(57)【要約】【課題】車両の傾きにより消音器内に溜まった水が排気管に設けられたセンサに向けて流れるのを抑制し、その水が排気管のセンサにかかるのを抑制することのできるエンジンの排気装置を提供する。【解決手段】排気管３における酸素センサ５と消音器４との間の部分であって、その内側下面には壁６が形成される。このため、自動車１が前傾し、消音器４内に溜まった水が排気管３の酸素センサ５側（排気上流側）に逆流しようとするとき、その水の逆流が上記壁６によって規制され、酸素センサ５に上記逆流した水がかかるのを抑制することができるようになる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されたエンジンの排気をセンサが設けられた排気管から消音器へと送るエンジンの排気装置において、
前記排気管における前記センサと前記消音器との間の部分であって、その部分の内側下面に排気上流側への液体の流れを規制する壁を形成したことを特徴とするエンジンの排気装置。
【請求項２】
前記壁は、車両水平状態のもとで排気下流側に傾くよう形成されている請求項１記載のエンジンの排気装置。
【請求項３】
前記壁は、排気管における前記センサと前記消音器との間であって当該消音器寄りの位置に形成されている請求項１又は２記載のエンジンの排気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの排気装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両に搭載されるエンジンは、その排気を排気管から消音器に送り、その後に外部に排出することで、排気音を消音する排気装置を備えている。こうした排気装置の排気管において消音器の上流に位置する部分には、排気の状態を検出するための各種センサが設けられる。例えば、特許文献１、２では、排気管に排気中の酸素濃度を検出する酸素センサが設けられている。この酸素センサは、エンジンの空燃比制御等に用いられることとなる。
【特許文献１】特開平５−２６３６４０公報
【特許文献２】特開２０００−３５６１２７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、消音器は、エンジンの排気系において熱容量の大きい部品であり、エンジン停止時などに一旦冷えてしまうことで、次回のエンジン運転での排気の導入時に暖まりにくくなる。特に、このときのエンジン運転として、排気温度の低い軽負荷運転が続くような場合には一層暖まりにくくなる。一方、エンジンの暖機過程では、排気に多量の水分が含まれており、この排気が冷えた状態の消音器を通過して冷却されると、排気中の水分が凝固して消音器内に水が溜まることになる。特に、エンジンの軽負荷運転と運転停止とが繰り返される市街地走行などでは、エンジン運転時に消音器内の水を蒸発させるほど消音器が暖まらず、同消音器の内部に水が溜まりやすくなる。
【０００４】
このように消音器内に水が溜まった状態で、車両が走行中に傾斜したり傾斜状態で停車されたりして、消音器に対する排気管の排気上流側の相対位置が低くなるように車両が傾斜すると、消音器内の水が排気管の上流に向けて逆流しようとする。このとき、エンジンのアイドル運転中など、排気の流速が小となるエンジン運転状態であると、上記逆流しようとする水を排気によって消音器側に押し戻すことができず、その水が排気管のセンサにかかることになる。排気管のセンサにおいては、その素子が耐熱性に優れたセラミック等によって形成されており、同素子が排気にさらされて高温となっているときに上記のように水がかかって急冷されると、素子割れ等の異常を来すおそれがある。
【０００５】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、車両の傾きにより消音器内に溜まった水が排気管に設けられたセンサに向けて流れるのを抑制し、その水が排気管のセンサにかかるのを抑制することのできるエンジンの排気装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、車両に搭載されたエンジンの排気をセンサが設けられた排気管から消音器へと送るエンジンの排気装置において、前記排気管における前記センサと前記消音器との間の部分であって、その部分の内側下面に排気上流側への液体の流れを規制する壁を形成した。
【０００７】
消音器内に水が溜まった状態で、消音器に対する排気管上流側の相対位置が低くなるように車両が傾斜すると、消音器内に溜まった水が排気管上流側、すなわちセンサ側に向かって逆流しようとする。しかし、排気管内におけるセンサと消音器との間の下面には壁が形成され、この壁によって上記水の逆流が規制されるため、センサに逆流した水がかかるのを抑制することができる。
【０００８】
なお、排気管に設けられるセンサとしては、排気中の酸素濃度を検出する酸素センサや排気の温度を検出する排気温センサなど、排気の状態を検出するためのセンサがあげられる。
【０００９】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記壁は、車両水平状態のもとで排気下流側に傾くよう形成されていることを要旨とした。
上記構成によれば、消音器に対する排気管上流側の相対位置が低くなるよう車両が傾くと、壁が起き上がった状態になるため、当該壁の上端がより高い位置にきて、センサに向けて逆流する水が壁を越えにくくなる。また、壁を排気下流側に傾けることで、排気管の径方向断面のうち上記壁によって塞がれる部分の面積を小さくし、排気管の排気流通面積をより大きく確保することが可能になる。従って、上記のように壁を傾けることで、センサに向けての水の逆流を効果的に抑制しつつ、排気管での排気の流通が上記壁によって阻害されるのを可能な限り抑制することができる。
【００１０】
なお、上記壁における車両水平状態での傾斜態様としては、このときの壁の垂直面に対する傾斜角度を、消音器に対する排気管の排気上流側の相対位置が低くなる方向に車両を傾けた場合の当該車両の最大傾斜角よりも小さくするといった態様を採用するのが好ましい。
【００１１】
請求項３記載の発明では、請求項１又は２記載の発明では、前記壁は、排気管における前記センサと前記消音器との間であって当該消音器寄りの位置に形成されていることを要旨とした。
【００１２】
上記構成によれば、車両の傾斜により消音器内に溜まった水が排気管上流側に向けて逆流しようとするとき、その水は壁によって消音器寄りの位置でせき止められる。このため、排気管において消音器の上流に位置するセンサに上記逆流しようとする水がかかるのを、より確実に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を自動車用エンジンの排気装置に具体化した一実施形態を図１〜図５に従って説明する。
図１に示されるように、自動車１の前部に搭載されたエンジン２の排気装置は、エンジン２に接続されて後方に延びる排気管３と、その排気管３によってエンジン２の排気が送り込まれる消音器４とを備えている。そして、エンジン２においては、その排気を排気管３から消音器４に送り、その後に外部に排出することで、排気音の消音が図られている。また、排気管３における消音器４の上流部分には、排気の状態を検出するためのセンサとして、排気中の酸素濃度を検出して同酸素濃度に対応した信号を出力する酸素センサ５が設けられている。
【００１４】
ところで、消音器４内に水が溜まった状態では、自動車１が走行時や停車時に前傾し、排気管３における消音器４の上流側であって酸素センサ５の設けられた部分が低くなると、消音器４内の水が排気管３の上流側に向けて逆流するおそれがある。そして、酸素センサ５に上記逆流する水がかかると、同センサ５における素子割れ等の異常の原因となる。こうした問題を回避するため、排気管３における酸素センサ５と消音器４との間の部分であって、その部分の内側下面には、排気管３の排気上流側（図中左側）への液体の流れを規制する壁６が形成されている。
【００１５】
図２（ａ）は、排気管３における酸素センサ５及び壁６が設けられた部分、及び、消音器４を拡大した略図である。また、図２（ｂ）は、上記図２（ａ）を矢印Ａ−Ａ方向から見た断面図である。同図から分かるように、上記壁６は、排気管３における酸素センサ５と消音器４との間であって当該消音器４寄りの位置、より詳しくは排気管３における消音器４に接続された部分よりも僅かに上流に位置し、排気管３の下部を排気上流側と排気下流側とに隔てるように形成されている。
【００１６】
ここで、自動車１が前傾し、図３に示されるように、排気管３における消音器４の排気上流側の部分であって酸素センサ５の取り付けられた部分の高さ位置が、消音器４の高さ位置に対して相対的に低くなると、消音器４内に溜まった水が排気管３側に溢れ、同排気管３の上流側（図中左側）、すなわち酸素センサ５側に逆流しようとする。しかし、この水は壁６によって排気管３における消音器４よりの位置でせき止められ、同水の酸素センサ５に向けての逆流は規制されることとなる。このため、排気管３の酸素センサ５に上記逆流しようとする水がかかるのを抑制することができる。
【００１７】
図４は、排気管３における壁６が設けられた部分を示す拡大図である。同図から分かるように、壁６は自動車１の水平状態にあって排気下流側に傾くように形成されている。この場合、上述したように自動車１が前傾したとき、壁６が図５に二点鎖線で示されるように起き上がった状態になり、当該壁６の上端が自動車１の水平時（図中実線）よりも距離Ｈ分だけ高い位置にくる。このため、消音器４から酸素センサ５に向けて逆流しようとする水が壁６を越えにくくなる。また、壁６を上記のように傾けることで、排気管３の径方向断面の断面積Ｍ（図４参照）のうち、壁６によって塞がれる部分の面積Ｓ２を極力小さくし、排気管３の排気流通面積Ｓ１をより大きく確保することが可能になる。
【００１８】
なお、壁６の自動車水平状態での傾斜態様としては、このときの壁６の垂直面Ｆに対する傾斜角度θを、前傾状態での自動車１の最大傾斜角度よりも小さくするといった態様が採用される。これは、上述したような自動車１の前傾は通常、その際の自動車１の最大傾斜角度よりも小さい傾斜角度で行われるものであり、このような通常の自動車１の前傾時に壁６を垂直面Ｆにできる限り近づけて壁６の上端を極力高くするには、上記のように壁６を傾斜させることが好ましいためである。
【００１９】
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）排気管３における酸素センサ５と消音器４との間の部分であって、その内側下面には壁６が形成されている。従って、自動車１が前傾し、消音器４内に溜まった水が排気管３の酸素センサ５側（排気上流側）に逆流しようとするとき、その水の逆流が上記壁６によって規制され、酸素センサ５に上記逆流した水がかかるのを抑制することができる。そして、酸素センサ５に水がかかることによって同センサ５に素子割れ等の異常が生じるのを抑制することができる。
【００２０】
（２）上記壁６は、自動車１の水平状態にあって排気下流側に傾くよう形成されている。このため、自動車１の前傾時には壁６の上端がより高い位置にくるようにすることができる。また、壁６を排気下流側に傾けることにより、排気管３の径方向断面のうち壁６によって塞がれる部分の面積Ｓ２を小さくし、排気管３の排気流通面積Ｓ１をより大きく確保することが可能になる。以上により、酸素センサ５への水の逆流を効果的に抑制しつつ、排気管３での排気の流通が上記壁６によって阻害されるのを可能な限り抑制することができるようになる。
【００２１】
（３）上記壁６の垂直面Ｆに対する傾斜角度θは、自動車１の前傾時の最大傾斜角度よりも小さい値とされている。このため、自動車１の通常の前傾時、すなわち最大傾斜角度未満の前傾時に、壁６を自動車１の水平時に比べて起き上がった状態とし、壁６を垂直面Ｆに近づけて同壁６の上端を極力高くすることが可能になる。従って、自動車１の前傾時に消音器４から排気管３の上流側に向けて逆流しようとする水が一層壁６を越えにくくなる。
【００２２】
（４）上記壁６は、排気管３における消音器４に接続された部分よりも僅かに上流に位置するよう形成されている。このため、自動車１の前傾により消音器４内に溜まった水が排気管３の上流に向けて逆流しようとするとき、その水は壁６によって消音器４寄りの位置でせき止められる。従って、排気管３の酸素センサ５に上記逆流しようとする水がかかるのを、より確実に抑制することができる。
【００２３】
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・壁６については、必ずしも傾ける必要はなく、排気管３と直交するように、すなわち図４の垂直面Ｆ上に位置するように形成してもよい。
【００２４】
・壁６を排気管３における消音器４との接続部分よりも僅かに上流に設けたが、酸素センサ５と消音器４との中間位置や酸素センサ５寄りの位置など、壁６をより排気上流側に設けることも可能である。
【００２５】
・排気管３に排気の状態を検出するセンサとして酸素センサを設けたエンジン２に本発明を適用したが、排気の状態を検出するセンサとして排気温を検出する排気温センサなど他のセンサを設けたエンジンに本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施形態のエンジンの排気装置が適用される自動車全体を示す略図。
【図２】（ａ）は排気管における酸素センサ及び壁が設けられた部分、及び、消音器を拡大した略図であり、（ｂ）は上記排気管を矢印Ａ−Ａ方向から見た断面図である。
【図３】自動車が前傾して排気管及び消音器が傾いた状態を示す略図。
【図４】排気管における壁が設けられた部分を示す拡大図。
【図５】自動車が水平状態から前傾したときの壁の動きを示す拡大図。
【符号の説明】
【００２７】
１…自動車、２…エンジン、３…排気管、４…消音器、５…酸素センサ、６…壁。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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