JPH01187310A - エンジンの排気装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はエンジンの排気装置に関するものである。

（従来技術） エンジンの排気音低減のために、排気通路に対して消音
器が接続されているが、この排気音の種類は、大別して
、気流音とこもり音とに分けられる。上記気流音は、排
圧が大きくなるエンジン高出力時に顕著にあられれ、排
圧が低下するにしたがって小さくなる。これに対して、
こもり音は、排圧が小さくなるエンジン低出力時に顕著
にあらわれ、排圧が上昇するにつれて小さくなる。

このように、気流音とこもり音とは、その一方が小さく
なる運転状態では他方が大きくなるため、１つの消音器
によって両方の排気音を２共に効果的に低減するのが困
雉となる。このため、特開昭５９−７４３２５号公報に
示すように、排気通路に互いに特性の異なる’ＦＭ数の
消音器を接続して、この複数の消音器のうち少なくとも
一部の消音器に対する排気に流れを切換弁により切換え
るようにしたものが提案されている。より具体的には、
先ず排気通路を第１分岐排気通路と第２分岐排気通路と
に分岐させて、第１分岐排気通路に専ら低速用として設
定された第１消音器を接続する一方、第２分岐排気通路
に専ら高速用として設定された第２消音器を接続しであ
る。そして、排気通路に設けた切換弁をエンジン負荷に
応じて切換えるように、すなわち低負荷時には排気を第
１分岐排気通路を通してのみ流すようにする一方、高負
荷時には排気を第２分岐排気通路を通してのみ流すよう
にしている。

しかしながら、上述したように、切換弁により排気の流
れを変更して排気音を効果的に低減しようとするものに
おいては、この排気の流れの切換前後で排ＩＦが大きく
変化することになり、このためトルク変動によるショッ
クが生じ易いものとなる。

一方、最近では、自動変速機を塔載した自動車が増加す
る傾向にあり、このものにあっては、あらかじめ定めら
れた変速特性にしたがって変速制御がなされる。そして
、この変速特性を変更し得るようにしたもの、例えばマ
ニュアル選択により例えばエコノミモードとパワーモー
ドとの少な（とも２つの変速特性のなかからいずれか１
つの変速特性を選択的に用い得るようにしたものが多く
なっている。この場合、エコノミモードは比鮫的静かで
燃費を重視した変速特性であり、パワーモードはエコノ
ミモートに比してより高い車速で変速が行われるように
設定されて、余裕駆動力を利用して力強い走行を行える
ような変速特性である。

このように、変速特性を変更し得るようにしたものにお
いて、特に静かな走りを要求する上記エコノミモードが
選択されているような場合は、前述した排気の流れの切
換えによるトルクショックを特に強く生じ易いものとな
る。

（発明の目的） 本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、
変速特性として第１変速特性と該第１変速特性よりも高
い車速で変速が行われるように設定した第２変速特性と
を選択的に使用し得るようにしたものにおいて、排気の
流れの切換えに伴なうトルクショックを極力感じさせな
いようにしたエンジンの排気装置を提供することを目的
とする。

（発明の構成および作用） 前述の目的を達成するため、本発明にあっては、次のよ
うな構成としである。すなわち、第９図に示すように、 エンジンの排気通路に接続され、互いに特性の異なる複
数の消音器と、 前記排気通路に設けられ、前記複数の消音器のうち少な
くとも一部の消音器に対する排気の流入、遮断を切換え
て、少なくとも排圧の小さくなる第１状態と排圧の大き
くなる第２状態との２つの状態の間での切換えを行なう
ための切換弁と、 所定の切換条件にしたがって前記切換弁を切換作動させ
る切換制御手段と、 所定の変速特性に基づいて自動変速機の変速制御を行な
う変速制御手段と、 前記変速制御手段に用いる変速特性として、第１変速特
性と該第１変速特性よりも高い車速で変速が行なわれる
ように設定された第２変速特性との少なくとも２つの変
速特性のいずれかを選択する変速特性選択手段と、 前記変速特性選択手段により前記第１変速特性が選択さ
れたときは、前記第２変速特性が選択されたときに比し
て、前記切換条件をより高い車速で切換えが行われるよ
うに設定する切換条件変更手段と、 を備えた構成としである。

このような構成にすることにより、切換弁による排気の
流れの切換条件が、静かな走りを重視した第１変速特性
が行われるときは高い車速側へと変更されるため、この
切換弁の切換えが生じる機会が実質的に減少されること
になる。

（実施例） 以下本発明の実施例を添付した図面に基づいて説明する
。

第１図において、Ｅはエンジンで、このエンジンＥは、
実施例ではバンケル型のロータリピストンエンジンとさ
れている。すなわち、ケーシング２内に略玉角形をした
ロータ３が収納されることにより、該ケーシング２内に
三つの作動室４．５．６が画成されて、この各作動室４
．５．６がロータ３の遊星回転運動に伴なって容積変化
される。そして、ケーシング２には、所定位置において
、吸気ボート７、排気ボート８が形成されると共に点火
プラグ９が配設されて、各作動室４．４．６は、既知の
ように吸入、圧縮、爆発、排気の行程が順次行われる。

前記エンジンＥの出力軸ｌから取出される動力は、自動
変速機ＡＴを介して図示を略す駆動輪へ伝達されるよう
になっている、そし、て、この自動変速機ＡＴは、実施
例では、ロックアツプクラッチ付のトルクコンバータＴ
Ｃと、遊星歯車式の多段変速機構ＴＳと、から構成され
ている。

前記吸気ボート７に連なる吸気通路１１には、その−上
流側より順次、エアクリーナ１２、エアフローメータ１
３、過給機１４のコンプレッサ（ホイール）１４ａ、イ
ンタクーラ１５．スロットル弁１６、燃料噴射弁１７が
配設されている。

一方、前記排気ボート８に連なる排気通路２１には、そ
の上流側より順次、前記過給機１４のタービン（ホイー
ル）１４ｂ、酸化触媒２２、三元触媒２３が配設されて
いる。この排気通路２１は、−ｈ、記三元触媒２３下流
側が第１、第２の２つの分岐排気通路２＋Ａ、２１Ｂに
分岐されて、第１分岐排気通路２１Ａには第１消音器２
４Ａが接続されると共に、第２分岐排気通路２１Ｂには
第２消音器２４Ｂが接続されている。そして、第１分岐
排気通路２］Ａには、第１消音器２４Ａの上流において
、切換弁２５が配設されている。これにより、切換弁２
５が閉じているときは排気は第２分岐排気通路２１Ｂ　
（第２消音器２４Ｂ）のみを流れ、切換弁２５が開いて
いるときは、排気は２つの分岐排気通路２１Ａと２１Ｂ
（２つの消音器２４Ａと２４Ｂ）とを流れることになる
。換言すれば、切換弁２５が開いたときは排圧が小さく
なる第１状態とされ、切換弁２５が閉じたときは排圧が
大きくなる第２状態とされる。なお、各消音器２４Ａ、
２４Ｂについて後述する。

前記切換弁２５は、圧力作動式のアクチュエータ２６に
より開閉駆動される。このため、アクチュエータ２６の
圧力室２６ａが、三方ソレノイド弁２７を介して負圧タ
ンク２８に接続され、この負圧タンク２８は、チエツク
弁２９が接続された負圧導入路３０を介して、スロット
ル弁１６下流の吸気通路１１に接続されている。これに
より、三方ソレノイド弁２７を例えば励磁したときは、
上記圧力室２６ａが負圧タンク２８に接続されることに
より、切換弁２５が閉とされる。逆に、三方ソレノイド
弁２７が消磁されると、負圧室２６ａに大気が導入され
ることにより該圧力室２６ａの「↓圧が解放されて、リ
ターンスプリング２６ｂにより切換弁２５が開とされる
、前記排気通路２１は、過給機１４のタービン１４ｂを
バイパスするバイパス路３１を有し、このバイパス路３
１にウェストゲートバルブ３２が配設されている３、こ
のウェストゲートバルブ３２は、圧力作動式のアクチュ
エータ３３を利用して、その量弁時の過給圧すなわち最
大過給圧が法定される。このため上記アクチュエータ３
３の圧力室が、導入路３４を介して、過給機１４のコン
プレッサｌ　４　ａ−ト流において吸気通路２１に接続
されている。また、この導入路３４の途中には、デユー
ティソレノイドバルブ３５が接続された大気圧導入路３
６を介して、上記コンプレッサ１４ａ、ｌｘ流の吸気通
路２１に接続されている。上記ソレノイドバルブ３５は
、コンプレッサ１４ａの上流側と一ド流側との各吸気通
路２１に対する連通割合を変更するもので、この連通割
合の変更（デユーティ比変更）により、最大過給１「が
変更される。

前記第１消音器２４Ａは、高速用すなわち特に気流音を
低減するのを主として設定されており、その具体的な構
成例を第２図に示しである。この第１消音器２４Ａは、
ケーシング４１を備えて、その内部が隔壁４２△、４２
Ｂにより、斤いに直列な３つの室４；３Ａ、４３Ｂ、４
３Ｇに画成されている。４４は流入バイブ、４５は流出
バイブであり、排気の流入用となる流入バイブ４４は室
４３Ａを貫通して室４３Ｂに開［１され、また排気の流
出用となる流出バイブ４５は、室４３Ｃを目通して室４
３Ｂに開口している。また、室４３Ｂと４３Ｃとが、流
入バイブ４４と同一軸線状に配置された連通バイブ４６
を介して連通されている。

そして、室４３Ａには、グラスウール４９が充填される
と共に、流入バイブ４４の側壁には語学４３Ａに開口す
るように多数の小孔４４ａが形成されている。

Ｉ再記第２消音器２４Ｂは、低速用すなわちこもり音を
特に低減するのを十として設定されており、その具体的
な構成例を第３図に示しである。

この第２消音器２４Ｂは、ケーシング５１を備えて、そ
の内部が隔壁５２Ａ〜５２Ｃによって、直列な４つの室
５３Ａ〜５３Ｄに画成されている。

５４は流入バイブ、５５は流出バイブであり、排気の流
入用となる流入バイブ５４は、室５３Δを貫通して室５
　：３　Ｂに開口され、また排気の流出用となる流出バ
イブ５５は、室５３Ｂ〜５３１〕を貫通して室５：３Ａ
に開口されている。そして、連通バイブ５６により室５
３Ａと５３Ｃとが連通され、連通バイブ５７により室５
３Ｂと５３Ｄとが連通され、連通バイブ５８により室５
３Ｂと５３０とが連通されている。なお、連通バイブ５
７は、流入バイブ５４と同一軸線状に配置されている。

勿論、第１消音器２４Ａは、第２消音器２４Ｂに比して
排気抵抗が小さくなっている。

第１図中６１はマイクロコンピユータを利用して構成さ
れた制御ユニットで、この制御ユニット６１には、前記
エアフローメータ１３からの吸入空気量信号の他、各セ
ンサあるいはスイッチ６２〜６６からの各信号が入力さ
れる。上記センサ６２はエンジン回転数を検出す２るも
のである。センサ６３はアクセル開度を検出するもので
ある。センサ６４は車速を検出するものである。スーイ
ッチ６５は後述する変速特性をマニュアル式の選択する
ためのものである４スイツチ６６は、定速走行制御（オ
ートクルズコントロール）を行うか否かの選択をマニュ
アル式に行うためのちのである。

また、制御ユニ・ント６１からは、前記点火プラグ９、
燃料噴射弁１７、巳方ソレノイド２７、デユーティソレ
ノイド３５の他、アクチュエータ７１および後述する各
ソレノイド７２．７３に出力される。上記アクチュエー
タ７１は、スロットル弁１６の騙動用のもので１例えば
ステップモータにより構成される。

制御ユニット６１は、点火時期、燃料噴射量（空燃比）
、切換弁２５の切換、最大過給ＬＬ、スロットル弁１６
の開度および変速（ロックアツプを含む）の各々につい
て制御する。なお、点火時期、燃料噴射量および最大過
給圧の各制御については本発明と直接関係がないので、
この部分の説明は省略する。

先ず制御ユニット６Ｉは、自動変速機Ａ］の変速および
ロックアツプの制御を行う。この点を詳述すると、実施
例では、変速特性およびロックアツプ特性として、第４
図に示す工、コノミモードと、第５図に示すパワーモー
ドとがあらかじめ作成記憶されており、モード選択スイ
ッチ６５によって、そのいずれか一方の特性が選択され
る。

この場合、エコノミモードが第１変速特性となり、パワ
ー、モートが、エコノミモードよりも高い車速で変速が
行われる第２変速特性となる。そして、この選択された
変速特性（ロックアツプ特性）に基づいて、変速および
ロックアツプの制御がなされる。より具体的には、複数
の変速用ソレノイド７２に対する励磁、消磁の組合せを
変更することにより変速が行われ、またロックアツプ用
ソレノイド７３に対する励磁、消磁を切換えることによ
り、ロックアツプクラッチのオン、オフが切換えられる
。勿論、自動変速機ＡＴは、油圧作動式の摩擦要素の断
続に応じて変速あるいはロックアツプが切換えられるも
のであり、上記各ソレノイド７２．７３はこの摩擦要素
に対する油圧回路に組込まれて、当該摩擦要素の断続を
切換えるものとなっている。

制御ユニット６１は、また、あらかじめ設定された切換
条件に応じて前記切換弁２５の開閉切換えを制御する。

実施例では、上記切換条件としてエンジン回転数をパラ
メータとして設定しである。すなわち、第７図に示すよ
うに、２種類の切換回転数ＮＥとＮＰとを設定して（Ｎ
ＥＯＮＰ）、高い切換回転数ＮＥは変速特性としてエコ
ノミモードが選択されているときに用い、低い切換回転
数ＮＰは変速特性としてパワーモードが選択されている
ときに用いられる。すなわち、変速特性の変更に応じて
切換回転数が変更される。このように、エコノミモード
が選択されているときは、切換回転数が高く設定される
ので、切換弁２５の切換時が高い車速側へ移行して、こ
の切換えの頻度が低減される。

制御ユニ・ソト６１は、さらに、定速走行制御を行う。

この定速走行制御は、スイッチ６６がＯＮされているこ
とを条件として、図示を略す目標車速設定スイッチによ
り設定された目標車速となるように、スロ・ソトル弁１
６の開度（エンジン出力）を自動制御する。より具体的
には、定速走行制御を行わないときは、第６図に示すス
ロットル特性に基づいて、アクセル開度に対してスロッ
トル開度が一定の関係に対応づけられるように制御され
る。そして、定速走行制御を行うときに、第６図に示す
スロットル特性にしたがうことなく。

実際の車速が目標車速となるように、スロットル開度が
フィードバック制御される。そして、このような定速走
行制御を行っているときは、切換弁２５の切換えそのも
のを禁止するようにしである５すなわち、切換弁２５の
切換えに伴なうトルク変動を生じると、実際の車速か一
時的に大きく変動して定速走行制御上好ましくないため
、切換弁２５の切換えを禁止するようにしである。

前述した制御ユニット６１の制御内容について、第８図
に示すフローチャートを参照しつつ説明する。なお、以
下の説明でＰはステップを示ず、。

先ず、ＰＩでシステム全体のイニシャライズが行われた
後、Ｐ２において、エンジン回転数Ｎｅ、変速特性選択
用となるモードスイッチ６５の操作状態および定速走行
制御の要求有無を示すオートクルーズスイッチ６６の操
作状態が読込まれｕ この後Ｐ３において、モードスイッチ６５の操作状態か
らして、変速特性としてパワーモードを選択しているか
否かが判別される。このＰ３の判別でＹＥＳのときは、
変速特性としてパワーモードが設定されると共に、［）
５において、切換弁２５の切換回転数ＮＣＨとして低い
切換回転数ＮＰが設定される。逆に、Ｐ３の判別がＮｏ
のときは、Ｐ６において変速特性としてエコノミモード
が設定されると共に、切換弁２５の切換回転数ＮＣＲと
して高い回転数ＮＥが設定される。

ト記Ｐ５あるいはＰ７の後は、Ｐ８において、Ｐ４ある
いはＰ６で設定された変速特性に基づいて、変速制御お
よびロックアツプ制御がなされる。この後、Ｐ９におい
て、オートクルーズスイッチ６６の操作状態からして、
現在定走行制御中であるか否かが判別される。このＰ９
の判別でＹＥＳのときは、切換弁２５の切換えは全く行
わないときなので、そのままリターンされる。

逆に、上記Ｐ９の判別でＮＯのときは、Ｐｌｏにおいて
、エンジン回転数ＮＥが、切換回転数ＮＣ１以上である
か否かが判別される。このＰＩＯの判別でＹＥＳのとき
は、切換弁２５の開領域に相当するときである、この場
合は、ｐＨへ移行して、フラグＦがＯであるか否かが判
別される。このフラグＦは、ｒｌＪのときが切換弁２５
が開のときを示している。このｐＨの判別でＹＥＳのと
き、すなわち現在切換弁２５が閉のときは、Ｐ１２にお
いて切換弁２５を開作動させた後、ＰＩ３においてフラ
グＦを１にセットする。なお、ｐＨの判別でＮｏのとき
は、既に切換弁２５は開となっているので、そのままリ
ターンされる。

一方、上記Ｐ　Ｉ　Ｏの判別でＮｏのときは、切換弁２
５の閉領域であり、この場合はＰＩ４以降の処理を経る
。このＰＩ４以降の処理は、前述したｐＨ以降の処理に
対応しており、先ずＰＩ４のいてフラグＦがＯであるか
否かが判別される。このＰＩ３の判別でＮ　Ｏのときは
、ＰＩ３において切換弁２５を閉作動させた後、ＰＩ６
においてフラグＦをＯにリセットする。また、ＰＩ３の
判別でＹ　Ｅ、　Ｓのときは、既に切換弁２５が閉にな
っているので、そのままリターンさせる。

以上実施例について説明したが、本発明はこれに家具ら
ず例えば次のようにしてもよい。

■切換弁２５の切換条件のパラメータとしては、エンジ
ン回転数の代りに、エンジン負荷（例えば吸入空気量）
を用いてもよく、あるいはエンジン回転数とエンジン負
荷との両方（マツプ化）を用いる等、適宜設定し得る。

■消音器の数は３つ以−Ｆであってもよく、この場合、
排気の流れ状態を複数作るには、例えば第１、第２分岐
排気通路２Ｉ△、　２１　Ｉ３と俯列にさらに第３分岐
排気通路を設けて、この第３分岐排気通路に第：３消音
器を設ける一方、切換弁２５は第１分岐排気通路２２Ａ
のみに設けるようにしてもよく　（排気の流れ状態は２
種類のみとなる）、あるいは第３分岐排気通路にもさら
に切換弁を設けて、２つの切換弁の切換条件（例えばエ
ンジン同転数）を変更して、第１分岐排気通路のみを通
しての排気、第１と第２の２つの分岐排気通路を通して
の排気、第１〜第３の３つの分岐排気通路全てを通して
の排気というように３つの状態を作るようにし−Ｃもよ
い。

■切換弁２５の切換えそのものに起因するトルクショッ
クを防１トするため、この切換えに伴なうトルク低下（
開から閉）あるいは上昇（閉から開）を補償するための
トルク抑制制御を合せて行うようにしてもよい。このト
ルク抑制制御としては、桝えば点火時期、燃料噴射駁あ
るいは最大過給圧の調整、ロックアツプクラッチの強制
的な切断、切換弁２５の切換えを徐々に行なう等、適宜
の手法を用い得る。

（発明の効果） 本発明は以Ｆ述べたことから明らかなように、第１変速
特性による変速制御を行っているときは、切換弁の切換
えによる排圧変化ずなわちトルク変動か生じる頻度を少
なくして、この第１変速特性によるスムーズな走行要求
というものに合致させることができる。また、第２変速
特性による変速制御が行われて余裕駆動力を活した力強
い走りを要求しているときは、　ｂ１極的にｔＳ圧を小
さくしたエンジン出力重視の走りを行うことができ、こ
の第２変速特性に基づ（走行をより最適なものとするこ
とができる。

勿論、特性の異なる複数の消音器を効果的に使用して、
排気音低減の上からも好ましいものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体系統し１゜ 第２図、第３図は特性の異なる消音器の一例を小す断面
図、。 第４図、第５図は特性の異なる変速特性を示す図。 第６図は基本のスロットル特性を示す図。 第７図は切換回転数の高低の設定例を示す図。 第８図は本発明の制御例を示すフローチャート。 第９図は本発明の構成をプロ・ツク図的に示す図。 トー：工ンジン ＡＴ：自動変速機 ２１：排気通路 ２１Ａ：第１分岐排気通路 ２１Ｂ：第２分岐排気通路 ２４Δ：第１消音器 ２４Ｂ＝第２消音器 ２５：切換弁 ２６：アクチュエータ ２７：三方ソレノイドバルブ ６１：制御ユニット ６２：センサ（エンジン回転数）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンの排気通路に接続され、互いに特性の異
   なる複数の消音器と、 前記排気通路に設けられ、前記複数の消音器のうち少な
   くとも一部の消音器に対する排気の流入、遮断を切換え
   て、少なくとも排圧の小さくなる第１状態と排圧の大き
   くなる第２状態との２つの状態の間での切換えを行なう
   ための切換弁と、 所定の切換条件にしたがって前記切換弁を切換作動させ
   る切換制御手段と、 所定の変速特性に基づいて自動変速機の変速制御を行な
   う変速制御手段と、 前記変速制御手段に用いる変速特性として、第１変速特
   性と該第１変速特性よりも高い車速で変速が行なわれる
   ように設定された第２変速特性との少なくとも２つの変
   速特性のいずれかを選択する変速特性選択手段と、 前記変速特性選択手段により前記第１変速特性が選択さ
   れたときは、前記第２変速特性が選択されたときに比し
   て、前記切換条件をより高い車速で切換えが行われるよ
   うに設定する切換条件変更手段と、 を備えていることを特徴とするエンジンの排気装置。