JP2009074425A - Exhaust gas purification device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
【課題】この発明は、内燃機関の排気ガス浄化装置に関し、排気通路に上流側から順にパティキュレートフィルタおよび排気ガスセンサを備える内燃機関において、被水による排気ガスセンサの素子割れの発生を良好に抑制することを目的とする。
【解決手段】内燃機関10の排気通路12に粒子状物質PMを捕集するためのパティキュレートフィルタ(PMフィルタ)18を備える。PMフィルタ18は、表面および内部に細孔を有する隔壁26によって排気ガスの流れ方向に形成された複数の内部通路28、30を備える。また、PMフィルタ18は、内部通路28の下流側端部を閉塞する目詰部材32と、内部通路30の上流側端部を閉塞する目詰部材34とを備える。下流側の目詰部材32の体積を、上流側の目詰部材34の体積よりも大きくする。
【選択図】図2The present invention relates to an exhaust gas purification device for an internal combustion engine, and in an internal combustion engine having a particulate filter and an exhaust gas sensor in order from the upstream side in an exhaust passage, it is possible to satisfactorily suppress the occurrence of element cracks in the exhaust gas sensor due to water. For the purpose.
A particulate filter (PM filter) 18 for collecting particulate matter PM is provided in an exhaust passage 12 of an internal combustion engine 10. The PM filter 18 includes a plurality of internal passages 28 and 30 formed in the exhaust gas flow direction by partition walls 26 having pores on the surface and inside. The PM filter 18 also includes a clogging member 32 that closes the downstream end of the internal passage 28 and a clogging member 34 that closes the upstream end of the internal passage 30. The volume of the downstream clogging member 32 is made larger than the volume of the upstream clogging member 34.
[Selection] Figure 2
Description
この発明は、内燃機関の排気ガス浄化装置に係り、特に、排気ガス中に含まれる粒子状物質PMを捕集するためのパティキュレートフィルタを備える内燃機関の排気ガス浄化装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas purifying device for an internal combustion engine, and more particularly to an exhaust gas purifying device for an internal combustion engine including a particulate filter for collecting particulate matter PM contained in the exhaust gas.
従来、例えば特許文献1には、排気通路に粒子状物質PMを捕集するためのパティキュレートフィルタ(PMフィルタ)を備えるディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置が開示されている。この従来の装置では、排気ガスの流れに沿って、上流側フィルタと下流側フィルタとが配置されている。上記従来の装置では、急激な温度変化(熱衝撃)に起因するフィルタの破壊に対する耐久性を向上させるべく、上流側フィルタの気孔径が、下流側フィルタの気孔径よりも大きく設定されている。 Conventionally, for example, Patent Document 1 discloses an exhaust gas purifying device for a diesel engine including a particulate filter (PM filter) for collecting particulate matter PM in an exhaust passage. In this conventional apparatus, an upstream filter and a downstream filter are arranged along the flow of exhaust gas. In the conventional apparatus, the pore diameter of the upstream filter is set larger than the pore diameter of the downstream filter in order to improve the durability against the destruction of the filter due to a rapid temperature change (thermal shock).
また、例えば特許文献2には、PMフィルタよりも下流側の排気通路に、排気ガス中の酸素濃度を検出するO2センサを備えるディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置が開示されている。 Further, for example, Patent Document 2 discloses a diesel engine exhaust gas purification device including an O2 sensor that detects an oxygen concentration in exhaust gas in an exhaust passage downstream of a PM filter.
内燃機関の排気ガスには、水分が含まれている。冷間始動時には、筒内から排出された水蒸気が、冷えた排気管と触れることによって凝縮されて凝縮水となる。PMフィルタには、通常、コージェライトのような多孔質材料が用いられているので、PMフィルタは、排気ガス中に含まれる凝縮水を吸収して保持し易い性質を有している。このため、始動時において、多量の凝縮水を保持しているPMフィルタに対して供給される排気ガス量が増えてくると、PMフィルタから多量の凝縮水が放出されてしまう場合がある。 The exhaust gas of the internal combustion engine contains moisture. At the cold start, the water vapor discharged from the cylinder is condensed by touching the cooled exhaust pipe to become condensed water. Since a porous material such as cordierite is usually used for the PM filter, the PM filter has a property of easily absorbing and holding condensed water contained in the exhaust gas. For this reason, at the time of starting, if the amount of exhaust gas supplied to the PM filter holding a large amount of condensed water increases, a large amount of condensed water may be released from the PM filter.
一方、上記特許文献2に開示されたシステムは、上述したように、PMフィルタの下流側にO2センサを備えている。このようなO2センサのセンサ素子は、早期に活性させることによって冷間始動時においても直ちに排気ガスを検出できるようにすべく、内蔵するヒータによって加熱されている。このため、始動時において、PMフィルタに保持されている多量の凝縮水が加熱されているセンサ素子に向けて一度に流出することになると、高温状態にあるセンサ素子に多量の凝縮水がかかってしまう。その結果、センサ素子に割れが発生してしまうおそれがある。 On the other hand, the system disclosed in Patent Document 2 includes an O2 sensor on the downstream side of the PM filter as described above. The sensor element of such an O2 sensor is heated by a built-in heater so that exhaust gas can be detected immediately even during cold start by being activated early. For this reason, at the time of starting, if a large amount of condensed water held in the PM filter flows out toward the heated sensor element, a large amount of condensed water is applied to the sensor element in a high temperature state. End up. As a result, the sensor element may be cracked.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、排気通路に上流側から順にパティキュレートフィルタおよび排気ガスセンサを備える内燃機関において、被水による排気ガスセンサの素子割れの発生を良好に抑制し得る内燃機関の排気ガス浄化装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and in an internal combustion engine having a particulate filter and an exhaust gas sensor in order from the upstream side in the exhaust passage, the occurrence of element cracking of the exhaust gas sensor due to moisture is favorable. It is an object of the present invention to provide an exhaust gas purification device for an internal combustion engine that can be suppressed to a low level.
第1の発明は、内燃機関の排気通路に配置され、排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタと、
前記パティキュレートフィルタよりも下流側の排気通路に配置された排気ガスセンサとを備え、
前記パティキュレートフィルタの内部を流れる凝縮水の通水抵抗が、当該フィルタの上流側の部位よりも当該フィルタの下流側の部位の方が高められていることを特徴とする。
A first invention is a particulate filter that is disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine and collects particulate matter contained in exhaust gas;
An exhaust gas sensor disposed in an exhaust passage downstream of the particulate filter,
The flow resistance of the condensed water flowing inside the particulate filter is higher in the downstream portion of the filter than in the upstream portion of the filter.
また、第2の発明は、内燃機関の排気通路に配置され、排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタと、
前記パティキュレートフィルタよりも下流側の排気通路に配置された排気ガスセンサとを備え、
前記パティキュレートフィルタの内部を流れる凝縮水の通水抵抗を、凝縮水が当該フィルタから前記排気ガスセンサに向けて流出する抵抗の方が、凝縮水が他の部位に向けて流出する抵抗に比して大きくなるように、前記排気ガスセンサの近傍部位と当該近傍部位以外の部位との間で異ならしめていることを特徴とする。
Further, the second invention is a particulate filter disposed in the exhaust passage of the internal combustion engine and collecting particulate matter contained in the exhaust gas,
An exhaust gas sensor disposed in an exhaust passage downstream of the particulate filter,
The resistance of the condensed water flowing through the particulate filter is compared to the resistance of the condensed water flowing out of the filter toward the exhaust gas sensor compared to the resistance of the condensed water flowing out toward other parts. So that the vicinity of the exhaust gas sensor is different from the vicinity of the vicinity of the exhaust gas sensor.
また、第3の発明は、第2の発明において、前記パティキュレートフィルタは、表面および内部に細孔を有する隔壁によって排気ガスの流れ方向に形成された複数の内部通路を有し、
前記隔壁は、前記排気ガスセンサの近傍部位における気孔率が当該近傍部位以外の部位の気孔率よりも高められていることを特徴とする。
Further, in a third invention according to the second invention, the particulate filter has a plurality of internal passages formed in a flow direction of the exhaust gas by partition walls having pores on the surface and inside,
The partition wall is characterized in that a porosity in a vicinity of the exhaust gas sensor is higher than a porosity of a part other than the vicinity.
また、第4の発明は、第2の発明において、前記パティキュレートフィルタは、表面および内部に細孔を有する隔壁によって排気ガスの流れ方向に形成された複数の内部通路を有し、
前記隔壁は、前記排気ガスセンサの近傍部位における厚さが当該近傍部位以外の部位の厚さよりも大きくされていることを特徴とする。
Further, in a fourth aspect based on the second aspect, the particulate filter has a plurality of internal passages formed in the flow direction of the exhaust gas by partition walls having pores on the surface and inside,
The partition wall is characterized in that the thickness in the vicinity of the exhaust gas sensor is larger than the thickness of the part other than the vicinity.
また、第5の発明は、第2の発明において、前記パティキュレートフィルタは、表面および内部に細孔を有する隔壁によって排気ガスの流れ方向に形成された複数の内部通路を有し、かつ、当該複数の通路の一部の下流側端部を閉塞する目詰部材を有し、
前記排気ガスセンサの近傍部位に配置された前記目詰部材は、他の部位に配置された前記目詰部材と比較して、体積が大きくされていることを特徴とする。
The fifth invention is the second invention, wherein the particulate filter has a plurality of internal passages formed in the flow direction of the exhaust gas by partition walls having pores on the surface and inside, and A clogging member that closes a downstream end of a part of the plurality of passages;
The clogging member arranged in the vicinity of the exhaust gas sensor has a larger volume than the clogging members arranged in other parts.
また、第6の発明は、第2の発明において、前記パティキュレートフィルタは、表面および内部に細孔を有する隔壁によって排気ガスの流れ方向に形成された複数の内部通路を有し、かつ、当該複数の通路の一部の下流側端部を閉塞する目詰部材を有し、
前記目詰部材は、前記排気ガスセンサの近傍に位置する複数の前記内部通路を覆うように設けられていることを特徴とする。
Further, in a sixth aspect based on the second aspect, the particulate filter has a plurality of internal passages formed in a flow direction of the exhaust gas by partition walls having pores on the surface and inside, and A clogging member that closes a downstream end of a part of the plurality of passages;
The clogging member is provided so as to cover the plurality of internal passages located in the vicinity of the exhaust gas sensor.
第1の発明によれば、パティキュレートフィルタ(PMフィルタ)の下流側の部位において保水機能を高めることによって、冷間始動時に内燃機関から排出される凝縮水をPMフィルタの下流側に抜けにくくすることができ、一度に多量の液滴がPMフィルタの下流側に流出しないようにすることができる。このため、内燃機関の冷間始動時に排気通路内に生ずる凝縮水がPMフィルタよりも下流側に配置された排気ガスセンサにかかることを抑制することができる。これにより、通常ヒータによって加熱される排気ガスセンサのセンサ素子が凝縮水の被水によって割れてしまうリスクを良好に低減することが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, the water retention function is enhanced at the downstream portion of the particulate filter (PM filter), thereby making it difficult for condensed water discharged from the internal combustion engine during cold start to escape downstream of the PM filter. It is possible to prevent a large amount of droplets from flowing out downstream of the PM filter at one time. For this reason, it can suppress that the condensed water which arises in an exhaust passage at the time of the cold start of an internal combustion engine starts to the exhaust-gas sensor arrange | positioned downstream from PM filter. As a result, it is possible to satisfactorily reduce the risk that the sensor element of the exhaust gas sensor that is normally heated by the heater breaks due to the exposure of condensed water.
第2の発明によれば、凝縮水がPMフィルタから排気ガスセンサに向けて流出するのを良好に妨げることができる。このため、本発明によれば、内燃機関の冷間始動時に排気通路内に生ずる凝縮水がPMフィルタよりも下流側に配置された排気ガスセンサにかかることを好適に抑制することができる。これにより、通常ヒータによって加熱される排気ガスセンサのセンサ素子が凝縮水の被水によって割れてしまうリスクを良好に低減することが可能となる。 According to the second invention, it is possible to satisfactorily prevent the condensed water from flowing out from the PM filter toward the exhaust gas sensor. For this reason, according to this invention, it can suppress suitably that the condensed water which arises in an exhaust passage at the time of the cold start of an internal combustion engine starts to the exhaust gas sensor arrange | positioned downstream from PM filter. As a result, it is possible to satisfactorily reduce the risk that the sensor element of the exhaust gas sensor that is normally heated by the heater breaks due to the exposure of condensed water.
第3乃至第6の発明によれば、PMフィルタの内部を流れる凝縮水の通水抵抗を、凝縮水が当該フィルタから排気ガスセンサに向けて流出する抵抗の方が、凝縮水が他の部位に向けて流出する抵抗に比して大きくなるように、排気ガスセンサの近傍部位と他の部位との間で異ならしめることができる。これにより、被水による排気ガスセンサの素子割れの発生を良好に抑制することができる。 According to the third to sixth inventions, the resistance of condensed water flowing through the inside of the PM filter and the resistance of the condensed water flowing out from the filter toward the exhaust gas sensor are reduced in the other parts. The vicinity of the exhaust gas sensor and other parts can be made different so as to be larger than the resistance flowing out. Thereby, generation | occurrence | production of the element crack of the exhaust gas sensor by flooding can be suppressed favorably.
実施の形態1.
[システム構成の説明]
図1は、本発明の実施の形態1における内燃機関システムを説明するための概略図である。図1に示すシステムは、内燃機関10を備えている。内燃機関10は、理論空燃比(ストイキ)となるように行う空燃比の制御を基本制御として燃焼を行うストイキバーンエンジンであり、ここでは、内燃機関10は、そのようなストイキバーン運転を行う内燃機関の一例として、ガソリンエンジンであるものとする。
Embodiment 1 FIG.
[Description of system configuration]
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining an internal combustion engine system according to Embodiment 1 of the present invention. The system shown in FIG. 1 includes an
内燃機関10には、排気通路12が備えられている。排気通路12には、筒内から排出される排気ガスの空燃比を検出するためのメインリニアA/Fセンサ(以下、単に「A/Fセンサ」と略する)14が配置されている。A/Fセンサ14は、排気ガスの空燃比に対してほぼリニアな出力を発するセンサである。
The
A/Fセンサ14よりも下流側の排気通路12には、排気ガス中に含まれる三元成分((NOx、HC、CO)を浄化可能な上流側三元触媒16が配置されている。上流側三元触媒16よりも下流側の排気通路12には、排気ガス中に含まれる粒子状物質PMを捕集して除去可能なパティキュレートフィルタ(以下、「PMフィルタ」と称する)18が配置されている。PMフィルタ18の具体的構造については、本実施形態の特徴部分であるので、図2を参照して後に詳述する。
An upstream three-
PMフィルタ18よりも下流側の排気通路12には、その位置の空燃比がリッチであるかリーンであるかに応じた信号を発するサブO2センサ20が配置されている。更に、サブO2センサ20よりも下流側の排気通路12には、排気ガス中に含まれる上記三元成分を浄化可能な下流側三元触媒22が配置されている。また、これらのA/Fセンサ14やサブO2センサ20のセンサ素子は、冷機状態においても、早期に排気ガスの検出を可能とするために、それぞれが内蔵するヒータによって適正な温度に加熱される。尚、上流側三元触媒16の上流側に配置される排気ガスセンサは、上記のメインリニアA/Fセンサ14でなくても、サブO2センサ20と同様の構成の酸素センサであってもよい。
In the
図1に示すシステムは、ECU(Electronic Control Unit)24を備えている。ECU24には、上述したA/Fセンサ14やサブO2センサ20とともに内燃機関10を制御するための各種情報(エンジン冷却水温度、吸入空気量、エンジン回転数、スロットル開度、アクセル開度など)を計測するための各種センサ(図示省略)が接続されている。また、ECU24には、スロットルバルブ、燃料噴射弁、点火プラグ等の各種アクチュエータ(図示省略)が接続されている。
The system shown in FIG. 1 includes an ECU (Electronic Control Unit) 24. In the
[実施の形態1のPMフィルタの構造]
図2は、本発明の実施の形態1におけるPMフィルタ18の詳細な構造を説明するための図である。より具体的には、図2(A)は、図1に示すPMフィルタ18の縦断面図を示し、図2(B)は、当該PMフィルタ18を出口側(すなわち、排気ガスの流れの下流側)から見た図である。
図2に示すように、PMフィルタ18は、ハニカム状に構成されており、隔壁26によって排気ガスの流れ方向に形成された複数の内部通路28、30を有している。隔壁26は、例えばコージェライトのような多孔質材料によって構成されており、表面および内部に細孔を有している。
[PM Filter Structure of Embodiment 1]
FIG. 2 is a diagram for explaining the detailed structure of the
As shown in FIG. 2, the
内部通路28は、PMフィルタ18の下流側端部が目詰部材32によって閉塞されている。目詰部材32は、排気ガスを通さない多孔質焼結体によって構成されている。また、内部通路30は、PMフィルタ18の上流側端部が同様の構成を有する目詰部材34によって閉塞されている。より具体的には、PMフィルタ18では、図2に示すように、内部通路28と内部通路30とが交互にかつ隣接して配置されている。
In the
以上のような構成を有するPMフィルタ18によれば、内部通路28に流入した排気ガスは、目詰部材32が詰められている部分を除き、隔壁26が有する細孔を通って、内部通路28から内部通路30に移動することができる。そして、排気ガスが上記細孔を通って隔壁26を通過する際に排気ガス中に含まれるPMが捕集される。
According to the
本実施形態のPMフィルタ18は、以下に示すように、PMフィルタ18の下流側端部に配置される目詰部材32の構成に特徴を有している。すなわち、図2(A)に示すように、目詰部材32は、上流側端部に配置される目詰部材34に比して、その体積が大きくされている。目詰部材32は、上述したように、多孔質な材料によって構成されているので、排気ガス中に含まれる凝縮水を吸収して保持することができる。
The
つまり、本実施形態のPMフィルタ18は、上記のような目詰部材32の構成によって、フィルタ内部を流れる凝縮水の通水抵抗が、当該フィルタ18の上流側の部位よりもその下流側の部位の方が高められている。
That is, in the
内燃機関10の冷間始動時には、筒内から排出される排気ガス中に含まれる水分が、冷えた排気通路12によって凝縮されて凝縮水となる。以上説明した本実施形態のPMフィルタ18によれば、PMフィルタ18の下流側の部位において保水機能を高めることによって、冷間始動時に内燃機関10から排出される凝縮水をPMフィルタ18の下流側に抜けにくくすることができ、一度に多量の液滴がPMフィルタ18の下流側に流出しないようにすることができる。尚、内燃機関10の始動後にある程度の時間が経過すると、排気通路12が暖まってくることで、筒内から排出される水分の凝縮は発生しなくなる。また、PMフィルタ18に蓄えられた凝縮水は、始動後に暖まってきた排気ガスによって気化された後に、PMフィルタ18の下流に排出されるようになる。
When the
以上説明した本実施形態のPMフィルタ18によれば、内燃機関10の冷間始動時に排気通路12内に生ずる凝縮水がPMフィルタ18よりも下流側に配置されたサブO2センサ20にかかることを抑制することができる。これにより、ヒータによって加熱されているサブO2センサ20のセンサ素子が凝縮水の被水によって割れてしまうリスクを良好に低減することが可能となる。
According to the
ところで、上述した実施の形態1においては、PMフィルタ18の下流側端部に配置される目詰部材32の体積を、当該フィルタ18の上流側端部に配置される目詰部材34の体積に比して大きくすることとしている。しかしながら、本発明において、上流側の部位よりも下流側の部位の方がフィルタ内部を流れる凝縮水の通水抵抗が高められるようにPMフィルタを構成するための手法は、このような手法に限定されるものではない。すなわち、例えば、PMフィルタ18の隔壁26の下流側の部位の気孔率を、上流側の部位の気孔率よりも高めることによって、上流側の部位よりも下流側の部位の方がフィルタ内部を流れる凝縮水の通水抵抗が高められるようにPMフィルタを構成してもよい。
By the way, in Embodiment 1 mentioned above, the volume of the clogging
実施の形態2.
次に、図3を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。
図3は、本発明の実施の形態2におけるPMフィルタ40の詳細な構造を説明するための図である。より具体的には、図3(A)は、PMフィルタ40の縦断面図を示し、図3(B)は、当該PMフィルタ40を出口側(すなわち、排気ガスの流れの下流側)から見た図である。尚、本実施形態のPMフィルタ40は、隔壁42の構成が上記隔壁26の構成と異なる点を除き、上述した実施の形態1と同様に構成されている。このため、このため、図3において、上記図2に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 3 is a diagram for explaining a detailed structure of the
本実施形態のPMフィルタ40の隔壁42は、図3(A)に示すように、PMフィルタ40の下流側の部位に、他の部位(より具体的には上流側の部位)の厚さよりも厚くなるように構成された厚肉部42aを備えている。このような構成によれば、PMフィルタ40の下流側の部位における凝縮水の保水機能を良好に高めることができる。つまり、本実施形態のPMフィルタ40においても、上流側の部位よりも下流側の部位の方がフィルタ内部を流れる凝縮水の通水抵抗が高められている。
As shown in FIG. 3A, the
このため、本実施形態のPMフィルタ40によっても、一度に多量の液滴がPMフィルタ40の下流側に流出しないようにすることができ、内燃機関10の冷間始動時に排気通路12内に生ずる凝縮水がPMフィルタ40よりも下流側に配置されたサブO2センサ20にかかることを抑制することができる。これにより、ヒータによって加熱されているサブO2センサ20のセンサ素子が凝縮水の被水によって割れてしまうリスクの低減が可能となる。
For this reason, even with the
ところで、上述した実施の形態2においては、隔壁42の下流側の部位に、上流側の部位の厚さよりも厚くなるように構成された厚肉部42aを備えるようにしている。しかしながら、本発明において、上流側の部位よりも下流側の部位の方がフィルタ内部を流れる凝縮水の通水抵抗が高められるようにPMフィルタを構成するための手法は、このような手法に限定されるものではない。すなわち、例えば、PMフィルタ40の隔壁42の下流側の部位の気孔率を、上流側の部位の気孔率よりも高めることによって、上流側の部位よりも下流側の部位の方がフィルタ内部を流れる凝縮水の通水抵抗が高められるようにPMフィルタを構成してもよい。
By the way, in Embodiment 2 mentioned above, the
実施の形態3.
次に、図4を参照して、本発明の実施の形態3について説明する。
図4は、本発明の実施の形態3におけるPMフィルタ50の詳細な構造を説明するための図である。より具体的には、図4(A)は、PMフィルタ50の縦断面図を示し、図4(B)は、当該PMフィルタ50を出口側(すなわち、排気ガスの流れの下流側)から見た図である。尚、本実施形態のPMフィルタ50は、下流側の部位の構成が上記PMフィルタ18と異なる点を除き、上述した実施の形態1と同様に構成されている。このため、図4において、上記図2に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
Embodiment 3 FIG.
Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is a diagram for explaining a detailed structure of the
本実施形態のPMフィルタ50は、サブO2センサ20の近傍部位にのみ、上述した実施の形態1、2の特徴が盛り込まれている。より具体的には、図4に示すように、PMフィルタ50では、サブO2センサ20に近い下流側端部に配置される目詰部材52が、下流側端部における他の部位に配置される目詰部材54や上流側端部に配置される目詰部材34に比して、体積が大きくされている。また、図4に示すPMフィルタ50の隔壁56は、サブO2センサ20に近い下流側の部位にのみ、当該部位以外の部位(すなわち、サブO2センサ20から離れた下流側の部位および当該フィルタ50の上流側の部位)の厚さよりも厚くなるように構成された厚肉部56aを備えている。このような構成によれば、サブO2センサ20に近い下流側の部位における凝縮水の保水機能を良好に高めることができる。
The
つまり、本実施形態のPMフィルタ50は、凝縮水が当該フィルタ50からサブO2センサ20に向けて流出する抵抗の方が、凝縮水が他の部位に向けて流出する抵抗に比して大きくなるように、サブO2センサ20の近傍部位での当該フィルタ50内部の通水抵抗を当該近傍部位以外の部位よりも高めている。
That is, in the
このため、本実施形態のPMフィルタ50によれば、凝縮水がPMフィルタ50からサブO2センサ20に向けて流出するのを良好に妨げることができる。更に、本実施形態では、上述した構成によって、PMフィルタ50の上流側の部位ではなく下流側の部位において、サブO2センサ20の近傍部位におけるフィルタ50内部の通水抵抗を高めていることにより、当該フィルタ50の上流側の部位において、そのような配慮を行った場合に比して以下のような効果を得ることができる。
For this reason, according to the
すなわち、冷間始動時に凝縮水としてPMフィルタ50に供給される水量は限られており、また、PMフィルタ50に凝縮水が供給された際には、当該フィルタ50の各部位での保水量が当該フィルタ50の上流側の部位から順に下流側に向けて飽和していくことになる。このため、本実施形態の構成とは異なり、保水量が最初に飽和することとなるPMフィルタ50の上流側の部位において保水機能が高められていた場合には、上流側の部位において保水量が飽和した後であって未だ凝縮水が供給されている間に当該フィルタ50の下流に流出する凝縮水の分布が、当該フィルタ50の径方向において均一になってしまう。これに対し、本実施形態の構成によれば、保水量が最後に飽和することとなるPMフィルタ50の下流側の部位であって、かつ、サブO2センサ20に近い部位において保水機能が高められていることで、当該フィルタ50から流出する凝縮水の分布を、サブO2センサ20に凝縮水がかからないように安定して偏らせることができるようになる。
That is, the amount of water supplied to the
以上説明したように、本実施形態のPMフィルタ50の構成によっても、内燃機関10の冷間始動時に排気通路12内に生ずる凝縮水がPMフィルタ50よりも下流側に配置されたサブO2センサ20にかかることを好適に抑制することができる。これにより、ヒータによって加熱されているサブO2センサ20のセンサ素子が凝縮水の被水によって割れてしまうリスクを良好に低減することが可能となる。
As described above, even with the configuration of the
ところで、上述した実施の形態3においては、PMフィルタ50におけるサブO2センサ20の近傍部位において、目詰部材52の体積を他の部位よりも大きくし、また、当該近傍部位の隔壁56を厚肉部56aとして構成するようにしている。しかしながら、これらの手法に代え、実施の形態1、2において既述したように、サブO2センサ20の近傍に配置された目詰部材52の気孔率を他の部位に配置された目詰部材54の気孔率よりも高めたり、或いは、サブO2センサ20の近傍部位における隔壁56の気孔率を他の部位における隔壁56の気孔率よりも高めたりしてもよい。
By the way, in Embodiment 3 mentioned above, the volume of the clogging
実施の形態4.
次に、図5を参照して、本発明の実施の形態4について説明する。
図5は、本発明の実施の形態4におけるPMフィルタ60の詳細な構造を説明するための図である。より具体的には、図5(A)は、PMフィルタ60の縦断面図を示し、図5(B)は、当該PMフィルタ60を出口側(すなわち、排気ガスの流れの下流側)から見た図である。尚、本実施形態のPMフィルタ60は、下流側の部位の構成が上記PMフィルタ50と異なる点を除き、上述した実施の形態3と同様に構成されている。このため、図5において、上記図4に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
Embodiment 4 FIG.
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a diagram for explaining a detailed structure of the
本実施形態のPMフィルタ60では、図5に示すように、サブO2センサ20の近傍に位置するすべての内部通路28、30の下流側端部が目詰部材54によって閉塞されている。つまり、本実施形態では、このような構成によって、凝縮水が当該フィルタ50からサブO2センサ20に向けて流出する抵抗の方が、凝縮水が他の部位に向けて流出する抵抗に比して大きくなるように、サブO2センサ20の近傍部位での当該フィルタ50内部の通水抵抗を当該近傍部位以外の部位よりも高めている。
In the
以上説明した本実施形態のPMフィルタ60の構成によっても、内燃機関10の冷間始動時に排気通路12内に生ずる凝縮水がPMフィルタ60よりも下流側に配置されたサブO2センサ20にかかることを好適に抑制することができる。これにより、ヒータによって加熱されているサブO2センサ20のセンサ素子が凝縮水の被水によって割れてしまうリスクを良好に低減することが可能となる。
Even with the configuration of the
10 内燃機関
12 排気通路
14 メインリニアA/Fセンサ
16 上流側三元触媒
18、40、50、60 パティキュレートフィルタ(PMフィルタ)
20 サブO2センサ
22 下流側三元触媒
24 ECU(Electronic Control Unit)
26、42、56 隔壁
28 内部通路
30 内部通路
32、34、52、54 目詰部材
34 目詰部材
42a、56a 厚肉部
DESCRIPTION OF
20
26, 42, 56
Claims (6)
前記パティキュレートフィルタよりも下流側の排気通路に配置された排気ガスセンサとを備え、
前記パティキュレートフィルタの内部を流れる凝縮水の通水抵抗が、当該フィルタの上流側の部位よりも当該フィルタの下流側の部位の方が高められていることを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化装置。 A particulate filter disposed in the exhaust passage of the internal combustion engine for collecting particulate matter contained in the exhaust gas;
An exhaust gas sensor disposed in an exhaust passage downstream of the particulate filter,
Exhaust gas purification of an internal combustion engine, wherein the resistance to water flow of condensed water flowing inside the particulate filter is higher in the downstream portion of the filter than in the upstream portion of the filter apparatus.
前記パティキュレートフィルタよりも下流側の排気通路に配置された排気ガスセンサとを備え、
前記パティキュレートフィルタの内部を流れる凝縮水の通水抵抗を、凝縮水が当該フィルタから前記排気ガスセンサに向けて流出する抵抗の方が、凝縮水が他の部位に向けて流出する抵抗に比して大きくなるように、前記排気ガスセンサの近傍部位と当該近傍部位以外の部位との間で異ならしめていることを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化装置。 A particulate filter disposed in the exhaust passage of the internal combustion engine for collecting particulate matter contained in the exhaust gas;
An exhaust gas sensor disposed in an exhaust passage downstream of the particulate filter,
The resistance of the condensed water flowing through the particulate filter is compared to the resistance of the condensed water flowing out of the filter toward the exhaust gas sensor compared to the resistance of the condensed water flowing out toward other parts. An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, wherein the exhaust gas sensor is made different between a vicinity of the exhaust gas sensor and a part other than the vicinity.
前記隔壁は、前記排気ガスセンサの近傍部位における気孔率が当該近傍部位以外の部位の気孔率よりも高められていることを特徴とする請求項2記載の内燃機関の排気ガス浄化装置。 The particulate filter has a plurality of internal passages formed in the exhaust gas flow direction by partition walls having pores on the surface and inside,
The exhaust gas purifying device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the partition wall has a porosity in a vicinity of the exhaust gas sensor higher than a porosity of a part other than the vicinity.
前記隔壁は、前記排気ガスセンサの近傍部位における厚さが当該近傍部位以外の部位の厚さよりも大きくされていることを特徴とする請求項2記載の内燃機関の排気ガス浄化装置。 The particulate filter has a plurality of internal passages formed in the exhaust gas flow direction by partition walls having pores on the surface and inside,
The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the partition wall has a thickness in a vicinity of the exhaust gas sensor larger than a thickness of a part other than the vicinity.
前記排気ガスセンサの近傍部位に配置された前記目詰部材は、他の部位に配置された前記目詰部材と比較して、体積が大きくされていることを特徴とする請求項2記載の内燃機関の排気ガス浄化装置。 The particulate filter has a plurality of internal passages formed in the flow direction of the exhaust gas by partition walls having pores on the surface and inside, and closes a downstream end portion of a part of the plurality of passages. Having a clogging member,
3. The internal combustion engine according to claim 2, wherein the clogging member disposed in the vicinity of the exhaust gas sensor has a larger volume than the clogging member disposed in another portion. Exhaust gas purification device.
前記目詰部材は、前記排気ガスセンサの近傍に位置する複数の前記内部通路を覆うように設けられていることを特徴とする請求項2記載の内燃機関の排気ガス浄化装置。 The particulate filter has a plurality of internal passages formed in the flow direction of the exhaust gas by partition walls having pores on the surface and inside, and closes a downstream end portion of a part of the plurality of passages. Having a clogging member,
The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the clogging member is provided so as to cover the plurality of internal passages located in the vicinity of the exhaust gas sensor.
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|---|---|---|---|
| JP2007243623A JP2009074425A (en) | 2007-09-20 | 2007-09-20 | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
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|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2009074425A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2332634A1 (en) | 2009-12-14 | 2011-06-15 | NGK Insulators, Ltd. | Honeycomb body with sensor device |
| JP2017170323A (en) * | 2016-03-23 | 2017-09-28 | 日本碍子株式会社 | Honeycomb filter |
| DE102017205392A1 (en) * | 2017-03-30 | 2018-10-04 | Audi Ag | particulate Filter |
-
2007
- 2007-09-20 JP JP2007243623A patent/JP2009074425A/en active Pending
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| JP2011121030A (en) * | 2009-12-14 | 2011-06-23 | Ngk Insulators Ltd | Honeycomb catalyst body |
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