(57)【要約】【課題】車両の設計自由度低下や製造コスト増加等を抑制しつつ、パティキュレートフィルタの性能維持に寄与することができる技術を提供する。【解決手段】本発明に係るフィルタ再生用の二次エア供給装置は、内燃機関の排気通路に配置され、酸化触媒が併設されたパティキュレートフィルタと、前記パティキュレートフィルタより上流の排気通路に設けられ、所定の排気センサを着脱自在に形成されるセンサ取付部と、を備えた内燃機関に適用される。該二次エア供給装置は、前記排気センサが取り外された状態の前記センサ取付部へ着脱自在に形成される、二次エア噴出部を備える。これにより、センサ取付部から排気センサを取り外す代わりに、二次エア供給装置の二次エア噴出部を該センサ取付部に取り付けることが可能になるため、二次エア供給装置を車両に搭載しなくとも、フィルタ再生処理を行うことが可能になる。【選択図】図４
2019124174.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に配置され、酸化触媒が併設されたパティキュレートフィルタと、
前記パティキュレートフィルタより上流の排気通路に設けられ、所定の排気センサを着脱自在に形成されるセンサ取付部と、
を備えた内燃機関に適用される、フィルタ再生用の二次エア供給装置であって、
該二次エア供給装置は、前記排気センサが取り外された状態の前記センサ取付部へ着脱自在に形成される、二次エア噴出部を備えることを特徴とする、フィルタ再生用の二次エア供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気通路に配置されるパティキュレートフィルタを再生する際に使用される、二次エア供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気に含まれる粒子状物質（Particulate Matter：PM）の大気中への排出を抑制する方法として、内燃機関の排気通路にパティキュレートフィルタを配置する方法が知られている。なお、パティキュレートフィルタのＰＭ捕集容量は有限であるため、該パティキュレートフィルタのＰＭ捕集量がある程度多くなると、該パティキュレートフィルタに捕集されているＰＭ（捕集ＰＭ）を酸化及び除去する処理（フィルタ再生処理）を行う必要がある。パティキュレートフィルタの捕集ＰＭは、高温且つ酸素が存在する雰囲気で酸化される。そのため、パティキュレートフィルタに酸化触媒を担持させ、又はパティキュレートフィルタの直上流に酸化触媒を配置して、該酸化触媒へ未燃燃料と二次エア供給装置とを供給することにより、酸化触媒によって未燃燃料が酸化される際の反応熱でパティキュレートフィルタを昇温させ、且つ二次エアに含まれる酸素を利用してパティキュレートフィルタの捕集ＰＭを酸化させる方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１２７１４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ガソリンやアルコール含有燃料を使用する内燃機関のように、排気中に含まれるＰＭ量が比較的少ない内燃機関を搭載する車両においては、フィルタ再生処理を頻繁に行う必要がないため、整備工場等における車両の点検時等にパティキュレートフィルタの捕集ＰＭを酸化及び除去させれば、該パティキュレートフィルタの性能を十分に維持することができると考えられる。よって、フィルタ再生処理の実行頻度が比較的低い車両に、上記のような二次エア供給装置を搭載しようとすると、設計自由度の低下や製造コストの増加等のデメリットが大きくなる可能性がある。
【０００５】
本発明は、上記したような実情を鑑みてなされてものであり、その目的は、車両の設計自由度低下や製造コスト増加等を抑制しつつ、パティキュレートフィルタの性能維持に寄与することができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記した課題を解決するために、以下のような手段を採用した。すなわち、本発明は、内燃機関の排気通路に配置され、酸化触媒が併設されたパティキュレートフィルタと、前記パティキュレートフィルタより上流の排気通路に設けられ、所定の排気センサを着脱自在に形成されるセンサ取付部と、を備えた内燃機関に適用される、フィルタ再生用の二次エア供給装置である。そして、該二次エア供給装置は、前記排気センサが取り外された状態の前記センサ取付部へ着脱自在に形成される、二次エア噴出部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、内燃機関を搭載する車両の点検時等において、センサ取付部に取り付
けられている排気センサを取り外して、二次エア供給装置の二次エア噴出部を該センサ取付部に取り付ければ、フィルタ再生処理を行うことが可能になる。すなわち、二次エア供給装置を車両に搭載しなくとも、フィルタ再生処理を行うことが可能になる。よって、車両の設計自由度低下や製造コスト増加等を抑制しつつ、パティキュレートフィルタの性能を維持することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明を適用するフィルタ再生システムの概略構成を示す図である。
【図２】排気管におけるセンサ取付部分の構造を示す図である。
【図３】二次エア供給装置における噴出ノズルの構造を示す図である。
【図４】二次エア供給装置の噴出ノズルを車両に取り付けた状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、相対配置等は、特に記載がない限り発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１０】
図１は、本発明に係る二次エア供給装置を適用する、フィルタ再生システムの概略構成を示す図である。ここでいうフィルタ再生システムは、車両に搭載されるパティキュレートフィルタのフィルタ再生処理を、車両の外部に設置される二次エア供給装置を利用して行うためのシステムである。
【００１１】
図１に示すように、フィルタ再生システムは、車両１と、該車両１の外部に設置される二次エア供給装置２と、制御端末３と、を含んで構成される。車両１は、内燃機関１０を原動機として駆動される自動車である。内燃機関１０は、ガソリンやアルコール含有燃料等を使用して運転される機関である。内燃機関１０には、該内燃機関１０から排出されるガス（排気）を流通させるための排気管１１が接続される。排気管１１の途中には、排気中に含まれるＰＭを捕集するパティキュレートフィルタ１２が設けられる。本実施例におけるパティキュレートフィルタ１２には、酸化触媒が併設される。パティキュレートフィルタ１２に酸化触媒を併設する方法としては、例えば、パティキュレートフィルタ１２に酸化触媒を担持させる方法を用いることができる。別法として、酸化触媒を、パティキュレートフィルタ１２と別体に形成して、該パティキュレートフィルタ１２の直上流に配置してもよい。斯様に構成されるパティキュレートフィルタ１２より上流の排気管１１には、後述するセンサ取付ボス１１ｂを介して、所定の排気センサ１３が取り付けられる。ここでいう排気センサ１３は、空燃比センサ（Ａ／Ｆセンサ）、酸素濃度センサ（Ｏ２センサ）、又は排気温度センサ等である。
【００１２】
二次エア供給装置２は、空気を吐出する装置であって、車両１の点検や整備を行うための整備工場等に設置される。本実施例における二次エア供給装置２は、エアポンプ等の圧縮機を内装した装置本体２０と、該装置本体２０から吐出される空気を流通させるためのエアホース２１と、該エアホース２１の先端に取り付けられる噴出ノズル２２（本発明に係る「二次エア噴出部」に相当）と、を含んで構成される。
【００１３】
制御端末３は、フィルタ再生処理が行われる際の内燃機関１０の運転状態を制御するための端末であり、車両１の整備作業や点検作業を行う者によって操作される。この制御端末３は、例えば、車両１に搭載されている故障診断用のデータリンクコネクタ（Data Link Connector：ＤＬＣ）等を介して車両１のＥＣＵ（Electronic Control Unit）と通信することで、内燃機関１０の運転状態を制御可能に構成される。
【００１４】
図２は、排気管１１における排気センサ１３の取付部分と排気センサ１３の構造を示す
図である。図２に示すように、排気管１１の壁面には、該排気管１１の外部と内部とを略径方向に沿って貫通する円形のセンサ取付孔１１ａが形成されている。そして、排気管１１の外壁における前記センサ取付孔１１ａの周囲には、排気管１１の径方向外側へ突出する円筒形のセンサ取付ボス１１ｂ（本発明に係る「センサ取付部」に相当）が形成されている。斯様なセンサ取付ボス１１ｂの内周面には、ねじ溝１１ｃが形成される。一方、排気センサ１３は、上記したセンサ取付ボス１１ｂの内径と略同径の外径を有する円柱形に形成される。斯様な排気センサ１３の外周面の一部には、前記センサ取付ボス１１ｂのねじ溝１１ｃと噛み合うねじ山１３ａが形成される。これにより、図２中の矢印で示すように、排気センサ１３を前記センサ取付ボス１１ｂにねじ込むことで、該排気センサ１３を排気管１１に固定することができる。
【００１５】
上記したように構成される排気管１１に対して、二次エア供給装置２の噴出ノズル２２は、図３に示すように、前記センサ取付ボス１１ｂの内径と略同径の外径を有する円筒形に形成される。そして、該噴出ノズル２２の外周面における一部には、上記したセンサ取付ボス１１ｂのねじ溝１１ｃと噛み合うねじ山２２ａが形成される。これにより、パティキュレートフィルタ１２の再生が必要なとき等に、該車両１における排気管１１のセンサ取付ボス１１ｂから排気センサ１３を取り外す代わりに、該センサ取付ボス１１ｂに二次エア供給装置２の噴出ノズル２２を取り付けることが可能になる。このように二次エア供給装置２の噴出ノズル２２が排気管１１のセンサ取付ボス１１ｂに取り付けられれば、車両１に二次エア供給装置を搭載しなくとも、フィルタ再生処理を行うことが可能となる。
【００１６】
ここで、本実施例におけるフィルタ再生処理の実行手順について述べる。フィルタ再生処理を実行するにあたり、先ず、二次エア供給装置２を備える整備工場等に、車両１を入庫させる。そして、整備工場等において、車両１における排気管１１のセンサ取付ボス１１ｂから排気センサ１３を取り外す代わりに、該センサ取付ボス１１ｂに二次エア供給装置２の噴出ノズル２２を取り付ける。続いて、制御端末３によって内燃機関１０をリッチ空燃比の混合気で運転させるとともに、二次エア供給装置２の装置本体２０を作動させる。これにより、内燃機関１０から排気管１１へ未燃燃料を含む排気が排出されるとともに、装置本体２０から吐出される空気（二次エア）がエアホース２１及び噴出ノズル２２を介してパティキュレートフィルタ１２より上流の排気管１１に供給される。その結果、未燃燃料と酸素とを含む排気がパティキュレートフィルタ１２へ流入するようになる。未燃燃料と酸素とを含む排気がパティキュレートフィルタ１２へ流入すると、該パティキュレートフィルタ１２に併設される酸化触媒によって排気中の未燃燃料が酸化され、その際に発生する反応熱でパティキュレートフィルタ１２が昇温する。パティキュレートフィルタ１２がＰＭの酸化可能な温度域まで昇温すると、該パティキュレートフィルタ１２に捕集されているＰＭが排気中の酸素と反応（酸化反応）することで、該パティキュレートフィルタ１２から除去される。なお、パティキュレートフィルタ１２のフィルタ再生処理が終了した後は、上記のセンサ取付ボス１１ｂから噴出ノズル２２を取り外す代わりに、該センサ取付ボス１１ｂに排気センサ１３を再装着すればよい。
【００１７】
以上述べた実施例によれば、車両に二次エア供給装置を搭載しなくとも、該車両に搭載されているパティキュレートフィルタのフィルタ再生処理を行うことができる。その結果、車両の設計自由度低下や製造コスト増加等を抑制しつつ、パティキュレートフィルタの性能を維持することが可能となる。
【００１８】
なお、本実施例においては、二次エア供給装置の噴出ノズルに排気センサと同様のねじ山を形成することで、該噴出ノズルをセンサ取付ボスに取り付ける構成を例示したが、これに限定されるものではなく、例えば、ボールロック機構等を利用した取付方法を用いることもできる。
【符号の説明】
【００１９】
１      車両
２      二次エア供給装置
３      制御端末
１０    内燃機関
１１    排気管
１１ａ  センサ取付孔
１１ｂ  センサ取付ボス
１１ｃ  ねじ溝
１２    パティキュレートフィルタ
１３    排気センサ
１３ａ  ねじ山
２０    装置本体
２１    エアホース
２２    噴出ノズル
２２ａ  ねじ山
１１０  センサ取付ボス
【図１】
2019124174.tif 000003
【図２】
2019124174.tif 000004
【図３】
2019124174.tif 000005
【図４】
2019124174.tif 000006