(57)【要約】【課題】触媒装置の温度と触媒装置が活性化する温度との差を低減すること。【解決手段】内燃機関１は、排気ガスが流れる排気通路１１７と、排気通路１１７に設けられて排気ガスによって回転するタービンホイール１３１と、タービンホイール１３１よりも排気ガスの流れの上流側の排気通路１１７とタービンホイール１３１よりも排気ガスの流れの下流側の排気通路１１７とを連通するウエストゲート通路１４１とを備え、触媒装置１２２の暖機を促進するときにタービンホイール１３１に導かれる排気ガスの流量に関係なくタービンホイール１３１の回転速度を現在のタービンホイール１３１の回転速度よりも低下させる。【選択図】        図１
2009235966.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料が燃焼する筒内燃焼空間を備える内燃機関本体と、
前記筒内燃焼空間に接続されると共に前記燃料が燃焼することによって生じる排気ガスが流れる排気通路と、
前記排気通路に設けられて前記排気ガスによって回転するタービンホイールと、
前記タービンホイールよりも前記排気ガスの流れの上流側の前記排気通路と前記タービンホイールよりも前記排気ガスの流れの下流側の前記排気通路とを連通するタービンホイールバイパス通路と、
前記タービンホイールよりも前記排気ガスの流れの下流側であって前記タービンホイールバイパス通路が接続される部分よりも前記排気ガスの流れの下流側の前記排気通路に設けられて前記排気ガスを浄化する触媒装置と、
前記触媒装置の暖機を促進するときに前記タービンホイールに導かれる前記排気ガスの流量に関係なく前記タービンホイールの回転速度を現在の前記タービンホイールの回転速度よりも低下させるタービンホイール回転速度低減手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
前記タービンホイールバイパス通路に設けられて前記タービンホイールバイパス通路を流れる前記排気ガスの流量を調節するタービンホイールバイパス流量調節手段を備え、前記タービンホイールバイパス流量調節手段は、前記触媒装置の暖機を促進するときに前記排気通路を流れる前記排気ガスの流量に関係なく前記タービンホイールバイパス通路を流れる前記排気ガスの流量を前記タービンホイールバイパス通路を流れる前記排気ガスの現在の流量よりも増加させ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】
前記筒内燃焼空間に接続されて前記筒内燃焼空間に空気を導く吸気通路と、
前記吸気通路に設けられると共に前記タービンホイールと連結されて前記タービンホイールと共に回転するコンプレッサホイールと、
前記コンプレッサホイールよりも前記空気の流れの下流側の前記吸気通路と前記コンプレッサホイールよりも前記空気の流れの上流側の前記吸気通路とを連通するコンプレッサホイールバイパス通路と、
前記コンプレッサホイールバイパス通路に設けられて前記コンプレッサホイールバイパス通路を流れる前記空気の流量を調節するコンプレッサホイールバイパス流量調節手段と、
を備え、前記コンプレッサホイールバイパス流量調節手段は前記タービンホイール回転速度低減手段であって、前記コンプレッサホイールバイパス流量調節手段は、前記触媒装置の暖機を促進するときに前記コンプレッサホイールよりも前記空気の流れの上流側の前記吸気通路から前記コンプレッサホイールよりも前記空気の流れの下流側の前記吸気通路に向かって前記コンプレッサホイールバイパス通路を流れる前記空気の流量を前記コンプレッサホイールバイパス通路を流れる前記空気の現在の流量よりも増加させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関。
【請求項４】
前記触媒装置の温度と前記触媒装置が活性化する温度との差に基づいて、前記タービンホイール回転速度低減手段は、前記タービンホイールに導かれる前記排気ガスの流量に関係なく前記タービンホイールの回転速度を現在の前記タービンホイールの回転速度よりも低下させることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の内燃機関。
【請求項５】
前記内燃機関本体が運転状態の場合に、前記タービンホイール回転速度低減手段は、前記タービンホイールに導かれる前記排気ガスの流量に関係なく前記タービンホイールの回転速度を現在の前記タービンホイールの回転速度よりも低下させることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関。
【請求項６】
前記内燃機関本体を搭載する車両が備えるトランスミッションによって前記内燃機関本体の出力が前記トランスミッションの出力軸に伝達されていない場合に、前記タービンホイール回転速度低減手段は、前記タービンホイールに導かれる前記排気ガスの流量に関係なく前記タービンホイールの回転速度を現在の前記タービンホイールの回転速度よりも低下させることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の内燃機関。
【請求項７】
前記触媒装置に供給される前記排気ガスの総量に基づいて前記触媒装置の前記温度を推定することを特徴とする請求項４から請求項６のいずれか一項に記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に関し、特に、吸入空気を圧縮して過給する過給機を備えた内燃機関に関するものである。
【０００２】
従来、内燃機関において、内燃機関から取り出せる出力の向上を図るために、過給機を備える内燃機関がある。過給機は、排気ガスにより駆動されるコンプレッサによって吸入した空気を圧縮し、筒内燃焼空間に導入する空気の量を増やすことで、内燃機関から取り出せる出力を向上させる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、エアバイパスバルブ及びウエストゲートバルブが併設された遠心過給機を備える制御装置において、過給が不要な運転領域ではエアバイパスバルブ及びウエストゲートバルブを強制的に開弁させて燃費の向上を図る技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−５６８４２号公報、段落番号０００６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、排気ガスを浄化する触媒装置の温度が、触媒装置が活性化する温度より低いと、排気ガスの浄化が不十分になるおそれがある。特許文献１に開示されている技術は、燃費の向上を目的としており、このような触媒装置の温度と触媒装置が活性化する温度との差を低減する工夫はなされていない。
【０００６】
また、特許文献１の段落番号００２４に記載があるように、特許文献１に開示されている技術は、中回転・中負荷運転領域を過給が不要な領域（非過給領域）として定めており、触媒装置の温度が、触媒装置が活性化する温度より低くなりやすい内燃機関の始動時には着目されていない。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、触媒装置の温度と触媒装置が活性化する温度との差を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る内燃機関は、燃料が燃焼する筒内燃焼空間を備える内燃機関本体と、前記筒内燃焼空間に接続されると共に前記燃料が燃焼することによって生じる排気ガスが流れる排気通路と、前記排気通路に設けられて前記排気ガスによって回転するタービンホイールと、前記タービンホイールよりも前記排気ガスの流れの上流側の前記排気通路と前記タービンホイールよりも前記排気ガスの流れの下流側の前記排気通路とを連通するタービンホイールバイパス通路と、前記タービンホイールよりも前記排気ガスの流れの下流側であって前記タービンホイールバイパス通路が接続される部分よりも前記排気ガスの流れの下流側の前記排気通路に設けられて前記排気ガスを浄化する触媒装置と、前記触媒装置の暖機を促進するときに前記タービンホイールに導かれる前記排気ガスの流量に関係なく前記タービンホイールの回転速度を現在の前記タービンホイールの回転速度よりも低下させるタービンホイール回転速度低減手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
前記ウエストゲート通路を流れる前記排気ガスも、前記ウエストゲート通路に配置される部材や前記ウエストゲート通路を構成する部材によって熱を奪われる。しかしながら、前記タービンホイール及び前記タービンホイールが配置される前記排気通路の熱容量は、前記ウエストゲート通路に配置される部材及び前記ウエストゲート通路を構成する部材の熱容量よりも大きい。よって、前記ウエストゲート通路を流れる前記排気ガスは、前記タービンホイールが配設される前記排気通路を流れる前記排気ガスよりも奪われる熱が小さい。
【００１０】
しかしながら、前記タービンホイールの回転速度が上昇すると、前記タービンホイールよりも上流側の前記排気通路内の前記排気ガスを前記タービンホイールが吸い込むことで、前記タービンホイールよりも上流側の前記排気通路内の排気ガス、つまり前記排気ガスの総量であって前記触媒装置に供給される前記排気ガスのうち、前記ウエストゲート通路に流れる前記排気ガスの流量が減少し、前記タービンホイールに導かれる前記排気ガスの流量が増大するおそれが考えられる。
【００１１】
本発明に係る内燃機関は、前記触媒装置の暖機を促進するときに、前記排気通路を流れる前記排気ガスの流量に関係なく前記タービンホイールの回転速度を現在の前記タービンホイールの回転速度よりも低下させることにより、前記タービンホイールよりも上流側の前記排気通路内の前記排気ガスを前記タービンホイールが吸い込むことを抑制できる。これにより、前記触媒装置に供給される前記排気ガスのうち、前記ウエストゲート通路に流れる前記排気ガスの流量を増加できる。
【００１２】
上述のように、前記ウエストゲート通路を流れる前記排気ガスは、前記タービンホイールが配設される前記排気通路を流れる前記排気ガスよりも奪われる熱が小さい。よって、前記内燃機関は、前記触媒装置に供給される前記排気ガスの温度の低下量を低減できる。結果として、前記内燃機関は、前記触媒装置の温度と前記触媒装置が活性化する温度との差を低減できる。これにより、前記内燃機関は、前記触媒装置がより迅速に前記触媒装置が活性化する温度に達し、前記触媒装置の前記排気ガスの浄化性能をより迅速に確保できる。
【００１３】
本発明の好ましい態様としては、前記タービンホイールバイパス通路に設けられて前記タービンホイールバイパス通路を流れる前記排気ガスの流量を調節するタービンホイールバイパス流量調節手段を備え、前記タービンホイールバイパス流量調節手段は、前記触媒装置の暖機を促進するときに前記排気通路を流れる前記排気ガスの流量に関係なく前記タービンホイールバイパス通路を流れる前記排気ガスの流量を前記タービンホイールバイパス通路を流れる前記排気ガスの現在の流量よりも増加させることが望ましい。
【００１４】
本発明の好ましい態様としては、前記筒内燃焼空間に接続されて前記筒内燃焼空間に空気を導く吸気通路と、前記吸気通路に設けられると共に前記タービンホイールと連結されて前記タービンホイールと共に回転するコンプレッサホイールと、前記コンプレッサホイールよりも前記空気の流れの下流側の前記吸気通路と前記コンプレッサホイールよりも前記空気の流れの上流側の前記吸気通路とを連通するコンプレッサホイールバイパス通路と、前記コンプレッサホイールバイパス通路に設けられて前記コンプレッサホイールバイパス通路を流れる前記空気の流量を調節するコンプレッサホイールバイパス流量調節手段と、を備え、前記コンプレッサホイールバイパス流量調節手段は前記タービンホイール回転速度低減手段であって、前記コンプレッサホイールバイパス流量調節手段は、前記触媒装置の暖機を促進するときに前記コンプレッサホイールよりも前記空気の流れの上流側の前記吸気通路から前記コンプレッサホイールよりも前記空気の流れの下流側の前記吸気通路に向かって前記コンプレッサホイールバイパス通路を流れる前記空気の流量を前記コンプレッサホイールバイパス通路を流れる前記空気の現在の流量よりも増加させることが望ましい。
【００１５】
本発明の好ましい態様としては、前記触媒装置の温度と前記触媒装置が活性化する温度との差に基づいて、前記タービンホイール回転速度低減手段は、前記タービンホイールに導かれる前記排気ガスの流量に関係なく前記タービンホイールの回転速度を現在の前記タービンホイールの回転速度よりも低下させることが望ましい。
【００１６】
本発明の好ましい態様としては、前記内燃機関本体が運転状態の場合に、前記タービンホイール回転速度低減手段は、前記タービンホイールに導かれる前記排気ガスの流量に関係なく前記タービンホイールの回転速度を現在の前記タービンホイールの回転速度よりも低下させることが望ましい。
【００１７】
本発明の好ましい態様としては、前記内燃機関本体を搭載する車両が備えるトランスミッションによって前記内燃機関本体の出力が前記トランスミッションの出力軸に伝達されていない場合に、前記タービンホイール回転速度低減手段は、前記タービンホイールに導かれる前記排気ガスの流量に関係なく前記タービンホイールの回転速度を現在の前記タービンホイールの回転速度よりも低下させることが望ましい。
【００１８】
本発明の好ましい態様としては、前記触媒装置に供給される前記排気ガスの総量に基づいて前記触媒装置の前記温度を推定することが望ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る内燃機関は、触媒装置の温度と触媒装置が活性化する温度との差を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための最良の形態（以下実施形態という）によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。
【００２１】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る内燃機関を模式的に示す断面図である。本実施形態に係る内燃機関１は、乗用車やトラック等の車両に搭載されて動力発生源になる。内燃機関１は、内燃機関本体１００と、過給機１３０とを含んで構成される。
【００２２】
内燃機関本体１００は、例えばシリンダ１０１内を往復運動するピストン１０２が２往復する間に、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の４行程を行う、いわゆる４ストロークエンジンである。
【００２３】
なお、内燃機関本体１００は、ガソリンエンジンに限定されず、例えばディーゼルエンジンでもよい。また、内燃機関本体１００は、４ストロークエンジンに限定されず、例えば２ストロークエンジンでもよい。また、内燃機関本体１００は、シリンダ１０１とピストン１０２とを含んで構成されるレシプロエンジンに限定されず、例えばロータリーエンジンでもよい。
【００２４】
内燃機関本体１００は、シリンダ１０１と、ピストン１０２と、筒内燃焼空間１０３と、クランク室１０４とを備える。シリンダ１０１は、円筒形状に形成される。ピストン１０２は、シリンダ１０１内に支持されて、シリンダ１０１の中心軸であるシリンダ軸線ＳＬ方向に往復運動する。筒内燃焼空間１０３は、空気と燃料との混合気が燃焼する空間である。また、筒内燃焼空間１０３は、ピストン１０２を挟んでシリンダ軸線ＳＬ方向の一方側に設けられる。クランク室１０４は、筒内燃焼空間１０３とは反対側である他方側に設けられる。
【００２５】
内燃機関本体１００は、吸気ポート１０５と、排気ポート１０６と、インジェクタ１０７と、点火プラグ１０８と、クランクシャフト１０９とを備える。吸気ポート１０５は、筒内燃焼空間１０３に接続されて、筒内燃焼空間１０３内に空気を導入する。排気ポート１０６は、筒内燃焼空間１０３に接続されて、筒内燃焼空間１０３から混合気が燃焼した後の排気ガスを筒内燃焼空間１０３から排出する。
【００２６】
インジェクタ１０７は、例えば吸気ポート１０５に突出して設けられ、前記吸気ポート１０５に所定のタイミングで燃料を噴射する。なお、インジェクタ１０７は、筒内燃焼空間１０３内に突出して設けられ、前記筒内燃焼空間１０３内に所定のタイミングで燃料を噴射してもよい。点火プラグ１０８は、筒内燃焼空間１０３から突出して設けられ、前記筒内燃焼空間内の混合気に点火する。クランクシャフト１０９は、クランク室１０４に設けられ、ピストン１０２の往復運動を回転運動に変換する。
【００２７】
内燃機関本体１００は、シリンダヘッド１１０と、シリンダブロック１１１と、クランクケース１１２と、コネクティングロッド１１３とを備える。シリンダヘッド１１０は、シリンダブロック１１１に連結される。クランクケース１１２は、シリンダヘッド１１０とは反対側のシリンダブロック１１１に連結される。シリンダブロック１１１の内部には、シリンダ１０１が形成される。また、ピストン１０２は、シリンダ１０１の内壁面であるシリンダ内壁面１０１ａに沿って移動する。
【００２８】
ここで、筒内天井部１０３ａは、シリンダヘッド１１０のシリンダ１０１側の面である。また、ピストン頂部１０２ａは、ピストン１０２のクランク室１０４とは反対側の端面である。筒内燃焼空間１０３は、筒内天井部１０３ａとピストン頂部１０２ａとシリンダ内壁面１０１ａとによって囲まれて形成される。
【００２９】
クランクケース１１２の内部には、クランクシャフト１０９が回転できるように支持される。コネクティングロッド１１３は、ピストン１０２と、クランクシャフト１０９とを連結する。コネクティングロッド１１３は、一方の端部がピストン１０２に対して回動できるようにピストン１０２と連結される。また、コネクティングロッド１１３は、他方の端部がクランクシャフト１０９に対して回転できるようにクランクシャフト１０９と連結される。
【００３０】
また、クランクシャフト１０９には、クランク角センサＤ０１が設けられる。クランク角センサＤ０１は、クランクシャフト１０９の回転速度を検出する。クランク角センサＤ０１は、後述するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１１４と電気的に接続される。これにより、ＥＣＵ１１４は、クランク角センサＤ０１からクランクシャフト１０９の回転速度を取得する。
【００３１】
また、内燃機関１は、トランスミッション操作部１１８を備える。トランスミッション操作部１１８は、内燃機関１が搭載される車両を運転する運転者によって操作される。トランスミッション操作部１１８が前記運転者によって操作されることで、前記車両は、内燃機関本体１００のクランクシャフト１０９の回転速度と前記車両が備えるトランスミッションの出力軸の回転速度との比、いわゆる変速比が変更される。
【００３２】
また、前記運転者によって、トランスミッション操作部１１８のシフトノブのポジションがニュートラルまたはパーキングに設定されると、前記トランスミッションは、内燃機関本体１００のクランクシャフト１０９と前記トランスミッションの出力軸との連結を解除する。
【００３３】
内燃機関１は、ニュートラルセンサＤ０２を備える。ニュートラルセンサＤ０２は、トランスミッション操作部１１８のシフトノブのポジションがニュートラルまたはパーキングに設定されたか否かを検出する。ニュートラルセンサＤ０２は、ＥＣＵ１１４と電気的に接続される。これにより、ＥＣＵ１１４は、ニュートラルセンサＤ０２からトランスミッション操作部１１８のシフトノブのポジションがニュートラルまたはパーキングか否かの信号を取得する。
【００３４】
上記構成により、ピストン１０２の往復運動は、コネクティングロッド１１３を介してクランクシャフト１０９の回転運動に変換される。クランクシャフト１０９によって回転運動に変換されたピストン１０２の往復運動は、内燃機関本体１００の出力としてクランクシャフト１０９から取り出される。
【００３５】
内燃機関１は、吸気通路１１６上に吸入空気の流れの上流側から下流側に向けて順にエアクリーナ１２０と、過給機１３０のコンプレッサホイール１３３と、吸入空気冷却器１２１と、電子スロットルバルブ１１５と、ＥＣＵ１１４とを備える。なお、以下吸入空気や、排気ガス等の流体の流れの上流側を単に上流側といい、流体の流れの下流側を単に下流側という。また、内燃機関１は、吸気通路１１６上に上述した要素以外の要素が設けられてもよい。
【００３６】
エアクリーナ１２０は、最も上流側の吸気通路１１６に設けられ、吸入空気に含まれる塵を取り除く。コンプレッサホイール１３３は、通常、吸入空気を加圧して下流側に送る。なお、過給機１３０に関しては、後に詳細に説明する。ここで吸入空気は、加圧されることにより温度が上昇する。
【００３７】
吸入空気冷却器１２１は、加圧された吸入空気を大気との間で熱交換して冷却する。車両が走行すると、吸入空気冷却器１２１は、走行風が供給される。これにより、熱交換器は、加圧された吸入空気を冷却する。電子スロットルバルブ１１５は、筒内燃焼空間１０３に供給する空気量を調節する。
【００３８】
ＥＣＵ１１４は、内燃機関１を構成する各構成要素の制御手段として、マイクロコンピュータを中心に構成される。ＥＣＵ１１４は、例えば、インジェクタ１０７、点火プラグ１０８、電子スロットルバルブ１１５、クランク角センサＤ０１、ニュートラルセンサＤ０２、後述する排気ガス流量センサＤ０３、等と電気的に接続される。これにより、ＥＣＵ１１４は、インジェクタ１０７の燃料噴射時期、燃料噴射量、点火プラグ１０８の点火時期、筒内燃焼空間１０３に供給する空気の流量等を調節し、各センサから検出結果を取得する。
【００３９】
電子スロットルバルブ１１５を駆動するアクチュエータは、ＥＣＵ１１４と電気的に接続される。これにより、ＥＣＵ１１４は、内燃機関本体１００の運転状況に基づいて、電子スロットルバルブ１１５の開度を調節することで筒内燃焼空間１０３に供給する空気量を調節する。
【００４０】
排気通路１１７は、一方の端部が排気ポート１０６に接続され、他方の端部が大気に開口する。これにより、排気通路１１７は、排気ポート１０６から排気ガスを大気に排出する。内燃機関１は、排気通路１１７上に排気ガスの流れの上流側から下流側に向けて順に過給機１３０のタービンホイール１３１と、触媒装置１２２と、排気ガス流量センサＤ０３とを備える。
【００４１】
タービンホイール１３１は、通常、コンプレッサホイール１３３の駆動力源である。触媒装置１２２は、排気ガスを浄化する。排気ガス流量センサＤ０３は、排気通路１１７上を流れる排気ガスの流量を検出する。排気ガス流量センサＤ０３は、例えば、後述するウエストゲート通路１４１のウエストゲート通路出口１４１ｂと触媒装置１２２との間の排気通路１１７に設けられる。
【００４２】
なお、排気ガス流量センサＤ０３は、ウエストゲート通路１４１のウエストゲート通路入口１４１ａよりも上流側の排気通路１１７、または、ウエストゲート通路１４１のウエストゲート通路出口１４１ｂよりも下流側の排気通路１１７に設けられればよい。つまり、排気ガス流量センサＤ０３は、触媒装置１２２に供給される排気ガスの総量を検出できるように配置されればよい。
【００４３】
過給機１３０は、タービンホイール１３１と、シャフト１３２と、コンプレッサホイール１３３と、を含んで構成される。タービンホイール１３１は、排気通路１１７上に回転できるように設けられる。ここで、排気通路１１７を流れる排気ガスがタービンホイール１３１を通過すると、排気ガスがタービンホイール１３１に設けられる羽根に当たる。これにより、タービンホイール１３１は、排気ガスから運動エネルギーを得て回転する。
【００４４】
タービンホイール１３１は、シャフト１３２と連結される。シャフト１３２は、例えば、円形の断面を有する棒状に形成される。シャフト１３２は、タービンホイール１３１の回転が伝えられてタービンホイール１３１と共にシャフト１３２の中心軸を回転軸として回転する。
【００４５】
コンプレッサホイール１３３は、吸気通路１１６上に回転できるように設けられる。コンプレッサホイール１３３は、シャフト１３２と連結される。これにより、コンプレッサホイール１３３は、シャフト１３２の中心軸を回転軸として回転する。つまり、タービンホイール１３１とシャフト１３２とコンプレッサホイール１３３とは、シャフト１３２を回転軸として一体に回転する。これにより、タービンホイール１３１が、排気ガスから運動エネルギーを得て回転すると、コンプレッサホイール１３３も回転する。
【００４６】
コンプレッサホイール１３３が回転すると、コンプレッサホイール１３３に設けられる羽根に吸気通路１１６上の吸入空気が当たる。これにより、コンプレッサホイール１３３は、吸気通路１１６上の吸入空気に対してエネルギーを与える。よって、吸気通路１１６上の吸入空気は、コンプレッサホイール１３３によって加圧される。
【００４７】
加圧された吸入空気は、吸気通路１１６を流れ、吸入空気冷却器１２１と、電子スロットルバルブ１１５を介して筒内燃焼空間１０３に供給される。ここで、コンプレッサホイール１３３が吸入空気を加圧する分、筒内燃焼空間１０３に供給される吸入空気の量は増加する。これにより、インジェクタ１０７が噴射する燃料の量が増加する。結果として、内燃機関本体１００は、出力が向上する。
【００４８】
内燃機関１は、さらに、タービンホイールバイパス通路としてのウエストゲート通路１４１と、タービンホイールバイパス流量調節手段としてのウエストゲートバルブ１４２と、コンプレッサホイールバイパス通路としてのエアバイパス通路１４３と、タービンホイール回転速度低減手段であってコンプレッサホイールバイパス流量調節手段としてのエアバイパスバルブ１４４とを備える。
【００４９】
ウエストゲート通路１４１は、一方の端部であるウエストゲート通路入口１４１ａが、タービンホイール１３１よりも上流側の排気通路１１７に開口する。また、ウエストゲート通路１４１は、他方の端部であるウエストゲート通路出口１４１ｂが、タービンホイール１３１と触媒装置１２２との間の排気通路１１７に開口する。つまり、ウエストゲート通路１４１は、タービンホイール１３１を介さずにタービンホイール１３１の上流側の排気通路１１７からタービンホイール１３１の下流側の排気通路１１７へ排気ガスを流す。
【００５０】
ウエストゲートバルブ１４２は、ウエストゲート通路１４１に設けられる。ウエストゲートバルブ１４２は、ウエストゲート通路１４１を流れる排気ガスの流量を調節する。本実施形態では、ウエストゲートバルブ１４２は、ウエストゲート通路１４１を流れる排気ガスの流量をゼロまたは最大値のどちらかに調節する。ウエストゲートバルブ１４２を駆動するアクチュエータは、ＥＣＵ１１４に電気的に接続される。これにより、ウエストゲートバルブ１４２は、ＥＣＵ１１４によって開弁、閉弁が制御される。
【００５１】
なお、ウエストゲートバルブ１４２は、開度が調節されることによって、ウエストゲート通路１４１を流れる排気ガスの流量をゼロから最大値までの間で連続して調節、または数段階にわけて調節できるバルブでもよい。この場合、ウエストゲートバルブ１４２は、ウエストゲート通路１４１を流れる排気ガスの流量をより細かく調節できる。よって、ウエストゲートバルブ１４２は、タービンホイール１３１に導かれる排気ガスの流量をより細かく調節できる。
【００５２】
ウエストゲートバルブ１４２が開弁すると、タービンホイール１３１よりも上流側の排気通路１１７と、タービンホイール１３１よりも下流側の排気通路１１７とがウエストゲート通路１４１によって連通する。これにより、ウエストゲートバルブ１４２が開弁すると、ウエストゲート通路１４１を流れる吸入空気の流量は最大値になる。
【００５３】
よって、内燃機関１は、排気通路１１７を流れる排気ガスのうち、タービンホイール１３１には導かれずに、ウエストゲート通路１４１を介してタービンホイール１３１よりも上流側の排気通路１１７からタービンホイール１３１よりも下流側の排気通路１１７へ流れる排気ガスの流量が増加する。
【００５４】
また、ウエストゲートバルブ１４２が閉弁すると、タービンホイール１３１よりも下流側の排気通路１１７と、タービンホイール１３１よりも上流側の排気通路１１７との連通がウエストゲートバルブ１４２によって遮断される。これにより、ウエストゲートバルブ１４２が閉弁すると、ウエストゲート通路１４１を流れる排気ガスの流量はゼロになる。
【００５５】
ここで、ウエストゲート通路１４１を流れる排気ガスの流量が増えるとタービンホイール１３１に導かれる排気ガスの流量はウエストゲート通路１４１を流れる排気ガスの流量分、減少する。つまり、ウエストゲートバルブ１４２は、開弁、閉弁することにより、タービンホイール１３１に導かれる排気ガスの流量を調節する。
【００５６】
エアバイパス通路１４３は、一方の端部であるエアバイパス通路入口１４３ａが、コンプレッサホイール１３３と吸入空気冷却器１２１との間の吸気通路１１６に開口する。また、エアバイパス通路１４３は、他方の端部であるエアバイパス通路出口１４３ｂが、コンプレッサホイール１３３とエアクリーナ１２０との間の吸気通路１１６に開口する。
【００５７】
つまり、エアバイパス通路１４３は、通常は、コンプレッサホイール１３３を介さずに、コンプレッサホイール１３３の下流側の吸気通路１１６からコンプレッサホイール１３３の上流側の吸気通路１１６へ吸入空気を流す。
【００５８】
エアバイパスバルブ１４４は、エアバイパス通路１４３に設けられる。エアバイパスバルブ１４４は、エアバイパス通路１４３を流れる吸入空気の流量を調節する。本実施形態では、エアバイパスバルブ１４４は、エアバイパス通路１４３を流れる吸入空気の流量をゼロまたは最大値のどちらかに調節する。エアバイパスバルブ１４４を駆動するアクチュエータは、ＥＣＵ１１４に電気的に接続される。これにより、エアバイパスバルブ１４４は、ＥＣＵ１１４によって開弁、閉弁が制御される。
【００５９】
エアバイパスバルブ１４４が開弁すると、コンプレッサホイール１３３よりも下流側の吸気通路１１６と、コンプレッサホイール１３３よりも上流側の吸気通路１１６とがエアバイパス通路１４３によって連通する。これにより、エアバイパスバルブ１４４が開弁すると、エアバイパス通路１４３を流れる吸入空気の流量は最大値になる。
【００６０】
また、エアバイパスバルブ１４４が閉弁すると、コンプレッサホイール１３３よりも下流側の吸気通路１１６と、コンプレッサホイール１３３よりも上流側の吸気通路１１６との連通がエアバイパスバルブ１４４によって遮断される。これにより、エアバイパスバルブ１４４が閉弁すると、エアバイパス通路１４３を流れる吸入空気の流量はゼロになる。
【００６１】
ここで、内燃機関１が搭載される車両を運転する運転者がアクセルをオンした状態から急激にアクセルをオフした場合、電子スロットルバルブ１１５は急激に閉弁する。これにより、電子スロットルバルブ１１５とコンプレッサホイール１３３との間の吸気通路１１６内の空気の圧力が急激に上昇する。
【００６２】
エアバイパスバルブ１４４は、通常、上述のように、電子スロットルバルブ１１５とコンプレッサホイール１３３との間の吸気通路１１６内の空気の圧力が急激に上昇した場合に開弁する。
【００６３】
この時、コンプレッサホイール１３３と電子スロットルバルブ１１５との間の吸気通路１１６内の空気の圧力は、コンプレッサホイール１３３よりも上流側の吸気通路１１６内の空気の圧力よりも高い。よって、コンプレッサホイール１３３と電子スロットルバルブ１１５との間の吸気通路１１６内の空気は、エアバイパス通路１４３を介してコンプレッサホイール１３３よりも上流側の吸気通路１１６へ流れる。エアバイパスバルブ１４４は、このようにして、吸気通路１１６内の急激な圧力変化を抑制して過給機１３０を保護する。
【００６４】
但し、本実施形態では、エアバイパスバルブ１４４は、上述の場合以外に触媒装置１２２の暖機を促進するときにも開弁する点に特徴がある。この時、コンプレッサホイール１３３と電子スロットルバルブ１１５との間の吸気通路１１６内の空気の圧力は、コンプレッサホイール１３３よりも上流側の吸気通路１１６内の空気の圧力よりも低い。
【００６５】
よって、エアバイパスバルブ１４４が開弁するとコンプレッサホイール１３３よりも上流側の吸気通路１１６内の空気の一部は、コンプレッサホイール１３３には導かれず、エアバイパス通路１４３をコンプレッサホイール１３３と電子スロットルバルブ１１５との間の吸気通路１１６へ向けて流れる。つまり、エアバイパス通路１４３は、通常のエアバイパス通路とは異なって、コンプレッサホイール１３３よりも上流側の吸気通路１１６へ向かう方向と、コンプレッサホイール１３３よりも下流側の吸気通路１１６へ向かう方向との両方向に吸入空気が流れる。
【００６６】
エアバイパス通路１４３を流れる吸入空気の流量が増えると、コンプレッサホイール１３３に導かれる吸入空気の流量はエアバイパス通路１４３を流れる吸入空気の流量分、減少する。つまり、エアバイパスバルブ１４４が開弁、または閉弁することにより、コンプレッサホイール１３３に導かれる吸入空気の流量が調節される。
【００６７】
なお、エアバイパスバルブ１４４は、開度が調節されることによって、エアバイパス通路１４３を流れる吸入空気の流量をゼロから最大値までの間で連続して調節、または、数段階に分けて調節できるバルブでもよい。この場合、エアバイパスバルブ１４４は、エアバイパス通路１４３を流れる吸入空気の流量をより細かく調節できる。よって、エアバイパスバルブ１４４は、コンプレッサホイール１３３に導かれる吸入空気の流量をより細かく調節できる。
【００６８】
ここで、触媒装置１２２の暖機を促進するときとは、触媒装置１２２の温度が、触媒装置１２２が活性化する温度よりも低い場合である。なお、以下、触媒装置１２２が活性化する温度を「活性化温度」という。さらに具体的には、触媒装置１２２の暖機を促進するときとは、内燃機関１が直前に稼動されてから触媒装置１２２の温度が活性化温度よりも低くなるのに十分な時間が経過し、また、内燃機関１が稼動され始めてから触媒装置１２２の温度が活性化温度よりも高くなるのに十分な時間が経過していない場合である。
【００６９】
なお、以下、内燃機関１が直前に稼動されてから触媒装置１２２の温度が活性化温度よりも低くなるのに十分な時間が経過し、また、内燃機関１が稼動され始めてから触媒装置１２２の温度が活性化温度よりも高くなるのに十分な時間が経過していない状態を、「冷間始動時」という。
【００７０】
触媒装置１２２は、触媒装置１２２の温度と活性化温度との差が大きくなると、排気ガスの浄化性能が低下する。冷間始動時は、触媒装置１２２の温度と活性化温度との差が比較的大きい。よって、内燃機関１は、触媒装置１２２に排気ガスを供給して、排気ガスの熱を触媒装置１２２に与える。これにより、内燃機関１は、触媒装置１２２を暖めて、触媒装置１２２の温度と活性化温度との差を低減する。
【００７１】
しかしながら、内燃機関１は、排気通路１１７上に過給機１３０のタービンホイール１３１が配置される。排気通路１１７を流れる排気ガスの一部は、タービンホイール１３１に供給されて、タービンホイール１３１によって熱を奪われる。
【００７２】
よって、タービンホイール１３１よりも下流側の排気通路１１７の排気ガス、すなわち触媒装置１２２に供給される排気ガスの温度が低下する。これにより、内燃機関１は、触媒装置１２２の温度が活性化温度に達するまでの時間が増大するおそれがある。
【００７３】
さらに、冷間始動時は、内燃機関本体１００の機関回転数が内燃機関本体１００が搭載される車両が走行している際の内燃機関本体１００の機関回転数よりも低いため、排気通路１１７を流れる排気ガスの流量が、前記車両が走行している際の排気ガスの流量よりも少ない。このような場合、コンプレッサホイール１３３が駆動源となって、コンプレッサホイール１３３の回転がタービンホイール１３１に伝えられるおそれがある。
【００７４】
具体的には、吸気通路１１６を流れる吸入空気がコンプレッサホイール１３３の羽根に当たってコンプレッサホイール１３３にエネルギーを与える。これにより、コンプレッサホイール１３３が回転する。このコンプレッサホイール１３３の回転がシャフト１３２を介してタービンホイール１３１に伝わる。これにより、タービンホイール１３１が回転する。
【００７５】
ここで、ウエストゲート通路１４１を流れる排気ガスも、ウエストゲートバルブ１４２やウエストゲート通路１４１を構成する部材によって熱を奪われる。しかしながら、タービンホイール１３１と、ウエストゲート通路入口１４１ａとウエストゲート通路出口１４１ｂとの間の排気通路１１７を構成する部材との熱容量は、ウエストゲートバルブ１４２及びウエストゲート通路１４１を構成する部材の熱容量よりも大きい。
【００７６】
よって、ウエストゲート通路１４１を流れる排気ガスは、タービンホイール１３１が配設されるウエストゲート通路入口１４１ａとウエストゲート通路出口１４１ｂとの間の排気通路１１７を流れる排気ガスよりも奪われる熱が小さい。
【００７７】
つまり、タービンホイール１３１よりも上流側の排気通路１１７内の排気ガスのうち、ウエストゲート通路１４１に導かれる排気ガスは、タービンホイール１３１が配設されるウエストゲート通路入口１４１ａとウエストゲート通路出口１４１ｂとの間の排気通路１１７に導かれる排気ガスよりも、通過する際の温度の低下量が少ない。
【００７８】
よって、タービンホイール１３１が配設されるウエストゲート通路入口１４１ａとウエストゲート通路出口１４１ｂとの間の排気通路１１７を流れる排気ガスの流量が減少し、ウエストゲート通路１４１を流れる排気ガスの流量が増加すると、内燃機関１は、触媒装置１２２に供給される排気ガスの温度の低下をより低減できる。
【００７９】
しかしながら、図１に示す吸気通路１１６内の吸入空気によってコンプレッサホイール１３３が回転し、タービンホイール１３１の回転速度が上昇すると、タービンホイール１３１よりも上流側の排気通路１１７内の排気ガスをタービンホイール１３１が吸い込む。
【００８０】
図２は、タービンホイールの回転速度とタービンホイールに導かれる排気ガスの流量との関係を示す図である。図２に示すように、内燃機関１は、タービンホイール１３１の回転速度が上昇すると、タービンホイール１３１よりも上流側の排気通路１１７内の排気ガス、つまり排気ガスの総量であって触媒装置１２２に供給される排気ガスのうち、ウエストゲート通路１４１に流れる排気ガスの流量が減少し、タービンホイール１３１に導かれる排気ガスの流量が増大するおそれがある。
【００８１】
結果として、タービンホイール１３１の回転速度が上昇すると、内燃機関１は、触媒装置１２２に供給される排気ガスの温度の低下量が大きくなると考えられる。結果として、内燃機関１は、触媒装置１２２の温度と活性化温度との差が十分に低減されないおそれがある。
【００８２】
内燃機関１は、冷間始動時にＥＣＵ１１４によってウエストゲートバルブ１４２が排気通路１１７を流れる排気ガスの流量に関係なく強制的に開弁される。これにより、内燃機関１は、冷間始動時には、タービンホイール１３１よりも上流側の排気通路１１７内の排気ガスのうち、ウエストゲート通路１４１に流れる排気ガスの流量が増加され、タービンホイール１３１に導かれる排気ガスの流量が減少される。
【００８３】
よって、内燃機関１は、触媒装置１２２に供給される排気ガスの温度の低下量を低減できる。結果として、内燃機関１は、触媒装置１２２の温度と活性化温度との差を低減できる。これにより、内燃機関１は、触媒装置１２２がより迅速に活性化温度に達し、触媒装置１２２の排気ガスの浄化性能を迅速に確保できる。
【００８４】
さらに、内燃機関１は、冷間始動時にＥＣＵ１１４によってエアバイパスバルブ１４４が強制的に開弁される。この時、コンプレッサホイール１３３と電子スロットルバルブ１１５との間の吸気通路１１６内の空気の圧力は、コンプレッサホイール１３３よりも上流側の吸気通路１１６内の空気の圧力よりも低い。
【００８５】
よって、コンプレッサホイール１３３よりも上流側の吸気通路１１６内の空気は、エアバイパス通路１４３にも導かれて、エアバイパス通路１４３を介してコンプレッサホイール１３３と電子スロットルバルブ１１５との間の吸気通路１１６へ導かれる。
【００８６】
よって、コンプレッサホイール１３３に導かれる空気の流量は、エアバイパス通路１４３に導かれた空気の流量分、減少する。これにより、内燃機関１は、冷間始動時に、吸気通路１１６内の吸入空気がコンプレッサホイール１３３に与えるエネルギー量を低減できる。
【００８７】
よって、内燃機関１は、コンプレッサホイール１３３が駆動源となることによるタービンホイール１３１の回転速度の増加を抑制できる。これにより、内燃機関１は、タービンホイール１３１よりも上流側の排気通路１１７内の排気ガスのうち、タービンホイール１３１の回転によって吸い込まれる排気ガスの流量を低減できる。よって、タービンホイール１３１よりも上流側の排気通路１１７内の排気ガスのうち、ウエストゲート通路１４１を流れる排気ガスの流量がウエストゲート通路１４１を流れる現在の排気ガスの流量よりも増加する。
【００８８】
このようにして、内燃機関１は、より熱容量が大きい部材が設けられるタービンホイール１３１側の排気通路１１７へ導かれる排気ガスの流量が減少する。よって、内燃機関１は、冷間始動時にＥＣＵ１１４によってエアバイパスバルブ１４４が強制的に開弁されることで、触媒装置１２２に供給される排気ガスの温度の低下量を低減できる。
【００８９】
このように、内燃機関１は、タービンホイール１３１の回転速度が現在のタービンホイール１３１の回転速度よりも低下することで触媒装置１２２に供給される排気ガスの温度の低下量を低減できる。結果として、内燃機関１は、触媒装置１２２の温度と活性化温度との差を低減できる。よって、内燃機関１は、触媒装置１２２がより迅速に活性化温度に達し、触媒装置１２２の排気ガスの浄化性能を迅速に確保できる。
【００９０】
図３は、実施形態１に係るＥＣＵの構成を示す概念図である。図１に示す内燃機関１は、図３に示すように、バイパス流量制御装置１５０を備える。バイパス流量制御装置１５０は、ＥＣＵ１１４に組み込まれて構成される。
【００９１】
ＥＣＵ１１４は、ＣＰＵ１１４ｐ（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）と、記憶部１１４ｍと、入力ポートＥ０１及び出力ポートＥ０２と、入力インターフェースＥ０３と、出力インターフェースＥ０４とを含んで構成される。なお、内燃機関１は、ＥＣＵ１１４とは別個に、バイパス流量制御装置１５０を用意し、これをＥＣＵ１１４に接続してもよい。
【００９２】
バイパス流量制御装置１５０は、開弁閉弁判断部１５１と、情報取得部１５２と、ウエストゲートバルブ動作制御部１５３と、エアバイパスバルブ動作制御部１５４とを含んで構成される。また、ＣＰＵ１１４ｐは、バイパス流量制御装置１５０以外に、機関制御部１５５を含んで構成される。
【００９３】
開弁閉弁判断部１５１は、情報取得部１５２が取得した情報に基づき、図１に示すウエストゲートバルブ１４２を開弁すべきか閉弁すべきか、また、エアバイパスバルブ１４４を開弁すべきか閉弁すべきかを判断する。情報取得部１５２は、図１に示すクランク角センサＤ０１、ニュートラルセンサＤ０２、排気ガス流量センサＤ０３が検出した結果、後述する記憶部１１４ｍに格納された情報、機関制御部１５５が有する情報、等を取得する。
【００９４】
ウエストゲートバルブ動作制御部１５３は、開弁閉弁判断部１５１の判断に基づいて、ウエストゲートバルブ１４２を開弁する、またはウエストゲートバルブ１４２を閉弁する。エアバイパスバルブ動作制御部１５４は、開弁閉弁判断部１５１の判断に基づいて、エアバイパスバルブ１４４を開弁する、またはエアバイパスバルブ１４４を閉弁する。
【００９５】
ＣＰＵ１１４ｐには、上述のバイパス流量制御装置１５０以外に、機関制御部１５５が含まれる。機関制御部１５５は、例えば、インジェクタ１０７の燃料噴射時期、燃料噴射量、点火プラグ１０８の点火時期、筒内燃焼空間１０３に供給する空気の流量、等、内燃機関１の運転を制御する。
【００９６】
ＣＰＵ１１４ｐと入力ポートＥ０１とは、バスＢ０１とにより接続される。ＣＰＵ１１４ｐと出力ポートＥ０２とは、バスＢ０２とにより接続される。ＣＰＵ１１４ｐと、記憶部１１４ｍとは、バスＢ０３とにより接続される。
【００９７】
バイパス流量制御装置１５０の情報取得部１５２は、機関制御部１５５が有する内燃機関１の運転制御データを取得し、これを利用する。また、バイパス流量制御装置１５０は、ウエストゲートバルブ１４２及びエアバイパスバルブ１４４の制御手順を、機関制御部１５５があらかじめ備えている内燃機関１の運転制御ルーチンに割り込ませてもよい。
【００９８】
入力ポートＥ０１には、入力インターフェースＥ０３が接続されている。入力インターフェースＥ０３には、図１に示すクランク角センサＤ０１、ニュートラルセンサＤ０２、排気ガス流量センサＤ０３やその他各種検出手段が接続される。これらの各種検出手段から出力される信号は、入力インターフェースＥ０３内のアナログ／デジタルコンバータＥ０３ａやデジタル入力バッファＥ０３ｂにより、ＣＰＵ１１４ｐが利用できる信号に変換されて入力ポートＥ０１へ送られる。これにより、ＣＰＵ１１４ｐは、ウエストゲートバルブ１４２及びエアバイパスバルブ１４４の制御や、内燃機関１の制御に必要な情報を取得できる。
【００９９】
出力ポートＥ０２には、出力インターフェースＥ０４が接続されている。出力インターフェースＥ０４には、点火プラグ１０８、電子スロットルバルブ１１５、ウエストゲートバルブ１４２、エアバイパスバルブ１４４、その他内燃機関１における制御対象が接続されている。出力インターフェースＥ０４は、制御回路Ｅ０４ａ、制御回路Ｅ０４ｂ、制御回路Ｅ０４ｃ、制御回路Ｅ０４ｄ、を備えており、ＣＰＵ１１４ｐで演算された制御信号に基づき、前記制御対象を動作させる。
【０１００】
このような構成により、前記検出手段からの出力信号に基づき、ＥＣＵ１１４のＣＰＵ１１４ｐは、ウエストゲートバルブ１４２とエアバイパスバルブ１４４とを制御する。記憶部１１４ｍには、バイパス流量制御装置１５０によるウエストゲートバルブ１４２とエアバイパスバルブ１４４との制御手順を含むコンピュータプログラムや制御データマップが格納されている。ここで、記憶部１１４ｍは、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）のような揮発性のメモリ、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成できる。
【０１０１】
上記コンピュータプログラムは、ＣＰＵ１１４ｐへ既に記録されているコンピュータプログラムとの組み合わせによって、ウエストゲートバルブ１４２とエアバイパスバルブ１４４との制御を実現できるものであってもよい。また、このバイパス流量制御装置１５０は、前記コンピュータプログラムの代わりに専用のハードウェアを用いて、上記構成と同等の機能を実現するものであってもよい。
【０１０２】
図４は、実施形態１に係るウエストゲートバルブとエアバイパスバルブとの制御手順を示すフローチャートである。バイパス流量制御装置１５０の情報取得部１５２は、ステップＳＴ１０１で、クランク角センサＤ０１から図１に示すクランクシャフト１０９の回転数Ｎを取得する。なお、ここでの回転数とは単位時間あたりのクランクシャフト１０９の回転数をいい、クランクシャフト１０９の回転速度と同意である。
【０１０３】
次にステップＳＴ１０２で開弁閉弁判断部１５１は、回転数Ｎが所定値αより大きいか否かを判断する。所定値αは、図１に示す内燃機関本体１００が運転状態であるか否かをして否かを判断する値である。例えば、内燃機関本体１００のクランクシャフト１０９がスターターモータによって回転している場合、回転数Ｎは所定値α以下となる。つまり、開弁閉弁判断部１５１は、内燃機関本体１００がいわゆる完爆して、自立運転しているか否かを判断する。
【０１０４】
ステップＳＴ１０２で開弁閉弁判断部１５１によって回転数Ｎが所定値αより大きいと判断されると（ステップＳＴ１０２、Ｙｅｓ）、ステップＳＴ１０３で、情報取得部１５２は、ニュートラルセンサＤ０２からトランスミッション操作部１１８のポジションがニュートラルまたはパーキングか否かの信号Ｐを取得する。ここで、ニュートラルセンサＤ０２は、トランスミッション操作部１１８のポジションがニュートラルまたはパーキングの場合に、例えば、信号Ｐを１としてＥＣＵ１１４に発信する。
【０１０５】
なお、前記トランスミッションがマニュアル型のトランスミッションの場合、トランスミッション操作部１１８のポジションがニュートラルの場合に、信号Ｐを１としてＥＣＵ１１４に発信する。また、前記トランスミッションがオートマチック型のトランスミッションの場合、トランスミッション操作部１１８のポジションがニュートラル、またはパーキングの場合に、信号Ｐを１としてＥＣＵ１１４に発信する。
【０１０６】
次にステップＳＴ１０４で開弁閉弁判断部１５１は、信号Ｐが１か否かを判断する。つまり、開弁閉弁判断部１５１は、トランスミッション操作部１１８のポジションがニュートラルまたはパーキングか否かを判断する。これにより、開弁閉弁判断部１５１は、内燃機関本体１００を搭載する車両が備えるトランスミッションによって内燃機関本体１００の出力がトランスミッションの出力軸に伝達されているか否かを判断する。
【０１０７】
ステップＳＴ１０４で開弁閉弁判断部１５１によって信号Ｐが１であると判断されると（ステップＳＴ１０４、Ｙｅｓ）、ステップＳＴ１０５で、情報取得部１５２は、排気ガス流量センサＤ０３から図１に示す触媒装置１２２に供給される排気ガスの積算流量Ｑを取得する。
【０１０８】
積算流量Ｑは、所定の時期からカウントして、触媒装置１２２に供給された排気ガスの総量である。なお、所定の時期とは、例えば、内燃機関１が搭載される車両を運転する運転者によって冷間始動時にイグニッションがオンされた時期である。
【０１０９】
次にステップＳＴ１０６として、開弁閉弁判断部１５１は、積算流量Ｑが所定値βより小さいか否かを判断する。所定値βは、積算流量Ｑが所定値β以上であった場合、図１に示す触媒装置１２２の温度が活性化温度に達したと判断できる値である。つまり、開弁閉弁判断部１５１は、積算流量Ｑと所定値βとを比較することにより、触媒装置１２２の温度が活性化温度に達しているか否かを判断する。
【０１１０】
なお、開弁閉弁判断部１５１は、情報取得部１５２が排気ガス流量センサＤ０３から取得した積算流量Ｑに基づいて触媒装置１２２の温度が活性化温度に達しているか否かを判断したが、本実施形態はこれに限定されない。内燃機関１は、例えば、以下の構成でもよい。
【０１１１】
内燃機関１は、例えば、内燃機関本体１００を冷却水によって冷却する水冷システムを備え、前記冷却水の温度を検出する水温センサを備える。バイパス流量制御装置１５０は、まず、情報取得部１５２が、前記水温センサが検出した前記冷却水温度を取得する。次に、開弁閉弁判断部１５１は、前記冷却水の温度に基づいて触媒装置１２２の温度が活性化温度に達しているか否かを判断してもよい。
【０１１２】
また、内燃機関１は、例えば、触媒装置１２２の温度を直接検出する触媒温度センサを備えてもよい。この場合、バイパス流量制御装置１５０は、まず、情報取得部１５２が、前記触媒温度センサが検出した触媒装置１２２の温度を取得する。次に、開弁閉弁判断部１５１は、触媒装置１２２の温度に基づいて触媒装置１２２の温度が活性化温度に達しているか否かを判断してもよい。
【０１１３】
ステップＳＴ１０６で開弁閉弁判断部１５１によって積算流量Ｑが所定値βより小さい、つまり、触媒装置１２２の温度が活性化温度に達していないと判断されると（ステップＳＴ１０６、Ｙｅｓ）、ステップＳＴ１０７で、ウエストゲートバルブ動作制御部１５３は、ウエストゲートバルブ１４２を開弁させる。
【０１１４】
図１に示すウエストゲートバルブ１４２が開弁すると、タービンホイール１３１よりも上流側の排気通路１１７と、タービンホイール１３１よりも下流側の排気通路１１７とがウエストゲート通路１４１によって連通する。これにより、ウエストゲート通路１４１に排気ガスが導かれて、タービンホイール１３１に導かれる排気ガスの流量が減少する。
【０１１５】
よって、バイパス流量制御装置１５０は、タービンホイール１３１よりも下流側の排気通路１１７内の排気ガス、つまり、触媒装置１２２に供給される排気ガスの温度の低下量を低減できる。結果として、バイパス流量制御装置１５０は、触媒装置１２２の温度と活性化温度との差を低減できる。これにより、バイパス流量制御装置１５０は、触媒装置１２２がより迅速に活性化温度に達し、触媒装置１２２の排気ガスの浄化性能を迅速に確保できる。
【０１１６】
また、ステップＳＴ１０７で図３に示すエアバイパスバルブ動作制御部１５４は、エアバイパスバルブ１４４を開弁させる。図１に示すエアバイパスバルブ１４４が開弁すると、コンプレッサホイール１３３よりも下流側の吸気通路１１６と、コンプレッサホイール１３３よりも上流側の吸気通路１１６とがエアバイパス通路１４３によって連通する。これにより、エアバイパス通路１４３に吸入空気が導かれて、コンプレッサホイール１３３に導かれる排気ガスの流量が減少する。
【０１１７】
よって、バイパス流量制御装置１５０は、コンプレッサホイール１３３が駆動源となってタービンホイール１３１の回転速度が上昇することを抑制できる。これにより、バイパス流量制御装置１５０は、図２に示すように、タービンホイール１３１の回転速度が上昇し、排気通路１１７内の排気ガスのうち、タービンホイール１３１に導かれる排気ガスの流量が増加するおそれを抑制できる。
【０１１８】
つまり、バイパス流量制御装置１５０は、エアバイパスバルブ１４４を開弁することによって、触媒装置１２２に供給される排気ガスの温度の低下量を好適に低減できる。結果として、バイパス流量制御装置１５０は、触媒装置１２２の温度と活性化温度との差を好適に低減できる。これにより、バイパス流量制御装置１５０は、触媒装置１２２がより迅速に活性化温度に達し、触媒装置１２２の排気ガスの浄化性能をさらに迅速に確保できる。
【０１１９】
ステップＳＴ１０２で開弁閉弁判断部１５１によって回転数Ｎが所定値α以下であると判断されると（ステップＳＴ１０２、Ｎｏ）、本制御手順を終了してステップＳＴ１０１へ戻る。
【０１２０】
ここで、本実施形態では、ステップＳＴ１０７で、ウエストゲートバルブ動作制御部１５３がウエストゲートバルブ１４２を開弁し、エアバイパスバルブ動作制御部１５４がエアバイパスバルブ１４４を開弁させる制御を触媒装置１２２の暖機制御という。また、内燃機関本体１００が搭載される車両が走行中にウエストゲートバルブ１４２及びエアバイパスバルブ１４４を開弁または閉弁させる制御を通常制御という。
【０１２１】
通常制御では、例えば、図１に示すタービンホイール１３１の回転速度が過剰に上昇し、吸入空気がコンプレッサホイール１３３によって過剰に加圧されるおそれがある場合、バイパス流量制御装置１５０は、ウエストゲートバルブ１４２を開弁させる。
【０１２２】
また、内燃機関１が搭載される車両を運転する運転者がアクセルをオンした状態から急激にアクセルをオフした場合、電子スロットルバルブ１１５は急激に閉弁する。これにより、電子スロットルバルブ１１５とコンプレッサホイール１３３との間の吸気通路１１６内の空気の圧力が急激に上昇する。通常制御では、このような場合に、バイパス流量制御装置１５０は、エアバイパスバルブ１４４を開弁する。
【０１２３】
また、ステップＳＴ１０４で開弁閉弁判断部１５１によって信号Ｐが１ではないと判断されると（ステップＳＴ１０４、Ｎｏ）、つまり、内燃機関本体１００を搭載する車両が備えるトランスミッションによって内燃機関本体１００の出力がトランスミッションの出力軸に伝達されていると判断されると、ステップＳＴ１０８でバイパス流量制御装置１５０は、触媒装置１２２の暖機制御から通常制御に移行する。
【０１２４】
また、ステップＳＴ１０６で開弁閉弁判断部１５１によって積算流量Ｑが所定値β以上であると判断されると（ステップＳＴ１０６、Ｎｏ）、つまり、触媒装置１２２の温度が活性化温度に達したと判断されると、ステップＳＴ１０８でバイパス流量制御装置１５０は、触媒装置１２２の暖機制御から通常制御に移行する。
【０１２５】
つまり、内燃機関本体１００が運転状態ではない場合と、内燃機関本体１００を搭載する車両が備えるトランスミッションによって内燃機関本体１００の出力がトランスミッションの出力軸に伝達されている場合と、触媒装置１２２の温度が活性化温度に達している場合とのうち少なくとも１つが満たされる場合に、バイパス流量制御装置１５０は、触媒装置１２２の暖機制御から抜ける。
【０１２６】
バイパス流量制御装置１５０は、上述のステップＳＴ１０１からステップＳＴ１０８までを所定の周期で内燃機関１を搭載する車両の運転者がイグニッションをオフにするまで繰り返し実行する。
【０１２７】
ここで、積算流量Ｑは、図３に示す記憶部１１４ｍに記憶される。例えば、ステップＳＴ１０８で触媒装置１２２の暖機制御から抜けて通常制御に移行した後であっても、積算流量Ｑはリセットされずに記憶部１１４ｍに記憶される。これにより、通常制御から再度ステップＳＴ１０７での触媒装置１２２の暖機制御に移行した場合でも、それまでに排気ガスが触媒装置１２２に与えた熱量を考慮して、触媒装置１２２の温度を推定できる。
【０１２８】
なお、例えば、内燃機関１が搭載される車両を運転する運転者によってイグニッションがオフされた後であって、触媒装置１２２の温度が低下して触媒装置１２２の温度が略大気温度で安定したと判断できる時間が経過した場合に、バイパス流量制御装置１５０は、積算流量Ｑをリセットする。
【０１２９】
なお、バイパス流量制御装置１５０は、ステップＳＴ１０１でクランクシャフト１０９の回転数Ｎを取得し、ステップＳＴ１０２で回転数Ｎと所定値αを比較したが、本実施形態はこれに限定されない。バイパス流量制御装置１５０は、ステップＳＴ１０１及びステップＳＴ１０２を省略してもよい。
【０１３０】
この場合であっても、バイパス流量制御装置１５０は、触媒装置１２２の温度と活性化温度との差を低減できる。これにより、バイパス流量制御装置１５０は、触媒装置１２２がより迅速に活性化温度に達し、触媒装置１２２の排気ガスの浄化性能を迅速に確保できる。
【０１３１】
但し、バイパス流量制御装置１５０は、ステップＳＴ１０１でクランクシャフト１０９の回転数Ｎを取得し、ステップＳＴ１０２で回転数Ｎと所定値αを比較して、内燃機関本体１００が運転状態であるか否か否かを判断する方がより好ましい。
【０１３２】
内燃機関本体１００が運転状態ではない場合、つまり、クランクシャフト１０９がスターターモータによって回転させられている場合、内燃機関本体１００の燃焼は完全ではない。よって、排気ガスが有する熱量は比較的小さく、触媒装置１２２を迅速に暖められない。つまり、ステップＳＴ１０２で回転数Ｎが所定値α以下であった場合は、内燃機関１は、ステップＳＴ１０７で触媒装置１２２の暖機制御を行うよりも優先して、内燃機関本体１００を自立運転させる。
【０１３３】
よって、バイパス流量制御装置１５０は、ステップＳＴ１０１でクランクシャフト１０９の回転数Ｎを取得し、ステップＳＴ１０２で回転数Ｎと所定値αを比較することにより、クランクシャフト１０９がスターターモータによって回転させられている場合は、図１に示すウエストゲートバルブ１４２及びエアバイパスバルブ１４４を動作させずに、ウエストゲートバルブ１４２及びエアバイパスバルブ１４４を動作させるために必要なエネルギーの消費を節約できる。
【０１３４】
なお、バイパス流量制御装置１５０は、ステップＳＴ１０３でニュートラルセンサＤ０２から信号Ｐを取得し、ステップＳＴ１０４で信号Ｐが１であるか否かを判断したが、本実施形態はこれに限定されない。バイパス流量制御装置１５０は、ステップＳＴ１０３及びステップＳＴ１０４を省略してもよい。
【０１３５】
この場合であっても、バイパス流量制御装置１５０は、触媒装置１２２の温度と活性化温度との差を低減できる。これにより、バイパス流量制御装置１５０は、触媒装置１２２がより迅速に活性化温度に達し、触媒装置１２２の排気ガスの浄化性能を迅速に確保できる。
【０１３６】
但し、バイパス流量制御装置１５０は、ステップＳＴ１０３でニュートラルセンサＤ０２から信号Ｐを取得し、ステップＳＴ１０４で信号Ｐが１であるか否かを判断して、内燃機関１を搭載する車両が走行モードに移行したか否かを判断する方がより好ましい。
【０１３７】
内燃機関本体１００を搭載する車両が備えるトランスミッションによって内燃機関本体１００の出力がトランスミッションの出力軸に伝達されている場合に、ステップＳＴ１０７で触媒装置１２２の暖機制御が実行されると、図１に示すウエストゲートバルブ１４２が強制的に開弁されるため、過給機１３０の過給圧が低下する。
【０１３８】
また、エアバイパスバルブ１４４が強制的に開弁されるため、コンプレッサホイール１３３によって加圧された吸入空気が、エアバイパス通路１４３を介してコンプレッサホイール１３３よりも上流側の吸気通路１１６に戻る。よって、内燃機関１は、過給機１３０の過給圧がさらに低下する。
【０１３９】
よって、バイパス流量制御装置１５０は、ステップＳＴ１０３でニュートラルセンサＤ０２から信号Ｐを取得し、ステップＳＴ１０４で信号Ｐが１であるか否かを判断することにより、前記車両が走行中にステップＳＴ１０７で触媒装置１２２の暖機制御が実行されてドライバビリティが低下するおそれを低減できる。
【０１４０】
なお、前記車両が走行中であっても、前記トランスミッションによって内燃機関本体１００の出力が前記トランスミッションの出力軸に伝達されていない場合、例えば、前記トランスミッションがニュートラルであって、前記車両が下り坂を走行している場合は、バイパス流量制御装置１５０は、触媒装置１２２の暖機制御を実行しても、前記車両のドライバビリティを確保しつつ、触媒装置１２２を迅速に暖機できる。
【０１４１】
なお、内燃機関１は、ウエストゲートバルブ１４２とエアバイパスバルブ１４４との両方を備えるとして説明したが、本実施形態はこれに限定されない。内燃機関１は、少なくともウエストゲート通路１４１と、タービンホイール１３１の回転速度を現在のタービンホイール１３１の回転速度より低下させる手段とを備えればよい。
【０１４２】
内燃機関１は、例えば、ウエストゲートバルブ１４２を仮に備えていない場合であっても、エアバイパスバルブ１４４を開弁することで、エアバイパス通路１４３に導かれる吸入空気の流量が増加して、コンプレッサホイール１３３に供給される吸入空気の流量が現在の流量よりも減少する。これにより、内燃機関１は、コンプレッサホイール１３３が駆動源となることによるタービンホイール１３１の回転速度の増加を抑制できる。
【０１４３】
よって、タービンホイール１３１の回転速度が現在のタービンホイール１３１の回転速度よりも低下する。これにより、内燃機関１は、ウエストゲート通路１４１に導かれる排気ガスの流量が現在の流量よりも増加する。つまり、内燃機関１は、より熱容量が大きい部材が設けられるタービンホイール１３１側の排気通路１１７へ導かれる排気ガスの流量が減少する。これにより、内燃機関１は、排気ガスの温度の低下量を低減できる。結果として、内燃機関１は、触媒装置１２２がより迅速に活性化温度に達し、触媒装置１２２の排気ガスの浄化性能をより迅速に確保できる。
【０１４４】
また、内燃機関１は、エアバイパスバルブ１４４を開弁させることにより、タービンホイール１３１の回転速度を低減したが、本実施形態はこれに限定されない。内燃機関１は、例えば、以下の構成でもよい。内燃機関１は、例えば、タービンホイール１３１とコンプレッサホイール１３３とを連結するシャフト１３２にタービンホイール回転速度低減手段としてのクラッチ装置が設けられる。
【０１４５】
前記クラッチ装置は、タービンホイール１３１とコンプレッサホイール１３３との間の回転の伝達を遮断できる。内燃機関１は、触媒装置１２２の暖機を促進するときに、前記クラッチ装置によって、タービンホイール１３１とコンプレッサホイール１３３との間の回転の伝達を遮断する。これにより、内燃機関１は、コンプレッサホイール１３３が駆動源となることによるタービンホイール１３１の回転速度の上昇を抑制できる。
【０１４６】
また、内燃機関１は、前記クラッチ装置に代えて、タービンホイール回転速度低減手段としてのブレーキ装置を備えてもよい。前記ブレーキ装置は、タービンホイール１３１の回転速度を強制的に現在のタービンホイール１３１の回転速度よりも低下させる。前記ブレーキ装置は、例えば、シャフト１３２をロックする。これにより、内燃機関１は、コンプレッサホイール１３３が駆動源となることによるタービンホイール１３１の回転速度の上昇を抑制できる。
【０１４７】
上記構成により、内燃機関１は、触媒装置１２２に供給される排気ガスの温度の低下量が低減される。結果として、内燃機関１は、触媒装置１２２の温度と活性化温度との差が低減されて触媒装置１２２がより迅速に活性化温度に達する。よって、内燃機関１は、触媒装置１２２の排気ガスの浄化性能を迅速に確保できる。
【０１４８】
（実施形態２）
図５は、実施形態２に係る内燃機関を模式的に示す断面図である。実施形態２に係る内燃機関１Ａは、図１に示す内燃機関１に加えて、タービン遮断バルブ１４５を備える。
【０１４９】
図１に示す内燃機関１は、触媒装置１２２に供給される排気ガスの流量のうち、タービンホイール１３１に導かれる排気ガスの流量を減少させていたが、図５に示す内燃機関１Ａは、触媒装置１２２に供給される排気ガスの流量のうち、タービンホイール１３１に導かれる排気ガスをタービン遮断バルブ１４５によって完全に遮断する点に特徴がある。なお、ここでは、タービン遮断バルブ１４５と排気通路１１７との間を漏れる排気ガスはないものとして考える。
【０１５０】
タービン遮断バルブ１４５は、タービンホイール１３１が配置される排気通路１１７であって、ウエストゲート通路１４１のウエストゲート通路入口１４１ａとウエストゲート通路出口１４１ｂとの間の排気通路１１７に設けられる。本実施形態では、タービン遮断バルブ１４５は、例えば、ウエストゲート通路入口１４１ａとタービンホイール１３１との間の排気通路１１７に設けられる。
【０１５１】
タービン遮断バルブ１４５は、タービンホイール１３１とウエストゲート通路出口１４１ｂとの間の排気通路１１７に設けられてもよいが、タービン遮断バルブ１４５は、ウエストゲート通路入口１４１ａとウエストゲート通路出口１４１ｂとの間の排気通路１１７の上流側に設けられると好ましい。
【０１５２】
タービン遮断バルブ１４５が閉弁すると、タービン遮断バルブ１４５とウエストゲート通路入口１４１ａとの間の排気通路１１７の排気ガスは、触媒装置１２２に供給されない。つまり、タービン遮断バルブ１４５とウエストゲート通路入口１４１ａとの間の排気通路１１７の排気ガスは、触媒装置１２２の暖機に寄与しない。
【０１５３】
タービン遮断バルブ１４５がウエストゲート通路入口１４１ａとウエストゲート通路出口１４１ｂとの間の排気通路１１７に設けられる際に、より下流側の排気通路１１７に設けられるほど、タービン遮断バルブ１４５とウエストゲート通路入口１４１ａとの間の排気通路１１７の体積が増加する。よって、内燃機関１Ａは、触媒装置１２２の暖機に寄与しない排気ガスの流量が増加する。
【０１５４】
よって、タービン遮断バルブ１４５がウエストゲート通路入口１４１ａとウエストゲート通路出口１４１ｂとの間の排気通路１１７の上流側に設けられると、内燃機関１Ａは、触媒装置１２２の暖機に寄与しない排気ガスの流量を低減できる。結果として、内燃機関１Ａは、触媒装置１２２の温度と活性化温度との差をより迅速に低減できる。よって、内燃機関１Ａは、触媒装置１２２の排気ガスの浄化性能をより迅速に確保できる。
【０１５５】
タービン遮断バルブ１４５を駆動するアクチュエータは、ＥＣＵ１１４と電気的に接続される。これにより、タービン遮断バルブ１４５は、ＥＣＵ１１４によって開弁、閉弁が制御される。タービン遮断バルブ１４５が、ＥＣＵ１１４が有するバイパス流量制御装置１５０によって閉弁されるとき、ウエストゲートバルブ１４２は必ずバイパス流量制御装置１５０によって開弁される。タービン遮断バルブ１４５が閉弁されウエストゲートバルブ１４２が開弁されると、排気ガスはその全てがウエストゲート通路１４１に導かれる。
【０１５６】
よって、排気ガスは、熱容量の比較的大きいタービンホイール１３１に導かれない。これにより、内燃機関１Ａは、排気ガスがタービンホイール１３１によって奪われる熱量の損失を抑制できる。つまり、内燃機関１Ａは、触媒装置１２２に供給される排気ガスの温度の低下量をより低減できる。
【０１５７】
結果として、内燃機関１Ａは、触媒装置１２２の温度と活性化温度との差をより迅速に低減できる。これにより、内燃機関１は、触媒装置１２２がより迅速に活性化温度に達し、触媒装置１２２の排気ガスの浄化性能をより迅速に確保できる。
【０１５８】
（変形例）
図６は、実施形態２に係る他の内燃機関を模式的に示す断面図である。実施形態２の変形例に係る内燃機関１Ｂは、図５に示す内燃機関１Ａのタービン遮断バルブ１４５に代えて、コンプレッサ遮断バルブ１４６を備える。
【０１５９】
図１に示す内燃機関１は、コンプレッサホイール１３３に導かれる吸入空気の流量のうち、コンプレッサホイール１３３に導かれる吸入空気の流量を減少させていたが、図６に示す内燃機関１Ｂは、コンプレッサホイール１３３に導かれる吸入空気を完全に遮断する点に特徴がある。なお、ここでは、コンプレッサ遮断バルブ１４６と吸気通路１１６との間を漏れる吸入空気はないものとして考える。
【０１６０】
コンプレッサ遮断バルブ１４６は、コンプレッサホイール１３３が配置される吸気通路１１６であって、エアバイパス通路１４３のエアバイパス通路出口１４３ｂとエアバイパス通路入口１４３ａとの間の吸気通路１１６に設けられる。本実施形態では、コンプレッサ遮断バルブ１４６は、例えば、エアバイパス通路出口１４３ｂとコンプレッサホイール１３３との間の吸気通路１１６に設けられる。
【０１６１】
コンプレッサ遮断バルブ１４６は、コンプレッサホイール１３３とエアバイパス通路入口１４３ａとの間の吸気通路１１６に設けられてもよいが、コンプレッサ遮断バルブ１４６は、エアバイパス通路出口１４３ｂとエアバイパス通路入口１４３ａとの間の吸気通路１１６の上流側に設けられると好ましい。コンプレッサ遮断バルブ１４６が閉弁すると、コンプレッサ遮断バルブ１４６とエアバイパス通路出口１４３ｂとの間の吸気通路１１６の吸入空気は、筒内燃焼空間１０３に供給されない。つまり、コンプレッサ遮断バルブ１４６とエアバイパス通路出口１４３ｂとの間の吸気通路１１６の吸入空気は、内燃機関本体１００による燃焼に寄与しない。結果として、内燃機関１Ｂは、内燃機関本体１００によって生成される排気ガスの流量が減少し、触媒装置１２２を迅速に暖機できない。
【０１６２】
コンプレッサ遮断バルブ１４６がエアバイパス通路出口１４３ｂとエアバイパス通路入口１４３ａとの間の吸気通路１１６に設けられる際に、より下流側の吸気通路１１６に設けられるほど、コンプレッサ遮断バルブ１４６とエアバイパス通路入口１４３ａとの間の吸気通路１１６の体積が増加する。よって、内燃機関１Ｂは、内燃機関本体１００による燃焼に寄与しない吸入空気の流量が増加する。
【０１６３】
よって、コンプレッサ遮断バルブ１４６がエアバイパス通路出口１４３ｂとエアバイパス通路入口１４３ａとの間の吸気通路１１６の上流側に設けられると、内燃機関１Ｂは、内燃機関本体１００による燃焼に寄与しない吸入空気の流量を低減できる。結果として、内燃機関１Ｂは、排気ガスの流量の低下のおそれを低減し、触媒装置１２２の温度と活性化温度との差をより迅速に低減できる。よって、内燃機関１Ｂは、触媒装置１２２の吸入空気の浄化性能をより迅速に確保できる。
【０１６４】
コンプレッサ遮断バルブ１４６を駆動するアクチュエータは、ＥＣＵ１１４と電気的に接続される。これにより、コンプレッサ遮断バルブ１４６は、ＥＣＵ１１４によって開弁、閉弁が制御される。コンプレッサ遮断バルブ１４６が、ＥＣＵ１１４が有するバイパス流量制御装置１５０によって閉弁されるとき、エアバイパスバルブ１４４は必ずバイパス流量制御装置１５０によって開弁される。コンプレッサ遮断バルブ１４６が閉弁されエアバイパスバルブ１４４が開弁されると、吸入空気はその全てがエアバイパス通路１４３に導かれる。
【０１６５】
よって、内燃機関１Ｂは、コンプレッサホイール１３３が駆動源となることによるタービンホイール１３１の回転速度の上昇をより好適に抑制できる。これにより、バイパス流量制御装置１５０は、図２に示すように、タービンホイール１３１の回転速度が上昇し、排気通路１１７内の排気ガスのうち、タービンホイール１３１に導かれる排気ガスの流量が増加するおそれをより好適に抑制できる。
【０１６６】
つまり、内燃機関１Ｂは、コンプレッサ遮断バルブ１４６を閉弁し、エアバイパスバルブ１４４を開弁することによって、触媒装置１２２に供給される排気ガスの温度の低下量をより好適に低減できる。結果として、内燃機関１Ｂは、触媒装置１２２の温度と活性化温度との差を好適に低減できる。これにより、内燃機関１Ｂは、触媒装置１２２がより迅速に活性化温度に達し、触媒装置１２２の排気ガスの浄化性能をさらに迅速に確保できる。
【０１６７】
なお、内燃機関１Ｂは、図５に示すタービン遮断バルブ１４５を備えてもよい。つまり、内燃機関１Ｂは、触媒装置１２２の暖機を促進するときに、タービン遮断バルブ１４５によってタービンホイール１３１に導かれる排気ガスの流量が完全に遮断されると共に、コンプレッサ遮断バルブ１４６によってコンプレッサホイール１３３に導かれる排気ガスの流量が完全に遮断されてもよい。
【０１６８】
この場合、最も好適に内燃機関１Ｂは、触媒装置１２２の温度と活性化温度との差を好適に低減できる。これにより、内燃機関１Ｂは、触媒装置１２２が最も迅速に活性化温度に達し、触媒装置１２２の排気ガスの浄化性能を最も迅速に確保できる。
【０１６９】
但し、図１に示す内燃機関１は、図５に示す内燃機関１Ａ及び図６に示す内燃機関１Ｂよりも必要とする部品点数が少ないため、図１に示す内燃機関１は図５に示す内燃機関１Ａ及び図６に示す内燃機関１Ｂよりも製作コストを低減できる。
【０１７０】
また、図１に示す内燃機関１は、従来の内燃機関が備える部品を流用できる。よって、内燃機関１は、新たに部品を追加することなく、触媒装置１２２の温度と活性化温度との差を低減できる。
【産業上の利用可能性】
【０１７１】
以上のように、本発明に係る内燃機関は、過給機及びウエストゲート通路を備える内燃機関に有用であり、特に、触媒装置の温度と触媒装置が活性化する温度との差を低減抑制することに適している。
【図面の簡単な説明】
【０１７２】
【図１】実施形態１に係る内燃機関を模式的に示す断面図である。
【図２】タービンホイールの回転速度とタービンホイールに導かれる排気ガスの流量との関係を示す図である。
【図３】実施形態１に係るＥＣＵの構成を示す概念図である。
【図４】実施形態１に係るウエストゲートバルブとエアバイパスバルブとの制御手順を示すフローチャートである。
【図５】実施形態２に係る内燃機関を模式的に示す断面図である。
【図６】実施形態２に係る他の内燃機関を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【０１７３】
１、１Ａ、１Ｂ  内燃機関
１００  内燃機関本体
１０１  シリンダ
１０１ａ  シリンダ内壁面
１０２  ピストン
１０２ａ  ピストン頂部
１０３  筒内燃焼空間
１０３ａ  筒内天井部
１０４  クランク室
１０５  吸気ポート
１０６  排気ポート
１０７  インジェクタ
１０８  点火プラグ
１０９  クランクシャフト
１１０  シリンダヘッド
１１１  シリンダブロック
１１２  クランクケース
１１３  コネクティングロッド
１１４  ＥＣＵ
１１４ｍ  記憶部
１１４ｐ  ＣＰＵ
１１５  電子スロットルバルブ
１１６  吸気通路
１１７  排気通路
１１８  トランスミッション操作部
１２０  エアクリーナ
１２１  吸入空気冷却器
１２２  触媒装置
１３０  過給機
１３１  タービンホイール
１３２  シャフト
１３３  コンプレッサホイール
１４１  ウエストゲート通路
１４１ａ  ウエストゲート通路入口
１４１ｂ  ウエストゲート通路出口
１４２  ウエストゲートバルブ
１４３  エアバイパス通路
１４３ａ  エアバイパス通路入口
１４３ｂ  エアバイパス通路出口
１４４  エアバイパスバルブ
１４５  タービン遮断バルブ
１４６  コンプレッサ遮断バルブ
１５０  バイパス流量制御装置
１５１  開弁閉弁判断部
１５２  情報取得部
１５３  ウエストゲートバルブ動作制御部
１５４  エアバイパスバルブ動作制御部
１５５  機関制御部
Ｂ０１、Ｂ０２、Ｂ０３  バス
Ｄ０１  クランク角センサ
Ｄ０２  ニュートラルセンサ
Ｄ０３  排気ガス流量センサ
Ｅ０１  入力ポート
Ｅ０２  出力ポート
Ｅ０３  入力インターフェース
Ｅ０３ａ  アナログ／デジタルコンバータ
Ｅ０３ｂ  デジタル入力バッファ
Ｅ０４  出力インターフェース
Ｅ０４ａ、Ｅ０４ｂ、Ｅ０４ｃ、Ｅ０４ｄ  制御回路
Ｎ  回転数
Ｐ  信号
Ｑ  積算流量
ＳＬ  シリンダ軸線
α、β  所定値
【図１】
2009235966.tif 000003
【図２】
2009235966.tif 000004
【図３】
2009235966.tif 000005
【図４】
2009235966.tif 000006
【図５】
2009235966.tif 000007
【図６】
2009235966.tif 000008