(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気の圧力波を利用してエンジン出力を高める構造の排気管であってエンジン回転域が低回転域のときに適合する低回転域用排気管と、エンジン回転域が高回転域のときに適合する高回転域用排気管のうち何れか一方を選択してエンジンから延びる排気通路をこれに連通させる排気通路切換弁を備えたエンジンの排気装置において、前記排気通路切換弁に、エンジン運転状態をセンサにより検出し、この検出値が予め定めた弁駆動値より低回転域側であるときには低回転域用排気管が選択され、弁駆動値より高回転域側であるときには高回転域用排気管が選択されるように排気通路切換弁を駆動する制御装置を接続し、前記弁駆動値を、低回転域用排気管から高回転域用排気管へ切換えるときとその逆のときとで異なる値に設定し、低回転域用排気管から高回転域用排気管へ切換えるときの弁駆動値を、その逆のときの弁駆動値に対して高回転域側となる大きな値に設定してなり、前記両駆動値の大小幅を、エンジン運転状態の変化する割合が予め定めた基準割合より小さいときには相対的に広く、エンジン運転状態の変化する割合が基準割合より大きいときには相対的に狭く設定したことを特徴とするエンジンの排気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、エンジンに排気の圧力波を利用してエンジン出力を高める構造の排気管を接続したエンジンの排気装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンの出力を高めるために、排気管中を伝播する排気の圧力波を膨張室で反射させて負の反射波、あるいは正の反射波としてエンジンの排気口に戻し、排気口近傍を排気時期初期において負圧としたり排気時期終期において正圧としたりすることが行われている。
【０００３】
この種の排気の圧力波を利用してエンジン出力を高める構造の排気管は、その膨張室で反射した反射波がエンジンの排気口に戻る時期と排気時期とが合致しなければ、その能力を充分に発揮することができない。すなわち、排気管の構造如何によっては高出力が得られるのが低回転域のみであったり、高回転域のみであったりしてしまう。
【０００４】
エンジン回転域の広範囲にわたって排気の圧力波を利用して高出力が得られる排気装置としては、例えば実開昭６０−１４３１２５号公報に示されたものがある。この公報に開示された排気装置は、単気筒エンジンの排気通路に排気の流れ方向を２方向の何れか一方に切換える切換弁を介装し、この切換弁の２つの出口のうち一方に低回転域のときに適合する低回転域用排気管を接続するとともに、他方に高回転域のときに適合する高回転域用排気管を接続する構造になっていた。
【０００５】
そして、この切換弁は、制御装置によってエンジン運転状態に応じて自動的に通路が切換えられるように構成されていた。すなわち、エンジンが低速で運転されているときには排気ガスを低回転域用排気管へ流し、エンジンが高速で運転されているときには排気ガスを高回転域用排気管へ流す構造になっていた。このため、この従来の排気装置によれば、エンジン回転域の広範囲にわたってエンジン出力を高めることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、上述したように構成された排気装置では、切換弁が切換動作を行うエンジン運転状態のときにスロットル弁の開閉方向が開側から閉側へあるいはその逆へと緩やかに変更されると、切換弁の切換え動作が頻繁に行われて２種類の排気管が間断なく交互に変わってしまうという問題があった。
【０００７】
すなわち、切換弁を使用して常に高出力が得られるようにするには、低回転域用排気管を使用したときの出力特性線（図９中に破線で示す）と高回転域用排気管を使用したときの出力特性線（図９中に実線で示す）とが交差するようなエンジン運転状態のときに切換弁で排気管を切換えることが望ましいが、このように制御すると、切換弁の切換動作が行われるエンジン運転状態に近い状態でスロットル弁を開閉させるとその都度切換弁が駆動されてしまい、運転しづらくなってしまう。
【０００８】
切換弁が頻繁に切換動作を行うのを防ぐためには、エンジン運転状態に対応する切換弁用駆動値を、低回転域用排気管から高回転域用排気管へ切換えるときとその逆のときとで異なる値に設定し、この切換弁用駆動値にヒステリシスをもたせればよい。すなわち、低回転域用排気管から高回転域用排気管へ切換えるときの駆動値を上述した出力特性線の交差するときの値に対して大きく設定するとともに、これとは逆の場合の弁駆動値を出力特性線の交差するときの値に対して小さく設定する。
【０００９】
しかし、このように切換弁用駆動値にヒステリシスをもたせる場合、切換弁が可及的に頻繁に動作しないように前記両弁駆動値の大小幅を大きく設定すると、急加速時に出力を急速に高めるときや急減速時に出力を急速に減少させるときに問題が生じる。これは、低回転域用排気管から高回転域用排気管へ切換えられるときや、高回転域用排気管から低回転域用排気管へ切換えられるときには、排気管を切換えることにより生じる出力差が大きくなってしまうからである。
【００１０】
すなわち、低回転域用排気管を使用している状態からスロットル弁を急速に開いて急加速する場合、前記出力特性線が交差するような状態を過ぎてから高回転域用排気管に切換えられるので、換言すれば高回転域用排気管を使用した方が高出力が得られるにも係わらず低回転域用排気管を使用しているので、出力が上昇するに当たって遅れが生じてしまう。
【００１１】
一方、高回転域用排気管を使用している状態からスロットル弁を急速に閉じて急減速する場合は、高回転域用排気管を使用するより低回転域用排気管を使用した方が高出力の得られるようなときに高回転域用排気管から低回転域用排気管へ切換えられるので、切換え時に出力が高まってしまう。
【００１２】
本発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、切換弁が排気通路を切換えるエンジン運転状態のときにスロットル弁を開閉操作しても切換弁が頻繁に動作することが少ないようにヒステリシスをもたせた制御を行いつつ、急加速および急減速を円滑に行えるようにすることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るエンジンの排気装置は、排気の圧力波を利用してエンジン出力を高める構造の排気管であってエンジン回転域が低回転域のときに適合する低回転域用排気管と、エンジン回転域が高回転域のときに適合する高回転域用排気管のうち何れか一方を選択してエンジンから延びる排気通路をこれに連通させる排気通路切換弁を備えたエンジンの排気装置において、前記排気通路切換弁に、エンジン運転状態をセンサにより検出し、この検出値が予め定めた弁駆動値より低回転域側であるときには低回転域用排気管が選択され、弁駆動値より高回転域側であるときには高回転域用排気管が選択されるように排気通路切換弁を駆動する制御装置を接続し、前記弁駆動値を、低回転域用排気管から高回転域用排気管へ切換えるときとその逆のときとで異なる値に設定し、低回転域用排気管から高回転域用排気管へ切換えるときの弁駆動値を、その逆のときの弁駆動値に対して高回転域側となる大きな値に設定してなり、前記両駆動値の大小幅を、エンジン運転状態の変化する割合が予め定めた基準割合より小さいときには相対的に広く、エンジン運転状態の変化する割合が基準割合より大きいときには相対的に狭く設定したものである。
【００１５】
【作用】
本発明によれば、エンジン運転状態の変化する割合が基準割合より大きいときには小さいときに較べて排気通路切換弁の駆動値の大小幅が狭くなるので、弁駆動値にヒステリシスをもたせて排気通路切換弁が頻繁に動作しないような構成を採りながらも、エンジン運転状態が急速に変化するときには出力差が少ない状態で排気管が切換えられる。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図１ないし図１０によって詳細に説明する。
図１は本発明に係るエンジンの排気装置の側面図、図２は図１における要部を拡大して示す縦断面図、図３は図２におけるIII−III線断面図、図４は図２における排気通路切換弁のIV−IV線断面図、図５は排気通路切換弁の弁体部分を示す分解斜視図で、同図は弁体の通路形成部材を破断して描いてある。
【００１８】
図６は排気通路切換弁用ガスケットの正面図、図７は図６におけるVII−VII線断面図、図８は本発明に係る排気装置の概略構成を示すブロック図、図９は本発明に係る排気装置を装着したエンジンのエンジン回転数と出力の関係を示すグラフ、図１０は本発明に係る排気装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【００１９】
これらの図において、１は自動二輪車用水冷式２サイクル単気筒エンジンである。２はこのエンジン１のクランクケース、３はシリンダボディ、４はシリンダヘッド、５はクランク軸、６はコンロッド、７はピストン、８は点火プラグである。前記クランク軸５の近傍に設けられた符号９で示すものはクランク角センサで、制御装置１０にクランク角信号を送出する構造になっている。
【００２０】
制御装置１０は後述する排気制御弁装置１１や排気通路切換弁１２を制御するものであり、前記クランク角センサ９から送出されたクランク角信号に基づいてエンジン回転数を求め、排気制御弁装置用サーボモータ１３および排気通路切換弁用サーボモータ１４をエンジン回転数に応じて制御するように構成されている。
【００２１】
排気制御弁装置１１は、図２に示すように、シリンダボディ３の排気ポート１５の実質的な上縁を上下させて排気時期を変える従来周知のもので、排気通路１６の上壁に、略円柱形で排気通路壁面と対応する形状の切欠き面１１ａが形成された弁体１１ｂを回動自在に装着させて構成されている。また、この弁体１１ｂは、一方の軸方向端部がシリンダボディ３から側方に突出され、図１に示すように突出端部に固着されたプーリ１１ｃと、このプーリ１１ｃに接続された２本の駆動ワイヤ１１ｄを介して前記排気制御弁用サーボモータ１３に連結されている。前記制御装置１０は、エンジン回転数が予め定めた排気制御弁駆動開始回転数より低いときには弁体１１ｂが閉状態となるようにサーボモータ１３を駆動し、エンジン回転数が前記排気制御弁駆動開始回転数を上回ったときに弁体１１ｂをその切欠き面１１ａが排気通路１６の内壁面と面一になるように回すように構成されている。すなわち、エンジン回転数が排気制御弁駆動開始回転数より低いときには排気時期が遅くなり、排気制御弁駆動開始回転数を上回ると排気時期が早くなることになる。
【００２２】
排気通路切換弁１２はエンジン１のシリンダボディ３に直接取付けられる構造になっており、図２〜図４に示すように、シリンダボディ３に４本の取付けボルト１７によって固定されたバルブボディ１８と、このバルブボディ１８に回動自在に取付けられた弁体１９等から構成されている。そして、エンジン１にはこの排気通路切換弁１２を介して後述する排気管２０，２１が接続されている。
【００２３】
前記バルブボディ１８は、１つの入口に２つの出口を連通させてなる二股状の通路が形成され、この二股状通路の分岐部分に弁体１９が装着されており、前記２つの出口を左右に並べた状態で入口をシリンダボディ３における前記排気ポート１５の下流側近傍に位置する排気口に対向させてシリンダボディ３に取付けられている。また、バルブボディ１８におけるシリンダボディ３に取付けられる部分は、排気口の周縁を形成する凹部２２に嵌合して密着する構造になっている。なお、この凹部２２の近傍には、エンジン冷却水を流すための冷却水通路２３が延在されている。
【００２４】
２４および２５は前記二股状通路を構成する左側分岐通路と右側分岐通路で、これらの通路は、軸線が図３中に一点鎖線で示すように鋭角となる角度αをもって交差するように形成されている。また、これらの分岐通路２４，２５は、弁体１９の軸線Ｃ（図３）に対して対称に形成されている。
【００２５】
前記弁体１９は、鋳造によって形成された通路形成部材２６に駆動軸２７を取付けて形成されている。詳述すると、通路形成部材２６は図５に示すように、円柱体に前記左右両分岐通路２４，２５の方向変更部分となる湾曲通路２６ａを形成するとともに、後述する支持プレート固定用段部２６ｂ、ねじ孔２６ｃおよびピン孔２６ｄ等を形成して構成されている。なお、通路形成部材２６は、図５中にハッチングを施した中心面に対して対称に形成されている。
【００２６】
そして、この弁体１９は、バルブボディ１８における前記左右両分岐通路２４，２５の分岐部分に形成された断面円形状の弁穴１８ａに通路形成部材２６を嵌合させるとともに、駆動軸２７をバルブボディ１８の軸穴１８ｂに嵌合させてバルブボディ１８に回動自在に取付けられている。これらの弁穴１８ａおよび軸穴１８ｂが本発明に係る弁体支持孔を構成している。なお、これらの弁穴１８ａおよび軸穴１８ｂは、図２に示すようにこの排気通路切換弁１２を側方から見たときに軸線が左右両分岐通路２４，２５の軸線と重なるように形成されている。
【００２７】
また、弁体１９は、図３に示したようにバルブボディ１８に取付けた状態で排気通路１６側となる軸方向端部がバルブボディ１８から突出するように形成されている。そして、この突出部はシリンダボディ３の排気口に嵌合している。なお、弁体１９の前記突出端面とシリンダボディ３との間には、排気ガスが排気通路切換弁取付け部から漏れるのを阻止するためのメタルガスケット２８が介装されている。
【００２８】
このメタルガスケット２８は、図５〜図７に示すように、円環状の金属製板材を、その内周部２８ａを外周部２８ｂに対して軸方向（厚み方向）に偏在させて形成されている。そして、このメタルガスケット２８は、軸方向両端面のうち内周部２８ａによって形成される一方の端面を弁体１９の前記突出端面に当接させるとともに、外周部２８ｂによって形成される他方の端面をシリンダボディ３に当接させてこれら両部材の間に介装されている。なお、このメタルガスケット２８を介装するに当たっては、弁体１９とシリンダボディ３とによって挟圧するようにして行う。
【００２９】
このようにメタルガスケット２８を弁体１９とシリンダボディ３との間に介装すると、排気ガスが漏れるのを防ぐことができるとともに、メタルガスケット２８の弾発力によって弁体１９がシリンダボディ３から離間する方向へ付勢されて弁体１９がバルブボディ１８内でがたつくのをも防ぐことができる。
【００３０】
なお、駆動軸２７の貫通部は、円環状のカーボンガスケット２９（図３）を軸穴１８ｂに嵌合させるとともに駆動軸２７をこのカーボンガスケット２９に嵌入させることによって排気ガスが漏れるのを防いでいる。
【００３１】
前記湾曲通路２６ａは、上流端が通路形成部材２６の一方の軸端部にシリンダボディ３の排気通路１６と略同径の開口径をもって開口し、この開口部から通路形成部材２６の他方の軸端部へ向かうにしたがって次第に径方向外側へ偏在するように湾曲形成されており、下流端が通路形成部部材２６の他方の軸端面から外周面わたって開口されている。しかも、この湾曲通路２６ａの内壁面は、図３に示したように弁体１９をバルブボディ１８に嵌合させて湾曲通路２６ａの下流端を左右何れの方向へ向けたときに、左右何れかの分岐通路２４，２５の内壁面と面一になるように形成されている。
【００３２】
すなわち、図３および図４に示した状態では湾曲通路２６ａが左側分岐通路２４の一部となってこれをシリンダボディ３の排気通路１６に連通させているが、この状態から弁体１９を１８０度回すことによって、湾曲通路２６ａは右側分岐通路２５の一部となってこれを排気通路１６に連通するようになる。言い換えれば、弁体１９は左右２つの分岐通路２４，２５のうち何れか一方を選択してこれを連通状態とするように構成されている。
【００３３】
また、前記段部２６ｂは、図５に示すように通路形成部材２６における湾曲通路２６ａの下流側となる軸方向端面の一部を段差Ｄをもって軸方向中心側へ偏在させて形成されている。さらに、この段部２６ｄの形成位置は、通路形成部材２６の軸方向端面における湾曲通路２６ａの下流側端部が開口していない部位に略半円状に形成されている。前記ねじ孔２６ｃおよびピン孔２６ｄは前記段部２６ｂに開口するように形成されている。すなわち、これらの孔２６ｃ，２６ｄは、通路形成部材２６における湾曲通路２６ａを避けた部位であって肉厚が比較的厚い部分に形成されている。
【００３４】
前記駆動軸２７は、一端部に略半円状を呈する支持プレート３１が溶接されるともに、他端部に雄ねじ２７ａが刻設されて後述する従動ギヤ３２が取付けられている。駆動軸２７および支持プレート３１は、前記通路形成部材２６とは異なり鋼材によって形成されている。支持プレート３１は、通路形成部材２６の段部２６ｂと対応する形状に前記段差Ｄと略同じ厚みをもって形成され、丸穴３１ａに駆動軸２７の軸端突部２７ｂを嵌合させた状態で駆動軸２７に溶接されている。そして、駆動軸２７に支持プレート３１を溶接してなる組立体は、支持プレート３１を段部２６ｂに合わせた状態で取付けねじ３３により通路形成部材２６に固定されている。
【００３５】
３１ｂは支持プレート３１に取付けねじ３３を挿通させるための透孔で、この透孔３１ｂは、十字穴付き皿ねじからなる取付けねじ３３の頭部３３ａが支持プレート３１の外面に突出することがないように形成されている。３１ｃは支持プレート３１に対して通路形成部材２６が相対的に回動するのを規制するノックピン３４を通すためのピン孔である。このノックピン３４は支持プレート３１を貫通して通路形成部材２６のピン孔２６ｄに圧入されるように構成されている。
【００３６】
駆動軸２７を通路形成部材２６に取付けるに当たり支持プレート３１を使用して本実施例で示したように行うと、支持プレート３１が段部２６ｂに入ることにより通路形成部材２６の駆動軸側の軸方向端面となる突出面２６ｅ（図５）と、支持プレート３１の主面３１ｄ（図５）とが略面一になる。このため、この弁体１９は通路形成部材２６の実質的な駆動軸側端面が略平坦になるので、これを図３に示したようにバルブボディ１８に装着したときに、弁穴１８ａの軸方向端面が通路形成部材２６の前記略平坦な駆動軸側軸端面に全面にわたって面接触するようになる。
【００３７】
すなわち、弁体１９はエンジン運転中には排気ガスの圧力によってエンジン１から離間する方向へ押圧されるが、本実施例の構成を採ることによって、この軸線方向に作用する力を軸線とは直交する広い扁平面によって受けることができるようになる。言い換えれば、駆動軸２７を通路形成部材２６に回り止めしつつ固定するに当たり、固定部材によって前記軸線方向の力を受ける面の面積が狭められることがない。
【００３８】
駆動軸２７における支持プレート３１とは反対側の端部に取付けられる従動ギヤ３２は、図１および図２に示すように駆動ギヤ３５に噛合し、この駆動ギヤ３５および駆動ギヤ３５に接続された２本の駆動ワイヤ３６を介して排気通路切換弁用サーボモータ１４に連結されている。なお、前記駆動ギヤ３５は、排気通路切換弁１２のバルブボディ１８に不図示の枢支機構を介して回転自在に支持されている。
【００３９】
すなわち、前記排気通路切換弁用サーボモータ１４の回転を駆動ワイヤ３６を介して駆動ギヤ３５に伝えてこれを回動させることにより、駆動ギヤ３５に噛合する従動ギヤ３２とともに駆動軸２７が回動するようになる。このため、従動ギヤ３２を１８０度の回動角度をもって回動させることにより、排気通路切換弁１２の弁体１９により左側分岐通路２４と右側分岐通路２５のうち何れか一方が選択されて連通することになる。
【００４０】
次に、排気通路切換弁１２に接続された排気管２０，２１の構造について説明する。これらの排気管２０，２１は、排気通路切換弁１２のバルブボディ１８に接続された上流部２０ａ，２１ａと、他の部分に較べて大径に形成されて内部に膨張室が設けられた膨張部２０ｂ，２１ｂと、消音器２０ｃ，２１ｃとから形成されており、エンジン１から排気通路切換弁１２を通って排出される排気ガスの圧力波を利用してエンジン出力を高める構造になっている。また、排気管２０の膨張部２０ｂは不図示の自動二輪車の車体の左側に配置され、排気管２１の膨張部２１ｂは右側に配置されている。
【００４１】
前記上流部２０ａは排気通路切換弁１２における左右の分岐通路２４，２５のうち左側分岐通路２４に接続され、上流部２１ｂは右側分岐通路２５に接続されている。そして、排気管２０はエンジン回転域が低回転域のときに適合するように構成され、排気管２１はエンジン回転域が高回転域のときに適合するように構成されている。すなわち、排気管２０が本発明に係る低回転域用排気管を構成し、排気管２１が本発明に係る高回転域用排気管を構成している。
【００４２】
低回転域用排気管２０を使用した場合のエンジン１の出力特性を図９中に破線で示し、高回転域用排気管２１を使用した場合のエンジン１の出力特性を図９中に実線で示す。本発明に係る排気通路切換弁１２は、前記２つの出力特性線が交差するようなエンジン回転数を含む回転数域において制御装置１０により駆動され、左右の分岐通路２４，２５を選択的に連通状態として実質的に低回転域用排気管２０と高回転域用排気管２１とを切換えるように構成されている。
【００４３】
排気通路切換弁１２を制御する制御装置１０は図８に示すように、前記クランク角センサ９から送出されたクランク角信号に基づいてエンジン回転数を求める演算部１０ａと、前記排気制御弁装置１１や排気通路切換弁１２を制御する制御部１０ｂとを備えている。また、この制御装置１０は、手動式のモード切換スイッチ４１が接続されており、このモード切換スイッチ４１によって動作モードを後述する手動モードあるいは自動モードのうち何れか一方に切換えることができる構造になっている。なお、モード切換スイッチ４１は、制御装置１０の動作モードを切換えるためのモード切換用操作子（図示せず）と、手動モードのときに後述するように低回転域用排気管２０と高回転域用排気管２１を切換えるための排気管選択用操作子（図示せず）とを備えている。
【００４４】
制御装置１０は、前記手動モードではモード切換スイッチ４１の排気管選択用操作子により選択された排気管に排気ガスが流れるよう排気通路切換弁１２を駆動し、自動モードでは、クランク角センサ９を用いて検出されたエンジン回転数に応じて自動的に排気通路切換弁１２を駆動し排気管を切換えるように構成されている。なお、上記何れのモードであっても、制御装置１０は排気制御弁装置１１をエンジン回転数に応じて自動的に制御するように構成されている。
【００４５】
ここで、自動モードのときに排気通路切換弁１２を制御する手法について説明する。
制御装置１０は自動モードのときには、エンジン回転数が予め定めた排気管切換回転数より低いときには左側分岐通路２４が連通状態となり、前記排気管切換回転数より高いときには右側分岐通路２５が連通状態となるようサーボモータ１４を駆動して排気通路切換弁１２を制御するように構成されている。すなわち、本実施例で示す制御装置１０は、エンジン運転状態に応じて排気通路切換弁を駆動する際の弁駆動値としてエンジン回転数を用いている。
【００４６】
そして、前記排気管切換回転数は、低回転域用排気管２０から高回転域用排気管２１へ切換える場合とその逆の場合とで異なる値に設定することによって、ヒステリシスをもたせてある。すなわち、低回転域用排気管から高回転域用排気管へ切換える場合の排気管切換回転数は、その逆の場合の排気管切換回転数に対して大きい値になっている。そして、これらの大小異なる２つの排気管切換回転数は、エンジン回転数の変化する割合が予め定めた基準割合より小さいとき、すなわちエンジン運転状態が緩やかに変化しているときには大小幅が相対的に広く、エンジン回転数の変化する割合が基準割合より大きいとき、すなわち、エンジン運転状態が急速に変化しているときには大小幅が相対的に狭くなるように設定されている。
【００４７】
このエンジン回転数の変化する割合は、演算部１０ａによって算出されたエンジン回転数の単位時間当たりの変化量から求める。この演算は、制御装置１０内の制御部１０ｂが行うように構成されている。すなわち、エンジン回転数が上昇する場合の基準割合をＸとしエンジン回転数が減少する場合の基準割合を−Ｙとすると、前記大小幅が相対的に広くなるのは、エンジン運転状態が−Ｙ＜ｄrpm ／ｄｔ＜Ｘの条件を満たすときとなる。なお、エンジン回転数の代わりに、図８中に破線で示したように車体に加速度センサ４２を取付けてこの加速度センサ４２によって検出した加速度を用いることもできる。また、排気時期を用いることもできる。
【００４８】
排気管切換回転数の前記大小幅を図９に示す。図９においてＡはエンジン回転数の変化する割合が基準割合より小さいときの排気管切換回転数幅、Ｂはエンジン回転数の変化する割合が基準割合より大きいときの排気管切換回転数幅である。すなわち、エンジン回転数が緩やかに上昇するときには、エンジン回転数が緩用高回転数ＡＨに達したときに高回転域用排気管２１が選択され、緩やかに下降するときには、エンジン回転数が緩用低回転数ＡＬに達したときに低回転域用排気管２０が選択される。また、エンジン回転数が急速に上昇するときには、エンジン回転数が急用高回転数ＢＨに達したときに高回転域用排気管２１が選択され、エンジン回転数が急速に低下するときには、エンジン回転数が急用低回転数ＢＬに達したときに低回転域用排気管２０が選択される。なお、図９においてＣは排気制御弁装置１１が開き始めるときのエンジン回転数、Ｄは排気制御弁１１が全開状態になるときのエンジン回転数である。
【００４９】
次に、上述したように構成された排気装置の動作を説明する。
制御装置１０は排気制御弁装置１１と排気通路切換弁１２とを別の制御ルーチンによって制御する。排気制御弁装置１１を制御するに当たっては、エンジン回転数が排気制御弁駆動開始回転数Ｃに達するまでは排気制御弁１１を閉状態とし、エンジン回転数が図９中の排気制御弁駆動開始回転数Ｃまで上昇したときに、排気制御弁装置１１を駆動させる。これによって排気時期が早められる。なお、制御装置１０は、エンジン回転数が図９中Ｄで示す回転数に達するまで排気制御弁装置１１の開度をエンジン回転数に応じて変化させる。
【００５０】
排気通路切換弁１２を制御するに当たっては図１０に示した制御ルーチンによって行う。すなわち、エンジン始動後に先ず、ステップＰ1 で示すようにモード切換スイッチ４１が自動モード（AUTO）であるのか手動モードであるのかを検出し、自動モードであるときにはステップＰ2 に進み、手動モードであるときにはステップＰ3 に進む。
【００５１】
手動モードであるときには、ステップＰ3 にてモード切換スイッチ４１の排気管選択用操作子が低回転域用排気管（ＬＥX ）２０を選択するように操作されているか否かを判定する。ＹＥＳの場合には、制御装置１０は排気通路切換弁１２を左側分岐通路２４が連通状態となるように駆動して低回転域用排気管２０に排気ガスが流れるようにする（ステップＰ4 ）。ＮＯの場合には、これとは逆に排気通路切換弁１２を右側分岐通路２５が連通状態となるように駆動して高回転域用排気管２１に排気ガスが流れるようにする（ステップＰ5 ）。
【００５２】
前記ステップＰ1 で自動モードが選択されていると判定されたときには、制御装置１０はステップＰ2 でエンジン回転数Ｒを読み込み、ステップＰ6 にてこのときのエンジン回転数の変化割合が基準割合より小さいか否かを判定する。エンジン回転数が緩やかに変化していて変化割合が基準割合より小さいときには、ステップＰ7 へ進んでエンジン回転数が上昇しているのか否かを判定する。エンジン回転数が上昇しているときには、ステップＰ8 にてエンジン回転数Ｒが上述した緩用高回転数ＡＨより小さいか否かを判定する。このとき制御装置１０は、エンジン回転数Ｒが緩用高回転数ＡＨより小さいときには低回転域用排気管（ＬＥX ）２０が選択されるように排気通路切換弁１２を駆動し（ステップＰ9 ）、エンジン回転数Ｒが緩用高回転数ＡＨより大きいときには高回転域用排気管（ＨＥX ）２１が選択されるように排気通路切換弁１２を駆動する（ステップＰ10）。
【００５３】
低回転域用排気管２０が選択されると、排気の圧力波はエンジン１から排気管２０中に伝播されることになり、膨張部２０ｂで反射した反射波のエンジン１に戻る時期が低回転域でのエンジン１の排気時期に合致して高出力が得られる。すなわち、低回転域用排気管２０で有効な低速側特性を生かした高出力運転が可能になる。一方、高回転域用排気管２１が選択されると、排気の圧力波はエンジン１から排気管２１に伝播され、膨張部２１ｂで反射した圧力波のエンジン１に戻る時期が高回転域でのエンジン１の排気時期に合致して高出力が得られる。このため、高回転域用排気管２１で有効な高速側特性を生かした高出力運転が可能になる。
【００５４】
前記ステップＰ7 でエンジン回転数が低下中であると判定されたときには、ステップＰ11に進んでエンジン回転数Ｒが緩用低回転数ＡＬより小さいか否かを判定する。そして、ＹＥＳの場合には低回転域用排気管（ＬＨX ）２０が選択され（ステップＰ12）、ＮＯの場合には高回転域用排気管（ＨＥX ）２１が選択される（ステップＰ13）。
【００５５】
すなわち、エンジン回転数が緩やかに変化しているときには、排気通路切換弁１２はエンジン回転数が図９中にＡで示すような相対的に広い排気管切換回転数幅Ａ内であれば、エンジン回転数が増減しても排気管切換動作を行わないことになる。
【００５６】
また、前記ステップＰ6 にてエンジン回転数が急速に変化していてその変化割合が基準割合より大きいと判定されたときには、エンジン回転数が上昇中であるか否かを判定する判定フロー（ステップＰ14）および回転数Ｒと急用高回転数ＢＨ、急用低回転数ＢＬとを比較する判定フロー（ステップＰ15，Ｐ16）を経てステップＰ17〜Ｐ20に示したように低回転域用排気管（ＬＥX ）２０、高回転域用排気管（ＨＥX ）２１の何れかが選択される。
【００５７】
すなわち、エンジン回転数が急速に変化しているときには、排気通路切換弁１２はエンジン回転数が図９中にＢで示すような相対的に狭い排気管切換回転数幅Ｂ内であれば、エンジン回転数が増減しても排気管切換動作を行わないことになる。言い換えれば、このときには、エンジン回転数が上昇する場合と低下する場合との両方で出力差が少ない状態で排気管が切換えられることになる。
【００５８】
したがって、上述したように構成された排気装置によれば、自動モードにおいて、エンジン回転数の変化する割合が基準割合より大きいときには、低回転域用排気管２０から高回転域用排気管２１へ切換えるときのエンジン回転数と、これとは逆の場合のエンジン回転数との大小幅が相対的に狭くなるので、排気通路切換弁１２を駆動するときのエンジン回転数にヒステリシスをもたせて排気通路切換弁１２が頻繁に動作しないような構成を採りながらも、エンジン回転数が急速に変化するときには出力差が少ない状態で排気管を切換えることができる。
【００５９】
また、この排気装置によれば、制御装置１０を自動モードに切換えると排気通路切換弁１２による切換動作がエンジン運転状態に応じて自動的に行われ、手動モードに切換えるとモード切換スイッチ４１の排気管選択用操作子によって指定された排気管が選択される。このため、乗員の意志によって低回転域用排気管２０と高回転域用排気管２１のうち何れか一方を選択することが可能になる。
【００６０】
このため、低回転域用排気管２０を使用している状態からスロットル弁（図示せず）を急速に開いて急加速する場合、高出力が得られる方の排気管に速やかに切換えられて出力が上昇するようになる。一方、高回転域用排気管２１を使用している状態からスロットル弁を急速に閉じて急減速する場合には、出力変動が可及的に少ない状態で排気管が切換えられるようになる。
【００６１】
本実施例で示したように排気通路切換弁１２を構成すると、シリンダボディ３に排気通路切換弁１２が直接取付けられるから、排気通路切換弁１２の熱は熱伝導によってシリンダボディ３に伝わり、冷却水通路２３にエンジン冷却水を流す構造のエンジン冷却装置によって冷却されることになる。また、排気通路切換弁１２がシリンダボディ３と一体的に設けられることになるから、排気通路切換弁１２をシリンダボディ３に取付けてなる片持ち梁の腕の長さが最小限で済む。さらに、排気通路切換弁１２の入口がシリンダボディ３の排気口と一致するので、排気ガスがその温度、圧力および流速の高い状態で排気通路切換弁に流入する。しかも、排気通路切換弁１２をシリンダボディ３に取付けるに当たり両者の間に連結部材を介装させずに済むから、部品点数が最小限で済む。
【００６２】
また、バルブボディ１８における弁穴１８ａの軸方向端面と、弁体１９の通路形成部２６における前記端面と対接する部位とをそれぞれ弁体１９の軸方向と直交する扁平面としたため、排気通路切換弁１２に排気ガスが流入するときに弁体１９に加わる排気ガス圧力は、弁体１９から前記扁平面に加わるようになる。このため、弁体１９は大きな排気ガス圧力が加わったとしても円滑に回動できるようになる。
【００６３】
その上、排気通路切換弁１２の２つの分岐通路２４，２５を、弁体１９の軸線Ｃに対して対称に形成するとともに、これらの通路２４，２５の軸線が鋭角αをもって交差するように形成したため、排気ガスは流れ方向が大きく変わることなく排気通路切換弁１２を通過することになるから、排気通路切換弁１２が排気抵抗になり難い。
【００６４】
加えて、排気通路切換弁１２の弁体１９の端面とシリンダボディ３との間に、内周部２８ａを外周部２８ｂに対して軸方向へ偏在させてなる円環状のメタルガスケット２８を介装したため、弁体１９の上流側端部はメタルガスケット２８によって回動が許容された状態でシールされることになる。このため、排気ガスが排気通路切換弁取付け部から外部に漏れることを防ぐことができる。
【００６５】
なお、本実施例では自動モードと手動モードとを選択可能な構成を採りつつ手動モードのときには弁駆動値の大小幅を変える制御を行う例を示したが、手動モードに切換えることが可能な構成を採らずに、前記弁駆動値の大小幅を変える制御を行ってもよい。
【００６６】
また、本実施例ではエンジン１として２サイクルエンジンを採用した例を示したが、４サイクルエンジンに適用することもできる。さらに、本発明では２つの分岐通路を左右に向けて開口させた例を示したが、これらを上下に向けて開口させたとしても、前記実施例と同等の効果を得ることができる。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るエンジンの排気装置は、排気通路切換弁に、エンジン運転状態をセンサにより検出してエンジン運転状態に応じて低回転域用排気管と高回転域用排気管との何れか一方が選択されるように排気通路切換弁を駆動する制御装置を接続し、排気通路切換弁が駆動されるときの弁駆動値を、低回転域用排気管から高回転域用排気管へ切換えるときとその逆のときとで異なる値に設定し、低回転域用排気管から高回転域用排気管へ切換えるときの弁駆動値を、その逆のときの弁駆動値に対して高回転域側となる大きな値に設定し、前記両駆動値の大小幅を、エンジン運転状態の変化する割合が予め定めた基準割合より小さいときには相対的に広く、エンジン運転状態の変化する割合が基準割合より大きいときには相対的に狭く設定したため、エンジン運転状態の変化する割合が基準割合より大きいときには小さいときに較べて排気通路切換弁の駆動値の大小幅が狭くなるので、弁駆動値にヒステリシスをもたせて排気通路切換弁が頻繁に動作しないような構成を採りながらも、エンジン運転状態が急速に変化するときには出力差が少ない状態で排気管が切換えられる。
【００６８】
このため、低回転域用排気管を使用している状態からスロットル弁を急速に開いて急加速する場合、高出力が得られる方の排気管に速やかに切換えられて出力が上昇するようになる。一方、高回転域用排気管を使用している状態からスロットル弁を急速に閉じて急減速する場合には、出力変動が可及的に少ない状態で排気管が切換えられるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るエンジンの排気装置の側面図である。
【図２】  図１における要部を拡大して示す縦断面図である。
【図３】  図２におけるIII−III線断面図である。
【図４】  図２における排気通路切換弁のIV−IV線断面図である。
【図５】  排気通路切換弁の弁体部分を示す分解斜視図で、同図は弁体の通路形成部材を破断して描いてある。
【図６】  排気通路切換弁用ガスケットの正面図である。
【図７】  図６におけるVII−VII線断面図である。
【図８】  本発明に係る排気装置の概略構成を示すブロック図である。
【図９】  本発明に係る排気装置を装着したエンジンのエンジン回転数と出力の関係を示すグラフである。
【図１０】  本発明に係る排気装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１…水冷式２サイクルエンジン、３…シリンダボディ、９…クランク角センサ、１０…制御装置、１２…排気通路切換弁、１５…排気ポート、１６…排気通路、１８…バルブボディ、１９…弁体、２０…低回転域用排気管、２１…高回転域用排気管、２０ｂ，２１ｂ…膨張部、２４…左側分岐通路、２４ａ…上側分岐通路、２４ｂ…下側分岐通路、２５…右側分岐通路、４１…モード切換スイッチ。
【図１】
0003805806.tif 000002
【図２】
0003805806.tif 000003
【図３】
0003805806.tif 000004
【図４】
0003805806.tif 000005
【図５】
0003805806.tif 000006
【図６】
0003805806.tif 000007
【図７】
0003805806.tif 000008
【図８】
0003805806.tif 000009
【図９】
0003805806.tif 000010
【図１０】
0003805806.tif 000011