JP2010065580A

JP2010065580A - 自動二輪車の排気装置

Info

Publication number: JP2010065580A
Application number: JP2008231672A
Authority: JP
Inventors: Yoshisato Inayama; 佳里稲山
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2008-09-10
Filing date: 2008-09-10
Publication date: 2010-03-25
Anticipated expiration: 2028-09-10
Also published as: JP4952690B2

Abstract

【課題】外観を損なうことなく酸素センサの使用条件に適したレイアウト配置を確保することができる自動二輪車の排気装置を提供する。
【解決手段】左右一対のメインフレーム３，３間に搭載されるエンジン７と、エンジン７から車体下部後方に向けて延設された排気管２５，２５…と排気チャンバ２８とを接続すると共に車体前後方向に沿う車体中心線Ｑよりも車幅方向の一方側に偏倚して配置された排気集合管２６と、排気チャンバ２８よりも車体前方に離間して配置されてエンジンオイルを貯留するオイルパン３０と、を備え、オイルパン３０には排気集合管２６との間に車体中心線Ｑを挟むように車体下方に向けて膨出され且つ排気チャンバ２８の一部と車体前後方向に離間して対向するオイル貯留部３０ａが形成されると共に、オイル貯留部３０ａと排気チャンバ２８の一部との間に酸素センサ３７が配置されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、排気中の酸素濃度を検出することによって燃料噴射量を決定するための酸素センサを備えた自動二輪車の排気装置に関する。

従来から、自動二輪車では、燃料噴射弁の燃料噴射によって多気筒エンジンが駆動した際には、その排気ガスを、多気筒エンジンの各気筒から延出される複数の排気管を経由させた後、排気集合管、排気チャンバ、排気マフラーの順に経由して排気する排気系統を形成した排気装置が周知である。

また、排気集合管よりも排気方向下流側外壁には酸素センサが取り付けられ、この一つの酸素センサによって排気中の酸素濃度を検出することによって燃料噴射弁の開弁時間、即ち、燃料噴射量を決定し、空燃比（Ａ／Ｆ）ができるだけ理論値に近づくように制御される。

尚、上述した排気チャンバを搭載した自動二輪車にあっては、酸素センサの有効なレイアウト配置を確保するために、多気筒エンジン・車体フレーム・排気チャンバに囲まれた位置で、且つ、比較的車体中央寄りに酸素センサをレイアウト配置するのが一般的であった。

例えば、特許文献１では、エンジンの下方で排気集合管により複数の排気管が１本に集合され、その排気集合管の排気方向下流側の排気導入管に形成されたジョイント部に酸素センサ（Ｏ２センサ）が取り付けられている。

ジョイント部は、車体前後方向に延びる車体中心線に対して車体左側にオフセット配置されており、酸素センサ自体は車体左側上方に向けて延出しているものと想定される。

通常、自動二輪車には、車体左側にサイドスタンド（プロップスタンド）が配置され、このサイドスタンドを使用した駐車状態においては、車体は車体左側が低位となる傾斜状態となるため、上述した車体左上方に延出した酸素センサは、結果的に地面に対して略水平（又は下向き）に延出することとなる。

一般に、酸素センサは、その構造上、検知部が水に弱いため、駐車状態で酸素センサが略水平（又は下向き）に延出してしまうと、排気通路中で凝結した水分が酸素センサの検出部に触れてしまう虞がある。

その結果、エンジン始動直後の一定期間は酸素センサが正確に作動せず、正確な燃料噴射制御を実行することが困難となってしまう。

このような問題を回避するために、酸素センサを鉛直方向に近い上向きに延出すると、走行中等の未使用状態（格納状態）であるサイドスタンドに干渉して酸素センサの欠損等の虞が生じる。

さらに、ジョイント部の上方にはリアスイングアームや揺動部材等が配置されるため、後輪の揺動時にこれらの部品と酸素センサとが接触してしまう虞がある。

このため、これらの部品と酸素センサとの干渉を避けるためには、酸素センサは横向き（寝かせて）に延出せざるを得ず、上述したように、駐車後のエンジン始動時等の悪影響を受けることとなってしまう。
特開２００７−３２１５９５号公報

このように、耐水性に乏しい酸素センサをレイアウト配置する際には、自動二輪車を駐車している状態、即ち、前後車輪とサイドスタンドとの三点支持によって車体が傾いている（サイドスタンド側に寄り掛かっている）状態や、周辺備品の存在等を考慮すると、レイアウト配置に制約を受けるという問題が生じていた。

また、排気管を多気筒エンジンに対し車体中央寄りにレイアウト配置すると、複数の排気管の車体中央寄り側ではバンク角の影響を受け易いため、排気管の車体中央寄りに酸素センサをレイアウト配置することは困難であるという問題も生じていた。

尚、このような排気管を多気筒エンジンに対し車体中央寄りにレイアウト配置し、その排気管の車体中央寄りに酸素センサをレイアウト配置する場合には、自動二輪車としての全体の外観に及ぼす影響が大きく、結果的に酸素センサをカバーで覆うなどの処理が必要となってしまい、部品点数が増し、部品コストや組付コスト等のコストが高騰してしまうという問題が生じていた。

そこで、本発明は、上記事情を考慮し、外観を損なうことなく酸素センサの使用条件に適したレイアウト配置を確保することができる自動二輪車の排気装置を提供することを目的とする。

本発明の自動二輪車の排気装置は、左右一対のメインフレーム間に搭載されるエンジンと、該エンジンから車体下部後方に向けて延設された排気管と、該排気管と前記エンジンの下方に配置された排気チャンバとを接続すると共に車体前後方向に沿う車体中心線よりも車幅方向の一方側に偏倚して配置された排気集合管と、前記排気チャンバよりも車体前方に離間して配置されてエンジンオイルを貯留するオイルパンと、を備えた自動二輪車の排気装置において、前記オイルパンには前記排気集合管との間に前記車体中心線を挟むように車体下方に向けて膨出され且つ前記排気チャンバの一部と車体前後方向に離間して対向するオイル貯留部が形成されると共に、前記排気チャンバの一部と前記オイル貯留部との間に前記排気集合管から前記排気チャンバに至る排気中の酸素濃度を検出する酸素センサが配置されていることを特徴とする。

請求項１に記載の自動二輪車の排気装置によれば、排気集合管を車体中心線よりも車幅方向の一方側に偏倚することによって車体中心線付近にオイルパンの下方から膨出するオイル貯留部を形成すると共に、このオイル貯留部の車体後方に酸素センサを配置することにより、走行時等における飛石や飛水から酸素センサを保護することができる。

また、請求項２に記載の自動二輪車の排気装置は、前記排気集合管と前記排気チャンバとの間に排気導入管を介装して連通すると共に、該排気導入管の外壁面のうち前記排気集合管の偏倚方向とは逆方向の外壁面に前記酸素センサを配置したことを特徴とする。

請求項２に記載の自動二輪車の排気装置によれば、排気導入管の外壁面のうち排気集合管の偏倚方向とは逆方向の外壁面に酸素センサを配置することにより、酸素センサの車幅方向外方への突出量を低減することができ、排気チャンバの一部とオイル貯留部との間に酸素センサを効率よく配置することができると共に、他の可動部品等との干渉を回避し易くすることができる。

請求項３に記載の自動二輪車の排気装置は、前記排気集合管は、車両駐車時に使用状態とされるサイドスタンドの車体設置側と同じ側に偏倚されていることを特徴とする。

請求項３に記載の自動二輪車の排気装置によれば、車両の駐車時にサイドスタンド側に寄り掛かる車体に対して寄り掛かり側とは反対側、即ち、排気通路高位側に酸素センサを位置させることができるため、酸素センサよりも排気通路低位側で凝結した水分に酸素センサを接触し難くすることができ、エンジン始動時における排気中酸素濃度の検出精度の向上に貢献することができる。

また、酸素センサをサイドスタンドとは反対側に配置したことにより、サイドスタンドの回動軌跡を避ける必要が無く、酸素センサの延出方向を略水平とし得て、エンジン底面と排気装置とのクリアランスを狭めることができ、低重心化に貢献することができる。

請求項４に記載の自動二輪車の排気装置は、前記排気チャンバを車幅方向略中央に配置すると共に、車体中心線よりも車幅方向の一方側に偏倚した前記排気集合管と前記排気チャンバとを車体前後方向に対して傾斜した前記排気導入管で接続すると共に、該排気導入管の排気流れ方向と略平行な軸線を与えて前記排気導入管の車体後端部の前記排気チャンバ内に排気触媒装置を配置したことを特徴とする。

請求項４に記載の自動二輪車の排気装置によれば、排気導入管内の排気流れ方向に沿って排気触媒装置を配置することにより、排気の抜けが良好となってエンジン出力を向上することができる。

また、排気触媒装置に対して大きな入射角を持たずに排気ガスの流れを形成することができるため、排気触媒装置内に均等に排気ガスが流入して触媒使用領域の均等化に貢献し得て、排気浄化効率を向上することができる。

さらに、排気集合管を車幅方向一方側に偏倚させているにも拘らず、重量物である排気触媒装置を車幅方向中心付近に配置することができ、車体左右の重量バランスを良好とし得て、大径の排気触媒装置を車幅方向中心付近に配置することによって排気チャンバの室内左右両端部における高さ寸法を低減することができ、結果としてバンク角を大きく確保し得て車両の旋回性能を向上することができる。

本発明の自動二輪車の排気装置は、外観を損なうことなく酸素センサの使用条件に適したレイアウト配置を確保することができる。

次に、本発明の一実施形態に係る自動二輪車の排気装置について、図面を参照して説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る排気装置を搭載した自動二輪車の左側面図、図２は本発明の一実施形態に係る自動二輪車の排気装置の要部の左側面図、図３は本発明の一実施形態に係る自動二輪車の排気装置の要部の右側面図、図４は本発明の一実施形態に係る自動二輪車の排気装置の要部の底面図、図５は本発明の一実施形態に係る自動二輪車の排気装置の要部の断面図（図４におけるＡ−Ａ線断面図）である。

図１乃至図４に示すように、本発明の一実施形態に係る自動二輪車１は、前方に配置されたヘッドパイプ２から車体後方左右に延在された左右一対のメインフレーム３，３を備えた車体フレーム４と、メインフレーム３，３の中途部に設けられたブラケット５を介して後方上部に延在されたシートフレーム（図示せず）に固定されたシート６と、メインフレーム３，３に搭載されたエンジン７と、ヘッドパイプ２に連結されて前輪８を軸支するフロントフォーク９と、メインフレーム３，３に連結されて後輪１０を支持するリアスイングアーム１１と、メインフレーム３，３に固定されて車体前方からエンジン７を覆うように車体左右に跨る車体カウリング１２と、シート６の前方に配置された燃料タンク１３と、を備えている。

メインフレーム３，３は、車体左側に配置された発電機カバー１４と、車体右側に配置されたクラッチカバー１５を避けるように屈曲されている。また、メインフレーム３，３の前方には、エンジン７を冷却するためのエンジン冷却システムを構成するラジエータ１６とリザーバタンク１７とが車体前後に配置されていると共に、車体左側にはアウトレット側ラジエータホース１８、車体右側にはインレット側ラジエータホース１９、がそれぞれ配置されている。尚、各ラジエータホース１８，１９は、ウォータポンプ２０と、エンジン７のシリンダおよびシリンダヘッド内に形成されたウォータジャケットとを介して連通されている。

ラジエータ１６の下方には、エンジンオイル冷却システムとしてのオイルクーラ２１が配置されていると共に、そのオイルクーラ２１には、車体右側にてイントレット側オイルホース２２とアウトレット側オイルホース２３の各一端が接続されている。尚、インレット側オイルホース２２の他端はオイルフィルタ２４に接続されており、アウトレット側オイルホース２３の他端はエンジン７に形成されたメインギャラリ（図示せず）に接続されている。

一方、エンジン７のシリンダヘッド部（図示せず）には、シリンダヘッド数に応じた複数の排気管２５，２５…の一端が接続されている。また、複数の排気管２５，２５…は、排気集合管２６、排気導入管２７、排気チャンバ２８をこの順に介して車体左右の後方上部へとそれぞれ延在された排気マフラー２９，２９に接続されている。また、排気集合管２６の車体右側にはエンジン潤滑系システムとしてエンジンオイルを貯留するオイルパン３０が配置され、排気集合管２６の車体左側には排気制御弁（図４に弁軸３１で示す）の駆動プーリ３２が配置されている。

尚、駆動プーリ３２には、ケーブル３３の一端が接続されている。また、ケーブル３３の他端は、メインフレーム３，３に接続されてエンジン７を実質的に支持するエンジン懸架部３４，３４の一方（車体左側）にブラケット３５を介して支持されたアクチュエータ３６に接続されている。

この際、エンジン懸架部３４，３４はメインフレーム３，３とで略三角形状の空間を形成しており、その三角形状の空間内にアクチュエータ３６を配置することにより、アクチュエータ３６をメインフレーム３，３の外側から組み付けることが可能となっている。

排気集合管２６は、車体前後方向に延びる車体中心線Ｑ（図４参照）に対して車体左側にレイアウト配置され、排気チャンバ２８は車体略中心に配置されている。

これにより、排気導入管２７は、車体中心線Ｑから車体左側に偏倚した位置から、排気方向下流側に向かう程、車体中心線Ｑに接近するように傾斜されている。また、排気導入管２７の中途部には、管内排気中の排ガスの酸素濃度を検出する酸素センサ３７が配置されている。さらに、排気導入管２７の車体後端側は排気チャンバ２８内に臨んでおり、その後端部には排気触媒装置３８が設けられている。

酸素センサ３７は、車体前後方向に対して車幅方向一方側に傾斜配置された排気導入管２７の中途部において、排気集合管２６の車体偏倚側とは逆側の外壁面（平面視において排気導入管２７が車体中心線Ｑとオーバーラップする部位近傍の外壁面）から突出されており、その延出方向は、走行時（車体水平状態）を基準とした場合に略水平とされている。従って、図５に示すように、車体左側に回動可能に設けられたサイドスタンド３９を利用して車両駐車状態とした際に、そのサイドスタンド３９に寄り掛かるように車体が傾いた場合には、酸素センサ３７は、上向きに延出することとなる（例えば、図５に示す角度θ参照）。また、図４に示すように、酸素センサ３７は、オイルパン３０の下方に形成されて排気集合管２６との間に車体中心線Ｑを挟むように車体下方に向けて膨出するオイル貯留部３０ａと排気チャンバ２８の一部との間に配置されている。

尚、酸素センサ３７だけでなく、その他、耐水性に乏しい各種センサ（例えば、空燃比センサ等）のレイアウト配置に対しても同様の効果を奏することができる。

排気触媒装置３８は、排気導入管２７の傾斜に伴い、平面視において車体中心線Ｑよりも傾斜（例えば、５°以上）させることとなり、排気の流れをスムーズに行い得て、エンジン出力向上に貢献することができる。また、排気触媒装置３８の入口付近での排気流れを排気触媒装置３８内での流れと略平行に近づけることで、排気触媒装置３８の使用領域を均等化することができ、排ガスの浄化性能の向上並びに耐久性の向上に貢献することができる。

このように、本発明の自動二輪車の排気装置にあっては、エンジン７の下方で複数の排気管２５，２５…を排気集合管２６に集合させ、その排気集合管２６の排気方向下流寄りで且つ排気チャンバ２８よりも上流側に酸素センサ３７を設置し、排気集合管２６を車体左側に設置されているサイドスタンド３９側に偏倚してレイアウト配置すると共に、酸素センサ３７を排気集合管２６の配置側とは車幅方向反対の側面にレイアウト配置することによって、酸素センサ３７を車幅方向に向けて延出するように大きく寝かせた略水平に取り付けた場合であっても、サイドスタンド３９使用状態（駐車状態）では水平よりも起立した状態に酸素センサ３７を延出させることができ、酸素センサ３７の検出部が排気通路内で水分に接触することを抑制し得て、エンジン７始動直後の燃料噴射制御をより正確に行うことが可能となる。

また、酸素センサ３７の延出方向がサイドスタンド３９とは反対側となるため、サイドスタンド３９との接触の虞をなくすことができる。

さらに、酸素センサ３７を寝かせて取り付けることができるため、酸素センサ３７とエンジン７若しくは車体側部品との干渉を回避しつつ、互いのクリアランスを小さく詰めることができるため、車体の低重心化を図ることができる。

しかも、排気集合管２６をサイドスタンド３９側に偏倚させ、その反対側に位置するオイルパン３０の下部から下方に膨出したオイル貯留部３０ａを形成し、このオイル貯留部３０ａの車体後方側に酸素センサ３７を隣接するように配置したことにより、オイル貯留部３０ａを保護部材とすることができ、走行時における飛石や飛水から酸素センサ３７を保護することができる。

また、酸素センサ３７よりも排気方向下流側に位置する排気チャンバ２８を、車体中心線Ｑ寄りとなるようにセンタ配置し、排気集合管２６から排気チャンバ２８に至るまでの排気導入管２７を車体前後方向に対して傾斜させると共に、その後部を排気チャンバ２８内に位置させる排気導入管２７の後端部に排気触媒装置３８を取り付けることにより、排気チャンバ２８の中央に重量物である排気触媒装置３８を配置することができる。

その結果、車体左右の重量バランスが良好となるうえ、排気チャンバ２８の中央に大型の排気触媒装置３８を収納して左右両端部付近の高さ寸法を低減し得てバンク角を大きく確保することができ、車両の旋回性能を向上することができる。

さらに、排気導入管２７の後部に取り付けた排気触媒装置３８は、その軸線方向が排気の流れ方向と略平行となるように構成することにより、ハニカム状の排気触媒装置３８の内部における排気抵抗を大幅に低減することができ、エンジン７出力の向上に貢献することができる。

また、排気の流れ方向に沿って排気触媒装置３８を配置することによって、排気ガスを排気触媒装置３８内で均等に流すことができ、排気浄化効率の向上に貢献することができる。

特に、排気導入管２７が車体前後方向に対して傾斜して設けられているので、酸素センサ３７の取り付け座面も車体前後方向に対して傾斜することができ、結果的に酸素センサ３７の前方投影面積を減少することができ、酸素センサ３７の全体をオイル貯留部３０ａの背後に隠すことが可能となる。

本発明の一実施形態に係る排気装置を搭載した自動二輪車の左側面図である。本発明の一実施形態に係る自動二輪車の排気装置の要部の左側面図である。本発明の一実施形態に係る自動二輪車の排気装置の要部の右側面図である。本発明の一実施形態に係る自動二輪車の排気装置の要部の底面図である。本発明の一実施形態に係る自動二輪車の排気装置の要部の断面図（図４に示すＡ−Ａ線断面図）である。

符号の説明

３…メインフレーム
７…エンジン
２５…排気管
２６…排気集合管
２７…排気導入管
２８…排気チャンバ
３７…酸素センサ
３８…排気触媒装置

Claims

左右一対のメインフレーム間に搭載されるエンジンと、該エンジンから車体下部後方に向けて延設された排気管と、該排気管と前記エンジンの下方に配置された排気チャンバとを接続すると共に車体前後方向に沿う車体中心線よりも車幅方向の一方側に偏倚して配置された排気集合管と、前記排気チャンバよりも車体前方に離間して配置されてエンジンオイルを貯留するオイルパンと、を備えた自動二輪車の排気装置において、
前記オイルパンには前記排気集合管との間に前記車体中心線を挟むように車体下方に向けて膨出され且つ前記排気チャンバの一部と車体前後方向に離間して対向するオイル貯留部が形成されると共に、前記排気チャンバの一部と前記オイル貯留部との間に前記排気集合管から前記排気チャンバに至る排気中の酸素濃度を検出する酸素センサが配置されていることを特徴とする自動二輪車の排気装置。
前記排気集合管と前記排気チャンバとの間に排気導入管を介装して連通すると共に、該排気導入管の外壁面のうち前記排気集合管の偏倚方向とは逆方向の外壁面に前記酸素センサを配置したことを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車の排気装置。
前記排気集合管は、車両駐車時に使用状態とされるサイドスタンドの車体設置側と同じ側に偏倚されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の自動二輪車の排気装置。
前記排気チャンバを車幅方向略中央に配置すると共に、車体中心線よりも車幅方向の一方側に偏倚した前記排気集合管と前記排気チャンバとを車体前後方向に対して傾斜した前記排気導入管で接続すると共に、該排気導入管の排気流れ方向と略平行な軸線を与えて前記排気導入管の車体後端部の前記排気チャンバ内に排気触媒装置を配置したことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の自動二輪車の排気装置。