(57)【要約】【課題】  排気通路内に２次空気を十分に供給して、エミッションを良好に維持できる排気制御装置を提供する。【解決手段】  内燃機関１の排気通路７に配置した浄化触媒３１、３２と、前記排気通路へ２次空気を供給する２次空気供給手段２０と、前記浄化触媒より下流側の排気ガス圧を変化させるガス圧調整手段３３、３４，３５と、前記２次空気供給手段が２次空気を供給するときに、前記排気ガス圧が低減するように前記ガス圧調整手段を制御する制御手段４０とを備える内燃機関の排気制御装置１０である。排気通路内へ２次空気をスムーズに導入できる。その結果、排気ガスと十分な２次空気とが混合されるので反応を促進して、エミッションを良好に維持できる。【選択図】    図１
2007051597.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に配置した浄化触媒と、
前記排気通路へ２次空気を供給する２次空気供給手段と、
前記浄化触媒より下流側の排気ガス圧を変化させるガス圧調整手段と、
前記２次空気供給手段が２次空気を供給するときに、前記排気ガス圧が低減するように前記ガス圧調整手段を制御する制御手段とを備える、ことを特徴とする内燃機関の排気制御装置。
【請求項２】
前記浄化触媒が前記排気通路に複数配置されており、
前記ガス圧調整手段は、下流側に位置する浄化触媒をバイパスするバイパス通路と、前記排気通路と前記バイパス通路とを切換える切換弁とを含み、
前記制御手段は、前記内燃機関の状態に応じて、前記切換弁を制御することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記内燃機関が冷間始動されたときに前記切換弁を開いて、排気ガスを前記バイパス通路へ流すことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の排気制御装置。
【請求項４】
大気圧を検出する大気圧検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記大気圧検出手段の出力に基づいて大気圧を確認し、低圧であるほど前記切換弁の開度を拡大する、ことを特徴とする請求項２または３に記載の内燃機関の排気制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記内燃機関への吸入空気量が所定値を超える場合には、前記切換弁を閉じることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の内燃機関の排気制御装置。
【請求項６】
前記ガス圧調整手段が、前記浄化触媒より下流に配置され内部の排気ガス圧を変更できる可変マフラ装置を含み、
前記制御手段は、前記内燃機関の状態に応じて、前記可変マフラ装置の調圧弁を制御することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気制御装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記内燃機関が冷間始動されたときに、前記調圧弁を制御して前記排気ガス圧を低減させる、ことを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の排気制御装置。
【請求項８】
大気圧を検出する大気圧検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記大気圧検出手段の出力に基づいて大気圧を確認し、低圧であるほど前記調圧弁を制御して前記排気ガス圧を低減する、ことを特徴とする請求項６または７に記載の内燃機関の排気制御装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記内燃機関への吸入空気量が所定値を超える場合には、前記調圧弁を制御して前記排気ガス圧を高めることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の内燃機関の排気制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の排気制御装置に関し、特に排気通路に２次空気を供給する構造を設けて排気ガスの浄化を促進するようにしている排気制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気系には排気ガスを浄化するため排気浄化触媒が配備されており、排気ガス中のＨＣ、ＣＯ等の大気汚染物質を無害なＨ２Ｏ、ＣＯ２等に変換している。排気浄化触媒がその機能を十分発揮するためには、排気浄化触媒が一定の活性化温度（例えば、３５０℃以上）の環境下に置かれることが必要とされている。ところが、内燃機関の冷間始動時などにあっては排気浄化触媒がその機能を十分に発揮し得ない場合がある。
【０００３】
そこで、冷間始動時における浄化機能を向上させるために、排気系に２次空気を供給する機構（以下、単に、２次空気供給機構という）を配備した内燃機関が従来から提案されている。この２次空気供給機構は、排気管に設置される排気浄化触媒よりも上流側に２次空気供給通路を設けてエアポンプにより２次空気を供給するものである。排気系内に２次空気を供給することで、排気管内の酸素濃度を高くして、排気ガスに含まれるＨＣ、ＣＯ等の未燃焼ガスの酸化を促進して排気ガスの浄化を図ることができる。また、ＨＣ、ＣＯ等の酸化反応により排気ガスの温度を高めることができ、これにより排気浄化触媒の雰囲気温度が活性化温度となるまでの時間を短縮することもできる。
【０００４】
しかし、単に排気ガス中に２次空気を供給しただけではＨＣ、ＣＯ等の酸化を促進することは困難である。そこで、例えば特許文献１は浄化触媒より下流の排気通路に絞り弁を設けて、２次空気を供給するときにはこの絞り弁を全閉として排気ガス温度を上昇させる排気昇温装置を提案する。この装置は、絞り弁を全閉として排気ガスの流速を低下させることで、高温の排気ガスが排気通路内に滞留する状態を形成する。この排気通路に２次空気を供給することで、未燃焼のガスと酸素との反応を促進してエミッションの改善を図っている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１３２４３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、２次空気供給機構を追加した内燃機関はエアポンプを駆動して２次空気を供給するので、その分だけ負荷が増加することになる。特許文献１は、絞り弁を全閉にして排気通路内の温度上昇を図るので、排気ガス圧が必然的に上昇する。排気通路内のガス圧が高くなると、通路内に２次空気が入り難くなる。その結果として、２次空気の供給量が低下するので、エミッションを良好に維持できなくなってしまう。これに対してエアポンプの能力を上げて対処することは可能であるが、この場合には装置の大型化とコストアップを招来してしまう。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、排気通路内に２次空気を十分に供給して、エミッションを良好に維持できる排気制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は、内燃機関の排気通路に配置した浄化触媒と、前記排気通路へ２次空気を供給する２次空気供給手段と、前記浄化触媒より下流側の排気ガス圧を変化させるガス圧調整手段と、前記２次空気供給手段が２次空気を供給するときに、前記排気ガス圧が低減するように前記ガス圧調整手段を制御する制御手段とを備える内燃機関の排気制御装置によって達成できる。
【０００９】
本発明によると、２次空気供給手段が２次空気を供給するときに、排気ガス圧が低減するように、制御手段がガス圧調整手段を制御するので、浄化触媒よりも下流側の排気ガス圧を相対的に下げることができる。よって、排気通路内へ２次空気をスムーズに導入できる。その結果、排気ガスと十分な２次空気とが混合されるので反応を促進して、エミッションを良好に維持できる。
【００１０】
そして、前記浄化触媒が前記排気通路に複数配置されており、前記ガス圧調整手段は、下流側に位置する浄化触媒をバイパスするバイパス通路と、前記排気通路と前記バイパス通路とを切換える切換弁とを含み、前記制御手段は、前記内燃機関の状態に応じて、前記切換弁を制御するようにしてもよい。この場合には、下流側の浄化触媒をバイパスする通路を設け、切換弁を制御するという簡単な構造で、上流側に位置する浄化触媒よりも下流側の排気ガス圧を相対的に下げることができる。
【００１１】
また、前記制御手段は、前記内燃機関が冷間始動されたときに前記切換弁を開いて、排気ガスを前記バイパス通路へ流すようにすれば、冷間始動時におけるエミッションを良好に維持できる。
【００１２】
また、大気圧を検出する大気圧検出手段をさらに備え、前記制御手段は、前記大気圧検出手段の出力に基づいて大気圧を確認し、低圧であるほど前記切換弁の開度を拡大するようにしてもよい。この場合には、高地等の気圧が低い場所でもエミッションを良好に維持できる。
【００１３】
また、前記制御手段は、前記内燃機関への吸入空気量が所定値を超える場合には、前記切換弁を閉じるようにしておくことが望ましい。このように構成しておくと、多量の排気ガスが発生したときにはバイパス通路を閉じ複数の浄化触媒で確実に浄化を行うことができる。
【００１４】
また、さらに前記ガス圧調整手段が、前記浄化触媒より下流に配置され内部の排気ガス圧を変更できる可変マフラ装置を含み、前記制御手段は、前記内燃機関の状態に応じて、前記可変マフラ装置の調圧弁を制御するようにしてもよい。この場合には、浄化触媒より下流に配置した可変マフラ装置の調圧弁を制御するという簡単な構造で、浄化触媒よりも下流側の排気ガス圧を相対的に下げることができる。
【００１５】
また、前記制御手段は、前記内燃機関が冷間始動されたときに、前記調圧弁を制御して前記排気ガス圧を低減させるようにすれば、冷間始動時におけるエミッションを良好に維持できる。
【００１６】
また、大気圧を検出する大気圧検出手段をさらに備え、前記制御手段は、前記大気圧検出手段の出力に基づいて大気圧を確認し、低圧であるほど前記調圧弁を制御して前記排気ガス圧を低減するようにしてもよい。
【００１７】
また、前記制御手段は、前記内燃機関への吸入空気量が所定値を超える場合には、前記調圧弁を制御して前記排気ガス圧を高めることが望ましい。このように構成しておくと、多量の排気ガスが発生したときには可変マフラ内のガス圧を高めて浄化触媒で確実に浄化を行うことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、排気通路内に２次空気を十分に供給して、エミッションを良好に維持できる排気制御装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る内燃機関の排気制御装置について説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１は、実施例１に係る排気制御装置を、内燃機関の一つであるガソリンエンジン１（以下、単に、エンジン１と称する）の排気通路に適用した様子を示した図である。エンジン１の吸気側にはインテークマニホルド２が接続されており、このインテークマニホルド２には吸気管３が接続されている。吸気管３には上流側から順にエアクリーナ４、スロットルバルブ５が配設してある。また、エンジン１の排気側にはエキゾーストマニホルド６が接続されており、このエキゾーストマニホルド６には排気通路としての排気管７が接続されている。この排気管７の周部にはエンジン１から排出される排気ガスＥＧを浄化する実施例に係る排気制御装置１０が配備されている。
【００２１】
排気制御装置１０は、２次空気供給機構２０、排気浄化触媒装置３０及びこれらを制御するＥＣＵ（Electronic  Control  Unit：電子制御装置）４０を含んでいる。
【００２２】
２次空気供給機構２０はエキゾーストマニホルド６に２次空気ＳＡを供給する。２次空気供給機構２０は、エアクリーナ４より下流側の吸気管３とエキゾーストマニホルド６とを接続する２次空気供給管２１と、この２次空気供給管２１に配置したエアポンプ２２とを含んでいる。なお、ここで示している２次空気供給機構２０は２次空気供給手段の一例としての構造である。例えば、２次空気供給管２１の下流側は、エキゾーストマニホルド６よりも下流の排気管７に接続してもよい。さらに、吸気管３の内部を流れる吸入空気ＡＧを２次空気としても利用する一態様として２次空気供給管２１を配備する構造例を示しているが、これに限るものではない。２次空気供給機構２０に独自の２次空気取入れ用の供給管路を配備してもよい。要するに、エキゾーストマニホルド６より下流で、排気浄化触媒装置３０より上流の排気系に２次空気ＳＡを供給する構造を適宜に採用すればよい。
【００２３】
排気浄化触媒装置３０は、上流側（エンジン１側）に配置した浄化触媒（以下、上流側浄化触媒３１と称す）と、これより下流に配置した浄化触媒（以下、下流側浄化触媒３２と称す）とを含んでいる。そして、下流側浄化触媒３２より上流側の排気管７と、下流側浄化触媒３２より下流側の排気管７とを接続するバイパス管（通路）３３が配備されている。排気管７とバイパス管３３との分岐部には、バイパス通路３３へ排気ガスＥＧを流入させるときに切換える切換弁３４が配置されている。この切換弁３４は、例えばバタフライ型のガス流制御弁であり、モータ３５の駆動により開度が変更される。上流側浄化触媒３１及び下流側浄化触媒３２の内部には、例えば三元触媒が保持されておりＨＣ、ＣＯ等を酸化処理して排気ガスＥＧを浄化する。
【００２４】
ＥＣＵ４０は、エンジン１の状態に応じて、２次空気供給機構２０のエアポンプ２２及び排気浄化触媒装置３０のモータ３５の駆動を制御する。ＥＣＵ４０は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）とＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺装置を組合せたコンピュータとして構成されている。ＥＣＵ４０には、エンジン１の状態を検出するための種々のセンサから検出信号が供給されている。例えばエンジン１の冷却水温を検出する水温センサ８からの検出信号がＥＣＵ４０に供給されており、エンジン１が冷間始動されたことを確認できるようなっている。ＥＣＵ４０は、この検出信号に基づいて排気ガスＥＧを浄化する所定のプログラムを実行する。
【００２５】
例えば、ＥＣＵ４０はエンジン１が冷間始動されエキゾーストマニホルド６へ２次空気を供給する際に、モータ３５を駆動して切換弁３４を開いて排気ガスＥＧをバイパス通路３３に流す制御を実行する。このような制御を実行すると、上流側浄化触媒３１より下流側の排気ガス圧が低減されるので、２次空気ＳＡをスムーズに排気管７内に導入できることになる。これにより２次空気ＳＡを上流側浄化触媒３１に十分に供給できるので、２次空気と排気ガスとを十分に混合させて未燃焼燃料（未燃焼のガス）と酸素との燃焼反応を促進できる。この燃焼による発熱で浄化触媒の暖機を促進することもできる。よって、早期に排気エミッションの改善を図ることができる。また、排気制御装置１０は下流側浄化触媒３２をバイパスするバイパス管３３を設け、切換弁３４で排気ガスＥＧの流れを切換えるという簡単な構造であるので低コストでの実施が可能である。
【００２６】
以下、さらに図を参照して、エンジン１の排気系に２次空気を供給するときにＥＣＵ４０が実行する制御内容を具体的に説明する。図２は、ＥＣＵ４０がエンジン１のエキゾーストマニホルド６に２次空気を供給する際に実行するルーチンの一例を示しているフローチャートである。
【００２７】
ＥＣＵ４０は、例えばエンジン１が搭載された車両のイグニッションスイッチがオンされたときに本ルーチンを起動して、エンジン１が冷間時に始動されたか、否かを確認する（Ｓ１１）。このときＥＣＵ４０は、例えば水温センサ８からエンジン１の冷却水温を検出して、冷間始動時であるか否かを確認する。よって、車両が走行した直後でありエンジン１の暖機が十分であるときにイグニッションスイッチがオンされた様な場合には、ＥＣＵ４０は上記ステップ１１で冷間始動時ではないとの判断を行うことになる。このような場合には、上下両方の浄化触媒３１、３２で排気ガスＥＧを浄化することが好ましい。そこで、ＥＣＵ４０は切換弁３４の開度目標を全閉（即ち、開度目標値をゼロ）に設定する（Ｓ１６）。ＥＣＵ４０は、切換弁３４の開度をこの開度目標に制御して（Ｓ１５）、本ルーチンによる処理を終了する。このように、ＥＣＵ４０は始動時にエンジン１が十分に暖機されており、排気管７内の温度が十分に昇温していると予想できる場合には、切換弁３４を閉じて２個の浄化触媒３１，３２を機能させる。これにより、排気ガスが浄化触媒３１、３２により確実に浄化されるのでエミッションを良好に維持できる。
【００２８】
一方、ＥＣＵ４０は上記ステップ１１でエンジン１が冷間時に始動されたと判断したときには、エキゾーストマニホルド６へ２次空気を供給する制御（ＡＩ制御）の準備に入り、ＡＩ制御を実行する条件が成立しているかを確認する（Ｓ１２）。ここでのＡＩ制御実行条件は、エンジン１の排気系に２次空気を供給しないと排気ガスＥＧを十分に浄化できないと推定される所定の条件である。ＡＩ制御実行条件は適宜に定めることができるが、例えばエンジン１の冷却水温が一定値以下であること、下流側浄化触媒３２の内部温度が一定値以下であること、また吸入空気量が一定値以下であることなどである。これらを単独或いは組合せてＡＩ制御実行条件とすることができる。このステップ１２で実行の条件が成立しない場合、例えば下流側浄化触媒３２が十分に昇温している等と判断した場合には、ＥＣＵ４０は上記ステップ１６で前述したと同様に切換弁３４を全閉とする制御を実行する。
【００２９】
一方、ＥＣＵ４０がステップ１２でＡＩ制御の実行条件が成立していると判断した場合にはエキゾーストマニホルド６へ２次空気を供給する共に、さらに吸入空気量が予め定めた所定値（閾値）以下であるか、否かを確認する（Ｓ１３）。エンジン１が冷間始動された後、アイドル状態及び軽負荷状態の場合には、一般にここでの吸入空気量が閾値以下となる。よって、このステップ１３でイエス（Ｙｅｓ）と判断されて、次のステップ１４での処理が実行されることになる。これとは逆に、冷間始動後の短時間内に、エンジン１が中負荷以上で駆動されたような場合には排気ガスが一気に増加する。このような時にバイパス管３３側へ排気ガスＥＧを流すと、却ってエミッションを悪化させることになる。そこで、ＥＣＵ４０は、吸入空気量が所定値を超える場合には切換弁３４を全閉とし、２つの浄化触媒３１、３２で排気ガスＥＧを浄化するように制御する（Ｓ１３、Ｓ１６）。
【００３０】
ステップ１４では、ＥＣＵ４０はエンジン１の状態に応じた開度目標をＲＯＭから読出して、切換弁３４の開度（弁開度）の目標値として設定する（Ｓ１４）。図３は、切換弁３４の開度とバイパス管３３側へ流れる排気ガス流量との関係を示した図である。この図３で示すように、切換弁３４を開いた直後にバイパス管３３側へ流れる排気ガス流が急速に増え、その後は緩やかに増加する傾向がある。このような傾向があることを前提として、エンジン１の冷間状態に応じた切換弁３４の開度目標値が予め設定されＲＯＭに格納されている。ＥＣＵ４０は、上記目標値となるよう切換弁３４の開度を制御して（Ｓ１５）、本ルーチンによる処理を終了する。
【００３１】
なお、上記ステップ１４でＥＣＵ４０が読出す切換弁の開度の目標値は、図３のデータをＲＯＭに記憶しておき、その都度で目標値を算出するようにしてもよい。また、ＲＯＭに複数の目標値を準備しておき、例えば検出したエンジン水温に応じて特定の目標値を自動選択するようにしてもよい。
【００３２】
以上のように、ＥＣＵ４０はエンジン１が冷間時に始動して２次空気を供給するときに、下流側浄化触媒３２をバイパスさせて排気ガスＥＧを流す制御を実行する。このような制御を実行すると、上流側浄化触媒３１より下流側の排気ガス圧（背圧）が低減されるので、２次空気がエキゾーストマニホルド６に流入し易くなる。よって、冷間始動時において、上流側浄化触媒３１に十分な２次空気を供給して、排気ガス中に含まれる未燃燃料と酸素とを混同して燃焼反応を促進させることができる。よって、エンジン１の冷間始動時におけるエミッションの悪化を予防して、エミッションを良好に維持できる。また、上流側浄化触媒３１での酸化反応の促進により排気ガス温を上昇させて暖機を促進することもできる。
【実施例２】
【００３３】
さらに、図４を参照して実施例２について説明する。この実施例２は、大気圧の低い高地などで、エンジン１が冷間始動された場合にもエミッションを維持できるように改善した排気制御装置である。なお、実施例２の排気制御装置及びエンジン１の主要部構成は、図１で示した実施例１と同様である。実施例２の場合にはさらに大気圧検出手段として気圧センサ４１が配備されている。この気圧センサ４１からの検出信号がＥＣＵ４０に供給されている点が異なる。よって、図１に点線で気圧センサ４１を図示することにより重複する説明は省略する。以下では、図４を参照して、エンジン１の排気管７に２次空気を供給するときにＥＣＵ４０が実行する制御内容を具体的に説明する。
【００３４】
図４は、実施例２に係る排気制御装置のＥＣＵ４０によって実行されるルーチンの一例を示しているフローチャートである。冷間始動の確認（Ｓ２１）、ＡＩ制御実行条件の確認（Ｓ２２）及び吸入空気量の確認（Ｓ２３）までの処理、並びにこれらのステップでＮｏ（ノー）と判断されたときに切換弁３４の開度目標を全閉に設定する処理（Ｓ２８）は、前述した実施例１と同様である。
【００３５】
図４では、ステップ２４以降のステップが図２（実施例１）とは異なっている。すなわち、ステップ２４で、ＥＣＵ４０は気圧センサ４１の出力を取り込む。これに基づいて、ＥＣＵ４０は切換弁３４の開度目標値を算出する（Ｓ２５）。ＥＣＵ４０は、例えば図５（Ａ）で示す大気圧−切換弁の目標開度マップ（ｍａｐ）から弁開度の目標値を算出する（Ｓ２５）。図５（Ａ）に示す大気圧−切換弁の目標開度マップは、ＥＣＵ４０内のＲＯＭに予め記憶されている。図５（Ａ）で示すように目標開度マップは、大気圧が低いほど切換弁３４の開度が拡大するように設定されている。すなわち、大気圧が低い程に上流側浄化触媒３１より下流の排気ガス圧（背圧）が低減されるように設定されている。この図５（Ａ）の目標開度マップに基づいて切換弁３４を開くと、図５（Ｂ）で示すように排気管７に排気ガスを流した場合（通常の場合）と比較して背圧を低減できる。
【００３６】
本実施例２のＥＣＵ４０は、気圧センサ４１の出力に基づいて切換弁３４の開度目標を設定する（Ｓ２６）。ＥＣＵ４０は、切換弁３４の開度がこの目標開度となるようにモータ３５を制御して（Ｓ２７）、本ルーチンによる処理を終了する。これにより、エンジン１が冷間始動されたときに大気圧が低いほど、切換弁３４の開度を拡大してバイパス管３３側に流れる排気ガス量が増加することになる。      
【００３７】
実施例２のＥＣＵ４０は、エンジン１の冷間始動時に気圧が低い場合には、この気圧に応じてバイパスさせる排気ガスの量を増加させる。このように大気圧が低圧になるほど排気ガスのバイパス流量を増加させると、排気管７のガス圧がさらに低減される。よって、大気圧が低い場所であっても背圧を低下させて２次空気の導入を促進できる。これにより上流側浄化触媒３１へ２次空気を十分に供給し、排気ガスＥＧと酸素との混合を十分に行って酸化反応を促進できる。したがって、山間地などの高地でエンジン１を冷間始動した場合でもエミッションを良好に維持できる。
【実施例３】
【００３８】
さらに、図６及び図７を参照して実施例３に係る排気制御装置１１について説明する。図６は、実施例３に係る排気制御装置１１をエンジン１の排気管７に適用した様子を示した図である。この排気制御装置１１は、２個の浄化触媒３１、３２を備えている点では実施例１の排気制御装置１０と同様であるが、下流側浄化触媒３２をバイパスするバイパス管３３を備えていない。これに替えて、下流側浄化触媒３２の下流側に可変マフラ装置５０が配置されている。なお、図１で示した構成部位と同じ部位には、同一の符号を付すことで重複する説明を省略する。
【００３９】
可変マフラ装置５０は、マフラ本体５１の下流側に調圧部５２が設けられている。この調圧部５２は、円筒状のマフラカバー５３の内部を摺動するピストン５４を備えている。このピストン５４は内部に排気ガスＥＧを通す貫通路５５を備えている。この貫通路５５と可変マフラ装置５０の出口５６とは、位置がオフセットされている。ピストン５４を上流側へ移動させると排気ガスＥＧの流通性が上がるので内部のガス圧が低減する。これとは逆にピストン５４を下流側へ移動させ貫通路５５を出口５６に近づけると排気ガスＥＧの流通性が下がるので内部のガス圧が上昇する。ピストン５４が最も下流側に移動したときには、排気ガスＥＧの流れがほぼ止められた状態（全閉状態）となる。このときには、可変マフラ装置５０内のガス圧は最大となるので、排気ガスＥＧが下流に流れ難くなる。このようにピストン５４は可変マフラ装置５０内の排気ガス圧を調整する調圧弁として機能している。ピストン５４はアクチュエータ５７によって駆動され、アクチュエータ５７はＥＣＵ４０によって制御されている。
【００４０】
このように排気制御装置１１は、可変マフラ装置５０のピストン５４の位置を上流側へ移動させることで、浄化触媒３１、３２より下流側の排気ガス圧を低減させることができる。また、排気制御装置１１は、実施例２の場合と同様に、気圧センサ４１が検出する大気圧が低圧であるほどピストン５４の位置を上流側へ移動させ下流側の排気ガス圧を低減させるように構成されている。以下では、図７を参照して、エンジン１の排気系に２次空気を供給するときにＥＣＵ４０が実行する制御内容を具体的に説明する。
【００４１】
図７は、実施例３に係る排気制御装置のＥＣＵ４０によって実行されるルーチンの一例を示しているフローチャートである。このフローチャートでも、冷間始動の確認（Ｓ３１）、ＡＩ制御実行条件の確認（Ｓ３２）、吸入空気量の確認（Ｓ３３）及び大気圧の取り込み（Ｓ３４）までの処理、並びにこれらのステップ３１〜３３でＮｏ（ノー）と判断されたときにピストン５４の目標位置を最高圧側（全閉状態を形成する最も下流側）に設定する処理（Ｓ３８）は、前述した実施例２と同様である。
【００４２】
図７では、ステップ３５以降のステップが実施例２について示した図４とは異なっている。ＥＣＵ４０は、例えば図８で示す大気圧−ピストンの目標位置マップ（ｍａｐ）からピストン５４の目標位置を算出する（Ｓ３５）。この大気圧−ピストンの目標位置マップは、ＥＣＵ４０内のＲＯＭに予め記憶されている。図８で示すように、この目標位置マップは大気圧が低いほどピストン５４を移動させるべき目標位置が上流側となるようにされており、可変マフラ装置５０内のガス流通性が高くなるように設定されている。この図８は、実施例２について示した図５（Ａ）の大気圧−切換弁の目標開度マップに対応するものである。よって、大気圧が低い程、浄化触媒３１、３２の下流側の排気ガス圧（背圧）が低減されるように設定されている。
【００４３】
本実施例３のＥＣＵ４０は、気圧センサ４１の出力に基づいて、ピストン５４の移動位置を目標位置に設定する（Ｓ３６）。ＥＣＵ４０は、ピストン５４が目標位置に移動するようにアクチュエータ５７を制御して（Ｓ３７）、本ルーチンによる処理を終了する。
【００４４】
実施例３のＥＣＵ４０は、エンジン１の冷間始動時に気圧が低い場合には、この気圧に応じて可変マフラ装置５０内を流れる排気ガス量が増加するように制御する。よって、実施例２の排気制御装置と同様に、山間地などの高地でエンジン１を冷間始動した場合でもエミッションを良好に維持できる。
【００４５】
なお。実施例３は、実施例２に対応させて外部の雰囲気が低圧である程、ピストン５４の位置を上流側へ移動させて排気ガス圧を下げるようにしている。しかし、可変マフラ装置５０を用いる場合の例は実施例３の形態に限るものではない。気圧を参照することなく、ＥＣＵ４０がエンジン１の状態に応じてピストン５４の位置を制御してもよい。すなわち、可変マフラ装置５０を用いる場合も実施例１と同様な制御を行うことが可能である。
【００４６】
また、実施例３の可変マフラ装置５０はピストン５４を調圧弁としているが、これに限るものではない。調圧弁は可変マフラ装置５０内の排気ガス圧を調整できるものであればよく、例えば実施例１で示したバタフライ型の流量制御弁でもよい。
【００４７】
上記実施例３では、配置した２個の浄化触媒３１、３２を常時使用することになるので、エミッションの向上を確実に図ることができる。また、実施例１、２では下流側浄化触媒をバイパスするので少なくとも２個の浄化触媒が必要となるが、実施例３の場合には浄化触媒を１個とすることも可能である。ただし、これとは逆に全ての実施例で浄化触媒を３個以上配置する構造とすることも可能である。
【００４８】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】実施例１に係る排気制御装置をエンジンの排気通路に適用した様子を示した図である。
【図２】実施例１に係る排気制御装置のＥＣＵがエンジンの排気系に２次空気を供給する際に実行するルーチンの一例を示しているフローチャートである。
【図３】切換弁の開度とバイパス管側へ流れる排気ガス流量との関係について示した図である。
【図４】実施例２に係る排気制御装置のＥＣＵによって実行されるルーチンの一例を示しているフローチャートである。
【図５】（Ａ）は大気圧−切換弁の目標開度マップを示した図、（Ｂ）は排気管に排気ガスを流した場合とバイパス管に排気ガスを流した場合とでの背圧を比較して示した図である。
【図６】実施例３に係る排気制御装置をエンジンの排気管に適用した様子を示した図である。
【図７】実施例３に係る排気制御装置のＥＣＵによって実行されるルーチンの一例を示しているフローチャートである。
【図８】大気圧−ピストンの目標位置マップを示した図である。
【符号の説明】
【００５０】
１                  ガソリンエンジン（内燃機関）
２                  吸気管
７                  排気管（排気通路）
１０、１１          排気制御装置
２０                ２次空気供給機構（２次空気供給手段）
２１                パイパス管（ガス圧調整手段）
２２                エアポンプ（ガス圧調整手段）
３０                排気浄化触媒装置
３１                上流側浄化触媒
３２                下流側浄化触媒
３３                バイパス管
３４                切換弁
４０                ＥＣＵ（制御手段）
４１                気圧センサ（大気圧検出手段）
５０                可変マフラ
ＥＧ                排気ガス
ＳＡ                ２次空気
【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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【図８】
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