JPH05302518A - 車両用排気マフラの温度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】排気マフラの構造を簡素に保ちつつ、排気ガス
温度（排気マフラ温度）を調節可能とし、排気マフラ内
における排気ガス圧力波の伝播速度をエンジンの運転状
況に対応して変化させ、エンジン運転範囲全域にわたっ
てエンジン出力の向上および好燃費の達成を図る。 【構成】車両走行時の走行風によって排気マフラ２８の
温度を調整する温度調節手段（導風装置３７）と、上記
車両のエンジン１８の回転数を検出するエンジン回転数
センサ４２と、上記排気マフラ２８の温度を検出する排
気マフラ温度センサ４３と、上記両センサ４２，４３か
らのデータ入力によって前記温度調節手段を作動させる
コントローラ４４とを備えたことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、排気マフラの温度を変
化させることによってエンジン性能を向上させる車両用
排気マフラの温度制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両用エンジン、特に２サイクルエンジ
ンの排気マフラでは、周知の通り排気マフラ内で排気ガ
スの正負の圧力波を反射させ、この圧力波をエンジンの
排気口に戻すことにより、シリンダ内に供給される混合
気の充填効率を高めてエンジン出力を向上させるととも
に、排気口からの未燃混合気の吹き抜けを防止して好燃
費を達成するようにしたものが多い。

【０００３】ところが、上述した排気ガス圧力波の反射
作用による効果が最大限に発揮されるのは、エンジン回
転数によって定められる排気口の開閉タイミングと、排
気マラフ内で反射した正負の排気ガス圧力波が排気口へ
到達するタイミングとが同調する特定のエンジン運転範
囲内のみであり、エンジンの運転範囲全域に及ぶもので
はない。

【０００４】ちなみに、排気ガスの圧力波は排気マフラ
内を音速で伝播するもので、その伝播速度は排気ガスの
温度が高くなるにつれて速まり、これとともに圧力波の
反射ピッチが短かくなって高速エンジン回転向きのセッ
ティングとなる。また逆に、排気ガスの温度が低くなる
につれて圧力波の伝播速度は低くなり、低速エンジン回
転向きのセッティングとなる。

【０００５】このため、従来から排気ガスの温度を調節
することによって排気マフラ内における排気ガス圧力波
の伝播速度をエンジンの運転状況に合わせて変化させ、
排気ガスの反射作用によるエンジン出力の向上および好
燃費の達成をエンジンの運転範囲全域、若しくは任意の
運転範囲にわたって実現させるようにした排気マフラが
提案されている。

【０００６】排気ガスの温度を調節する具体的な手段と
しては、例えば排気マフラを２重管構造とし、外管と内
管との間に水や空気などの冷媒を流して排気マフラを冷
却したり、排気マフラの外周に保温材を巻装して排気マ
フラの温度を上げるなどの方法がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように排気マフラを２重管構造にして内部に冷媒を流す
ことにより温度を調節する方法は、排気マフラの構造が
複雑になってコストが嵩むとともに重量が増加してしま
うという問題がある。

【０００８】また、排気マフラに保温材を巻装して温度
を調節する方法では、任意のエンジン運転範囲において
出力向上や燃費向上等の効果が得られるが、エンジンの
運転範囲全域にわたる効果は期待できない。

【０００９】本発明は、かかる不都合に鑑みてなされた
もので、排気マフラの構造を簡素に保ちつつ、排気ガス
温度を調節可能とし、排気マフラ内における排気ガス圧
力波の伝播速度をエンジンの運転状況に対応して変化さ
せ、エンジン運転範囲全域にわたってエンジン出力の向
上および好燃費の達成を図ることのできる車両用排気マ
フラの温度制御装置を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る車両用排気マフラの温度制御装置は、
車両走行時の走行風によって排気マフラの温度を調節す
る温度調節手段と、上記車両のエンジン回転数を検出す
るエンジン回転数センサと、上記排気マフラの温度を検
出する排気マフラ温度センサと、上記両センサからのデ
ータ入力によって前記温度調節手段を作動させるコント
ローラとを備えたことを特徴とするものである。

【００１１】

【作用】上記コントローラは、エンジン回転数センサお
よび排気マフラ温度センサから入力されたデータをもと
に、エンジン回転数および排気マフラ形状に対応する最
適な排気ガス圧力波伝播速度を発生させる排気ガス温
度、すなわち排気マフラ温度を選定し、上記温度調整手
段を作動させて排気マフラの温度を調節する。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。

【００１３】図１は、本発明が適用された自動二輪車の
左側面図である。この自動二輪車１の車体フレーム２
は、ヘッドパイプ３から延びる左右一対のアッパーチュ
ーブ４およびロアーチューブ５がセンターフレーム６に
連結され、このセンターフレーム６からシートフレーム
７が後部上方に向かって延びた構成となっている。

【００１４】上記ヘッドパイプ３には、フロントフォー
ク８が左右回動自在に枢支され、フロントフォーク８の
先端部に前輪９が回転自在に支承されている。また、セ
ンターフレーム６に設けられたピボット軸１１には、後
方へ延びるスイングアーム１２がピボット軸１１廻りに
揺動自在に枢着され、このスイングアーム１２の自由端
部に後輪１３が回転自在に軸支されている。

【００１５】前記アッパーチューブ４上には燃料タンク
１４が載置され、シートフレーム７には着座シート１５
およびピリオンシート１６が設けられたシートカウル１
７が被装されている。

【００１６】車体フレーム２のアッパーチューブ４とロ
アーチューブ５とセンターフレーム６に囲まれた部分に
は、エンジン１８が搭載されている。このエンジン１８
は、例えば２サイクル単気筒エンジンであり、そのクラ
ンクケース１９上にシリンダアッセンブリ２１とキャブ
レタ２２が配置されている。

【００１７】上記クランクケース１９から側方に突出す
る出力軸２３には、ドライブスプロケット２４が回転一
体に設けられ、このドライブスプロケット２４と、前記
後輪１３に回転一体に設けられたドリブンスプロケット
２５との間にチェーン２６が巻き掛けられており、エン
ジン１８の出力によって後輪１３が駆動されるようにな
っている。

【００１８】前記シリンダアッセンブリ２１の排気口２
７には、後方へ延びる排気マフラ２８が接続されてい
る。この排気マフラ２８は、上記排気口２７から遠ざか
るにつれて径が拡大して行く拡径部分２９と、この拡径
部分２９につながり、ほぼ同径で延びる膨張室３０と、
上記膨張室３０につながり、次第に径が縮小して行く縮
径部分３１と、縮径部分３１に続くテールパイプ３２と
から構成されており、上記テールパイプ３２の末端部に
はサイレンサ３３が接続されている。

【００１９】排気口２７から間欠的に排出される排気ガ
スは、上記膨張室３０内で膨張した後、サイレンサ３３
によって消音され、外部に放出される。排気ガスの間欠
排出のたびに排気口２７に発生する正の圧力波は、排気
マフラ２８内を音速で伝播して拡径部分２９の内壁面か
ら負の圧力波を反射させる。この負の圧力波は、音速で
排気口２７に到達し、シリンダアッセンブリ２１内の排
気ガスを引き出して新しく供給される混合気の充填効率
を高め、エンジン１８の出力を向上させる。一方、上記
正の圧力波は、縮径部分３１で反射して音速で排気口２
７に到達し、排気口２７からの未燃混合気の吹き抜けを
防止して好燃費を実現させる。

【００２０】このような圧力波の反射作用によりもたら
される効果は、エンジン回転数によって定められる排気
口２７の開閉タイミングと、排気マフラ２８内で反射し
た正負の排気ガス圧力波が排気口２７へ到達するタイミ
ングとが同調した時に発揮される。ここで、排気ガス圧
力波の伝播速度は排気ガスの温度および排気マフラ２８
の形状寸法によって定められる。なお、本実施例におい
て排気マフラ２８の形状寸法は、正負の排気ガス圧力波
の反射作用による効果がエンジン１８の高回転域におい
て発揮されるように設定されている。

【００２１】車体フレーム２の前半部分と、エンジン１
８および排気マフラ２８等は、例えば合成樹脂製のフェ
アリング３５によって覆われており、自動二輪車１の走
行時における空気抵抗の低減が図られている。

【００２２】図２は、図１のII−II矢視による上記フェ
アリング３５の正面図である。図１および図２に示すよ
うに、フェアリング３５の正面には前記排気マフラ２８
の前方を覆うシールド面３６が設けられており、自動二
輪車１の走行時に伴なう前方からの走行風が直接排気マ
フラ２８に当たらないようになっている。

【００２３】図３は、図２のIII −III 線に沿う断面図
である。図１、図２および図３に示すように、上記シー
ルド面３６には排気マフラ２８の温度調節手段となる導
風装置３７が構成されている。この導風装置３７は、例
えばシールド面３６より排気マフラ２８側へ延びる円筒
状のダクト３８と、ダクト３８を開閉するバタフライバ
ルブ３９と、バタフライバルブ３９を駆動するモータ４
０とから構成されており、バタフライバルブ３９が開く
と走行風がダクト３８を通って排気マフラ２８に当た
り、排気マフラ２８が冷却されるようになっている。

【００２４】図４は、本発明に係る排気マフラ温度制御
装置４１の構成図である。排気マフラ温度制御装置４１
は、前記導風装置３７と、エンジン１８の回転数を検出
するエンジン回転数センサ４２と、排気マフラ２８の温
度を検出する排気マフラ温度センサ４３と、上記両セン
サ４２，４３からのデータ入力によって導風装置３７の
モータ４０を作動させるコントローラ４４とを備えてい
る。上記コントローラ４４は、車体フレーム２などに設
置される。また、上記両センサ４２，４３と、コントロ
ーラ４４およびモータ４０は、バッテリ４５の電力によ
って作動し、バッテリ４５はエンジン１８内の図示しな
いジェネレータにより充電される。

【００２５】コントローラ４４には、エンジン回転数お
よび排気マフラ２８の形状寸法に対応する最適な排気ガ
ス圧力波伝播速度を発生させる排気ガス温度、すなわち
排気マフラ温度が記憶されている。エンジン１８の運転
時における実際のエンジン回転数および排気マフラ温度
は、前記エンジン回転数センサ４２および排気マフラ温
度センサ４３により逐次検出され、そのデータがコント
ローラ４４に入力される。

【００２６】コントローラ４４は、入力された実際のエ
ンジン回転数および排気マフラ温度のデータと、あらか
じめ記憶された各エンジン回転数に対応する最適な排気
マフラ温度とを比較し、実際の排気マフラ温度が最適マ
フラ温度より高い場合には、導風装置３７のモータ４０
に作動信号を送り、バタフライバルブ３９を開かせて走
行風を排気マフラ２８に当て、排気マフラ温度（排気ガ
ス温度）を下げる。また、排気マフラ温度が最適温度よ
り低くなった時は、バタフライバルブ３９を閉じて走行
風を遮断し、排気マフラ温度（排気ガス温度）を上げ
る。

【００２７】このようにすることにより、排気マフラ２
８内における正負の排気ガス圧力波の伝播速度が排気ガ
スの温度とともに変化し、エンジン回転数によって定ま
る排気口２７の開閉タイミングと、排気マフラ２８内で
反射する正負の排気ガス圧力波が排気口２７へ到達する
タイミングとが常時同調するようになる。このため、負
の排気ガス圧力波が排気口２７から排気ガスを引き出し
て混合気の充填効率を高め、エンジン出力を向上させる
効果と、正の排気ガス圧力波が排気口２７からの未燃混
合気の吹き抜けを防止して好燃費を実現させる効果と
が、エンジン１８の運転範囲全域にわたってもたらされ
る。

【００２８】図５（ａ）、（ｂ）は、本発明の他の実施
例を示すものである。この実施例では、排気マフラ２８
の温度調節手段となる導風装置４６が、上下にスライド
する仕切板４７と、この仕切板４７を駆動するモータ４
８とから構成されている。図５（ａ）に示すように仕切
板４７が上がると、走行風が排気マフラ２８に当たって
排気マフラ温度が下降し、図５（ｂ）に示すように仕切
板４７が下がると、走行風が遮断されて排気マフラ温度
が上昇するようになっている。

【００２９】以上のように構成された排気マフラ温度調
節装置４１は、構成が簡素な上、排気マフラ２８の構造
を複雑化させることがないため、コストアップ並びに重
量増となるおそれがなく、排気マフラ２８の性能を充分
に引き出してエンジン出力の向上および好燃費の達成を
図ることができる。

【００３０】なお、本発明は２サイクルエンジンに限ら
ず、４サイクルエンジンや他の種類のエンジンの排気マ
フラに適用することができる。また、本発明は自動二輪
車以外の車両に適用しても良く、その場合には上記実施
例で説明した導風装置３７又は４６のような排気マフラ
温度調節手段を、車両のボディ等の構造物に設け、走行
風を排気マフラに導くようにする。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る車両
用排気マフラの温度制御装置は、車両走行時の走行風に
よって排気マフラの温度を調節する温度調節手段と、上
記車両のエンジン回転数を検出するエンジン回転数セン
サと、上記排気マフラの温度を検出する排気マフラ温度
センサと、上記両センサからのデータ入力によって前記
温度調節手段を作動させるコントローラとを備えたこと
を特徴とするものである。

【００３２】上記コントローラは、エンジン回転数セン
サおよび排気マフラ温度センサから入力されたデータを
もとに、エンジン回転数および排気マフラ形状に対応す
る最適な排気ガス圧力波伝播速度を発生させる排気ガス
温度、すなわち排気マフラ温度を選定し、上記温度調整
手段を作動させて排気マフラの温度を調節する。

【００３３】このため、エンジン回転数によって定まる
排気口の開閉タイミングと、排気マフラ内で反射する正
負の排気ガス圧力波が排気口へ到達するタイミングとが
常時同調し、負の排気ガス圧力波が排気口から排気ガス
を引き出して混合気の充填効率を高め、エンジン出力を
向上させる効果と、正の排気ガス圧力波が排気口からの
未燃混合気の吹き抜けを防止して好燃費を図る効果と
が、エンジンの運転範囲全域にわたってもたらされる。

【００３４】しかも、本発明に係る車両用排気マフラの
温度制御装置は、構成が簡素な上、排気マフラの構造を
複雑化させることがないため、コストアップ並びに重量
増となるおそれがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された自動二輪車の左側面図。

【図２】図１のII−II矢視によるフェアリング正面図。

【図３】図２のIII −III 線に沿う断面図。

【図４】本発明の一実施例を示す排気マフラ温度制御装
置の構成図。

【図５】（ａ）、（ｂ）とも、本発明の他の実施例を示
す図。

【符号の説明】

１ 自動二輪車 １８ エンジン ２７ 排気口 ２８ 排気マフラ ３５ フェアリング ３６ シールド面 ３７ 排気マフラ温度調節手段となる導風装置 ３８ ダクト ３９ バタフライバルブ ４０ モータ ４１ 排気マフラ温度調節装置 ４２ エンジン回転数センサ ４３ 排気マフラ温度センサ ４４ コントローラ ４５ バッテリ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両走行時の走行風によって排気マフラ
   の温度を調節する温度調節手段と、上記車両のエンジン
   回転数を検出するエンジン回転数センサと、上記排気マ
   フラの温度を検出する排気マフラ温度センサと、上記両
   センサからのデータ入力によって前記温度調節手段を作
   動させるコントローラとを備えたことを特徴とする車両
   用排気マフラの温度制御装置。