JP2017227157A - Exhaust gas sensor arrangement structure - Google Patents
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Description
本発明は、排気ガスセンサの配置構造に関する。 The present invention relates to an arrangement structure of exhaust gas sensors.
自動四輪車では、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。 In an automobile, it is obliged to monitor the exhaust gas control status with an in-vehicle computer. As an item to be monitored, for example, a deterioration state of a catalyst that purifies exhaust gas can be cited (see Patent Document 1). In Patent Document 1, oxygen sensors are provided before and after the catalyst, respectively, and it is determined whether the catalyst has deteriorated based on the output values of these two oxygen sensors.
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。 Specifically, the number of output inversions between the rich leans of the two oxygen sensors is used. For example, when the catalyst is normal and can sufficiently adsorb oxygen, the number of output inversions of the downstream oxygen sensor approaches zero. For this reason, the ratio of the number of output reversals of the upstream oxygen sensor with respect to the downstream side is increased. On the other hand, when the catalyst deteriorates and the oxygen adsorption capacity decreases, the output reversal count of the downstream oxygen sensor approaches the output reversal count of the upstream oxygen sensor. For this reason, the ratio of the number of output inversions of the upstream oxygen sensor with respect to the downstream side becomes small. Therefore, it can be determined that the catalyst has deteriorated when the above ratio falls below a predetermined value.
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。 By the way, when determining deterioration of a catalyst in a motorcycle, it is difficult to arrange two oxygen sensors before and after the catalyst while ensuring detection accuracy due to restrictions on the structure and layout of the exhaust pipe and muffler.
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触媒の前後に排気ガスセンサを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。 The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide an exhaust gas sensor arrangement structure in which exhaust gas sensors can be arranged before and after a catalyst without impairing detection accuracy.
本発明に係る排気ガスセンサの配置構造は、エキゾーストパイプの下流側に設けられるマフラと、前記マフラ内に設けられ、エンジンの排気ガスを浄化する触媒と、前記触媒の下流側に接続される配管と、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、前記配管は、前記マフラの壁に近づけて配置され、前記下流側センサは、前記マフラ及び前記配管を貫通するように取り付けられることを特徴とする。 The exhaust gas sensor arrangement structure according to the present invention includes a muffler provided on the downstream side of the exhaust pipe, a catalyst provided in the muffler for purifying engine exhaust gas, and a pipe connected to the downstream side of the catalyst. An exhaust gas sensor for detecting an exhaust gas component of the engine, and the exhaust gas sensor has an upstream sensor provided on the upstream side of the catalyst and a downstream sensor provided on the downstream side of the catalyst. The piping is arranged close to the wall of the muffler, and the downstream sensor is attached so as to penetrate the muffler and the piping.
本発明によれば、検出精度を損なうことなく触媒の前後に排気ガスセンサを配置することができる。 According to the present invention, exhaust gas sensors can be arranged before and after the catalyst without impairing detection accuracy.
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小型スクーター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、車両左方向を矢印L、車両右方向を矢印R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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following, an example in which the arrangement structure of the exhaust gas sensor according to the present invention is applied to a small scooter type motorcycle will be described, but the application target is not limited to this and can be changed. For example, the exhaust gas sensor arrangement structure according to the present invention may be applied to other types of motorcycles, buggy type motorcycles, automobiles, and the like. Regarding the direction, the front of the vehicle is indicated by an arrow FR, the rear of the vehicle is indicated by an arrow RE, the left direction of the vehicle is indicated by an arrow L, and the right direction of the vehicle is indicated by an arrow R. In the following drawings, a part of the configuration is omitted for convenience of explanation.
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右側面図である。図2は、本実施の形態に係る自動二輪車のエンジン周辺構成を示す上面図である。 With reference to FIGS. 1 and 2, a schematic configuration of a motorcycle to which the exhaust gas sensor arrangement structure according to the present embodiment is applied will be described. FIG. 1 is a right side view showing a schematic configuration of a motorcycle to which an exhaust gas sensor arrangement structure according to the present embodiment is applied. FIG. 2 is a top view showing the engine peripheral configuration of the motorcycle according to the present embodiment.
図1及び図2に示すように、小型スクータータイプの自動二輪車1は、アンダーボーン式の車体フレーム(不図示)にエンジン2を懸架して構成される。エンジン2は、例えば、単気筒エンジンで構成される。特に本実施の形態では、エンジン2、トランスミッション(後述するCVTユニット23)及び後輪26への伝達機構がスイングアームと一体化されたユニットスイング式エンジンが採用されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a small scooter type motorcycle 1 is configured by suspending an
車体フレーム及びエンジン2には、車体外装としての各種カバーが装着される。具体的に車両前方側には、前方に運転者の足回りを保護するレッグシールド11が設けられる。レッグシールド11の後方には、センターフレームカバー12が設けられる。センターフレームカバー12の下端には、後方に向かって延びるフートボード13が設けられる。フートボード13の後方には、車両側面を覆うサイドフレームカバー14が設けられる。
Various covers as a vehicle body exterior are mounted on the vehicle body frame and the
車両前方には、ステアリングシャフト(不図示)を介してフロントフォーク15が回転可能に支持される。フロントフォーク15の上方には、前輪16を操舵するためのハンドルバー17が設けられる。フロントフォーク15の下部には前輪16が回転可能に支持される。
A
サイドフレームカバー14の上側には、シート18が設けられる。サイドフレームカバー14の後部にはリヤフェンダ19が設けられる。サイドフレームカバー14の内側から後方にわたって、内燃機関としてのエンジン2が配置される。
A
エンジン2は、クランク軸(不図示)等の各種構成部品が収容されるクランクケース20の前方に、シリンダとシリンダヘッドが一体化されたシリンダブロック21及びシリンダヘッドカバー22をこの順番に取り付けて構成される。シリンダは、軸方向が前側に傾けられるようにして配置される。
The
クランクケース20右側には、トランスミッションとしてのCVTユニット23が設けられる。CVTユニット23は、いわゆるベルト式の無段変速機(Continuously Variable Transmission)で構成され、ベルトの巻き掛け半径を変更することで変速を実現する。
A
クランクケース20の後部には、後方に向かって略水平方向に延びるスイングアームとしての変速ギヤケース25が設けられる。変速ギヤケース25の内部には、後輪26に動力を伝達するための各種ギヤが前後に並んで収容される。変速ギヤケース25の後端には、後輪26が回転可能に設けられる。
A
エンジン2の排気ポートには、排気システムとして、エキゾーストパイプ6及びマフラ7が接続される。エキゾーストパイプ6は、エンジン2の下方を後方に向かって延びている。マフラ7は、エキゾーストパイプ6の後端に接続され、側面視において後輪26に重なるように配置される。マフラ7の右側面には、マフラカバー70が設けられる。
An
また、本実施の形態では、マフラ7の内部に触媒8が設けられる。触媒8は、例えば、三元触媒で構成され、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。エンジン2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を通じてマフラ7に導入され、触媒8で浄化される。そして、排気音が低減された後、排気ガスは外に排出される。
In the present embodiment, the
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、ECU10(Electronic Control Unit(図4参照))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。また、排気ガスセンサ9のレイアウトについては後述する。
Although details will be described later, an
ECU10は、自動二輪車1内の各種動作を統括制御する。ECU10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ECU10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。
The
上記したように、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。 As described above, in a motorcycle exhaust system, it is required to monitor a deterioration state of a catalyst as an exhaust gas purification device. In order to determine the deterioration of the catalyst, it is necessary to install exhaust gas sensors upstream and downstream of the catalyst.
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。 For example, it has heretofore been practiced to detect the oxygen concentration in the exhaust gas with an exhaust gas sensor (oxygen sensor) provided upstream of the catalyst and control the air-fuel ratio. However, if an exhaust gas sensor is arranged on the downstream side of the catalyst for the purpose of determining deterioration of the catalyst, the exhaust gas sensor is brought closer to the downstream side of the catalyst while ensuring a predetermined detection accuracy due to a layout restriction unique to the motorcycle. It was difficult.
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。 In this regard, in an automobile, since the catalyst can be arranged in a space where there is enough space, such as in the engine room, it is easy to arrange and protect the exhaust gas sensor. On the other hand, in a motorcycle, a catalyst is often arranged in a chamber or a muffler, and it is difficult to arrange the downstream sensor close to the catalyst because of the structure. Even when a catalyst is arranged in the middle of the exhaust pipe, the exhaust pipe and peripheral parts are often close to each other, and it is difficult to secure a space for arranging the exhaust gas sensor. Furthermore, since the exhaust system of the motorcycle is exposed to the outside, it may be assumed that the temperature of the catalyst is likely to decrease, for example, during winter or rainy weather, and sensor output cannot be obtained appropriately. Also, protection of the exhaust gas sensor becomes a problem.
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。 For example, when a catalyst is provided in a chamber or a muffler, it can be considered that the outer wall is recessed to secure a space for arranging the exhaust gas sensor. However, as a result of the volume of the chamber and muffler being reduced, the original function (output increase and noise reduction) may be affected. Although it is conceivable to arrange the catalyst itself on the front side of the vehicle, it is difficult to secure the catalyst arrangement space in the first place, and it is not practical because it requires a significant design change. Furthermore, various problems such as heat damage caused by the catalyst as a heat source approaching the rider, a decrease in output, a method for protecting an exhaust gas sensor, and deterioration in appearance design occur.
特に、小型スクーターでは、エンジンやフレームの間の狭い空間内でエキゾーストパイプを配設する必要があり、エキゾーストパイプは比較的細い配管径に設定される。この場合、周辺部品との隙間を確保しつつ、エキゾーストパイプ内に触媒や排気ガスセンサを配置することが非常に困難である。 In particular, in a small scooter, it is necessary to dispose the exhaust pipe in a narrow space between the engine and the frame, and the exhaust pipe is set to have a relatively thin pipe diameter. In this case, it is very difficult to arrange the catalyst and the exhaust gas sensor in the exhaust pipe while ensuring a gap with peripheral parts.
また、小型スクーターでは、マフラに直接排気ガスセンサを配置することが考えられる。しかしながら、マフラ内(膨張室内)では、排気ガスの乱流により、排気ガスセンサで正確に酸素濃度を検出することが困難であるため、排気ガスセンサの性能を十分に満足することができない。更には、排気ガス通路の下流になるほど排気ガスの温度が低下する。このため、排気ガスセンサのレイアウトによっては、排気ガスセンサの活性温度領域に達するまでに時間を要する。これは、エンジンの冷機状態において、排気ガスセンサが働き難くなる要因となる。 In a small scooter, it is conceivable to arrange an exhaust gas sensor directly on the muffler. However, in the muffler (expansion chamber), it is difficult to accurately detect the oxygen concentration by the exhaust gas sensor due to the turbulent flow of the exhaust gas, so that the performance of the exhaust gas sensor cannot be sufficiently satisfied. Furthermore, the temperature of the exhaust gas decreases as it becomes downstream of the exhaust gas passage. For this reason, depending on the layout of the exhaust gas sensor, it takes time to reach the activation temperature region of the exhaust gas sensor. This becomes a factor that makes it difficult for the exhaust gas sensor to work when the engine is cold.
そこで、本件発明者は、小型スクータータイプの自動二輪車1において、マフラ7内に配置される触媒8の前後(上流側及び下流側)に排気ガスセンサ9を配置する構成とした。具体的には、マフラ7の上流側のエキゾーストパイプ6に上流側センサ90を配置し、下流側センサ91をマフラ7の左側面に直付けした。特に、触媒8の下流側に接続されるバッフルパイプ76(配管)をマフラ7の壁(後述する外壁部72b及び内壁部72c)に近づけて、マフラ7及びバッフルパイプ76を貫通するように下流側センサ91を取り付ける構成とした。
Therefore, the present inventor has a configuration in which the
この構成によれば、マフラ7内に触媒8が配置される構成であっても、触媒8の前後に排気ガスセンサ9を配置することができる。特に、下流側センサ91を触媒8に近づけて配置することができる。このため、排気ガスの検出精度を損なうことがない。また、触媒8の下流側のバッフルパイプ76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る。また、排気ガスセンサ9を、外装カバーの内側に配置することができるため、排気ガスセンサ9を目立たなくすることができ、外観意匠性に影響を与えることがない。更には、既存(現行)のマフラ配置や外観を大きく変えることなく排気ガスセンサ9を配置することができるため、設計工数の削減にも寄与することできる。
According to this configuration, even if the
また、小型スクータータイプの自動二輪車が使用される、ある特定の地域においては、後輪を交換する際に、マフラを取り付けたまま後輪を着脱するという習慣がある。この場合、後輪を取り外すスペースを確保するために、後輪とマフラとの間に隙間を設け、後輪に対向するマフラの外面を平坦に形成するものがある。そこで、本件発明者は、後輪とマフラとの間に確保される隙間に着目し、当該隙間に下流側センサ91を設ける構成とした。これにより、下流側センサ91を車両内側に配置することができ、専用のカバーを用いることなく下流側センサ91を保護することができる。更には、上記のように、外観意匠性に影響を与えることもない。
Further, in a specific area where a small scooter type motorcycle is used, it is customary to attach and detach the rear wheel with the muffler attached when replacing the rear wheel. In this case, in order to secure a space for removing the rear wheel, a gap is provided between the rear wheel and the muffler, and the outer surface of the muffler facing the rear wheel is formed flat. In view of this, the inventor of the present invention pays attention to a gap secured between the rear wheel and the muffler, and has a configuration in which the
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の概略構成について説明する。図3は、本実施の形態に係る排気システムの斜視図である。図4は、本実施の形態に係る排気システムの正面図である。 Next, a schematic configuration of the exhaust system according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a perspective view of the exhaust system according to the present embodiment. FIG. 4 is a front view of the exhaust system according to the present embodiment.
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、フランジ60を介してエンジン2(シリンダブロック21(共に図2参照))の排気ポートに接続される。エキゾーストパイプ6は、排気ポートから下方に向かって突出した後、正面視において略水平方向右側に屈曲している。そして、エキゾーストパイプ6は、側面視において、エンジン2及びCVTユニット23(図2参照)の下方に沿って後方に延びている。
As shown in FIGS. 3 and 4, in the exhaust system according to the present embodiment, the
マフラ7は、エキゾーストパイプ6に比べて十分に外形が大きい角筒形状を有し、前後方向に延びている。具体的にマフラ7は、左右割の左ケース72と右ケース73とを溶接接合して構成され、前後方向に軸方向を有する。また、図4に示すように、マフラ7は、正面視で略三角形状に形成される。具体的に、車両内側に位置する左ケース72は、後輪26(図2参照)に対向する平面部72aを有する。また、右ケース73は、マフラ7の軸方向に直交する方向で切断したときの断面視で、略V字形状に形成される。
The
また、マフラ7の三角形状を規定する辺のうち、車両内側の一辺が、他の二辺より長く設定される。すなわち、V字状に形成される右ケース73の2つの平面部に比べて、左ケース72の平面部72aの面積が大きい。このように、後輪26に対向する平面部72aの面積を最も大きくすることで、後輪26と平面部72aとの隙間を確保し易くすることができる。また、平面部72aの面積が大きいことで、排気ガスセンサ9(下流側センサ91)の配置自由度が高められ、組付性も向上する。なお、特に図示はしないが、マフラ7内の空間は、複数の隔壁(バッフルプレート)により、前後方向で複数の部屋に仕切られている。
Of the sides defining the triangular shape of the
マフラ7の前端部分には、マフラ7を車体側に固定するためのブラケット71が設けられる。また、マフラ7の右側方(右ケース73の外面)には、マフラ7を保護するマフラカバー70が設けられる(図3では不図示)。マフラ7の後端部分には、排気ガスを外部に排出するテールパイプ74が設けられる。
A
マフラ7内には、触媒8及びバッフルパイプ76(配管)が配置される。触媒8は、マフラ7内において、上下方向の略中央に配置される。エキゾーストパイプ6は、マフラ7の前面部分において、左ケース72と右ケース73の合わせ面の下部に接続される。エキゾーストパイプ6は、更に、マフラ7を貫通して、マフラ7内の触媒8に接続される。触媒8の下流端(後端)には、バッフルパイプ76が接続される。
A
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。
As described above, the
上流側センサ90は、マフラ7の前方において、エキゾーストパイプ6の前後方向の中心よりやや後側に取り付けられる。上流側センサ90は、一端側がエキゾーストパイプ6内に貫通するように取り付けられ、他端側が右上方に向けられる。
The
特に、図4に示すように、上流側センサ90は、前面視において、マフラ7の三角形状の内側に配置される。このため、上流側センサ90がマフラ7の外面から突出するのを防止することができ、車両幅に影響を与えることがない。なお、上記したように、上流側センサ90は、外装カバーによって隠されるため、外観上、上流側センサ90を目立たなくすることができると共に、走行中の飛石や水等から上流側センサ90を保護することができる。
In particular, as shown in FIG. 4, the
下流側センサ91は、後輪26(図2参照)とマフラ7との間の空間において、車両内側の左ケース72に取り付けられる。具体的に下流側センサ91は、マフラ7の前後方向の略中央部分において、一端側が左ケース72を貫通するように取り付けられる。下流側センサ91は、軸方向が水平方向に向けられ、他端側が左側方(後輪側)に向けられる。
The
また、下流側センサ91は、図2に示すように、車両上面視で後輪26の前後幅内に配置される。後輪26の周辺(特に後輪26の右側方)では、スペースに余裕があるため、周辺部品との位置関係を気にする必要が無く、下流側センサ91のレイアウトがし易くなっている。また、下流側センサ91が後輪26とマフラ7との間の空間に配置されることで、下流側センサ91が車両外側に突出するのを防止することができる。
Further, as shown in FIG. 2, the
エンジン2(図2参照)における燃焼後のガスは、排気ポートからエキゾーストパイプ6を通じてマフラ7内に導入される。マフラ7内において、排気ガスは、触媒8で浄化された後、バッフルパイプ76やマフラ7内の所定空間を通じて後端のテールパイプ74から外に排出される。このとき、排気ガスセンサ9によって、排気ガスの酸素濃度が検出され、ECU10は、その検出値に基づいて触媒8の劣化判断を実施する。
The gas after combustion in the engine 2 (see FIG. 2) is introduced into the
次に図5を参照して、本実施の形態に係るマフラの内部構成について説明する。図5は、図4のA−A線に沿うマフラの断面図である。 Next, the internal configuration of the muffler according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view of the muffler along the line AA in FIG.
図5に示すように、左ケース72は、外壁部72bと内壁部72cとを有する二層構造で構成される。マフラ7内において、触媒8は、左ケース72に沿うようにして内壁部72cに近づけて配置される。マフラ7内に貫通したエキゾーストパイプ6は、左ケース72に沿わされ、第1コーン部75を介して触媒8の上流端に接続される。触媒8の下流端には、マフラ7内の排気通路を構成するバッフルパイプ76が接続される。
As shown in FIG. 5, the
第1コーン部75は、エキゾーストパイプ6の下流端に接続され、下流(後方)に向かうに従って拡径するテーパ形状の配管で構成される。第1コーン部75の後端には、触媒8が接続される。触媒8は、前後方向に延びる円柱状に形成され、エキゾーストパイプ6より大きい外径を有する。触媒8は、排気ガス中の所定成分を酸化、還元する円柱状のハニカム部を、円筒状の外筒部で覆って構成される。
The
触媒8は、上記したように、マフラ7内で左ケース72の内壁部72cに近づけて配置されている。すなわち、触媒8は、マフラ7内で車両内側に偏って配置されている。触媒8は、マフラ7の中でも比較的高温になるため、人と接触しやすい車両外側から触媒8を離すことができる。よって、乗員に対する熱の影響を抑えることができ、安全性が向上する。
As described above, the
また、触媒8は、側面視において、マフラ7の前後方向の中心より前側に配置される。この場合、触媒8をなるべく排気の上流側に配置することができる。このため、排気ガス温度が比較的高い状態で触媒8に排気ガスを導入することができ、触媒8の温度が高められる。この結果、排気ガスの浄化が促進され、浄化性能が向上する。
Further, the
バッフルパイプ76は、触媒8の下流端に接続される第2コーン部77と、第2コーン部77に接続される直管部78とを含んで構成される。第2コーン部77は、下流(後方)に向かうに従って縮径するテーパ形状の配管で構成される。
The
具体的に第2コーン部77は、触媒8の後端から下流側に向かうに従って、径方向のうち一方側(本実施の形態では右側)のみ縮径されている。すなわち、第2コーン部77の略左半部は、触媒8の外径のまま後方に向かって延びる一方、第2コーン部77の略右半部は、触媒8の外径より左側に縮径するようにして後方に向かって延びている。
Specifically, the
このように、第2コーン部77が、下流に向かうに従って内壁部72c側(左側)に偏って縮径するように形成される。このため、第2コーン部77の後端に接続される直管部78を、左ケース72に沿うようにして内壁部72cに近づけて配置することができる。直管部78は、第2コーン部77の下流端と同一径のまま後方に向かって延びている。また、直管部78の中心軸C1は、触媒8の中心軸C2よりも内壁部72c側に距離Dだけオフセットされている。これにより、バッフルパイプ76の外径が触媒8の外径より小さくなる場合であっても、触媒8及びバッフルパイプ76を、左ケース72に沿わせて内壁部72cに近づけて配置することができる。
In this way, the
下流側センサ91は、左ケース72及び第2コーン部77を貫通するように取り付けられる。具体的に第2コーン部77が配置される位置において、外壁部72bには、エンボス加工により円形凹部72dが形成される。円形凹部72dは、第2コーン部77に向かって右側に凹んでおり、底面が円形状の平坦面となっている。当該平坦面の中央には、後述するナット92の外径より大きい貫通穴72eが形成される。また、内壁部72cには、円形凹部72dを受容可能な円形穴72fが形成される。
The
第2コーン部77には、円形凹部72dに対向する位置において、エンボス加工により円形凸部77aが形成される。円形凸部77aは、左ケース72に向かって左側に膨出しており、膨出した端面が円形状の平坦面となっている。円形凸部77aの平坦面は、円形凹部72dの平坦面に当接している。また、円形凸部77aの平坦面の中央には、ナット92の外径より小さく、下流側センサ91の検出部(一端側)が貫通可能な貫通穴77bが形成される。なお、円形凸部77aの平坦面は、下流側センサ91を取り付けるためのナット92の座面として機能する。
In the
ナット92は、貫通穴72eに通され、底面が円形凸部77aの平坦面に当接される。この状態でナット92が全周溶接されることにより、外壁部72b、第2コーン部77、及びナット92が一体化され、下流側センサ91の取付部が形成される。なお、マフラ7が二分割で構成され、左ケース72に平面部72aを設けたことにより、左ケース72単体でナット92を溶接することができる。よって、ナット92の溶接性やマフラ7の組付性が向上する。
The
下流側センサ91は、一端側をナット92にねじ込んで、先端が第2コーン部77(貫通穴77b)内に貫通するように取り付けられる。これにより、バッフルパイプ76(第2コーン部77)内を流れる排気ガスを下流側センサ91で検出することが可能になる。
The
このように、本実施の形態では、左ケース72の内壁部72cに沿うようにバッフルパイプ76を配設し、外壁部72bと第2コーン部77との当接部分に、下流側センサ91を取り付けるためのナット92を取り付ける構成とした。特に、外壁部72bと第2コーン部77との当接部分をつぶしてナット92の取付座面を確保したことにより、ナット92の位置決めや溶接をし易くすることができる。また、外壁部72b、第2コーン部77、及びナット92を同時に溶接することで、溶接部分のシール性も確保することが可能になっている。以上により、マフラ7内に触媒8が配置される構成であっても、出来るだけ触媒8の下流端に近づけて下流側センサ91を配置することができる。
Thus, in the present embodiment, the
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。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can change and implement variously. In the above-described embodiment, the size, shape, and the like illustrated in the accompanying drawings are not limited to this, and can be appropriately changed within a range in which the effect of the present invention is exhibited. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the object of the present invention.
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、エキゾーストパイプ6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い。例えば、図6に示す構成としてもよい。図6は、第1の変形例に係るマフラの内部構成を示す断面図である。なお、マフラの切断箇所は、図5と同じである。
For example, in the above-described embodiment, the
図6に示す変形例では、上流側センサ90も、下流側センサ91と同様に左ケース72に取り付ける構成としている。具体的に上流側センサ90は、触媒8の上流側において、左ケース72及び第1コーン部75を貫通するように取り付けられる。なお、第1コーン部75の形状は、第2コーン部77の形状と前後方向で対称なため、説明は省略する。
In the modification shown in FIG. 6, the
ナット92は、貫通穴72eに通され、底面が円形凸部75aの平坦面に当接される。この状態でナット92が全周溶接されることにより、外壁部72b、第1コーン部75、及びナット92が一体化され、上流側センサ90の取付部が形成される。上流側センサ90は、一端側をナット92にねじ込んで、先端が第1コーン部75(貫通穴75b)内に貫通するように取り付けられる。これにより、バッフルパイプ76(第1コーン部75)内を流れる排気ガスを上流側センサ90で検出することが可能になる。第1の変形例によれば、上流側センサ90及び下流側センサ91を互いに近づけて配置することができるため、配線をし易くすることができる。
The
また、上記した実施の形態においては、左ケース72の平面部72aに下流側センサ91が取り付けられる構成としたが、この構成に限定されない。例えば、下流側センサ91は、右ケース73の平面部に取り付けられてもよい。この場合、触媒8を右ケース73に近づけて配置することが好ましい。また、図7に示す構成であってもよい。図7は、第2の変形例に係るマフラの内部構成を示す断面図である。なお、マフラの切断箇所は、図5と同じである。
In the above-described embodiment, the
図5に示す本実施の形態では、下流に向かうに従って、第2コーン部77が左側に偏って縮径するように形成されるのに対し、図7に示す変形例では、第2コーン部77が右側に偏って縮径するように形成される。具体的に第2コーン部77の略右半部は、触媒8の外径のまま後方に向かって延びる一方、第2コーン部77の略左半部は、下流に向かうに従って、触媒8の外径より右側に縮径するようにして後方に向かって延びている。
In the present embodiment shown in FIG. 5, the
第2の変形例では、第2コーン部77のテーパ面に沿うように、左ケース72(外壁部72b及び内壁部72c)が右後方に向かって傾斜している。これにより、第2コーン部77と左ケース72とが近づけられ、第2コーン部77と左ケース72との当接部分を確保することができる。なお、下流側センサ91を取り付けるための構成は、本実施の形態と同じため、説明は省略する。このように、マフラ7の形状に合わせて下流側センサ91の配置パターンを適宜変更することができる。
In the second modification, the left case 72 (the
また、上記した実施の形態においては、ナット92の取付座面を平坦面で形成する構成としたが、この構成に限定されない。ナット92の取付座面は、例えば、テーパ面や曲面で形成してもよい。
In the above-described embodiment, the mounting seat surface of the
また、上記した実施の形態においては、マフラ7が正面視三角形状を有する構成としたが、この構成に限定されない。マフラ7はどのような形状であってもよく、例えば、正面視円形状や矩形状であってもよい。
In the above-described embodiment, the
また、上記した実施の形態においては、第2コーン部77の後端に直線状の直管部78が接続される構成としたが、この構成に限定されない。第2コーン部77の後端には、直線上ではなく、曲線状の配管が接続されてもよい。
In the above-described embodiment, the straight
また、上記した実施の形態においては、下流側センサ91が、第2コーン部77を貫通するように取り付けられる構成としたが、この構成に限定されない。下流側センサ91は、例えば、直管部78を貫通するように取り付けられてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the
また、上記した実施の形態においては、マフラ7が外壁部72bと内壁部72cとを有する二層構造で構成される場合について説明したが、この構成に限定されない。マフラ7は、例えば一層構造で構成されてもよい。
In the above-described embodiment, the case where the
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触媒の前後に排気ガスセンサを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。 As described above, the present invention has an effect that exhaust gas sensors can be arranged before and after the catalyst without impairing detection accuracy, and is particularly useful for an arrangement structure of exhaust gas sensors.
1 自動二輪車
26 後輪
6 エキゾーストパイプ
7 マフラ
72 左ケース
72a 平面部
72b 外壁部(マフラの壁)
72c 内壁部(マフラの壁)
73 右ケース
76 バッフルパイプ(配管)
77 第2コーン部(コーン部)
78 直管部
8 触媒
9 排気ガスセンサ
90 上流側センサ
91 下流側センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
72c Inner wall (muffler wall)
73
77 2nd cone part (cone part)
78
Claims (6)
前記マフラ内に設けられ、エンジンの排気ガスを浄化する触媒と、
前記触媒の下流側に接続される配管と、
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、
前記配管は、前記マフラの壁に近づけて配置され、
前記下流側センサは、前記マフラ及び前記配管を貫通するように取り付けられることを特徴とする排気ガスセンサの配置構造。 A muffler provided downstream of the exhaust pipe;
A catalyst provided in the muffler for purifying engine exhaust gas;
Piping connected to the downstream side of the catalyst;
An exhaust gas sensor for detecting an exhaust gas component of the engine,
The exhaust gas sensor has an upstream sensor provided on the upstream side of the catalyst, and a downstream sensor provided on the downstream side of the catalyst,
The piping is arranged close to the muffler wall,
The exhaust gas sensor arrangement structure, wherein the downstream sensor is attached so as to penetrate the muffler and the pipe.
前記直管部の中心軸は、前記触媒の中心軸よりも前記マフラの壁側にオフセットされており、
前記下流側センサは、前記コーン部又は前記直管部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1に記載の排気ガスセンサの配置構造。 The pipe has a cone part and a straight pipe part connected to the downstream side of the cone part,
The central axis of the straight pipe portion is offset to the wall side of the muffler from the central axis of the catalyst,
The exhaust gas sensor arrangement structure according to claim 1, wherein the downstream sensor is attached so as to penetrate the cone portion or the straight pipe portion.
前記下流側センサは、前記平面部に取り付けられることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の排気ガスセンサの配置構造。 The muffler has a flat portion,
The exhaust gas sensor arrangement structure according to any one of claims 1 to 4, wherein the downstream sensor is attached to the flat portion.
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