(57)【要約】【課題】適切な場所やタイミングで凝縮水を排出可能な排気管排水機構を提供する。【解決手段】排気管排水機構１０では、制御部４４が車速センサ４２で検出された車速が１０ｋｍ／ｈ以上の場合に、モータ３２に駆動信号を出力することによって、開閉弁３６に排水孔２８を開放させ、メインマフラ１６から排水孔２８を介して外部に凝縮水を排出させる。すなわち、車両が走行時のみメインマフラ１６の排水孔２８から凝縮水を外部に排出しているため、排出された凝縮水が一箇所に溜まることが防止される。また、駐車場等など、常時駐停車する場所に排気管から凝縮水が繰り返し排出されることで、当該場所に異臭を生ずること等が防止される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気管の下部に設けられ、排気管の内部と外部を連通する排水孔と、
前記排水孔を開放又は閉塞する開閉手段と、
車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
前記走行状態検出手段が車両の走行を検出した場合に、前記開閉手段に前記排水孔を開放させる制御手段と、
を備える排気管排水機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気管排水機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の排気管には、排気中に含有される水分が凝縮水として溜まるため、マフラの異音の原因になるおそれや、寒冷期に凍結してエンジンの起動不良の原因等になるおそれがある。
【０００３】
そこで、排気管中の凝縮水を外部に排出するために様々な工夫がされている。例えば、特許文献１には、排水孔を塞ぐ形状記憶合金からなる閉弁用スプリングが所定温度以上となると、湾曲して弁体によって排水孔を閉塞する構成が開示されている。
【０００４】
これにより、所定温度未満の場合に、弁体が開弁することにより排水孔を介して排気管の凝縮水が外部に排出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平６−８７２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１記載の排気管排水機構の場合、所定温度未満であれば排気管から外部に凝縮水が排出されてしまうため、排水されるタイミングや場所を選択することができない。例えば、駐車中に排気管から排出された凝縮水が駐車位置に溜まってしまうことや、一箇所に凝縮水が継続的に排出されることで異臭を生ずるおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記事実を考慮して、適切な場所やタイミングで凝縮水を排出可能な排気管排水機構を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明に係る排気管排水機構は、排気管の下部に設けられ、排気管の内部と外部を連通する排水孔と、前記排水孔を開放又は閉塞する開閉手段と、車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、前記走行状態検出手段が車両の走行を検出した場合に、前記開閉手段に前記排水孔を開放させる制御手段と、を備える。
【０００９】
このように構成された排気管排水機構では、走行状態検出手段で車両の走行が検出された場合には、制御手段が開閉手段に前記排水孔を開放させ、排気管から排水孔を介して外部に凝縮水を排出する。
【００１０】
すなわち、車両が走行時にのみ排気管中の凝縮水を排水孔から外部に排出しているため、排気管から排出された凝縮水が一箇所に溜まることが防止される。また、駐車場等など、常時駐停車する場所に排気管から凝縮水が繰り返し排出されることで、当該場所に異臭を生ずること等が防止される。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の発明に係る排気管排水機構は、上記構成としたので、適切なタイミングと場所で排気管から外部に凝縮水を排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係る排気管排水機構を構成する排気管構造を示す図である。
【図２】（Ａ）は、第１実施形態に係るメインマフラを示す斜視図であり、（Ｂ）は開閉弁の開弁状態を示す模式図であり、（Ｃ）は開閉弁の閉弁状態を示す模式図である。
【図３】第１実施形態に係る排気管排水機構を示すブロック図である。
【図４】第１実施形態に係る排気管排水機構における排水制御を示すフローチャートである。
【図５】第２実施形態に係る排気管排水機構を示すブロック図である。
【図６】第２実施形態に係る排気管排水機構における排水制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係る排気管排水機構について図１〜図４を参照して説明する。なお、各図において矢印ＦＲは車両前方、矢印ＵＰは車両上方、矢印Ｗは車幅方向をそれぞれ示す。
【００１４】
（構成）
図１に示すように、排気管排水機構１０は、自動車等の車両のエンジン（図示省略）から排出された排気ガスを大気（車両の外）へ排出するための排気管構造を含む。具体的には、排気管排水機構１０の排気管構造は、図１に示すように、第１排気管１２と、第２排気管１４と、メインマフラ１６と、排出管１８と、を備えている。
第１排気管１２は、図１に示すように、車両前後方向に沿って延びている管で構成されている。第１排気管１２の前端部は、車両のエンジン（図示省略）に接続されている。これにより、当該エンジンからの排気ガスが、第１排気管１２の前端部から流入し、車両後方側へ（第１排気管１２の後端部へ）流通する。
【００１５】
第１排気管１２には、触媒コンバータ２０と、排熱回収器２２と、メインマフラ１６とが、この順で車両前方側から配置されている。触媒コンバータ２０は、触媒コンバータ２０を通過する排気ガスから特定の物質を除去し、排気ガスを浄化する機能を有している。  排熱回収器２２は、凝縮水などの熱媒体との間で熱交換することで排気ガスの熱を回収し、その熱を再利用する機能を有している。      
メインマフラ１６は、図１に示すように、第１排気管１２及び第２排気管１４を通じて最も低い位置に配置されている。
【００１６】
メインマフラ１６は、図２に示すように、長円形の断面を有する筒状体であり、長径方向が車幅方向とされている。メインマフラ１６の車両前方側端面２６Ａには第１排気管１２の上流側が連通されており、車両後方側端面２６Ｂには、第１排気管１２の下流側が連通している。これにより、第１排気管１２からメインマフラ１６の内部に排気ガスが流入する。メインマフラ１６は、内部に流入した排気ガスの排気音を低減する機能を有している。
また、メインマフラ１６の車両後方側端面２６Ｂの下端部には、メインマフラ１６の内部と外気中（以下、「外部」という）とを連通する排水孔２８が形成されている。
【００１７】
さらに、車両後方側端面２６Ｂの内側には、開閉弁駆動機構３０が設けられている。開閉弁駆動機構３０は、モータ３２と、モータ３２の駆動により上下動するシャフト３４と、シャフト３４の先端に取り付けられ、排水孔２８の開閉を行う開閉弁３６と、を有している。すなわち、図２（Ｃ）に示すように、シャフト３４の下降時に開閉弁３６が排水孔２８を閉塞し、図２（Ｂ）に示すように、シャフト３４の上昇時に開閉弁３６が排水孔２８を開放する構成である。この開閉弁駆動機構３０が「開閉手段」に相当する。
【００１８】
なお、開閉弁駆動機構３０は、車両のイグニッションスイッチ４０からイグニッションスイッチのオンオフ信号が入力されると共に、車両の車速センサ４２から検出された車速が入力される制御部４４を有している。制御部４４は、検出されたイグニッションスイッチ４０のオンオフや車両の車速に基づいてモータ３２を駆動することにより、メインマフラ１６の排水孔２８の開閉制御を行っている。
【００１９】
なお、車速センサ４２が「走行状態検出手段」、制御部４４が「制御手段」に相当する。
【００２０】
第２排気管１４は、図１に示すように、車両前後方向に沿って延びている管で構成されている。第２排気管１４の前端部は、第１排気管１２の後端部と連通している。また、第２排気管１４の後端部は、サブマフラ２４と連通している。サブマフラ２６は、排気ガスの排気音を低減する機能を有している。
これにより、第１排気管１２から供給された排気ガスが、第２排気管１４の前端部から流入し、車両後方側へ（第２排気管１４の後端部へ）流通する。
【００２１】
排出管１８は、図１に示すように、サブマフラ２４から車両後方側へ湾曲されている。そして、排出管１８は、サブマフラ２４から排気ガスを大気へ排出する。
【００２２】
［作用］
このように構成された排気管排水機構１０の作用について図４のフローチャートを参照して説明する。
【００２３】
制御部４４では、車両のイグニッションスイッチ４０がオンされることにより、排気管排水制御が開始される。
【００２４】
先ず、制御部４４からモータ３２に駆動信号が出力されることにより、モータ３２の駆動によりシャフト３４が下降し、メインマフラ１６の排水孔２８が開閉弁３６で閉塞される（図４、ステップＳ１０参照（以下、「図４」を省略））。なお、すでに開閉弁３６によって排水孔２８が閉塞されている場合には、モータ３２は駆動されることなく、閉塞状態が維持される。
【００２５】
次に、制御部４４は、車速センサ４２からの検出信号に基いて車速を読み込み、この車速が１０ｋｍ／ｈ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２、１４参照）。
【００２６】
制御部４４は車速が１０ｋｍ／ｈ以上である場合（ステップＳ１４でＹ）、モータ３２に駆動信号を出力する。モータ３２の駆動によりシャフト３４が上昇し、排水孔２８を閉塞していた開閉弁３６が上方に移動して排水孔２８が開放される（ステップＳ１６）。この結果、メインマフラ１６の内部に溜まっていた凝縮水が排水孔２８から外部に排出される。
【００２７】
車速が１０ｋｍ／ｈ以上で車両が走行している間は、ステップＳ１２〜Ｓ１６の制御が繰り返され、開閉弁３６が排水孔２８を開放した状態が維持される（ステップＳ１２〜Ｓ１６参照）。
【００２８】
一方、車速が１０ｋｍ／ｈ未満となった場合（ステップＳ１４でＮ）には、イグニッションスイッチ４０がオフであるか否かが判定される（ステップＳ１８参照）。
【００２９】
イグニッションスイッチ４０がオフでない場合（オンの場合）（ステップＳ１８でＮ）、モータ３２に駆動信号が出力され、モータ３２の駆動によりシャフト３４が下降し、メインマフラ１６の排水孔２８が閉塞される（ステップＳ１０参照）。続いて、ステップＳ１２以降の制御が再び行われる。
【００３０】
一方、制御部４４は、イグニッションスイッチ４０がオフの場合（ステップＳ１８でＹ）、モータ３２に駆動信号を出力する。モータ３２の駆動によりシャフト３４が下降し、メインマフラ１６の排水孔２８が閉塞される（ステップＳ２０参照）。すなわち、イグニッションスイッチ４０のオフにより、車両が駐車したと判断して排気管排水制御が終了する。
【００３１】
このように、排気管排水機構１０の排気管排水制御では、車両が車速１０ｋｍ／ｈ以上で走行している場合のみ、メインマフラ１６の排水孔２８を閉塞している開閉弁３６を開放（開弁）させることにより、メインマフラ１６内に溜まっていた凝縮水を外気中（外部）に排出することができる。
【００３２】
特に、第１排気管１２、第２排気管１４、排出管１８と続く排気管排水機構の中で最も低い位置であり、凝縮水が溜まる部分であるメインマフラ１６の車両後方側端面２６Ｂの下端部に排水孔２８を設け、車両が１０ｋｍ／ｈ以上で走行時に排水孔２８から凝縮水を排出する構成としている。したがって、排気管（第１排気管１２、第２排気管１４、排出管１８）の内部に凝縮水が溜まることを防止して、異音の発生や凝縮水の凍結によるエンジン始動不良を防止又は抑制することができる。
【００３３】
また、自動車が駐停車中にメインマフラ１６から凝縮水を排出することが防止され、一箇所の場所に凝縮水が溜まることや、溜まった凝縮水から異臭を生ずることが防止又は抑制できる。
【００３４】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係る排気管排水機構について図５及び図６を参照して説明する。なお、第１実施形態と同様の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、第１実施形態と異なるのは、排水制御を行うためのセンサ類のみなので、該当部分のみを説明する。
【００３５】
（構成）
排気管排水機構１００は、図５に示すように、ＧＰＳ情報に基いて車両の現在位置を認識する位置情報検出部１０２と、車両周囲の外気温度を検出する外気温検出センサ１０４と、メインマフラ１６の開閉弁駆動機構３０を構成するモータ３２の周辺温度を検出するモータ周辺温度検出センサ１０６と、をさらに有する。
【００３６】
（作用）
制御部４４では、車両のイグニッションスイッチ４０がオンされることにより、排気管排水制御が開始される。
【００３７】
先ず、制御部４４からモータ３２に駆動信号が出力され、モータ３２の駆動によりシャフト３４が下降し、メインマフラ１６の排水孔２８が開閉弁３６で閉塞される（図６、ステップＳ１００参照（以下、「図６」を省略））。なお、すでに開閉弁３６によって排水孔２８が閉塞されている場合には、モータ３２は駆動されることなく、閉塞状態が維持される。
【００３８】
次に、制御部４４は、各種センサからデータを読み込む（ステップＳ１０２参照）。具体的には、制御部４４は、車速センサ４２から車速を、位置情報検出部１０２から車両の現在位置を、外気温検出センサ１０４から車両の周囲温度を、モータ周辺温度検出センサ１０６からメインマフラ１６の内部に配置されている開閉弁駆動機構３０のモータ３２の周辺温度を読み込む。
【００３９】
続いて、制御部４４では、位置情報検出部１０２から入力された現在の車両位置と制御部４４に記憶されている自宅位置情報から、現在の車両位置が自宅から直線距離で２００ｍ以上離間しているか否かを判定する（ステップＳ１０４参照）。これは、自宅から２００ｍ以内に車両が位置している場合には、駐車場にいる場合が想定されるため、駐車場内等でメインマフラ１６から凝縮水を排出しないようにするためである。
【００４０】
現在の車両位置が自宅から２００ｍ以上の場合（ステップＳ１０４でＹ）には、モータ周辺温度検出センサ１０６が検出したモータ３２の周辺温度（メインマフラ１６内の温度）が６０℃以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０６参照）。これは、モータ３２の周辺温度（メインマフラ１６内の温度）が６０℃未満であれば、メインマフラ１６内の凝縮水が凍結していることが想定されるため、この場合に開閉弁３６を開放して排水孔２８を開放しても意味がないためである。換言すると、外気と遮断して迅速にメインマフラ内の温度を上昇させて凍結した凝縮水を溶かすことが必要だからである。
【００４１】
モータ３２の周辺温度（メインマフラ１６内の温度）が６０℃以上である場合（ステップＳ１０６でＹ）には、制御部４４は外気温検出センサ１０４で検出された自動車の周囲の外気温が５℃未満であるか否かを判定する（ステップＳ１０８参照）。
【００４２】
外気温が５℃未満の場合（ステップＳ１０８でＹ）には、閾値Ａを５ｋｍ／ｈと設定する（ステップＳ１１０参照）。
【００４３】
一方、外気温が５℃以上の場合（ステップＳ１０８でＮ）には、閾値Ａを１０ｋｍ／ｈと設定する（ステップＳ１１２参照）。
【００４４】
続いて、制御部４４は、車速センサ４２で検出された車速が閾値Ａ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１４参照）。
【００４５】
すなわち、外気温が５℃未満の場合には車速が５ｋｍ／ｈ以上であれば、外気温が５℃以上の場合には車速が１０ｋｍ／ｈ以上であれば、モータ３２に駆動信号を出力する。モータ３２の駆動によりシャフト３４が上昇し、排水孔２８を閉塞していた開閉弁３６が上方に移動して排水孔２８が開放される（ステップＳ１１６参照）。この結果、メインマフラ１６の内部に溜まっていた凝縮水が排水孔２８から外部に排出される。
【００４６】
これは、外気温が低い場合ほど排気管の内部に凝縮水が発生しやすいため、後述する閾値速度を下げて、排気管から迅速に凝縮水を排出するものである。
【００４７】
以下、ステップＳ１０２以下の処理が繰り返される。
【００４８】
一方、現在の車両位置が自宅から２００ｍ未満の場合（ステップＳ１０４でＮ）には、続いて、イグニッションスイッチ４０がオフであるか否かが判定される（ステップＳ１１８参照）。
【００４９】
イグニッションスイッチ４０がオフでない場合（オンの場合）（ステップＳ１１８でＮ）、モータ３２に駆動信号が出力され、モータ３２の駆動によりシャフト３４が下降され、メインマフラ１６の排水孔２８が閉塞される（ステップＳ１００参照）。なお、すでに開閉弁３６によって排水孔２８が閉塞されている場合には、モータ３２は駆動されることなく、閉塞状態が維持される。
【００５０】
以下、ステップＳ１０２以下の処理が繰り返される。
【００５１】
なお、モータ３２の周辺温度（メインマフラ１６内の温度）が６０℃未満である場合（ステップＳ１０６でＮ）、あるいは車速が閾値Ａｋｍ／ｈ未満である場合（ステップＳ１１４でＮ）も、同様である。
【００５２】
一方、制御部４４は、イグニッションスイッチ４０がオフの場合（ステップＳ１１８でＹ）、モータ３２に駆動信号を出力する。モータ３２の駆動によりシャフト３４が下降し、メインマフラ１６の排水孔２８が開閉弁３６によって閉塞される（ステップＳ２０参照）。すなわち、イグニッションスイッチ４０のオフにより、車両が駐車したと判断して排気管排水制御が終了する。
【００５３】
このように、排気管排水機構１００では、自動車の周囲の外気温が５℃以上であるか否かによって、排水孔２８を開閉するか否かを決定する車速の閾値Ａを５ｋｍ／ｈ又は１０ｋｍ／ｈに切り換えている。
【００５４】
これにより、外気温が低く排気管内で凝縮水が発生しやすい場合には、低速でも開閉弁３６を開弁してメインマフラ１６から凝縮水を迅速に排出可能としている。
【００５５】
また、排気管排水機構１００で位置情報検出部１０２で検出された現在の車両位置と記憶されている自宅の位置情報から現在の車両位置が自宅から２００ｍ以上離間した場合のみ、開閉弁３６を開弁可能に構成している。換言すれば、自宅から２００ｍ未満に自動車が位置する場合には、開閉弁３６を開弁不可（閉弁維持）に構成している。このようにすることによって、駐車場に位置する自動車のメインマフラ１６から凝縮水が排水されることを防止できる。すなわち、駐車場で凝縮水が排出されることにより、駐車場に凝縮水の凝縮水溜りができたり、繰り返し凝縮水が排出されることによって異臭を生ずること等を防止できる。
【００５６】
さらに、排気管排水機構１００では、モータ３２の周辺温度（メインマフラ１６内部の温度）が６０℃以上の場合のみ、開閉弁３６を開弁可能に構成している。換言すれば、モータ３２の周辺温度（メインマフラ１６内部の温度）が６０℃未満の場合には、開閉弁３６を開弁不可（閉弁維持）に構成している。
【００５７】
このようにすることによって、凝縮水が凍結している場合に排水孔２８を閉塞することによって外気と遮断し、メインマフラ１６の内部温度を迅速に上昇させ、凍結している凝縮水を迅速に溶解させることができる。
【００５８】
［その他］
なお、第１、第２実施形態の排気管排水機構では、排気管構造のうちで最も低い位置に位置するメインマフラ１６に排水孔２８を設けたが、排気管（第１排気管１２、第２排気管１４、排出管１８）で最も低い位置に排水孔を設け、開閉弁で開閉制御する構成であれば良い。
【００５９】
また、第１、第２実施形態の排気管排水機構では、車両が所定速度以上走行している場合のみ、開閉弁３６が排水孔２８を開放する構成としたが、車両が走行している場合（車速が０ｋｍ／ｈ以外の場合）、すなわち車両が駐停車していない場合には、開閉弁３６が排水孔２８を開放する構成としても良い。
【００６０】
さらに、第１、第２実施形態の排気管排水機構では、メインマフラ１６に排水孔２８を設けたが、メインマフラ１６よりも低い位置であれば排気管に排水孔を設けても良い。
【符号の説明】
【００６１】
１０  排気管排水機構
１２  第１排気管（排気管）
１４  第２排気管（排気管）
１８  排出管（排気管）
２８  排水孔
３０  駆動機構（開閉機構）
４０  車速センサ（走行状態検出手段）
４４  制御部（制御手段）
１００  排気管排水機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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