(57)【要約】  排ガス中の酸素濃度の検出精度をより向上できるＶ型多気筒４ストロークエンジンユニットが搭載されたビークルを提供することを目的とする。  単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆは、前上流屈曲部３４ｃＦと集合部３３ａの間の単一燃焼室用前排気通路部３６Ｆ内に設けられている。単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆは、１つの前燃焼室２９Ｆから放出口３５ｅまでの排気経路において、１つの前燃焼室２９Ｆから排出された排ガスを最も浄化する。単一燃焼室用前上流酸素検出部材３７ＦＦは、単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆよりも排ガスの流れ方向の上流に配置される。同様に構成された単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅおよび単一燃焼室用後上流酸素検出部材３７ＲｅＦを備える。
2016002956.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニットが搭載されたビークルであって、
前記Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニットは、
クランク軸を含むクランクケース部と、
少なくとも一部が前記クランク軸の中心線よりも前記ビークルの前後方向の前方に配置される１つの前燃焼室と、前記１つの前燃焼室から排出される排ガスが流れる単一燃焼室用前シリンダ排気通路部とが形成された１つの前シリンダ部と、
少なくとも一部が前記クランク軸の中心線よりも前記ビークルの前後方向の後方に配置される１つの後燃焼室と、前記１つの後燃焼室から排出される排ガスが流れる単一燃焼室用後シリンダ排気通路部とが形成された１つの後シリンダ部と、を有するエンジン本体と、
前記単一燃焼室用前シリンダ排気通路部の下流端からビークルの前後方向の前方に排ガスを流した後、上下方向の下方に排ガスを流す前上流屈曲部と、前後端口とを有し、前記単一燃焼室用前シリンダ排気通路部の下流端から前記前後端口まで排ガスを流す単一燃焼室用前排気通路部と、
前記単一燃焼室用後シリンダ排気通路部の下流端からビークルの前後方向の後方に排ガスを流した後、上下方向の下方に排ガスを流す後上流屈曲部と、後後端口とを有し、前記単一燃焼室用後シリンダ排気通路部の下流端から前記後後端口まで排ガスを流す単一燃焼室用後排気通路部と、
前記単一燃焼室用前排気通路部の前記前後端口および前記単一燃焼室用後排気通路部の前記後後端口の両方から排ガスが流れ込む集合部と、
前記１つの前燃焼室および前記１つの後燃焼室から排出された排ガスを大気に前記集合部を介して放出する放出口と、
前記前上流屈曲部と前記集合部の間の前記単一燃焼室用前排気通路部内に配置され、前記１つの前燃焼室から前記放出口までの排気経路において、前記１つの前燃焼室から排出された排ガスを最も浄化する単一燃焼室用前メイン触媒と、
前記後上流屈曲部と前記集合部の間の前記単一燃焼室用後排気通路部内に配置され、前記１つの後燃焼室から前記放出口までの排気経路において、前記１つの後燃焼室から排出された排ガスを最も浄化する単一燃焼室用後メイン触媒と、
前記単一燃焼室用前シリンダ排気通路部または前記単一燃焼室用前排気通路部において前記単一燃焼室用前メイン触媒よりも排ガスの流れ方向の上流に配置され、排ガス中の酸素濃度を検出する単一燃焼室用前上流酸素検出部材と、
前記単一燃焼室用後シリンダ排気通路部または前記単一燃焼室用後排気通路部において前記単一燃焼室用後メイン触媒よりも排ガスの流れ方向の上流に配置され、排ガス中の酸素濃度を検出する単一燃焼室用後上流酸素検出部材と、
前記単一燃焼室用前上流酸素検出部材および前記単一燃焼室用後上流酸素検出部材の信号を処理する制御装置と、
を備えることを特徴とするビークル。
【請求項２】
前記Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニットは、
前記単一燃焼室用前シリンダ排気通路部または前記単一燃焼室用前排気通路部において、前記単一燃焼室用前メイン触媒よりも排ガスの流れ方向の下流で、且つ、前記集合部より排ガスの流れ方向の上流に配置され、排ガス中の酸素濃度を検出する単一燃焼室用前下流酸素検出部材と、
前記単一燃焼室用後シリンダ排気通路部または前記単一燃焼室用後排気通路部において、前記単一燃焼室用後メイン触媒よりも排ガスの流れ方向の下流で、且つ、前記集合部より排ガスの流れ方向の上流に配置され、排ガス中の酸素濃度を検出する単一燃焼室用後下流酸素検出部材とを備え、
前記制御装置は、前記単一燃焼室用前上流酸素検出部材、前記単一燃焼室用後上流酸素検出部材、前記単一燃焼室用前下流酸素検出部材および前記単一燃焼室用後下流酸素検出部材の信号を処理することを特徴とする請求項１に記載のビークル。
【請求項３】
前記Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニットは、
前記単一燃焼室用前シリンダ排気通路部または前記単一燃焼室用前排気通路部において、前記単一燃焼室用前メイン触媒の排ガスの流れ方向の上流または下流に配置されており、前記１つの前燃焼室から排出された排ガスを浄化する単一燃焼室用前サブ触媒と、
前記単一燃焼室用後シリンダ排気通路部または前記単一燃焼室用後排気通路部において、前記単一燃焼室用後メイン触媒の排ガスの流れ方向の上流または下流に配置されており、前記１つの後燃焼室から排出された排ガスを浄化する単一燃焼室用後サブ触媒とを備えていることを特徴とする請求項１または２に記載のビークル。
【請求項４】
前記単一燃焼室用前排気通路部の排気経路の総経路長は、前記単一燃焼室用後排気通路部の排気経路の総経路長と同じか長く形成され、
前記単一燃焼室用前メイン触媒および前記単一燃焼室用後メイン触媒は、前記１つの前燃焼室から前記単一燃焼室用前メイン触媒の上流端までの経路長が前記１つの後燃焼室から前記単一燃焼室用後メイン触媒の上流端までの経路長と同じか長くなるように設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のビークル。
【請求項５】
前記単一燃焼室用前メイン触媒は、前記１つの前燃焼室から前記単一燃焼室用前メイン触媒の上流端までの経路長が前記単一燃焼室用前メイン触媒の下流端から前記前後端口までの経路長と同じか短くなるように設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のビークル。
【請求項６】
前記単一燃焼室用後メイン触媒は、前記１つの後燃焼室から前記単一燃焼室用後メイン触媒の上流端までの経路長が前記単一燃焼室用後メイン触媒の下流端から前記後後端口までの経路長と同じか長くなるように設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のビークル。
【請求項７】
前記単一燃焼室用前メイン触媒は、前記ビークルの左右方向において、前記単一燃焼室用後メイン触媒と異なる位置に設けられ、且つ、前記ビークルの前後方向において、前記単一燃焼室用後メイン触媒と異なる位置に設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のビークル。
【請求項８】
請求項１に記載の前記ビークルに搭載可能なＶ型多気筒４ストロークエンジンユニットであって、
クランク軸を含むクランクケース部と、
少なくとも一部が前記クランク軸の中心線よりも前記ビークルの前後方向の前方に配置される１つの前燃焼室と、前記１つの前燃焼室から排出される排ガスが流れる単一燃焼室用前シリンダ排気通路部とが形成された１つの前シリンダ部と、
少なくとも一部が前記クランク軸の中心線よりも前記ビークルの前後方向の後方に配置される１つの後燃焼室と、前記１つの後燃焼室から排出される排ガスが流れる単一燃焼室用後シリンダ排気通路部とが形成された１つの後シリンダ部と、を有するエンジン本体と、
前記単一燃焼室用前シリンダ排気通路部の下流端からビークルの前後方向の前方に排ガスを流した後、上下方向の下方に排ガスを流す前上流屈曲部と、前後端口とを有し、前記単一燃焼室用前シリンダ排気通路部の下流端から前記前後端口まで排ガスを流す単一燃焼室用前排気通路部と、
前記単一燃焼室用後シリンダ排気通路部の下流端からビークルの前後方向の後方に排ガスを流した後、上下方向の下方に排ガスを流す後上流屈曲部と、後後端口とを有し、前記単一燃焼室用後シリンダ排気通路部の下流端から前記後後端口まで排ガスを流す単一燃焼室用後排気通路部と、
前記単一燃焼室用前排気通路部の前記前後端口および前記単一燃焼室用後排気通路部の前記後後端口の両方から排ガスが流れ込む集合部と、
前記１つの前燃焼室および前記１つの後燃焼室から排出された排ガスを大気に前記集合部を介して放出する放出口と、
前記前上流屈曲部と前記集合部の間の前記単一燃焼室用前排気通路部内に配置され、前記１つの前燃焼室から前記放出口までの排気経路において、前記１つの前燃焼室から排出された排ガスを最も浄化する単一燃焼室用前メイン触媒と、
前記後上流屈曲部と前記集合部の間の前記単一燃焼室用後排気通路部内に配置され、前記１つの後燃焼室から前記放出口までの排気経路において、前記１つの後燃焼室から排出された排ガスを最も浄化する単一燃焼室用後メイン触媒と、
前記単一燃焼室用前シリンダ排気通路部または前記単一燃焼室用前排気通路部において前記単一燃焼室用前メイン触媒よりも排ガスの流れ方向の上流に配置され、排ガス中の酸素濃度を検出する単一燃焼室用前上流酸素検出部材と、
前記単一燃焼室用後シリンダ排気通路部または前記単一燃焼室用後排気通路部において前記単一燃焼室用後メイン触媒よりも排ガスの流れ方向の上流に配置され、排ガス中の酸素濃度を検出する単一燃焼室用後上流酸素検出部材と、
前記単一燃焼室用前上流酸素検出部材および前記単一燃焼室用後上流酸素検出部材の信号を処理する制御装置と、
を備えることを特徴とするＶ型多気筒４ストロークエンジンユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビークルおよびＶ型多気筒４ストロークエンジンユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、多気筒４ストロークエンジンユニットが搭載されたビークルがある。Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニットは、集合部、触媒および酸素検出部材を備えている。エンジン本体の各気筒の燃焼室から排出された排ガスは集合部で集合する。触媒は、集合部で集合された排ガスを浄化する。酸素検出部材は、集合部の排ガス中の酸素濃度を検出する。この酸素検出部材の信号に基づいて、燃焼制御が行われる。具体的には、酸素検出部材の信号に基づいて、燃料噴射量や点火タイミング等が制御される。酸素検出部材の信号に基づいて燃焼制御を行うことで、触媒による排ガスの清浄化を促進できる。（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０９１９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニットを搭載したビークルにおいても、排ガスの浄化性能の向上が求められている。【０００５】
本発明の目的は、触媒および酸素検出部材を備え、排ガスの浄化性能をより向上できるＶ型多気筒４ストロークエンジンユニットが搭載されたビークルおよびＶ型多気筒４ストロークエンジンユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
集合部で集合した排ガスの酸素濃度を詳しく分析したところ、次のことが判明した。酸素検出部材の位置をずらすと、その酸素検出部材から出力される信号が大きく変化する場合がある。つまり、集合部の中の酸素濃度は常に均一なわけではなく、場所によって異なる。そこで、種々の位置をテストし、実際の酸素濃度に近い位置を探して、酸素検出部材の位置を決めていた。テストを続ける中で、更なる排ガス浄化性能の向上には、酸素濃度の検出精度を向上させる必要があることがわかった。
さらに、Ｖ型多気筒エンジンでは、各気筒の排ガスの酸素濃度が異なる場合があることが判明した。特に、ビークルの前後方向において、燃焼室の位置が異なり、且つ、燃焼室から排出される排ガスが流れる各気筒の排気通路部の排気経路の長さが異なる複数の気筒を備えたＶ型多気筒エンジンほど顕著であることが判明した。
そこで、従来行われていた集合した排ガスの中の酸素濃度を検出するのではなく、各気筒の排ガスの酸素濃度を検出することで、解決できると考えた。
しかしながら、新たな問題があることが判明した。それは、各気筒の排ガスの状態を詳しく分析することで判明した。燃焼室から排出された時点の排ガスは、気体の未燃燃料と酸素を含む。排ガスは、排気経路中で未燃燃料の酸化を続けながら移動する。酸化が進むに従って、排ガス中の酸素濃度が減少する。
多気筒４ストロークエンジンユニットでは、複数の燃焼室から異なるタイミングで排ガスが排出される。異なる燃焼室から排出された排ガスは、排気経路中で集合することで、混合または衝突する。排ガスが混合または衝突することで、排ガスの流速が低下する。加えて、未燃燃料と酸素が混ざりやすくなる。それによって、未燃燃料の酸化が促進される。そして、その未燃燃料の酸化が促進された集合部の排ガスの酸素濃度を検出している。これに対して、Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニットの各気筒の燃焼室から排出される排ガスを集合する前に各々検出した場合、次のような作用が生じる。Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニットの各気筒の燃焼室から排出される排ガスは間欠的に排出される。そのため、Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニットの各気筒の燃焼室から排出される排ガスは、気筒ごとに独立した排気経路を流れているときに排ガスの混合または衝突が生じにくい。そのため、集合した排ガスとは異なり、集合前の排ガスは、酸化されない燃料をより多く含んでいる。
排気経路において酸化の進度が低い箇所では、排ガス中の酸素濃度が不安定となる。そこで、本発明者は、排気経路、触媒および酸素検出部材の配置位置を工夫することで、排ガス中の酸素濃度をより安定的に検出することを思い付いた。【０００７】
本発明は、Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニットが搭載されたビークルに関する発明である。そのＶ型多気筒４ストロークエンジンユニットは、エンジン本体を備える。そのエンジン本体は、クランク軸を含むクランクケース部と、少なくとも一部がクランク軸の中心線よりもビークルの前後方向の前方に配置される１つの前燃焼室と、１つの前燃焼室から排出される排ガスが流れる単一燃焼室用前シリンダ排気通路部とが形成された１つの前シリンダ部と、少なくとも一部がクランク軸の中心線よりもビークルの前後方向の後方に配置される１つの後燃焼室と、１つの後燃焼室から排出される排ガスが流れる単一燃焼室用後シリンダ排気通路部とが形成された１つの後シリンダ部と、を有する。また、そのＶ型多気筒４ストロークエンジンユニットは、単一燃焼室用前シリンダ排気通路部の下流端からビークルの前後方向の前方に排ガスを流した後、上下方向の下方に排ガスを流す前上流屈曲部と、前後端口とを有し、単一燃焼室用前シリンダ排気通路部の下流端から前後端口まで排ガスを流す単一燃焼室用前排気通路部を備える。そのＶ型多気筒４ストロークエンジンユニットは、単一燃焼室用後シリンダ排気通路部の下流端からビークルの前後方向の後方に排ガスを流した後、上下方向の下方に排ガスを流す後上流屈曲部と、後後端口とを有し、単一燃焼室用後シリンダ排気通路部の下流端から後後端口まで排ガスを流す単一燃焼室用後排気通路部を備える。そのため、１つの前燃焼室から排出される排ガスの性状と１つの後燃焼室から排出される排ガスの性状が異なる場合がある。そのため、排ガスを単純に集合させても集合部の中の酸素濃度は常に均一になるわけではなく、場所によって異なる場合がある。集合部の中の酸素濃度を検出する場合、その検出精度の向上が困難であった。
しかしながら、本発明では、集合前の各燃焼室から排出された排ガスを検出することで、検出精度を向上できた。そのＶ型多気筒４ストロークエンジンユニットは、単一燃焼室用前排気通路部の前後端口および単一燃焼室用後排気通路部の後後端口の両方から排ガスが流れ込む集合部を備える。そのＶ型多気筒４ストロークエンジンユニットは、１つの前燃焼室および１つの後燃焼室から排出された排ガスを大気に集合部を介して放出する放出口を備える。そのＶ型多気筒４ストロークエンジンユニットは、前上流屈曲部と集合部の間の単一燃焼室用前排気通路部内に配置され、１つの前燃焼室から放出口までの排気経路において、１つの前燃焼室から排出された排ガスを最も浄化する単一燃焼室用前メイン触媒を備える。そのため、単一燃焼室用前メイン触媒は、排ガスの流れの抵抗となる。しかも、その上流に前上流屈曲部が設けられ、その下流に集合部が設けられているため、単一燃焼室用前メイン触媒よりも上流で、排ガスの流速がより低下する。また、１つの前燃焼室から間欠的に排出された排ガスによって、単一燃焼室用前メイン触媒より上流の排気経路内の圧力は脈動する。圧力が脈動するとは、圧力が周期的に変動することである。排気経路には単一燃焼室用前メイン触媒が配置されている。そのため、単一燃焼室用前メイン触媒によって、圧力脈動の反射が生じる。これにより、単一燃焼室用前メイン触媒の上流において、１つの前燃焼室から排出された排ガスとこの反射波が衝突する。この衝突によって、排ガス中の未燃燃料と酸素が混ざりやすくなる。よって、単一燃焼室用前メイン触媒より上流で、排ガス中の未燃燃料と酸素が混ざりやすくなる。また、上記衝突によって、単一燃焼室用前メイン触媒の上流で、排ガスの流速をより低下させることができる。したがって、単一燃焼室用前メイン触媒より上流で、排ガスの流速をより低下させることができる。そのＶ型多気筒４ストロークエンジンユニットは、後上流屈曲部と集合部の間の単一燃焼室用後排気通路部内に配置され、１つの後燃焼室から放出口までの排気経路において、１つの後燃焼室から排出された排ガスを最も浄化する単一燃焼室用後メイン触媒を備える。そのため、単一燃焼室用後メイン触媒は、排ガスの流れの抵抗となる。しかも、その上流に後上流屈曲部が設けられ、その下流に集合部が設けられているため、単一燃焼室用後メイン触媒よりも上流で、排ガスの流速がより低下する。また、１つの後燃焼室から間欠的に排出された排ガスによって、単一燃焼室用後メイン触媒より上流の排気経路内の圧力は脈動する。圧力が脈動するとは、圧力が周期的に変動することである。排気経路には単一燃焼室用後メイン触媒が配置されている。そのため、単一燃焼室用後メイン触媒によって、圧力脈動の反射が生じる。これにより、単一燃焼室用後メイン触媒の上流において、１つの後燃焼室から排出された排ガスとこの反射波が衝突する。この衝突によって、排ガス中の未燃燃料と酸素が混ざりやすくなる。よって、単一燃焼室用後メイン触媒より上流で、排ガス中の未燃燃料と酸素が混ざりやすくなる。また、上記衝突によって、単一燃焼室用後メイン触媒の上流で、排ガスの流速をより低下させることができる。したがって、単一燃焼室用後メイン触媒より上流で、排ガスの流速をより低下させることができる。Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニットの各気筒の燃焼室から排出される排ガスを集合する前に各々検出した場合、未燃燃料が、排気経路のより下流の位置まで酸化されずに到達しやすい。しかしながら、本発明では、単一燃焼室用前メイン触媒および単一燃焼室用後メイン触媒より上流で、排ガス中の未燃燃料と酸素が混ざりやすくなる。それに加えて、排ガスの流速を低下させることができる。その結果、排気経路の燃焼室に近い位置で、未燃燃料の酸化を促進させることができる。そのＶ型多気筒４ストロークエンジンユニットは、単一燃焼室用前シリンダ排気通路部または単一燃焼室用後排気通路部において単一燃焼室用前メイン触媒よりも排ガスの流れ方向の上流に配置され、排ガス中の酸素濃度を検出する単一燃焼室用前上流酸素検出部材を備える。そのため、単一燃焼室用前上流酸素検出部材は、より酸化が進んだ状態の排ガスを検出対象とすることができる。言い換えると、単一燃焼室用前上流酸素検出部材は、酸素濃度がより安定した排ガスを検出対象とすることができる。したがって、排ガス中の酸素濃度をより安定的に検出することができる。そのＶ型多気筒４ストロークエンジンユニットは、単一燃焼室用後シリンダ排気通路部または単一燃焼室用後排気通路部において単一燃焼室用後メイン触媒よりも排ガスの流れ方向の上流に配置され、排ガス中の酸素濃度を検出する単一燃焼室用後上流酸素検出部材を備える。そのため、単一燃焼室用後上流酸素検出部材は、より酸化が進んだ状態の排ガスを検出対象とすることができる。言い換えると、単一燃焼室用後上流酸素検出部材は、酸素濃度がより安定した排ガスを検出対象とすることができる。したがって、排ガス中の酸素濃度をより安定的に検出することができる。そのＶ型多気筒４ストロークエンジンユニットは、単一燃焼室用前上流酸素検出部材および単一燃焼室用後上流酸素検出部材の信号を処理する制御装置を備える。排ガス中の酸素濃度をより安定的に検出できる単一燃焼室用前上流酸素検出部材および単一燃焼室用後上流酸素検出部材の信号を処理するため、検出精度を向上でき、排ガスの浄化性能をより向上できる。【０００８】
本発明のビークルにおいて、以下のように構成されることが好ましい。Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニットは、単一燃焼室用前シリンダ排気通路部または単一燃焼室用前排気通路部において、単一燃焼室用前メイン触媒よりも排ガスの流れ方向の下流で、且つ、集合部より排ガスの流れ方向の上流に配置され、排ガス中の酸素濃度を検出する単一燃焼室用前下流酸素検出部材を備える。Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニットは、単一燃焼室用後シリンダ排気通路部または単一燃焼室用後排気通路部において、単一燃焼室用後メイン触媒よりも排ガスの流れ方向の下流で、且つ、集合部より排ガスの流れ方向の上流に配置され、排ガス中の酸素濃度を検出する単一燃焼室用後下流酸素検出部材を備える。制御装置は、単一燃焼室用前上流酸素検出部材、単一燃焼室用後上流酸素検出部材、単一燃焼室用前下流酸素検出部材および単一燃焼室用後下流酸素検出部材の信号を処理する。
そのため、排ガス中の酸素濃度をより安定的に検出できる単一燃焼室用前上流酸素検出部材および単一燃焼室用後上流酸素検出部材に加えて、単一燃焼室用前メイン触媒を通過した排ガスおよび単一燃焼室用後メイン触媒を通過した排ガスの酸素濃度を検出する単一燃焼室用前下流酸素検出部材および単一燃焼室用後下流酸素検出部材を備える。これらの信号を処理することで、排ガスの浄化性能をより向上できる。【０００９】
本発明のビークルにおいて、以下のように構成されることが好ましい。Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニットは、単一燃焼室用前シリンダ排気通路部または単一燃焼室用前排気通路部において、単一燃焼室用前メイン触媒の排ガスの流れ方向の上流または下流に配置されており、１つの前燃焼室から排出された排ガスを浄化する単一燃焼室用前サブ触媒を備える。Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニットは、単一燃焼室用後シリンダ排気通路部または単一燃焼室用後排気通路部において、単一燃焼室用後メイン触媒の排ガスの流れ方向の上流または下流に配置されており、１つの後燃焼室から排出された排ガスを浄化する単一燃焼室用後サブ触媒を備える。集合サブ触媒は、単一燃焼室用前メイン触媒を通過した排ガスおよび単一燃焼室用後メイン触媒を通過した排ガスの両方の排ガスを浄化する。
そのため、１つの前燃焼室および１つの後燃焼室から排出された排ガスを、単一燃焼室用前メイン触媒および単一燃焼室用後メイン触媒に加えて、単一燃焼室用前サブ触媒および単一燃焼室用後サブ触媒で浄化することができる。これにより、排ガスの浄化性能をより向上できる。【００１０】
本発明のビークルにおいて、以下のように構成されることが好ましい。単一燃焼室用前排気通路部の排気経路の総経路長は、単一燃焼室用後排気通路部の排気経路の総経路長と同じか長く形成される。単一燃焼室用前メイン触媒および単一燃焼室用後メイン触媒は、１つの前燃焼室から単一燃焼室用前メイン触媒の上流端までの経路長が１つの後燃焼室から単一燃焼室用後メイン触媒の上流端までの経路長と同じか長くなるように設けられている。そのため、各燃焼室から排出される排ガスが流れる単一燃焼室用排気通路部にあわせて最適な位置にメイン触媒を配置できる。これにより、排ガス中の酸素濃度をより安定的に検出できため、排ガスの浄化性能をより向上できる。【００１１】
本発明のビークルにおいて、以下のように構成されることが好ましい。単一燃焼室用前メイン触媒は、１つの前燃焼室から単一燃焼室用前メイン触媒の上流端までの経路長が単一燃焼室用前メイン触媒の下流端から前後端口までの経路長と同じか短くなるように設けられている。これにより、排ガス中の酸素濃度をより安定的に検出できため、排ガスの浄化性能をより向上できる。【００１２】
本発明のビークルにおいて、以下のように構成されることが好ましい。単一燃焼室用後メイン触媒は、１つの後燃焼室から単一燃焼室用後メイン触媒の上流端までの経路長が単一燃焼室用後メイン触媒の下流端から後後端口までの経路長と同じか長くなるように設けられている。これにより、排ガス中の酸素濃度をより安定的に検出できため、排ガスの浄化性能をより向上できる。【００１３】
本発明のビークルにおいて、以下のように構成されることが好ましい。単一燃焼室用前メイン触媒は、ビークルの左右方向において、単一燃焼室用後メイン触媒と異なる位置に設けられ、且つ、ビークルの前後方向において、単一燃焼室用後メイン触媒と異なる位置に設けられている。これにより、単一燃焼室用前メイン触媒および単一燃焼室用後メイン触媒を、相互干渉を抑制しつつそれぞれを最適な形状、大きさにすることができる。したがって、排ガス中の酸素濃度をより安定的に検出できため、排ガスの浄化性能をより向上できる。【００１４】
本発明のビークルに搭載可能なＶ型多気筒４ストロークエンジンユニットは、以下のように構成されることが好ましい。Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニットは、クランク軸を含むクランクケース部と、少なくとも一部がクランク軸の中心線よりもビークルの前後方向の前方に配置される１つの前燃焼室と、１つの前燃焼室から排出される排ガスが流れる単一燃焼室用前シリンダ排気通路部とが形成された１つの前シリンダ部と、少なくとも一部がクランク軸の中心線よりもビークルの前後方向の後方に配置される１つの後燃焼室と、１つの後燃焼室から排出される排ガスが流れる単一燃焼室用後シリンダ排気通路部とが形成された１つの後シリンダ部と、を有するエンジン本体を備える。Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニットは、単一燃焼室用前シリンダ排気通路部の下流端からビークルの前後方向の前方に排ガスを流した後、上下方向の下方に排ガスを流す前上流屈曲部と、前後端口とを有し、単一燃焼室用前シリンダ排気通路部の下流端から前後端口まで排ガスを流す単一燃焼室用前排気通路部を備える。Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニットは、単一燃焼室用後シリンダ排気通路部の下流端からビークルの前後方向の後方に排ガスを流した後、上下方向の下方に排ガスを流す後上流屈曲部と、後後端口とを有し、単一燃焼室用後シリンダ排気通路部の下流端から後後端口まで排ガスを流す単一燃焼室用後排気通路部を備える。Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニットは、単一燃焼室用前排気通路部の前後端口および単一燃焼室用後排気通路部の後後端口の両方から排ガスが流れ込む集合部を備える。Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニットは、単一燃焼室用前メイン触媒を通過した排ガスおよび単一燃焼室用後メイン触媒を通過した排ガスを大気に集合部を介して放出する放出口を備える。Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニットは、前上流屈曲部と集合部の間の単一燃焼室用前排気通路部内に配置され、１つの前燃焼室から放出口までの排気経路において、１つの前燃焼室から排出された排ガスを最も浄化する単一燃焼室用前メイン触媒を備える。Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニットは、後上流屈曲部と集合部の間の単一燃焼室用後排気通路部内に配置され、１つの後燃焼室から放出口までの排気経路において、１つの後燃焼室から排出された排ガスを最も浄化する単一燃焼室用後メイン触媒を備える。Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニットは、単一燃焼室用前シリンダ排気通路部または単一燃焼室用後排気通路部において単一燃焼室用前メイン触媒よりも排ガスの流れ方向の上流に配置され、排ガス中の酸素濃度を検出する単一燃焼室用前上流酸素検出部材を備える。Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニットは、単一燃焼室用後シリンダ排気通路部または単一燃焼室用後排気通路部において単一燃焼室用後メイン触媒よりも排ガスの流れ方向の上流に配置され、排ガス中の酸素濃度を検出する単一燃焼室用後上流酸素検出部材を備える。Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニットは、単一燃焼室用前上流酸素検出部材および単一燃焼室用後上流酸素検出部材の信号を処理する制御装置を備える。これにより、酸素濃度の検出精度を向上でき、排ガスの浄化性能をより向上できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、触媒および酸素検出部材を備えたＶ型多気筒４ストロークエンジンユニットが搭載されたビークルおよびＶ型多気筒４ストロークエンジンユニットにおいて、排ガスの浄化性能をより向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態１の自動二輪車の側面図である。
【図２】本発明の実施形態１の排気系部品の側面図である。
【図３】本発明の実施形態１の排気系部品の平面図である。
【図４】本発明の実施形態１の排気系部品のＡ−Ａ断面図である。
【図５】本発明の実施形態１の排気系部品の模式図である。
【図６】本発明の実施形態１の自動二輪車の制御ブロック図である。
【図７】本発明の実施形態１の変形例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。本発明のビークルを自動二輪車に適用した例について説明する。以下の説明において、前、後、左、右は、それぞれ自動二輪車の乗員から見た前、後、左、右を意味するものとする。但し、自動二輪車は、水平な地面に配置されたものとする。各図面に付した符号Ｆ、Ｒｅ、Ｌ、Ｒ、Ｕ、Ｌoは、それぞれ前、後、左、右、上、下を表す。
【００１８】
（実施形態１）
［全体構成］
図１は、本発明の実施形態１の自動二輪車の側面図である。図２は、本発明の実施形態１の排気系部品の側面図である。図３は、本発明の実施形態１の排気系部品の平面図である。図４は、本発明の実施形態１の排気系部品のＡ−Ａ断面図である。
【００１９】
実施形態１のビークルは、自動二輪車１である。自動二輪車１は、車体フレーム２を備えている。車体フレーム２は、ヘッドパイプ３と、メインフレーム４を備えている。メインフレーム４は、ヘッドパイプ３から後方へ延びている。シートレール５は、メインフレーム４の中途部から後上向きに延びている。
【００２０】
ヘッドパイプ３にはステアリングシャフトが回転可能に挿入されている。ステアリングシャフトの上部には、ハンドル７（図１を参照）が設けられている。ハンドル７の近傍には、表示装置（図示せず）が配置されている。表示装置には、車速、エンジン回転速度、各種の警告などが表示される。
【００２１】
ステアリングシャフトの下部には、左右一対のフロントフォーク６が支持されている。フロントフォーク６の下端部には、車軸８ａが固定されている。この車軸８ａには、前輪８が回転可能に取り付けられている。
【００２２】
シートレール５には、シート９（図１を参照）が支持されている。リアアーム１４の前部は、ピボット軸１４ａを介して車体フレーム２に連結されている。リアアーム１４は、ピボット軸１４ａを中心として上下に揺動可能である。リアアーム１４の後部には、後輪１５が支持されている。
【００２３】
メインフレーム４の下方には、エンジン本体２０が配置されている。エンジン本体２０は、車体フレーム２に支持されている。具体的には、メインフレーム４に設けられたブラケット４ａに対して、エンジン本体２０の上部が、ボルト４ｂによって固定されている。また、エンジン本体２０の後部も、車体フレーム２に設けられた他のブラケットに固定されている。メインフレーム４の下方で且つエンジン本体２０の上方には、エアクリーナ（図示せず）が配置されている。
【００２４】
自動二輪車１は、Ｖ型２気筒４ストロークエンジンユニット１９を有している。Ｖ型２気筒４ストロークエンジンユニット１９は、エンジン本体２０と、前排気管３４Ｆと、後排気管３４Ｒｅと、集合装置３３と、消音器３５と、前メイン触媒３９Ｆ（単一燃焼室用前メイン触媒）と、前上流酸素検出部材３７ＦＦ（単一燃焼室用前上流酸素検出部材）と、後メイン触媒３９Ｒｅ（単一燃焼室用後メイン触媒）と、後上流酸素検出部材３７ＲｅＦ（単一燃焼室用後上流酸素検出部材）とを備えている。
【００２５】
エンジン本体２０は、Ｖ型２気筒の４ストロークエンジンである。エンジン本体２０は、クランクケース部２１と、前シリンダ部２２Ｆと、後シリンダ部２２Ｒｅを備えている。前シリンダ部２２Ｆは、クランクケース部２１から前方且つ上方に延びている。後シリンダ部２２Ｒｅは、クランクケース部２１から後方且つ上方に延びている。
【００２６】
クランクケース部２１は、クランクケース本体と、クランクケース本体に収容されたクランク軸２７および変速機構等を有する。以下、クランク軸２７の中心線Ｃｒ１を、クランク軸線Ｃｒ１と称する。クランク軸線Ｃｒ１は、自動二輪車１の左右方向に延びている。クランクケース本体内には潤滑用のオイルが貯蔵されている。かかるオイルはオイルポンプ（図示せず）によって搬送され、エンジン本体２０内を循環している。
【００２７】
前シリンダ部２２Ｆは、前シリンダボディ２４Ｆと、前シリンダヘッド２５Ｆと、前ヘッドカバー２６Ｆと、これらの内部に収容された部品とを有する。図２に示すように、前シリンダボディ２４Ｆは、クランクケース部２１の前部に接続されている。前シリンダヘッド２５Ｆは、前シリンダボディ２４Ｆの上部に接続されている。前ヘッドカバー２６Ｆは、前シリンダヘッド２５Ｆの上部に接続されている。後シリンダ部２２Ｒｅは、後シリンダボディ２４Ｒｅと、後シリンダヘッド２５Ｒｅと、後ヘッドカバー２６Ｒｅと、これらの内部に収容された部品とを有する。図２に示すように、後シリンダボディ２４Ｒｅは、クランクケース部２１の後部に接続されている。後シリンダヘッド２５Ｒｅは、後シリンダボディ２４Ｒｅの上部に接続されている。後ヘッドカバー２６Ｒｅは、後シリンダヘッド２５Ｒｅの上部に接続されている。
【００２８】
前シリンダボディ２４Ｆには、前シリンダ孔２４ａＦが形成されている。前シリンダ孔２４ａＦ内には、前ピストン（図示せず）が往復移動可能に収容されている。ピストンはコンロッドを介してクランク軸２７に連結されている。以下、前シリンダ孔２４ａＦの中心線Ｃｙ１Ｆを、前シリンダ軸線Ｃｙ１Ｆと称する。エンジン本体２０は、前シリンダ軸線Ｃｙ１Ｆが、上下方向（鉛直方向）に延びるように配置されている。より詳細には、前シリンダ軸線Ｃｙ１Ｆのクランクケース部２１から前シリンダ部２２Ｆに向かう方向は、前上向きである。前シリンダ軸線Ｃｙ１Ｆの鉛直方向に対する傾斜角度は、０度以上４５度以下である。後シリンダボディ２４Ｒｅには、後シリンダ孔２４ａＲｅが形成されている。後シリンダ孔２４ａＲｅ内には、後ピストン（図示せず）が往復移動可能に収容されている。ピストンはコンロッドを介してクランク軸２７に連結されている。以下、後シリンダ孔２４ａＲｅの中心線Ｃｙ１Ｒｅを、後シリンダ軸線Ｃｙ１Ｒｅと称する。エンジン本体２０は、後シリンダ軸線Ｃｙ１Ｒｅが、上下方向（鉛直方向）に延びるように配置されている。より詳細には、後シリンダ軸線Ｃｙ１Ｒｅのクランクケース部２１から後シリンダ部２２Ｒｅに向かう方向は、後上向きである。後シリンダ軸線Ｃｙ１Ｒｅの鉛直方向に対する傾斜角度は、０度以上４５度以下である。
【００２９】
前シリンダ部２２Ｆの内部には、１つの前燃焼室２９Ｆが形成されている。１つの前燃焼室２９Ｆは、前シリンダボディ２４Ｆの前シリンダ孔２４ａＦの内面と、前シリンダヘッド２５Ｆと、前ピストンとによって形成されている。つまり、１つの前燃焼室２９Ｆの一部は、前シリンダ孔２４ａＦの内面によって区画されている。１つの前燃焼室２９Ｆには、点火プラグ（図示せず）の先端部が配置されている。点火プラグは、１つの前燃焼室２９Ｆ内で燃料と空気との混合ガスに点火する。１つの前燃焼室２９Ｆは、クランク軸線Ｃｒ１よりも前方に位置する。これは、以下のように言い換えられる。左右方向から見て、１つの前燃焼室２９Ｆは、クランク軸線Ｃｒ１を通り、上下方向と平行に延びる直線より前方に配置されている。後シリンダ部２２Ｒｅの内部には、１つの後燃焼室２９Ｒｅが形成されている。１つの後燃焼室２９Ｒｅは、後シリンダボディ２４Ｒｅの後シリンダ孔２４ａＲｅの内面と、後シリンダヘッド２５Ｒｅと、後ピストンとによって形成されている。つまり、１つの後燃焼室２９Ｒｅの一部は、後シリンダ孔２４ａＲｅの内面によって区画されている。１つの後燃焼室２９Ｒｅには、点火プラグ（図示せず）の先端部が配置されている。点火プラグは、１つの後燃焼室２９Ｒｅ内で燃料と空気との混合ガスに点火する。１つの後燃焼室２９Ｒｅは、クランク軸線Ｃｒ１よりも後方に位置する。これは、以下のように言い換えられる。左右方向から見て、１つの後燃焼室２９Ｒｅは、クランク軸線Ｃｒ１を通り、上下方向と平行に延びる直線より後方に配置されている。
【００３０】
前シリンダヘッド２５Ｆには、前シリンダ吸気通路部（図示せず）と、前シリンダ排気通路部３１Ｆ（単一燃焼室用前シリンダ排気通路部）が形成されている。本明細書において、「通路部」とは、ガスなどが通過する空間（経路）を形成する構造物のことである。前シリンダヘッド２５Ｆにおいて、１つの前燃焼室２９Ｆを形成する壁部には、前吸気ポートおよび前排気ポートが形成されている。前シリンダ吸気通路部は、前吸気ポートから前シリンダヘッド２５Ｆの外面に形成された前吸入口まで延びている。前シリンダ排気通路部３１Ｆは、前排気ポートから前シリンダヘッド２５Ｆの外面に形成された前排出口まで延びている。１つの前燃焼室２９Ｆに供給される空気は、前シリンダ吸気通路部内を通過する。１つの前燃焼室２９Ｆから排出される排ガスは、前シリンダ排気通路部３１Ｆを通過する。後シリンダヘッド２５Ｒｅには、後シリンダ吸気通路部（図示せず）と、後シリンダ排気通路部３１Ｒｅ（単一燃焼室用後シリンダ排気通路部）が形成されている。後シリンダヘッド２５Ｒｅにおいて、１つの後燃焼室２９Ｒｅを形成する壁部には、後吸気ポートおよび後排気ポートが形成されている。後シリンダ吸気通路部は、後吸気ポートから後シリンダヘッド２５Ｒｅの外面に形成された後吸入口まで延びている。後シリンダ排気通路部３１Ｒｅは、後排気ポートから後シリンダヘッド２５Ｒｅの外面に形成された後排出口まで延びている。１つの後燃焼室２９Ｒｅに供給される空気は、後シリンダ吸気通路部内を通過する。１つの後燃焼室２９Ｒｅから排出される排ガスは、後シリンダ排気通路部３１Ｒｅを通過する。
【００３１】
前シリンダ吸気通路部には前吸気弁（図示せず）が配置されている。前シリンダ排気通路部３１Ｆには前排気弁（図示せず）が配置されている。前吸気弁および前排気弁は、クランク軸２７と連動する動弁機構（図示せず）によって作動する。前吸気ポートは、前吸気弁の運動により開閉される。前排気ポートは、前排気弁の運動により開閉される。前シリンダ吸気通路部の端部（前吸入口）には前吸気管（図示せず）が接続されている。前シリンダ排気通路部３１Ｆの端部（前排出口）には前排気管３４Ｆが接続されている。後シリンダ吸気通路部には後吸気弁（図示せず）が配置されている。後シリンダ排気通路部３１Ｒｅには後排気弁（図示せず）が配置されている。後吸気弁および後排気弁は、クランク軸２７と連動する動弁機構（図示せず）によって作動する。後吸気ポートは、後吸気弁の運動により開閉される。後排気ポートは、後排気弁の運動により開閉される。後シリンダ吸気通路部の端部（後吸入口）には後吸気管（図示せず）が接続されている。後シリンダ排気通路部３１Ｒｅの端部（後排出口）には後排気管３４Ｒｅが接続されている。
【００３２】
前シリンダ吸気通路部または前吸気管には、前インジェクタ（図示せず）が配置されている。前インジェクタは、１つの前燃焼室２９Ｆに燃料を供給するためのものである。より具体的には、前インジェクタは、前シリンダ吸気通路部または前吸気管内で燃料を噴射する。なお、前インジェクタは、１つの前燃焼室２９Ｆに燃料を噴射するように配置されていてもよい。また、前吸気管内には、前スロットルバルブ（図示せず）が配置されている。後シリンダ吸気通路部または後吸気管には、後インジェクタ（図示せず）が配置されている。後インジェクタは、１つの後燃焼室２９Ｒｅに燃料を供給するためのものである。より具体的には、後インジェクタは、後シリンダ吸気通路部または後吸気管内で燃料を噴射する。なお、後インジェクタは、１つの後燃焼室２９Ｒｅに燃料を噴射するように配置されていてもよい。また、後吸気管内には、後スロットルバルブ（図示せず）が配置されている。
【００３３】
前吸気管は、前シリンダヘッド２５Ｆの外面から上方に延びている。前吸気管は、エアクリーナに接続されている。後吸気管は、後シリンダヘッド２５Ｒｅの外面から上方に延びている。後吸気管は、エアクリーナに接続されている。エアクリーナは、エンジン本体２０に供給される空気を浄化する。エアクリーナを通過することによって浄化された空気が、前吸気管および後吸気管を通じてエンジン本体２０に供給される。
【００３４】
［排気系の構成］
以下、実施形態１の自動二輪車１の排気系について説明する。本明細書の排気系の説明において、上流とは、排ガスの流れ方向の上流のことである。また、下流とは、排ガスの流れ方向の下流のことである。また、本明細書の排気系の説明において、経路方向とは、排ガスの流れる方向のことである。
【００３５】
上述したように、Ｖ型２気筒４ストロークエンジンユニット１９は、エンジン本体２０と、前排気管３４Ｆと、後排気管３４Ｒｅと、集合装置３３と、消音器３５と、前メイン触媒３９Ｆと、後メイン触媒３９Ｒｅと、前上流酸素検出部材３７ＦＦと後上流酸素検出部材３７ＲｅＦとを備えている。消音器３５は、大気に面する放出口３５ｅを有する。前排気通路部３６Ｆ（単一燃焼室用排気通路部）は、前排気管３４Ｆによって構成される。前排気通路部３６Ｆは、前シリンダ排気通路部３１Ｆの下流端から前排気管３４Ｆの前後端口４１Ｆｅまで排ガスを流す。１つの前燃焼室２９Ｆから前後端口４１Ｆｅに至る経路を、前排気経路４１Ｆとする。前排気経路４１Ｆは、前シリンダ排気通路部３１Ｆと前排気通路部３６Ｆとによって形成される。前排気経路４１Ｆは、排ガスが通過する空間である。後排気通路部３６Ｒｅ（単一燃焼室用排気通路部）は、後排気管３４Ｒｅによって構成される。後排気通路部３６Ｒｅは、後シリンダ排気通路部３１Ｒｅの下流端から後排気管３４Ｒｅの後後端口４１Ｒｅｅまで排ガスを流す。１つの後燃焼室２９Ｒｅから後後端口４１Ｒｅｅに至る経路を、後排気経路４１Ｒｅとする。後排気経路４１Ｒｅは、後シリンダ排気通路部３１Ｒｅと後排気通路部３６Ｒｅとによって形成される。後排気経路４１Ｒｅは、排ガスが通過する空間である。
【００３６】
前排気管３４Ｆの上流端部は、前シリンダ排気通路部３１Ｆの下流端部に接続される。前排気管３４Ｆの下流端部は、集合装置３３に接続される。前排気管３４Ｆの前後端口４１Ｆｅは、集合装置３３の中に開口している。前排気管３４Ｆの途中には、前触媒ユニット３８Ｆが設けられている。前排気管３４Ｆの前触媒ユニット３８Ｆより上流の部分を、前上流排気管３４ａＦとする。前排気管３４Ｆの前触媒ユニット３８Ｆより下流の部分を前下流排気管３４ｂＦとする。後排気管３４Ｒｅの上流端部は、後シリンダ排気通路部３１Ｒｅの下流端部に接続される。後排気管３４Ｒｅの下流端部は、集合装置３３に接続される。後排気管３４Ｒｅの後後端口４１Ｒｅｅは、集合装置３３の中に開口している。後排気管３４Ｒｅの途中には、後触媒ユニット３８Ｒｅが設けられている。後排気管３４Ｒｅの後触媒ユニット３８Ｒｅより上流の部分を、後上流排気管３４ａＲｅとする。後排気管３４Ｒｅの後触媒ユニット３８Ｒｅより下流の部分を後下流排気管３４ｂＲｅとする。なお、図５では、排気管を簡略化している。
【００３７】
前排気管３４Ｆの一部は、クランク軸線Ｃｒ１の下方に位置する。前排気管３４Ｆは、２つの屈曲部を有する。２つの屈曲部のうち上流の屈曲部を、単に、前上流の屈曲部３４ｃＦという。２つの屈曲部のうち下流の屈曲部を、単に、前下流の屈曲部３４ｄＦという。前上流の屈曲部３４ｃＦは、左右方向から見て、排ガスの流れ方向を、前後方向に延びる方向から上下方向に延びる方向に変化させる。より具体的には、前上流の屈曲部３４ｃＦは、左右方向から見て、排ガスの流れ方向を、前向きから下向きに変化させる。前下流の屈曲部３４ｄＦは、左右方向から見て、排ガスの流れ方向を、下向きから後向きに変化させる。前下流の屈曲部３４ｄＦより若干下流の部分が、クランク軸線Ｃｒ１の下方に位置する。前メイン触媒３９Ｆは２つの屈曲部の間に配置されている。後排気管３４Ｒｅの一部は、クランク軸線Ｃｒ１の下方に位置する。後排気管３４Ｒｅは、１つの屈曲部３４ｃＲｅを有する。この屈曲部３４ｃＲｅを、後上流の屈曲部３４ｃＲｅと称する。後上流の屈曲部３４ｃＲｅは、左右方向から見て、排ガスの流れ方向を、前後方向に延びる方向から上下方向に延びる方向に変化させる。より具体的には、後上流の屈曲部３４ｃＲｅは、左右方向から見て、排ガスの流れ方向を、後向きから下向きに変化させる。後メイン触媒３９Ｒｅは後上流の屈曲部３４ｃＲｅの下流に配置されている。
【００３８】
前排気管３４Ｆおよび後排気管３４Ｒｅの下流端部は、集合装置３３に接続されている。集合装置３３は、前排気管３４Ｆの前後端口４１Ｆｅおよび後排気管３４Ｒｅの後後端口４１Ｒｅｅが開口する集合室３３ａ（集合部）を備えている。集合装置３３には、集合サブ触媒３９Ｃが設けられていてもよい。この場合、前排気管３４Ｆの前後端口４１Ｆｅおよび後排気管３４Ｒｅの後後端口４１Ｒｅｅから集合室３３ａに流入した排ガスは集合サブ触媒３９Ｃを通過する。集合サブ触媒３９Ｃを通過した排ガスは、消音器３５に流入する。なお、集合サブ触媒３９Ｃは設けなくてもよい。この場合、集合室３３ａに流入した排ガスは、集合サブ触媒３９Ｃを介さずに、消音器３５に流入する。
【００３９】
消音器３５は、排ガスの脈動波を抑制するように構成されている。それにより、消音器３５は、排ガスによって生じる音（排気音）の音量を低減できる。消音器３５内には、複数の膨張室と、膨張室同士を連通する複数のパイプが設けられている。消音器３５の下流端には、大気に面する放出口３５ｅが設けられている。消音器３５を通過した排ガスは、放出口３５ｅから大気へ放出される。放出口３５ｅは、クランク軸線Ｃｒ１よりも後方に位置する。
【００４０】
前メイン触媒３９Ｆは、前排気管３４Ｆ（前排気通路部３６Ｆ）内に配置されている。前触媒ユニット３８Ｆは、筒状の前ケーシング４０Ｆと、前メイン触媒３９Ｆとを有する。前ケーシング４０Ｆの上流端は、前上流排気管３４ａＦに接続されている。前ケーシング４０Ｆの下流端は、前下流排気管３４ｂＦに接続されている。前ケーシング４０Ｆは、前排気管３４Ｆ（前排気通路部３６Ｆ）の一部を構成する。前メイン触媒３９Ｆは、前ケーシング４０Ｆの内部に固定されている。排ガスは、前メイン触媒３９Ｆを通過することで浄化される。前メイン触媒３９Ｆには、１つの前燃焼室２９Ｆの前排気ポートから排出された全ての排ガスが通過する。前メイン触媒３９Ｆは、前排気経路４１Ｆにおいて、１つの前燃焼室２９Ｆから排出された排ガスを最も浄化する。また、前メイン触媒３９Ｆは、１つの前燃焼室２９Ｆから放出口３５ｅまでの排気経路において、１つの前燃焼室２９Ｆから排出された排ガスを最も浄化する。後メイン触媒３９Ｒｅは、後排気管３４Ｒｅ（後排気通路部３６Ｒｅ）内に配置されている。後触媒ユニット３８Ｒｅは、筒状の後ケーシング４０Ｒｅと、後メイン触媒３９Ｒｅとを有する。後ケーシング４０Ｒｅの上流端は、後上流排気管３４ａＲｅに接続されている。後ケーシング４０Ｒｅの下流端は、後下流排気管３４ｂＲｅに接続されている。後ケーシング４０Ｒｅは、後排気管３４Ｒｅ（後排気通路部３６Ｒｅ）の一部を構成する。後メイン触媒３９Ｒｅは、後ケーシング４０Ｒｅの内部に固定されている。排ガスは、後メイン触媒３９Ｒｅを通過することで浄化される。後メイン触媒３９Ｒｅには、１つの後燃焼室２９Ｒｅの後排気ポートから排出された全ての排ガスが通過する。後メイン触媒３９Ｒｅは、後排気経路４１Ｒｅにおいて、１つの後燃焼室２９Ｒｅから排出された排ガスを最も浄化する。また、後メイン触媒３９Ｒｅは、１つの後燃焼室２９Ｒｅから放出口３５ｅまでの排気経路において、１つの後燃焼室２９Ｒｅから排出された排ガスを最も浄化する。なお、前メイン触媒３９Ｆおよび後メイン触媒３９Ｒｅを総称して、メイン触媒とする。前メイン触媒３９Ｆおよび後メイン触媒３９Ｒｅと同様の機能を備えている触媒を総称して、メイン触媒とする。また、前メイン触媒３９Ｆ、後メイン触媒３９Ｒｅ、集合サブ触媒３９Ｃ、および、後述する前上流サブ触媒３９ＦＦ、後上流サブ触媒３９ＲｅＦ、前下流サブ触媒３９ＦＲｅおよび後下流サブ触媒３９ＲｅＲｅを総称して、触媒とする。メイン触媒以外の触媒、集合サブ触媒３９Ｃ、前上流サブ触媒３９ＦＦ、後上流サブ触媒３９ＲｅＦ、前下流サブ触媒３９ＦＲｅおよび後下流サブ触媒３９ＲｅＲｅを総称して、サブ触媒とする。集合サブ触媒３９Ｃのように複数の燃焼室から排出された排ガスが通過する触媒を総称して集合排ガス触媒とする。
【００４１】
本発明における触媒は、いわゆる三元触媒である。三元触媒とは、排ガスに含まれる炭化水素、一酸化炭素、および窒素酸化物の３物質を酸化または還元することで除去する。三元触媒は、酸化還元触媒の１種である。触媒は、基材と、この基材の表面に付着された触媒物質とを有する。触媒物質は、担体と貴金属を有する。担体は、貴金属と基材の間に設けられる。担体は貴金属を担持する。この貴金属が、排ガスを浄化する。貴金属としては、例えば、炭化水素、一酸化炭素、および窒素酸化物をそれぞれ除去する、プラチナ、パラジウム、ロジウムなどが挙げられる。
【００４２】
本発明の触媒は、多孔構造を有している。多孔構造とは、排ガスが流れる方向に垂直な断面に多孔が形成されている構造を言う。多孔構造の一例は、ハニカム構造である。触媒には、触媒が設けられた排気管の排ガスが流れる方向に垂直な断面に細い複数の孔が形成されている。
【００４３】
本発明の触媒は、メタル基材触媒であっても、セラミック基材触媒であってもよい。メタル基材触媒とは、基材が金属製の触媒である。セラミック基材触媒とは、基材がセラミック製の触媒である。メタル基材触媒の基材は、例えば、金属製の波板と金属製の平板を交互に重ねて巻回することで形成される。セラミック基材触媒の基材は、例えば、ハニカム構造体である。
【００４４】
図５に示すように、前メイン触媒３９Ｆの経路方向の長さをｃ１Ｆとする。前メイン触媒３９Ｆの経路方向に垂直な方向の最大幅をｗ１Ｆとする。前メイン触媒３９Ｆの長さｃ１Ｆは、前メイン触媒３９Ｆの最大幅ｗ１Ｆより長い。前メイン触媒３９Ｆの経路方向に直交する断面形状は、例えば円形状である。断面形状は、上下方向長さよりも左右方向長さが長い形状であってもよい。後メイン触媒３９Ｒｅの経路方向の長さをｃ１Ｒｅとする。後メイン触媒３９Ｒｅの経路方向に垂直な方向の最大幅をｗ１Ｒｅとする。後メイン触媒３９Ｒｅの長さｃ１Ｒｅは、後メイン触媒３９Ｒｅの最大幅ｗ１Ｒｅより長い。後メイン触媒３９Ｒｅの経路方向に直交する断面形状は、例えば円形状である。断面形状は、上下方向長さよりも左右方向長さが長い形状であってもよい。
【００４５】
前ケーシング４０Ｆおよび後ケーシング４０Ｒｅは、触媒配置通路部と、上流通路部と、下流通路部とを有する。触媒配置通路部には、メイン触媒が配置される。経路方向において、触媒配置通路部の上流端および下流端は、メイン触媒の上流端および下流端とそれぞれ同じ位置である。触媒配置通路部の経路方向に直交する断面の面積は、経路方向においてほぼ一定である。上流通路部は、触媒配置通路部の上流端に接続されている。下流通路部は、触媒配置通路部の上流端に接続されている。
【００４６】
上流通路部は、少なくとも一部が、テーパー状に形成されている。このテーパー部は、下流に向かって内径が大きくなっている。下流通路部は、少なくとも一部が、テーパー状に形成されている。このテーパー部は、下流に向かって内径が小さくなっている。触媒配置通路部の経路方向に直交する断面の面積をＳ１とする。上流通路部の少なくとも一部の経路方向に直交する断面の面積は面積Ｓ１よりも小さい。ここでの上流通路部の少なくとも一部には、上流通路部の上流端が含まれる。下流通路部の少なくとも一部の経路方向に直交する断面の面積は面積Ｓ１よりも小さい。ここでの下流通路部の少なくとも一部には、下流通路部の下流端が含まれる。
【００４７】
前上流酸素検出部材３７ＦＦは、前排気管３４Ｆ（前排気通路部３６Ｆ）に配置されている。前上流酸素検出部材３７ＦＦは、前メイン触媒３９Ｆよりも上流に配置される。前上流酸素検出部材３７ＦＦは、排ガスに含まれる酸素濃度を検出するセンサである。前上流酸素検出部材３７ＦＦは、酸素濃度が所定値より高いか低いかを検出する酸素センサであってもよい。また、前上流酸素検出部材３７ＦＦは、酸素濃度を複数段階またはリニアに表わす検出信号を出力するセンサ（例えばＡ／Ｆセンサ： Air Fuel ratio sensor）であってもよい。前上流酸素検出部材３７ＦＦは、一端部（検出部）が前排気管３４Ｆ内に配置され、他端部が前排気管３４Ｆの外に配置される。前上流酸素検出部材３７ＦＦの検出部は、高温に加熱されて活性化状態となったときに、酸素濃度を検出できる。前上流酸素検出部材３７ＦＦの検出結果は、電子制御ユニット４５に出力される。後上流酸素検出部材３７ＲｅＦは、後排気管３４Ｒｅ（後排気通路部３６Ｒｅ）に配置されている。後上流酸素検出部材３７ＲｅＦは、後メイン触媒３９Ｒｅよりも上流に配置される。後上流酸素検出部材３７ＲｅＦは、排ガスに含まれる酸素濃度を検出するセンサである。後上流酸素検出部材３７ＲｅＦは、酸素濃度が所定値より高いか低いかを検出する酸素センサであってもよい。また、後上流酸素検出部材３７ＲｅＦは、酸素濃度を複数段階またはリニアに表わす検出信号を出力するセンサ（例えばＡ／Ｆセンサ： Air Fuel ratio sensor）であってもよい。後上流酸素検出部材３７ＲｅＦは、一端部（検出部）が後排気管３４Ｒｅ内に配置され、他端部が後排気管３４Ｒｅの外に配置される。後上流酸素検出部材３７ＲｅＦの検出部は、高温に加熱されて活性化状態となったときに、酸素濃度を検出できる。後上流酸素検出部材３７ＲｅＦの検出結果は、電子制御ユニット４５に出力される。
【００４８】
前シリンダ排気通路部３１Ｆの上流端から前上流酸素検出部材３７ＦＦまでの排ガスの経路長をａ１Ｆとする。前上流酸素検出部材３７ＦＦから前メイン触媒３９Ｆの上流端までの経路長をｂ１Ｆとする。前メイン触媒３９Ｆの経路長をｃ１Ｆとする。前メイン触媒３９Ｆの下流端から前排気管３４Ｆの前後端口４１Ｆｅまでの経路長をｄ１Ｆとする。１つの前燃焼室２９Ｆから前排気管３４Ｆの前後端口４１Ｆｅまでの経路長は、ａ１Ｆ＋ｂ１Ｆ＋ｃ１Ｆ＋ｄ１Ｆである。これは前排気経路４１Ｆの経路長である。前排気経路４１Ｆは、基本的に逆流を除いて、１つの前燃焼室２９Ｆから排出された排ガスのみが流れる排気経路である。前排気経路４１Ｆは、実質的に１つの前燃焼室２９Ｆから排出された排ガスを流すための専用の排気経路である。後シリンダ排気通路部３１Ｒｅの上流端から後上流酸素検出部材３７ＲｅＦまでの排ガスの経路長をａ１Ｒｅとする。後上流酸素検出部材３７ＲｅＦから後メイン触媒３９Ｒｅの上流端までの経路長をｂ１Ｒｅとする。後メイン触媒３９Ｒｅの経路長をｃ１Ｒｅとする。後メイン触媒３９Ｒｅの下流端から後排気管３４Ｒｅの後後端口４１Ｒｅｅまでの経路長をｄ１Ｒｅとする。１つの後燃焼室２９Ｒｅから後排気管３４Ｒｅの後後端口４１Ｒｅｅまでの経路長は、ａ１Ｒｅ＋ｂ１Ｒｅ＋ｃ１Ｒｅ＋ｄ１Ｒｅである。これは後排気経路４１Ｒｅの経路長である。後排気経路４１Ｒｅは、基本的に逆流を除いて、１つの後燃焼室２９Ｒｅから排出された排ガスのみが流れる排気経路である。後排気経路４１Ｒｅは、実質的に１つの後燃焼室２９Ｒｅから排出された排ガスを流すための専用の排気経路である。
【００４９】
実施形態１では、前上流酸素検出部材３７ＦＦは、経路長ａ１Ｆより経路長ｂ１Ｆの方が短くなる位置に設けられている。前メイン触媒３９Ｆは、経路長ａ１Ｆ＋ｂ１Ｆより経路長ｄ１Ｆの方が長くなる位置に設けられている。後上流酸素検出部材３７ＲｅＦは、経路長ａ１Ｒｅより経路長ｂ１Ｒｅの方が短くなる位置に設けられている。後メイン触媒３９Ｒｅは、経路長ａ１Ｒｅ＋ｂ１Ｒｅより経路長ｄ１Ｒｅの方が短くなる位置に設けられている。前メイン触媒３９Ｆおよび後メイン触媒３９Ｒｅは、経路長ａ１Ｆ＋ｂ１Ｆが、経路長ａ１Ｒｅ＋ｂ１Ｒｅより長くなる位置に設けられている。なお、経路長ａ１Ｆ＋ｂ１Ｆは、経路長ａ１Ｒｅ＋ｂ１Ｒｅと同じであってもよい。前上流酸素検出部材３７ＦＦおよび後上流酸素検出部材３７ＲｅＦは、経路長ａ１Ｆは、経路長ａ１Ｒｅより長くなる位置に設けられている。経路長ｂ１Ｆは、経路長ｂ１Ｒｅより長い。経路長ｃ１Ｆは、経路長ｃ１Ｒｅと同じである。しかしながら、経路長ｃ１Ｆは、経路長ｃ１Ｒｅより短くてもよい。経路長ｄ１Ｆは、経路長ｄ１Ｒｅより長い。なお、本発明の範囲の中で、経路長を変更できる。
【００５０】
次に、Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９の制御について説明する。図６は、実施形態１の自動二輪車の制御ブロック図である。
【００５１】
Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、図６に示すように、エンジン回転速度センサ４６ａ、スロットル開度センサ４６ｂ（スロットルポジションセンサ）、エンジン温度センサ４６ｃ、吸気圧センサ４６ｄ、吸気温センサ４６ｅを有する。エンジン回転速度センサ４６ａは、クランク軸２７の回転速度、即ち、エンジン回転速度を検出する。スロットル開度センサ４６ｂは、スロットルバルブ（図示せず）の位置を検出することにより、スロットルバルブの開度（以下、スロットル開度という）を検出する。エンジン温度センサ４６ｃは、エンジン本体の温度を検出する。吸気圧センサ４６ｄは、吸気管内の圧力（吸気圧）を検出する。吸気温センサ４６ｅは、吸気管内の空気の温度（吸気温）を検出する。
【００５２】
Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、エンジン本体２０の制御を行う電子制御ユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）４５を備えている。電子制御ユニット４５は、本発明の制御装置に相当する。電子制御ユニット４５は、エンジン回転速度センサ４６ａ、エンジン温度センサ４６ｃ、スロットル開度センサ４６ｂ、吸気圧センサ４６ｄ、吸気温センサ４６ｅ、車速センサ等の各種センサと接続されている。また、電子制御ユニット４５は、イグニッションコイル４７、インジェクタ４８、燃料ポンプ４９、表示装置（図示せず）等と接続されている。電子制御ユニット４５は、制御部４５ａと、作動指示部４５ｂとを有する。作動指示部４５ｂは、イグニッション駆動回路４５ｃと、インジェクタ駆動回路４５ｄと、ポンプ駆動回路４５ｅとを備えている。
【００５３】
イグニッション駆動回路４５ｃ、インジェクタ駆動回路４５ｄ、および、ポンプ駆動回路４５ｅは、制御部４５ａからの信号を受けて、イグニッションコイル４７、インジェクタ４８、燃料ポンプ４９をそれぞれ駆動する。イグニッションコイル４７が駆動されると、点火プラグで火花放電が生じて混合ガスが点火される。燃料ポンプ４９は、燃料ホースを介してインジェクタ４８に接続されている。燃料ポンプ４９が駆動されると、燃料タンク（図示せず）内の燃料がインジェクタ４８へ圧送される。
【００５４】
制御部４５ａは、例えばマイクロコンピュータである。制御部４５ａは、上流酸素検出部材３７の信号、エンジン回転速度センサ４６ａ等の信号に基づいて、イグニッション駆動回路４５ｃ、インジェクタ駆動回路４５ｄ、および、ポンプ駆動回路４５ｅを制御する。制御部４５ａは、イグニッション駆動回路４５ｃを制御することで、点火のタイミングを制御する。なお、上流酸素検出部材３７は前上流酸素検出部材３７ＦＦおよび後上流酸素検出部材３７ＲｅＦを含む。制御部４５ａは、インジェクタ駆動回路４５ｄおよびポンプ駆動回路４５ｅを制御することで、燃料噴射量を制御する。
【００５５】
燃焼効率と、メイン触媒３９Ｆ、３９Ｒｅの浄化効率を高めるには、各燃焼室２９Ｆ、２９Ｒｅ内の混合気の空燃比は、理論空燃比（ストイキオメトリ）であることが好ましい。制御部４５ａは、必要に応じて、燃料噴射量を増減させる。
【００５６】
以下、制御部４５ａによる燃料噴射量の制御（燃焼制御）の一例について説明する。
制御部４５ａは、まず、エンジン回転速度センサ４６ａ、スロットル開度センサ４６ｂ、エンジン温度センサ４６ｃ、吸気圧センサ４６ｄの信号に基づいて、基本燃料噴射量を算出する。具体的には、スロットル開度およびエンジン回転速度に対して吸入空気量を対応付けたマップと、吸気圧およびエンジン回転速度に対して吸入空気量を対応付けたマップを用いて、吸入空気量を求める。そして、マップから求められた吸入空気量に基づいて、目標空燃比を達成できる基本燃料噴射量を決定する。スロットル開度が小さい場合には、吸気圧およびエンジン回転速度に対して吸入空気量を対応付けたマップを使用する。一方、スロットル開度が大きい場合には、スロットル開度およびエンジン回転速度に対して吸入空気量を対応付けたマップを使用する。
【００５７】
また、制御部４５ａは、上流酸素検出部材３７の信号に基づいて、基本燃料噴射量を補正するためのフィードバック補正値を算出する。具体的には、まず、上流酸素検出部材３７の信号に基づいて、混合気がリーンであるかリッチであるかを判定する。なお、リッチとは、理論空燃比に対して燃料が過剰な状態をいう。リーンとは、理論空燃比に対して空気が過剰な状態をいう。制御部４５ａは、混合気がリーンであると判定すると、次回の燃料噴射量が増えるようにフィードバック補正値を算出する。一方、制御部４５ａは、混合気がリッチであると判定すると、次回の燃料噴射量が減るようにフィードバック補正値を求める。
【００５８】
また、制御部４５ａは、エンジン温度、外気温度、外気圧等に基づいて、基本燃料噴射量を補正するための補正値を算出する。さらに、制御部４５ａは、加速及び減速時の過渡特性に応じた補正値を算出する。
【００５９】
制御部４５ａは、基本燃料噴射量と、フィードバック補正値などの補正値に基づいて、燃料噴射量を算出する。こうして求められた燃料噴射量に基づいて、燃料ポンプ４９およびインジェクタ４８が駆動される。このように、電子制御ユニット４５（制御装置）は、上流酸素検出部材３７の信号を処理する。また、電子制御ユニット４５（制御装置）は、上流酸素検出部材３７の信号に基づいて、燃焼制御を行う。実施形態１では、Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、集合酸素検出部材３７Ｃを備えていてもよい。集合酸素検出部材３７Ｃは、集合部３３ａ内に流れ込んだ排ガスの酸素濃度を検出する。電子制御ユニット４５（制御装置）は、上流酸素検出部材３７および集合酸素検出部材３７Ｃの信号を処理する。なお、集合酸素検出部材３７Ｃは設けなくてもよい。
【００６０】
以上、実施形態１の自動二輪車１の構成について説明した。実施形態１の自動二輪車１は以下の特徴を有する。そのＶ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、エンジン本体２０を備える。そのエンジン本体２０は、クランク軸２７を含むクランクケース部２１と、少なくとも一部がクランク軸２７の中心線Ｃｒ１よりもビークル１の前後方向の前方に配置される１つの前燃焼室２９Ｆと、１つの前燃焼室２９Ｆから排出される排ガスが流れる単一燃焼室用前シリンダ排気通路部３１Ｆとが形成された１つの前シリンダ部２２Ｆと、少なくとも一部がクランク軸２７の中心線Ｃｒ１よりもビークル１の前後方向の後方に配置される１つの後燃焼室２９Ｒｅと、１つの後燃焼室２９Ｒｅから排出される排ガスが流れる単一燃焼室用後シリンダ排気通路部３１Ｒｅとが形成された１つの後シリンダ部２２Ｒｅと、を有する。また、そのＶ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、単一燃焼室用前シリンダ排気通路部３１Ｆの下流端からビークル１の前後方向の前方に排ガスを流した後、上下方向の下方に排ガスを流す前上流屈曲部３４ｃＦと、前後端口４１Ｆｅとを有し、単一燃焼室用前シリンダ排気通路部３１Ｆの下流端から前後端口４１Ｆｅまで排ガスを流す単一燃焼室用前排気通路部３６Ｆを備える。そのＶ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、単一燃焼室用後シリンダ排気通路部３１Ｒｅの下流端からビークル１の前後方向の後方に排ガスを流した後、上下方向の下方に排ガスを流す後上流屈曲部３４ｃＲｅと、後後端口４１Ｒｅｅとを有し、単一燃焼室用後シリンダ排気通路部３１Ｒｅの下流端から後後端口４１Ｒｅｅまで排ガスを流す単一燃焼室用後排気通路部３６Ｒｅを備える。そのため、１つの前燃焼室２９Ｆから排出される排ガスの性状と１つの後燃焼室２９Ｒｅから排出される排ガスの性状が異なる場合がある。そのため、排ガスを単純に集合させても集合部３３ａ（集合装置３３の一部）の中の酸素濃度は常に均一になるわけではなく、場所によって異なる場合がある。集合部３３ａ（集合装置３３の一部）の中の酸素濃度を検出する場合、その検出精度の向上が困難であった。
しかしながら、本発明では、集合前の各燃焼室から排出された排ガスを検出することで、検出精度を向上できた。そのＶ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、単一燃焼室用前排気通路部３６Ｆの前後端口４１Ｆｅおよび単一燃焼室用後排気通路部３６Ｒｅの後後端口４１Ｒｅｅの両方から排ガスが流れ込む集合部３３ａ（集合装置３３の一部）を備える。そのＶ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆを通過した排ガスおよび単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅを通過した排ガスを大気に集合部３３ａ（集合装置３３の一部）を介して放出する放出口３５ｅを備える。Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、１つの前燃焼室２９Ｆおよび１つの後燃焼室２９Ｒｅから排出された排ガスを大気に集合部３３ａ（集合装置３３の一部）を介して放出する放出口３５ｅを備える。そのＶ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、前上流屈曲部３４ｃＦと集合部３３ａ（集合装置３３の一部）の間の単一燃焼室用前排気通路部３６Ｆ内に配置され、１つの前燃焼室２９Ｆから放出口３５ｅまでの排気経路において、１つの前燃焼室２９Ｆから排出された排ガスを最も浄化する単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆを備える。そのため、単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆは、排ガスの流れの抵抗となる。しかも、その上流に前上流屈曲部３４ｃＦが設けられ、その下流に集合部３３ａ（集合装置３３の一部）が設けられているため、単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆよりも上流で、排ガスの流速がより低下する。また、１つの前燃焼室２９Ｆから間欠的に排出された排ガスによって、単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆより上流の排気経路内の圧力は脈動する。圧力が脈動するとは、圧力が周期的に変動することである。排気経路には単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆが配置されている。そのため、単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆによって、圧力脈動の反射が生じる。これにより、単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆの上流において、１つの前燃焼室２９Ｆから排出された排ガスとこの反射波が衝突する。この衝突によって、排ガス中の未燃燃料と酸素が混ざりやすくなる。よって、単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆより上流で、排ガス中の未燃燃料と酸素が混ざりやすくなる。また、上記衝突によって、単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆの上流で、排ガスの流速をより低下させることができる。したがって、単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆより上流で、排ガスの流速をより低下させることができる。そのＶ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、後上流屈曲部３４ｃＲｅと集合部３３ａ（集合装置３３の一部）の間の単一燃焼室用後排気通路部３６Ｒｅ内に配置され、１つの後燃焼室２９Ｒｅから放出口３５ｅまでの排気経路において、１つの後燃焼室２９Ｒｅから排出された排ガスを最も浄化する単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅを備える。そのため、単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅは、排ガスの流れの抵抗となる。しかも、その上流に後上流屈曲部３４ｃＲｅが設けられ、その下流に集合部３３ａ（集合装置３３の一部）が設けられているため、単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅよりも上流で、排ガスの流速がより低下する。また、１つの後燃焼室２９Ｒｅから間欠的に排出された排ガスによって、単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅより上流の排気経路内の圧力は脈動する。圧力が脈動するとは、圧力が周期的に変動することである。排気経路には単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅが配置されている。そのため、単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅによって、圧力脈動の反射が生じる。これにより、単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅの上流において、１つの後燃焼室２９Ｒｅから排出された排ガスとこの反射波が衝突する。この衝突によって、排ガス中の未燃燃料と酸素が混ざりやすくなる。よって、単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅより上流で、排ガス中の未燃燃料と酸素が混ざりやすくなる。また、上記衝突によって、単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅの上流で、排ガスの流速をより低下させることができる。したがって、単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅより上流で、排ガスの流速をより低下させることができる。Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９の各気筒の燃焼室から排出される排ガスを集合する前に各々検出した場合、未燃燃料が、排気経路のより下流の位置まで酸化されずに到達しやすい。しかしながら、本発明では、単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆおよび単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅより上流で、排ガス中の未燃燃料と酸素が混ざりやすくなる。それに加えて、排ガスの流速を低下させることができる。その結果、排気経路の燃焼室に近い位置で、未燃燃料の酸化を促進させることができる。そのＶ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、単一燃焼室用前シリンダ排気通路部３１Ｆまたは単一燃焼室用前排気通路部３６Ｆにおいて単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆよりも排ガスの流れ方向の上流に配置され、排ガス中の酸素濃度を検出する単一燃焼室用前上流酸素検出部材３７ＦＦを備える。そのため、単一燃焼室用前上流酸素検出部材３７ＦＦは、より酸化が進んだ状態の排ガスを検出対象とすることができる。言い換えると、単一燃焼室用前上流酸素検出部材３７ＦＦは、酸素濃度がより安定した排ガスを検出対象とすることができる。したがって、排ガス中の酸素濃度をより安定的に検出することができる。そのＶ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、単一燃焼室用後シリンダ排気通路部３１Ｒｅまたは単一燃焼室用後排気通路部３６Ｒｅにおいて単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅよりも排ガスの流れ方向の上流に配置され、排ガス中の酸素濃度を検出する単一燃焼室用後上流酸素検出部材３７ＲｅＦを備える。そのため、単一燃焼室用後上流酸素検出部材３７ＲｅＦは、より酸化が進んだ状態の排ガスを検出対象とすることができる。言い換えると、単一燃焼室用後上流酸素検出部材３７ＲｅＦは、酸素濃度がより安定した排ガスを検出対象とすることができる。したがって、排ガス中の酸素濃度をより安定的に検出することができる。そのＶ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、単一燃焼室用前上流酸素検出部材３７ＦＦおよび単一燃焼室用後上流酸素検出部材３７ＲｅＦの信号を処理する制御装置４５を備える。排ガス中の酸素濃度をより安定的に検出できる単一燃焼室用前上流酸素検出部材３７ＦＦおよび単一燃焼室用後上流酸素検出部材３７ＲｅＦの信号を処理するため、検出精度を向上でき、排ガスの浄化性能をより向上できる。
Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９が搭載されたビークル１に関する発明である。そのＶ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、エンジン本体２０を備える。そのエンジン本体２０は、クランク軸２７を含むクランクケース部２１と、少なくとも一部がクランク軸２７の中心線Ｃｒ１よりもビークル１の前後方向の前方に配置される１つの前燃焼室２９Ｆと、１つの前燃焼室２９Ｆから排出される排ガスが流れる単一燃焼室用前シリンダ排気通路部３１Ｆとが形成された１つの前シリンダ部２２Ｆと、少なくとも一部がクランク軸２７の中心線Ｃｒ１よりもビークル１の前後方向の後方に配置される１つの後燃焼室２９Ｒｅと、１つの後燃焼室２９Ｒｅから排出される排ガスが流れる単一燃焼室用後シリンダ排気通路部３１Ｒｅと、が形成された１つの後シリンダ部２２Ｒｅと、を有する。また、そのＶ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、前燃焼室２９Ｆに対しビークル１の前後方向の異なる位置に設けられる前後端口４１Ｆｅを有し、単一燃焼室用後シリンダ排気通路部３１Ｆの下流端から前後端口４１Ｆｅまで排ガスを流す単一燃焼室用前排気通路部３６Ｆを備える。そのＶ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、後燃焼室２９Ｒｅに対しビークル１の前後方向の異なる位置に設けられる後後端口４１Ｒｅｅを有し、単一燃焼室用後シリンダ排気通路部３１Ｒｅの下流端から後後端口４１Ｒｅｅまで排ガスを流す単一燃焼室用後排気通路部３６Ｒｅを備える。後後端口４１Ｒｅｅは、ビークル１の前後方向において、前後端口４１Ｆｅとの間の距離が１つの前燃焼室２９Ｆと１つの後燃焼室２９Ｒｅの間の距離より短くなる位置に設けられている。なお、後後端口４１Ｒｅｅは、ビークル１の前後方向において、前後端口４１Ｆｅと同じ位置にあってもよい。そのため、１つの前燃焼室２９Ｆから排出される排ガスの性状と１つの後燃焼室２９Ｒｅから排出される排ガスの性状が異なる場合がある。そのため、排ガスの集合部の中の酸素濃度は常に均一なわけではなく、場所によって異なる。排ガスの集合部の中の酸素濃度を検出する場合、その検出精度の向上が困難であった。
しかしながら、本発明では、集合前の各燃焼室から排出された排ガスを検出することで、検出精度を向上できた。そのＶ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、単一燃焼室用前シリンダ排気通路部３１Ｆ内または単一燃焼室用前排気通路部３６Ｆ内に配置され、１つの前燃焼室２９Ｆから前後端口４１Ｆｅまでの排気経路において、１つの前燃焼室２９Ｆから排出された排ガスを最も浄化する単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆを備える。そのため、単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆは、排ガスの流れの抵抗となる。それにより、単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆよりも上流で、排ガスの流速が低下する。また、１つの前燃焼室２９Ｆから間欠的に排出された排ガスによって、単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆより上流の排気経路内の圧力は脈動する。圧力が脈動するとは、圧力が周期的に変動することである。排気経路には単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆが配置されている。そのため、単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆによって、圧力脈動の反射が生じる。これにより、単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆの上流において、１つの前燃焼室２９Ｆから排出された排ガスとこの反射波が衝突する。この衝突によって、排ガス中の未燃燃料と酸素が混ざりやすくなる。よって、単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆより上流で、排ガス中の未燃燃料と酸素が混ざりやすくなる。また、上記衝突によって、単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆの上流で、排ガスの流速をより低下させることができる。したがって、単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆより上流で、排ガスの流速をより低下させることができる。
そのＶ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、単一燃焼室用後シリンダ排気通路部３１Ｒｅ内または単一燃焼室用後排気通路部３６Ｒｅ内に配置され、１つの後燃焼室２９Ｒｅから後後端口４１Ｒｅｅまでの排気経路において、１つの後燃焼室２９Ｒｅから排出された排ガスを最も浄化する単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅを備える。そのため、単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅは、排ガスの流れの抵抗となる。それにより、単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅよりも上流で、排ガスの流速が低下する。また、１つの後燃焼室２９Ｒｅから間欠的に排出された排ガスによって、単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅより上流の排気経路内の圧力は脈動する。圧力が脈動するとは、圧力が周期的に変動することである。排気経路には単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅが配置されている。そのため、単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅによって、圧力脈動の反射が生じる。これにより、単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅの上流において、１つの後燃焼室２９Ｒｅから排出された排ガスとこの反射波が衝突する。この衝突によって、排ガス中の未燃燃料と酸素が混ざりやすくなる。よって、単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅより上流で、排ガス中の未燃燃料と酸素が混ざりやすくなる。また、上記衝突によって、単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅの上流で、排ガスの流速をより低下させることができる。したがって、単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅより上流で、排ガスの流速をより低下させることができる。Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９の各気筒の燃焼室から排出される排ガスを集合する前に各々検出した場合、未燃燃料が、排気経路のより下流の位置まで酸化されずに到達しやすい。しかしながら、本発明では、単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆおよび単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅより上流で、排ガス中の未燃燃料と酸素が混ざりやすくなる。それに加えて、排ガスの流速を低下させることができる。その結果、排気経路の燃焼室に近い位置で、未燃燃料の酸化を促進させることができる。
そのＶ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、単一燃焼室用前シリンダ排気通路部３１Ｆまたは単一燃焼室用前排気通路部３６Ｆにおいて単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆよりも排ガスの流れ方向の上流に配置される単一燃焼室用前上流酸素検出部材３７ＦＦであって、１つの前燃焼室２９Ｆから単一燃焼室用前上流酸素検出部材３７ＦＦまでの経路長が、単一燃焼室用前上流酸素検出部材３７ＦＦから、単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆの上流端までの経路長よりも長くなる位置に配置され、排ガス中の酸素濃度を検出する単一燃焼室用前上流酸素検出部材３７ＦＦを備える。そのため、単一燃焼室用前上流酸素検出部材３７ＦＦは、より酸化が進んだ状態の排ガスを検出対象とすることができる。言い換えると、単一燃焼室用前上流酸素検出部材３７ＦＦは、酸素濃度がより安定した排ガスを検出対象とすることができる。したがって、排ガス中の酸素濃度をより安定的に検出することができる。
そのＶ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、単一燃焼室用後シリンダ排気通路部３１Ｒｅまたは単一燃焼室用後排気通路部３６Ｒｅにおいて単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅよりも排ガスの流れ方向の上流に配置される単一燃焼室用後上流酸素検出部材３７ＲｅＦであって、１つの後燃焼室２９Ｒｅから単一燃焼室用後上流酸素検出部材３７ＲｅＦまでの経路長が、単一燃焼室用後上流酸素検出部材３７ＲｅＦから、単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅの上流端までの経路長よりも長くなる位置に配置され、排ガス中の酸素濃度を検出する単一燃焼室用後上流酸素検出部材３７ＲｅＦを備える。そのため、単一燃焼室用後上流酸素検出部材３７ＲｅＦは、より酸化が進んだ状態の排ガスを検出対象とすることができる。言い換えると、単一燃焼室用後上流酸素検出部材３７ＲｅＦは、酸素濃度がより安定した排ガスを検出対象とすることができる。したがって、排ガス中の酸素濃度をより安定的に検出することができる。
そのＶ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、単一燃焼室用前上流酸素検出部材３７ＦＦおよび単一燃焼室用後上流酸素検出部材３７ＲｅＦの信号を処理する制御装置４５を備える。排ガス中の酸素濃度をより安定的に検出できる単一燃焼室用前上流酸素検出部材３７ＦＦおよび単一燃焼室用後上流酸素検出部材３７ＲｅＦの信号を処理するため、検出精度を向上でき、排ガスの浄化性能をより向上できる。
【００６１】
本発明のビークル１において、以下のように構成されることが好ましい。Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、単一燃焼室用前排気通路部３６Ｆの前後端口４１Ｆｅおよび単一燃焼室用後排気通路部３６Ｒｅの後後端口４１Ｒｅｅの両方から排ガスが流れ込む集合部３３ａと、単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆを通過した排ガスおよび単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅを通過した排ガスを大気に放出する放出口３５ｅとを備える。単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆ、単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅ、単一燃焼室用前上流酸素検出部材３７ＦＦおよび単一燃焼室用後上流酸素検出部材３７ＲｅＦは、集合部３３ａより排ガスの流れ方向の上流に設けられる。単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆは、１つの前燃焼室２９Ｆから放出口３５ｅまでの排気経路において、１つの前燃焼室２９Ｆから排出された排ガスを最も浄化する。単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅは、１つの後燃焼室２９Ｒｅから放出口３５ｅまでの排気経路において、１つの後燃焼室２９Ｒｅから排出された排ガスを最も浄化する。
そのため、単一燃焼室用前上流酸素検出部材３７ＦＦおよび単一燃焼室用後上流酸素検出部材３７ＲｅＦは、より酸化が進んだ状態の排ガスを検出対象とすることができる。言い換えると、単一燃焼室用前上流酸素検出部材３７ＦＦおよび単一燃焼室用後上流酸素検出部材３７ＲｅＦは、酸素濃度がより安定した排ガスを検出対象とすることができる。したがって、排ガス中の酸素濃度をより安定的に検出することができる。排ガス中の酸素濃度をより安定的に検出できる単一燃焼室用前上流酸素検出部材３７ＦＦよび単一燃焼室用後上流酸素検出部材３７ＲｅＦの信号を処理するため、検出精度を向上でき、排ガスの浄化性能をより向上できる。
【００６２】
Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、集合部３３ａ内に流れ込んだ排ガスの酸素濃度を検出する集合酸素検出部材３７Ｃを備えていてもよい。制御装置４５は、単一燃焼室用前上流酸素検出部材３７ＦＦ、単一燃焼室用後上流酸素検出部材３７ＲｅＦおよび集合酸素検出部材３７Ｃの信号を処理する。
そのため、排ガス中の酸素濃度をより安定的に検出できる単一燃焼室用前上流酸素検出部材３７ＦＦおよび単一燃焼室用後上流酸素検出部材３７ＲｅＦに加えて、集合部３３ａ内に流れ込んだ排ガスの酸素濃度を検出する集合酸素検出部材３７Ｃを備える。これらの信号を処理することで、排ガスの浄化性能をより向上できる。
【００６３】
Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、集合部３３ａ（集合装置３３の一部）から排出される排ガスを浄化する集合サブ触媒３９Ｃを備えていてもよい。集合サブ触媒３９Ｃは、単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆを通過した排ガスおよび単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅを通過した排ガスの両方の排ガスを浄化対象とする。
そのため、単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆおよび単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅに加えて、それら触媒を通過した排ガスを集合させ、その集合させた排ガスをさらに、集合サブ触媒３９Ｃで浄化することができる。これにより、排ガスの浄化性能をより向上できる。
【００６４】
本発明のビークル１において、以下のように構成されることが好ましい。単一燃焼室用前排気通路部３６Ｆの排気経路の総経路長は、単一燃焼室用後排気通路部３６Ｒｅの排気経路の総経路長と同じか長く形成される。単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆおよび単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅは、１つの前燃焼室２９Ｆから単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆの上流端までの経路長が１つの後燃焼室２９Ｒｅから単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅの上流端までの経路長と同じか長くなるように設けられている。そのため、各燃焼室２９Ｆ、２９Ｒｅから排出される排ガスが流れる単一燃焼室用排気通路部３６Ｆ、３６Ｒｅにあわせて最適な位置にメイン触媒を配置できる。これにより、排ガス中の酸素濃度をより安定的に検出できため、排ガスの浄化性能をより向上できる。
【００６５】
本発明のビークル１において、以下のように構成されることが好ましい。単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆは、１つの前燃焼室２９Ｆから単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆの上流端までの経路長ａ１Ｆ＋ｂ１Ｆが単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆの下流端から前後端口４１Ｆｅまでの経路長ｄ１Ｆと同じか短くなるように設けられている。これにより、排ガス中の酸素濃度をより安定的に検出できため、排ガスの浄化性能をより向上できる。
【００６６】
本発明のビークル１において、以下のように構成されることが好ましい。単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅは、１つの後燃焼室２９Ｒｅから単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅの上流端までの経路長ａ１Ｒｅ＋ｂ１Ｒｅが単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅの下流端から後後端口４１Ｒｅｅまでの経路長ｄ１Ｒｅと同じか長くなるように設けられている。これにより、排ガス中の酸素濃度をより安定的に検出できため、排ガスの浄化性能をより向上できる。
【００６７】
本発明のビークル１において、以下のように構成されることが好ましい。単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆは、ビークル１の左右方向において、単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅと異なる位置に設けられ、且つ、ビークル１の前後方向において、単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅと異なる位置に設けられている。これにより、単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆおよび単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅを、相互干渉を抑制しつつそれぞれを最適な形状、大きさにすることができる。したがって、排ガス中の酸素濃度をより安定的に検出できため、排ガスの浄化性能をより向上できる。
【００６８】
Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、クランク軸２７を含むクランクケース部２１と、少なくとも一部がクランク軸２７の中心線Ｃｒ１よりもビークル１の前後方向の前方に配置される１つの前燃焼室２９Ｆと、１つの前燃焼室２９Ｆから排出される排ガスが流れる単一燃焼室用前シリンダ排気通路部３１Ｆとが形成された１つの前シリンダ部２２Ｆと、少なくとも一部がクランク軸２７の中心線Ｃｒ１よりもビークル１の前後方向の後方に配置される１つの後燃焼室２９Ｒｅと、１つの後燃焼室２９Ｒｅから排出される排ガスが流れる単一燃焼室用後シリンダ排気通路部３１Ｒｅと、が形成された１つの後シリンダ部２２Ｒｅと、を有するエンジン本体２０を備える。Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、単一燃焼室用前シリンダ排気通路部３１Ｆの下流端からビークルの前後方向の前方に排ガスを流した後、上下方向の下方に排ガスを流す前上流屈曲部３４ｃＦと、前後端口４１Ｆｅとを有し、単一燃焼室用前シリンダ排気通路部３１Ｆの下流端から前後端口４１Ｆｅまで排ガスを流す単一燃焼室用前排気通路部３６Ｆを備える。Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、単一燃焼室用後シリンダ排気通路部３１Ｒｅの下流端からビークル１の前後方向の後方に排ガスを流した後、上下方向の下方に排ガスを流す後上流屈曲部３４ｃＲｅと、後後端口４１Ｒｅｅとを有し、単一燃焼室用後シリンダ排気通路部３１Ｒｅの下流端から後後端口４１Ｒｅｅまで排ガスを流す単一燃焼室用後排気通路部３６Ｒｅを備える。Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、単一燃焼室用前排気通路部３６Ｆの前後端口４１Ｆｅおよび単一燃焼室用後排気通路部３６Ｒｅの後後端口４１Ｒｅｅの両方から排ガスが流れ込む集合部３３ａを備える。Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆを通過した排ガスおよび単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅを通過した排ガスを大気に集合部３３ａを介して放出する放出口３５ｅを備える。Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、１つの前燃焼室２９Ｆおよび１つの後燃焼室２９Ｒｅから排出された排ガスを大気に集合部３３ａを介して放出する放出口３５ｅを備える。Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、前上流屈曲部３４ｃＦと集合部３３ａの間の単一燃焼室用前排気通路部３６Ｆ内に配置され、１つの前燃焼室２９Ｆから放出口３５ｅまでの排気経路において、１つの前燃焼室２９Ｆから排出された排ガスを最も浄化する単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆを備える。Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、後上流屈曲部３４ｃＲｅと集合部３３ａの間の単一燃焼室用後排気通路部３６Ｒｅ内に配置され、１つの後燃焼室２９Ｒｅから放出口３５ｅまでの排気経路において、１つの後燃焼室２９Ｒｅから排出された排ガスを最も浄化する単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅを備える。Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、単一燃焼室用前シリンダ排気通路部３１Ｆまたは単一燃焼室用後排気通路部３６Ｒｅにおいて単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆよりも排ガスの流れ方向の上流に配置され、排ガス中の酸素濃度を検出する単一燃焼室用前上流酸素検出部材３７ＦＦを備える。Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、単一燃焼室用後シリンダ排気通路部３１Ｒｅまたは単一燃焼室用後排気通路部３６Ｒｅにおいて単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅよりも排ガスの流れ方向の上流に配置され、排ガス中の酸素濃度を検出する単一燃焼室用後上流酸素検出部材３７ＲｅＦを備える。Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、単一燃焼室用前上流酸素検出部材３７ＦＦおよび単一燃焼室用後上流酸素検出部材３７ＲｅＦの信号を処理する制御装置４５を備える。これにより、酸素濃度の検出精度を向上でき、排ガスの浄化性能をより向上できる。
本発明のビークル１に搭載可能なＶ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、以下のように構成されることが好ましい。Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、クランク軸２７を含むクランクケース部２１と、少なくとも一部がクランク軸２７の中心線Ｃｒ１よりもビークル１の前後方向の前方に配置される１つの前燃焼室２９Ｆと、１つの前燃焼室２９Ｆから排出される排ガスが流れる単一燃焼室用前シリンダ排気通路部３１Ｆとが形成された１つの前シリンダ部２２Ｆと、少なくとも一部がクランク軸２７の中心線Ｃｒ１よりもビークル１の前後方向の後方に配置される１つの後燃焼室２９Ｒｅと、１つの後燃焼室２９Ｒｅから排出される排ガスが流れる単一燃焼室用後シリンダ排気通路部３１Ｒｅと、が形成された１つの後シリンダ部２２Ｒｅと、を有するエンジン本体２０を備える。Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、前燃焼室２９Ｆに対しビークル１の前後方向の異なる位置に設けられる前後端口４１Ｆｅを有し、単一燃焼室用前シリンダ排気通路部３１Ｆの下流端から前後端口４１Ｆｅまで排ガスを流す単一燃焼室用前排気通路部３６Ｆを備える。Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、後燃焼室２９Ｒｅに対しビークル１の前後方向の異なる位置に設けられる後後端口４１Ｒｅｅを有し、単一燃焼室用後シリンダ排気通路部３１Ｒｅの下流端から後後端口４１Ｒｅｅまで排ガスを流す単一燃焼室用後排気通路部３６Ｒｅを備える。後後端口４１Ｒｅｅは、ビークル１の前後方向において、前後端口４１Ｆｅとの間の距離が１つの前燃焼室２９Ｆと１つの後燃焼室２９Ｒｅの間の距離より短くなる位置に設けられている。Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、単一燃焼室用前シリンダ排気通路部３１Ｆ内または単一燃焼室用前排気通路部３６Ｆ内に配置され、１つの前燃焼室２９Ｆから前後端口４１Ｆｅまでの排気経路において、１つの前燃焼室２９Ｆから排出された排ガスを最も浄化する単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆを備える。Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、単一燃焼室用後シリンダ排気通路部３１Ｒｅ内または単一燃焼室用後排気通路部３６Ｒｅ内に配置され、１つの後燃焼室２９Ｒｅから後後端口４１Ｒｅｅまでの排気経路において、１つの後燃焼室２９Ｒｅから排出された排ガスを最も浄化する単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅを備える。Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、単一燃焼室用前シリンダ排気通路部３１Ｆまたは単一燃焼室用前排気通路部３６Ｆにおいて単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆよりも排ガスの流れ方向の上流に配置される単一燃焼室用前上流酸素検出部材３７ＦＦであって、１つの前燃焼室２９Ｆから単一燃焼室用前上流酸素検出部材３７ＦＦまでの経路長ａ１Ｆが、単一燃焼室用前上流酸素検出部材３７ＦＦから単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆの上流端までの経路長ｂ１Ｆよりも長くなる位置に配置され、排ガス中の酸素濃度を検出する単一燃焼室用前上流酸素検出部材３７ＦＦを備える。Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、単一燃焼室用後シリンダ排気通路部３１Ｒｅまたは単一燃焼室用後排気通路部３６Ｒｅにおいて単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅよりも排ガスの流れ方向の上流に配置される単一燃焼室用後上流酸素検出部材３７ＲｅＦであって、１つの後燃焼室２９Ｒｅから単一燃焼室用後上流酸素検出部材３７ＲｅＦまでの経路長ａ１Ｒｅが、単一燃焼室用後上流酸素検出部材３７ＲｅＦから単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅの上流端までの経路長ｂ１Ｒｅよりも長くなる位置に配置され、排ガス中の酸素濃度を検出する単一燃焼室用後上流酸素検出部材３７ＲｅＦを備える。Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、単一燃焼室用前上流酸素検出部材３７ＦＦおよび単一燃焼室用後上流酸素検出部材３７ＲｅＦの信号を処理する制御装置４５を備える。これにより、酸素濃度の検出精度を向上でき、排ガスの浄化性能をより向上できる。
【００６９】
本発明によれば、触媒および酸素検出部材を備えたＶ型多気筒４ストロークエンジンユニットが搭載されたビークルおよびＶ型多気筒４ストロークエンジンユニットにおいて、排ガスの浄化性能をより向上できる。
【００７０】
前ケーシング４０Ｆの上流通路部の少なくとも一部の排ガスの流れ方向に直交する断面の面積は、前メイン触媒３９Ｆの断面の面積Ｓ１よりも小さい。後ケーシング４０Ｒｅの上流通路部の少なくとも一部の排ガスの流れ方向に直交する断面の面積は、後メイン触媒３９Ｒｅの断面の面積Ｓ１よりも小さい。面積Ｓ１は、前ケーシング４０Ｆおよび後ケーシング４０Ｒｅの触媒配置通路部の排ガスの流れ方向に直交する断面の面積である。これにより、メイン触媒３９Ｆ、３９Ｒｅの上流において、排気経路の断面積が変化する。そのため、排ガスの流れに変化を生じさせることができる。よって、未燃燃料と酸素が混ざりやすくなる。したがって、メイン触媒３９Ｆ、３９Ｒｅの上流で、未燃燃料の酸化が促進される。それにより、上流酸素検出部材３７ＦＦ、３７ＲｅＦは、より酸化が進んだ状態の排ガスを検出対象とすることができる。言い換えると、上流酸素検出部材３７ＦＦ、３７ＲｅＦは、酸素濃度がより安定した排ガスを検出対象とすることができる。したがって、排ガス中の酸素濃度をより一層安定的に検出することができる。
【００７１】
（実施形態１の変形例１）
図７は、実施形態１の変形例１の自動二輪車の側面図である。図７は、実施形態１の変形例１のエンジン本体および排気系を示す模式図である。変形例１において、実施形態１と同一の構成要素については、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００７２】
図７に示すように、前上流サブ触媒３９ＦＦ（単一燃焼室用前上流サブ触媒）（単一燃焼室用前サブ触媒）は、前メイン触媒３９Ｆの経路方向の上流、且つ、前上流酸素検出部材３７ＦＦの下流に設けられている。前上流サブ触媒３９ＦＦは、前排気管３４Ｆに配置されている。後上流サブ触媒３９ＲｅＦ（単一燃焼室用後上流サブ触媒）（単一燃焼室用後サブ触媒）は、後メイン触媒３９Ｒｅの経路方向の上流、且つ、後上流酸素検出部材３７ＲｅＦの下流に設けられている。後上流サブ触媒３９ＲｅＦは、後排気管３４Ｒｅに配置されている。前下流サブ触媒３９ＦＲｅ（単一燃焼室用前下流サブ触媒）は、前メイン触媒３９Ｆの経路方向の下流、且つ、前排気管３４Ｆの前後端口４１Ｆｅより上流に配置されている。後下流サブ触媒３９ＲｅＲｅ（単一燃焼室用後下流サブ触媒）は、後メイン触媒３９Ｒｅの経路方向の下流、且つ、後排気管３４Ｒｅの後後端口４１Ｒｅｅより上流に配置されている。前上流サブ触媒３９ＦＦおよび後上流サブ触媒３９ＲｅＦを備えず、前下流サブ触媒３９ＦＲｅおよび後下流サブ触媒３９ＲｅＲｅを備えていてもよい。前下流サブ触媒３９ＦＲｅおよび後下流サブ触媒３９ＲｅＲｅを備えず、前上流サブ触媒３９ＦＦおよび後上流サブ触媒３９ＲｅＦを備えていてもよい。集合サブ触媒３９Ｃは設けても設けなくてもよい。
【００７３】
本発明において、サブ触媒は、排気管などの内壁に付着された貴金属だけで構成されていてもよい。この場合、サブ触媒の貴金属が付着される基材は、排気管などの内壁である。また、サブ触媒は、排気管などの内側に配置される基材を有していてもよい。この場合、サブ触媒は、基材と貴金属で構成される。サブ触媒の基材は、例えば、板状である。板状の基材の経路方向に直交する断面の形状は、Ｓ字状であっても、円形状であっても、Ｃ字状であってもよい。また、基本的な構成は、メイン触媒と同じであってもよい。サブ触媒も本発明の触媒の一つである。メイン触媒は、排気経路において、１つの燃焼室から排出された排ガスを最も浄化する。つまり、メイン触媒は、排気経路において、１つの燃焼室から排出された排ガスをサブ触媒よりも浄化する。言い換えると、サブ触媒は、メイン触媒に比べて、排ガスを浄化する寄与度が低い。そのため、サブ触媒は、メイン触媒と比較して排ガスによる圧力脈動の反射を生じさせる作用が小さい。また、サブ触媒は、メイン触媒に比べて、排ガスの流れの抵抗が小さい。
【００７４】
本発明のメイン触媒とサブ触媒のそれぞれの浄化の寄与度は、以下の方法で測定できる。測定方法の設明において、上流に配置される触媒をフロント触媒と称し、下流に配置される触媒をリア触媒と称する。例えば、前上流サブ触媒３９ＦＦおよび後上流サブ触媒３９ＲｅＦと、前メイン触媒３９Ｆおよび後メイン触媒３９Ｒｅの浄化の寄与度を測定する場合、前上流サブ触媒３９ＦＦおよび後上流サブ触媒３９ＲｅＦがフロント触媒であって、前メイン触媒３９Ｆおよび後メイン触媒３９Ｒｅがリア触媒である。
【００７５】
変形例１のエンジンユニットを運転して、暖機状態のときに放出口３５ｅから排出された排ガスに含まれる有害物質の濃度を測定する。排ガスの測定方法は、例えば、欧州規制に従った測定方法とする。暖機状態では、フロント触媒とリア触媒は、高温となって活性化される。そのため、フロント触媒とリア触媒は、暖機状態のときに、浄化性能を十分に発揮できる。
【００７６】
次に、試験で用いたエンジンユニットのリア触媒を取り外して、その代わりに貴金属を備えていないリア触媒の基材のみを配置する。この状態のエンジンユニットを、測定用エンジンユニットＡとする。そして、同様に、暖機状態のときに放出口３５ｅから排出された排ガスに含まれる有害物質の濃度を測定する。
【００７７】
また、この測定用エンジンユニットＡのフロント触媒を取り外して、その代わりに貴金属を備えていないフロント触媒の基材のみを配置する。この状態のエンジンユニットを、測定用エンジンユニットＢとする。そして、同様に、暖機状態のときに放出口３５ｅから排出された排ガスに含まれる有害物質の濃度を測定する。なお、サブ触媒が排気管の内壁に貴金属を直接付着させた構成の場合、排気管が基材に相当する。このようなサブ触媒の代わりに、貴金属を備えていないサブ触媒の基材のみを配置するとは、排気管の内壁に貴金属を付着させないことである。
【００７８】
測定用エンジンユニットＡは、フロント触媒を有し、リア触媒を有しない。測定用エンジンユニットＢは、フロント触媒とリア触媒を有しない。そのため、測定用エンジンユニットＡの測定結果と、測定用エンジンユニットＢの測定結果の差から、フロント触媒の浄化の寄与度が算出される。また、測定用エンジンユニットＡの測定結果と、変形例１のエンジンユニットの測定結果の差から、リア触媒の浄化の寄与度が算出される。この測定方法を応用することで、メイン触媒と上流サブ触媒と下流サブ触媒の浄化の寄与度も測定することができる。
【００７９】
実施形態１の変形例１では、前上流サブ触媒３９ＦＦの浄化の寄与度は、前メイン触媒３９Ｆの浄化の寄与度より小さい。前上流サブ触媒３９ＦＦの浄化の寄与度が、前メイン触媒３９Ｆの浄化の寄与度より小さいとは、上述した測定方法で前上流サブ触媒３９ＦＦだけに貴金属を設けた場合の排ガスの浄化率が、前メイン触媒３９Ｆだけに貴金属を設けた場合の排ガスの浄化率より小さいことをいう。後上流サブ触媒３９ＲｅＦの浄化の寄与度は、後メイン触媒３９Ｒｅの浄化の寄与度より小さい。後上流サブ触媒３９ＲｅＦの浄化の寄与度が、後メイン触媒３９Ｒｅの浄化の寄与度より小さいとは、上述した測定方法で後上流サブ触媒３９ＲｅＦだけに貴金属を設けた場合の排ガスの浄化率が、後メイン触媒３９Ｒｅだけに貴金属を設けた場合の排ガスの浄化率より小さいことをいう。また、集合サブ触媒３９Ｃを設ける場合、前上流サブ触媒３９ＦＦおよび後上流サブ触媒３９ＲｅＦの浄化の寄与度は、集合サブ触媒３９Ｃの浄化の寄与度より大きい。
【００８０】
実施形態１の変形例１では、前下流サブ触媒３９ＦＲｅの浄化の寄与度は、前メイン触媒３９Ｆの浄化の寄与度より小さい。前下流サブ触媒３９ＦＲｅの浄化の寄与度が、前メイン触媒３９Ｆの浄化の寄与度より小さいとは、上述した測定方法で前下流サブ触媒３９ＦＲｅだけに貴金属を設けた場合の排ガスの浄化率が、前メイン触媒３９Ｆだけに貴金属を設けた場合の排ガスの浄化率より小さいことをいう。後下流サブ触媒３９ＲｅＲｅの浄化の寄与度は、後メイン触媒３９Ｒｅの浄化の寄与度より小さい。後下流サブ触媒３９ＲｅＲｅの浄化の寄与度が、後メイン触媒３９Ｒｅの浄化の寄与度より小さいとは、上述した測定方法で後下流サブ触媒３９ＲｅＲｅだけに貴金属を設けた場合の排ガスの浄化率が、後メイン触媒３９Ｒｅだけに貴金属を設けた場合の排ガスの浄化率より小さいことをいう。また、集合サブ触媒３９Ｃを設ける場合、前下流サブ触媒３９ＦＲｅおよび後下流サブ触媒３９ＲｅＲｅの浄化の寄与度は、集合サブ触媒３９Ｃの浄化の寄与度より大きい。
【００８１】
なお、実施形態１において、前メイン触媒３９Ｆおよび後メイン触媒３９Ｒｅの浄化の寄与度は、集合サブ触媒３９Ｃの浄化の寄与度より大きい。
なお、触媒は使用時間が長くなると劣化する。上述した浄化の寄与度の関係は、触媒の劣化によって、変わる場合がある。そのため、上述した測定方法は、できるだけ触媒の劣化が進む前に行うのが好ましい。また、少なくとも触媒の劣化が進む前に上述した浄化の寄与度の関係になっていれば、本発明と同じ効果が得られる。
なお、触媒の浄化の寄与度と触媒の浄化性能は、異なる。触媒の浄化性能が低くても、触媒の配置によっては、浄化の寄与度が高くなる場合がある。また、その逆の場合もある。
なお、排気経路において燃焼室から排出された排ガスを最も浄化する触媒とは、排気経路において燃焼室から排出された排ガスの浄化の寄与度が最も高い触媒である。
【００８２】
実施形態１の変形例１で、前下流酸素検出部材３７ＦＲｅ（単一燃焼室用前下流酸素検出部材）は、前メイン触媒３９Ｆの経路方向の下流、且つ、前排気管３４Ｆの前後端口４１Ｆｅより上流に配置されている。前下流酸素検出部材３７ＦＲｅは、前下流サブ触媒３９ＦＲｅより上流に配置されている。後下流酸素検出部材３７ＲｅＲｅ（単一燃焼室用後下流酸素検出部材）は、後メイン触媒３９Ｒｅの経路方向の下流、且つ、後排気管３４Ｒｅの後後端口４１Ｒｅｅより上流に配置されている。後下流酸素検出部材３７ＲｅＲｅは、後下流サブ触媒３９ＲｅＲｅより上流に配置されている。
【００８３】
本発明のビークル１において、以下のように構成されることが好ましい。Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、単一燃焼室用前シリンダ排気通路部３１Ｆまたは単一燃焼室用前排気通路部３６Ｆにおいて、単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆの排ガスの流れ方向の上流または下流に配置されており、１つの前燃焼室２９Ｆから排出された排ガスを浄化する単一燃焼室用前サブ触媒（前上流サブ触媒３９ＦＦおよび前下流サブ触媒３９ＦＲｅ）を備える。Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、単一燃焼室用後シリンダ排気通路部３１Ｒｅまたは単一燃焼室用後排気通路部３６Ｒｅにおいて、単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅの排ガスの流れ方向の上流または下流に配置されており、１つの後燃焼室２９Ｒｅから排出された排ガスを浄化する単一燃焼室用後サブ触媒（後上流サブ触媒３９ＲｅＦおよび後下流サブ触媒３９ＲｅＲｅ）を備える。
そのため、１つの前燃焼室２９Ｆから排出された排ガスを、単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆに加えて、単一燃焼室用前サブ触媒（前上流サブ触媒３９ＦＦおよび前下流サブ触媒３９ＦＲｅ）で浄化することができる。また、１つの後燃焼室２９Ｒｅから排出された排ガスを、単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅに加えて、単一燃焼室用後サブ触媒（後上流サブ触媒３９ＲｅＦおよび後下流サブ触媒３９ＲｅＲｅ）で浄化することができる。これにより、排ガスの浄化性能をより向上できる。
【００８４】
本発明のビークル１において、以下のように構成されることが好ましい。Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、単一燃焼室用前シリンダ排気通路部３１Ｆまたは単一燃焼室用前排気通路部３６Ｆにおいて、単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆよりも排ガスの流れ方向の下流で、且つ、集合部３３ａより排ガスの流れ方向の上流に配置され、排ガス中の酸素濃度を検出する単一燃焼室用前下流酸素検出部材３７ＦＲｅを備える。Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニット１９は、単一燃焼室用後シリンダ排気通路部３１Ｒｅまたは単一燃焼室用後排気通路部３６Ｒｅにおいて、単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅよりも排ガスの流れ方向の下流で、且つ、集合部３３ａより排ガスの流れ方向の上流に配置され、排ガス中の酸素濃度を検出する単一燃焼室用後下流酸素検出部材３７ＲｅＲｅを備える。制御装置４５は、単一燃焼室用前上流酸素検出部材３７ＦＦ、単一燃焼室用後上流酸素検出部材３７ＲｅＦ、単一燃焼室用前下流酸素検出部材３７ＦＲｅおよび単一燃焼室用後下流酸素検出部材３７ＲｅＲｅの信号を処理する。
そのため、排ガス中の酸素濃度をより安定的に検出できる単一燃焼室用前上流酸素検出部材３７ＦＦおよび単一燃焼室用後上流酸素検出部材３７ＲｅＦに加えて、単一燃焼室用前メイン触媒３９Ｆを通過した排ガスおよび単一燃焼室用後メイン触媒３９Ｒｅを通過した排ガスの酸素濃度を検出する単一燃焼室用前下流酸素検出部材３７ＦＲｅおよび単一燃焼室用後下流酸素検出部材３７ＲｅＲｅを備える。これらの信号を処理することで、排ガスの浄化性能をより向上できる。
【００８５】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能である。また、後述する変更例は適宜組み合わせて実施することができる。
【００８６】
上記実施形態１において、前排気管３４Ｆは、前上流排気管３４ａＦ、前触媒ユニット３８Ｆおよび前下流排気管３４ｂＦを接合して形成されている。また、各部材も複数の部品を接合して形成されている。しかしながら、必要に応じて各部品を接合の構成を変えることができる。後排気管３４Ｒｅは、後上流排気管３４ａＲｅ、後触媒ユニット３８Ｒｅおよび後下流排気管３４ｂＲｅを接合して形成されている。また、各部材も複数の部品を接合して形成されている。しかしながら、必要に応じて各部品を接合の構成を変えることができる。
【００８７】
上記実施形態１の前排気管３４Ｆおよび後排気管３４Ｒｅの形状は、ビークルに合わせて変形することができる。また、集合装置３３および消音器３５の内部構造は、機能を満たせば、変形することができる。
【００８８】
上記実施形態１において、メイン触媒は、三元触媒である。しかし、本発明の単一燃焼室用メイン触媒は、三元触媒でなくてもよい。単一燃焼室用メイン触媒は、炭化水素、一酸化炭素、および窒素酸化物のいずれか１つまたは２つを除去する触媒であってもよい。また、単一燃焼室用メイン触媒は、酸化還元触媒でなくてもよい。メイン触媒は、酸化または還元のいずれか一方だけで有害物質を除去する酸化触媒または還元触媒であってもよい。還元触媒の一例として、窒素酸化物を還元反応によって除去する触媒がある。この変形例は、サブ触媒に適用してもよい。
【００８９】
上記実施形態１において、メイン触媒３９Ｆ、３９Ｒｅは、経路方向の長さｃ１Ｆ、ｃ１Ｒｅが、最大幅ｗ１Ｆ、ｗ１Ｒｅよりも大きい。しかし、本発明の単一燃焼室用メイン触媒は、経路方向の長さが、経路方向に垂直な方向の最大幅より短くてもよい。但し、本発明の単一燃焼室用メイン触媒は、排気経路において、排ガスを最も浄化するように構成される。ここでの排気経路とは、燃焼室から、大気に面する放出口に至る経路である。
【００９０】
本発明の単一燃焼室用メイン触媒は、複数ピースの触媒が近接して配置された構成としてもよい。各ピースは、基材と触媒物質を有する。ここで、近接とは、各ピースの経路方向の長さよりも、ピース同士の離間距離が短い状態のことである。複数ピースの基材の組成は、一種類でも、複数種類でもよい。複数ピースの触媒の触媒物質の貴金属は、一種類でも、複数種類でもよい。触媒物質の担体の組成は、一種類でも、複数種類でもよい。この変形例は、サブ触媒に適用してもよい。
【００９１】
上記実施形態１の変形例１では、サブ触媒は、多孔構造を有しない。しかし、サブ触媒は、多孔構造を有していてもよい。サブ触媒が多孔構造であることにより、以下の効果が得られる。多孔構造のサブ触媒は、排ガスの流れの抵抗となる。それにより、サブ触媒の上流で、排ガスの流速を低下させることができる。また、多孔構造のサブ触媒は、圧力脈動の反射を生じさせる。そのため、サブ触媒の上流において、燃焼室から排出された排ガスとこの反射波が衝突する。これにより、サブ触媒の上流において、排ガス中の未燃燃料と酸素が混ざりやすくなる。また、この衝突によって、サブ触媒の上流において、排ガスの流速をより低下させることができる。
よって、メイン触媒の上流において、排ガス中の未燃燃料と酸素が混ざりやすくなる。さらに、メイン触媒の上流において、排ガスの流速をより低下させることができる。
したがって、上流酸素検出部材は、より酸化が進んだ状態の排ガスを検出対象とすることができる。言い換えると、上流酸素検出部材は、酸素濃度がより安定した排ガスを検出対象とすることができる。したがって、排ガス中の酸素濃度をより一層安定的に検出することができる。
【００９２】
メイン触媒の配置位置は、各図に示された位置に限定されない。以下、メイン触媒の配置位置の具体的な変更例を説明する。
【００９３】
メイン触媒は、排気管に配置されている。しかし、メイン触媒は、シリンダ部のシリンダ排気通路部に配置されていてもよい。
【００９４】
下流サブ触媒が多孔構造でない場合、以下の効果が得られる。下流サブ触媒は、メイン触媒に比べて、排ガスの流れに対する抵抗が小さい。また、この場合、下流サブ触媒は、メイン触媒に比べて、排ガスによる圧力脈動の反射を生じさせる作用が小さい。そのため、下流サブ触媒を設けても、排ガスの流れに大きな影響を与えない。よって、メイン触媒と上流酸素検出部材の配置によって得られる効果を妨げない。
【００９５】
下流サブ触媒が多孔構造の場合、以下の効果が得られる。多孔構造の下流サブ触媒は、排ガスの流れの抵抗となる。それにより、下流サブ触媒の上流で、排ガスの流速を低下させることができる。また、多孔構造の下流サブ触媒は、圧力脈動の反射を生じさせる。そのため、下流サブ触媒の上流において、燃焼室から排出された排ガスとこの反射波が衝突する。これにより、下流サブ触媒の上流において、排ガス中の未燃燃料と酸素が混ざりやすくなる。また、この衝突によって、下流サブ触媒の上流において、排ガスの流速をより低下させることができる。
上流酸素検出部材は、下流サブ触媒より上流に配置される。したがって、上流酸素検出部材は、より酸化が進んだ状態の排ガスを検出対象とすることができる。言い換えると、上流酸素検出部材は、酸素濃度がより安定した排ガスを検出対象とすることができる。したがって、排ガス中の酸素濃度をより一層安定的に検出することができる。
【００９６】
メイン触媒の下流に下流サブ触媒が設けられる場合、メイン触媒は下流サブ触媒よりも劣化の進行が速い。そのため、累積走行距離が長くなると、メイン触媒と下流サブ触媒の浄化の寄与度の大小関係が逆転する場合がある。本発明の単一燃焼室用メイン触媒は、排気経路において、燃焼室から排出された排ガスを最も浄化する。これは、上述したような逆転現象が生じる前の状態のことである。つまり、累積走行距離が所定距離（例えば１０００ｋｍ）に到達していない状態のことである。
【００９７】
本発明において、Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニットに設けられるサブ触媒の数は、なしでも１つであっても複数であってもよい。触媒が複数の場合には、排気経路において、燃焼室から排出された排ガスを最も浄化する触媒が、本発明の単一燃焼室用メイン触媒に相当する。触媒が１つの場合は、この１つの触媒が、本発明の単一燃焼室用メイン触媒である。メイン触媒の上流と下流に上流サブ触媒と下流サブ触媒を設けてもよい。メイン触媒より上流に２つ以上の上流サブ触媒を設けてもよい。また、メイン触媒より下流に２つ以上の下流サブ触媒を設けてもよい。
【００９８】
本発明において、Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニットは、２または２より多い気筒を備えていてもよい。
【００９９】
上記実施形態１において、上流酸素検出部材は、排気管に配置されている。しかし、上流酸素検出部材は、シリンダ部のシリンダ排気通路部に配置されてもよい。
【０１００】
上流酸素検出部材は、上流サブ触媒より上流に配置されている。しかし、メイン触媒の上流に上流サブ触媒を設けた場合、上流酸素検出部材の配置位置は、以下の位置であってもよい。上流酸素検出部材は、上流サブ触媒より下流に設けられてもよい。また、上流サブ触媒の上流と下流に２つの上流酸素検出部材を設けてもよい。上流酸素検出部材は、上流サブ触媒の上流に設けられる。上流酸素検出部材は、上流サブ触媒より下流でメイン触媒より上流に設けられる。
【０１０１】
上流酸素検出部材が、上流サブ触媒より上流に設けられた場合、以下の効果が得られる。上流サブ触媒が多孔構造の場合、上流サブ触媒の上流において、排ガス中の未燃燃料と酸素が混ざりやすくなる。さらに、上流サブ触媒の上流において、排ガスの流速が低下する。そのため、上流酸素検出部材は、酸化がより進んだ状態の排ガスを検出対象とすることができる。言い換えると、上流酸素検出部材は、酸素濃度がより安定した排ガスを検出対象とすることができる。したがって、排ガス中の酸素濃度をより一層安定的に検出することができる。
【０１０２】
メイン触媒の下流に下流サブ触媒を設けた場合、下流酸素検出部材の配置位置は、以下の２つの位置のいずれであってもよい。下流酸素検出部材は、メイン触媒より下流で下流サブ触媒より上流に設けられてもよい。また、下流酸素検出部材は、下流サブ触媒より下流に設けられてもよい。また、下流サブ触媒の上流と下流にそれぞれ下流酸素検出部材を設けてもよい。
【０１０３】
メイン触媒より下流に下流酸素検出部材が設けられる場合、電子制御ユニット（制御装置）は、下流酸素検出部材の信号を処理する。電子制御ユニット（制御装置）は、下流酸素検出部材の信号に基づいて、メイン触媒の浄化能力を判定してもよい。また、電子制御ユニット（制御装置）は、上流酸素検出部材と下流酸素検出部材の信号に基づいて、メイン触媒の浄化能力を判定してもよい。また、電子制御ユニット（制御装置）は、上流酸素検出部材と下流酸素検出部材の信号に基づいて、燃焼制御を行ってもよい。
【０１０４】
下流酸素検出部材の信号に基づいてメイン触媒の浄化能力を判定する具体的な方法の一例を説明する。まず、一定期間（数秒間）、混合ガスがリッチとリーンを繰り返すように燃料噴射量を制御する。そして、燃料噴射量の変化に対する、下流酸素検出部材の信号の変化の遅れを検出する。下流酸素検出部材の信号の変化の遅れが大きい場合に、メイン触媒の浄化能力が所定のレベルより低下したと判定する。この場合、電子制御ユニットから表示装置に信号が送られる。そして、表示装置の警告灯（図示せず）が点灯される。これにより、乗員にメイン触媒の交換を促すことができる。
【０１０５】
このように、メイン触媒の下流に配置された下流酸素検出部材の信号を用いることで、メイン触媒の劣化を検知できる。そのため、メイン触媒の劣化が所定のレベルに達する前に報知して、メイン触媒の交換を促すことができる。それにより、ビークルの排気浄化に関する初期性能をより長期間維持することができる。
【０１０６】
上流酸素検出部材と下流酸素検出部材の信号に基づいてメイン触媒の浄化能力を判定する具体的な方法の一例を説明する。例えば、上流酸素検出部材の信号の変化と下流酸素検出部材の信号の変化を比較して、メイン触媒の浄化能力を判定してもよい。メイン触媒の上流と下流に配置された２つの酸素検出部材の信号を使うことで、メイン触媒の劣化の程度をより精度よく検出できる。そのため、下流酸素検出部材の信号だけを使ってメイン触媒の劣化を判定する場合に比べて、より適切なタイミングでメイン触媒の交換を促すことができる。よって、車両の排気浄化性能に関する初期性能を維持しつつ、１つのメイン触媒をより長期間使用することが可能となる。
【０１０７】
上流酸素検出部材と下流酸素検出部材の信号に基づいて燃焼制御を行う具体的な方法の一例を説明する。まず、上記実施形態１と同様に、上流酸素検出部材の信号に基づいて基本燃料噴射量を補正して、インジェクタから燃料を噴射させる。この燃料の燃焼によって発生する排ガスを下流酸素検出部材で検知する。そして、下流酸素検出部材の信号に基づいて燃料噴射量を補正する。これにより、目標空燃比に対する混合ガスの空燃比のずれをより低減できる。
【０１０８】
メイン触媒の上流と下流に配置された２つの酸素検出部材の信号を用いることで、メイン触媒による実際の浄化の状況を把握できる。そのため、２つの酸素検出部材の信号に基づいて、燃料制御を行った場合には、燃料制御の精度を向上できる。また、上流酸素検出部材は、排ガス中の酸素濃度を安定的に検出できる。したがって、燃料制御の精度をより一層向上できる。それにより、メイン触媒の劣化の進行を遅らせることができるため、ビークルの排気浄化に関する初期性能をより長期間維持することができる。
【０１０９】
上記実施形態１では、上流酸素検出部材の信号に基づいて、点火タイミングおよび燃料噴射量を制御する。しかし、上流酸素検出部材の信号に基づく制御処理は、特に制限されるものではなく、点火タイミングおよび燃料噴射量のうちの一方のみであってもよい。また、上流酸素検出部材の信号に基づく制御処理は、上記以外の制御処理を含んでいてもよい。
【０１１０】
酸素検出部材は、ヒータを内蔵していてもよい。酸素検出部材の検出部は、高温に加熱されて活性化状態となったときに、酸素濃度を検知できる。そのため、酸素検出部材がヒータを内蔵していると、運転開始と同時にヒータにより検出部を加熱することで、酸素検出の開始を早めることができる。
【０１１１】
排気管のメイン触媒より上流の少なくとも一部は、多重管で構成されていてもよい。多重管は、内管と、内管を覆う少なくとも１つの外管とを有する。二重管は、内管と、内管を覆う外管とを含む。内管と外管は、両端部のみ互いに接触していてもよい。多重管の内管と外管は、両端部以外の部分で接触していてもよい。例えば、屈曲部において、内管と外管が接触していてもよい。接触している面積は、接触していない面積より小さいことが好ましい。また、内管と外管は全体的に接触していてもよい。排気管が多重管を有する場合、上流酸素検出部材は多重管の途中もしくは多重管より下流に配置することが好ましい。多重管を設けることで、排ガスの温度が低下するのを抑制できる。それにより、エンジン始動時に、上流酸素検出部材をより早期に活性化温度まで上昇させることができる。したがって、排ガス中の酸素濃度をより安定的に検出することができる。
【０１１２】
触媒ユニットの外面の少なくとも一部を覆う触媒プロテクターを備えていてもよい。触媒プロテクターを設けることで、触媒ユニットおよびメイン触媒を保護できる。さらに、触媒プロテクターを設けることで、外観性を向上できる。また、触媒プロテクターを設けることで、周囲への熱の影響を調整できる。
【０１１３】
上記実施形態１において、エンジン駆動時に排気経路を流れるガスは、燃焼室から排出された排ガスだけである。しかし、本発明のＶ型多気筒４ストロークエンジンユニットは、排気経路に空気を供給する二次空気供給機構を備えていてもよい。二次空気供給機構の具体的な構成は、公知の構成が採用される。二次空気供給機構は、エアポンプによって強制的に排気経路に空気を供給する構成であってもよい。また、二次空気供給機構は、排気経路の負圧によって空気を排気経路に引き込む構成であってもよい。この場合、二次空気供給機構は、排ガスによる圧力脈動に応じて開閉するリード弁を備える。二次空気供給機構を設ける場合、上流酸素検出部材の配置位置は、空気が流入する位置よりも上流に設けても下流に設けてもよい。
【０１１４】
上記実施形態１において、燃焼室に燃料を供給するために、インジェクタが用いられている。燃焼室に燃料を供給する燃料供給装置は、インジェクタに限らない。例えば、負圧により燃焼室に燃料を供給する燃料供給装置を設けてもよい。
【０１１５】
上記実施形態１において、１つの燃焼室に対して、排気ポート１つだけ設けられている。しかし、１つの燃焼室に対して複数の排気ポートが設けられていてもよい。例えば、可変ポート機構を備える場合がこの変形例に該当する。ただし、複数の排気ポートから延びる排気経路は、メイン触媒よりも上流で集合する。複数の排気ポートから延びる排気経路は、シリンダ部において集合することが好ましい。
【０１１６】
本発明の燃焼室は、主燃焼室と、主燃焼室につながる副燃焼室とを有する構成であってもよい。この場合、主燃焼室と副燃焼室とによって、１つの燃焼室が形成される。
【０１１７】
上記実施形態１において、クランクケース部と、シリンダボディとは、別体である。しかし、クランクケース部とシリンダボディとは、一体成形されていてもよい。また、上記実施形態１において、シリンダボディと、シリンダヘッドと、ヘッドカバーとは、別体である。しかし、シリンダボディと、シリンダヘッドと、ヘッドカバーのいずれか２つまたは３つが一体成形されていてもよい。
【０１１８】
本発明が適用されるＶ型多気筒４ストロークエンジンユニットは、Ｖ型２気筒４ストロークエンジンユニットに限らない。例えば、Ｖ型４気筒４ストロークエンジンユニットであってもよい。また、Ｖ型６気筒４ストロークエンジンユニットであってもよい。これらのＶ型多気筒４ストロークエンジンユニットは、複数の前燃焼室と複数の後燃焼室を有する。そして、前燃焼室ごとに前メイン触媒と前上流酸素検出部材が設けられる。また、後燃焼室ごとに前メイン触媒と前上流酸素検出部材が設けられる。
【０１１９】
上記実施形態では、Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニットを備えたビークルとして、自動二輪車を例示した。しかし、本発明のビークルは、Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニットの動力で移動するビークルであれば、どのようなビークルであってもよい。本発明のビークルは、自動二輪車以外の鞍乗型車両であってもよい。鞍乗型車両とは、乗員が鞍にまたがるような状態で乗車する車両全般を指す。鞍乗型車両には、自動二輪車、三輪車、四輪バギー（ＡＴＶ：All Terrain Vehicle（全地形型車両））、水上バイク、スノーモービル等が含まれる。本発明のビークルは、鞍乗型車両でなくてもよい。また、本発明のビークルは、運転者が乗車しないものであってもよい。また、本発明のビークルは、人を乗せずに走行可能なものであってもよい。これらの場合、ビークルの前方向とは、ビークルの前進方向のことである。
【０１２０】
本明細書および本発明において、メイン触媒の上流端とは、メイン触媒において燃焼室からの経路長が最も短くなる端を意味する。メイン触媒の下流端とは、メイン触媒において燃焼室からの経路長が最も長くなる端を意味する。メイン触媒以外の要素の上流端および下流端についても同様の定義が適用される。
【０１２１】
本明細書および本発明において、通路部とは、経路を囲んで経路を形成する壁体等を意味し、経路とは対象が通過する空間を意味する。排気通路部とは、排気経路を囲んで排気経路を形成する壁体等を意味する。なお、排気経路とは、排気が通過する空間を意味する。
【０１２２】
本明細書および本発明において、排気経路の経路長とは、排気経路の真ん中のラインの経路長を言う。また、消音器の膨張室の経路長は、膨張室の流入口の真ん中から膨張室の流出口の真ん中を最短で結んだ経路の長さを意味する。
【０１２３】
本明細書において、経路方向とは、排気経路の真ん中を通る経路の方向で、且つ、排ガスが流れる方向を意味する。
【０１２４】
本明細書において、通路部の経路方向に直交する断面の面積という表現が用いられている。また、本明細書および本発明において、通路部の排ガスの流れる方向に直交する断面の面積という表現が用いられている。ここでの通路部の断面の面積は、通路部の内周面の面積であってもよく、通路部の外周面の面積であってもよい。
【０１２５】
また、本明細書および本発明において、部材または直線がＡ方向に延びるとは、部材または直線がＡ方向と平行に配置されている場合だけを示すのではない。部材または直線がＡ方向に延びるとは、部材または直線が、Ａ方向に対して±４５°の範囲で傾斜している場合を含む。なお、Ａ方向は、特定の方向を指すものではない。Ａ方向を、水平方向や前後方向に置き換えることができる。
【０１２６】
本発明は、本明細書の開示に基づいて当業者によって認識され得る、均等な要素、修正、削除、組み合わせ（例えば、各種実施形態に跨る特徴の組み合わせ）、改良および／または変更を含むあらゆる実施形態をも包含する。クレームの限定事項はそのクレームで用いられた用語に基づいて広く解釈されるべきである。クレームの限定事項は、本明細書あるいは本願のプロセキューション中に記載された実施形態に限定されるべきではない。そのような実施形態は非排他的であると解釈されるべきである。例えば、本明細書において、「好ましくは」や「よい」という用語は非排他的なものであって、「好ましいがこれに限定されるものではない」や「よいがこれに限定されるものではない」ということを意味するものである。
【符号の説明】
【０１２７】
１  自動二輪車（ビークル）
１９  Ｖ型多気筒４ストロークエンジンユニット
２０  エンジン本体２０
２１  クランクケース部
２２Ｆ  前シリンダ部
２２Ｒｅ  後シリンダ部
２７  クランク軸
Ｃｒ１  クランク軸の中心線
２９Ｆ  前燃焼室
２９Ｒｅ  後燃焼室
３１Ｆ  前シリンダ排気通路部
３１Ｒｅ  後シリンダ排気通路部
３３  集合装置
３３ａ  集合室（集合部）
３４ｃＦ  前上流屈曲部
３４ｃＲｅ  後上流屈曲部
３５ｅ  放出口
３６Ｆ  前排気通路部
３６Ｒｅ  後排気通路部
３７ＦＦ  前上流酸素検出部材
３７ＦＲｅ  前下流酸素検出部材
３７ＲｅＦ  後上流酸素検出部材
３７ＲｅＲｅ  後下流酸素検出部材
３９Ｆ  前メイン触媒
３９Ｒｅ  後メイン触媒
３９ＦＦ  前上流サブ触媒
３９ＦＲｅ  前下流サブ触媒
３９ＲｅＦ  後上流サブ触媒
３９ＲｅＲｅ  後下流サブ触媒
４１Ｆｅ  前後端口
４１Ｒｅｅ  後後端口
４５  電子制御ユニット（制御装置）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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