專利名稱：發(fā)動機(jī)的空燃比控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動機(jī)的空燃比控制裝置，其具備三元催化劑的排氣系統(tǒng)與設(shè)于發(fā)動機(jī)的氣缸蓋上的排氣端口連接，根據(jù)排放氣體中的氧濃度檢測空燃比處于濃以及稀的任一狀態(tài)的氧傳感器，為了將其檢測值反映到空燃比控制上，安裝在與上述三元催化劑相比更上游側(cè)的上述排氣系統(tǒng)中。
背景技術(shù)：
通過安裝于與三元催化劑相比更上游側(cè)的排氣管中的氧傳感器，來控制空燃比這一方法已經(jīng)公開在例如專利文獻(xiàn)1以及專利文獻(xiàn)2中。
專利文獻(xiàn)1特開昭59-74360號公報專利文獻(xiàn)2特開2000-335467號公報在上述專利文獻(xiàn)1中所公開的多氣缸發(fā)動機(jī)中，排氣系統(tǒng)中，氧傳感器安裝在從發(fā)動機(jī)隔離的排氣集合管部，在上述專利文獻(xiàn)2中所公開的單氣缸發(fā)動機(jī)中，從維護(hù)性或傳感器保護(hù)的觀點出發(fā)，安裝在與發(fā)動機(jī)主體不發(fā)生干涉的空出的空間的排氣管中，在任一中，氧傳感器均設(shè)于與發(fā)動機(jī)主體的排氣端口相離的位置上。
另外，氧傳感器是用于根據(jù)排放氣體中的氧濃度來檢測空燃比是否處于濃以及稀的某種狀態(tài)的裝置，如圖7所示，從氧傳感器輸出的電壓根據(jù)空燃比處于濃以及稀的任一狀態(tài)而變化。如圖8所示，使用該氧傳感器的輸出電壓的空燃比控制，是在與氧傳感器的輸出相反側(cè)使燃料供給控制量的補(bǔ)正項變化的方法，由此，使空燃比集中在理論空燃比附近。
另一方面，通過三元催化劑的排放氣體中的NOX凈化率根據(jù)濃側(cè)的空燃比而變高，尤其，在發(fā)動機(jī)的高負(fù)荷區(qū)域，由于上述凈化率變高的區(qū)域轉(zhuǎn)換到更濃側(cè)，所以在使用了檢測空燃比處于濃以及稀的任一狀態(tài)的氧傳感器的上述以往的空燃比控制中，不能提高排放氣體中的NOX凈化率。這樣的問題雖然通過使用線性空燃比傳感器可以解決，但線性空燃比傳感器價格高，從而會增大成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于該情況，其目的在于提供一種發(fā)動機(jī)的空燃比控制裝置，該裝置使用低價的氧傳感器便可以有效地除去排放氣體中的NOX。
為了達(dá)到上述目的，技術(shù)方案1記載的發(fā)明是發(fā)動機(jī)的空燃比控制裝置，其中，具備三元催化劑的排氣系統(tǒng)與設(shè)置在發(fā)動機(jī)的氣缸蓋上的排氣端口連接，根據(jù)排放氣體中的氧濃度檢測空燃比處于濃以及稀的任一狀態(tài)的氧傳感器，為了將其檢測值反映到空燃比控制上，安裝在與上述三元催化劑相比更上游側(cè)的上述排氣系統(tǒng)中，上述發(fā)動機(jī)的空燃比控制裝置其特征在于，上述氧傳感器，安裝于構(gòu)成上述排氣系統(tǒng)的一部分并與上述排氣端口相連的排氣管中，其與上述排氣端口之間空出上述排氣端口的直徑的10倍以內(nèi)的距離。
另外，技術(shù)方案2的發(fā)明，其特征在于，除了技術(shù)方案1記載的構(gòu)成，搭載上述發(fā)動機(jī)的兩輪摩托車的車身框架，具有頭管，其可以控制方向地支撐對前輪進(jìn)行軸支撐的前叉；車架下舌，其被置于上述發(fā)動機(jī)的前方，并從上述頭管向后下落延伸，上述氧傳感器安裝在上述車架下舌的附近的上述排氣管中。
根據(jù)技術(shù)方案1的發(fā)明，因為氧傳感器安裝在排氣管中，與上述排氣端口之間空出上述排氣端口的直徑的10倍以內(nèi)的距離，所以成為設(shè)于靠近排氣端口的位置的氧傳感器。而且，本申請的發(fā)明者確認(rèn)到，流過排氣系統(tǒng)的排放氣體中的殘氧量，隨著從排氣端口相離而逐漸減少，在距排氣端口的距離成為該排氣端口的直徑的10倍的位置附近，在其下游側(cè)，上述殘氧量大致一定，根據(jù)本發(fā)明，通過按照上述方式設(shè)定向氧傳感器的排氣管的安裝位置，從而氧傳感器的輸出向稀側(cè)轉(zhuǎn)移，通過使用該氧傳感器的輸出的空燃比控制，因為由向濃側(cè)轉(zhuǎn)移的空燃比使燃燒過的排放氣體通過三元催化劑，所以可以有效地除去排放氣體中的NOX，而且通過將氧傳感器設(shè)于靠近排氣端口的位置，從而可以提高空燃比控制的響應(yīng)性。
另外，根據(jù)技術(shù)方案2記載的發(fā)明，可以將連于氧傳感器上的傳感器線纜的纏繞，沿車架下舌展開，從而傳感器線纜的保護(hù)變得容易，并且容易進(jìn)行布線。


圖1是兩輪摩托車的側(cè)視圖。
圖2是發(fā)動機(jī)的側(cè)視圖。
圖3是消音器的縱側(cè)視圖。
圖4是對應(yīng)空燃比的變化來表示在發(fā)動機(jī)的低負(fù)荷區(qū)域流過三元催化劑后的排放氣體中的CO、HC以及NOX的濃度的曲線圖。
圖5是對應(yīng)空燃比的變化來表示在發(fā)動機(jī)的高負(fù)荷區(qū)域流過三元催化劑后的排放氣體中的CO、HC以及NOX的濃度的曲線圖。
圖6是表示流經(jīng)排氣系統(tǒng)的排放氣體中的殘氧量的變化的圖。
圖7是表示氧傳感器的輸出特性的圖。
圖8是表示由氧傳感器的輸出而帶來的燃料供給控制量的補(bǔ)正項的變化的圖。
圖中5-前叉，7-頭管，9-車架下舌，20-氣缸蓋，25-排氣端口，26-排氣系統(tǒng)，27-排氣管，28-三元催化劑，33-氧傳感器，E-發(fā)動機(jī)，F(xiàn)-車身框架，WF-前輪。
具體實施例方式
以下，基于附圖所示的本發(fā)明的一實施例對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明。
圖1是適用于本發(fā)明的兩輪摩托車的側(cè)視圖。圖2是發(fā)動機(jī)的側(cè)視圖。圖3是消音器的縱斷側(cè)視圖。圖4是對應(yīng)空燃比的變化來表示在發(fā)動機(jī)的低負(fù)荷區(qū)域流過三元催化劑后的排放氣體中的CO、HC以及NOX的濃度的曲線圖。圖5是對應(yīng)空燃比的變化來表示在發(fā)動機(jī)的高負(fù)荷區(qū)域流過三元催化劑后的排放氣體中的CO、HC以及NOX的濃度的曲線圖。圖6是表示流經(jīng)排氣系統(tǒng)的排放氣體中的殘氧量的變化的圖。圖7是表示氧傳感器的輸出特性的圖。圖8是表示由氧傳感器的輸出產(chǎn)生的燃料供給控制量的補(bǔ)正項的變化的圖。
首先，在圖1中，該兩輪摩托車的車身框架F，具有頭管7，其軸支撐前輪WF，并且可以控制方向地支撐連接在方向把手6的前叉5；主框架8，其從該頭管7向后下落延伸；車架下舌9，其比該主框架8以更大的傾斜從上述頭管7沿向后下落延伸，并且后部大致向水平延伸；在連接主框架8以及車架下舌9的后部間的樞軸板10(pivot plate)上，經(jīng)由支撐軸14支撐后叉15的前部，使其可以上下?lián)u動，并在該后叉15的后部軸支撐后輪WR。
另外在車身框架F的上部，與后緩沖器單元16的上部相連，該后緩沖器單元16的下部經(jīng)由連桿機(jī)構(gòu)17與上述后叉15的中間部連結(jié)。
在車身框架F上搭載有由單氣缸的發(fā)動機(jī)E以及變速器M構(gòu)成的動力單元P，從該動力單元P輸出的動力，即由變速器M的輸出軸18輸出的動力，經(jīng)由鏈?zhǔn)絺鲃訖C(jī)構(gòu)19向傳向后輪WR。
同時參照圖2，連于在上述發(fā)動機(jī)E所具備的氣缸蓋20的后部側(cè)面上所設(shè)置的吸氣端口21上的吸氣系統(tǒng)22，包括帶有燃料噴射閥23的節(jié)氣門去24。另外，連接在設(shè)于上述氣缸蓋20的前部側(cè)面的排氣端口25上的排放氣體系統(tǒng)26，具有排氣管27，其上游端連接在上述排氣端口25上；消音器30，其內(nèi)置有三元催化劑28并設(shè)于后輪WR的右側(cè)面；連接管29，其連接上述排氣管27的下游端以及上述消音器30的上游端之間。
排氣管27，彎曲形成為從設(shè)在氣缸蓋20的前部側(cè)面的排氣端口25，通過動力單元P的下方向后方延伸出來，設(shè)于在后輪WR的右側(cè)所配置的消音器30上的托架31，經(jīng)由支撐構(gòu)件32，被車身框架F所支撐。
在圖3中，消音器30的罩34，具有圓筒狀的罩主體35，其在后輪WR的右側(cè)向后上延伸；圓錐形構(gòu)件36，其被接合在罩主體35的前端部，且形成為向前方直徑逐漸變小的圓錐狀；蓋構(gòu)件37，其被接合在上述罩主體35的后端；上述托架31設(shè)于罩主體35的上部外面。
在圓錐形構(gòu)件36內(nèi)，設(shè)有收容三元催化劑28的圓筒狀的催化劑盒38，該催化劑盒38的前端部嵌合在圓錐形構(gòu)件36的前端部。另外，催化劑盒38的中間部由支撐筒39支撐可以滑動，支撐筒39，由固定在圓錐形構(gòu)件36的中間部內(nèi)面上的圓錐狀的支撐支架40，和將外周固定在圓錐形構(gòu)件36的后部內(nèi)面上的圓板狀的支撐板41，而支撐固定。而且，上述連接管29的下游端部嵌合在催化劑盒38的前端部，從排氣管27經(jīng)過連接管29向下游側(cè)流動的排放氣體，流過三元催化劑28被導(dǎo)入催化劑盒38。
在上述催化劑盒38的后端部，接合了貫通上述支撐板41，并在罩34內(nèi)前后延伸的導(dǎo)管42的前端部，該導(dǎo)管42的后端，設(shè)在蓋構(gòu)件37的附近。而且，設(shè)有多個透孔43、43…的有底圓筒狀的帽44，嵌合、固定在導(dǎo)管40的后端部上。
在上述罩主體35的內(nèi)面上，在其前后方向空出間隔，從前方依次固定了第1、第2以及第3隔板45、46、47，貫通這些隔板45、46、47的上述導(dǎo)管42，由各隔板45～47支撐并可以滑動。而且罩34內(nèi)，通過上述支撐板41，和第1、第2以及第3隔板45～47，和蓋構(gòu)件37，從前方側(cè)依次被劃分成第1、第2、第3以及第4膨脹室48、49、50、51。
導(dǎo)管42的后端部，設(shè)在第4膨脹室51內(nèi)，流過三元催化劑28并在導(dǎo)管42內(nèi)流向后方的排放氣體，從多個透孔43、43…流入第4膨脹室51。而且，在第3分隔板47上，設(shè)有多個小徑連通孔52、52…，流入第4膨脹室51的排放氣體，通過這些小徑連通孔52、52…被導(dǎo)入第3膨脹室50。
在第1以及第2隔板45、46上，設(shè)有兩端向第1以及第3膨脹室48、50開口的第1銜接管53，在第1隔板45上，設(shè)有兩端向第1以及第2膨脹室48、49開口的第2銜接管54。因此被導(dǎo)入第3膨脹室50的排放氣體，經(jīng)過第1銜接管53被導(dǎo)入第1膨脹室48，進(jìn)一步經(jīng)過第2銜接管54被導(dǎo)入第2膨脹室49。
在第2隔板46上，固定了使前端向第2膨脹室48開口，并且貫通第3隔板47的排出管55的前端部，該排出管55的后端部，被支撐在罩34的后端的蓋構(gòu)件37上并向后方開口。而且在第4膨脹室51內(nèi)，排出管55的一部分被外管構(gòu)件56覆蓋，在外管構(gòu)件56以及排出管55間的環(huán)狀部分，填充了吸音材57，在對應(yīng)于外管構(gòu)件56的部分，在排出管55的管壁上設(shè)有多個小孔(未圖示)。
在此參照圖1以及圖2，在排氣系統(tǒng)26中，在與三元催化劑28，即消音器30相比的更上游側(cè)，為了將檢測值反映在空燃比控制上而安裝了氧傳感器33，如圖7所示，該氧傳感器根據(jù)排放氣體中的氧濃度，根據(jù)空然比為濃以及稀的任一狀態(tài)，而使輸出電壓變化，在排氣系統(tǒng)26中，在比三元催化劑28更上游側(cè)的排氣管27中，位于車身框架F的車架下舌9的附近安裝了上述氧傳感器33。而且，連于氧傳感器33上的傳感器線纜59，使其一部分沿車架下舌9向乘車用座位60的下方延伸出來，并和設(shè)于乘車用座位60的下方所形成的空間中的控制單元(未圖示)相連接。
但是，如圖4以及圖5所示，通過三元催化劑28的排放氣體中的CO、HC的凈化率，隨著空燃比(A/F)變?yōu)橄?cè)而變高，對此排放氣體中的NOX凈化率隨著空燃比(A/F)變?yōu)闈鈧?cè)而變高，尤其如圖5所示，在發(fā)動機(jī)E的高負(fù)荷區(qū)域，從NOX凈化率變高的區(qū)域向更濃側(cè)轉(zhuǎn)移。
在此，如圖4所示，通過排氣系統(tǒng)26的排放氣體中的殘氧量，隨著與排氣端口25相離而逐漸減少，在距排氣端口25的距離成為該排氣端口25的直徑D的10倍的位置附近，在其下游側(cè)，上述殘氧量大致一定，將用于檢測空燃比處于濃以及稀的任一狀態(tài)的氧傳感器33設(shè)在上述殘氧量為一定的區(qū)域中，如圖8所示，則使用氧傳感器33的輸出電壓的空燃比控制，在與氧傳感器33的輸出相反側(cè)，使來自燃料噴射閥23的燃料噴射控制量的補(bǔ)正項發(fā)生變化，并使空燃比集中在理論空燃比附近，所以可以提高排放氣體中NOX凈化率。
因此，根據(jù)本發(fā)明，氧傳感器33安裝于排氣管27中，并且與排氣端口25之間空出排氣端口25的直徑D的10倍以內(nèi)的距離L，從而氧傳感器33，輸出殘氧量多的一側(cè)，即稀一側(cè)的電壓。
接著，對本實施例的作用進(jìn)行說明，因為氧傳感器33安裝于排氣管27中，并且與發(fā)動機(jī)E的氣缸蓋20的排氣端口25之間空出排氣端口25的直徑D的10倍以內(nèi)的距離L，所以成為了氧傳感器33設(shè)在靠近排氣端口25的位置。
而且，因為通過排氣系統(tǒng)25的排放氣體中的殘氧量，隨著從排氣端口25分離而逐漸減少，在距排氣端口25的距離成為該排氣端口25的直徑D的10倍以內(nèi)的位置附近，在其下游側(cè)，上述殘氧量大致一定，所以若按照上述方式設(shè)定氧傳感器33的向排氣管27的安裝位置，則氧傳感器33的輸出向稀側(cè)轉(zhuǎn)移，通過使用該氧傳感器33的輸出的空燃比控制，如圖5的箭頭所示，通過向稀側(cè)轉(zhuǎn)移的空燃比，從而燃燒過的排氣通過三元催化劑28。
所以無需使用高價的線性空燃比傳感器，使用根據(jù)排放氣體中的氧濃度來檢測空燃比是否處于濃以及稀的某種狀態(tài)的現(xiàn)有的低價的氧傳感器33，便可以通過三元催化劑28有效地除去排放氣體中的NOX，而且通過在靠近排氣端口25的位置配置氧傳感器33，可以提高空燃比控制的響應(yīng)性。
另外，因為位于車身框架F的車架下舌9的附近將上述氧傳感器33安裝在排氣管27中，所以可以將連于氧傳感器33上的傳感器線纜59的纏繞，沿車架下舌9展開，從而傳感器線纜59的保護(hù)變得容易，并且容易進(jìn)行布線。
以上，雖然對本發(fā)明的實施例進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并非限定于上述實施例，在不超脫專利申請的范圍所記載的本發(fā)明的情況下也可以進(jìn)行各種設(shè)計的變更。
例如，在上述實施例中，雖然對將本發(fā)明適用于單氣缸的發(fā)動機(jī)E的情況進(jìn)行了說明，但本發(fā)明也可以適用于多氣缸的發(fā)動機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動機(jī)的空燃比控制裝置，具有三元催化劑(28)的排氣系統(tǒng)(26)與設(shè)在發(fā)動機(jī)(E)的氣缸蓋(20)上的排氣端口(25)連接，根據(jù)排放氣體中的氧濃度來檢測空燃比處于濃以及稀的任一狀態(tài)的氧傳感器(33)，為了將其檢測值反映在空燃比控制上，在與所述三元催化劑(28)相比更上游側(cè)，安裝在所述排氣系統(tǒng)(26)中，其特征在于，所述氧傳感器(33)安裝在構(gòu)成排氣系統(tǒng)(26)的一部分并與排氣端口(25)相連的排氣管(27)中，與所述排氣端口(25)之間空出所述排氣端口(25)的直徑的10倍以內(nèi)的距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)的空燃比控制裝置，其特征在于，搭載所述發(fā)動機(jī)(E)的兩輪摩托車的車身框架(F)，具有頭管(7)，其可以控制方向地支撐對前輪(WF)進(jìn)行軸支撐的前叉(5)；車架下舌(9)，其從該頭管(7)向后下落延伸；所述氧傳感器(33)，在所述車架下舌(9)的附近，安裝在所述排氣管(27)中。
全文摘要
本發(fā)明提供一種發(fā)動機(jī)的空燃比控制裝置，其中，具備三元催化劑的排氣系統(tǒng)與設(shè)于發(fā)動機(jī)的氣缸蓋的排氣端口連接，為了將檢測值反映在空燃比控制上，根據(jù)排放氣體中的氧濃度來檢測空燃比處于濃以及稀的任一狀態(tài)的氧傳感器，安裝在比三元催化劑更上游側(cè)的排氣系統(tǒng)上，這樣，使用低價的氧傳感器即可有效地除去排放氣體中的NO
文檔編號G01N27/409GK1782351SQ200510127188
公開日2006年6月7日 申請日期2005年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月30日
發(fā)明者阿部尊, 菊池一紀(jì), 國府志朗 申請人:本田技研工業(yè)株式會社