(57)【要約】【課題】触媒の暖機後に触媒を通過した未燃成分を比較的簡易な構成で酸化浄化すること。【解決手段】エンジン１、吸気通路２、排気通路３及び過給機５を備えたエンジンシステムに設けられる排気浄化装置は、エンジン１から排気通路３へ排出される排気を浄化する前触媒１０及び後触媒１１と、両触媒１０，１１の暖機後に、後触媒１１を通過した未燃成分を酸化浄化するために、後触媒１１の後方の排気通路３に新気を導入する新気導入手段とを備える。新気導入手段は、ＥＧＲ通路２２及びＥＧＲ弁２４を利用して構成される。吸気圧力が排気圧力より低くなるときは、排気通路３から吸気通路２へＥＧＲ通路２２及びＥＧＲ弁２４を介してＥＧＲガスが流れるように構成され、吸気圧力（過給圧力）が排気圧力より高くなるときは、吸気通路２から後触媒１１の後方の排気通路３へＥＧＲ通路２２及びＥＧＲ弁２４を介して新気を導入するように構成される。【選択図】図１
2018031354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに吸気を導入するための吸気通路と、前記エンジンから排気を導出するための排気通路とを備えたエンジンシステムに設けられ、
前記エンジンから前記排気通路へ排出される排気を浄化するための触媒と、
前記触媒の暖機後に、前記触媒を通過した未燃成分を酸化浄化するために、前記触媒の後方の前記排気通路に新気を導入するための新気導入手段と
を備えたことを特徴とするエンジンシステムの排気浄化装置。
【請求項２】
前記エンジンシステムは、
前記エンジンの運転時に前記吸気通路における前記吸気を過給するための過給機と、
前記エンジンから前記排気通路へ排出される排気の一部を排気還流ガスとして前記吸気通路へ流して前記エンジンへ還流させるための排気還流通路と、
前記排気還流通路を流れる前記排気還流ガスの流量を調節するための排気還流弁と
を更に備え、
前記排気還流通路は、前記排気通路から前記排気還流ガスを導入するための排気還流入口と、前記排気還流ガスを前記吸気通路へ導出するための排気還流出口とを含み、前記排気還流入口が前記触媒の後方の前記排気通路に接続され、前記排気還流出口が前記過給機より下流の前記吸気通路に接続され、前記排気還流出口の付近の前記吸気通路における吸気圧力が前記排気還流入口の付近の前記排気通路における排気圧力より低くなるときに前記排気通路から前記吸気通路へ前記排気還流弁を介して前記排気還流ガスが流れるように構成され、
前記新気導入手段は、前記排気還流通路及び前記排気還流弁を利用して構成され、前記吸気圧力が前記排気圧力より高くなるときに前記吸気通路から前記触媒の後方の前記排気通路へ前記排気還流通路及び前記排気還流弁を介して前記新気を導入するように構成される
ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンシステムの排気浄化装置。
【請求項３】
前記排気還流弁を制御するための制御手段を更に備え、
前記制御手段は、前記吸気圧力が前記排気圧力より低いときに、前記吸気通路へ前記排気還流ガスを流すために、前記エンジンの運転状態に応じて前記排気還流弁を開弁制御し、前記吸気圧力が前記排気圧力より高いときに、前記触媒の後方の前記排気通路へ前記新気を導入するために前記排気還流弁を開弁制御し、前記吸気圧力が前記排気圧力より低い状態から高い状態へ切り替わるときには、開弁状態にある前記排気還流弁を開弁状態のままに維持制御することを特徴とする請求項２に記載のエンジンシステムの排気浄化装置。
【請求項４】
前記排気還流弁を制御するための制御手段を更に備え、
前記制御手段は、前記吸気圧力が前記排気圧力より低いときに、前記吸気通路へ前記排気還流ガスを流すために、前記エンジンの運転状態に応じて前記排気還流弁を開弁制御し、前記吸気圧力が前記排気圧力より高いときであって、前記エンジンから排出される前記排気の中の前記未燃成分が増えるときに、前記触媒の後方の前記排気通路へ前記新気を導入するために前記排気還流弁を開弁制御することを特徴とする請求項２に記載のエンジンシステムの排気浄化装置。
【請求項５】
前記排気還流出口の付近の前記吸気通路における吸気圧力を検出するための吸気圧力検出手段と、
前記排気還流出口より上流の前記吸気通路にて吸気量を検出するための吸気量検出手段と、
前記エンジンに吸入されるエンジン吸気量を算出するための吸気量算出手段と
を更に備え、前記吸気量算出手段は、検出される前記吸気量に基づいて前記排気圧力を算出し、算出される前記排気圧力と、検出される前記吸気圧力と、前記制御手段により開弁制御される前記排気還流弁の開度とに基づいて前記触媒の後方の前記排気通路へ導入される新気導入量を算出し、検出される前記吸気量から算出される前記新気導入量を減算することにより前記エンジン吸気量を算出することを特徴とする請求項３又は４に記載のエンジンシステムの排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンを備えたエンジンシステムに設けられ、エンジンから排出される排気を浄化する触媒を含む排気浄化装置に係り、詳しくは、触媒を通過した未燃成分を酸化浄化するように構成したエンジンシステムの排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献１に記載される排気浄化装置が知られている。この装置は、エンジンから排出される排気中に活性酸素成分を供給することにより、ＨＣ成分及びＣＯ成分（未燃成分）を浄化するように構成される。詳しくは、この装置は、排気通路に設けられた三元触媒と、三元触媒より上流の排気通路に活性酸素成分を供給する上流側活性酸素成分供給手段と、三元触媒より下流の排気通路に設けられたＨＣ吸着材と、ＨＣ吸着材より上流であって三元触媒より下流の排気通路に活性酸素成分を供給する下流側活性酸素成分供給手段と、上流側活性酸素成分供給手段及び下流側活性酸素成分供給手段を制御する活性酸素成分供給制御手段とを備える。この構成によれば、エンジンの冷間始動時に、上流側活性酸素成分供給手段により三元触媒の上流側に活性酸素成分を供給することにより、三元触媒にて排気中の未燃成分を酸化浄化する。また、浄化しきれずに三元触媒を通過した未反応の未燃成分を、ＨＣ吸着材に吸着させる。そして、このＨＣ吸着材に下流側活性酸素成分供給手段から活性酸素成分を供給することにより、吸着された未燃成分を酸化浄化する。これにより、エンジンの冷間始動時に、未燃成分の外部への排出を抑制するようになっている。上記構成では、活性酸素成分として、オゾンが使用され、上流側活性酸素成分供給手段及び下流側活性酸素成分供給手段としては、空気供給ポンプとオゾン発生装置が使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１５０９８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１に記載の排気浄化装置では、エンジンの冷間始動時に排気中の未燃成分を酸化浄化できるものの、装置として、空気供給ポンプ、オゾン発生装置及びＨＣ吸着材を設けなければならならず、装置が大掛かりで複雑なものとなり、車両の搭載性の点でも問題となる。
【０００５】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、触媒の暖機後に触媒を通過した未燃成分を比較的簡易な構成で酸化浄化することを可能としたエンジンシステムの排気浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明におけるエンジンシステムの排気浄化装置は、エンジンに吸気を導入するための吸気通路と、エンジンから排気を導出するための排気通路とを備えたエンジンシステムに設けられ、エンジンから排気通路へ排出される排気を浄化するための触媒と、触媒の暖機後に、触媒を通過した未燃成分を酸化浄化するために、触媒の後方の排気通路に新気を導入するための新気導入手段とを備えたことを趣旨とする。
【０００７】
上記発明の構成によれば、エンジンから排気通路へ排出される排気は触媒により浄化される。ここで、触媒の暖機後には、触媒の後方の排気通路に新気導入手段により新気が導入されることにより、触媒で浄化しきれずに触媒を通過した高温の未燃成分は、導入された新気と酸化反応する。
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、エンジンシステムは、エンジンの運転時に吸気通路における吸気を過給するための過給機と、エンジンから排気通路へ排出される排気の一部を排気還流ガスとして吸気通路へ流してエンジンへ還流させるための排気還流通路と、排気還流通路を流れる排気還流ガスの流量を調節するための排気還流弁とを更に備え、排気還流通路は、排気通路から排気還流ガスを導入するための排気還流入口と、排気還流ガスを吸気通路へ導出するための排気還流出口とを含み、排気還流入口が触媒の後方の排気通路に接続され、排気還流出口が過給機より下流の吸気通路に接続され、排気還流出口の付近の吸気通路における吸気圧力が排気還流入口の付近の排気通路における排気圧力より低くなるときに排気通路から吸気通路へ排気還流弁を介して排気還流ガスが流れるように構成され、新気導入手段は、排気還流通路及び排気還流弁を利用して構成され、吸気圧力が排気圧力より高くなるときに吸気通路から触媒の後方の排気通路へ排気還流通路及び排気還流弁を介して新気を導入するように構成されることを趣旨とする。
【０００９】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、排気還流出口の付近の吸気通路における吸気圧力が排気還流入口の付近の排気通路における排気圧力より低くなるときに、排気還流弁が開弁されることにより、排気通路から吸気通路へ排気還流通路及び排気還流弁を介して排気還流ガスが流れる。一方、排気還流通路及び排気還流弁が新気導入手段として利用されるので、吸気圧力が排気圧力より高くなるときに、排気還流弁が開弁されることにより、吸気通路から触媒の後方の排気通路へ排気還流通路及び排気還流弁を介して新気が導入される。従って、触媒の後方の排気通路へ新気を導入するための専用の構成を設ける必要がない。
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、排気還流弁を制御するための制御手段を更に備え、制御手段は、吸気圧力が排気圧力より低いときに、吸気通路へ排気還流ガスを流すために、エンジンの運転状態に応じて排気還流弁を開弁制御し、吸気圧力が排気圧力より高いときに、触媒の後方の排気通路へ新気を導入するために排気還流弁を開弁制御し、吸気圧力が排気圧力より低い状態から高い状態へ切り替わるときには、開弁状態にある排気還流弁を開弁状態のままに維持制御することを趣旨とする。
【００１１】
上記発明の構成によれば、請求項２に記載の発明の作用に加え、吸気圧力が排気圧力より低いときは、吸気通路へ排気還流ガスを流すために、エンジンの運転状態に応じて排気還流弁が開弁制御される。一方、吸気圧力が排気圧力より高いときは、触媒の後方の排気通路へ新気を導入するために、排気還流弁が開弁制御される。また、吸気圧力が排気圧力より低い状態から高い状態へ切り替わるときには、開弁状態にある排気還流弁が開弁状態のままに維持制御される。従って、吸気通路へ排気還流ガスを流す状態から、排気通路へ新気を導入する状態へ切り替わるときは、排気還流弁が一旦閉弁されないので、吸気通路へ排気還流ガスを流す領域がその上限まで拡げられる。
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、排気還流弁を制御するための制御手段を更に備え、制御手段は、吸気圧力が排気圧力より低いときに、吸気通路へ排気還流ガスを流すために、エンジンの運転状態に応じて排気還流弁を開弁制御し、吸気圧力が排気圧力より高いときであって、エンジンから排出される排気の中の未燃成分が増えるときに、触媒の後方の排気通路へ新気を導入するために排気還流弁を開弁制御することを趣旨とする。
【００１３】
上記発明の構成によれば、請求項２に記載の発明の作用に加え、吸気圧力が排気圧力より低いときは、吸気通路へ排気還流ガスを流すために、エンジンの運転状態に応じて排気還流弁が開弁制御される。一方、吸気圧力が排気圧力より高いときであって、エンジンから排出される排気の中の未燃成分が増えるときは、触媒の後方の排気通路へ新気を導入するために、排気還流弁が開弁制御される。従って、触媒を通過する未燃成分が増えるときは、その高温の未燃成分が、導入される新気と反応して酸化浄化される。
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の発明において、排気還流出口の付近の吸気通路における吸気圧力を検出するための吸気圧力検出手段と、排気還流出口より上流の吸気通路にて吸気量を検出するための吸気量検出手段と、エンジンに吸入されるエンジン吸気量を算出するための吸気量算出手段とを更に備え、吸気量算出手段は、検出される吸気量に基づいて排気圧力を算出し、算出される排気圧力と、検出される吸気圧力と、制御手段により開弁制御される排気還流弁の開度とに基づいて触媒の後方の排気通路へ導入される新気導入量を算出し、検出される吸気量から算出される新気導入量を減算することによりエンジン吸気量を算出することを趣旨とする。
【００１５】
上記発明の構成によれば、請求項３又は４に記載の発明の作用に加え、触媒の後方の排気通路へ吸気通路から新気が導入されるときは、その分、エンジン吸気量が、吸気量検出手段により検出される吸気量より少なくなる。ここで、算出される排気圧力と、検出される吸気圧力と、排気還流弁の開度とに基づいて排気通路へ導入される新気導入量が算出され、検出される吸気量からその新気導入量が減算されることによりエンジン吸気量が算出される。従って、触媒の後方の排気通路に吸気通路から新気を導入するときでも、エンジンの各種制御に使用できるエンジン吸気量が得られる。また、このエンジン吸気量を求めるために、排気圧力を検出するための専用の検出手段を設ける必要がない。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載の発明によれば、触媒の暖機後に触媒を通過した未燃成分を比較的簡易な構成で酸化浄化することができ、排気エミッションを改善することができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、触媒の後方の排気通路へ新気を導入するために、専用の構成や専用のスペースを別途設ける必要がなく、エンジンシステムのコストアップを抑えることができる。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の効果に加え、排気還流ガスによる燃費低減、ＮＯｘ低減等の効果を最大限発揮させることができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の効果に加え、排気中に増大した未燃成分を効果的に酸化浄化することができ、排気エミッションの悪化を抑えることができる。
【００２０】
請求項５に記載の発明によれば、請求項３又は４に記載の発明の効果に加え、エンジンの運転時に、触媒の後方の排気通路へ吸気通路から新気が導入されても、実際にエンジンに供給されるエンジン吸気量に基づいて各種エンジン制御を適正に実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態に係り、ガソリンエンジンシステムを示す概略構成図。
【図２】第１実施形態に係り、排気通路における後触媒の概略を示す側断面図。
【図３】第１実施形態に係り、後触媒の概略を示す図２のＡ−Ａ線断面図。
【図４】第１実施形態に係り、新気導入制御の内容を示すフローチャート。
【図５】第１実施形態に係り、吸気量に比例した排気圧力を求めるために参照される排気圧力マップ。
【図６】第１実施形態に係り、判定領域のイメージを示すグラフ。
【図７】第１実施形態に係り、新気導入制限制御の内容を示すフローチャート。
【図８】第１実施形態に係り、新気導入制御及び新気導入制限制御による各種パラメータの関係を示すグラフ。
【図９】第２実施形態に係り、排気浄化制御の内容を示すフローチャート。
【図１０】第２実施形態に係り、新気導入差圧と目標ＥＧＲ開度に応じた新気導入量を求めるために参照される新気導入量マップ。
【図１１】第３実施形態に係り、新気導入制御の内容を示すフローチャート。
【図１２】第３実施形態に係り、エンジン回転速度に応じたエンジン負荷判定値を求めるために参照されるエンジン負荷判定値マップ。
【図１３】第３実施形態に係り、大気圧力に比例した大気圧補正値を求めるために参照される大気圧補正値マップ。
【図１４】第４実施形態に係り、ガソリンエンジンシステムを示す概略構成図。
【図１５】第４実施形態に係り、新気導入制限制御の内容を示すフローチャート。
【図１６】第４実施形態に係り、ベーパ濃度に応じた新気導入許可吸気量を求めるために参照される新気導入許可吸気量マップ。
【図１７】第５実施形態に係り、パージ流量制限制御の内容を示すフローチャート。
【図１８】第５実施形態に係り、吸気量とベーパ濃度に応じた最大パージ流量求めるために参照される最大パージ流量マップ。
【図１９】第６実施形態に係り、ガソリンエンジンシステムを示す概略構成図。
【図２０】第７実施形態に係り、ガソリンエンジンシステムを示す概略構成図。
【図２１】第８実施形態に係り、ガソリンエンジンシステムを示す概略構成図。
【図２２】第９実施形態に係り、ガソリンエンジンシステムを示す概略構成図。
【図２３】第１０実施形態に係り、排気通路における後触媒の概略を示す側断面図。
【図２４】第１１実施形態に係り、ＥＧＲ弁を示す断面図。
【図２５】第１２実施形態に係り、ＥＧＲ弁を示す断面図。
【図２６】第１３実施形態に係り、新気導入装置と排気通路における後触媒の概略を示す側断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
＜第１実施形態＞
以下、この発明におけるエンジンシステムの排気浄化装置を具体化した第１実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】
図１に、この実施形態のガソリンエンジンシステムを概略構成図により示す。自動車に搭載されたガソリンエンジンシステムは、レシプロタイプのエンジン１を備える。エンジン１には、その各気筒へ吸気を導入するための吸気通路２と、各気筒から排気を導出するための排気通路３が設けられる。吸気通路２と排気通路３には、過給機５が設けられる。吸気通路２には、その上流側から順に、エアクリーナ４、過給機５のコンプレッサ５ａ、インタークーラ６、スロットル装置７及び吸気マニホールド８が設けられる。スロットル装置７は、バタフライ式のスロットル弁７ａが開閉されることにより、吸気通路２における吸気量Ｇａを調節するようになっている。吸気マニホールド８は、サージタンク８ａと、サージタンク８ａからエンジン１の各気筒へ分岐する複数の分岐通路８ｂとを含む。排気通路３には、その上流側から順に、排気マニホールド９と、過給機５のタービン５ｂと、直列に配置された前触媒１０及び後触媒１１とが設けられる。前触媒１０と後触媒１１は、排気を浄化するためのものであり、三元触媒より構成される。後触媒１１は、排気浄化に関連した部材として最下流に位置し、後触媒１１より下流の排気通路３には排気浄化に関連した部材は設けられていない。エンジン１は周知の構成を備え、燃料と空気との混合気を燃焼させて動力を発生し、燃焼後の排気を排出するようになっている。すなわち、エンジン１は、燃料を供給するための燃料供給装置（図示略）と、燃料と吸気の混合気を点火するための点火装置（図示略）とを備える。燃料供給装置は、燃料タンク、燃料ポンプ及びインジェクタ等を含み、点火装置は、点火プラグ及びイグニションコイル等を含む。過給機５は、エンジン１の運転時に、タービン５ｂが排気の流れにより回転動作し、それに連動してコンプレッサ５ａが回転することにより、吸気通路２における吸気を過給する（昇圧させる）ようになっている。
【００２４】
このガソリンエンジンシステムは、排気還流装置（ＥＧＲ装置）２１を備える。この装置２１は、エンジン１から排気通路３へ排出される排気の一部を排気還流ガス（ＥＧＲガス）として吸気通路２へ流して各気筒へ還流させるための排気還流通路（ＥＧＲ通路）２２と、ＥＧＲ通路２２に設けられ、ＥＧＲガスを冷却するための排気還流クーラ（ＥＧＲクーラ）２３と、ＥＧＲクーラ２３より下流のＥＧＲ通路２２に設けられ、ＥＧＲガスの流量を調節するための排気還流弁（ＥＧＲ弁）２４とを含む。ＥＧＲ通路２２は、ＥＧＲガスのためのＥＧＲ入口２２ａと複数のＥＧＲ出口２２ｂを含む。ＥＧＲ通路２２の下流側には、複数のＥＧＲ出口２２ｂを有するＥＧＲ分配管２５が設けられる。ＥＧＲ分配管２５は、吸気マニホールド８の分岐通路８ｂに設けられる。この実施形態で、ＥＧＲ入口２２ａは、後触媒１１より下流の排気通路３に接続される。ＥＧＲ分配管２５の複数のＥＧＲ出口２２ｂは、各分岐通路８ｂのそれぞれに接続される。複数のＥＧＲ出口２２ｂが各分岐通路８ｂにそれぞれ接続されるのは、ＥＧＲガスを各分岐通路８ｂを介して各気筒へ均等に導入するためである。
【００２５】
この実施形態で、ＥＧＲ弁２４は、開度可変な電動弁により構成される。このＥＧＲ弁２４として、大流量、高応答及び高分解能の特性を有することが望ましい。そこで、この実施形態では、ＥＧＲ弁２４の構造として、例えば、特許第５７５９６４６号公報に記載される「二重偏心弁」を基本構成として採用することができる。この二重偏心弁は、大流量制御に対応して構成される。ここでは、ＥＧＲ弁２４の詳しい説明は省略する。
【００２６】
次に、このガソリンエンジンシステムの電気的構成の一例について説明する。図１において、このエンジンシステムに設けられる各種センサ５１〜５６は、エンジン１の運転状態を検出するための運転状態検出手段を構成する。エンジン１に設けられた水温センサ５１は、エンジン１の内部を流れる冷却水の温度（冷却水温度）ＴＨＷを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。エンジン１に設けられた回転速度センサ５２は、クランクシャフトの回転速度（エンジン回転速度）ＮＥを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。エアクリーナ４に設けられたエアフローメータ５３は、エアクリーナ４を流れる吸気量Ｇａを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。エアフローメータ５３は、本発明の吸気量検出手段の一例に相当する。サージタンク８ａに設けられた吸気圧センサ５４は、スロットル装置７より下流の吸気通路２における吸気圧力ＰＭを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。吸気圧センサ５４は、本発明の吸気圧力検出手段の一例に相当する。スロットル装置７に設けられたスロットルセンサ５５は、スロットル弁７ａの開度（スロットル開度）ＴＡを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。タービン５ｂと前触媒１０との間の排気通路３に設けられた酸素センサ５６は、排気中の酸素濃度Ｏｘを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。また、この実施形態の自動車には、大気圧力ＰＡを検出するための大気圧センサ５７が設けられる。この大気圧センサ５７は、大気圧力ＰＡの検出値に応じた電気信号を出力する。
【００２７】
このガソリンエンジンシステムは、同システムの制御を司る電子制御装置（ＥＣＵ）６０を更に備える。ＥＣＵ６０には、各種センサ５１〜５７がそれぞれ接続される。また、ＥＣＵ６０には、ＥＧＲ弁２４の他、インジェクタ（図示略）及びイグニションコイル（図示略）が接続される。ＥＣＵ６０は、本発明の制御手段の一例に相当する。周知のようにＥＣＵ６０は、中央処理装置（ＣＰＵ）、各種メモリ、外部入力回路及び外部出力回路等を備える。メモリには、各種制御に関する所定の制御プログラムが格納される。ＣＰＵは、入力回路を介して入力される各種センサ５１〜５７の検出信号に基づき、所定の制御プログラムに基づいて燃料噴射制御、点火時期制御、ＥＧＲ制御及び排気浄化制御等を実行するようになっている。
【００２８】
この実施形態で、ＥＣＵ６０は、ＥＧＲ制御において、エンジン１の運転状態に応じてＥＧＲ弁２４を制御するようになっている。具体的には、ＥＣＵ６０は、エンジン１の停止時、アイドル運転時、減速運転時及び加速運転時には、ＥＧＲ弁２４を全閉に制御し、それ以外の運転時には、その運転状態に応じて目標ＥＧＲ開度Ｔｅｇｒを求め、ＥＧＲ弁２４をその目標ＥＧＲ開度Ｔｅｇｒに制御するようになっている。このときＥＧＲ弁２４が開弁されることにより、エンジン１から排気通路３へ排出され、前触媒１０及び後触媒１１を通過した排気ガスの一部が、ＥＧＲガスとしてＥＧＲ通路２２、ＥＧＲ弁２４及びＥＧＲ分配管２５等を介して吸気通路２（吸気マニホールド８）へ流れ、エンジン１の各気筒へ還流される。
【００２９】
次に、排気浄化装置の構成について説明する。一般に、エンジンの燃料噴射制御では、高負荷運転域で燃焼不良を防止し、高吸気量域で触媒の過熱を防止するために、燃料噴射量を増量補正（燃料増量）するようになっている。この実施形態のように過給機５を備えたエンジンシステムでは、排気温度が高いので、燃料増量を実施する運転域が広くなり、燃料増量の増量比も相対的に高くなる。その背反として、前触媒１０及び後触媒１１で浄化しきれないＨＣ及びＣＯ等の未燃成分が増える傾向がある。そこで、この実施形態では、二つの触媒１０，１１で排気を浄化すると共に、二つの触媒１０，１１の暖機後に、二つの触媒１０，１１で浄化しきれずに後触媒１１を通過した未燃成分を酸化浄化（燃焼させて浄化）するようになっている。
【００３０】
この実施形態の排気浄化装置は、前触媒１０と後触媒１１の他に、ＥＧＲ装置２１を利用して構成される。この実施形態では、本来、排気通路３から吸気通路２へＥＧＲガスを流すために使用されるＥＧＲ通路２２は、吸気通路２から排気通路３へ吸気の一部を新気として導入するための新気通路として機能する。ＥＧＲ弁２４は、ＥＧＲガスの流れを調節する本来の機能の他に、ＥＧＲガスの流れと逆方向の新気の流れを調節する新気調節弁として機能する。すなわち、ＥＧＲ通路２２及びＥＧＲ弁２４は、本発明の新気導入手段の一例に相当する。
【００３１】
図２に、排気通路３における後触媒１１の概略を側断面図により示す。図３に、後触媒１１の概略を、図２のＡ−Ａ線断面図により示す。図２、図３に示すように、後触媒１１は、排気通路３の外径より大きい外径を有し、その上流側（直前）には、排気通路３へ向かって収束する上流側円錐部１１ａが設けられ、その下流側（後方）には、排気通路３へ向かって収束する下流側円錐部１１ｂが設けられる。図２、図３において、後触媒１１の上を天側、下を地側とすると、ＥＧＲ入口２２ａは、後触媒１１の天側寄り位置にて、下流側円錐部１１ｂに接続される。図２に示すように、ＥＧＲ入口２２ａは、後触媒１１に比較的近い位置、すなわち排気流速が比較的遅くなる位置に配置される。これにより、ＥＧＲ入口２２ａから下流側円錐部１１ｂに導入される新気と、後触媒１１から流れ出る排気との接触時間が長くなるようにしている。しかも、図３に示すように、ＥＧＲ入口２２ａの付近のＥＧＲ通路２２の一部が、下流側円錐部１１ｂの外周にほぼ外接又は内接するように、下流側円錐部１１ｂに接続される。これにより、ＥＧＲ入口２２ａから下流側円錐部１１ｂに導入される新気が、同円錐部１１ｂの内周に沿って流れ、旋回するようになっている。
【００３２】
ここで、排気浄化制御のうち、後触媒１１の後方、すなわち下流側円錐部１１ｂに新気を導入するためにＥＣＵ６０が実行する新気導入制御について説明する。図４に、その新気導入制御の内容をフローチャートにより示す。
【００３３】
処理がこのルーチンへ移行すると、ステップ１００で、ＥＣＵ６０は、各種センサ等５１〜５６の検出値に基づきエンジン回転速度ＮＥ、吸気量Ｇａ、エンジン負荷ＫＬ、冷却水温度ＴＨＷ、吸気圧力ＰＭ及びスロットル開度ＴＡを取り込むと共に、別途のＥＧＲ制御で求められた目標ＥＧＲ開度Ｔｅｇｒを取り込む。ここで、ＥＣＵ６０は、エンジン回転速度ＮＥとスロットル開度ＴＡの関係からエンジン負荷ＫＬを求めることができる。
【００３４】
次に、ステップ１１０で、ＥＣＵ６０は、吸気量Ｇａに基づき後触媒１１より下流の排気通路３における排気圧力ＰＭｅｘを求める。ＥＣＵ６０は、一例として、図５に示す排気圧力マップを参照することにより、吸気量Ｇａに比例した排気圧力ＰＭｅｘを求めることができる。
【００３５】
次に、ステップ１２０で、ＥＣＵ６０は、吸気圧力ＰＭが排気圧力ＰＭｅｘより低いか否かを判断する。ここで、図６に、判定領域のイメージをグラフにより示す。このグラフにおいて、縦軸は吸気圧力ＰＭを示し、右下がりの複数の直線は、それぞれ排気圧力ＰＭｅｘの等圧線を示す。縦軸は、大気圧力ＰＡを中心に正圧と負圧に分かれる。排気圧力ＰＭｅｘは、右側ほど高くなる。図６に示すように、新気領域とＥＧＲ領域は、破線で示す判定ラインＬＤを境に分けられる。ＥＣＵ６０は、このステップ１２０の判断結果が肯定となる場合は処理をステップ１３０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ１４０へ移行する。
【００３６】
ステップ１３０では、ＥＣＵ６０は、ＥＧＲ領域であると判定し、ＥＧＲ制御を許可した後、処理をステップ１００へ戻す。
【００３７】
一方、ステップ１４０では、ＥＣＵ６０は、新気領域であると判定し、後触媒１１の後方の排気通路３へ新気を導入するためにＥＧＲ弁２４を開弁する。ここで、ＥＣＵ６０は、必要に応じてＥＧＲ弁２４の開度を適宜調節することができる。その後、ＥＣＵ６０は、処理をステップ１００へ戻す。
【００３８】
上記した新気導入制御では、新気領域を判定するために、各種センサ等５１〜５６により検出される各種パラメータのうち、吸気圧力ＰＭと吸気量Ｇａを利用することができる。ここで、排気圧力ＰＭｅｘを検出するために、排気通路３に専用の圧力センサを設けることが考えられる。しかし、その配置環境が非常に厳しいことから、圧力センサの信頼性や搭載性が問題となる。そこで、この実施形態では、排気圧力ＰＭｅｘと相関性がある吸気量Ｇａに基づいて排気圧力ＰＭｅｘを求めるようになっている。
【００３９】
次に、新気導入を開始した後の新気導入の制限について説明する。図７に、新気導入制限制御の内容をフローチャートにより示す。
【００４０】
処理がこのルーチンへ移行すると、ステップ２００で、ＥＣＵ６０は、新気領域判定が有ったか否かを判断する。すなわち、図４に示す新気導入制御で新気領域の判定がされたか否かを判断する。ＥＣＵ６０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ２１０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ２００へ戻す。
【００４１】
ステップ２００から移行してステップ２１０では、ＥＣＵ６０は、検出された吸気圧力ＰＭを取り込む。
【００４２】
次に、ステップ２２０で、ＥＣＵ６０は、吸気圧力ＰＭが所定の高過給圧力ＰＴＨより低いか否かを判断する。ここで、高過給圧力ＰＴＨは、後触媒１１の後方への新気導入を停止すべき基準となる過給圧力を意味する。これは、高過給圧力域まで排気通路３へ新気を導入すると、コンプレッサ５ａでの過給効率が低下し、エンジン１の出力低下を招くおそれがある。そこで、このステップ２２０では、過給圧力（吸気圧力ＰＭ）が新気導入を許可できる上限に達したか否かを判断するようになっている。ＥＣＵ６０は、このステップ２２０の判断結果が肯定となる場合は処理をステップ２３０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ２４０へ移行する。
【００４３】
ステップ２３０では、ＥＣＵ６０は、新気導入を許可する。すなわち、ＥＣＵ６０は、開弁状態にあるＥＧＲ弁２４を開弁状態のまま維持制御する。その後、ＥＣＵ６０は、処理をステップ２００へ戻す。
【００４４】
一方、ステップ２４０では、ＥＣＵ６０は、新気導入を禁止する。すなわち、ＥＣＵ６０は、開弁状態にあるＥＧＲ弁２４を全閉に閉弁する。このとき、ＥＣＵ６０は、例えば、所定の一定速度でＥＧＲ弁２４を閉弁したり、ＥＧＲ弁２４の閉弁速度を途中で変えたりすることができる。その後、ＥＣＵ６０は、処理をステップ２００へ戻す。
【００４５】
ここで、図８に、上記した新気導入制御及び新気導入制限制御による各種パラメータの関係をグラフにより示す。このグラフは、エンジン負荷ＫＬに対する、（ａ）ＥＧＲ弁開度、（ｂ）ＥＧＲガス流量及び（ｃ）新気導入量の関係を示す。このグラフにおいて、ＥＧＲ弁２４の開弁は、矢印Ｒ１で示すように、負荷ｋ１〜負荷ｋ７の範囲で許可される。従来のＥＧＲ弁の開弁は、矢印Ｒ２で示す負荷ｋ１〜負荷ｋ２の範囲と、破線矢印Ｒ３で示す高度補正の範囲とで許可されていた。エンジン１の過給域は、矢印Ｒ４で示すように、負荷ｋ４〜負荷ｋ８の範囲で実施される。矢印Ｒ５で示すように、負荷ｋ７〜負荷ｋ８の間は、高負荷域を示す。また、矢印Ｒ６，Ｒ７で示すように、過給圧力（吸気圧力ＰＭ）が排気圧力ＰＭｅｘより大きくなる境目は、負荷ｋ５である。
【００４６】
図８（ａ）に示すように、ＥＧＲ弁開度は、エンジン負荷ＫＬの増加に伴って変化する。すなわち、ＥＧＲ弁２４は、負荷ｋ１より低い軽負荷域では全閉となり、負荷ｋ１〜負荷ｋ５の間では、全開まで増加して全開を保持し、負荷ｋ５〜負荷ｋ７の間では、段階的に開度が減少する。従来は、図８（ａ）に破線で示すように、負荷ｋ３〜負荷ｋ４の間で、ＥＧＲ弁が全開から全閉へ閉弁していた。これに対し、この実施形態では、ＥＧＲ弁２４は、負荷ｋ３〜負荷ｋ５の間でも全開になっている。ここで、エンジン負荷ＫＬが、本来は閉弁すべき過給域の値になってもＥＧＲ弁２４を開弁させたままにしておくのは、ＥＧＲ通路２２にて新気を逆流させるためであり、これによって、新気領域の判定に、環境条件（大気圧等）の変化に応じた幅を持たせることができる。また、これにより、新気領域までの間にＥＧＲを最大限に実行することができる。また、新気領域の判定は、エンジン負荷ＫＬやエンジン回転速度ＮＥの違いでずれる。このため、ＥＧＲ領域内でＥＧＲ弁２４を開弁させ、ＥＧＲ領域外でＥＧＲ弁２４を閉弁させるようにすると、エンジン負荷ＫＬやエンジン回転速度ＮＥの違いで新気領域の判定基準を切り替えなければならなくなる。また、ＥＧＲ弁２４の個体差を考慮すると、ＥＧＲ弁２４を開弁させる範囲（高負荷側）が狭くなってしまう。そこで、この実施形態では、図８（ａ）に示すように、エンジン負荷ＫＬが過給域の値（負荷ｋ３〜負荷ｋ５）になっても、ＥＧＲ弁２４を閉弁しないようにしている。
【００４７】
図８（ｂ）及び（ｃ）に示すように、ＥＧＲガス流量と新気導入量は、ＥＧＲ弁２４の開閉と、過給域との関係で変化する。すなわち、負荷ｋ１より低い軽負荷域では、ＥＧＲガス流量はゼロとなり、負荷ｋ１〜負荷ｋ５の間で、ＥＧＲガス流量が増減する。従来は、図８（ｂ）に破線で示すように、負荷ｋ３〜負荷ｋ４の間で、ＥＧＲガス流量はゼロへ向けて減少していた。これに対し、この実施形態では、負荷ｋ３〜負荷ｋ５の間でも、ＥＧＲガス流量が得られるようになっている。一方、図８（ｃ）に示すように、負荷ｋ５〜負荷ｋ７の間で、新気導入量が増減する。負荷ｋ７以上の高負荷域で新気導入を遮断するのは、高負荷域でエンジン１が要求する吸気量を確保するためである。
【００４８】
以上説明したこの実施形態におけるエンジンシステムの排気浄化装置によれば、エンジン１から排気通路３へ排出される排気は前触媒１０及び後触媒１１により浄化される。ここで、前触媒１０と後触媒１１の暖機後には、後触媒１１の後方の排気通路３に、ＥＧＲ通路２２及びＥＧＲ弁２４を介して吸気通路２から新気が導入されることにより、前触媒１０と後触媒１１で浄化しきれずに後触媒１１を通過した高温の未燃成分は、導入された新気と酸化反応する。すなわち、高温の未燃成分が新気と反応して燃焼する。ここでは、後触媒１１を通過した未燃成分を浄化するために、従来例とは異なり、空気供給ポンプ、オゾン発生装置及びＨＣ吸着材を設けておらず、新気導入手段としてＥＧＲ通路２２及びＥＧＲ弁２４を含むＥＧＲ装置２１が利用される。このため、前触媒１０と後触媒１１の暖機後に、後触媒１１を通過した未燃成分を比較的簡易な構成で酸化浄化することができる。この結果、エンジン１の排気エミッションを改善することができる。
【００４９】
この実施形態の構成によれば、後触媒１１の下流側円錐部１１ｂに対するＥＧＲ入口２２ａの配置により、下流側円錐部１１ｂに導入される新気と後触媒１１から流れ出る排気との接触時間が長くなり、かつ、新気が下流側円錐部１１ｂの内周に沿って流れ、旋回するようになっている。このため、高温の未燃成分と新気とのミキシングを促進することができる。この結果、未燃成分を効果的に酸化浄化することができる。また、後触媒１１において、ＥＧＲ入口２２ａが、天側寄り位置にて下流側円錐部１１ｂに接続される。このため、後触媒１１で凝縮水が発生しても、ＥＧＲ入口２２ａへの凝縮水の侵入を防ぐことができる。
【００５０】
この実施形態のＥＧＲ装置２１によれば、ＥＧＲ出口２２ｂの付近の吸気通路２（吸気マニホールド８）における吸気圧力ＰＭがＥＧＲ入口２２ａの付近の排気通路３（下流側円錐部１１ｂ）における排気圧力ＰＭｅｘより低くなるときに、ＥＧＲ弁２４が開弁されることにより、排気通路３から吸気通路２へＥＧＲ通路２２及びＥＧＲ弁２４を介してＥＧＲガスが流れる。一方、ＥＧＲ通路２２及びＥＧＲ弁２４が新気導入手段として利用されるので、吸気圧力（過給圧力）ＰＭが排気圧力ＰＭｅｘより高くなるときに、ＥＧＲ弁２４が開弁されることにより、吸気通路２から後触媒１１の後方の排気通路３へＥＧＲ通路２２及びＥＧＲ弁２４を介して新気が導入される。従って、後触媒１１の後方の排気通路３へ新気を導入するための専用の構成を設ける必要がない。このため、後触媒１１の後方の排気通路３へ新気を導入するために、専用の構成や専用のスペースを別途設ける必要がなく、エンジンシステムのコストアップを抑えることができる。
【００５１】
この実施形態の構成によれば、吸気圧力ＰＭが排気圧力ＰＭｅｘより低いときは、吸気通路２へＥＧＲガスを流すために、ＥＣＵ６０により、エンジン１の運転状態に応じてＥＧＲ弁２４が開弁制御される。一方、吸気圧力ＰＭが排気圧力ＰＭｅｘより高いときは、後触媒１１の後方の排気通路３へ新気を導入するために、ＥＣＵ６０によりＥＧＲ弁２４が開弁制御される。また、吸気圧力ＰＭが排気圧力ＰＭｅｘより低い状態から高い状態へ切り替わるときには、開弁状態にあるＥＧＲ弁２４が、ＥＣＵ６０により開弁状態のままに維持制御される。従って、吸気通路２へＥＧＲガスを流す状態から、排気通路３へ新気を導入する状態へ切り替わるときは、ＥＧＲ弁２４が一旦閉弁されないので、吸気通路２へＥＧＲガスを流すＥＧＲ領域がその上限まで拡げられる。この実施形態では、図８に示すように、過給域までＥＧＲ弁２４を開弁するように設定されるので、環境変化（大気圧力等）により、ＥＧＲ可能な条件（吸気圧力ＰＭ＜排気圧力ＰＭｅｘ）が変化しても、新気領域を判定することなく新気の導入へ自動的に切り替えられる。このため、ＥＧＲガスによる燃費低減、ＮＯｘ低減等の効果を最大限発揮させることができる。
【００５２】
この実施形態の構成によれば、吸気圧力ＰＭが排気圧力ＰＭｅｘより低いときは、吸気通路２へＥＧＲガスを流すために、ＥＣＵ６０により、エンジン１の運転状態に応じてＥＧＲ弁２４が開弁制御される。一方、吸気圧力ＰＭが排気圧力ＰＭｅｘより高いときであって、エンジン１から排出される排気の中の未燃成分が増えるときは、後触媒１１の後方の排気通路３へ新気を導入するために、ＥＣＵ６０によりＥＧＲ弁２４が開弁制御される。例えば、エンジン１の高負荷運転時等に、前触媒１０及び後触媒１１の過熱防止、エンジン１のノック抑制のために、燃料噴射制御によりエンジン１に供給される燃料噴射量が増量補正され、排気中の未燃成分が増えることがある。この場合にも、ＥＧＲ弁２４が開弁制御されて後触媒１１の後方の排気通路３へ新気が導入される。従って、後触媒１１を通過する未燃成分が増えるときでも、その高温の未燃成分が、導入される新気と反応して酸化浄化される。このため、排気中で増えた未燃成分を効果的に酸化浄化することができ、排気エミッションの悪化を抑えることができる。
【００５３】
この実施形態では、図８に示すように、エンジン１の高過給域、すなわち高負荷域では、排気通路３への新気の導入が停止される。このため、高負荷域では、過給機５による過給効率の低下を抑えることができ、エンジン１の出力低下を防止することができる。
【００５４】
＜第２実施形態＞
次に、この発明におけるエンジンシステムの排気浄化装置を具体化した第２実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００５５】
なお、以下の説明において第１実施形態と同等の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略し、以下には異なった点を中心に説明する。
【００５６】
上記したように、この排気浄化装置では、新気領域においては、吸気通路２を流れる吸気の一部が新気として後触媒１１の後方の排気通路３に導入される。このため、エンジン１には、エアフローメータ５３で検出される吸気量Ｇａより少ない吸気が供給されることになる。その結果、検出された吸気量Ｇａをそのまま燃料噴射制御で使用すると、エンジン１の空燃比がリッチへずれ、排気エミッションや燃費が悪化するおそれがある。そこで、この実施形態では、燃料噴射制御等の各種エンジン制御に使用される吸気量Ｇａを補正するようになっている。この実施形態で、ＥＣＵ６０は、本発明の吸気量算出手段の一例に相当する。
【００５７】
図９に、その排気浄化制御の内容をフローチャートにより示す。図９において、ステップ１００〜１４０の内容は、図４のフローチャートのそれと同じである。処理がこのルーチンへ移行すると、ＥＣＵ６０は、ステップ１００〜ステップ１３０の処理を実行した後、ステップ１５０で、エアフローメータ５３で検出される吸気量Ｇａを、最終的な吸気量ＧＡとして設定する。ＥＣＵ６０は、この最終的な吸気量ＧＡをメモリに記憶した後、処理をステップ１００へ戻す。
【００５８】
一方、ステップ１４０から移行してステップ１６０では、ＥＣＵ６０は、吸気圧力ＰＭから排気圧力ＰＭｅｘを減算することにより、新気導入差圧ΔＰＭを求める。
【００５９】
次に、ステップ１７０で、ＥＣＵ６０は、新気導入差圧ΔＰＭと目標ＥＧＲ開度Ｔｅｇｒに基づき新気導入量Ｇａｅｘを求める。ＥＣＵ６０は、例えば、図１０に示す新気導入量マップを参照することにより、新気導入差圧ΔＰＭと目標ＥＧＲ開度Ｔｅｇｒに応じた新気導入量Ｇａｅｘを求めることができる。
【００６０】
次に、ステップ１８０で、ＥＣＵ６０は、エアフローメータ５３により検出される吸気量Ｇａから新気導入量Ｇａｅｘを減算することにより、エンジン１に供給されるエンジン供給吸気量Ｇａｅｎｇを求める。
【００６１】
そして、ステップ１９０で、ＥＣＵ６０は、エンジン供給吸気量Ｇａｅｎｇを最終的な吸気量ＧＡとして設定する。ＥＣＵ６０は、この最終的な吸気量ＧＡをメモリに記憶した後、処理をステップ１００へ戻す。
【００６２】
以上説明したこの実施形態のエンジンシステムの排気浄化装置によれば、後触媒１１の後方の排気通路３へ吸気通路２から新気が導入されるときは、その分、エンジン１に実際取り込まれるエンジン吸気量が、エアフローメータ５３により検出される吸気量Ｇａより少なくなる。ここで、ＥＣＵ６０により、算出される排気圧力ＰＭｅｘと、吸気圧センサ５４により検出される吸気圧力ＰＭと、ＥＣＵ６０により算出される目標ＥＧＲ開度Ｔｅｇｒとに基づいて排気通路３へ導入される新気導入量Ｇａｅｘが算出される。また、検出される吸気量Ｇａからその新気導入量Ｇａｅｘが減算されることにより、エンジン吸気量である最終的な吸気量ＧＡが算出される。従って、後触媒１１の後方の排気通路３に吸気通路２から新気を導入するときでも、エンジン１の各種制御に使用できる最終的な吸気量ＧＡが得られる。また、この最終的な吸気量ＧＡを求めるために、排気圧力ＰＭｅｘを検出するための専用の検出手段を設ける必要がない。このため、エンジン１の運転時に、後触媒１１の後方の排気通路３へ吸気通路２から新気が導入されても、実際にエンジン１に供給される最終的な吸気量ＧＡに基づいて各種エンジン制御を適正に実行することができる。例えば、空燃比をリッチ側に誤算するようなエンジン１の誤制御を回避することができる。この結果、エンジン１の排気エミッションと燃費の悪化を防止することができる。
【００６３】
＜第３実施形態＞
次に、この発明におけるエンジンシステムの排気浄化装置を具体化した第３実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００６４】
この実施形態では、新気導入制御の内容の点で前記各実施形態と異なる。図１１に、この実施形態の新気導入制御の内容をフローチャートにより示す。
【００６５】
処理がこのルーチンへ移行すると、ステップ３００で、ＥＣＵ６０は、各種センサ等５１〜５６の検出値に基づきエンジン回転速度ＮＥ、吸気量Ｇａ、エンジン負荷ＫＬ、冷却水温度ＴＨＷ、吸気圧力ＰＭ及びスロットル開度ＴＡを取り込むと共に、別途のＥＧＲ制御で求められる目標ＥＧＲ開度Ｔｅｇｒを取り込む。
【００６６】
次に、ステップ３１０で、ＥＣＵ６０は、大気圧センサ５７の検出値に基づき大気圧力ＰＡを取り込む。
【００６７】
次に、ステップ３２０で、ＥＣＵ６０は、エンジン回転速度ＮＥに基づきエンジン負荷判定値Ｋａｋｌを求める。ＥＣＵ６０は、一例として、図１２に示すエンジン負荷判定値マップを参照することにより、エンジン回転速度ＮＥに応じたエンジン負荷判定値Ｋａｋｌを求めることができる。図１２に破線（太破線、破線）示すように、新気領域とＥＧＲ領域の境目となるエンジン負荷判定値Ｋａｋｌは、平地と高地との違い、すなわち大気圧力ＰＡの違いによって変化する。
【００６８】
次に、ステップ３３０で、ＥＣＵ６０は、大気圧力ＰＡに基づきエンジン負荷ＫＬの大気圧補正値Ｋｐａｋｌを求める。ＥＣＵ６０は、一例として、図１３に示す大気圧補正値マップを参照することにより、大気圧力ＰＡに比例した大気圧補正値Ｋｐａｋｌを求めることができる。
【００６９】
次に、ステップ３４０で、ＥＣＵ６０は、エンジン負荷ＫＬが、エンジン負荷判定値Ｋａｋｌから大気圧補正値Ｋｐａｋｌを減算補正した結果より小さいか否かを判断する。エンジン負荷判定値Ｋａｋｌから大気圧補正値Ｋｐａｋｌを減算補正するのは、図１２に破線（太破線、破線）で示すように、エンジン負荷判定値Ｋａｋｌが、平地と高地の違い、すなわち大気圧力ＰＡに応じて変化するからである。そして、ＥＣＵ６０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ３５０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ３６０へ移行する。
【００７０】
ステップ３５０では、ＥＣＵ６０は、ＥＧＲ領域であると判定し、ＥＧＲ制御を許可した後、処理をステップ３００へ戻す。
【００７１】
一方、ステップ３６０では、ＥＣＵ６０は、新気領域であると判定し、後触媒１１の後方へ新気を導入するためにＥＧＲ弁２４を開弁する。ここで、ＥＣＵ６０は、必要に応じてＥＧＲ弁２４の開度を適宜制御することができる。その後、ＥＣＵ６０は、処理をステップ３００へ戻す。
【００７２】
以上説明したこの実施形態におけるエンジンシステムの排気浄化装置によれば、新気導入制御において、新気領域を判定するために、各種センサ等５１〜５６により検出される各種パラメータのうちのエンジン回転速度ＮＥ及びエンジン負荷ＫＬの他に、大気圧センサ５７により検出される大気圧力ＰＡが使用される。このため、標高によって変化する大気圧力ＰＡに応じて、その新気領域の判定を補正することができ、その判定精度を向上させることができる。また、大気圧センサ５７により検出される大気圧力ＰＡは、この新気導入制御以外の制御でも汎用的に使用することができる。
【００７３】
＜第４実施形態＞
次に、この発明におけるエンジンシステムの排気浄化装置を具体化した第４実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００７４】
図１４に、この実施形態のガソリンエンジンシステムを概略構成図により示す。この実施形態では、ガソリンエンジンシステムが、燃料タンク３１で発生する蒸発燃料（ベーパ）を処理するための蒸発燃料処理装置（キャニスタ３２を含む。）３０を備えた点で前記各実施形態と構成が異なる。この実施形態で、ＥＣＵ６０は、本発明の制御手段及びパージ制御手段の一例に相当する。
【００７５】
図１４に示すように、蒸発燃料処理装置３０は、燃料タンク３１で発生するベーパを大気中へ放出させることなく捕集して処理する。この装置３０は、燃料タンク３１で発生するベーパを、ベーパ通路３３を通じて一旦捕集するキャニスタ３２を備える。キャニスタ３２は、ベーパを吸着する吸着剤（図示略）を内蔵する。キャニスタ３２から延びる上流側パージ通路３４は、スロットル装置７より下流の吸気通路２に接続される第１下流側パージ通路３５と、エアクリーナ４とコンプレッサ５ａとの間の吸気通路２に接続される第２下流側パージ通路３６とに分岐する。上流側パージ通路３４には、パージポンプ３７とパージ制御弁３８が設けられる。パージポンプ３７は、キャニスタ３２からベーパを吸引して上流側パージ通路３４へ吐出する。パージ制御弁３８は、上流側パージ通路３４におけるベーパ流量を調節する。第１下流側パージ通路３５には、第１逆止弁３９が設けられる。第２下流側パージ通路３６には、第２逆止弁４０が設けられる。この実施形態で、上流側パージ通路３４、第１下流側パージ通路３５、第２下流側パージ通路３６、パージポンプ３７及びパージ制御弁３８は、本発明のパージ手段の一例に相当する。
【００７６】
上記の蒸発燃料処理装置３０によれば、エンジン１の運転時に、スロットル弁７ａより下流の吸気通路２で発生する吸気負圧が第１下流側パージ通路３５等を通じてキャニスタ３２に作用することにより、キャニスタ３２に捕集されたベーパを含む空気が上流側パージ通路３４及び第１下流側パージ通路３５を通じてスロットル弁７ａより下流の吸気通路２へパージされる。パージされたベーパを含む空気は、エンジン１に取り込まれて燃焼に供され、処理される。上流側パージ通路３４に設けられたパージ制御弁３８は、上流側パージ通路３４におけるベーパのパージ流量を調節するためにＥＣＵ６０により制御される。燃料タンク３１から延びる燃料通路４１は、燃料タンク３１に設けられた燃料ポンプ４２の作用により、エンジン１に設けられたインジェクタ（図示略）へ燃料を圧送するようになっている。キャニスタ３２に設けられる大気ポート４３は、キャニスタ３２から上流側パージ通路３４を通じてベーパ等がパージされるときに、キャニスタ３２へ大気を導入するようになっている。この実施形態で、ＥＣＵ６０は、蒸発燃料処理制御を実行するために、パージポンプ３７及びパージ制御弁３８を制御するようになっている。この実施形態で、ＥＣＵ６０は、本発明のパージ制御手段の一例に相当する。
【００７７】
図１５に、この実施形態の新気導入制限制御の内容をフローチャートにより示す。処理がこのルーチンへ移行すると、ステップ４００で、ＥＣＵ６０は、新気領域判定が有ったか否かを判断する。例えば、図４に示す新気導入制御で新気領域の判定がなされたか否かを判断する。ＥＣＵ６０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ４１０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ４００へ戻す。
【００７８】
ステップ４１０では、ＥＣＵ６０は、エアフローメータ５３の検出値に基づき吸気量Ｇａを取り込む。
【００７９】
次に、ステップ４２０で、ＥＣＵ６０は、別途の蒸発燃料処理制御で求められるベーパ濃度Ｆｇｐｇを取り込む。このベーパ濃度Ｆｇｐｇは、例えば、ベーパをパージしたときに生じる、空燃比制御におけるフィードバック補正係数のずれ（空燃比のずれ）に基づき、単位目標パージ率当たりで算出されるベーパ濃度に相当する。
【００８０】
次に、ステップ４３０で、ＥＣＵ６０は、ベーパ濃度Ｆｇｐｇに基づき新気導入許可時の吸気量（新気導入許可吸気量）Ｋｇａｐｇを求める。ＥＣＵ６０は、例えば、図１６に示す新気導入許可吸気量マップを参照することにより、ベーパ濃度Ｆｇｐｇに応じた新気導入許可吸気量Ｋｇａｐｇを求めることができる。このマップでは、ベーパ濃度Ｆｇｐｇが増えるほど新気導入許可吸気量Ｋｇａｐｇが曲線的に増加するように設定される。
【００８１】
次に、ステップ４４０で、ＥＣＵ６０は、吸気量Ｇａが新気導入許可吸気量Ｋｇａｐｇより多いか否かを判断する。ＥＣＵ６０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ４５０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ４６０へ移行する。
【００８２】
ステップ４５０では、ＥＣＵ６０は、新気導入を許可する。すなわち、ＥＣＵ６０は、開弁状態のＥＧＲ弁２４を開弁状態のまま維持する。その後、ＥＣＵ６０は、処理をステップ４００へ戻す。
【００８３】
一方、ステップ４６０では、ＥＣＵ６０は、新気導入を禁止する。すなわち、ＥＣＵ６０は、開弁状態のＥＧＲ弁２４を全閉に閉弁する。その後、ＥＣＵ６０は、処理をステップ４００へ戻す。
【００８４】
以上説明したこの実施形態におけるエンジンシステムの排気浄化装置によれば、前記各実施形態の作用及び効果に加え、次のような作用及び効果を有する。すなわち、後触媒１１の後方の排気通路３に新気が導入されるときに、ベーパをパージするために、ＥＣＵ６０により、パージ制御弁３８が制御される。従って、エンジン１から排気通路３へ排出される通常の排気に加え、ベーパの一部が未燃成分としてエンジン１から排気通路３へ排出され、前触媒１０及び後触媒１１で浄化しきれずに後触媒１１を通過しても、その高温の未燃成分が、導入される新気と反応し、酸化浄化される。このため、エンジン１の排気エミッション及び燃費の悪化防止に加え、大気へ放出されるエバポエミッションの悪化をも防止することができる。
【００８５】
この実施形態の構成によれば、過給域でも後触媒１１の後方に新気を積極的に導入することで未燃成分を酸化浄化して排気エミッションの改善を図るようになっている。しかし、エンジン１の低回転域（低吸気量域）で過給が行われる場合は、高濃度のベーパが吸気通路２にパージされて、吸気の空燃比がストイキよりリッチになることがある。そこで、この実施形態では、ベーパのパージにより吸気の空燃比がストイキよりもリッチになる場合には、後触媒１１の後方の排気通路３への新気の導入を禁止するために、ＥＣＵ６０により、ＥＧＲ弁２４が閉弁制御される。
【００８６】
＜第５実施形態＞
次に、この発明におけるエンジンシステムの排気浄化装置を具体化した第５実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００８７】
この実施形態では、後触媒１１の後方の排気通路３に新気が導入されるとき、キャニスタ３２から吸気通路２へベーパがパージされるのに合わせて、ベーパ濃度に応じてパージ流量を制限する点で前記第４実施形態と異なる。図１７に、この実施形態のパージ流量制限制御の内容をフローチャートにより示す。
【００８８】
処理がこのルーチンへ移行すると、ステップ５００で、ＥＣＵ６０は、各種センサ等５１〜５６の検出値に基づきエンジン回転速度ＮＥ、吸気量Ｇａ、エンジン負荷ＫＬ、冷却水温度ＴＨＷ、吸気圧力ＰＭ及びスロットル開度ＴＡを取り込むと共に、別途のＥＧＲ制御で求められる目標ＥＧＲ開度Ｔｅｇｒを取り込む。また、ＥＣＵ６０は、別途の蒸発燃料処理制御で求められるベーパ濃度Ｆｇｐｇを取り込む。
【００８９】
次に、ステップ５１０で、ＥＣＵ６０は、目標パージ流量Ｔｅｖｐを求める。ＥＣＵ６０は、例えば、吸気量Ｇａに基づいて目標パージ流量Ｔｅｖｐを求めることができる。
【００９０】
次に、ステップ５２０で、ＥＣＵ６０は、新気領域判定が有ったか否かを判断する。ＥＣＵ６０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ５３０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ５６０へ移行する。
【００９１】
ステップ５３０では、ＥＣＵ６０は、ベーパ濃度Ｆｇｐｇと吸気量Ｇａに基づき最大パージ流量Ｋｐｇｍａｘを求める。ＥＣＵ６０は、一例として、図１８示す最大パージ流量マップを参照することにより、吸気量Ｇａとベーパ濃度Ｆｇｐｇに応じた最大パージ流量Ｋｐｇｍａｘを求めることができる。このマップにおいて、最大パージ流量Ｋｐｇｍａｘは、吸気量Ｇａに比例し、ベーパ濃度Ｆｇｐｇが少なくなるほど増大するように設定される。
【００９２】
次に、ステップ５４０で、ＥＣＵ６０は、目標パージ流量Ｔｅｖｐが最大パージ流量Ｋｐｇｍａｘより少ないか否かを判断する。ＥＣＵ６０は、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ５５０へ移行し、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ５６０へ移行する。
【００９３】
ステップ５５０では、ＥＣＵ６０は、目標パージ流量Ｔｅｖｐが最大パージ流量Ｋｐｇｍａｘを超えたことから、最大パージ流量Ｋｐｇｍａｘを目標パージ流量Ｔｅｖｐとして設定し、処理をステップ５６０へ移行する。
【００９４】
ステップ５２０、ステップ５４０又はステップ５５０から移行してステップ５６０では、ＥＣＵ６０は、目標パージ流量Ｔｅｖｐを最終目標パージ流量ＴＥＶＰとして設定する。
【００９５】
そして、ステップ５６０から移行してステップ５７０では、ＥＣＵ６０は、パージ制御弁３８を最終目標パージ流量ＴＥＶＰに制御した後、処理をステップ５００へ戻す。これにより、吸気通路２へパージされるパージ流量が調節される。ここで、目標パージ流量Ｔｅｖｐが、最大パージ流量Ｋｐｇｍａｘに設定されたときは、パージ流量が最大パージ流量Ｋｐｇｍａｘに制限される。
【００９６】
以上説明したこの実施形態におけるエンジンシステムの排気浄化装置によれば、ベーパのパージにより吸気の空燃比がストイキよりもリッチになる場合には、ベーパのパージ流量が所定の上限値である最大パージ流量Ｋｐｇｍａｘに制限されるようにＥＣＵ６０によりパージ制御弁３８が制御される。
【００９７】
＜第６実施形態＞
次に、この発明におけるエンジンシステムの排気浄化装置を具体化した第６実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００９８】
この実施形態では、後触媒１１に対するＥＧＲ通路２２の接続位置の点で前記各実施形態と構成が異なる。図１９に、この実施形態のガソリンエンジンシステムを概略図により示す。図１９に示すように、この実施形態では、エンジン１の運転が過給域にある場合に、後触媒１１から流れ出る排気の温度が相対的に高くなることを想定して、ＥＧＲ通路２２のＥＧＲ入口２２ａが、後触媒１１より後方にて後触媒１１から離れた位置にて排気通路３に接続される。
【００９９】
従って、この実施形態の構成によれば、過給域にて後触媒１１から流れ出る排気の温度が相対的に高い場合でも、ＥＧＲ入口２２ａから排気通路３に新気が導入される位置が後触媒１１から離れているので、後触媒１１の温度が新気による酸化反応で過剰に上昇することがない。このため、後触媒１１を許容温度に保つことができる。
【０１００】
＜第７実施形態＞
次に、この発明におけるエンジンシステムの排気浄化装置を具体化した第７実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０１０１】
この実施形態では、排気通路３における後触媒１１の位置とＥＧＲ通路２２の接続位置の点で前記第６実施形態と構成が異なる。図２０に、この実施形態のガソリンエンジンシステムを概略図により示す。図２０に示すように、この実施形態では、前触媒１０がエンジン１の近くに配置され、後触媒１１がエンジン１から離れて配置される。そして、エンジン１の運転が過給域にある場合でも、後触媒１１から流れ出る排気の温度が相対的に低くなることを想定して、ＥＧＲ通路２２のＥＧＲ入口２２ａが、後触媒１１より後方にて後触媒１１に近い位置で排気通路３に接続される。
【０１０２】
従って、この実施形態の構成によれば、過給域にて後触媒１１から流れ出る排気の温度が相対的に低い場合でも、ＥＧＲ入口２２ａから排気通路３に新気が導入される位置が後触媒１１に近いので、新気が後触媒１１の中に流入し易い。新気が後触媒１１に流入するのは、排気通路３の中で排気に脈動が生ることによる。新気が後触媒１１の中に流入すると、酸化反応により未燃成分が低減する。触媒での酸化反応は、相対的に低い温度で起きるため、後触媒１１から流れ出る排気の温度が相対的に低くても、新気導入により酸化反応により未燃成分を低減することができる。また、後触媒１１の温度が相対的に低いので、酸化反応により後触媒１１の温度が上昇しても、後触媒１１を許容温度に保つことができる。
【０１０３】
＜第８実施形態＞
次に、この発明におけるエンジンシステムの排気浄化装置を具体化した第８実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０１０４】
この実施形態では、ＥＧＲ通路２２のＥＧＲ入口に関する構成の点で前記各実施形態と構成が異なる。図２１に、この実施形態のガソリンエンジンシステムを概略図により示す。図２１に示すように、この実施形態では、ＥＧＲ通路２２の上流側が第１上流側ＥＧＲ通路２２Ａと第２上流側ＥＧＲ通路２２Ｂに分岐し、その分岐部分に三方弁２９が設けられる。第１上流側ＥＧＲ通路２２ＡはＥＧＲ入口２２ａを含み、第２上流側ＥＧＲ通路２２Ｂは別のＥＧＲ入口２２ｃを含む。ＥＧＲ入口２２ａは、後触媒１１より後方にて後触媒１１に近い位置にて排気通路３に接続される。別のＥＧＲ入口２２ｃは、前触媒１０の前方にて前触媒１０に近い位置にて排気通路３に接続される。三方弁２９は、電磁弁よりなり、ＥＧＲ通路２２の下流側を、第１上流側ＥＧＲ通路２２Ａ又は第２上流側ＥＧＲ通路２２Ｂに選択的に連通させるために、ＥＣＵ６０により切り替え制御されるようになっている。この実施形態で、ＥＣＵ６０は、過給域での過給圧が相対的に高くなる場合に、三方弁２９を切り替えて下流側のＥＧＲ通路２２を第１上流側ＥＧＲ通路２２Ａに連通させる。一方、ＥＣＵ６０は、過給圧が相対的に高くなる場合以外の場合に、三方弁２９を切り替えて下流側のＥＧＲ通路２２を第２上流側ＥＧＲ通路２２Ｂに連通させるようになっている。
【０１０５】
従って、この実施形態の構成によれば、過給圧が相対的に高くなる場合に、後触媒１１の後方に新気を導入することができ、前記第１実施形態と同等の作用効果を得ることができる。また、過給圧が相対的に高くなる場合以外の場合には、ＥＧＲ入口２２ｃから第２上流側ＥＧＲ通路２２ＢへＥＧＲガスを取り込み、そのＥＧＲガスを、下流側のＥＧＲ通路２２へ円滑に流すことができる。
【０１０６】
＜第９実施形態＞
次に、この発明におけるエンジンシステムの排気浄化装置を具体化した第９実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０１０７】
この実施形態では、ＥＧＲ装置２１と新気導入手段の構成の点で前記各実施形態と構成が異なる。図２２に、この実施形態のガソリンエンジンシステムを概略図により示す。図２２に示すように、この実施形態では、ＬＰＬタイプのＥＧＲ装置２１を備える。すなわち、ＥＧＲクーラ２３とＥＧＲ弁２４が設けられたＥＧＲ通路２２は、そのＥＧＲ入口２２ａが、前触媒１０と後触媒１１との間の排気通路３に接続され、ＥＧＲ出口２２ｂが、エアクリーナ４より下流であってコンプレッサ５ａより上流の吸気通路２に接続される。後触媒１１の後方の排気通路３に新気を導入するための新気導入手段は、新気導入通路４６と流量制御弁４７を備える。新気導入通路４６は、吸気通路２から新気を取り入れるための新気入口４６ａと、排気通路３へ新気を導出するための新気出口４６ｂとを含む。新気入口４６ａは、コンプレッサ５ａ直後の吸気通路２に接続され、新気出口４６ｂは、後触媒１１より後方の排気通路３に接続される。新気入口４６ａが、コンプレッサ５ａ直後に配置されることから、後触媒１１の後方には、新気導入通路４６及び流量制御弁４７を介して、相対的に高温の新気が導入される。流量制御弁４７は、電磁弁よりなり、新気導入通路４６における新気の流れを制御するために、ＥＣＵ６０により開閉制御されるようになっている。この実施形態のＥＧＲ装置２１は、ＬＰＬタイプであることから、過給機５が動作する過給時には、ＥＧＲ通路２２を通じて排気通路３に新気を導入することができない。そこで、過給時でも排気通路３に新気を導入できる専用の新気導入通路４６を設けて、同通路４６を流れる新気を流量制御弁４７により調節するようになっている。
【０１０８】
従って、この実施形態の構成によれば、ＬＰＬタイプのＥＧＲ装置２１を備えたガソリンエンジンシステムにおいても、後触媒１１の後方の排気通路３へ新気を導入することができる。このため、前触媒１０と後触媒１１の暖機後に、後触媒１１を通過した未燃成分を比較的簡易な構成で酸化浄化することができる。この結果、エンジン１の排気エミッションを改善することができる。
【０１０９】
＜第１０実施形態＞
次に、この発明におけるエンジンシステムの排気浄化装置を具体化した第１０実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０１１０】
この実施形態では、後触媒１１に対するＥＧＲ通路２２の接続の仕方の点で前記各実施形態と構成が異なる。図２３に、排気通路３における後触媒１１の概略を側断面図により示す。図２３に示すように、この実施形態では、ＥＧＲ通路２２のＥＧＲ入口２２ａから後触媒１１の後方の排気通路３（下流側円錐部１１ｂ）に導入される新気を、後触媒１１から流れ出る排気に衝突させるために、ＥＧＲ入口２２ａが後触媒１１の端面へ向けて配置される。
【０１１１】
従って、この実施形態の構成によれば、ＥＧＲ入口２２ａから排気通路３（下流側円錐部１１ｂ）に導入された新気が、後触媒１１を通過した高温の未燃成分に衝突し易くなる。このため、高温の未燃成分と新気とのミキシングを促進することができる。この結果、未燃成分を効果的に酸化浄化することができる。
【０１１２】
＜第１１実施形態＞
次に、この発明におけるエンジンシステムの排気浄化装置を具体化した第１１実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０１１３】
この実施形態では、ＥＧＲ装置２１で使用されるＥＧＲ弁の構成の点で前記各実施形態と構成が異なる。図２４に、この実施形態のＥＧＲ弁２６を断面図により示す。図２４に示すように、ＥＧＲ弁２６は、ポペット式であり、そのハウジング６１に設けられる弁座６２と、弁座６２に着座可能に設けられる弁体６３と、弁座６２との間で弁体６３を開閉させるための弁軸６４と、弁軸６４を往復運動（ストローク運動）させるためのアクチュエータ６５と、弁体６３を弁座６２に着座（閉弁）させる方向へ付勢する閉弁スプリング６６とを備える。
【０１１４】
前記各実施形態では、吸気圧力ＰＭが排気圧力ＰＭｅｘより低くなるときに、吸気通路２へＥＧＲガスを流すためにＥＧＲ弁２４を開弁制御し、吸気圧力ＰＭ（過給圧力）が排気圧力ＰＭｅｘより高くなるときに、後触媒１１の後方の排気通路３（下流側円錐部１１ｂ）に新気を導入するためにＥＧＲ弁２４を開弁制御するように構成した。これに対し、この実施形態では、吸気圧力ＰＭ（過給圧力）が排気圧力ＰＭｅｘより高くなるときは、通常のＥＧＲ制御と同様にＥＧＲ弁２６を閉弁制御する。その代わり、ＥＧＲ弁２６の弁体６３を閉弁方向へ付勢する閉弁スプリング６６の付勢力を調整することで、所定条件時にＥＧＲ弁２６をメカ的に開弁させるように構成する。ここで、「メカ的に開弁」とは、ＥＧＲ弁２６を開弁制御することなく、吸気圧力（過給圧力）ＰＭと排気圧力ＰＭｅｘとの差圧と、弁体６３の機械的なガタを利用して、弁体６３と弁座６２との間に隙間を形成することで開弁することを意味する。
【０１１５】
従って、この実施形態の構成によれば、前記各実施形態と同様、吸気圧力ＰＭ（過給圧力）が排気圧力ＰＭｅｘより高くなるときであって、前触媒１０と後触媒１１の暖機後に、後触媒１１の後方の排気通路３（下流側円錐部１１ｂ）に、ＥＧＲ通路２２及びＥＧＲ弁２４を介して吸気通路２から新気が導入されるので、後触媒１１を通過した高温の未燃成分が新気と反応する。このため、前触媒１０と後触媒１１の暖機後に後触媒１１を通過した未燃成分を比較的簡易な構成で酸化浄化することができる。この結果、エンジン１の排気エミッションを改善することができる。
【０１１６】
＜第１２実施形態＞
次に、この発明におけるエンジンシステムの排気浄化装置を具体化した第１２実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０１１７】
この実施形態では、ＥＧＲ弁の構成の点で前記第７実施形態と構成が異なる。図２５に、この実施形態のＥＧＲ弁２８を断面図により示す。図２５に示すように、ＥＧＲ弁２８は、バタフライ式であり、そのハウジング７１に設けられる弁座７２と、弁座７２に着座可能に設けられる弁体７３と、弁座７２との間で弁体７３を開閉させるために弁体７３を回動する回転軸７４と、回転軸７４を回転するための駆動機構７５と、全閉状態において、弁体７３を弁座７２に押圧するために、回転軸７４をその直径方向へ付勢するスプリング７６を含む付勢装置７７とを備える。
【０１１８】
ここで、この実施形態では、前記第７実施形態と同様に、吸気圧力ＰＭ（過給圧力）が排気圧力ＰＭｅｘより高くなるときは、通常のＥＧＲ制御と同様にＥＧＲ弁２８を閉弁制御する。その代わり、全閉状態において、回転軸７４をその直径方向へ付勢するスプリング７６の付勢力を調整することで、所定条件時にＥＧＲ弁２８をメカ的に開弁するように構成する。
【０１１９】
従って、この実施形態の構成でも、第７実施形態と同等の作用及び効果を得ることができる。
【０１２０】
＜第１３実施形態＞
次に、この発明におけるエンジンシステムの排気浄化装置を具体化した第１３実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０１２１】
この実施形態では、新気導入手段の構成の点で前記各実施形態と構成が異なる。図２６に、新気導入装置８１と排気通路３における後触媒１１の概略を側断面図により示す。この実施形態では、後触媒１１の後方の排気通路３に新気を導入するために、ＥＧＲ通路２２及びＥＧＲ弁２４を利用する代わりに新気導入装置８１が設けられる。この装置８１は、排気通路３（下流側円錐部１１ｂ）に接続された新気通路８２と、同通路８２に直列に設けられた逆止弁８３、エアポンプ８４及びエアクリーナ８５とを備える。この装置８１によれば、エアポンプ８４が作動することにより、エアクリーナ８５で清浄化された外気が新気として新気通路８２に導入され、逆止弁８３を介して後触媒１１の後方の排気通路３に導入される。新気通路８２の新気出口８２ａの配置は、第１実施形態におけるＥＧＲ入口２２ａのそれと同じである。逆止弁８３は、排気通路３からの排気の逆流を規制するようになっている。この実施形態で、新気導入装置８１は、本発明の新気導入手段の一例に相当する。
【０１２２】
従って、この実施形態の構成によれば、エンジン１の運転時であって、後触媒１１の暖機後に、エアポンプ８４を作動させることにより、後触媒１１の後方の排気通路３に新気が導入され、後触媒１１を通過した高温の未燃成分と反応する。このため、前触媒１０と後触媒１１の暖機後に後触媒１１を通過した未燃成分を比較的簡易な構成で酸化浄化することができる。この結果、エンジン１の排気エミッションを改善することができる。
【０１２３】
なお、この発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもできる。
【０１２４】
（１）前記各実施形態では、本発明を、排気通路３に前触媒１０と後触媒１１を直列に設け、その後触媒１１の後方の排気通路３に新気を導入する構成に具体化した。これに対し、本発明を、排気通路に３つ以上の触媒を直列に設け、そのうち最下流に位置する触媒の後方の排気通路に新気を導入する構成に具体化したり、排気通路に一つの触媒を設け、その触媒の後方の排気通路に新気を導入する構成に具体化したりすることができる。
【０１２５】
（２）前記各実施形態では、本発明を排気通路３に前触媒１０と後触媒１１を直列に設け、その後触媒１１の後方の排気通路３に新気を導入する構成に具体化したが、前触媒の後方の排気通路と後触媒の後方の排気通路の両方に新気を導入するように構成することもできる。
【０１２６】
（３）前記各実施形態では、本発明をガソリンエンジンシステムに具体化したが、ディーゼルエンジンシステムに具体化することもできる。
【０１２７】
なお、前記第４実施形態には、本願の請求項３乃至５に記載の発明に関連して次のような複数の発明（第１の付記発明〜第３の付記発明）が含まれることを付記する。
【０１２８】
＜第１の付記発明＞
前記エンジンシステムは、
前記エンジンに供給される燃料を貯留するための燃料タンクと、
前記燃料タンクで発生する蒸発燃料を捕集するためのキャニスタと、
前記キャニスタに捕集された前記蒸発燃料を前記吸気通路へパージするためのパージ手段と、
前記パージ手段を制御するためのパージ制御手段と
を更に備え、
前記パージ制御手段は、前記触媒の後方の前記排気通路に前記新気が導入されるときに、前記蒸発燃料をパージするために前記パージ手段を制御することを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載のエンジンシステムの排気浄化装置。
【０１２９】
第１の付記発明の構成によれば、請求項３乃至５のいずれかに記載の発明の作用に加え、触媒の後方の排気通路に新気が導入されるときに、蒸発燃料をパージするためにパージ手段が制御される。従って、エンジンから排気通路へ排出される通常の排気に加え、蒸発燃料の一部が未燃成分としてエンジンから排気通路へ排出され、触媒で浄化しきれずに触媒を通過しても、その高温の未燃成分が、導入される新気と反応する。
【０１３０】
第１の付記発明の構成によれば、請求項３乃至５のいずれかに記載の発明の効果に加え、エンジンの排気エミッションの悪化を防止しつつパージを促進することができる。
【０１３１】
＜第２の付記発明＞
前記制御手段は、前記吸気通路に対する前記蒸発燃料のパージにより前記吸気の空燃比がストイキよりもリッチになる場合に、前記触媒の後方の前記排気通路への前記新気の導入を禁止するために前記排気還流弁を閉弁制御することを特徴とする第１の付記発明に記載のエンジンシステムの排気浄化装置。
【０１３２】
第２の付記発明の構成によれば、第１の付記発明の作用に加え、蒸発燃料のパージにより吸気の空燃比がストイキよりもリッチになる場合には、触媒の後方の排気通路への新気の導入を禁止するために、排気還流弁が閉弁制御される。従って、酸化反応し切れない燃料成分を含む新気が触媒の後方の排気通路に導入されることを防止することができる。
【０１３３】
第２の付記発明に記載の発明によれば、第１の付記発明の効果に加え、エンジンの排気エミッションの悪化を効果的に防止することができる。
【０１３４】
＜第３の付記発明＞
前記パージ制御手段は、前記蒸発燃料のパージにより前記吸気の空燃比がストイキよりもリッチになる場合に、前記蒸発燃料のパージ流量を所定の上限値に制限するように前記パージ手段を制御することを特徴とする第１の付記発明又は第２の付記発明に記載のエンジンシステムの排気浄化装置。
【０１３５】
第３の付記発明の構成によれば、第１の付記発明又は第２の付記発明の作用に加え、蒸発燃料のパージにより吸気の空燃比がストイキよりもリッチになる場合には、蒸発燃料のパージ流量が所定の上限値に制限されるようにパージ手段が制御される。従って、蒸発燃料による未燃成分がある上限値に抑えられる。
【０１３６】
第３の付記発明の構成によれば、第１の付記発明又は第２の付記発明の効果に加え、蒸発燃料の過剰なパージによる排気エミッションの悪化を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３７】
この発明は、ガソリンエンジンシステムやディーゼルエンジンシステムに利用することができる。
【符号の説明】
【０１３８】
１  エンジン
２  吸気通路
３  排気通路
５  過給機
１０  前触媒
１１  後触媒
２２  ＥＧＲ通路（排気還流通路、新気導入手段）
２２ａ  ＥＧＲ入口（排気還流入口）
２２ｂ  ＥＧＲ出口（排気還流出口）
２４  ＥＧＲ弁（排気還流弁、新気導入手段）
２６  ＥＧＲ弁（排気還流弁、新気導入手段）
２８  ＥＧＲ弁（排気還流弁、新気導入手段）
３１  燃料タンク
３２  キャニスタ
３４  上流側パージ通路（パージ手段）
３５  第１下流側パージ通路（パージ手段）
３６  第２下流側パージ通路（パージ手段）
３７  パージポンプ（パージ手段）
３８  パージ制御弁（パージ手段）
５３  エアフローメータ（吸気量検出手段）
５４  吸気圧センサ（吸気圧力検出手段）
６０  ＥＣＵ（制御手段、吸気量算出手段、パージ制御手段）
８１  新気導入装置（新気導入手段）
８２  新気通路（新気導入手段）
８４  エアポンプ（新気導入手段）
【図１】
2018031354.tif 000003
【図２】
2018031354.tif 000004
【図３】
2018031354.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2018031354.tif 000008
【図７】
2018031354.tif 000009
【図８】
2018031354.tif 000010
【図９】
2018031354.tif 000011
【図１０】
2018031354.tif 000012
【図１１】
2018031354.tif 000013
【図１２】
2018031354.tif 000014
【図１３】
2018031354.tif 000015
【図１４】
2018031354.tif 000016
【図１５】
2018031354.tif 000017
【図１６】
2018031354.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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