JP2017214904A - 排気ガスセンサの配置構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】検出精度を損なうことなく排気ガスセンサを触媒の前後に配置すること。
【解決手段】本発明に係る排気ガスセンサの配置構造は、エンジン(3)の排気ガスを浄化する触媒(8)と、エンジンの排気ガス成分を検出する排気ガスセンサ(9)と、を備える。触媒は、エンジンの下方に配置され、排気ガスセンサは、エンジンの前後幅内で、触媒を前後で挟むように配置される。これにより、排気ガスセンサを触媒に近づけることができる。
【選択図】図1

Description

本発明は、排気ガスセンサの配置構造に関する。
昨今の排ガス規制に伴い、車両用エンジンの排気システムには、排気ガスの制御状況を車載コンピュータでモニタすることが義務付けられている。モニタリングする項目として、例えば、排気ガスを浄化する触媒の劣化状況が挙げられる(特許文献1参照)。特許文献1では、触媒の前後にそれぞれ酸素センサが設けられており、これら2つの酸素センサの出力値に基づいて触媒が劣化したか否かが判定される。
具体的には、2つの酸素センサのリッチリーン間における出力反転回数が利用される。例えば、触媒が正常で十分に酸素を吸着できる場合には、下流側の酸素センサの出力反転回数がゼロに近づく。このため、下流側に対する上流側の酸素センサの出力反転回数の比が大きくなる。一方、触媒が劣化して酸素の吸着能力が低下した場合には、下流側の酸素センサの出力反転回数が上流側の酸素センサの出力反転回数に近づく。このため、下流側に対する上流側の酸素センサの出力反転回数の比が小さくなる。よって、上記の比が所定値を下回った場合に触媒が劣化したと判定することができる。
特開2003−206784号公報
ところで、自動二輪車において触媒の劣化判定を実施する場合、エキゾーストパイプやマフラの構造、レイアウト上の制約により、検出精度を確保しつつ2つの酸素センサを触媒の前後に配置することが難しい。
本発明は係る点に鑑みてなされたものであり、検出精度を損なうことなく排気ガスセンサを触媒の前後に配置することができる排気ガスセンサの配置構造を提供することを目的とする。
本発明に係る排気ガスセンサの配置構造は、エンジンの排気ガスを浄化する触媒と、前記エンジンの排気ガス成分を検出する排気ガスセンサと、を備え、前記触媒は、前記エンジンの下方に配置され、前記排気ガスセンサは、前記エンジンの前後幅内で、前記触媒を前後で挟むように配置されることを特徴とする。
この構成によれば、エンジンの下方に触媒が配置されることで、触媒の前後において、排気ガスセンサを触媒に近づけて配置することができる。特にエンジンの下方の比較的余裕のあるスペースに排気ガスセンサを配置することで、当該排気ガスセンサを触媒に近づけることができる。この結果、排気ガスセンサの検出精度を損なうことがない。また、エンジンの前後幅内に排気ガスセンサを収めることができ、コンパクトなレイアウトにすることができる。
また、本発明に係る上記排気ガスセンサの配置構造は、前記エンジンの下部に設けられるオイルパンを更に備え、前記オイルパンには、凹部が形成されており、前記触媒は、前記凹部に沿うように配設され、前記排気ガスセンサは、前記触媒の上流側に設けられる上流側センサと、前記触媒の下流側に設けられる下流側センサと、を有し、前記オイルパンは、側面視において前記上流側センサと前記下流側センサとの間に位置することが好ましい。この構成によれば、オイルパンの凹部に触媒を沿わせ、触媒の前後に上流側センサ及び下流側センサを配置したことで、エンジン幅を大きくすることなく、コンパクトなレイアウトにすることができる。
また、本発明に係る上記排気ガスセンサの配置構造は、前記触媒の下流側に接続されるチャンバを更に備え、前記チャンバの前面には凹部が形成され、前記下流側センサは、前記チャンバの凹部に取り付けられることが好ましい。この構成によれば、チャンバの前面の凹部に下流側センサが取り付けられることで、触媒の下流側にチャンバが接続される場合でも、触媒の直後に下流側センサを配置することができる。
また、本発明に係る上記排気ガスセンサの配置構造において、前記オイルパンの凹部は、車幅方向で前記チャンバの凹部と同じ側に偏って設けられることが好ましい。この構成によれば、オイルパンの凹部とチャンバの凹部が同じ側に設けられることで、オイルパンの容量が減少するのを最小限に抑えつつも、触媒及び排気ガスセンサの配置スペースを確保することができる。よって、オイルパンの凹部とチャンバの凹部によって形成されるスペースに、触媒と下流側センサとを近づけて配置することができる。
また、本発明に係る上記排気ガスセンサの配置構造において、前記下流側センサは、正面視において、前記チャンバの車幅方向の幅内に配置されることが好ましい。この構成によれば、下流側センサがチャンバの幅内に配置されることで、下流側センサを車両中心側に寄せることができ、飛石等から下流側センサを保護することができる。
また、本発明に係る上記排気ガスセンサの配置構造において、前記触媒は、ハニカム部と、当該ハニカム部を覆う外筒部と、を有し、前記外筒部は、前記ハニカム部よりも下流で前記チャンバ内まで延びており、前記下流側センサは、前記チャンバ内の前記外筒部に取り付けられることが好ましい。この構成によれば、外筒部がチャンバ内まで延ばされ、下流側センサがチャンバ内の外筒部に取り付けらえることで、排気ガスがチャンバ内で拡散される前に下流側センサに接触する。このため、安定的にセンサ出力を得ることができる。
また、本発明に係る上記排気ガスセンサの配置構造は、排気ガスの流量を調整する排気制御バルブを更に備え、前記排気ガス制御バルブは、前記上流側センサと、前記触媒との間に設けられ、前記上流側センサ、前記排気制御バルブ、前記触媒及び前記下流側センサは、略同一直線上に配置されることが好ましい。この構成によれば、排気ガスセンサの周辺構成を略同一直線上に配置することで、車幅方向の寸法を大きくすることなく、上記構成を配置することができる。また、排気制御バルブを備えても、触媒と下流側センサを近づけて配置することができる。
また、本発明に係る上記排気ガスセンサの配置構造は、前記触媒の下流側に接続されるチャンバを更に備え、前記チャンバは、前記触媒通過後の排気ガスを前記下流側センサに導く誘導パイプを有し、前記誘導パイプは、前記触媒の下流端に重なるように設けられ、前記下流側センサは、前記誘導パイプに取り付けられることが好ましい。この構成によれば、誘導パイプによって排気ガスが下流側センサに導かれることで、排気ガスが拡散されることなく安定的にセンサ出力を得ることができる。更に、下流側センサの配置自由度を向上させることができる。
また、本発明に係る上記排気ガスセンサの配置構造において、前記誘導パイプは、前記チャンバの上流側の外壁に沿って配設され、前記下流側センサは、前記外壁及び前記誘導パイプを貫通するように取り付けられる。この構成によれば、誘導パイプをチャンバの外壁に沿うように配設することで、比較的スペースが確保されるチャンバの外壁に下流側センサを配置することができる。よって、下流側センサが他の周辺部品に干渉することなく、下流側センサの配置を容易にすることができる。更に、チャンバの形状を変更せずに容量を減らすことなく、下流側センサを配置することができる。
また、本発明に係る上記排気ガスセンサの配置構造は、前記触媒の下流側に接続されるチャンバを更に備え、前記チャンバは、前記触媒通過後の排気ガスを前記下流側センサに導く誘導壁を有し、前記誘導壁は、前記チャンバ内の空間の一部を仕切るように形成され、前記下流側センサは、前記誘導壁によって仕切られた所定空間内に配置されることが好ましい。この構成によれば、誘導壁によって排気ガスが下流側センサに導かれることで、排気ガスが拡散されることなく安定的にセンサ出力を得ることができる。更に、下流側センサの配置自由度を向上させることができる。
また、本発明に係る上記排気ガスセンサの配置構造において、前記誘導壁は、前記チャンバの上流側の外壁に沿って形成され、前記下流側センサは、前記外壁を貫通するように取り付けられることが好ましい。この構成によれば、誘導壁をチャンバの外壁に沿うように形成することで、比較的スペースが確保されるチャンバの外壁に下流側センサを配置することができる。よって、下流側センサが他の周辺部品に干渉することなく、下流側センサの配置を容易にすることができる。更に、チャンバの形状を変更せずに容量を減らすことなく、下流側センサを配置することができる。
また、本発明に係る上記排気ガスセンサの配置構造は、前記触媒の下流側に接続されるチャンバを更に備え、前記触媒は、ハニカム部と、当該ハニカム部を覆う外筒部と、を有し、前記ハニカム部は、前記外筒部内で複数に分割されており、前記下流側センサは、複数に分割された前記ハニカム部の間に配置されることが好ましい。この構成によれば、複数に分割されたハニカム部間に下流側センサを配置することで、チャンバに下流側センサを配置する必要が無くなる。この結果、既存の構成を大きく変更することなく、触媒に近づけて下流側センサを配置することができる。また、触媒を大型化する必要がある場合、触媒を複数に分けたことで、各触媒の大きさを小さくすることができ、触媒レイアウトの自由度を高めることができる。
また、本発明に係る上記排気ガスセンサの配置構造は、前記触媒の下流側に接続されるチャンバを更に備え、前記触媒は、前記チャンバの前方で前記エンジンの下方に配置される第1触媒と、前記チャンバ内に配置される第2触媒と、を有し、前記下流側センサは、前記第1触媒と前記第2触媒との間に配置されることが好ましい。この構成によれば、第1触媒と第2触媒との間に下流側センサを配置することで、チャンバに下流側センサを配置する必要が無い。この結果、既存の構成を大きく変更することなく、触媒に近づけて下流側センサを配置することができる。また、触媒を複数に分けたことで、各触媒の大きさを小さくすることができ、触媒のレイアウトの自由度が高められる。
本発明によれば、検出精度を損なうことなく排気ガスセンサを触媒の前後に配置することができる。
本実施の形態に係る排気ガスセンサの配置構造が適用される自動二輪車の概略構成を示す左側面図である。 本実施の形態に係る排気ガスセンサの配置構造が適用される自動二輪車の概略構成を示す右側面図である。 本実施の形態に係る排気システムを示す斜視図である。 本実施の形態に係る排気システムを示す上面図である。 図4のA−A線に沿って切断したときの断面図である。 本実施の形態に係るチャンバの一部を切断したときの斜視図である。 本実施の形態に係るエキゾーストパイプの周辺構成を示す正面図である。 第1の変形例に係る排気ガスセンサの配置構造を示す斜視図である。 第1の変形例に係る排気ガスセンサの配置構造を示す断面図である。 第2の変形例に係る排気ガスセンサの配置構造を示す斜視図である。 第2の変形例に係る排気ガスセンサの配置構造を示す上面図である。 第3の変形例に係る排気ガスセンサの配置構造を示す上面図である。 第4の変形例に係る排気ガスセンサの配置構造を示す上面図である。
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下においては、本発明に係る排気ガスセンサの配置構造をスポーツタイプの自動二輪車に適用した例について説明するが、適用対象はこれに限定されることなく変更可能である。例えば、本発明に係る排気ガスセンサの配置構造を、他のタイプの自動二輪車や、バギータイプの自動三輪車、自動四輪車等に適用してもよい。また、方向について、車両前方を矢印FR、車両後方を矢印REでそれぞれ示す。また、以下の各図では、説明の便宜上、一部の構成を省略している。
図1及び図2を参照して、本実施の形態に係る排気ガスセンサの配置構造が適用される自動二輪車の概略構成について説明する。図1は、本実施の形態に係る排気ガスセンサの配置構造が適用される自動二輪車の概略構成を示す左側面図である。図2は、本実施の形態に係る排気ガスセンサの配置構造が適用される自動二輪車の概略構成を示す右側面図である。
図1及び図2に示すように、自動二輪車1は、パワーユニット、電装系等の各部を搭載する車体フレーム2にエンジン3を懸架して構成される。エンジン3は、例えば、並列4気筒エンジンで構成される。エンジン3は、クランクシャフト(不図示)等が収容されるエンジンケース30の上部に、シリンダヘッド及びシリンダヘッドカバー(不図示)を取り付けて構成される。エンジンケース30の下部には、オイルパン31が設けられる。
車体フレーム2は、アルミ鋳造で形成されるツインスパータイプのフレームであり、上記のようにエンジン3を懸架することで、車体全体として剛性が得られるように構成される。車体フレーム2は、全体として、前方から後方に向かって延在し、後端側で下方に向かって湾曲した形状を有している。
具体的に車体フレーム2は、ヘッドパイプ20から後方に向かって左右二股に分岐して延びるヘッドフレーム21と、ヘッドフレーム21から車体後方に向って斜め下方に延びる左右一対のタンクレール22と、タンクレール22の後端から下方に延びるボディフレーム23とを備えている。
ヘッドフレーム21は、下方に向かって突出する左右一対のブラケット部21aを有し、当該ブラケット部21aでエンジン3の前側(シリンダヘッド)を支持する。タンクレール22は、中空断面形状を有する筒状に形成される。タンクレール22の上部には、燃料タンク10が配置される。
ボディフレーム23は、各タンクレール22の後端から下方に延びる一対のフレーム部23aの上下端部を車幅方向で連結して構成される。ボディフレーム23の上下端部において、エンジン3の後側(エンジンケース30の後部)が支持される。また、ボディフレーム23の鉛直方向の略中央部分には、スイングアーム11を揺動可能に支持するスイングアームピボット23bが形成されている。
また、ボディフレーム23の上端には、後上方に向かって延びるシートレール(不図示)及びバックステー24が設けられている。シートレールには、燃料タンク10に連接されるライダーシート12及びピリオンシート13が設けられる。
このように構成される車体フレーム2及びエンジン3には、車体外装としての各種カバーが装着される。具体的には、車体側面がサイドカウル41によって覆われ、シートレールがリヤカウル42によって覆われる。
ヘッドパイプ20には、ステアリングシャフト(不図示)を介して左右一対のフロントフォーク50が操舵可能に支持される。フロントフォーク50の下部には前輪51が回転可能に支持されており、前輪51の上方はフロントフェンダ52によって覆われる。
スイングアーム11は、スイングアームピボット23bから後方に向かって延びている。スイングアーム11とボディフレーム23の間には、リヤサスペンション53が設けられている。リヤサスペンション53は、一端がボディフレーム23の上端側に支持され、他端がリヤサスペンションリンク54を介してスイングアーム11の前側下方に支持される。スイングアーム11の後端には後輪55が回転可能に支持されている。後輪55の上方は、リヤカウル42の後部に設けられるリヤフェンダ56によって覆われる。
また、シリンダヘッドの各排気ポートには、排気システムとして、エキゾーストパイプ6、チャンバ7及びマフラ70が接続される。エキゾーストパイプ6は、各排気ポートから下方に向かって複数本(本実施の形態では4本)延び、エンジン3の前下方で後方に屈曲した後、1本にまとめられる。エキゾーストパイプ6とチャンバ7との間には、排気ガスを浄化する触媒8が設けられる。
触媒8は、例えば、三元触媒で構成され、筒状の触媒ケース80(図2参照)の中に収容されている。触媒8は、排気ガス内の汚染物質(一酸化炭素、炭化水素や窒素酸化物等)を無害な物質(二酸化炭素、水、窒素等)に変換する。触媒8の下流側には、チャンバ7を介してマフラ70が接続される。エンジン3の燃焼によって生じる排気ガスは、エキゾーストパイプ6を通じて触媒8で浄化される。そして、排気ガスは、チャンバ7を通じてマフラ70で排気音が低減された後、外に排出される。
詳細は後述するが、触媒8の前後には、エンジンの排気ガス成分を検出し、触媒8の劣化判定を実施するための排気ガスセンサ9が配置される。具体的に排気ガスセンサ9は、触媒8の前側(上流側)に設けられる上流側センサ90と、触媒8の後側(下流側)に設けられる下流側センサ91とによって構成される。排気ガスセンサ9は、例えば、ジルコニア式酸素センサで構成され、排気ガス内の酸素濃度に応じて出力(電流値)が変化する。当該電流値は、ECU15(Electronic Control Unit)に出力される。なお、排気ガスセンサ9は、酸素センサに限らず、例えば、空燃比センサであってもよい。
ECU15は、自動二輪車1内の各種動作を統括制御する。ECU15は、自動二輪車1内の各種処理を実行するプロセッサやメモリ等により構成される。メモリは、用途に応じてROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等の記憶媒体で構成される。メモリには、自動二輪車1の各部を制御する制御プログラム等が記憶されている。特に本実施の形態においてECU15は、排気ガスセンサ9の出力に基づいて触媒8の劣化判定を実施する。例えば、上流側センサ90及び下流側センサ91のリッチリーン間における出力反転回数の比に基づいて触媒8の劣化が判定される。なお、触媒8の劣化を判定するために、出力反転回数の比を用いる場合に限らず、上流側センサ90及び下流側センサ91の出力差を用いてもよい。
上記したように、昨今の排ガス規制に伴い、自動二輪車の排気システムにおいて、排ガス浄化装置としての触媒の劣化状況をモニタリングすることが求められている。触媒の劣化判定を実施するためには、触媒の上流と下流に排気ガスセンサを設置する必要がある。
例えば、触媒の上流側に設けられた排気ガスセンサ(酸素センサ)で排気ガス中の酸素濃度を検出し、空燃比を制御することは従来より実施されていた。しかしながら、触媒の劣化判定を目的として、触媒の下流側にも排気ガスセンサを配置しようとすると、自動二輪車特有のレイアウトの制約から、所定の検出精度を確保しつつ触媒の下流側に排気ガスセンサを近づけることが困難となっていた。
この点、自動四輪車においては、エンジンルーム内等、スペースに余裕のある場所に触媒を配置することができるため、排気ガスセンサの配置や保護は容易である。一方、自動二輪車では、チャンバやマフラ内に触媒が配置されることが多く、構造上、下流側センサを触媒に近づけて配置することが困難である。また、排気管の途中に触媒が配置される場合でも、排気管と周辺部品が近接していることが多く、排気ガスセンサを配置するためのスペースを確保することが困難である。更に、自動二輪車の排気システムは外部に露出されているため、例えば冬場や雨天走行時において、触媒の温度が低下し易く適切にセンサ出力を得ることができない場合も想定される。また、排気ガスセンサの保護も問題になってくる。
例えば、チャンバやマフラ内に触媒が設けられる場合、外壁を凹ませて排気ガスセンサの配置スペースを確保することが考えられる。しかしながら、チャンバやマフラの容積が減少する結果、本来の機能(出力増加や消音)に影響を与えるおそれがある。また、触媒自体を車両の前側に配置することも考えられるが、そもそも触媒の配置スペースの確保が困難であることに加え、大幅な設計変更が必要となるため、あまり現実的ではない。更には、熱源である触媒がライダーに近づくことによる熱害や、出力の低下、排気ガスセンサの保護方法、外観意匠性の悪化等、様々な課題が発生する。
そこで、本件発明者等は、スポーツタイプの自動二輪車1において、エンジン3の下方の限られたスペースに着目して本発明に想到した。具体的に本実施の形態では、エンジンケース30(オイルパン31)の下方に触媒8を配置し、触媒8を前後で挟むように2つの排気ガスセンサ9(上流側センサ90及び下流側センサ91)を配置した。
この構成によれば、エンジン3の下方に触媒8が配置されることで、触媒8の前後において、排気ガスセンサ9を触媒8に近づけて配置することができる。特にエンジン3の下方の比較的余裕のあるスペースに下流側センサ91を配置することで、下流側センサ91を触媒8に近づけることができる。触媒8の直後に下流側センサ91が配置されることで、浄化された排気ガスが拡散されることなく直接下流側センサ91に接触する。この結果、安定的に出力を得ることができ、排気ガスセンサ9の検出精度を損なうことがない。このように、エンジン3の下方のスペースを有効活用したことで、大幅な設計変更を要することなく、また外観意匠性に影響を与えることなく、排気ガスセンサ9を配置することが可能になった。更には、エンジン3の近くに触媒8が設けられることで、触媒8の温度低下を抑制することができ、排気ガスの浄化効果が悪化したり、センサ出力に影響を与えることを抑えることができる。
次に、図3及び図4を参照して、本実施の形態に係る排気システムについて詳細に説明する。図3は、本実施の形態に係る排気システムを示す斜視図である。図4は、本実施の形態に係る排気システムを示す上面図である。
図3及び図4に示すように、本実施の形態に係る排気システムにおいて、エキゾーストパイプ6は、シリンダヘッドの各排気ポートから下方に延出されるエキゾーストパイプ6a−6dを、第1集合パイプ60a、60bと第2集合パイプ61で1つにまとめて構成される。具体的には図4に示すように、車幅方向左側からエキゾーストパイプ6a、6b、6c、6dとする。車幅方向外側のエキゾーストパイプ6a、6dは、車幅方向に延びる連結パイプ62aによって連結される。車幅方向内側のエキゾーストパイプ6b、6cは、車幅方向に延びる連結パイプ62bによって連結される。
4つのエキゾーストパイプ6a−6dは、エンジンケース30の前下方で後方に屈曲している。左側の2つのエキゾーストパイプ6a、6bは、第1集合パイプ60aに接続されて1つにまとめられ、右側の2つのエキゾーストパイプ6c、6dは、第1集合パイプ60bに接続されて1つにまとめられる。第1集合パイプ60a、60bはそれぞれ後方に延び、第2集合パイプ61に接続されて1つにまとめられる。
第2集合パイプ61は、後方に向かって延びており、内部には排気ガスの流量を調整する排気制御バルブ61aが設けられる。排気制御バルブ61aは、第2集合パイプ61の下流側に位置している。排気制御バルブ61aは、例えばバタフライバルブで構成され、第2集合パイプ61の流路断面積を拡縮することで排気ガスの流量を調整する。第2集合パイプ61の後端には、触媒ケース80に収容された触媒8が接続される。触媒ケース80の後端には、チャンバ7が接続される。
上記したように、排気ガスセンサ9は、触媒8の前後に配置されている。排気ガスセンサ9は、所定の長さを有する円柱状に形成されている。排気ガスセンサ9は、一端側が検出部となっており、他端側に配線(不図示)が接続される。具体的に上流側センサ90は、第2集合パイプ61の上流側において、一端側が第2集合パイプ61内に貫通するように取り付けられる。上流側センサ90は、排気制御バルブ61aの前方において、第2集合パイプ61の中心軸より左側に偏って取り付けられ、他端側が左上方に向けられている。
下流側センサ91は、触媒8の直後で、触媒ケース80とチャンバ7との接続部分(後述する接続口71)に取り付けられる。詳細は後述するが、下流側センサ91の一端側は、チャンバ7(接続口71)及び触媒8の一部(外筒部8b(図5参照))を貫通するように取り付けられる。下側センサ91は、触媒8(触媒ケース80)の中心軸より右側に偏って取り付けられ、他端側が右上方に向けられている。
特に本実施の形態では、上流側センサ90、排気制御バルブ61a、触媒8及び下流側センサ91が、略同一直線上に並んで配置されている。このため、車幅方向の寸法を大きくすることなく、上記構成を配置することが可能になっている。また、排気制御バルブ61aを備えても、触媒8と下流側センサ91を近づけて配置することができる。
チャンバ7は、所定の膨張室を有する箱型に形成される。具体的にチャンバ7は、上下方向の幅に対して前後方向及び左右方向の幅が大きく形成され、正面視及び側面視において矩形状を有する略直方体で構成される。チャンバ7は、例えば、下方が開口された上半部と、上方が開口された下半部を溶接することで形成される。チャンバ7の前面には、触媒ケース80に接続するための接続口71が形成されている。接続口71は、チャンバ7の前面において、左右方向の略中央部分に形成されており、触媒ケース80の外径に対応した円筒形状を有している。
チャンバ7の右後方の角部には、マフラ70を連結するための連結パイプ72が設けられている。連結パイプ72は、チャンバ7の内部空間(後述する下流側空間)に連通し、下流端が右後上方に向けられている。チャンバ7の上面には、チャンバ7を車体側(ボディフレーム23(図1参照))に固定する一対のブラケット73(図4では不図示)が設けられている。
また、チャンバ7の右前方の角部には、凹部74が形成されている。当該凹部74は、下流側センサ91を受容可能な大きさで形成される。チャンバ7の右前方が僅かに後方に凹んでいることにより、触媒ケース80より右側の前壁部7aは、触媒ケース80より左側の前壁部7bより後方に位置する。詳細は後述するが、当該凹部74によって下流側センサ91の配置スペースが確保される。
次に、図3から図7を参照して、本実施の形態に係る触媒、チャンバ及び排気ガスセンサのレイアウトについて説明する。図5は、図4のA−A線に沿って切断したときの断面図である。図6は、本実施の形態に係るチャンバの一部(上半部)を切断したときの斜視図である。図7は、本実施の形態に係るエキゾーストパイプの周辺構成を示す正面図である。なお、図5に示す断面図においては、厚みの比較的小さい配管等の構成について、便宜上、断面を一本線で表している。
図5及び図6に示すように、触媒8は、排気ガス中の所定成分を吸着する円柱状のハニカム部8aと、当該ハニカム部8aを覆う外筒部8bとを有している。ハニカム部8aは、触媒ケース80に対応した長さを有している。一方、外筒部8bは、ハニカム部8aよりも下流でチャンバ7内まで円筒状延びている。具体的に外筒部8bの後端は、右側の前壁部7aより後方に延びている。
チャンバ7内には、内部空間を前後に仕切る仕切り壁75が設けられている。仕切り壁75は、チャンバ7の前後方向の略中央において、左右に延びるように形成されている。当該仕切り壁75により、チャンバ7内の空間が、前方の上流側空間S1と後方の下流側空間S2とに分けられる。
仕切り壁75には、上流側空間S1と下流側空間S2とを連通する連通パイプ76が設けられる。連通パイプ76は、左側の仕切り壁75を貫通するように前後に延びて形成される。連通パイプ76の上流端は拡径しており、触媒ケース80から流れ込む排気ガスを連通パイプ76に導入し易くしている。
触媒8で浄化された排気ガスは、外筒部8bを通じてチャンバ7の上流側空間S1内に流れ込む。このとき、排気ガスの流路断面積が急激に大きくなるため、排気ガスの流速が急激に落とされる。排気ガスは、上流側空間S1内の内壁に衝突しながら流路が左方向に曲げられ、連通パイプ76を通じて後方の下流側空間S2内に流れ込む。排気ガスは、下流側空間S2内の内壁に衝突しながら流路が右方向に曲げられ、連結パイプ72を通じてマフラ70に流れ込む。
本実施の形態では、上記したように、チャンバ7の前面に凹部74が形成されており、当該凹部74の近傍に触媒8の下流端が接続されている。また、下流側センサ91は、接続口71及び外筒部8bを貫通するように右側から取り付けられ、凹部74内に収められている。この結果、触媒8の下流側にチャンバ7が接続される場合でも、触媒8の直後に下流側センサ91を近づけて配置することができ、ハニカム部8aを通過して浄化された後の排気ガスが、適切に下流側センサ91に接触する。
特に、外筒部8bがハニカム部8aよりも下流でチャンバ7内まで延びており、下流側センサ91がチャンバ7内で外筒部8bの下流端に取り付けられている。このため、排気ガスがチャンバ7内で拡散される前に下流側センサ91に接触する。すなわち、外筒部8bによって排気ガスが下流側センサ91に誘導される。このため、一定の流れで排気ガスを下流側センサ91に接触させることができ、安定的にセンサ出力を得ることができる。
更には、外筒部8bの下流端がチャンバ7の右側の前壁部7aよりも後方に延びている。このため、チャンバ7に凹部74を設けたとしても、チャンバ7の容量減少が最小限に抑えられ、チャンバ7の本来機能に影響を与えることがない。
また、図7に示すように、エンジンケース30の下側において、オイルパン31は、左方に凹部31aを有している。そして、この凹部31aに沿うように触媒8が配設されている。また、触媒8(触媒ケース80)は、オイルパン31の前後幅と略同一の大きさを有しており、触媒8の前後において、オイルパン31は、側面視において上流側センサ90と下流側センサ91との間に位置している。これらにより、触媒8の前後において、上流側センサ90及び下流側センサ91がオイルパン31に干渉することなく配置することができる。よって、エンジン3の幅を大きくすることなく、排気ガスセンサ9をコンパクトなレイアウトにすることができる。
また、排気ガスセンサ9が、チャンバ7やオイルパン31の左右幅内に配置されることで、排気ガスセンサ9を車両中心側に寄せることができ、飛石等から排気ガスセンサ9を保護することができる。また、排気ガスセンサ9の他端側が、オイルパン31から車幅方向に突出するのを防止することができるため、排気ガスセンサ9によって車幅方向に大きくなることもなく、外観に影響を与えるのを抑えることもできる。
更に、凹部31aがオイルパン31の車幅方向一方側(右側)に偏って設けられている。この場合、凹部31aを右側に寄せたことで、オイルパン31を単純な形状とすることができる。特に、オイルパン31の凹部31aとチャンバ7の凹部74が同じ側(右側)に設けられたことで、オイルパン31の容量が減少するのを最小限に抑えつつも、触媒及び排気ガスセンサ9の配置スペースを確保することができる。よって、凹部31a、74によって形成されるスペースに、触媒8と下流側センサ91とを近づけて配置することができる。
次に、図8及び図9を参照して、第1の変形例に係る排気ガスセンサの配置構造について説明する。図8は、第1の変形例に係る排気ガスセンサの配置構造を示す斜視図である。図8では、説明の便宜上、チャンバの上半部の一部が省略されている。図9は、第1の変形例に係る排気ガスセンサの配置構造を示す断面図である。なお、第1の変形例では、チャンバの内部構造及び下流側センサの配置箇所が本実施の形態と相違する。このため、チャンバ以外の構成において、本実施の形態と共通する構成は同じ符号で示し、その説明は適宜省略する。
図8及び図9に示すように、第1の変形例に係るチャンバ101は、所定の膨張室を有する箱型に形成される。チャンバ101の前面略中央には、円筒状の接続口102が形成されており、当該接続口102に触媒ケース80の下流端が接続される。
チャンバ101内には、内部空間を前後に仕切る仕切り壁103が設けられている。当該仕切り壁103により、チャンバ101内の空間が、前方の上流側空間S1と後方の下流側空間(不図示)とに分けられる。また、仕切り壁103には、上流側空間S1と下流側空間とを連通する連通パイプ(不図示)が設けられる。
特に、第1の変形例では、チャンバ101内に触媒通過後の排気ガスを下流側センサ91に導く誘導パイプ104が設けられている。誘導パイプ104は、チャンバ101の上流側の外壁、すなわちチャンバ101の右側の前壁部105に沿って配設される。具体的に、誘導パイプ104は、触媒8の下流端から後方に延び上流側空間S1内で右側に屈曲した上面視L字状のパイプで形成される。誘導パイプ104の外径は、触媒ケース80や接続口102の外径の略半分の大きさを有している。
誘導パイプ104の先端は、触媒ケース80の下流端に対して僅かに隙間を空けて配置される。また、接続口102に対して誘導パイプ104の先端が軸方向で重なるように配置されている。背面視において、誘導パイプ104の先端は、触媒8の下流端に重なるように配置されている。具体的に誘導パイプ104の先端は、触媒8の断面内において、やや右側に偏って配置されている。
一方、誘導パイプ104の下流端は、チャンバ101の側壁部106に対向しており、当該側壁部106に対して僅かに隙間が空くように配置されている。誘導パイプ104の下流端は、側面視U字状の支持板107によって支えられる。具体的に支持板107の曲面部分に誘導パイプ104の下面が支えられ、支持板107の一対の上端部分がチャンバ101の上壁部(不図示)に固定されることで、誘導パイプ104の下流端が支持板107によって支えられる。
第1の変形例では、下流側センサ91が、誘導パイプ104及び前壁部105を貫通するように取り付けられる。具体的に、誘導パイプ104の下流端とチャンバ101の前壁部105との間には、下流側センサ91を誘導パイプ104の下流端に取り付けるための取付部108が設けられる。取付部108は、円筒状の隔壁で形成され、接続口102より右側の前壁部105の内面から誘導パイプ104の下流端に向かって後方に延びている。
特に図9に示すように、取付部108の後端と誘導パイプ104の下流端の前側部分には、ナット部109が溶接される。当該ナット部109に下流側センサ91の一端側(検出部)がねじ込まれる。下流側センサ91の一端側は、誘導パイプ104の内面側に露出される一方、下流側センサ91の他端側は前壁部105を貫通して前面側に露出される。このようにして、下流側センサ91は、触媒8と軸方向が一致するようにして配設される。
上記したように、誘導パイプ104をチャンバ101の外壁(前壁部105)に沿うように下流側センサ91を配設することで、比較的スペースが確保されるチャンバ101の右前方部分に下流側センサ91を配置することができる。よって、下流側センサ91が車両前面視でチャンバ101から出っ張らず、他の周辺部品に干渉することなく、下流側センサ91の配置を容易にすることができる。更に、チャンバ101の形状を変更せずに容量を減らすことなく、下流側センサ91を配置することができる。
このように構成されるチャンバ101では、触媒8で浄化された排気ガスがチャンバ101内に流入する際、図9に示すように、接続口102の左半部では、直接上流側空間S1内に排気ガスが流れ込む。一方、接続口102の右半部では、上記したように触媒8に対して誘導パイプ104の先端が重なっているため、排気ガスの一部が誘導パイプ104内に流れ込む。
誘導パイプ104に流れ込んだ排気ガスは、誘導パイプ104に沿って流路が右側に曲げられる結果、下流側センサ91に接触する。そして、排気ガスは、側壁部106に衝突して上流側空間S1内に流れ込む。このように、誘導パイプ104によって排気ガスの一部を下流側センサ91に導くことにより、排気ガスがチャンバ101内で拡散されることなく安定的にセンサ出力を得ることができる。また、誘導パイプ104の形状に合わせて、下流側センサ91の配置自由度を向上させることができる。
次に、図10及び図11を参照して、第2の変形例に係る排気ガスセンサの配置構造について説明する。図10は、第2の変形例に係る排気ガスセンサの配置構造を示す斜視図である。図11は、第2の変形例に係る排気ガスセンサの配置構造を示す上面図である。図10及び図11では、説明の便宜上、チャンバの上半部が省略されている。なお、第2の変形例では、第1の変形例における誘導パイプを誘導壁に置き換えた点で第1の変形例と相違する。このため、チャンバ以外の構成において、本実施の形態及び第1の変形例と共通する構成は同じ符号で示し、その説明は適宜省略する。
図10及び図11に示すように、第2の変形例に係るチャンバ201は、所定の膨張室を有する箱型に形成される。チャンバ201の前面略中央には、円筒状の接続口202が形成されており、当該接続口202に触媒ケース80の下流端が接続される。
チャンバ201内には、内部空間を前後に仕切る仕切り壁203が設けられている。当該仕切り壁203により、チャンバ201内の空間が、前方の上流側空間S1と後方の下流側空間S2とに分けられる。また、仕切り壁203には、上流側空間S1と下流側空間S2とを連通する連通パイプ207が設けられる。
特に、第2の変形例では、チャンバ201内に触媒通過後の排気ガスを下流側センサ91に導く誘導壁204が設けられている。誘導壁204は、チャンバ201の上流側の外壁、すなわちチャンバ201の右側の前壁部205に沿って配設され、チャンバ201内の空間(上流側空間S1)の一部を仕切るように形成される。具体的に、誘導壁204は、触媒8の下流端から後方に延び上流側空間S1内で右側に屈曲した上面視L字状の板状体で形成される。当該誘導壁204により、チャンバ201の右前方の角部には、所定空間S3が形成される。
誘導壁204の先端は、背面視において、触媒8の下流端に重なるように配置されている。具体的に誘導壁204の先端は、触媒8の断面内において、やや右側に偏って配置されている。誘導壁204の下流端は、チャンバ201の側壁部206に対向しており、当該側壁部206に対して僅かに隙間が空くように配置されている。なお、誘導壁204の下流端(右端)は、側壁部206に接続されてもよい。また、誘導壁204の下流端には、前後方向(厚み方向)に貫通する複数の貫通孔208が形成されている。
第2の変形例では、下流側センサ91が、前壁部205を貫通するように取り付けられる。下流側センサ91の一端側は、チャンバ201内の所定空間S3に露出される。このようにして、下流側センサ91は、触媒8と軸方向が一致するようにして配設される。
上記したように、誘導壁204をチャンバ201の外壁(前壁部205)に沿うように配設することで、比較的スペースが確保されるチャンバ201の右前方部分に下流側センサ91を配置することができる。よって、下流側センサ91が他の周辺部品に干渉することなく、下流側センサ91の配置を容易にすることができる。更に、チャンバ201の形状を変更せずに容量を減らすことなく、下流側センサ91を配置することができる。
このように構成されるチャンバ201では、触媒8で浄化された排気ガスがチャンバ201内に流入する際、図8に示すように、接続口202の左半部では、直接上流側空間S1内に排気ガスが流れ込む。一方、接続口202の右半部では、上記したように触媒8に対して誘導壁204の先端が重なっているため、排気ガスの一部が誘導壁204に誘導されて所定空間S3内に流れ込む。
所定空間S3内に流れ込んだ排気ガスは、誘導壁204に沿って流路が右側に曲げられる結果、下流側センサ91に接触する。このように、誘導壁204によって排気ガスの一部を下流側センサ91に導くことにより、排気ガスがチャンバ201内で拡散されることなく安定的にセンサ出力を得ることができる。すなわち、誘導壁204によって仕切られた所定空間S3は、浄化後の排気ガスを下流側センサ91で検出するための検出空間として機能する。また、誘導壁204の形状に合わせて、下流側センサ91の配置自由度を向上させることができる。
また、上記したように誘導壁204の下流端(下流側センサ91の後方)に複数の貫通孔208が形成されたことで、所定空間S3内の排気ガスを上流側空間S1内に流すことができる。よって、所定空間S3内に排気ガスが滞留するのを防止することができると共に、所定空間S3の内圧が上昇するのを防止することができる。また、所定空間S3内での排気ガスの流れを妨げることがないため、下流側センサ91の出力に影響を与えることもない。
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
例えば、上記した実施の形態においては、上流側センサ90が、触媒8の直前に配置される構成としたが、この構成に限定されない。上流側センサ90は、触媒8よりも上流側であればどの位置に配置されてもよく、例えば、エンジンケース30の前方に配置されてもよい。
また、上記再実施の形態においては、オイルパン31の凹部31aが車両右側に偏って設けられる構成としたが、この構成に限定されない。例えば、オイルパン31の凹部31aは、車両左側に偏って設けられても、車幅方向中央に設けられてもよい。
また、上記した実施の形態においては、単一の触媒8を備える構成としたが、この構成に限定されない。例えば、図12や図13に示す排気ガスセンサの配置構造としてもよい。図12は、第3の変形例に係る排気ガスセンサの配置構造を示す上面図である。図13は、第4の変形例に係る排気ガスセンサの配置構造を示す上面図である。第3及び第4の変形例では、触媒の構成と、下流側センサの配置箇所が本実施の形態と相違する。以下、本実施の形態と共通する構成は同じ符号で示し、その説明は適宜省略する。
図12に示す変形例では、触媒301が1つの外筒部302内で複数(図12では2つ)のハニカム部303、304を有するいわゆるタンデム触媒が採用されている。触媒301は、前後に延びる触媒ケース305の中に収容されており、触媒ケース305の後端にはチャンバ306が接続されている。上記したように、触媒301は、前後に2つに分割されたハニカム部303、304と、当該ハニカム部303、304を覆う外筒部302とを有している。前側のハニカム部303は、外筒部302の上流端に偏って配置され、後側のハニカム部304は、外筒部302の下流端に偏って配置される。これにより、ハニカム部303とハニカム部304との間には、僅かに隙間が空いている。
第3の変形例では、下流側センサ91が、ハニカム部303とハニカム部304との間に配置される。具体的に下流側センサ91の一端側(検出部)が、触媒ケース305及び外筒部302を貫通してハニカム部303とハニカム部304との間の空間に露出される。この場合、上流側センサ(不図示)と下流側センサ91の出力に基づいて前側のハニカム部303の劣化を判定することが可能である。
これらの構成によれば、複数に分割されたハニカム部303、304間に下流側センサ91を配置することで、チャンバ306に下流側センサ91を配置する必要が無くなる。この結果、既存の構成(チャンバ306等)を大きく変更することなく、触媒301(ハニカム部303)に近づけて下流側センサ91を配置することができる。また、触媒301を大型化する必要がある場合、触媒301を複数に分けたことで、各触媒(ハニカム部303、304)の大きさを小さくすることができ、触媒レイアウトの自由度を高めることができる。また、ハニカム部303、304の大きさを変えることで、下流側センサ91の配置自由度を向上させることができる。
また、図13に示す変形例では、触媒がサブ触媒401(第1触媒)とメイン触媒402(第2触媒)の2つに分割された、いわゆる分割触媒が採用されている。サブ触媒401及びメイン触媒402は、前後に延びる触媒ケース403の中に収容されており、触媒ケース403の後端にはチャンバ404が接続されている。
サブ触媒401は、チャンバ404の前方でエンジン3(図1参照)下方の触媒ケース403の上流端に配置されている。サブ触媒401は、ハニカム部405と当該ハニカム部405を覆う外筒部406とによって構成される。メイン触媒402は、前半部分が触媒ケース403の後端に収容される一方、後半部分がチャンバ404内に突出している。メイン触媒402は、ハニカム部407と当該ハニカム部407を覆う外筒部408とによって構成される。サブ触媒401とメイン触媒402との間には、所定の隙間が形成されている。
第4の変形例では、下流側センサ91が、サブ触媒401とメイン触媒402との間でサブ触媒401の下流端側に近づけて配置される。下流側センサ91の一端側(検出部)は、触媒ケース403を貫通してサブ触媒401とメイン触媒402との間の空間に露出される。この場合、上流側センサ(不図示)と下流側センサ91の出力に基づいてサブ触媒401の劣化を判定することが可能である。
これらの構成によれば、サブ触媒401とメイン触媒402との間に下流側センサ91を配置することで、チャンバ404に下流側センサ91を配置する必要が無くなる。この結果、既存の構成(チャンバ404)を大きく変更することなく、サブ触媒401に近づけて下流側センサ91を配置することができる。また、触媒を複数に分けたことで、各触媒の大きさを小さくすることができ、触媒レイアウトの自由度を高めることができる。
以上説明したように、本発明は、検出精度を損なうことなく排気ガスセンサを触媒の前後に配置することができるという効果を有し、特に、排気ガスセンサの配置構造に有用である。
1 自動二輪車
3 エンジン
30 エンジンケース
31 オイルパン
31a オイルパンの凹部
61a 排気制御バルブ
8 触媒
8a、303、304、405、407 ハニカム部
8b、302、406、408 外筒部
80、305、403 触媒ケース
9 排気ガスセンサ
90 上流側センサ
91 下流側センサ
7、306、404 チャンバ
74 チャンバの凹部
104 誘導パイプ
105、205 前壁部(外壁)
204 誘導壁
401 サブ触媒(第1触媒)
402 メイン触媒(第2触媒)

Claims (13)

  1. エンジンの排気ガスを浄化する触媒と、
    前記エンジンの排気ガス成分を検出する排気ガスセンサと、を備え、
    前記触媒は、前記エンジンの下方に配置され、
    前記排気ガスセンサは、前記エンジンの前後幅内で、前記触媒を前後で挟むように配置されることを特徴とする排気ガスセンサの配置構造。
  2. 前記エンジンの下部に設けられるオイルパンを更に備え、
    前記オイルパンには、凹部が形成されており、
    前記触媒は、前記凹部に沿うように配設され、
    前記排気ガスセンサは、前記触媒の上流側に設けられる上流側センサと、前記触媒の下流側に設けられる下流側センサと、を有し、
    前記オイルパンは、側面視において前記上流側センサと前記下流側センサとの間に位置することを特徴とする請求項1に記載の排気ガスセンサの配置構造。
  3. 前記触媒の下流側に接続されるチャンバを更に備え、
    前記チャンバの前面には凹部が形成され、
    前記下流側センサは、前記チャンバの凹部に取り付けられることを特徴とする請求項2に記載の排気ガスセンサの配置構造。
  4. 前記オイルパンの凹部は、車幅方向で前記チャンバの凹部と同じ側に偏って設けられることを特徴とする請求項3に記載の排気ガスセンサの配置構造。
  5. 前記下流側センサは、正面視において、前記チャンバの車幅方向の幅内に配置されることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の排気ガスセンサの配置構造。
  6. 前記触媒は、ハニカム部と、当該ハニカム部を覆う外筒部と、を有し、
    前記外筒部は、前記ハニカム部よりも下流で前記チャンバ内まで延びており、
    前記下流側センサは、前記チャンバ内の前記外筒部に取り付けられることを特徴とする請求項3から請求項5のいずれかに記載の排気ガスセンサの配置構造。
  7. 排気ガスの流量を調整する排気制御バルブを更に備え、
    前記排気ガス制御バルブは、前記上流側センサと、前記触媒との間に設けられ、
    前記上流側センサ、前記排気制御バルブ、前記触媒及び前記下流側センサは、略同一直線上に配置されることを特徴とする請求項2から請求項6のいずれかに記載の排気ガスセンサの配置構造。
  8. 前記触媒の下流側に接続されるチャンバを更に備え、
    前記チャンバは、前記触媒通過後の排気ガスを前記下流側センサに導く誘導パイプを有し、
    前記誘導パイプは、前記触媒の下流端に重なるように設けられ、
    前記下流側センサは、前記誘導パイプに取り付けられることを特徴とする請求項2に記載の排気ガスセンサの配置構造。
  9. 前記誘導パイプは、前記チャンバの上流側の外壁に沿って配設され、
    前記下流側センサは、前記外壁及び前記誘導パイプを貫通するように取り付けられることを特徴とする請求項8に記載の排気ガスセンサの配置構造。
  10. 前記触媒の下流側に接続されるチャンバを更に備え、
    前記チャンバは、前記触媒通過後の排気ガスを前記下流側センサに導く誘導壁を有し、
    前記誘導壁は、前記チャンバ内の空間の一部を仕切るように形成され、
    前記下流側センサは、前記誘導壁によって仕切られた所定空間内に配置されることを特徴とする請求項2に記載の排気ガスセンサの配置構造。
  11. 前記誘導壁は、前記チャンバの上流側の外壁に沿って形成され、
    前記下流側センサは、前記外壁を貫通するように取り付けられることを特徴とする請求項10に記載の排気ガスセンサの配置構造。
  12. 前記触媒の下流側に接続されるチャンバを更に備え、
    前記触媒は、ハニカム部と、当該ハニカム部を覆う外筒部と、を有し、
    前記ハニカム部は、前記外筒部内で複数に分割されており、
    前記下流側センサは、複数に分割された前記ハニカム部の間に配置されることを特徴とする請求項2に記載の排気ガスセンサの配置構造。
  13. 前記触媒の下流側に接続されるチャンバを更に備え、
    前記触媒は、前記チャンバの前方で前記エンジンの下方に配置される第1触媒と、前記チャンバ内に配置される第2触媒と、を有し、
    前記下流側センサは、前記第1触媒と前記第2触媒との間に配置されることを特徴とする請求項2に記載の排気ガスセンサの配置構造。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019194449A (ja) * 2018-05-01 2019-11-07 川崎重工業株式会社 鞍乗車両
JP2020023933A (ja) * 2018-08-08 2020-02-13 スズキ株式会社 自動二輪車
WO2020049658A1 (ja) * 2018-09-05 2020-03-12 本田技研工業株式会社 鞍乗り型車両用内燃機関の排気装置

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107429597B (zh) * 2015-03-24 2019-07-12 本田技研工业株式会社 机动二轮车的排气装置
US10473019B2 (en) * 2017-01-16 2019-11-12 Suzuki Motor Corporation Exhaust gas sensor mounting structure
DE102017212307A1 (de) * 2017-07-19 2019-01-24 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine
JP2019094851A (ja) * 2017-11-24 2019-06-20 スズキ株式会社 排気ガスセンサの配置構造及び排気制御システム
DE102018203936B4 (de) * 2018-03-15 2019-10-31 Audi Ag Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine und entsprechende Brennkraftmaschine
EP3779138B1 (en) * 2018-03-29 2023-02-15 Honda Motor Co., Ltd. Exhaust device for internal combustion engine
JP7067211B2 (ja) * 2018-04-03 2022-05-16 スズキ株式会社 排気ガスセンサの配置構造
JP7208865B2 (ja) * 2019-07-02 2023-01-19 カワサキモータース株式会社 鞍乗車両
JP2023514413A (ja) * 2020-02-21 2023-04-05 ティーヴィーエス モーター カンパニー リミテッド 燃焼機関およびその故障検出システム
DE102021113203A1 (de) * 2021-05-20 2022-11-24 Volkswagen Aktiengesellschaft Abgasanlage einer Verbrennungskraftmaschine
US11746685B2 (en) * 2022-01-27 2023-09-05 Ford Global Technologies, Llc Exhaust restriction device for improved sensor signal
DE102022117886A1 (de) * 2022-07-18 2024-01-18 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Kraftrad, insbesondere Motorrad

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04266579A (ja) * 1991-02-22 1992-09-22 Yamaha Motor Co Ltd 自動二輪車用排気装置のo2 センサ配置構造
JP2002161740A (ja) * 2000-11-28 2002-06-07 Tokyo Roki Co Ltd 触媒コンバータのo2センサー取付方法
JP2007008442A (ja) * 2005-03-11 2007-01-18 Yamaha Motor Co Ltd 自動二輪車の排気装置
JP2014047762A (ja) * 2012-09-04 2014-03-17 Kawasaki Heavy Ind Ltd 自動二輪車
WO2016002955A1 (ja) * 2014-07-04 2016-01-07 ヤマハ発動機株式会社 ビークルおよび単気筒4ストロークエンジンユニット
JP2017110616A (ja) * 2015-12-18 2017-06-22 川崎重工業株式会社 鞍乗型乗物

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3026684B2 (ja) * 1992-07-08 2000-03-27 ヤマハ発動機株式会社 車両用エンジンの排気浄化装置
JP2003206784A (ja) 2002-01-16 2003-07-25 Mazda Motor Corp エンジンの空燃比制御装置
US20040008372A1 (en) * 2002-07-11 2004-01-15 Canon Kabushiki Kaisha Image processing device, image processing method and image processing program
JP4655743B2 (ja) * 2005-04-27 2011-03-23 スズキ株式会社 自動二輪車の排気装置
US8110823B2 (en) * 2006-01-20 2012-02-07 The Regents Of The University Of California III-V photonic integration on silicon
JP4901554B2 (ja) 2007-03-30 2012-03-21 本田技研工業株式会社 自動2輪車の排気装置
JP4850119B2 (ja) * 2007-04-18 2012-01-11 川崎重工業株式会社 車両の排気装置
JP2011196242A (ja) * 2010-03-19 2011-10-06 Kawasaki Heavy Ind Ltd 自動二輪車の排気チャンバ
JP6231751B2 (ja) * 2013-01-30 2017-11-15 本田技研工業株式会社 自動二輪車の排気ガスセンサ配置構造

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04266579A (ja) * 1991-02-22 1992-09-22 Yamaha Motor Co Ltd 自動二輪車用排気装置のo2 センサ配置構造
JP2002161740A (ja) * 2000-11-28 2002-06-07 Tokyo Roki Co Ltd 触媒コンバータのo2センサー取付方法
JP2007008442A (ja) * 2005-03-11 2007-01-18 Yamaha Motor Co Ltd 自動二輪車の排気装置
JP2014047762A (ja) * 2012-09-04 2014-03-17 Kawasaki Heavy Ind Ltd 自動二輪車
WO2016002955A1 (ja) * 2014-07-04 2016-01-07 ヤマハ発動機株式会社 ビークルおよび単気筒4ストロークエンジンユニット
JP2017110616A (ja) * 2015-12-18 2017-06-22 川崎重工業株式会社 鞍乗型乗物

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019194449A (ja) * 2018-05-01 2019-11-07 川崎重工業株式会社 鞍乗車両
JP7121533B2 (ja) 2018-05-01 2022-08-18 カワサキモータース株式会社 鞍乗車両
JP2020023933A (ja) * 2018-08-08 2020-02-13 スズキ株式会社 自動二輪車
CN110816733A (zh) * 2018-08-08 2020-02-21 铃木株式会社 摩托车
WO2020049658A1 (ja) * 2018-09-05 2020-03-12 本田技研工業株式会社 鞍乗り型車両用内燃機関の排気装置

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