(57)【要約】【課題】電気加熱式触媒を含む排気浄化装置であって、絶縁性が確保され、且つ、容易に製造可能な排気浄化装置を提供する。【解決手段】排気浄化装置１０は、電気加熱式触媒を内部に収容した外筒１１であって、内部に収容した電気加熱式触媒に給電するための第１電極室１２ａ及び第２電極室１２ｂを備えた外筒１１を含み、内燃機関の排気通路に配置された状態で第２電極室１２ｂは、第１電極室１２ａよりも上方に位置し、第２電極室１２ｂは、容積部と容積部の開口部を覆う蓋部とにより形成され、第１電極室１２ａ内に温度センサが配置されておらず、第２電極室１２ｂの蓋部の、電気加熱式触媒と対向する内面に平板状の温度センサが配設されている構成を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気を浄化する排気浄化装置において、
第１電極及び第２電極を有し、前記第１電極及び前記第２電極を介して通電されることで発熱する電気加熱式触媒と、
前記電気加熱式触媒を内部に収容した、前記内燃機関の排気通路に配置される外筒であって、内部に収容している前記電気加熱式触媒の前記第１電極と対向する内面を有する第１電極室、及び、内部に収容している前記電気加熱式触媒の前記第２電極と対向する内面を有する第２電極室を備えた外筒と、
を含み、
前記外筒が前記排気通路に配置された状態で、前記第２電極室は、前記第１電極室よりも上方に位置し、
前記第２電極室は、前記内面を有する蓋部と、当該蓋部により覆われる開口部を有する容積部とにより形成され、
前記第１電極室内に温度センサが配置されておらず、前記第２電極室の前記蓋部の前記内面に平板状の温度センサが配設されている
ことを特徴とする排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気を浄化するための排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載内燃機関の排気通路に配置される触媒として、車載電源によって予熱可能な電気加熱式触媒(Electric Heating Catalyst：以下、ＥＨＣと称する)が開発されている。
【０００３】
ＥＨＣの使用時には、ＥＨＣの温度を検出できることが必要とされる。そのため、ＥＨＣの温度を検出するために、ＥＨＣへの電源の導入部分である電極室内のガス温度を排気温センサ（温度センサ）で測定することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５２８７９９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、電極室内のガス温度を温度センサで測定する場合、温度センサについても絶縁性の確保が要求される。また、電極室内のガス温度を温度センサで測定する場合には、温度センサを電極室内の所望位置に固定することが必要とされる。そのため、電極室内のガス温度を温度センサで測定する排気浄化装置は、製造（組み立て）時の作業性が悪くなるおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、電気加熱式触媒を含む排気浄化装置であって、絶縁性が確保され、且つ、容易に製造可能な排気浄化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の、内燃機関の排気を浄化する排気浄化装置は、第１電極及び第２電極を有し、前記第１電極及び前記第２電極を介して通電されることで発熱する電気加熱式触媒と、前記電気加熱式触媒を内部に収容した、前記内燃機関の排気通路に配置される外筒であって、内部に収容している前記電気加熱式触媒の前記第１電極と対向する内面を有する第１電極室、及び、内部に収容している前記電気加熱式触媒の前記第２電極と対向する内面を有する第２電極室を備えた外筒と、を含み、前記外筒が前記排気通路に配置された状態で、前記第２電極室は、前記第１電極室よりも上方に位置し、前記第２電極室は、前記内面を有する蓋部と、当該蓋部により覆われる開口部を有する容積部とにより形成され、前記第１電極室内に温度センサが配置されておらず、前記第２電極室の前記蓋部の前記内面に平板状の温度センサが配設されている構成を有する。
【０００８】
すなわち、本発明の排気浄化装置では、第２電極室内に温度センサが配設されているため、温度センサにより測定される温度とＥＨＣの温度との対応関係を予め求めておけば、温度センサにより測定された温度と当該対応関係とから、ＥＨＣの温度を推定することが出来る。また、第２電極室内の温度センサは、第２電極室の構成要素である蓋部の、第２電極と対向する内面に配設された平板状の温度センサである。そのため、本発明の排気浄化装置の製造（組み立て）時には、平板状の温度センサが内面に配設されている蓋部を、第２電極室の容積部に組み付けるだけで、温度センサを、絶縁性が確保できる位置に配置することが出来る。従って、本発明の排気浄化装置の構成を採用しておけば、絶縁性が確
保された排気浄化装置を容易に製造することが出来る。
【０００９】
さらに、本発明の排気浄化装置は、第２電極室よりも下方に位置する第１電極室を備えている。そして、排気の冷却により凝縮水が生じて凝縮水が電極室に流入する場合、凝縮水は、第２電極室よりも、より下方に位置する第１電極室内に流入する可能性がある。ここで、本発明の排気浄化装置では、温度センサは第２電極室には配置されているが、第１電極室内には配置されていない。従って、本発明の排気浄化装置によれば、凝縮水により、温度センサを経由する漏電パスが形成されることも抑制しつつ、温度を測定することができる。また、２つの電極室のうちの一方にしか温度センサが設けられていないため、排気浄化装置は、低コストで製造できるものとなる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、絶縁性が確保され、且つ、容易に製造可能な排気浄化装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の一実施例に係る排気浄化装置の、排気流入口側から見た外観図である。
【図２】図２は、実施例に係る排気浄化装置の、図１における右側から見た外観図である。
【図３】図３は、実施例に係る排気浄化装置の、図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図４は、実施例に係る排気浄化装置の、図１におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図５は、第２電極室の変形例の説明図である。
【図６】図６は、実施例に係る排気浄化装置の変形例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態を、実施例に基づき説明する。尚、以下で説明する実施例に係る排気浄化装置の構成は、特に記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１３】
図１に、本発明の一実施例に係る排気浄化装置１０の、排気流入口側から見た外観図を示し、図２に、排気浄化装置１０の、図１における右側から見た外観図を示す。また、図３に、排気浄化装置１０の、図１におけるＡ−Ａ線断面図を示し、図４に、排気浄化装置１０の、図１におけるＢ−Ｂ線断面図を示す。
【００１４】
以下、これらの図を用いて、本実施例に係る排気浄化装置１０について説明する。尚、以下の説明において、上下とは、排気浄化装置１０が車載内燃機関の排気通路に配置されている状態における上下のことである。排気浄化装置１０は、通常、図１の上側が、鉛直方向上方となる姿勢で、走行用モータを備えたハイブリッド車両や、走行用モータを備えない車両に搭載された内燃機関（ディーゼル機関やガソリン機関）の排気通路に配置される。
【００１５】
図１〜図３に示してあるように、排気浄化装置１０は、円筒状の外筒１１を備えている。図３に模式的に示してあるように、この外筒１１は、複数の部材から構成されている。そして、外筒１１内には、電気加熱式触媒（ＥＨＣ）２０及び下流側触媒２５が、各触媒の外周面と外筒１１の内面との間に保持マット２６が挟み込まれた状態で収容されている。
【００１６】
ＥＨＣ２０は、導電性を有する担体に排気浄化触媒を担持させた触媒である。ＥＨＣ２０の担体は、排気の流れ方向に延びた、排気の流れ方向と垂直な断面形状がハニカム状の複数の通路を有している。このＥＨＣ２０の担体の構成材料としては、ＳｉＣを例示することができる。また、ＥＨＣ２０の担体に担持させる排気浄化触媒、下流側触媒２５の担体に担持させる排気浄化触媒は、排気浄化装置１０の用途に応じて選択すべきものであるが、各担体に担持させる排気浄化触媒としては、酸化触媒、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒、選択還元型ＮＯｘ触媒、三元触媒等を例示することができる。
【００１７】
図３及び図４に示してあるように、外筒１１の筒壁には、第１開口部１７ａ及び第２開口部１７ｂが設けられている。また、図３に示してあるように、ＥＨＣ２０の側面の、外筒１１内への収容時に第１開口部１７ａと対向する部分には、ＥＨＣ２０（ＥＨＣ２０に使用されている担体）に電流を流すための第１電極２１ａが形成されている。さらに、ＥＨＣ２０の側面の、外筒１１内への収容時に第２開口部１７ｂと対向する部分には、図４に示してあるように、ＥＨＣ２０に電流を流すための第２電極２１ｂが形成されている。
【００１８】
また、外筒１１は、第１開口部１７ａを覆う第１電極室１２ａ（図３）と、第２開口部１７ｂを覆う第２電極室１２ｂ（図４）とを備える。そして、外筒１１は、図１に示してあるように、排気通路に配置されると、第２電極室１２ｂが第１電極室１２ａよりも上方に位置するように構成されている。
【００１９】
より具体的には、外筒１１には、外筒１１（排気浄化装置１０）が排気通路に配置されると、第２開口部１７ｂの下端が、第１開口部１７ａの下端よりも上方に位置するように、第１開口部１７ａ及び第２開口部１７ｂが形成されている。そして、既に説明したように、第１電極室１２ａ、第２電極室１２ｂは、それぞれ、第１開口部１７ａ、第２開口部１７ｂを覆っている。そのため、外筒１１（排気浄化装置１０）が排気通路に配置されると、第２電極室１２ｂが、第１電極室１２ａよりも上方に位置する。
【００２０】
第２電極室１２ｂよりも下方に位置する第１電極室１２ａには、図３に示してある構成が採用されている。
【００２１】
すなわち、第１電極室１２ａは、外筒１１の開口部１７ａに固定された角筒状の容積部３１と、当該容積部３１の開口部を覆う蓋部３２ａとにより形成されている。第１電極室１２ａの容積部３１には、電源ケーブル４０に接続されたケーブル端子４１が、容積部３１との間が碍子４５により絶縁された形で挿入されている。そして、ケーブル端子４１が、第１電極室１２ａ内で、ＥＨＣ２０の電極２１ａと金属箔４３により接続されている。
【００２２】
一方、第１電極室１２ａよりも上方に位置する第２電極室１２ｂには、図４に示してある構成が採用されている。
【００２３】
すなわち、第２電極室１２ｂは、外筒１１の開口部１７ｂに固定された角筒状の容積部３１と、当該容積部３１の開口部を覆う蓋部３２ｂとにより形成されている。
【００２４】
第２電極室１２ｂの容積部３１は、第１電極室１２ａの容積部３１と同形状の部材である。蓋部３２ｂは、部材３２′と部材１５とにより構成された、蓋部３２ａとほぼ同形状の部材である。図示してあるように、この蓋部３２ｂの内面（蓋部３２ｂを構成している部材１５の電極２１ｂ側を向く面）には、平板状の温度センサ１６が配設されている。
【００２５】
より具体的には、蓋部３２ｂの部材３２′は、蓋部３２ａ（図３）の、ＥＨＣ２０の電極２１ａと対向する部分に、部材１５を挿入固定するための貫通孔を設けたものとなっている。また、部材１５は、温度センサ１６が予め取り付けられる部材となっている。そし
て、第２電極室１２ｂの、蓋部３２ｂと温度センサ１６とからなる部分は、温度センサ１６が予め取り付けられている部材１５を、部材３２′の貫通孔に挿入固定することにより構成されている。
【００２６】
尚、第２電極室１２ｂの蓋部３２ｂは、ＥＨＣ２０の電極２１ｂと対向する内面に平板状の温度センサ１６を配設できるものであれば良い。従って、図４に示したものとは、構成が異なる蓋部３２ｂを採用しても良い。例えば、図５に示したような蓋部３２ｂ、すなわち、蓋部３２ａと同形状の蓋部３２ｂであって、その側壁から温度センサ１６の信号線が引き出せるように加工された蓋部３２ｂを採用しても良い。また、蓋部３２ｂの内面に配設する温度センサ１６は、平板状の高熱伝導体に熱電対や測温抵抗体を埋め込んだものであっても、輻射熱を検知する平板状の温度センサ（熱流束センサ）であっても良い。
【００２７】
排気浄化装置１０の第２電極室１２ｂは、上記構成が採用されたものである共に、温度センサ１６とケーブル端子４１との間隔が、絶縁性を確保するために必要な間隔（例えば、８ｍｍ）となるように、各部のサイズを決定して製造されたものとなっている。
【００２８】
ここで、排気浄化装置１０の制御系について簡単に説明しておくことにする。
【００２９】
排気浄化装置１０の制御系には、実験等により求めた、温度センサ１６により測定される温度とＥＨＣ２０の温度との対応関係を示す対応関係情報が設定される。そして、制御系は、温度センサ１６により測定された温度と当該対応関係情報とから、ＥＨＣ２０の温度を推定する。
【００３０】
以上、説明したように、本実施例に係る排気浄化装置１０では、第２電極室１２ｂの蓋部３２ｂの、ＥＨＣ２０の第２電極２１ｂと対向する内面に、平板状の温度センサ１６が配設されている。そのような位置に配設されている温度センサ１６にて測定される温度は、内燃機関の運転状態（排気が排気通路を流れているか否かの別）の影響を殆ど受けない。従って、温度センサ１６により測定された温度と上記対応関係情報とから、ＥＨＣ２０の温度を正確に推定することができる。また、蓋部３２ｂの、ＥＨＣ２０の第２電極２１ｂと対向する内面に平板状の温度センサ１６が配設されていれば、蓋部３２ｂを容積部３１に組み付けるだけで、温度センサ１６の絶縁性を確保することが出来る。従って、上記構成を採用しておけば、絶縁性が確保された排気浄化装置１０を容易に製造することが出来る。
【００３１】
さらに、ＥＨＣを備えた排気浄化装置では、排気の冷却により凝縮水が生じて凝縮水が電極室に流入する可能性があるが、排気浄化装置１０は、第２電極室１２ｂよりも下方に位置する第１電極室１２ａを備えている。そのため、排気浄化装置１０では、排気の冷却により凝縮水が生じて凝縮水が保持マット２６等を経由して何れかの電極室１２内へ流入する場合、凝縮水は、通常、第２電極室１２ｂよりも下方に位置する第１電極室１２ａ内へ流入する。そして、第１電極室１２ａには、温度センサが設けられていない。従って、排気浄化装置１０によれば、凝縮水により、温度センサを経由する漏電パスが形成されることを抑制しつつ、ＥＨＣ２０の温度を推定することができる。また、２つの電極室１２のうちの一方にしか温度センサが設けられていないため、排気浄化装置１０は、低コストで製造できるものとなっていることにもなる。
【００３２】
《変形例》
上記した排気浄化装置１０は、各種の変形を行えるものである。例えば、排気浄化装置１０の第２電極室１２ｂは、斜め上方に向かって延びている（図１参照）が、第２電極室１２ｂは、第１電極室１２ａよりも上方に位置していさえすれば、斜め下方に向かって延びたものであっても良い。従って、排気浄化装置１０を、例えば、図６に示したような装
置、すなわち、第１電極室１２ａ、第２電極室１２ｂが、共に斜め下方に向かって延びており、第２電極室１２ｂが第１電極室１２ａよりも上方に位置する装置に変形することが出来る。
【符号の説明】
【００３３】
１０  排気浄化装置
１１  外筒
１２ａ  第１電極室
１２ｂ  第２電極室
１６  温度センサ
１７ａ  第１開口部
１７ｂ  第２開口部
２０  電気加熱式触媒
２１ａ  第１電極
２１ｂ  第２電極
２５  下流側触媒
２６  保持マット
３１  容積部
３２ａ、３２ｂ  蓋部
４０  電源ケーブル
４１  ケーブル端子
４３  金属箔
４５  碍子
【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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