JP2018003717A - 排気ガスセンサの配置構造 - Google Patents

Abstract

【課題】検出精度を損なうことなく排気ガスセンサを配置すること。
【解決手段】本発明は、複数気筒のエンジン（２）に接続される複数のエキゾーストパイプ（６）と、複数の排気管が下流で集合する集合部（６０）と、エンジン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、集合部の下流に設けられるメイン触媒（８ａ）と、エキゾーストパイプ（６ｂ）に設けられるサブ触媒（８ｂ）と、を有する。排気ガスセンサは、エキゾーストパイプ（６ａ）に配置される第１センサ（９０）と、サブ触媒の下流側のエキゾーストパイプに配置される第２センサ（９１）と、を有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、排気ガスセンサの配置構造に関する。

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。

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、複数気筒のエンジンに接続される複数の排気管と、前記複数の排気管が下流で集合する集合部と、前記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、前記集合部の下流に設けられるメイン触媒と、前記複数の排気管のうち一方の排気管に設けられるサブ触媒と、を有し、前記排気ガスセンサは、前記複数の排気管のうち他方の排気管に配置される第１センサと、前記サブ触媒の下流の前記一方の排気管に配置される第２センサと、を有することを特徴とする。

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右側面図である。 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右側面図である。 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。 本実施の形態に係る排気システムの斜視図である。 本実施の形態に係る排気システムの上面図である。 第１の変形例に係る排気ガスセンサの配置構造を示す拡大図である。 第２の変形例に係る排気ガスセンサの配置構造を示す拡大図である。

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大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１に示すように、大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（図２参照）を懸架して構成される。エンジン２は、例えば、並列２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２７）及び後輪３６への伝達機構（後述するファイナルギヤケース４０等）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。エンジン２及びトランスミッションの周辺構成については後述する。

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、フロントカウル１１が設けられる。フロントカウル１１の後方には、エンジン２を覆うフロアトンネル１２が設けられる。フロアトンネル１２は、断面視アーチ形状を有し（不図示）、後方に向かって延びている。

また、フロントカウル１１の背面側には、乗員の足を乗せるための運転者用フートボード１３及び同乗者用フートボード１４が設けられる。運転者用フートボード１３及び同乗者用フートボード１４は、フロアトンネル１２を左右で挟むように一対ずつ設けられる。運転者用フートボード１３及び同乗者用フートボード１４は、フロアトンネル１２の左右両端に連なって形成される。具体的に運転者用フートボード１３及び同乗者用フートボード１４は、フロアトンネル１２の両下端から車幅方向外側に突出すると共に前後方向に延びるようにして形成される。

運転者用フートボード１３は、フロントカウル１１の形状に沿って後下方に延びた後、水平方向に屈曲して更に後方に延びている。同乗者用フートボード１４は、運転者用フートボード１３とは独立して設けられており、運転者用フートボード１３より僅かに上方で後方に向かって延びている。詳細は後述するが、同乗者用フートボード１４の前上方において、フロアトンネル１２の側面には、ＣＶＴユニット２７のベルトクーリングダクト２９（共に図３及び図４参照）にエアを導入するためのエア導入口１２ａが形成されている。

フロアトンネル１２の後方において、ＣＶＴユニット２７の上方には、ライダーシート１５及びピリオンシート１６が後上方に延びるようにして設けられる。ライダーシート１５及びピリオンシート１６の下方には、シートカウル１７が設けられる。シートカウル１７は、フロアトンネル１２に連なるようにして、後上方に延びている。ピリオンシート１６の後側には、バックレスト１８及びグラブバー１９が設けられる。

車両前側には、ヘッドパイプ（不図示）に設けられた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３０が操舵可能に支持される。フロントフォーク３０の上方には、ハンドル３１が設けられる。フロントフォーク３０の下部には前輪３２が回転可能に支持されており、前輪３２の上方はフロントフェンダ３３によって覆われる。フロントカウル１１の前面には、ヘッドランプ３４が設けられ、ヘッドランプ３４の上方には風除け用のウィンドスクリーン３５が設けられる。

エンジン２に後方に設けられるスイングアームユニット４は、同乗者用フートボード１４より後方に延びている。スイングアームユニット４は、上下に揺動可能に構成され、スイングアームユニット４と車体フレームとの間には、リヤサスペンション（不図示）が設けられる。スイングアームユニット４の後端には、後輪３６が回転可能に支持されている。後輪３６の後上方は、リヤフェンダ３７によって覆われる。なお、スイングアームユニット４の詳細については後述する。

エンジン２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及びマフラ７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２本）延び、エンジン２の前下方で後方に屈曲した後、１本にまとめられる。また、本実施の形態に係る排気システムには、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、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。詳細は後述するが、本実施の形態に係る触媒８は、メイン触媒８ａとサブ触媒８ｂとを有する、いわゆる分割触媒で構成される。メイン触媒８ａは、エキゾーストパイプ６の下流でマフラ７の上流に設けられる。サブ触媒８ｂは、２本のエキゾーストパイプ６のうち、一方のエキゾーストパイプ６の途中に設けられる。

マフラ７は、メイン触媒８ａの下流に設けられる。マフラ７は、シートカウル１７に沿って後上方に延びている。マフラ７の外面には、マフラ７を保護するマフラカバー７１が取り付けられる。マフラカバー７１は、マフラ７の後端から後述する触媒ケース８０の後半部に至る長さを有している。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を通じて触媒８で浄化される。そして、マフラ７によって、排気音が低減された後、排気ガスは外に排出される。

詳細は後述するが、触媒８（サブ触媒８ｂ）の上流及び下流には、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（図４参照）が配置される。具体的に排気ガスセンサ９は、サブ触媒８ｂを通過する前の排気ガスを検出する第１センサ９０と、サブ触媒８ｂを通過した後の排気ガスを検出する第２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。

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、第１センサ９０及び第２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、第１センサ９０及び第２センサ９１の出力差を用いてもよい。

次に、図２及び図３を参照して、本実施の形態に係るエンジンの周辺構成について説明する。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右側面図である。図３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。

図２及び図３に示すように、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２１、シリンダヘッド２２及びシリンダヘッドカバー２３をこの順番に取り付けて構成される。シリンダ２１は、軸方向が前側に傾けられるようにして配置される。具体的にシリンダ２１の軸方向は、水平方向に対して前側が僅かに高くなる方向（略水平方向）に向けられている。

クランクケース２０は、前後に延びており、左右で分割可能に構成される。クランクケース２０の左側面には、前からマグネトカバー２４及びクラッチカバー２５が設けられる。クランクケース２０の右側面の前側には、スタータクラッチカバー２６が設けられる。また、クランクケース２０の右側後方には、トランスミッションとしてのＣＶＴユニット２７が設けられる。

ＣＶＴユニット２７は、いわゆるベルト式の無段変速機（Continuously Variable Transmission）であり、ＣＶＴケース２８内にプライマリプーリとセカンダリプーリ（共に不図示）を収容して構成される。プライマリプーリ及びセカンダリプーリには、ドライブベルト（不図示）が巻き掛けられる。ＣＶＴユニット２７は、ドライブベルトの巻き掛け半径を変更することで変速を実施する。

ＣＶＴケース２８の右側面には、ベルトクーリングダクト２９が取り付けられる。ベルトクーリングダクト２９は、フロアトンネル１２に形成されるエア導入口１２ａ（図１参照）に対応した位置に設けられる。エア導入口から外気がベルトクーリングダクト２９内に導入され、ベルトクーリングダクト２９を通じてドライブベルトに外気が供給されることにより、ドライブベルトが冷却される。

クランクケース２０の後端には、後方に向かって略水平方向に延びるスイングアームユニット４が設けられる。スイングアームユニット４は、車両左側に偏って配置されるファイナルギヤケース４０と、車両右側に偏って配置される右側スイングアーム４１とによって構成される。ファイナルギヤケース４０の内部には、後輪３６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。上記したように、スイングアームユニット４（ファイナルギヤケース４０及び右側スイングアーム４１）の後端には、後輪３６が回転可能に設けられる。

このように構成されるユニットスイング式エンジンの軸配置は、図３に示すように、クランク軸の軸線Ｃ１の後方にプライマリプーリの軸線Ｃ２が位置する。軸線Ｃ２の後方には、セカンダリプーリの軸線Ｃ３が位置する。なお、軸線Ｃ３は、クラッチの軸線と同軸である。軸線Ｃ３の後方には、ファイナルドライブギヤの軸線Ｃ４が位置する。なお、軸線Ｃ４は、スイングアームユニット４の揺動中心（ピボット軸）と同軸である。軸線Ｃ４の後方には、ファイナルドリブンギヤの軸線Ｃ５（後輪３６の回転中心）が位置する。

ところで、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、下流側の排気ガス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、本件発明者は、複数の気筒を備える大型スクータタイプの自動二輪車１において、分割触媒を採用し、一方の触媒（サブ触媒８ｂ）の上流及び下流に排気ガスセンサ９を配置する構成とした。具体的には、２本のエキゾーストパイプ６のうち、一方のエキゾーストパイプ６ｂの途中にサブ触媒８ｂを配置し、２本のエキゾーストパイプ６が下流で集合する集合部６０の下流にメイン触媒８ａを配置した。また、第１センサ９０を他方のエキゾーストパイプ６ａに配置し、第２センサ９１をサブ触媒８ｂの下流で一方のエキゾーストパイプ６ｂに配置した。

この構成によれば、第１センサ９０では、サブ触媒８ｂを通過する前の排気ガスを検出することができ、第２センサ９１では、サブ触媒８ｂを通過した後の排気ガスを検出することができる。よって、第１センサ９０及び第２センサ９１の出力に基づいてサブ触媒８ｂの劣化を判定することが可能になる。また、サブ触媒８ｂの劣化状況からメイン触媒８ａの劣化を判定することが可能である。なお、サブ触媒８ｂは、メイン触媒８ａの劣化を判定するために設けられるものであり、メイン触媒８ａに比べて外径及びハニカム部の密度が小さく設定されている。この場合、サブ触媒８ｂで十分に浄化しきれなかった排気ガスは、メイン触媒８ａで浄化することができる。

このように、分割触媒であっても排気ガスの浄化性能を損なうことなく排気ガスセンサ９を配置することができ、その配置自由度を向上させることができる。また、配管の途中に排気ガスセンサ９が配置されることで、排気ガスが拡散されることなく各排気ガスセンサ９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。また、排気ガスセンサ９を、外装カバーやマフラカバー７１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。また、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。更には、エンジン２の近く（下方）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。よって、適切に触媒８の劣化判定を実施することができる。

次に、図４及び図５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４は、本実施の形態に係る排気システムの斜視図である。図５は、本実施の形態に係る排気システムの上面図である。

図４及び図５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２２の各排気ポートから下方に延出される２本のエキゾーストパイプ６ａ、６ｂを集合部６０で１本にまとめて構成される（特に図６参照）。

エキゾーストパイプ６ａ、６ｂは、クランクケース２０（図２参照）の前下方で後方に屈曲し、後方に向かって延びている。上記したように、エキゾーストパイプ６ｂの途中には、サブ触媒８ｂが設けられる。サブ触媒８ｂは、エキゾーストパイプ６ｂの外径より大きい径を有している。このため、エキゾーストパイプ６ｂは、サブ触媒８ｂの手前でテーパ状に拡径する一方、サブ触媒８ｂの直後でテーパ状に縮径している。また、サブ触媒８ｂの上流（前側）には、エキゾーストパイプ６ａ、６ｂを連通する筒状の連通部６１が設けられる。

エキゾーストパイプ６ａ、６ｂの後端には、集合部６０が接続される。集合部６０は、上半部と下半部を溶接して筒状に形成され、後上方に向かって延びている。集合部６０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。図１に示すように、触媒８は、エア導入口１２ａの後下方であって、同乗者用フートボード１４の下方に配置される。触媒８は、円柱状に形成され、触媒ケース８０内でやや前側（後述するストレート部８１）に偏って配置されている。

触媒ケース８０は、上半部と下半部を溶接して筒状に形成され、後方に向かって延びている。具体的に触媒ケース８０は、メイン触媒８ａの長さに対応して水平に延びた後（ストレート部８１と呼ぶ）、やや上方に屈曲して後方に延びている（屈曲部８２と呼ぶ）。触媒ケース８０の上半部の外面には、触媒ケース８０をＣＶＴケース２８に固定する固定部８３（図４では不図示）が設けられる。固定部８３は、触媒８の真上（ストレート部８１）に位置しており、防振部材（不図示）を介してＣＶＴケース２８に取り付けられる。触媒ケース８０の後端には、連結パイプ７０を介してマフラ７が接続される。

また、本実施の形態において、排気ガスセンサ９は、各エキゾーストパイプ６の下流端に設けられる。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。排気ガスセンサ９は、各エキゾーストパイプ６の上側に溶接されるナット部９２に一端側をねじ込むことで取り付けられる。

具体的に第１センサ９０及び第２センサ９１は、互いに隣接する位置に配置され、車両側面視で重なるように配置される。第１センサ９０は、エキゾーストパイプ６ｂに隣り合うエキゾーストパイプ６ａに取り付けられる。第１センサ９０は、軸方向が鉛直方向に向けられ、一端側がエキゾーストパイプ６ａ内に貫通するように取り付けられる一方、他端側が上方に向けられる。これにより、エキゾーストパイプ６ａ内を流れる排気ガスを第１センサ９０で検出することが可能になる。

第２センサ９１は、サブ触媒８ｂの下流のエキゾーストパイプ６ｂに取り付けられる。第２センサ９１は、軸方向が鉛直方向に向けられ、一端側がエキゾーストパイプ６ｂ内に貫通するように取り付けられる一方、他端側が上方に向けられる。これにより、エキゾーストパイプ６ｂ内を流れる排気ガスを第２センサ９１で検出することが可能になる。

このように、第１センサ９０及び第２センサ９１を一箇所に集約して配置したことにより、排気ガスセンサ９の組付け、配線及び保護をし易くすることができる。また、第１センサ９０及び第２センサ９１が近づくことで、排気ガスセンサ９の温度環境を類似させることができる。よって、各排気ガスセンサ９の温度特性を類似させることができ、センサ出力値の補正等を同一の条件とすることが可能である。

また、比較的温度の高いサブ触媒８ｂの近傍に排気ガスセンサ９を配置することができるため、排気ガスセンサ９の温度上昇を促進させることができる。よって、排気ガスセンサ９が所望の精度で動作するまでのタイムロスを削減することができる。更に、サブ触媒８ｂが設けられるエキゾーストパイプ６ｂが、エキゾーストパイプ６ａより車両外側に配置されている。この場合、車両外側の方がアクセスし易いため、サブ触媒８ｂをエキゾーストパイプ６ｂに取り付け易くすることができる。また、排気ガスセンサ９（特に第２センサ９１）の組み付け性も向上する。

エンジン２（図２参照）の排気ガスは、気筒毎に設けられる排気ポート（不図示）から各エキゾーストパイプ６ａ、６ｂに流れ込む。エキゾーストパイプ６ａを流れる排気ガスは、サブ触媒８ｂを通過することなく集合部６０に流れ込む。このため、第１センサ９０では、エンジン２から排出された直後の排気ガスを検出することができる。一方、エキゾーストパイプ６ｂを流れる排気ガスは、サブ触媒８ｂを通過した後、集合部６０に流れ込む。このため、第２センサ９１では、サブ触媒８ｂで浄化された後の排気ガスを検出することができる。

なお、上記したように、サブ触媒８ｂの上流において、エキゾーストパイプ６ａ、６ｂは、連通部６１によって連通している。このため、各気筒から排出される排気ガスが連通部６１を通じて互いのエキゾーストパイプ６ａ、６ｂ間を行き来することができる。よって、排気ガスを均一にすることができる。また、排気ガスがサブ触媒８ｂを通過する際に抵抗が生じたとしても、排気圧が連通部６１によって逃がされるため、エキゾーストパイプ６ｂ内の圧力上昇を防ぐことができる。

また、第１センサ９０及び第２センサ９１は、集合部６０より上流に配置されるため、第１センサ９０及び第２センサ９１では、集合部６０で合流する前の排気ガスをそれぞれ検出することができ、検出したい排気ガスの検出精度が損なわれるのを防止することができる。特に、第１センサ９０は、第２センサ９１より前方に配置されるため、第１センサ９０をより集合部６０から遠ざけることができる。このため、サブ触媒８ｂを通過した後の排気ガスが、集合部６０からエキゾーストパイプ６ａ内に回り込むような場合であっても、当該排気ガスを第１センサ９０が検出するのを防止することができる。

以上のように、本実施の形態では、２本のエキゾーストパイプ６のうち、一方のエキゾーストパイプ６ｂにのみサブ触媒を配置し、各エキゾーストパイプ６に１つずつ排気ガスセンサ９を配置する構成とした。これにより、サブ触媒８ｂの前後に排気ガスセンサ９を配置しなくても、互いの排気ガスセンサ９を近づけると共に、サブ触媒８ｂに近づけて配置することができる。特に、第１センサ９０では、浄化前の排気ガスを検出することができる一方、第２センサ９１では、浄化後の排気ガスを検出することができる。よって、第１センサ９０及び第２センサ９１の出力に基づいて触媒８の劣化を判定することが可能になっている。

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、第１センサ９０が、第２センサ９１より前方に配置される構成としたが、この構成に限定されない。第１センサ９０は、第２センサ９１と車両前後方向で同じ位置、又は第２センサ９１より後方に配置されてもよい。

また、上記した実施の形態においては、サブ触媒８ｂが車両外側のエキゾーストパイプ６ｂに配置される構成としたが、この構成に限定されない。サブ触媒８ｂは、車両内側のエキゾーストパイプ６ａに配置されてもよい。

また、上記した実施の形態においては、エキゾーストパイプ６の下流端に排気ガスセンサ９が配置される構成としたが、この構成に限定されない。例えば、図６に示す構成も可能である。図６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拡大図である。

図６に示す変形例では、排気ガスセンサ９が集合部６０に設けられる点で、本実施の形態と相違する。図６に示すように、集合部６０の上半部には、排気ガスセンサ９を取り付けるためのナット部９３が溶接される。ナット部９３は、上面視において左右に長い長円形状を有している。ナット部９３の下面には、左右方向の略中央で下方に延びる隔壁部９４が形成されている。隔壁部９４は、集合部６０の上流端からナット部９３の後端までの間で集合部６０を左右に仕切るように形成される。

第１センサ９０は、隔壁部９４より左側のナット部９３に配置され、先端が集合部６０内に貫通するように取り付けられる。第２センサ９１は、隔壁部９４より右側のナット部９３に配置され、先端が集合部６０内に貫通するように取り付けられる。第１の変形例では、第１センサ９０の先端が管内に露出される空間と、第２センサ９１の先端が管内に露出される空間とが、隔壁部９４により仕切られている。このため、集合部６０によって形成される単一の空間内であっても、第１センサ９０では、サブ触媒８ｂを通過する前の排気ガスを検出することができ、第２センサ９１では、サブ触媒８ｂを通過した後の排気ガスを検出することができる。

特に、第１の変形例では、単一のナット部９３を溶接するだけで、第１センサ９０及び第２センサ９１の取付部を確保することができる。このため、センサ毎にナット部を設ける構成に比べて、部品点数や組付け工数を削減することができる。

また、上記した実施の形態においては、排気ガスセンサ９の配置構造が、並列２気筒エンジンに適用される構成としたが、この構成に限定されない。排気ガスセンサ９の配置構造は、３気筒以上のエンジンに適用されてもよい。例えば、図７に示す構成も可能である。図７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拡大図である。

図７に示す変形例は、４気筒エンジンの各排気ポートから４本のエキゾーストパイプ１０１ａ−１０１ｄが延びている。エキゾーストパイプ１０１ａ−１０１ｄは、第１集合部１０２ａ、１０２ｂと、第２集合部１０３とによって１つにまとめられる。なお、図示はしないが、車幅方向外側のエキゾーストパイプ１０１ａ、１０１ｄは、第１連通部によって連結され、車幅方向内側のエキゾーストパイプ１０１ｂ、１０１ｃは、第２連通部によって連結される。左側の２つのエキゾーストパイプ１０１ａ、１０１ｂは、第１集合部１０２ａ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１０１ｃ、１０１ｄは、第１集合部１０２ｂに接続されて１つにまとめられる。第１集合部１０２ａ、１０２ｂは、第２集合部１０３に接続されて１つにまとめられる。

サブ触媒８ｂは、第１集合部１０２ｂの下流端に配置される。メイン触媒８ａは、第２集合部１０３の下流に配置される。第２集合部１０３内の空間は、隔壁部１０４によって左右に仕切られている。排気ガスセンサ９は、第２集合部１０３の上流端に配置される。具体的に第１センサ９０の先端は、第２集合部１０３内で隔壁部１０４より左側の空間に露出される。第２センサ９１の先端は、第２集合部１０３内で隔壁部１０４より右側の空間に露出される。このように、第２の変形例においても、第１センサ９０では、サブ触媒８ｂを通過する前の排気ガスを検出することができ、第２センサ９１では、サブ触媒８ｂを通過した後の排気ガスを検出することができる。

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配置することができるという効果を有し、特に、分割触媒が採用される自動二輪車の排気ガスセンサの配置構造に有用である。

１ 自動二輪車
２ エンジン
６、１０１ エキゾーストパイプ（排気管）
６ａ エキゾーストパイプ（他方の排気管）
６ｂ エキゾーストパイプ（一方の排気管）
６０ 集合部
６１ 連通部
７ マフラ
８ 触媒
８ａ メイン触媒
８ｂ サブ触媒
９ 排気ガスセンサ
９０ 第１センサ
９１ 第２センサ

Claims (7)

1. 複数気筒のエンジンに接続される複数の排気管と、
   前記複数の排気管が下流で集合する集合部と、
   前記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、前記集合部の下流に設けられるメイン触媒と、前記複数の排気管のうち一方の排気管に設けられるサブ触媒と、を有し、
   前記排気ガスセンサは、前記複数の排気管のうち他方の排気管に配置される第１センサと、前記サブ触媒の下流の前記一方の排気管に配置される第２センサと、を有することを特徴とする排気ガスセンサの配置構造。
2. 前記排気ガスセンサは、前記集合部より上流に配置さ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。
3. 前記第１センサは、前記第２センサが配置される前記一方の排気管に隣り合う他方の排気管に配置され、
   前記第１センサ及び前記第２センサが隣接していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の排気ガスセンサの配置構造。
4. 前記第１センサ及び前記第２センサは、車両側面視で互いに重なるように配置されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の排気ガスセンサの配置構造。
5. 前記第１センサは、車両側面視で前記第２センサより前方に配置されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の排気ガスセンサの配置構造。
6. 前記一方の排気管は、車両外側に配置されることを特徴とする請求項１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. 前記一方の排気管と前記他方の排気管とを連通する連通部を更に備え、
   前記連通部は、前記サブ触媒の上流に設けられることを特徴とする請求項１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。

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