JP6547783B2 - 内燃機関の排気システム - Google Patents

Description

本発明は、過給機を備えた内燃機関の排気システムに関する。

内燃機関の排気通路に過給機のタービンが設置されている構成においては、該タービンを迂回するバイパス通路が設けられる。このバイパス通路の出口には、排気の流路断面積を変更可能なウェイストゲートバルブ（以下、「ＷＧＶ」と称する場合もある。）が設けられる。また、排気通路におけるバイパス通路との合流部よりも下流側に排気浄化触媒が設けられる場合がある。

また、特許文献１には、タービンを迂回するバイパス通路から排出される排気の流れ方向をＷＧＶ（バイパス弁）の開度によって制御する技術が開示されている。この特許文献１に記載の技術では、排気通路におけるバイパス通路との合流部よりも下流側に設けられた排気浄化触媒が過昇温する虞がある場合は、バイパス通路から排出される排気が通路壁面に衝突するようにＷＧＶの開度が制御される。

また、特許文献２にも、排気通路におけるバイパス通路との合流部よりも下流側に設けられた排気浄化触媒に対する、バイパス通路から排出される排気の流れ方向を、ＷＧＶの開度によって制御する技術が開示されている。この特許文献２に記載の技術では、内燃機関の冷間始動時には、バイパス通路から排出される排気が排気浄化触媒に直接的に当たるようにＷＧＶの開度が設定される。また、内燃機関の高負荷運転時に過給圧を低下させるべくＷＧＶを制御する際には、バイパス通路から排出される排気が排気浄化触媒に直接的に当たらないようにＷＧＶの開度が設定される。

特開２０１２−００２０９４号公報 特開２０１０−１８０７８１号公報

内燃機関の減速運転時に、該内燃機関での燃料噴射を停止する所謂フューエルカット制御が実行される場合がある。そして、内燃機関の排気通路に排気浄化触媒として三元触媒が設けられている構成において、フューエルカット制御が実行されると、該三元触媒に空気が流入することになる。その結果、三元触媒が酸化状態となる場合がある。そうなると、フューエルカット制御から復帰した際に（すなわち、内燃機関での燃料噴射が再開された際に）、三元触媒が十分に還元状態となるまでの間、該三元触媒におけるＮＯｘ浄化率が低下する虞がある。また、このような現象は、過給機のタービンをバイパスするバイパス通路との合流部よりも下流側の排気通路に三元触媒が設けられている構成においても同様に起こり得る。

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであって、内燃機関の排気通路に三元触媒が設けられた構成において、フューエルカット制御から復帰した際の該三元触媒におけるＮＯｘ浄化率の低下を抑制することを目的とする。

本発明に係る内燃機関の排気システムは、排気通路に設けられたタービンおよび吸気通
路に設けられたコンプレッサを有する過給機と、減速運転時に、燃料噴射を停止するフューエルカット制御を実行するフューエルカット制御実行部と、を備えた内燃機関における排気システムであって、前記タービンより上流で前記排気通路から分岐し、前記タービンより下流で前記排気通路に合流するバイパス通路と、前記バイパス通路の出口に設置され、前記バイパス通路の出口におけるガスの流路断面積を変更可能なウェイストゲートバルブと、前記排気通路における、前記バイパス通路との分岐部と前記バイパス通路との合流部との間に設置され、前記タービンを通過するガスの流路断面積を変更可能なターボバイパスバルブと、前記ウェイストゲートバルブの開度および前記ターボバイパスバルブの開度を制御するバルブ制御部と、前記排気通路における前記バイパス通路との合流部の直下流に設けられた三元触媒と、を備え、前記ウェイストゲートバルブが、その弁体部の片側が支持された状態で前記弁体部がスイングすることで開度が変化する構造のバルブであって、その開度が変化すると、前記バイパス通路の出口から流出するガスであるバイパスガスの流れ方向が変化するように構成されており、且つ、前記バイパスガスの流れ方向が変化すると、それに応じて、前記三元触媒の上流側端面上における前記バイパスガスの流入領域が変化するような位置に前記三元触媒が設けられており、前記フューエルカット制御実行部による前記フューエルカット制御の実行中は、前記バルブ制御部が、前記ターボバイパスバルブを全閉状態とすると共に前記ウェイストゲートバルブを第１所定開度で開弁状態とし、且つ、前記フューエルカット制御から復帰した際に、前記内燃機関に対して過給要求がない場合は、前記バルブ制御部が、前記ターボバイパスバルブを全閉状態に維持すると共に前記ウェイストゲートバルブの開度を前記第１所定開度とは異なる第２所定開度に制御するものであって、前記ウェイストゲートバルブの開度が前記第１所定開度に制御されたときと前記第２所定開度に制御されたときとでは、前記三元触媒の上流側端面上における前記バイパスガスの流入領域が異なる位置となるように、前記第１所定開度と前記第２所定開度とが設定されている。

本発明に係る内燃機関は、フューエルカット制御を実行するフューエルカット制御実行部を備えている。フューエルカット制御の実行中は、内燃機関に流入した空気が、燃焼に供されることなく該内燃機関から排出される。そのため、フューエルカット制御の実行中において排気通路を流れて三元触媒に流入するガスは空気である。そして、フューエルカット制御から復帰すると、三元触媒に流入するガスは排気（既燃ガス）となる。

また、本発明に係る内燃機関は過給機を備えている。そして、過給機のタービンをバイパスするバイパス通路の出口にはＷＧＶが設けられている。さらに、排気通路における、バイパス通路との分岐部とバイパス通路との合流部との間には、ターボバイパスバルブ（以下、「ＴＢＶ」と称する場合もある。）が設けられている。このような構成では、ＴＢＶの開度を調整することで、タービンを通過する排気の流路断面積を変更し、それによって、タービンを通過する排気の流量を直接制御することができる。そこで、本発明では、フューエルカット制御の実行中においては、バルブ制御部が、ＴＢＶを全閉状態とすると共にＷＧＶを開弁状態とする。さらに、フューエルカット制御から復帰した際に内燃機関に対して過給要求がない場合においても、バルブ制御部が、ＴＢＶを全閉状態に維持しつつＷＧＶを開弁状態とする。これにより、内燃機関から排出されたガス（空気）の略全量を、バイパス通路を通して流通させることができる。

また、本発明に係るＷＧＶは、その弁体部の片側が支持された状態で該弁体部がスイングすることで開度が変化する構造を有している。そして、ＷＧＶの開度が変化すると、バイパス通路の出口から流出するガスであるバイパスガスの流れ方向が変化するように構成されている。つまり、ＷＧＶが開弁状態にあるときは、該ＷＧＶによってバイパスガスの流れがガイドされるような構成となっている。さらに、本発明では、排気通路におけるバイパス通路との合流部の直下流に三元触媒が設けられている。より詳細には、バイパスガスの流れ方向が変化すると、それに応じて、三元触媒の上流側端面上におけるバイパスガ
スの流入領域が変化するような位置に三元触媒が設けられている。

そこで、本発明では、バルブ制御部が、フューエルカット制御の実行中はＷＧＶの開度を第１所定開度に制御する。そして、フューエルカット制御から復帰した際に内燃機関に対して過給要求がない場合は、バルブ制御部が、ＷＧＶの開度を第１所定開度とは異なる第２所定開度にする。このとき、ＷＧＶの開度が第１所定開度に制御されたときと第２所定開度に制御されたときとでは、三元触媒の上流側端面上におけるバイパスガスの流入領域が異なる位置となるように、該第１所定開度と該第２所定開度とが設定されている。

本発明によれば、フューエルカット制御の実行中においては、内燃機関から排出されたガス（空気）が、三元触媒の上流側端面の全体からではなくその一部の領域から該三元触媒に流入することになる。その結果、三元触媒の横断面方向の全領域ではなくその一部の領域を通って該三元触媒を空気が流れることになる。したがって、フューエルカット制御の実行中に酸化される部分を三元触媒の一部の部分に制限することができる。そして、フューエルカット制御から復帰した際には、三元触媒の上流側端面上における、該フューエルカット制御の実行中のガスの流入領域とは異なる領域から、内燃機関から排出されたガス（排気）が該三元触媒に流入することになる。その結果、三元触媒の横断面方向における、フューエルカット制御の実行中に酸化された領域以外の領域を通って該三元触媒を排気が流れることになる。つまり、フューエルカット制御から復帰した際に、三元触媒におけるＮＯｘ浄化機能が発揮され易い部分を通って排気が流れることになる。

したがって、本発明によれば、フューエルカット制御から復帰した際の三元触媒におけるＮＯｘ浄化率の低下を抑制することができる。なお、本発明においては、ＷＧＶの開度が第１所定開度に制御されたときと第２所定開度に制御されたときとで、三元触媒における、全てのガスが流通する領域が完全に異なっている必要はない。三元触媒において主にガスが流通する領域が、ＷＧＶの開度が第１所定開度に制御されたときと第２所定開度に制御されたときとで異なっていればよい。

また、本発明係る排気システムでは、ＷＧＶの開度を比較的小さい開度とすることで、バイパスガスを、三元触媒の上流側端面上における外周側の方向にガイドすることができる。また、ＷＧＶの開度を比較的大きい開度とすることで、バイパスガスを、三元触媒の上流側端面上における中央部付近の方向にガイドすることができる。そこで、本発明に係る排気システムにおいては、バルブ制御部によってＷＧＶの開度が第１所定開度に制御された場合、バイパスガスが、三元触媒の上流側端面上における第１所定領域に流入するように、第１所定開度が設定されていてもよい。ここで、第１所定領域は、三元触媒の上流側端面上の中央部を含んだ領域である第２所定領域よりも外側の領域である。さらに、バルブ制御部によってＷＧＶの開度が第２所定開度に制御された場合、バイパスガスが、三元触媒の上流側端面上における第２所定領域に流入するように、第２所定開度が第１所定開度よりも大きい開度に設定されていてもよい。これによれば、フューエルカット制御の実行中とフューエルカット制御から復帰したときとで、三元触媒の上流側端面上におけるバイパスガスの流入領域を異なる位置とすることができる。

また、本発明係る排気システムにおいては、フューエルカット制御から復帰した際に、内燃機関に対して過給要求がある場合は、バルブ制御部が、ＴＢＶを全開状態に制御すると共にＷＧＶの開度を要求過給圧に応じた開度に制御してもよい。この場合、フューエルカット制御から復帰した際には、ＷＧＶによってガイドされたバイパスガスのみならず、タービンを通過したガス（排気）も三元触媒に流入する。そのため、三元触媒の上流側端面の略全体から該三元触媒に排気が流入することになる。そのため、三元触媒における、フューエルカット制御の実行中に酸化された部分にも排気が流れることになる。しかしながら、このような場合であっても、フューエルカット制御の実行中に、三元触媒の横断面
方向の略全領域に亘って該三元触媒が酸化されてしまうような場合に比べて、フューエルカット制御から復帰した際の該三元触媒におけるＮＯｘ浄化率の低下を抑制することができる。

また、本発明に係る排気システムは、フューエルカット制御から復帰した際に、三元触媒に流入するガス（排気）の空燃比を理論空燃比よりも低いリッチ空燃比に低下させるリッチ化処理を実行するリッチ化処理実行部をさらに備えてもよい。フューエルカット制御から復帰した際にリッチ化処理実行部によってリッチ化処理を実行することで、三元触媒に保持されていた酸素をより早期に消費することができる。したがって、酸化状態となっていた三元触媒をより早期に還元状態とすることができるため、該三元触媒におけるＮＯｘ浄化機能をより早期に回復させることが可能となる。

さらに、リッチ化処理実行部は、フューエルカット制御の実行終了時における三元触媒での酸素保持量に応じて、リッチ化処理におけるガス（排気）の目標空燃比又はリッチ化処理の実行期間を決定してもよい。つまり、フューエルカット制御の実行終了時における三元触媒での酸素保持量が多いほどリッチ化処理における排気の目標空燃比をより低くしてもよい。また、フューエルカット制御の実行終了時における三元触媒での酸素保持量が多いほどリッチ化処理の実行期間を長くしてもよい。

この場合、フューエルカット制御の実行終了時における三元触媒での酸素保持量が多いほど、リッチ化処理のために消費される燃料の量が増加することになる。ここで、本発明では、上述したとおり、フューエルカット制御の実行中において、三元触媒の横断面方向の全領域ではなくその一部の領域を通って該三元触媒を空気が流れることになる。そのため、フューエルカット制御の実行中に三元触媒の横断面方向の略全領域に亘って空気が流れるような場合に比べて、該フューエルカット制御の実行終了時における三元触媒での酸素保持量を少なくすることができる。したがって、フューエルカット制御から復帰した際に実行するリッチ化処理のために消費される燃料の量を抑制することができる。

本発明によれば、フューエルカット制御から復帰した際の三元触媒におけるＮＯｘ浄化率の低下を抑制することができる。

実施例に係る内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図である。 実施例に係るＷＧＶの概略構成を示す図である。 フューエルカット制御の実行中における、ＴＢＶおよびＷＧＶの開度と、バイパスガス（空気）の流れとを示す図である。 フューエルカット制御から復帰した際に、内燃機関に対して過給要求がない場合における、ＴＢＶおよびＷＧＶの開度と、バイパスガス（排気）の流れとを示す図である。 三元触媒の上流側端面上におけるバイパスガスの流入領域について説明するための図である。 フューエルカット制御から復帰した際に、内燃機関に対して過給要求があった場合の、ＴＢＶおよびＷＧＶの開度と、ガス（排気）の流れを示す図である。 フューエルカット制御を実行する際のＴＢＶおよびＷＧＶの開度制御のフローを示すフローチャートである。 フューエルカット制御から復帰する際のＴＢＶおよびＷＧＶの開度制御のフローを示すフローチャートである。 実施例２に係る、リッチ化処理のフローを示すフローチャートである。

以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

＜実施例１＞
（概略構成）
以下、図面を用いて本発明の実施例について説明する。図１は、本実施例に係る内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、４つの気筒２を含む気筒群を備えた火花点火式の内燃機関（ガソリンエンジン）である。内燃機関１には、各吸気ポートへ燃料を噴射する燃料噴射弁３が設けられている。なお、燃料噴射弁３は、各気筒２内へ直接燃料を噴射するように構成されてもよい。また、各気筒２には、筒内の混合気に着火するための点火プラグ（図示略）が取り付けられている。

内燃機関１は、インテークマニホールド４０およびエキゾーストマニホールド５０と接続されている。インテークマニホールド４０には吸気通路４が接続されている。この吸気通路４の途中には、排気のエネルギを駆動源として作動する過給機６のコンプレッサ６０が設けられている。また、コンプレッサ６０よりも下流の吸気通路４には、吸気と外気とで熱交換を行うインタークーラ４２が設けられている。そして、インタークーラ４２よりも下流の吸気通路４には、スロットルバルブ４１が設けられている。スロットルバルブ４１は、吸気通路４における吸気の流路断面積を変更することで、内燃機関１の吸入空気量を調整する。また、スロットルバルブ４１より上流の吸気通路４には圧力センサ４４が設けられている。圧力センサ４４は、スロットルバルブ４１より上流側の吸気の圧力（すなわち、過給圧）に応じた電気信号を出力する。また、コンプレッサ６０よりも上流の吸気通路４には、エアフローメータ４３が設けられている。エアフローメータ４３は、吸気通路４内を流れる吸気（空気）の量（質量）に応じた電気信号を出力する。

一方、排気通路５の途中には過給機６のタービン６１が設けられている。また、排気通路５には、タービン６１を迂回するバイパス通路５２が設けられている。バイパス通路５２は、タービン６１よりも上流の排気通路５の分岐部５ｂから分岐し、タービン６１よりも下流の合流部５ｃに合流する。ここで、分岐部５ｂからタービン６１を経由して合流部５ｃに至る排気通路５をタービン側排気通路５ａと称する。そして、このタービン側排気通路５ａにおける分岐部５ｂとタービン６１との間にはターボバイパスバルブ（ＴＢＶ）５３が設けられている。ＴＢＶ５３は、タービン側排気通路５ａを流れる排気（すなわち、タービン６１を通過する排気）の流路断面積を変更することでタービン６１を通過する排気の流量を調整する。なお、ＴＢＶ５３は、タービン側排気通路５ａにおけるタービン６１と合流部５ｃとの間に設けられてもよい。

また、バイパス通路５２の出口５２ａにはウェイストゲートバルブ（ＷＧＶ）５４が設けられている。ＷＧＶ５４は、バイパス通路５２の出口５２ａにおける排気の流路断面積を変更することでバイパス通路５２を流れる排気の流量を調整する。また、排気通路５の合流部５ｃの直下流には、排気浄化触媒として三元触媒５１が設けられている。

図２は、ＷＧＶ５４の概略構成を示す図である。図２において、実線は、閉弁状態のＷＧＶ５４を表しており、一点鎖線は、開弁状態のＷＧＶ５４を表している。ＷＧＶ５４は、その弁体部５４ａの片側が駆動軸５４ｂによって支持された構造を有している。これにより、アクチュエータ（図示略）によって駆動軸５４ｂが回転させられると弁体部５４ａが該駆動軸５４ｂを中心にスイングし、それによってＷＧＶ５４の開度が変化するようになっている。そして、ＷＧＶ５４の開度が変化すると、バイパス通路５２の出口５２ａから流出するガスであるバイパスガスの流れ方向が変化するように構成されている。つまり
、ＷＧＶ５４が開弁状態にあるときは、該ＷＧＶ５４の弁体部５４ａにおける閉塞面（ＷＧＶ５４の閉弁時にバイパス通路５２の出口５２ａを閉塞する面）５４ｃによってバイパスガスの流れがガイドされるような構成となっている。さらに、本実施例では、三元触媒５１が排気通路５の合流部５ｃの直下流に設けられていることから、ＷＧＶ５４の開度が変化することでバイパスガスの流れ方向が変化すると、それに応じて、三元触媒５１の上流側端面上におけるバイパスガスの流入領域が変化する。ＷＧＶ５４の開度と、三元触媒５１の上流側端面上におけるバイパスガスの流入領域との相関関係については後述する。

そして、内燃機関１には電子制御ユニット（ＥＣＵ）１０が併設されている。ＥＣＵ１０は、内燃機関１の運転状態等を制御するユニットである。ＥＣＵ１０には、上記のエアフローメータ４３および圧力センサ４４に加え、クランクポジションセンサ１４、アクセルポジションセンサ１５等の各種センサが電気的に接続されている。クランクポジションセンサ１４は、内燃機関１の機関出力軸（クランクシャフト）の回転位置に相関する電気信号を出力するセンサである。アクセルポジションセンサ１５は、内燃機関１が搭載された車両のアクセルペダル１６の操作量（アクセル開度）に相関した電気信号を出力するセンサである。そして、これらのセンサの出力信号がＥＣＵ１０に入力される。ＥＣＵ１０は、クランクポジションセンサ１４の検出値に基づいて内燃機関１の機関回転速度を導出し、アクセルポジションセンサ１５の検出値に基づいて内燃機関１の機関負荷を導出する。

また、ＥＣＵ１０には、上記の各燃料噴射弁３、スロットルバルブ４１、ＴＢＶ５３、およびＷＧＶ５４等の各種機器が電気的に接続されている。ＥＣＵ１０は、上記のような各センサの検出値に基づいて、これら各種機器を制御する。つまり、スロットルバルブ４１、ＴＢＶ５３、およびＷＧＶ５４それぞれの開度はＥＣＵ１０によって制御される。なお、本実施例においては、ＴＢＶ５３およびＷＧＶ５４の開度を制御するＥＣＵ１０が、本発明に係る「バルブ制御部」に相当する。

（フューエルカット制御）
本実施例に係る内燃機関１では、その運転状態が減速運転となると、燃料噴射弁からの燃料噴射を停止するフューエルカット制御が実行される。ここで、フューエルカット制御が実行されると、内燃機関１に流入した空気が燃焼に供されることなく該内燃機関１から排出される。その結果、三元触媒５１に空気が流入することで、該三元触媒５１に多量の酸素が供給されることになる。そうなると、三元触媒５１が酸化状態となる（すなわち、三元触媒５１における酸素吸蔵材および貴金属が酸化された状態となる）場合がある。

フューエルカット制御の実行中に三元触媒５１が酸化状態となった場合であっても、該フューエルカット制御から復帰すれば、該三元触媒５１に排気（既燃ガス）が流入することで、該三元触媒５１に保持されていた酸素が排気中の燃料成分の酸化に消費され、該三元触媒５１が還元される。ただし、フューエルカット制御から復帰してから、すなわち、燃料噴射弁３からの燃料噴射が再開されてから、三元触媒５１が十分に還元状態となるまでにはある程度の時間がかかる。また、このときに、三元触媒５１においては、セリア（ＣｅＯ_２）等の酸素吸蔵材の還元が進んだ後で、ロジウム（Ｒｈ）等の貴金属が還元される。そのため、フューエルカット制御の実行中に三元触媒５１が酸化状態となると、該フューエルカット制御から復帰した際に、三元触媒５１が十分に還元状態となるまでの間、該三元触媒５１におけるＮＯｘ浄化率（三元触媒５１に流入するＮＯｘ量に対する該三元触媒５１において還元されるＮＯｘ量の比率）が低下する虞がある。

（ＴＢＶ，ＷＧＶの開度制御）
本実施例では、このような、フューエルカット制御から復帰した際の三元触媒５１におけるＮＯｘ浄化率の低下を抑制すべく、フューエルカット制御の実行中およびフューエル
カット制御からの復帰時におけるＴＢＶ５３およびＷＧＶ５４の開度を制御する。具体的には、フューエルカット制御の実行中はＴＢＶ５３を全閉状態に制御する。さらに、フューエルカット制御から復帰した際に、内燃機関１に対して過給要求がない場合には、ＴＢＶ５３を全閉状態に維持する。そして、ＴＢＶ５３を全閉状態に制御している間は、ＷＧＶ５４を開弁状態とする。これによれば、内燃機関１から排出されるガス（フューエルカット制御の実行中は空気、フューエルカット制御から復帰した際は排気（既燃ガス））の略全量が、バイパス通路５２を通って流通することになる。

さらに、フューエルカット制御の実行中と、該フューエルカット制御からの復帰時とでは、ＷＧＶ５４の開度を異なる開度に制御し、それによって、フューエルカット制御の実行中と、該フューエルカット制御からの復帰時とで、三元触媒５１の上流側端面上におけるバイパスガスの流入領域を異ならしめる。ここで、本実施例に係る、フューエルカット制御の実行中と、該フューエルカット制御からの復帰時とにおける、ＷＧＶ５４の開度について、図３〜５に基づいて説明する。図３は、フューエルカット制御の実行中における、ＴＢＶ５３およびＷＧＶ５４の開度と、バイパスガス（空気）の流れとを示す図である。図４は、フューエルカット制御から復帰した際に、内燃機関１に対して過給要求がない場合における、ＴＢＶ５３およびＷＧＶ５４の開度と、バイパスガス（排気）の流れとを示す図である。図３および図４において、矢印はガスの流れを表している。ここで、上述したように、図３および図４のいずれの場合においても、ＴＢＶ５３は全閉状態に制御されている。

また、図５は、三元触媒５１の上流側端面上におけるバイパスガスの流入領域について説明するための図である。図５（ａ）における斜線部Ａ１は、フューエルカット制御の実行中の、三元触媒５１の上流側端面５１ａ上におけるバイパスガスの流入領域を示している。すなわち、図５（ａ）における斜線部Ａ１は、ＷＧＶ５４の開度を図３に示す開度に制御した場合の、三元触媒５１の上流側端面５１ａ上におけるバイパスガスの流入領域を示している。以下、図５（ａ）において斜線部Ａ１で示す領域を第１所定領域と称する。また、図５（ｂ）における斜線部Ａ２は、フューエルカット制御から復帰した際に、内燃機関１に対して過給要求がない場合における、三元触媒５１の上流側端面５１ａ上におけるバイパスガスの流入領域を示している。すなわち、図５（ｂ）における斜線部Ａ２は、ＷＧＶ５４の開度を図４に示す開度に制御した場合の、三元触媒５１の上流側端面５１ａ上におけるバイパスガスの流入領域を示している。以下、図５（ｂ）において斜線部Ａ２で示す領域を第２所定領域と称する。

上述したように、本実施例では、ＷＧＶ５４の開度が変化するとバイパスガスの流れ方向が変化するように構成されている。さらに、ＷＧＶ５４の開度が変化することでバイパスガスの流れ方向が変化すると、それに応じて、三元触媒５１の上流側端面上におけるバイパスガスの流入領域が変化する。そこで、フューエルカット制御の実行中においては、図３に示すように、ＷＧＶ５４の開度を第１所定開度Ｄ１に制御する。第１所定開度Ｄ１は比較的小さい開度であって、ＷＧＶ５４の開度が第１所定開度Ｄ１に制御されると、排気通路５における合流部５ｃの直下流において、バイパスガスが、排気通路５における中央付近よりも外側に向って流れるようにガイドされる開度である。バイパスガスがこのような方向にガイドされると、図５（ａ）に示すような三元触媒５１の上流側端面５１ａ上における第１所定領域Ａ１にバイパスガスが流入する。ここで、第１所定領域Ａ１は、三元触媒５１の上流側端面５１ａ上の中央部を含んだ領域である第２所定領域Ａ２よりも外側の領域である。換言すれば、三元触媒５１の上流側端面５１ａ上における第１所定領域Ａ１にバイパスガスが流入するように、第１所定開度Ｄ１が設定されている。なお、このような場合でも、バイパスガスの全量が完全に第１所定領域Ａ１から三元触媒５１に流入する必要はなく、バイパスガスが主に第１所定領域Ａ１から流入すればよい。

一方で、フューエルカット制御から復帰した際には、図４に示すように、ＷＧＶ５４の開度を第２所定開度Ｄ２に制御する。第２所定開度Ｄ２は、第１所定開度Ｄ１よりも大きい開度であって、ＷＧＶ５４の開度が該第２所定開度Ｄ２に制御されると、排気通路５における合流部５ｃの直下流において、バイパスガスが、排気通路５における中央付近を流れるようにガイドされる開度である。なお、第２所定開度Ｄ２としては、全開状態に相当する開度を例示することができる。バイパスガスがこのような方向にガイドされると、図５（ｂ）に示すような三元触媒５１の上流側端面５１ａ上における、中央部を含んだ領域である第２所定領域Ａ２にバイパスガスが流入する。換言すれば、三元触媒５１の上流側端面５１ａ上における第２所定領域Ａ２にバイパスガスが流入するように、第２所定開度Ｄ２が設定されている。なお、このような場合でも、バイパスガスの全量が完全に第２所定領域Ａ２から三元触媒５１に流入する必要はなく、バイパスガスが主に第２所定領域Ａ２から流入すればよい。

図５（ａ）または図５（ｂ）に示すように、三元触媒５１の上流側端面５１ａの全体からではなくその一部の領域（第１所定領域Ａ１または第２所定領域Ａ２）からバイパスガスが該三元触媒５１に流入すると、該三元触媒５１の横断面方向の全領域ではなくその一部の領域を通って該三元触媒５１をバイパスが流れることになる。つまり、図５（ａ）に示すように、三元触媒５１の上流側端面５１ａにおける第１所定領域Ａ１からバイパスガスが流入した場合は、該三元触媒５１における、該第１所定領域Ａ１を上流側端面として該三元触媒５１の軸方向に延びる部分を通ってバイパスが流れることになる。また、図５（ｂ）に示すように、三元触媒５１の上流側端面５１ａにおける第２所定領域Ａ２からバイパスガスが流入した場合は、該三元触媒５１における、該第２所定領域Ａ２を上流側端面として該三元触媒５１の軸方向に延びる部分を通ってバイパスが流れることになる。したがって、三元触媒５１の上流側端面５１ａにおける第１所定領域Ａ１からバイパスガスが流入した場合（図５（ａ））と、三元触媒５１の上流側端面５１ａにおける第２所定領域Ａ２からバイパスガスが流入した場合（図５（ｂ））とでは、三元触媒５１の横断面方向において異なる領域を通ってバイパスガスが流れることになる。

そして、上記のように、フューエルカット制御の実行中には、三元触媒５１の上流側端面５１ａにおける第１所定領域Ａ１からバイパスガス（空気）が流入するように該バイパスガスをガイドすることで、該フューエルカット制御の実行中に酸化される部分を該三元触媒５１の一部の部分、すなわち、第１所定領域Ａ１を上流側端面として該三元触媒５１の軸方向に延びる部分に制限することができる。つまり、三元触媒５１における、第１所定領域Ａ１を上流側端面として該三元触媒５１の軸方向に延びる部分以外の部分が、フューエルカット制御の実行中に酸化されることを抑制することができる。

さらに、フューエルカット制御から復帰した際には、三元触媒５１の上流側端面５１ａにおける第２所定領域Ａ２からバイパスガス（排気）が流入するように該バイパスガスをガイドすることで、該三元触媒５１における、フューエルカット制御の実行中に酸化された部分以外の部分、すなわち、第２所定領域Ａ２を上流側端面として該三元触媒５１の軸方向に延びる部分を通してバイパスガスを流通させることができる。つまり、フューエルカット制御から復帰した際に、三元触媒５１におけるＮＯｘ浄化機能が発揮され易い部分を流通させることが可能となる。したがって、フューエルカット制御から復帰した際の三元触媒５１におけるＮＯｘ浄化率の低下を抑制することができる。

また、フューエルカット制御から復帰した際に、内燃機関１に対して過給要求がある場合がある。図６は、本実施例において、フューエルカット制御から復帰した際に、内燃機関１に対して過給要求があった場合の、ＴＢＶ５３およびＷＧＶ５４の開度と、ガス（排気）の流れを示す図である。図６においても、矢印はガスの流れを表している。本実施例において、フューエルカット制御から復帰した際に、内燃機関１に対して過給要求があっ
た場合、図６に示すように、ＴＢＶ５３を全開状態に制御する。そして、ＷＧＶ５４の開度を要求過給圧に応じた開度に制御する。この場合、フューエルカット制御から復帰した際に、ＷＧＶ５４によってガイドされたバイパスガス（排気）のみならず、タービン側排気通路５ａを通ってタービン６１を通過したガス（排気）も三元触媒５１に流入する。そのため、三元触媒５１の上流側端面５１ａの略全体から該三元触媒５１に排気が流入することになる。

したがって、三元触媒５１において、その横断面方向における略全領域を通って排気が流れることになる。その結果、フューエルカット制御から復帰した際に、内燃機関１に対して過給要求があった場合は、三元触媒５１における、フューエルカット制御の実行中に酸化された部分にも排気が流れることになる。しかしながら、本実施例では、フューエルカット制御の実行中に酸化される部分は三元触媒５１の一部に制限されている。そのため、フューエルカット制御から復帰した際に、三元触媒５１において、その横断面方向における略全領域を通って排気が流れる場合であっても、排気の一部は、該三元触媒５１における、フューエルカット制御の実行中に酸化された部分以外の部分を流れることになる。したがって、フューエルカット制御の実行中に、三元触媒５１の上流側端面５１ａの略全体から該三元触媒５１に空気が流入することで、該三元触媒５１の横断面方向の略全領域に亘って該三元触媒５１が酸化されてしまうような場合に比べて、フューエルカット制御から復帰した際の該三元触媒５１におけるＮＯｘ浄化率の低下を抑制することができる。

（制御フロー）
次に、フューエルカット制御を実行する際、および、フューエルカット制御から復帰する際の、ＴＢＶおよびＷＧＶの開度制御のフローについて、図７および図８に基づいて説明する。図７は、フューエルカット制御を実行する際のＴＢＶおよびＷＧＶの開度制御のフローを示すフローチャートである。図８は、フューエルカット制御から復帰する際のＴＢＶおよびＷＧＶの開度制御のフローを示すフローチャートである。これらのフローは、ＥＣＵ１０に予め記憶されたプログラムが実行されることで実現される。

先ず、フューエルカット制御を実行する際のＴＢＶおよびＷＧＶの開度制御のフローについて説明する。図７に示すフローでは、Ｓ１０１において、フューエルカットフラグ（Ｆ／Ｃフラグ）がＯＦＦからＯＮとなった否かが判別される。ここで、フューエルカットフラグは、内燃機関１の運転状態が減速運転となりフューエルカット制御の実行条件が成立したときにＯＦＦからＯＮに切り換えられるフラグである。Ｓ１０１において否定判定された場合、本フローの実行が一旦終了される。

一方、Ｓ１０１において肯定判定された場合は、フューエルカット制御が実行される。フューエルカット制御は、本フローとは異なる燃料噴射制御のフローがＥＣＵ１０によって実行され、燃料噴射弁３からの燃料噴射が停止されることで実現される。本実施例では、このようにフューエルカット制御を実行するＥＣＵ１０が、本発明に係る「フューエルカット制御実行部」に相当する。なお、フューエルカット制御からの復帰条件が成立するまで、フューエルカットフラグはＯＮに維持される。そして、フューエルカットフラグがＯＮに維持されている間は、フューエルカット制御が継続される。すなわち、燃料噴射弁３からの燃料噴射の停止が継続される。

そして、本フローでは、Ｓ１０１において肯定判定された場合は、次にＳ１０２において、ＴＢＶ５３が全閉状態に制御されるとともに、ＷＧＶ５４の開度が第１所定開度Ｄ１に制御される。上述したように、第１所定開度Ｄ１は、三元触媒５１の上流側端面５１ａ上における第１所定領域Ａ１にバイパスガスが流入するように設定された開度である。このような第１所定開度Ｄ１は、実験等に基づいて予め定めることができる。そして、フューエルカット制御の継続中は、ＴＢＶ５３が全閉状態に維持されるとともに、ＷＧＶ５４
の開度が第１所定開度Ｄ１に維持される。

次に、フューエルカット制御から復帰する際のＴＢＶおよびＷＧＶの開度制御のフローについて説明する。図８に示すフローでは、Ｓ２０１において、フューエルカットフラグ（Ｆ／Ｃフラグ）がＯＮからＯＦＦとなった否かが判別される。ここで、内燃機関１の減速運転中にアクセル開度が増大することでフューエルカット制御からの復帰条件が成立すると、フューエルカットフラグがＯＮからＯＦＦとなる。Ｓ２０１において否定判定された場合は、本フローの実行が一旦終了される。この場合、フューエルカットフラグはＯＮに維持されるため、フューエルカット制御が継続される。一方、Ｓ２０１において肯定判定された場合は、内燃機関１がフューエルカット制御から復帰する。つまり、本フローとは異なる燃料噴射制御のフローがＥＣＵ１０によって実行されることで、内燃機関１での燃料噴射弁３からの燃料噴射が再開される。

そして、本フローでは、Ｓ２０１において肯定判定された場合、次にＳ２０２において、内燃機関１に対して過給要求があるか否かが判別される。ここで、フューエルカットフラグがＯＮからＯＦＦとなったときの、アクセルポジションセンサ１５によって検出されるアクセル開度に応じて定まる要求機関負荷に基づいて、内燃機関１に対して過給要求があるか否かが判別される。つまり、要求機関負荷が所定機関負荷より高く過給領域に属するときは、内燃機関１に対して過給要求があると判定される。一方、要求機関負荷が所定機関負荷以下であり自然給気領域に属するときは、内燃機関１に対して過給要求はないと判定される。

Ｓ２０２において否定判定された場合、すなわち、内燃機関１に対して過給要求がない場合は、次にＳ２０３において、ＴＢＶ５３が全閉状態に維持されるとともに、ＷＧＶ５４の開度が第２所定開度Ｄ２に制御される。上述したように、第２所定開度Ｄ２は、第１所定開度Ｄ１よりも大きい開度（例えば、全開状態に相当する開度）であって、三元触媒５１の上流側端面５１ａ上における第２所定領域Ａ２にバイパスガスが流入するように設定された開度である。このような第２所定開度Ｄ２は、実験等に基づいて予め定めることができる。

一方、Ｓ２０２において肯定判定された場合、すなわち、内燃機関１に対して過給要求がある場合は、次にＳ２０４において目標ＷＧＶ開度が算出される。ＥＣＵ１０には、要求過給圧と目標ＷＧＶ開度との関係がマップまたは関数としてＥＣＵ１０に記憶されている。Ｓ２０４では、このマップまたは関数を用いて、要求過給圧に応じた目標ＷＧＶ開度が算出される。次に、Ｓ２０５において、ＴＢＶ５３が全開状態に制御されるとともに、ＷＧＶ５４の開度が、Ｓ２０４で算出された目標ＷＧＶ開度に制御される。

なお、Ｓ２０２において否定判定され、Ｓ２０３において、ＴＢＶ５３が全閉状態に維持されるとともに、ＷＧＶ５４の開度が第２所定開度Ｄ２に制御された場合、内燃機関１に対して過給要求があるまで、これらの開度が維持されてもよい。そして、内燃機関１に対して過給要求があったときに、Ｓ２０５と同様、ＴＢＶ５３が全開状態に制御されるとともに、ＷＧＶ５４の開度が、要求過給圧に応じた目標ＷＧＶ開度に制御されてもよい。

上記のような図７および図８に示す制御フローによりＴＢＶ５３およびＷＧＶ５４の開度が制御されることで、フューエルカット制御から復帰した際の該三元触媒５１におけるＮＯｘ浄化率の低下を抑制することができる。

なお、本実施例においては、ＷＧＶ５４の第１所定開度Ｄ１を、三元触媒５１の上流側端面５１ａ上におけるバイパスガスが流入する領域が、該上流側端面５１ａ上の中央部を含んだ領域である第２所定領域Ａ２よりも外側の第１所定領域Ａ１となるような開度に設
定した。また、ＷＧＶ５４の第２所定開度Ｄ２を、三元触媒５１の上流側端面５１ａ上におけるバイパスガスが流入する領域が、該上流側端面５１ａ上の中央部を含んだ領域である第２所定領域Ａ２となるような開度に設定した。ただし、本実施例に係る第１所定開度Ｄ１および第２所定開度Ｄ２は、このような開度に限られるものではない。つまり、ＷＧＶ５４の開度が第１所定開度Ｄ１に制御されたときと第２所定開度Ｄ２に制御されたときとでは、三元触媒５１の上流側端面５１ａ上におけるバイパスガスの流入領域が異なる位置となるように、該第１所定開度Ｄ１と第２所定開度Ｄ２とが設定されていれば、上述した本実施例に係る効果を得ることができる。

＜実施例２＞
本実施例に係る内燃機関とその吸排気系の概略構成は、上述した実施例１と同様である。また、本実施例においても、フューエルカット制御の実行中およびフューエルカット制御からの復帰時には、上述した実施例１と同様のＴＢＶ５３およびＷＧＶ５４の開度制御が実行される。ただし、本実施例においては、フューエルカット制御から復帰した際に、三元触媒５１に流入するガス（排気）の空燃比を理論空燃比よりも低いリッチ空燃比に低下させるリッチ化処理を実行する点で、実施例１と異なっている。

リッチ化処理は、エアフローメータ４３によって検出される吸入空気量に対する燃料噴射弁３からの燃料噴射量を通常時（すなわち、混合気の空燃比を理論空燃比に制御するとき）よりも増加させることで実行される。つまり、リッチ化処理では、燃料噴射弁３からの燃料噴射量が、アクセル開度に応じた機関負荷に対応する量よりも増加される。このリッチ化処理を実行することで、通常時よりも多くの燃料成分を三元触媒５１に供給することができる。そのため、三元触媒５１に保持されていた酸素をより早期に消費することができる。したがって、酸化状態となっていた三元触媒５１をより早期に還元状態とすることができるため、該三元触媒５１におけるＮＯｘ浄化機能をより早期に回復させることが可能となる。

ここで、本実施例に係るリッチ化処理のフローについて、図９に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ＥＣＵ１０に予め記憶されたプログラムが実行されることで実現される。なお、本実施例においては、ＥＣＵ１０が本フローを実現することによって、本発明に係る「リッチ化処理実行部」が実現される。

本フローでは、先ずＳ３０１において、フューエルカットフラグ（Ｆ／Ｃフラグ）がＯＮからＯＦＦとなった否かが判別される。このＳ３０１での処理は、図８に示すフローにおけるＳ２０１での処理と同様である。Ｓ３０１において否定判定された場合は、本フローの実行が一旦終了される。この場合、フューエルカットフラグはＯＮに維持されるため、フューエルカット制御が継続される。

一方、Ｓ３０１において肯定判定された場合、次にＳ３０２において、後述するステップで実行されるリッチ化処理におけるガス（排気）の目標空燃比が設定される。ここで、本実施例では、ＥＣＵ１０が、三元触媒５１での酸素保持量を随時演算している。三元触媒５１での酸素保持量は、該三元触媒５１に単位時間あたりに吸蔵される酸素量（増加量）と、該三元触媒５１における酸化反応のために単位時間あたりに消費される酸素量（減少量）とを積算することで算出される。このＥＣＵ１０による三元触媒５１での酸素保持量の演算はフューエルカット制御の実行中も行われる。

そして、フューエルカット制御の実行中は三元触媒５１への酸素供給量が増加する。そのため、フューエルカット制御の実行中は三元触媒５１での酸素保持量は当然増加する。ただし、本実施例においても、実施例１と同様のＴＢＶ５３およびＷＧＶ５４の開度制御が実行されることで、フューエルカット制御の実行中に三元触媒５１においてバイパスガ
ス（空気）が流れる部分が、第１所定領域Ａ１を上流側端面として該三元触媒５１の軸方向に延びる部分に制限される。そのため、フューエルカット制御の実行中に三元触媒５１の横断面方向の略全領域に亘って空気が流れるような場合に比べて、フューエルカット制御の実行中における該三元触媒５１での酸素保持量の増加量が少なくなる。ＥＣＵ１０では、このような、フューエルカット制御の実行中に三元触媒５１においてバイパスガス（空気）が流れる部分が制限される点も踏まえて、フューエルカット制御の実行中における三元触媒５１での酸素保持量の演算が行われる。

そして、Ｓ３０２では、フューエルカット制御の実行終了時における三元触媒５１での酸素保持量に応じて、リッチ化処理における排気の目標空燃比が設定される。つまり、フューエルカット制御の実行終了時における三元触媒５１での酸素保持量が多いほど、リッチ化処理における排気の目標空燃比が低い値に設定される。なお、フューエルカット制御の実行終了時における三元触媒５１での酸素保持量と、リッチ化処理における排気の目標空燃比との相関関係は、実験等に基づいて予め定められており、ＥＣＵ１０にマップまたは関数として記憶されている。Ｓ３０２では、このマップまたは関数を用いて、リッチ化処理における排気の目標空燃比が設定される。

次に、Ｓ３０３において、内燃機関１での燃料噴射弁３からの燃料噴射が再開される。つまり、内燃機関１がフューエルカット制御から復帰する。そして、それと同時に、リッチ化処理の実行が開始される。このリッチ化処理の実行中においては、排気の空燃比が、Ｓ３０２で設定された目標空燃比となるように、燃料噴射弁３からの燃料噴射量が制御される。

次に、Ｓ３０４において、Ｓ３０３でリッチ化処理の実行が開始されてから所定リッチ期間が経過したか否かが判別される。ここで、所定リッチ期間は、リッチ化処理が実行されることで三元触媒５１が十分に還元状態となると想定される期間である。この所定リッチ期間は実験等に基づいて予め定められている。Ｓ３０４において否定判定された場合、該Ｓ３０４の処理が再度実行される。つまり、リッチ化処理の実行が開始されてから所定リッチ期間が経過までの間、リッチ化処理の実行が継続される。一方、Ｓ３０４において肯定判定された場合、次にＳ３０５において、リッチ化処理の実行が停止される。つまり、燃料噴射弁３からの燃料噴射量が、アクセル開度に応じた機関負荷に対応する量まで減少される。なお、本実施例においては、フューエルカット制御から復帰した際に、内燃機関１に対して過給要求がないために、ＴＢＶ５３が全閉状態に維持されるとともに、ＷＧＶ５４の開度が第２所定開度Ｄ２に制御された場合、リッチ化処理の実行が停止されたタイミングで、ＴＢＶ５３およびＷＧＶ５４の開度を、通常の内燃機関１の運転状態に応じた開度に制御するようにしてもよい。

上記のように、リッチ化処理においては、フューエルカット制御の実行終了時における三元触媒５１での酸素保持量に応じて排気の目標空燃比が設定される。そして、本実施例においても、実施例１と同様のＴＢＶ５３およびＷＧＶ５４の開度制御が実行されることで、フューエルカット制御の実行中に三元触媒５１の横断面方向の略全領域に亘って空気が流れるような場合に比べて、フューエルカット制御の実行終了時における三元触媒５１での酸素保持量を少なくすることができる。したがって、本実施例によれば、フューエルカット制御の実行中に三元触媒５１の横断面方向の略全領域に亘って空気が流れるような場合に比べて、リッチ化処理における排気の目標空燃比を高く設定することができる。これにより、フューエルカット制御から復帰した際に実行するリッチ化処理のために消費される燃料の量を抑制することが可能となる。

なお、本実施例においては、リッチ化処理における排気の目標空燃比に代えて、または、該目標空燃比に加えて、リッチ化処理の実行期間である所定リッチ期間の長さを、フュ
ーエルカット制御の実行終了時における三元触媒５１での酸素保持量に応じて設定してもよい。つまり、フューエルカット制御の実行終了時における三元触媒５１での酸素保持量が多いほど、所定リッチ期間を大きい値に設定してもよい。この場合、フューエルカット制御の実行終了時における三元触媒５１での酸素保持量と、所定リッチ期間との相関関係が予め定められ、ＥＣＵ１０にマップまたは関数として記憶される。そして、このマップまたは関数を用いて、所定リッチ期間が設定される。

本実施例によれば、このように、フューエルカット制御の実行終了時における三元触媒５１での酸素保持量に応じて所定リッチ期間が設定されるときには、フューエルカット制御の実行中に三元触媒５１の横断面方向の略全領域に亘って空気が流れるような場合に比べて、所定リッチ期間を短く設定することができる。そのため、フューエルカット制御から復帰した際に実行するリッチ化処理のために消費される燃料の量を抑制することが可能となる。

また、本実施例においては、三元触媒５１よりも下流側の排気通路５に空燃比センサを設けてもよい。この空燃比センサは、三元触媒５１から流出する排気（以下、「流出排気」と称する場合もある。）の空燃比を検出する。この場合、リッチ化処理の実行中において、空燃比センサによって検出される流出排気の空燃比が、該リッチ化処理を停止させる閾値である所定空燃比以下となった時に、リッチ化処理の実行を停止してもよい。ここで、リッチ化処理が実行されることで三元触媒５１に供給される燃料成分が該三元触媒５１に保持されていた酸素によって酸化されている間は、流出排気の空燃比は理論空燃比に維持される。そして、三元触媒５１に保持されていた全ての酸素が燃料成分の酸化ために消費されると、該三元触媒５１から燃料成分がすり抜けるため、流出排気の空燃比が理論空燃比より低いリッチ空燃比となる。そこで、所定空燃比は、理論空燃比より低いリッチ空燃比であって、三元触媒５１に保持されていた全ての酸素が燃料成分の酸化ために消費されたと判断できる空燃比として実験等に基づいて予め定められる。

リッチ化処理の実行停止タイミングを上記のように決定する場合においても、フューエルカット制御の実行終了時における三元触媒５１での酸素保持量が多いほど、リッチ化処理の実行期間が長くなる。したがって、本実施例によれば、リッチ化処理の実行停止タイミングを上記のように決定するときにおいても、フューエルカット制御の実行中に三元触媒５１の横断面方向の略全領域に亘って空気が流れるような場合に比べて、リッチ化処理の実行期間を短くすることができる。そのため、フューエルカット制御から復帰した際に実行するリッチ化処理のために消費される燃料の量を抑制することが可能となる。

１・・・内燃機関
４・・・吸気通路
５・・・排気通路
５ａ・・タービン側排気通路
６・・・過給機
１０・・ＥＣＵ
１５・・アクセルポジションセンサ
４０・・インテークマニホールド
４１・・スロットルバルブ
４３・・エアフローメータ
４４・・圧力センサ
５１・・排気浄化触媒
５２・・バイパス通路
５３・・ターボバイパスバルブ（ＴＢＶ）
５４・・ウェイストゲートバルブ（ＷＧＶ）
６０・・コンプレッサ
６１・・タービン

Claims (4)

1. 排気通路に設けられたタービンおよび吸気通路に設けられたコンプレッサを有する過給機と、
   減速運転時に、燃料噴射を停止するフューエルカット制御を実行するフューエルカット制御実行部と、を備えた内燃機関における排気システムであって、
   前記タービンより上流で前記排気通路から分岐し、前記タービンより下流で前記排気通路に合流するバイパス通路と、
   前記バイパス通路の出口に設置され、前記バイパス通路の出口におけるガスの流路断面積を変更可能なウェイストゲートバルブと、
   前記排気通路における、前記バイパス通路との分岐部と前記バイパス通路との合流部との間に設置され、前記タービンを通過するガスの流路断面積を変更可能なターボバイパスバルブと、
   前記ウェイストゲートバルブの開度および前記ターボバイパスバルブの開度を制御するバルブ制御部と、
   前記排気通路における前記バイパス通路との合流部の直下流に設けられた三元触媒と、を備え、
   前記ウェイストゲートバルブが、その弁体部の片側が支持された状態で前記弁体部がスイングすることで開度が変化する構造のバルブであって、その開度が変化すると、前記バイパス通路の出口から流出するガスであるバイパスガスの流れ方向が変化するように構成されており、且つ、
   前記バイパスガスの流れ方向が変化すると、それに応じて、前記三元触媒の上流側端面上における前記バイパスガスの流入領域が変化するような位置に前記三元触媒が設けられており、
   前記フューエルカット制御実行部による前記フューエルカット制御の実行中は、前記バルブ制御部が、前記ターボバイパスバルブを全閉状態とすると共に前記ウェイストゲートバルブを第１所定開度で開弁状態とし、且つ、前記フューエルカット制御から復帰した際に、前記内燃機関に対して過給要求がない場合は、前記バルブ制御部が、前記ターボバイパスバルブを全閉状態に維持すると共に前記ウェイストゲートバルブの開度を前記第１所定開度とは異なる第２所定開度に制御するものであって、
   前記ウェイストゲートバルブの開度が前記第１所定開度に制御されたときと前記第２所定開度に制御されたときとでは、前記三元触媒の上流側端面上における前記バイパスガスの流入領域が異なる位置となるように、前記第１所定開度と前記第２所定開度とが設定されている内燃機関の排気システム。
2. 前記バルブ制御部によって前記ウェイストゲートバルブの開度が前記第１所定開度に制御された場合、前記バイパスガスが、前記三元触媒の上流側端面上における第１所定領域であって、前記三元触媒の上流側端面上の中央部を含んだ領域である第２所定領域よりも外側の領域である前記第１所定領域に流入するように、前記第１所定開度が設定されており、
   前記バルブ制御部によって前記ウェイストゲートバルブの開度が前記第２所定開度に制御された場合、前記バイパスガスが、前記三元触媒の上流側端面上における前記第２所定領域に流入するように、前記第２所定開度が前記第１所定開度よりも大きい開度に設定されている請求項１に記載の内燃機関の排気システム。
3. 前記フューエルカット制御から復帰した際に、前記内燃機関に対して過給要求がある場合は、前記バルブ制御部が、前記ターボバイパスバルブを全開状態に制御すると共に前記ウェイストゲートバルブの開度を要求過給圧に応じた開度に制御する請求項１又は２に記載の内燃機関の排気システム。
4. 前記フューエルカット制御から復帰した際に、前記三元触媒に流入するガスの空燃比を理論空燃比よりも低いリッチ空燃比に低下させるリッチ化処理を実行するリッチ化処理実行部をさらに備え、
   前記リッチ化処理実行部が、前記フューエルカット制御の実行終了時における前記三元触媒での酸素保持量に応じて、前記リッチ化処理におけるガスの目標空燃比又は前記リッチ化処理の実行期間を決定する請求項１から３のいずれか一項に記載の内燃機関の排気システム。

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