(57)【要約】【課題】エンジン、過給機、スロットル装置、蒸発燃料処理装置及び排気触媒を備えたエンジンシステムにおいて、ベーパのパージ中のエンジン減速時にエンジンへ流れるベーパによる触媒の過熱を防止すること。【解決手段】エンジン1、インジェクタ17、スロットル装置6、過給機5、新気導入装置30、蒸発燃料処理装置41、排気の触媒10,11及び電子制御装置60を備える。電子制御装置60は、パージ中のエンジン減速時に、スロットル装置6を減速開度へ閉弁し、パージ弁45によりパージカットし、インジェクタ17により燃料カットし、スロットル装置6より上流のベーパを含む残留吸気量を推定し、触媒10,11の温度を推定し、その推定温度が基準温度を超えると、触媒10,11の温度上昇を抑えるべく新気導入弁32によりスロットル装置6より下流への新気導入を開始し、残留吸気量の全てがエンジン1へ流れたとき新気導入を終了する。【選択図】図１
2019049219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
前記エンジンへ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、
燃料を貯留するための燃料タンクと、前記燃料タンクに貯留された燃料を前記エンジンへ噴射するためのインジェクタとを含み、前記エンジンへ燃料を供給するための燃料供給装置と、
前記吸気通路に配置され、前記吸気通路を流れる吸気量を調節するための吸気量調節弁と、
前記吸気通路に配置されたコンプレッサと、前記排気通路に配置されたタービンと、前記コンプレッサと前記タービンを一体回転可能に連結する回転軸とを含み、前記吸気通路における吸気を昇圧させるための過給機と、
前記排気通路に配置され、前記エンジンから排出される排気を浄化するための触媒と、
前記触媒の温度上昇を抑えるために制御される昇温抑制手段と、
前記燃料タンクで発生する蒸発燃料を一旦捕集するためのキャニスタと、前記キャニスタで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通路と、前記パージ通路は、その出口が前記コンプレッサより上流の前記吸気通路に接続されることと、前記パージ通路から前記吸気通路へパージされる前記蒸発燃料量を調節するためのパージ調節手段とを含み、前記蒸発燃料を処理するための蒸発燃料処理装置と、
前記エンジンの運転状態を検出するための運転状態検出手段と、
検出される前記運転状態に応じて、少なくとも前記インジェクタ、前記吸気量調節弁及び前記パージ調節手段を制御するための制御手段と
を備えたエンジンシステムにおいて、
前記制御手段は、検出される前記運転状態に基づき、前記吸気通路へ前記蒸発燃料をパージしているときに前記エンジンの減速時と判断したとき、前記エンジンに吸入される吸気を絞るために前記吸気量調節弁を開弁状態から所定の減速開度へ閉弁し、前記蒸発燃料のパージを遮断するために前記パージ調節手段を制御すると共に、前記エンジンへの燃料供給を遮断するために前記インジェクタを制御し、検出される前記運転状態に基づき、前記吸気量調節弁より上流の前記吸気通路に残留する前記蒸発燃料を含む残留吸気量を推定すると共に、前記触媒の温度を推定し、推定された前記触媒の温度が所定の基準温度を超えた場合に、前記触媒の温度上昇を抑えるために前記昇温抑制手段の制御を開始し、推定された前記残留吸気量の全てが前記吸気量調節弁を通過し前記エンジンへ流れたときに、前記昇温抑制手段の制御を終了する
ことを特徴とするエンジンシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジンシステムにおいて、
前記昇温抑制手段は、前記吸気量調節弁より下流の前記吸気通路へ新気を導入するための新気導入通路と、前記新気導入通路は、その入口が前記パージ通路の前記出口より上流の前記吸気通路に接続されることと、前記新気導入通路から前記吸気通路への新気導入量を調節するための新気導入弁とを含む新気導入装置を備え、
前記制御手段は、検出される前記運転状態に基づき、前記吸気通路へ前記蒸発燃料をパージしているときに前記エンジンの減速時と判断したとき、前記エンジンに吸入される吸気を絞るために前記吸気量調節弁を開弁状態から所定の減速開度へ閉弁し、前記蒸発燃料のパージを遮断するために前記パージ調節手段を制御すると共に、前記エンジンへの燃料供給を遮断するために前記インジェクタを制御し、検出される前記運転状態に基づき、前記吸気量調節弁より上流の前記吸気通路に残留する前記蒸発燃料を含む残留吸気量を推定すると共に、前記触媒の温度を推定し、推定された前記触媒の温度が所定の基準温度を超えた場合に、前記触媒の温度上昇を抑えるべく前記吸気量調節弁より下流の前記吸気通路へ新気を導入するために前記新気導入弁を閉弁状態から開弁し、推定された前記残留吸気量の全てが前記吸気量調節弁を通過し前記エンジンへ流れたときに、前記吸気通路への新気の導入を終了するために前記新気導入弁を閉弁する
ことを特徴とするエンジンシステム。
【請求項３】
請求項２に記載のエンジンシステムにおいて、
前記制御手段は、前記新気導入弁を開弁しているときに、前記新気導入弁の開弁分だけ前記吸気量調節弁を前記減速開度よりも閉じる
ことを特徴とするエンジンシステム。
【請求項４】
請求項１に記載のエンジンシステムにおいて、
前記昇温抑制手段は、前記インジェクタを含み、前記インジェクタによる前記エンジンへの燃料供給の遮断を遅延させることであり、
前記制御手段は、検出される前記運転状態に基づき、前記吸気通路へ前記蒸発燃料をパージしているときに前記エンジンの減速時と判断したとき、前記エンジンに吸入される吸気を絞るために前記吸気量調節弁を開弁状態から所定の減速開度へ閉弁し、前記蒸発燃料のパージを遮断するために前記パージ調節手段を制御し、検出される前記運転状態に基づき、前記吸気量調節弁より上流の前記吸気通路に残留する前記蒸発燃料を含む残留吸気量を推定すると共に、前記触媒の温度を推定し、推定された前記触媒の温度が所定の基準温度を超えた場合に、前記触媒の温度上昇を抑えるために前記インジェクタを制御することで前記燃料供給の遮断の遅延を開始し、推定された前記残留吸気量の全てが前記吸気量調節弁を通過し前記エンジンへ流れたときに、前記インジェクタを制御することで前記燃料供給の遮断の遅延を終了する
ことを特徴とするエンジンシステム。
【請求項５】
請求項４に記載のエンジンシステムにおいて、
前記制御手段は、前記燃料供給の遮断を遅延させているときに、前記吸気量調節弁を通過する前記残留吸気量を増やすために前記吸気量調節弁を前記減速開度よりも開く
ことを特徴とするエンジンシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書に開示される技術は、過給機を備えたエンジンと、エンジンの吸気量を調節する吸気量調節弁と、燃料タンクで発生する蒸発燃料を処理する蒸発燃料処理装置と、排気通路に設けられる触媒とを備え、エンジンの減速時に吸気量調節弁及び蒸発燃料処理装置等を制御するように構成したエンジンシステムに関する。
【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に記載の「過給機付内燃機関」が知られている。この技術は、過給機を備えたエンジンと、エンジンの吸気量を調節する電子スロットル装置と、電子スロットル装置より下流へ新気を導入する新気導入装置（新気導入通路と新気導入弁を含む。）と、エンジンから排出される排気の一部をＥＧＲガスとしてエンジンへ還流するＥＧＲ装置（ＥＧＲ通路とＥＧＲ弁を含む。）と、新気導入通路から分岐する漏れＥＧＲバイパス通路とを備える。この構成において、電子スロットル装置より下流の吸気通路から新気導入通路へＥＧＲガスが漏れ流れた場合、そのＥＧＲガスを漏れＥＧＲバイパス通路を介してＥＧＲ通路の出口より上流の吸気通路へ掃気することで、新気導入弁の機能を維持するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−４０５４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載の技術においても、燃料タンクで発生する蒸発燃料を処理する蒸発燃料処理装置（キャニスタ、パージ通路及びパージ弁を含む。）を設けることが考えられる。この場合、過給機付きエンジンにおいては、キャニスタから流れ出た蒸発燃料（ベーパ）を吸気通路へ導出するパージ通路の出口が、過給機（コンプレッサ）より上流の吸気通路に設けられることが多い。この場合、パージ通路の出口から電子スロットル装置までの吸気通路の経路が長くなり、その容積が大きくなる傾向がある。この種のエンジンシステムでは、エンジンの減速時に、エンジンへの燃料供給を遮断（燃料カット）するときは、それと同時にベーパのパージを遮断（パージカット）するようになっている。また、エンジンの減速時には、電子スロットル装置が所定の減速開度まで閉弁される。しかしながら、エンジンの減速時に、燃料カットと同時にパージカットしても、パージ通路の出口から電子スロットル装置までの吸気通路にベーパが残留することになる。そのため、エンジンの減速時には、残留ベーパを含む吸気（残留吸気）が、電子スロットル装置を徐々に流れてエンジン１に吸入され、排気通路に設けられる触媒に未燃のベーパが流れて触媒床温が過剰に上昇（過熱）するおそれがある。
【０００５】
図１４に、エンジンの減速時における（ａ）スロットル開度ＴＡ、（ｂ）燃料カットＦ／Ｃ、（ｃ）パージ及び（ｄ）触媒床温の挙動をタイムチャートにより示す。図１４（ｄ）において、実線はベーパが高濃度の場合を示し、破線はベーパが低濃度の場合を示す。図１４（ａ）〜（ｃ）に示すように、スロットル開度ＴＡが急減するエンジンの減速時には、燃料カットとパージカットが同時に行われる。このとき、図１４（ｄ）に実線で示すようにベーパが高濃度になる場合は、触媒床温が急上昇し、過熱温度Ｔｏｔを一時的に上回ることがある。また、触媒が過熱すると、触媒の劣化及び溶損を招くおそれがある。触媒が劣化すると触媒の浄化率が低減してしまう。図１５には、触媒温度毎に耐久した触媒浄化率をグラフにより示す。図１５において、実線はストイキ条件で耐久した場合の触媒浄化率を示し、破線はリーン雰囲気（酸素過多）で耐久した場合の触媒浄化率を示す。減速時に燃料カットを実行する場合は、触媒が酸素過多になるので、リーン雰囲気の耐久条件になり、燃料カットにより触媒温度が上昇すると、その分だけ浄化性能の悪化（劣化）が進行する。図１５に破線で示すように、減速時に燃料カットを実行する場合は、触媒床温が「７００℃」を超えると触媒浄化率が徐々に悪化（劣化）することがわかる。
【０００６】
この開示技術は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、エンジンと、過給機と、過給機より下流に設けられる吸気量調節弁と、燃料タンクで発生する蒸発燃料を過給機より上流の吸気通路へパージする蒸発燃料処理装置と、排気通路に設けられる触媒とを備え、吸気通路へ蒸発燃料をパージしているときからのエンジン減速時に、エンジンへ流れる蒸発燃料による触媒の過熱を防止可能としたエンジンシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の技術は、エンジンと、エンジンへ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、燃料を貯留するための燃料タンクと、燃料タンクに貯留された燃料をエンジンへ噴射するためのインジェクタとを含み、エンジンへ燃料を供給するための燃料供給装置と、吸気通路に配置され、吸気通路を流れる吸気量を調節するための吸気量調節弁と、吸気通路に配置されたコンプレッサと、排気通路に配置されたタービンと、コンプレッサとタービンを一体回転可能に連結する回転軸とを含み、吸気通路における吸気を昇圧させるための過給機と、排気通路に配置され、エンジンから排出される排気を浄化するための触媒と、触媒の温度上昇を抑えるために制御される昇温抑制手段と、燃料タンクで発生する蒸発燃料を一旦捕集するためのキャニスタと、キャニスタで捕集された蒸発燃料を吸気通路へパージするためのパージ通路と、パージ通路は、その出口がコンプレッサより上流の吸気通路に接続されることと、パージ通路から吸気通路へパージされる蒸発燃料量を調節するためのパージ調節手段とを含み、蒸発燃料を処理するための蒸発燃料処理装置と、エンジンの運転状態を検出するための運転状態検出手段と、検出される運転状態に応じて、少なくともインジェクタ、吸気量調節弁及びパージ調節手段を制御するための制御手段とを備えたエンジンシステムにおいて、制御手段は、検出される運転状態に基づき、吸気通路へ蒸発燃料をパージしているときにエンジンの減速時と判断したとき、エンジンに吸入される吸気を絞るために吸気量調節弁を開弁状態から所定の減速開度へ閉弁し、蒸発燃料のパージを遮断するためにパージ調節手段を制御すると共に、エンジンへの燃料供給を遮断するためにインジェクタを制御し、検出される運転状態に基づき、吸気量調節弁より上流の吸気通路に残留する蒸発燃料を含む残留吸気量を推定すると共に、触媒の温度を推定し、推定された触媒の温度が所定の基準温度を超えた場合に、触媒の温度上昇を抑えるために昇温抑制手段の制御を開始し、推定された残留吸気量の全てが吸気量調節弁を通過しエンジンへ流れたときに、昇温抑制手段の制御を終了することを趣旨とする。
【０００８】
上記技術の構成によれば、吸気通路へ蒸発燃料をパージしているとき（パージ実行中）におけるエンジンの減速時には、エンジンに吸入される吸気を絞るために吸気量調節弁が開弁状態から所定の減速開度へ閉弁され、蒸発燃料のパージを遮断（パージカット）するためにパージ調節手段が制御され、エンジンへの燃料供給を遮断（燃料カット）するためにインジェクタが制御される。このため、吸気量調節弁より上流の吸気通路には、パージカットする前に流入した蒸発燃料を含む吸気が残留し、その残留吸気が吸気量調節弁の微小開度を通過してエンジンへ流れることになる。この残留吸気に含まれる蒸発燃料が、未燃のままエンジンから触媒へ流れると、触媒が反応し触媒床温が一気に上昇するおそれがある。この構成によれば、パージ実行中におけるエンジンの減速時には、吸気量調節弁より上流の吸気通路における残留吸気量が推定されると共に、触媒の温度が推定される。そして、推定された触媒の温度が所定の基準温度を超えた場合に、触媒の温度上昇を抑えるために昇温抑制手段の制御が開始され、推定された残留吸気量の全てが吸気量調節弁を通過しエンジンへ流れたときに、その昇温抑制手段の制御が終了する。従って、残留吸気に含まれる蒸発燃料が吸気量調節弁を通過しエンジンを介して触媒へ流れても、その蒸発燃料による触媒の温度上昇が抑えられる。
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の技術は、請求項１に記載の技術において、昇温抑制手段は、吸気量調節弁より下流の吸気通路へ新気を導入するための新気導入通路と、新気導入通路は、その入口がパージ通路の出口より上流の吸気通路に接続されることと、新気導入通路から吸気通路への新気導入量を調節するための新気導入弁とを含む新気導入装置を備え、制御手段は、検出される運転状態に基づき、吸気通路へ蒸発燃料をパージしているときにエンジンの減速時と判断したとき、エンジンに吸入される吸気を絞るために吸気量調節弁を開弁状態から所定の減速開度へ閉弁し、蒸発燃料のパージを遮断するためにパージ調節手段を制御すると共に、エンジンへの燃料供給を遮断するためにインジェクタを制御し、検出される運転状態に基づき、吸気量調節弁より上流の吸気通路に残留する蒸発燃料を含む残留吸気量を推定すると共に、触媒の温度を推定し、推定された触媒の温度が所定の基準温度を超えた場合に、触媒の温度上昇を抑えるべく吸気量調節弁より下流の吸気通路へ新気を導入するために新気導入弁を閉弁状態から開弁し、推定された残留吸気量の全てが吸気量調節弁を通過しエンジンへ流れたときに、吸気通路への新気の導入を終了するために新気導入弁を閉弁することを趣旨とする。
【００１０】
上記技術の構成によれば、請求項１に記載の技術と同様の作用が得られる。すなわち、吸気通路へ蒸発燃料をパージしているときのエンジンの減速時には、吸気量調節弁より上流の吸気通路に残留する蒸発燃料を含む残留吸気量が推定されると共に、触媒の温度が推定される。そして、推定された触媒の温度が所定の基準温度を超えた場合に、触媒の温度上昇を抑えるべく吸気通路への新気の導入が開始され、推定された残留吸気量の全てが吸気量調節弁を通過しエンジンへ流れたときに、吸気通路への新気の導入が終了する。従って、残留吸気に含まれる蒸発燃料が吸気量調節弁を通過しても、その蒸発燃料が新気により強制的に希釈されてからエンジンを介して触媒へ流れる。
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の技術は、請求項２に記載の技術において、制御手段は、新気導入弁を開弁しているときに、新気導入弁の開弁分だけ吸気量調節弁を減速開度よりも閉じることを趣旨とする。
【００１２】
上記技術の構成によれば、請求項２に記載の技術の作用に加え、吸気通路へ新気を導入したときは、その新気の分だけ余分に吸気がエンジンに供給されることになる。この構成では、新気導入弁を開弁した分だけ吸気量調節弁が通常の減速開度よりも閉じるので、減速時に必要以上の吸気がエンジンに供給されることがない。
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項４に記載の技術は、請求項１に記載の技術において、昇温抑制手段は、インジェクタを含み、インジェクタによるエンジンへの燃料供給の遮断を遅延させることであり、制御手段は、検出される運転状態に基づき、吸気通路へ蒸発燃料をパージしているときにエンジンの減速時と判断したとき、エンジンに吸入される吸気を絞るために吸気量調節弁を開弁状態から所定の減速開度へ閉弁し、蒸発燃料のパージを遮断するためにパージ調節手段を制御し、検出される運転状態に基づき、吸気量調節弁より上流の吸気通路に残留する蒸発燃料を含む残留吸気量を推定すると共に、触媒の温度を推定し、推定された触媒の温度が所定の基準温度を超えた場合に、触媒の温度上昇を抑えるためにインジェクタを制御することで燃料供給の遮断の遅延を開始し、推定された残留吸気量の全てが吸気量調節弁を通過しエンジンへ流れたときに、インジェクタを制御することで燃料供給の遮断の遅延を終了することを趣旨とする。
【００１４】
上記技術の構成によれば、請求項１に記載の技術と同様の作用が得られる。すなわち、吸気通路へ蒸発燃料をパージしているときのエンジンの減速時には、吸気量調節弁より上流の吸気通路に残留する蒸発燃料を含む残留吸気量が推定されると共に、触媒の温度が推定される。そして、推定された触媒の温度が所定の基準温度を超えた場合に、インジェクタを制御することで燃料供給の遮断の遅延が開始され、推定された残留吸気量の全てが吸気量調節弁を通過しエンジンへ流れたときに、インジェクタを制御することで燃料供給の遮断の遅延が終了する。従って、残留吸気に含まれる蒸発燃料が吸気量調節弁を通過してエンジンを介して触媒へ流れるときには、遮断されることなく供給された燃料も触媒へ流れることになり、触媒における酸素過多が抑えられる。
【００１５】
上記目的を達成するために、請求項５に記載の技術は、請求項４に記載の技術において、制御手段は、燃料供給の遮断を遅延させているときに、吸気量調節弁を通過する残留吸気量を増やすために吸気量調節弁を減速開度よりも開くことを趣旨とする。
【００１６】
上記技術の構成によれば、請求項４に記載の技術の作用に加え、減速時に吸気量調節弁が減速開度よりも開くので、吸気量調節弁を通過する単位時間当たりの残留吸気の量が増え、吸気通路から残留吸気を掃気するのに要する時間が短くなる。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載の技術によれば、過給機（コンプレッサ）と、過給機（コンプレッサ）より下流に設けられる吸気量調節弁と、燃料タンクで発生する蒸発燃料を過給機（コンプレッサ）より上流の吸気通路へパージする蒸発燃料処理装置と、排気通路に設けられる触媒とを備えたエンジンシステムにおいて、吸気通路へ蒸発燃料をパージしているときからのエンジンの減速時に、エンジンへ流れる蒸発燃料による触媒の過熱を防止することができ、触媒の過熱による劣化及び溶損を防止することができる。
【００１８】
請求項２に記載の技術によれば、請求項１に記載の技術と同等の効果を得ることができる。
【００１９】
請求項３に記載の技術によれば、請求項２に記載の効果に加え、エンジンの減速時に、吸気通路への新気導入により減速感が損なわれることを防止することができる。
【００２０】
請求項４に記載の技術によれば、請求項１に記載の技術と同等の効果を得ることができる。
【００２１】
請求項５に記載の技術によれば、請求項４に記載の効果に加え、エンジンの減速時に燃料カットの遅延時間を短縮することができ、減速失火の発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態に係り、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、エンジンの概略を示す断面図。
【図３】第１実施形態に係り、減速時の新気導入制御の内容を示すフローチャート。
【図４】第１実施形態に係り、図３の続きを示すフローチャート。
【図５】第１実施形態に係り、エンジン回転速度とエンジン負荷に応じたコンプレッサ出口圧力を求めるために参照される出口圧力マップ。
【図６】第１実施形態に係り、コンプレッサ出口圧力に対する残留吸気量の関係を示すグラフ。
【図７】第１実施形態に係り、実噴射率に応じた触媒上昇温度を求めるために参照される触媒上昇温度マップ。
【図８】第１実施形態に係り、触媒温度上昇差に応じた新気導入開度を求めるために参照される新気導入開度マップ。
【図９】第１実施形態に係り、積算通過吸気量の演算処理内容を示すフローチャート。
【図１０】第１実施形態に係り、新気導入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２実施形態に係り、減速時の新気導入制御の内容を示すフローチャート。
【図１２】第２実施形態に係り、図１１の続きを示すフローチャート。
【図１３】第２実施形態に係り、エンジン回転速度に応じた遅延用減速開度を求めるために参照される減速開度マップ。
【図１４】従来例に係り、エンジン減速時における（ａ）スロットル開度、（ｂ）燃料カット、（ｃ）パージ及び（ｄ）触媒床温の挙動を示すタイムチャート。
【図１５】従来例に係り、触媒床温に対する触媒浄化率の関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
＜第１実施形態＞
以下、エンジンシステムを具体化した第１実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
[エンジンシステムの構成の概要について]
図１に、この実施形態の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（以下、単に「エンジンシステム」と言う。）は、複数の気筒を有するエンジン１を備える。このエンジン１は、４気筒、４サイクルのレシプロエンジンであり、ピストン１９及びクランクシャフト２０（図２参照）等の周知の構成を含む。エンジン１には、各気筒へ吸気を導入するための吸気通路２と、エンジン１の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吸気入口２ａ、エアクリーナ４、吸入弁１５、過給機５のコンプレッサ５ａ、電子スロットル装置６、インタークーラ７及び吸気マニホールド８が設けられる。
【００２５】
電子スロットル装置６は、吸気マニホールド８及びインタークーラ７より上流の吸気通路２に配置され、運転者によるアクセル操作に応じて開閉駆動されることで、吸気通路２を流れる吸気量を調節するようになっている。この実施形態で、電子スロットル装置６は、モータ方式の電動弁により構成され、モータ（図示略）により開閉駆動されるスロットル弁６ａと、スロットル弁６ａの開度（スロットル開度）ＴＡを検出するためのスロットルセンサ５１とを含む。電子スロットル装置６は、この開示技術における吸気量調節弁の一例に相当する。吸気マニホールド８は、エンジン１の直上流に配置され、吸気が導入されるサージタンク８ａと、サージタンク８ａに導入された吸気をエンジン１の各気筒へ分配するための複数（４つ）の分岐管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、過給機５のタービン５ｂ及び直列に配置された二つの触媒１０，１１が設けられる。二つの触媒１０，１１は、排気を浄化するためのものであり、例えば、三元触媒により構成することができる。
【００２６】
過給機５は、吸気通路２における吸気を昇圧するために設けられ、吸気通路２に配置されたコンプレッサ５ａと、排気通路３に配置されたタービン５ｂと、コンプレッサ５ａとタービン５ｂを一体回転可能に連結する回転軸５ｃとを含む。タービン５ｂが、排気通路３を流れる排気により回転動作し、それに連動してコンプレッサ５ａが回転動作することにより、吸気通路２を流れる吸気が昇圧されるようになっている。インタークーラ７は、コンプレッサ５ａで昇圧された吸気を冷却するようになっている。
【００２７】
図２に、エンジン１の概略を断面図により示す。図２に示すように、エンジン１には、各気筒に対応して燃料を噴射するためのインジェクタ１７が設けられる。インジェクタ１７は、燃料を貯留するための燃料タンク４０（図１参照）から供給される燃料をエンジン１の各気筒へ噴射するように構成される。各気筒では、インジェクタ１７から噴射される燃料と吸気マニホールド８から導入される吸気とにより可燃混合気が形成される。インジェクタ１７と燃料タンク４０は、この開示技術における燃料供給装置を構成する要素である。
【００２８】
また、図２に示すように、エンジン１には、各気筒に対応して点火装置１８が設けられる。点火装置１８は、各気筒で形成される可燃混合気に点火するように構成される。各気筒内の可燃混合気は、点火装置１８の点火動作により爆発・燃焼し、燃焼後の排気は、各気筒から排気マニホールド９、タービン５ｂ及び各触媒１０，１１を経て外部へ排出される。このとき、各気筒では、ピストン１９が上下運動し、クランクシャフト２０が回転することにより、エンジン１に動力が得られる。
【００２９】
[ＥＧＲ装置の構成について]
この実施形態のエンジンシステムは、低圧ループタイプの排気還流装置（ＥＧＲ装置）２１を備える。このＥＧＲ装置２１は、各気筒から排気通路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へ流してエンジン１の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におけるＥＧＲガス流量を調節するための排気還流弁（ＥＧＲ弁）２３とを備える。ＥＧＲ通路２２は、入口２２ａと出口２２ｂを含む。ＥＧＲ通路２２の入口２２ａは、触媒１０と触媒１１との間の排気通路３に接続され、同通路２２の出口２２ｂは、コンプレッサ５ａと吸入弁１５との間の吸気通路２に接続される。また、ＥＧＲ弁２３より上流のＥＧＲ通路２２には、ＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ２４が設けられる。
【００３０】
この実施形態で、ＥＧＲ弁２３は、モータ方式の電動弁により構成され、モータ（図示略）により開度可変に駆動される弁体（図示略）を備える。このＥＧＲ弁２３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。この実施形態では、ＥＧＲ弁２３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。
【００３１】
このエンジンシステムにおいて、過給機５が作動する過給域（吸気量が相対的に多くなる領域）において、ＥＧＲ弁２３が開弁する。これにより、排気通路３を流れる排気の一部が、ＥＧＲガスとして、入口２２ａからＥＧＲ通路２２に流入し、ＥＧＲクーラ２４及びＥＧＲ弁２３を経由して吸気通路２へ流れ、コンプレッサ５ａ、電子スロットル装置６、インタークーラ７及び吸気マニホールド８を経由してエンジン１の各気筒へ還流される。
【００３２】
この実施形態において、エアクリーナ４より下流であってＥＧＲ通路２２の出口２２ｂより上流の吸気通路２には、同通路２の流路面積を調節するための吸入弁１５が設けられる。この実施形態で、吸入弁１５は、モータ方式の電動弁より構成され、開閉駆動されるバタフライ弁１５ａを備える。この吸入弁１５は、ＥＧＲ通路２２の出口２２ｂから吸気通路２へＥＧＲガスを導入するときに、その出口２２ｂ近傍の吸気を負圧にするためにバタフライ弁１５ａの開度を絞るようになっている。
【００３３】
[新気導入装置の構成について]
この実施形態のエンジンシステムは、電子スロットル装置６より下流の吸気通路２（吸気マニホールド８）へ新気を導入するための新気導入装置３０を備える。新気導入装置３０は、新気導入通路３１と、電動式の新気導入弁３２とを含む。新気導入通路３１は、その入口３１ａが吸入弁１５よりも上流の吸気通路２に接続される。新気導入弁３２は、新気導入通路３１に設けられ、同通路３１から吸気通路２へ流れる新気導入量を調節するようになっている。新気導入通路３１の出口側には、吸気マニホールド８の各分岐管８ｂのそれぞれに新気を分配するための新気分配管３３が設けられる。すなわち、新気導入通路３１の出口側は、電子スロットル装置６より下流の吸気通路２（吸気マニホールド８）に、新気分配管３３を介して接続される。新気分配管３３は、長尺な管状をなし、複数の分岐管８ｂを横切るように吸気マニホールド８に設けられる。新気分配管３３は、新気が導入される一つの入口３３ａと、複数の分岐管８ｂのそれぞれに連通する複数の出口３３ｂとを含む。その入口３３ａには、新気導入通路３１の出口側が接続される。新気導入装置３０は、この開示技術における昇温抑制手段の一例に相当する。
【００３４】
[蒸発燃料処理装置の構成について]
この実施形態において、燃料供給装置は燃料を貯留する燃料タンク４０を備える。また、このエンジンシステムは、燃料タンク４０で発生する蒸発燃料（ベーパ）を大気へ放出させることなく捕集して処理するための蒸発燃料処理装置４１を備える。この装置４１は、キャニスタ４２、パージ通路４３、パージポンプ４４及びパージ弁４５を含む。キャニスタ４２は、燃料タンク４０で発生するベーパを、ベーパ通路４６を通じて一旦捕集するようになっている。キャニスタ４２は、ベーパを吸着する吸着剤（図示略）を内蔵する。パージ通路４３は、キャニスタ４２から延び、その出口４３ａは、新気導入通路３１の入口３１ａと吸入弁１５との間の吸気通路２に接続される。パージポンプ４４とパージ弁４５は、それぞれ電動式で構成され、パージ通路４３に設けられる。パージポンプ４４は、キャニスタ４２からベーパを吸引してパージ通路４３へ吐出するようになっている。パージ弁４５は、パージ通路４３におけるベーパ流量を調節するようになっている。キャニスタ４２に設けられる大気口４２ａは、ベーパがパージ通路４３へパージされるときに、キャニスタ４２へ大気を導入するようになっている。この実施形態において、パージポンプ４４及びパージ弁４５は、この開示技術におけるパージ調節手段の一例に相当する。
【００３５】
この蒸発燃料処理装置４１によれば、エンジン１の運転時に、吸気通路２で発生する負圧がパージ通路４３等を通じてキャニスタ４２に作用するときに、パージポンプ４４及びパージ弁４５を作動させることで、キャニスタ４２に捕集されたベーパをパージ通路４３を通じて吸気通路２へパージする。パージされたベーパは、エンジン１に吸入されて燃焼に供され、処理される。
【００３６】
[エンジンシステムの電気的構成について]
図１に示すように、このエンジンシステムに設けられる各種センサ等５１〜５８は、この開示技術におけるエンジンの運転状態検出手段の一例に相当する。エアクリーナ４の近傍に設けられるエアフローメータ５２は、エアクリーナ４から吸気通路２へ流れる吸気量Ｇａを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。サージタンク８ａに設けられる吸気圧センサ５３は、電子スロットル装置６より下流の吸気圧力ＰＭを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。エンジン１に設けられる水温センサ５４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に設けられる回転速度センサ５５は、クランクシャフトの回転速度をエンジン１の回転速度（エンジン回転速度）ＮＥとして検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。排気通路３に設けられる酸素センサ５６は、排気通路３へ排出される排気中の酸素濃度（出力電圧）Ｏｘを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。運転席に設けられるアクセルペダル１６には、アクセルセンサ５７が設けられる。アクセルセンサ５７は、アクセルペダル１６の踏み込み角度をアクセル開度ＡＣＣとして検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。車両に設けられる車速センサ５８は、車両の走行速度（車速）ＳＰＤを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。
【００３７】
このエンジンシステムは、各種制御を司る電子制御装置（ＥＣＵ）６０を備える。ＥＣＵ６０には、各種センサ等５１〜５８がそれぞれ接続される。また、ＥＣＵ６０には、電子スロットル装置６、吸入弁１５、各インジェクタ１７、各点火装置１８、ＥＧＲ弁２３、新気導入弁３２、パージポンプ４４及びパージ弁４５等がそれぞれ接続される。ＥＣＵ６０は、この開示技術における制御手段の一例に相当する。
【００３８】
この実施形態で、ＥＣＵ６０は、各種センサ等５１〜５８から出力される各種信号を入力し、それら信号に基づいて燃料噴射制御及び点火時期制御を実行するために、各インジェクタ１７及び各点火装置１８をそれぞれ制御するようになっている。また、ＥＣＵ６０は、各種信号に基づいて吸気制御、ＥＧＲ制御、新気導入制御及びパージ制御を実行するために、電子スロットル装置６、吸入弁１５、ＥＧＲ弁２３、新気導入弁３２、パージポンプ４４及びパージ弁４５をそれぞれ制御するようになっている。
【００３９】
ここで、吸気制御とは、運転者によるアクセルペダル１６の操作に応じたアクセルセンサ５７の検出値に基づき、電子スロットル装置６を制御することにより、エンジン１に導入される吸気量を制御することである。ＥＣＵ６０は、エンジン１の減速時には、吸気を減量するために電子スロットル装置６（スロットル弁６ａ）を閉弁方向へ制御するようになっている。ＥＧＲ制御とは、エンジン１の運転状態に応じてＥＧＲ弁２３を制御することにより、エンジン１に還流されるＥＧＲガス流量を制御することである。ＥＣＵ６０は、エンジン１の減速時には、ＥＧＲガスの還流を遮断（ＥＧＲカット）するために、ＥＧＲ弁２３を全閉に制御するようになっている。新気導入制御とは、エンジン１の運転状態に応じて新気導入弁３２を制御することにより、電子スロットル装置６より下流の吸気マニホールド８に導入される新気導入量を制御することである。パージ制御とは、エンジン１の運転状態に応じてパージポンプ４４及びパージ弁４５を制御することにより、キャニスタ４２から吸気通路２へのベーパのパージ量を制御することである。
【００４０】
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、エンジン１の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等５１〜５８の検出値に基づき、所定の制御プログラムに基づいて前述した各種制御を実行するようになっている。
【００４１】
上記エンジンシステムでは、パージ通路４３の出口４３ａから電子スロットル装置６までの吸気通路２の経路が比較的長く、その容積が比較的大きい。そのため、エンジン１の減速時に、電子スロットル装置６が所定の（通常の）減速開度（全閉に近い微小開度）に閉弁するとき、パージ弁４５を閉弁して吸気通路２へのベーパのパージを遮断（パージカット）しても、出口４３ａから電子スロットル装置６までの吸気通路２にベーパを含む吸気（残留吸気）が残留する。そして、その残留吸気が電子スロットル装置６を通過してエンジン１へ流れ、排気通路３の触媒１０，１１に未燃のベーパが流入して触媒１０，１１の床温が過剰に上昇（過熱）し、触媒１０，１１に劣化や溶損を招くおそれがある。そこで、この実施形態では、上記課題に対処するために、新気導入装置３０を使用して次のような新気導入制御を実行するようになっている。
【００４２】
[減速時の新気導入制御について]
次に、この実施形態における減速時の新気導入制御について説明する。図３、図４にその内容をフローチャートにより示す。
【００４３】
処理がこのルーチンへ移行すると、ステップ１００で、ＥＣＵ６０は、スロットルセンサ５１、回転速度センサ５５、アクセルセンサ５７及び車速センサ５８の検出値に基づき、アクセル開度ＡＣＣ、アクセル開閉速度ΔＡＣＣ、車速ＳＰＤ、エンジン回転速度ＮＥ及びエンジン負荷ＫＬをそれぞれ取り込むと共に、取り込まれた値に基づきエンジン１の運転パターン（定常、加速、減速、アイドル等）を判定する。ここで、ＥＣＵ６０は、例えば、アクセル開度ＡＣＣとエンジン回転速度ＮＥからエンジン負荷ＫＬを求めることができる。
【００４４】
次に、ステップ１１０で、ＥＣＵ６０は、ベーパのパージ実行状態を取り込む。ＥＣＵ６０は、パージ弁４５の制御状態からこの実行状態を判断することができる。
【００４５】
次に、ステップ１２０で、ＥＣＵ６０は、燃料カット状態を取り込む。ここで、「燃料カット」とは、インジェクタ１７によるエンジン１への燃料供給を遮断することである。ＥＣＵ６０は、インジェクタ１７の制御状態から燃料カット状態を判断することができる。
【００４６】
次に、ステップ１３０で、ＥＣＵ６０は、エンジン１の運転が減速又はアイドルかを判断する。ＥＣＵ６０は、ステップ１００の判定結果に基づきこの判断を行うことができる。ＥＣＵ６０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ１４０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５２０へ移行する。
【００４７】
次に、ステップ５２０で、ＥＣＵ６０は、パージ再開フラグＸＰＲを「０」に設定する。
【００４８】
次に、ステップ５３０で、ＥＣＵ６０は、燃料カット復帰フラグＸＦＣＲを「０」に設定する。
【００４９】
次に、ステップ５４０で、エンジン１の運転が定常時又は加速時であることから、ＥＣＵ６０は、吸気マニホールド８への新気導入を遮断するために、新気導入弁３２を閉弁する。
【００５０】
次に、ステップ５５０で、ＥＣＵ６０は、定常時又は加速時のスロットル制御を実行する。すなわち、ＥＣＵ６０は、アクセル開度ＡＣＣに応じた目標スロットル開度を求め、電子スロットル装置６を目標スロットル開度に制御する。その後、ＥＣＵ６０は、処理をステップ１００へ戻す。
【００５１】
一方、ステップ１４０では、エンジン１の運転が減速時又はアイドル時であることから、ＥＣＵ６０は、減速時には、減速直前のエンジン回転速度ＮＥとエンジン負荷ＫＬを取り込む。
【００５２】
次に、ステップ１５０で、ＥＣＵ６０は、エンジン１の運転がパージ実行中からの減速であるか否かを判断する。ＥＣＵ６０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ１６０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３８０へ移行する。
【００５３】
ステップ１６０で、ＥＣＵ６０は、減速直前のエンジン回転速度ＮＥとエンジン負荷ＫＬより、マップ参照により減速直前のコンプレッサ５ａの出口圧力（コンプレッサ出口圧力）ＰＣを求める。ＥＣＵ６０は、例えば、図５に示すような出口圧力マップを参照することにより、減速直前のエンジン回転速度ＮＥとエンジン負荷ＫＬに応じた減速直前のコンプレッサ出口圧力ＰＣを求めることができる。
【００５４】
次に、ステップ１７０で、ＥＣＵ６０は、減速直前のコンプレッサ出口圧力ＰＣより減速直後の残留吸気量ＶＧａを求める。ここで、残留吸気量ＶＧａは、電子スロットル装置６（スロットル弁６ａ）より上流の吸気通路２に残留するベーパを含有した吸気量を意味する。ここで、図６に、減速直前のコンプレッサ出口圧力ＰＣに対する減速直後の残留吸気量ＶＧａの関係をグラフにより示す。図６に示すように、低圧から大気圧までの非過給域では、残留吸気量ＶＧａは、コンプレッサ出口圧力ＰＣにかかわらず所定の定数ａとなり、過給域ではコンプレッサ出口圧力ＰＣの増加にともなって直線的に増加する。ＥＣＵ６０は、図６に示すグラフの特性に準ずる特性マップを参照することにより、減速直前のコンプレッサ出口圧力ＰＣに応じた減速直後の残留吸気量ＶＧａを得ることができる。
【００５５】
次に、ステップ１８０で、ＥＣＵ６０は、減速開始時からスロットル弁６ａを通過した積算通過吸気量ＴＧａＴを取り込む。この積算通過吸気量ＴＧａＴの算出については後述する。
【００５６】
次に、ステップ１９０で、ＥＣＵ６０は、エンジン１の運転が過給域からの減速であるか否かを判断する。ＥＣＵ６０は、吸気圧センサ５３の検出値に基づきこの判断を行うことができる。ＥＣＵ６０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ２００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。
【００５７】
ステップ２００では、エンジン１の運転が過給域からの減速時であることから、ＥＣＵ６０は、パージ再開フラグＸＰＲが「０」であるか否かを判断する。後述するように、ＥＣＵ６０は、パージカットからパージを再開した場合にパージ再開フラグＸＰＲを「１」に設定するようになっている。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２７０へ移行する。
【００５８】
ステップ２１０では、ＥＣＵ６０は、エンジン１の運転が過給域からの減速時であってパージが未再開であることから、パージカットを実行する。すなわち、ＥＣＵ５０は、ベーパのパージを遮断するために、パージ弁４５を閉弁する。
【００５９】
次に、ステップ２２０で、ＥＣＵ６０は、パージ通路４３の出口４３ａより上流の吸気通路２における第１の残留吸気量ＩＶ１を、以下の式（Ｆ１）によって算出する。
ＩＶ１＝ＶＧａ−（ＴＧａＴ＋ａ）＋α  ・・・（Ｆ１）
ここで、「ａ」は、所定の定数であり、例えば、「６（ｇ）」を当てはめることができる。この「ａ」は、パージ通路４３の出口４３ａからスロットル弁６ａまでの吸気通路２に含まれる吸気の質量を意味する。「α」は、積算通過吸気量ＴＧａＴがそのバラツキの下限値であっても、出口４３ａより上流の吸気通路２にベーパを確実に滞留させなくするための所定の定数である。
【００６０】
次に、ステップ２３０で、ＥＣＵ６０は、第１の残留吸気量ＩＶ１が「０」以下であるか否かを判断する。ＥＣＵ６０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ２４０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２７０へ移行する。
【００６１】
ステップ２４０では、ＥＣＵ６０は、減速燃料カット（エンジン１の減速時かつ燃料供給の遮断）中でな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２５０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２７０へ移行する。
【００６２】
ステップ２５０では、出口４３ａより上流の吸気通路２における残留ベーパの掃気が完了したものとして、ＥＣＵ６０は、パージ再開を実行する。すなわち、ＥＣＵ６０は、パージ弁４５を開弁する。
【００６３】
次に、ステップ２６０で、ＥＣＵ６０は、パージ再開フラグＸＰＲを「１」に設定し、処理をステップ１００へ戻す。
【００６４】
一方、ステップ２００、ステップ２３０又はステップ２４０から移行してステップ２７０で、ＥＣＵ６０は、減速時に減速燃料カット中であるか否かを判断する。ＥＣＵ６０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ２８０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３２０へジャンプする。
【００６５】
ステップ２８０では、ＥＣＵ６０は、減速燃料カット前の実噴射率ＦＡＦＶを取り込む。ここで、実噴射率ＦＡＦＶは、実際にインジェクタ１７から噴射される実噴射量（ストイキ）を吸気量Ｇａに対する基本噴射量（ストイキ）により除算することで得られる値である。
【００６６】
次に、ステップ２９０で、ＥＣＵ６０は、触媒温度Ｔｃａを取り込む。ＥＣＵ６０は、周知技術を採用することにより、例えば、吸気量Ｇａ、エンジン回転速度ＮＥ及びエンジン負荷ＫＬに基づきこの触媒温度Ｔｃａを推定するようになっている。
【００６７】
次に、ステップ３００で、ＥＣＵ６０は、実噴射率ＦＡＦＶより触媒上昇温度ΔＴｃａを求める。ＥＣＵ６０は、例えば、図７に示すような触媒上昇温度マップを参照することにより、実噴射率ＦＡＦＶに対する触媒上昇温度ΔＴｃａを求めることができる。このマップは、実噴射率ＦＡＦＶが「０.５〜１.０」の範囲で増加するに連れて触媒上昇温度ΔＴｃａが最大値から「０」の範囲で曲線的に減少する関係を有する。
【００６８】
次に、ステップ３１０で、ＥＣＵ６０は、触媒温度Ｔｃａと触媒上昇温度ΔＴｃａとの合計が所定の基準温度Ｔ１より低いか否かを判断する。ここで、所定の基準温度Ｔ１として、例えば「７５０℃」を当てはめることができる。ＥＣＵ６０は、この判断結果が肯定となる場合に処理をステップ３２０へ移行し、この判断結果が否定となる場合に処理をステップ４００へ移行する。
【００６９】
ステップ３２０では、ＥＣＵ６０は、パージ通路４３の出口４３ａより下流の吸気通路２における第２の残留吸気量ＩＶ２を、以下の式（Ｆ２）によって算出する。
ＩＶ２＝ＶＧａ−ＴＧａＴ−β  ・・・（Ｆ２）
ここで、「β」は、積算通過吸気量ＴＧａＴがそのバラツキの下限値であっても、パージ再開後のベーパがエンジン１に吸入される前に新気導入弁３２の開弁を確実に判定するための所定の定数である。
【００７０】
次に、ステップ３３０で、ＥＣＵ６０は、第２の残留吸気量ＩＶ２が「０」以下であるか否かを判断する。ＥＣＵ６０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ３４０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３８０へ移行する。
【００７１】
ステップ３４０では、ＥＣＵ６０は、パージ再開によるベーパがエンジン１に吸入される前であることから、新気導入弁３２を所定値Ａ％だけ開弁する。
【００７２】
次に、ステップ３５０で、ＥＣＵ６０は、新気導入弁３２を開弁した分（所定値Ａ％）だけ減速時のスロットル弁６ａを通常の減速開度より閉じるために、電子スロットル装置６を制御する。
【００７３】
次に、ステップ３６０では、ＥＣＵ６０は、パージ通路４３の出口４３ａより下流の吸気通路２における第３の残留吸気量ＩＶ３を、以下の式（Ｆ３）によって算出する。
ＩＶ３＝ＶＧａ−ＴＧａＴ＋γ  ・・・（Ｆ３）
ここで、「γ」は、積算通過吸気量ＴＧａＴがそのバラツキの下限値であっても、パージ再開後のベーパがエンジン１へ流れた後に新気導入弁３２の閉弁を確実に判定するための所定の定数である。
【００７４】
次に、ステップ３７０では、ＥＣＵ６０は、第３の残留吸気量ＩＶ３が「０」以上であるか否かを判断する。ＥＣＵ６０は、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ１００へ戻し、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ３８０へ移行する。
【００７５】
そして、ステップ１５０、ステップ３３０、ステップ３７０又はステップ４５０から移行してステップ３８０では、ＥＣＵ６０は、吸気マニホールド８への新気導入を遮断するために、新気導入弁３２を閉弁する。
【００７６】
次に、ステップ３９０で、ＥＣＵ６０は、通常減速時のスロットル制御を実行し、処理をステップ１００へ戻す。
【００７７】
一方、ステップ３１０から移行してステップ４００では、ＥＣＵ６０は、触媒温度Ｔｃａと触媒上昇温度ΔＴｃａとの合計から基準温度Ｔ１を減算することにより触媒温度上昇差ΔΔＴｃａを求める。
【００７８】
次に、ステップ４１０で、ＥＣＵ６０は、触媒温度上昇差ΔΔＴｃａより新気導入弁３２の開弁（新気導入開度）ＴＡＡを求める。ＥＣＵ６０は、例えば、図８に示すような新気導入開度マップを参照することにより、触媒温度上昇差ΔΔＴｃａに対する新気導入開度ＴＡＡを求めることができる。このマップは、触媒温度上昇差ΔΔＴｃａが増加するに連れて新気導入開度ＴＡＡが最大値から「０〜１００％」の範囲で曲線的に増加する関係を有する。
【００７９】
次に、ステップ４２０で、ＥＣＵ６０は、新気導入弁３２を新気導入開度ＴＡＡに制御する。
【００８０】
次に、ステップ４３０で、ＥＣＵ６０は、新気導入開度ＴＡＡの分だけ減速時のスロットル弁６ａを通常の減速開度より閉じるために、電子スロットル装置６を制御する。
【００８１】
次に、ステップ４４０では、ＥＣＵ６０は、パージ通路４３の出口４３ａより下流の吸気通路２における第３の残留吸気量ＩＶ３を、以下の式（Ｆ３）によって算出する。
ＩＶ３＝ＶＧａ−ＴＧａＴ＋γ  ・・・（Ｆ３）
ここで、「γ」は、積算通過吸気量ＴＧａＴがそのバラツキの下限値であっても、パージ再開後のベーパがエンジン１に流れた後に新気導入弁３２の閉弁を確実に判定するための所定の定数である。
【００８２】
次に、ステップ４５０では、ＥＣＵ６０は、第３の残留吸気量ＩＶ３が「０」以上であるか否かを判断する。ＥＣＵ６０は、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ１００へ戻し、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ３８０へ移行する。
【００８３】
一方、ステップ１９０から移行してステップ４６０では、エンジン１の運転が非過給域からの減速時であることから、ＥＣＵ６０は、燃料カット復帰フラグＸＦＣＲが「０」であるか否かを判断する。後述するように、ＥＣＵ６０はこのフラグＸＦＣＲを、燃料カットからの復帰時に「１」に設定するようになっている。ＥＣＵ６０は、このステップ４６０の判断結果が肯定となる場合は処理をステップ４７０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５１０へ移行する。
【００８４】
ステップ４７０では、燃料カットからの復帰でないことから、ＥＣＵ６０は、減速燃料カット（エンジン１の減速時かつ燃料供給の遮断）中か否かを判断する。ＥＣＵ６０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ４８０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１００へ戻す。
【００８５】
ステップ４８０では、減速燃料カット中であることから、ＥＣＵ６０は、パージカットを実行する。すなわち、ＥＣＵ６０は、パージ弁４５を閉弁する。
【００８６】
次に、ステップ４９０で、ＥＣＵ６０は、減速燃料カットからの復帰であるか否かを判断する。ＥＣＵ６０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ５００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３２０へ移行する。
【００８７】
ステップ５００では、ＥＣＵ６０は、燃料カット復帰フラグＸＦＣＲを「１」に設定し、処理をステップ２２０へ移行する。
【００８８】
一方、ステップ４６０から移行してステップ５１０では、パージ再開済みであることから、ＥＣＵ６０は、パージを継続させる。すなわち、ＥＣＵ６０は、パージ弁４５の開弁とパージポンプ４４のオンを継続し、処理をステップ１００へ戻す。
【００８９】
上記の新気導入制御によれば、ＥＣＵ６０は、検出されるエンジン１の運転状態に基づき、吸気通路２へベーパをパージしているときにエンジン１の減速時と判断したとき、エンジン１に吸入される吸気を絞るために電子スロットル装置６を開弁状態から所定の減速開度へ閉弁し、ベーパのパージを遮断（パージカット）するためにパージポンプ４４及びパージ弁４５を制御すると共に、エンジン１への燃料供給を遮断（燃料カット）するためにインジェクタ１７を制御する。また、ＥＣＵ６０は、検出される運転状態に基づき、電子スロットル装置６より上流の吸気通路２に残留するベーパを含む残留吸気量ＶＧａを推定すると共に、触媒１０，１１の温度を推定する。そして、ＥＣＵ６０は、推定された触媒１０，１１の温度が所定の基準温度Ｔ１を超えた場合に、触媒１０，１１の温度上昇を抑えるべく電子スロットル装置６より下流の吸気通路２（吸気マニホールド８）へ新気を導入するために新気導入弁３２を閉弁状態から開弁し、推定された残留吸気量ＶＧａの全てが電子スロットル装置６を通過しエンジン１へ流れたときに、吸気通路２への新気の導入を終了するために新気導入弁３２を閉弁するようになっている。
【００９０】
また、上記の新気導入制御によれば、ＥＣＵ６０は、新気導入弁３２を開弁制御しているときに、新気導入弁３２の開弁分だけ電子スロットル装置６（スロットル弁６ａ）を通常の減速開度よりも閉じるようになっている。
【００９１】
[積算通過吸気量の算出について]
ここで、積算通過吸気量ＴＧａＴの算出について説明する。図９に、その演算処理内容をフローチャートにより示す。
【００９２】
処理がこのルーチンへ移行すると、ステップ６００で、ＥＣＵ６０は、エンジン１の減速時に積算通過吸気量ＴＧａＴの算出中か否かを判断する。ＥＣＵ６０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ６１０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６５０へ移行する。
【００９３】
ステップ６１０では、ＥＣＵ６０は、エアフローメータ５２の検出値に基づき吸気量Ｇａを取り込む。
【００９４】
次に、ステップ６２０で、ＥＣＵ６０は、新気導入弁３２の新気導入開度ＴＡＡに応じた新気導入量ＧａＡ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、新気導入開度ＴＡＡに応じた新気導入量ＧａＡを求めることができる。
【００９５】
次に、ステップ６３０で、ＥＣＵ６０は、吸気量Ｇａから新気導入量ＧａＡを減算することにより、スロットル弁６ａを通過した単位時間当たりのスロットル通過吸気量ＧａＴを算出する。
【００９６】
次に、ステップ６４０で、ＥＣＵ６０は、前回求められた積算通過吸気量ＴＧａＴ(i-1)に今回求められたスロットル通過吸気量ＧａＴを加算することにより、減速開始時からの積算通過吸気量ＴＧａＴ(i)を算出する。その後、ＥＣＵ６０は、処理をステップ６００へ戻す。
【００９７】
一方、ステップ６００から移行してステップ６５０では、ＥＣＵ６０は、積算通過吸気量ＴＧａＴ(i)を「０」に設定し、処理をステップ６００へ戻す。
【００９８】
上記の演算処理によれば、ＥＣＵ６０は、エンジン１の減速時に、新気導入弁３２の新気導入開度ＴＡＡに応じた新気導入量ＧａＡを求めると共に、エアフローメータ５２で検出された吸気量Ｇａを取り込み、その吸気量Ｇａから新気導入量ＧａＡを減算することで、単位時間当たりのスロットル通過吸気量ＧａＴを求める。そして、ＥＣＵ６０は、そのスロットル通過吸気量ＧａＴを積算することにより、減速開始時からスロットル弁６ａを通過した積算通過吸気量ＴＧａＴを求めるようになっている。
【００９９】
以上説明したこの実施形態のエンジンシステムの構成によれば、パージ実行中におけるエンジン１の減速時には、エンジン１に吸入される吸気を絞るために電子スロットル装置６のスロットル弁６ａが開弁状態から所定の減速開度へ閉弁され、パージカットするためにパージ弁４５が閉弁される。このため、スロットル弁６ａより上流の吸気通路２には、パージカットする前に流入したベーパを含む吸気が残留し、その残留吸気がスロットル弁６ａの微小開度を通過してエンジン１へ流れることになる。この残留吸気に含まれるベーパが、未燃のままエンジン１から触媒１０，１１へ流れると、触媒１０，１１が反応し触媒床温が一気に上昇するおそれがある。
【０１００】
この実施形態の構成によれば、ベーパのパージ実行中におけるエンジン１の減速時には、電子スロットル装置６より上流の吸気通路２に残留するベーパを含む残留吸気量ＶＧａが推定されると共に、触媒１０，１１の温度（触媒温度Ｔｃａと触媒上昇温度ΔＴｃａとの合計温度）が推定される。そして、推定された触媒１０，１１の温度が所定の基準温度Ｔ１を超えた場合に、触媒１０，１１の温度上昇を抑えるべく電子スロットル装置６より下流の吸気通路２（吸気マニホールド８）への新気の導入が開始され、推定された残留吸気量ＶＧａの全てが電子スロットル装置６を通過しエンジン１へ流れたときに、吸気通路２への新気の導入が終了する。従って、残留吸気に含まれるベーパが電子スロットル装置６を通過しても、そのベーパが新気により強制的に希釈されてからエンジン１を介して触媒１０，１１へ流れる。このため、過給機５と、過給機５（コンプレッサ５ａ）より下流に設けられる電子スロットル装置６と、燃料タンク４０で発生するベーパを過給機５（コンプレッサ５ａ）より上流の吸気通路２へパージする蒸発燃料処理装置４１と、排気通路３に設けられる触媒１０，１１とを備えたエンジンシステムにおいて、吸気通路２へのベーパのパージ実行中におけるエンジン１の減速時に、エンジン１へ流れるベーパによる触媒１０，１１の過熱を防止することができる。この結果、触媒１０，１１の過熱による、触媒１０，１１の劣化及び溶損を防止することができる。
【０１０１】
この実施形態の構成によれば、吸気マニホールド８へ新気を導入したときは、その新気の分だけ余分に吸気がエンジン１に供給されることになる。この構成では、新気導入弁３２を開弁した分だけ電子スロットル装置６が通常の減速開度より閉じるので、減速時に必要以上の吸気がエンジン１に供給されることがない。このため、エンジン１の減速時に、吸気マニホールド８への新気導入により減速感が損なわれることを防止することができる。
【０１０２】
＜第２実施形態＞
次に、エンジンシステムを具体化した第２実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０１０３】
なお、以下の説明において前記第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、異なる点を中心に説明する。
【０１０４】
この実施形態において、インジェクタ１７と、そのインジェクタ１７により燃料カットを遅延させることは、この開示技術における昇温抑制手段の一例に相当する。
【０１０５】
[減速時の新気導入制御について]
この実施形態では、減速時の新気導入制御の内容の点で第１実施形態と構成が異なる。図１１、図１２に、その制御内容をフローチャートにより示す。図１１において、図３と同じステップ番号は、同じ処理内容を示す。ただし、図１１のフローチャートでは、図３、におけるステップ１２０、ステップ１４０、ステップ４６０〜ステップ５００及びステップ５４０の処理を省いている。また、図１１のフローチャートでは、図３のフローチャートと異なり、ステップ１５０の判断結果が否定となる場合のステップ１５０とステップ１００との間にステップ７１０とステップ７２０の処理を設けている。更に、図１１のフローチャートでは、ステップ１８０とステップ１９０との間にステップ７００の処理を設け、そのステップ７００の判断結果が否定となる場合の処理として、図１２のフローチャートに示すステップ７３０〜ステップ８４０の処理を設けている。
【０１０６】
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１１０、ステップ１３０、ステップ１５０〜ステップ１８０の処理を実行した後、ステップ７００で、燃料カット要求が無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１９０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７３０へ移行する。
【０１０７】
ＥＣＵ６０は、ステップ１９０の判断結果が否定となる場合に、処理をステップ５１０へ移行する点で図３のフローチャートの処理と異なる。
【０１０８】
また、ＥＣＵ６０は、ステップ２３０の判断結果が否定となる場合に、処理をステップ２２０へ戻す点で図３のフローチャートと異なる。
【０１０９】
更に、ＥＣＵ６０は、ステップ２４０の判断結果が否定となる場合に、処理をステップ１００へ戻す点で図３のフローチャートと異なる。
【０１１０】
一方、ＥＣＵ６０は、ステップ１５０の判断結果が否定となる場合は、処理をステップ７１０へ移行する。ステップ７１０では、ＥＣＵ６０は、燃料カットの要求が有るか否かを判断する。ＥＣＵ６０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ７２０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１００へ戻す。
【０１１１】
ステップ７２０では、ＥＣＵ６０は、減速燃料カットを実行する。すなわち、インジェクタ１７からの燃料噴射を中断する。その後、ＥＣＵ６０は、処理をステップ１００へ戻す。
【０１１２】
一方、ステップ７００から移行してステップ７３０では、ＥＣＵ６０は、減速燃料カット前の実噴射率ＦＡＦＶを取り込む。ここで、実噴射率ＦＡＦＶは、実際にインジェクタ１７から噴射される実噴射量（ストイキ）を吸気量Ｇａに対する基本噴射量（ストイキ）により除算することで得られる値である。
【０１１３】
次に、ステップ７４０で、ＥＣＵ６０は、実噴射率ＦＡＦＶより触媒上昇温度ΔＴｃａを求める。ＥＣＵ６０は、例えば、図７に示すような触媒上昇温度マップを参照することにより、実噴射率ＦＡＦＶに対する触媒上昇温度ΔＴｃａを求めることができる。
【０１１４】
次に、ステップ７５０で、ＥＣＵ６０は、触媒温度Ｔｃａを取り込む。ＥＣＵ６０は、この温度Ｔｃａを、例えば、吸気量Ｇａ、エンジン回転速度ＮＥ及びエンジン負荷ＫＬに基づいて推定するようになっている。
【０１１５】
次に、ステップ７６０で、ＥＣＵ６０は、触媒温度Ｔｃａと触媒上昇温度ΔＴｃａとの合計が所定の基準温度Ｔ１より低いか否かを判断する。ここで、所定の基準温度Ｔ１として、例えば「７５０℃」を当てはめることができる。ＥＣＵ６０は、この判断結果が肯定となる場合に処理をステップ７７０へ移行し、この判断結果が否定となる場合に処理をステップ８００へ移行する。
【０１１６】
ステップ７７０で、ＥＣＵ６０は、後述する減速燃料カット遅延制御を終了する。
【０１１７】
次に、ステップ７８０で、ＥＣＵ６０は、通常減速時のスロットル制御を実行する。すなわち、ＥＣＵ６０は、エンジン１を減速させるためにスロットル弁６ａを通常の減速開度（全閉に近い微小開度）にするために、電子スロットル装置６を制御する。
【０１１８】
次に、ステップ７９０で、ＥＣＵ６０は、減速燃料カットを実行する。すなわち、インジェクタ１７からの燃料噴射を中断する。その後、ＥＣＵ６０は、処理をステップ１００へ戻す。
【０１１９】
一方、ステップ７６０から移行してステップ８００では、ＥＣＵ６０は、減速燃料カットの遅延制御を実行する。すなわち、ＥＣＵ６０は、触媒温度Ｔｃａの上昇を抑えるために、減速燃料カットを遅延させる。
【０１２０】
次に、ステップ８１０で、ＥＣＵ６０は、エンジン回転速度ＮＥに応じ、燃料カットを遅延しているときの遅延用減速開度ＴＡｏｆｆを求める。ＥＣＵ６０は、例えば、図１３に示すような減速開度マップを参照することにより、エンジン回転速度ＮＥに応じた遅延用減速開度ＴＡｏｆｆを求めることができる。図１３において、破線は遅延用減速開度ＴＡｏｆｆを示し、実線は燃料カットを遅延させないときの通常の減速開度ＴＡｏｎを示す。
【０１２１】
次に、ステップ８２０で、ＥＣＵ６０は、スロットル弁６ａを、遅延用減速開度ＴＡｏｆｆに制御するために電子スロットル装置６を制御する。
【０１２２】
次に、ステップ８３０で、ＥＣＵ６０は、パージ通路４３の出口４３ａより下流の吸気通路２における第３の残留吸気量ＩＶ３を、以下の式（Ｆ３）によって算出する。
ＩＶ３＝ＶＧａ−ＴＧａＴ＋γ  ・・・（Ｆ３）
ここで、「γ」は、積算通過吸気量ＴＧａＴがそのバラツキの下限値であっても、パージ再開後のベーパがエンジン１に吸入された後に新気導入弁３２の閉弁を確実に判定するための所定の定数である。
【０１２３】
次に、ステップ８４０で、ＥＣＵ６０は、第３の残留吸気量ＩＶ３が「０」以上であるか否かを判断する。ＥＣＵ６０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ１００へ戻し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ７７０へ移行する。
【０１２４】
上記の新気導入制御によれば、ＥＣＵ６０は、検出されるエンジン１の運転状態に基づき、吸気通路２へベーパをパージしているときにエンジン１の減速時と判断したとき、エンジン１に吸入される吸気を絞るために電子スロットル装置６を開弁状態から所定の減速開度へ閉弁し、ベーパのパージを遮断（パージカット）するためにパージポンプ４４及びパージ弁４５を制御する。また、ＥＣＵ６０は、検出される運転状態に基づき、電子スロットル装置６より上流の吸気通路２に残留するベーパを含む残留吸気量ＶＧａを推定すると共に、触媒１０，１１の温度を推定する。そして、ＥＣＵ６０は、推定された触媒１０，１１の温度が所定の基準温度Ｔ１を超えた場合に、触媒１０，１１の温度上昇を抑えるためにインジェクタ１７を制御することで燃料供給の遮断（燃料カット）の遅延を開始し、推定された残留吸気量ＶＧａの全てが電子スロットル装置６を通過しエンジン１へ流れたときに、インジェクタ１７を制御することで燃料カットの遅延を終了するようになっている。
【０１２５】
また、上記の新気導入制御によれば、ＥＣＵ６０は、燃料カットを遅延させているときに、エンジン１に吸入される吸気量を増やすために電子スロットル装置６を所定の減速開度よりも開くようになっている。
【０１２６】
以上説明したこの実施形態のエンジンシステムによれば、第１実施形態と異なり、ベーパのパージ実行中におけるエンジン１の減速時には、電子スロットル装置６より上流の吸気通路に残留するベーパを含む残留吸気量ＶＧａが推定されると共に、触媒１０，１１の温度（触媒温度Ｔｃａと触媒上昇温度ΔＴｃａとの合計温度）が推定される。そして、推定された触媒１０，１１の温度が所定の基準温度Ｔ１を超えた場合に、インジェクタ１７を制御することで燃料カットの遅延が開始され、推定された残留吸気量ＶＧａの全てが電子スロットル装置６を通過しエンジン１へ流れたときに、インジェクタ１７を制御することで燃料カットの遅延が終了する。従って、残留吸気に含まれるベーパが電子スロットル装置６を通過してエンジン１を介して触媒１０，１１へ流れるときには、燃料カットされることなく供給された燃料も触媒１０，１１へ流れることになり、触媒１０，１１における酸素過多が抑えられる。このため、このエンジンシステムにおいて、吸気通路２へのベーパのパージ実行中におけるエンジン１の減速時に、エンジン１へ流れるベーパによる触媒１０，１１の過熱を防止することができる。この結果、触媒１０，１１の過熱による劣化及び溶損を防止することができる。
【０１２７】
この実施形態の構成によれば、エンジン１の減速時に電子スロットル装置６が通常の減速開度よりも開くので、電子スロットル装置６を通過する単位時間当たりの残留吸気の量が増え、吸気通路２から残留吸気を掃気するのに要する時間が短くなる。このため、エンジン１の減速時に燃料カットの遅延時間を短縮することができ、減速失火の発生を抑えることができる。
【０１２８】
なお、この開示技術は前記各実施形態に限定されるものではなく、開示技術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。
【０１２９】
例えば、前記各実施形態では、このエンジンシステムを、ＥＧＲ装置２１を備えたエンジンシステムに具体化したが、ＥＧＲ装置を持たないエンジンシステムに具体化することもできる。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】
この開示技術は、エンジン、過給機、吸気量調節弁、蒸発燃料処理装置及び排気の触媒を備えたエンジンシステムに利用することができる。
【符号の説明】
【０１３１】
１  エンジン
２  吸気通路
３  排気通路
５  過給機
５ａ  コンプレッサ
５ｂ  タービン
５ｃ  回転軸
６  電子スロットル装置（吸気量調節弁）
６ａ  スロットル弁
８  吸気マニホールド
１０  触媒
１１  触媒
１７  インジェクタ（燃料供給装置、昇温抑制手段）
３０  新気導入装置（昇温抑制手段）
３１  新気導入通路
３１ａ  入口
３２  新気導入弁
４０  燃料タンク（燃料供給装置）
４１  蒸発燃料処理装置
４２  キャニスタ
４３  パージ通路
４３ａ  出口
４４  パージポンプ（パージ調節手段）
４５  パージ弁（パージ調節手段）
５１  スロットルセンサ（運転状態検出手段）
５２  エアフローメータ（運転状態検出手段）
５３  吸気圧センサ（運転状態検出手段）
５４  水温センサ（運転状態検出手段）
５５  回転速度センサ（運転状態検出手段）
５６  酸素センサ（運転状態検出手段）
５７  アクセルセンサ（運転状態検出手段）
５８  車速センサ（運転状態検出手段）
６０  ＥＣＵ（制御手段）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2019049219.tif 000012
【図１１】
2019049219.tif 000013
【図１２】
2019049219.tif 000014
【図１３】
2019049219.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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