JP7121533B2 - 鞍乗車両 - Google Patents

Description

本発明は、自動二輪車等の鞍乗車両に関する。

従来から、鞍乗車両は、エンジンの排気ガスに触媒を接触させて排気ガスを浄化する排気装置を備えている。このような鞍乗車両では、排気ガスが流れる方向における触媒の上流側に、排気ガスの特性を検出する排気ガスセンサが設置される。排気ガスセンサの検出結果は、エンジンの制御に利用される。

例えば特許文献１に開示された鞍乗車両は、３気筒エンジンから排出される排気ガスの酸素濃度を検出する酸素センサを備える。この鞍乗車両は、３気筒に夫々つながる３つの排気管路と、３つの排気管路を通過した排気ガスが合流する集合管路を備える。集合管路には触媒が配置されており、上述の酸素センサは、集合管路における触媒の上流側に設けられている。酸素センサにて検出される酸素濃度は、例えばエンジンが有する各シリンダへの燃料の供給量の制御に用いられる。

ところで、複数の気筒を有するエンジンでは、気筒ごとに燃焼状況が異なるため、各気筒から排出される排気ガスの特性も異なる。一部の気筒のみからの排気ガスの検出結果に基づきエンジン制御するよりも、各気筒からの排気ガスが十分混ざり合った状態で検出した結果に基づきエンジン制御することが望ましい。このため、通常、排気ガスセンサは、各気筒からの排気ガスが混ざり合った状態で検出できるように、できるだけ排気ガスの合流箇所から遠い位置、即ち、触媒の近傍位置に配置される。

特開２０１６－１１８２０４号公報

しかしながら、各気筒からの排気ガスの合流箇所から触媒までの距離が短い場合、合流した排気ガスは、十分に混ざり合わずに触媒に流入する。このため、排気ガスセンサの検出部の位置によっては、一部の気筒の排気ガスの特性のみを検出することになり、エンジン制御の性能を高めにくくなる虞がある。

そこで、本発明は、複数気筒のエンジンを備えた鞍乗車両において、エンジン制御性能を高めることができる鞍乗車両を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明に係る鞍乗車両は、３つ以上の気筒を有する走行用のエンジンと、前記３つ以上の気筒に夫々つながる複数の排気管と、前記複数の排気管の下流側端部に接続し、前記複数の排気管の各々を流通した排気ガスが合流する集合管と、前記複数の排気管の前記下流側端部より下流に設けられた、排気ガスと接触して排気ガスを浄化する触媒と、排気ガスの特性を検出する検出部を夫々有する、前記集合管における前記触媒より上流側部分に取り付けられた複数の排気ガスセンサと、を備え、前記複数の排気ガスセンサの数は、前記気筒の数より少ない数であり、前記複数の排気ガスセンサの検出部は、排気ガスの流れ方向に垂直な断面視において、前記集合管内で互いに異なる位置にあるように配置される。

上記構成によれば、複数の排気ガスセンサの検出部が、排気ガスの流れ方向に垂直な断面視において、集合管内で互いに異なる位置にあるように配置される。このため、ある排気ガスセンサが、一部の気筒から排出された排気ガスの特性を検出する場合でも、別の排気ガスセンサが、他の気筒から排出された排気ガスの特性を検出する。これら排気ガスセンサの検出結果をエンジン制御に利用することで、一部の気筒からの排気ガスに基づくエンジン制御を避けることができ、エンジン制御性能を高めることができる。

ところで、排気管ごとに排気センサを設けた場合、全ての気筒からのガス特性を個別に検出できるが、一方で、気筒数と同じ数の排気ガスセンサが必要となり、全体として生産コストが増大する。上記の構成では、複数の排気ガスセンサの数が、気筒の数より少ない数としているため、生産コストを抑えることができる。

上記の鞍乗車両において、前記複数の排気ガスセンサの検出部は、排気ガスの流れ方向に垂直な同一の平面上に位置してもよい。集合管の上流側端部（即ち、排気ガスの合流箇所）からの距離に応じて、各気筒から排出された排気ガスの混ざり合いの程度が異なる。この構成によれば、各気筒からの排気ガスの合流箇所から各検出部までの距離が同程度となるため、各検出部の検出条件を揃えることができる。

上記の鞍乗車両において、前記気筒の数は、４つ以上であり、前記集合管は、その上流側端部から排気ガスの流れ方向に沿って延びる仕切壁を含み、前記仕切壁は、前記集合管により形成される排気ガスの流通空間の上流側領域を、前記複数の排気ガスセンサと同じ数の複数の部分領域に仕切り、前記部分領域の各々には、前記複数の排気管のうちの少なくとも２つから排気ガスが流入し、排気ガスの流れ方向に垂直な前記集合管の断面視において、前記複数の排気ガスセンサの検出部は、夫々、互いに異なる前記部分領域に重なってもよい。この構成によれば、排気ガスの流れ方向に垂直な集合管の断面視において、複数の排気ガスセンサの検出部は、夫々、仕切壁で仕切られた互いに異なる部分領域に重なる。このため、仕切壁で仕切られた部分領域の夫々に流入した排気ガスを、仕切壁により、対応する排気ガスセンサの検出部に向かうよう案内することができる。

上記の鞍乗車両において、前記複数の排気ガスセンサの検出部は、排気ガスの流れ方向における前記仕切壁の下流側端部よりも上流側に配置されてもよい。この構成によれば、複数の排気ガスセンサが、互いに異なる気筒からの排気ガスの特性を検出することを確実にする。

上記の鞍乗車両において、前記排気ガスセンサの数は２つであり、前記集合管は、前記鞍乗車両の前後方向に延びており、前記仕切壁は、前記流通空間の上流側領域を、前記鞍乗車両の左右方向に２つの部分領域に分割し、２つの前記排気ガスセンサは、夫々、前記集合管から外部に斜め上方に突出してもよい。この構成によれば、２つの排気ガスセンサの突出部分が、夫々、集合管から外部に斜め上方に突出するため、排気ガスセンサを地面に接触しにくくすることができる。

上記の鞍乗車両において、前記集合管は、夫々前記部分領域を形成し、夫々前記複数の排気管のうちの少なくとも２つから排気ガスが流入される複数の部分合流管材と、前記触媒が設けられた、前記複数の部分合流管材を流通する排気ガスが合流する全体合流管材と、を有してもよい。この構成によれば、部分合流管材の外壁が、集合管により形成される排気ガスの流通空間の上流側領域を複数の部分領域に仕切る仕切壁として機能するため、仕切壁を有する集合管を容易に製造できる。

また、複数の部分合流管材と全体合流管材とを有する上記の鞍乗車両において、前記複数の部分合流管材の互いに対向する外壁は、互いに接触する部分を有してもよい。この構成によれば、集合管をコンパクトにすることができる。

本発明によれば、複数気筒のエンジンを備えた鞍乗車両において、エンジン制御性能を高めることができる鞍乗車両を提供することが可能である。

第１実施形態に係る鞍乗車両の後部の右側面図である。 第１実施形態に係る鞍乗車両の排気装置の左側面図である。 第１実施形態に係る鞍乗車両の排気装置の上面図である。 図３の排気装置のIV-IV矢視断面図である。 図３の排気装置のV-V矢視断面図である。 図５の断面図におけるガス分布の解析結果と検出部の位置の関係を説明する図である。 第２実施形態に係る鞍乗車両の排気装置の左側面図である。 第２実施形態に係る鞍乗車両の排気装置の上面図である。 図７の排気装置のIX-IX矢視断面図である。 図８の排気装置のX-X矢視断面図である。 変形例に係る排気装置の断面図におけるガス分布と検出部の位置の関係を説明する図である。

本発明の各実施形態について、各図を参照して説明する。以下に記載する各方向は、鞍乗車両１の車体の搭乗者から見た各方向を基準とする。また、以下に記載する上流側と下流側とは、排気ガスの流通方向の上流側と下流側とを夫々指す。

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る鞍乗車両１の車体後部の右側面図である。図１に示すように、鞍乗車両１は、一例として自動二輪車であって、車体フレーム２、走行用のエンジン３、オイルパン４、燃料タンク５、前記搭乗者が騎乗するシート６、ＥＣＵ７、スイングアーム８、後輪９、排気装置１０Ａを備える。また鞍乗車両１は、図示しない車体前部において、一対のフロントフォーク、前輪、ハンドル、カウル、及びヘッドランプを備える。

車体フレーム２は、メインフレーム部２ａとピボットフレーム部２ｂとを有する。メインフレーム部２ａは、車体の前後方向に延びている。ピボットフレーム部２ｂは、メインフレーム部２ａから下方に延びている。

エンジン３は、後輪９を回転駆動させるための駆動力を出力する。エンジン３は、前後方向に延びる車体の前後方向中央で車体フレーム２の下方に配置され、車体フレーム２に支持されている。本実施形態のエンジン３は、４つの気筒（＃１～＃４）を有する４気筒エンジンである。エンジン３の上部には、気筒ごとに排気ポート３ａが設けられている。４つの排気ポート３ａは、左右方向（即ち、車幅方向）に並ぶように配置される。エンジン３は、駆動時に排気ポート３ａから排気ガスを排出する。

オイルパン４は、エンジン３の内部を潤滑した潤滑油を貯留する。オイルパン４は、エンジン３の下方に配置されている。燃料タンク５は、エンジン３に供給する燃料を貯留する。燃料タンク５は、車体フレーム２の上方に配置され、車体フレーム２に支持されている。シート６は、車体フレーム２の上方で、燃料タンク５の後方に配置され、車体フレーム２に支持されている。

ＥＣＵ７は、一例として、燃料タンク５の下方で、車体フレーム２に支持されている。ＥＣＵ７は、各種センサで検出した検出結果に基づきエンジン３を制御する。ＥＣＵ７には、例えば後述する排気ガスセンサ３２～３４からの検出信号が送られる。

スイングアーム８は、前後方向に延びている。スイングアーム８の前端部は、ピボットフレーム部２ｂに軸支されている。スイングアーム８は、ピボットフレーム部２ｂに軸支された部分を中心に上下方向に揺動する。後輪９は、スイングアーム８の後端部に軸支されている。後輪９には、不図示の動力伝達機構を介して、エンジン３から出力される駆動力が伝達される。

排気装置１０Ａは、エンジン３の排気ポート３ａから排出された排気ガスを後方へと導く。排気装置１０Ａは、４つの排気管１１と、１つの集合管１２と、１つの排気マフラ１３とを有する。４つの排気管１１と、１つの集合管１２と、１つの排気マフラ１３とは、上流側から下流側に向かってこの順に連結されている。

４つの排気管１１の上流側端部１１ａは、４つの排気ポート３ａに夫々接続される。４つの排気管１１は、エンジン３の前側で、夫々エンジン３の４つの排気ポート３ａから下方に延びる。４つの排気管１１の下流側端部１１ｂに、集合管１２の上流側端部１２ａが接続されている。集合管１２は、鞍乗車両１の前後方向に延びており、集合管１２の下流側端部１２ｂに、排気マフラ１３が接続されている。排気マフラ１３は、エンジン３の排気音を消音する。

以下では、排気装置１０Ａのより詳細な構成について、図２～図５を参照しつつ説明する。図２は、排気装置１０Ａの左側面図であり、図３は、排気装置１０Ａの上面図である。なお、図２及び図３において、図の簡単化のため排気マフラ１３を省略する。また、図４は、図３に示す排気装置１０ＡのIV-IV矢視断面図であり、図５は、図３に示す排気装置１０ＡのV-V矢視断面図である。

図２及び図３に示すように、４つの排気管１１は、第１気筒（＃１）につながる第１排気管１１１、第２気筒（＃２）につながる第２排気管１１２、第３気筒（＃３）につながる第３排気管１１３、第４気筒（＃４）につながる第４排気管１１４を含む。図３に示すように、これら４つの排気管１１の上流側端部１１ａ（１１１ａ，１１２ａ，１１３ａ，１１４ａ）は、左右方向に並んだ４つの排気ポート３ａに対応して、左右方向に並ぶように配置される。

第１排気管１１１の下流側端部１１１ｂと第４排気管１１４の下流側端部１１４ｂとが、左右方向に並ぶように配置され、これらの下側にて、第２排気管１１２の下流側端部１１２ｂと第３排気管１１３の下流側端部１１３ｂとが、左右方向に並ぶように配置される。これら４つの排気管１１の下流側端部１１ｂ（１１１ｂ，１１２ｂ，１１３ｂ，１１４ｂ）は、集合管１２の上流側端部１２ａにつながる。

集合管１２は、上下方向に互いに対向する２つの部分合流管材２１，２２と、これら２つの部分合流管材２１，２２の下流側に設けられた全体合流管材２３を有する。部分合流管材２１，２２では、全排気管１１のうちの一部の排気管を流通した排気ガスが部分的に合流する。全体合流管材２３では、全排気管１１を流通した排気ガスが合流する。

図４に示すように、２つの部分合流管材２１，２２は、夫々、筒状に形成されており、その内方に部分領域Ｓ１，Ｓ２を形成する。即ち、集合管１２における排気ガスの流通空間の上流側の領域（より詳しくは全体合流管材２３の上流側端部より上流側の領域）は、上下方向に２つの部分領域Ｓ１，Ｓ２に分割されている。部分合流管材２１の上流側端部は、第１排気管１１１の下流側端部１１１ｂと第４排気管１１４の下流側端部１１４ｂの双方が嵌り込むように形成される。第１排気管１１１と第４排気管１１４の各々を流通した排気ガスは、部分領域Ｓ１にて合流する。部分合流管材２２の上流側端部は、第２排気管１１２の下流側端部１１２ｂと第３排気管１１３の下流側端部１１３ｂの双方が嵌り込むように形成される。第２排気管１１２と第３排気管１１３の各々を流通した排気ガスは、部分領域Ｓ２にて合流する。

全体合流管材２３は、筒状に形成されており、全体合流管材２３の上流側端部は、部分合流管材２１，２２の下流側端部の双方が嵌り込むように形成される。２つの部分合流管材２１，２２の下流側端部が全体合流管材２３の上流側端部に嵌り込むことで、２つの部分合流管材２１，２２の互いに上下方向に対向する外壁が接触した状態となる。２つの部分合流管材２１，２２は、この状態で、全体合流管材２３の上流側端部に接合されて固定される。

部分合流管材２１，２２の各々を流通した排気ガスは、全体合流管材２３の内方に形成された領域Ｓ３にて合流する。即ち、部分合流管材２１，２２の各々にて、４つの排気管１１のうちの２つを流通した排気ガスが合流し、全体合流管材２３にて、４つの排気管１１の全てを流通した排気ガスが合流する。

図２～図４に示すように、集合管１２の全体合流管材２３には、触媒３１が設けられている。触媒３１は、排気ガスと接触して排気ガスを浄化する。

また、全体合流管材２３における触媒３１より上流側部分には、気筒の数より少ない数である２つの排気ガスセンサ３２，３３が取り付けられている。本実施形態において、排気ガスセンサ３２，３３は、排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサである。排気ガスセンサ３２，３３は、夫々、長尺状であり、本体部３２ａ，３３ａと、酸素検出部３２ｂ，３３ｂを有する。

本体部３２ａ，３３ａは、軸状に形成されており、全体合流管材２３を貫通するように配置される。具体的には、全体合流管材２３には、右斜め上から排気ガスセンサ３２を挿通させるための挿通孔２３ａが設けられており、左斜め上から排気ガスセンサ３３を挿通させるための挿通孔２３ｂが設けられている。挿通孔２３ａ，２３ｂの内部には、夫々雌ネジ部が形成されている。本体部３２ａ，３３ａの外周面には、雄ネジ部が形成されている。本体部３２ａ，３３ａの雄ネジ部に挿通孔２３ａ，２３ｂの雌ネジ部が螺合されることで、本体部３２ａ，３３ａは、集合管１２から外部に斜め上方に突出した状態で全体合流管材２３に固定される。このように、排気ガスセンサ３２，３３を、夫々、集合管１２から外部に斜め上方に突出させることで、排気ガスセンサ３２，３３を地面に接触しにくくすることができる。なお、排気ガスセンサ３２，３３は、集合管１２から外部に斜め上方に突出していなくてもよく、例えば集合管１２から水平に突出していてもよい。

酸素検出部３２ｂ，３３ｂは、排気ガスの酸素濃度を検出する。酸素検出部３２ｂ，３３ｂは、本体部３２ａ，３３ａの軸方向一端に設けられている。本体部３２ａ，３３ａの軸方向他端からは、ＥＣＵ７に向けて不図示の配線が延びており、酸素検出部３２ｂ，３３ｂからは検出信号は、当該配線を介してＥＣＵ７に送られる。

図３及び図５に示すように、２つの酸素検出部３２ｂ，３３ｂは、排気ガスの流れ方向に垂直な同一の平面上に位置する。なお、図５は、２つの酸素検出部３２ｂ，３３ｂを通過する断面を視た矢視図を示している。図５に示すように、２つの酸素検出部３２ｂ，３３ｂは、排気ガスの流れ方向に垂直な断面視において、集合管１２内で互いに異なる位置にあるように配置される。具体的には、酸素検出部３２ｂは、４つの排気管１１のうち、主に第１排気管１１１と第２排気管１１２とから排出される排気ガスの酸素を検出するように配置されている。また、酸素検出部３３ｂは、４つの排気管１１のうち、主に第３排気管１１３と第４排気管１１４とから排出される排気ガスの酸素を検出するように配置される。

２つの酸素検出部３２ｂ，３３ｂの位置について、図６を参照して詳しく説明する。図６は、図５の断面図におけるガス分布の解析結果と酸素検出部３２ｂ，３３ｂの位置の関係を説明する図である。なお、図６には、排気ガスの流れ方向に垂直な断面視における、４つの排気管１１の下流側端部１１１ｂ，１１２ｂ，１１３ｂ，１１４ｂを破線で示す。

図６には、第１排気管１１１及び第２排気管１１２を流通した排気ガスの所定時間で平均した濃度が、同程度（即ち、各排気管１１１，１１２からの排気ガスの濃度差が所定の範囲内）である領域が、領域Ｒ１として示されている。領域Ｒ１において、第１排気管１１１及び第２排気管１１２を流通した排気ガスの所定時間で平均した濃度は、第３排気管１１３及び第４排気管１１４を流通した排気ガスの所定時間で平均した濃度に比べて高い。この領域Ｒ１に、排気ガスセンサ３２の酸素検出部３２ｂが位置付けられている。このように酸素検出部３２ｂを領域Ｒ１に位置付けることで、酸素検出部３２ｂは、４つの排気管１１のうち、主に第１排気管１１１と第２排気管１１２とから排出される排気ガスの酸素を検出する。

また、図６には、第３排気管１１３及び第４排気管１１４を流通した排気ガスの所定時間で平均した濃度が、同程度（即ち、各排気管１１３，１１４からの排気ガスの濃度差が所定の範囲内）である領域が、領域Ｒ２として示されている。領域Ｒ２において、第３排気管１１３及び第４排気管１１４を流通した排気ガスの所定時間で平均した濃度は、第１排気管１１１及び第２排気管１１２を流通した排気ガスの所定時間で平均した濃度に比べて高い。この領域Ｒ２に、排気ガスセンサ３３の酸素検出部３３ｂが位置付けられている。このように酸素検出部３３ｂを領域Ｒ２に位置付けることで、酸素検出部３３ｂは、４つの排気管１１のうち、主に第３排気管１１３と第４排気管１１４とから排出される排気ガスの酸素を検出する。

また、図１～図４に示すように、全体合流管材２３における触媒３１より下流側部分には、１つの排気ガスセンサ３４が取り付けられている。排気ガスセンサ３４も、排気ガスセンサ３２，３３と同様に、排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサであり、軸状に形成された本体部３４ａと、本体部３４ａの軸方向一端に設けられた酸素検出部３４ｂを有する。

本体部３４ａは、軸状に形成されており、全体合流管材２３を貫通するように配置される。具体的には、全体合流管材２３には、右斜め上から排気ガスセンサ３４を挿通させるための挿通孔２３ｃが設けられており、挿通孔２３ｃの内部には、雌ネジ部が形成されている。本体部３４ａの外周面には、雄ネジ部が形成されている。本体部３４ａの雄ネジ部に挿通孔２３ｃの雌ネジ部が螺合されることで、本体部３４ａは、集合管１２から外部に斜め上方に突出した状態で全体合流管材２３に固定される。また、酸素検出部３４ｂからは検出信号が、本体部３４ａの軸方向他端からＥＣＵ７に向けて延びる不図示の配線を介して、ＥＣＵ７に送られる。

次に、排気ガスセンサ３２～３４からの検出信号に基づくＥＣＵ７によるエンジン制御の一例を説明する。上述したように、排気ガスセンサ３２は、主に第１排気管１１１と第２排気管１１２とから排出される排気ガスの酸素濃度を検出し、排気ガスセンサ３３は、主に第３排気管１１３と第４排気管１１４とから排出される排気ガスの酸素濃度を検出する。ＥＣＵ７は、排気ガスセンサ３２，３３により検出された酸素濃度を平均することにより、４つの排気管１１から排出された排気ガスに含まれる酸素濃度の平均値を算出する。ＥＣＵ７は、算出した酸素濃度の平均値から、４つの気筒（＃１～＃４）の燃焼室における空燃比を推定する。ＥＣＵ７は、推定した空燃比が理論空燃比に近づくよう、各燃焼室への燃料噴射量を制御する。

また、ＥＣＵ７は、算出した酸素濃度の平均値と、排気ガスセンサ３４により検出された酸素濃度とを比較することで、触媒３１の浄化率が基準値以上にあるか否かを判定する。ＥＣＵ７は、触媒３１の浄化率が基準値以上にないと判定した場合、触媒３１の交換が必要であることを報知する。

但し、ＥＣＵ７による上述のエンジン制御は、一例にすぎない。例えば、ＥＣＵ７は、排気ガスセンサ３２，３３にて検出された酸素濃度を平均した値を算出しなくてもよい。例えば、排気ガスセンサ３２，３３にて検出された酸素濃度を単純平均した値を算出する代わりに、酸素検出部３２ｂ，３３ｂの位置で検出される各排気管を流通した排気ガスの濃度などを考慮して、排気ガスセンサ３２，３３にて検出された酸素濃度を重み付け平均した値を算出し、４つの気筒（＃１～＃４）の燃焼室における空燃比の推定に用いてもよい。

あるいは、例えば、ＥＣＵ７は、第１気筒（＃１）及び第２気筒（＃２）の各燃焼室と、第３気筒（＃３）及び第４気筒（＃４）の各燃焼室とで、燃料噴射量の制御を分けて行ってもよい。具体的には、ＥＣＵ７は、排気ガスセンサ３２により検出された酸素濃度から、４つの気筒のうち、第１気筒（＃１）と第２気筒（＃２）の燃焼室における空燃比を推定してもよい。そして、ＥＣＵ７は、推定した空燃比が理論空燃比に近づくよう、第１気筒（＃１）と第２気筒（＃２）の各燃焼室への燃料噴射量を制御してもよい。同様に、ＥＣＵ７は、排気ガスセンサ３３により検出された酸素濃度から、４つの気筒のうち、第３気筒（＃３）と第４気筒（＃４）の燃焼室における空燃比を推定してもよい。そして、ＥＣＵ７は、推定した空燃比が理論空燃比に近づくよう、第３気筒（＃３）と第４気筒（＃４）の各燃焼室への燃料噴射量を制御してもよい。

以上に説明したように、本実施形態に係る鞍乗車両１によれば、複数の排気ガスセンサ３２，３３の酸素検出部３２ｂ，３３ｂが、排気ガスの流れ方向に垂直な断面視において、集合管１２内で互いに異なる位置にあるように配置される。このため、例えば、排気ガスセンサ３２が、４つの気筒のうち、第１気筒（＃１）と第２気筒（＃２）から排出された排気ガスの酸素濃度を主に検出し、排気ガスセンサ３３が、残りの気筒である第３気筒（＃３）と第４気筒（＃４）から排出された排気ガスの酸素濃度を主に検出する。これら排気ガスセンサ３２，３３の検出結果をエンジン制御に利用することで、一部の気筒からの排気ガスに基づくエンジン制御を避けることができ、エンジン制御性能を高めることができる。

ところで、４つの排気管１１の各々に排気ガスセンサを設けた場合、全ての気筒（＃１～＃４）からの排気ガスの酸素濃度を個別に検出することができる。しかし、この場合、気筒数と同じ数の４つの排気ガスセンサが必要となり、全体として生産コストが増大する。本実施形態では、触媒３１より上流側に位置する排気ガスセンサ３２，３３の数（即ち、２つ）が、気筒の数（即ち、４つ）より少ない数としているため、生産コストを抑えることができる。

また、本実施形態では、排気ガスセンサ３２，３３の酸素検出部３２ｂ，３３ｂは、排気ガスの流れ方向に垂直な同一の平面上に位置する。集合管１２の上流側端部１２ａ（即ち、排気ガスの合流箇所）からの距離に応じて、各気筒から排出された排気ガスの混ざり合いの程度が異なる。この構成によれば、各気筒からの排気ガスの合流箇所から各酸素検出部３２ｂ，３３ｂまでの距離が同程度となるため、各酸素検出部３２ｂ，３３ｂの検出条件を互いに揃えることができる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る鞍乗車両１の排気装置１０Ｂについて、図７～図１０を参照しつつ説明する。図７は、排気装置１０Ｂの左側面図であり、図８は、排気装置１０Ｂの上面図である。なお、図７及び図８において、図の簡単化のため排気マフラ１３を省略する。また、図９は、図７に示す排気装置１０ＢのIX-IX矢視断面図であり、図１０は、図８に示す排気装置１０ＢのX-X矢視断面図である。なお、本実施形態において、第１実施形態と同一構成要素には同一符号を付し、重複した説明は省略する。

第１実施形態では、集合管１２が上下方向に互いに対向する２つの部分合流管材２１，２２を有していたが、本実施形態では、図７及び図８に示すように、集合管１２が、部分合流管材２１，２２の代わりに、左右方向に互いに対向する２つの部分合流管材４１，４２を有する。第２実施形態におけるその他の構成は、第１実施形態と同様である。

図４に示すように、２つの部分合流管材４１，４２は、夫々、筒状に形成されており、その内方に部分領域Ｓ４，Ｓ５を形成する。即ち、集合管１２における排気ガスの流通空間の上流側の領域（より詳しくは全体合流管材２３の上流側端部より上流側の領域）は、左右方向に２つの部分領域Ｓ４，Ｓ５に分割されている。部分合流管材４１の上流側端部は、第１排気管１１１の下流側端部１１１ｂと第２排気管１１２の下流側端部１１２ｂの双方が嵌り込むように形成される。第１排気管１１１と第２排気管１１２の各々を流通した排気ガスは、部分領域Ｓ４にて合流する。部分合流管材４２の上流側端部は、第３排気管１１３の下流側端部１１３ｂと第４排気管１１４の下流側端部１１４ｂの双方が嵌り込むように形成される。第３排気管１１３と第４排気管１１４の各々を流通した排気ガスは、部分領域Ｓ５にて合流する。

全体合流管材２３は、筒状に形成されており、全体合流管材２３の上流側端部は、部分合流管材４１，４２の下流側端部の双方が嵌り込むように形成される。２つの部分合流管材４１，４２の下流側端部が全体合流管材２３の上流側端部に嵌り込むことで、２つの部分合流管材４１，４２の互いに左右方向に対向する外壁が接触した状態となる。２つの部分合流管材４１，４２は、この状態で、全体合流管材２３の上流側端部に接合されて固定される。

ここで、部分合流管材４１，４２の互いに対向する外壁は、集合管１２の上流側端部１２ａから排気ガスの流れ方向に沿って延び、排気ガスセンサ３２，３３の数と同じ２つの部分領域Ｓ４，Ｓ５に仕切る仕切壁Ｗとして機能する。図１０に示すように、排気ガスの流れ方向に垂直な集合管１２の断面視において、酸素検出部３２ｂは部分領域Ｓ４に重なり、酸素検出部３３ｂは部分領域Ｓ５に重なる。

本実施形態でも、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、本実施形態では、排気ガスの流れ方向に垂直な集合管１２の断面視において、酸素検出部３２ｂ，３３ｂは、仕切壁Ｗに仕切られた部分領域Ｓ４，Ｓ５に夫々重なる。このため、部分領域Ｓ４に流入した排気ガスを、仕切壁Ｗにより酸素検出部３２ｂに向かうよう案内することができ、部分領域Ｓ５に流入した排気ガスを、仕切壁Ｗにより酸素検出部３３ｂに向かうよう案内することができる。従って、酸素検出部３２ｂは、第１排気管１１１と第２排気管１１２とから排出される排気ガスの酸素を精度良く検出することができ、酸素検出部３３ｂは、第３排気管１１３と第４排気管１１４とから排出される排気ガスの酸素を精度良く検出することができる。

さらに、部分合流管材４１，４２の外壁が、集合管１２により形成される排気ガスの流通空間の上流側領域を複数の部分領域Ｓ４，Ｓ５に仕切る仕切壁Ｗとして機能するため、仕切壁Ｗを有する集合管１２を容易に製造できる。また、２つの部分合流管材４１，４２の互いに左右方向に対向する外壁が接触した状態で、全体合流管材２３の上流側端部に固定されるため、集合管１２をコンパクトにすることができる。

＜その他の実施形態＞
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

例えば、上記の第１及び第２実施形態では、走行用のエンジン３が４つの気筒を有し、集合管１２における触媒３１より上流側部分に２つの排気ガスセンサ３２，３３が取り付けられていたが、本発明はこれに限定されない。本発明の鞍乗車両が有する走行用のエンジン３の気筒の数（言い換えれば、エンジン３につながる排気管の数）は３つ以上であればよく、また、集合管１２における触媒３１より上流側部分に取り付けられる排気ガスセンサの数は、気筒の数より少ない数であればよい。

また、２つの酸素検出部３２ｂ，３３ｂは、排気ガスの流れ方向に垂直な同一の平面上に位置していたが、集合管１２における触媒３１より上流側部分に取り付けられる排気ガスセンサは、排気ガスの流れ方向に垂直な同一の平面上になくてもよい。例えば、酸素検出部３２ｂ，３３ｂの一方は、酸素検出部３２ｂ，３３ｂの他方よりも、排気ガスの流れ方向における上流側に位置してもよい。

また、第１実施形態における酸素検出部３２ｂ，３３ｂの位置は、図５及び図６に示した位置に限定されない。

例えば、図１１に示すように、軸方向の長さが互いに異なる排気ガスセンサ３５，３６を用いて、酸素検出部３５ｂが、４つの排気管１１のうち上側に位置する第１排気管１１１と第４排気管１１４からの排気ガスの酸素を主に検出し、酸素検出部３６ｂが、４つの排気管１１のうち下側に位置する第２排気管１１２と第３排気管１１３からの排気ガスの酸素を主に検出するように配置してもよい。なお、図１１には、第１排気管１１１及び第４排気管１１４を流通した排気ガスの所定時間で平均した濃度が、同程度である領域が、領域Ｒ３として示されており、第２排気管１１２及び第３排気管１１３を流通した排気ガスの所定時間で平均した濃度が、同程度である領域が、領域Ｒ４として示されている。そして、領域Ｒ３に、排気ガスセンサ３５の酸素検出部３５ｂが位置付けられており、領域Ｒ４に、排気ガスセンサ３６の酸素検出部３６ｂが位置付けられている。

図１１に示すように酸素検出部３５ｂ，３６ｂを位置づける場合、排気ガスの流れ方向に垂直な集合管１２の断面視において、酸素検出部３５ｂは部分領域Ｓ１に重なり、酸素検出部３６ｂは部分領域Ｓ２に重なる。このため、部分合流管材２１，２２の外壁が、部分領域Ｓ１，Ｓ２に流入した排気ガスを夫々対応する酸素検出部３５ｂ，３６ｂに向かうよう案内する仕切壁Ｗとして機能し、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。但し、排気ガスセンサは、集合管１２における排気ガスの流通を邪魔しないよう、上記実施形態のように、集合管１２の壁部から酸素検出部までの距離はできるだけ短くすることが好ましい。

また、第２実施形態において、２つの酸素検出部３２ｂ，３３ｂは、排気ガスの流れ方向における仕切壁Ｗの下流側端部よりも下流側に配置されたが、排気ガスの流れ方向における仕切壁Ｗの下流側端部よりも上流側に配置されてもよい。言い換えれば、２つの排気ガスセンサ３２，３３は、全体合流管材２３の代わりに、部分合流管材４１，４２に夫々取り付けられていてもよい。この場合、２つの排気ガスセンサ３２，３３が、互いに異なる気筒からの排気ガスの特性を検出することを確実にする。

また、触媒３１は、集合管１２になくてもよく、複数の排気管１１の下流側端部より下流に設けられていればよい。また、排気ガスセンサ３２～３４は、酸素センサでなくてもよく、例えば、排気ガスセンサは、排気ガス中の酸素以外の成分を検出するセンサや、排気ガスの温度を検出する排気温度センサなど、排気ガスの特性を検出するものであればよい。

また、上記の第１及び第２実施形態では、集合管１２が２つの部分合流管材２１，２２（又は４１，４２）と１つの全体合流管材２３を有していたが、本発明における集合管の構成はこれに限定されない。例えば、集合管１２は、部分合流管材を有さなくてもよく、全ての排気管の下流側端部が、全体合流管材の上流側端部に直接接続されていてもよい。この場合、全体合流管材の内方に、当該全体合流管材の上流側端部から排気ガスの流れ方向に沿って延び、当該全体合流管材の排気ガスの流通空間の上流側領域を２つの部分領域に仕切る板状部材が設けられてもよい。この場合、当該板状部材は、本発明の仕切壁に相当する。板状部材は、全体合流管材の上流側端部から排気ガスセンサまで延びていてもよいし、延びていなくてもよい。

鞍乗車両の一例として、自動二輪車を例示したが、本発明は、自動二輪車以外の鞍乗車両（例えば自動三輪車、四輪バギー車）にも適用可能である。

１ ：鞍乗車両
３ ：エンジン
１１ ：排気管
１１１ ：第１排気管
１１２ ：第２排気管
１１３ ：第３排気管
１１４ ：第４排気管
１２ ：集合管
１３ ：排気マフラ
２１ ：部分合流管材
２２ ：部分合流管材
２３ ：全体合流管材
３１ ：触媒
３２ ：排気ガスセンサ
３２ａ ：本体部
３２ｂ ：酸素検出部（検出部）
３３ ：排気ガスセンサ
３３ａ ：本体部
３３ｂ ：酸素検出部（検出部）

Claims (7)

1. ３つ以上の気筒を有する走行用のエンジンと、
   前記３つ以上の気筒に夫々つながる複数の排気管と、
   前記複数の排気管の下流側端部に接続し、前記複数の排気管の各々を流通した排気ガスが合流する集合管と、
   前記複数の排気管の前記下流側端部より下流に設けられた、排気ガスと接触して排気ガスを浄化する触媒と、
   前記集合管を貫通するように配置された軸状の本体部と、前記本体部の軸方向一端に設けられた、排気ガスの特性を検出する検出部とを夫々有する、前記集合管における前記触媒より上流側部分に取り付けられた複数の排気ガスセンサと、を備え、
   前記複数の排気ガスセンサの数は、前記気筒の数より少ない数であり、
   前記複数の排気ガスセンサの検出部は、排気ガスの流れ方向に垂直な断面視において、前記集合管内で互いに異なる位置にあるように配置され、
   前記複数の排気ガスセンサの本体部は、夫々、前記集合管から外部に斜め上方に突出した状態で前記集合管に固定されており、
   前記複数の排気ガスセンサの本体部の上端部が、前記集合管における前記複数の排気ガスセンサが取り付けられた部分より上流側部分の最上端より下方に位置する、鞍乗車両。
2. 前記複数の排気ガスセンサの検出部は、排気ガスの流れ方向に垂直な同一の平面上に位置する、請求項１に記載の鞍乗車両。
3. 前記気筒の数は、４つ以上であり、
   前記集合管は、その上流側端部から排気ガスの流れ方向に沿って延びる仕切壁を含み、
   前記仕切壁は、前記集合管により形成される排気ガスの流通空間の上流側領域を、前記複数の排気ガスセンサと同じ数の複数の部分領域に仕切り、
   前記部分領域の各々には、前記複数の排気管のうちの少なくとも２つから排気ガスが流入し、
   排気ガスの流れ方向に垂直な前記集合管の断面視において、前記複数の排気ガスセンサの検出部は、夫々、互いに異なる前記部分領域に重なる、請求項１又は２に記載の鞍乗車両。
4. 前記複数の排気ガスセンサの検出部は、排気ガスの流れ方向における前記仕切壁の下流側端部よりも上流側に配置される、請求項３に記載の鞍乗車両。
5. 前記排気ガスセンサの数は２つであり、
   前記集合管は、前記鞍乗車両の前後方向に延びており、
   前記仕切壁は、前記流通空間の上流側領域を、前記鞍乗車両の左右方向に２つの部分領域に分割し、
   ２つの前記排気ガスセンサは、夫々、前記集合管から外部に斜め上方に突出する、請求項３又は４に記載の鞍乗車両。
6. 前記集合管は、
   夫々前記部分領域を形成し、夫々前記複数の排気管のうちの少なくとも２つから排気ガスが流入される複数の部分合流管材と、
   前記触媒が設けられた、前記複数の部分合流管材を流通する排気ガスが合流する全体合流管材と、を有する、請求項３～５のいずれか１項に記載の鞍乗車両。
7. 前記複数の部分合流管材の互いに対向する外壁は、互いに接触する部分を有する、請求項６に記載の鞍乗車両。
   

Images