(57)【要約】【課題】エンジンの冷態起動時（エンジンの起動直後等）においては、エンジンが十分に暖まっていないことから、排気ガスの湿度上昇によって凝縮水が発生し易く、触媒装置の活性が十分に上がらない、という問題があった。【解決手段】制御装置１６は、凝縮水抑制手段１６１Ａと、触媒活性化手段１６１Ｂと、通常運転手段１６１Ｃと、を有し、エンジン１が起動してから所定の時間ｔｚが経過するまでにおいては、凝縮水抑制手段１６１Ａによる制御を行い、所定の時間ｔｚが経過した後においては、触媒活性化手段１６１Ｂによる制御を行い、その後、通常運転手段１６１Ｃによる制御を行うものである。【選択図】図６
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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、前記エンジンの運転状態を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記排気通路内における凝縮水の発生を抑制する制御を行う凝縮水抑制手段と、前記触媒装置を活性化させる制御を行う触媒活性化手段と、前記エンジンの点火時期について規定する点火時期マップおよび前記エンジンの空燃比について規定する空燃比マップを記憶する記憶手段と、前記点火時期マップおよび前記空燃比マップに従う制御を行う通常運転手段と、を有し、前記エンジンが起動してから所定の時間が経過するまでにおいては、前記凝縮水抑制手段による制御を行い、前記所定の時間が経過した後においては、前記触媒活性化手段による制御を行い、その後、前記通常運転手段による制御を行うエンジン。
【請求項２】
前記エンジンは、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凝縮水が発生しているか否かを検出する凝縮水検出手段と、前記凝縮水貯溜部に貯溜された凝縮水を排出する凝縮水排出通路と、前記凝縮水排出通路を開閉する開閉弁と、前記触媒装置が活性化しているか否かを検出する触媒活性検出手段と、を備え、前記制御手段は、前記エンジンが起動してから所定の時間が経過するまでにおいては、前記凝縮水抑制手段によって前記点火時期をリタードするとともに前記空燃比をリーン化する制御を行い、前記所定の時間が経過した後においては、前記凝縮水検出手段の検出値に基づいて凝縮水が発生していると判断した場合は前記開閉弁を開いた状態とする一方、前記凝縮水検出手段の検出値に基づいて凝縮水が発生していないと判断した場合は前記開閉弁を閉じた状態とするとともに前記触媒活性化手段によって前記空燃比をリッチ化する制御を行い、その後、前記触媒活性検出手段の検出値に基づいて前記触媒装置が活性化していると判断した場合は前記通常運転手段による制御を行う請求項１に記載のエンジン。
【請求項３】
前記凝縮水検出手段および前記触媒活性検出手段は、排気ガスの温度を検出する排気温度検出手段であり、前記制御手段は、排気ガスの温度に係る第一閾値と、前記第一閾値よりも高い排気ガスの温度に係る第二閾値と、を記憶し、前記所定の時間が経過した後においては、検出された排気ガスの温度が前記第一閾値未満である場合は凝縮水が発生していると判断する一方、検出された排気ガスの温度が前記第一閾値以上である場合は凝縮水が発生していないと判断し、その後、検出された排気ガスの温度が前記第二閾値以上である場合は前記触媒装置が活性化していると判断する請求項２に記載のエンジン。
【請求項４】
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、前記触媒装置の排気上流側において排気ガスの温度を検出する請求項３に記載のエンジン。
【請求項５】
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、前記触媒装置の排気下流側において排気ガスの温度を検出する請求項３に記載のエンジン。
【請求項６】
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３から請求項５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、触媒装置の活性を向上させる技術は公知となっている。ここで、排気通路内に発生する凝縮水は、触媒装置の活性化を阻害する大きな原因であることが知られており、例えば特許文献１に記載のエンジンでは、排気マニホールドに貯溜した凝縮水を、ドレン（排水弁）を開閉して排出するようになっている。さらに、このようなエンジンでは、空燃比のリッチ化によって排気ガスの温度を上昇させることにより、触媒装置内の温度を上昇させて触媒装置の活性化を図っている。
【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、空燃比のリッチ化は、排気ガスの温度を上昇させると同時に、排気ガスの湿度上昇を招くことになる。特に、エンジンの冷態起動時（エンジンの起動直後等）においては、エンジンが十分に暖まっていないことから、排気ガスの湿度上昇によって凝縮水が発生し易く、触媒装置の活性が十分に上がらない、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、前記エンジンの運転状態を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記排気通路内における凝縮水の発生を抑制する制御を行う凝縮水抑制手段と、前記触媒装置を活性化させる制御を行う触媒活性化手段と、前記エンジンの点火時期について規定する点火時期マップおよび前記エンジンの空燃比について規定する空燃比マップを記憶する記憶手段と、前記点火時期マップおよび前記空燃比マップに従う制御を行う通常運転手段と、を有し、前記エンジンが起動してから所定の時間が経過するまでにおいては、前記凝縮水抑制手段による制御を行い、前記所定の時間が経過した後においては、前記触媒活性化手段による制御を行い、その後、前記通常運転手段による制御を行うものである。
【０００７】
請求項２においては、前記エンジンは、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凝縮水が発生しているか否かを検出する凝縮水検出手段と、前記凝縮水貯溜部に貯溜された凝縮水を排出する凝縮水排出通路と、前記凝縮水排出通路を開閉する開閉弁と、前記触媒装置が活性化しているか否かを検出する触媒活性検出手段と、を備え、前記制御手段は、前記エンジンが起動してから所定の時間が経過するまでにおいては、前記凝縮水抑制手段によって前記点火時期をリタードするとともに前記空燃比をリーン化する制御を行い、前記所定の時間が経過した後においては、前記凝縮水検出手段の検出値に基づいて凝縮水が発生していると判断した場合は前記開閉弁を開いた状態とする一方、前記凝縮水検出手段の検出値に基づいて凝縮水が発生していないと判断した場合は前記開閉弁を閉じた状態とするとともに前記触媒活性化手段によって前記空燃比をリッチ化する制御を行い、その後、前記触媒活性検出手段の検出値に基づいて前記触媒装置が活性化していると判断した場合は前記通常運転手段による制御を行うものである。
【０００８】
請求項３においては、前記凝縮水検出手段および前記触媒活性検出手段は、排気ガスの温度を検出する排気温度検出手段であり、前記制御手段は、排気ガスの温度に係る第一閾値と、前記第一閾値よりも高い排気ガスの温度に係る第二閾値と、を記憶し、前記所定の時間が経過した後においては、検出された排気ガスの温度が前記第一閾値未満である場合は凝縮水が発生していると判断する一方、検出された排気ガスの温度が前記第一閾値以上である場合は凝縮水が発生していないと判断し、その後、検出された排気ガスの温度が前記第二閾値以上である場合は前記触媒装置が活性化していると判断するものである。
【０００９】
請求項４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、前記触媒装置の排気上流側において排気ガスの温度を検出するものである。
【００１０】
請求項５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、前記触媒装置の排気下流側において排気ガスの温度を検出するものである。
【００１１】
請求項６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】
【００１２】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１３】
請求項１においては、エンジンの起動直後は、凝縮水抑制手段によって凝縮水の発生を抑制し、エンジンが起動してから所定の時間が経過した後（エンジンの暖機運転が完了した後）、触媒装置の活性化を図る。つまり、エンジンの冷態起動時は、触媒装置の活性を上げようとすると凝縮水が発生し易いことから、かえって触媒装置の活性を低下させかねないため、エンジンが十分に暖まってから触媒装置の活性化を図る。その後、エンジンは通常の運転状態となって使用目的に好適な出力を得ることができる。こうして、エンジンの起動直後に発生する凝縮水を抑制して、触媒装置の活性を十分に向上させることが可能である。
【００１４】
請求項２においては、エンジンの起動直後は、点火時期をリタードすることにより排気ガスの温度を上昇させるとともに、空燃比をリーン化することにより排気ガスの湿度を低減させ、これにより、凝縮水の発生を抑制する。そして、エンジンが起動してから所定の時間が経過した後、凝縮水が発生している場合は開閉弁を開いて凝縮水を排出する一方、凝縮水が発生していないことが確認できると、空燃比をリッチ化して排気ガスの温度をさらに上昇させることによって触媒装置の活性化を図る。その後、触媒装置が十分に活性化したことが確認できると、エンジンは通常の運転状態となって使用目的に好適な出力を得ることができる。こうして、エンジンの起動直後に発生する凝縮水を抑制して、触媒装置の活性を十分に向上させることが可能である。
【００１５】
請求項３においては、排気ガスの温度を検出して第一閾値および第二閾値を基準に凝縮水が発生しているか否かを判断でき、簡易な検出手段の検出値に基づいて精度良く制御することが可能である。
【００１６】
請求項４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。
【００１７】
請求項５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、ＣＯ、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。
【００１８】
請求項６においては、ＣＯ、ＨＣ等の異常加熱にともなう触媒本体（フィルター）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】
【００１９】
【図１】本発明の第一実施形態に係るエンジンを模式的に示した図。
【図２】本発明の第一実施形態に係る触媒装置を示した側面断面図。
【図３】本発明の第一実施形態に係る制御装置の制御ブロック図。
【図４】本発明の第一実施形態に係る点火時期マップ図。
【図５】本発明の第一実施形態に係る空燃比マップ図。
【図６】本発明の第一実施形態に係る制御装置の制御フロー図。
【図７】本発明の第二実施形態に係る触媒装置を示した側面断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、発明の実施の形態を説明する。
【００２１】
先ず、本発明の第一実施形態に係るエンジン１について、図１から図６により説明する。
【００２２】
図１に示すエンジン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、排気温度センサ１５と、制御装置１６と、を備える。
【００２３】
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る。エンジン本体１０のシリンダヘッドには、排気マニホールド（図示省略）が設けられ、この排気マニホールドには排気通路１１の一端部が接続される。
【００２４】
排気通路１１は、配管等によって構成され、排気ガスを大気中に排出する。排気通路１１の他端部には、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。
【００２５】
なお、以下の説明では、排気通路１１においてエンジン本体１０側を「排気上流側」とし、排気通路１１においてマフラー１２側を「排気下流側」とする。
【００２６】
触媒装置１３は、排気ガスに含まれるＣＯ、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、エンジンは、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（つまり、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。
【００２７】
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。
【００２８】
次に、触媒装置１３について、図２により説明する。
【００２９】
図２に示すように、触媒装置１３は、フィルターである触媒本体１３１を収容する触媒ケース１３２を有する。
【００３０】
触媒ケース１３２は、例えば略直方体に形成された箱状部材である。触媒ケース１３２の長手方向は、排気通路１１内の排気ガスの流れ方向に沿い、触媒ケース１３２の長手方向における両端部は、排気通路１１に連通する。触媒ケース１３２には、凝縮水貯溜部１３２Ａが設けられる。
【００３１】
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の下面が下方に膨出して形成される。
【００３２】
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には、凝縮水貯溜部１３２Ａに貯溜された凝縮水を排出する凝縮水排出通路１３３が設けられるとともに、凝縮水貯溜部１３２Ａ内には、排気温度センサ１５が取り付けられる。
【００３３】
凝縮水排出通路１３３の一端部は、凝縮水貯溜部１３２Ａに接続され、凝縮水排出通路１３３の他端部は、マフラー１２に接続される。つまり、凝縮水貯溜部１３２Ａとマフラー１２とは、凝縮水排出通路１３３を介して連通し、凝縮水貯溜部１３２Ａ内の凝縮水が凝縮水排出通路１３３からマフラー１２を通ってエンジン１の外部に排出される。凝縮水排出通路１３３の途中には、開閉弁１３４（図１参照）が設けられる。なお、凝縮水排出通路１３３の他端部をマフラー１２に接続せず、凝縮水貯溜部１３２Ａ内の凝縮水が凝縮水排出通路１３３からエンジン１の外部に直接排出される構成でもよい。
【００３４】
図１に示す開閉弁１３４は、凝縮水排出通路１３３を開閉する。開閉弁１３４は、例えば電磁弁（ソレノイバルブ）とされる。開閉弁１３４を開閉駆動するソレノイド１３４Ａは、制御装置１６と接続される。
【００３５】
排気温度センサ１５は、本発明に係る凝縮水検出手段、触媒活性検出手段、および排気温度検出手段の実施の一形態である。排気温度センサ１５は、排気ガスの温度（以下「排気温度」という。）Ｔｅを検出する。排気温度センサ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（図２参照）。つまり、排気温度センサ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。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。
【００３６】
図３に示す制御装置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、エンジン１の運転状態を制御する。制御装置１６は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等がバスで接続される構成とされる。制御装置１６は、処理部１６１と、記憶手段となる記憶部１６２と、を有する。なお、制御装置１６は、ワンチップのＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等からなる構成でもよい。
【００３７】
記憶部１６２は、ＲＯＭやＲＡＭ等で構成される。記憶部１６２は、点火時期マップ１６２Ａ（図４参照）、空燃比マップ１６２Ｂ（図５参照）、第一閾値Ｔｚ１、および第二閾値Ｔｚ２を記憶する。
【００３８】
処理部１６１は、ＣＰＵ等で構成される。処理部１６１は、凝縮水抑制手段１６１Ａ、触媒活性化手段１６１Ｂ、および通常運転手段１６１Ｃに係る機能を有する。凝縮水抑制手段１６１Ａは、排気通路１１内における凝縮水の発生を抑制する制御を行う。触媒活性化手段１６１Ｂは、触媒装置１３を活性化させる制御を行う。通常運転手段１６１Ｃは、点火時期マップ１６２Ａおよび空燃比マップ１６２Ｂに従う制御を行う。
【００３９】
制御装置１６には、開閉弁１３４のソレノイド１３４Ａの他、排気温度センサ１５、回転数センサ１７、空燃比センサ１８、およびエンジン１の点火装置１９が接続される。回転数センサ１７は、エンジン１のクランク軸１０１の回転数（以下「エンジン回転数Ｎ」という。）を検出する。空燃比センサ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。
【００４０】
第一閾値Ｔｚ１は、排気温度Ｔｅに係る閾値である。第一閾値Ｔｚ１は、第二閾値Ｔｚ２よりも低い温度とされ、エンジン１の起動直後（エンジン１の冷態起動時）における凝縮水の発生を抑制する観点から規定される。例えば、第一閾値Ｔｚ１は、エンジン１の暖機運転が完了時の排気温度とされる。
【００４１】
第二閾値Ｔｚ２は、第一閾値Ｔｚ１よりも高い排気温度Ｔｅに係る閾値である。例えば、第二閾値Ｔｚ２は、凝縮水の沸点（約１００度）等とされる。
【００４２】
図４に示す点火時期マップ１６２Ａは、エンジン１の点火時期Ｔについて規定する。点火時期マップ１６２Ａは、横軸がエンジン回転数Ｎ（単位：ｍｉｎ−１）によって表され、縦軸が点火時期Ｔ（単位：ｄｅｇ）によって表される。ここで「点火時期」は、エンジン１のピストン（図示省略）上死点を０度とするクランク軸１０１の回転角度によって表され、「点火時期のリタード」とは、クランク軸１０１の回転角度が小さくなる方向で点火する（点火時期を遅くらせる）ことを意味する。
【００４３】
図５に示す空燃比マップ１６２Ｂは、エンジン１の空燃比について規定する。空燃比マップ１６２Ｂは、横軸がエンジン回転数Ｎ（単位：ｍｉｎ−１）によって表され、縦軸が空燃比Ａ／Ｆによって表される。ここで「空燃比のリーン化」とは、空気質量が増加若しくは燃料質量が低減することにより、空燃比が大きくなって混合気が薄くなることを意味し、「空燃比のリッチ化」とは、空気質量が低減若しくは燃料質量が増加することにより、空燃比が小さくなって混合気が濃くなることを意味する。
【００４４】
次に、制御装置１６の制御フローについて、図６により説明する。
【００４５】
図６に示すように、エンジン１が起動してから所定の時間ｔｚが経過するまでは（Ｓ１：Ｎｏ）、制御装置１６は凝縮水抑制手段１６１Ａによって、点火時期Ｔをリタードする制御を行う（Ｓ２）。つまり、制御装置１６は凝縮水抑制手段１６１Ａによって、点火時期Ｔをリタードすることにより排気温度Ｔｅを上昇させて、凝縮水の発生を抑制する制御を行う。
【００４６】
例えば、図４においてエンジン回転数がＮｘである場合、制御装置１６はエンジン回転数Ｎｘに対応する点火時期Ｔｘを選択せずに、エンジン回転数Ｎ（ｘ−１）に対応する点火時期Ｔｘ−１を選択する。なお、所定の時間ｔｚは、例えばエンジン１の暖機運転に要する時間とされる。
【００４７】
合わせて、制御装置１６は凝縮水抑制手段１６１Ａによって、空燃比Ａ／Ｆをリーン化する制御を行う（Ｓ３）。つまり、制御装置１６は凝縮水抑制手段１６１Ａによって、空燃比Ａ／Ｆをリーン化することにより排気ガスの湿度を低減させて、凝縮水の発生を抑制する制御を行う。
【００４８】
例えば、図５においてエンジン回転数がＮｘである場合、制御装置１６はエンジン回転数Ｎｘに対応する空燃比Ａ／Ｆ（ｘ）を選択せずに、エンジン回転数Ｎ（ｘ−１）に対応する空燃比Ａ／Ｆ（ｘ−１）を選択する。
【００４９】
そして、エンジン１が起動してから所定の時間ｔｚが経過した後（Ｓ１：Ｙｅｓ）、制御装置１６は排気温度センサ１５が検出した排気温度Ｔｅを読み込む（Ｓ４）。
【００５０】
ここで、排気温度Ｔｅが第一閾値Ｔｚ１以上（Ｓ５：Ｙｅｓ）である場合は、制御装置１６は凝縮水が発生していないと判断して（Ｓ６）、開閉弁１３４を閉じた状態とするとともに（Ｓ７）、触媒活性化手段１６１Ｂによって、空燃比Ａ／Ｆをリッチ化する制御を行う（Ｓ８）。つまり、制御装置１６は触媒活性化手段１６１Ｂによって、空燃比Ａ／Ｆをリッチ化して排気温度Ｔｅをさらに上昇させることによって触媒装置１３を活性化させる制御を行う。
【００５１】
例えば、図５においてエンジン回転数がＮｘである場合、制御装置１６はエンジン回転数Ｎｘに対応する空燃比Ａ／Ｆ（ｘ）を選択せずに、エンジン回転数Ｎ（ｘ＋１）に対応する空燃比Ａ／Ｆ（ｘ＋１）を選択する。
【００５２】
一方、排気温度Ｔｅが第一閾値Ｔｚ１未満（Ｓ５：Ｎｏ）である場合は、制御装置１６は凝縮水が発生していると判断して（Ｓ９）開閉弁１３４を開いた状態とする（Ｓ１０）。これにより、凝縮水貯溜部１３２Ａ内の凝縮水が排出される。
【００５３】
さらに、制御装置１６は凝縮水抑制手段１６１Ａによって、再度点火時期Ｔをリタードするとともに（Ｓ２）、空燃比Ａ／Ｆをリーン化する制御を行う（Ｓ３）。つまり、制御装置１６は凝縮水抑制手段１６１Ａによって、点火時期Ｔをリタードすることにより排気温度Ｔｅを上昇させるとともに、空燃比Ａ／Ｆをリーン化することにより排気ガスの湿度を低減させて、凝縮水の発生を抑制する制御を行う。
【００５４】
また、空燃比Ａ／Ｆをリッチ化（Ｓ８）した後、排気温度Ｔｅが第二閾値Ｔｚ２以上になると（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、制御装置１６は触媒装置１３が活性化していると判断し（Ｓ１２）、通常運転手段１６１Ｃによって点火時期マップ１６２Ａおよび空燃比マップ１６２Ｂに従って制御を行う（Ｓ１３）。つまり、エンジン１は、点火時期マップ１６２Ａおよび空燃比マップ１６２Ｂに従う運転状態（通常の運転状態）となる。
【００５５】
例えば、図４および図５においてエンジン回転数がＮｘである場合、制御装置１６はエンジン回転数Ｎｘに対応する点火時期Ｔｘを選択するとともに（図４参照）エンジン回転数Ｎｘに対応する空燃比Ａ／Ｆ（ｘ）を選択する（図５参照）。
【００５６】
一方、排気温度Ｔｅが第二閾値Ｔｚ２未満（Ｓ１１：Ｎｏ）である場合は、制御装置１６は触媒装置１３が活性化していないと判断して（Ｓ１４）、触媒活性化手段１６１Ｂによって、再度空燃比Ａ／Ｆをリッチ化する制御を行う（Ｓ８）。つまり、制御装置１６は触媒活性化手段１６１Ｂによって、空燃比Ａ／Ｆをリッチ化して排気温度Ｔｅをさらに上昇させることにより、触媒装置１３を活性化させる制御を行う。
【００５７】
以上のように第一実施形態に係るエンジン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、エンジン１の運転状態を制御する制御装置１６を備え、制御装置１６は、排気通路１１内における凝縮水の発生を抑制する制御を行う凝縮水抑制手段１６１Ａと、触媒装置１３を活性化させる制御を行う触媒活性化手段１６１Ｂと、エンジン１の点火時期Ｔについて規定する点火時期マップ１６２Ａおよびエンジン１の空燃比Ａ／Ｆについて規定する空燃比マップ１６２Ｂを記憶する記憶部１６２と、点火時期マップ１６２Ａおよび空燃比マップ１６２Ｂに従う制御を行う通常運転手段１６１Ｃと、を有し、エンジン１が起動してから所定の時間ｔｚが経過するまでにおいては、凝縮水抑制手段１６１Ａによる制御を行い、所定の時間ｔｚが経過した後においては、触媒活性化手段１６１Ｂによる制御を行い、その後、通常運転手段１６１Ｃによる制御を行う。
【００５８】
このような構成により、エンジン１の起動直後は、凝縮水抑制手段１６１Ａによって凝縮水の発生を抑制し、エンジン１が起動してから所定の時間ｔｚが経過した後（エンジン１の暖機運転が完了した後）、触媒装置１３の活性化を図る。つまり、エンジン１の冷態起動時は、触媒装置１３の活性を上げようとすると凝縮水が発生し易いことから、かえって触媒装置１３の活性を低下させかねないため、エンジン１が十分に暖まってから触媒装置１３の活性化を図る。その後、エンジン１は通常の運転状態となって使用目的に好適な出力を得ることができる。こうして、エンジン１の起動直後に発生する凝縮水を抑制して、触媒装置１３の活性を十分に向上させることが可能である。
【００５９】
そして、エンジン１は、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内に凝縮水が発生しているか否かを検出する排気温度センサ１５と、凝縮水貯溜部１３２Ａに貯溜された凝縮水を排出する凝縮水排出通路１３３と、凝縮水排出通路１３３を開閉する開閉弁１３４と、触媒装置１３が活性化しているか否かを検出する排気温度センサ１５と、を備え、制御装置１６は、エンジン１が起動してから所定の時間ｔｚが経過するまでにおいては、凝縮水抑制手段１６１Ａによって点火時期Ｔをリタードするとともに空燃比Ａ／Ｆをリーン化する制御を行い、所定の時間ｔｚが経過した後においては、排気温度センサ１５の検出値に基づいて凝縮水が発生していると判断した場合は開閉弁１３４を開いた状態とする一方、排気温度センサ１５の検出値に基づいて凝縮水が発生していないと判断した場合は開閉弁１３４を閉じた状態とするとともに触媒活性化手段１６１Ｂによって空燃比Ａ／Ｆをリッチ化する制御を行い、その後、排気温度センサ１５の検出値に基づいて触媒装置１３が活性化していると判断した場合は通常運転手段１６１Ｃによる制御を行う。
【００６０】
このような構成により、エンジン１の起動直後は、点火時期Ｔをリタードすることにより排気ガスの温度を上昇させるとともに、空燃比Ａ／Ｆをリーン化することにより排気ガスの湿度を低減させ、これにより、凝縮水の発生を抑制する。そして、エンジン１が起動してから所定の時間ｔｚが経過した後、凝縮水が発生している場合は開閉弁１３４を開いて凝縮水を排出する一方、凝縮水が発生していないことが確認できると、空燃比Ａ／Ｆをリッチ化して排気ガスの温度をさらに上昇させることによって触媒装置１３の活性化を図る。その後、触媒装置１３が十分に活性化したことが確認できると、エンジン１は通常の運転状態となって使用目的に好適な出力を得ることができる。こうして、エンジン１の起動直後に発生する凝縮水を抑制して、触媒装置１３の活性を十分に向上させることが可能である。
【００６１】
また、前記凝縮水検出手段および前記触媒活性検出手段は、排気温度Ｔｅを検出する排気温度センサ１５であり、制御装置１６は、排気温度Ｔｅに係る第一閾値Ｔｚ１と、第一閾値Ｔｚ１よりも高い排気温度Ｔｅに係る第二閾値Ｔｚ２と、を記憶し、所定の時間ｔｚが経過した後においては、検出された排気温度Ｔｅが第一閾値Ｔｚ１未満である場合は凝縮水が発生していると判断する一方、検出された排気温度Ｔｅが第一閾値Ｔｚ１以上である場合は凝縮水が発生していないと判断し、その後、検出された排気温度Ｔｅが第二閾値Ｔｚ２以上である場合は触媒装置１３が活性化していると判断する。
【００６２】
このような構成により、排気温度Ｔｅを検出して第一閾値Ｔｚ１および第二閾値Ｔｚ２を基準に凝縮水が発生しているか否かを判断でき、簡易な検出手段の検出値に基づいて精度良く制御することが可能である。
【００６３】
さらに、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、排気温度センサ１５は、触媒装置１３の排気上流側において排気温度Ｔｅを検出する。
【００６４】
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。
【００６５】
そして、排気温度センサ１５は、触媒装置１３の触媒本体１３１に接触して設けられる。
【００６６】
このような構成により、ＣＯ、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。
【００６７】
次に、本発明の第二実施形態に係るエンジン１について、図７により説明する。なお、図７において、第一実施形態と同一符号の部材は第一実施形態と同一構成であるため詳細な説明は省略する。
【００６８】
図７に示すように、第二実施形態に係るエンジン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、排気温度センサ１５が取り付けられる。
【００６９】
排気温度センサ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、排気温度センサ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。排気温度センサ１５（検出部１５１）は、触媒本体１３１の下面に接触して設けられる。
【００７０】
以上のように第二実施形態に係るエンジン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、排気温度センサ１５は、触媒装置１３の排気下流側において排気温度Ｔｅを検出する。
【００７１】
このような構成により、ＣＯ、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温度Ｔｅを検出することにより、ＣＯ、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。
【符号の説明】
【００７２】
１  エンジン
１１  排気通路
１３  触媒装置
１５  排気温度センサ（凝縮水検出手段、触媒活性検出手段、排気温度検出手段）
１６  制御装置（制御手段）
１３１  触媒本体
１３２Ａ  凝縮水貯溜部
１３３  凝縮水排出通路
１３４  開閉弁
１６１Ａ  凝縮水抑制手段
１６１Ｂ  触媒活性化手段
１６１Ｃ  通常運転手段
１６２  記憶部
１６２Ａ  点火時期マップ
１６２Ｂ  空燃比マップ
Ａ／Ｆ  空燃比
Ｔ  点火時期
Ｔｅ  排気温度
Ｔｚ１  第一閾値
Ｔｚ２  第二閾値
ｔｚ  所定の時間
【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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