JP2007154836A - 過給機付きエンジンの空燃比制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】排気系におけるエンジン本体と排気ターボ過給機のタービンとを接続する部分が、第１の排気通路と第２の排気通路とで構成されていると共に、前記タービン下流の排気通路にＮＯｘ浄化装置が設けられた過給機付きエンジンにおいて、過給効果を損なうことなく、リッチスパイクによる過給圧の変動を抑制可能な空燃比制御装置を提供する。
【解決手段】ＥＣＵ３０は、空燃比をリーンにする所定のリーン運転条件が成立したときは、第１、第２の排気通路２０ａ，２０ｂの少なくとも一方の排気通路側のウエストゲート弁を開き、該一方の排気通路に対応する気筒に供給する混合気の空燃比をリーンに制御し、他方の空燃比を理論空燃比に制御し、リーン運転中に、リッチスパイクすべき所定の条件が成立したときは、前記一方の空燃比を理論空燃比に制御する
【選択図】図１

Description

本発明は、過給機付きエンジンの空燃比制御装置に関し、エンジン制御の技術分野に属する。

従来より、自動車用エンジンの出力向上を目的として例えば排気ターボ過給機や電動過給機等の過給機を設ける場合があるが、これらのうち排気ターボ過給機を有するエンジンの出力向上可能な構成として、例えば特許文献１に記載のものがある。これは、図１０に示すように、４個の気筒＃１〜＃４を有する４気筒エンジンＡにおいて、排気系Ｃにおけるエンジン本体Ｂから排気ターボ過給機ＤのタービンＤ１に至る部分を、点火順序が偶数番目の第２気筒＃２及び第３気筒＃３から導かれた複数の独立排気通路Ｅ２，Ｅ３と該独立排気通路Ｅ２，Ｅ３の下流部が集合されてなる集合排気通路Ｆ１とでなる第１の排気通路Ｇ１と、点火順序が奇数番目の第１気筒＃１及び第４気筒＃４から導かれた複数の独立排気通路Ｅ１，Ｅ４と該独立排気通路Ｅ１，Ｅ４の下流部が集合されてなる集合排気通路Ｆ２とでなる第２の排気通路Ｇ２とで構成したものである。

これによれば、各気筒＃１〜＃４から排出された燃焼ガスが過給機ＤのタービンＤ１に導かれるに際して、排気系Ｃ上で排気干渉を生じることがないので、過給効率及び充填効率が高まる。また、第２、第３気筒＃２，＃３用の第１排気通路Ｇ１、及び第１、第４気筒＃１，＃４用の第２排気通路Ｇ２の容積が、排気系Ｃにおけるエンジン本体Ｂから排気ターボ過給機ＤのタービンＤ１に至る部分を分割しない場合と比較していずれも小さくなるので、各気筒＃１〜＃４から排出される排気ガスの膨張率が小さくなり、過給機ＤのタービンＤ１に作用する排気圧力の低下も抑制される。その結果、前記排気干渉の解消とあいまってエンジン出力が大きく向上することとなる。

特開２００４−１２４７４９号公報

ところで、従来より、エンジン燃費の向上等を目的として空燃比を理論空燃比よりもリーンにして運転する場合があるが、このような運転を行うと排気ガス中のＮＯｘ成分の量が増加するので、これを浄化するため、排気系にＮＯｘ浄化装置が備えられる場合がある。このＮＯｘ浄化装置は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒を有しており、リーン運転状態において排気ガス中のＮＯｘをトラップ（吸蔵）すると共に、理論空燃比または理論空燃比よりもリッチな空燃比での運転状態においてＮＯｘを還元して放出するものであるが、リーン運転の頻度が少ないと、ＮＯｘのトラップ量がトラップ可能限度を超えたり、ＮＯｘのトラップを阻害する硫黄が前記触媒に多量に付着し、ＮＯｘをトラップしきれなくなる場合がある。そこで、リーン運転領域であっても、例えばＮＯｘのトラップ量が所定量以上になったり、硫黄の付着量が第２所定量以上となったときに、所定の期間、空燃比をリーンから理論空燃比または理論空燃比よりもリッチな空燃比とすることにより（リッチスパイク）、強制的にＮＯｘを還元して放出したり、硫黄を放出させるように構成する場合がある。

ここで、排気系に排気ターボ過給機が設けられているものに対してＮＯｘ浄化装置を設ける場合、該ＮＯｘ浄化装置は、通常、排気ターボ過給機のタービンの下流側に設置されることとなるが、この場合、ＮＯｘ還元のために空燃比をリーンから理論空燃比または理論空燃比よりもリッチな空燃比としたときに、排気ターボ過給機に供給される排気エネルギーが急増し、その結果、過給圧が急増してエンジントルクに急変を生じる虞がある。

この問題の対処策として、例えば、リーン運転領域において、リッチスパイクすべき条件が成立したときは、排気エネルギーを排気ターボ過給機に供給せずにバイパスさせることが考えられるが、これは、排気ターボ過給機に供給される排気エネルギーが減少することでもあるから、過給圧が低下してエンジントルクが低下すると共に、過給効果が大きく損なわれるという別の問題がある。

そこで、本発明は、排気系におけるエンジン本体と排気ターボ過給機のタービンとを接続する部分が、前記偶数個の気筒のうち点火順序が奇数番目または偶数番目のいずれか一方の気筒から導かれた独立排気通路と該独立排気通路の下流部が集合されてなる集合排気通路とでなる第１の排気通路と、前記複数の気筒のうち点火順序が奇数番目または偶数番目の他方の気筒から導かれた独立排気通路と該独立排気通路の下流部が集合されてなる集合排気通路とでなる第２の排気通路とで構成されていると共に、前記タービン下流の排気通路にＮＯｘ浄化装置が設けられた過給機付きエンジンにおいて、過給効果を損なうことなく、リッチスパイクによる過給圧の変動を抑制可能な空燃比制御装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明は、次のように構成したことを特徴とする。

まず、本願の請求項１に記載の発明は、偶数個の気筒を有するエンジン本体と、該エンジン本体に接続された排気系と、該排気系に設けられた排気ターボ過給機とを有し、かつ該排気系におけるエンジン本体から排気ターボ過給機のタービンに至る部分が、前記偶数個の気筒のうち点火順序が奇数番目または偶数番目のいずれか一方の気筒から導かれた複数の独立排気通路と該独立排気通路の下流部が集合されてなる集合排気通路とでなる第１の排気通路と、前記偶数個の気筒のうち点火順序が奇数番目または偶数番目の他方の気筒に連通する独立排気通路と該独立排気通路の下流部が集合されてなる集合排気通路とでなる第２の排気通路とで構成されていると共に、前記タービン下流の排気通路にＮＯｘ浄化装置が設けられており、かつ混合気の空燃比を制御する空燃比制御手段が備えられた過給機付きエンジンの空燃比制御装置であって、前記第１、第２の排気通路の少なくとも一方の排気通路側には、前記排気ターボ過給機のタービンの上流側で排気ガスをリリーフするウエストゲート弁が設けられていると共に、リリーフされた排気ガスを前記タービン下流でＮＯｘ浄化装置上流の排気通路に導くリリーフ通路が設けられており、空燃比をリーンにする所定のリーン運転条件が成立したときに、前記ウエストゲート弁を制御するウエストゲート弁制御手段は、前記一方の排気通路側のウエストゲート弁を開き、前記空燃比制御手段は、該一方の排気通路に対応する気筒に供給する混合気の空燃比を理論空燃比よりもリーンに制御すると共に、他方の排気通路に対応する気筒に供給する混合気の空燃比を理論空燃比または理論空燃比よりもリッチに制御し、かつ、リーン運転中に、ＮＯｘ浄化装置に対してリッチスパイクすべき所定の条件が成立したときに、前記空燃比制御手段は、前記一方の排気通路に対応する気筒に供給する混合気の空燃比を理論空燃比または理論空燃比よりもリッチに制御することを特徴とする。

ここで、空燃比をリーンにする所定のリーン運転条件は、例えば、エンジン負荷が所定の高負荷よりも小さいこと、エンジン回転数が所定の高回転数よりも小さいこと、あるいはこれらの両条件が成立していること等である。また、ＮＯｘ浄化装置に対してリッチスパイクすべき所定の条件は、請求項４で定義している。

また、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の過給機付きエンジンの空燃比制御装置において、前記第１、第２の排気通路毎に、前記排気ターボ過給機のタービンの上流側で排気ガスをリリーフするウエストゲート弁が設けられていると共に、リリーフされた排気ガスを前記タービン下流でＮＯｘ浄化装置上流の排気通路に導くリリーフ通路が設けられており、前記第１の排気通路は、第２の排気通路よりも容積が小さく、かつ通路長が短くされており、空燃比をリーンにする所定のリーン運転条件が成立した場合においてエンジン回転が所定回転数よりも低回転のときは、前記ウエストゲート弁を制御するウエストゲート弁制御手段は、第２の排気通路に対応するウエストゲート弁を開き、前記空燃比制御手段は、該第２の排気通路に対応する気筒に供給する混合気の空燃比を理論空燃比よりもリーンに制御すると共に、第１の排気通路に対応する気筒に供給する混合気の空燃比を理論空燃比または理論空燃比よりもリッチに制御し、かつ、リーン運転中に、ＮＯｘ浄化装置に対してリッチスパイクすべき所定の条件が成立したときに、前記空燃比制御手段は、第２の排気通路に対応する気筒に供給する混合気の空燃比を理論空燃比または理論空燃比よりもリッチに制御し、空燃比をリーンにする所定のリーン運転条件が成立した場合においてエンジン回転が所定回転数よりも低回転でないときは、前記ウエストゲート弁制御手段は、第１の排気通路に対応するウエストゲート弁を開き、前記空燃比制御手段は、該第１の排気通路に対応する気筒に供給する混合気の空燃比を理論空燃比よりもリーンに制御すると共に、第２の排気通路に対応する気筒に供給する混合気の空燃比を理論空燃比または理論空燃比よりもリッチに制御し、リーン運転中に、ＮＯｘ浄化装置に対してリッチスパイクすべき所定の条件が成立したときに、前記空燃比制御手段は、第１の排気通路に対応する気筒に供給する混合気の空燃比を理論空燃比または理論空燃比よりもリッチに制御することを特徴とする。

さらに、請求項３に記載の発明は、前記請求項１または請求項２に記載の過給機付きエンジンの空燃比制御装置において、第１の排気通路に対応する気筒に連通する第１の集合吸気通路と、第２の排気通路に対応する気筒に連通する第２の集合吸気通路とが備えられていると共に、各集合吸気通路に、吸気量を制御可能な吸気制御弁が備えられていることを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、前記請求項１から請求項３のいずれかに記載の過給機付きエンジンの空燃比制御装置において、ＮＯｘ浄化装置に対してリッチスパイクすべき所定の条件は、ＮＯｘ浄化装置にトラップされたＮＯｘ量が所定量以上となったことと、ＮＯｘ浄化装置に付着した硫黄量が第２の所定量以上となったこととの少なくとも一方であることを特徴とする。

次に、本発明の効果について説明する。

まず、請求項１に記載の発明によれば、空燃比をリーンにする所定のリーン運転条件が成立したときに、一方の排気通路側のウエストゲート弁が開かれ、該一方の排気通路に対応する気筒に供給する混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンに制御されると共に、他方の排気通路に対応する気筒に供給する混合気の空燃比が理論空燃比または理論空燃比よりもリッチに制御される。そして、リーン運転中に、ＮＯｘ浄化装置に対してリッチスパイクすべき所定の条件が成立すると、前記一方の排気通路に対応する気筒に供給する混合気の空燃比が理論空燃比または理論空燃比よりもリッチに制御される（リッチスパイクが行われる）こととなる。

すなわち、リーン運転中（空燃比をリーンにする所定のリーン運転条件が成立しているとき）、一方の排気通路側のウエストゲート弁は、リッチスパイクすべき条件の成立如何にかかわらず開かれ、リッチスパイクはこの排気通路側で行われるのである。したがって、該リッチスパイクにより排気エネルギーが増大しても、排気エネルギーはリリーフ通路を通って排気ターボ過給機のタービンをバイパスすることとなり、その結果、過給圧の変動、ひいてはエンジントルクの変動が抑制されることとなる。

ところで、リーン運転中、このように一方の排気通路側のウエストゲート弁を開いておくと、該通路側の排気エネルギーが排気ターボ過給機のタービンの駆動に寄与しないので、他方の排気通路に対応する気筒の混合気の空燃比がリーンであると、排気ターボ過給機のタービンに供給される排気エネルギーが不足する虞がある。そこで、本発明においては、リーン運転中においても、前記他方の排気通路に対応する気筒に供給する混合気の空燃比を、理論空燃比または理論空燃比よりもリッチに制御するようにしたものであり、これによれば、リーン運転中に一方の排気通路側のウエストゲート弁が開かれていても、排気ターボ過給機のタービンに十分な排気エネルギーが供給されることとなり、その結果、排気ターボ過給機が良好に駆動されることとなる。

また、前記一方の排気通路に対応する気筒に供給する混合気の空燃比は、リッチスパイク時以外はリーンに制御されるので、全体として、リーン運転による燃費改善効果も享受することができる。

また、請求項２に記載の発明によれば、空燃比をリーンにする所定のリーン運転条件が成立した場合においてエンジン回転が所定回転数よりも低回転のときは、第２の排気通路に対応するウエストゲート弁が開かれ、該第２の排気通路に対応する気筒に供給する混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンに制御されると共に、第１の排気通路に対応する気筒に供給する混合気の空燃比が理論空燃比または理論空燃比よりもリッチに制御される。そして、リーン運転中に、ＮＯｘ浄化装置に対してリッチスパイクすべき所定の条件が成立すると、第２の排気通路に対応する気筒に供給する混合気の空燃比が理論空燃比または理論空燃比よりもリッチに制御される。

すなわち、リーン運転中、第２の排気通路に対応するウエストゲート弁は、リッチスパイクすべき条件の成立如何にかかわらず開かれ、リッチスパイクはこの排気通路側で行われることとなる。したがって、該リッチスパイクにより排気エネルギーが増大しても、該排気エネルギーはリリーフ通路を通って排気ターボ過給機のタービンをバイパスすることとなり、その結果、過給圧の変動、ひいてはエンジントルクの変動が抑制されることとなる。

また、リーン運転中においても、第１の排気通路に対応する気筒に供給する混合気の空燃比は、理論空燃比または理論空燃比よりもリッチに制御されるので、第２の排気通路側のウエストゲート弁が開かれていても、排気ターボ過給機のタービンに十分な排気エネルギーが供給されることとなり、その結果、排気ターボ過給機が良好に駆動されることとなる。

また、前記第２の排気通路に対応する気筒に供給する混合気の空燃比は、リッチスパイク時以外はリーンに制御されるので、全体として、リーン運転による燃費改善効果も享受することができる。

そして、特に、第２の排気通路よりも容積が小さく、排気圧力が低下しにくい、換言すれば排気エネルギを増加させた場合に効果の現れやすい第１の排気通路側の空燃比がリッチ化されて排気エネルギが増加されるので、もともと排気エネルギーが少ないエンジン低回転時等においても過給機を効果的に駆動し、低速エンジントルクやエンジン出力を確保することができる。

これに対し、空燃比をリーンにする所定のリーン運転条件が成立した場合においてエンジン回転が所定回転数よりも低回転でないとき（高回転のとき）は、第１の排気通路に対応するウエストゲート弁が開かれ、該第１の排気通路に対応する気筒に供給する混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンに制御されると共に、第２の排気通路に対応する気筒に供給する混合気の空燃比が理論空燃比または理論空燃比よりもリッチに制御される。そして、リーン運転中に、ＮＯｘ浄化装置に対してリッチスパイクすべき所定の条件が成立すると、第１の排気通路に対応する気筒に供給する混合気の空燃比が理論空燃比または理論空燃比よりもリッチに制御される。

すなわち、リーン運転中、第１の排気通路に対応するウエストゲート弁は、リッチスパイクすべき条件の成立如何にかかわらず開かれ、リッチスパイクはこの排気通路側で行われるのである。したがって、該リッチスパイクにより排気エネルギーが増大しても、該排気エネルギーはリリーフ通路を通って排気ターボ過給機のタービンをバイパスすることとなり、その結果、過給圧の変動、ひいてはエンジントルクの変動が抑制されることとなる。

また、リーン運転中においても、第２の排気通路に対応する気筒に供給する混合気の空燃比は、理論空燃比または理論空燃比よりもリッチに制御されるので、第１の排気通路側のウエストゲート弁が開かれていても、排気ターボ過給機のタービンに十分な排気エネルギーが供給されることとなり、その結果、排気ターボ過給機が良好に駆動されることとなる。

また、前記第１の排気通路に対応する気筒に供給する混合気の空燃比は、リッチスパイク時以外はリーンに制御されるので、全体として、リーン運転による燃費改善効果も享受することができる。

そして、特に、第１の排気通路よりも通路長が長くまた容積が大きいことにより排気ガス温度が低下しやすい第２の排気通路側の空燃比がリッチ化されて排気エネルギが増加されるので、高回転時であっても、過給機が過熱しにくく、その結果、過給機の能力を最大限に引き出すことができる。

さらに、請求項３に記載の発明によれば、燃料の量を制御するだけでなく、吸気量を制御することにより空燃比を第１、第２排気通路に対応する気筒毎に調整することができるようになる。

また、請求項４に記載の発明によれば、ＮＯｘ浄化装置にトラップされたＮＯｘ量が所定量値以上となったことと、ＮＯｘ浄化装置に付着した硫黄量が第２の所定量以上となったこととの少なくとも１つの条件が成立したときに、確実に、ＮＯｘの還元が行われることとなる。したがって、新たに排出されるＮＯｘをトラップしきれなくなるようなことがない。

以下、本発明の実施の形態に係る過給機付きエンジンの排気ガス温度制御装置について説明する。

図１に示すように、本発明にかかる過給機付エンジン１（以下、「エンジン１」という。）は、直列配置された第１〜第４の４つの気筒＃１〜＃４を備えた直列４気筒エンジンである。このエンジン１の本体２に設けられた各気筒＃１〜＃４においては、それぞれ、吸気弁（図示せず）が開かれたときに、吸気系１０から吸気ポートを経由して燃焼室２ａ〜２ｄ内に燃料燃焼用のエアが吸入される。そして、各燃焼室２ａ〜２ｄ内のエア中に、所定のタイミングで燃料噴射弁（図示せず）から吸入エア量に対応する量の燃料（ガソリン）が直接噴射され、混合気が形成される。この混合気は、ピストン（図示せず）によって圧縮され、所定のタイミングで点火プラグ（図示せず）により点火されて燃焼する。なお、このエンジン１においては、点火は、第１気筒＃１、第３気筒＃３、第４気筒＃４、第２気筒＃２の順に行われる。そして、燃焼ガスすなわち排気ガスは、排気弁（図示せず）が開かれたときに、排気ポートを経由して排気系２０に排出される。

吸気系１０には、１つの共通吸気通路１１が設けられている。この共通吸気通路１１には、エアの流れ方向にみて、上流側から順に、エア取入口（図示せず）と、エア中のダスト等を除去するエアクリーナ（図示せず）と、エアの流量を検出するエアフローセンサ（図示せず）と、ツインスクロール式のターボ過給機１２のコンプレッサ１２ｐと、コンプレッサ１２ｐにより加圧されて高温となったエアを冷却するインタクーラ１３とが設けられている。

共通吸気通路１１の下流端は、第１、第２集合吸気通路１４，１５に接続されている。第１、第２集合吸気通路１４，１５における共通吸気通路１１との接続部近傍には、エア量を調整する第１、第２スロットルバルブ１６，１７が設けられている。第１、第２集合吸気通路１４，１５におけるスロットルバルブ１６，１７よりも下流側の部分は、それぞれ、エアの流れを安定させるサージタンクとしての機能を有しており、第１集合吸気通路１４には、下流端が第２、第３気筒＃２，＃３の吸気ポートに接続された、第２、第３気筒＃２，＃３用の独立吸気通路１８ｂ，１８ｃが接続され、第２集合吸気通路１５には、下流端が第１、第４気筒＃１，＃４の吸気ポートに接続された、第１、第４気筒＃１，＃４用の独立吸気通路１８ａ，１８ｄが接続されている。なお、以下、必要に応じて、吸気系１０における独立吸気通路１８ｂ，１８ｃ及び第１集合吸気通路１６をまとめて第１の吸気通路１０ａといい、独立吸気通路１８ａ，１８ｄ及び第２集合吸気通路１７をまとめて第２の吸気通路１０ｂという。

排気系２０には、それぞれ上流端が第１〜第４気筒＃１〜＃４の排気ポートに接続された、第１〜第４気筒＃１〜＃４用の独立排気通路２１ａ〜２１ｄが設けられている。ここで、独立排気通路２１ａ〜２１ｄは、点火順序が連続せず、かつ排気行程が隣り合わない気筒の独立排気通路同士が同一の排気グループに属するようにして、第１、第２の２つの排気グループにグルーピング（グループ分け）されている。具体的には、点火順序が偶数番目の第２、第３気筒＃２、＃３から導かれた独立排気通路２１ｂ，２１ｃは第１グループに属し、点火順序が奇数番目の第１、第４気筒＃１、＃４から導かれた独立排気通路２１ａ，２１ｄは第２排気グループに属している。

第１排気グループに属する独立排気通路２１ｂ，２１ｃの下流部は集合して第１集合排気通路２２に接続され、第２排気グループに属する独立排気通路２１ａ，２１ｄの下流部は第２集合排気通路２３に接続されている。そして、第１集合排気通路２２の下流端はツインスクロール式ターボ過給機１２の第１スクロール部１２ａに接続され、第２集合排気通路２３の下流端は集合して第２スクロール部１２ｂに接続されている。両スクロール部１２ａ，１２ｂの下流端は１つの共通排気通路２４に接続されている。なお、以下、必要に応じて、第１排気グループに属する独立排気通路２１ｂ，２１ｃ及び第１集合排気通路２２をまとめて第１排気通路２０ａといい、第２排気グループに属する独立排気通路２１ａ，２１ｄ及び第２集合排気通路２３をまとめて第２排気通路２０ｂという。

排気ターボ過給機１２のタービン１２ｔにおいては、そのハウジング内に、タービン軸線とほぼ垂直な方向に広がる仕切壁が設けられ、この仕切壁によって排気渦巻室ないしスクロールがタービン軸線方向に２分されている。このように２分された排気渦巻室ないしスクロールの一方（コンプレッサ１２ｐに近い方）が第１スクロール部１２ａとされ、他方が第２スクロール部１２ｂとされている。したがって、この排気ターボ過給機１２ないしタービン１２ｔでは、排気干渉が起こるのが防止され、過給効率が高まることとなる。

また、共通排気通路２４における排気ターボ過給機１２の下流には、ＮＯｘ浄化装置２５が設けられている。このＮＯｘ浄化装置２５は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒を有しており、リーン運転状態において排気ガス中のＮＯｘをトラップ（吸蔵）すると共に、理論空燃比または理論空燃比よりもリッチな空燃比での運転状態においてＮＯｘを還元して放出するものである。しかし、例えばリーン運転の頻度が少ないと、ＮＯｘのトラップ量がトラップ可能限度を超えたり、ＮＯｘのトラップを阻害する硫黄が前記触媒に多量に付着し、ＮＯｘをトラップしきれなくなる虞がある。そこで、本実施の形態においては、後述するように、リーン運転領域であっても、例えばＮＯｘのトラップ量が所定量以上になったり、硫黄の付着量が第２所定量以上となったときに、所定の期間、空燃比をリーンから理論空燃比または理論空燃比よりもリッチな空燃比とすることにより（リッチスパイク）、強制的にＮＯｘを還元して放出させたり、硫黄を放出させ、これにより、ＮＯｘをトラップ出来なくなることがないように構成されている。なお、本発明は、ＮＯｘ浄化装置２５に加えて三元触媒装置が設けられている場合にも、適用可能である。

ここで、前述のように、第１の排気通路２０ａは隣接して配置された第２、第３気筒＃２，＃３をグループ化したものであり、第２の排気通路２０ｂは離間して配置された第１、第４気筒＃１，＃４をグループ化したものであるため、図１からも明らかなように、第１の排気通路２０ｂは、第２の排気通路２０ａと比べて、通路長が長く、かつ容積が大きくなっている。なお、本実施の形態に係るエンジン１においては、エンジン本体２のシリンダブロック側面における第２、第３気筒＃２，＃３の中間位置に過給機１２が取り付けられており、第１の排気通路２０ａを構成する排気マニホルド部分の通路長は約３ｃｍと極短く、第２の排気通路２０ｂを構成する排気マニホルド部分の通路長は約４０ｃｍと長くされている。これは、後述する作用・効果が顕著にあらわれるようにするためである。なお、容積とは、エンジン本体２の排気ポートと排気系２０における第１の排気通路２０ａ部分とを合せた部分の容積、エンジン本体２の排気ポートと排気系２０における第２の排気通路２０ｂ部分とを合せた部分の容積をいう。

図２は、この排気通路の容積（通路長）と、過給圧及び排気通路内の排気圧力との一般的関係を示しており、この図から明らかなように、過給圧及び排気通路内の排気圧力はいずれも排気通路長が長くなるほど低下する傾向にある。したがって、図１に示す本実施の形態の構成においては、図３に実線で示すように、排気通路長が短く排気容積が小さな第１の排気通路２０ａ内の排気圧力の方が、排気通路長が長く排気容積が大きな第２の排気通路２０ｂ内の排気圧力よりも大きくなる。

図４は、排気通路長と過給機のタービン直前位置における排気温度との一般的関係を示しており、この図から明らかなように、タービン直前位置における排気温度は排気通路長が長くなるほど低くなる傾向にある。また、図示していないが、排気容積が大きいほど膨張して低くなる傾向にある。したがって、図１に示す本実施の形態の構成においては、ターボ過給機１２のタービン１２ｔ直前位置における排気温度は、排気通路長が短く排気容積が小さな第１の排気通路２０ａの方が、排気通路長が長く排気容積が大きな第２の排気通路２０ｂよりも高くなる。

排気ターボ過給機１２のタービン１２ｔの上流側には、排気ガスをリリーフする第１、第２ウエストゲートバルブ２６，２７が、第１、第２の排気通路２０ａ，２０ｂ毎に設けられていると共に、リリーフされた排気ガスを前記タービン１２ｔの下流でＮＯｘ浄化装置２５上流の共通排気通路２４に導く第１、第２リリーフ通路２８，２９が設けられている。

図１に示すように、エンジン１の排気ガス温度制御装置には、コントロールユニット３０（ＥＣＵ）と、エンジン回転数を検出するエンジン回転センサ３１とが備えられており、該コントロールユニット３０は、エンジン回転センサ３１からエンジン回転数に関する信号を入力し、前記各スロットルバルブ１６，１７、及びウエストゲートバルブ２６，２７に制御信号を出力する。なお、コントロールユニット３０は、特許請求の範囲の空燃比制御手段、及びウエストゲート弁を制御する制御手段を構成している。

次に、このコントロールユニット３０による制御の一例について図５、図６のフローチャートを用いて説明すると、まず、ステップＳ１で、各種信号を入力する。次いで、ステップＳ２で、ＮＯｘ浄化装置２５にトラップされているＮＯｘ吸蔵量（トラップ量）を推定する。なお、この推定方法は、種々の文献等に開示されているが、例えば、前制御周期において推定されたＮＯｘ量に、本制御周期において新たに発生するＮＯｘ量を加算し、及びＮＯｘ浄化装置２５により還元されるＮＯｘ量を減算することにより算出される。また、新たに発生するＮＯｘ量、及び還元されるＮＯｘ量は、現在のエンジン回転数、エンジン負荷、空燃比等に基づいて求められる。

次いで、ステップＳ３で、現在、リーン運転領域にあるか否かを判定する。なお、この判定は、現在のエンジン回転数とエンジン負荷とに基づいて図７のマップから判定される。なお、このマップによれば、エンジン負荷が中、低負荷以下の領域にある場合、空燃比を理論空燃比よりも大きくすべきリーン運転領域にあると判定され、高負荷の領域にある場合、空燃比を理論空燃比とするλ１運転領域にあると判定される。なお、図７のマップは一例であり、例えば、エンジン回転数が所定回転数以下の領域、またはエンジン回転数が所定回転数以下でエンジン負荷が中、低負荷以下の領域にある場合にリーン運転するようにしてもよい。また、前記λ１領域内に、さらに理論空燃比よりもリッチにする領域を設けた場合にも適用可能である。

そして、リーン運転領域にない場合は、ステップＳ４で、第１〜第４気筒＃１〜＃４に供給する混合気の空燃比（の目標値）を全て理論空燃比（λ＝１）に設定すると共に、ステップＳ５で、第１、第２ウエストゲートバルブ２６，２７を閉に設定する。そして、ステップＳ６で、空燃比が前記ステップＳ４で設定した空燃比となるように、燃料噴射量を制御すると共に、第１、第２スロットルバルブ１６，１７の開度を制御する。また、第１、第２ウエストゲートバルブ２６，２７を、ステップＳ５で設定した状態となるように制御する。

一方、前記ステップＳ３で、リーン運転領域にある場合は、ステップＳ７で、エンジン回転が低回転状態か否かを判定する。詳しくは、エンジン回転センサで検出されたエンジン回転数が、所定回転数Ｎｏよりも低い場合は、低回転状態と判定され、所定回転数Ｎｏ以上の場合は、高回転状態と判定される。

そして、エンジン回転が低回転の場合は、ステップＳ８で、リッチスパイクフラグＦが１か否かを判定する。そして、１でない場合は、ステップＳ９で、前記ステップＳ２で推定されたＮＯｘ吸蔵量が第１所定量α以上か否かを判定する。ここで、この第１所定量αは、リッチスパイクを開始すべき量である。そして、第１所定量α以上でない場合は、ステップＳ１０で、第２、第３気筒＃２，＃３に供給する混合気の空燃比を理論空燃比（λ＝１）に設定すると共に、第１、第４気筒＃１，＃４に供給する混合気の空燃比をリーンに設定する。また、ステップＳ１１で、第１ウエストゲートバルブ２６を閉に設定すると共に、第２ウエストゲートバルブ２７を開に設定する。そして、ステップＳ６で、空燃比が前記ステップＳ１０で設定した空燃比となるように制御すると共に、第１、第２ウエストゲートバルブ２６，２７がステップＳ１１で設定した状態となるように制御する。

一方、ステップＳ９でＮＯｘ吸蔵量が第１所定量α以上の場合は、ステップＳ１２で、リッチスパイクフラグＦを１に設定する。なお、このフラグＦは、後述するステップＳ１５で０（ゼロ）に設定されるまでは、１に保持される。次いで、ステップＳ１３で、前記ステップＳ２で推定されたＮＯｘ吸蔵量が第２所定量β以下か否かを判定する。ここで、第２所定量βは、第１所定量αよりも小さく、ゼロまたはほぼゼロの値である。そして、第２所定量β以下でない場合は、ステップＳ１４で、第１〜第４気筒＃１〜＃４に供給する混合気の空燃比を全て理論空燃比に設定し、ステップＳ１１以後を実行する。すなわち、第１、第４気筒＃１，＃４に供給する混合気の空燃比がリーンから理論空燃比に変更されることにより、ＮＯｘ浄化装置２５に対するリッチスパイクが行なわれることとなる。

一方、ステップＳ１３で第２所定量β以下の場合は、ステップＳ１５でリッチスパイクフラグＦに０（ゼロ）を設定した後、ステップＳ１０に進む。すなわち、リッチスパイクを終えて、通常のリーン運転に復帰する。なお、このフラグＦは、ステップＳ１２で１に設定されるまでは、０（ゼロ）に保持される。

一方、ステップＳ８で、リッチスパイクフラグＦが１の場合は、前記ステップＳ１３以後を実行する。

これに対し、ステップＳ７で、エンジン回転が低回転状態でない場合、すなわち高回転状態の場合は、ステップＳ１６で、リッチスパイクフラグＦが１か否かを判定する。そして、１でない場合は、ステップＳ１７で、前記ステップＳ２で推定されたＮＯｘ吸蔵量が第１所定量α以上か否かを判定する。そして、第１所定量α以上でない場合は、ステップＳ１８で、エンジン回転が低回転のときとは逆に、第２、第３気筒＃２，＃３に供給する混合気の空燃比をリーンに設定すると共に、第１、第４気筒＃１，＃４に供給する混合気の空燃比を理論空燃比に設定する。また、ステップＳ１９で、エンジン回転が低回転のときとは逆に、第１ウエストゲートバルブ２６を開に設定すると共に、第２ウエストゲートバルブ２７を閉に設定する。そして、ステップＳ６で、空燃比が前記ステップＳ１８で設定した空燃比となるように制御すると共に、第１、第２ウエストゲートバルブ２６，２７がステップＳ１９で設定した状態となるように制御する。

一方、ステップＳ１７でＮＯｘ吸蔵量が第１所定量α以上の場合は、ステップＳ２０で、リッチスパイクフラグＦを１に設定する。次いで、ステップＳ２１で、前記ステップＳ２で推定されたＮＯｘ吸蔵量が第２所定量β以下か否かを判定する。そして、第２所定量β以下でない場合は、ステップＳ２２で、第１〜第４気筒＃１〜＃４に供給する混合気の空燃比を全て理論空燃比に設定し、ステップＳ１９以後を実行する。すなわち、第２、第３気筒＃２，＃３に供給する混合気の空燃比がリーンから理論空燃比に変更されることにより、リッチスパイクが行なわれることとなる。

一方、ステップＳ２１で第２所定量β以下の場合は、ステップＳ２３でリッチスパイクフラグＦに０（ゼロ）を設定した後、ステップＳ１８以後を行う。すなわち、リッチスパイクを終えて、通常のリーン運転に復帰する。

一方、ステップＳ１６でリッチスパイクフラグＦが１の場合は、前記ステップＳ２１以後を実行する。

次に、本制御による作用・効果について説明すると、まず、リーン運転条件が成立していない状態においては、全気筒＃１〜４に対して混合気の空燃比が理論空燃比（λ＝１）に制御され、かつ第１、第２ウエストゲートバルブ２６，２７の両方が閉じられた状態とされる。したがって、全気筒＃１〜＃４からの排気エネルギーが排気ターボ過給機１２のタービン１２ｔに供給されることとなり、該排気ターボ過給機１２が、能力を最大限に発揮可能な状態で駆動されることとなる。

一方、リーン運転条件が成立した状態においては、エンジン回転が低回転か高回転かにより異なる制御が行われる。すなわち、図８に示すように、エンジン回転が低回転のとき（エンジン回転数が所定回転数Ｎｏ以下のとき）は、第２の排気通路２０ｂに対応する第２ウエストゲートバルブ２７が開かれ、第２の排気通路２０ｂに対応する第１、第４気筒＃１，＃４に供給する混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンに制御され、第１の排気通路２０ａに対応する第２、第３気筒＃２，＃３に供給する混合気の空燃比が理論空燃比（λ＝１）に制御される。そして、リーン運転中に、ＮＯｘ浄化装置２５に対してリッチスパイクすべき条件が成立したときは、第２の排気通路２０ｂに対応する第１、第４気筒＃１，＃４に供給する混合気の空燃比が理論空燃比に制御され、これにより、ＮＯｘ浄化装置２５にトラップされているＮＯｘが還元されて放出され、また該装置２５に付着している硫黄が放出され、以後、引き続き効果的にＮＯｘをトラップすることが可能となる。

その場合に、本実施の形態においては、前述のように、リーン運転中、第２の排気通路２０ｂに対応するウエストゲートバルブ２７は、リッチスパイクすべき条件の成立如何にかかわらず開かれ、リッチスパイクはこの排気通路２０ｂ側で行われる。したがって、該リッチスパイクにより排気エネルギーが増大しても、該排気エネルギーは排気ターボ過給機１２のタービン１２ｔをバイパスすることとなり、その結果、過給圧の変動、ひいてはエンジントルクの変動が抑制されることとなる。

また、リーン運転中においても、第１の排気通路２０ａに対応する気筒＃２，＃３に供給する混合気の空燃比は、理論空燃比に制御されるので、第２の排気通路２０ｂ側のウエストゲートバルブ２７が開かれていても、排気ターボ過給機１２のタービン１２ｔに十分な排気エネルギーが供給されることとなり、その結果、排気ターボ過給機１２が良好に駆動されることとなる。

また、前記第２の排気通路２０ｂに対応する気筒＃１，＃４に供給する混合気の空燃比は、リッチスパイク時以外はリーンに制御されるので、全体として、リーン運転による燃費改善効果も享受することができる。

そして、特に、低回転時においては、第２の排気通路２０ｂよりも容積が小さく、排気圧力が低下しにくい、換言すれば排気エネルギーを増加させた場合に効果の現れやすい第１の排気通路２０ａ側の空燃比がリッチ化されて排気エネルギーが増加されるので、もともと排気エネルギーが少ないエンジン低回転時等においても過給機１２を効果的に駆動し、低速エンジントルクやエンジン出力を確保することができる。

これに対し、エンジン回転が高回転のときは、第１の排気通路２０ａに対応する第１ウエストゲートバルブ２６が開かれ、第１の排気通路２０ａに対応する第２、第３気筒＃２，＃３に供給する混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンに制御され、第２の排気通路２０ｂに対応する第１、第４気筒＃１，＃４に供給する混合気の空燃比が理論空燃比に制御される。そして、リーン運転中に、ＮＯｘ浄化装置２５に対してリッチスパイクすべき条件が成立したときは、第１の排気通路２０ａに対応する第２、第３気筒＃２，＃３に供給する混合気の空燃比が理論空燃比に制御されることとなる。

すなわち、リーン運転中、第１の排気通路２０ａに対応するウエストゲートバルブ２６は、リッチスパイクすべき条件の成立如何にかかわらず開かれ、リッチスパイクはこの排気通路２０ａ側で行われるのである。したがって、該リッチスパイクにより排気エネルギーが増大しても、該排気エネルギーはリリーフ通路２８を通って排気ターボ過給機１２のタービン１２ｔをバイパスすることとなり、その結果、過給圧の変動、ひいてはエンジントルクの変動が抑制されることとなる。

また、リーン運転中においても、第２の排気通路２０ｂに対応する第１、第４気筒＃１，＃４に供給する混合気の空燃比は、理論空燃比に制御されるので、第１の排気通路２０ａ側のウエストゲートバルブ２６が開かれていても、排気ターボ過給機１２のタービン１２ｔに十分な排気エネルギーが供給されて、排気ターボ過給機１２が良好に駆動されることとなる。

また、前記第１の排気通路２０ａに対応する第２、第３気筒＃２，＃３に供給する混合気の空燃比は、リッチスパイク時以外はリーンに制御されるので、全体として、リーン運転による燃費改善効果も享受することができる。

そして、特に、高回転時においては、第１の排気通路２０ａよりも通路長が長くまた容積が大きいことにより排気ガス温度が低下しやすい第２の排気通路２０ｂ側の空燃比がリッチ化されて排気エネルギが増加されるので、高回転時であっても、過給機１２が過熱しにくく、その結果、過給機１２の能力を最大限に引き出すことができる。

また、第１の排気通路２０ａに対応する第２、第３気筒＃２，＃３に連通する第１の集合吸気通路１４と、第２の排気通路２０ｂに対応する第１、第４気筒＃１，＃４に連通する第２の集合吸気通路１５とが備えられていると共に、各集合吸気通路１４，１５に、吸気量を制御可能なスロットルバルブ１６，１７が備えられているから、燃料の量を制御するだけでなく、吸気量（過給量）を制御することにより空燃比を第１、第２排気通路２０ａ，２０ｂに対応する気筒＃１〜＃４毎に調整することができるようになる。

また、ＮＯｘ浄化装置２５にトラップされたＮＯｘ量が所定量以上となると、リッチスパイクが行われるので、確実に、ＮＯｘの還元が行われることとなる。したがって、新たに排出されるＮＯｘをトラップしきれなくなるようなことがない。

なお、本第１の実施の形態においては、ＮＯｘ浄化装置２５にトラップされたＮＯｘ量が所定量α以上となったときにリッチスパイク制御を行うようにしたが、ＮＯｘ浄化装置２５に付着した硫黄量が第２の所定量以上となったときに、リッチスパイク制御を行ってもよい。なお、この場合、前記フローチャートにおいて、ＮＯｘ吸蔵量との記載を硫黄付着量と置き換えればよい。また、これらの条件の両方について検出するようにし、いずれか一方が成立したときに、前記リッチスパイク制御を行ってもよい。

また、本実施の形態においては、第１、第２の排気通路２０ａ，２０ｂ毎に、ウエストゲートバルブ２６，２７を設けると共に、リリーフ通路２８，２９を設けたが、第１、第２の排気通路２０ａ，２０ｂの一方の排気通路側にのみ、前記排気ターボ過給機１２のタービン１２ｔの上流側で排気ガスをリリーフするウエストゲートバルブを設けると共に、リリーフされた排気ガスを前記タービン１２ｔ下流でＮＯｘ浄化装置２５上流の排気通路に導くリリーフ通路を設けたものに対しても適用可能である。

例えば、前記第１、第２の排気通路２０ａ，２０ｂのうちの一方の（第２の）排気通路２０ｂ側にのみ、前記排気ターボ過給機１２のタービン１２ｔの上流側で排気ガスをリリーフするウエストゲートバルブ（２７相当）を設けると共に、リリーフされた排気ガスを前記タービン１２ｔの下流でＮＯｘ浄化装置上流２５の排気通路に導くリリーフ通路（２９相当）を設け、空燃比をリーンにする所定の運転条件が成立したときに、ＥＣＵ（ウエストゲート弁を制御する制御手段、空燃比制御手段）は、前記一方の（第２の）排気通路２０ｂ側のウエストゲートバルブ（２７相当）を開き、該一方の排気通路２０ｂに対応する第１、第４気筒＃１，＃４に供給する混合気の空燃比を理論空燃比よりもリーンに制御すると共に、他方の（第１の）排気通路２０ａに対応する第２、第３気筒＃２，＃３に供給する混合気の空燃比を理論空燃比または理論空燃比よりもリッチに制御し、リーン運転中に、ＮＯｘ浄化装置２５に対してリッチスパイクすべき所定の条件が成立したときに、前記一方の排気通路２０ｂに対応する第１、第４気筒＃１，＃４に供給する混合気の空燃比を理論空燃比または理論空燃比よりもリッチに制御するようにするのである。これによれば、前述した低回転時における作用・効果が得られることとなるが、特に、高回転時における排気過給機１２の過熱の問題はあまりないが、低回転時におけるエンジントルクやエンジン出力の確保を重視する場合に、有効である。

また、前記第１、第２の排気通路２０ａ，２０ｂのうちの一方の（第１の）排気通路２０ａ側にのみ、前記排気ターボ過給機１２のタービン１２ｔの上流側で排気ガスをリリーフするウエストゲートバルブ（２６相当）を設けると共に、リリーフされた排気ガスを前記タービン１２ｔの下流でＮＯｘ浄化装置上流２５の排気通路に導くリリーフ通路（２８相当）を設け、ＥＣＵ（ウエストゲート弁を制御する制御手段、空燃比制御手段）は、空燃比をリーンにする所定の運転条件が成立したときに、前記一方の（第１の）排気通路２０ａ側のウエストゲートバルブ（２６相当）を開き、該一方の排気通路２０ａに対応する第２、第３気筒＃２，＃３に供給する混合気の空燃比を理論空燃比よりもリーンに制御すると共に、他方の排気通路２０ｂに対応する第１、第４気筒＃１，＃４に供給する混合気の空燃比を理論空燃比または理論空燃比よりもリッチに制御し、当該運転中に、ＮＯｘ浄化装置２５に対してリッチスパイクすべき所定の条件が成立したときに、前記一方の（第１の）排気通路２０ａに対応する気筒＃２，＃３に供給する混合気の空燃比を理論空燃比または理論空燃比よりもリッチに制御するようにするのである。これによれば、前述した高回転時における作用・効果が得られることとなるが、特に、低回転時におけるエンジントルクやエンジン出力はあまり重視しないが、高回転時における排気過給機１２の過熱の問題に対処したいような場合に、有効である。

また、第１の実施の形態においては、直列４気筒エンジンの場合について説明したが、図９に示すような、第１〜第６の６つの気筒＃１〜＃６を有し、点火順序が第１気筒＃１、第４気筒＃４、第２気筒＃２、第５気筒＃５、第３気筒＃３、第６気筒＃６の順で行われ、排気系１２０におけるエンジン本体１０２と排気ターボ過給機１１２のタービン１１２ｔとを接続する部分が、点火順序が偶数番目の第４〜第６気筒＃４〜＃６に連通する独立排気通路１２１ｄ〜１２１ｆと該独立排気通路１２１ｄ〜１２１ｆの下流側に接続された集合排気通路１２３とでなる第１の排気通路１２０ａと、点火順序が奇数番目の第１〜第３気筒＃１〜＃３に連通する独立排気通路１２１ａ〜１２１ｃと該独立排気通路１２１ａ〜１２１ｃの下流側に接続された集合排気通路１２２とでなる第２の排気通路１２０ｂとで構成されていると共に、第１の排気通路１２０ａは、容積が第２の排気通路１２０ｂよりも小さく、かつ通路長が短く設定されたＶ型６気筒エンジン１０１にも適用可能である。なお、この場合、第１集合吸気通路１１４上に第１スロットルバルブ１１６を設けると共に、第２集合吸気通路１１５上に第２スロットルバルブ１１７を設け、コントロールユニット１３０により第１の実施の形態同様の制御を行えばよい。なお、これ以外の構成については、第１の実施の形態と類似の構成とされており、説明は省略する（なお、図面には、文中に登場しない同様の構成のものについても、第１の実施の形態において対応するものの符号に１００を加算した符号を付している）。

また、本発明は、前記直列４気筒エンジン、Ｖ型６気筒エンジン以外にも、例えば、直列６気筒エンジンや、８個以上の偶数個の気筒を有する直列、Ｖ型、水平対向配置のエンジンにも適用可能である。また、４気筒エンジン及び６気筒エンジンにおいて説明した点火順序は一例であり、点火順序が異なる場合でも、排気系におけるエンジン本体から排気ターボ過給機のタービンに至る部分が、前記偶数個の気筒のうち点火順序が奇数番目または偶数番目のいずれか一方の気筒から導かれた複数の独立排気通路と該独立排気通路の下流部が集合されてなる集合排気通路とでなる第１の排気通路と、前記偶数個の気筒のうち点火順序が奇数番目または偶数番目の他方の気筒に連通する独立排気通路と該独立排気通路の下流部が集合されてなる集合排気通路とでなる第２の排気通路とで構成されていると共に、前記タービン下流の排気通路にＮＯｘ浄化装置が設けられており、かつ混合気の空燃比を制御する空燃比制御手段が備えられた過給機付きエンジンに広く適用可能である。

本発明は、排気ターボ過給機付きエンジンに広く適用することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る過給機付きエンジンの空燃比制御装置の構成図である。 排気通路容積（長）に対する過給圧、排気圧力の特性図である。 クランクアングルに対するタービン前排気温度の特性図である。 排気通路長に対するタービン前排気温度の特性図である。 コントロールユニットによる制御の一例を示すフローチャートである（その１）。 同フローチャートである（その２）。 空燃比設定に用いるマップである。 本制御による制御パターンを示すマップである。 本発明の第２の実施の形態に係る過給機付きエンジンの空燃比制御装置の構成図である。 背景技術に係る過給機付きエンジンの構成図である。

符号の説明

１，１０１ エンジン
２，１０２ エンジン本体
１０，１１０ 吸気系
１４，１５，１１４，１１５ 集合吸気通路
１２，１１２ 過給機
１６，１７，１１６，１１７ スロットルバルブ（吸気制御弁）
２０，１２０ 排気系
２０ａ，１２０ａ 第１の排気通路
２０ｂ，１２０ｂ 第２の排気通路
２１ａ〜２１ｄ，１２１ａ〜１２１ｆ 独立排気通路
２２，２３，１２２，１２３ 集合排気通路
２５，１２５ ＮＯｘ浄化装置
２６，２７，１２６，１２７ 第１、第２ウエストゲートバルブ（ウエストゲート弁）
２８，２９，１２８，１２９ 第１、第２リリーフ通路（リリーフ通路）
３０，１３０ ＥＣＵ（空燃比制御手段、ウエストゲート弁を制御する制御手段）
３１，１３１ エンジン回転センサ
＃１〜＃６ 気筒

Claims (4)

1. 偶数個の気筒を有するエンジン本体と、該エンジン本体に接続された排気系と、該排気系に設けられた排気ターボ過給機とを有し、かつ該排気系におけるエンジン本体から排気ターボ過給機のタービンに至る部分が、前記偶数個の気筒のうち点火順序が奇数番目または偶数番目のいずれか一方の気筒から導かれた複数の独立排気通路と該独立排気通路の下流部が集合されてなる集合排気通路とでなる第１の排気通路と、前記偶数個の気筒のうち点火順序が奇数番目または偶数番目の他方の気筒に連通する独立排気通路と該独立排気通路の下流部が集合されてなる集合排気通路とでなる第２の排気通路とで構成されていると共に、前記タービン下流の排気通路にＮＯｘ浄化装置が設けられており、かつ混合気の空燃比を制御する空燃比制御手段が備えられた過給機付きエンジンの空燃比制御装置であって、
   前記第１、第２の排気通路の少なくとも一方の排気通路側には、前記排気ターボ過給機のタービンの上流側で排気ガスをリリーフするウエストゲート弁が設けられていると共に、リリーフされた排気ガスを前記タービン下流でＮＯｘ浄化装置上流の排気通路に導くリリーフ通路が設けられており、
   空燃比をリーンにする所定のリーン運転条件が成立したときに、前記ウエストゲート弁を制御するウエストゲート弁制御手段は、前記一方の排気通路側のウエストゲート弁を開き、前記空燃比制御手段は、該一方の排気通路に対応する気筒に供給する混合気の空燃比を理論空燃比よりもリーンに制御すると共に、他方の排気通路に対応する気筒に供給する混合気の空燃比を理論空燃比または理論空燃比よりもリッチに制御し、
   かつ、リーン運転中に、ＮＯｘ浄化装置に対してリッチスパイクすべき所定の条件が成立したときに、前記空燃比制御手段は、前記一方の排気通路に対応する気筒に供給する混合気の空燃比を理論空燃比または理論空燃比よりもリッチに制御することを特徴とする過給機付きエンジンの空燃比制御装置。
2. 前記請求項１に記載の過給機付きエンジンの空燃比制御装置において、
   前記第１、第２の排気通路毎に、前記排気ターボ過給機のタービンの上流側で排気ガスをリリーフするウエストゲート弁が設けられていると共に、リリーフされた排気ガスを前記タービン下流でＮＯｘ浄化装置上流の排気通路に導くリリーフ通路が設けられており、
   前記第１の排気通路は、第２の排気通路よりも容積が小さく、かつ通路長が短くされており、
   空燃比をリーンにする所定のリーン運転条件が成立した場合においてエンジン回転が所定回転数よりも低回転のときは、前記ウエストゲート弁を制御するウエストゲート弁制御手段は、第２の排気通路に対応するウエストゲート弁を開き、前記空燃比制御手段は、該第２の排気通路に対応する気筒に供給する混合気の空燃比を理論空燃比よりもリーンに制御すると共に、第１の排気通路に対応する気筒に供給する混合気の空燃比を理論空燃比または理論空燃比よりもリッチに制御し、
   かつ、リーン運転中に、ＮＯｘ浄化装置に対してリッチスパイクすべき所定の条件が成立したときに、前記空燃比制御手段は、第２の排気通路に対応する気筒に供給する混合気の空燃比を理論空燃比または理論空燃比よりもリッチに制御し、
   空燃比をリーンにする所定のリーン運転条件が成立した場合においてエンジン回転が所定回転数よりも低回転でないときは、前記ウエストゲート弁制御手段は、第１の排気通路に対応するウエストゲート弁を開き、前記空燃比制御手段は、該第１の排気通路に対応する気筒に供給する混合気の空燃比を理論空燃比よりもリーンに制御すると共に、第２の排気通路に対応する気筒に供給する混合気の空燃比を理論空燃比または理論空燃比よりもリッチに制御し、
   リーン運転中に、ＮＯｘ浄化装置に対してリッチスパイクすべき所定の条件が成立したときに、前記空燃比制御手段は、第１の排気通路に対応する気筒に供給する混合気の空燃比を理論空燃比または理論空燃比よりもリッチに制御することを特徴とする過給機付きエンジンの空燃比制御装置。
3. 前記請求項１または請求項２に記載の過給機付きエンジンの空燃比制御装置において、
   第１の排気通路に対応する気筒に連通する第１の集合吸気通路と、第２の排気通路に対応する気筒に連通する第２の集合吸気通路とが備えられていると共に、
   各集合吸気通路に、吸気量を制御可能な吸気制御弁が備えられていることを特徴とする過給機付きエンジンの空燃比制御装置。
4. 前記請求項１から請求項３のいずれかに記載の過給機付きエンジンの空燃比制御装置において、
   ＮＯｘ浄化装置に対してリッチスパイクすべき所定の条件は、ＮＯｘ浄化装置にトラップされたＮＯｘ量が所定量以上となったことと、ＮＯｘ浄化装置に付着した硫黄量が第２の所定量以上となったこととの少なくとも一方であることを特徴とする過給機付きエンジンの空燃比制御装置。

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