(57)【要約】【課題】本発明は、内燃機関の制御装置に関し、ツインエントリーターボチャージャのタービンハウジングの局所的な温度過上昇を確実に抑制することを目的とする。【解決手段】本発明の内燃機関の制御装置は、二つの入口を有するタービンを備えたターボチャージャと、複数気筒を有する内燃機関のうちの第１の気筒群の排気ガスをタービンの一方の入口に流入させる第１の排気通路と、第２の気筒群の排気ガスをタービンの他方の入口に流入させ、且つ、第１の排気通路より表面積が小さい第２の排気通路と、内燃機関の運転条件が高排気温度領域にあるか否かを判定する判定手段と、運転条件が高排気温度領域にあると判定された場合に、第２の気筒群のうちの少なくとも一つの気筒の空燃比が理論空燃比よりリッチになるように補正する空燃比補正手段と、を備える。【選択図】図２
2010121534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二つの入口を有するタービンを備えたターボチャージャと、
複数気筒を有する内燃機関のうちの第１の気筒群の排気ガスを前記タービンの一方の入口に流入させる第１の排気通路と、
前記内燃機関のうちの第２の気筒群の排気ガスを前記タービンの他方の入口に流入させ、且つ、前記第１の排気通路より表面積が小さい第２の排気通路と、
前記内燃機関の運転条件が高排気温度領域にあるか否かを判定する判定手段と、
前記運転条件が前記高排気温度領域にあると判定された場合に、前記第２の気筒群のうちの少なくとも一つの気筒の空燃比が理論空燃比よりリッチになるように補正する空燃比補正手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記タービンをバイパスして排気ガスを通すウェイストゲートと、
前記ウェイストゲートを開閉するウェイストゲート弁と、
を備え、
前記空燃比補正手段は、補正対象の気筒の空燃比のリッチ度合いを、前記ウェイストゲート弁の開度に応じて補正する手段を含むことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記空燃比補正手段は、前記運転条件が前記高排気温度領域にあると判定された場合に、前記第１の気筒群のうちの少なくとも一つの気筒の空燃比が理論空燃比よりリーンになるように補正する手段を含むことを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
タービンの入口を二つ備えたツインエントリーターボチャージャが知られている（例えば、下記特許文献１参照）。このツインエントリーターボチャージャは、多気筒内燃機関の排気脈動が相互に干渉することを防止し、高出力化を図る等の目的で採用される。ツインエントリーターボチャージャを備えた内燃機関においては、複数の気筒を、排気行程が隣り合わない気筒のグループに分け、排気ガスを各グループ毎に独立してタービンの入口まで導くように構成されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３２４７６号公報
【特許文献２】特開２００７−１５４８３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ツインエントリーターボチャージャを備えた直列４気筒型エンジンの場合を例に説明する。このエンジンにおいては、１番および４番気筒の排気ガスを集合させてタービンの一方の入口に流入させ、２番および３番気筒の排気ガスを集合させてタービンの他方の入口に流入させる。この場合、２番および３番気筒は、互いに隣接しているので、それらの排気マニホールドの長さは短い。よって、２番および３番気筒の排気マニホールドは、表面積が小さく、放熱量が少ない。これに対し、１番および４番気筒は、離れているので、それらの排気マニホールドの長さは長くなる。よって、１番および４番気筒の排気マニホールドは、表面積が大きく、放熱量が多い。このようなことから、２番および３番気筒からタービンに流入する排気ガスの温度は、１番および４番気筒からタービンに流入する排気ガスの温度よりも高くなる。このため、タービンハウジングにおいて、２番および３番気筒から流入する排気ガスが当たる部分の壁の温度が高くなり易い。
【０００５】
また、２番および３番気筒の排気マニホールドは、１番および４番気筒の排気マニホールドと比べ、長さが短い分、曲率半径が小さくなる。よって、２番および３番気筒の排気マニホールド内では、排気ガス流の曲がりが大きくなるので、排気ガスの流れが片側の壁に偏り易い。このため、２番および３番気筒からの排気ガスは、タービンハウジングに流入した後も、偏流し易い。その結果、排気ガスが当たる部分の壁が特に集中して加熱されることになる。
【０００６】
このようなことから、タービンハウジングにおいて、２番および３番気筒からの排気ガスが当たる部分の壁の温度が特に上昇し易い。排気温度の高くなる高回転高負荷運転時には、タービンハウジングを保護するため、その部分の壁の温度が過度に上昇しないように、何らかの配慮をする必要がある。
【０００７】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ツインエントリーターボチャージャのタービンハウジングの局所的な温度過上昇を確実に抑制することのできる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
二つの入口を有するタービンを備えたターボチャージャと、
複数気筒を有する内燃機関のうちの第１の気筒群の排気ガスを前記タービンの一方の入口に流入させる第１の排気通路と、
前記内燃機関のうちの第２の気筒群の排気ガスを前記タービンの他方の入口に流入させ、且つ、前記第１の排気通路より表面積が小さい第２の排気通路と、
前記内燃機関の運転条件が高排気温度領域にあるか否かを判定する判定手段と、
前記運転条件が前記高排気温度領域にあると判定された場合に、前記第２の気筒群のうちの少なくとも一つの気筒の空燃比が理論空燃比よりリッチになるように補正する空燃比補正手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記タービンをバイパスして排気ガスを通すウェイストゲートと、
前記ウェイストゲートを開閉するウェイストゲート弁と、
を備え、
前記空燃比補正手段は、補正対象の気筒の空燃比のリッチ度合いを、前記ウェイストゲート弁の開度に応じて補正する手段を含むことを特徴とする。
【００１０】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記空燃比補正手段は、前記運転条件が前記高排気温度領域にあると判定された場合に、前記第１の気筒群のうちの少なくとも一つの気筒の空燃比が理論空燃比よりリーンになるように補正する手段を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
第１の発明によれば、ターボチャージャのタービンの上流側の排気通路が互いに分離された第１気筒群および第２気筒群を備える内燃機関において、運転条件が高排気温度領域にあると判定された場合に、タービンの上流側の排気通路の表面積が小さい第２の気筒群のうちの少なくとも一つの気筒の空燃比が理論空燃比よりリッチになるように補正することができる。第２の気筒群からタービンに流入する排気ガスは、排気通路の表面積が小さく、放熱量が少ないため、高温である。このため、排気温度が高くなる運転条件のときには、第２の気筒群からの排気ガスが当たる部分のタービンハウジングの温度が上昇し易い。このような場合に、第１の発明によれば、第２の気筒群から出る排気ガスの温度を低下させることができる。よって、タービンハウジング温度の上昇を確実に抑制することができる。また、このとき、第１の気筒群については、空燃比をリッチにしないので、燃料を節約でき、燃費を改善することができる。
【００１２】
第２の発明によれば、空燃比をリッチにする気筒のリッチ度合いを、ウェイストゲート弁の開度に応じて補正することができる。ウェイストゲート弁が開くと、タービンに流入する排気ガスの量が変化する。このため、タービンハウジングの温度は、ウェイストゲート弁の開度に応じて変化する。第２の発明によれば、ウェイストゲート弁の開度に応じ、空燃比のリッチ度合いを必要且つ十分な値に調整することができる。このため、タービンハウジング温度の上昇をより確実に抑制することができ、また、燃料を更に節約することができる。
【００１３】
第３の発明によれば、内燃機関の運転条件が高排気温度領域にあると判定された場合に、第１の気筒群のうちの少なくとも一つの気筒の空燃比が理論空燃比よりリーンになるように補正することができる。これにより、燃料を更に節約することができる。また、排気浄化触媒に流入する排気ガスの空燃比を理論空燃比の近傍に維持することができるので、エミッションの悪化を確実に回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。図１に示すように、本実施形態のシステムは、車両等の動力源として用いられる内燃機関１０を備えている。本実施形態の内燃機関１０は、＃１〜＃４の４つの気筒を有する直列４気筒型のものである。爆発順序は、＃１→＃３→＃４→＃２である。
【００１５】
内燃機関１０の各気筒には、吸気弁１２と、排気弁１４と、燃料インジェクタ１６とが設けられている。燃料インジェクタ１６は、各気筒の吸気ポート内に燃料を噴射するように設けられている。なお、本発明では、このような構成に限らず、各気筒の筒内に直接に燃料を噴射するように燃料インジェクタが設けられていてもよい。
【００１６】
内燃機関１０には、吸気マニホールド１８を介して、吸気通路２０が接続されている。吸気通路２０の途中には、吸入空気量を調整するためのスロットル弁２２が設置されている。
【００１７】
本実施形態の内燃機関１０には、ターボチャージャ２４が備えられている。ターボチャージャ２４は、内燃機関１０の排気ガスのエネルギによって作動するタービン２４１と、このタービン２４１によって駆動されるコンプレッサ２４２とを有している。図示を省略するが、コンプレッサ２４２には、吸気通路２０が接続されている。コンプレッサ２４２により、吸入空気を圧縮することができる。
【００１８】
タービン２４１は、二つの入口を有している。すなわち、このターボチャージャ２４は、ツインエントリ型（ツインスクロール型）のものである。タービン２４１の一方の入口には、第１排気マニホールド２６が接続されており、他方の入口には、第２排気マニホールド２８が接続されている。第１排気マニホールド２６は、＃１気筒および＃４気筒に接続されている。すなわち、＃１気筒から排出される排気ガスと、＃４気筒から排出される排気ガスとは、第１排気マニホールド２６において合流し、タービン２４１の一方の入口に流入する。
【００１９】
一方、第２排気マニホールド２８は、＃２気筒および＃３気筒に接続されている。すなわち、＃２気筒から排出される排気ガスと、＃３気筒から排出される排気ガスとは、第２排気マニホールド２８において合流し、タービン２４１の他方の入口に流入する。このようなツインエントリ型のターボチャージャ２４によれば、気筒間の排気脈動の干渉を抑制することができ、優れた過給特性が得られる。
【００２０】
タービン２４１の出口には、排気通路３０が接続されている。排気通路３０の途中には、排気ガスを浄化する触媒３２が設置されている。触媒３２は、例えば、酸素吸蔵機能を有する三元触媒で構成される。
【００２１】
ターボチャージャ２４の近傍には、第１排気マニホールド２６内の排気ガスの一部を、タービン２４１を通さずに、タービン２４１の下流側の排気通路３０に流すことが可能なウェイストゲート３４と、第２排気マニホールド２８内の排気ガスの一部を、タービン２４１を通さずに、タービン２４１の下流側の排気通路３０に流すことの可能なウェイストゲート３６と、両ウェイストゲート３４，３６を開閉するウェイストゲート弁３８とが設けられている。
【００２２】
本実施形態のウェイストゲート弁３８は、両ウェイストゲート３４，３６の出口を封止する閉位置とそれらの出口を開放する開位置とに回動可能な弁体と、この弁体を変位させるためのアクチュエータ（図示せず）とを備えている。ウェイストゲート弁３８の近傍には、ウェイストゲート弁３８の実際の開度（以下、「実開度」と称する）を検出する開度センサ３９が設置されている。ウェイストゲート弁３８の開度は、後述するＥＣＵ５０により制御される。
【００２３】
本実施形態のシステムでは、例えば高負荷運転時等において、ウェイストゲート弁３８を開くことにより、一部の排気ガスを、タービン２４１を通さずに排気通路３０に流す。これにより、排気圧力（背圧）や過給圧が過大になることを確実に防止することができる。
【００２４】
タービン２４１およびウェイストゲート弁３８より下流側であって、触媒３２の上流側には、触媒３２に流入する排気ガスの空燃比を検出する触媒前センサ４０が設置されている。この触媒前センサ４０としては、例えば、比較的広範囲に亘る空燃比を連続的に検出可能な、いわゆる広域空燃比センサを用いることができる。
【００２５】
触媒３２の下流側には、触媒３２から流出する排気ガスの空燃比を検出する触媒後センサ４２が設置されている。この触媒後センサ４２としては、理論空燃比を境に出力が急変する特性を有する、いわゆるＯ2センサを用いることができる。
【００２６】
本実施形態のシステムは、更に、内燃機関１０の回転数を検出するエンジン回転数センサ４４と、内燃機関１０の吸入空気量を検出するエアフローメータ４６と、車両の運転席のアクセルペダル位置を検出するアクセルポジションセンサ４８と、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)５０とを備えている。ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート、および記憶装置等（何れも図示せず）を含むものである。ＥＣＵ５０には、上述した各種のセンサおよびアクチュエータが電気的に接続されている。ＥＣＵ５０は、各種センサの検出値等に基づいて、スロットル弁２２の開度や、燃料インジェクタ１６からの燃料噴射量、ウェイストゲート弁３８の開度等を制御する。
【００２７】
ＥＣＵ５０が実行する制御のうち、空燃比フィードバック制御について説明する。触媒３２は、これに流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比の近傍であるとき、ＮＯｘ，ＨＣおよびＣＯの３成分を同時に効率良く浄化することができる。そこで、ＥＣＵ５０は、内燃機関１０の通常運転時には、触媒３２に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比となるように、空燃比フィードバック制御を実行する。空燃比フィードバック制御によれば、触媒前センサ４０および触媒後センサ４２で検出される空燃比に基づいて燃料インジェクタ１６からの燃料噴射量を補正することにより、触媒３２に流入する排気ガスの空燃比を理論空燃比の近傍に精度良く維持することができる。
【００２８】
次に、ウェイストゲート弁３８の制御について説明する。本実施形態において、ウェイストゲート弁３８の開度は、内燃機関１０の運転条件に応じて、ＥＣＵ５０により制御される。すなわち、ＥＣＵ５０には、内燃機関１０の運転条件（例えば、エンジン回転数およびエンジン負荷）と、ウェイストゲート弁３８の目標開度（以下、単に「目標開度」と称する）との関係を定めたウェイストゲート弁開度マップが予め記憶されている。そして、ＥＣＵ５０は、そのウェイストゲート弁開度マップに基づいて算出される目標開度に、ウェイストゲート弁３８の実開度が一致するように、ウェイストゲート弁３８を制御する。
【００２９】
図１に示すように、タービン２４１は、内燃機関１０の本体の側方であって、＃２気筒および＃３気筒に近い位置に配置されている。＃２気筒および＃３気筒は、互いに隣接しており、且つ、タービン２４１にも近い。このため、第２排気マニホールド２８の長さは、比較的短い。よって、第２排気マニホールド２８は、表面積が比較的小さく、放熱量が比較的少ない。
【００３０】
これに対し、＃１気筒および＃４気筒は、互いから離れており、且つ、タービン２４１からも遠い。このため、第１排気マニホールド２６の長さは、第２排気マニホールド２８よりも長くなる。よって、第１排気マニホールド２６は、第２排気マニホールド２８と比べて、表面積が大きく、放熱量が多い。
【００３１】
上記のような放熱量の違いに起因して、＃２気筒および＃３気筒からタービン２４１に流入する排気ガスの温度は、＃１気筒および＃４気筒からタービン２４１に流入する排気ガスの温度よりも高くなる。このため、タービン２４１のハウジング（以下、「タービンハウジング」と称する）において、＃２気筒および＃３気筒（第２排気マニホールド２８）から流入する排気ガスが当たる部分の壁の温度が高くなり易い。
【００３２】
また、第２排気マニホールド２８は、第１排気マニホールド２６と比べ、長さが短い分、曲率半径が小さい。このため、第１排気マニホールド２６内では、排気ガス流の曲がりが大きくなるので、排気ガスの流れが片側の壁に偏り易い。このため、＃２気筒および＃３気筒（第２排気マニホールド２８）からの排気ガスは、タービンハウジングに流入した後も、偏流し易い。その結果、排気ガスが当たる部分の壁が、特に集中して加熱される。
【００３３】
このようなことから、タービンハウジングにおいて、＃２気筒および＃３気筒からの排気ガスが当たる部分の壁の温度が特に上昇し易い。排気温度が高くなる高回転高負荷運転時に、この部分の温度が過度に上昇すると、タービンハウジングにダメージを与えるおそれがある。
【００３４】
そこで、本実施形態では、＃２気筒および＃３気筒からの排気ガスが当たる部分のタービンハウジングの壁の温度が過度に上昇するおそれのある場合には、＃２気筒および＃３気筒の空燃比が理論空燃比よりリッチになるように補正することとした。＃２気筒および＃３気筒の空燃比を理論空燃比よりリッチにすれば、噴射された燃料の気化熱により、＃２気筒および＃３気筒の排気ガス温度を低下させることができる。このため、＃２気筒および＃３気筒からの排気ガスが当たる部分のタービンハウジングの壁の温度（以下、単に「タービンハウジング温度」と称する）が上昇することを抑制することができ、タービンハウジングを確実に保護することができる。
【００３５】
また、全気筒の空燃比を一律に理論空燃比よりリッチにするのではなく、＃２気筒および＃３気筒のみの空燃比を理論空燃比よりリッチにすることにより、燃料を節約することができ、燃費を改善することができる。
【００３６】
また、本実施形態では、＃２気筒および＃３気筒の空燃比を理論空燃比よりリッチにする際、同時に、＃１気筒および＃４気筒の空燃比が理論空燃比よりリーンになるように補正することとした。これにより、燃料を更に節約することができ、燃費を更に改善することができる。また、＃２気筒および＃３気筒から排出されるリッチ空燃比の排気ガスと、＃１気筒および＃４気筒から排出されるリーン空燃比の排気ガスとを混合させることにより、触媒３２に流入する排気ガスの空燃比を理論空燃比の近傍に維持することができる。これにより、触媒３２での浄化率の低下を回避し、エミッションの悪化を防止することができる。
【００３７】
空燃比がよりリッチになるにつれて、燃料の気化によって奪われる熱の量がより多くなるので、排気ガスの温度はより低下する。このため、＃２気筒および＃３気筒の空燃比がよりリッチになるにつれて、＃２気筒および＃３気筒からタービン２４１へ流入する排気ガスの温度がより低下し、タービンハウジング温度もより低下する。しかしながら、＃２気筒および＃３気筒の空燃比がよりリッチになるにつれて、燃費は悪化していく。このため、燃費を改善するという観点からは、タービンハウジング温度を許容温度以下に抑制できる限りにおいて、＃２気筒および＃３気筒の空燃比のリッチ度合いをなるべく小さくしたいという要望がある。
【００３８】
そこで、本実施形態では、タービンハウジング温度を許容温度以下にするために必要な、＃２気筒および＃３気筒のリッチ度合いを、エンジン回転数およびエンジン負荷に応じて算出するためのマップ（以下「リッチ度合いマップ」と称する）を予めＥＣＵ５０に記憶しておき、そのリッチ度合いマップに基づいて、＃２気筒および＃３気筒の適切なリッチ度合いを算出することとした。
【００３９】
一方、タービンハウジング温度を許容温度以下にするために必要な、＃２気筒および＃３気筒のリッチ度合いは、ウェイストゲート弁３８の開度によっても異なる。その理由について、以下に説明する。
【００４０】
ウェイストゲート弁３８が開いているときには、＃２気筒および＃３気筒から排出された排気ガスの一部は、タービン２４１に流入せずに、ウェイストゲート３６を通って、タービン２４１の下流側の排気通路３０へ流れる。従って、＃２気筒および＃３気筒からタービン２４１へ流入する排気ガスの量は、ウェイストゲート弁３８が閉じているときと比べて、ウェイストゲート３６を通過する排気ガスの量だけ少なくなる。このため、ウェイストゲート弁３８が開いているときには、ウェイストゲート弁３８が閉じているときと比べ、タービンハウジング温度の上昇量は小さくなる。
【００４１】
また、ウェイストゲート弁３８の開度が大きくなるにつれて、ウェイストゲート３６を通過する排気ガス量も多くなる。このため、他の条件が同じである場合には、ウェイストゲート弁３８の開度が大きくなるにつれて、タービンハウジング温度の上昇量は小さくなる。従って、タービンハウジング温度を許容温度以下にするために必要な、＃２気筒および＃３気筒のリッチ度合いは、ウェイストゲート弁３８の開度が大きい場合ほど、小さくて済む。
【００４２】
本実施形態では、上述したようなウェイストゲート弁３８の開度がタービンハウジング温度に及ぼす効果を見込んで、上記リッチ度合いマップが作成されている。内燃機関１０が定常運転状態にある場合には、ウェイストゲート弁３８の実開度は、通常、エンジン回転数およびエンジン負荷から定まる目標開度に一致していると考えられる。このため、上記リッチ度合いマップを作成する場合には、ウェイストゲート弁３８の実開度が目標開度に一致している状態の下での最適なリッチ度合いを算出するようにすればよい。
【００４３】
しかしながら、ウェイストゲート弁３８の実開度は、目標開度に常に一致しているとは限らない。例えば、ウェイストゲート弁３８を目標開度に制御した状態では必要な空気量が確保できない事態が発生した場合に、ウェイストゲート弁３８の実開度を目標開度より閉じ側になるように補正して過給圧を増大させることにより、必要な空気量を確保させる制御が実行されるような場合がある。また、内燃機関１０が過渡運転状態にある場合には、ウェイストゲート弁３８の実開度が目標開度に追従できず、両者の間にズレが生ずる場合もある。そこで、本実施形態では、ウェイストゲート弁３８の実開度が目標開度に一致していない場合には、リッチ度合いマップに基づいて算出されるリッチ度合いに対して補正を施すこととした。
【００４４】
［実施の形態１における具体的処理］
図２は、上記の機能を実現するために本実施形態においてＥＣＵ５０が実行するルーチンのフローチャートである。図２に示すルーチンによれば、まず、現在のエンジン回転数およびエンジン負荷に基づいて、＃１気筒および＃４気筒のリーン度合いが、図３に示すマップに基づいて算出される（ステップ１００）。
【００４５】
図３は、リーン度合いおよびリッチ度合いを算出するために、ＥＣＵ５０に予め記憶されているマップを示す図である。本実施形態では、＃１気筒および＃４気筒のリーン度合いと、＃２気筒および＃３気筒のリッチ度合いとの双方が、図３に示す共通のマップに従い、同じ値として算出される。すなわち、図３に示すマップは、前述したリッチ度合いマップに相当する。
【００４６】
図３に示すマップによれば、高回転高負荷領域、すなわち排気温度の高い領域においては、リーン度合いおよびリッチ度合いは、１より大きい値として算出される。一方、高回転高負荷領域以外の領域（排気温度の高くない領域）においては、リーン度合いおよびリッチ度合いが１として算出される。
【００４７】
＃１気筒および＃４気筒の燃料インジェクタ１６からの燃料噴射量は、基本噴射量をリーン度合いで除した値となるように制御される。上記基本噴射量とは、空燃比を理論空燃比に一致させるべく、エンジン回転数と、エアフローメータ４６で検出される吸入空気量とに基づいて算出される値である。リーン度合いが１である場合には、＃１気筒および＃４気筒の燃料インジェクタ１６からの燃料噴射量は、基本噴射量に等しくなる。よって、この場合には、＃１気筒および＃４気筒の空燃比は、理論空燃比となる。これに対し、リーン度合いが１より大きい場合には、＃１気筒および＃４気筒の燃料インジェクタ１６からの燃料噴射量は、基本噴射量より少なくなる。よって、この場合には、＃１気筒および＃４気筒の空燃比は、理論空燃比よりリーンになる。
【００４８】
一方、＃２気筒および＃３気筒の燃料インジェクタ１６からの燃料噴射量は、上記基本噴射量にリッチ度合いを乗じた値となるように制御される。リッチ度合いが１である場合には、＃２気筒および＃３気筒の燃料インジェクタ１６からの燃料噴射量は、基本噴射量に等しくなる。よって、この場合には、＃２気筒および＃３気筒の空燃比は、理論空燃比となる。これに対し、リッチ度合いが１より大きい場合には、＃２気筒および＃３気筒の燃料インジェクタ１６からの燃料噴射量は、基本噴射量より多くなる。よって、この場合には、＃２気筒および＃３気筒の空燃比は、理論空燃比よりリッチになる。
【００４９】
高回転高負荷領域以外の領域においては、排気温度が高くないので、タービンハウジング温度が許容温度を超えるおそれはない。従って、＃２気筒および＃３気筒の空燃比をリッチ化する必要もない。このため、高回転高負荷領域以外の領域においては、前述したように、図３に示すマップにより、リーン度合いおよびリッチ度合いが１として算出される。その結果、＃１〜＃４の全気筒の空燃比は、理論空燃比に制御される。
【００５０】
一方、高回転高負荷領域においては、リーン度合いおよびリッチ度合いは、１より大きい値として算出される。この場合、図３に示すマップに示すように、より高回転側になるほど、また、より高負荷側になるほど、リーン度合いおよびリッチ度合いが大きい値に算出される。排気温度は、より高回転側になるほど高くなり、また、より高負荷側になるほど高くなる。タービンハウジング温度の傾向もこれと同様である。すなわち、本実施形態によれば、タービンハウジング温度が高くなり易い場合ほど、＃２気筒および＃３気筒の空燃比がよりリッチになるように制御される。このため、＃２気筒および＃３気筒からの排気ガスの温度の上昇を十分に抑制することができる。すなわち、タービンハウジング温度の上昇し易さに応じて、＃２気筒および＃３気筒のリッチ度合いを必要十分な値に設定することができる。よって、タービンハウジング温度が許容温度を超えて上昇することを確実に防止しつつ、燃費の悪化を最小限に抑えることができる。
【００５１】
図２に示すルーチンに戻って説明すると、上記ステップ１００においてリーン度合いが算出されると、次に、その算出されたリーン度合いが１であるか否かが判定される（ステップ１０２）。リーン度合いが１となるのは、上述したように、タービンハウジング温度が許容温度を超えるおそれがなく、＃１〜＃４の全気筒の空燃比が理論空燃比に制御される場合である。この場合には、本ルーチンの以下の処理を実行する必要はない。よって、上記ステップ１０２で、リーン度合いが１であると判定された場合には、本ルーチンの処理がここで終了される。
【００５２】
一方、上記ステップ１０２で、リーン度合いが１でないと判定された場合には、次に、＃２気筒および＃３気筒のリッチ度合いが、図３に示すマップに基づいて算出される（ステップ１０４）。本実施形態では、前述したように、リッチ度合いは、リーン度合いと同じ値である。このため、このステップ１０４の処理は、省略してもよい。
【００５３】
なお、本実施形態では、＃２気筒および＃３気筒のリッチ度合いが大きくなるに連れて、＃１気筒および＃４気筒のリーン度合いも大きくなる。これにより、＃２気筒および＃３気筒のリッチ度合いの大きさにかかわらず、触媒３２に流入する排気ガス（つまり、全気筒の排気ガスが混合したもの）の空燃比を理論空燃比の近傍に精度良く維持することができる。これにより、触媒３２での浄化率の低下を回避し、エミッションの悪化を防止することができる。
【００５４】
上記ステップ１０４の処理に続いて、開度センサ３９により検出されるウェイストゲート弁３８の実開度と、ウェイストゲート弁開度マップに基づいて算出されている目標開度との偏差が、所定値以下であるか否かが判定される（ステップ１０６）。
【００５５】
上記ステップ１０６で、肯定の判定がなされた場合には、ウェイストゲート弁３８の実開度は目標開度にほぼ一致していると判断できる。この場合には、図３に示すマップに基づいて算出されたリッチ度合いをそのまま用いて＃２気筒および＃３気筒の燃料噴射量を補正すれば、＃２気筒および＃３気筒の空燃比のリッチ度合いを最適値（すなわち、タービンハウジング温度を許容温度以下に抑えるために必要十分な値）に制御できる。このような場合には、本ルーチンの以下の処理を実行する必要はない。よって、上記ステップ１０６で、肯定の判定がなされた場合には、本ルーチンの処理がここで終了される。
【００５６】
これに対し、上記ステップ１０６で、否定の判定がなされた場合には、ウェイストゲート弁３８の実開度と目標開度との間にズレが生じていると判断できる。この場合には、図３に示すマップに基づいて算出されたリッチ度合いおよびリーン度合いを、より適切な値に補正するべく、以下のような処理が実行される。
【００５７】
まず、ウェイストゲート弁３８の実開度と目標開度とのズレに起因する、タービンハウジング温度偏差が以下のようにして算出される（ステップ１０８）。図４は、タービンハウジング温度の推定値を算出するために、ＥＣＵ５０に予め記憶されているマップを示す図である。図４に示すマップは、吸入空気量とウェイストゲート弁３８の開度とに基づいて、タービンハウジング温度推定値を算出するものである。吸入空気量が多くなるにつれて、排気ガス量も多くなる。このため、吸入空気量が多くなるにつれて、タービンハウジング温度は高くなる。また、前述したように、ウェイストゲート弁３８の開度が大きくなるにつれて、タービンハウジング温度は低くなる。これらのことに対応して、図４に示すマップでは、吸入空気量が多い場合ほど、タービンハウジング温度推定値が高い値に算出され、また、ウェイストゲート弁３８の開度が大きい場合ほど、タービンハウジング温度推定値が低い値に算出される。
【００５８】
上記ステップ１０８において、タービンハウジング温度偏差は、ウェイストゲート弁３８が現在の実開度である場合のタービンハウジング温度推定値と、ウェイストゲート弁３８が現在の目標開度である場合のタービンハウジング温度推定値との差として算出される。例えば、図４中で、ウェイストゲート弁３８の現在の実開度が点Ａであり、目標開度が点Ｂであったとした場合には、点Ａにおけるタービンハウジング温度推定値ＴAと、点Ｂにおけるタービンハウジング温度推定値ＴBとの差（ＴA−ＴB）がタービンハウジング温度偏差として算出される。この例の場合には、ウェイストゲート弁３８の実開度が目標開度より小さいので、ＴA＞ＴBである。よって、タービンハウジング温度偏差（ＴA−ＴB）は、正の値になる。タービンハウジング温度偏差が正の値であるときは、現在のタービンハウジング温度が所期のタービンハウジング温度より高くなっていると判断できる。逆に、タービンハウジング温度偏差が負の値であるときは、現在のタービンハウジング温度が所期のタービンハウジング温度より低くなっていると判断できる。
【００５９】
上記ステップ１０８の処理に続いて、リッチ度合いおよびリーン度合いを補正するための補正値が算出される（ステップ１１０）。図５は、この補正値を算出するためにＥＣＵ５０に予め記憶されているマップを示す図である。図５に示すマップによれば、リッチ度合いおよびリーン度合いを補正するための補正値は、上記ステップ１１０で算出されたタービンハウジング温度偏差に比例した値として算出される。
【００６０】
次いで、上記ステップ１０８で算出された補正値を用いて、＃１気筒および＃４気筒のリーン度合いを補正する処理が実行される（ステップ１１２）。具体的には、上記ステップ１００で算出されたリーン度合いに、上記ステップ１０８で算出された補正値を加算した値が、補正後のリーン度合いとして算出される。
【００６１】
続いて、＃２気筒および＃３気筒のリッチ度合いを補正する処理が実行される（ステップ１１４）。具体的には、上記ステップ１０４で算出されたリッチ度合いに、上記ステップ１０８で算出された補正値を加算した値が、補正後のリッチ度合いとして算出される。
【００６２】
以上説明した図２のルーチンの処理によれば、タービンハウジング温度偏差が正の値であるときには、上記ステップ１０８の補正値も正の値になるので、＃２気筒および＃３気筒のリッチ度合いが増大方向に補正される。前述したように、タービンハウジング温度偏差が正の値である場合は、現在のタービンハウジング温度が所期のタービンハウジング温度より高くなっていると判断できる場合である。このような場合に、図２のルーチンの処理によれば、＃２気筒および＃３気筒のリッチ度合いを増大方向に補正することにより、＃２気筒および＃３気筒からの排気ガスの温度を更に低下させることができる。このため、タービンハウジング温度が許容温度を超えてしまうことをより確実に防止することができる。
【００６３】
逆に、タービンハウジング温度偏差が負の値であるときには、上記ステップ１０８の補正値も負の値になるので、＃２気筒および＃３気筒のリッチ度合いが減少方向に補正される。前述したように、タービンハウジング温度偏差が負の値である場合は、現在のタービンハウジング温度が所期のタービンハウジング温度より低くなっていると判断できる。このような場合には、＃２気筒および＃３気筒のリッチ度合いを減少させても、タービンハウジング温度が許容温度を超えるおそれはないと判断できる。このような場合に、図２のルーチンの処理によれば、＃２気筒および＃３気筒のリッチ度合いを減少方向に補正することにより、燃料を更に節約し、燃費を更に改善することができる。
【００６４】
なお、上述した実施の形態１では、排気温度の高い領域において、＃２気筒および＃３気筒の双方の空燃比をリッチにし、＃１気筒および＃４気筒の双方の空燃比をリーンにしているが、本発明では、＃２気筒および＃３気筒の何れか一方の空燃比をリッチにし、＃１気筒および＃４気筒の何れか一方の空燃比をリーンにしてもよい。この場合であっても、同様の効果を得ることが可能である。
【００６５】
また、上述した実施の形態１においては、＃１気筒および＃４気筒が前記第１の発明における「第１の気筒群」に、第１排気マニホールド２６が前記第１の発明における「第１の排気通路」に、＃２気筒および＃３気筒が前記第１の発明における「第２の気筒群」に、第２排気マニホールド２８が前記第１の発明における「第２の排気通路」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ５０が、高排気温度領域において図３に示すマップに基づきリッチ度合いおよびリーン度合いを１より大きい値として算出することにより前記第１の発明における「判定手段」が、図２に示すルーチンに基づいて算出されるリッチ度合いおよびリーン度合いに基づいて各気筒の燃料噴射量を補正することにより前記第１乃至第３の発明における「空燃比補正手段」が、それぞれ実現されている。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図３】リーン度合いおよびリッチ度合いを算出するためのマップである。
【図４】タービンハウジング温度の推定値を算出するためのマップである。
【図５】リッチ度合いおよびリーン度合いを補正するための補正値を算出するためのマップである。
【符号の説明】
【００６７】
１０  内燃機関
１２  吸気弁
１４  排気弁
１６  燃料インジェクタ
１８  吸気マニホールド
２０  吸気通路
２２  スロットル弁
２４  ターボチャージャ
２４１  タービン
２４２  コンプレッサ
２６  第１排気マニホールド
２８  第２排気マニホールド
３０  排気通路
３２  触媒
３４，３６  ウェイストゲート
３８  ウェイストゲート弁
３９  開度センサ
４０  触媒前センサ
４２  触媒後センサ
４４  エンジン回転数センサ
４６  エアフローメータ
４８  アクセルポジションセンサ
５０  ＥＣＵ
【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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