JP2017150307A - Engine unit and vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンユニットおよび乗り物に関する。 The present invention relates to an engine unit and a vehicle.
以前より、エンジンの排ガスに含まれる酸素を検出し、この検出結果をエンジンの燃焼制御に利用する技術がある。酸素検出に基づく燃焼制御により、空燃比、燃料の噴射タイミング、または、点火タイミング等が調整されることで、排ガスの清浄化を促進することができる。 There has been a technique for detecting oxygen contained in engine exhaust gas and using the detection result for engine combustion control. By controlling the air-fuel ratio, the fuel injection timing, the ignition timing, and the like by combustion control based on oxygen detection, it is possible to promote the purification of exhaust gas.
従来、排ガスの酸素検出を高い精度で行う目的で、酸素センサをエンジンのシリンダヘッドに取り付ける提案がなされている(特許文献1を参照)。この構成によれば、燃焼から酸素検出までの時間が短くなり、検出結果をフィードバックして燃焼制御に反映させる際のレスポンスが向上する。これにより、排ガスの浄化性能を向上できる。 Conventionally, there has been a proposal to attach an oxygen sensor to an engine cylinder head in order to detect oxygen in exhaust gas with high accuracy (see Patent Document 1). According to this configuration, the time from combustion to oxygen detection is shortened, and the response when the detection result is fed back and reflected in the combustion control is improved. Thereby, the purification performance of exhaust gas can be improved.
昨今の環境基準の維持および向上に伴い、排ガスの浄化性能をより高めたいという要望がある。 With recent maintenance and improvement of environmental standards, there is a desire to further improve exhaust gas purification performance.
本発明の目的は、排ガスの浄化性能をより高めることのできるエンジンユニットおよび乗り物を提供することである。 An object of the present invention is to provide an engine unit and a vehicle that can further improve exhaust gas purification performance.
本発明の一態様に係るエンジンユニット(以下、態様1のエンジンユニットとも呼ぶ)は、
単気筒4ストロークエンジンと、
前記単気筒4ストロークエンジンの排ガスを流す排気通路と、
前記排気通路の途中に配置され、前記排気通路の中で最も高い浄化能力を有するメイン触媒と、
前記単気筒4ストロークエンジンの排気ポートから前記メイン触媒の上流端までの前記排気通路の区間において、前記メイン触媒より前記排気ポートに近い位置に配置され、前記単気筒4ストロークエンジンの単一の燃焼室のみから排出された排ガスに少なくとも一部が晒され、酸素を検出する上流酸素検出部材と、
前記排気通路において前記メイン触媒の下流端より下流に配置され、前記単気筒4ストロークエンジンの単一の燃焼室のみから排出された排ガスに少なくとも一部が晒され、酸素を検出する下流酸素検出部材と、
前記上流酸素検出部材の検出結果および前記下流酸素検出部材の検出結果に基づいて前記単気筒4ストロークエンジンの燃焼制御を行う制御部と、
を備える構成を採る。
An engine unit according to an aspect of the present invention (hereinafter also referred to as an engine unit of aspect 1)
A single-cylinder four-stroke engine,
An exhaust passage for flowing exhaust gas of the single-cylinder four-stroke engine;
A main catalyst disposed in the middle of the exhaust passage and having the highest purification capacity in the exhaust passage;
In the section of the exhaust passage from the exhaust port of the single-cylinder four-stroke engine to the upstream end of the main catalyst, the single-cylinder four-stroke engine is disposed at a position closer to the exhaust port than the main catalyst. An upstream oxygen detection member that at least partly is exposed to exhaust gas discharged from only the chamber and detects oxygen;
A downstream oxygen detection member that is disposed downstream of the downstream end of the main catalyst in the exhaust passage and is at least partially exposed to exhaust gas discharged from only a single combustion chamber of the single cylinder four-stroke engine to detect oxygen When,
A control unit that performs combustion control of the single-cylinder four-stroke engine based on the detection result of the upstream oxygen detection member and the detection result of the downstream oxygen detection member;
The structure provided with is taken.
排気通路内の排ガスを分析したところ、次のことが判明した。エンジンの燃焼室から排出された排ガスは、未燃のガスを含む。未燃のガスは、排気通路内で酸化を続ける。単気筒4ストロークエンジンは、クランク軸が720度回転する間に燃焼を1回行う構成なので、各気筒の燃焼タイミングをずらした複数気筒エンジンと比較して、間欠的な排ガスの排出の時間間隔が長い。このため、単気筒4ストロークエンジンの場合、複数気筒エンジンと比較して、排気通路で酸化を続けながら排ガスが移動する距離が長くなる。酸化の途中で酸素検出が行われると、排気通路内の酸化の進度が酸素検出に影響する。このため、単気筒4ストロークエンジンの排ガスについては、酸素検出の精度を向上させる余地がある。 Analysis of the exhaust gas in the exhaust passage revealed the following. The exhaust gas discharged from the combustion chamber of the engine contains unburned gas. Unburned gas continues to oxidize in the exhaust passage. Since the single-cylinder four-stroke engine is configured to perform combustion once while the crankshaft rotates 720 degrees, the time interval of intermittent exhaust gas emission is longer than that of a multi-cylinder engine in which the combustion timing of each cylinder is shifted. long. For this reason, in the case of a single-cylinder four-stroke engine, compared to a multi-cylinder engine, the distance that exhaust gas moves while continuing oxidation in the exhaust passage becomes longer. If oxygen detection is performed during the oxidation, the progress of oxidation in the exhaust passage affects the oxygen detection. For this reason, there is room for improving the accuracy of oxygen detection with respect to the exhaust gas of the single-cylinder four-stroke engine.
一方、未燃のガスの酸化が進んだ段階で酸素検出が行われるように、酸素検出部材を、排気通路全体の内、下流部に配置することを検討できる。しかしながら、排気通路全体の内、下流部で酸素検出を行うと、単気筒4ストロークエンジン内の燃焼から、この燃焼により発生した排ガスについての酸素検出までの時間が長くなる。燃焼から酸素検出までの時間が長くなると、検出結果をフィードバックして燃焼制御に反映させる際のレスポンスが低下する。 On the other hand, it can be considered to arrange the oxygen detection member in the downstream portion of the entire exhaust passage so that oxygen detection is performed at the stage where oxidation of the unburned gas proceeds. However, if oxygen detection is performed in the downstream part of the entire exhaust passage, the time from the combustion in the single-cylinder four-stroke engine to the oxygen detection for the exhaust gas generated by this combustion becomes longer. When the time from combustion to oxygen detection becomes longer, the response when the detection result is fed back and reflected in the combustion control is lowered.
そこで、本発明では、第1に、排気通路の途中にメイン触媒を配置する。そして、排気ポートからメイン触媒の上流端までの区間において、メイン触媒より排気ポートに近い位置に、上流酸素検出部材を配置する。上流酸素検出部材には、メイン触媒の上流端より排気ポートに近い区間の排ガスが当たる。この区間は、メイン触媒の抵抗作用が少ないので、高い流速で排ガスが流れる。よって、上流酸素検出部材の酸素検出により、単気筒4ストロークエンジン内の燃焼から、この燃焼により発生した排ガスの酸素検出までの時間を短くできる。 Therefore, in the present invention, first, the main catalyst is arranged in the middle of the exhaust passage. In the section from the exhaust port to the upstream end of the main catalyst, the upstream oxygen detection member is disposed at a position closer to the exhaust port than the main catalyst. The upstream oxygen detection member hits exhaust gas in a section closer to the exhaust port than the upstream end of the main catalyst. In this section, since the resistance action of the main catalyst is small, exhaust gas flows at a high flow rate. Therefore, the oxygen detection of the upstream oxygen detection member can shorten the time from the combustion in the single cylinder four-stroke engine to the oxygen detection of the exhaust gas generated by this combustion.
第2に、本発明では、排気通路の途中にメイン触媒を配置し、メイン触媒より下流に下流酸素検出部材を配置する。メイン触媒の上流で、且つ、排気ポートよりメイン触媒に近い範囲では、メイン触媒の抵抗により、排ガスの未燃のガスの酸化が促進される。さらに、メイン触媒の下流では、メイン触媒の作用を経て酸素の濃度が安定した排ガスが流れる。また、例えば、複数気筒のエンジンユニットでは、メイン触媒の下流で、複数の気筒から排出された排ガスが混合し、何れの気筒の排ガスなのか不明になりやすい。しかし、本発明では、単気筒4ストロークエンジンを採用している。このため、メイン触媒の下流でも、何れの気筒の排ガスなのか不明にならない。これらの作用が合わさって、下流酸素検出部材により、単気筒4ストロークエンジンの単一の燃焼室のみから排出された排ガスの酸素を、高精度に検出することができる。 Secondly, in the present invention, the main catalyst is disposed in the middle of the exhaust passage, and the downstream oxygen detection member is disposed downstream of the main catalyst. In the range upstream of the main catalyst and closer to the main catalyst than the exhaust port, the oxidation of the unburned gas in the exhaust gas is promoted by the resistance of the main catalyst. Further, downstream of the main catalyst, exhaust gas having a stable oxygen concentration flows through the action of the main catalyst. Further, for example, in an engine unit having a plurality of cylinders, exhaust gases discharged from a plurality of cylinders are mixed downstream of the main catalyst, and it is difficult to determine which cylinder the exhaust gas is. However, in the present invention, a single cylinder four-stroke engine is employed. For this reason, it is not clear which cylinder exhaust gas is downstream of the main catalyst. Combined with these actions, the oxygen in the exhaust gas discharged from only the single combustion chamber of the single-cylinder four-stroke engine can be detected with high accuracy by the downstream oxygen detection member.
第3に、本発明では、上流酸素検出部材の検出結果と下流酸素検出部材の検出結果とに基づき燃焼制御を行う制御部を有する。上流酸素検出部材では、上述のように、排ガスの酸素を、単気筒4ストロークエンジン内の燃焼から短い時間で検出することができる。このため、燃焼制御に上流酸素検出部材の検出結果を使用することで、燃焼制御のレスポンスが向上する。さらに、燃焼制御に下流酸素検出部材の検出結果を使用することで、燃焼制御に使用される酸素の検出結果の精度を総合的に向上させることができる。これらにより、高い精度で且つ高いレスポンスで、酸素検出に基づく燃焼制御を行うことができる。よって、本発明によれば、排ガスの浄化性能をより向上することができる。 Thirdly, the present invention includes a control unit that performs combustion control based on the detection result of the upstream oxygen detection member and the detection result of the downstream oxygen detection member. As described above, the upstream oxygen detection member can detect the oxygen in the exhaust gas in a short time from the combustion in the single-cylinder four-stroke engine. For this reason, the response of combustion control improves by using the detection result of an upstream oxygen detection member for combustion control. Furthermore, by using the detection result of the downstream oxygen detection member for combustion control, the accuracy of the detection result of oxygen used for combustion control can be improved comprehensively. As a result, combustion control based on oxygen detection can be performed with high accuracy and high response. Therefore, according to the present invention, the exhaust gas purification performance can be further improved.
加えて、本発明によれば、メイン触媒の配置に関係することなく、高い精度で且つ高いレスポンスで酸素検出に基づく燃焼制御を行えるという作用が得られる。よって、メイン触媒のレイアウト自由度を高くできるという効果も得られる。 In addition, according to the present invention, it is possible to obtain an operation capable of performing combustion control based on oxygen detection with high accuracy and high response regardless of the arrangement of the main catalyst. Therefore, the effect that the layout freedom of the main catalyst can be increased is also obtained.
態様2のエンジンユニットは、態様1のエンジンユニットにおいて、
前記排気通路には、前記メイン触媒を含めて複数の触媒が配置され、
前記上流酸素検出部材は、前記排気通路において、前記排気ポートから前記複数の触媒の最上流端までの区間のうち、前記複数の触媒の最上流端より前記排気ポートに近い位置に配置され、
前記下流酸素検出部材は、前記排気通路において前記複数の触媒の最下流端よりも下流に配置される、
構成を採る。
The engine unit of
A plurality of catalysts including the main catalyst are disposed in the exhaust passage,
The upstream oxygen detection member is disposed in the exhaust passage at a position closer to the exhaust port than the most upstream end of the plurality of catalysts in a section from the exhaust port to the most upstream end of the plurality of catalysts.
The downstream oxygen detection member is disposed downstream of the most downstream ends of the plurality of catalysts in the exhaust passage.
Take the configuration.
態様2によれば、上流酸素検出部材は、排気ポートから複数の触媒の最上流端までの前記排気通路の区間において、複数の触媒の最上流端より排気ポートに近い位置に配置される。よって、上流酸素検出部材の酸素検出により、単気筒4ストロークエンジン内の燃焼から、この燃焼により発生した排ガスの酸素検出までの時間を、確実に短くできる。さらに、下流酸素検出部材は、排気通路において複数の触媒の最下流端よりも下流に配置される。よって、下流酸素検出部材は、触媒の作用を経て酸素の濃度が確実に安定した排ガスの酸素を検出することができる。よって、下流酸素検出部材の酸素の検出精度を確実に高めることができる。これらによって、高い精度で且つ高いレスポンスで、酸素検出に基づく燃焼制御を行うことができ、排ガスの浄化性能をより向上することができる。
According to the
態様3のエンジンユニットは、態様1のエンジンユニットにおいて、
前記排気通路には、前記メイン触媒を含めて複数の触媒が配置され、
前記上流酸素検出部材は、前記排気通路において、前記排気ポートから前記複数の触媒の最上流端までの区間のうち、前記複数の触媒の最上流端より前記排気ポートに近い位置に配置され、
前記下流酸素検出部材は、前記排気通路において前記メイン触媒よりも下流に配置される、
構成を採る。
The engine unit of
A plurality of catalysts including the main catalyst are disposed in the exhaust passage,
The upstream oxygen detection member is disposed in the exhaust passage at a position closer to the exhaust port than the most upstream end of the plurality of catalysts in a section from the exhaust port to the most upstream end of the plurality of catalysts.
The downstream oxygen detection member is disposed downstream of the main catalyst in the exhaust passage.
Take the configuration.
態様3によれば、上流酸素検出部材は、排気ポートから複数の触媒の最上流端までの前記排気通路の区間において、複数の触媒の最上流端より排気ポートに近い位置に配置される。よって、上流酸素検出部材の酸素検出により、単気筒4ストロークエンジン内の燃焼から、この燃焼により発生した排ガスの酸素検出までの時間を、確実に短くできる。さらに、下流酸素検出部材は、メイン触媒の下流の排気通路に配置される。よって、下流酸素検出部材は、メイン触媒の作用を経て酸素の濃度が安定した排ガスの酸素を検出することができる。よって、下流酸素検出部材の酸素の検出精度を高めることができる。これらによって、高い精度で且つ高いレスポンスで、酸素検出に基づく燃焼制御を行うことができ、排ガスの浄化性能をより向上することができる。
According to the
態様4のエンジンユニットは、態様1のエンジンユニットにおいて、前記メイン触媒の排ガスの流れ方向に直交する断面積は、前記メイン触媒の前および後の排気通路の排ガスの流れ方向に直交する断面積より大きい、構成を採る。 The engine unit of aspect 4 is the engine unit of aspect 1, wherein the cross-sectional area perpendicular to the exhaust gas flow direction of the main catalyst is greater than the cross-sectional area orthogonal to the exhaust gas flow direction of the exhaust passage before and after the main catalyst. Take a big, configuration.
態様4によれば、メイン触媒の排ガスの流れ方向に直交する断面積は、メイン触媒の前および後の排気通路の排ガスの流れ方向に直交する断面積より大きいので、断面積が小さい場合又は同じ場合と比較して、メイン触媒の浄化能力が高くなる。また、小さい場合と比較して、排気通路の上流に配置できる触媒が多くなるため、メイン触媒の活性も早くなる。さらに、このようなメイン触媒によっても、触媒の抵抗により、触媒の上流で、且つ、排気ポートより触媒に近い範囲で、排ガスの未燃のガスの酸化が促進されるという作用が得られる。 According to the aspect 4, the cross-sectional area orthogonal to the exhaust gas flow direction of the main catalyst is larger than the cross-sectional area orthogonal to the exhaust gas flow direction of the exhaust passage before and after the main catalyst. Compared to the case, the purification capacity of the main catalyst is increased. In addition, since the number of catalysts that can be arranged upstream of the exhaust passage is increased, the activity of the main catalyst is also accelerated compared to the case where it is small. Further, such a main catalyst also has an effect that the oxidation of the unburned gas in the exhaust gas is promoted by the resistance of the catalyst upstream of the catalyst and in the range closer to the catalyst than the exhaust port.
態様5のエンジンユニットは、態様1のエンジンユニットにおいて、
前記メイン触媒は、排ガスを複数の孔に流す多孔構造を有する、
構成を採る。
The engine unit of
The main catalyst has a porous structure for flowing exhaust gas through a plurality of holes,
Take the configuration.
態様5によれば、多孔構造を有する触媒であるので、触媒の抵抗により、触媒の上流で、且つ、排気ポートより触媒に近い範囲で、排ガスの未燃のガスの酸化が促進されるという作用が確実に得られる。さらに、多孔構造を有する触媒であるので、触媒の抵抗により、触媒の下流で、触媒の作用を経て酸素の濃度が安定した排ガスが流れるという作用が確実に得られる。これらの作用により、下流酸素検出部材により、単気筒4ストロークエンジンの単一の燃焼室のみから排出された排ガスの酸素を、より高精度に検出することができる。したがって、下流酸素検出部材の検出結果と上流酸素検出部材の検出結果とに基づく燃焼制御により、高い精度で且つ高いレスポンスで、酸素検出に基づく燃焼制御を行うことができ、排ガスの浄化性能をより向上することができる。
According to the
態様6のエンジンユニットは、態様2又は態様3のエンジンユニットにおいて、
前記複数の触媒の各々は、排ガスを複数の孔に流す多孔構造を有する、
構成を採る。
The engine unit of
Each of the plurality of catalysts has a porous structure that allows exhaust gas to flow through a plurality of holes.
Take the configuration.
態様6によれば、上流酸素検出部材は、多孔構造を有する複数の触媒の最上流端から排気ポートまでの区間において、最上流端より排気ポートに近い位置に配置される。よって、上流酸素検出部材の酸素検出により、単気筒4ストロークエンジン内の燃焼から、この燃焼により発生した排ガスの酸素検出までの時間が短くなる。さらに、下流酸素検出部材は、排気通路において、多孔構造を有する複数の触媒の最下流端よりも下流に配置される。よって、下流酸素検出部材は、多孔構造を有する複数の触媒の作用を経て酸素の濃度が確実に安定した排ガスの酸素を検出できる。よって、下流酸素検出部材の酸素の検出精度が高くなる。これらによって、高い精度で且つ高いレスポンスで、酸素検出に基づく燃焼制御を行うことができ、排ガスの浄化性能をより向上することができる。
According to the
態様7のエンジンユニットは、態様1のエンジンユニットにおいて、
前記メイン触媒は、前記単気筒4ストロークエンジンの排気ポートから前記メイン触媒の上流端までの通路長が、前記メイン触媒の下流端から大気に面する放出口までの通路長より短くなる位置に配置される、
構成を採る。
The engine unit of
The main catalyst is disposed at a position where the passage length from the exhaust port of the single-cylinder four-stroke engine to the upstream end of the main catalyst is shorter than the passage length from the downstream end of the main catalyst to the discharge port facing the atmosphere. To be
Take the configuration.
態様7によれば、メイン触媒を、単気筒4ストロークエンジンの排気ポートからメイン触媒の上流端までの通路長が、メイン触媒の下流端から大気に面する放出口までの通路長より短くなる位置に配置できる。そして、このメイン触媒のレイアウトにおいても、態様1と同様の作用により、高い精度で且つ高いレスポンスで、酸素検出に基づく燃焼制御を行うことができる。よって、このようなメイン触媒のレイアウトを実現した上で、排ガスの浄化性能をより向上することができる。
According to
態様8のエンジンユニットは、態様1のエンジンユニットにおいて、
前記メイン触媒は、前記メイン触媒の下流端から大気に面する放出口までの通路長が、前記単気筒4ストロークエンジンの排気ポートから前記メイン触媒の上流端までの通路長より短くなる位置に配置される、
構成を採る。
The engine unit of
The main catalyst is arranged at a position where the passage length from the downstream end of the main catalyst to the discharge port facing the atmosphere is shorter than the passage length from the exhaust port of the single-cylinder four-stroke engine to the upstream end of the main catalyst. To be
Take the configuration.
態様8によれば、メイン触媒を、メイン触媒の下流端から大気に面する放出口までの通路長が、単気筒4ストロークエンジンの排気ポートからメイン触媒の上流端までの通路長より短くなる位置に配置できる。そして、このメイン触媒のレイアウトにおいても、態様1と同様の作用により、高い精度で且つ高いレスポンスで、酸素検出に基づく燃焼制御を行うことができる。よって、このようなメイン触媒のレイアウトを実現した上で、排ガスの浄化性能をより向上することができる。
According to the
態様9のエンジンユニットは、態様1のエンジンユニットにおいて、
前記排気通路の一部を構成する消音器と、
前記単気筒4ストロークエンジンから前記消音器へ排ガスを送る排気管と、
を備え、
前記メイン触媒は、前記排気管の途中に配置され、
前記下流酸素検出部材は、前記メイン触媒より下流の前記排気管に配置される、
構成を採る。
The engine unit of
A silencer constituting a part of the exhaust passage;
An exhaust pipe for sending exhaust gas from the single-cylinder four-stroke engine to the silencer;
With
The main catalyst is disposed in the middle of the exhaust pipe,
The downstream oxygen detection member is disposed in the exhaust pipe downstream from the main catalyst.
Take the configuration.
態様9によれば、メイン触媒を、単気筒4ストロークエンジンと消音器との間の排気管に配置することができる。そして、このメイン触媒のレイアウトにおいても、態様1と同様の作用により、高い精度で且つ高いレスポンスで、酸素検出に基づく燃焼制御を行うことができる。よって、このようなメイン触媒のレイアウトを実現した上で、排ガスの浄化性能をより向上することができる。
According to the
態様10のエンジンユニットは、態様1のエンジンユニットにおいて、
前記排気通路の一部を構成する消音器と、
前記単気筒4ストロークエンジンから前記消音器へ排ガスを送る排気管と、
を備え、
前記メイン触媒は、前記消音器の中に配置され、
前記下流酸素検出部材は、前記消音器の排気通路のうち前記メイン触媒より下流に配置される、
構成を採る。
The engine unit of
A silencer constituting a part of the exhaust passage;
An exhaust pipe for sending exhaust gas from the single-cylinder four-stroke engine to the silencer;
With
The main catalyst is disposed in the silencer,
The downstream oxygen detection member is disposed downstream of the main catalyst in the exhaust passage of the silencer.
Take the configuration.
態様10によれば、メイン触媒を、消音器の排気通路に配置することができる。そして、このメイン触媒のレイアウトにおいても、態様1と同様の作用により、高い精度で且つ高いレスポンスで、酸素検出に基づく燃焼制御を行うことができる。よって、このようなメイン触媒のレイアウトを実現した上で、排ガスの浄化性能をより向上することができる。
According to the
態様11は、態様1〜10の何れか一つのエンジンユニットを備えた乗り物である。
態様11によれば、排ガスの浄化性能がより向上された乗り物を提供できる。
According to the
以下、本発明の各実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明において、前、後、左、右は、それぞれ自動二輪車の乗員から見た前、後、左、右を意味するものとする。図面に付した符号F、Re、L、Rは、それぞれ前、後、左、右を表す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, front, rear, left, and right mean front, rear, left, and right, respectively, as viewed from a motorcycle occupant. Reference numerals F, Re, L, and R attached to the drawings represent front, rear, left, and right, respectively.
(実施形態1)
[全体構成]
図1は、本発明の実施形態1の自動二輪車を示す側面図である。図2は、実施形態1の自動二輪車の車体カバーを外した状態の側面図である。図3は、実施形態1の自動二輪車の底面図である。
(Embodiment 1)
[overall structure]
FIG. 1 is a side view showing a motorcycle according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a side view of the motorcycle according to the first embodiment with a body cover removed. FIG. 3 is a bottom view of the motorcycle according to the first embodiment.
実施形態1の乗り物は、いわゆるアンダーボーン型の自動二輪車1である。 The vehicle of the first embodiment is a so-called underbone type motorcycle 1.
自動二輪車1は、複数のフレーム部材からなる車体フレーム2を備えている。車体フレーム2は、ヘッドパイプ3とメインフレーム4とシートレール5とを備えている。アンダーボーン型の自動二輪車1では、車両横方から見て、ヘッドパイプ3の後方かつシート9の前方かつメインフレーム4の上方に、凹部12が形成されている。メインフレーム4のシート9とヘッドパイプ3との間の部分は低くなっている。これにより運転者はメインフレーム4、すなわち、車体を跨ぎやすくなっている。
The motorcycle 1 includes a
ヘッドパイプ3の上方には、ハンドル7が回転可能に取り付けられている。また、ヘッドパイプ3の下方には、フロントフォーク6が支持されている。フロントフォーク6の下端部には、車軸8aが固定されている。この車軸8aには、前輪8が回転可能に取り付けられている。前輪8の上方および後方にフェンダ10が設けられている。
A
メインフレーム4は、側面視において、ヘッドパイプ3から後斜め下向きに延びている。メインフレーム4の下方には、エンジン20が配置されている。エンジン20の上方には、エアクリーナ29が配置されている。エアクリーナ29は、吸気管30を介してエンジン20のシリンダヘッド26に接続されている。吸気管30の一端部はシリンダヘッド26に接続されている。吸気管30は、側面視において、シリンダヘッド26から上方に延びている。吸気管30の他端部は、エアクリーナ29に接続されている。エアクリーナ29は、エンジン20に供給される空気を浄化する。空気はエアクリーナ29を通過することによって浄化され、吸気管30を通じてエンジン20に供給される。ヘッドパイプ3の前方、エアクリーナ29の左方および右方、およびエンジン20の一部の左方および右方には、フロントカバー11が設けられている。
The main frame 4 extends rearward and obliquely downward from the
シートレール5は、側面視において、メインフレーム4の中途部から後斜め上向きに延びている。シートレール5の上方には、シート9が配置されている。シート9はシートレール5に支持されている。また、シートレール5の下方には、リアクッションユニット13が配置されている。リアクッションユニット13の上端部はシートレール5に支持され、リアクッションユニット13の下端部はリアアーム14に支持されている。リアアーム14の前部には、ピボット軸14aが設けられている。リアアーム14は、ピボット軸14aを中心として上下に揺動可能である。リアアーム14の後部には、後輪15が支持されている。車体フレーム2のメインフレーム4およびシートレール5の左方および右方は、ボディカバー16によって覆われている。
The
図2に示すように、メインフレーム4にはブラケット17が設けられている。ブラケット17はメインフレーム4から下方に延びている。エンジン20はクランクケース部18を備えている。クランクケース部18の前部の上部には、ボス部が形成されている。クランクケース部18の上記ボス部は、ボルト18aによりブラケット17に揺動不能に固定されている。また、クランクケース部18の後部も、ボルトを用いて他のブラケットに揺動不能に固定されている。エンジン20は車体フレーム2に揺動不能に固定されている。なお、クランクケース部18には、クランク軸および変速機構等が内蔵されている。
As shown in FIG. 2, the main frame 4 is provided with a
自動二輪車1は、エンジンユニット19(図5を参照)として、エンジン20と、排気管31と、触媒ユニット32と、上流酸素検出部材33aと、下流酸素検出部材33bと、消音器34とを備えている。
The motorcycle 1 includes an
エンジン20は、単気筒の4ストロークエンジンであり、クランクケース部18の前方に延びるシリンダ部24と、シリンダ部24に固定されたシリンダヘッド部26と、シリンダヘッド部26に固定されたヘッドカバー28とを備えている。ただし、シリンダ部24、シリンダヘッド部26、およびヘッドカバー28のいずれか2つまたは3つが一体化されていてもよい。シリンダ部24はクランクケース部18の前方に配置されている。シリンダ部24がクランクケース部18と別体であってもよく、シリンダ部24がクランクケース部18と一体化されていてもよい。シリンダ部24は、凹部12の上面の最も低い箇所よりも下方に配置されている。
The
シリンダ部24においてピストンが移動する中空部分の中心線すなわちシリンダ軸線L1は、前方且つ斜め上向きに延びている。シリンダ軸線L1の水平線からの傾斜角度は、35度以下である。このような向きに配置されたシリンダ部24のことを、水平シリンダと呼ぶ。
The center line of the hollow portion in which the piston moves in the
排気系の構成の詳細は後述する。 Details of the configuration of the exhaust system will be described later.
図4は、実施形態1の自動二輪車の制御系を示すブロック図である。 FIG. 4 is a block diagram illustrating a control system of the motorcycle according to the first embodiment.
自動二輪車1は、単気筒4ストロークのエンジン20の燃焼制御を行う電子制御ユニット40を備えている。
The motorcycle 1 includes an
電子制御ユニット40は、制御部42と、パルス処理部41と、イグニッションコイル36を駆動するイグニッション駆動回路43と、インジェクタ37を駆動するインジェクタ駆動回路44と、燃料ポンプ38を駆動するポンプ駆動回路45とを備えている。
The
パルス処理部41は、クランク角センサ35の出力信号を波形整形して、波形整形されたクランクパルスを生成する。生成されたクランクパルスは制御部42に出力される。
The
制御部42は、例えばマイクロコンピュータである。制御部42は、パルス処理部41から出力されたクランクパルス、上流酸素検出部材33aの検出結果、下流酸素検出部材33bの検出結果、および、吸気圧又はスロットル開度に関する情報が入力される。制御部42は、これらの入力に基づいて、イグニッション駆動回路43、インジェクタ駆動回路44、および、ポンプ駆動回路45を制御する。
The
制御部42の制御には、イグニッションコイル36の駆動制御(点火タイミングの制御)、インジェクタ37の駆動制御(燃料噴射タイミングの制御)、および燃料ポンプ38の駆動制御(燃料供給量の制御)が含まれる。制御部42は、上流酸素検出部材33aと下流酸素検出部材33bとの酸素の検出結果に基づいて、排ガスの浄化度を向上するように、エンジン20の燃焼制御を行うことができる。
The control of the
[排気系の構成]
図5は、実施形態1の自動二輪車の排気系を示す模式図である。
[Exhaust system configuration]
FIG. 5 is a schematic diagram showing an exhaust system of the motorcycle according to the first embodiment.
シリンダヘッド部26には、吸気の通路P1と、排ガスの通路P2と、吸気弁V1と、排気弁V2とが設けられている。吸気の通路P1の下流端は吸気ポートであり、吸気弁V1の運動により開閉される。排ガスの通路P2の上流端は排気ポートP2aであり、排気弁V2の運動により開閉される。シリンダヘッド部26に設けられた吸気の通路P1は、エンジン20に設けられた吸気通路P1である。シリンダヘッド部26に設けられた吸気の通路P1は、エンジン20の吸気通路P1と言い換えることができる。シリンダヘッド部26に設けられた排ガスの通路P2は、エンジン20に設けられた排ガス通路P2である。シリンダヘッド部26に設けられた排ガスの通路P2は、エンジン20の排ガス通路P2と言い換えることができる。
The
排気管31は、上流排気管31Aと、下流排気管31Bとを有する。上流排気管31Aの上流端は、シリンダヘッド部26の排ガスの通路P2に接続され、上流排気管31Aの下流端は、触媒ユニット32に接続される。下流排気管31Bの上流端は触媒ユニット32に接続され、下流排気管31Bの下流部は消音器34に接続される。上流排気管31Aは、排ガスの通路P2から触媒ユニット32へ排ガスを流し、下流排気管31Bは触媒ユニット32から消音器34へ排ガスを流す。上流排気管31Aと下流排気管31Bにおいて、上流端とは、排気通路の距離で、排気ポートP2aに最も近い端のことである。上流排気管31Aと下流排気管31Bにおいて、下流端とは、排気通路の距離で、消音器34の放出口34eに最も近い端のことである。
The
触媒ユニット32は、筒状のケーシングと、メイン触媒32bとを有する。メイン触媒32bは、ケーシングの内部に固定されている。メイン触媒32bは、三元触媒であり、排ガスを通過させることで、排ガスを浄化する。メイン触媒32bは、排気通路の中で最も浄化性能の高い触媒である。メイン触媒32bは、上流排気管31Aの通路幅より十分に細い複数の通路が設けられた多孔構造を有している。メイン触媒32bは、排気通路の通路方向の長さcが、通路方向に垂直な方向の最大幅Wより長い。メイン触媒32bは、排気通路の通路方向に垂直な方向の断面積が、メイン触媒32bの前および後の排気通路の通路方向に垂直な方向の断面積より大きい。多孔構造とは、複数の通路が束状に集められた構造であり、排ガスの通路方向に垂直な断面を見たときに、多孔になっている構造を言う。多孔構造の一例は、ハニカム構造である。
The
上流酸素検出部材33aは、排ガスの酸素を検出するセンサである。上流酸素検出部材33aは、一部が排気通路の外部に露出され、他の一部が排気通路内に配置されて排ガスに晒されるように固定されている。上流酸素検出部材33aは、酸素量または酸素濃度を二値化して検出する酸素センサであってもよいし、酸素量または酸素濃度を多段階(例えばリニア)に検出できるA/Fセンサ(Air Fuel ratio sensor)であってもよい。上流酸素検出部材33aの配置については、後述する。
The upstream
下流酸素検出部材33bは、排ガスの酸素を検出するセンサである。下流酸素検出部材33bは、一部が排気通路の外部に露出され、他の一部が排気通路内に配置されて排ガスに晒されるように固定されている。下流酸素検出部材33bの配置については、後述する。
The downstream
消音器34は、共鳴室、膨張室、絞り部を有し、排ガスの脈動波を抑制することで排気音の音量を低減する。消音器34の下流端には、大気に面する放出口34eが設けられている。消音器34を通過した排ガスは、放出口34eから大気へ放出される。
The
本実施形態1の排気通路は、シリンダヘッド部26の排ガスの通路P2と、上流排気管31Aの通路と、触媒ユニット32の上流接続端からメイン触媒32bの上流端までの通路部32aと、メイン触媒32bの通路と、メイン触媒32bの下流端から触媒ユニット32の下流接続端までの通路部32cと、下流排気管31Bの通路と、下流排気管31Bの下流端から消音器34の内部を通って大気に面する放出口34eに至るまでの通路(図5の矢印eで示す)と、から構成される。メイン触媒32bの上流端とは、排気通路の距離で、排気ポートP2aに最も近い端のことである。メイン触媒32bの下流端とは、排気通路の距離で、消音器34に最も近いメイン触媒32bの端である。
The exhaust passage of the first embodiment includes an exhaust gas passage P2 of the
なお、図5では、簡略化のために上流排気管31Aおよび下流排気管31Bを真っ直ぐに描いているが、上流排気管31Aと下流排気管31Bとは真っ直ぐな構成に制限されない。
In FIG. 5, for the sake of simplicity, the
また、本明細書においては、排気通路が曲がっている場合の排気通路の長さとは、排気通路の中心線の長さと定義する。 In this specification, the length of the exhaust passage when the exhaust passage is bent is defined as the length of the center line of the exhaust passage.
触媒ユニット32は、排気通路の途中に配置されている。図5の例では、触媒ユニット32は、排気ポートP2aからメイン触媒32bの上流端までの通路長(a+b)が、メイン触媒32bの下流端から放出口34eまでの通路長(d+e)より短くなる位置に配置されている。図5の例では、触媒ユニット32は、排気管31の途中に配置されている。
The
上流酸素検出部材33aは、排気ポートP2aからメイン触媒32bの上流端までの排気通路の区間において、メイン触媒32bの上流端より排気ポートP2aに近い位置(h1<h2)に配置されている。図5の例では、上流酸素検出部材33aは、上流排気管31Aに配置されている。ここで、「近い」とは、排気通路に沿って移動する距離が短いことを意味する。
The upstream
下流酸素検出部材33bは、排気通路において、メイン触媒32bより下流に配置されている。図5の例では、下流酸素検出部材33bは、下流排気管31Bに配置されている。
The downstream
[排気系の作用]
エンジンの燃焼室から排出された排ガスは、未燃のガスを含む。未燃のガスは、排気通路内で酸化を続ける。単気筒4ストロークエンジン20は、クランク軸が720度回転する間に燃焼を1回行う構成なので、各気筒の燃焼タイミングをずらした複数気筒エンジンと比較して、間欠的な排ガスの排出の時間間隔が長い。よって、排気通路に抵抗となるものがなければ、複数気筒エンジンの場合と比較して、未燃のガスが酸化しながら移動する距離が長くなると考えられる。
[Action of exhaust system]
The exhaust gas discharged from the combustion chamber of the engine contains unburned gas. Unburned gas continues to oxidize in the exhaust passage. Since the single-cylinder four-
そこで、実施の形態1では、第1に、排気通路の途中にメイン触媒32bが配置されている。そして、排気ポートP2aからメイン触媒32bの上流端までの区間において、メイン触媒32bより排気ポートP2aに近い位置に、上流酸素検出部材33aが配置されている。すると、上流酸素検出部材33aには、メイン触媒32bの上流端より排気ポートP2aに近い区間の排ガスが当たる。この区間は、メイン触媒32bの抵抗作用が少ないので、高い流速で排ガスが流れる。よって、上流酸素検出部材33aの酸素検出により、エンジン20の燃焼から、この燃焼により発生した排ガスについての酸素検出までの時間を短くできる。
Therefore, in the first embodiment, first, the
第2に、実施の形態1では、排気通路の途中にメイン触媒32bが配置され、メイン触媒32bより下流に下流酸素検出部材33bが配置されている。メイン触媒32bの上流で、且つ、排気ポートP2aよりメイン触媒32bに近い範囲では、メイン触媒32bの抵抗により、排ガスの未燃のガスの酸化が促進される。さらに、メイン触媒32bの下流では、メイン触媒32bの作用を経て酸素の濃度が安定した排ガスが流れる。よって、下流酸素検出部材33bにより、エンジン20の排ガスの酸素を高精度に検出することができる。ここで、複数気筒のエンジンユニットについて検討すれば、触媒の下流では、複数の気筒から排出された排ガスが混合し、何れの気筒の排ガスなのか不明になりやすい。しかし、実施の形態1では、単気筒4ストロークのエンジン20の単一の燃焼室のみから排ガスは排出されるので、複数気筒の場合のような不明確さが生じることがない。よって、メイン触媒32bより下流に配置された下流酸素検出部材33bにより、エンジン20の単一の燃焼室から排出された排ガスの酸素の検出を高精度に行うことができる。
Second, in the first embodiment, the
第3に、実施の形態1では、上流酸素検出部材33aの検出結果と下流酸素検出部材33bの検出結果とに基づき燃焼制御を行う制御部42を有する。上流酸素検出部材33aでは、上述のように、排ガスの酸素を、エンジン20の燃焼から短い時間で検出することができる。このため、燃焼制御に上流酸素検出部材33aの検出結果を使用することで、燃焼制御のレスポンスが向上する。さらに、燃焼制御に下流酸素検出部材33bの検出結果を使用することで、燃焼制御に使用される酸素の検出結果の精度を総合的に向上させることができる。例えば、上流酸素検出部材33aの精度向上の余地がある検出結果を、下流酸素検出部材33bの高精度の検出結果により補正して、精度を高めることができる。これらによって、制御部42は、高い精度で且つ高いレスポンスで、酸素検出に基づく燃焼制御を行うことができる。よって、実施の形態1によれば、排ガスの浄化性能をより向上することができる。
Third, the first embodiment includes a
加えて、実施の形態1では、触媒ユニット32を、排気通路に沿った距離で、消音器34の放出口34eよりも排気ポートP2aの近くに配置されている。よって、このような箇所に適宜なスペースが存在する乗り物に対して、触媒ユニット32を適宜なスペースに配置することができる。
In addition, in the first embodiment, the
(排気系の変形例1)
図6は、排気系の変形例1を示す模式図である。
(Exhaust system modification 1)
FIG. 6 is a schematic diagram showing a first modification of the exhaust system.
変形例1は、上流酸素検出部材33aの配置の変形例を示している。変形例1において、実施の形態1と同様の構成要素については、同一符号を付して、詳細な説明は省略する。
The modification 1 has shown the modification of arrangement | positioning of the upstream
図6では、簡略化のために上流排気管31Aおよび下流排気管31Bを真っ直ぐに描いているが、上流排気管31Aと下流排気管31Bとは真っ直ぐな構成に制限されない。
In FIG. 6, the
変形例1では、上流酸素検出部材33aが、シリンダヘッド部26に設けられている。上流酸素検出部材33aの一部は、排ガスの通路P2に配置されて排ガスに晒される。この場合でも、上流酸素検出部材33aは、排気ポートP2aからメイン触媒32bの上流端までの排気通路の区間において、メイン触媒32bの上流端より排気ポートP2aに近い位置(h3<h2)に配置されている。ここで、「近い」とは、排気通路に沿って移動する距離が短いことを意味する。
In the first modification, the upstream
このように、上流酸素検出部材33aを、シリンダヘッド部26に設けた場合でも、実施形態1と同様の作用により、上流酸素検出部材33aの酸素検出により、エンジン20の燃焼から、この燃焼により発生した排ガスについての酸素検出までの時間を短くできる。よって、燃焼制御に上流酸素検出部材33aの検出結果を使用することで、燃焼制御のレスポンスが向上する。さらに、燃焼制御に下流酸素検出部材33bの検出結果を使用することで、燃焼制御に使用される酸素の検出結果の精度を総合的に向上させることができる。これらによって、制御部42は、高い精度で且つ高いレスポンスで、酸素検出に基づく燃焼制御を行うことができる。よって、排ガスの浄化性能をより向上することができる。
As described above, even when the upstream
(排気系の変形例2)
図7は、排気系の変形例2を示す模式図である。
(Exhaust system modification 2)
FIG. 7 is a schematic diagram showing a second modification of the exhaust system.
変形例2は、下流酸素検出部材33bの配置の変形例を示している。変形例2において、実施の形態1と同様の構成要素については、同一符号を付して、詳細な説明は省略する。
The
図7では、簡略化のために上流排気管31Aおよび下流排気管31Bを真っ直ぐに描いているが、上流排気管31Aと下流排気管31Bとは真っ直ぐな構成に制限されない。
In FIG. 7, for the sake of simplicity, the
変形例2では、下流酸素検出部材33bが、消音器34に設けられている。下流酸素検出部材33bの一部は、消音器34の膨張室または共鳴室に配置されて排ガスに晒されてもよい。
In the second modification, the downstream
このように、下流酸素検出部材33bを、消音器34に設けた場合でも、実施形態1と同様の作用により、下流酸素検出部材33bの一部の周囲には、メイン触媒32bを通過して、酸素の濃度が安定した排ガスが流れる。よって、下流酸素検出部材33bにより、エンジン20の排ガスの酸素を高精度に検出することができる。また、変形例2においても、単気筒4ストロークのエンジン20が採用されているので、下流酸素検出部材33bの検出結果が、複数気筒エンジンの場合のように、何れの気筒から排出された排ガスについての酸素の検出結果なのか不明になるということがない。
Thus, even when the downstream
そして、燃焼制御に、上流酸素検出部材33aの検出結果と、下流酸素検出部材33bの検出結果を使用することで、制御部42は、高い精度で且つ高いレスポンスで、酸素検出に基づく燃焼制御を行うことができる。よって、排ガスの浄化性能をより向上することができる。
By using the detection result of the upstream
(排気系の変形例3)
図8は、排気系の変形例3を示す模式図である。
(Exhaust system modification 3)
FIG. 8 is a schematic diagram showing a third modification of the exhaust system.
変形例3は、メイン触媒32bの配置の変形例を示している。変形例3において、実施の形態1と同様の構成要素については、同一符号を付して、詳細な説明は省略する。
図8では、簡略化のために排気管31を真っ直ぐに描いているが、排気管31は真っ直ぐな構成に制限されない。
In FIG. 8, the
変形例3では、触媒ユニット32が、排気ポートP2aからメイン触媒32bの上流端までの通路長(a+b)が、メイン触媒32bの下流端から放出口34eまでの通路長(d+e)より長くなる位置に配置されている。変形例3では、メイン触媒32bは、排気管31の途中に設けられていてもよいし、消音器34の通路中に設けられていてもよい。
In
上流酸素検出部材33aは、排気ポートP2aからメイン触媒32bの上流端までの排気通路の区間において、メイン触媒32bの上流端より排気ポートP2aに近い位置(h5<h6)に配置されている。ここで、「近い」とは、排気通路に沿って移動する距離が短いことを意味する。
The upstream
このように、メイン触媒32bが、排気通路に沿った距離で、排気ポートP2aよりも、消音器34の放出口34eの近くに配置されていても、実施形態1と同様に、上流酸素検出部材33aの少なくとも一部の周囲には、エンジン20の燃焼室から排出された高速の排ガスが流れる。よって、上流酸素検出部材33aにより、エンジン20の燃焼から、この燃焼により発生した排ガスについての酸素検出までの時間を短くできる。また、下流酸素検出部材33bにより、エンジン20の排ガスの酸素を高精度に検出することができる。
Thus, even if the
そして、燃焼制御に、上流酸素検出部材33aの検出結果と、下流酸素検出部材33bの検出結果を使用することで、制御部42は、高い精度で且つ高いレスポンスで、酸素検出に基づく燃焼制御を行うことができる。よって、排ガスの浄化性能をより向上することができる。
By using the detection result of the upstream
さらに、変形例3では、触媒ユニット32を、排気通路に沿った距離で、排気ポートP2aよりも消音器34の放出口34eの近くに配置されている。よって、このような箇所に適宜なスペースが存在する乗り物に対して、触媒ユニット32を適宜なスペースに配置することができる。
Furthermore, in the third modification, the
なお、メイン触媒32bと下流酸素検出部材33bとを消音器34へ取り付ける形態は、次に示すような幾つかの構造例を適用できる。
Note that several structural examples as shown below can be applied to the form in which the
図9〜図12は、メイン触媒と下流酸素検出部材とが取り付けられた消音器の構造例1〜4をそれぞれ示す。図9〜図12において、符号34a〜34dは、排ガスを流す配管である。
9 to 12 show structural examples 1 to 4 of the silencer to which the main catalyst and the downstream oxygen detection member are attached, respectively. 9 to 12,
図9の構造例1は、消音器34の膨張室の中に、メイン触媒32bを含んだ触媒ユニット32を収容している。下流酸素検出部材33bは、一部が消音器34の側面から外部に露出され、他の一部が消音器34の膨張室又は共鳴室に配置されて排ガスに晒されている。
In Structural Example 1 of FIG. 9, the
下流酸素検出部材33bは、一部が外気に触れている必要があるため、下流酸素検出部材33bは、消音器34の中央より側面の近くに配置される。
Since the downstream
図9の例では、触媒ユニット32の下流の配管34aが、排気管31の下流部の通路方向(矢印L)を基準に、斜めの方向(矢印M)に向けられている。そして、触媒ユニット32から下流に送られる排ガスが、下流酸素検出部材33bの一部に吹き付けられるように構成されている。
In the example of FIG. 9, the
図10の構造例2は、消音器34の膨張室の中に、メイン触媒32bを含んだ触媒ユニット32を収容している。下流酸素検出部材33bは、一部が消音器34の側面から外部に露出され、一部が消音器34の膨張室又は共鳴室に配置されて排ガスに晒される。
In Structural Example 2 in FIG. 10, the
図10の例では、メイン触媒32bを含んだ触媒ユニット32を、消音器34の中央より側面の近くに配置している。これにより、触媒ユニット32の下流の配管34aを、消音器34の中央より側面の近くに配置できる。これにより、触媒ユニット32から下流に送られる排ガスが、下流酸素検出部材33bの一部に吹き付けられるように構成されている。
In the example of FIG. 10, the
図11の構造例3は、消音器34の膨張室の中に、メイン触媒32bを含んだ触媒ユニット32を収容している。下流酸素検出部材33bは、一部が消音器34の側面から外部に露出され、他の一部が触媒ユニット32の下流の配管34aの中に配置されて排ガスに晒される。
In Structural Example 3 in FIG. 11, the
図11の例では、触媒ユニット32が、消音器34の中央より側面に近くに配置されることで、触媒ユニット32の下流の配管34aも、消音器34の中央より側面に近くに配置されている。よって、下流酸素検出部材33bの一部が消音器34の側面から外部に露出されるように配置しても、下流酸素検出部材33bの他の一部を、触媒ユニット32を通過した排ガスが流れる配管34aの中に容易に配置することができる。
In the example of FIG. 11, the
図12の構造例4は、消音器34のテールパイプ34dに、下流酸素検出部材33bが配置されている。消音器34には、単気筒4ストロークのエンジン20の排ガスが流れるので、複数気筒エンジンの場合と異なって、膨張室または共鳴室を通過した排ガスでも、何れの気筒の排ガスか不明になることがない。よって、下流酸素検出部材33bにより、酸素の検出精度を高めることができる。
In Structural Example 4 of FIG. 12, the downstream
(排気系の変形例4)
図13(A)は、排気系の変形例4を示す模式図である。
(Exhaust system modification 4)
FIG. 13A is a schematic diagram showing a fourth modification of the exhaust system.
図13(A)〜図13(D)においては、エンジン20の燃焼室24Aから消音器34の放出口34eまでの、排気通路201を線により示している。
13A to 13D, the
変形例4は、排気通路201の途中、メイン触媒32bより上流に、サブ触媒32sが配置されている例である。変形例4において、実施の形態1と同様の構成要素については、同一符号を付して、詳細な説明は省略する。
Modification 4 is an example in which a sub-catalyst 32s is disposed in the
変形例4では、サブ触媒32sは、排気通路201においてメイン触媒32bより上流に配置されている。
In the modified example 4, the
サブ触媒32sは、排ガスを通過、或いは、排ガスを周囲に流すことで、排ガスを浄化する。サブ触媒32sは、排気通路の中で浄化能力がメイン触媒32bより低い触媒である。サブ触媒32sは、上流排気管31Aの通路幅より十分に細い複数の通路が設けられた多孔構造を有していてもよい。サブ触媒32sは、排気通路の通路方向の長さよりも、通路方向に垂直な方向の最大幅より短い形態であってもよい。
The sub-catalyst 32s purifies the exhaust gas by passing the exhaust gas or flowing the exhaust gas around. The sub-catalyst 32s is a catalyst whose purification capacity is lower than that of the
上流酸素検出部材33aは、最上流の触媒であるサブ触媒32sより、上流に設けられている。サブ触媒32sが上流排気管31Aより抵抗のある構造を有する場合、上流酸素検出部材33aは、排気通路に沿った距離で、サブ触媒32sの上流端より、排気ポートP2aに近い位置に配置するとよい。最上流とは排気通路の距離で排気ポートP2aに最も近いと言ってもよいし、上流とは排気通路の距離で排気ポートP2aに近いと言ってもよい。
The upstream
下流酸素検出部材33bは、メイン触媒32bより下流に配置されている。
The downstream
このような配置によれば、上流酸素検出部材33aでは、エンジン20の燃焼後に速やかに、この燃焼により発生した排ガスの酸素検出を行うことができる。また、下流酸素検出部材33bでは、メイン触媒32bを通過して、酸素の濃度が安定した排ガスについて高精度に酸素検出を行うことができる。よって、これらの検出結果に基づく燃焼制御により、制御部42は、高い精度で且つ高いレスポンスで、酸素検出に基づく燃焼制御を行うことができる。
According to such an arrangement, the upstream
(排気系の変形例5)
図13(B)は、排気系の変形例5を示す模式図である。
(
FIG. 13B is a schematic diagram showing a fifth modification of the exhaust system.
変形例5は、排気通路201の途中、メイン触媒32bより下流にサブ触媒32sが配置されている例の一つである。変形例5において、変形例4と同様の構成要素については、同一符号を付して、詳細な説明は省略する。
The fifth modification is one example in which the sub-catalyst 32s is arranged in the
上流酸素検出部材33aは、最上流の触媒であるメイン触媒32bより上流に配置されている。さらに、上流酸素検出部材33aは、排気通路に沿った距離で、メイン触媒32bの上流端より、排気ポートP2aに近い位置に配置されている。
The upstream
下流酸素検出部材33bは、メイン触媒32bより下流、且つ、サブ触媒32sより上流に配置されている。
The downstream
このような配置によっても、上流酸素検出部材33aでは、エンジン20の燃焼後に速やかに、この燃焼により発生した排ガスの酸素検出を行うことができる。また、下流酸素検出部材33bでは、メイン触媒32bを通過して、酸素の濃度が安定した排ガスについて高精度に酸素検出を行うことができる。よって、これらの検出結果に基づく燃焼制御により、制御部42は、高い精度で且つ高いレスポンスで、酸素検出に基づく燃焼制御を行うことができる。
Even with such an arrangement, the upstream
(排気系の変形例6)
図13(C)は、排気系の変形例6を示す模式図である。
(Exhaust system modification 6)
FIG. 13C is a schematic diagram showing a sixth modification of the exhaust system.
変形例6は、排気通路201の途中、メイン触媒32bより下流にサブ触媒32sが配置されている例の一つである。変形例6において、変形例4と同様の構成要素については、同一符号を付して、詳細な説明は省略する。
上流酸素検出部材33aは、最上流の触媒であるメイン触媒32bより上流に配置されている。さらに、上流酸素検出部材33aは、排気通路に沿った距離で、メイン触媒32bの上流端より、排気ポートP2aに近い位置に配置されている。
The upstream
下流酸素検出部材33bは、メイン触媒32bより下流、且つ、サブ触媒32sより下流に配置されている。つまり、下流酸素検出部材33bは、排気通路内の最下流の触媒より下流に配置されている。最下流とは、放出口34eに最も近いと言ってもよいし、下流とは放出口34eに近いと言ってもよい。
The downstream
このような配置によっても、上流酸素検出部材33aでは、エンジン20の燃焼後に速やかに、この燃焼により発生した排ガスの酸素検出を行うことができる。また、下流酸素検出部材33bでは、メイン触媒32bを通過し、サブ触媒32sを通過或いはサブ触媒32sの周囲を流れて、酸素の濃度が安定した排ガスについて高精度に酸素検出を行うことができる。よって、これらの検出結果に基づく燃焼制御により、制御部42は、高い精度で且つ高いレスポンスで、酸素検出に基づく燃焼制御を行うことができる。
Even with such an arrangement, the upstream
(排気系の変形例7)
図13(D)は、排気系の変形例7を示す模式図である。
(Exhaust system modification 7)
FIG. 13D is a schematic diagram showing a seventh modification of the exhaust system.
変形例7は、排気通路201に、排ガスを浄化する寄与率の低いサブ触媒32fが配置されている例である。変形例7において、変形例4と同様の構成要素については、同一符号を付して、詳細な説明は省略する。
The modified example 7 is an example in which the sub-catalyst 32f with a low contribution rate for purifying exhaust gas is disposed in the
変形例7のサブ触媒32fは、例えば、排気管31の内壁に触媒が一層形成されたものである。サブ触媒32fは、塗り方式で形成されたものである。サブ触媒32fは、抵抗が排気管31の抵抗と同一の構造を有している。サブ触媒32fは、メイン触媒32bと比較して、排ガスの浄化能力は低い。サブ触媒32fは、メイン触媒32bより上流、ならびに、メイン触媒32bより下流の一方または両方に配置されていてもよい。サブ触媒32fは、板状の担体に触媒物質が付加された構成でもよい。板状の担体は、断面がS字状に形成されていてもよい。また、サブ触媒32fは、1個の円筒状の担体に触媒物質が付加された構成でもよい。
For example, the sub-catalyst 32f of the modified example 7 is one in which a catalyst is formed on the inner wall of the
変形例7では、上流酸素検出部材33aは、排気通路に沿った距離で、メイン触媒32bの上流端より、排気ポートP2aに近い位置に配置される。上流酸素検出部材33aは、浄化能力の低いサブ触媒32fより下流に配置されていてもよい。
In the modified example 7, the upstream
下流酸素検出部材33bは、メイン触媒32bより下流に配置される。下流酸素検出部材33bは、サブ触媒32fより上流に配置されてもよい。
The downstream
このような配置によっても、上流酸素検出部材33aでは、エンジン20の燃焼後に速やかに、この燃焼により発生した排ガスの酸素検出を行うことができる。サブ触媒32fは、排気管31と比較して抵抗が大きくないので、サブ触媒32fは排ガスの移動速度に影響を及ぼさない。また、下流酸素検出部材33bでは、メイン触媒32bを通過して、酸素の濃度が安定した排ガスについて高精度に酸素検出を行うことができる。よって、これらの検出結果に基づく燃焼制御により、制御部42は、高い精度で且つ高いレスポンスで、酸素検出に基づく燃焼制御を行うことができる。
Even with such an arrangement, the upstream
(実施形態2)
図14は、本発明の実施形態2の自動二輪車を示す側面図である。図15は、実施形態2の自動二輪車の底面図である。図16は、実施形態2の自動二輪車の車体カバーを外した状態の側面図である。図17は、実施形態2の自動二輪車の車体カバーを外した状態の底面図である。
(Embodiment 2)
FIG. 14 is a side view showing a motorcycle according to the second embodiment of the present invention. FIG. 15 is a bottom view of the motorcycle according to the second embodiment. FIG. 16 is a side view of the motorcycle of
実施の形態2の乗り物は、いわゆるストリート型の自動二輪車50である。
The vehicle according to the second embodiment is a so-called
自動二輪車50は、燃料タンク51と、シート52と、内燃機関であるエンジン60と、それらを支持する車体フレーム53とを備えている。車体フレーム53の前方にはヘッドパイプ54が設けられ、ヘッドパイプ54にはステアリングシャフトが支持され、ステアリングシャフトの上部にはハンドル55が設けられている。また、ステアリングシャフトの下部にはフロントフォーク56が設けられている。フロントフォーク56の下端部には、前輪57が回転自在に支持されている。車体フレーム53にはスイングアーム58が揺動自在に支持され、スイングアーム58の後端部には後輪59が回転自在に支持されている。車体フレーム53は、ヘッドパイプ54から後斜め下向きに延びる上メインフレーム部材53Aと、下メインフレーム部材53Bとを有する。
The
エンジン60は、単気筒の4ストロークエンジンであり、クランクケース部61と、クランクケース部61から上方且つ斜め前方に延びるシリンダ部62と、シリンダ部62の上部に接続されたシリンダヘッド部63と、シリンダヘッド部63の上部に接続されたヘッドカバー64とを備えている。
The
クランクケース部61には、クランク軸および変速機構等が内蔵されている。クランクケース部61内には潤滑用のオイルが貯蔵されており、かかるオイルはオイルポンプによって搬送され、エンジン60内を循環している。
The
シリンダヘッド部63には、吸気の通路、排ガスの通路、吸気ポートおよび排気ポートが形成されている。この吸気の通路には吸気管66が接続され、排ガスの通路の下流端には排ガスを下流に流す排気管67が接続されている。
The
排気管67の途中には、排ガスを浄化する触媒ユニット68が配置されている。触媒ユニット68内には、メイン触媒が収容されている。メイン触媒は、三元触媒であり、排ガスを通過させることで、排ガスを浄化する。メイン触媒は、排気通路の中で最も浄化性能の高い触媒である。メイン触媒は、排気管67の通路幅より十分に細い複数の通路が設けられた多孔構造を有している。メイン触媒は、排気通路の通路方向の長さよりも、通路方向に垂直な方向の最大幅より長い。メイン触媒は、排気通路の通路方向に垂直な方向の断面積が、メイン触媒の前および後の排気通路の通路方向に垂直な方向の断面積より大きい。
A
メイン触媒より上流の排気通路には、上流酸素検出部材70aが配置されている。メイン触媒より下流の排気通路には、下流酸素検出部材70bが配置されている。上流酸素検出部材70aと下流酸素検出部材70bとは、エンジン60の単一の燃焼室のみから排出された排ガスに含まれる酸素を検出し、検出結果を電子制御ユニットに出力する。
An upstream
排気管67の下流部には、消音器69が接続されている。消音器69は、共鳴室、膨張室、絞り部を有し、排ガスの脈動波を抑制することで排気音の音量を低減する。消音器69の下流端には、大気に面する放出口が設けられている。消音器69を通過した排ガスは、放出口から大気へ放出される。
A
以上のように、ストリート型の自動二輪車50においても、実施の形態1で説明した配置条件を満たすように、触媒ユニット68、上流酸素検出部材70a、および、下流酸素検出部材70bを配置することができる。
As described above, also in the
よって、実施の形態2の自動二輪車50においても、上流酸素検出部材70aでは、エンジン60の燃焼後に速やかに、この燃焼により発生した排ガスの酸素検出を行うことができる。また、下流酸素検出部材70bでは、触媒ユニット68のメイン触媒を通過して、酸素の濃度が安定した排ガスについて高精度に酸素検出を行うことができる。よって、これらの検出結果に基づく燃焼制御により、高い精度で且つ高いレスポンスで、酸素検出に基づく燃焼制御を行うことができる。
Therefore, also in the
(実施形態3)
図18は、本発明の実施形態3の自動二輪車を示す側面図である。図19は、実施形態3の自動二輪車の底面図である。図20は、実施形態3の自動二輪車の車体カバーを外した状態の側面図である。図21は、実施形態3の自動二輪車の車体カバーを外した状態の底面図である。
(Embodiment 3)
FIG. 18 is a side view showing a motorcycle according to the third embodiment of the present invention. FIG. 19 is a bottom view of the motorcycle according to the third embodiment. FIG. 20 is a side view of the motorcycle of
実施形態3の乗り物は、いわゆるスクータ型の自動二輪車80である。実施形態3の自動二輪車80は、排気通路が、左リンク部材106と右リンク部材105との間を通らずに、シリンダヘッド部97から消音器101まで延びているスクータ型の車両の一例を示す。特に制限されないが、実施形態3の自動二輪車80は、強制空冷式の車両である。
The vehicle of the third embodiment is a so-called
自動二輪車80は、車体フレーム81を有している。車体フレーム81は、全体として車両前後方向に延びた形態である。車体フレーム81は、ヘッドフレーム82と、ヘッドフレーム82から斜め下後方へ延びたメインフレーム83とを備えている。また、車体フレーム81は、メインフレーム83の下端から後方へ略水平に延びた左右一対のサイドフレーム84と、サイドフレーム84の後端から斜め上後方へ延びた左右一対のリアフレーム85とを備えている。また、車体フレーム81は、リアフレーム85の後端から後方へ略水平に延びた左右一対のシートフレーム86を備えている。
The
ヘッドフレーム82には、ハンドル87から下方へ延ばしたフロントフォーク88が挿通されている。フロントフォーク88の下端部に前輪89が取り付けられている。これにより、前輪89は、フロントフォーク88を介して車体フレーム81に支持されている。左右一対のサイドフレーム84には足載せ板90が取り付けられている。左右一対のサイドフレーム84によって、足載せ板支持部が構成されている。この足載せ板90は、後述するシート91に着座した搭乗者が足を置く場所である。したがって、足載せ板90は、シート91の前方に配置されている。
A
足載せ板90は、車両前後方向に延びている。車両前後方向において、足載せ板90は、緩やかに湾曲した形状とされている。足載せ板90は、足載せ板90の中間部から後端部に向かうほど、上方に反っている。
The
リアフレーム85およびシートフレーム86には、収納ボックスが取り付けられていてもよい。収納ボックスは、車両左右方向において左右両シートフレーム86の間に配置するとよい。収納ボックスは、上面が解放された箱型に形成するとよい。
A storage box may be attached to the
シートフレーム86には、シート91が取り付けられている。シート91は、車両前後方向において車体フレーム81の中間部から後端にかけて延びている。収納ボックスはシート91の下方に配置されている。シート91は、収納ボックスの上面の開口を開閉するための蓋としての機能を兼ね備えている。
A
シート91の下方には、このシート91の下方の空間としての下方空間G1(図20を参照)が形成されている。収納ボックスは、下方空間G1に配置されている。
Below the
リアフレーム85には、車体カバー92が取り付けられている。車体カバー92は、足載せ板90の後部から上方に立ち上がった形態とされている。車体カバー92は、シート91の下方空間G1(図20)の一部を囲むように配置されている。車体カバー92は、収納ボックス、および、後述するエンジン93の前方、前端部の左方および右方を囲う。
A
車体フレーム81には、ユニットスイングタイプのエンジン93が取り付けられている。図21に示すように、エンジン93は、車体フレーム81に対してピボット軸94回りに揺動が可能である。具体的には、エンジン93から前方に延伸して右リンク部材105と左リンク部材106とが設けられており、右リンク部材105と左リンク部材106とがそれぞれの先端でピボット軸94に回動可能に接続されている。また、エンジン93は、右方および左方のそれぞれでピボット軸107に回動可能に接続されている。
A unit
エンジン93は、強制空冷式の単気筒4ストロークエンジンである。エンジン93の前端が車体カバー92によって覆われている。エンジン93は、シート91の下方空間G1(図20)において、車体カバー92の後方に配置されている。エンジン93は、クランクケース部95と、クランクケース部95から前方に延びるシリンダ部96と、シリンダ部96の前方に接続されたシリンダヘッド部97とを備えている。エンジン93の動力により、後輪103が駆動される。
The
クランクケース部95は、エンジン93の後端部を構成している。クランクケース部95には、車両左右方向に延びるクランク軸が収容されている。クランク軸の右端部には、ファン98が一体に回転可能に連結されている。ファン98は、クランク軸の回転によって駆動される。ファン98は、エンジン93を冷却するために空気を取り入れ、空気を冷却風として導入する。
The
シリンダヘッド部97は、シリンダ部96の前部に接続されており、エンジン93の前端部を構成している。シリンダヘッド部97には、吸気の通路、排ガスの通路、吸気ポートおよび排気ポートが形成されている。この吸気の通路には吸気管が接続され、排ガスの通路の下流端には排ガスを下流に流す排気管99が接続されている。
The
排気管99の途中には、排ガスを浄化する触媒ユニット100が配置されている。触媒ユニット100内には、メイン触媒が収容されている。メイン触媒は、三元触媒であり、排ガスを通過させることで、排ガスを浄化する。メイン触媒は、排気通路の中で最も浄化性能の高い触媒である。メイン触媒は、排気管99の通路幅より十分に細い複数の通路が設けられた多孔構造を有している。メイン触媒は、排気通路の通路方向の長さよりも、通路方向に垂直な方向の最大幅より長い。メイン触媒は、排気通路の通路方向に垂直な方向の断面積が、メイン触媒の前および後の排気通路の通路方向に垂直な方向の断面積より大きい。
A
メイン触媒より上流の排気通路には、上流酸素検出部材102aが配置されている。メイン触媒より下流の排気通路には、下流酸素検出部材102bが配置されている。上流酸素検出部材102aと下流酸素検出部材102bとは、エンジン93の単一の燃焼室のみから排出された排ガスに含まれる酸素を検出し、検出結果を電子制御ユニットに出力する。
An upstream
排気管99の下流部には、消音器101が接続されている。消音器101は、共鳴室、膨張室、絞り部を有し、排ガスの脈動波を抑制することで排気音の音量を低減する。消音器101の下流端には、大気に面する放出口が設けられている。消音器101を通過した排ガスは、放出口から大気へ放出される。
A
以上のように、排気管99が左リンク部材106および右リンク部材105の間を通らないスクータ型の自動二輪車80においても、実施の形態1で説明した配置条件を満たすように、触媒ユニット100、上流酸素検出部材102a、および、下流酸素検出部材102bを配置することができる。
As described above, even in the
よって、実施の形態3の自動二輪車80においても、上流酸素検出部材102aでは、エンジン93の燃焼後に速やかに、この燃焼により発生した排ガスの酸素検出を行うことができる。また、下流酸素検出部材102bでは、触媒ユニット100のメイン触媒を通過して、酸素の濃度が安定した排ガスについて高精度に酸素検出を行うことができる。よって、これらの検出結果に基づく燃焼制御により、高い精度で且つ高いレスポンスで、酸素検出に基づく燃焼制御を行うことができる。
Therefore, also in the
(実施形態4)
図22は、本発明の実施形態4の自動二輪車を示す側面図である。図23は、実施形態4の自動二輪車の底面図である。図24は、実施形態4の自動二輪車の車体カバーを外した状態の側面図である。図25は、実施形態4の自動二輪車の車体カバーを外した状態の底面図である。
(Embodiment 4)
FIG. 22 is a side view showing a motorcycle according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 23 is a bottom view of the motorcycle according to the fourth embodiment. FIG. 24 is a side view of the motorcycle of Embodiment 4 with the vehicle body cover removed. FIG. 25 is a bottom view of the motorcycle of Embodiment 4 with the vehicle body cover removed.
実施形態4の乗り物は、いわゆるスポーツスクータ型の自動二輪車120である。実施形態4の自動二輪車120は、排気通路が、左リンク部材143と右リンク部材142との間を通って、シリンダヘッド部137から消音器140まで延びているスクータ型の車両の一例を示す。特に制限されないが、実施形態4の自動二輪車120は、水冷式の車両である。
The vehicle of the fourth embodiment is a so-called sports
自動二輪車120は、その前部にハンドル121を有している。ハンドル121は、ヘッドパイプ122を挿通するステアリング軸123およびフロントフォーク124を介して、前輪125を操舵可能である。ヘッドパイプ122には、車体フレーム126が結合されている。
The
ヘッドパイプ122の上部は、カウリング127によって覆われている。車体フレーム126の全体が、車体カバー128によって覆われている。車体カバー128の上部には、シート129が配置されている。
The upper part of the
車体フレーム126は、メインフレーム130を含んでいる。メインフレーム130には、エンジン131が取り付けられている。エンジン131は、車体フレーム126に対してピボット軸132回りに回動可能に支持されている。具体的には、図25に示すように、エンジン131は、右方および左方のそれぞれでピボット軸132に回動可能に接続されている。また、エンジン131から後方且つ下方に延伸して右リンク部材142と左リンク部材143とが設けられており、右リンク部材142と左リンク部材143とがそれぞれの先端でピボット軸144に回動可能に接続されている。
The
車体フレーム126には、スイングアーム133が揺動自在に支持され、スイングアーム133の後端部には後輪134が回転自在に支持されている。これにより、エンジン131は、後輪134と共にピボット軸132回りにスイング可能である。
A
エンジン131は、気筒軸線を略水平にかつ前方へ向けた状態で配置されている。エンジン131は、単気筒4ストロークエンジンであり、クランクケース部135と、シリンダ部136と、シリンダヘッド部137と、を含んでいる。クランクケース部135には、クランク軸が収容されている。クランクケース部135の前壁にシリンダ部136、およびシリンダヘッド部137が順に積層されている。これらクランクケース部135、シリンダ部136、およびシリンダヘッド部137は、ボルトなどを用いて互いに連結されている。
The
シリンダ部136は、クランクケース部135の前部に接続された筒状の部材である。シリンダ部136内の空間には、燃焼室が設けられており、燃焼室には、往復移動可能なようにピストンが収容されている。
The cylinder part 136 is a cylindrical member connected to the front part of the
シリンダヘッド部137には、吸気の通路、排ガスの通路、吸気ポート及び排気ポートが形成されている。この吸気の通路には吸気管が接続され、排ガスの通路の下流端には排ガスを下流に流す排気管138が接続されている。
The
排気管138の下流部には、消音器140が接続されている。消音器140は、共鳴室、膨張室、絞り部を有し、排ガスの脈動波を抑制することで排気音の音量を低減する。消音器140の下流端には、大気に面する放出口が設けられている。消音器140を通過した排ガスは、放出口から大気へ放出される。
A
排気通路の途中(消音器140の中)には、排ガスを浄化する触媒ユニット139が配置されている。触媒ユニット139内には、メイン触媒が収容されている。メイン触媒は、三元触媒であり、排ガスを通過させることで、排ガスを浄化する。メイン触媒は、排気通路の中で最も浄化性能の高い触媒である。メイン触媒は、排気管138の通路幅より十分に細い複数の通路が設けられた多孔構造を有している。メイン触媒は、排気通路の通路方向の長さよりも、通路方向に垂直な方向の最大幅より長い。メイン触媒は、排気通路の通路方向に垂直な方向の断面積が、メイン触媒の前および後の排気通路の通路方向に垂直な方向の断面積より大きい。
A
メイン触媒より上流の排気通路には、上流酸素検出部材141aが配置されている。メイン触媒より下流の排気通路には、下流酸素検出部材141bが配置されている。上流酸素検出部材141aと下流酸素検出部材141bとは、エンジン131の単一の燃焼室のみから排出された排ガスに含まれる酸素を検出し、検出結果を電子制御ユニットに出力する。
An upstream
以上のように、排気管138が左リンク部材143と右リンク部材142との間を通るスクータ型の自動二輪車120においても、実施の形態1で説明した配置条件を満たすように、触媒ユニット139、上流酸素検出部材141a、および、下流酸素検出部材141bを配置することができる。
As described above, even in the
よって、実施の形態4の自動二輪車120においても、上流酸素検出部材141aでは、エンジン131の燃焼後に速やかに、この燃焼により発生した排ガスの酸素検出を行うことができる。また、下流酸素検出部材141bでは、触媒ユニット139のメイン触媒を通過して、酸素の濃度が安定した排ガスについて高精度に酸素検出を行うことができる。よって、これらの検出結果に基づく燃焼制御により、高い精度で且つ高いレスポンスで、酸素検出に基づく燃焼制御を行うことができる。
Therefore, also in the
以上、本発明の各実施の形態について説明した。 The embodiments of the present invention have been described above.
上記実施の形態において、メイン触媒は、多孔構造、および、通路方向の長さが通路方向に垂直な方向の最大幅より長い、ならびに、通路方向に垂直な断面積がメイン触媒の前又は後の排気通路の通路方向に垂直な断面積より大きいと説明した。しかしながら、メイン触媒は、このような構造を有してなくてもよく、排気通路の中で排ガスの浄化能力が最大の触媒であればよい。また、排気通路に配置される触媒は1つでも複数でもよい。複数の場合、その中で最大の浄化能力を有する触媒がメイン触媒であり、1つの場合には、この触媒がメイン触媒となる。本明細書においては、触媒物質および担体を含んだ構成を、触媒と呼んでいる。また、メイン触媒は、複数ピースの触媒が近接して配置された構成としてもよい。ここで、近接とは、触媒の各ピースの排ガスの通路長よりも短い間隔を示す。複数ピースの触媒の担体または触媒物質の組成は、同一でも、複数種類でもよい。 In the above embodiment, the main catalyst has a porous structure, the length in the passage direction is longer than the maximum width in the direction perpendicular to the passage direction, and the cross-sectional area perpendicular to the passage direction is before or after the main catalyst. It has been explained that it is larger than the sectional area perpendicular to the passage direction of the exhaust passage. However, the main catalyst may not have such a structure, and may be a catalyst having the maximum exhaust gas purification capability in the exhaust passage. Further, one or more catalysts may be arranged in the exhaust passage. In a plurality of cases, the catalyst having the maximum purification ability is the main catalyst, and in one case, this catalyst is the main catalyst. In the present specification, a configuration including a catalyst substance and a support is called a catalyst. Further, the main catalyst may have a configuration in which a plurality of pieces of catalyst are arranged close to each other. Here, the proximity means an interval shorter than the exhaust gas passage length of each piece of the catalyst. The composition of the support or catalyst material of the multiple pieces of catalyst may be the same or multiple.
また、本発明において、酸素検出部材とは、酸素量又は酸素濃度が所定値より高いか低いかを検出する二値センサであってもよいし、酸素量又は酸素濃度を複数段階またはリニアに表わす検出信号を出力するリニアセンサ(例えばA/Fセンサ: Air Fuel ratio sensor)としてもよい。好ましくは、上流酸素検出部材には、二値センサまたはリニアセンサの酸素検出部材を適用するとよい。また、好ましくは、下流酸素検出部材には、二値センサを適用するとよい。 In the present invention, the oxygen detection member may be a binary sensor that detects whether the oxygen amount or the oxygen concentration is higher or lower than a predetermined value, and represents the oxygen amount or the oxygen concentration in a plurality of steps or linearly. It is good also as a linear sensor (for example, A / F sensor: Air Fuel ratio sensor) which outputs a detection signal. Preferably, a binary sensor or a linear sensor oxygen detection member may be applied to the upstream oxygen detection member. Preferably, a binary sensor is applied to the downstream oxygen detection member.
また、上記実施の形態では、メイン触媒の配置を、図面を用いて具体的に説明したが、メイン触媒の配置は、図面に示された配置に限定されない。メイン触媒は、排気通路の途中に配置されていればよい。 Moreover, in the said embodiment, although arrangement | positioning of the main catalyst was concretely demonstrated using drawing, the arrangement | positioning of a main catalyst is not limited to the arrangement | positioning shown by drawing. The main catalyst may be arranged in the middle of the exhaust passage.
また、上記実施の形態では、上流酸素検出部材の配置を、図面を用いて具体的に説明したが、上流酸素検出部材の配置は、図面に示された配置に限定されない。上流酸素検出部材は、排気ポートからメイン触媒の上流端までの排気通路の区間において、メイン触媒より排気ポートに近い位置に配置されていればよい。ここで、近くとは、排気通路に沿った距離が近いことを意味する。 Moreover, in the said embodiment, although arrangement | positioning of the upstream oxygen detection member was concretely demonstrated using drawing, arrangement | positioning of an upstream oxygen detection member is not limited to the arrangement | positioning shown by drawing. The upstream oxygen detection member may be disposed at a position closer to the exhaust port than the main catalyst in the section of the exhaust passage from the exhaust port to the upstream end of the main catalyst. Here, near means that the distance along the exhaust passage is short.
また、上記実施の形態では、下流酸素検出部材の配置を、図面を用いて具体的に説明したが、下流酸素検出部材の配置は、図面に示された配置に限定されない。下流酸素検出部材は、排気通路においてメイン触媒の下流端より下流に配置されていればよい。 Moreover, in the said embodiment, although arrangement | positioning of the downstream oxygen detection member was demonstrated concretely using drawing, the arrangement | positioning of a downstream oxygen detection member is not limited to the arrangement | positioning shown by drawing. The downstream oxygen detection member may be disposed downstream of the downstream end of the main catalyst in the exhaust passage.
また、図5〜図8および図13において、簡略化のために上流排気管および下流排気管を真っ直ぐに描いているが、上流排気管と下流排気管とは真っ直ぐでなくてもよい。 5 to 8 and FIG. 13, the upstream exhaust pipe and the downstream exhaust pipe are drawn straight for simplification, but the upstream exhaust pipe and the downstream exhaust pipe may not be straight.
また、上記実施の形態では、排気系に上流酸素検出部材と下流酸素検出部材とを有する構成を示したが、3個以上の酸素検出部材を有する構成を採用してもよい。3個以上の酸素検出部材を有する場合には、このうちの2個の酸素検出部材の配置が、上流酸素検出部材および下流酸素検出部材の配置条件を満たしていればよい。残りの酸素検出部材の配置は、この配置条件に該当しなくてもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the structure which has an upstream oxygen detection member and a downstream oxygen detection member was shown in the exhaust system, the structure which has three or more oxygen detection members may be employ | adopted. In the case of having three or more oxygen detection members, it is only necessary that the arrangement of the two oxygen detection members satisfies the arrangement conditions of the upstream oxygen detection member and the downstream oxygen detection member. The arrangement of the remaining oxygen detection members may not correspond to this arrangement condition.
また、上記実施の形態では、制御部が上流酸素検出部材および下流酸素検出部材の出力に基づいて、エンジンの点火タイミング、燃料噴射タイミング、および、燃料の噴射量を制御する構成を示した。しかし、上流酸素検出部材および下流酸素検出部材の出力に基づく制御処理は、特に制限されるものではなく、エンジンの点火タイミング、燃料噴射タイミング、および、燃料の噴射量のうち、1つ又は2つのみであってもよいし、別の制御処理であってもよい。 Moreover, in the said embodiment, the structure which a control part controls the ignition timing of an engine, the fuel injection timing, and the fuel injection quantity based on the output of an upstream oxygen detection member and a downstream oxygen detection member was shown. However, the control processing based on the outputs of the upstream oxygen detection member and the downstream oxygen detection member is not particularly limited, and one or two of the engine ignition timing, the fuel injection timing, and the fuel injection amount. May be a separate control process.
また、上記実施の形態では、エンジンユニットを備えた乗り物として、自動二輪車を例示したが、エンジンユニットの動力で移動する乗り物であれば、どのような乗り物であってもよい。 In the above embodiment, the motorcycle is exemplified as the vehicle including the engine unit. However, any vehicle may be used as long as the vehicle moves with the power of the engine unit.
また、本発明においては、上流酸素検出部材および下流酸素検出部材の両方または後者の少なくとも一部の周囲を流れるガスには、エンジンの燃焼室から排出された排ガスに加えて、二次空気噴射装置(AI:エアインジェクション)のガスが含まれてもよい。この場合でも、上流酸素検出部材および下流酸素検出部材は、少なくとも一部が単一の燃焼室のみから排出された排ガスに晒されて、酸素を検出することとなる。 In the present invention, in addition to the exhaust gas discharged from the combustion chamber of the engine, the secondary air injection device is used for the gas flowing around both the upstream oxygen detection member and the downstream oxygen detection member or at least a part of the latter. (AI: air injection) gas may be included. Even in this case, at least a part of the upstream oxygen detection member and the downstream oxygen detection member is exposed to the exhaust gas discharged from only a single combustion chamber to detect oxygen.
本発明は、多くの異なった形態で具現化され得るものである。この開示は本発明の原理の実施形態を提供するものと見なされるべきである。それらの実施形態は、本発明をここに記載しかつ/または図示した好ましい実施形態に限定することを意図するものではないという了解のもとで、多くの図示実施形態がここに記載されている。 The present invention can be embodied in many different forms. This disclosure should be regarded as providing embodiments of the principles of the invention. Many illustrated embodiments are described herein with the understanding that these embodiments are not intended to limit the invention to the preferred embodiments described and / or illustrated herein. .
本発明の図示実施形態を幾つかここに記載した。本発明は、ここに記載した各種の好ましい実施形態に限定されるものではない。本発明は、この開示に基づいて当業者によって認識され得る、均等な要素、修正、削除、組み合わせ(例えば、各種実施形態に跨る特徴の組み合わせ)、改良および/または変更を含むあらゆる実施形態をも包含する。クレームの限定事項はそのクレームで用いられた用語に基づいて広く解釈されるべきであり、本明細書あるいは本願のプロセキューション中に記載された実施形態に限定されるべきではない。そのような実施形態は非排他的であると解釈されるべきである。例えば、この開示において、「好ましくは」や「よい」という用語は非排他的なものであって、「好ましいがこれに限定されるものではない」や「よいがこれに限定されるものではない」ということを意味するものである。 Several illustrative embodiments of the invention have been described herein. The present invention is not limited to the various preferred embodiments described herein. The present invention includes all embodiments including equivalent elements, modifications, deletions, combinations (eg, combinations of features across various embodiments), improvements, and / or changes that may be recognized by those skilled in the art based on this disclosure. Include. Claim limitations should be construed broadly based on the terms used in the claims and should not be limited to the embodiments described herein or in the process of this application. Such an embodiment should be construed as non-exclusive. For example, in this disclosure, the terms “preferably” and “good” are non-exclusive, and “preferably but not limited to” or “good but not limited thereto” "Means.
本発明は、乗り物の動力を発生するエンジンユニット、および、エンジンユニットの動力で移動する乗り物全般に有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful for an engine unit that generates power for a vehicle and a vehicle that moves with the power of the engine unit.
1、50、80、120 自動二輪車
2、53、81、126 車体フレーム
3、54、122 ヘッドパイプ
4、83、130 メインフレーム
8、57、89、125 前輪
15、59、103、134 後輪
18、61、95、135 クランクケース部
20、60、93、131 エンジン
24A 燃焼室
26、63、97、137 シリンダヘッド部
30、66 吸気管
31、67、99、138 排気管
32、68、100、139 触媒ユニット
32b メイン触媒
32s サブ触媒
32f サブ触媒(塗り方式の触媒)
33a、70a、102a、141a 上流酸素検出部材
33b、70b、102b、141b 下流酸素検出部材
34、69、101、140 消音器
34e 放出口
35 クランク角センサ
36 イグニッションコイル
37 インジェクタ
38 燃料ポンプ
40 電子制御ユニット
41 パルス処理部
42 制御部
43 イグニッション駆動回路
44 インジェクタ駆動回路
45 ポンプ駆動回路
P1 吸気の通路
P2 排ガスの通路
P2a 排気ポート
201 排気通路
1, 50, 80, 120
33a, 70a, 102a, 141a Upstream
Claims (11)
前記単気筒4ストロークエンジンの排ガスを流す排気通路と、
前記排気通路の途中に配置され、前記排気通路の中で最も高い浄化能力を有するメイン触媒と、
前記単気筒4ストロークエンジンの排気ポートから前記メイン触媒の上流端までの前記排気通路の区間において、前記メイン触媒より前記排気ポートに近い位置に配置され、前記単気筒4ストロークエンジンの単一の燃焼室のみから排出された排ガスに少なくとも一部が晒され、酸素を検出する上流酸素検出部材と、
前記排気通路において前記メイン触媒の下流端より下流に配置され、前記単気筒4ストロークエンジンの単一の燃焼室のみから排出された排ガスに少なくとも一部が晒され、酸素を検出する下流酸素検出部材と、
前記上流酸素検出部材の検出結果および前記下流酸素検出部材の検出結果に基づいて前記単気筒4ストロークエンジンの燃焼制御を行う制御部と、
を備えるエンジンユニット。 A single-cylinder four-stroke engine,
An exhaust passage for flowing exhaust gas of the single-cylinder four-stroke engine;
A main catalyst disposed in the middle of the exhaust passage and having the highest purification capacity in the exhaust passage;
In the section of the exhaust passage from the exhaust port of the single-cylinder four-stroke engine to the upstream end of the main catalyst, the single-cylinder four-stroke engine is disposed at a position closer to the exhaust port than the main catalyst. An upstream oxygen detection member that at least partly is exposed to exhaust gas discharged from only the chamber and detects oxygen;
A downstream oxygen detection member that is disposed downstream of the downstream end of the main catalyst in the exhaust passage and is at least partially exposed to exhaust gas discharged from only a single combustion chamber of the single cylinder four-stroke engine to detect oxygen When,
A control unit that performs combustion control of the single-cylinder four-stroke engine based on the detection result of the upstream oxygen detection member and the detection result of the downstream oxygen detection member;
An engine unit comprising
前記上流酸素検出部材は、前記排気通路において、前記排気ポートから前記複数の触媒の最上流端までの区間のうち、前記複数の触媒の最上流端より前記排気ポートに近い位置に配置され、
前記下流酸素検出部材は、前記排気通路において前記複数の触媒の最下流端よりも下流に配置される、
請求項1記載のエンジンユニット。 A plurality of catalysts including the main catalyst are disposed in the exhaust passage,
The upstream oxygen detection member is disposed in the exhaust passage at a position closer to the exhaust port than the most upstream end of the plurality of catalysts in a section from the exhaust port to the most upstream end of the plurality of catalysts.
The downstream oxygen detection member is disposed downstream of the most downstream ends of the plurality of catalysts in the exhaust passage.
The engine unit according to claim 1.
前記上流酸素検出部材は、前記排気通路において、前記排気ポートから前記複数の触媒の最上流端までの区間のうち、前記複数の触媒の最上流端より前記排気ポートに近い位置に配置され、
前記下流酸素検出部材は、前記排気通路において前記メイン触媒よりも下流に配置される、
請求項1記載のエンジンユニット。 A plurality of catalysts including the main catalyst are disposed in the exhaust passage,
The upstream oxygen detection member is disposed in the exhaust passage at a position closer to the exhaust port than the most upstream end of the plurality of catalysts in a section from the exhaust port to the most upstream end of the plurality of catalysts.
The downstream oxygen detection member is disposed downstream of the main catalyst in the exhaust passage.
The engine unit according to claim 1.
請求項1記載のエンジンユニット。 The cross-sectional area perpendicular to the flow direction of the exhaust gas of the main catalyst is larger than the cross-sectional area orthogonal to the flow direction of the exhaust gas before and after the main catalyst,
The engine unit according to claim 1.
請求項1記載のエンジンユニット。 The main catalyst has a porous structure for flowing exhaust gas through a plurality of holes,
The engine unit according to claim 1.
請求項2または請求項3に記載のエンジンユニット。 Each of the plurality of catalysts has a porous structure that allows exhaust gas to flow through a plurality of holes.
The engine unit according to claim 2 or claim 3.
請求項1記載のエンジンユニット。 The main catalyst is disposed at a position where the passage length from the exhaust port of the single-cylinder four-stroke engine to the upstream end of the main catalyst is shorter than the passage length from the downstream end of the main catalyst to the discharge port facing the atmosphere. To be
The engine unit according to claim 1.
請求項1記載のエンジンユニット。 The main catalyst is arranged at a position where the passage length from the downstream end of the main catalyst to the discharge port facing the atmosphere is shorter than the passage length from the exhaust port of the single-cylinder four-stroke engine to the upstream end of the main catalyst. To be
The engine unit according to claim 1.
前記単気筒4ストロークエンジンから前記消音器へ排ガスを送る排気管と、
を備え、
前記メイン触媒は、前記排気管の途中に配置され、
前記下流酸素検出部材は、前記メイン触媒より下流の前記排気管に配置される、
請求項1記載のエンジンユニット。 A silencer constituting a part of the exhaust passage;
An exhaust pipe for sending exhaust gas from the single-cylinder four-stroke engine to the silencer;
With
The main catalyst is disposed in the middle of the exhaust pipe,
The downstream oxygen detection member is disposed in the exhaust pipe downstream from the main catalyst.
The engine unit according to claim 1.
前記単気筒4ストロークエンジンから前記消音器へ排ガスを送る排気管と、
を備え、
前記メイン触媒は、前記消音器の中に配置され、
前記下流酸素検出部材は、前記消音器の排気通路のうち前記メイン触媒より下流に配置される、
請求項1記載のエンジンユニット。 A silencer constituting a part of the exhaust passage;
An exhaust pipe for sending exhaust gas from the single-cylinder four-stroke engine to the silencer;
With
The main catalyst is disposed in the silencer,
The downstream oxygen detection member is disposed downstream of the main catalyst in the exhaust passage of the silencer.
The engine unit according to claim 1.
A vehicle comprising the engine unit according to any one of claims 1 to 10.
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