(57)【要約】【課題】エンジンの運転中に凝縮水が発生しているか否かを判断することができない、という問題があった。【解決手段】凝縮水貯溜部１３２Ａと、排気温度検出センサー１５と、制御装置１６と、を備え、制御装置１６は、排気ガスの温度にかかる閾値Ｔｚを記憶し、検出された排気ガスの温度Ｔｅが閾値Ｔｚ未満であれば、凝縮水が発生していると判断し、検出された排気ガスの温度Ｔｅが閾値Ｔｚ以上であれば、凝縮水が発生していないと判断するものである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路内に触媒装置を備えるエンジンであって、前記触媒装置の触媒ケースに設けられ、前記排気通路内で発生した凝縮水を貯溜する凝縮水貯溜部と、前記凝縮水貯溜部内に取り付けられ、排気ガスの温度を検出する排気温度検出手段と、前記エンジンの運転状態を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、排気ガスの温度にかかる閾値を記憶し、検出された排気ガスの温度が前記閾値未満であれば、凝縮水が発生していると判断し、検出された排気ガスの温度が前記閾値以上であれば、凝縮水が発生していないと判断するエンジン。
【請求項２】
前記凝縮水貯溜部は、前記触媒装置において排気上流側に設けられ、前記排気温度検出手段は、前記触媒装置において排気上流側で排気ガスの温度を検出する請求項１に記載のエンジン。
【請求項３】
前記凝縮水貯溜部は、前記触媒装置において排気下流側に設けられ、前記排気温度検出手段は、前記触媒装置において排気下流側で排気ガスの温度を検出する請求項１に記載のエンジン。
【請求項４】
前記排気温度検出手段は、前記触媒装置の触媒本体に接触して設けられる請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気通路内に触媒装置を備えるエンジンに関し、より詳細には、排気通路内に発生する凝縮水対策の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、排気通路内に触媒装置を備えるエンジンにおいて、排気通路内に発生する凝縮水対策の技術は公知となっている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載のエンジンは、凝縮水を排出するドレンを排気マニホールドに備える。
特許文献１に記載のエンジンは、排気マニホールドに貯溜した凝縮水をドレンから排出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２９３４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載のエンジンは、エンジンの運転中に凝縮水が発生しているか否かを判断することができない、という問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の解決しようとする課題は以上のとおりであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００６】
すなわち、請求項１においては、排気通路内に触媒装置を備えるエンジンであって、前記触媒装置の触媒ケースに設けられ、前記排気通路内で発生した凝縮水を貯溜する凝縮水貯溜部と、前記凝縮水貯溜部内に取り付けられ、排気ガスの温度を検出する排気温度検出手段と、前記エンジンの運転状態を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、排気ガスの温度にかかる閾値を記憶し、検出された排気ガスの温度が前記閾値未満であれば、凝縮水が発生していると判断し、検出された排気ガスの温度が前記閾値以上であれば、凝縮水が発生していないと判断するものである。
【０００７】
請求項２においては、前記凝縮水貯溜部は、前記触媒装置において排気上流側に設けられ、前記排気温度検出手段は、前記触媒装置において排気上流側で排気ガスの温度を検出するものである。
【０００８】
請求項３においては、前記凝縮水貯溜部は、前記触媒装置において排気下流側に設けられ、前記排気温度検出手段は、前記触媒装置において排気下流側で排気ガスの温度を検出するものである。
【０００９】
請求項４においては、前記排気温度検出手段は、前記触媒装置の触媒本体に接触して設けられるものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１１】
請求項１においては、凝縮水貯溜部に溜まった凝縮水を検出してエンジンの運転中に凝縮水が発生しているか否かを判断することが可能である。
【００１２】
請求項２においては、凝縮水が溜まりやすい触媒装置の排気上流側において排気ガスの温度を検出することにより、凝縮水の発生を確実に検出することが可能である。
【００１３】
請求項３においては、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）等の酸化で温度分布が高くなる触媒装置の排気下流側において排気ガスの温度を検出することにより、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）等の異常加熱を確実に検出できて、触媒装置の損傷を防止することが可能である。
【００１４】
請求項４においては、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）等の異常加熱にともなう触媒本体の温度上昇を検出して、触媒装置の損傷を防止することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第一実施例に係るエンジンを模式的に示した図。
【図２】本発明の第一実施例に係る触媒装置を示した断面図。
【図３】制御装置の制御フロー図。
【図４】本発明の第二実施例に係る触媒装置を示した断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、発明の実施の形態を説明する。
【００１７】
先ず、本発明の第一実施例に係るエンジン１について、図１により説明する。
【００１８】
なお、以下では便宜上、エンジン１において重力が作用する方向を「下方」と定義するとともに重力が作用する方向の逆方向を「上方」と定義することにより「上下方向」を定義し、これら定義された方向を用いて説明を行う。
【００１９】
図１に示すように、エンジン１は、天然ガス等の気体状の燃料を用いるいわゆるガスエンジンである。エンジン１は、エンジン本体１０と、排気通路１１と、マフラー１２と、触媒装置１３と、排気熱交換器１４と、排気温度検出センサー１５と、制御装置１６と、を備える。
【００２０】
エンジン本体１０は、シリンダ、シリンダブロック、およびシリンダヘッド等によって構成されエンジン１の本体を成す。エンジン本体１０のシリンダヘッドには、シリンダから排出される排気ガスを集める排気マニホールド（図示省略）が設けられ、前記排気マニホールドに排気通路１１の一端部が接続される。
【００２１】
排気通路１１は、配管等によって構成され、前記シリンダからの排気ガスを大気中に排出する。排気通路１１の他端部には、排気ガスの排出に伴う騒音を低下させるマフラー１２が接続される。排気通路１１の途中には触媒装置１３が設けられるとともに、排気通路１１において触媒装置１３よりもマフラー１２側には、排気熱交換器１４が設けられる。
【００２２】
なお、以下では便宜上、排気通路１１においてエンジン本体１０側を「排気上流側」と定義するとともに、排気通路１１においてマフラー１２側を「排気下流側」と定義し、これら定義された方向を用いて説明を行う。
【００２３】
触媒装置１３は、排気ガスに含まれる一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）等を捕集し、酸化・消滅させる。触媒装置１３は、酸化触媒式等とされる。なお、前記排気マニホールドに触媒装置１３の一端部を接続する（前記排気マニホールドに触媒装置１３を直接接続する）構成でもよい。
排気熱交換器１４は、排気ガスの熱を取得して水等の流体に熱エネルギーを伝達することによって熱交換を行う。
【００２４】
次に、触媒装置１３について、図２により説明する。
図２に示すように、触媒装置１３は、フィルターとなる触媒本体１３１と、触媒本体１３１を収容する触媒ケース１３２と、を有する。
【００２５】
触媒ケース１３２は略箱状の長手部材である。触媒ケース１３２の長手方向両端部は、排気通路１１に連通し、触媒ケース１３２の長手方向は、触媒装置１３内を通過する排気ガスの流れ方向に沿う。触媒ケース１３２には、凝縮水貯溜部１３２Ａが設けられる。
【００２６】
凝縮水貯溜部１３２Ａは、排気通路１１で発生した凝縮水を貯溜する。ここで「凝縮水」とは、排気通路１１内の空気に含まれる水分が外気によって冷却されて液化したものをいう。凝縮水貯溜部１３２Ａは、触媒ケース１３２の下部に設けられる。凝縮水貯溜部１３２Ａは、触媒ケース１３２の下面が略四角形状に下方に膨出する形状である。
【００２７】
凝縮水貯溜部１３２Ａは、触媒装置１３において排気上流側に設けられる。つまり、凝縮水貯溜部１３２Ａは、触媒装置１３内を通過する排気ガスの流れ方向に対して直交する方向から見たとき、触媒ケース１３２の長手方向中心１３２Ｂよりも排気上流側に設けられる。凝縮水貯溜部１３２Ａ内には、排気温度検出センサー１５が取り付けられる。
【００２８】
排気温度検出センサー１５は、本発明に係る凝縮水検出手段および排気温度検出手段の実施の一形態である。排気温度検出センサー１５は、排気ガスの温度（以下「排気温度」という。）Ｔｅを検出する。なお、凝縮水検出手段はフロート等により凝縮水を検出する構成でもよい。
排気温度検出センサー１５（検出部１５１）は、触媒装置１３において排気上流側に設けられた凝縮水貯溜部１３２Ａ内に差し込まれる。つまり、排気温度検出センサー１５は、触媒装置１３において排気上流側で排気温度Ｔｅを検出する。
【００２９】
制御装置１６は、本発明に係る制御手段の実施の一形態である。制御装置１６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、およびＲＡＭ等がバスで接続される構成、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成とされる。制御装置１６は、排気ガスの温度にかかる閾値Ｔｚを記憶する。閾値Ｔｚは、例えば凝縮水の沸点（約１００度）等とされる。
制御装置１６には、排気温度検出センサー１５、回転数センサー１７、空燃比センサー１８、およびエンジン１の点火装置１９が接続される（図１参照）。
回転数センサー１７は、本実施例ではエンジン１のクランク軸１０１の回転速度を検出する。
空燃比センサー１８は、排気通路１１内に設けられ、エンジン１の空燃比を検出する。なお、「空燃比」は、混合気における空気質量を燃料質量で割った比によって表される。
【００３０】
次に、制御装置１６の制御フローについて、図３により説明する。
図３に示すように、制御装置１６は、排気温度検出センサー１５が検出した排気温度Ｔｅを読み込む（Ｓ１）。そして、排気温度Ｔｅが閾値Ｔｚ未満であれば（Ｓ２：Ｙｅｓ）、制御装置１６は凝縮水が発生していると判断する（Ｓ３）。一方、排気温度Ｔｅが閾値Ｔｚ以上であれば（Ｓ２：Ｎｏ）、制御装置１６は凝縮水が発生していないと判断する（Ｓ４）。
【００３１】
つまり、排気温度Ｔｅが閾値Ｔｚ（約１００度）未満であれば、排気温度検出センサー１５は、凝縮水貯溜部１３２Ａ内において凝縮水の温度を検出したことになる。これにより、制御装置１６は、凝縮水貯溜部１３２Ａ内に凝縮水が貯溜されているとして、凝縮水が発生していると判断する。
一方、排気温度Ｔｅが閾値Ｔｚ（約１００度）以上であれば、排気温度検出センサー１５は、凝縮水貯溜部１３２Ａ内において排気ガスの温度を検出したことになる。これにより、制御装置１６は、凝縮水貯溜部１３２Ａ内に凝縮水が貯溜されていないとして、凝縮水が発生していないと判断する。
【００３２】
以上のように本発明の第一実施例に係るエンジン１は、排気通路１１内に触媒装置１３を備えるエンジン１であって、触媒装置１３の触媒ケース１３２に設けられ、排気通路１１内で発生した凝縮水を貯溜する凝縮水貯溜部１３２Ａと、凝縮水貯溜部１３２Ａ内に取り付けられ、排気ガスの温度を検出する排気温度検出センサー１５と、エンジン１の運転状態を制御する制御装置１６と、を備え、制御装置１６は、排気ガスの温度にかかる閾値Ｔｚを記憶し、検出された排気ガスの温度Ｔｅが閾値Ｔｚ未満であれば、凝縮水が発生していると判断し、検出された排気ガスの温度Ｔｅが閾値Ｔｚ以上であれば、凝縮水が発生していないと判断するものである。
このような構成により、凝縮水貯溜部１３２Ａに溜まった凝縮水を検出してエンジン１の運転中に凝縮水が発生しているか否かを判断することが可能である。
【００３３】
そして、凝縮水貯溜部１３２Ａは、触媒装置１３において排気上流側に設けられ、排気温度検出センサー１５は、触媒装置１３において排気上流側で排気ガスの温度を検出するものである。
このような構成により、凝縮水が溜まりやすい触媒装置１３の排気上流側において排気ガスの温度Ｔｅを検出することにより、凝縮水の発生を確実に検出することが可能である。
【００３４】
次に、本発明の第二実施例に係るエンジン１について、図４により説明する。
なお、図４において、第一実施例と同一符号の部材は第一実施例と同一構成であるため詳細な説明は省略する。
【００３５】
図４に示すように、本発明の第二実施例に係るエンジン１において、凝縮水貯溜部１３２Ａは、触媒装置１３において排気下流側に設けられる。
つまり、凝縮水貯溜部１３２Ａは、触媒装置１３内を通過する排気ガスの流れ方向に対して直交する方向から見たとき、触媒ケース１３２の長手方向中心１３２Ｂよりも排気下流側に設けられる。凝縮水貯溜部１３２Ａ内には、排気温度検出センサー１５が取り付けられる。
【００３６】
排気温度検出センサー１５（検出部１５１）は、触媒装置１３において排気下流側に設けられた凝縮水貯溜部１３２Ａ内に差し込まれる。つまり、排気温度検出センサー１５は、触媒装置１３において排気下流側で排気温度Ｔｅを検出する。排気温度検出センサー１５（検出部１５１）は、触媒本体１３１の下面に接触して設けられる。
【００３７】
以上のように本発明の第二実施例に係るエンジン１は、凝縮水貯溜部１３２Ａは、触媒装置１３において排気下流側に設けられ、排気温度検出センサー１５は、触媒装置１３において排気下流側で排気ガスの温度を検出するものである。
このような構成により、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）等の酸化で温度分布が高くなる触媒装置１３の排気下流側において排気ガスの温度Ｔｅを検出することにより、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）等の異常加熱を確実に検出できて、触媒装置１３の損傷を防止することが可能である。
【００３８】
そして、排気温度検出センサー１５は、触媒装置１３の触媒本体１３１に接触して設けられるものである。
このような構成により、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）等の異常加熱にともなう触媒本体１３１の温度上昇を検出して、触媒装置１３の損傷を防止することが可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１    エンジン
１１    排気通路
１３    触媒装置
１５    排気温度検出センサー（排気温度検出手段）
１６    制御装置（制御手段）
１３１    触媒本体
１３２    触媒ケース
１３２Ａ    凝縮水貯溜部
Ｔｅ    排気ガスの温度
Ｔｚ    閾値
【図１】
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【図２】
2010216390.tif 000004
【図３】
2010216390.tif 000005
【図４】
2010216390.tif 000006