专利名称：废气排放控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种废气(exhaust)排放控制系统。
背景技术：
近年来，考虑到从汽车等的发动机排出的废气排放对环境的影响，为了净化或控制从发动机的废气排放，各种类型的废气排放控制系统被安装到汽车上。在这些废气排放控制系统中，广泛接受的做法是在废气排放控制系统内部安装用于测量温度的温度传感器或用于测量氧气浓度的氧气传感器，从而测量废气排放控制系统内的状态。
在废气排放控制系统内部，在位于靠近被认为是暴露于最高温度的直径方向的中心部位的部分和直径方向的各个外侧部分之间的温度和氧气浓度有所不同，因此，例如，当在废气排放控制系统上安装温度传感器时，温度传感器被要求安装成使测量部设置在尽可能靠近废气排放控制系统内温度被认为是最高的直径方向的中心。JP-A-6-101516揭示了这样的废气排放控制系统的实例。
但是，在JP-A-6-101516中揭示的常规的废气排放控制系统的传感器安装结构中，采用了凹入部分的位于沿废气流动的相关凹入部分的最上游位置的一部分比温度传感器的测量部更进一步突出的结构，这样突出的该部分扰乱了废气的流动并且造成一个问题，即，在温度方面显示最恶劣条件的废气排放控制系统内直径方向的中心附近的该部分的状态被测量的精度降低或者传感器的响应恶化。此外，在突出部分产生的涡流扰乱传感器安装位置的状态以及因此而扰乱在被扰乱的状态下测量的数值。
尤其是，在安装用于吸附废气排放中的颗粒物质的DPF(内燃机微粒过滤器DieselParticulate Filter)的废气排放控制系统中，在当被吸附的颗粒物质被氧化或燃烧而被移除时无法精确测量DPF中心附近的温度的情况下，会引起DPF中心附近的温度升高到高于其热阻或热容限温度从而导致DPF失灵的危险。
另外，虽然在DPF内可以有进行DPF内积聚的烟粒被燃烧因而被移除的强制再生的可能性，但积聚的烟粒的数量基于由温度传感器测得的温度或废气压力来计算。因此，在测量温度低于实际温度的情况下，有可能引起实际积聚数量大于计算值的情况，并且这种情况真的发生时，积聚的烟粒同时全部燃烧，这将造成高于DPF的热阻极限温度的温度，导致DPF被熔化的危险。
发明内容
因此本发明的目标是提供一种废气排放控制系统，该废气排放控制系统能够测量该系统的构成其直径方向的中心的一部分的状态。
为了达到该目标，根据本发明提供了一种废气排放控制系统，该废气排放控制系统包括沿发动机的废气通道设置并且适合于控制从发动机排放的废气的废气排放控制单元；适合于在其中容纳废气排放控制单元并且具有进气部和排气部的外壳，其中进气部包括以从外壳的轴向中心偏移这样的方式设置的进气口，排气部包括相对于轴向中心设置在与进气口相对的一侧和相对于废气排放控制单元设置在与进气口相对的一侧的排气口；和可操作性地测量外壳内的状态的传感器，其中排气部包括相对于轴向中心设置在与排气口相对的一侧的凹入部分，以及传感器被安装在该凹入部分中。
废气可以在从进气口到排气口的方向上流动，传感器可以具有测量部，并且至少传感器的测量部可以设置在该方向上凹入部分的上游侧。
测量部可以测量外壳的轴向中心的状态。
传感器可以包括用于测量温度的温度传感器。
废气排放控制单元可以包括用于移除包含在废气内的颗粒物质的DPF。
进气口可以设置在轴向中心的上侧，排气口可以设置在轴向中心的下侧。
废气可以在从进气口到排气口的方向上流动。进气部可以具有在该方向上设置在进气口的下游侧和设置在轴向中心的上侧的第一部分，进气部可以具有在该方向上设置在进气口的下游侧和设置在轴向中心的下侧的第二部分，并且第二部分的倾斜度可以大于第一部分的倾斜度。
图1是根据本发明的实施例的废气排放控制系统的剖面图；图2是根据本发明的实施例的废气排放控制系统的端视图；图3是根据本发明的实施例的废气排放控制系统的一部分的剖面图；
图4是根据本发明的实施例的废气排放控制系统的所述部分的平面图；图5是显示根据本发明的实施例的废气排放控制系统和常规的废气排放控制系统中发生的强制再生的过程中与时间流逝相关联的测量温度的曲线图。
具体实施例方式
根据本发明的废气排放控制单元的实施例将参考图1至图5进行描述。
在下文中，根据本实施例的废气排放控制系统将被简洁地描述。注意，虽然在本实施例中描述了各种废气排放控制系统中的利用DPF(Diesel Particulate Filter内燃机微粒过滤器)的废气排放控制系统，但该废气排放控制系统能够应用于该系统之外的其它废气排放控制系统中，包括例如利用三路催化剂，NOx吸附等的废气排放控制系统。另外，虽然在本实施例中作为传感器安装了用于测量温度的温度传感器，但也可以安装非此类的其他类型的传感器，包括例如氧气传感器，压力传感器等。
根据本实施例的废气排放控制系统的剖面图显示在图1中。如图1所示，废气排放控制系统1的外壳包括设置从发动机吸进废气的进气口10的前锥形部11(进气部)，安装DPF(废气排放控制单元)的圆柱形外壳13，和设置排放废气的排气口14的后锥形部15(排气部)。即，构成外壳13的一部分的前锥形部11形成在外壳13的上游侧，而构成外壳13的一部分的后锥形部15设置在外壳13的下游侧。
前锥形部11的废气进气口10位于从发动机排放的废气通过的废气通道中在废气流动方向上的圆柱体部(在下文中称为前锥形圆柱体部16)的上游端部。该前锥形圆柱体部16设置在比外壳13的中心(轴向中心)更向上偏移的位置上。前锥形部11的在废气流动方向上位于前锥形圆柱体部16的下游侧的一部分具有朝废气流动方向逐渐变宽的形状，并且喇叭口部的位于比轴向中心更向下的一部分的倾斜度大于位于比轴向中心更向上即在与进气口10所在的位置相同的一侧的一部分的倾斜度。另外，后锥形部15的废气排放口14位于圆柱体部(在下文中称为后锥形圆柱体部17)的下游端部。
后锥形圆柱体部17设置在比外壳的中心(轴向中心)更向下偏移的位置，即在相对于轴向中心与前锥形圆柱体部16相对的一侧上。进而，凹入部分15b形成在后锥形部15上后锥形圆柱体部17上方的位置，并且用于测量DPF 12的中心的温度的温度传感器18安装在该凹入部分15b中。在废气流动方向上，该凹入部分15b面对前锥形部11的倾斜度平缓的一部分(以及进气口10)，排气口14面对前锥形部11的倾斜度陡峭的一部分。导线19从温度传感器18引出，并且该导线19被连接到ECU(未显示)或类似元件。该温度传感器18的安装结构将在后面继续描述。
根据本实施例的废气排放控制系统的从其排气口端观察的端视图在图2中显示。如图2所示，当从排气口端观察时，设置排气口的位置相对于设置进气口10的虚线所示的位置参照外壳的基本上直径方向的中心设置在与进气口10相对的一侧。
以这种方式，虽然在本实施例中采用了从排气口14端部看时进气口10位于右上位置，而排气口14位于左下位置的结构，但是进气口10和排气口14之间的位置关系可以只须满足进气口10和排气口14参照外壳13的基本上直径方向的中心(轴向中心)位于互相相对的位置的关系。即，进气口10和排气口14的安装位置可以位于垂直或水平的互相相对的位置。
接下来将描述根据本实施例的废气排放控制系统的一部分的结构。根据本实施例的废气排放控制系统的一部分的剖面图显示在图3中。注意，图3以放大的形式显示了图1所示的外壳13和后锥形部15之间的连接部附近的一部分。
如图3所示，用于测量DFP 12的直径方向中心附近的温度的温度传感器18安装在后锥形部15中后锥形圆柱体部17上方形成的凹入部分15b中参照外壳13的直径方向的中心处于与排气口14相对的一侧上。在温度传感器18中，位于废气排放控制系统1内部的远端是实际测量温度的测量部18a。
图4显示根据本实施例的废气排放控制系统的一部分的平面图。如图2和4中所示，安装温度传感器18的底部构成圆形的凹入部分15。如图3所示，从废气流动方向看位于最上游位置的凹入部分15b的一部分15c位于在废气流动方向上至少是温度传感器18的测量部18a的下游侧。即，因为凹入部分15b不位于测量部18a的上游，所以没有测量部18a受到废气流的影响的情况，否则该测量部18a将受到凹入部分15b的结构的影响。因此，测量部18a能够精确测量DPF内部的状态而没有任何延迟(或有良好的灵敏度)。
图3显示了根据本实施例的废气排放控制系统的温度分布状态。DPF 12的中心构成最高温度区域，图中还显示从中心开始的温度差异。如从图3所示的温度分布可知，传感器安装结构使测量部18a到达作为其温度与所述中心的温度几乎没有变化的区域的-20度区域内，从而测量部18a能够精确测量DPF 12的直径方向的中心附近的区域的温度。
根据本实施例的废气排放控制系统包括用于移除吸附在DPF 12内的颗粒物质的再生单元。由于各种再生单元广为人知，因此本文没有对其进行详细描述，但是存在用于加热DPF的加热单元和用于向DPF提供燃料从而燃烧在其中吸附的颗粒物质的再生方法。
图5显示了根据本实施例的废气排放控制系统和常规的废气排放控制系统中通过燃烧(下文中称为再生)以移除DPF12内吸附的颗粒物质时与时间流逝相关联的测量温度。如图5所示，当进行再生时，在常规的废气排放控制系统中，如A所示，测量温度大大低于实际值，并且进一步，图中显示的温度随时间的变化显示为没有尖峰的钝角形，而事实是实际发生的变化是带有尖峰的形状，并且如A所示的温度峰值的发生比DPF 12内的实际温度和由B所示的温度曲线迟。
与常规的废气排放控制系统相比，通过本实施例的废气排放控制系统，如由B所示的曲线所示，测量温度基本上等于DPF 12(参考图1)的直径方向的中心附近的实际温度，并且进一步，温度随时间的变化显示了与实际的温度随时间的变化基本相似的形状。即，该废气排放控制系统能够精确测量DPF 12中心的温度，并且还没有任何时间延迟。
以这种方式，根据本实施例的废气排放控制系统，通过包括DPF 12，在其中容纳DPF12的外壳13，构成外壳12的一部分且具有设置成处在从外壳13的直径方向的中心偏移的位置的进气口10的进气部11，位于跨越DPF 12与定位进气口10的一端相对的一端以构成外壳13的一部分且具有设置在相对于DPF 12的直径方向的中心与定位进气口10的一侧相对的一侧的排气口14的排气部15，设置在排气部15上且形成在相对于废气排放控制系统1的直径方向的中心与设置排气口14的一侧相对的一侧上的凹入部分15，和用于测量外壳13内部的状态的温度传感器18，废气排放控制系统1的外壳13内呈现其中最恶劣条件的一部分的温度能够被精确测量并且没有任何延迟，从而可预先防止安装在废气排放控制系统1内部的DPF 12发生故障。
另外，温度传感器18的测量部18a位于沿废气通道比凹入部分15b的位于凹入部分15b的最上游位置的一部分更上游的位置，从而由于测量部18a受由凹入部分15b限定的废气流的影响最小，安装在外壳13中的DPF 12的温度能够被精确测量并且没有任何延迟，从而可以预先防止DPF 12发生故障。
另外，测量部18a能够精确测量安装在废气排放控制系统1内部的DPF 12的直径方向的中心的温度并且没有任何延迟，从而能够预先防止DPF 12发生故障。外壳13的形状可以是长方体形状、椭圆形形状等。
虽然在上述实施例中外壳13的形状被描述为圆柱形，但是其形状不必限于圆柱形。
本申请基于2006年4月28日申请的第2006-124731号日本专利申请并要求对于该申请的优先权利益，该申请的全部内容通过引用而结合在本文中。
权利要求
1.一种废气排放控制系统，其特征在于，所述废气排放控制系统包括废气排放控制单元，所述废气排放控制单元沿发动机的废气通道设置，并且适合于控制从发动机排放的废气；外壳，所述外壳适合于在其中容纳废气排放控制单元，并且具有进气部和排气部，其中进气部包括以从外壳的轴向中心偏移这样的方式设置的进气口，和排气部包括相对于所述轴向中心设置在与进气口相对的一侧和相对于废气排放控制单元设置在与进气口相对的一侧的排气口；和传感器，所述传感器可操作来测量外壳内的状态，其中排气部包括相对于所述轴向中心设置在与排气口相对的一侧的凹入部分，以及所述传感器安装在所述凹入部分中。
2.如权利要求1所述的废气排放控制系统，其特征在于，废气沿从进气口到排气口的方向上流动，传感器具有测量部，以及至少传感器的测量部设置在所述方向上凹入部分的上游侧。
3.如权利要求2所述的废气排放控制系统，其特征在于，所述测量部测量所述外壳的所述轴向中心的状态。
4.如权利要求1所述的废气排放控制系统，其特征在于，所述传感器包括用于测量温度的温度传感器。
5.如权利要求1所述的废气排放控制系统，其特征在于，废气排放控制单元包括用于移除包含在废气中的颗粒物质的DPF。
6.如权利要求1所述的废气排放控制系统，其特征在于，所述进气口设置在所述轴向中心的上侧，以及所述排气口设置在所述轴向中心的下侧。
7.如权利要求1所述的废气排放控制系统，其特征在于，废气沿从所述进气口到所述排气口的方向上流动，所述进气部具有在所述方向上设置在进气口的下游侧并设置在所述轴向中心的上侧的第一部分，所述进气部具有在所述方向上设置在进气口的下游侧和设置在所述轴向中心的下侧的第二部分，以及所述第二部分的倾斜度大于所述第一部分的倾斜度。
全文摘要
废气排放控制系统包括沿发动机的废气通道设置并且适合于控制从发动机排放的废气的废气排放控制单元；适合于在其中容纳废气排放控制单元并且具有进气部和排气部的外壳，其中进气部包括以从外壳的轴向中心偏移这样的方式设置的进气口，排气部包括相对于所述轴向中心设置在与进气口相对的一侧和相对于废气排放控制单元设置在与进气口相对的一侧的排气口；和可操作性地测量外壳内的状态的传感器。排气部包括相对于所述轴向中心设置在与排气口相对的一侧的凹入部分。传感器安装在该凹入部分中。
文档编号F02D35/00GK101063419SQ20071010245
公开日2007年10月31日 申请日期2007年4月28日 优先权日2006年4月28日
发明者木村洋之, 田中寿昌 申请人:三菱自动车工业株式会社