JPH0791246A - デュアルモードマフラシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 デュアルモードマフラの排気通路の切換えを
行う切換弁が全閉となる閉弁作動（サイレントモード）
領域を、エンジンの低回転速度域において拡大できるよ
うにする。 【構成】 切換弁１７を駆動する負圧式アクチュエータ
２０の負圧室２３が制御弁３２を介して、吸気マニホー
ルドに連通する負圧通路３３又は大気開放通路３４に選
択的に連通される。制御弁３２と吸気マニホールドとの
間の負圧通路３３に負圧タンク３６が設けられ、同負圧
タンク３６と吸気マニホールドとの間の負圧通路３３に
逆止弁３７が設けられて、負圧タンク３６内には高負圧
が常に保持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、デュアルモードマフラ
の消音特性の異なる排気通路を負圧式アクチュエータを
介し切換弁によって切換えるようにしたデュアルモード
マフラシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】負圧式アクチュエータ及び切換弁を用い
た多種のデュアルモードマフラシステムが提案されてお
り、その一例が図７に示されている。

【０００３】この図７において、デュアルモードマフラ
１は、マフラ本体２の内部を隔壁３，４，５によって第
１拡張室６、第２拡張室７、第３拡張室８及び第４拡張
室９に区分されている。入口パイプ１０が第２拡張室７
に連通し、連通パイプ１１が第２拡張室７と第４拡張室
９との間を連通し、共鳴パイプ１２が第１拡張室６と第
３拡張室８との間を連通し、隔壁４には複数の連通孔１
３が穿設されており、２本の出口パイプ１４，１５が第
１拡張室６に連通している。マフラ本体２の外部には、
第１拡張室６と第４拡張室９との間を連通するバイパス
管１６が設けられており、このバイパス管１６の途中に
は、エンジンの運転状態に応じて負圧式アクチュエータ
２０によって開閉作動される切換弁１７が配設されてい
る。

【０００４】負圧式アクチュエータ２０は、本体２１に
外周部を密封保持されたダイヤフラム２２によってその
内部に負圧室２３を画成されている。ダイヤフラム２２
の内周部を密封的に挟持する両側のレシーブプレート２
４，２５に固着されたロッド２６上には、略Ｌ形のレバ
ー２７が摺動自在に遊嵌され、ロッド２６に巻装支持さ
れた圧縮スプリング２８によって下側のレシーブプレー
ト２５に当接するように常時付勢されている。このレバ
ー２７の下端はケーブル３０等を介して切換弁１７の弁
作動レバーに連結される。負圧室２３は通路３１を介し
て三方ソレノイド弁のような制御弁３２の出口に連通さ
れ、制御弁３２の一方の入口は負圧通路３３を介してエ
ンジンの吸気マニホールドに連通されるとともに、他方
の入口は大気開放通路３４を介して大気に連通される。
制御弁３２は、エンジン回転数やスロットル開度のよう
なエンジンの運転状態を表す情報を入力される電子制御
ユニット３５によって切換作動される。

【０００５】このデュアルモードマフラ１の作動におい
て、エンジンの低回転速度域では、電子制御ユニット３
５が負圧式アクチュエータ２０の負圧室２３を負圧通路
３３に連通させるように制御弁３２を切換作動させる。
負圧室２３内のマニホールド負圧と大気との差圧により
ダイヤフラム２２及びロッド２６が図示の下方位置から
上方に押動され、そして圧縮スプリング２８を介してレ
バー２７も上方に移動される。このレバー２７の動きが
ケーブル３０を介して切換弁１７の弁作動レバーに伝え
られ、切換弁１７が閉弁作動されてバイパス管１６を閉
じる。この結果、エンジンの排気マニホールドからの排
気ガスは、図７に黒矢印で示すように、入口パイプ１
０、第２拡張室７、隔壁４の連通孔１３、第３拡張室
８、共鳴パイプ１２び第１拡張室６を経て出口パイプ１
４，１５から大気中へ排出される。これら入口パイプ１
０、第２拡張室７、第３拡張室８、共鳴パイプ１２、第
１拡張室６及び出口パイプ１４，１５で構成される第１
の排気通路は、排気ガスの吐出音を小さくして室内こも
り音を最小限とするような消音特性を有する。

【０００６】また、エンジンの中高回転速度域では、電
子制御ユニット３５が負圧式アクチュエータ２０の負圧
室２３を大気開放通路３４に連通させるように制御弁３
２を切換作動させる。負圧室２３に大気が連通すること
により、ダイヤフラム２２を横切る差圧が消失し、ダイ
ヤフラム２２及びレバー２７を図示上方位置へとどめる
力がなくなり、スプリングの力によって切換弁１７が開
弁作動されてバイパス管１６を開く。この結果、排気ガ
スは、図７に白抜き矢印で示すように、入口パイプ１
０、第２拡張室７、連通パイプ１１、第４拡張室９、開
いたバイパス管１６及び第１拡張室６を経て出口パイプ
１４，１５から大気中へ排出される。これら入口パイプ
１０、第２拡張室７、連通パイプ１１、第４拡張室９、
バイパス管１６、第１拡張室６及び出口パイプ１４，１
５で構成される第２の排気通路は、排気抵抗を低減しエ
ンジンの性能の向上を図るとともに排気ガスの流量増加
に伴って増大する気流騒音を最小限とするような消音特
性を有する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような従来のデュ
アルモードマフラシステムでは、エンジンの吸気マニホ
ールドのマニホールド負圧を負圧式アクチュエータ２０
の負圧室２３に直接作用させて該アクチュエータを切換
作動させるようにしているため、エンジン回転数が低く
且つスロットル開度の大きい低負圧域では、負圧式アク
チュエータ２０を作動させるに十分な負圧を負圧室２３
内に得ることができず、このため、低負圧域で切換弁１
７が全閉とならない作動不能や切換弁１７の開閉作動速
度の遅延が生じ、図８に非斜線区域で示すように、約３
５００rpm 以下のエンジン低回転速度域では、切換弁全
閉となる閉弁作動（サイレントモード）領域がスロット
ル開度３０〜５０％以下の範囲に限定されてしまい、エ
ンジン低回転速度域における切換弁全閉のサイレントモ
ード領域が狭いために、デュアルモードマフラ１による
消音効果を十分に発揮できないという不具合がある。

【０００８】本発明は、上記不具合を解消するためにな
されたものであって、エンジンの低回転速度域における
切換弁全閉のサイレントモード領域を拡大できるように
したデュアルモードマフラシステムを提供することを目
的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明は、複数の消音特性の異なる排気通路を有す
るデュアルモードマフラと、同排気通路の切換えを行う
切換弁と、同切換弁を駆動する負圧式アクチュエータ
と、同負圧式アクチュエータの負圧室を吸気マニホール
ドに連通する負圧通路と、上記負圧式アクチュエータの
負圧室を大気開放する大気開放通路と、上記負圧式アク
チュエータの負圧室を上記負圧通路又は大気開放通路に
選択的に連通させて上記負圧室に供給される負圧を制御
する制御弁と、同制御弁と上記吸気マニホールドとの間
の上記負圧通路に設けられた負圧タンクと、同負圧タン
クと上記吸気マニホールドとの間の上記負圧通路に設け
られた逆止弁とを具備することを特徴とするデュアルモ
ードマフラシステムを提供している。

【００１０】

【作用】エンジンの吸気マニホールド内のマニホールド
負圧が逆止弁を介して負圧タンクに連通し、例えばアイ
ドリング時のようにスロットル開度の小さいエンジン運
転状態で発生した高負圧が、逆止弁の作用により負圧タ
ンク内に保持されることとなり、エンジン回転数が低く
且つスロットル開度の大きい低負圧域でも、負圧タンク
内の高負圧を用いて負圧式アクチュエータを作動させて
切換弁を確実に全閉とすることができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１〜図６を参照し
て説明する。

【００１２】下記の実施例において、本発明によるデュ
アルモードマフラシステムはその基本的構造を、図７に
示した従来構造と同一としているので、従来構造の要素
と同一の要素には同一符号を付してその詳細説明を省略
し、従来構造との相違点についてのみ説明する。

【００１３】図１に示す本発明のデュアルモードマフラ
システムの第１実施例において、エンジンの吸気マニホ
ールドと三方ソレノイド弁のような制御弁３２との間の
負圧通路３３の途中には、負圧タンク３６とその上流側
に逆止弁３７とが設けられている。この逆止弁３７は負
圧タンク３６から吸気マニホールドの方向への負圧の連
通を許容するが、逆方向の連通を阻止するように配置さ
れている。他の構造は図７の従来構造と同一である。

【００１４】エンジンの運転時、吸気マニホールド内に
発生したマニホールド負圧が逆止弁３７を介して負圧タ
ンク３６に連通するが、逆止弁３７の作用により、アイ
ドリング時のようにスロットル開度の小さいエンジン運
転状態で発生した高負圧が、負圧タンク３６内に常時保
持されることとなる。従って、エンジンの低回転速度域
において、電子制御ユニット３５が負圧式アクチュエー
タ２０の負圧室２３を負圧通路３３に連通させるように
制御弁３２を切換作動させると、負圧タンク３６内の高
負圧が負圧室２３に連通し、この高負圧と大気とによる
大きい差圧によってダイヤフラム２２、ロッド２６及び
レバー２７が上方に押動され、そして切換弁１７が全閉
位置へ閉弁作動される。

【００１５】この結果、エンジン回転数が低く且つスロ
ットル開度の大きい低負圧域でも、負圧タンク３６内に
蓄えられた高負圧を用いて負圧式アクチュエータ２０を
作動させて、切換弁１７を全閉位置へ確実に閉弁作動さ
せることができるので、図２に非斜線区域で示すよう
に、約３５００rpm 以下のエンジン低回転速度域におい
て切換弁全閉となる閉弁作動（サイレントモード）領域
がスロットル開度９０％程度まで拡大することとなる。
また、負圧タンク３６内の高負圧を用いて負圧式アクチ
ュエータ２０を作動させるようにしたことにより、低負
圧域においても切換弁１７を十分な速度で作動させるこ
とができ、図３に示すように、切換弁作動速度を常に、
目標値である２秒以内とすることが可能となるのであ
る。この目標値は、実用上乗員に違和感を与えないよう
な設定とするために、実際にフィーリング評価を行った
結果として得られたものである。

【００１６】なお、負圧タンク３６の容量は、切換弁１
７の作動要求頻度により設定されるのであるが、負圧タ
ンク３６内に保持した負圧のみで切換弁１７を２回以上
作動させることができるような容量であれば十分であ
り、例えば図４に示すように、負圧タンク容量を０.７
リットル以上に設定するのがよい。これは、実際に車両
を走行させている場合には、吸気マニホールドに高負圧
を発生させる状態が頻繁に生じるため、負圧タンク３６
内の高負圧を使い切ってしまうようなことは起こらない
からである。

【００１７】上述した負圧式アクチュエータ２０の作動
において、図１に示す下方位置からダイヤフラム２２が
上昇するアクチュエータストロークの初期では、ケーブ
ル３０の遊びが吸収され、その後に切換弁１７の切換作
動ストロークが行われる。アクチュエータストロークの
終了点の少し手前で起こるこの切換作動ストロークの完
了点では、図６（ａ）に示すように、負圧式アクチュエ
ータ２０のダイヤフラム２２を挟持する上方のレシーブ
プレート２４が本体２１の頂部から多少離隔した位置に
あるとともに、ロッド２６上に遊嵌されたレバー２７が
圧縮スプリング２８の作用により下方のレシーブプレー
ト２５に当接したままである。この図６（ａ）の状態か
ら、図６（ｂ）に示すように、レシーブプレート２４上
の突出部２４ａに取付けたストッパ２９が本体２１の頂
部に当接するとともに、レバー２７がレシーブプレート
２５から離れるように圧縮スプリング２８に抗してロッ
ド２６上を摺動せしめられるアクチュエータストローク
の終了点まで、オーバーストローク量ｄが存在してい
る。このオーバーストローク域は切換弁１７の開閉作動
を確実に行わせるために必要なものである。

【００１８】負圧式アクチュエータ２０がこのオーバー
ストローク域で作動する際、図６（ａ）の状態から図６
（ｂ）の状態へ移行するときには、ストッパ２９が本体
２１の頂部に当接することによって作動音（打音）が発
生し、逆に図６（ｂ）の状態から図６（ａ）の状態へ移
行するときには、レシーブプレート２５がレバー２７の
水平方向部分２７ａに当接することによって作動音が発
生する。

【００１９】これを防止するため、図５に示す本発明の
デュアルモードマフラシステムの第２実施例において
は、図１のデュアルモードマフラシステムにおける制御
弁３２と負圧タンク３６との間の負圧通路３３に絞り３
８が設けられるとともに、大気開放通路３４に絞り３９
が設けられている。これら絞り３８，３９を設けたこと
により、切換弁１７の作動速度は若干低下するが、オー
バーストローク域での作動音の発生を抑制することがで
きる。絞り３８，３９を設定するにあたっては、上述し
たように、切換弁作動速度を目標値である２秒以内に維
持することは勿論である。

【００２０】また、図示しない本発明の他の実施例で
は、オーバーストローク域での作動音の発生を抑制する
ために、第２実施例のように負圧通路３３と大気開放通
路３４に絞り３８，３９を設ける代わりに、制御弁３２
の弁開度を調整することによってオーバーストローク域
においてのみ負圧式アクチュエータ２０の負圧室２３に
連通する負圧あるいは大気圧の流量を減じるように、制
御弁３２としての三方ソレノイド弁を電子制御ユニット
３５によってデューティ制御することができる。

【００２１】

【発明の効果】本発明のデュアルモードマフラシステム
においては、エンジンの吸気マニホールド内のマニホー
ルド負圧を逆止弁を介して負圧タンクに連通させ、アイ
ドリング時のようにスロットル開度の小さいエンジン運
転状態で発生した高負圧を逆止弁の作用により負圧タン
ク内に常時保持することができるので、エンジン回転数
が低く且つスロットル開度の大きい低負圧域でも、負圧
タンク内の高負圧を用いて負圧式アクチュエータを作動
させて切換弁を確実に全閉とすることができ、エンジン
低回転速度域における切換弁全閉のサイレントモード領
域が拡大することにより、サイレントモード領域の設定
の自由度が大きくなり、デュアルモードマフラによる消
音効果を十分に発揮させることが可能となる。

【００２２】また、負圧タンク内の高負圧を用いて負圧
式アクチュエータを作動させるので、低負圧域において
も切換弁を十分な速度で作動させることができ、切換弁
作動速度を常に目標値（２秒）以内に保つことができ
る。

【００２３】さらに、大気開放通路及び負圧タンクと制
御弁の間の負圧通路にそれぞれ絞りを設けることによ
り、あるいは、制御弁の開度を制御するように該制御弁
を電子制御ユニットによってデューティ制御することに
より、負圧式アクチュエータのダイヤフラムのレシーブ
プレートが本体あるいはレバーに当接することに起因す
るオーバーストローク域での作動音の発生を抑制するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるデュアルモードマフラシステムの
第１実施例を部分的に断面で示す概略全体図である。

【図２】図１の切換弁の制御特性を示す図である。

【図３】図１の切換弁の作動速度特性を示す図である。

【図４】図１の負圧タンクの容量特性を示す図である。

【図５】本発明の第２実施例を部分的に断面で示す概略
全体図である。

【図６】図１の負圧式アクチュエータを異なる作動位置
で示す断面図である。

【図７】従来のデュアルモードマフラシステムを部分的
に断面で示す概略全体図である。

【図８】図７の切換弁の制御特性を示す図である。

【符号の説明】

１ デュアルモードマフラ ２ マフラ本体 ６，７，８，９ 拡張室 １０ 入口パイプ １１ 連通パイプ １２ 共鳴パイプ １４，１５ 出口パイプ １６ バイパス管 １７ 切換弁 ２０ 負圧式アクチュエータ ２２ ダイヤフラム ２３ 負圧室 ２６ ロッド ２７ レバー ３０ ケーブル ３１ 通路 ３２ 制御弁 ３３ 負圧通路 ３４ 大気開放通路 ３５ 電子制御ユニット ３６ 負圧タンク ３７ 逆止弁 ３８，３９ 絞り

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の消音特性の異なる排気通路を有する
   デュアルモードマフラと、同排気通路の切換えを行う切
   換弁と、同切換弁を駆動する負圧式アクチュエータと、
   同負圧式アクチュエータの負圧室を吸気マニホールドに
   連通する負圧通路と、上記負圧式アクチュエータの負圧
   室を大気開放する大気開放通路と、上記負圧式アクチュ
   エータの負圧室を上記負圧通路又は大気開放通路に選択
   的に連通させて上記負圧室に供給される負圧を制御する
   制御弁と、同制御弁と上記吸気マニホールドとの間の上
   記負圧通路に設けられた負圧タンクと、同負圧タンクと
   上記吸気マニホールドとの間の上記負圧通路に設けられ
   た逆止弁とを具備することを特徴とするデュアルモード
   マフラシステム。
2. 【請求項２】請求項１記載のデュアルモードマフラシス
   テムにおいて、上記大気開放通路及び上記負圧タンクと
   上記制御弁の間の負圧通路に絞り手段を設けたことを特
   徴とするデュアルモードマフラシステム。
3. 【請求項３】請求項１記載のデュアルモードマフラシス
   テムにおいて、上記制御弁が開度制御可能であることを
   特徴とするデュアルモードマフラシステム。