JP4677884B2

JP4677884B2 - 排気浄化装置

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Publication number: JP4677884B2
Application number: JP2005332541A
Authority: JP
Inventors: 真会田; 勝弘柴田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2004-12-27
Filing date: 2005-11-17
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2025-11-17
Also published as: JP2006291945A; US20060162318A1; DE602005000816T2; US7356986B2; EP1674683B1; DE602005000816D1; EP1674683A1

Description

本発明は、排気浄化装置において、複数の触媒担体を排気の流れ方向に直列に配置する技術に関する。

ディーゼルエンジンから排出されるＰＭを除去するための装置として、ディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、ＤＰＦという）が知られている。ＤＰＦは、排気中のＰＭを捕集するフィルタであり、ＰＭ捕集量が一定量に達したら捕集したＰＭを酸化させて除去する、いわゆる再生処理を行う必要がある。再生処理の方法としては、ＰＭ捕集量が所定値に達したときにヒータ等の加熱装置によってＤＰＦを加熱する方法が知られているが、この方法では再生用の装置を設ける必要があり、コストが増大する。

上記問題を解決する方法として、ＤＰＦ上流側の排気通路に酸化触媒（以下、ＤＯＣという）を設け、排気ガス中のＮＯを酸化してＮＯ₂を生成し、排気ガスの熱とＮＯ₂によってフィルタに捕集されたＰＭを連続的に酸化して再生を行う方法がある。特許文献１は、この方法を用いて再生を行っており、ＤＯＣとＤＰＦを一つのケース内に収容し、ＤＰＦに捕集されたＰＭ量が所定量を越えたときには、燃料の後噴射等によって排気温度を上昇させ、堆積したＰＭを燃焼させている。
特開２００１-２８０１１８号公報

ところで、再生処理を行う場合、ＰＭの燃焼やＤＰＦの劣化防止のためにＤＰＦに流入する排気の温度管理が重要である。

ＤＰＦに流入する排気温度を検知する方法として、ＤＯＣ入口付近に温度センサを設け、そこで検出した温度と予め設定したＤＯＣでの酸化反応による温度上昇代から、ＤＯＣ通過後の排気温度、つまりＤＰＦ入口での排気温度を推定する方法がある。ところが、この方法では、ＤＯＣが劣化等した場合には、予め設定した温度上昇代と実際の温度上昇代とに差が生じ、ＤＰＦの入口温度を正確に推定できない。

このため、温度管理を行うための温度センサを、ＤＰＦ入口付近に設けることが望ましい。なお、ＰＭ堆積量を推定するための圧力センサについても、同様の理由から、ＤＰＦの入口部分に設けることが望ましい。

また、一つのケース内にＤＯＣとＤＰＦを収め、かつＤＰＦ入口付近にセンサを設置する場合には、組み付け時のばらつきや排圧によってＤＯＣもしくはＤＰＦの位置がずれて、センサとのクリアランスが狭くなる、あるいは干渉して検出精度が低下する。この問題を解決するために、ケース内でＤＯＣ、ＤＰＦ、センサのそれぞれを保持する構造にすると、ケースが大型化し、ケースを配置できる場所が制限される。

上記特許文献１では、ケース内の構造、ＤＯＣ、ＤＰＦの保持についての詳細な記載がなく、また、温度センサはケースの上流側に配設されている。

本発明は、このような技術的課題を鑑みてなされたもので、複数の触媒担体を一つのケースに収め、かつ下流側の触媒の入口部分に排気温度等を検出するセンサを取り付ける排気浄化装置をコンパクトにすることを目的とする。

本発明に係る排気浄化装置は、エンジンの排気通路に介装されて排気を浄化する第１及び第２の触媒担体と、第１及び第２の触媒担体を排気の流れ方向に直列に収容し、排気通路に設けられるケースと、第１及び第２の触媒担体の間に介装され、緩衝部材を介して第１及び第２の触媒担体を保持し、内周側と外周側とを連通する第１の開口を有するリング状の担体保持具と、ケース内を流れる排気の状態を検出する第１のセンサと、ケースの内外を排気の流れ方向に略直交する向きに連通するようにケースに設けた第１のセンサ取付け部と、を備える。そして、第１のセンサ取付け部は、担体保持具をケース内に収めた状態で第１の開口部と対応する位置に設けられる。

本発明によれば、一つの担体保持具で上流側と下流側の２つの触媒担体を保持するので、上流側と下流側の触媒担体それぞれに担体保持具を設ける構造に比べて構造がコンパクトになる。また、担体保持具にセンサ用の開口部を設けたので、ここにセンサを設ければ、上流側と下流側の触媒担体間の排気温度、圧力等を検出でき、さらに、触媒担体の位置がずれた場合にも、担体保持具を用いずに２つの触媒担体をケース内に収めた場合に比べて、触媒担体とセンサとが干渉しにくいという利点がある。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

第１の実施形態
図１は本発明に係る排気浄化装置をターボ過給機付きディーゼルエンジンに適用した場合の概略図である。

エンジン１は、いわゆるコモンレール式の燃料噴射装置４を備えたディーゼルエンジンである。エンジン１の排気マニホールド３に接続される排気通路８には、ターボ過給機９、排気浄化装置６が配設されている。エンジン１の吸気マニホールド２の上流側に接続される吸気通路７には、吸気スロットル、ターボ過給機９のコンプレッサ（図示せず）が配設される。

コントロールユニット（ＥＣＵ）５は、温度センサ１０、図示しないアクセル操作量センサ、エンジン回転速度センサ等の検出値ＡＰＯ、ＥＮＧ．ＲＥＶを読み込み、これらに基づいてエンジン１の燃料噴射量、噴射時期等を制御する。

排気浄化装置６は、一つのケース２０内にＤＯＣ２１（酸化触媒、第１の触媒担体）とＤＰＦ２２（ディーゼルパティキュレートフィルタ、第２の触媒担体）を収容している。ケース２０には、ＤＯＣ２１、ＤＰＦ２２を保持するキャップ２４、ＤＰＦ２２上流の温度を検出する温度センサ１０、ＤＰＦ２２上流の圧力を検出する圧力センサ２９、ＤＰＦ２２下流の温度を検出する温度センサ３１、ＤＰＦ２２下流の圧力を検出する圧力センサ３２が取り付けられている。

図２を参照しながら、排気浄化装置６についてさらに説明すると、図２はＤＯＣ２１の下流側端部およびＤＰＦ２２の上流側端部付近の断面図である。リング状のキャップ２４がワッシャ２３を介してＤＯＣ２１とＤＰＦ２２を保持している。また、ＤＯＣ２１とＤＰＦ２２の外周とケース２０の内周壁との間には充填剤２５が充填される。ＤＰＦ２２入口の排気温度は温度センサ１０によって検出される。

ワッシャ２３はワイヤメッシュ等からなる弾性体であり、キャップ２４の外側エッジ部２４ａと内側エッジ部２４ｂとの間の間隙に嵌装される。ワッシャ２３を間隙に嵌装した後、溶接、接着等によりキャップ２４と結合させてもよい。

充填材２５は不燃性の繊維をマット状に形成したものである。充填材２５は、主に、ケース２０内周面とＤＯＣ２１、ＤＰＦ２２の外周面との間をシールし、この部分を排気が流れないようにする。ＤＯＣ２１、ＤＰＦ２２は充填材２５を巻きつけた状態でケース２０に圧入される。

このように、ケース２０内には、上流側にＤＯＣ２１、下流側にＤＰＦ２２が収容されるが、両触媒担体の間にはこれらと略同径のキャップ２４、ワッシャ２３が介装されるので、両触媒担体が互いに接触することがない。

そして、ケース２０には、後述するキャップ２４のブリッジ２７に対応する位置にセンサ取付け部２６が設けられ、図２に示すように温度センサ１０を挿入したときに、温度センサ１０の先端のセンシング部分がキャップ２４の内周側かつＤＯＣ２１とＤＰＦ２２との間に位置するようになっている。

上記のように、本発明に係る排気浄化装置においては、ＤＯＣ２１用の保持具（キャップ２４Ａ）とＤＰＦ２２用の保持具（キャップ２４Ｂ）とを一体化し、一つの保持具でＤＯＣ２１とＤＰＦ２２の両方を保持するので、従来よりも狭いスペースにＤＯＣ２１とＤＰＦ２２を直列に収容することができ、かつ温度センサ１０等のセンシング用のスペースを確保できる。また、ＤＯＣ２１とＤＰＦ２２との間に介装する部品点数を少なくでき、排気浄化装置６の組立て時の工数を低減できる。

この他にも、ＤＯＣ２１用の保持具とＤＰＦ２２用の保持具の両方についてセンサ取付け部２６との位置合わせをする必要がなくなる。また、排気浄化装置６を組み立てた後に上下の保持具がずれる等して、温度センサ１０のセンシング部分とＤＯＣ２１やＤＰＦ２２とのクリアランスが小さくなったり干渉したりすることにより、正確なセンシングができなくなるのも防止できる。

また、ＤＯＣ２１とＤＰＦ２２の間、つまりＤＰＦ２２の入口部分に温度センサ１０を設けることができるので、ＤＯＣ２１が劣化等して酸化反応による温度上昇代が小さくなった場合にも、ＤＰＦ２２に流入する排気の温度を検知して、適切な再生制御を行うことができる。

図２、図３Ａ〜図３Ｃを参照しながら、キャップ取付け部の構造についてさらに説明する。

図３Ａはキャップ２４の上面図、図３Ｂはキャップ２４をセンサ取付け部２６側から見た側面図、図３Ｃは図３ＢのIIIb−IIIb断面図である。

キャップ２４はＤＯＣ２１、ＤＰＦ２２と略同じ直径を有しており、図２に示したように、外周側にある外壁部としての外側エッジ（以下、「外側エッジ部」という。）２４ａと、内周側にある内壁部としての内側エッジ（以下、「内側エッジ部」という。）２４ｂと、これらの略中央部分同士を繋ぐ接続部としての底部２４ｃとで構成される。そして、底部２４ｃの外周縁からは外側エッジ部２４ａが、内周縁からは内側エッジ部２４ｂがそれぞれ上流側および下流側へ向けて略平行に延びる略Ｈ字型の断面形状を有する。

また、キャップ２４を上面から見ると、キャップ２４は、外側エッジ部２４ａと内側エッジ部２４ｂの一部を切り欠いた切欠き部２４ｄを有する略Ｃ字型のリング形状をしている。切欠き部２４ｄは、切り欠かずに残した底部２４ｃ（以下、「ブリッジ２７」という。）によって繋がれている。外側エッジ部２４ａは、ＤＯＣ２１、ＤＰＦ２２より外側に位置する。

上記構成のキャップ２４を、ブリッジ２７とケース２０のセンサ取付け部２６とを位置合わせして配置することにより、ＤＯＣ２１とＤＰＦ２２の間に温度をセンシングするスペースを確保できる。また、ブリッジ２７を設けることにより、温度センサ１０を取り付けるために単に切欠き部を設けただけの略Ｃ字型の形状に比べてキャップ２４自体の強度を高めることができる。

なお、キャップ２４ａは、ＤＯＣ２１の保持を行うＤＯＣキャップ２４Ａと、ＤＰＦ２２の保持を行うＤＰＦキャップ２４Ｂとから構成され、両キャップ２４Ａ、２４Ｂは共に、外側エッジ部２４ａ、内側エッジ部２４ｂ、底部２４ｃとからなる略Ｕ字型の断面を有しており、切欠き部２４ｄの位置合わせを行った状態で互いの底部２４ｃ同士を溶接され、図３Ｃに示すように断面が略Ｈ字型に形成される。

また、図３Ｃに示すように、キャップ２４Ａ、キャップ２４Ｂの接合線Ｃから外側エッジ部２４ａの端部までの高さＨａは、接合線Ｃから内側エッジ部２４ｂの端部までの高さＨｂよりも高くなっている。

ブリッジ２７は、図３Ｂに示すように底部２４ｃに対して略垂直な壁面２７ｂ（第１の壁部）と底部２４ｃと略平行な上面２７ａ（第２の壁部）とで構成され、略四角形の開口部３４を形成する。上面２７ａは図３Ｃに示すように内側エッジ部２４ｂの上端よりも高い位置に設けられる。ブリッジ２７が形成する略四角形部分は、センサ取付け部２６と対応する位置に設けられて、温度センサ１０のセンシング部分が貫通する。

このように、ブリッジ２７の上面２７ａを内側エッジ部２４ｂの上端よりも高くなるよう成形したことで、ワッシャ２３の経年劣化や排圧等の作用により収縮し、ＤＯＣ２１やＤＰＦ２２の位置がずれた場合等にもブリッジ上面２７ａがストッパーとなり、ＤＯＣ２１やＤＰＦ２２が内側エッジ部２７ｂに接触して破損するのを防止できる。また、ＤＯＣ２１やＤＰＦ２２と温度センサ１０との間にスペースが確保され、温度センサ１０が正確にセンシングすることができる。

また、ブリッジ２７の壁面２７ｂを底部２４ｃに対して略垂直に成形するので、キャップ２４の切欠き部２４ｄの端面３０は壁面２７ｂに塞がれ、切欠き部２４ｄの端面３０付近のワッシャ２３の端面２３ａがケース２０内を流れる排気に晒されにくくなる。これにより、ワッシャ２３が排気により腐食したり、飛散したりするのを防止できる。

なお、本実施形態では、ブリッジ２７は、リング状に成形した底部２４ｃの一部を折り曲げて上面２７ａと壁面２７ｂとを成形しているが、底部２４ｃをＣ字型に成形し、これとは別体に成形したブリッジ２７によって底部２４ｃの切欠き部を繋いでもよい。

また、ブリッジ２７は一箇所に限らず、後述するように、温度センサ１０の他に圧力センサ等を設ける場合には複数設けてもよい。更に、本実施形態ではキャップ２４を、ＤＯＣキャップ２４ＡとＤＰＦキャップ２４Ｂとで形成して溶接により一体としているが、初めから一体に形成してもよい。

更に、本実施形態では、上流側にＤＯＣ２１を、下流側にＤＰＦ２２を設け、ＤＯＣ２１とＤＰＦ２２の間に温度センサ１０を設けた例を説明したが、触媒担体はＤＯＣ２１やＤＰＦ２２に限られるものではなく、例えば、上流側の触媒担体がＮＯｘ触媒、下流側の触媒担体が三元触媒であってもよい。また、センサ１０も温度センサに限られるものではなく、例えば圧力センサであっても構わない。

なお、ブリッジ２７は上記の形状に限られるものではなく、図４Ａ〜図４Ｃ、図５Ａ〜図５Ｃに示すような形状としてもよい。

図４Ａ〜図４Ｃは、図３Ａ〜図３Ｃと同様にキャップ２４の上面、側面、断面を示している。この例では、図４Ｂに示すように、ブリッジ２７は、底部２４ｃからＤＯＣ２１側およびＤＰＦ２２側に向けてそれぞれ端面３０から遠ざかるように延びる壁面２７ｂと、それぞれの壁面２７ｂの上端同士および下端同士をそれぞれ接続する上面２７ａとで形成する略六角形としている。この場合も、上面２７ａが内側エッジ部２４ｂの上端よりも高い位置となる。

図５〜図５Ｃも図３Ａ〜図３Ｃと同様にキャップ２４の上面、側面、断面を示している。この例では、図５Ｂに示すように、ブリッジ２７は、壁面２７ｂが底部２４ｃからＤＯＣ２１側及びＤＰＦ２２側に向けてそれぞれ端面３０から遠ざかるように延び、互いの壁面２７ｂの先端部同士が切欠き部２４ｄの略中央で接続して形成される略四角形としている。この場合、壁面２７ｂ同士の接続部２７ｅが、内側エッジ部２４ｂの上端よりも高い位置となる。

第１の実施形態の作用・効果についてまとめると以下のようになる。

ＤＯＣ２１、ＤＰＦ２２と、これらを排気の流れ方向に直列に収容するケース２０と、ＤＯＣ２１、ＤＰＦ２２の間に介装されワッシャ２３を介してＤＯＣ２１、ＤＰＦ２２を保持するキャップ２４と、キャップ２４に設けた切欠き部と、ケース２０内を流れる排気の状態を検出する温度センサ１０と、ケース２０に設けたセンサ取付け部２６と、を備え、センサ取付け部２６は、キャップ２４をケース２０内に収めた状態でキャップ２４の切欠き部に対応する位置に設けたので、コンパクトな構成でＤＯＣ２１、ＤＰＦ２２を一つのケース２０に収め、かつＤＰＦ２２の入口部分の排気温度を検出できる。

ＤＰＦ２２の再生処理に有利な条件を考えると、エンジン１の排気マニホールド３直下またはターボ過給機９搭載車の場合にはターボ過給機９直下のように排気温度が高い部分にＤＯＣ２１とＤＰＦ２２とを収容したケース２０を配設することが望ましいが、エンジンルーム内のターボ過給機９直下付近はスペースに余裕がないため、従来はＤＯＣ２１とＤＰＦ２２を一つのケース２０に収容して配設することが困難であった。しかしながら、本発明によれば排気浄化装置６がコンパクトな構成になり、ターボ過給機９直下の狭いスペースにも配設することが可能となる。

キャップ２４とワッシャ２３とを一体化すると部品点数を減らすことができ、排気浄化装置６の組立てに要する工数を減少させることができる。

周上の一部に切欠き部２４ｄを有する略Ｃ字型のキャップ２４と、キャップ２４の切欠き部２４ｄに架設するブリッジ２７とで担体保持具を構成し、ブリッジ２７がセンサ１０用のスペースを形成するので、周上の一部に切欠き部を設けただけのＣ字型リング部材よりも強度に優れる。

ブリッジ２７は、切欠き部２４ｄの両端を塞ぐように底部２４ｃから排気流れの上流方向および下流方向に延びる壁面２７ｂと、壁面２７ｂの上流側端部同士および下流側端部同士を接続する上面２７ａとで構成され、これらがキャップ２４の内周側と外周側とを連通する筒状部分を形成するので、センサ１０のセンシングスペースを確保できる。

底部２４ｃから上面２７ａまでの距離が、底部２４ｃから内側エッジ部２４ｂの端部までの距離よりも長いので、ワッシャ２３の劣化や排圧などによってＤＯＣ２１やＤＰＦ２２の位置がずれた場合にも、上面２７ａがストッパーとなって温度センサ１０のセンシングスペースを確保でき、またＤＯＣ２１やＤＰＦ２２が内側エッジ部２４ｂと干渉して損傷することを防止できる。

第２の実施形態
続いて本発明の第２の実施形態について説明する。

第２の実施形態は第１の実施形態と異なり、キャップ２４に２つのセンサ取付け部２６、２８が設けられており、センサ取付け部２６、２８にはそれぞれ温度センサ１０、圧力センサ２９が取り付けられる。装置の全体構成図は図１に示したものと同じである。また、温度センサ１０、圧力センサ２９の取付け部周辺の構造は図２に示した構造と略同じであるが、圧力センサ２９の取付け部２８周辺の構造においては、圧力センサ２９の先端のセンシング部分３０ａがブリッジ３３を貫通しない。

図６Ａは、第２の実施形態のキャップ２４の上面図、図６Ｂはキャップ２４をセンサ取付け部２６側から見た側面図、図６Ｃは図６ＢのVIb-VIb断面図である。キャップ２４をセンサ取付け部２８側から見た側面図及びその断面図は図６Ｂ、図６Ｃと同様である。

キャップ２４はＤＯＣ２１、ＤＰＦ２２と略同じ直径をもち、図２に示したように、外周側にある外壁部としての外側エッジ（以下、「外側エッジ部」という。）２４ａと、内周側にある内壁部としての内側エッジ（以下、「内側エッジ部」という。）２４ｂと、これらの略中央部分同士を繋ぐ接続部としての底部２４ｃとで構成される。そして、底部２４ｃの外周縁からは外側エッジ部２４ａが、内周縁からは内側エッジ部２４ｂがそれぞれ上流側および下流側へ向けて略平行に延びる略Ｈ字型の断面形状を有する。

また、キャップ２４を上面から見ると、外側エッジ部２４ａと内側エッジ部２４ｂに切欠き部２４ｄを２箇所設け、これら切欠き部２４ｄが、切り欠かずに残した底部２４ｃ（以下、「ブリッジ２７」、「ブリッジ３３」という。）によって繋がれている。外側エッジ部２４ａは、ＤＯＣ２１、ＤＰＦ２２より外側に位置する。

上記構成のキャップ２４を、ブリッジ２７、３３とケース２０のセンサ取付け部２６、２８をそれぞれ位置合わせして配置することにより、ＤＯＣ２１とＤＰＦ２２の間に温度センサ１０および圧力センサ２９のセンシングスペースを確保することができる。また、ブリッジ２７、３３を設けることにより、２箇所の切欠き部２４ｄを有するキャップ２４を一体の部材とすることができる。

なお、キャップ２４ａは、ＤＯＣ２１の保持を行うＤＯＣキャップ２４Ａと、ＤＰＦ２２の保持を行うＤＰＦキャップ２４Ｂとから構成され、両キャップ２４Ａ、２４Ｂは共に、外側エッジ部２４ａ、内側エッジ部２４ｂ、底部２４ｃとからなる略Ｕ字型の断面を有しており、切欠き部２４ｄの位置合わせを行った状態で互いの底部２４ｃ同士を溶接され、図６Ｃに示すように断面が略Ｈ字型に形成される。

また、図６Ｃに示すように、キャップ２４Ａ、キャップ２４Ｂの接合線Ｃから外側エッジ部２４ａの端部までの高さＨａは、接合線Ｃから内側エッジ部２４ｂの端部までの高さＨｂよりも高くなっている。

ブリッジ２７は、図６Ｂに示すように底部２４ｃに対して略垂直な壁面２７ｂ（第１の壁部）と底部２４ｃと略平行な上面２７ａ（第２の壁部）とで構成され、略四角形の開口部３４を形成する。上面２７ａは図６Ｃに示すように内側エッジ部２４ｂの上端よりも高い位置に設けられる。ブリッジ２７が形成する略四角形部分は、センサ取付け部２６と対応する位置に設けられて、温度センサ１０のセンシング部分が貫通する。

ブリッジ３３はブリッジ２７と同様の構造であるので、説明を省略する。

なお、ブリッジ２７、３３は上記の形状に限られるものではなく、図７Ａ〜図７Ｃ、図８Ａ〜図８Ｃに示すような形状としても良い。なお、ブリッジ２７とブリッジ３３は同様の構造なので、ブリッジ２７についてのみ説明する。

図７Ａ〜図７Ｃは、図６Ａ〜図６Ｃと同様にキャップ２４の上面、側面、断面を示している。この例では、図７Ｂに示すように、ブリッジ２７は、底部２４ｃからＤＯＣ２１側およびＤＰＦ２２側に向けてそれぞれ端面３０から遠ざかるように延びる壁面２７ｂと、それぞれの壁面２７ｂの上端同士および下端同士をそれぞれ接続する上面２７ａとで形成する略六角形としている。この場合も、上面２７ａが内側エッジ部２４ｂの上端よりも高い位置となるようにする。

図８Ａ〜図８Ｃは、図６Ａ〜図６Ｃと同様にキャップ２４の上面、側面、断面を示している。この例では、図８Ｂに示すように、ブリッジ２７は、壁面２７ｂが底部２４ｃからＤＯＣ２１側及びＤＰＦ２２側に向けてそれぞれ端面３０から遠ざかるように延び、互いの壁面２７ｂの先端部同士が切欠き部２４ｄの略中央で接続して形成される略四角形としている。この場合、壁面２７ｂ同士の接続部２７ｅが、内側エッジ部２４ｂの上端よりも高い位置となるようにする。

次に、ブリッジ２７とブリッジ３３の関係を、図９、１０Ａ、１０Ｂを参照しながら説明する。

図９はケース２０の上面から見た概略図であり、図１０Ａ、１０Ｂはキャップ２４がケース２０内部で回転したときの状態を表す図である。

温度センサ１０、圧力センサ２９はそれぞれ先端がケース２０の軸心方向を向くようにケース２０に取り付けられ、温度センサ１０はセンシング部分１０ａがブリッジ２７の周方向中央部を貫通する。圧力センサ２９はブリッジ３３の周方向中央部と対向する位置に取り付けられる。圧力センサ２９は、センシング部分３０ａが温度センサ１０のセンシング部分１０ａに比べて短いので、センシング部分３０ａがブリッジ３３の開口部を貫通することはない。ブリッジ３３の周方向長さＢはブリッジ２７の周方向長さＣはよりも長い。

キャップ２４は、ワッシャ２３や充填材２５等の劣化や走行時の振動等により周方向に回転する可能性があり、その回転角はブリッジ２７の壁面２７ｂと温度センサ１０のセンシング部分１０ａとが干渉する状態が最大となる。

例えば、キャップ２４が図９において時計回りに回転し、上記回転角が最大となったとき、ブリッジ２７の周方向長さＣがブリッジ３３の周方向長さＢより長いと、図１０Ａに示すように、圧力センサ２９のセンシング部分３０ａは外側エッジ部２４ａと対向し、センシングスペースを確保することができない。

これに対して、第２の実施形態では、ブリッジ３３の周方向長さＢをブリッジ２７の周方向長さＣよりも長くしたので、上記回転角が最大となったときでも、図１０Ｂに示すように圧力センサ２９はブリッジ３３の開口部に露出し、センシングスペースを確保できる。キャップ２４の回転方向が図１０Ａ、１０Ｂと逆であっても上記関係は成立する。

このように、第２の実施形態では、ケース２０内でキャップ２４が回転した場合であっても温度センサ１０、圧力センサ２９のセンシングスペースが確保され、これらのセンサ１０、２９の検出値に基づくＤＰＦ内の煤量の推定等の精度がキャップ２４の回転によって低下することがなくなり、ＤＰＦの劣化や燃費の悪化等を防止することができる。

なお、本実施形態では温度センサ１０と圧力センサ２９とが成す角を略９０度としているが、これに限られるわけではない。

第２の実施形態は、第１の実施形態の作用・効果に加え、以下の作用・効果がある。

排気の流れ方向から見ると周上の２箇所の切欠き部２４ｄを有するキャップ２４と、キャップ２４の切欠き部２４ｄに架設するブリッジ２７、３３とで担体保持具を構成したことで、ブリッジ２７が温度センサ１０用、ブリッジ３３が圧力センサ２９用のスペースをそれぞれ形成することができる。

ブリッジ３３をブリッジ２７と同様の構造としたことで、圧力センサ２９のセンシングスペースを確保や、ＤＯＣ２１やＤＰＦ２２と内側エッジ部２４ｂとの干渉を防止することができる。

ブリッジ２７の周方向長さをブリッジ３３の周方向の長さよりも短くするので、経年劣化や車両走行時の振動等によってキャップ２４が温度センサ１０のセンシング部分１０ａと干渉するまで周方向に回転した場合でも、圧力センサ２９のセンシング部分３０ａはブリッジ３３の開口部に臨むことになり、これによって温度センサ１０及び圧力センサ２９はともに確実にセンシングを行うことができる。

本実施形態を適用するシステムの概略図である。ＤＯＣとＤＰＦの保持部分付近の断面図である。キャップの上面図である。キャップをセンサ取付け部側からみた側面図である。図３ＢのIIIb−IIIb断面である。キャップの上面図である。キャップをセンサ取付け部側からみた側面図である。図４ＢのIVb−IVb断面である。キャップの上面図である。キャップをセンサ取付け部側からみた側面図である。図５ＢのVb−Vb断面である。キャップの上面図である。キャップをセンサ取付け部側からみた側面図である。図６ＢのVIb−VIb断面である。キャップの上面図である。キャップをセンサ取付け部側からみた側面図である。図７ＢのVIIb−VIIb断面である。キャップの上面図である。キャップをセンサ取付け部側からみた側面図である。図８ＢのVIIIb−VIIIb断面である。ブリッジとブリッジの関係を説明するための図である。ケース内でキャップが回転した状態を表す概略図である。ケース内でキャップが回転した状態を表す概略図である。

符号の説明

１ディーゼルエンジン
２吸気マニホールド
３排気マニホールド
４コモンレール式燃料噴射装置
５コントロールユニット
６排気浄化装置
７吸気通路
８排気通路
９ターボ過給機
１０温度センサ（第１のセンサ）
２０ケース
２１ＤＯＣ（第１の触媒担体）
２２ＤＰＦ（第２の触媒担体）
２３ワッシャ（緩衝部材）
２４キャップ（担体保持具）
２５充填材
２６センサ取付け部（第１のセンサ取付け部）
２７ブリッジ
２９圧力センサ（第２のセンサ）
３４開口部

Claims

エンジンの排気通路に介装されて排気を浄化する第１及び第２の触媒担体と、
前記第１及び第２の触媒担体を排気の流れ方向に直列に収容し、前記排気通路に設けられるケースと、
前記第１及び第２の触媒担体の間に介装され、緩衝部材を介して前記第１及び第２の触媒担体を保持し、内周側と外周側とを連通する第１の開口を有する、リング状の担体保持具と、
前記ケース内を流れる排気の状態を検出する第１のセンサと、
前記ケースに設けられ、前記ケースの内外を排気の流れ方向に略直交する向きに連通する第１のセンサ取付け部と、を備え、
前記第１のセンサ取付け部は、前記担体保持具を前記ケース内に収めた状態で前記第１の開口部と対応する位置に設けられることを特徴とする排気浄化装置。
前記担体保持具は、排気の流れ方向から見ると周上に切欠き部を有する略Ｃ字型のリング状支持部材と、前記切欠き部に架設するブリッジとで構成され、
前記ブリッジが前記第１の開口部を形成することを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
前記リング状支持部材は、外周面を形成する外壁部と、内周面を形成する内壁部と、前記外壁部と前記内壁部とを接続する接続部とで構成され、
前記外壁部と内壁部とが略同軸状に配置され、
前記外壁部と内壁部のそれぞれの上下流方向の略中央部分が前記接続部により接続された略Ｈ字型であることを特徴とする請求項２に記載の排気浄化装置。
前記ブリッジは、前記切欠き部の両端を塞ぐように排気流れの上流方向および下流方向に延びる第１の壁部と、前記第１の壁部の上流側端部同士および下流側端部同士を接続する第２の壁部と、を有し、
前記第１および第２の壁部で構成する筒状部分が前記リング状支持部材の内周側と外周側とを連通することを特徴とする請求項３に記載の排気浄化装置。
前記接続部から上下流方向それぞれの前記第２の壁部までの距離が、前記接続部から前記内壁部の上下流方向それぞれの端部までの距離よりも長いことを特徴とする請求項４に記載の排気浄化装置。
前記ケース内を流れる排気の状態を検出する第２のセンサと、
前記ケースに設けられ、前記ケースの内外を排気の流れ方向に略直交する向きに連通する第２のセンサ取付け部と、
さらに備え、
前記担体保持具は、内周側と外周側とを連通する第２の開口を有しており、
前記第２のセンサ取付け部は、前記担体保持具を前記ケース内に収めた状態で前記第２の開口部と対応する位置に設けられ、
前記担体保持具を前記ケースに収容し、前記第１及び第２のセンサを前記第１及び第２のセンサ取付け部に取り付けた状態で前記ケースを排気の流れ方向から見ると前記ケースの略中央から前記第１のセンサの先端部までの距離が、前記ケースの略中央から前記担体保持具の外周部までの距離よりも短く、前記第１の開口部より前記第２の開口部の方が広い、
ことを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
前記担体保持具は、排気の流れ方向から見ると周上に第１及び第２の切欠き部を有するリング状支持部材と、前記第１及び第２の切欠き部にそれぞれ架設する第１及び第２のブリッジとで構成され、
前記第１のブリッジが前記第１の開口部を形成し、
前記第２のブリッジが前記第２の開口部を形成する、
ことを特徴とする請求項６に記載の排気浄化装置。
前記リング状支持部材は、外周面を形成する外壁部と、内周面を形成する内壁部と、前記外壁部と前記内壁部とを接続する接続部とで構成され、
前記外壁部と内壁部とが略同軸状に配置され、
前記外壁部と内壁部のそれぞれの上下流方向の略中央部分が前記接続部により接続された略Ｈ字型であることを特徴とする請求項７に記載の排気浄化装置。
前記ブリッジは、前記切欠き部の両端を塞ぐように排気流れの上流方向および下流方向に延びる第１の壁部と、前記第１の壁部の上流側端部同士および下流側端部同士を接続する第２の壁部と、を有し、
前記第１および第２の壁部で構成する筒状部分が前記リング状支持部材の内周側と外周側とを連通することを特徴とする請求項８に記載の排気浄化装置。
前記接続部から上下流方向それぞれの前記第２の壁部までの距離が、前記接続部から前記内壁部の上下流方向それぞれの端部までの距離よりも長い請求項９に記載の排気浄化装置。
前記エンジンが過給機を備えることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一つに記載の排気浄化装置。
前記ケースは、前記エンジンの各気筒からの排気通路が合流する部分の直下流に配置されることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一つに記載の排気浄化装置。
前記エンジンは排気エネルギで駆動するターボ過給機を備え、
前記ケースは、前記ターボ過給機のタービン直下流に配設されることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一つに記載の排気浄化装置。
前記担体保持具と前記緩衝部材とを一体化することを特徴とする請求項１から１３のいずれか一つに記載の排気浄化装置。
前記第１のセンサが、排気の温度を検出する温度センサであることを特徴とする請求項１から１４のいずれか一つに記載の排気浄化装置。
前記ブリッジは、前記切欠き部の両端を塞ぐように排気流れの上流方向および下流方向に延びる第１の壁部と、前記第１の壁部の上流側端部同士および下流側端部同士を接続する第２の壁部と、を有し、
前記第１および第２の壁部で構成する筒状部分が前記リング状支持部材の内周側と外周側とを連通することを特徴とする請求項２に記載の排気浄化装置。
前記ブリッジは、前記切欠き部の両端を塞ぐように排気流れの上流方向および下流方向に延びる第１の壁部と、前記第１の壁部の上流側端部同士および下流側端部同士を接続する第２の壁部と、を有し、
前記第１および第２の壁部で構成する筒状部分が前記リング状支持部材の内周側と外周側とを連通することを特徴とする請求項７に記載の排気浄化装置。