(57)【要約】【課題】基材の内部を通過する排気の流れが温度センサによって遮られるのを抑制しつつ、温度センサによって基材の内部の温度を検出する。【解決手段】導電性基材４１の温度を検出するための温度センサ６０は、絶縁性基材５１よりも排気流れ方向下流側の外筒３０に取り付けられる基端部６２と、基端部６２から外筒３０の内部に延びると共に、先端が導電性基材４１の内部に位置するように、絶縁性基材５１の排気流れ方向下流側の端部から絶縁性基材５１の内部に挿入され、絶縁性基材５１の内部を通って導電性基材４１の排気流れ方向下流側の端部から導電性基材４１の内部に挿入される感温部６１と、を備え、感温部６１は、導電性基材４１及び絶縁性基材５１の内部において排気流れ方向と略平行に配置されている。【選択図】図２
2020143649.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外筒と、
前記外筒に対して電気的に絶縁された状態で当該外筒内に設けられ、通電されることによって発熱する導電性基材に触媒を担持させた第１触媒装置と、
前記第１触媒装置の排気流れ方向下流側に当該第１触媒装置と一定の距離を空けて隣接するように前記外筒内に設けられ、絶縁性基材に触媒を担持させた第２触媒装置と、
前記導電性基材の温度を検出するための温度センサと、
を備える触媒コンバータを、排気経路に備える内燃機関であって、
前記温度センサは、
前記絶縁性基材よりも排気流れ方向下流側の前記外筒に取り付けられる基端部と、
前記基端部から前記外筒の内部に延びると共に、先端が前記導電性基材の内部に位置するように、前記絶縁性基材の排気流れ方向下流側の端部から前記絶縁性基材の内部に挿入され、前記絶縁性基材の内部を通って前記導電性基材の排気流れ方向下流側の端部から前記導電性基材の内部に挿入される感温部と、
を備え、
前記感温部は、前記導電性基材及び前記絶縁性基材の内部において排気流れ方向と略平行に配置されている、
内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、従来の内燃機関として、導電性基材の温度を間接的に検出するための温度センサが、導電性基材の排気流れ方向下流側に配置された絶縁性基材に形成された収容穴の内部に配置されるように、当該温度センサを触媒コンバータに取り付けたものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−２０００６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述した従来の内燃機関では、温度センサが導電性基材の外部に配置されていたため、導電性基材の温度の検出精度が低下するおそれがある。これに対して、温度センサを導電性基材の内部に配置することが考えられるが、前述した従来の内燃機関では、温度センサが排気の流れ方向に対して直交するように触媒コンバータに取り付けられていた。そのため、温度センサを導電性基材の内部に配置すると、温度センサが導電性基材の途中に排気の流れを遮るように配置されることになる。その結果、導電性基材の内部に排気が流れにくくなり、導電性基材が排気から受ける単位時間当たりの熱量が少なくなって導電性基材の昇温速度が低下するおそれがある。
【０００５】
本発明はこのような問題点に着目してなされたものであり、排気の流れが温度センサによって遮られるのを抑制しつつ、温度センサによって導電性基材の内部の温度を検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様による内燃機関は、外筒と、外筒に対して電気的に絶縁された状態で外筒内に設けられ、通電されることによって発熱する導電性基材に触媒を担持させた第１触媒装置と、第１触媒装置の排気流れ方向下流側に第１触媒装置と一定の距離を空けて隣接するように外筒内に設けられ、絶縁性基材に触媒を担持させた第２触媒装置と、導電性基材の温度を検出するための温度センサと、を備える触媒コンバータを、排気経路に備える。温度センサは、絶縁性基材よりも排気流れ方向下流側の前記外筒に取り付けられる基端部と、基端部から外筒の内部に延びると共に、先端が導電性基材の内部に位置するように、絶縁性基材の排気流れ方向下流側の端部から絶縁性基材の内部に挿入され、絶縁性基材の内部を通って導電性基材の排気流れ方向下流側の端部から導電性基材の内部に挿入される感温部と、を備え、感温部は、導電性基材及び絶縁性基材の内部において排気流れ方向と略平行に配置されている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のこの態様によれば、排気の流れが温度センサによって遮られるのを抑制しつつ、温度センサによって導電性基材の内部の温度を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態による内燃機関及び内燃機関を制御する電子制御ユニットの概略構成図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態による触媒コンバータについて説明する図である。
【図３】図３は、図２のIII-III線に沿う触媒コンバータの概略断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明とは異なる第１比較例による触媒コンバータについて説明する図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明とは異なる第２比較例による触媒コンバータについて説明する図である。
【図５】図５は、第１比較例の触媒コンバータの収容部の内部を、排気流れ方向上流側から見た図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態による触媒コンバータの内部を流れる排気の流速について説明する図である。
【図７】図７は、外筒を排気流れ方向下流側から見た場合に、温度センサの基端部を取り付ける最適な位置を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態による内燃機関１００及び内燃機関１００を制御する電子制御ユニット２００の概略構成図である。
【００１１】
内燃機関１００は、内部で燃料を圧縮自己着火燃焼させて、例えば車両などを駆動するための動力を発生させる機関本体１を備える。機関本体１は、各気筒に形成される燃焼室２と、各燃焼室２内にそれぞれ燃料を噴射するための電子制御式の燃料噴射弁３と、各燃焼室２内に吸入空気を導入するための吸気マニホールド４と、各燃焼室２内から排気を排出するための排気マニホールド５と、を含む。
【００１２】
各燃料噴射弁３は、燃料供給管１５を介してコモンレール１６に連結される。コモンレール１６は、吐出量の変更が可能な電子制御式の燃料ポンプ１７を介して燃料タンク１８に連結される。燃料タンク１８内に貯蔵されている燃料は、燃料ポンプ１７によってコモンレール１６内に供給される。コモンレール１６内に供給された燃料は、各燃料供給管１５を介して燃料噴射弁３に供給される。
【００１３】
吸気マニホールド４は、吸気ダクト６を介して排気ターボチャージャ７のコンプレッサ７ａの出口に連結される。コンプレッサ７ａの入口は、吸気管８を介してエアクリーナ９に連結される。吸気管８には、吸入空気量を検出するためのエアフローメータ２１１が設けられる。吸気ダクト６内には、ステップモータにより駆動される電気制御式のスロットル弁１０が配置される。吸気ダクト６の周りには、吸気ダクト６内を流れる吸入空気を冷却するための冷却装置１１が配置される。
【００１４】
排気マニホールド５は、排気ターボチャージャ７の排気タービン７ｂの入口に連結される。排気タービン７ｂの出口は、触媒コンバータ２０が設けられた排気管１９に連結される。排気マニホールド５と吸気マニホールド４とは、排気再循環（Exhaust Gas Recirculation；以下「ＥＧＲ」という。）を行うためにＥＧＲ通路１２を介して互いに連結される。ＥＧＲ通路１２内には、電子制御式のＥＧＲ制御弁１３が配置される。ＥＧＲ通路１２の周りには、ＥＧＲ通路１２内を流れるＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ１４が配置される。
【００１５】
触媒コンバータ２０は、機関本体１から排出される排気中の有害物質を取り除いた上で排気を外気に排出するための装置であって、外筒３０と、第１触媒装置４０と、第２触媒装置５０と、温度センサ６０と、を備える。触媒コンバータ２０の各構成部品については、図２を参照して後述する。
【００１６】
電子制御ユニット２００は、デジタルコンピュータから構成され、双方性バス２０１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）２０２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）２０３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）２０４、入力ポート２０５及び出力ポート２０６を備える。
【００１７】
入力ポート２０５には、前述したエアフローメータ２１１や温度センサ６０などの出力信号が、対応する各ＡＤ変換器２０７を介して入力される。また、入力ポート２０５には、アクセルペダル２２０の踏み込み量Ｌに比例した出力電圧を発生する負荷センサ２１２の出力電圧が、対応するＡＤ変換器２０７を介して入力される。さらに入力ポート２０５には、機関回転速度Ｎを算出するための信号として、機関本体１のクランクシャフトが例えば１５°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ２１３の出力信号が入力される。このように入力ポート２０５には、内燃機関１００を制御するために必要な各種センサの出力信号が入力される。
【００１８】
出力ポート２０６には、対応する駆動回路２０８を介して燃料噴射弁３、スロットル弁１０を駆動するステップモータ、ＥＧＲ制御弁１３、燃料ポンプ１７などの各制御部品が電気的に接続される。
【００１９】
電子制御ユニット２００は、入力ポート２０５に入力された各種センサの出力信号に基づいて、各制御部品を制御するための制御信号を出力ポート２０６から出力する。
【００２０】
図２は、本実施形態による触媒コンバータ２０の各構成部品について説明する図である。図３は、図２のIII-III線に沿う触媒コンバータ２０の概略断面図である。
【００２１】
外筒３０は、典型的にはステンレス等の金属又はセラミック等の非金属によって構成されたケースであって、収容部３０ａと、収容部３０ａよりも排気流れ方向上流側に形成される第１接続部３０ｂと、収容部３０ａよりも排気流れ方向下流側に形成される第２接続部３０ｃと、を備える。本実施形態では外筒３０は、略水平となるように排気管１９に接続されている。
【００２２】
収容部３０ａは、その内部に第１触媒装置４０及び第２触媒装置５０を収容するための部分であって、その内径は排気管１９の内径よりも大きくされる。収容部３０ａの内壁面には、外筒３０と後述する第１触媒装置４０の導電性基材４１とを電気的に絶縁するために、例えばガラス等の電気絶縁性の材料によってコーティングを施すことにより絶縁層３１が形成されている。
【００２３】
第１接続部３０ｂは、排気流れ方向に沿って徐々にその内径が排気管１９の内径から収容部３０ａの内径に向かって拡がるように形成された部分であって、その前端部が排気管１９に接続される。
【００２４】
第２接続部３０ｃは、排気流れ方向に沿って徐々にその内径が収容部３０ａの内径から排気管１９の内径に向かって狭くなるように形成された部分であって、その後端部が排気管１９に接続される。本実施形態では、この第２接続部３０ｃの重力方向上側、かつ、排気管１９よりも径方向外側に位置する部位に、温度センサ６０の基端部を取り付けるための挿通孔３２が形成されている。この理由については後述する。
【００２５】
第１触媒装置４０は、電気加熱式の触媒装置（ＥＨＣ；Electrical Heated Catalyst）であって、導電性基材４１と、第１保持マット４２と、一対の電極４３と、を備える。
【００２６】
導電性基材４１は、例えば炭化ケイ素（ＳｉＣ）や二珪化モリブデン（ＭｏＳｉ２）などの通電されることにより発熱する材料によって形成される。図３に示すように、導電性基材４１には、排気の流れ方向に沿って、断面形状が格子形状（又はハニカム形状）の複数の通路（以下「単位セル」という。）４１１が形成されており、各単位セル４１１の表面に触媒が担持されている。導電性基材４１に担持させる触媒は特に限られるものではなく、種々の触媒の中から所望の排気浄化性能を得るために必要な触媒を適宜選択して導電性基材４１に担持させることができる。
【００２７】
第１保持マット４２は、導電性基材４１と収容部３０ａとの間の隙間を埋めるように、導電性基材４１と収容部３０ａとの間に設けられ、導電性基材４１を収容部３０ａ内の所定位置に保持するための部品である。第１保持マット４２は、例えばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）などの電気絶縁性の材料によって形成されている。
【００２８】
一対の電極４３は、導電性基材４１に電圧を印加するための部品であり、それぞれ収容部３０ａに対して電気的に絶縁された状態で、それらの一端が導電性基材４１に電気的に接続されている。一対の電極４３のうちの一方の電極４３ａの他端は、例えばバッテリなどの電源４４のプラス端子に接続され、他方の電極４３ｂの他端は、電源４４のマイナス端子に接続されている。一対の電極４３を介して導電性基材４１に電圧を印加することで、導電性基材４１に電流が流れて導電性基材４１が発熱し、導電性基材４１に担持された触媒が加熱される。
【００２９】
このように第１触媒装置４０は、収容部３０ａに対して電気的に絶縁された状態で収容部３０ａ内に設けられる。
【００３０】
第２触媒装置５０は、第１触媒装置４０の排気流れ方向下流側に第１触媒装置４０と隣接するように収容部３０ａ内に設けられる。第２触媒装置５０は、絶縁性基材５１と、第２保持マット５２と、を備える。
【００３１】
絶縁性基材５１は、例えばコージェライトなどの電気絶縁性の材料によって形成される。絶縁性基材５１にも、導電性基材４１と同様に断面形状が格子形状（又はハニカム形状）の単位セル（図示せず）が排気の流れ方向に沿って複数形成されており、各単位セルの表面に触媒が担持されている。絶縁性基材５１に担持させる触媒も特に限られるものではなく、種々の触媒の中から所望の排気浄化性能を得るために必要な触媒を適宜選択して絶縁性基材５１に担持させることができる。絶縁性基材５１に担持させる触媒は、導電性基材４１に担持させる触媒と同じものでも良く、異なるものでも良い。
【００３２】
第２保持マット５２は、絶縁性基材５１と収容部３０ａとの間の隙間を埋めるように、絶縁性基材５１と収容部３０ａとの間に設けられ、絶縁性基材５１を収容部３０ａ内の所定位置に保持するための部品である。第２保持マット５２も、例えばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）などの電気絶縁性の材料によって形成されている。
【００３３】
温度センサ６０は、熱電対６１によって導電性基材４１の温度を直接的に検出するためのセンサである。この温度センサ６０で検出された温度に基づいて、導電性基材４１に対する通電制御や、第１触媒装置４０の故障判定などが電子制御ユニット２００によって行われている。
【００３４】
図２示すように、本実施形態による温度センサ６０は、その基端部６２が、外筒３０の第２接続部３０ｃに対して電気的に絶縁された状態で第２接続部３０ｃに取り付けられている。具体的には本実施形態では、温度センサ６０の基端部６２が、外周面に雄ネジを有する絶縁性のニップルとなっており、このニップルを、雌ネジを有する第２接続部３０ｃの挿通孔３２に螺合させることで、第２接続部３０ｃに対して電気的に絶縁された状態で温度センサ６０の基端部６２が第２接続部３０ｃに取り付けられている。
【００３５】
そして本実施形態では、このように温度センサ６０の基端部６２を外筒３０の第２接続部３０ｃに取り付けて、熱電対６１を導電性基材４１及び絶縁性基材５１よりも排気流れ方向下流側から外筒３０の内部に挿入するようにして、熱電対６１を基端部６２から排気流れ方向上流側に向かって導電性基材４１の内部まで延ばすようにしている。具体的には、熱電対６１を絶縁性基材５１の排気流れ方向下流側の端部から絶縁性基材５１の単位セルに挿入して絶縁性基材５１の内部を通した後、その熱電対６１をさらに導電性基材４１の排気流れ方向下流側の端部から導電性基材４１の単位セル４１１に挿入して（図３参照）、熱電対６１の先端６１ａを導電性基材４１の内部の中央部まで延ばすようにしている。そして、熱電対６１が排気の流れを阻害することがないように、導電性基材４１及び絶縁性基材５１の内部において、熱電対６１を排気流れ方向と略平行となるように配置している。
【００３６】
このように本実施形態では、熱電対６１を導電性基材４１及び絶縁性基材５１よりも排気流れ方向下流側から外筒３０の内部に挿入するようにしている。以下、その理由について説明する。
【００３７】
外筒３０に温度センサ６０の基端部６２を取り付けて基端部６２から熱電対６１を導電性基材４１の内部まで延ばす場合、本実施形態のように第２接続部３０ｃに温度センサ６０の基端部６２を取り付けて、熱電対６１を基端部６２から排気流れ方向上流側に向かって導電性基材４１の内部まで延ばすようにする方法の他にも、例えば図４Ａに示す第１比較例のように、第１接続部３０ｂに温度センサ６０の基端部６２を取り付け、熱電対６１を導電性基材４１よりも排気流れ方向上流側から外筒３０の内部に挿入するようにして、熱電対６１を基端部６２から排気流れ方向下流側に向かって導電性基材４１の内部まで延ばすようにする方法が考えられる。また図４Ｂに示す第２比較例のように、収容部３０ａに温度センサ６０の基端部６２を取り付け、熱電対６１を導電性基材４１と絶縁性基材５１との間から外筒３０の内部に挿入するようにして、熱電対６１を基端部６２から排気流れ方向上流側に向かって導電性基材４１の内部まで延ばすようにする方法が考えられる。
【００３８】
しかしながら、図４Ａに示す第１比較例の場合、本実施形態と比較として以下のような問題が生じる。
【００３９】
すなわち、図４Ａに示す第１比較例の場合、熱電対６１に、導電性基材４１及び絶縁性基材５１に流入する前の排気が当たるため、本実施形態と比較して排気脈動の影響を強く受けて熱電対６１が振動しやすい。
【００４０】
そのため、熱電対６１を劣化させて温度センサ６０を故障させるおそれがある。すなわち、温度センサ６０の耐久性を悪化させるおそれがある。また、熱電対６１が振動することによって熱電対６１の位置（測温部位）が変化し、導電性基材４１の温度（触媒床温）の検出精度が悪化するおそれがある。またさらに、熱電対６１が振動することによって、熱電対６１が第１接続部３０ｂの内壁面に接触すると共に、導電性基材４１の内部において導電性基材４１と接触するおそれがあり、その結果、導電性基材４１と外筒３０との絶縁性が悪化するおそれがある。
【００４１】
また、熱電対６１に、導電性基材４１及び絶縁性基材５１に流入する前の排気が当たるため、本実施形態と比較して排気の熱が熱電対６１に奪われやすく、導電性基材４１及び絶縁性基材５１に流入する排気の温度が低下するおそれがある。そのため、導電性基材４１及び絶縁性基材５１の温度の昇温速度が低下して触媒が活性するまでの時間が長くなり、排気エミッションが悪化するおそれがある。
【００４２】
また図５に示すように、排気流れ方向上流側から収容部３０ａの内部を見た場合、図４Ａに示す第１比較例においては、熱電対６１によって導電性基材４１に流入する排気の流れが遮られるため、熱電対６１の後方（排気流れ方向下流側）に位置する導電性基材４１の一部の単位セル４１１に排気が流入しにくくなる。そうすると、導電性基材４１が排気から受ける単位時間当たりの熱量が少なくなるので、導電性基材４１の昇温速度が低下して導電性基材４１に担持された触媒が活性するまでの時間が長くなり、排気エミッションが悪化するおそれがある。
【００４３】
また、図４Ｂに示す第２比較例の場合も、本実施形態と比較として以下のような問題が生じる。
【００４４】
すなわち、図４Ｂに示す第２比較例の場合も、排気流れ方向上流側から収容部３０ａの内部を見た場合には、熱電対６１によって絶縁性基材５１に流入する排気の流れが遮られるため、熱電対６１の後方に位置する絶縁性基材５１の一部の単位セルに排気が流入しにくくなる。その結果、第１比較例と同様に、絶縁性基材５１が排気から受ける単位時間当たりの熱量が少なくなるので、絶縁性基材５１の昇温速度が低下して絶縁性基材５１に担持された触媒が活性するまでの時間が長くなり、排気エミッションが悪化するおそれがある。
【００４５】
また、図４Ｂに示す第２比較例の場合、温度センサ６０の基端部６２を取り付けるための挿通孔３２を、収容部３０ａの内壁面に形成された絶縁層３１にも形成する必要がある。すなわち、温度センサ６０の基端部６２を、絶縁層３１を貫通させて収容部３０ａに取り付ける必要がある。
【００４６】
そのため、仮にシール等を施したとしても、排気中に含まれる導電性カーボンが、温度センサ６０の基端部６２と絶縁層３１との隙間（すなわち挿通孔３２）に侵入、堆積し、導電性カーボンによって導電性基材４１と外筒３０とを電気的に接続する電流パスが形成されるおそれがある。その結果、導電性基材４１と外筒３０との絶縁性が悪化するおそれがある。
【００４７】
これに対し、本実施形態のように、第２接続部３０ｃに温度センサ６０の基端部６２を取り付けて、熱電対６１を基端部６２から排気流れ方向上流側に向かって導電性基材４１の内部まで延ばすようにすることで、熱電対６１に、導電性基材４１及び絶縁性基材５１に流入する前の排気が当たることがない。そのため、排気脈動によって熱電対６１が振動するのを抑制できると共に、熱電対６１に熱が奪われるのを抑制できる。
【００４８】
したがって、熱電対６１が振動することに起因する温度センサ６０の耐久性の悪化、導電性基材４１の温度の検出精度の悪化、及び導電性基材４１と外筒３０との絶縁性の悪化を抑制できる。また、熱電対６１に熱が奪われることに起因する排気エミッションの悪化を抑制できる。
【００４９】
また、熱電対６１によって導電性基材４１や絶縁性基材５１に流入する排気の流れが遮られることもないので、導電性基材４１や絶縁性基材５１に排気が流入しにくくなって導電性基材４１や絶縁性基材５１の昇温速度が低下するのを抑制できる。したがって、熱電対６１によって導電性基材４１や絶縁性基材５１に流入する排気の流れが遮られることに起因する排気エミッションの悪化を抑制できる。
【００５０】
また、温度センサ６０の基端部６２を、絶縁層３１を貫通させて収容部３０ａに取り付ける必要がないので、温度センサ６０の基端部６２と絶縁層３１との隙間（すなわち挿通孔３２）に導電性カーボンが侵入、堆積することに起因する導電性基材４１と外筒３０との絶縁性の悪化を抑制できる。
【００５１】
続いて、第２接続部３０ｃの重力方向上側、かつ、排気管１９よりも径方向外側に位置する部位に、温度センサ６０の基端部６２を取り付けた理由について説明する。
【００５２】
外筒３０の内壁面には、排気中の水蒸気が凝縮した液水が溜まる場合がある。液水は、基本的に外筒３０の重力方向下側の内壁面に溜まることになる。したがって、温度センサ６０の基端部６２を、第２接続部３０ｃの重力方向下側に取り付けた場合には、本実施形態のように重力方向上側に取り付けた場合と比較して、液水が挿通孔３２に侵入しやすくなる。その結果、外筒３０の重力方向下側の内壁面に溜まった液水及び挿通孔３２に侵入した液水によって、導電性基材４１と外筒３０とを電気的に接続する電流パスが形成されるおそれがあり、導電性基材４１と外筒３０との絶縁性が悪化するおそれがある。
【００５３】
したがって、温度センサ６０の基端部６２を、第２接続部３０ｃの重力方向上側に取り付けことによって、このような液水に起因する導電性基材４１と外筒３０との絶縁性の悪化を抑制できる。
【００５４】
また、図６に示すように、外筒３０の内部において、排気管１９よりも径方向外側に位置する部位を流れる排気の流速は、その内側を流れる排気の主流の流速と比較して、低下する傾向にある。そのため、温度センサ６０の基端部６２を、外筒３０の、排気管１９よりも径方向外側に位置する部位に設けることで、温度センサ６０の基端部６２が排気の主流に曝されるのを抑制して、基端部６２の温度が上昇するのを抑制できる。したがって、例えば外筒３０と温度センサ６０の基端部６２との熱膨張差など起因する温度センサ６０の基端部６２の劣化を抑制し、温度センサ６０の耐久性の悪化を抑制することができる。
【００５５】
したがって、外筒３０を排気流れ方向下流側から見た場合には、図７に示すような、第２接続部３０ｃの重力方向上側、かつ、排気管１９よりも径方向外側に位置する部位が、温度センサ６０の基端部６２を取り付ける最適な位置といえる。
【００５６】
以上説明した本実施形態による内燃機関１００は、外筒３０と、外筒３０に対して電気的に絶縁された状態で外筒３０内に設けられ、通電されることによって発熱する導電性基材４１に触媒を担持させた第１触媒装置４０と、第１触媒装置４０の排気流れ方向下流側に第１触媒装置４０と一定の距離を空けて隣接するように外筒３０内に設けられ、絶縁性基材５１に触媒を担持させた第２触媒装置５０と、導電性基材４１の温度を検出するための温度センサ６０と、を備える触媒コンバータ２０を、排気経路に備える。温度センサ６０は、絶縁性基材５１よりも排気流れ方向下流側の外筒３０に取り付けられる基端部６２と、基端部６２から外筒３０の内部に延びると共に、先端が導電性基材４１の内部に位置するように、絶縁性基材５１の排気流れ方向下流側の端部から絶縁性基材５１の内部に挿入され、絶縁性基材５１の内部を通って導電性基材４１の排気流れ方向下流側の端部から導電性基材４１の内部に挿入される熱電対６１（感温部）と、を備え、熱電対６１は、導電性基材４１及び絶縁性基材５１の内部において排気流れ方向と略平行に配置されている。
【００５７】
これにより、導電性基材４１及び絶縁性基材５１に流入する前の排気が熱電対６１に当たることがなく、また熱電対６１が排気流れ方向と略平行にされた状態で導電性基材４１及び絶縁性基材５１の内部に配置されているため、導電性基材４１及び絶縁性基材５１に流入する前の排気の流れや、導電性基材４１及び絶縁性基材５１の内部を通過している途中の排気の流れが、熱電対６１によって遮られるのを抑制できる。したがって、導電性基材４１及び絶縁性基材５１の内部に排気が流入しにくくなって導電性基材４１及び絶縁性基材５１の昇温速度が低下してしまうのを抑制できるので、熱電対６１によって排気の流れが遮られることに起因する排気エミッションの悪化を抑制できる。
【００５８】
また、導電性基材４１及び絶縁性基材５１に流入する前の排気が熱電対６１に当たることがないので、排気脈動によって熱電対６１が振動するのを抑制できると共に、熱電対６１に熱が奪われるのを抑制できる。したがって、熱電対６１が振動することに起因する温度センサ６０の耐久性の悪化、導電性基材４１と外筒３０との絶縁性の悪化、及び導電性基材４１の温度の検出精度の悪化を抑制できる。また、熱電対６１に熱が奪われることに起因する排気エミッションの悪化を抑制できる。
【００５９】
また、温度センサ６０の基端部６２を、絶縁層３１を貫通させて外筒３０に取り付ける必要がないので、温度センサ６０の基端部６２と絶縁層３１との隙間（すなわち挿通孔３２）に導電性カーボンが侵入、堆積することに起因する導電性基材４１と外筒３０との絶縁性の悪化を抑制できる。
【００６０】
さらに、熱電対６１が導電性基材４１の内部に配置されているため、導電性基材４１及び絶縁性基材５１の温度を精度良く検出することができる。
【００６１】
また本実施形態では、外筒３０は、略水平となるように排気管１９（排気通路）に設けられており、温度センサ６０の基端部６２は、外筒３０の重力方向上側の部位に取り付けられている。そのため、温度センサ６０の基端部６２を外筒３０に取り付けるための挿通孔３２に、排気中の水蒸気が凝縮した液水が侵入するのを抑制できる。したがって、液水によって導電性基材４１と外筒３０とを電気的に接続する電流パスが形成されるのを抑制でき、導電性基材４１と外筒３０との絶縁性が悪化するのを抑制できる。
【００６２】
また本実施形態では、外筒は、その内径が排気管１９（排気通路）の内径よりも大きい部位を有し、温度センサ６０の基端部６２は、外筒３０の、排気管１９よりも径方向外側に位置する、排気管１９の内径よりも大きい部位に取り付けられている。
【００６３】
外筒３０の内部において、排気管１９よりも径方向外側に位置する部位を流れる排気の流速は、その内側を流れる排気の主流と比較して、排気の流速が低下する傾向にある。そのため、温度センサ６０の基端部６２を、外筒３０の、排気管１９よりも径方向外側に位置する部位に設けることで、温度センサ６０の基端部６２の温度上昇を抑制することができる。したがって、例えば外筒３０と温度センサ６０の基端部６２との熱膨張差など起因する温度センサ６０の基端部６２の劣化を抑制し、温度センサ６０の耐久性の悪化を抑制することができる。
【００６４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【００６５】
例えば、上記の実施形態では、機関本体１で燃料を圧縮自己着火燃焼させるように内燃機関１００を構成していたが、機関本体１で燃料を火花点火燃焼させるように内燃機関１００を構成しても良い。また、排気管１９に触媒コンバータ２０以外の排気浄化装置、例えばパティキュレートフィルタや他の触媒装置などを設けても良い。
【符号の説明】
【００６６】
３０    外筒
４０    第１触媒装置
４１    導電性基材
５０    第２触媒装置
５１    絶縁性基材
６０    温度センサ
６１    熱電対（感温部）
６２    基端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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