JP4706663B2

JP4706663B2 - Exhaust passage structure of internal combustion engine

Info

Publication number: JP4706663B2
Application number: JP2007108225A
Authority: JP
Inventors: 高晴永利; 正克坪内; 仁孝藤川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-04-17
Filing date: 2007-04-17
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2027-04-17
Also published as: JP2008267192A

Description

本発明は、排気通路内に排気中の成分を検出するセンサが設けられた内燃機関の排気通路構造に関するものである。 The present invention relates to an exhaust passage structure of an internal combustion engine provided with a sensor for detecting a component in exhaust gas in the exhaust passage.

従来より、内燃機関の排気通路に２つの触媒を直列に設けた技術が知られている。このような技術では、具体的には排気通路の上流側にフロント触媒（上流側触媒）を配置するとともに、フロント触媒の下流側に床下触媒（下流側触媒）を配置している。そして、このように触媒を直列に配置することで、フロント触媒の早期活性化が可能となるとともに、触媒に十分な容量を持たせることが可能となる。 Conventionally, a technique in which two catalysts are provided in series in an exhaust passage of an internal combustion engine is known. Specifically, in such a technique, a front catalyst (upstream catalyst) is disposed upstream of the exhaust passage, and an underfloor catalyst (downstream catalyst) is disposed downstream of the front catalyst. By arranging the catalysts in series in this way, the front catalyst can be activated early, and the catalyst can have a sufficient capacity.

また、例えば特許文献１には、２つの触媒を直列に且つ一体的に設けるとともに（以下、このような触媒をタンデム触媒という）、上記タンデム触媒の上流部と下流部とにそれぞれ排気中の成分を検出するセンサを設け、これらのセンサからの情報に基づいて内燃機関を制御するようにした技術が開示されている。 Further, for example, in Patent Document 1, two catalysts are provided in series and integrally (hereinafter, such a catalyst is referred to as a tandem catalyst), and components in exhaust gas are respectively provided in an upstream portion and a downstream portion of the tandem catalyst. There is disclosed a technique in which a sensor for detecting the engine is provided and the internal combustion engine is controlled based on information from these sensors.

しかし、このようなタンデム触媒では、上流部のセンサと下流部のセンサとを用いて内燃機関を制御する場合、上流側のセンサと下流側のセンサとの間での情報の遅れが大きくなるおそれがあり、両センサの間での情報の遅れが大きすぎると、内燃機関を円滑に制御することができないことがある。 However, in such a tandem catalyst, when an internal combustion engine is controlled using an upstream sensor and a downstream sensor, a delay in information between the upstream sensor and the downstream sensor may increase. If the information delay between the two sensors is too large, the internal combustion engine may not be controlled smoothly.

そこで、タンデム触媒内の２つの触媒の間に単一のセンサを設け、このセンサからの情報に基づいて内燃機関を制御するようにしたものがある。
特開２０００−１２０４３１号公報 Therefore, there is a type in which a single sensor is provided between two catalysts in the tandem catalyst, and the internal combustion engine is controlled based on information from the sensor.
JP 2000-120431 A

ところで、上述のもののように、タンデム触媒内の２つの触媒の間にセンサが設けられていても、センサの取付位置によっては、上流側の触媒からの排気をセンサのセンサ素子部に対し円滑に導くことができないことがある。そのため、このものでは、センサによって排気の成分を正確に検出することができず、センサからの情報に基づいて内燃機関を円滑に制御することが難しいものとなる。 By the way, even if a sensor is provided between the two catalysts in the tandem catalyst as described above, the exhaust from the upstream catalyst may be smoothly discharged to the sensor element portion of the sensor depending on the mounting position of the sensor. There are times when it cannot be guided. For this reason, the exhaust gas component cannot be accurately detected by the sensor, and it is difficult to smoothly control the internal combustion engine based on information from the sensor.

その場合、上流側の触媒の直下流側に、上流側の触媒からの排気の流れをセンサのセンサ素子部に対し誘導するガイドを設けることが考えられる。しかし、内燃機関の冷間始動時などに上流側の触媒からの排気が冷たいガイドに吹き付けられると、排気がガイドに接した際に結露して凝縮水が産出され、この凝縮水が排気と共にガイドで誘導されてセンサのセンサ素子部に付着し、凝縮水の沸騰（膨張）による熱ストレスがセンサ素子部に作用して、センサの検出精度の低下や故障の原因となる。 In that case, it is conceivable to provide a guide for guiding the flow of exhaust gas from the upstream catalyst to the sensor element portion of the sensor, immediately downstream of the upstream catalyst. However, if the exhaust from the upstream catalyst is blown onto the cold guide when the internal combustion engine is cold started, condensation occurs when the exhaust comes into contact with the guide, and condensed water is produced. Is attached to the sensor element portion of the sensor, and thermal stress due to boiling (expansion) of the condensed water acts on the sensor element portion, causing a decrease in detection accuracy of the sensor and a failure.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、センサからの情報に基づいて内燃機関を円滑に制御することができるとともに、凝縮水の付着によるセンサの検出精度の低下や故障を防止することができる内燃機関の排気通路構造を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to smoothly control an internal combustion engine based on information from the sensor and to detect the accuracy of the sensor by adhering condensed water. It is an object of the present invention to provide an exhaust passage structure for an internal combustion engine that can prevent deterioration and failure.

上記目的を達成するため、本発明では、排気通路の排気流通方向上流側および下流側に
それぞれ触媒が連設され、その両触媒間に排気中の成分を検出するセンサが設けられた内燃機関の排気通路構造を前提とし、上記センサのセンサ素子部を、上記両触媒間における排気通路部分の中心よりも上側に位置させる。そして、上記上流側の触媒の直下流側に、上記センサのセンサ素子部に対し排気の流れを誘導する略筒形状のガイドを設け、このガイドは、上記上流側の触媒よりも大径に形成された上流側円筒部分と、この上流側円筒部分よりも小径に形成された下流側円筒部分と、上記上流側円筒部分と上記下流側円筒部分とを繋ぐ漏斗状のテーパ部分とで一体に形成されている。更に、上記ガイドの上記下流側円筒部分の下側部分が、上記センサのセンサ素子部の下方位置まで延設され、該下流側円筒部分の開口断面領域を排気流通方向下流側に延長した領域内に上記センサのセンサ素子部が位置するように、上記下流側円筒部分の中心を、上記両触媒間における排気通路部分の中心よりも上記センサのセンサ素子部寄りに偏心させるとともに、上記ガイドの上記テーパ部分の下部位置に、そのガイドに接して結露した排気中の凝縮水を上記ガイドの下流端開口よりも上流側において上記ガイド外に排出する排出孔を設けている。 In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided an internal combustion engine in which a catalyst is connected to each upstream and downstream of the exhaust passage in the exhaust flow direction, and a sensor for detecting a component in the exhaust is provided between the catalysts. On the premise of the exhaust passage structure, the sensor element portion of the sensor is positioned above the center of the exhaust passage portion between the two catalysts. A substantially cylindrical guide that guides the flow of exhaust gas to the sensor element portion of the sensor is provided immediately downstream of the upstream catalyst, and the guide is formed to have a larger diameter than the upstream catalyst. Formed integrally with the upstream cylindrical portion formed, a downstream cylindrical portion having a smaller diameter than the upstream cylindrical portion, and a funnel-shaped tapered portion connecting the upstream cylindrical portion and the downstream cylindrical portion. Has been. Further, the lower portion of the downstream cylindrical portion of the guide is extended to a position below the sensor element portion of the sensor, and the opening cross-sectional area of the downstream cylindrical portion is extended to the downstream side in the exhaust circulation direction. as position sensor element of the sensor in the center of the downstream cylindrical portion, with it is decentered to the sensor element portion closer of the sensor from the center of the exhaust passage part between the both catalysts, the guide of the At the lower position of the tapered portion, there is provided a discharge hole for discharging condensed water in the exhaust gas condensing in contact with the guide to the outside of the guide on the upstream side of the downstream end opening of the guide.

この特定事項により、上流側の触媒からの排気の流れは、その上流側の触媒の直下流側の略筒形状のガイドによって、上流側および下流側の触媒間における排気通路部分の中心よりも上側に位置するセンサのセンサ素子部に対し誘導される。このとき、ガイドの上流端開口の口径よりも小さな口径となる下流端開口の中心が、両触媒間における排気通路部分の中心よりもセンサのセンサ素子部寄りに偏心している。これにより、上流側の触媒からの排気は、ガイドによってセンサ素子部に対し円滑に導かれ、センサによって排気の成分が正確に検出されて、センサからの情報に基づいて内燃機関を円滑に制御することが可能となる。 Due to this specific matter, the flow of exhaust from the upstream catalyst is made higher than the center of the exhaust passage portion between the upstream and downstream catalysts by a substantially cylindrical guide on the downstream side of the upstream catalyst. It is induced with respect to the sensor element portion of the sensor located at the position. At this time, the center of the downstream end opening having a smaller diameter than the diameter of the upstream end opening of the guide is decentered closer to the sensor element portion of the sensor than the center of the exhaust passage portion between the two catalysts. As a result, the exhaust from the upstream catalyst is smoothly guided to the sensor element portion by the guide, the exhaust component is accurately detected by the sensor, and the internal combustion engine is smoothly controlled based on the information from the sensor. It becomes possible.

しかも、内燃機関の冷間始動時などに上流側の触媒からの排気が冷たいガイドに吹き付けられてガイドに接した際に結露して産出される凝縮水は、上記ガイドの下流端開口よりも上流側においてガイドの下部位置に開口する排出孔を介してガイド外に排出される。これにより、凝縮水が排気と共にガイドで誘導されてセンサのセンサ素子部に付着することが防止され、凝縮水の沸騰（膨張）による熱ストレスがセンサ素子部に作用することがなくなって、センサの検出精度の低下や故障を防止することが可能となる。 In addition, when the internal combustion engine is cold started or the like, the condensed water produced when the exhaust from the upstream catalyst is blown onto the cold guide and comes into contact with the guide is upstream of the downstream end opening of the guide. It is discharged out of the guide through a discharge hole that opens to the lower position of the guide on the side. This prevents the condensed water from being guided by the guide together with the exhaust and attached to the sensor element portion of the sensor, so that the thermal stress due to the boiling (expansion) of the condensed water does not act on the sensor element portion. It is possible to prevent a decrease in detection accuracy and failure.

また、上記ガイドを、上記両触媒間における排気通路部分の肉厚よりも薄い肉厚に形成している場合には、内燃機関の冷間始動時などに上流側の触媒からの排気が冷たいガイドに吹き付けられた際に、ガイドの肉厚が薄く形成されているために迅速に暖められる。このため、上流側の触媒からの排気がガイドに接した際に結露して産出される凝縮水の産出量が僅かなものとなる。これにより、凝縮水がセンサのセンサ素子部に付着することが効果的に防止され、センサの検出精度の低下や故障を確実に防止することが可能となる。 Further, when the guide is formed with a thickness thinner than the thickness of the exhaust passage portion between the two catalysts, the guide from which the exhaust from the upstream catalyst is cold at the time of cold start of the internal combustion engine or the like When it is sprayed on, the guide is warmed quickly because the thickness of the guide is thin. For this reason, when the exhaust from the upstream catalyst comes into contact with the guide, the amount of condensed water produced by condensation is small. Thereby, it is possible to effectively prevent the condensed water from adhering to the sensor element portion of the sensor, and it is possible to reliably prevent a decrease in detection accuracy or failure of the sensor.

そして、上記ガイドの上記テーパ部分の下部位置に開口する排出孔を、上記両触媒間における排気通路部分の中心に対し上記センサのセンサ素子部と点対称側となる部位に形成している場合には、排出孔は、両触媒間における排気通路部分の中心に対し上記センサのセンサ素子部と点対称側となる部位、つまりセンサのセンサ素子部から最も離れた部位に開口することになる。このため、上流側の触媒からの排気がガイドに接した際に結露して産出される凝縮水は、センサのセンサ素子部から最も離れたガイドの下部位置の排出孔から円滑に排出される。これにより、凝縮水がセンサのセンサ素子部に付着し難いものとなり、センサの検出精度の低下や故障をより確実に防止することが可能となる。 And when the discharge hole opened to the lower position of the taper portion of the guide is formed at a site that is point-symmetric with the sensor element portion of the sensor with respect to the center of the exhaust passage portion between the two catalysts. The exhaust hole opens at a site that is point-symmetrical to the sensor element portion of the sensor with respect to the center of the exhaust passage portion between the two catalysts, that is, a portion that is farthest from the sensor element portion of the sensor. For this reason, the condensed water produced by condensation when the exhaust from the upstream catalyst contacts the guide is smoothly discharged from the discharge hole at the lower position of the guide farthest from the sensor element portion of the sensor. This makes it difficult for the condensed water to adhere to the sensor element portion of the sensor, and it is possible to more reliably prevent a decrease in detection accuracy or failure of the sensor.

更に、上記排出孔を、上記センサのセンサ素子部よりも排気の流れ方向上流側に開口させている場合には、上流側の触媒からの排気がガイドに接した際に結露して産出される凝縮水は、センサのセンサ素子部よりも排気の流れ方向上流側においてガイドの下部位置に開口する排出孔から円滑に排出される。これにより、凝縮水がセンサのセンサ素子部に付着する前にガイド外へ確実に排出され、センサの検出精度の低下や故障を確実に防止する上で非常に有利なものとなる。 Further, when the exhaust hole is opened upstream of the sensor element portion of the sensor in the exhaust flow direction, dew condensation is produced when exhaust from the upstream catalyst contacts the guide. Condensed water is smoothly discharged from the discharge hole that opens to the lower position of the guide on the upstream side in the exhaust flow direction from the sensor element portion of the sensor. Thus, the condensed water is reliably discharged out of the guide before adhering to the sensor element portion of the sensor, which is very advantageous for reliably preventing a decrease in sensor detection accuracy and failure.

以上、要するに、ガイドの下流端開口の中心を両触媒間における排気通路部分の中心よりもセンサのセンサ素子部寄りに偏心させるとともに、ガイドの下部位置に排気中の凝縮水を排出する排出孔を設けることで、上流側の触媒からの排気の流れをガイドによってセンサのセンサ素子部に対し円滑に導き、排気の成分を正確に検出してセンサからの情報に基づいて内燃機関を円滑に制御することができる。しかも、内燃機関の冷間始動時などにガイドに接して結露した凝縮水をガイドの下部位置の排出孔を介してガイド外に排出して、センサのセンサ素子部に対する凝縮水の付着を防止し、凝縮水による熱ストレスをセンサ素子部に作用させることをなくして、センサの検出精度の低下や故障を防止することができる。 In short, the center of the downstream end opening of the guide is decentered closer to the sensor element portion of the sensor than the center of the exhaust passage portion between the two catalysts, and the discharge hole for discharging the condensed water in the exhaust is formed at the lower position of the guide. By providing, the flow of the exhaust from the upstream catalyst is smoothly guided to the sensor element portion of the sensor by the guide, and the internal combustion engine is smoothly controlled based on the information from the sensor by accurately detecting the exhaust component. be able to. In addition, condensed water that comes into contact with the guide during cold start of the internal combustion engine, etc., is discharged outside the guide through the discharge hole at the lower position of the guide to prevent the condensed water from adhering to the sensor element part of the sensor. Further, it is possible to prevent the sensor element portion from being subjected to the thermal stress caused by the condensed water, and to prevent the detection accuracy of the sensor from being lowered or broken.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本発明の実施例１に係る排気通路構造を自動車用内燃機関に適用した場合の概略構成を示す図である。 FIG. 1 is a view showing a schematic configuration when an exhaust passage structure according to Embodiment 1 of the present invention is applied to an internal combustion engine for an automobile.

図１において、１は排気通路であって、この排気通路１は、複数の気筒を有する自動車用内燃機関の排気ポートから延びる排気マニホルドを１つに集合させた下流端に対し接続されている。そして、排気通路１の上流側には、触媒２を略円筒形状のケーシング３０に収納したコンバータ３が介設されている。この触媒２は、ケーシング３０の内径よりも若干小径な略円筒形状の上流側触媒２１（上流側の触媒）と、上流側触媒２１と適宜な空隙を介して下流側に直列配置され、上流側触媒２１と同径の下流側触媒２２（下流側の触媒）との２つの触媒を備えた、タンデム型排気浄化触媒とされている。そして、上流側触媒２１および下流側触媒２２は、ケーシング３０の内周面にそれぞれマット２０を介在させて取り付けられている。この場合、コンバータ３のケーシング３０は、排気通路１よりも大径に形成されている関係上、両端部がスピニング加工により成形されている。なお、ケーシング３０（両端部）の成形は、スピニング加工に限定されるものではなく、プレス加工によって成形されていてもよい。 In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an exhaust passage, and the exhaust passage 1 is connected to a downstream end in which exhaust manifolds extending from an exhaust port of an automobile internal combustion engine having a plurality of cylinders are gathered into one. A converter 3 in which the catalyst 2 is accommodated in a substantially cylindrical casing 30 is interposed on the upstream side of the exhaust passage 1. The catalyst 2 is arranged in series downstream of the upstream catalyst 21 (upstream catalyst) having a substantially cylindrical shape slightly smaller than the inner diameter of the casing 30 and the upstream catalyst 21 through an appropriate gap, and is arranged upstream. The tandem type exhaust purification catalyst is provided with two catalysts, a catalyst 21 and a downstream catalyst 22 (downstream catalyst) having the same diameter. The upstream catalyst 21 and the downstream catalyst 22 are attached to the inner peripheral surface of the casing 30 with the mat 20 interposed therebetween. In this case, the casing 30 of the converter 3 is formed to have a larger diameter than the exhaust passage 1, and thus both ends are formed by spinning. In addition, the shaping | molding of the casing 30 (both ends) is not limited to spinning processing, and may be formed by press working.

図２にも示すように、上流側触媒２１と下流側触媒２２との間には、上流側触媒２１を通過した排気中の酸素濃度を検出するセンサとしての酸素濃度センサ４が設けられている。この酸素濃度センサ４は、両触媒２１，２２間における排気通路部分としてのケーシング３０の排気流通方向略中央部分の上端位置において下方に凹設された凹部３２に取り付けられ、この凹部３２を貫通してケーシング３０の排気流通方向略中央部分の中心Ｑに向かって突出するセンサ素子部４１を有している。この場合、センサ素子部４１の先端は、両触媒２１，２２間におけるケーシング３０の排気流通方向略中央部分（排気通路部分）の中心Ｑよりも上側に位置している。なお、図１および図２中における矢印は、排気の流通方向を示している。 As shown in FIG. 2, an oxygen concentration sensor 4 is provided between the upstream catalyst 21 and the downstream catalyst 22 as a sensor for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas that has passed through the upstream catalyst 21. . The oxygen concentration sensor 4 is attached to a recessed portion 32 that is recessed downward at the upper end position of a substantially central portion of the casing 30 that serves as an exhaust passage portion between the two catalysts 21 and 22, and passes through the recessed portion 32. The sensor element portion 41 protrudes toward the center Q of the substantially central portion of the casing 30 in the exhaust flow direction. In this case, the tip of the sensor element portion 41 is located above the center Q of the substantially central portion (exhaust passage portion) of the casing 30 in the exhaust flow direction between the catalysts 21 and 22. In addition, the arrow in FIG. 1 and FIG. 2 has shown the distribution direction of exhaust_gas | exhaustion.

そして、ケーシング３０内における上流側触媒２１の直下流側には、酸素濃度センサ４のセンサ素子部４１に対し排気の流れを誘導する略円筒形状のガイド３１が設けられている。このガイド３１は、上流側触媒２１よりも若干大径に形成された上流側円筒部分３１１と、この上流側円筒部分３１１よりも小径に形成された下流側円筒部分３１２と、上流側円筒部分３１１と下流側円筒部分３１２とを繋ぐ漏斗状のテーパ部分３１３とで一体的に形成されている。これにより、ガイド３１の下流端開口としての下流側円筒部分３１２の下流端開口３１２ａの口径は、ガイド３１の上流端開口としての上流側円筒部分３１１の上流端開口３１１ａの口径よりも小さな径に形成されている。 A substantially cylindrical guide 31 that guides the flow of exhaust gas to the sensor element portion 41 of the oxygen concentration sensor 4 is provided immediately downstream of the upstream catalyst 21 in the casing 30. The guide 31 includes an upstream cylindrical portion 311 formed slightly larger in diameter than the upstream catalyst 21, a downstream cylindrical portion 312 formed smaller in diameter than the upstream cylindrical portion 311, and an upstream cylindrical portion 311. And the downstream cylindrical portion 312 are integrally formed with a funnel-shaped tapered portion 313. Accordingly, the diameter of the downstream end opening 312a of the downstream cylindrical portion 312 as the downstream end opening of the guide 31 is smaller than the diameter of the upstream end opening 311a of the upstream cylindrical portion 311 as the upstream end opening of the guide 31. Is formed.

また、ガイド３１（上流側円筒部分３１１、下流側円筒部分３１２およびテーパ部分３１３）は、両触媒２１，２２間におけるケーシング３０の排気流通方向略中央部分の肉厚ｔ１（例えば１．５ｍｍ）よりも薄い肉厚ｔ２（例えば１．０ｍｍ）に形成されている。この場合、ケーシング３０を成形する上で、テーパ部分３１３がスピニング加工により成形されている。なお、ケーシング３０（テーパ部分３１３）の成形は、スピニング加工に限定されるものではなく、プレス加工によって成形されていてもよい。 Further, the guide 31 (the upstream cylindrical portion 311, the downstream cylindrical portion 312 and the tapered portion 313) has a thickness t1 (for example, 1.5 mm) at a substantially central portion in the exhaust gas flow direction of the casing 30 between the two catalysts 21 and 22. Is also formed with a thin wall thickness t2 (for example, 1.0 mm). In this case, when the casing 30 is formed, the tapered portion 313 is formed by spinning. In addition, shaping | molding of the casing 30 (taper part 313) is not limited to spinning processing, You may shape | mold by press work.

更に、ガイド３１における下流側円筒部分３１２の下流端開口３１２ａの中心Ｐは、ケーシング３０の排気流通方向略中央部分の中心Ｑよりも酸素濃度センサ４のセンサ素子部４１寄りとなる上側寄りに偏心している。また、ガイド３１の下部位置には、そのガイド３１に接して結露した排気中の凝縮水を下流側円筒部分３１２の下流端開口３１２ａよりも上流側において上記ガイド３１外に排出する複数の排出孔３３，３３，…が設けられている。この各排出孔３３は、それぞれテーパ部分３１３の下部位置に開口し、凝縮水が下流側円筒部分３１２に流れ込むのを防止している。そして、各排出孔３３は、酸素濃度センサ４のセンサ素子部４１よりも排気の流れ方向上流側において開口している。 Furthermore, the center P of the downstream end opening 312 a of the downstream cylindrical portion 312 in the guide 31 is biased toward the upper side closer to the sensor element portion 41 of the oxygen concentration sensor 4 than the center Q of the substantially central portion of the casing 30 in the exhaust flow direction. I have a heart. In addition, a plurality of discharge holes for discharging condensed water in the exhaust gas condensing in contact with the guide 31 to the outside of the guide 31 on the upstream side of the downstream end opening 312a of the downstream cylindrical portion 312 are provided at a lower position of the guide 31. 33, 33, ... are provided. Each of the discharge holes 33 opens at a position below the tapered portion 313 to prevent the condensed water from flowing into the downstream cylindrical portion 312. Each exhaust hole 33 is opened upstream of the sensor element portion 41 of the oxygen concentration sensor 4 in the exhaust flow direction.

したがって、上記実施例１では、上流側触媒２１からの排気の流れは、その上流側触媒２１の直下流側の略筒形状のガイド３１によって、上流側および下流側触媒２１，２２間におけるケーシング３０の排気流通方向略中央部分の中心Ｑよりも上側に位置する酸素濃度センサ４のセンサ素子部４１に対し誘導される。このとき、ガイド３１の上流側円筒部分３１１の上流端開口３１１ａの口径よりも小さな口径となる下流側円筒部分３１２の下流端開口３１２ａの中心Ｐが、ケーシング３０の排気流通方向略中央部分の中心Ｑよりも酸素濃度センサ４のセンサ素子部４１寄りとなる上側寄りに偏心している。これにより、上流側触媒２１からの排気は、ガイド３１によってセンサ素子部４１に対し円滑に導かれ、排気濃度センサ４によって排気中の酸素濃度が正確に検出されて、酸素濃度センサ４からの情報に基づいて内燃機関を円滑に制御することができる。 Therefore, in the first embodiment, the flow of the exhaust gas from the upstream side catalyst 21 is caused by the substantially cylindrical guide 31 on the downstream side of the upstream side catalyst 21 to the casing 30 between the upstream side and the downstream side catalysts 21 and 22. Is guided to the sensor element portion 41 of the oxygen concentration sensor 4 located above the center Q of the substantially central portion of the exhaust gas flow direction. At this time, the center P of the downstream end opening 312a of the downstream cylindrical portion 312 having a smaller diameter than the diameter of the upstream end opening 311a of the upstream cylindrical portion 311 of the guide 31 is the center of the substantially central portion of the casing 30 in the exhaust flow direction. It is eccentric to the upper side closer to the sensor element 41 of the oxygen concentration sensor 4 than Q. As a result, the exhaust from the upstream catalyst 21 is smoothly guided to the sensor element portion 41 by the guide 31, the oxygen concentration in the exhaust is accurately detected by the exhaust concentration sensor 4, and information from the oxygen concentration sensor 4 is detected. The internal combustion engine can be controlled smoothly based on the above.

しかも、内燃機関の冷間始動時などに上流側触媒２１からの排気が冷たいガイド３１に吹き付けられてガイド３１に接した際に結露して産出される凝縮水は、ガイド３１の下流側円筒部分３１２の下流端開口３１２ａよりも上流側において下部位置に開口する各排出孔３３を介してガイド３１外に排出される。また、上記ガイド３１が、両触媒２１，２２間におけるケーシング３０の排気流通方向略中央部分の肉厚ｔ１（例えば１．５ｍｍ）よりも薄い肉厚ｔ２（例えば１．０ｍｍ）に形成されているので、内燃機関の冷間始動時などに上流側触媒２１からの排気が冷たいガイド３１に吹き付けられた際に、ガイド３１の肉厚ｔ２が薄く形成されているために迅速に暖められ、上流側触媒２１からの排気がガイド３１に接した際に結露して産出される凝縮水の産出量が僅かなものとなる。更に、上記各排出孔３３が、酸素濃度センサ４のセンサ素子部４１よりも排気の流れ方向上流側に開口しているので、上流側触媒２１からの排気がガイド３１に接した際に結露して産出される凝縮水が、酸素濃度センサ４のセンサ素子部４１よりも排気の流れ方向上流側に開口する各排出孔３３から円滑に排出される。これにより、凝縮水が排気と共にガイド３１で誘導されて酸素濃度センサ４のセンサ素子部４１に付着することが効果的に防止され、凝縮水の沸騰（膨張）による熱ストレスがセンサ素子部４１に作用することがなくなって、酸素濃度センサ４の検出精度の低下や故障を効果的に防止することができる。 In addition, when the internal combustion engine is cold-started or the like, the condensed water produced by condensation when the exhaust from the upstream catalyst 21 is blown onto the cold guide 31 and comes into contact with the guide 31 is a cylindrical portion on the downstream side of the guide 31. The gas is discharged out of the guide 31 through the discharge holes 33 opened at the lower position upstream of the downstream end opening 312a of the 312. Further, the guide 31 is formed to have a thickness t2 (for example, 1.0 mm) that is thinner than a thickness t1 (for example, 1.5 mm) at the substantially central portion of the casing 30 in the exhaust flow direction between the two catalysts 21 and 22. Therefore, when the exhaust from the upstream side catalyst 21 is blown to the cold guide 31 at the time of cold start of the internal combustion engine or the like, the thickness t2 of the guide 31 is formed thin, so that the upstream side is heated quickly. When the exhaust from the catalyst 21 comes into contact with the guide 31, the amount of condensed water produced by condensation is small. Further, since each of the discharge holes 33 is opened upstream of the sensor element portion 41 of the oxygen concentration sensor 4 in the exhaust flow direction, dew condensation occurs when the exhaust from the upstream catalyst 21 contacts the guide 31. The condensed water produced in this manner is smoothly discharged from the discharge holes 33 that open upstream of the sensor element portion 41 of the oxygen concentration sensor 4 in the exhaust flow direction. This effectively prevents the condensed water from being guided by the guide 31 together with the exhaust and adhering to the sensor element portion 41 of the oxygen concentration sensor 4, and thermal stress due to boiling (expansion) of the condensed water is applied to the sensor element portion 41. Since it does not act, it is possible to effectively prevent a decrease in detection accuracy or failure of the oxygen concentration sensor 4.

次に、本発明の実施例２を図３に基づいて説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

この実施例では、複数の気筒を有する自動車用内燃機関の排気ポートから延びる排気マニホルドを１つに集合させた下流端に対しコンバータのケーシングの上流端を接続し易くする上でケーシングの排気流通方向略中央部分を折曲させている。なお、ケーシングを除くその他の構成は、上記実施例１の場合と同じであり、同一部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。 In this embodiment, in order to make it easy to connect the upstream end of the casing of the converter to the downstream end in which exhaust manifolds extending from the exhaust port of the automobile internal combustion engine having a plurality of cylinders are combined into one, the exhaust flow direction of the casing The central part is bent. In addition, the structure other than a casing is the same as that of the case of the said Example 1, The same code | symbol is attached | subjected about the same part and the detailed description is abbreviate | omitted.

すなわち、本実施例では、図３に示すように、排気通路１の上流端にコンバータ５のケーシング５０を設けている。このケーシング５０は、その排気流通方向略中央部分において上流側ケーシング５０１と下流側ケーシング５０２とに分割され、上流側ケーシング５０１の上流端が排気マニホルド１１の下流端に接続されている。そして、上流側ケーシング５０１内には上流側触媒２１が収容されている一方、下流側ケーシング５０２には下流側触媒２２が収容され、これらの触媒２１，２２によってタンデム型排気浄化触媒とされている。この上流側ケーシング５０１の下流端と下流側ケーシング５０２の上流端とが接合されている。この場合、上流側ケーシング５０１の中心Ｑ１は、略水平な下流側ケーシング５０２の中心Ｑ２に対し略３５°の傾斜角度を存して上向きに傾斜している。 That is, in this embodiment, as shown in FIG. 3, the casing 50 of the converter 5 is provided at the upstream end of the exhaust passage 1. The casing 50 is divided into an upstream casing 501 and a downstream casing 502 at a substantially central portion in the exhaust flow direction, and the upstream end of the upstream casing 501 is connected to the downstream end of the exhaust manifold 11. The upstream casing 501 accommodates the upstream catalyst 21, while the downstream casing 502 accommodates the downstream catalyst 22, and these catalysts 21 and 22 serve as a tandem exhaust purification catalyst. . The downstream end of the upstream casing 501 and the upstream end of the downstream casing 502 are joined. In this case, the center Q1 of the upstream casing 501 is inclined upward with an inclination angle of approximately 35 ° with respect to the center Q2 of the substantially horizontal downstream casing 502.

また、上流側ケーシング５０１および下流側ケーシング５０２は、それぞれの上下流端部がスピニング加工により上流側および下流側触媒２１，２２の収容部分よりも小径に形成されている。そして、上流側触媒２１と下流側触媒２２との間に位置する上流側ケーシング５０１の下流端部（下流側ケーシング５０２との接続部よりも上流側）には、酸素濃度センサ４が設けられている。この酸素濃度センサ４は、両触媒２１，２２間における排気通路部分としての上流側ケーシング５０１の下流端部の上端位置に取り付けられ、そのセンサ素子部４１が上流側ケーシング５０１の下流端部を貫通して該上流側ケーシング５０１の下流端部の中心Ｑ１に向かって突出している。この場合、センサ素子部４１の先端は、両触媒２１，２２間における上流側ケーシング５０１の下流端部の中心Ｑ１よりも上側に位置している。また、ガイド３１における下流側円筒部分３１２の下流端開口３１２ａの中心Ｐは、上流側ケーシング５０１の下流端部の中心Ｑ１よりも酸素濃度センサ４のセンサ素子部４１寄りとなる上側寄りに偏心している。なお、上流側ケーシング５０１および下流側ケーシング５０２（上下流端部）の成形は、スピニング加工に限定されるものではなく、プレス加工によって成形されていてもよい。 Further, the upstream casing 501 and the downstream casing 502 are formed so that the upstream and downstream ends thereof are smaller in diameter than the accommodating portions of the upstream and downstream catalysts 21 and 22 by spinning. The oxygen concentration sensor 4 is provided at the downstream end of the upstream casing 501 located between the upstream catalyst 21 and the downstream catalyst 22 (upstream from the connection with the downstream casing 502). Yes. The oxygen concentration sensor 4 is attached to the upper end position of the downstream end portion of the upstream casing 501 as an exhaust passage portion between the two catalysts 21 and 22, and the sensor element portion 41 penetrates the downstream end portion of the upstream casing 501. Then, it protrudes toward the center Q1 of the downstream end of the upstream casing 501. In this case, the tip of the sensor element portion 41 is located above the center Q1 of the downstream end portion of the upstream casing 501 between the two catalysts 21 and 22. Further, the center P of the downstream end opening 312a of the downstream cylindrical portion 312 in the guide 31 is eccentric to the upper side closer to the sensor element portion 41 of the oxygen concentration sensor 4 than the center Q1 of the downstream end portion of the upstream casing 501. Yes. In addition, shaping | molding of the upstream casing 501 and the downstream casing 502 (upper / lower end part) is not limited to spinning processing, You may shape | mold by press work.

そして、上流側ケーシング５０１内における上流側触媒２１の直下流側にガイド３１が設けられている。このガイド３１は、上流側ケーシング５０１の中心Ｑ１と略平行に傾斜しており、上流側触媒２１からの排気がガイド３１に接した際に結露して産出された凝縮水が上流側円筒部分３１１およびテーパ部分３１３の下端部付近に導かれ易いようになっている。この場合、両触媒２１，２２間における上流側ケーシング５０１の下流端部は、ガイド３１の肉厚ｔ２（例えば１．０ｍｍ）よりも厚い肉厚ｔ１（例えば１．５ｍｍ）に形成されている。 A guide 31 is provided immediately downstream of the upstream catalyst 21 in the upstream casing 501. The guide 31 is inclined substantially parallel to the center Q 1 of the upstream casing 501, and the condensed water produced by condensation when the exhaust from the upstream catalyst 21 comes into contact with the guide 31 is the upstream cylindrical portion 311. And it is easy to be led near the lower end of the taper portion 313. In this case, the downstream end portion of the upstream casing 501 between the catalysts 21 and 22 is formed to have a thickness t1 (for example, 1.5 mm) thicker than the thickness t2 (for example, 1.0 mm) of the guide 31.

したがって、上記実施例２では、上流側触媒２１からの排気の流れは、その上流側触媒２１の直下流側のガイド３１によって、上流側および下流側触媒２１，２２間における上流側ケーシング５０１の下流端部の中心Ｑ１よりも上側に位置する酸素濃度センサ４のセンサ素子部４１に対し誘導される。このとき、ガイド３１の上流側円筒部分３１１の上流端開口３１１ａの口径よりも小さな口径となる下流側円筒部分３１２の下流端開口３１２ａの中心Ｐが、上流側ケーシング５０１の下流端部の中心Ｑ１よりも酸素濃度センサ４のセンサ素子部４１寄りとなる上側寄りに偏心している。これにより、上流側触媒２１からの排気は、ガイド３１によってセンサ素子部４１に対し円滑に導かれ、排気濃度センサ４によって排気中の酸素濃度が正確に検出されて、酸素濃度センサ４からの情報に基づいて内燃機関を円滑に制御することができる。 Therefore, in the second embodiment, the flow of exhaust from the upstream catalyst 21 is caused to flow downstream of the upstream casing 501 between the upstream and downstream catalysts 21 and 22 by the guide 31 immediately downstream of the upstream catalyst 21. It is guided with respect to the sensor element portion 41 of the oxygen concentration sensor 4 positioned above the center Q1 of the end portion. At this time, the center P1 of the downstream end 312a of the downstream cylindrical portion 312 having a smaller diameter than the diameter of the upstream end opening 311a of the upstream cylindrical portion 311 of the guide 31 is the center Q1 of the downstream end of the upstream casing 501. Further, the oxygen concentration sensor 4 is eccentric toward the upper side that is closer to the sensor element portion 41 of the oxygen concentration sensor 4. As a result, the exhaust from the upstream catalyst 21 is smoothly guided to the sensor element portion 41 by the guide 31, the oxygen concentration in the exhaust is accurately detected by the exhaust concentration sensor 4, and information from the oxygen concentration sensor 4 is detected. The internal combustion engine can be controlled smoothly based on the above.

しかも、内燃機関の冷間始動時などに上流側触媒２１からの排気が冷たいガイド３１に吹き付けられてガイド３１に接した際に結露する凝縮水は、上流側円筒部分３１１およびテーパ部分３１３の下端部付近に円滑に導かれ、ガイド３１の下流側円筒部分３１２の下流端開口３１２ａよりも上流側において下部位置に開口する各排出孔３３を介してガイド３１外に排出される。これにより、肉厚の薄いガイド３１による凝縮水の産出量低減効果、およびセンサ素子部４１よりも排気の流れ方向上流側に開口させた各排出孔３３による凝縮水の円滑な排出効果と相俟って、凝縮水が排気と共にガイド３１で誘導されて酸素濃度センサ４のセンサ素子部４１に付着することが効果的に防止され、凝縮水の沸騰（膨張）による熱ストレスがセンサ素子部４１に作用することがなくなって、酸素濃度センサ４の検出精度の低下や故障を効果的に防止することができる。 In addition, the condensed water that is condensed when exhaust gas from the upstream catalyst 21 is blown to the cold guide 31 and contacts the guide 31 when the internal combustion engine is cold-started is the lower end of the upstream cylindrical portion 311 and the tapered portion 313. It is smoothly guided to the vicinity of the portion, and is discharged out of the guide 31 through the discharge holes 33 that open to the lower position upstream of the downstream end opening 312 a of the downstream cylindrical portion 312 of the guide 31. Thus, the condensate production reduction effect by the thin guide 31 and the smooth drainage effect of the condensate by the discharge holes 33 opened upstream of the sensor element part 41 in the exhaust flow direction are considered. Thus, the condensed water is effectively prevented from being guided by the guide 31 together with the exhaust and adhering to the sensor element portion 41 of the oxygen concentration sensor 4, and thermal stress due to boiling (expansion) of the condensed water is applied to the sensor element portion 41. Since it does not act, it is possible to effectively prevent a decrease in detection accuracy or failure of the oxygen concentration sensor 4.

次に、本発明の実施例３を図４および図５に基づいて説明する。 Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

この実施例では、空気濃度センサの取付位置および排出孔の開口位置を変更している。なお、空気濃度センサおよび排出孔を除くその他の構成は、上記実施例１の場合と同じであり、同一部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。 In this embodiment, the mounting position of the air concentration sensor and the opening position of the discharge hole are changed. The rest of the configuration except for the air concentration sensor and the exhaust hole is the same as in the case of the first embodiment, and the same parts are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.

すなわち、本実施例では、図４および図５に示すように、空気濃度センサ６は、両触媒２１，２２間におけるケーシング３０の排気流通方向略中央部分の上部一側位置（図４では上部左側位置）において中心Ｑに向かって内方に凹設された凹部３４に斜め上方向から取り付けられ、この凹部３４を貫通してケーシング３０の排気流通方向略中央部分の中心Ｑに向かって突出するセンサ素子部６１を有している。この場合、センサ素子部６１の先端は、両触媒２１，２２間におけるケーシング３０の排気流通方向略中央部分（排気通路部分）の中心Ｑよりも上側に位置している。 That is, in the present embodiment, as shown in FIGS. 4 and 5, the air concentration sensor 6 is located on the upper side of the central portion of the casing 30 in the exhaust flow direction between the catalysts 21 and 22 (the upper left side in FIG. 4). At a position) is attached to a recessed portion 34 that is recessed inwardly toward the center Q from the obliquely upward direction, and passes through the recessed portion 34 and protrudes toward the center Q of the approximately central portion of the casing 30 in the exhaust flow direction. It has an element part 61. In this case, the tip of the sensor element portion 61 is positioned above the center Q of the substantially central portion (exhaust passage portion) of the casing 30 in the exhaust flow direction between the catalysts 21 and 22.

そして、ガイド３１の下流側円筒部分３１２の下流端開口３１２ａの中心Ｐは、ケーシング３０の排気流通方向略中央部分の中心Ｑよりも酸素濃度センサ６のセンサ素子部６１寄りとなる斜め上部一側寄り（図４では斜め上部左側寄り）に偏心している。また、ガイド３１の下流側円筒部分３１２の下流端開口３１２ａよりも上流側において下部位置に開口する排出孔３５，３５，…は、両触媒２１，２２間におけるケーシング３０の排気流通方向略中央部分の中心Ｑに対し酸素濃度センサ６のセンサ素子部６１とは点対称側となるガイド３１の下部位置、つまり酸素濃度センサ６の凹部３４に対する取付位置（図４では上部左側位置）とは中心Ｑに対してセンサ素子部６１から真逆方向へ最も離れたテーパ部分３１３の下部他側部位（図４では下部右側部位）に偏って形成されている。 The center P of the downstream end opening 312a of the cylindrical portion 312 on the downstream side of the guide 31 is on the oblique upper side that is closer to the sensor element portion 61 of the oxygen concentration sensor 6 than the center Q of the substantially central portion of the casing 30 in the exhaust flow direction. It is eccentric to the side (in the diagonally upper left side in FIG. 4). Further, the discharge holes 35, 35,... Opened to the lower position upstream of the downstream end opening 312a of the downstream cylindrical portion 312 of the guide 31 are substantially central portions in the exhaust flow direction of the casing 30 between the catalysts 21, 22. The lower position of the guide 31 that is point-symmetric with respect to the sensor element portion 61 of the oxygen concentration sensor 6 with respect to the center Q of the oxygen concentration sensor 6, that is, the mounting position of the oxygen concentration sensor 6 with respect to the recess 34 (upper left side position in FIG. On the other hand, it is formed so as to be biased toward the lower other side portion (lower right side portion in FIG. 4) of the taper portion 313 farthest from the sensor element portion 61 in the opposite direction.

したがって、上記実施例３では、上流側触媒２１からの排気の流れは、その上流側触媒２１の直下流側のガイド３１によって、上流側および下流側触媒２１，２２間における上流側ケーシング５０１の下流端部の中心Ｑよりも上側に位置する酸素濃度センサ６のセンサ素子部６１に対し誘導される。このとき、ガイド３１の下流側円筒部分３１２の下流端開口３１２ａの中心Ｐが、ケーシング３０の排気流通方向略中央部分の中心Ｑよりも酸素濃度センサ６のセンサ素子部６１寄りとなる斜め上部一側寄り（図４では斜め上部左側寄り）に偏心している。これにより、上流側触媒２１からの排気は、ガイド３１によってセンサ素子部６１に対し円滑に導かれ、排気濃度センサ６によって排気中の酸素濃度が正確に検出されて、酸素濃度センサ６からの情報に基づいて内燃機関を円滑に制御することができる。 Therefore, in the third embodiment, the flow of exhaust from the upstream catalyst 21 is caused to flow downstream of the upstream casing 501 between the upstream and downstream catalysts 21 and 22 by the guide 31 immediately downstream of the upstream catalyst 21. It is guided to the sensor element portion 61 of the oxygen concentration sensor 6 located above the center Q of the end portion. At this time, the center P of the downstream end opening 312a of the downstream cylindrical portion 312 of the guide 31 is closer to the sensor element 61 of the oxygen concentration sensor 6 than the center Q of the substantially central portion of the casing 30 in the exhaust flow direction. It is decentered toward the side (in the oblique upper left side in FIG. 4). Thus, the exhaust from the upstream catalyst 21 is smoothly guided to the sensor element unit 61 by the guide 31, the oxygen concentration in the exhaust is accurately detected by the exhaust concentration sensor 6, and information from the oxygen concentration sensor 6 is detected. The internal combustion engine can be controlled smoothly based on the above.

しかも、内燃機関の冷間始動時などに上流側触媒２１からの排気が冷たいガイド３１に吹き付けられてガイド３１に接した際に結露した凝縮水は、上流側円筒部分３１１およびテーパ部分３１３の下端部付近に円滑に導かれ、ガイド３１の下流側円筒部分３１２の下流端開口３１２ａよりも上流側において下部位置に開口する各排出孔３５を介してガイド３１外に排出される。このとき、各排出孔３５は、両触媒２１，２２間におけるケーシング３０の排気流通方向略中央部分の中心Ｑに対し酸素濃度センサ６のセンサ素子部６１と点対称側となるガイド３１の下部位置、つまり酸素濃度センサ６のセンサ素子部６１の凹部３４に対する取付位置とは中心Ｑに対してセンサ素子部６１から真逆方向へ最も離れたテーパ部分３１３の下部他側部位に偏って形成されているので、酸素濃度センサ６のセンサ素子部６１から最も離れたガイド３１のテーパ部分３１３の下部他側部位から凝縮水の排出が円滑に行われる。これにより、肉厚の薄いガイド３１による凝縮水の産出量低減効果およびセンサ素子部６１よりも排気の流れ方向上流側に開口させた各排出孔３５による凝縮水の円滑な排出効果と相俟って、凝縮水が排気と共にガイド３１で誘導されて酸素濃度センサ６のセンサ素子部６１に付着することが効果的に防止され、凝縮水の沸騰（膨張）による熱ストレスがセンサ素子部６１に作用することがなくなって、酸素濃度センサ６の検出精度の低下や故障を効果的に防止することができる。 Moreover, the condensed water condensed when the exhaust gas from the upstream catalyst 21 is blown to the cold guide 31 and contacts the guide 31 when the internal combustion engine is cold-started is the lower end of the upstream cylindrical portion 311 and the tapered portion 313. It is smoothly guided to the vicinity of the portion, and is discharged out of the guide 31 through the discharge holes 35 that open to the lower position upstream of the downstream end opening 312 a of the downstream cylindrical portion 312 of the guide 31. At this time, each discharge hole 35 is located at a lower position of the guide 31 that is symmetric with respect to the sensor element portion 61 of the oxygen concentration sensor 6 with respect to the center Q of the substantially central portion of the exhaust flow direction of the casing 30 between the two catalysts 21 and 22. In other words, the attachment position of the oxygen concentration sensor 6 to the recess 34 of the sensor element portion 61 is formed so as to be biased toward the lower other side portion of the tapered portion 313 that is farthest in the opposite direction from the sensor element portion 61 with respect to the center Q. Therefore, the condensed water is smoothly discharged from the other side of the lower portion of the tapered portion 313 of the guide 31 that is farthest from the sensor element portion 61 of the oxygen concentration sensor 6. Thus, combined with the effect of reducing the amount of condensed water produced by the thin guide 31 and the effect of smoothly discharging the condensed water by the discharge holes 35 opened upstream of the sensor element 61 in the exhaust flow direction. Thus, the condensed water is effectively prevented from being guided together with the exhaust gas by the guide 31 and adhering to the sensor element portion 61 of the oxygen concentration sensor 6, and thermal stress due to boiling (expansion) of the condensed water acts on the sensor element portion 61. Therefore, it is possible to effectively prevent a decrease in detection accuracy or failure of the oxygen concentration sensor 6.

なお、本発明は、上記各実施例に限定されるものではなく、その他種々の変形例を包含している。例えば、上記各実施例では、排気中の成分を検出するセンサとして酸素濃度センサ４，６を一例に挙げて説明したが、酸素濃度センサに限らず、ＮＯｘセンサ、ＨＣセンサ、あるいはＣＯセンサ等、各種排気中の成分を検出するセンサに対して有効に適用可能であるのはいうまでもない。 In addition, this invention is not limited to said each Example, The other various modifications are included. For example, in each of the above-described embodiments, the oxygen concentration sensors 4 and 6 are described as an example of the sensor for detecting the components in the exhaust gas. However, the present invention is not limited to the oxygen concentration sensor, but a NOx sensor, an HC sensor, a CO sensor, Needless to say, the present invention can be effectively applied to sensors that detect components in various exhaust gases.

また、上記各実施例では、ガイド３１の肉厚ｔ２（例えば１．０ｍｍ）を両触媒２１，２２間におけるケーシング３０の排気流通方向略中央部分の肉厚ｔ１（例えば１．５ｍｍ）よりも薄くしたが、ガイドの肉厚ｔ２は１．０ｍｍに限定されるものではなく、更に薄くすることによって凝縮水の産出を更に抑制することが可能である。 Further, in each of the above embodiments, the thickness t2 (for example, 1.0 mm) of the guide 31 is thinner than the thickness t1 (for example, 1.5 mm) at the substantially central portion of the casing 30 in the exhaust flow direction between the two catalysts 21 and 22. However, the wall thickness t2 of the guide is not limited to 1.0 mm, and the production of condensed water can be further suppressed by further reducing the thickness.

本実施の実施例１に係る排気通路構造を自動車用内燃機関に適用した場合の概略構成を示すコンバータのケーシングの縦断側面図である。It is a vertical side view of the casing of the converter showing a schematic configuration when the exhaust passage structure according to the first embodiment of the present invention is applied to an internal combustion engine for an automobile. 同じく上流側触媒付近でのコンバータのケーシングの縦断側面図である。It is a longitudinal side view of the casing of the converter in the vicinity of the upstream catalyst. 本発明の実施例２に係る排気通路構造を自動車用内燃機関に適用した場合の概略構成を示すコンバータのケーシングの縦断側面図である。It is a vertical side view of the casing of the converter which shows schematic structure at the time of applying the exhaust passage structure which concerns on Example 2 of this invention to the internal combustion engine for motor vehicles. 本発明の実施例３に係る排気通路構造を自動車用内燃機関に適用した場合の酸素濃度センサ付近でのコンバータのケーシングの縦断背面図である。It is a vertical rear view of the casing of the converter in the vicinity of the oxygen concentration sensor when the exhaust passage structure according to Embodiment 3 of the present invention is applied to an automobile internal combustion engine. 同じく図４のＡ−Ａ線において切断したコンバータのケーシングの縦断側面図である。It is the vertical side view of the casing of the converter similarly cut | disconnected in the AA line of FIG.

Explanation of symbols

１排気通路
２１上流側触媒（上流側の触媒）
２２下流側触媒（下流側の触媒）
３１ガイド
３１１ａガイドの上流側円筒部分の上流端開口（ガイドの上流端開口）
３１２ａガイドの下流側円筒部分の下流端開口（ガイドの下流端開口）
３３，３５排出孔
４酸素濃度センサ（センサ）
４１センサ素子部
６酸素濃度センサ（センサ）
６１センサ素子部
Ｐガイドの下流側円筒部分の下流端開口の中心（ガイドの下流端開口の中心）
Ｑケーシングの排気流通方向略中央部分の中心（排気通路部分の中心）
Ｑ１上流側ケーシングの中心（排気通路部分の中心）
ｔ１ケーシングの排気流通方向略中央部分の肉厚（排気通路部分の肉厚）
ｔ２ガイドの肉厚 1 Exhaust passage 21 upstream catalyst (upstream catalyst)
22 Downstream catalyst (downstream catalyst)
31 Guide 311a Upstream end opening of the upstream cylindrical portion of the guide (upstream end opening of the guide)
312a Downstream end opening of downstream cylindrical portion of guide (downstream end opening of guide)
33, 35 Exhaust hole 4 Oxygen concentration sensor (sensor)
41 Sensor element 6 Oxygen concentration sensor (sensor)
61 Center of the downstream end opening of the downstream cylindrical portion of the sensor element part P (center of the downstream end opening of the guide)
Q Center of the center of the exhaust flow direction of the casing
Q1 Center of the upstream casing (center of the exhaust passage)
t1 Thickness of the casing approximately in the center of the exhaust flow direction (thickness of the exhaust passage)
t2 Guide wall thickness

Claims

In the exhaust passage structure of an internal combustion engine in which a catalyst is connected to each of the upstream and downstream sides of the exhaust passage in the exhaust flow direction, and a sensor for detecting a component in the exhaust is provided between the two catalysts.
The sensor element portion of the sensor is located above the center of the exhaust passage portion between the two catalysts, and the exhaust flow is guided to the sensor element portion of the sensor immediately downstream of the upstream catalyst. A guide having a substantially cylindrical shape is provided. The guide includes an upstream cylindrical portion formed larger in diameter than the upstream catalyst, and a downstream cylindrical portion formed smaller in diameter than the upstream cylindrical portion. , Formed integrally with a funnel-shaped taper portion connecting the upstream cylindrical portion and the downstream cylindrical portion,
The lower part of the downstream cylindrical part of the guide extends to a position below the sensor element part of the sensor, and the opening cross-sectional area of the downstream cylindrical part extends into the downstream side in the exhaust flow direction. The center of the downstream cylindrical portion is decentered closer to the sensor element portion of the sensor than the center of the exhaust passage portion between the two catalysts so that the sensor element portion of the sensor is located,
The lower position of the taper portion of the guide, an exhaust passage structure for an internal combustion engine, wherein a discharge hole for discharging the condensed water in the exhaust gas and condensation in contact with the guide out of the upper Symbol guide is provided .

The exhaust passage structure for an internal combustion engine according to claim 1,
An exhaust passage structure for an internal combustion engine, characterized in that the guide is formed to be thinner than the thickness of the exhaust passage portion between the two catalysts.

The exhaust passage structure for an internal combustion engine according to claim 1 or 2,
A discharge hole that opens at a lower position of the tapered portion of the guide is formed in a portion that is point-symmetric with respect to the sensor element portion of the sensor with respect to the center of the exhaust passage portion between the two catalysts. An exhaust passage structure for an internal combustion engine.

The exhaust passage structure for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3,
The exhaust passage structure of an internal combustion engine, wherein the exhaust hole is opened upstream of the sensor element portion of the sensor in the exhaust flow direction.