵される。オイルポンプとしてトロコイドポンプ等を使用するが、このオイルポンプによりオイルパン１６から吸い上げた潤滑油を潤滑系に送給する。なお、クランクケース１２の前側下部にオイルフィルタ２５が取り付けられ、潤滑油は潤滑系に送給される前にオイルフィルタ２５によって浄化される。

上述のように排気管１８（１８Ａ〜１８Ｄ）から合流部２０及び合流部２１を経て、集合管２２から接続パイプ２３を介してマフラ１９に至る排気系が構成される。そして、この排気系の排気制御を行うべく、図２では概略図示するが排気制御装置２６を備える。本発明では排気制御装置２６はかかる排気系おける異なる部位にて排気制御を行う少なくも２種類の排気バルブを有し、これらの排気バルブを単一のアクチュエータ又はアクチュエータユニットにより開閉駆動する。

次に、本発明に係る排気制御装置２６について具体的に説明する。排気系において、図３に示されるように♯１及び♯４気筒の左右両端の排気管１８（１８Ａ，１８Ｄ）が連通管２７を介して相互に連通する。この連通管２７は、これら左右両端の排気管１８の後側に水平に架け渡される。また、♯２及び♯３気筒の排気管１８（１８Ｂ，１８Ｃ）が連通管２８を介して相互に連通する。この連通管２８は、♯２及び♯３気筒の排気管１８の間に挟まれるように架け渡され、連通管２７に対して適度に斜め前上方に位置して配置される。後述するように連通管２７及び連通管２８には、本発明の排気制御装置２６に係る排気バルブが装着される。

本実施形態において、本発明の適用部位として排気管１８と集合管２２とし、図２において略記するが、これらの部位の排気制御を行うアクチュエータユニット２９を備える。この例ではアクチュエータユニット２９は図４Ａに示されるように、シートレール１０７を利用して、シートの下側に位置して搭載支持される。一対のシートレール１０７の後端部の内側に搭載されたアクチュエータユニット２９は駆動部３０を有し、この駆動部３０は、一対のワイヤもしくはケーブル３１を介して接続された制御対象である排気バルブを駆動する。制御対象として図３を参照して、連通管２７及び連通管２８に装着されてそれらを開閉する排気バルブ３２（第１排気バルブ）と、集合管２２に装着されてこれを開閉する排気バルブ３３（第２排気バルブ）が配置される。図３において排気バルブ３２及び排気バルブ３３自体の詳細な図示は省略するが、排気バルブ３２を回転駆動することで連通管２７及び連通管２８を開閉制御することができるようになっている。また、排気バルブ３３を回転駆動することで集合管２２を開閉制御することができる。

更に、アクチュエータユニット２９について具体的に説明する。図４Ｂはアクチュエータユニット２９の下面図であり、そのケーシング３４の下面から駆動部３０の回転駆動軸３５が突出し、回転駆動軸３５の先端に駆動プーリ３６が軸着する。駆動プーリ３６にはワイヤ３１を巻回するための図示しないガイド溝が形成されており、一対のワイヤ３１は回転駆動軸３５を両側で囲うように巻回される。なお、ワイヤ３１の一方の端子３１ａが駆動プーリ３６の係止穴（図示せず）に保持される。ケーシング３４内には、アクチュエータユニット２９の回転駆動軸３５に対する駆動源である、例えばステッピングモータ３７が内蔵されており、このステッピングモータ３７の作動で駆動プーリ３６が所定タイミング、方向及び量(角度)で回転駆動される。これにより一対のワイヤ３１の一方が巻き取りあるいは繰り出され、他方が繰り出されあるいは巻き取られる。

前述のように連通管２７及び連通管２８にそれぞれ排気バルブ３２が装着され、また、集合管２２には排気バルブ３３が装着される。アクチュエータユニット２９に接続されたワイヤ３１は、図４Ａにも示されるようにシートレール１０７（右側）に沿って配索され、排気バルブ３３の配設部まで引き回される。また、排気バルブ３３の配設部と排気バルブ３２の配設部の間はワイヤもしくはケーブル３８を介して接続される。

先ず、排気バルブ３２側について説明すると、図３に示されるように連通管２７及び連通管２８の間に跨って連結パイプ３９が設けられ、この連結パイプ３９内には連通管２７及び連通管２８を通るように回転軸４０が設定される。連通管２７及び連通管２８にそれぞれ装着された排気バルブ３２は、回転軸４０上に取り付けられる。つまり、２つの排気バルブ３２は単一の回転軸４０により同軸に配置支持され、同期タイミングで作動するようになっている。回転軸４０の詳細な説明については省略するが、その一端側、この例では連通管２７側に従動プーリ４１が取り付けられる。従動プーリ４１にはワイヤ３８が接続されており、ワイヤ３８の引き作動により従動プーリ４１が回転駆動される。従動プーリ４１にはリターンスプリング４２が付帯しており、その弾力により回転軸４０を排気バルブ３２の閉じ方向に付勢し、従動プーリ４１を回転させるためにリターンスプリング４２の弾力に抗してワイヤ３８を引くこととなる。

次に、排気バルブ３３側について説明すると、集合管２２に装着される排気バルブ３３は、図３のように集合管２２を通るように設定された回転軸４３上に取り付けられ、回転軸４３のまわりに回転可能に支持される。ここで、図５及び図６は排気バルブ３３の配設部まわりを示す前方斜視図及び後方斜視図である。回転軸４３の詳細な説明については省略するが、回転軸４３の一端側に従動プーリ４４が取り付けられ、アクチュエータユニット２９の作動によりこの従動プーリ４４が回転駆動される。なお、ワイヤ３１の他方の端子３１ｂ（図７参照）が従動プーリ４４の係止穴（図示せず）に保持されるようになっている。また、従動プーリ４４にはリターンスプリング４５が付帯しており、その弾力により回転軸４３を排気バルブ３３の閉じ方向に付勢している。

本発明の排気制御装置２６において特に、第１排気バルブである排気バルブ３２は、第２排気バルブである排気バルブ３３の作動域に対応して、開閉駆動されることを特徴とする。
より具体的には排気バルブ３３の回転軸４３と同軸上に、図５及び図６のように排気バルブ３３と同期作動する第２排気バルブレバー４６と、排気バルブ３２を作動させるための第１排気バルブレバー４７とを備え、アクチュエータユニット２９が第２排気バルブレバー４６を作動させ、第２排気バルブレバー４６が第１排気バルブレバー４７を作動させる。

第２排気バルブレバー４６は従動プーリ４４と一体的に形成され、従動プーリ４４の径方向外方に延出する。この例では第２排気バルブレバー４６は従動プーリ４４の後側へ延出し、両者は回転軸４３のまわりに一体回転する。
第１排気バルブレバー４７は従動プーリ４４とは別体に形成され、回転軸４３に対して回転自在に軸着する。この例では第１排気バルブレバー４７は従動プーリ４４の前側へ延出し、その先端の係止穴（図示せず）にワイヤ３８の一方の端子３８ａが保持されるようになっている。第１排気バルブレバー４７はリターンスプリング４２（図３参照）の弾力に基づきワイヤ３８を介して、図５及び図６において右旋するように付勢される。この場合、集合管２２から突設された係止片４８が第１排気バルブレバー４７と当接して、その右旋動作を規制するようにしている。

また、図７は駆動プーリ３６及び従動プーリ４１，４４の接続関係等を模式的に示しており、図示したように駆動プーリ３６及び従動プーリ４４間はワイヤ３１を介して接続され、また、第１排気バルブレバー４７及び従動プーリ４１間はワイヤ３８を介して接続される。なお、ワイヤ３８の他方の端子３８ｂは、従動プーリ４１の係止穴（図示せず）に保持される。
駆動プーリ３６及び従動プーリ４１，４４に対応して、排気バルブ３２、排気バルブ３３及びアクチュエータユニット２９は車両前方から後方へ、順次配置される。

第１排気バルブレバー４７の回転軸４３を挟んで反対側には該第１排気バルブレバー４７の一部として、第２排気バルブレバー４６と当接し得るように折曲形成された係合片４９が突設される。この係合片４９は第１排気バルブレバー４７が係止片４８と当接した状態で、第２排気バルブレバー４６に対して従動プーリ４４の回転方向で所定角度だけ離間するように配置される。係合片４９は、第１排気バルブレバー４７と共に回転軸４３のまわりに回転可能である。更に、第２排気バルブレバー４６の回転軌道上に位置するように、集合管２２からストッパ５０が突設される。係合片４９は第２排気バルブレバー４６の当接後、第２排気バルブレバー４６がストッパ５０に当接するまで回転方向で所定角度だけ第１排気バルブレバー４７と共に回転軸４３のまわりに回転する。

また、従動プーリ４４には第２排気バルブレバー４６とは反対に、従動プーリ４４の前側へ延出する係合レバー５１が一体的に形成される。この係合レバー５１は図５のようにストッパ５０と当接することで、リターンスプリング４５の弾力により図５及び図６において右旋するように付勢される従動プーリ４４の右旋動作を規制する。
更に、従動プーリ４１についても図３を参照して、従動プーリ４１に一体的に形成された係合レバー５２と連通管２７に突設されたストッパ５３が当接するようになっている。係合レバー５２及びストッパ５３の当接により、リターンスプリング４２の弾力によって排気バルブ３２の閉じ方向に付勢される従動プーリ４１の回転動作が規制される。

上記の場合、アクチュエータユニット２９、具体的にはその駆動源であるステッピングモータ３７は車載のＣＰＵ（図示せず）に接続されている。このＣＰＵによりエンジン回転数等との関係でステッピングモータ３７が制御されるようになっている。

本発明のエンジンの排気制御装置は上記のように構成されており、次にその基本的な装置動作等について説明する。図８Ａ〜図８Ｃは排気制御装置２６の動作を順次示し、図９は排気制御装置２６の動作に対応するエンジン回転数及びバルブ開度の関係を示す図である。
エンジン１０の始動時には図８Ａのように係合レバー５１がストッパ５０と当接することで、回転軸４３の回転角度、即ち排気バルブ３３の開度が規定される。本例ではこのとき排気バルブ３３は、比較的小さい開度ｘ％に設定されている。なお、このときストッパ５３により従動プーリ４１が回転規制され、排気バルブ３２の開度０％の全閉状態に設定保持される。

エンジン回転数を上げるべく、アクチュエータユニット２９のステッピングモータ３７が作動して、駆動プーリ３６が回転することでワイヤ３１を介して、従動プーリ４４がリターンスプリング４５の弾力に抗して回転する。これに対応して排気バルブ３３の開度が大きくなり、本例ではエンジン回転数の低回転時から中回転時には従動プーリ４４が角度θ₁だけ回転し、排気バルブ３３は半開度以上まで開いて開度ｐ％（７０〜９０％程度）となる。また、このとき図８Ｂのように従動プーリ４４と共に回転する第２排気バルブレバー４６が係合片４９と当接するが、この間、排気バルブ３２は全閉状態に保持される。

更にエンジン回転数を上げるべく、アクチュエータユニット２９により従動プーリ４４を回転させると、第２排気バルブレバー４６が回転方向に係合片４９と当接し、係合片４９を押動する。これにより第１排気バルブレバー４７がワイヤ３８を介して、リターンスプリング４２の弾力に抗して従動プーリ４１を回転させる。これに対応して排気バルブ３２が開き始め、本例ではエンジン回転数の中回転時以降の高回転時には、排気バルブ３２は全閉から全開、即ち１００％まで開くと共に、排気バルブ３３も全開まで開く。排気バルブ３２は、排気バルブ３３の作動域のうち高回転域に対応するように開閉駆動される。

エンジン回転数の高回転時には、図８Ｃのように第２排気バルブレバー４６はストッパ５３と当接するまで更に角度θ₂だけ回転し、従ってこの間、係合片４９が角度θ₂だけ回転する。第１排気バルブレバー４７も係合片４９と同様に角度θ₂だけ回転する。なお、第２排気バルブレバー４６は、図８Ａの作動開始時からストッパ５０と当接するまでの間に、角度θだけ回転する。

次に、本発明の排気制御装置２６における主だった作用効果について説明する。先ず、集合管２２に装着された排気バルブ３３を開閉する第２排気バルブレバー４６に追従するかたちで、第１排気バルブレバー４７が作動し、即ちワイヤ３８を介して排気バルブ３２を開閉する従動プーリ４１が回転することで、機械的に極めて効率のよい連携動作が行われる。このように効率的な排気制御動作が実現される。

また、第１排気バルブレバー４７は、回転軸４３に対して回転自在に軸着するため、例えばワイヤ３８の端子３８ａを第１排気バルブレバー４７から一旦外しておき、この状態でワイヤ３１の長さ調整を行うことができる。これに引き続きワイヤ３８の長さ調整を行い、即ちこれらのワイヤ３１，３８を独立して行うことができ、遊びのない動作を確保維持することができる。

また、アクチュエータユニット２９には単一の駆動プーリ３６が設けられ、これらアクチュエータユニット２９及び駆動プーリ３６を小型化することができる。そして、アクチュエータユニット２９全体としてコンパクト化を図ることができ、レイアウト上の自由度を向上することが可能となる。
また、単一のアクチュエータユニット２９で２つの排気バルブ３２及び排気バルブ３３を開閉作動させることができる。

単一のアクチュエータユニット２９が第２排気バルブレバー４６を作動させ、第２排気バルブレバー４６は第１排気バルブレバー４７に当接し、その後、第２排気バルブレバー４６はストッパ５０に当接する。このようにアクチュエータユニット２９の作動を起点として、一連の動作が円滑且つ効率的に行われる。

エンジンの低回転時から中回転時には排気バルブ３２は全閉のままで、排気バルブ３３は所定開度から半開度以上まで開き、高回転時には排気バルブ３２は全閉から全開まで開き、排気バルブ３３も全開まで開くように設定される。
このようにエンジン回転数の低回転時から高回転時に至るまで、排気バルブ３２を排気バルブ３３に連動するように作動させることにより、排気制御装置の構成を簡素することができる。その際、排気バルブ３２及び排気バルブ３３作動域を容易且つ適正に設定することができる。

排気バルブ３２、排気バルブ３３及びアクチュエータユニット２９は車両前方から後方へ、順次配置されているため、それらを接続するワイヤ３１及びワイヤ３８を交差させることなく配索することができる。また、ワイヤ３１及びワイヤ３８を含めた複数部品の組付性を向上することができる。

アクチュエータユニット２９は、シート下側にてシートレール１０７内側に装架されるため、外部からの防護性に優れている。また、エンジン１０から後方へ離間した位置に配設されるため、その熱影響等を受けないようにし、適正作動が保証される。

上述のようにエンジン回転数に応じて排気バルブ３２あるいは排気バルブ３３の開度を制御する。これらの排気バルブ３２及び排気バルブ３３を開閉する際の開閉速度は、図９の図示例等でグラフの傾斜角度に相当するが、アクチュエータユニット２９のステッピングモータ３７の駆動制御によって、遅速を適宜調整することができる。また、これらの排気バルブ３２及び排気バルブ３３の開閉タイミングも必要に応じて設定可能であり、図９の図示例等で開度が直線状に変化する場合を含め、それらの変化態様として曲線状にすることも可能である。

以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
上記実施形態において説明した排気バルブ３３の開度ｘ％あるいはｐ％、及び回転角度θ₂あるいは角度θ₂の数値等は、エンジン１０の出力特性等との関係で必要に応じて適宜変更可能である。

１０エンジン、１１クランクシャフト、１２クランクケース、１３シリンダブロック、１４シリンダヘッド、１５シリンダヘッドカバー、１６オイルパン、１７トランスミッションケース、１８排気管、１９マフラ、２０，２１合流部、２２集合管、２３接続パイプ、２４ラジエータ、２５オイルフィルタ、２６排気制御装置、２７，２８連通管、２９アクチュエータユニット、３０駆動部、３１ワイヤもしくはケーブル、３２排気バルブ（第１排気バルブ）、３３排気バルブ（第２排気バルブ）、３４ケーシング、３５回転駆動軸、３６駆動プーリ、３７ステッピングモータ、３８ワイヤもしくはケーブル、３９連結パイプ、４０回転軸、４１従動プーリ、４２リターンスプリング、４３回転軸、４４従動プーリ、４５リターンスプリング、４６第２排気バルブレバー、４７第１排気バルブレバー、４８係止片、４９係合片、５０ストッパ、５１係合レバー、５２係合レバー、５３ストッパ、１００自動二輪車、１０１車体フレーム、１０４前輪、１０６後輪、１０７シートレール。

Claims

複数気筒のそれぞれに接続された排気管が集合管に合流して排気系が構成され、前記排気系の異なる部位にて排気制御を行う少なくとも２種類の排気バルブを有し、
所定の前記排気管を連通する複数の連通管に装着された第１排気バルブと、前記集合管に装着された第２排気バルブと、前記第２排気バルブを開閉駆動させるアクチュエータとを備えたエンジンの排気制御装置であって、
前記第１排気バルブは、前記第２排気バルブの作動域に対応して、開閉駆動され、
前記第２排気バルブと同期作動する第２排気バルブレバーと、前記第１排気バルブを作動させる第１排気バルブレバーとを備え、
前記アクチュエータが前記第２排気バルブレバーを作動させ、前記第２排気バルブレバーが前記第１排気バルブレバーを作動させることを特徴とするエンジンの排気制御装置。
前記第２排気バルブレバーは前記第１排気バルブレバーに当接し、その後、前記第２排気バルブレバーは前記集合管に設けられたストッパに当接することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの排気制御装置。
前記第１排気バルブレバーは、前記第２排気バルブレバーを同軸に支持する回転軸に対して回転自在に軸着することを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンの排気制御装置。
前記第１排気バルブレバーの一部として、前記第２排気バルブレバーに当接し得る係合片を有し、前記第２排気バルブレバーが所定角度回転して前記係合片と当接して押動することにより、前記第１排気バルブレバーが回転作動することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のエンジンの排気制御装置。
エンジンの低回転時から中回転時には前記第１排気バルブは全閉のままで、前記第２排気バルブは所定開度から半開度以上まで開き、
エンジンの高回転時には、前記第１排気バルブは全閉から全開まで開き、前記第２排気バルブも全開まで開くように設定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のエンジンの排気制御装置。
前記第１排気バルブ、前記第２排気バルブ及び前記アクチュエータは車両前方から後方へ、順次配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のエンジンの排気制御装置。
前記アクチュエータは、シート下側にてシートレール内側に装架されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のエンジンの排気制御装置。