(57)【要約】      （修正有）【課題】エンジンの排気通路の途中に過給機のタービンハウジングと触媒とが排気ガス流れ方向に直列に設置されかつ過給機のタービンホイールをバイパスするバイパス通路がウェイストゲートバルブで開閉される構成の排気装置において、Ａ／Ｆセンサの出力に基づくＡ／Ｆインバランスの検出精度を向上可能とする。【解決手段】排気通路９においてタービンハウジング２４と触媒１０との間の領域にＡ／Ｆセンサ４０が設けられる。このＡ／Ｆセンサ４０の検出部分はバイパス通路２７から排出される排気ガスが直接当たる状態に設定されている。【選択図】図２
2012241545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気通路の途中に過給機のタービンハウジングと触媒とが排気ガス流れ方向に直列に設けられ、
前記排気通路に前記過給機のタービンホイールをバイパスするためのバイパス通路が設けられ、このバイパス通路からの排気ガスのバイパス量を調整するためのウェイストゲートバルブが設けられ、
前記排気通路において前記タービンハウジングと前記触媒との間の領域に排気センサが設けられ、
この排気センサの検出部分は前記バイパス通路から排出される排気ガスが直接当たる状態に設定されている、ことを特徴とするエンジンの排気装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジンの排気装置において、
前記バイパス通路から排出される排気ガスが前記触媒の入口に向けて直進して流れるように設定され、
前記排気センサの検出部分が前記直進する排気ガスの流れに当たる位置に配置される、ことを特徴とするエンジンの排気装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のエンジンの排気装置において、
前記排気通路において前記タービンハウジングと前記触媒との間の領域は、前記タービンハウジングからの排気ガスの排出方向に沿って直進して、その後９０度屈曲するような形状とされる、ことを特徴とするエンジンの排気装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のエンジンの排気装置において、
前記タービンハウジングにおいて前記バイパス通路の排気ガス排出口および前記タービンホイールからの排気ガス排出口よりも下流側に、前記バイパス通路から排出されて前記排気センサの検出部分に当たるまでの排気ガスの流れに、前記タービンホイールから排出される排気ガスを混ざりにくくさせるための仕切り部材が設けられる、ことを特徴とするエンジンの排気装置。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか１項に記載のエンジンの排気装置において、
前記ウェイストゲートバルブは、開放されたときに、前記バイパス通路から排出されて前記排気センサの検出部分に当たるまでの排気ガスの流れに、前記タービンホイールから排出される排気ガスを混ざりにくくさせる状態で配置される、ことを特徴とするエンジンの排気装置。
【請求項６】
請求項５に記載のエンジンの排気装置において、
前記ウェイストゲートバルブは、前記バイパス通路の排出口側に配置されて当該排出口を開閉可能とする板状の部材とされ、かつ開放されたときに、前記バイパス通路から直進して排出される排気ガスと前記タービンホイールから直進して排出される排気ガスとの間に、配置される、ことを特徴とするエンジンの排気装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載のエンジンの排気装置において、
前記排気センサの検出部分は、センサ素子を内カバーと外カバーとからなる２重壁で覆う構造とされ、かつ前記内カバーと外カバーとにはそれぞれ側面開口と端面開口とが設けられ、
この排気センサの検出部分は、前記バイパス通路から排出される排気ガスが前記側面開口から流入して前記端面開口から流出するような設置状態とされる、ことを特徴とする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、排気通路の途中に過給機のタービンハウジングと触媒とが排気ガス流れ方向に直列に設置されかつ前記過給機のタービンホイールをバイパスするバイパス通路がウェイストゲートバルブで開閉される構成のエンジンの排気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からエンジンの排気通路の途中に過給機のタービンハウジングと触媒とを排気ガス流れ方向に直列に設置し、前記排気通路に前記過給機のタービンホイールをバイパスするためのバイパス通路を設け、このバイパス通路に排気ガスのバイパス量を調整するためのウェイストゲートバルブを設ける構成が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
前記触媒はタービンハウジングよりも排気ガス流れ方向の下流側に設置されている。排気通路においてタービンハウジングと触媒との間の領域は、例えば横方向に延びてからほぼ９０度屈曲して鉛直方向下向きに延びるような逆さＬ字形状に形成されている。この排気通路において逆さＬ字形状の領域には、空燃比センサ（以下、Ａ／Ｆセンサという）やＯ2センサなどの排気センサが設置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２０８７４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１では、前記排気通路において逆さＬ字形状の領域に設置されている排気センサに、タービンホイールを通過した排気ガスが当たるようになっているために、エンジンの各気筒から順次（所定の燃焼順序に応じたタイミング）排出される排気ガスが混ぜられた状態で排気センサに当たるようになる。つまり、各気筒から順次排出される排気ガスがそれぞれ排気センサに当たらなくなっている。そのために、前記排気センサの出力に基づいて気筒間の空燃比の不均衡（Ａ／Ｆインバランスと言う）を検出する際の精度が低下することが懸念される。
【０００６】
ところで、冷間始動初期などのように排気通路が冷えた状態では排気ガスが冷却されるために、この排気ガス中に含まれる水蒸気が凝縮して凝縮水となりやすい。この凝縮水が前記排気センサの先端側に配置されるセンサ素子にかかるようなことがあると、このセンサ素子が破損するおそれがある。
【０００７】
なお、例えば特開平９−２２２４１６号公報に示されているように、センサ素子をカバーで覆っている構造であっても、このカバーの側面に排気ガス導入用の開口が設けられていて、前記カバーの先端端面に排気ガス排出用の開口が設けられているので、排気センサの取り付け姿勢によっては前記端面開口から凝縮水が入り込んでセンサ素子にかかることがありうる。
【０００８】
このような事情に鑑み、本発明は、エンジンの排気通路の途中に過給機のタービンハウジングと触媒とが排気ガス流れ方向に直列に設置されかつ前記過給機のタービンホイールをバイパスするバイパス通路がウェイストゲートバルブで開閉される構成のエンジンの排気装置において、排気センサの出力に基づくＡ／Ｆインバランスの検出精度を向上可能とすることを目的としている。
【０００９】
また、本発明は、エンジンの排気通路の途中に過給機のタービンハウジングと触媒とが排気ガス流れ方向に直列に設置されかつ前記過給機のタービンホイールをバイパスするバイパス通路がウェイストゲートバルブで開閉される構成のエンジンの排気装置において、排気センサの出力に基づくＡ／Ｆインバランスの検出精度を向上可能とするとともに、前記排気センサのセンサ素子の被水による破損を回避可能とすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るエンジンの排気装置は、エンジンの排気通路の途中に過給機のタービンハウジングと触媒とが排気ガス流れ方向に直列に設けられ、前記排気通路に前記過給機のタービンホイールをバイパスするためのバイパス通路が設けられ、このバイパス通路からの排気ガスのバイパス量を調整するためのウェイストゲートバルブが設けられ、前記排気通路において前記タービンハウジングと前記触媒との間の領域に排気センサが設けられ、この排気センサの検出部分は前記バイパス通路から排出される排気ガスが直接当たる状態に設定されている、ことを特徴としている。
【００１１】
この構成では、バイパス通路から排出される排気ガスが排気センサの検出部分に直接当たる状態になっている。これはつまり、エンジンの各気筒から順次（所定の燃焼順序に応じたタイミング）排出される排気ガスが混ざらない状態で排気センサの検出部分に当たるようになっていると言える。これにより、排気センサの出力に基づいてエンジンの各気筒間の空燃比の不均衡（Ａ／Ｆインバランス）の検出精度を向上させることが可能になる。
【００１２】
好ましくは、前記バイパス通路から排出される排気ガスが前記触媒の入口に向けて直進して流れるように設定され、前記排気センサの検出部分が前記直進する排気ガスの流れに当たる位置に配置される。
【００１３】
この構成では、ウェイストゲートバルブが開いている場合に、エンジンの各気筒から順次（所定の燃焼順序に応じたタイミング）排出されてバイパス通路を通る排気ガスがそれぞれ排気センサの検出部分に直接当たるようになることが明らかになる。これにより、排気センサの出力に基づいてＡ／Ｆインバランスの検出精度を向上させることが可能になる。しかも、その際、排気センサの存在によって排気ガスの乱流が作られることになるので、排気ガスが触媒の入口における局所に当たるのではなく広域に当たるようになる。これにより、バイパス通路から排出される排気ガスを比較的高温に保ったまま触媒の入口の広域から導入させることが可能になるから、触媒全体を比較的速やかに均等に昇温させて活性化させることが可能になる。
【００１４】
好ましくは、前記排気通路において前記タービンハウジングと前記触媒との間の領域は、前記タービンハウジングからの排気ガスの排出方向に沿って直進して、その後９０度屈曲するような形状とされる。
【００１５】
好ましくは、前記タービンハウジングにおいて前記バイパス通路の排気ガス排出口および前記タービンホイールからの排気ガス排出口よりも下流側に、前記バイパス通路から排出されて前記排気センサの検出部分に当たるまでの排気ガスの流れに、前記タービンホイールから排出される排気ガスを混ざりにくくさせるための仕切り部材が設けられる。
【００１６】
この構成では、例えばウェイストゲートバルブが開いている場合に、エンジンの各気筒から順次（所定の燃焼順序に応じたタイミング）排出されてバイパス通路を通る排気ガスとそれぞれタービンホイールから排出される排気ガスとが混ざりにくくなる。そのため、ウェイストゲートバルブが開いている場合に、エンジンの各気筒から順次（所定の燃焼順序に応じたタイミング）排出されてバイパス通路を通る排気ガスが排気センサの検出部分に直接当たりやすくなって、エンジンの各気筒から順次（所定の燃焼順序に応じたタイミング）排出されてタービンホイールで混ぜられる排気ガスが排気センサの検出部分に当たりにくくなる。これにより、上記した作用、効果が顕著に得られるようになる。
【００１７】
好ましくは、前記ウェイストゲートバルブは、開放されたときに、前記バイパス通路から排出されて前記排気センサの検出部分に当たるまでの排気ガスの流れに、前記タービンホイールから排出される排気ガスを混ざりにくくさせる状態で配置される。
【００１８】
このウェイストゲートバルブは、前記バイパス通路の排出口側に配置されて当該排出口を開閉可能とする板状の部材とされ、かつ開放されたときに、前記バイパス通路から直進して排出される排気ガスと前記タービンホイールから直進して排出される排気ガスとの間に、配置される。
【００１９】
この構成では、例えばウェイストゲートバルブが開いている場合に、バイパス通路から排出される排気ガスとタービンホイールから排出される排気ガスとが混ざりにくくなる。そのため、ウェイストゲートバルブが開いている場合に、エンジンの各気筒から順次（所定の燃焼順序に応じたタイミング）排出されてバイパス通路を通る排気ガスが排気センサの検出部分に直接当たりやすくなって、エンジンの各気筒から順次（所定の燃焼順序に応じたタイミング）排出されてタービンホイールで混ぜられた排気ガスが排気センサの検出部分に当たりにくくなる。これにより、上記した作用、効果が得られやすくなる。
【００２０】
好ましくは、前記排気センサの検出部分は、センサ素子を内カバーと外カバーとからなる２重壁で覆う構造とされ、かつ前記内カバーと外カバーとにはそれぞれ側面開口と端面開口とが設けられ、この排気センサの検出部分は、前記バイパス通路から排出される排気ガスが前記側面開口から流入して前記端面開口から流出するような設置状態とされる。
【００２１】
この構成では、例えばエンジンの冷間始動初期などのように排気通路が冷えている状況において排気ガスに含まれる水蒸気が凝縮したとしても、この凝縮水を含む排気ガスは排気センサの側面開口から流入して内カバーに衝突して気液分離されることになる。この気液分離された凝縮水は外カバーと内カバーとの対向空間から端面開口へ向かうようになる一方、前記気液分離された排気ガス成分は内カバーの側面開口から入ってセンサ素子に当たるようになる。これにより、凝縮水がセンサ素子に当たらなくなるので、センサ素子の破損が回避されるようになる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係るエンジンの排気装置は、エンジンの排気通路の途中に過給機のタービンハウジングと触媒とが排気ガス流れ方向に直列に設置されかつ前記過給機のタービンホイールをバイパスするバイパス通路がウェイストゲートバルブで開閉される構成において、排気センサの出力に基づくＡ／Ｆインバランスの検出精度を向上させることが可能になる。
【００２３】
また、本発明に係るエンジンの排気装置は、エンジンの排気通路の途中に過給機のタービンハウジングと触媒とが排気ガス流れ方向に直列に設置されかつ前記過給機のタービンホイールをバイパスするバイパス通路がウェイストゲートバルブで開閉される構成において、排気センサの出力に基づくＡ／Ｆインバランスの検出精度を向上させることが可能になるとともに、前記排気センサのセンサ素子の被水による破損を回避することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係るエンジンの排気装置の一実施形態の概略構成を示す図である。
【図２】図１においてタービンハウジングと触媒との間の領域を拡大して示す図であって、ウェイストゲートバルブを開いた状態を示している。
【図３】図２のＡ方向からタービンハウジングを見た図である。
【図４】図２および図３のＢ方向からタービンハウジングと触媒との間の領域を見た図である。
【図５】図４においてＡ／Ｆセンサの設置姿勢を説明するための説明図である。
【図６】図４のＡ／Ｆセンサの検出部分の概略構成を示す断面図である。
【図７】本発明に係るエンジンの排気装置の他実施形態で、図３に対応する図である。
【図８】図７の実施形態で、図４に対応する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を実施するための最良の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２６】
図１から図６に本発明の一実施形態を示している。この実施形態で例示するエンジン１は例えば直列４気筒になっているが、その気筒数やエンジンの型式については特に限定されるものではない。
【００２７】
エンジン１の図示していないシリンダヘッドには、各気筒に吸入空気を分配して供給するためのインテークマニホールド２と、各気筒から排出される排気ガスを集合させるためのエキゾーストマニホールド３Ａ，３Ｂとが取り付けられている。
【００２８】
インテークマニホールド２には、大気中から空気を取り込むための吸気管４が接続されている。この吸気管４の入口にはエアクリーナ５が取り付けられている。このインテークマニホールド２と吸気管４とが吸気通路を構成している。
【００２９】
なお、インテークマニホールド２において吸気流れ方向の上流側には、エンジン１の吸入空気量を調整するためのスロットルバルブ６が設けられている。このスロットルバルブ６は、図示していないが、スロットルモータおよびエレクトロニックコントロールユニット（ＥＣＵ）によって作動される。
【００３０】
第１エキゾーストマニホールド３Ａはエンジン１の例えば１番気筒および４番気筒の各排気ポートに接続されるようになっており、第２エキゾーストマニホールド３Ｂはエンジン１の例えば２番気筒および３番気筒の各排気ポートに接続されるようになっている。これらのエキゾーストマニホールド３Ａ，３Ｂは、それぞれ上流側が二股とされて下流側で集合して１本になった形状、つまり２ｉｎ１形状になっている。
【００３１】
また、２つのエキゾーストマニホールド３Ａ，３Ｂの下流側には、第１中継排気管８を介して過給機としてのターボチャージャ２０が取り付けられている。この第１中継排気管８は、内部で２つに区画された通路を有し、この各通路の上流側に前記２つのエキゾーストマニホールド３Ａ，３Ｂの各下流側が個別に連通連結されており、また、前記各通路の下流側が下記するタービンハウジング２４に連通連結されている。このような構成を採用するターボチャージャ２０は、いわゆる「ツインスクロールタイプのターボチャージャ」と呼ばれている。
【００３２】
ターボチャージャ２０は、排気圧を利用して吸入空気を過給してエンジン１に供給するものであって、タービンホイール２１、コンプレッサインペラ２２などを備えている。
【００３３】
このターボチャージャ２０の基本的な動作としては、エンジン１からエキゾーストマニホールド３Ａ，３Ｂに排出される排気ガスのエネルギーによってタービンホイール２１が回転され、これと一体にコンプレッサインペラ２２が回転されることにより、吸気管４に吸入される空気が過給されて、エンジン１の各気筒の燃焼室に強制的に送り込まれるようになる。このコンプレッサインペラ２２によって過給された空気はインタークーラ７によって冷却されるようになっている。インタークーラ７は、吸気管４においてコンプレッサインペラ２２よりも吸気流れ方向の下流側に設置されている。
【００３４】
タービンホイール２１は、タービンハウジング２４内に回転自在に設けられている。タービンハウジング２４の排気導入口には２つのエキゾーストマニホールド３Ａ，３Ｂの下流側の第１中継排気管８（排気通路の途中）の下流側が接続されている。
【００３５】
コンプレッサインペラ２２は、吸気管４の途中に設置されるコンプレッサハウジング２５内に設けられている。このコンプレッサインペラ２２はタービンホイール２１と一体のタービンシャフト２３に取り付けられている。これにより、タービンホイール２１とコンプレッサインペラ２２とは一体に回転するようになっている。
【００３６】
このタービンハウジング２４の下流側には排気ガスを大気に放出するための第２中継排気管９が接続されている。この第２中継排気管９は「エルボ」と呼ばれる部品であって、下記タービンホイール２１側の排出口２６から排出される排気ガスの排出方向に沿って直進して、その後ほぼ９０度屈曲して鉛直方向ほぼ下向きに延びるような逆さＬ字形状に形成されている。
【００３７】
この第２中継排気管９の下向き部分には、排気ガスを浄化するための触媒１０が設けられている。この触媒１０の直径は第２中継排気管９の前記下向き部分の直径よりも大きく設定される関係より、この第２中継排気管９の下向き部分は触媒１０へ向けて徐々に拡径するコーン形状とされている。なお、２つのエキゾーストマニホールド３Ａ，３Ｂと第１、第２中継排気管８，９とが排気通路の一部を構成している。
【００３８】
この実施形態のターボチャージャ２０には、バイパス通路２７、ウェイストゲートバルブ（ＷＧＶ）２８などが設けられている。
【００３９】
バイパス通路２７は、エンジン１から排出される排気ガスをタービンホイール２１をバイパスして触媒１０に導くように、タービンハウジング２４に設けられている。つまり、このバイパス通路２７はタービンハウジング２４においてその入口側と出口側とを短絡するように設置されている。このバイパス通路２７の排出口は、図２および図３に示すように、タービンハウジング２４においてタービンホイール２１を回転駆動した排気ガスの排出口２６の隣に設けられている。
【００４０】
ウェイストゲートバルブ２８は、バイパス通路２７の排出口側に開閉可能に設置されており、このバイパス通路２７の開度を調整して排気ガスのバイパス量を調整するものである。この排気ガスのバイパス量を調整することにより、例えば過給圧を制御することが可能になる他、エンジン１の冷間始動してから速やかに触媒１０を活性化することが可能になる。
【００４１】
このウェイストゲートバルブ２８は、例えば円形でかつ板状の部材として形成されていて、その外周所定位置が支軸２９に回転一体に取り付けられている。この支軸２９には図示していないが駆動源が動力伝達機構を介して連結されており、前記駆動源で発生する駆動力を動力伝達機構で支軸２９を回転させるための回転動力に変換し、当該回転動力を支軸２９に伝達することにより当該支軸２９と回転一体のウェイストゲートバルブ２８を開閉動作させるようになっている。
【００４２】
このウェイストゲートバルブ２８、支軸２９、前記動力伝達機構ならびに前記駆動源がウェイストゲートバルブユニットを構成している。なお、前記駆動源は例えばモータやバキューム・レギュレーティング・バルブなどとすることが可能である。また、前記動力伝達機構は例えばリンク機構、あるいは歯車機構などすることが可能である。
【００４３】
そして、図２から図６に示すように、第２中継排気管９においてタービンハウジング２４と触媒１０との間の領域には、排気センサとしてのＡ／Ｆセンサ４０が設けられている。この排気センサはＡ／Ｆセンサ４０の他にＯ2センサであってもよい。
【００４４】
このＡ／Ｆセンサ４０は、その先端側の検出部分（センサ素子４１の配置部分）が第２中継排気管９における前記領域内に突出するように取り付けられている。このＡ／Ｆセンサ４０の先端側の検出部分の構造ならびに取り付け状態を以下で詳しく説明する。
【００４５】
このＡ／Ｆセンサ４０の先端側の検出部分は、例えば図６に示すように、センサ素子４１を内カバー４２と外カバー４３とからなる２重壁で覆うような構造になっている。
【００４６】
センサ素子４１は、排気ガスが接する棒状の固体電解質部分を備えており、この棒状のセンサ素子４１がボディ４４に貫通する状態で保持されている。
【００４７】
両方のカバー４２，４３の側面には、側面開口４５，４６がそれぞれ先端突出方向に対して直交する方向で重ならないようにずらした位置に設けられている。さらに両方のカバー４２，４３の先端端面には、端面開口４７，４８が設けられている。側面開口４５，４６から端面開口４７，４８までの距離は可及的に長く設定されている。
【００４８】
Ａ／Ｆセンサ４０の検出部分について２重壁構造にしているから、仮に外カバー４３の側面開口４６から外カバー４３と内カバー４２との対向空間に排気ガス中の凝縮水が入り込んだとしても、この凝縮水は内カバー４２の側面に当たって前記対向空間から先端側へ向かうようになり、内カバー４２の側面開口４５には凝縮水が入らないようになる。このようにＡ／Ｆセンサ４０のセンサ素子４１の外周が気液分離構造になっているのである。
【００４９】
このようにして凝縮水が分離された排気ガスは、内カバー４２の側面開口４５から内カバー４３とセンサ素子４１との間の対向空間に入り込んで、センサ素子４１にその長手方向に沿って流れてセンサ素子４１の外周面に当たるようになる。なお、外カバー４３と内カバー４２との対向空間に入り込んだ凝縮水は、外カバー４３の端面開口４６から外部に排出されるようになる。
【００５０】
ところで、上記したＡ／Ｆセンサ４０は、その検出部分が、排気ガスの排出方向の延長線上に位置するように配置されている。特に、この実施形態では、図２の太線で示すように、バイパス通路２７の排出口から排出される排気ガスが前記排出方向に直進して流れるように設定されていて、この排気ガスが触媒１０の入口に向けて直線的に流入するように設定されている。そこで、Ａ／Ｆセンサ４０の検出部分を、バイパス通路２７から排出される前記直線的な排気ガスの流れに直接当たる位置に配置している。
【００５１】
さらに、タービンハウジング２４においてタービンホイール２１側の排出口２６およびバイパス通路２７の排出口が設けられる内壁部２４ａの存在位置から径方向外向きのフランジ２４ｂに至るまでの領域には、仕切り部材３１が設けられている。
【００５２】
この仕切り部材３１は、前記領域において互いに隣り合う位置に配置されるタービンホイール２１側の排出口２６とバイパス通路２７の排出口との間に設けられている。つまり、この仕切り部材３１は、例えばウェイストゲートバルブ２８を開いている場合に、バイパス通路２７から排出される排気ガスと、タービンホイール２１側の排出口２６から排出される排気ガスとを混ざりにくくさせるために設けられている。
【００５３】
この実施形態では、Ａ／Ｆセンサ４０の検出部分の姿勢について次のように特定しているので、説明する。
【００５４】
図５の一点鎖線で示すように、Ａ／Ｆセンサ４０の中心軸線５１を、バイパス通路２７から一直線状に排出される排気ガスの流れに沿う直線５２と直交する方向に延びる直線５３に対して平行となるように設定することができる。なお、前記直線５２は排気ガスの流れを真上から見たときの中心線である。さらに前記直線５３は水平方向とほぼ平行になっている。
【００５５】
その他には、Ａ／Ｆセンサ４０の中心軸線５１を、前記直線５３に対して所定角度（図５のθ参照）傾かせるように設定することができる。ここで、前記角度θとは、中心軸線５１を直線５３と一致させている状態からＡ／Ｆセンサ４０のボディ４４の適所を支点としてＡ／Ｆセンサ４０の先端を直線５３の位置から排気ガス流れ方向の下流側へずらすようにしてＡ／Ｆセンサ４０を傾かせたときに、直線５３に対して中心軸線５１が作る角度のこととする。
【００５６】
このようにＡ／Ｆセンサ４０の取り付け姿勢を特定した場合には、バイパス通路２７から排出される排気ガスがＡ／Ｆセンサ４０の端面開口４７，４８から流入することを防止する可能性を可及的に高くすることが可能になり、センサ素子４１の万一の被水による破損を防止するうえで有利になる。特に、前記後者のようにＡ／Ｆセンサ４０の取り付け姿勢を所定角度θ傾けるように設定した場合には、バイパス通路２７から排出される排気ガスがＡ／Ｆセンサ４０の外カバー４３の側面開口４６から先端側へ向けて斜め下向きに流入しやすくなる。
【００５７】
このような構成を備える実施形態では、次のような作用、効果が得られる。
【００５８】
まず、ウェイストゲートバルブ２８を開いた場合には、仕切り部材３１を設けているから、バイパス通路２７から排出される排気ガスと、タービンホイール２１側の排出口２６から排出される排気ガスとが混ざりにくくなる。そのため、例えば図２に示すように、エンジン１の各気筒から順次（所定の燃焼順序に応じたタイミング）排出されてバイパス通路２７を通る排気ガスがそれぞれＡ／Ｆセンサ４０の検出部分（センサ素子４１の配置部分）に直接当たりやすくなって、エンジン１の各気筒から順次（所定の燃焼順序に応じたタイミング）排出されてタービンホイール２１で混ぜられる排気ガスがＡ／Ｆセンサ４０の検出部分に直接当たりにくくなる。
【００５９】
これは言い換えると、エンジン１の各気筒から順次（所定の燃焼順序に応じたタイミング）排出される排気ガスがそれぞれＡ／Ｆセンサ４０の検出部分に当たりやすくなる。そのために、Ａ／Ｆセンサ４０の出力に基づいてＡ／Ｆインバランスの検出精度を向上させることが可能になる。
【００６０】
また、バイパス通路２７から排出される排気ガスは触媒１０の入口における外径側の所定角度範囲に直線的に向かうようになっているものの、バイパス通路２７から排出される排気ガスは一旦Ａ／Ｆセンサ４０の検出部分に当たるようになっているので、このＡ／Ｆセンサ４０によって排気ガスの乱流が作られることになる。これにより、排気ガスが触媒１０の入口における前記局所に当たるのではなく広域に当たるようになる。つまり、バイパス通路２７から排出される排気ガスを比較的高温に保ったまま触媒１０の入口の広域から導入させることが可能になるから、触媒１０全体を比較的速やかに均等に昇温させて活性化させることが可能になる。
【００６１】
さらに、例えばエンジン１の冷間始動初期などのように排気通路（エキゾーストマニホールド３Ａ，３Ｂ、第１、第２中継排気管８，９）が冷えている状況において排気ガスに含まれる水蒸気が凝縮すると、この凝縮水を含む排気ガスがＡ／Ｆセンサ４０の検出部分に直接当たるようになる。しかしながら、この凝縮水を含む排気ガスは外カバー４３の側面開口４６から入るようになって、２つのカバー４２，４３の端面開口４７，４８から流入せずに済むようになる。そして、前記外カバー４３の側面開口４６から入った凝縮水を含む排気ガスは内カバー４２に衝突して気液分離される。この気液分離された凝縮水は外カバー４３と内カバー４２との対向空間から端面開口４８へ向かうようになって当該端面開口４８から外部へ排出されるようになる一方、前記気液分離された排気ガス成分は内カバー４２の側面開口４５から入ってセンサ素子４１に当たるようになって端面開口４７，４８から外部へ排出されるようになる。このように、凝縮水が２つのカバー４２，４３の端面開口４７，４８から流入してセンサ素子４１に当たるといったことを回避できるので、センサ素子４１の被水による万一の破損が回避されるようになる。
【００６２】
特に、この実施形態では、Ａ／Ｆセンサ４０の取り付け姿勢を図５に示すように特定することによって、排気ガスを外カバー４３の側面開口４６から斜め下向きに流入させるようにして、排気ガスや凝縮水をＡ／Ｆセンサ４０の検出部分の先端へと流しやすくさせるように工夫している。これにより、凝縮水が分離された排気ガスを内カバー４２とセンサ素子４１との対向空間からセンサ素子４１の長手方向に沿って先端へ向けて流しやすくすることが可能になる。一方、排気ガスから分離された凝縮水を２つのカバー４２，４３の対向空間から先端の端面開口４８へ向けて流しやすくすることが可能になって、当該端面開口４８から外部へスムースかつ効率良く排出させることが可能になる。
【００６３】
そして、ウェイストゲートバルブ２８を閉めている場合には、例えば図４に示すように、エンジン１から排出される排気ガスのすべてがタービンホイール２１に向けて導入されることになり、このタービンホイール２１を回転駆動した排気ガスがタービンホイール２１側の排出口２６から第２中継排気管９に排出されることになる。この場合、タービンホイール２１側の排出口２６から排出される排気ガスが広がりつつ触媒１０の入口の広域から導入されることになる。
【００６４】
以上説明したように本発明を適用した実施形態では、バイパス通路２７から排出される排気ガスに、タービンホイール２１側の排出口２６から排出される排気ガスを混ざりにくくさせて、バイパス通路２７から排出される排気ガスをＡ／Ｆセンサ４０の検出部分（センサ素子４１の配置部分）に直接当たりやすくさせるように工夫している。これにより、エンジン１の各気筒から順次（所定の燃焼順序に応じたタイミング）排出されてバイパス通路２７を通る排気ガスがそれぞれＡ／Ｆセンサ４０の検出部分に直接当たりやすくなって、エンジン１の各気筒から順次（所定の燃焼順序に応じたタイミング）排出されてタービンホイール２１で混ぜられる排気ガスがＡ／Ｆセンサ４０の検出部分に当たりにくくなるから、Ａ／Ｆセンサ４０の出力に基づいてＡ／Ｆインバランスの検出精度を向上させることが可能になる。
【００６５】
しかも、エンジン１の冷間始動時のように排気通路（エキゾーストマニホールド３Ａ，３Ｂ、第１、第２中継排気管８，９）が冷えている状況では排気ガスに含まれる水蒸気が凝縮水になりやすいが、そのような状況で前記排気ガスに含まれる水蒸気が凝縮水になったとしても、この凝縮水がＡ／Ｆセンサ４０のセンサ素子４１にかからないようになっているから、このＡ／Ｆセンサ４０の破損を回避することが可能になる。
【００６６】
ところで、この実施形態の場合には、エンジン１を冷間始動の初期段階においてウェイストゲートバルブ２８を半開状態にしておき、暖機途中段階において排気通路（エキゾーストマニホールド３Ａ，３Ｂ、第１、第２中継排気管８，９）がある程度昇温して排気ガス中に含まれる水蒸気が凝縮水になりにくい状況になると、ウェイストゲートバルブ２８を全開状態にするように制御することが可能である。なお、前記冷間始動の初期段階と、前記暖機途中段階において排気ガス中に含まれる水蒸気が凝縮水になりにくい状況とでウェイストゲートバルブ２８の開度を制御するには、例えば排気ガスの温度に基づいて行うことが可能である。例えばエンジン１から排出される排気ガスの温度が所定の閾値以上になった場合に前記暖機途中段階において排気ガス中に含まれる水蒸気が凝縮水になりにくい状況であると判定することができる。前記エンジン１から排出される排気ガスの温度は、例えば実測値または予測値（エンジン回転数や吸入空気量などをパラメータとする計算値）とされる。また、前記閾値は、いろいろな実験やシミュレーションにより適宜に設定されるが、例えば暖機完了温度より低く設定される。
【００６７】
そして、前記のようにウェイストゲートバルブ２８を半開状態にしている場合には、エンジン１の各気筒から順次（所定の燃焼順序に応じたタイミング）排出されてバイパス通路２７を通る排気ガスが前記半開状態のウェイストゲートバルブ２８に衝突して向きが変えられることになって、当該凝縮水を含む排気ガスをＡ／Ｆセンサ４０のセンサ素子４１に直接衝突させないように、ウェイストゲートバルブ２８の設置形態を管理することが好ましい。
【００６８】
このようにすれば、前記したようなＡ／Ｆセンサ４０の取り付け姿勢設定との相乗作用により、凝縮水が発生しやすい冷間始動初期段階において凝縮水をＡ／Ｆセンサ４０のセンサ素子４１に当てにくくする可能性をさらに高めることが可能になるから、Ａ／Ｆセンサ４０のセンサ素子４１の被水による破損を回避するうえでさらに有利になる。
【００６９】
また、前記のように凝縮水が発生しにくくなる暖機途中段階でウェイストゲートバルブ２８を全開にすると、エンジン１の各気筒から順次（所定の燃焼順序に応じたタイミング）排出されてバイパス通路２７を通る排気ガスをそれぞれＡ／Ｆセンサ４０の検出部分に直接当てることが可能になる。これにより、Ａ／Ｆセンサ４０の出力に基づいてＡ／Ｆインバランスの検出精度を向上させることが可能になる。
【００７０】
このように、エンジン１を冷間始動する際におけるウェイストゲートバルブ２８の開度を制御することにより、Ａ／Ｆセンサ４０のセンサ素子４１の被水による破損回避と、Ａ／Ｆセンサ４０の出力に基づくＡ／Ｆインバランスの検出精度の向上とを達成する可能性を可及的に高めることが可能になる。
【００７１】
なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲内で適宜に変更することが可能である。
【００７２】
（１）上記実施形態で説明した排気装置の適用対象となるエンジン１は、ディーゼルエンジンあるいはガソリンエンジンのどちらでもよい。ディーゼルエンジンとする場合だと触媒１０は例えばディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）などとされ、また、ガソリンエンジンとする場合だと触媒１０は例えば三元触媒とされる。
【００７３】
（２）図７および図８には本発明の他の実施形態を示している。この実施形態では、図３に示したような仕切り部材３１を設けないようにしており、その代わりに、ウェイストゲートバルブ２８を開いたとき（全開にしたとき）に、このウェイストゲートバルブ２８が、前記仕切り部材３１の役割を果たすように工夫している。
【００７４】
つまり、図７および図８に示すように、ウェイストゲートバルブ２８を全閉状態からほぼ９０度開いたとき（全開にしたとき）に、バイパス通路２７から排出されてＡ／Ｆセンサ４０の検出部分に向かう排気ガスの流れに、タービンホイール２１側の排出口２６から排出される排気ガスが混ざりにくくさせるようにしている。
【００７５】
具体的に、ウェイストゲートバルブ２８の支軸２９を、バイパス通路２７とタービンホイール２１側の排出口２６との間に配置し、ウェイストゲートバルブ２８を全開にしたときに、円形でかつ板状の部材からなるウェイストゲートバルブ２８がバイパス通路２７から直進して排出される排気ガスとタービンホイール２１側の排出口２６から直進して排出される排気ガスとの間に配置されて当該両方の排気ガスの排出方向とほぼ平行な姿勢になるようにしている。
【００７６】
この場合、図７および図８に示すように、ウェイストゲートバルブ２８を全開にした場合に、このウェイストゲートバルブ２８が図３に示したような仕切り部材３１の役割を果たすようになるので、エンジン１の各気筒から順次（所定の燃焼順序に応じたタイミング）排出されてバイパス通路２７を通る排気ガスがそれぞれＡ／Ｆセンサ４０の検出部分に直接当たりやすくなって、エンジン１の各気筒から順次（所定の燃焼順序に応じたタイミング）排出されてタービンホイール２１で混ぜられる排気ガスがＡ／Ｆセンサ４０の検出部分に当たりにくくなる。これにより、上記実施形態に比べて遜色の無い作用、効果が得られるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明は、エンジンの排気通路の途中に過給機のタービンハウジングと触媒とが排気ガス流れ方向に直列に設置されかつ前記タービンハウジングをバイパスするバイパス通路がウェイストゲートバルブで開閉される構成の排気装置に好適に利用することが可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１      エンジン
２      インテークマニホールド
３Ａ      第１エキゾーストマニホールド（排気通路の一部）
３Ｂ      第２エキゾーストマニホールド（排気通路の一部）
４      吸気管
８      第１中継排気管（排気通路の一部）
９      第２中継排気管（排気通路の一部）
２０      ターボチャージャ
２１      タービンホイール
２４      タービンハウジング
２６      タービンホイール側の排出口
２７      バイパス通路
２８      ウェイストゲートバルブ
３１      仕切り部材
４０      Ａ／Ｆセンサ
４１      センサ素子
４２      内カバー
４３      外カバー
４５      内カバーの側面開口
４６      外カバーの側面開口
４７      内カバーの端面開口
４８      外カバーの端面開口
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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