JP2008075634A - Exhaust gas sensor protecting device - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a novel means for suppressing water-induced cracking of a sensor element of an exhaust gas sensor and other damages caused by a temperature difference. <P>SOLUTION: A droplet diameter reducing part provided for reducing diameters of droplets in exhaust gas is arranged in an exhaust passage in an upstream side of a fixing point of the exhaust gas sensor. A mesh screen 20 being one example of the droplet diameter reducing part is a disc comprised of a heat resistant and anticorrosive mesh body such as SUS, and it has gas permeability. The mesh screen 20 can be turned by an actuator 22. Even if water is formed in the exhaust passage, the droplets D are blown and moved by an exhaust gas flow G, colliding with the mesh screen 20, and they are atomized by the impact. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関の排気系に用いられる排ガスセンサを保護するための排ガスセンサ保護装置に関する。   The present invention relates to an exhaust gas sensor protection device for protecting an exhaust gas sensor used in an exhaust system of an internal combustion engine.

内燃機関の排気通路に設置される排ガスセンサとして、Ａ／Ｆ（空燃比）センサ、酸素センサ、ＮＯｘセンサ、ＨＣセンサなどが知られている。排ガスセンサは高温雰囲気下で用いられるため、そのセンサ素子に水滴が付着すると熱衝撃によって破損するおそれがある。従来、被水によるセンサ素子の破損すなわち被水割れを防止する目的から、センサ素子を覆うように、通気孔を有するカバーを設置している（例えば、特許文献１）。   As an exhaust gas sensor installed in an exhaust passage of an internal combustion engine, an A / F (air-fuel ratio) sensor, an oxygen sensor, a NOx sensor, an HC sensor, and the like are known. Since the exhaust gas sensor is used in a high temperature atmosphere, if a water droplet adheres to the sensor element, it may be damaged by a thermal shock. 2. Description of the Related Art Conventionally, a cover having a vent hole is installed so as to cover a sensor element for the purpose of preventing damage to the sensor element due to moisture, that is, cracking due to moisture (for example, Patent Document 1).

特開２００４‐２４５８２８号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-245828

しかし、特許文献１の構成においても、通気孔からカバー内に水滴が侵入するおそれがあるため、被水割れがある程度の頻度で生じる。   However, even in the configuration of Patent Document 1, water droplets are likely to penetrate into the cover from the vent hole, so that water cracking occurs at a certain frequency.

本発明の発明者らは、センサ素子の被水割れについて鋭意研究した結果、図７に示されるように、被水割れの確率が素子に付着する液滴の大きさに依存し、液滴の粒径を小さくすることによって被水割れを好適に抑制できることを突きとめた。   As a result of diligent research on the water cracking of the sensor element, the inventors of the present invention have shown that the probability of water cracking depends on the size of the liquid droplet adhering to the element, as shown in FIG. It was found that water cracking can be suitably suppressed by reducing the particle size.

本発明は、このような新知見に基づいてなされたものであり、その目的は、排ガスセンサのセンサ素子の被水割れなどの温度差に起因したダメージを抑制するための新規な手段を提供することにある。   The present invention has been made on the basis of such new knowledge, and its object is to provide a novel means for suppressing damage due to temperature differences such as water cracking of the sensor element of the exhaust gas sensor. There is.

本発明に係る排ガスセンサ保護装置は、排ガスセンサの固定点よりも上流側の排気通路中に設置され、排ガス中の液滴の粒径を縮小させる液滴縮径部を備えたことを特徴とする。   An exhaust gas sensor protection device according to the present invention is provided in an exhaust passage upstream of a fixed point of an exhaust gas sensor, and includes a droplet contraction portion that reduces the particle size of droplets in exhaust gas. To do.

本発明では、排ガスセンサの固定点よりも上流側の排気通路中に設置され、排ガス中の液滴の粒径を縮小させる液滴縮経部を備えたので、粒径の縮小により、センサ素子に付着した場合における熱衝撃を抑制することができ、被水割れその他の温度差に起因したダメージを好適に抑制することができる。   In the present invention, the sensor element is provided in the exhaust passage on the upstream side of the fixed point of the exhaust gas sensor, and has a droplet contraction portion that reduces the particle size of the droplet in the exhaust gas. The thermal shock at the time of adhering to can be suppressed, and damage caused by water cracking and other temperature differences can be suitably suppressed.

液滴縮径部は、排ガス経路中に交叉または突出する障害物または遮蔽体とするのが好適である。排ガス中の液滴は、障害物または遮蔽体に衝突することによりその粒径が縮小する。液滴縮径部は、排ガスセンサから離間しているのが好適である。   The droplet diameter-reducing portion is preferably an obstacle or shield that crosses or protrudes into the exhaust gas path. The droplet size in the exhaust gas is reduced in particle size by colliding with an obstacle or a shield. The droplet diameter reducing portion is preferably separated from the exhaust gas sensor.

液滴縮経部は、排ガスを透過可能であってもよく、排気抵抗への影響を抑制できる。液滴縮経部は網体とするのが特に好適であるが、多孔板でもよく、また、曲板状、ルーバー状、球状、針状のものであってもよい。   The droplet constriction part may be able to transmit the exhaust gas, and can suppress the influence on the exhaust resistance. The droplet constriction part is particularly preferably a mesh body, but may be a perforated plate, or may have a curved plate shape, a louver shape, a spherical shape, or a needle shape.

液滴縮径部を板状とし、その主側面が前記排気通路に交叉する閉姿勢と、前記主側面が前記排気通路に平行な開姿勢とをとりうることとしてもよい。この場合には、液滴縮径部を使用しない場合に開姿勢をとることにより、排気抵抗への影響を抑制できる。板状の液滴縮径部は、平坦であっても、曲面状であってもよい。液滴縮径部はまた、排気通路から退避可能、すなわち使用時に排気通路中に突出し不使用時に後退する構造としてもよい。   The droplet diameter-reducing portion may have a plate shape, and may have a closed posture in which the main side surface intersects the exhaust passage and an open posture in which the main side surface is parallel to the exhaust passage. In this case, the influence on the exhaust resistance can be suppressed by taking the open posture when the droplet diameter reducing portion is not used. The plate-like droplet diameter reducing portion may be flat or curved. The droplet diameter reducing portion may be configured to be retractable from the exhaust passage, that is, to protrude into the exhaust passage when in use and retract when not in use.

液滴縮径部を閉姿勢と開姿勢との間で変位させる駆動手段を更に備えることができる。このような駆動手段を車両の運転状態に応じて制御する制御手段を更に備えてもよい。   Drive means for displacing the droplet diameter reducing portion between the closed posture and the open posture can be further provided. You may further provide the control means which controls such a drive means according to the driving | running state of a vehicle.

前記液滴縮径部はファン状としてもよい。この場合には旋回流の生成によって排ガスのミキシングを促進でき、多気筒エンジンの場合には、センサによる検出の特定気筒への偏りを抑制できる。このようなファン状の液滴縮径部は、これを排ガス流によって回転可能とすれば、回転によって生じる遠心力により液滴を排気通路の外周に分散させることができる。   The droplet diameter reducing portion may be fan-shaped. In this case, mixing of exhaust gas can be promoted by the generation of a swirl flow, and in the case of a multi-cylinder engine, bias to a specific cylinder detected by a sensor can be suppressed. If such a fan-like droplet diameter reducing portion can be rotated by the exhaust gas flow, the droplets can be dispersed on the outer periphery of the exhaust passage by the centrifugal force generated by the rotation.

本発明の実施形態につき、以下に図面に従って説明する。図１に示される本発明の実施形態の排ガスセンサ保護装置１は、車両に適用されると好適なものである。エンジン２は４気筒ガソリン内燃機関であり、その排気マニホールド３には排気管４が接続されている。排気管４には三元触媒などの触媒装置５が接続され、触媒装置５の下流側は、図示しない消音器を介して外気に開放している。排気マニホールド３の集合部と触媒装置５との間の排気管４には、Ａ／Ｆセンサ１０が配置されている。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The exhaust gas sensor protection device 1 of the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 is suitable when applied to a vehicle. The engine 2 is a 4-cylinder gasoline internal combustion engine, and an exhaust pipe 4 is connected to an exhaust manifold 3 thereof. A catalyst device 5 such as a three-way catalyst is connected to the exhaust pipe 4, and the downstream side of the catalyst device 5 is open to the outside air via a silencer (not shown). An A / F sensor 10 is disposed in the exhaust pipe 4 between the collecting portion of the exhaust manifold 3 and the catalyst device 5.

図２に示されるとおり、Ａ／Ｆセンサ１０は、筒型のハウジング１１と、このハウジング１１の内部に挿通して固定されたセンサ素子１２と、このセンサ素子１２の先端側を覆うようにハウジング１１に固定されたカバー１４とを有する。カバー１４は、アウターカバー１５およびインナーカバー１６を含む。アウターカバー１５およびインナーカバー１６には、それぞれ通気孔１５ａ，１６ａが設けられている。アウターカバー１５の通気孔１５ａと、インナーカバー１６の通気孔１６ａは、互いに重ならないように配置されており、これによってセンサ素子１２への液滴の付着が或る程度抑制されている。排ガスは矢印Ｇのように、迂回した経路でセンサ素子１２に到達することになる。Ａ／Ｆセンサ１０は、センサ素子１２を所定の活性温度まで昇温可能な不図示のヒータを有する。以上は周知の構造である。   As shown in FIG. 2, the A / F sensor 10 includes a cylindrical housing 11, a sensor element 12 inserted and fixed inside the housing 11, and a housing so as to cover the front end side of the sensor element 12. 11 and a cover 14 fixed to 11. The cover 14 includes an outer cover 15 and an inner cover 16. The outer cover 15 and the inner cover 16 are provided with vent holes 15a and 16a, respectively. The vent hole 15a of the outer cover 15 and the vent hole 16a of the inner cover 16 are arranged so as not to overlap each other, and thereby the adhesion of droplets to the sensor element 12 is suppressed to some extent. As shown by the arrow G, the exhaust gas reaches the sensor element 12 through a detoured path. The A / F sensor 10 has a heater (not shown) that can raise the temperature of the sensor element 12 to a predetermined activation temperature. The above is a known structure.

再び図１において、排気マニホールド３の集合部とＡ／Ｆセンサ１０との間の排気管４には、網状スクリーン２０が配置されている。網状スクリーン２０は、本発明における液滴縮径部を構成する。網状スクリーン２０は、ＳＵＳなどの耐熱性・耐腐食性の網体からなる円盤であり、ガス透過性を有する。網状スクリーン２０の線間のピッチは、網状スクリーン２０を通じて下流側に流れる液滴がセンサ素子１２に与える熱衝撃を粒径の縮小によって好適に抑制できるように、且つ網状スクリーン２０を通じた排気抵抗が許容範囲内になるように、実験的に選択することができる。網状スクリーン２０は、排気通路におけるＡ／Ｆセンサ１０より上流側の部分である排気マニホールド３および排気管４のうち、液滴が発生する可能性が高い領域よりも下流側であって、かつＡ／Ｆセンサ１０よりも上流側の領域に配置されている。   Referring again to FIG. 1, a mesh screen 20 is disposed in the exhaust pipe 4 between the collection portion of the exhaust manifold 3 and the A / F sensor 10. The mesh screen 20 constitutes a droplet diameter reducing portion in the present invention. The mesh screen 20 is a disk made of a heat-resistant / corrosion-resistant mesh body such as SUS, and has gas permeability. The pitch between the lines of the mesh screen 20 is such that the thermal shock applied to the sensor element 12 by the droplets flowing downstream through the mesh screen 20 can be suitably suppressed by reducing the particle size, and the exhaust resistance through the mesh screen 20 is reduced. It can be selected experimentally to be within an acceptable range. The mesh screen 20 is on the downstream side of the exhaust manifold 3 and the exhaust pipe 4 that are upstream of the A / F sensor 10 in the exhaust passage, and is more downstream than the region where droplets are likely to be generated. / F sensor 10 is disposed in an upstream region.

網状スクリーン２０はアクチュエータ２２の回転軸２１に固定され、排気管４内に回転可能に保持されている。アクチュエータ２２にはロータリソレノイドまたはステッピングモータなどのロータリアクチュエータを用いるのが好適である。   The mesh screen 20 is fixed to the rotary shaft 21 of the actuator 22 and is rotatably held in the exhaust pipe 4. The actuator 22 is preferably a rotary actuator such as a rotary solenoid or a stepping motor.

網状スクリーン２０はアクチュエータ２２の駆動により、図３および図４に示されるように、その主側面すなわち比較的広い側面が排気通路に直交または交叉する閉姿勢（図３）と、主側面が排気通路に平行な開姿勢（図４）とをとりうる。図３に示される閉姿勢をとった際に、網状スクリーン２０は排気管４の断面積のほぼ全体を覆う。   As shown in FIGS. 3 and 4, the mesh screen 20 is driven by an actuator 22 so that the main side surface, that is, a relatively wide side surface is orthogonal to or intersects the exhaust passage (FIG. 3), and the main side surface is the exhaust passage. An open posture (FIG. 4) parallel to When the closed posture shown in FIG. 3 is taken, the mesh screen 20 covers almost the entire cross-sectional area of the exhaust pipe 4.

装置全体を制御する電子制御ユニット（以下ＥＣＵという）３０は、その詳細は図示しないが、データバスによって相互接続されたＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリ、入出力ポート、Ａ／ＤコンバータおよびＤ／Ａコンバータを含むものである。ＥＣＵ３０の入力ポートには各種センサ類がＡ／Ｄコンバータを介して接続されており、そのようなセンサ類は、Ａ／Ｆセンサ１０のほか、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサ３１、およびエンジン油温を検出する油温センサ３２を含む。ＥＣＵ３０では、エンジン２の状態を示すこれらの検出信号に基づいて夫々の値が算出され、後述のとおり処理される。ＥＣＵ３０の出力ポートには、各種アクチュエータ類に加え、上述したアクチュエータ２２が、Ｄ／Ａ変換器および駆動回路を介して接続されている。   An electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) 30 that controls the entire apparatus is not shown in detail, but is connected to a CPU, ROM, RAM, nonvolatile memory, input / output port, A / D converter, and D interconnected by a data bus. / A converter is included. Various sensors are connected to the input port of the ECU 30 via an A / D converter. Such sensors include, in addition to the A / F sensor 10, a water temperature sensor 31 for detecting the temperature of engine cooling water, and An oil temperature sensor 32 that detects the engine oil temperature is included. In the ECU 30, each value is calculated based on these detection signals indicating the state of the engine 2, and is processed as described later. In addition to various actuators, the above-described actuator 22 is connected to the output port of the ECU 30 via a D / A converter and a drive circuit.

ＥＣＵ３０のＲＯＭには、エンジン２の燃料噴射量やバルブタイミング等を制御するための各種の制御プログラムと共に、各種の関数や基準値が予め格納されている。ＥＣＵ３０のＲＯＭには、水温センサ３１および油温センサ３２の検出値と排気マニホールド３の内部の温度とを関連付けて記憶させた排気マニホールド温度マップが予め格納されている。同マップは、これをエンジン水温および油温によって参照することにより、排気マニホールド３の内部の現在の温度が推定できる。なお、排気マニホールド３の内部の温度を推定するために、外気温、湿度、気圧などの他のパラメータを考慮してもよい。   Various functions and reference values are stored in advance in the ROM of the ECU 30 together with various control programs for controlling the fuel injection amount and valve timing of the engine 2. The ROM of the ECU 30 stores in advance an exhaust manifold temperature map that stores the detected values of the water temperature sensor 31 and the oil temperature sensor 32 and the temperature inside the exhaust manifold 3 in association with each other. By referring to this map based on the engine water temperature and the oil temperature, the current temperature inside the exhaust manifold 3 can be estimated. In order to estimate the temperature inside the exhaust manifold 3, other parameters such as outside air temperature, humidity, and atmospheric pressure may be considered.

以上のとおり構成された本実施形態の動作について、以下に説明する。図５の処理ルーチンはＥＣＵ３０により、クランク角に応じた所定のタイミングで繰り返し実行される。   The operation of the present embodiment configured as described above will be described below. The processing routine of FIG. 5 is repeatedly executed by the ECU 30 at a predetermined timing according to the crank angle.

図５において、まずＥＣＵ３０は、水温センサ３１および油温センサ３２の検出値を読み込む（Ｓ１０）。次に、ＥＣＵ３０は、これら検出値を用いた上記排気マニホールド温度マップの参照により、排気マニホールド温度Ｔを推定する（Ｓ２０）。   In FIG. 5, first, the ECU 30 reads the detection values of the water temperature sensor 31 and the oil temperature sensor 32 (S10). Next, the ECU 30 estimates the exhaust manifold temperature T by referring to the exhaust manifold temperature map using these detected values (S20).

次にＥＣＵ３０は、推定された現在の排気マニホールド温度Ｔを、予め定められた基準値Ｔａと比較する（Ｓ３０）。この基準値Ｔａは、水の露点温度の近傍、例えば５０〜６０°Ｃに定めることができ、固定値のほか、外気の湿度に応じて異なる値を定めてもよい。   Next, the ECU 30 compares the estimated current exhaust manifold temperature T with a predetermined reference value Ta (S30). The reference value Ta can be determined in the vicinity of the dew point temperature of water, for example, 50 to 60 ° C., and may be determined in accordance with the humidity of the outside air in addition to a fixed value.

温度Ｔが基準値Ｔａより大である場合には、ＥＣＵ３０はアクチュエータ２２を駆動して、網状スクリーン２０を開状態とする。すなわち、現在開状態である場合にはこれを維持し、現在閉状態である場合には開状態に移行させる。   When the temperature T is higher than the reference value Ta, the ECU 30 drives the actuator 22 to open the mesh screen 20. That is, if it is currently open, it is maintained, and if it is currently closed, it is shifted to the open state.

温度Ｔが基準値Ｔａ以下である場合には、ＥＣＵ３０はアクチュエータ２２を駆動して、網状スクリーン２０を閉状態とする。すなわち、現在閉状態である場合にはこれを維持し、現在開状態である場合には閉状態に移行させる。   When the temperature T is equal to or lower than the reference value Ta, the ECU 30 drives the actuator 22 to close the mesh screen 20. That is, when it is currently closed, this is maintained, and when it is currently open, it is shifted to the closed state.

以上の処理の結果、排気通路内に水滴が生成する条件が成立していない通常運転中の場合には、網状スクリーン２０が開状態とされ、排気通路内に水滴が生成する条件が成立している場合には、網状スクリーン２０が閉状態とされる（図３）。したがって、排気通路内に水滴が生成したとしても、液滴Ｄは排ガス流Ｇに乗って移動すると共に網状スクリーン２０に衝突し、その際の衝撃によって微粒化されることになる。なお、排気通路内に水滴が生成する条件が成立するのは主にエンジン２の冷間始動時であるが、これに限られない。   As a result of the above processing, in a normal operation in which the condition for generating water droplets in the exhaust passage is not established, the mesh screen 20 is opened, and the condition for generating water droplets in the exhaust passage is established. If it is, the mesh screen 20 is closed (FIG. 3). Therefore, even if water droplets are generated in the exhaust passage, the droplets D move on the exhaust gas flow G and collide with the mesh screen 20 and are atomized by the impact at that time. The condition for generating water droplets in the exhaust passage is established mainly when the engine 2 is cold started, but is not limited thereto.

以上のとおり、本実施形態では、排ガスセンサ（Ａ／Ｆセンサ１０）の固定点よりも上流側の排気通路中に、排ガス中の液滴の粒径を縮小させる液滴縮経部を配置したので、液滴が網状スクリーン２０に衝突することによる粒径の縮小により、液滴がセンサ素子１２に付着した場合における熱衝撃を抑制することができ、被水割れその他の温度差に起因したダメージを好適に抑制することができる。   As described above, in the present embodiment, the droplet condensing part that reduces the particle size of the droplets in the exhaust gas is disposed in the exhaust passage upstream of the fixed point of the exhaust gas sensor (A / F sensor 10). Therefore, the thermal shock when the droplets adhere to the sensor element 12 due to the reduction of the particle size due to the droplets colliding with the mesh screen 20 can be suppressed, and damage caused by water cracking or other temperature differences. Can be suitably suppressed.

また本実施形態では、液滴縮径部を排ガスセンサとは別体としたので、排ガスセンサのカバーをより簡易にすることができ、設計の自由度を向上できると共に、センサ素子への排ガスの流通性を高めることによって検出の応答性および精度を向上することも可能となる。   In the present embodiment, since the droplet diameter reducing portion is separated from the exhaust gas sensor, the cover of the exhaust gas sensor can be simplified, the degree of freedom in design can be improved, and the exhaust gas to the sensor element can be improved. It is possible to improve the response and accuracy of detection by increasing the flowability.

また本実施形態では、液滴縮径部を、排ガス経路中に交叉する障害物としたので、簡易な構成によって本発明に所期の効果を得ることができる。また本実施形態では、液滴縮経部を排ガスを透過可能に構成したので、排気抵抗への影響を抑制できる。   In the present embodiment, the reduced diameter portion of the droplet is an obstacle that crosses the exhaust gas path, so that the effect of the present invention can be obtained with a simple configuration. Moreover, in this embodiment, since the droplet condensing part was comprised so that exhaust gas could permeate | transmit, the influence on exhaust resistance can be suppressed.

また本実施形態では、液滴縮径部を板状とし、且つその主側面が排気通路に交叉する閉姿勢と、主側面が排気通路に平行な開姿勢とをとりうることとしたので、液滴縮径部を使用しない場合に開姿勢をとることにより、排気抵抗への影響を抑制できる。   Further, in the present embodiment, since the droplet diameter-reduced portion is plate-shaped and its main side surface crosses the exhaust passage, the main side surface can take an open posture parallel to the exhaust passage. By taking the open posture when the droplet diameter portion is not used, the influence on the exhaust resistance can be suppressed.

また本実施形態では、アクチュエータ２２の駆動によって液滴縮径部を閉姿勢と開姿勢との間で変位可能とし、且つこのようなアクチュエータ２２を車両の運転状態に応じて制御することとしたので、車両の運転状態に応じた適切な制御を行うことが可能となる。   Further, in the present embodiment, the droplet diameter reducing portion can be displaced between the closed posture and the open posture by driving the actuator 22, and the actuator 22 is controlled according to the driving state of the vehicle. It becomes possible to perform appropriate control according to the driving state of the vehicle.

なお、上記実施形態では、本発明をある程度の具体性をもって説明したが、本発明については、特許請求の範囲に記載された発明の精神や範囲から離れることなしに、さまざまな改変や変更が可能であることは理解されなければならない。すなわち、本発明は特許請求の範囲およびその等価物の範囲および趣旨に含まれる修正および変更を包含するものである。例えば、本発明における液滴縮径部としては、上述した網状スクリーン２０のような平板状・網状のもののほか、多孔板でもよく、また、曲板状、ルーバー状、球状、針状など、排ガス経路中に交叉または突出する各種の障害物または遮蔽体を用いることができる。   In the above embodiment, the present invention has been described with a certain degree of concreteness, but various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims. It must be understood that. That is, the present invention includes modifications and changes that fall within the scope and spirit of the appended claims and their equivalents. For example, the reduced diameter portion of the droplet in the present invention may be a flat plate or a net-like one such as the above-described mesh screen 20, or a perforated plate, or a flue gas such as a curved plate shape, a louver shape, a spherical shape, or a needle shape. Various obstacles or shields that cross or protrude in the path can be used.

網状スクリーンその他の液滴縮径部は、閉姿勢をとった際に排気通路の断面積のほぼ全体を覆う構成のほか、例えば排気通路の外周部のみを覆うものなど、排気通路の一部を覆う構成としてもよい。網状スクリーンその他の液滴縮径部はまた、排気通路から退避可能、すなわち使用時に排気通路中に突出し不使用時に後退する構造としてもよい。   In addition to the configuration that covers almost the entire cross-sectional area of the exhaust passage when the closed screen is taken, the reduced diameter portion of the mesh screen or other part of the exhaust passage, for example, covers only the outer periphery of the exhaust passage. It is good also as a structure covered. The net-like screen or other droplet diameter-reduced portions may also be configured to be retractable from the exhaust passage, that is, projecting into the exhaust passage when in use and retracting when not in use.

網状スクリーンその他の液滴縮径部は、閉姿勢と開姿勢との中間の姿勢をとってもよく、その旋回角度を走行状態に応じて段階的にまたは無段階に変更可能としてもよい。   The mesh screen or other droplet diameter reducing portion may take an intermediate posture between a closed posture and an open posture, and its turning angle may be changed stepwise or steplessly depending on the traveling state.

また、網状スクリーンその他の液滴縮径部はファン状としてもよく、その翼片は網状としてもよい。図６はファン状に構成された網状スクリーン１２０を示し、その中心軸１２２は、不図示のアクチュエータの回転軸１２１に回転可能に保持されている。すなわち網状スクリーン１２０は、中心軸１２２を中心に回転可能であると共に、アクチュエータの回転軸１２１を中心に、開姿勢および閉姿勢をとりうる。この場合には、網状スクリーン１２０の翼片の作用により旋回流が生成され排ガスのミキシングを促進でき、多気筒エンジンの場合には、センサによる検出の特定気筒への偏りを抑制できる。このようなファン状の液滴縮径部は回転不能としてもよいが、これを排ガス流によって軸１２２を中心に回転可能としたことにより、回転によって生じる遠心力により液滴を排気通路の外周に分散させることができる。   In addition, the mesh screen and other droplet diameter reducing portions may be fan-shaped, and the blade pieces may be mesh-shaped. FIG. 6 shows a reticulated screen 120 configured in a fan shape, and a central shaft 122 thereof is rotatably held by a rotation shaft 121 of an actuator (not shown). That is, the mesh screen 120 can rotate around the central axis 122 and can take an open posture and a closed posture around the rotary shaft 121 of the actuator. In this case, the swirling flow is generated by the action of the blades of the mesh screen 120 and the mixing of the exhaust gas can be promoted. In the case of a multi-cylinder engine, the bias to the specific cylinder detected by the sensor can be suppressed. Such a fan-shaped droplet diameter-reduced portion may be non-rotatable. However, by making this rotatable around the shaft 122 by the exhaust gas flow, the droplet is brought to the outer periphery of the exhaust passage by the centrifugal force generated by the rotation. Can be dispersed.

また、本発明はＡ／Ｆセンサ以外の排ガスセンサの保護にも広く適用でき、そのような排ガスセンサは、酸素センサ、ＮＯｘセンサ、ＨＣセンサを含むが、これらに限られない。また、本発明は４サイクルガソリン内燃機関以外に、液体燃料や気体燃料など他の燃料をエネルギ源とするエンジンについて適用することも可能であって、いずれも本発明の範疇に属するものである。   In addition, the present invention can be widely applied to protection of exhaust gas sensors other than A / F sensors. Such exhaust gas sensors include, but are not limited to, oxygen sensors, NOx sensors, and HC sensors. Further, the present invention can be applied to an engine using other fuels such as liquid fuel and gaseous fuel as an energy source in addition to the four-cycle gasoline internal combustion engine, and all belong to the category of the present invention.

本発明の実施形態の排ガスセンサ保護装置を示す概略構成図である。It is a schematic structure figure showing an exhaust gas sensor protection device of an embodiment of the present invention. Ａ／Ｆセンサの先端部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the front-end | tip part of an A / F sensor. 網状スクリーンが閉姿勢をとった状態を示す概略的な斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the state which the mesh screen took the closed attitude | position. 網状スクリーンが開姿勢をとった状態を示す概略的な斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the state which the net-like screen took the open attitude | position. 実施形態における処理ルーチンの一例を示すフロー図である。It is a flowchart which shows an example of the process routine in embodiment. 網状スクリーンの変形例を示す正面図である。It is a front view which shows the modification of a mesh screen. 液滴の大きさとセンサ素子の被水割れ確率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the magnitude | size of a droplet, and the moisture cracking probability of a sensor element.

符号の説明Explanation of symbols

１ 排ガスセンサ保護装置
２ エンジン
３ 排気マニホールド
４ 排気管
１０ Ａ／Ｆセンサ
１１ ハウジング
１２ センサ素子
２０，１２０ 網状スクリーン
２１，１２１ 回転軸
２２ アクチュエータ
３０ ＥＣＵ
Ｄ 液滴 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Exhaust gas sensor protective device 2 Engine 3 Exhaust manifold 4 Exhaust pipe 10 A / F sensor 11 Housing 12 Sensor element 20, 120 Mesh screen 21, 121 Rotating shaft 22 Actuator 30 ECU
D droplet

Claims (8)

排ガスセンサの固定点よりも上流側の排気通路中に設置され、排ガス中の液滴の粒径を縮小させる液滴縮径部を備えたことを特徴とする排ガスセンサ保護装置。   An exhaust gas sensor protection device comprising a droplet diameter-reducing portion that is installed in an exhaust passage upstream of a fixed point of an exhaust gas sensor and reduces the particle size of droplets in the exhaust gas. 請求項１に記載の排ガスセンサ保護装置であって、
前記液滴縮経部は、排ガスを透過可能であることを特徴とする排ガスセンサ保護装置。 The exhaust gas sensor protection device according to claim 1,
The apparatus for protecting an exhaust gas sensor, wherein the droplet condensing part is capable of transmitting exhaust gas. 請求項２に記載の排ガスセンサ保護装置であって、
前記液滴縮経部は網体からなることを特徴とする排ガスセンサ保護装置。 The exhaust gas sensor protection device according to claim 2,
The apparatus for protecting an exhaust gas sensor, wherein the droplet condensing part is made of a net. 請求項１ないし３のいずれかに記載の排ガスセンサ保護装置であって、
前記液滴縮径部は板状であり、その主側面が前記排気通路に交叉する閉姿勢と、前記主側面が前記通路に平行な開姿勢とをとりうることを特徴とする排ガスセンサ保護装置。 The exhaust gas sensor protection device according to any one of claims 1 to 3,
The droplet diameter reducing portion is plate-shaped, and an exhaust gas sensor protection device characterized in that a main body side surface can take a closed posture that intersects the exhaust passage, and a main body side surface can take an open posture parallel to the passage. . 請求項４に記載の排ガスセンサ保護装置であって、
前記液滴縮径部を前記閉姿勢と前記開姿勢との間で変位させる駆動手段を更に備えたことを特徴とする排ガスセンサ保護装置。 The exhaust gas sensor protection device according to claim 4,
An exhaust gas sensor protection device further comprising driving means for displacing the droplet diameter reducing portion between the closed posture and the open posture. 請求項５に記載の排ガスセンサ保護装置であって、
前記駆動手段を車両の運転状態に応じて制御する制御手段を更に備えたことを特徴とする排ガスセンサ保護装置。 The exhaust gas sensor protection device according to claim 5,
An exhaust gas sensor protection device further comprising control means for controlling the driving means in accordance with a driving state of the vehicle. 請求項１ないし３のいずれかに記載の排ガスセンサ保護装置であって、
前記液滴縮径部はファン状であることを特徴とする排ガスセンサ保護装置。 The exhaust gas sensor protection device according to any one of claims 1 to 3,
The exhaust gas sensor protection device, wherein the droplet diameter reducing portion is fan-shaped. 請求項７に記載の排ガスセンサ保護装置であって、
前記液滴縮径部は排ガス流によって回転可能とされていることを特徴とする排ガスセンサ保護装置。 The exhaust gas sensor protection device according to claim 7,
An exhaust gas sensor protection device, wherein the droplet diameter reducing portion is rotatable by an exhaust gas flow.

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