JPH06100085B2 - 自動車の排気消音装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は自動変速機を備えた自動車の排気消音装置の改
良に関する。

（従来の技術） 自動車の排気音を消音するために排気系に消音器を備え
ているが、この消音器は排気の持つエネルギを減衰して
騒音を低減するもので、一般に消音効果を高めようとす
ればするほど、排圧が上昇するのは避けられない。

排圧の上昇はエンジンにとって排気損失として出力性能
や燃費に影響を及ぼし、したがって消音器の消音性能の
設定は、エンジンの出力と騒音との関係に基づいて決め
る必要がある。しかし、近年とくに排気騒音の低減が重
視されるようになってきており、このためエンジンの加
速時などに排圧が高くなることから加速性能が低下する
こともあり、両者の要求を同時に満足させることはなか
なか困難である。

そこで従来、たとえば実開昭59−73518号公報や実開昭5
9−62218号公報によって、エンジンの回転数や負荷に応
じて消音器の消音性能を切換え、回転数や負荷が比較的
低い市街地走行時などには消音性能を重視し、高出力時
は消音性能は多少劣っても排圧を低下させるようにした
ものが提案されている。

これはたとえば、第４図に示すように、消音器本体20の
隔壁21、22に通口23A、23Bとは別に通口24A、24Bを設
け、これら通口24A、24Bを開閉する切換弁25A、25Bを設
け、この切換弁25A、25Bの作動を制御するアクチュエー
タ26により、エンジン回転数と負荷が所定値以上になっ
た高出力時に切換弁25A、25Bを開いて、上流の排気管27
から消音器本体20に流入した排気を、並列な通口24A、2
4Bと25A、25Bを通して下流の排気管28に流すことによ
り、排圧の上昇を抑制して排気損失を少なくし、これに
対して回転数や負荷がそれほど高くならないエンジンの
常用領域では、切換弁25A、25Bを閉じることにより、隔
壁21、22の間の各室で排気エネルギを十分に減衰して消
音性能を高めるのである。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら従来のこのような装置では、自動変速機を
もつ自動車のように、急加速時や坂道の登坂時などにエ
ンジン出力を最大限に活かそうとする走行パターンと、
一般走行時などにできるだけ静粛に走ろうとするパター
ンとをもつ場合でも、前記切換弁を作動させる回転数や
負荷値は変化せずに同一に設定していたため、急加速時
などに十分なエンジン出力を引き出せないことがあっ
た。

一般に自動変速機は急加速時などアクセルペダルをいっ
ぱいに踏み込んだときに、ギヤ位置を一段下げて高出力
運転を可能とするキックダウン機構（たとえば特開昭52
−81469号公報参照）や、運転者の要求によってギヤの
シフトポイントを変更し、パワーモードとスタンダード
モードとが選択できる変速モード切換機構（たとえば特
開昭50−157767号公報参照）を備えており、これらの機
構が作動するときはいずれも高出力が要求される場合で
ある。

しかしながら従来は、上記したようにこれらの作動のい
かんにかかわらず、切換弁を切換作動させる回転数や負
荷値が固定的に設定されており、高出力を要求されてい
るとき、たとえば発進加速時には回転数がそれほど上が
らない加速初期は消音器の通気抵抗が大きいままで、加
速後期になって初めて通気抵抗が小さい側に切換えられ
るため、加速初期の排気抵抗により加速性能が思うよう
に高められないというような問題があった。

本発明は、キックダウン機構または変速モード切換機構
との関連において、高出力運転時には切換弁の切換時期
をより低回転、低負荷側に移行することにより、上記し
た問題を解決することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） すなわち本発明は、切換弁を介して排気抵抗が切換可能
に構成された消音器と、エンジン回転数を検出する手段
と、エンジン回転数が所定値以上に上昇したときに前記
切換弁を低排圧側に切換える制御手段と、キックダウン
機構を有する自動変速機とを備えた自動車において、前
記キックダウン信号の入力を検出する手段と、この検出
時に前記切換弁の切換点を低回転側に変更する手段とを
備えるものである。

（作用） したがって、市街地走行時などの通常運転時は、消音器
の消音性能が高く、静粛な走行が可能となる一方、エン
ジン回転数が所定値以上となる高回転時には排圧が低下
するので初期の出力性能が確実に発揮される。さらに、
キックダウン信号が入力したときには消音器の性能を切
換える切換弁が前記通常運転時の所定値に比較してより
低回転側に移行するので、例えば追越し加速時などに加
速初期から消音器による排気抵抗が減少する。キックダ
ウン信号はアクセルペダルの踏み込みという運転者の加
速要求操作に応じて発せられるので、自動変速機が加速
に備えてキックダウン動作するのに先立って切換弁の切
換点は速やかに低回転側に移行し、したがって運転者の
意図に沿った優れた加速性能が得られる。

（実施例） 以下、本発明を変速モード切換機構を有する自動変速機
に適用した実施例につき図面に基づいて説明する。第１
図において、１はエンジン、２はエンジン１の出力回転
を自動的に変速して駆動輪側に伝達する自動変速機、３
はエンジン１の排気系に設けた排圧切換型の消音器、４
はこの消音器３の切換えを行う切換弁で、切換弁４が閉
じているときは消音機能が高まり、開いているときは排
気抵抗が減少するような、公知の構成からなる。

５はアクセルペダル、７はアクセルペダル５の開度位置
を検出するスロットルセンサ、８はアクセルペダル５の
開度位置が所定値以上になると作動するキックダウンス
イッチ、９は変速モード切換スイッチで、これら両スイ
ッチ８、９の信号を受けてコントローラ６が自動変速機
２の変速動作を制御する。つまり、キックダウンスイッ
チ８がONになるとギヤ位置を一段下げて加速を行い、ま
た変速モード切換スイッチ９がONになるパワーモードで
はギヤシフトアップポイントを高回転、高負荷側に相対
的に移行して高出力運転させる。

11はこの発明の構成要点となるマフラコントローラであ
り、前記センサ、スイッチ７、８、９並びに回転数セン
サ10からの信号の入力に応じて、前記切換弁４を駆動す
るソレノイド駆動回路12の励磁電流を制御し、切換弁４
を自動変速機２と関連づけて開閉させる。

第２図はマフラコントローラ11の具体的な回路構成を示
すもので、回転数センサ10の出力は波形整形回路10Aで
整形され、F/V変換器10Bにより周波数に比例した電圧値
に変換された上、比較回路14において所定のエンジン回
転数N₂に相当する比較基準値と比較されると同時に、比
較回路15においてこの回転数N₂よりも低い回転数N₁に相
当する比較基準値と比較され、比較回路14、15はいずれ
の場合も基準値よりも回転数が高いときにハイレベルの
信号を出力する。

ここで回転数N₁は自動変速機２の最高ストール回転数
（車速がゼロでフルスロットルのときにトルクコンバー
タのタービン／ポンプ特性で決まるエンジン回転数）と
一致させてあり、たとえば2,500rpm、また回転数N₂は低
騒音エンジン切替え回転数で、たとえば3,000rpmに設定
される。

なお、このうち比較回路15はヒステリシスが大きくとっ
てあり、入力電圧値が瞬間的に比較基準値より小さくな
っても、出力が変化することがないようになっている。

一方、スロットルセンサ８の出力電圧は比較回路13で、
所定のスロットル開度θに相当する比較基準値と比較さ
れ、基準値よりもセンサ出力が大きいときにハイレベル
の信号が出力される。

この比較回路13の出力はオワ回路16を経て前記比較回路
14の出力が入力するアンド回路17に入力する。このオワ
回路16には変速モード切換スイッチ９からの信号がスイ
ッチ処理回路9Aを介して入力し、したがってオワ回路16
は比較回路13がハイレベルの出力かもしくは切換スイッ
チ９がパワーモードのときに前記アンド回路17にハイレ
ベルの信号を出力する。

18はスイッチ回路で、通常はアンド回路17の出力をその
ままソレノイド駆動回路12に出力するが、キックダウン
スイッチ７がONになってスイッチ処理回路7Aからの出力
が端子ａに入力すると、比較回路15の出力をソレノイド
駆動回路12に出力するように切替わる。

以上のように構成され、次ぎに作用について説明する。

通常の運転時はキックダウンスイッチ７がOFFであり、
第２図においてスイッチ回路18は端子ｂ側の入力をその
まま出力するようになっている（端子ｃ側には入力され
ない）。したがって、変速モード切換スイッチ９がOFF
のスタンダードモードのときは、第３図にも示すよう
に、エンジン回転数がN₂以上でしかもスロットル開度が
θ以上のときの高速、高負荷時にのみ、アンド回路17の
出力がONになり、ソレノイド駆動回路12を介して切換弁
４が開いて、排気抵抗を減少するように消音器３を切換
える。しかしこれ以外のときは排気騒音を低減するため
に、駆動回路12はOFFに保持されて切換弁４は閉じてお
り、消音器３は消音機能の高い状態に保たれる。

これに対して山道などの登坂時に運転者が変速モード切
換スイッチ９をONにして、自動変速機２がパワーモード
に切換えられたときは、スロットルセンサ８の出力のい
かんにかかわらず、オワ回路16がハイレベルになるの
で、アンド回路17はエンジン回転数がN₂以上にさえなれ
ば、スイッチ回路18を介してソレノイド駆動回路12に出
力して切換弁４を開き、消音器３の排気抵抗を減じ、エ
ンジン出力性能を確保する。

一方、自動車が高速道路に進入するときのように急加速
をするときは、エンジンが最も高出力を要求されるとき
であるが、このようなときはアクセルペダルの踏み込み
に伴いキックダウンスイッチ７がONになり、これにより
スイッチ回路18は端子ｃの入力をそのままソレノイド駆
動回路12に出力する（この場合端子ｂ側は入力されな
い）。

したがって今度は比較回路15における、比較基準値であ
るN₁よりも回転数が高くなりさえすれば、切換弁４が開
かれて排気抵抗を減じる。この場合、基準値N₁はN₂より
も低い値であり、このためキックダウンスイッチ７がON
になる急加速時などは、より一層低回転域から消音器３
の通気抵抗が減じられるのであり、加速初期から良好な
加速性能が得られるようになる。なお、この場合比較回
路15によるヒステリシスが大きくとってあるため、加速
途中でシフトアップされて瞬間的に回転数がN₁より低下
したようなときでも、そのまま切換弁４が開弁保持され
るようになっている。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、消音器の低排圧側への切
換点を自動変速機のキックダウン動作に伴ってより低速
側に変更するようにしたので、市街地走行時など通常の
運転状態における静粛性を確保しつつ、追越し時など大
きな加速力が要求される運転状態で排気損失を低減して
運転者の加速要求に忠実な優れた加速性能を発揮させら
れるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す概略構成図、第２図はマ
フラコントローラの回路構成図、第３図は動作モードを
示す説明図、第４図は従来の消音器の構成説明図であ
る。 １……エンジン、２……自動変速機、３……消音器、４
……切換弁、５……アクセルペダル、６……コントロー
ラ、７……キックダウンスイッチ、８……スロットルセ
ンサ、９……変速モード切換スイッチ、10……回転数セ
ンサ、11……マフラコントローラ、12……ソレノイド駆
動回路、13,14,15……比較回路、16……オワ回路、17…
…アンド回路、18……スイッチ回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】切換弁を介して排気抵抗が切換可能に構成
   された消音器と、エンジン回転数を検出する手段と、エ
   ンジン回転数が所定値以上に上昇したときに前記切換弁
   を低排圧側に切換える制御手段と、キックダウン機構を
   有する自動変速機とを備えた自動車において、前記キッ
   クダウン信号の入力を検出する手段と、この検出時に前
   記切換弁の切換点を低回転側に変更する手段とを備えた
   ことを特徴とする自動車の排気消音装置。