WO2023190226A1 - 鞍乗型車両 - Google Patents

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WO2023190226A1
WO2023190226A1 PCT/JP2023/011969 JP2023011969W WO2023190226A1 WO 2023190226 A1 WO2023190226 A1 WO 2023190226A1 JP 2023011969 W JP2023011969 W JP 2023011969W WO 2023190226 A1 WO2023190226 A1 WO 2023190226A1
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WO
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exhaust
pipe
pipes
exhaust gas
engine
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Application number
PCT/JP2023/011969
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English (en)
French (fr)
Inventor
弘志 間平
卓也 大塚
Original Assignee
本田技研工業株式会社
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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M7/00—Motorcycles characterised by position of motor or engine
    • B62M7/02—Motorcycles characterised by position of motor or engine with engine between front and rear wheels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01N13/08—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
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    • F01N13/10—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of exhaust manifolds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Definitions

  • the present invention relates to a straddle-type vehicle such as a motorcycle equipped with an internal combustion engine.
  • the motorcycle of Patent Document 1 includes a plurality of exhaust pipes connected to the exhaust ports of each cylinder of a multi-cylinder engine, a connecting pipe connecting pairs of exhaust pipes via a communication hole, and a and a radiator placed in the front.
  • the engine disclosed in Patent Document 1 has four cylinders, and the cylinder arrangement is such that the first cylinder, the second cylinder, the third cylinder, and the fourth cylinder are lined up in series from left to right.
  • the exhaust pipe of the No. 1 cylinder and the exhaust pipe of the No. 2 cylinder merge at the merging point, and the exhaust pipe of the No. 3 cylinder and the exhaust pipe of the No.
  • the connecting pipe includes a first connecting pipe that connects the exhaust pipes of the first cylinder and the fourth cylinder, and a second connecting pipe that connects the exhaust pipes of the second cylinder and the third cylinder.
  • the tube is arranged above the second connecting tube.
  • Patent Document 1 in the motorcycle of Patent Document 1 as well, it is desired that an exhaust purifying catalyst be disposed in the exhaust passage of the internal combustion engine, but Patent Document 1 does not contain any description regarding this.
  • an exhaust gas purification catalyst when an exhaust gas purification catalyst is provided, it is desirable that an exhaust gas sensor such as an oxygen sensor be provided upstream thereof to perform fuel injection control, for example.
  • an exhaust gas sensor such as an oxygen sensor
  • An object of the present invention is to install an exhaust gas sensor upstream of an exhaust purification catalyst while ensuring sufficient protection performance of the exhaust gas sensor in an internal combustion engine having a plurality of cylinders mounted on a straddle-type vehicle such as a motorcycle, for example.
  • the object of the present invention is to provide a configuration that allows suitable arrangement of the device.
  • one aspect of the present invention is to A straddle-type vehicle equipped with an internal combustion engine having multiple cylinders, a collective exhaust pipe in which multiple exhaust pipes connected to the exhaust port of each cylinder gather; an exhaust purification catalyst disposed downstream of the collective exhaust pipe; an exhaust gas sensor provided upstream of the exhaust purification catalyst, each of the plurality of exhaust pipes extending from the corresponding exhaust port located above the crankshaft of the internal combustion engine, The catalyst is disposed below the crankshaft and at a position overlapping with the crankshaft of the internal combustion engine in the longitudinal direction of the vehicle, A straddle-type vehicle is provided, wherein at least a portion of the exhaust gas sensor is provided so as to extend in a region between the plurality of exhaust pipes and the engine body of the internal combustion engine.
  • the exhaust gas sensor can be placed by effectively utilizing the area between the plurality of exhaust pipes and the engine body, and the exhaust gas sensor can be placed so as to be hidden behind the exhaust pipe. I can do it. This makes it possible to protect the exhaust gas sensor from, for example, stones thrown up by the front wheels. In this way, in an internal combustion engine having multiple cylinders mounted on a saddle-type vehicle, it is possible to suitably arrange the exhaust gas sensor upstream of the exhaust purification catalyst while ensuring sufficient protection performance of the exhaust gas sensor. It becomes possible.
  • the exhaust gas sensor is arranged in the collective exhaust pipe. According to this configuration, it is possible to use the exhaust gas sensor to sense exhaust gas that is a mixture of exhaust gas discharged from each exhaust pipe within the collective exhaust pipe, thereby improving the detection accuracy of the exhaust gas sensor. I can do it.
  • the two collective exhaust pipes are provided upstream of the catalyst, and the two collective exhaust pipes at least partially overlap in a side view of the vehicle.
  • the collecting portion of the exhaust pipes can be arranged compactly.
  • the exhaust gas sensor is disposed in each of the two collective exhaust pipes, and the two exhaust gas sensors are disposed facing in the same direction in the vehicle width direction. According to this configuration, it is possible to prevent mutual interference when assembling the two exhaust gas sensors, and it is possible to improve the efficiency of assembling them.
  • the exhaust gas sensor is subjected to exhaust purification while ensuring sufficient protection performance of the exhaust gas sensor. This makes it possible to suitably arrange the catalyst on the upstream side of the catalyst.
  • FIG. 1 is a left side view of a motorcycle, which is a straddle-type vehicle, according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a left side view of the motorcycle shown in FIG. 1 with a part of the body cover removed and a part of the motorcycle shown in cross section.
  • 3 is a side view of an exhaust system for an internal combustion engine mounted on the motorcycle shown in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a perspective view of the upstream portion of the exhaust system of FIG. 3.
  • FIG. 5 is a bottom view of a portion of the exhaust system 46 shown in FIG. 3, viewed from below the motorcycle.
  • FIG. 6 is a front view of a portion of the exhaust system shown in FIG. 3, viewed from the front of the vehicle.
  • FIG. 7 is a front view of the motorcycle of FIG.
  • FIG. 8 is an enlarged view of a portion of the left side view of the motorcycle shown in FIG. 1.
  • FIG. 9 is a perspective view of a portion of the exhaust system of FIG. 3.
  • FIG. 10 is a perspective view of a portion of a modification of the exhaust device of FIG. 3.
  • the up, down, front, back, left, and right directions of the vehicle body are defined based on the line of sight of the driver riding the motorcycle 10.
  • the upper side in the vertical direction is marked with the code "UP”, the lower side with the code "DW”, the front side in the longitudinal direction of the vehicle with the code "FR”, and the rear side with the code "RR”.
  • the symbol “RH” is used for the right side in the vehicle width direction, and the symbol “LH” is used for the left side.
  • FIG. 1 shows a left side view of a motorcycle 10 that is a straddle-type vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • the motorcycle 10 includes a body frame 12 and a body cover 13 attached to the body frame 12.
  • the vehicle body cover 13 covers the fuel tank 15 supported by the vehicle body frame 12 behind the head pipe section 14, and is continuous from the lower end of the tank cover 18 with a tank cover 18 connected to the seat 17 at the rear of the fuel tank 15. It has a side cover 19. Note that fuel is stored in the fuel tank 15.
  • passengers including the driver straddle the seat 17.
  • a front fork 27 is supported on the head pipe portion 14 so as to be steerable.
  • a front wheel WF is rotatably supported by the front fork 27 around an axle 28.
  • a steering handle 29 is coupled to the upper end of the front fork 27. When driving the motorcycle 10, the driver grasps grips at the left and right ends of the steering handle 29.
  • a swing arm 32 is connected to the vehicle body frame 12 at the rear of the vehicle so as to be able to swing up and down about a pivot 31.
  • a rear wheel WR is rotatably supported at the rear end of the swing arm 32 around an axle 33.
  • An internal combustion engine (hereinafter referred to as engine) 34 that generates power by burning fuel supplied from a fuel tank 15 is mounted on the vehicle body frame 12 between the front wheels WF and the rear wheels WR. The power of the engine 34 is transmitted to the rear wheel WR via a transmission device.
  • the vehicle body frame 12 includes the aforementioned head pipe section 14, a main frame section extending backward from the head pipe section 14, and a seat frame section extending rearward in a substantially horizontal direction from the main frame section and supporting the seat 17 from below. and a rear frame portion coupled to the seat frame portion, but a detailed explanation thereof will be omitted here.
  • FIG. 2 shows a left side view of the motorcycle 10 with part of the body cover 13 removed and a part of the motorcycle 10 shown in cross section.
  • the engine body 34B of the engine 34 is disposed below the aforementioned main frame and connected to the main frame.
  • the engine body 34B is coupled from above to a crankcase 36 that supports a crankshaft 35 rotatably around a rotational axis 35A, and guides linear reciprocating motion of a piston 37 on a cylinder axis C that stands diagonally forward.
  • a cylinder block 38 that partitions the cylinders; a cylinder head 39 that is connected to the cylinder block 38 from above and supports a valve train 39a; and a cylinder head 39 that is connected to the upper end of the cylinder head 39 and that supports a valve train 39a on the cylinder head 39.
  • a head cover 41 that covers the head cover 41 is provided.
  • the crankcase 36 houses a transmission that is connected to the crankshaft 35 and outputs the power of the crankshaft 35 at a specified gear ratio.
  • the transmission is arranged behind the crankshaft 35.
  • the engine body 34B of the engine 34 includes an intake device that supplies air-fuel mixture toward the engine body 34B, and an exhaust device 46 that discharges exhaust gas from the engine body 34B toward the rear of the vehicle. are connected.
  • the intake device is coupled to the rear wall of the cylinder head 39, and defines an intake passage together with the intake port 39b of the cylinder head 39.
  • the intake device includes a throttle body that adjusts the flow rate of air flowing to the intake port 39b of the cylinder head 39 by the function of a throttle valve, and an air cleaner that purifies the outside air supplied to the engine 34.
  • a fuel injection valve is also provided that faces the intake port 39b of the cylinder head 39 and injects fuel.
  • FIG. 3 shows a side view of the exhaust device 46.
  • the exhaust device 46 is shown in the attitude when mounted on the motorcycle 10.
  • FIG. 4 shows a perspective view of the upstream side portion of the exhaust device 46.
  • the cover member 44 in FIGS. 3 and 4 is provided on the right side of the motorcycle 10 to protect the driver from the heat of the exhaust gas.
  • FIG. 5 shows a bottom view of a portion of the exhaust system 46 viewed from below the motorcycle 10. In FIG. 5, rough outlines of the wheels WF, WR and the motorcycle 10 are shown to make it easier to understand the arrangement of the exhaust device 46 in the motorcycle 10, and illustration of a communication pipe to be described later is omitted.
  • FIG. 6 shows a front view of a part of the exhaust system 46 shown in FIG. 3 as seen from the front of the vehicle.
  • the exhaust device 46 is coupled to the front wall of the cylinder head 39 and defines an exhaust passage 50 together with the exhaust port 39c of the cylinder head 39.
  • the exhaust device 46 is arranged in the motorcycle 10 so as to pass under the engine body 34B and extend rearward.
  • the exhaust device 46 includes, in order from the upstream side in the exhaust passage 50, a purification device 54 that includes an exhaust purification catalyst 54a, and a muffler 56 that has a muffler function for the engine 34 and is provided downstream of the purification device 54.
  • the engine main body 34B is provided on the vehicle body frame 12 so that the front wall of the cylinder head 39 faces forward in the longitudinal direction of the vehicle and diagonally downward.
  • the engine 34 is an internal combustion engine having a plurality of cylinders, and more specifically, an in-line four-cylinder water-cooled engine.
  • the cylinder arrangement of the engine 34 is assumed to be a first (#1) cylinder, a second (#2) cylinder, a third (#3) cylinder, and a fourth (#4) cylinder from left to right.
  • the ignition order by the spark plugs provided facing the combustion chamber 58 of each cylinder is the order of #1 cylinder, #2 cylinder, #4 cylinder, and #3 cylinder (1-2-4-3 order).
  • a control device such as the engine 34, that is, an ECU (engine control unit) has a configuration as a computer. That is, the ECU includes a processor (eg, CPU) and memory (eg, ROM, RAM). Output signals from various sensors are input to the ECU. For example, engine load sensors such as an engine speed sensor and a throttle opening sensor are connected to the ECU. The ECU analyzes the operating state based on inputs from these sensors, and controls the operation of, for example, a fuel injection valve, a spark plug, and a throttle valve based on the analyzed operating state. Note that the throttle valve is not limited to an electronically controlled type, and may be provided with a mechanically operated type.
  • the ECU also includes an exhaust gas sensor 60 provided upstream of the purification device 54 including the exhaust purification catalyst 54a, an exhaust gas sensor 62 provided downstream of the purification device 54 provided with the exhaust purification catalyst 54a, etc. is also connected.
  • the ECU performs correction control of fuel injection control based on the operating state, for example, based on inputs from the exhaust gas sensors 60 and 62.
  • the exhaust gas sensors 60 and 62 are each oxygen sensors, but may also be air-fuel ratio (A/F) sensors, for example. Other components such as a brake operating section are also connected to the ECU.
  • An exhaust control valve 64 is provided downstream of the purification device 54, and the operation of this exhaust control valve 64 is also controlled by the ECU here.
  • the engine 34 is a water-cooled engine, and a water jacket is formed around the cylinder block so that cooling water circulates, and a heat exchanger is provided to cool the cooling water fed to the water jacket.
  • a radiator 66 is provided.
  • the radiator 66 is disposed in front of the engine 34, and as shown in FIG. 1, is disposed between the front wheel WF and the engine body 34B in the longitudinal direction of the vehicle.
  • the upper part of the radiator 66 is connected to the vehicle body frame 12 via a bracket, and the lower part of the radiator 66 is connected to the cylinder block 38 via another bracket, and is supported thereby.
  • a fan is attached to the rear side of the radiator 66 so as to be located substantially in front of the cylinder head 38.
  • the exhaust device 46 includes a plurality of exhaust pipes 68 connected to the exhaust port 39c of each cylinder, a collective exhaust pipe 70 where these exhaust pipes 68 are collected, and an exhaust gas purifying pipe disposed downstream of the collective exhaust pipe 70.
  • the purification device 54 includes a catalyst 54a, a downstream exhaust pipe 72 connected to the downstream side of the purification device 54, and a muffler 56 connected to the downstream side of the downstream exhaust pipe 72.
  • four exhaust pipes 68 are provided. Two adjacent exhaust pipes 68 among the four exhaust pipes 68 are connected to a corresponding collective exhaust pipe 70, and this collective exhaust pipe 70 is connected to the purifier 54. That is, as shown in FIG.
  • the exhaust pipe 68a of the #1 cylinder and the exhaust pipe 68b of the #2 cylinder are connected to the first collective exhaust pipe 70a
  • the exhaust pipe 68c of the #3 cylinder and the exhaust pipe of the #4 cylinder are connected to the first collective exhaust pipe 70a
  • 68d is connected to the second collective exhaust pipe 70b
  • these collective exhaust pipes 70a and 70b are connected to the purifier 54.
  • the two exhaust pipes 70a and 70b on the upstream side of the purification device 54 including the exhaust purification catalyst 54a are placed next to each other in the vehicle width direction and are substantially integrated.
  • Each of the plurality of exhaust pipes 68 is connected to the front wall of the engine body 34B, extends diagonally forward and downward from the front wall, then curves rearward, and is shaped to face downward of the engine body 34B. It is.
  • Each of the plurality of exhaust pipes 68 is provided to extend from a corresponding exhaust port 39c located above the crankshaft 35 of the engine 34. Then, the plurality of exhaust pipes 68 are connected to a collective exhaust pipe 70 to gather together.
  • the collective exhaust pipe 70 is connected to a purification device 54 located below the engine body 34B.
  • the downstream exhaust pipe 72 further extends rearward, curves to the right in the vehicle width direction, extends upward on the right side of the vehicle body, extends rearward, and connects to the muffler 56.
  • the exhaust gas discharged from the combustion chamber 58 to the exhaust port 39c of the cylinder head of the engine body 34B of the engine 34 passes through the exhaust device 46 and is discharged through the exhaust outlet on the downstream side of the muffler 56.
  • the purifying device 54 is positioned below the crankshaft 35 of the engine 34.
  • the purifier 54 when defining a central imaginary plane IS extending in the front-rear direction of the motorcycle 10, the purifier 54 is provided so as to intersect with the central imaginary plane IS and extend in the front-rear direction.
  • the central virtual plane IS is substantially perpendicular to the crankshaft 35 and the axles 28 and 33, and approximately bisects each of the front wheel WF and the rear wheel WR.
  • each of the exhaust pipes 68 is curved so as to be convex toward the front of the vehicle.
  • Each of the plurality of exhaust pipes 68 is curved between the corresponding exhaust port 39c and the collective exhaust pipe 70 so that the plurality of exhaust pipes 68 widen in the vehicle width direction.
  • the four exhaust pipes 68 are curved to widen in the vehicle width direction.
  • This flare of the exhaust pipes 68 is designed to space the exhaust pipes 68 apart from each other. Therefore, in FIG. 7, which is a front view of the motorcycle 10 seen from the front with part of the body cover 13 removed, parts of the exhaust pipes 68a and 68d on both sides are exposed.
  • FIG. 8 shows an enlarged view of a portion of the left side view of the motorcycle 10 in FIG. 1.
  • a line L1 that extends vertically perpendicular to the longitudinal direction of the vehicle and passes through the rotational axis 35A of the crankshaft 35, a line L2 that passes through the rotational axis 35A and approximately the center 39d of the exhaust port 39c, and a line parallel to the line L1.
  • a line L3 is a tangent that touches the exhaust pipe 68a at a contact point L3a, and a line L4 passing through the intersection L4a of the longitudinal axis 54L of the purifier 54 and the line L1 and the above-mentioned contact L3a. Pull.
  • FIG. 8 is a view of the motorcycle 10 viewed from the left side in the vehicle width direction
  • the line L1 and the line L3 are orthogonal to the vehicle longitudinal direction.
  • the line L3 may be a line that is parallel to the line L1 and passes through the inflection point of the exhaust pipe 68a in FIGS. It is preferable that the line passes through an intersection L4a between the longitudinal axis 54L and the line L1.
  • the line L1 intersects the purification device 54 equipped with the exhaust purification catalyst 54a. That is, the exhaust purification catalyst 54a is disposed below the crankshaft 35 and at a position overlapping the crankshaft 35 of the engine 34 in the longitudinal direction of the motorcycle 10.
  • the exhaust gas sensor 60 on the upstream side of the purification device 54 including the exhaust purification catalyst 54a is provided in each of the collective exhaust pipes 70, and is located in the area shown in FIG. 8 surrounded by the four lines L1, L2, L3, and L4. Part of it is located in
  • at least a portion of each of the exhaust gas sensors 60 is arranged in a region R (see FIG. 8) between the plurality of exhaust pipes 68 and the engine body 34B of the engine 34.
  • the catalyst 54a is disposed below the engine body 34B and close to the engine body 34B, and as a result, a part of the exhaust passage 50 from the exhaust port 39c to the catalyst 54a is arranged such that, for example, the catalyst 54a is disposed in the muffler 56. It is much shorter than it would otherwise be.
  • the exhaust device 46 is provided with a communication pipe 76 that communicates the two exhaust pipes 68 on the upstream side of the collective exhaust pipe 70.
  • two communication pipes 76a and 76b are provided.
  • the first communication pipe 76a is provided to connect the exhaust pipe 68a of the #1 cylinder and the exhaust pipe 68d of the #4 cylinder, and enables mutual movement of exhaust gas between the exhaust pipes 68a and 68d.
  • the second communication pipe 76b is provided to connect the exhaust pipe 68b of the #2 cylinder and the exhaust pipe 68c of the #3 cylinder, and enables mutual movement of exhaust gas between the exhaust pipes 68b and 68c. .
  • the first communication pipe 76a and the second communication pipe 76b are each provided to extend generally parallel to the vehicle width direction. As can be understood from FIGS. 4 and 6, the first communication pipe 76a is positioned lower than the second communication pipe 76b, but the first communication pipe 76a is located at the same height as the second communication pipe 76b, or the second communication pipe 76a is positioned lower than the second communication pipe 76b. It may be provided above the tube 76b.
  • the first communication pipe 76a has a seam or connection part therebetween, and is configured by connecting two pipe members P, but is configured by connecting three or more pipe members. may be done.
  • This also applies to the second communication pipe 76b, which is constructed of a single pipe member here, and the second communication pipe 76b may also be constructed by connecting at least two pipe members. Note that it is also possible to configure the first communication pipe 76a with a single pipe member.
  • the first communication pipe 76a is provided so as to generally extend in the area of FIG. 8 surrounded by four lines L1, L2, L3, and L4. From another perspective, the first communication pipe 76a generally extends in the region R between the plurality of exhaust pipes 68 and the engine body 34B of the engine 34.
  • the second communication pipe 76b is not located in front of the plurality of exhaust pipes 68, but is arranged so as not to protrude into the region R. Note that the second communication pipe 76b may also be provided so as to protrude and extend into the region R similarly to the first communication pipe 76a.
  • FIG. 9 shows an enlarged perspective view of a part of the exhaust system 46 centered on the collective exhaust pipe 70, which at least partially overlaps in the side view of the motorcycle 10 shown in FIGS. 1 and 8, for example.
  • the two exhaust gas sensors 60 provided in each of the first collective exhaust pipe 70a and the second collective exhaust pipe 70b are attached facing the same side, and are arranged facing the same direction in the vehicle width direction. has been done.
  • the two exhaust gas sensors 60 are arranged toward the left side in the vehicle width direction.
  • the motorcycle 10 equipped with an engine 34 having a plurality of cylinders has a collective exhaust pipe 70 where a plurality of exhaust pipes 68 connected to the exhaust port 39c of each cylinder are assembled, and is arranged downstream of the collective exhaust pipe 70. It includes an exhaust purification catalyst 54a and an exhaust gas sensor 60 provided upstream of the exhaust purification catalyst 54a. Each of the plurality of exhaust pipes 68 extends from a corresponding exhaust port 39a located above the crankshaft 35 of the engine 34.
  • the catalyst 54a is disposed below the crankshaft 35, and is disposed at a position overlapping the crankshaft 35 of the engine 34 in the longitudinal direction of the vehicle.
  • At least a portion of the exhaust gas sensor 60 is provided so as to extend in the region R between the plurality of exhaust pipes 68 and the engine body 34B of the engine 34.
  • the exhaust gas sensor 60 can be disposed by effectively utilizing the region R between the plurality of exhaust pipes 68 and the engine main body 34B.
  • the exhaust gas sensor 60 can be arranged behind the exhaust pipe 68 so as to be hidden. Thereby, the exhaust gas sensor 60 can be protected from, for example, stones thrown up by the front wheel WF.
  • the exhaust gas sensor 60 is suitably arranged upstream of the exhaust purification catalyst 54a while ensuring sufficient protection performance of the exhaust gas sensor 60. becomes possible.
  • the two collective exhaust pipes 70 on the upstream side of the catalyst 54a are provided in the motorcycle 10 so that at least a portion thereof overlaps in a side view of the motorcycle 10 as shown in FIG.
  • the collecting portion of the exhaust pipes 68, that is, the collecting exhaust pipe 70 can be arranged compactly.
  • an exhaust gas sensor 60 is arranged in each of the two exhaust gas pipes 70.
  • the two exhaust gas sensors 60 are arranged facing in the same direction in the vehicle width direction. According to this configuration, it is possible to prevent mutual interference when assembling the two exhaust gas sensors 60, and it is possible to improve the efficiency of assembling them.
  • the exhaust system 46 of the motorcycle 10 includes an exhaust purifying catalyst 54a disposed downstream of a collective exhaust pipe 70 where a plurality of exhaust pipes 68 gather, and an exhaust gas purification catalyst 54a disposed on the downstream side of a collective exhaust pipe 70 where a plurality of exhaust pipes 68 gather. It includes a communication pipe 76 that communicates with the pipe 68 .
  • Each of the plurality of exhaust pipes 68 extends from a corresponding exhaust port 39c located above the crankshaft 35, and is connected to a collective exhaust pipe 70, which has a catalyst 54a downstream thereof. Connect directly to device 54.
  • the catalyst 54a is disposed below the crankshaft 35 and at a position overlapping the crankshaft 35 of the engine 34 in the longitudinal direction of the vehicle (in FIG. 54 intersect).
  • the ignition order is #1 cylinder, #2 cylinder, #4 cylinder, and #3 cylinder (1-2-4-3 order).
  • One of the two communication pipes 76a and 76b, the first communication pipe 76a, is provided to connect the exhaust pipe 68a of the #1 cylinder and the exhaust pipe 68d of the #4 cylinder, and the other, the second communication pipe 76b is provided to connect the exhaust pipe 68b of the #2 cylinder and the exhaust pipe 68c of the #3 cylinder.
  • the exhaust pipes 68 of the cylinders whose ignition intervals are distant are connected by the communication pipe 76, so that the exhaust pipes 68 of the cylinders whose ignition intervals are distant from each other in terms of time are connected by the communication pipe 76, so that the exhaust pipes 68 of the cylinders whose ignition intervals are distant from each other, or in other words, the exhaust pipes 68 of the cylinders whose exhaust strokes are temporally distant are connected by the communication pipe 76.
  • the exhaust gas can flow not only to the corresponding exhaust pipe 68 but also to the exhaust pipes 68 of other cylinders connected via the communication pipe 76. Therefore, even if the distance of the exhaust passage from the exhaust port 39c to the catalyst 54a is shortened, the length of the exhaust passage can be more preferably substantially increased.
  • each of the plurality of exhaust pipes 68 is curved between the corresponding exhaust port 39c and the collective exhaust pipe 70 so that the plurality of exhaust pipes widens in the vehicle width direction. According to this configuration, the length of the exhaust passage on the upstream side of the catalyst 54a can be made longer. Therefore, for example, the output characteristics of the engine 34 in a high rotation range can be improved.
  • the communication pipes 76, 76a are provided so as to extend in the region R (see, for example, FIG. 8) between the plurality of exhaust pipes 68 and the engine body 34B of the engine 34. According to this configuration, the communication pipe 76 can be arranged compactly.
  • the communication pipe 76 is connected to the corresponding exhaust pipe 68 via a connecting pipe member 78. According to this configuration, the communication pipe 76 can be attached flexibly to the shape of the exhaust pipe 68.
  • the communication pipe 76 is configured by connecting at least two pipe members, here two pipe members P. According to this configuration, it becomes easy to adjust the assembly error of the communication pipe 76 at the connecting portion of these pipe members P.
  • the exhaust system 164 is provided with only a communication pipe 76 that connects the exhaust pipe 68b of the #2 cylinder and the exhaust pipe 68c of the #3 cylinder, which corresponds to the second communication pipe 76b, and the exhaust pipe of the #1 cylinder.
  • a communication pipe connecting the exhaust pipe 68a and the #4 cylinder exhaust pipe 68d is not provided. The number of exhaust pipes connected by the communication pipe, the selection of exhaust pipes, etc. can be arbitrarily determined.
  • the number of cylinders of the internal combustion engine installed in the straddle-type vehicle to which the present invention is applied is not limited to the above embodiment.
  • the number of cylinders of the internal combustion engine may be two or more, and the number of exhaust pipes 68 may be set to a number corresponding to the number of cylinders of the internal combustion engine, preferably the same number as the number of cylinders of the internal combustion engine, and the number of exhaust pipes 68 may be determined to be the same number as the number of cylinders of the internal combustion engine.
  • the number 70 can be set to be less than the number of exhaust pipes 68.

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Abstract

本開示は、鞍乗型車両に搭載される複数の気筒を有する内燃機関おいて、排気ガスセンサの保護性能を十分に確保しつつ排気ガスセンサを排気浄化用触媒の上流側に好適に配置することを可能にする構成を提供することに向けられている。一実施形態に係る鞍乗型車両１０は、各気筒の排気ポートに接続される複数の排気管６８が集合する集合排気管７０と、その下流側に配置される排気浄化用触媒５４ａと、その上流側に設けられる排気ガスセンサ６０とを備える。複数の前記排気管の各々は、クランク軸よりも上側に位置する対応する排気ポートから延び、触媒は、クランク軸の下側に配置されるとともに、車両の前後方向においてクランク軸と重なる位置に配置されていて、排気ガスセンサの少なくとも一部は、複数の排気管６８とエンジン本体３４Ｂとの間の領域に延びるように設けられている。

Description

鞍乗型車両
　本発明は、内燃機関を搭載した自動二輪車などである鞍乗型車両に関する。
　従来、自動二輪車において、多気筒エンジンつまり、複数の気筒を有する内燃機関を備えることが行われている。例えば、特許文献１の自動二輪車は、多気筒エンジンの各気筒の排気口に接続される複数の排気管と、連通孔を介して対となる排気管同士を連結する連結管と、排気管の前方に配置されるラジエータとを備える。特許文献１が開示するエンジンは、４つの気筒を有し、その気筒配列は、左から右に向けて１番気筒、２番気筒、３番気筒及び４番気筒が直列に並ぶ。１番気筒の排気管と２番気筒の排気管が合流部で合流し、３番気筒の排気管と４番気筒の排気管が合流部で合流する。更に、それら合流部が相互に合流することで、１番気筒から４番気筒の４本の排気管が最終的に単一の集合管に集合する。この集合管にはマフラーが接続され、このマフラーから排気ガスが排出される。連結管は、１番気筒及び４番気筒の排気管を連結する第１の連結管と、２番気筒及び３番気筒の排気管を連結する第２の連結管とを含み、第１の連結管は、第２の連結管よりも上方に配置されている。
日本国特開２０２０－２８４０号公報
　ところで、特許文献１の自動二輪車でも、内燃機関の排気通路に排気浄化用触媒が配置されることが望まれるが、それに関する記載は特許文献１にない。一方で、排気浄化用触媒を設ける場合、その上流側に酸素センサなどの排気ガスセンサを設けて例えば燃料噴射制御が行われることが望まれる。しかし、自動二輪車における各種装置のレイアウトには種々の制約があり、例えば排気ガスセンサの保護性能を十分に確保しつつ排気ガスセンサを排気浄化用触媒の上流側に配置することは容易でない。本発明の目的は、例えば自動二輪車である鞍乗型車両に搭載される複数の気筒を有する内燃機関おいて、排気ガスセンサの保護性能を十分に確保しつつ排気ガスセンサを排気浄化用触媒の上流側に好適に配置することを可能にする構成を提供することにある。
　上記目的を達成するために、本発明の一態様は、
　複数の気筒を有する内燃機関を搭載した鞍乗型車両であって、
　各気筒の排気ポートに接続される複数の排気管が集合する集合排気管と、
　前記集合排気管の下流側に配置される排気浄化用触媒と、
　前記排気浄化用触媒の上流側に設けられる排気ガスセンサと
を備え
　複数の前記排気管の各々は、前記内燃機関のクランク軸よりも上側に位置する対応する前記排気ポートから延び、
　前記触媒は、前記クランク軸の下側に配置されるとともに、前記車両の前後方向において前記内燃機関の前記クランク軸と重なる位置に配置されていて、
　前記排気ガスセンサの少なくとも一部は、複数の前記排気管と前記内燃機関のエンジン本体との間の領域に延びるように設けられている
ことを特徴とする鞍乗型車両
を提供する。
　上記構成によれば、複数の排気管とエンジン本体との間の領域を有効に活用して排気ガスセンサを配置することができ、また、排気管の後側に排気ガスセンサを隠すように配置することができる。これにより、例えば前輪により跳ね上げられる石等から排気ガスセンサを保護することができる。このように、鞍乗型車両に搭載される複数の気筒を有する内燃機関おいて、排気ガスセンサの保護性能を十分に確保しつつ排気ガスセンサを排気浄化用触媒の上流側に好適に配置することが可能になる。
　好ましくは、前記排気ガスセンサは前記集合排気管に配置されている。この構成によれば、その排気ガスセンサを用いて、集合排気管内で各排気管から排出された排気ガスが混ざり合った排気ガスをセンシングすることが可能になり、排気ガスセンサにおける検出精度を向上させることができる。
　好ましくは、前記触媒の上流側に２つの前記集合排気管があり、前記車両の側面視において２つの前記集合排気管は少なくとも一部が重なり合う。この構成によれば、排気管の集合部をコンパクトに配置することができる。
　好ましくは、２つの前記集合排気管の各々に前記排気ガスセンサを配置し、２つの前記排気ガスセンサは、車幅方向において、互いに同一方向に向けて配置されている。この構成によれば、２つの排気ガスセンサの組み付け時の相互干渉を防ぐことができ、それらの組み付けの効率を高めることができる。
　本発明の上記一態様によれば、上記構成を備えるので、鞍乗型車両に搭載される複数の気筒を有する内燃機関おいて、排気ガスセンサの保護性能を十分に確保しつつ排気ガスセンサを排気浄化用触媒の上流側に好適に配置することが可能になる。
図１は、本発明の一実施形態に係る鞍乗型車両である自動二輪車の左側面図である。 図２は、車体カバーの一部を外して、更に自動二輪車の一部を断面で表した、図１の自動二輪車の左側面図である。 図３は、図１の自動二輪車に搭載された内燃機関の排気装置の側面図である。 図４は、図３の排気装置の上流側部分の斜視図である。 図５は、図３の排気装置４６の一部を自動二輪車の下方から見た底面図である。 図６は、図３の排気装置の一部を車両前方から見た正面図である。 図７は、車体カバーの一部を外した図１の自動二輪車を前方から見た正面図である。 図８は、図１の自動二輪車の左側面図の一部の拡大図である。 図９は、図３の排気装置の一部の斜視図である。 図１０は、図３の排気装置の変形例の一部の斜視図である。
　以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態に係る鞍乗型車両である自動二輪車１０を説明する。ここで、車体の上下前後左右は、自動二輪車１０に乗車した運転者の目線に基づき規定されるものとする。図中、上下方向における上側には符号「ＵＰ」を用い、下側には符号「ＤＷ」を用い、車両前後方向における前側には符号「ＦＲ」を用い、後側には符号「ＲＲ」を用い、車幅方向における右側には符号「ＲＨ」を用い、左側には符号「ＬＨ」を用いる。
　図１は本発明の一実施形態に係る鞍乗型車両である自動二輪車１０の左側面図を示す。自動二輪車１０は、車体フレーム１２と、車体フレーム１２に装着された車体カバー１３とを備える。車体カバー１３は、ヘッドパイプ部１４の後方で車体フレーム１２に支持される燃料タンク１５を覆い、燃料タンク１５の後方のシート１７に接続されるタンクカバー１８と、タンクカバー１８の下端から連続するサイドカバー１９とを有する。なお、燃料タンク１５に燃料は貯留される。自動二輪車１０の運転にあたって運転者を含む乗員はシート１７を跨ぐ。
　ヘッドパイプ部１４には操向可能にフロントフォーク２７が支持される。フロントフォーク２７には車軸２８回りで回転自在に前輪ＷＦが支持される。フロントフォーク２７の上端には操向ハンドル２９が結合される。運転者は自動二輪車１０の運転にあたって操向ハンドル２９の左右端のグリップを握る。
　車両の後方で車体フレーム１２にはピボット３１回りで上下に揺動自在にスイングアーム３２が連結される。スイングアーム３２の後端に車軸３３回りで回転自在に後輪ＷＲが支持される。前輪ＷＦと後輪ＷＲとの間で車体フレーム１２には燃料タンク１５から供給される燃料を燃焼して動力を生成する内燃機関（以下、エンジン）３４が搭載される。エンジン３４の動力は伝動装置を経て後輪ＷＲに伝達される。
　車体フレーム１２は、前述のヘッドパイプ部１４と、ヘッドパイプ部１４から後ろ下がりに延びるメインフレーム部と、メインフレーム部から略水平方向に後方に延びて、下方からシート１７を支持するシートフレーム部と、シートフレーム部に結合されるリアフレーム部とを有するが、ここではその詳細な説明は省略する。
　図２に車体カバー１３の一部を外して、更に自動二輪車１０の一部を断面で表した自動二輪車１０の左側面図を示す。エンジン３４のエンジン本体３４Ｂは、前述のメインフレームの下方に配置されてメインフレームに連結される。エンジン本体３４Ｂは、回転軸線３５Ａ回りで回転自在にクランク軸３５を支持するクランクケース３６に上方から結合されて、斜め前方に向かって起立するシリンダー軸線Ｃ上でピストン３７の線形往復運動を案内するシリンダーを区画するシリンダーブロック３８と、シリンダーブロック３８に上方から結合されて、動弁機構３９ａを支持するシリンダーヘッド３９と、シリンダーヘッド３９の上端に結合されて、シリンダーヘッド３９上の動弁機構３９ａを覆うヘッドカバー４１とを備える。クランクケース３６には、クランク軸３５に連結されて規定の変速比でクランク軸３５の動力を出力する変速機が収容される。変速機はクランク軸３５の後方に配置される。
　図２に示されるように、エンジン３４のエンジン本体３４Ｂには、エンジン本体３４Ｂに向けて混合気を供給する吸気装置と、車両の後方に向けてエンジン本体３４Ｂの排気ガスを排出する排気装置４６とが接続される。吸気装置は、シリンダーヘッド３９の後壁に結合され、シリンダーヘッド３９の吸気ポート３９ｂとともに吸気通路を区画形成する。
吸気装置は、スロットルバルブの働きでシリンダーヘッド３９の吸気ポート３９ｂに流通する空気の流量を調整するスロットルボディと、エンジン３４に供給される外気を浄化するエアクリーナとを備える。なお、シリンダーヘッド３９の吸気ポート３９ｂに臨んで燃料を噴射する燃料噴射弁も設けられる。
　図３に、排気装置４６の側面図を示す。図３では、自動二輪車１０に搭載されたときの姿勢で排気装置４６を示す。また、図４に、排気装置４６の上流側部分の斜視図を示す。
なお、図３及び図４におけるカバー部材４４は自動二輪車１０の右側面に設けられ、運転者を排気ガスの熱から保護する。図５に、排気装置４６の一部を自動二輪車１０の下方から見た底面図を示す。図５では、自動二輪車１０における排気装置４６の配置を理解し易くするように車輪ＷＦ、ＷＲ及び自動二輪車１０の大まかな輪郭線を示すとともに、後述する連通管の図示を省略する。図６に、図３に示す排気装置４６の一部を車両前方から見た前面視である正面図を示す。
　排気装置４６は、シリンダーヘッド３９の前壁に結合されて、シリンダーヘッド３９の排気ポート３９ｃとともに排気通路５０を区画形成する。排気装置４６は、エンジン本体３４Ｂの下方をくぐって後方に延びるように自動二輪車１０に配置される。排気装置４６は、排気通路５０において上流側から順に、排気浄化用触媒５４ａを備えた浄化装置５４と、浄化装置５４よりも下流側に設けられるエンジン３４の消音機能を有するマフラー５６とを備える。なお、図１及び図２に示すように、シリンダーヘッド３９の前壁が車両前後方向において前側を向くとともに斜め下方を向くようにエンジン本体３４Ｂは車体フレーム１２に設けられている。
　さて、エンジン３４は、複数の気筒を有する内燃機関であり、より具体的には直列４気筒の水冷エンジンである。ここで、エンジン３４の気筒配列は、左から右に向けて１番（♯１）気筒、２番（♯２）気筒、３番（＃３）気筒及び４番（♯４）気筒とする。各気筒の燃焼室５８に臨むように設けられる点火プラグによる点火順序は、♯１気筒、♯２気筒、♯４気筒、♯３気筒の順（１－２－４－３の順序）である。
　エンジン３４などの制御装置つまりＥＣＵ（エンジン制御ユニット）は、コンピュータとしての構成を備える。つまり、ＥＣＵは、プロセッサ（例えばＣＰＵ）及びメモリ（例えばＲＯＭ、ＲＡＭ）を備える。ＥＣＵには、各種センサからの出力信号が入力される。
例えば、エンジン回転速度センサ、スロットル開度センサなどのエンジン負荷センサがＥＣＵに接続されている。ＥＣＵは、これらのセンサからの入力に基づき運転状態を解析し、解析した運転状態に基づいて、例えば燃料噴射弁、点火プラグ、スロットルバルブの各作動を制御する。なお、スロットルバルブは電子制御式であることに限定されず、機械作動式の構成を備えてもよい。
　また、ＥＣＵには、排気浄化用触媒５４ａを備えた浄化装置５４の上流側に設けられた排気ガスセンサ６０、排気浄化用触媒５４ａを備えた浄化装置５４の下流側に設けられた排気ガスセンサ６２なども接続されている。ＥＣＵは、排気ガスセンサ６０、６２からの入力に基づいて、例えば運転状態に基づく燃料噴射制御の補正制御を行う。排気ガスセンサ６０、６２は、それぞれ酸素センサであるが、例えば空燃比（Ａ／Ｆ）センサであってもよい。その他、ブレーキ操作部などがＥＣＵには接続されている。浄化装置５４の下流側には、排気制御バルブ６４が設けられていて、この排気制御バルブ６４の作動も、ＥＣＵによりここでは制御される。
　更に、エンジン３４は水冷式エンジンであり、シリンダーブロックの周囲には冷却水が循環するように形成したウォータジャケットが構成されると共に、そのウォータジャケットに送給される冷却水を冷却する、熱交換器であるラジエータ６６を備える。ラジエータ６６はエンジン３４の前方に配置され、図１に示すように、車両前後方向において前輪ＷＦとエンジン本体３４Ｂとの間に配置されている。ラジエータ６６は、その上部がブラケットを介して車体フレーム１２に結合し、その下部が別のブラケットを介してシリンダーブロック３８に結合し、これにより支持される。ラジエータ６６の背面部つまり後側には、シリンダーヘッド３８の略前方に位置するようにファンが取り付けられている。
　ここで、自動二輪車１０に搭載されたエンジン３４の排気装置４６について更に詳しく説明する。
　排気装置４６は、各気筒の排気ポート３９ｃに接続される複数の排気管６８と、これらの排気管６８が集合する集合排気管７０と、集合排気管７０の下流側に配置される排気浄化用触媒５４ａを備えた浄化装置５４と、浄化装置５４の下流側につながる下流側排気管７２と下流側排気管７２の下流側につながるマフラー５６とを備える。ここでは、エンジン３４は４つ気筒を有するので、４本の排気管６８が設けられている。そして、４本の排気管６８のうち隣り合う２つの排気管６８が対応する集合排気管７０に接続し、この集合排気管７０は浄化装置５４に接続する。つまり、図４に示すように、＃１気筒の排気管６８ａと＃２気筒の排気管６８ｂが第１の集合排気管７０ａに接続し、＃３気筒の排気管６８ｃと＃４気筒の排気管６８ｄが第２の集合排気管７０ｂに接続し、それらの集合排気管７０ａ、７０ｂは浄化装置５４に接続する。なお、排気浄化用触媒５４ａを備えた浄化装置５４の上流側の２つの集合排気管７０ａ、７０ｂは車幅方向で隣合わせにされて実質的に一体的にされている。
　複数の排気管６８の各々は、エンジン本体３４Ｂの前壁に接続し、前壁から斜め前下方向に延出して、その後、後方に向けて湾曲し、エンジン本体３４Ｂの下方を向くように形作られている。複数の排気管６８の各々は、エンジン３４のクランク軸３５よりも上側に位置する対応する排気ポート３９ｃから延びるように設けられる。そして、複数の排気管６８は集合排気管７０につながることで集合する。集合排気管７０はエンジン本体３４Ｂの下方に配置された浄化装置５４に接続する。そして、下流側排気管７２は更に後方に延びて車幅方向右側に湾曲して車体右側方で上側に延びて後方に延び、マフラー５６に接続する。これにより、エンジン３４のエンジン本体３４Ｂのシリンダーヘッドの排気ポート３９ｃに燃焼室５８から排出された排気ガスは、排気装置４６を通過してマフラー５６の下流側の排気出口を介して排出される。なお、浄化装置５４はエンジン３４のクランク軸３５の下側に位置付けられている。そして、図５に示すように、自動二輪車１０の前後方向に延びる中央仮想面ＩＳを定めるとき、浄化装置５４はその中央仮想面ＩＳと交差して前後方向に延びるように設けられている。なお、中央仮想面ＩＳはクランク軸３５及び車軸２８、３３と実質的に直交し、前輪ＷＦ及び後輪ＷＲのそれぞれを略二等分する。
　図１から図４に示すように、排気管６８の各々は、車両前方に向けて凸になるように湾曲している。そして、複数の排気管６８の各々は対応する排気ポート３９ｃと集合排気管７０との間で、複数の排気管６８が車幅方向において広がるように湾曲している。４本の排気管６８は車幅方向において広がるように湾曲している。この排気管６８の広がりは、排気管６８を互いに対して離すように設計されている。したがって、車体カバー１３の一部を外した自動二輪車１０を前方から見た前面視である正面図である図７において、両サイドの排気管６８ａ、６８ｄの一部が表れる。
　ここで、図１の自動二輪車１０の左側面図の一部の拡大図を図８に示す。図８に、車両前後方向に直交して上下に延びるとともにクランク軸３５の回転軸線３５Ａを通る線Ｌ１、その回転軸線３５Ａを通るとともに排気ポート３９ｃの略中心３９ｄを通る線Ｌ２、線Ｌ１に平行でありかつ排気管６８ここでは排気管６８ａに接点Ｌ３ａで接する接線である線Ｌ３、及び、浄化装置５４の長手方向軸線５４Ｌと線Ｌ１との交点Ｌ４ａと前述の接点Ｌ３ａとを通る線Ｌ４を引く。図８は車幅方向左側から自動二輪車１０を見た図であるので、線Ｌ１及び線Ｌ３は車両前後方向に直交する。なお、線Ｌ３は、線Ｌ１に平行でありかつ図１及び図８において排気管６８ａの変曲点を通る線であってもよく、この場合、線Ｌ４はその変曲点と、浄化装置５４の長手方向軸線５４Ｌと線Ｌ１との交点Ｌ４ａとを通る線であるとよい。
　図８から明らかなように、線Ｌ１は排気浄化用触媒５４ａを備えた浄化装置５４と交差する。つまり、排気浄化用触媒５４ａは、クランク軸３５の下側に配置されるとともに、自動二輪車１０の前後方向においてエンジン３４のクランク軸３５と重なる位置に配置されている。そして、排気浄化用触媒５４ａを備えた浄化装置５４の上流側の排気ガスセンサ６０は集合排気管７０のそれぞれに設けられ、４本の線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４に囲まれた図８の領域にその一部は位置する。また、別の見方では、排気ガスセンサ６０のそれぞれの少なくとも一部は複数の排気管６８とエンジン３４のエンジン本体３４Ｂとの間の領域Ｒ（図８参照）に配置されている。このように、触媒５４ａはエンジン本体３４Ｂの下側にエンジン本体３４Ｂの近くに配置され、その結果、排気ポート３９ｃから触媒５４ａまでの排気通路５０の一部が、例えば触媒５４ａをマフラー５６に配置する場合に比べてかなり短くされている。
　また、排気装置４６では、集合排気管７０の上流側において２つの排気管６８を連通させる連通管７６が設けられている。ここでは２つの連通管７６ａ、７６ｂが設けられている。第１の連通管７６ａは、＃１気筒の排気管６８ａと＃４気筒の排気管６８ｄとをつなぐように設けられ、それらの排気管６８ａ、６８ｄ間での排気ガスの相互移動を可能にする。第２の連通管７６ｂは、＃２気筒の排気管６８ｂと＃３気筒の排気管６８ｃとをつなぐように設けられ、それらの排気管６８ｂ、６８ｃ間での排気ガスの相互移動を可能にする。第１の連通管７６ａ及び第２の連通管７６ｂはそれぞれ車幅方向に概ね平行に延びるように設けられている。図４及び図６から理解できるように、第１の連通管７６ａは第２の連通管７６ｂよりも下側に位置付けられているが、第２の連通管７６ｂと同じ高さ又は第２の連通管７６ｂよりも上側に設けられてもよい。
　図４に示すように、第１の連通管７６ａはその間につなぎ目つまり接続部を有し、２つの管部材Ｐを接続して構成されているが、３つ以上の管部材を接続して構成されてもよい。これは、ここでは単一の管部材で構成されている第２の連通管７６ｂにおいても同様であり、第２の連通管７６ｂも少なくとも２つの管部材を接続して構成されてもよい。なお、第１の連通管７６ａを単一の管部材で構成することも可能である。
　図４に示すように、連通管７６ａ、７６ｂは、つなぎ管部材７８を介して、対応する排気管６８に接続されている。つなぎ管部材７８は、排気管６８の接続箇所の湾曲形状に対応した接続形状を有する。
　図８に示すように、第１の連通管７６ａは、４本の線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４に囲まれた図８の領域に概ね延びるように設けられている。そして、別の見方では、第１の連通管７６ａは、複数の排気管６８とエンジン３４のエンジン本体３４Ｂとの間の領域Ｒに概ね延びている。これに対して、第２の連通管７６ｂは、複数の排気管６８の前側には位置しないが、領域Ｒに突き出ないように配置されている。なお、第２の連通管７６ｂも、第１の連通管７６ａと同様に領域Ｒに突き出て延びるように設けられてもよい。
　図９に、例えば図１及び図８の自動二輪車１０の側面視において少なくとも一部が重なり合う集合排気管７０を中心とした排気装置４６の一部の拡大斜視図を示す。第１の集合排気管７０ａ及び第２の集合排気管７０ｂのそれぞれにおいて設けられている２つの排気ガスセンサ６０は同じ側を向いて取り付けられていて、車幅方向において、互いに同一方向に向けて配置されている。ここでは、２つの排気ガスセンサ６０は車幅方向左側に向けて配置されている。
　上記構成を有する鞍乗型車両である自動二輪車１０による特徴的構成と、作用及び効果とについて以下説明する。
　複数の気筒を有するエンジン３４を搭載した自動二輪車１０は、各気筒の排気ポート３９ｃに接続される複数の排気管６８が集合する集合排気管７０と、集合排気管７０の下流側に配置される排気浄化用触媒５４ａと、排気浄化用触媒５４ａの上流側に設けられる排気ガスセンサ６０とを備える。複数の排気管６８の各々は、エンジン３４のクランク軸３５よりも上側に位置する対応する排気ポート３９ａから延びる。触媒５４ａは、クランク軸３５の下側に配置されるとともに、車両前後方向においてエンジン３４のクランク軸３５と重なる位置に配置されている。そして、排気ガスセンサ６０の少なくとも一部は、複数の排気管６８とエンジン３４のエンジン本体３４Ｂとの間の領域Ｒに延びるように設けられている。この構成によれば、複数の排気管６８とエンジン本体３４Ｂとの間の領域Ｒを有効に活用して排気ガスセンサ６０を配置することができる。また、排気管６８の後側に排気ガスセンサ６０を隠すように配置することができる。これにより、例えば前輪ＷＦにより跳ね上げられる石等から排気ガスセンサ６０を保護することができる。このように、自動二輪車１０に搭載される複数の気筒を有するエンジン３４おいて、排気ガスセンサ６０の保護性能を十分に確保しつつ排気ガスセンサ６０を排気浄化用触媒５４ａの上流側に好適に配置することが可能になる。
　また、排気ガスセンサ６０は集合排気管７０に配置されている。この構成によれば、その排気ガスセンサ６０を用いて、集合排気管７０内で各排気管６８から排出された排気ガスが混ざり合った排気ガスをセンシングすることが可能になり、排気ガスセンサ６０における検出精度を向上させることができる。
　また、触媒５４ａの上流側の２つの集合排気管７０は、それらの少なくとも一部が図１などの自動二輪車１０の側面視において重なり合うように、自動二輪車１０に設けられている。この構成によれば、排気管６８の集合部つまり集合排気管７０をコンパクトに配置することができる。
　更に、２つの集合排気管７０の各々に排気ガスセンサ６０を配置している。そして、２つの排気ガスセンサ６０は、車幅方向において、互いに同一方向に向けて配置されている。この構成によれば、２つの排気ガスセンサ６０の組み付け時の相互干渉を防ぐことができ、それらの組み付けの効率を高めることができる。
　また、自動二輪車１０の排気装置４６は、複数の排気管６８が集合する集合排気管７０の下流側に配置される排気浄化用触媒５４ａに加えて、集合排気管７０の上流側において対応する排気管６８を連通させる連通管７６とを備える。複数の排気管６８の各々は、クランク軸３５よりも上側に位置する対応する排気ポート３９ｃから延びて、集合排気管７０に接続し、この集合排気管７０はその下流側の触媒５４ａを有する浄化装置５４に直接的に接続する。触媒５４ａは、クランク軸３５の下側に配置されるとともに、車両前後方向においてエンジン３４のクランク軸３５と重なる位置に配置されている（図８で線１と触媒５４ａを内部に担持する浄化装置５４は交わる。）。この構成によれば、排気浄化用触媒５４ａをエンジン３４の下側に配置することができ、よって排気浄化用触媒５４ａをマフラー５６内に設ける場合と比較して排気ポート３９ｃから触媒５４ａまでの距離を短くでき、早期に触媒５４ａを活性化することができる。一方、触媒５４ａをクランク軸３５に近づけて配置した場合、触媒５４ａの上流側の排気通路の排圧があがりエンジン３４の出力への影響が懸念されるが、排気管６８に連通管７６を取り付けることにより、エンジンの出力特性を改善させることができる。このように、上記構成によれば、自動二輪車１０に搭載される複数の気筒を有するエンジン３４において排気浄化用触媒５４ａの早期活性化をより好適に行うことが可能になる。
　特に上記内燃機関では、点火順序は、♯１気筒、♯２気筒、♯４気筒、♯３気筒の順（１－２－４－３の順序）である。そして、２つの連通管７６ａ、７６ｂの一方の第１の連通管７６ａは、＃１気筒の排気管６８ａと＃４気筒の排気管６８ｄとをつなぐように設けられ、他方の第２の連通管７６ｂは、＃２気筒の排気管６８ｂと＃３気筒の排気管６８ｃとをつなぐように設けられている。このように、点火間隔が離れた気筒の排気管６８、換言すると、排気行程が時間的に離れた気筒の排気管６８が連通管７６により接続されるので、ある気筒での排気行程で排出される排気ガスは対応する排気管６８のみならず連通管７６を介してつながる他の気筒の排気管６８にも流れることができる。よって、排気ポート３９ｃから触媒５４ａまでの排気通路の距離を短くしても、その排気通路の長さをより好適に実質的に長くすることができる。
　また、上記排気装置４６では、複数の排気管６８の各々は対応する排気ポート３９ｃと集合排気管７０との間で、複数の排気管が車幅方向において広がるように湾曲している。
この構成によれば、触媒５４ａの上流側の排気通路の長さをより長くすることができる。
よって、例えば高回転領域でのエンジン３４の出力特性を高めることができる。
　更に、連通管７６、７６ａは、複数の排気管６８とエンジン３４のエンジン本体３４Ｂとの間の領域Ｒ（例えば図８参照）に延びるように設けられている。この構成によれば、連通管７６をコンパクトに配置することができる。
　また、連通管７６は、つなぎ管部材７８を介して、対応する排気管６８に接続されている。この構成によれば、排気管６８の形状に柔軟に対応した連通管７６の取り付けが可能になる。
　そして、連通管７６は、少なくとも２つの管部材、ここでは２つの管部材Ｐを接続して構成されている。この構成によれば、連通管７６の組み付け誤差をそれらの管部材Ｐの接続部で調整し易くなる。
　なお、自動二輪車１０用のエンジン３４の排気装置４６は、各気筒の排気ポート３９ｃに接続される複数の排気管６８が集合する集合排気管７０の下流側に配置される排気浄化用触媒５４ａを備える。図２に示すように、触媒５４ａはシリンダー軸線Ｃの方向においてエンジン３４のクランク軸３５を基準にして排気ポート３９ｃと反対側に位置する。また、排気装置４６は、少なくとも１つの連通管、ここでは２つの連通管７６を備える。連通管７６は集合排気管７０の上流側において少なくとも２つの排気管ここでは２つの排気管６８を連通させる。この構成によれば、排気浄化用触媒５４ａをクランク軸３５の近辺に配置することができ、よって触媒５４ａをマフラー内に設ける場合と比較して排気ポート３９ｃから触媒５４ａまでの距離を短くでき、早期に触媒５４ａを活性化することができる。一方、触媒５４ａをクランク軸３５に近づけて配置した場合、触媒５４ａの上流側の排気通路の排圧があがり易くエンジン３４の出力への影響が懸念されるが、排気管６８に上記連通管７６を取り付けることにより、エンジン３４の出力特性を改善させることができる。
　上記自動二輪車１０の排気装置４６では、４つの気筒からの４つの排気管６８に対して２つの集合排気管７０が用いられたが、４つの排気管６８に対して単一の集合排気管７０が用いられてもよい。図１０に変形例の排気装置１６４の一部を示す。排気装置１６４の集合排気管１７０は２つの排気管６８が接続する上流側合流部１７２と、この上流側合流部１７２が更に集合する集合部本体１７４とを備えている。そして、集合排気管１７０の集合部本体１７４に排気ガスセンサ６０が設けられている。このようにより多くの気筒からの排気ガスが通る箇所に排気ガスセンサ６０を設けることで、排気ガスセンサによる検出精度をより高めることができる。また、排気装置１６４では、上記第２の連通管７６ｂに対応する、＃２気筒の排気管６８ｂと＃３気筒の排気管６８ｃとをつなぐ連通管７６のみが設けられ、＃１気筒の排気管６８ａと＃４気筒の排気管６８ｄとをつなぐ連通管は設けられていない。連通管がつなぐ排気管の数、排気管の選定などは、任意に定めることができる。
　以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明はそれに限定されない。本願の請求の範囲によって定義される本発明の精神及び範囲から逸脱しない限り、種々の置換、変更が可能である。
　本発明が適用される鞍乗型車両に搭載される内燃機関の気筒数などは上記実施形態に限定されない。内燃機関の気筒数は２つ以上いくつであってもよく、排気管６８の数は内燃機関の気筒数に対応する数、好ましくは内燃機関の気筒数と同じ数に定められ得、集合排気管７０の数は排気管６８の数未満の数に定められることができる。
１０…自動二輪車（鞍乗型車両）
１２…車体フレーム
１４…ヘッドパイプ
１５…燃料タンク
１７…シート
３４…内燃機関
４６…排気装置
５４ａ…排気浄化用触媒
６０…排気ガスセンサ
６８…排気管
７０…集合排気管
７６…連通管
７８…つなぎ管部材
Ｐ…管部材

Claims (4)

  1. 　複数の気筒を有する内燃機関（３４）を搭載した鞍乗型車両（１０）であって、
    　各気筒の排気ポート（３９ｃ）に接続される複数の排気管（６８）が集合する集合排気管（７０）と、
    　前記集合排気管（７０）の下流側に配置される排気浄化用触媒（５４ａ）と、
    　前記排気浄化用触媒（５４ａ）の上流側に設けられる排気ガスセンサ（６０）と
    を備え
    　複数の前記排気管（６８）の各々は、前記内燃機関（３４）のクランク軸（３５）よりも上側に位置する対応する前記排気ポート（３９ｃ）から延び、
    　前記触媒（５４ａ）は、前記クランク軸（３５）の下側に配置されるとともに、前記車両（１０）の前後方向において前記内燃機関（３４）の前記クランク軸（３５）と重なる位置に配置されていて、
    　前記排気ガスセンサ（６０）の少なくとも一部は、複数の前記排気管（６８）と前記内燃機関（３４）のエンジン本体（３４Ｂ）との間の領域（Ｒ）に延びるように設けられている
    ことを特徴とする鞍乗型車両（１０）。
  2. 　前記排気ガスセンサ（６０）は前記集合排気管（７０、１７０）に配置されている
    ことを特徴とする請求項１に記載の鞍乗型車両（１０）。
  3. 　前記触媒（５４ａ）の上流側に２つの前記集合排気管（７０）があり、
    　前記車両（１０）の側面視において２つの前記集合排気管（７０）は少なくとも一部が重なり合う
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の鞍乗型車両（１０）。
  4. 　２つの前記集合排気管（７０）の各々に前記排気ガスセンサ（６０）を配置し、
    　２つの前記排気ガスセンサ（６０）は、車幅方向において、互いに同一方向に向けて配置されている
    ことを特徴とする請求項３に記載の鞍乗型車両（１０）。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003301720A (ja) * 2002-04-10 2003-10-24 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の排気系構造
JP2017120026A (ja) * 2015-12-28 2017-07-06 川崎重工業株式会社 車両の排気装置

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