(57)【要約】【課題】内燃機関が始動されたときに用いられる排気ガス浄化用の触媒を備えた排気ターボチャージャ付き内燃機関において触媒の排気浄化性能をさらに向上させる。【解決手段】排気ターボチャージャ１５と、該排気ターボチャージャの排気タービン２３をバイパスするように排気通路から分岐して再び排気通路に合流するバイパス通路６０と、該バイパス通路内に流入する排気ガスの流量と該バイパス通路内に流入せずに排気タービンに向かって排気通路内を流れる排気ガスの流量との割合を制御するバイパス制御弁６２とを備える。バイパス通路内に排気ガス浄化用の触媒６１が配置されている。内燃機関が始動されてから予め定められた期間においてはバイパス通路内に流入する排気ガスの流量の割合が大きくなるようにバイパス制御弁が制御されると共に、上記予め定められた期間が経過した後においては排気ターボチャージャの過給圧に応じてバイパス制御弁が制御される。【選択図】      図１
2004225619.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ターボチャージャと、該排気ターボチャージャの排気タービンをバイパスするように排気通路から分岐して再び排気通路に合流するバイパス通路と、該バイパス通路内に流入する排気ガスの流量と該バイパス通路内に流入せずに排気タービンに向かって排気通路内を流れる排気ガスの流量との割合を制御するバイパス制御弁とを備えた内燃機関において、上記バイパス通路内に排気ガス浄化用の触媒が配置され、当該内燃機関が始動されてから予め定められた期間においてはバイパス通路内に流入する排気ガスの流量の割合が大きくなるようにバイパス制御弁が制御されると共に、上記予め定められた期間が経過した後においては排気ターボチャージャの過給圧に応じて上記バイパス制御弁が制御されることを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
上記触媒下流のバイパス通路の通路面積であるバイパス通路面積が大きくなると排気タービン下流であって上記排気通路とバイパス通路との合流部上流の排気通路の通路面積である排気通路面積が小さくなる一方で上記バイパス通路面積が小さくなると上記排気通路面積が大きくなるようにこれらバイパス通路面積および排気通路面積を同時に制御する通路面積制御弁を備え、バイパス通路内に流入する排気ガスの流量の割合が大きくされたときには上記バイパス通路面積が大きくなるように上記通路面積制御弁を制御する一方でバイパス通路内に流入する排気ガスの流量の割合が小さくされたときには上記バイパス通路面積が零にならない範囲で小さくなるように上記通路面積制御弁を制御することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
上記排気タービン下流であって上記排気通路とバイパス通路との合流部下流にも排気ガス浄化用の触媒が配置され、上記バイパス通路内に配置されている触媒の温度上昇性能が上記合流部下流に配置されている触媒の温度上昇性能よりも高いことを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関。
【請求項４】
上記予め定められた期間が上記合流部下流に配置されている触媒の温度が予め定められた温度に達するまでの期間に設定されることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は排気ターボチャージャ付き内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】
排気ターボチャージャを備えた内燃機関が特許文献１に開示されている。この内燃機関では、内燃機関から排出される排気ガスに浄化されるべき成分が含まれていることから、排気ガスを浄化するために、内燃機関が始動された直後に利用される補助的な触媒と、その後の内燃機関の運転中に利用されるメインの触媒とが排気通路内に配置されている。
【０００３】
ところで、上記内燃機関において、補助的な触媒は内燃機関の始動直後に利用されるので、内燃機関の始動直後、補助的な触媒の温度が早期に活性温度にまで達するようにすることが必要である。
【０００４】
ここで、補助的な触媒を排気ガスの熱によって暖める場合において、排気ターボチャージャの排気タービンを通過した後の排気ガスが補助的な触媒に流入するようになっていると、排気ガスの熱の一部が排気タービンにおいてしまうので、その分だけ、補助的な触媒の温度が活性温度に到達するのが遅れることになる。
【０００５】
そこで、上記内燃機関では、排気タービンをバイパスするバイパス通路内に補助的な触媒を配置し、内燃機関の始動直後においては、このバイパス通路内に排気ガスを流入させることによって、補助的な触媒に排気ガスを供給するようにしている。これにより、補助的な触媒の温度が活性温度に到達するまでにかかる時間が短くなり、すなわち、補助的な触媒のいわゆる暖機性が向上する。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−３２１６４３号公報
【特許文献２】
特開平１１−１４１３３２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記特許文献１の内燃機関では、メインの触媒の温度がその活性温度に達すると、排気ガスを補助的な触媒に流すことをやめ、主に、メインの触媒に排気ガスを流すようになる。このため、補助的な触媒の温度は徐々に低下し、やがては、その活性温度以下になる。
【０００８】
したがって、この場合、いったん内燃機関の運転が停止された後に、再び内燃機関が始動された直後においては、補助的な触媒の温度はその活性温度以下になっており、補助的な触媒の排気浄化性能を向上させるという観点では、内燃機関が始動されてからできるだけ早く補助的な触媒の温度をその活性温度にすることが望ましく、こうした点から、上記特許文献１には、補助的な触媒の排気浄化性能を向上させる余地がある。
【０００９】
本発明の目的は内燃機関が始動されたときに用いられる排気ガス浄化用の触媒を備えた排気ターボチャージャ付き内燃機関において触媒の排気浄化性能をさらに向上させることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、１番目の発明では、排気ターボチャージャと、該排気ターボチャージャの排気タービンをバイパスするように排気通路から分岐して再び排気通路に合流するバイパス通路と、該バイパス通路内に流入する排気ガスの流量と該バイパス通路内に流入せずに排気タービンに向かって排気通路内を流れる排気ガスの流量との割合である排気ガス流量割合を制御するバイパス制御弁とを備えた内燃機関において、上記バイパス通路内に排気ガス浄化用の触媒が配置され、当該内燃機関が始動されてから予め定められた期間においてはバイパス通路内に流入する排気ガスの流量の割合が大きくなるようにバイパス制御弁が制御されると共に、上記予め定められた期間が経過した後においては排気ターボチャージャの過給圧に応じて上記バイパス制御弁が制御される。
２番目の発明では、１番目の発明において、上記触媒下流のバイパス通路の通路面積であるバイパス通路面積が大きくなると排気タービン下流であって上記排気通路とバイパス通路との合流部上流の排気通路の通路面積である排気通路面積が小さくなる一方で上記バイパス通路面積が小さくなると上記排気通路面積が大きくなるようにこれらバイパス通路面積および排気通路面積を同時に制御する通路面積制御弁を備え、バイパス通路内に流入する排気ガスの流量の割合が大きくされたときには上記バイパス通路面積が大きくなるように上記通路面積制御弁を制御する一方でバイパス通路内に流入する排気ガスの流量の割合が小さくされたときには上記バイパス通路面積が零にならない範囲で小さくなるように上記通路面積制御弁を制御する。
３番目の発明では、１または２番目の発明において、上記排気タービン下流であって上記排気通路とバイパス通路との合流部下流にも排気ガス浄化用の触媒が配置され、上記バイパス通路内に配置されている触媒の温度上昇性能が上記合流部下流に配置されている触媒の温度上昇性能よりも高い。
４番目の発明では、３番目の発明において、上記予め定められた期間が上記合流部下流に配置されている触媒の温度が予め定められた温度に達するまでの期間に設定される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図示した実施形態を参照して本発明を説明する。図１は本発明を４ストローク火花点火式の４気筒内燃機関に適用した実施形態を示している。
【００１２】
図１において、１は機関本体、２はシリンダブロック、３はシリンダヘッド、４はピストン、５は燃焼室、６は電気制御式燃料噴射弁、７は吸気弁、８は吸気ポート、９は排気弁、１０は排気ポート、１０ａは点火栓を夫々示す。
【００１３】
各吸気ポート８は対応する吸気枝管１１を介してサージタンク１２に連結される。サージタンク１２は吸気ダクト１３およびインタークーラ１４を介して過給機、例えば、排気ターボチャージャ１５のコンプレッサ１６の出口部に連結される。コンプレッサ１６の入口部は空気吸込管１７を介してエアクリーナ１８に連結され、空気吸込管１７内にはステップモータ１９により駆動されるスロットル弁２０が配置される。
【００１４】
また、スロットル弁２０上流の空気吸込管１７内には、吸入空気の質量流量を検出するための質量流量検出器２１が配置される。また、サージタンク１２には、サージタンク１２内の圧力を検出するためのセンサ１２ａが取り付けられている。本実施形態では、このセンサ１２ａの出力値に基づいて、排気ターボチャージャ１５の過給圧を推定するので、以下、このセンサ１２ａを過給圧センサと称する。
【００１５】
なお、本明細書では、エアクリーナ１８から吸気ポート８までの空気の流れる通路を吸気通路と総称することもある。
【００１６】
一方、各排気ポート１０は排気マニホルド２２を介して排気ターボチャージャ１５の排気タービン２３の入口部に連結される。排気タービン２３の出口部は排気管２４を介して触媒コンバータ２６に連結される。触媒コンバータ２６内には、排気ガス中の複数の特定成分、例えば、一酸化炭素、炭化水素、および、窒素酸化物を浄化可能な触媒（三元触媒）２５が配置される。この触媒（以下、メイン触媒と称す）２５は、その温度がいわゆる活性温度以上であるときに比較的高い浄化率でもって排気ガス中の複数の特定成分を同時に浄化可能である。
【００１７】
触媒コンバータ２６には、メイン触媒２５の温度を検出するための温度センサ２６ａが取り付けられている。また、触媒コンバータ２６の出口部には排気管２８が連結されている。
【００１８】
なお、本明細書では、排気ポート１０から排気管２８までの排気ガスが流れる通路を排気通路と総称することもある。
【００１９】
また、排気管２８とスロットル弁２０下流の空気吸込管１７とは、排気管２８から空気吸込管１７へと排気ガスを再循環させるための排気再循環（以下、ＥＧＲと称す）通路２９を介して互いに連結される。ＥＧＲ通路２９内には、ステップモータ３０によって駆動されるＥＧＲ制御弁３１が配置される。また、ＥＧＲ通路２９内には、ＥＧＲ通路２９内を流れるＥＧＲガスを冷却するためのインタークーラ３２が配置される。図１に示した実施形態では、機関冷却水がインタークーラ３２内に導かれ、機関冷却水によってＥＧＲガスが冷却される。
【００２０】
また、触媒コンバータ２６上流であって排気タービン２３上流において排気マニホルド２２内には、排気ガスの空燃比を検出するためのセンサ（以下、上流側空燃比センサと称す）２７ａが配置される。一方、触媒コンバータ２６下流において排気管２８内にも、排気ガスの空燃比を検出するためのセンサ（以下、下流側空燃比センサと称す）２７ｂが配置される。
【００２１】
一方、燃料噴射弁６は燃料供給管３３を介して燃料タンク３４に連結される。燃料供給管３３には、電気制御式の吐出量可変な燃料ポンプ３５が配置される。燃料噴射弁６には、この燃料ポンプ３５から燃料が供給される。
【００２２】
また、排気タービン２３上流の排気通路と排気タービン２３下流であって触媒コンバータ２６上流の排気通路とは、バイパス通路６０を介して互いに連結される。別の云い方をすれば、バイパス通路６０は、排気ターボチャージャ１５の排気タービン２３をバイパスするように排気通路から分岐して再び排気通路に合流する。バイパス通路６０内には、排気ガス中の複数の特定成分、例えば、一酸化炭素、炭化水素、および、窒素酸化物を浄化可能な触媒（三元触媒）６１が配置される。この触媒（以下、サブ触媒と称す）６１は、その温度がいわゆる活性温度以上であるときに比較的高い浄化率でもって排気ガス中の複数の特定成分を同時に浄化可能である。
【００２３】
また、同一条件においては、サブ触媒６１はメイン触媒よりもその温度が上昇しやすい。すなわち、サブ触媒６１の温度上昇特性はメイン触媒の温度上昇特性よりも高い。
【００２４】
また、排気タービン２３上流の排気通路からバイパス通路６０が分岐する部位には、バイパス通路６０内に流入する排気ガスの流量を制御するバイパス制御弁（いわゆる、ウエストゲートバルブ）６２が配置される。別の云い方をすれば、バイパス制御弁６２は、バイパス通路６０内に流入する排気ガスの流量とバイパス通路６０内に流入せずに排気タービン２３に向かって排気通路内をそのまま流れる排気ガスの流量との割合を制御するものである。さらに別の云い方をすれば、バイパス制御弁６２は、排気タービン２３上流の排気通路からバイパス通路６０が分岐する部位に到来する排気ガスの流量に対するバイパス通路６０内に流入する排気ガスの流量の割合を制御するものである。
【００２５】
本実施形態では、バイパス制御弁６２の開度が大きくなるほど、バイパス通路６０内に流入する排気ガスの流量の割合が大きくなる。別の云い方をすれば、条件が同じであれば、バイパス制御弁６２の開度が大きくなるほど、バイパス通路６０内に流入する排気ガスの流量が大きくなる。
【００２６】
また、バイパス通路６０が排気タービン２３下流であって触媒コンバータ２６上流の排気通路に合流する部位（以下、合流部位と称す）６３には、この合流部位６３における排気通路の通路面積と同じくこの合流部位６３におけるバイパス通路６０の通路面積とを同時に制御する制御弁（以下、通路面積制御弁と称す）６４が配置されている。
【００２７】
本実施形態では、排気通路の通路面積に着目して表現すると、通路面積制御弁６４の開度が大きくなるほど、合流部位６３における排気通路の通路面積が大きくなる一方で合流部位６３におけるバイパス通路６０の通路面積が小さくなる。したがって、バイパス通路６０の通路面積に着目して表現すると、通路面積制御弁６４の開度が大きくなるほど、合流部位６３におけるバイパス通路６０の通路面積が大きくなる一方で合流部位６３における排気通路の通路面積が小さくなる。
【００２８】
また、合流部位６３における排気通路の通路面積が大きくなるほど、合流部位６３に向かって排気通路内を流れる排気ガスに対する流路抵抗が小さくなり、合流部位６３におけるバイパス通路６０の通路面積が大きくなるほど、合流部位６３に向かってバイパス通路６０内を流れる排気通路に対する流路抵抗が小さくなるので、通路面積制御弁６４は、合流部位６３上流における排気通路内を流れる排気ガスに対する流路抵抗と同じくこの合流部位６３上流におけるバイパス通路６０内を流れる排気ガスに対する流路抵抗とを同時に制御するものとも言える。
【００２９】
また、合流部位６３における排気通路の通路面積が大きくなるほど、合流部位６３に向かって排気通路内を流れる排気ガスに対する流路抵抗が小さくなって、バイパス通路６０内に流入せずにそのまま排気タービン２３に向かって流れる排気ガスの流量の割合が大きくなり、合流部位６３におけるバイパス通路６０の通路面積が大きくなるほど、合流部位６３に向かってバイパス通路６０内を流れる排気ガスに対する流路抵抗が小さくなって、バイパス通路６０内に流入する排気ガスの流量の割合が大きくなるので、通路面積制御弁６４は、バイパス制御弁６２と同様に、バイパス通路６０内に流入する排気ガスの流量とバイパス通路６０内に流入せずに排気タービン２３に向かって排気通路内をそのまま流れる排気ガスの流量との割合を制御するものとも言える。
【００３０】
電子制御ユニット４０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス４１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）４２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）４３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）４４、入力ポート４５および出力ポート４６を具備する。
【００３１】
質量流量検出器２１、過給圧センサ１２ａ、上流側空燃比センサ２７ａ、下流側空燃比センサ２７ｂ、および、温度センサ２６ａの出力信号は、夫々対応するＡＤ変換器４７を介して入力ポート４５に入力される。
【００３２】
アクセルペダル５０には、アクセルペダル５０の踏込量Ｌに比例した出力電圧を発生する負荷センサ５１が接続され、負荷センサ５１の出力電圧は対応するＡＤ変換器４７を介して入力ポート４５に入力される。
【００３３】
また、入力ポート４５にはクランクシャフトが例えば３０°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ５２が接続される。
【００３４】
一方、出力ポート４６は対応する駆動回路４８を介して燃料噴射弁６、点火栓１０ａ、スロットル弁制御用ステップモータ１９、ＥＧＲ制御弁制御用ステップモータ３０、燃料ポンプ３５、バイパス制御弁６２、および、通路面積制御弁６４に接続される。
【００３５】
次に、バイパス制御弁６２の開度制御と通路面積制御弁６４の開度制御について説明する。本実施形態では、内燃機関が始動されてからメイン触媒２５の温度が予め定められた温度（例えば、メイン触媒２５の浄化率が比較的高くなる温度であり、例えば、活性温度）に達するまでを除き、通常運転時制御が実行される。
【００３６】
すなわち、この通常運転時制御によれば、バイパス制御弁６２の開度は、排気ターボチャージャ１５の過給圧に応じて制御される。具体的には、排気ターボチャージャ１５の過給圧が予め定められた値よりも高いときには、バイパス制御弁６２の開度は大きくされ、一方、排気ターボチャージャ１５の過給圧が予め定められた値よりも低いときには、バイパス制御弁６２の開度は小さくされる。
【００３７】
ここで、排気ターボチャージャ１５の過給圧に関する予め定められた値は、機関運転状態に応じて設定される値であって、例えば、図３に示したように、機関回転数Ｎと機関負荷Ｌとの関数でもってマップの形で予め求められ、このマップから求められる値Ｐである。
【００３８】
さらに、通常運転時制御によれば、通路面積制御弁６４の開度は、合流部位６３におけるバイパス通路６０の通路面積が予め定められた値よりも小さい値となるように制御される。これによれば、合流部位６３に到来する排気ガスに対する流路抵抗が小さくなるので、排気ガスはバイパス通路６０内に流入せずに排気タービン２３に向かって流れやすくなる。ただし、この場合において、通路面積制御弁６４の開度は、合流部位６３におけるバイパス通路６０の通路面積が零とはならないようになっている。
【００３９】
このように、バイパス制御弁６２の開度と通路面積制御弁６４の開度とが制御されることによって、排気ターボチャージャ１５の過給圧が所望の値に維持される。なお、通常運転時制御が実行されているときのバイパス制御弁６２および通路面積制御弁６４の様子を一例として、図２（Ａ）に示した。図２（Ａ）では、バイパス制御弁６２の開度は零とされており、通路面積制御弁６４の開度は合流部位６３におけるバイパス通路６０の通路面積が比較的小さくなる値とされている。
【００４０】
一方、本実施形態では、内燃機関が始動されてからメイン触媒２５の温度がその活性温度に達するまでは、機関始動時制御が実行される。すなわち、この機関始動時制御によれば、バイパス制御弁６２の開度は、予め定められた値よりも大きな値（例えば、最も大きな値）とされる。
さらに、この機関始動時制御によれば、通路面積制御弁６４の開度は、合流部位６３におけるバイパス通路６０の通路面積が予め定められた値よりも大きな値（例えば、最も大きい値）となるように制御され、したがって、合流部位６３における排気通路の通路面積が予め定められた値よりも小さい値（例えば、最も小さい値）となるように制御される。これによれば、合流部位６３に到来する排気ガスに対する流路抵抗が大きくなるので、排気ガスはバイパス通路６０に流入しやすくなる。
【００４１】
このように、バイパス制御弁６２の開度と通路面積制御弁６４の開度とが制御されることによって、サブ触媒６１には多くの排気ガスが流入することになり、しかも、サブ触媒６１の温度上昇特性は比較的高いので、サブ触媒６１は内燃機関が始動されてから比較的早期に予め定められた温度（例えば、活性温度）に到達する。これによれば、内燃機関が始動されてからメイン触媒２５の温度がその活性温度に達するまで、サブ触媒６１によって排気ガス中の特定成分が高い浄化率でもって浄化されるので、内燃機関全体としての排気浄化性能が高く維持される。なお、機関始動時制御が実行されているときのバイパス制御弁６２および通路面積制御弁６４の様子を一例として、図２（Ｂ）に示した。図２（Ｂ）では、バイパス制御弁６２の開度は最大値とされており、通路面積制御弁６４の開度は合流部位６３における排気通路の通路面積が最も小さくなる値とされている。
【００４２】
もちろん、メイン触媒２５の温度がその活性温度に達すると、サブ触媒６１には多量の排気ガスは流入しなくなるが、メイン触媒２５の温度がその活性温度に達しており、メイン触媒２５によって排気ガス中の特定成分が高い浄化率でもって浄化されるので、内燃機関全体としての排気浄化性能が高く維持される。
【００４３】
また、サブ触媒６１の温度をできるだけ早く上昇させようとしてサブ触媒６１を機関本体１近くの排気通路内に配置した場合、確かに、内燃機関が始動されてからサブ触媒６１の温度がその活性温度に達するまでの時間は短くなるが、その後、内燃機関が最大機関負荷でもって運転せしめられ、燃焼室５から非常に高温の排気ガスが排出された場合、サブ触媒６１が排気ガスの熱によって劣化してしまう。しかしながら、本実施形態では、内燃機関が最大機関負荷でもって運転せしめられる可能性が高いとき、すなわち、メイン触媒２５の温度がその活性温度に達した後において、サブ触媒６１に流入する排気ガスの流量は比較的小さく維持されるので、サブ触媒６１が排気ガスの熱によって劣化することが抑制される。
【００４４】
また、こうした排気ガスの熱によるサブ触媒６１の熱劣化を回避しようとしてサブ触媒６１を機関本体１から遠い排気通路内に配置した場合、内燃機関が始動されてからサブ触媒６１の温度がその活性温度に達するまでの時間が長くなってしまうし、サブ触媒６１を排気タービン下流の排気通路内に配置した場合には、排気ガスの熱が排気タービンにて奪われてしまうので、内燃機関が始動されてからサブ触媒６１の温度がその活性温度に達するまでの時間がさらに長くなってしまう。
【００４５】
また、燃焼室から排出される排気ガスの空燃比をリッチ化し、このリッチ化された排気ガスをサブ触媒６１に供給すれば、サブ触媒６１の熱劣化を回避することもできるが、これでは、内燃機関全体として燃費が悪くなる。ところが、本実施形態によれば、このように排気ガスの空燃比をリッチ化する必要がないので、内燃機関全体として燃費が高く維持される。
【００４６】
また、本実施形態では、内燃機関が始動されてメイン触媒２５の温度がその活性温度に達した後、排気ガスはほとんどサブ触媒６１に流入しなくなるが、それでもなお、排気ターボチャージャ１５の過給圧によっては、バイパス制御弁６２が開弁されるので、メイン触媒２５の温度がその活性温度に達した後においてもサブ触媒６１には排気ガスが流入する。これによれば、サブ触媒６１の温度は比較的高く維持されるので、内燃機関の運転がいったん停止された後に、比較的短い期間の経過後に、内燃機関が再び始動されたとき、サブ触媒６１の温度は比較的高いままである。したがって、本実施形態によれば、内燃機関が再び始動されてからサブ触媒６１の温度がさらに早くその活性温度に達し、内燃機関全体の排気浄化性能がさらに高く維持される。
【００４７】
図４は、本発明の実施形態に従ってバイパス制御弁の開度および通路面積制御弁の開度を制御するための制御ルーチンを示している。図４のルーチンでは、初めに、ステップ１０において、メイン触媒２５の温度Ｔがその活性温度Ｔｔｈ以下である（Ｔ≦Ｔｔｈ）か否かが判別される。
【００４８】
ここで、Ｔ≦Ｔｔｈであると判別されたときには、排気ガスをサブ触媒６１に流入させてサブ触媒６１によって排気ガスを良好に浄化する必要があるので、ルーチンはステップ１１に進んで、ここで、上述した機関始動時制御が実行される。具体的には、ステップ１１では、バイパス制御弁６２の開度が最も大きな値とされると共に、通路面積制御弁６４の開度が、合流部位６３におけるバイパス通路６０の通路面積が最も大きい値となって合流部位６３における排気通路の通路面積が最も小さい値となるように、制御される。これによれば、メイン触媒２５の温度はその活性温度に達していないものの、排気ガスは温度上昇性能の高いサブ触媒６１を通されるので、内燃機関全体として、排気浄化性能が高く維持される。
【００４９】
一方、ステップ１０において、Ｔ＞Ｔｔｈであると判別されたときには、メイン触媒２５によって排気ガスを良好に浄化できるので、ルーチンはステップ１２に進んで、ここで、上述した機関通常運転時制御が実行される。具体的には、排気ターボチャージャ１５の過給圧が予め定められた値よりも高いときには、バイパス制御弁６２の開度は大きくされ、一方、排気ターボチャージャ１５の過給圧が予め定められた値よりも低いときには、バイパス制御弁６２の開度は小さくされる。そして、通路面積制御弁６４の開度は、合流部位６３におけるバイパス通路６０の通路面積が予め定められた値よりも小さい値となるように制御される。これによれば、排気ガスは温度が活性温度に達しているメイン触媒２５に通されるので、内燃機関全体として、排気浄化性能が高く維持される。
【００５０】
なお、上述した実施形態では、内燃機関が始動されてからメイン触媒の温度が予め定められた温度（例えば、活性温度）に達するまでは機関始動時制御が実行され、メイン触媒の温度が予め定められた温度に達した後は通常運転時制御が実行されるが、メイン触媒の温度に関係なく、単に、内燃機関が始動されてから一定の期間が経過するまでは機関始動時制御を実行し、内燃機関が始動されてから一定の期間が経過した後は通常運転時制御を実行するようにしてもよい。
【００５１】
したがって、一般的に言えば、本発明は、内燃機関が始動されてから予め定められた期間（これは、メイン触媒の温度に基づいて設定されてもよいし、単に、一定期間としてもよい）が経過するまでは機関始動時制御を実行し、内燃機関が始動されてから上記予め定められた期間が経過した後は通常運転時制御を実行するものである。
【００５２】
また、機関始動時制御において、通路面積制御弁６４は、バイパス制御弁６２が開弁されているときにバイパス通路６０内に排気ガスを流入させやすくする役割を果たすが、少なくとも本発明の目的を達成するためには、必ずしも、通路面積制御弁６４は必要ではない。
【００５３】
また、上述した実施形態では、温度センサ２６ａの出力値に基づいてメイン触媒２５の温度を検出しているが、その他の手段を利用してメイン触媒２５の温度を検出し或いは推定してもよく、例えば、内燃機関を冷却するための冷却水の温度に基づいてメイン触媒２５の温度を推定するようにしてもよい。
【００５４】
【発明の効果】
１番目の発明によれば、内燃機関が始動されてから予め定められた期間が経過した後において、排気ターボチャージャの過給圧に応じてバイパス制御弁が制御されることから、上記予め定められた期間が経過した後であっても、バイパス通路内に配置された触媒に排気ガスが流入することがある。すなわち、内燃機関の運転中、触媒の温度は或る一定温度以上に保たれることとなる。したがって、内燃機関の運転がいったん停止された後に、内燃機関が再び始動されたときに、触媒の温度が比較的高いことから、内燃機関が始動されてから早期に触媒の温度が高くなるので、触媒の排気浄化性能が向上することになる。
２番目の発明によれば、バイパス通路内に流入する排気ガスの流量の割合が大きくされたときにはバイパス通路面積が大きくなるように通路面積制御弁が制御される。すなわち、内燃機関が始動されてから予め定められた期間においてバイパス通路内に流入する排気ガスの流量の割合が大きくなるようにバイパス制御弁が制御されているときに、バイパス通路面積が大きくなるように通路面積制御弁が制御されることになる。したがって、バイパス通路内に排気ガスが流入しやすくなることから、内燃機関が始動されてから早期に触媒の温度が高くなるので、触媒の排気浄化性能がさらに向上することになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の内燃機関の全体図である。
【図２】（Ａ）は通常運転時制御が実行されているときのバイパス制御弁および通路面積制御弁の様子の一例を示す図であり、（Ｂ）は機関始動時制御が実行されているときのバイパス制御弁および通路面積制御弁の様子の一例を示す図である。
【図３】排気ターボチャージャの過給圧の目標値を求めるためのマップを示す図である。
【図４】本発明の実施形態に従ってバイパス制御弁の開度および通路面積制御弁の開度を制御するための制御ルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
１…機関本体
１５…排気ターボチャージャ
２３…排気タービン
２５…メイン触媒
６０…バイパス通路
６１…サブ触媒
６２…バイパス制御弁
６４…通路面積制御弁
【図１】
2004225619.tif 000003
【図２】
2004225619.tif 000004
【図３】
2004225619.tif 000005
【図４】
2004225619.tif 000006