(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガス成分の測定を行い且つ排気ガス成分の測定の際にエアーを必要とする排気センサーをエンジンに配置する構造において、前記エンジンの排気管と前記排気センサーとを導入管で連通し、前記排気センサーと前記エンジンの吸気管とを排出管で連通し、前記排気センサーに大気開放された大気管を接続して、前記エンジンの吸気行程で発生する吸気負圧により、排気ガスが前記導入管を通じて前記排気センサー内部に吸い込まれると共に、エアーが前記大気管を通じて前記排気センサー内部に吸い込まれるようにしたことを特徴とする排気センサー配置構造。
【請求項２】
前記吸気管にターボコンプレッサーが配設され、該ターボコンプレッサーよりも吸気上流側の前記吸気管に前記排出管が接続された請求項１に記載の排気センサー配置構造。
【請求項３】
前記排出管に調量バルブを設けた請求項１又は２に記載の排気センサー配置構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ガス成分の測定を行い且つ排気ガス成分の測定の際にエアーを必要とする排気センサーをエンジンに配置する構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
排気ガスにさらされる排気センサーにおいて、排気ガス成分による汚染を避けたり、排気ガス成分濃度の測定のリファレンスとして、エアーを必要とするものがある。このエアーの供給の方法は排気センサーの個々の特性により異なる。
【０００３】
排気センサーを車載用ＰＭセンサーとして用いる場合、ＰＭセンサーは排気ガス成分の測定の際にエアーを必要とし、一般的に、エアーコンプレッサーやターボコンプレッサーが発生する正圧により、エアーをＰＭセンサーに供給することを前提としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００９／１０９６８８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、乗用車や小型商用車用の小排気量エンジンでは、正圧を発生させるエアコンプレッサーは一般的に装着されていない。
【０００６】
また、ターボコンプレッサーが発生する正圧を利用する場合、ターボコンプレッサーのシール部から漏れるオイルやブローバイガス中のオイルにより、排気センサーが汚染される虞がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、正圧を発生させる装置を用いずに、排気ガス成分の測定に必要なエアーを排気センサーに供給することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、排気ガス成分の測定を行い且つ排気ガス成分の測定の際にエアーを必要とする排気センサーをエンジンに配置する構造において、前記エンジンの排気管と前記排気センサーとを導入管で連通し、前記排気センサーと前記エンジンの吸気管とを排出管で連通し、前記排気センサーに大気開放された大気管を接続して、前記エンジンの吸気行程で発生する吸気負圧により、排気ガスが前記導入管を通じて前記排気センサー内部に吸い込まれると共に、エアーが前記大気管を通じて前記排気センサー内部に吸い込まれるようにしたものである。
【０００９】
前記吸気管にターボコンプレッサーが配設され、該ターボコンプレッサーよりも吸気上流側の前記吸気管に前記排出管が接続されていても良い。
【００１０】
前記排出管に調量バルブを設けても良い。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、正圧を発生させる装置を用いずに、排気ガス成分の測定に必要なエアーを排気センサーに供給することができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る排気センサー配置構造が適用されるエンジンの概略図である。
【図２】図２は、他の実施形態に係る排気センサー配置構造が適用されるエンジンの概略図である。
【図３】図３は、他の実施形態に係る排気センサー配置構造が適用されるエンジンの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１４】
図１中、１はエンジン（本実施形態では、ディーゼルエンジン）、２はエンジン１の吸気ポート１ａに接続された吸気管、３は吸気管２に配設されたエアクリーナー、４はエアクリーナー３よりも吸気下流側の吸気管２に配設されエンジン１に供給する吸気を昇圧するターボコンプレッサー（ターボチャージャーのコンプレッサー）、５はエンジン１の排気ポート１ｂに接続された排気管（テールパイプ）、６は排気管５に配設されターボコンプレッサー４を駆動するタービン、７はタービン６よりも排気ガス下流側の排気管５に配設された排ガス後処理装置である。排ガス後処理装置７は、例えば、排気ガス中に含まれるＰＭ（粒子状物質）を捕集するＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）を有する。
【００１５】
本実施形態の排気センサー１０は、ＯＢＤ（On-board diagnostics；自己故障診断）対応を想定した車載可能なセンサーであって、供給されるエアーに電荷をチャージし、電荷の変化量からＰＭ（粒子状物質）排出量を検知するＰＭセンサーである。
【００１６】
本実施形態の排気センサー１０は、先端からエアーを噴出するノズル１１と、ノズル１１を覆うと共にノズル１１先端から噴射されたエアーを絞る絞り部１２を有する管状或いは鞘状の内側ケース１３と、内側ケース１３を覆う管状或いは鞘状の外側ケース１４と、エアーに電荷をチャージする電極（図示せず）とを備えている。
【００１７】
本実施形態では、ノズル１１と内側ケース１３と外側ケース１４とは、互いに同心的に配置されている。また、内側ケース１３及び外側ケース１４にはそれぞれ、排気ガスを排気センサー１０内部（本実施形態では、内側ケース１３内部）に導入するガス入口１３ａ、１４ａと、排気ガスを排気センサー１０（本実施形態では、内側ケース１３）から排出するガス出口１３ｂ、１４ｂとが設けられている。ガス入口１３ａ、１４ａとガス出口１３ｂ、１４ｂとは内側ケース１３及び外側ケース１４の長手方向に間隔を隔てて設けられている。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態では、エンジン１の排気管５と排気センサー１０とを導入管１５で連通し、排気センサー１０とエンジン１の吸気管２とを排出管１６で連通し、排気センサー１０に大気開放された大気管１７を接続している。排出管１６には、排気センサー１０に供給する排気ガス及びエアーの流量を調節する調量バルブ１８が設けられており、大気管１７には、排気センサー１０に供給するエアーを濾過するフィルター１９が設けられている。本実施形態では、大気管１７はノズル１１の基端に接続されている。
【００１９】
より具体的には、本実施形態では、導入管１５の一端は排ガス後処理装置７よりも排気ガス下流側の排気管５に接続され、導入管１５の他端は排気センサー１０の内側ケース１３及び外側ケース１４（ガス入口１３ａ、１４ａ）に接続されている。また、排出管１６の一端は排気センサー１０の内側ケース１３及び外側ケース１４（ガス出口１３ｂ、１４ｂ）に接続され、排出管１６の他端はターボコンプレッサー４よりも排気ガス上流側の吸気管２（図示例では、ターボコンプレッサー４とエアクリーナー３との間の吸気管２）に接続されている。
【００２０】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００２１】
本実施形態では、排気センサー１０はエンジン吸気系とエンジン排気系との間に配置されている。つまり、排気センサー１０は、排出管１６でエンジン１の吸気管２と連通され、導入管１５でエンジン１の排気管５と連通されている。そのため、エンジン１の吸気行程で吸気管２内部に発生する負圧により、エアー（大気）がエアクリーナー３及びフィルター１９からエンジン１の吸気ポート１ａ側へ吸い込まれる。フィルター１９から吸い込まれたエアーは大気管１７を通じて排気センサー１０内部に供給される。
【００２２】
また、エンジン排気系（エンジン１の排気管５）と排気センサー１０とは導入管１５により連通しているので、エンジン１の吸気行程で吸気管２内部に発生する負圧により、エンジン１の排気管５内部の排気ガスもエンジン１の吸気ポート１ａ側へ吸い込まれる。吸い込まれた排気ガスは導入管１５を通じて排気センサー１０内部に供給される。
【００２３】
即ち、本実施形態によれば、エンジン１の排気管５と排気センサー１０とを導入管１５で連通し、排気センサー１０とエンジン１の吸気管２とを排出管１６で連通し、排気センサー１０に大気開放された大気管１７を接続して、エンジン１の吸気行程で発生する吸気負圧により、排気ガスが導入管１５を通じて排気センサー１０内部に吸い込まれると共に、エアーが大気管１７を通じて排気センサー１０内部に吸い込まれるようにしたことにより、正圧を発生させる装置を用いずに、排気ガス成分の測定に必要なエアーを排気センサー１０に供給することが可能となる。
【００２４】
また、本実施形態によれば、吸気管２にターボコンプレッサー４が配設され、ターボコンプレッサー４よりも吸気上流側の吸気管２に排出管１６が接続されたことにより、導入管１５と排出管１６との間に圧力差を発生させやすく、排気ガス及びエアーを効率的に排気センサー１０内部に供給することができる。
【００２５】
さらに、本実施形態によれば、排出管１６に調量バルブ１８を設けたことにより、調量バルブ１８によって導入管１５と排出管１６との間の圧力差を変化させることができ、排気センサー１０内部に供給される排気ガス及びエアーの流量を適量に調節することができる。
【００２６】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず他の様々な実施形態を採ることが可能である。
【００２７】
例えば、上記実施形態では、排気センサー１０に供給するエアーを濾過するフィルター１９をエアクリーナー３とは独立させているが、吸気抵抗等により適切な負圧が発生する場合には、図２に示すように、エアクリーナー３を吸気管２と大気管１７とで共用することができる。
【００２８】
また、排気センサー１０の特性によっては、図３に示すように、導入管１５の連通箇所を、排ガス後処理装置７よりも排気ガス上流側の排気管５に配置できる。つまり、導入管１５の一端が排ガス後処理装置７よりも排気ガス上流側の排気管５に接続されていても良い。
【００２９】
さらに、排気センサー１０は、ＰＭセンサーに限定はされず、エアーを必要とするものであれば、ＰＭ以外の排気ガス成分を測定するセンサーであっても良い。
【符号の説明】
【００３０】
１  エンジン
２  吸気管
３  エアクリーナー
４  ターボコンプレッサー
５  排気管（テールパイプ）
６  タービン
７  排ガス後処理装置
１０  排気センサー
１５  導入管
１６  排出管
１７  大気管
１８  調量バルブ
１９  フィルター
【図１】
0005510017.tif 000002
【図２】
0005510017.tif 000003
【図３】
0005510017.tif 000004