JP2010019093A - Exhaust gas recirculation device for internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine capable of suitably reducing fuel consumption. <P>SOLUTION: This device is applied to an internal combustion engine provided with an external EGR mechanism and a valve timing change mechanism, and re-circulates EGR gas to intake air passage by the execution of external EGR control and valve timing control according to the operation state of the internal combustion engine. One of the recirculation of EGR gas through the external EGR control and the recirculation of EGR gas through the valve timing control is selectively executed according to an operation zone of the internal combustion engine. The operation zone of the internal combustion engine (external EGR zone) in which the recirculation of EGR gas through the external EGR control is executed is changed (expanded by an area indicated by a zone A in the figure) based on a degree of the reduction of a quantity of EGR gas actually passing through the EGR passage from a reference quantity thereof. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関の排気再循環装置に関するものである。   The present invention relates to an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine.

近年、例えば特許文献1に記載の装置のように、内燃機関の燃料消費量の低減を図るべく燃焼室において燃焼したガス、いわゆるEGRガスを吸気通路に再循環させるための排気再循環装置が提案され、実用されている。   In recent years, an exhaust gas recirculation device for recirculating gas burned in a combustion chamber, so-called EGR gas, to an intake passage in order to reduce fuel consumption of an internal combustion engine, such as the device described in Patent Document 1, has been proposed. Has been put to practical use.

EGRガスを吸気通路に再循環させるための機構としては、内燃機関の燃焼室から排気通路に排出された燃焼ガス(排気)を吸気通路に再循環させるための機構、いわゆる外部EGR機構が知られている。この外部EGR機構は、内燃機関の吸気通路および排気通路を連通するEGR通路と同EGR通路に設けられたEGRバルブとを備えている。こうした外部EGR機構が設けられた内燃機関では、その吸気通路と排気通路との圧力差を利用して排気通路から吸気通路へとEGRガス(詳しくは、排気)が還流される。そして、その還流量(外部EGR量)の調節は、内燃機関の運転状態に基づくEGRバルブの開度制御を通じてEGR通路の通路断面積が変更されることによって行われる。   As a mechanism for recirculating the EGR gas to the intake passage, a mechanism for recirculating the combustion gas (exhaust gas) discharged from the combustion chamber of the internal combustion engine to the exhaust passage, the so-called external EGR mechanism is known. ing. This external EGR mechanism includes an EGR passage communicating with an intake passage and an exhaust passage of an internal combustion engine and an EGR valve provided in the EGR passage. In an internal combustion engine provided with such an external EGR mechanism, EGR gas (specifically, exhaust gas) is recirculated from the exhaust passage to the intake passage using the pressure difference between the intake passage and the exhaust passage. The recirculation amount (external EGR amount) is adjusted by changing the passage cross-sectional area of the EGR passage through opening control of the EGR valve based on the operating state of the internal combustion engine.

またEGRガスを吸気通路に再循環させるための機構としては、外部EGR機構の他に、機関バルブのバルブオーバラップ期間(吸気バルブおよび排気バルブが共に開弁される期間)を変更するための変更機構が知られている。そうした変更機構を備えた内燃機関では、バルブオーバラップ期間において、燃焼室と吸気通路との圧力差や排気通路と吸気通路との圧力差によって吸気通路へのEGRガス(詳しくは、燃焼ガス)の還流が行われる。そして、その還流量(内部EGR量)の調節は、内燃機関の運転状態に基づく変更機構の作動制御を通じてバルブオーバラップ期間(吸気バルブおよび排気バルブが共に開弁される期間)が変更されることによって行われる。
特開2005−207285号公報
Further, as a mechanism for recirculating EGR gas to the intake passage, in addition to the external EGR mechanism, a change for changing a valve overlap period of the engine valve (a period in which both the intake valve and the exhaust valve are opened) is changed. The mechanism is known. In an internal combustion engine equipped with such a change mechanism, EGR gas (specifically, combustion gas) flows into the intake passage due to the pressure difference between the combustion chamber and the intake passage and the pressure difference between the exhaust passage and the intake passage during the valve overlap period. Refluxing takes place. The recirculation amount (internal EGR amount) is adjusted by changing the valve overlap period (period during which both the intake valve and the exhaust valve are opened) through the operation control of the change mechanism based on the operating state of the internal combustion engine. Is done by.
JP-A-2005-207285

ここで、外部EGR機構によるEGRガスの還流時および変更機構によるEGRガスの還流時においては共に、その還流に伴って吸気通路内の圧力(吸気圧力)が変化する。そして、外部EGR機構と変更機構とが搭載された内燃機関では、そうした外部EGR機構の作動制御(具体的には、EGRバルブの開度制御)による吸気圧力の変化と変更機構の作動制御による吸気圧力の変化とが互いに干渉するために、吸気圧力を予め見込んだ態様で制御することが難しい。上述したように外部EGR量および内部EGR量は共に吸気通路内の圧力に応じて変化する量であるために、そうした内燃機関では外部EGR量および内部EGR量を精度良く調節することが困難であり、内燃機関の燃焼室に吸入される空気の量の調節が困難になるばかりか、予め見込んだ燃料消費量の低減効果が得られなくなってしまう。   Here, both when the EGR gas is recirculated by the external EGR mechanism and when the EGR gas is recirculated by the change mechanism, the pressure in the intake passage (intake air pressure) changes with the recirculation. In an internal combustion engine in which an external EGR mechanism and a change mechanism are mounted, a change in intake pressure by operation control of the external EGR mechanism (specifically, opening degree control of the EGR valve) and intake air by operation control of the change mechanism. Since changes in pressure interfere with each other, it is difficult to control the intake pressure in a manner that anticipates the pressure in advance. As described above, both the external EGR amount and the internal EGR amount change in accordance with the pressure in the intake passage. Therefore, it is difficult for such an internal combustion engine to accurately adjust the external EGR amount and the internal EGR amount. This not only makes it difficult to adjust the amount of air sucked into the combustion chamber of the internal combustion engine, but also makes it impossible to obtain the expected fuel consumption reduction effect.

また、内燃機関の使用に伴ってEGRバルブにデポジット(EGRガス中の燃料やオイルが付着して徐々に炭化したもの)が堆積することがあり、これに伴ってEGR通路の通路断面積が不要に小さくなることがある。そして、これによりEGR通路を通過するEGRガスの量が少なくなって外部EGR量が少なくなると、予め見込んだ燃料消費量の低減効果が得られなくなるおそれがある。   In addition, as the internal combustion engine is used, deposits (those that are gradually carbonized due to fuel or oil in the EGR gas) may accumulate on the EGR valve, and this eliminates the need for a cross-sectional area of the EGR passage. May become smaller. Then, if the amount of EGR gas passing through the EGR passage is reduced and the external EGR amount is reduced, there is a possibility that the expected fuel consumption reduction effect cannot be obtained.

本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃料消費量を好適に低減させることのできる内燃機関の排気再循環装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine that can suitably reduce fuel consumption.

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項1に記載の発明は、吸気通路および排気通路を連通するEGR通路と同EGR通路に設けられたEGRバルブとからなる外部EGR機構、および機関バルブのバルブオーバラップ期間を変更する変更機構を備えた内燃機関に適用されて、該内燃機関の運転状態に応じた前記EGRバルブの開度制御および前記変更機構の作動制御の実行を通じて前記吸気通路にEGRガスを再循環させる内燃機関の排気再循環装置において、前記内燃機関の運転領域に応じて、前記EGRバルブの開度制御を通じたEGRガスの再循環および前記変更機構の作動制御を通じたEGRガスの再循環のうちの一方を選択的に実行する実行手段と、前記EGR通路を実際に通過するEGRガスの量のその基準量からの低下度合いに基づいて、前記実行手段により前記EGRバルブの開度制御を通じたEGRガスの再循環が実行される前記内燃機関の運転領域を変更する変更手段とを備えることをその要旨とする。
Hereinafter, means for achieving the above-described object and its operation and effects will be described.
According to a first aspect of the present invention, there is provided an external EGR mechanism comprising an EGR passage communicating with an intake passage and an exhaust passage and an EGR valve provided in the EGR passage, and a change mechanism for changing a valve overlap period of the engine valve. An exhaust gas recirculation of the internal combustion engine that is applied to the internal combustion engine provided to recirculate EGR gas in the intake passage through execution of opening control of the EGR valve and operation control of the change mechanism according to an operating state of the internal combustion engine. In the circulation device, one of EGR gas recirculation through opening control of the EGR valve and EGR gas recirculation through operation control of the change mechanism is selectively selected according to an operating region of the internal combustion engine. Based on the execution means to be executed and the degree of decrease in the amount of EGR gas actually passing through the EGR passage from the reference amount, the execution means Further comprising a changing means for changing the operating region of the internal combustion engine in which the recirculation of the EGR gas through the opening control of the EGR valve is executed as its gist.

上記構成によれば、吸気通路にEGRガスを還流させるべくEGRバルブの開度制御と変更機構の作動制御とが同時に実行されることがないために、EGRバルブの開度制御による吸気圧力の変化と変更機構の作動制御による吸気圧力の変化とが互いに干渉することが抑えられる。そのため、吸気通路に還流されるEGRガスの量(EGR量、詳しくは外部EGR量または内部EGR量)を精度良く調節することが可能になり、予め見込んだ燃料消費量の低減効果を得ることができるようになる。   According to the above configuration, since the opening control of the EGR valve and the operation control of the changing mechanism are not performed simultaneously to recirculate the EGR gas in the intake passage, the change in the intake pressure by the opening control of the EGR valve is performed. And the change in the intake pressure due to the operation control of the change mechanism are prevented from interfering with each other. Therefore, the amount of EGR gas recirculated to the intake passage (EGR amount, specifically, the external EGR amount or the internal EGR amount) can be adjusted with high accuracy, and a fuel consumption reduction effect that is expected in advance can be obtained. become able to.

しかも、EGRバルブへのデポジットの付着による外部EGR量の低下に起因してEGRバルブの開度制御を通じたEGRガスの再循環による燃料消費量の低減効果が小さくなってしまう場合に、そうした低減効果の変化に応じたかたちで、EGRバルブの開度制御を通じたEGRガスの再循環が実行される内燃機関の運転領域を変更することができる。そのため、EGRバルブの開度制御によるEGRガスの再循環と変更機構の作動制御によるEGRガスの再循環とのうちの燃料消費量の低減効果が大きいほうを適切に選択して実行することができるようになり、好適に燃料消費量の低減を図ることができるようになる。   In addition, when the reduction effect of the fuel consumption due to the recirculation of the EGR gas through the opening control of the EGR valve is reduced due to the decrease of the external EGR amount due to the deposit attached to the EGR valve, such a reduction effect. The operating region of the internal combustion engine in which the recirculation of the EGR gas through the opening control of the EGR valve can be changed in a manner corresponding to the change of the EGR valve. Therefore, it is possible to appropriately select and execute one of the EGR gas recirculation based on the opening control of the EGR valve and the EGR gas recirculation based on the operation control of the change mechanism, which has the larger effect of reducing the fuel consumption. As a result, the fuel consumption can be suitably reduced.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の内燃機関の排気再循環装置において、前記変更手段は、前記低下度合いが大きいときほど前記EGRバルブの開度制御を通じてEGRガスの再循環を行う前記内燃機関の運転領域を拡大することをその要旨とする。   According to a second aspect of the present invention, in the exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to the first aspect, the changing means recirculates EGR gas through opening degree control of the EGR valve as the degree of decrease is larger. The gist of the invention is to expand the operating range of the internal combustion engine.

上記構成によれば、EGRバルブへのデポジットの付着に起因して内燃機関の特定の運転領域におけるEGRバルブの開度制御を通じたEGRガスの再循環による燃料消費量の低減効果が小さくなってしまった場合に、同特定の運転領域においてEGRバルブの開度制御によるEGRガスの再循環を実行することに代えて変更機構の作動制御によるEGRガスの再循環を実行して、これによる燃料消費量の低減を図ることができるようになる。   According to the above configuration, the effect of reducing the fuel consumption due to the recirculation of the EGR gas through the opening control of the EGR valve in a specific operation region of the internal combustion engine is reduced due to the adhesion of the deposit to the EGR valve. In this case, instead of executing the recirculation of the EGR gas by the opening control of the EGR valve in the specific operation region, the recirculation of the EGR gas by the operation control of the change mechanism is executed, and the fuel consumption amount thereby Can be reduced.

請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の内燃機関の排気再循環装置において、前記実行手段は、前記内燃機関の出力軸の回転速度が低く且つ同内燃機関の負荷が小さい運転領域においては前記EGRバルブの開度制御を通じたEGRガスの再循環を実行し、前記出力軸の回転速度が高い運転領域および前記負荷が大きい運転領域においては前記変更機構の作動制御を通じたEGRガスの再循環を実行することをその要旨とする。   According to a third aspect of the present invention, in the exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine according to the first or second aspect, the execution means has a low rotational speed of the output shaft of the internal combustion engine and a small load on the internal combustion engine. In the operation region, recirculation of EGR gas through the opening control of the EGR valve is executed, and in the operation region where the output shaft has a high rotation speed and the operation region where the load is large, EGR is performed through operation control of the change mechanism. The main point is to perform gas recirculation.

上記構成によれば、内燃機関の出力軸の回転速度(機関回転速度)が低く且つ同内燃機関の負荷(機関負荷)が小さい運転領域においては、EGRバルブの開度制御を通じて吸気通路にEGRガスが再循環されることより、内燃機関のポンピングロスが少なくなって燃料消費率の低減を図ることができる。しかも、機関回転速度が高い運転領域や機関負荷が大きい運転領域には、変更機構の作動制御を通じて内燃機関から大きな出力が得られるようにバルブオーバラップ期間を制御することができ、同バルブオーバラップ期間においてEGRガスを吸気通路に再循環させることもできる。   According to the above configuration, in an operating region where the rotational speed of the output shaft of the internal combustion engine (engine rotational speed) is low and the load of the internal combustion engine (engine load) is small, the EGR gas is introduced into the intake passage through the opening degree control of the EGR valve. Is recirculated, the pumping loss of the internal combustion engine is reduced, and the fuel consumption rate can be reduced. In addition, the valve overlap period can be controlled so that a large output can be obtained from the internal combustion engine through operation control of the change mechanism in an operation region where the engine speed is high or an engine load is large. It is also possible to recirculate EGR gas to the intake passage during the period.

内燃機関の温度が低いときには、燃料の燃焼状態が悪い上にフリクションが大きいために、同内燃機関の運転状態が不安定になりやすい。特に、機関負荷が小さいときには、そうした運転状態の不安定化を招きやすい。そのため、内燃機関の温度が低く且つ機関負荷が小さいことから運転状態の不安定化を招きやすいときに、変更機構の作動制御を通じてEGRガスが再循環される実行状態とEGRバルブの開度制御を通じてEGRガスが再循環される実行状態との切り替えが行われると、これに伴って内燃機関の運転状態が不安定になる可能性が高いと云える。   When the temperature of the internal combustion engine is low, the operating state of the internal combustion engine tends to become unstable because the combustion state of the fuel is poor and the friction is large. In particular, when the engine load is small, such an operating state is likely to be unstable. Therefore, when the temperature of the internal combustion engine is low and the engine load is small, the operation state is likely to become unstable, and the execution state in which the EGR gas is recirculated through the operation control of the change mechanism and the opening degree control of the EGR valve When switching to the execution state in which the EGR gas is recirculated, it can be said that the operation state of the internal combustion engine is likely to become unstable.

この点、請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の内燃機関の排気再循環装置において、前記変更手段は、前記内燃機関の温度が所定温度以下であるときに、前記変更機構の作動制御を通じてEGRガスが再循環される運転領域の前記内燃機関の負荷が小さい側への拡大を禁止することをその要旨とする。   In this regard, the invention according to claim 4 is the exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to claim 3, wherein the changing means is configured to change the change mechanism when the temperature of the internal combustion engine is equal to or lower than a predetermined temperature. The gist of the invention is to prohibit the expansion of the operating region in which the EGR gas is recirculated through the operation control to the side where the load of the internal combustion engine is small.

上記構成によれば、内燃機関の温度が低く且つ機関負荷が小さい運転領域において、変更機構の作動制御を通じてEGRガスが再循環される実行状態とEGRバルブの開度制御を通じてEGRガスが再循環される実行状態との切り替えが行われることを抑えることができ、内燃機関の運転状態の不安定化を抑えることができる。   According to the above configuration, in the operating region where the temperature of the internal combustion engine is low and the engine load is low, the EGR gas is recirculated through the execution state in which the EGR gas is recirculated through the operation control of the changing mechanism and the opening degree control of the EGR valve. It is possible to suppress the switching to the execution state, and to suppress the instability of the operation state of the internal combustion engine.

請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか一項に記載の内燃機関の排気再循環装置において、前記内燃機関の出力軸の回転速度が所定速度以下であり且つ同内燃機関の負荷が所定値以下である運転領域に前記EGRバルブの開度制御を通じてEGRガスが再循環される運転領域と前記変更機構の作動制御を通じてEGRガスが再循環される運転領域との境界が設定される変更態様での前記変更手段による前記運転領域の変更を禁止することをその要旨とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to any one of the first to fourth aspects, the rotational speed of the output shaft of the internal combustion engine is equal to or lower than a predetermined speed and The boundary between the operation region in which EGR gas is recirculated through the opening control of the EGR valve and the operation region in which EGR gas is recirculated through the operation control of the change mechanism is set in the operation region where the load of the engine is not more than a predetermined value The gist is to prohibit the change of the operation region by the changing means in the changed mode.

機関回転速度が低く且つ機関負荷が小さい運転領域においては、内燃機関の出力(機関出力)が小さいために、同内燃機関の運転状態が不安定になりやすい。そのため、そうした運転領域において、変更機構の作動制御を通じてEGRガスが再循環される実行状態とEGRバルブの開度制御を通じてEGRガスが再循環される実行状態との切り替えが行われると、これに伴って内燃機関の運転状態が不安定になる可能性が高いと云える。   In an operating region where the engine speed is low and the engine load is low, the output of the internal combustion engine (engine output) is small, so the operating state of the internal combustion engine tends to become unstable. Therefore, in such an operation region, switching between an execution state in which the EGR gas is recirculated through the operation control of the change mechanism and an execution state in which the EGR gas is recirculated through the opening degree control of the EGR valve is performed. Therefore, it can be said that the operating state of the internal combustion engine is likely to be unstable.

この点、上記構成によれば、機関回転速度が低く且つ機関負荷が小さい運転領域において、変更機構の作動制御を通じてEGRガスが再循環される実行状態とEGRバルブの開度制御を通じてEGRガスが再循環される実行状態との切り替えが行われることを抑えることができ、内燃機関の運転状態の不安定化を抑えることができる。   In this regard, according to the above configuration, in an operation region where the engine speed is low and the engine load is small, the EGR gas is recirculated through the execution state in which the EGR gas is recirculated through the operation control of the changing mechanism and the opening degree control of the EGR valve. It is possible to suppress switching from the execution state to be circulated, and it is possible to suppress instability of the operation state of the internal combustion engine.

請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれか一項に記載の内燃機関の排気再循環装置において、前記変更手段は、前記EGRバルブの開度を強制変更するとともにその変更に伴う前記吸気通路内の圧力の変化量を求め、該求めた変化量に基づいて前記低下度合いを推定することをその要旨とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to any one of the first to fifth aspects, the changing means forcibly changes the opening of the EGR valve and changes the opening. The gist thereof is to obtain a change amount of the pressure in the intake passage and to estimate the degree of decrease based on the obtained change amount.

EGRバルブの開度が変更されると、その変更量に応じた分だけ外部EGR量が変化し、これに伴って吸気通路内の圧力(吸気圧力)が変化するようになる。上記構成によれば、そうしたEGRバルブの開度の変更量と吸気圧力の変化量との関係に基づいて、外部EGR量のその基準量からの低下度合いを推定することができる。   When the opening degree of the EGR valve is changed, the external EGR amount changes by an amount corresponding to the change amount, and the pressure in the intake passage (intake pressure) changes accordingly. According to the above configuration, the degree of decrease in the external EGR amount from the reference amount can be estimated based on the relationship between the change amount of the opening degree of the EGR valve and the change amount of the intake pressure.

以下、この発明にかかる内燃機関の排気再循環装置を具体化した一実施の形態について説明する。
図1は、本実施の形態にかかる排気再循環装置が適用される内燃機関の概略構成を示している。
Hereinafter, an embodiment of an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to the present invention will be described.
FIG. 1 shows a schematic configuration of an internal combustion engine to which an exhaust gas recirculation device according to the present embodiment is applied.

同図1に示すように、内燃機関10の吸気通路11にはスロットルバルブ12が設けられている。スロットルバルブ12には、スロットルモータ13が連結されている。そして、このスロットルモータ13の駆動制御(スロットル制御)を通じてスロットルバルブ12の開度(スロットル開度TA)が調節され、これにより吸気通路11を通じて燃焼室14内に吸入される空気の量が調節される。また、上記吸気通路11には燃料噴射バルブ15が設けられている。この燃料噴射バルブ15の駆動制御(燃料噴射制御)を通じて吸気通路11内に燃料が噴射される。   As shown in FIG. 1, a throttle valve 12 is provided in the intake passage 11 of the internal combustion engine 10. A throttle motor 13 is connected to the throttle valve 12. Then, the opening degree of the throttle valve 12 (throttle opening degree TA) is adjusted through the drive control (throttle control) of the throttle motor 13, thereby adjusting the amount of air taken into the combustion chamber 14 through the intake passage 11. The The intake passage 11 is provided with a fuel injection valve 15. Fuel is injected into the intake passage 11 through drive control (fuel injection control) of the fuel injection valve 15.

内燃機関10には、その燃焼室14内部の吸入空気と噴射燃料とからなる混合気に対して点火を行うための点火プラグ16が設けられている。この点火プラグ16にはイグナイタ17が接続されている。点火プラグ16は、イグナイタ17から出力される高電圧が印加されることによって作動する。このイグナイタ17の作動制御(点火時期制御)を通じて適宜のタイミングで混合気が燃焼してピストン18が往復移動し、内燃機関10の出力軸としてのクランクシャフト19が回転する。そして、燃焼後の混合気は排気として燃焼室14から排気通路20に送り出される。   The internal combustion engine 10 is provided with a spark plug 16 for igniting an air-fuel mixture composed of intake air and injected fuel inside the combustion chamber 14. An igniter 17 is connected to the spark plug 16. The spark plug 16 operates when a high voltage output from the igniter 17 is applied. Through the operation control (ignition timing control) of the igniter 17, the air-fuel mixture burns at an appropriate timing, the piston 18 reciprocates, and the crankshaft 19 as the output shaft of the internal combustion engine 10 rotates. The air-fuel mixture after combustion is sent out from the combustion chamber 14 to the exhaust passage 20 as exhaust.

内燃機関10において、吸気通路11と燃焼室14との間は吸気バルブ21の開閉動作によって連通・遮断される。そして、この吸気バルブ21はクランクシャフト19の回転が伝達される吸気カムシャフト22の回転に伴って開閉動作する。一方、内燃機関10の燃焼室14と排気通路20との間は排気バルブ23の開閉動作によって連通・遮断される。そして、排気バルブ23はクランクシャフト19の回転が伝達される排気カムシャフト24の回転に伴って開閉動作する。   In the internal combustion engine 10, the intake passage 11 and the combustion chamber 14 are communicated and blocked by the opening / closing operation of the intake valve 21. The intake valve 21 opens and closes with the rotation of the intake camshaft 22 to which the rotation of the crankshaft 19 is transmitted. On the other hand, the combustion chamber 14 of the internal combustion engine 10 and the exhaust passage 20 are communicated and blocked by the opening / closing operation of the exhaust valve 23. The exhaust valve 23 opens and closes with the rotation of the exhaust camshaft 24 to which the rotation of the crankshaft 19 is transmitted.

吸気カムシャフト22にはバルブタイミング変更機構25が設けられている。このバルブタイミング変更機構25は、クランクシャフト19の回転角(クランク角)に対する吸気カムシャフト22の相対回転角を調節して、吸気バルブ21のバルブタイミングVTを進角または遅角させるものである。なお、このバルブタイミング変更機構25は、例えば油圧制御バルブなどのVVTアクチュエータ26の作動制御(バルブタイミング制御)を通じて作動する。   The intake camshaft 22 is provided with a valve timing changing mechanism 25. The valve timing changing mechanism 25 adjusts the relative rotation angle of the intake camshaft 22 with respect to the rotation angle (crank angle) of the crankshaft 19 to advance or retard the valve timing VT of the intake valve 21. The valve timing changing mechanism 25 operates through operation control (valve timing control) of a VVT actuator 26 such as a hydraulic control valve.

図2は、バルブタイミング変更機構25の作動による吸気バルブ21のバルブタイミングの変更態様を示している。同図2から分かるように、このバルブタイミングVTの変更では、吸気バルブ21の作用角(開弁されてから閉弁されるまでのクランク角)を一定に保持した状態で同吸気バルブ21の開弁時期および閉弁時期が共に進角または遅角される。   FIG. 2 shows how the valve timing of the intake valve 21 is changed by the operation of the valve timing changing mechanism 25. As can be seen from FIG. 2, when the valve timing VT is changed, the intake valve 21 is opened while the operating angle of the intake valve 21 (the crank angle from when the valve is opened until the valve is closed) is kept constant. Both the valve timing and the valve closing timing are advanced or retarded.

こうしたバルブタイミング制御は、吸気効率を高めて燃料消費率の向上を図るべく、吸気バルブ21と排気バルブ23とが共に開弁される期間(バルブオーバラップ期間)を調節するために実行される。また、バルブオーバラップ期間が変化すると燃焼室14から吸気通路11に戻される燃焼ガス(EGRガス)の量(内部EGR量)が変化することから、同バルブオーバラップ期間の調節を通じて内部EGR量が調量される。   Such valve timing control is executed to adjust a period (valve overlap period) during which both the intake valve 21 and the exhaust valve 23 are opened in order to increase the intake efficiency and improve the fuel consumption rate. Further, when the valve overlap period changes, the amount of combustion gas (EGR gas) returned from the combustion chamber 14 to the intake passage 11 (internal EGR amount) changes, so that the internal EGR amount can be reduced by adjusting the valve overlap period. It is metered.

また内燃機関10には、排気通路20に流れる排気の一部を吸気通路11に戻すための外部EGR機構27が取り付けられている。この外部EGR機構27は、排気通路20と吸気通路11の上記スロットルバルブ12より下流側の部分とを連通するEGR通路28、その途中に設けられたEGRバルブ29、EGRバルブ29の開度を調整するためのEGRアクチュエータ30を備えている。外部EGR機構27の作動制御(外部EGR制御)では、機関運転状態に応じてEGRアクチュエータ30の作動が制御されてEGRバルブ29の開度(EGR開度)が制御され、EGR通路28を通じて再循環される排気(EGRガス)の量(外部EGR量)が調節される。   The internal combustion engine 10 is also provided with an external EGR mechanism 27 for returning a part of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 20 to the intake passage 11. The external EGR mechanism 27 adjusts the opening degree of the EGR passage 28 that connects the exhaust passage 20 and the portion of the intake passage 11 downstream of the throttle valve 12, the EGR valve 29 provided in the middle thereof, and the opening degree of the EGR valve 29. An EGR actuator 30 is provided. In the operation control of the external EGR mechanism 27 (external EGR control), the operation of the EGR actuator 30 is controlled according to the engine operating state, the opening degree of the EGR valve 29 (EGR opening degree) is controlled, and recirculation is performed through the EGR passage 28. The amount (external EGR amount) of exhaust (EGR gas) to be performed is adjusted.

本実施の形態の装置は各種センサを備えている。そうした各種センサとしては、例えば内燃機関10(図1)のクランクシャフト19の回転速度(機関回転速度NE)を検出するためのクランクセンサ41や、吸気通路11を通過する吸入空気の量(吸入空気量GA)を検出するための吸気量センサ42、アクセルペダル31の踏み込み量ACを検出するためのアクセルセンサ43が設けられている。また、スロットル開度TAを検出するためのスロットルセンサ44や、吸気通路11におけるスロットルバルブ12より下流側における吸気の圧力(吸気圧力PM)を検出するための圧力センサ45、機関冷却水の温度(冷却水温THW)を検出するための温度センサ46が設けられている。その他、吸気バルブ21のバルブタイミングVTを検出するための位置センサ47や、EGR開度を検出するための開度センサ48等も設けられている。   The apparatus according to the present embodiment includes various sensors. Examples of such various sensors include a crank sensor 41 for detecting the rotational speed of the crankshaft 19 (engine rotational speed NE) of the internal combustion engine 10 (FIG. 1), and the amount of intake air passing through the intake passage 11 (intake air). An intake air amount sensor 42 for detecting the amount GA) and an accelerator sensor 43 for detecting the depression amount AC of the accelerator pedal 31 are provided. Further, a throttle sensor 44 for detecting the throttle opening degree TA, a pressure sensor 45 for detecting the intake pressure (intake pressure PM) downstream of the throttle valve 12 in the intake passage 11, and the temperature of the engine coolant ( A temperature sensor 46 for detecting the coolant temperature THW) is provided. In addition, a position sensor 47 for detecting the valve timing VT of the intake valve 21, an opening degree sensor 48 for detecting the EGR opening degree, and the like are also provided.

また本実施の形態の装置は、例えばマイクロコンピュータを有して構成される電子制御装置40を備えている。この電子制御装置40は、各種センサの検出信号を取り込むとともに各種の演算を行い、その演算結果に基づいてスロットル制御や、燃料噴射制御、点火時期制御、バルブタイミング制御、外部EGR制御などの各種制御を実行する。本実施の形態では、この電子制御装置40が実行手段として機能する。   In addition, the apparatus according to the present embodiment includes an electronic control unit 40 that includes, for example, a microcomputer. The electronic control unit 40 takes in detection signals from various sensors and performs various calculations. Based on the calculation results, the electronic control unit 40 performs various controls such as throttle control, fuel injection control, ignition timing control, valve timing control, and external EGR control. Execute. In the present embodiment, the electronic control device 40 functions as an execution unit.

スロットル制御は次のように実行される。すなわち先ず、そのときどきのアクセルペダル31の踏み込み量ACおよび機関回転速度NEに基づいて目標スロットル開度Ttaが算出される。そして、この目標スロットル開度Ttaと実際のスロットル開度TAとが一致するように、スロットルモータ13の駆動が制御される。こうしたスロットル制御を通じて、内燃機関10の燃焼室に吸入される空気の量が運転状態に見合う量に調節される。   The throttle control is executed as follows. That is, first, the target throttle opening degree Tta is calculated based on the depression amount AC of the accelerator pedal 31 and the engine rotational speed NE at that time. Then, the drive of the throttle motor 13 is controlled so that the target throttle opening degree Tta and the actual throttle opening degree TA coincide with each other. Through such throttle control, the amount of air taken into the combustion chamber of the internal combustion engine 10 is adjusted to an amount suitable for the operating state.

また、燃料噴射制御は次のように実行される。先ず、そのときどきの吸入空気量GAおよび機関回転速度NEに基づいて目標燃料噴射量Tq(混合気の空燃比が所望の比率(例えば、14.5)になる燃料噴射量に相当する量)が算出される。そして、この目標燃料噴射量Tqと実際の燃料噴射量Qとが一致するように燃料噴射バルブ15が開弁駆動される。   Further, the fuel injection control is executed as follows. First, based on the intake air amount GA and the engine rotational speed NE at that time, a target fuel injection amount Tq (an amount corresponding to the fuel injection amount at which the air-fuel ratio of the air-fuel mixture becomes a desired ratio (for example, 14.5)). Calculated. Then, the fuel injection valve 15 is driven to open so that the target fuel injection amount Tq matches the actual fuel injection amount Q.

点火時期制御は、基本的には、次のように実行される。すなわち先ず、そのときどきの吸入空気量GAおよび機関回転速度NEに基づいてベース点火時期Abseが算出されるとともに、ノッキングの発生状況に応じてノック補正量Knが算出される。そして、ベース点火時期Abseにノック補正量Knを加算することによって要求点火時期Acalが算出される。このように設定された要求点火時期Acalに対応するクランク角において、イグナイタ17が駆動されて点火プラグ16による点火が行われる。こうした点火時期制御を通じて、内燃機関10の点火時期が、ノッキングの発生を適切に抑えつつ燃料消費量の低減を図ることの可能な時期に設定されるようになる。   The ignition timing control is basically executed as follows. That is, first, the base ignition timing Abse is calculated based on the intake air amount GA and the engine rotational speed NE at that time, and the knock correction amount Kn is calculated according to the occurrence of knocking. Then, the required ignition timing Acal is calculated by adding the knock correction amount Kn to the base ignition timing Abse. At the crank angle corresponding to the required ignition timing Acal set in this way, the igniter 17 is driven and ignition by the spark plug 16 is performed. Through such ignition timing control, the ignition timing of the internal combustion engine 10 is set to a timing at which it is possible to reduce fuel consumption while appropriately suppressing the occurrence of knocking.

バルブタイミング制御は次のように実行される。先ず、そのときどきの吸入空気量GAおよび機関回転速度NEに基づいて、バルブタイミングVTについての制御目標値(目標バルブタイミングTvt)が算出される。そして、この目標バルブタイミングTvtと実際のバルブタイミングVTとが一致するように、VVTアクチュエータ26の作動が制御される。こうしたバルブタイミング制御を通じて、内燃機関10の燃焼室に吸入される空気の量や内部EGR量が内燃機関10の運転状態に見合う量に調節される。   The valve timing control is executed as follows. First, a control target value (target valve timing Tvt) for the valve timing VT is calculated based on the intake air amount GA and the engine rotational speed NE at that time. Then, the operation of the VVT actuator 26 is controlled so that the target valve timing Tvt matches the actual valve timing VT. Through such valve timing control, the amount of air taken into the combustion chamber of the internal combustion engine 10 and the internal EGR amount are adjusted to an amount commensurate with the operating state of the internal combustion engine 10.

また外部EGR制御は次のように実行される。すなわち先ず、そのときどきの吸入空気量GAおよび機関回転速度NEに基づいてEGR開度についての制御目標値(目標EGR開度)が算出される。そして、この目標EGR開度と実際のEGR開度とが一致するように、EGRアクチュエータ30の作動が制御される。こうした外部EGR制御を通じて外部EGR量が内燃機関10の運転状態に見合う量に調節される。   The external EGR control is executed as follows. That is, first, a control target value (target EGR opening) for the EGR opening is calculated based on the intake air amount GA and the engine rotational speed NE at that time. Then, the operation of the EGR actuator 30 is controlled so that the target EGR opening degree matches the actual EGR opening degree. Through such external EGR control, the external EGR amount is adjusted to an amount commensurate with the operating state of the internal combustion engine 10.

本実施の形態にかかる装置は、吸気通路11へのEGRガスの再循環をバルブタイミング制御および外部EGR制御の何れによっても行うことの可能な構造である。そして本実施の形態では、内燃機関10の運転領域に応じて、外部EGR制御を通じたEGRガスの再循環およびバルブタイミング制御を通じたEGRガスの再循環のうちの一方を選択的に実行するようにしている。   The apparatus according to the present embodiment has a structure capable of recirculating EGR gas to the intake passage 11 by either valve timing control or external EGR control. In this embodiment, one of EGR gas recirculation through external EGR control and EGR gas recirculation through valve timing control is selectively executed in accordance with the operating region of the internal combustion engine 10. ing.

これにより、吸気通路11にEGRガスを還流させる際に、外部EGR制御とバルブタイミング制御とが同時に実行されることがなくなるために、外部EGR制御に伴う吸気圧力PMの変化とバルブタイミング制御による吸気圧力PMの変化とが互いに干渉することが抑えられる。そのため、吸気圧力PMの実際の推移と予め見込んだ推移とのずれが抑えられるようになって、外部EGR量または内部EGR量を精度良く調節することが可能になる。したがって、吸気通路11へのEGRガスの還流によって予め見込まれる効果(具体的には、燃料消費量の低減効果)が適正に得られるようなり、さらには内燃機関10の燃焼室14に吸入される空気の量を精度良く調節することが可能になる。   As a result, when the EGR gas is recirculated to the intake passage 11, the external EGR control and the valve timing control are not executed at the same time. Therefore, the change in the intake pressure PM accompanying the external EGR control and the intake by the valve timing control are eliminated. Interference with changes in the pressure PM can be suppressed. Therefore, the deviation between the actual transition of the intake pressure PM and the transition expected in advance can be suppressed, and the external EGR amount or the internal EGR amount can be accurately adjusted. Accordingly, an effect expected in advance by the recirculation of the EGR gas to the intake passage 11 (specifically, an effect of reducing the fuel consumption) can be appropriately obtained, and is further sucked into the combustion chamber 14 of the internal combustion engine 10. It becomes possible to accurately adjust the amount of air.

図3に、外部EGR制御によるEGRガスの再循環が行われる内燃機関10の運転領域(外部EGR領域)とバルブタイミング制御によるEGRガスの再循環が行われる運転領域(VVT領域)との境界を示す。   FIG. 3 shows the boundary between the operation region (external EGR region) of the internal combustion engine 10 where EGR gas is recirculated by external EGR control and the operation region (VVT region) where EGR gas is recirculated by valve timing control. Show.

同図3に示すように、本実施の形態では、機関回転速度NEが低く且つ内燃機関10の負荷(機関負荷KL)が小さい運転領域においては外部EGR制御によるEGRガスの再循環が実行され、機関回転速度NEが高い運転領域および機関負荷KLが大きい運転領域においてはバルブタイミング制御によるEGRガスの再循環が実行される。   As shown in FIG. 3, in the present embodiment, recirculation of EGR gas by external EGR control is executed in an operation region where the engine speed NE is low and the load of the internal combustion engine 10 (engine load KL) is small. In an operation region where the engine rotational speed NE is high and an operation region where the engine load KL is large, the EGR gas is recirculated by valve timing control.

なお本実施の形態では、内燃機関10の燃焼室14に実際に吸入される空気の量(R)を内燃機関10の全負荷(WOT)運転時において燃焼室14に吸入される空気の量(Rwot)によって商算した値(=R/Rwot)に相当する値が吸入空気量GAおよび機関回転速度NEに基づき算出されており、同値が機関負荷KLとして用いられる。   In the present embodiment, the amount of air actually sucked into the combustion chamber 14 of the internal combustion engine 10 (R) is the amount of air sucked into the combustion chamber 14 during full load (WOT) operation of the internal combustion engine 10 ( A value corresponding to a value (= R / Rwot) calculated by Rwt) is calculated based on the intake air amount GA and the engine rotational speed NE, and the same value is used as the engine load KL.

本実施の形態では、機関回転速度NEが低く且つ機関負荷KLが小さい運転領域においては、外部EGR制御を通じて吸気通路11にEGRガスが再循環されるようになり、これに伴う吸気圧力PMの上昇によって内燃機関10のポンピングロスが少なくなり、燃料消費率が低減されるようになる。しかも、機関回転速度NEが高い運転領域や機関負荷KLが大きい運転領域においては、バルブタイミング制御を通じて、内燃機関10から大きな出力が得られるようにバルブオーバラップ期間が制御されるようになり、同バルブオーバラップ期間において適量のEGRガスが吸気通路11に再循環されて燃料消費率の低減が図られるようになる。   In the present embodiment, in an operation region where the engine speed NE is low and the engine load KL is small, EGR gas is recirculated to the intake passage 11 through external EGR control, and the intake pressure PM increases accordingly. As a result, the pumping loss of the internal combustion engine 10 is reduced, and the fuel consumption rate is reduced. In addition, in an operation region where the engine rotational speed NE is high or an operation region where the engine load KL is large, the valve overlap period is controlled so that a large output can be obtained from the internal combustion engine 10 through valve timing control. During the valve overlap period, an appropriate amount of EGR gas is recirculated to the intake passage 11 to reduce the fuel consumption rate.

ここで、EGRバルブ29にデポジットが付着してEGR通路28の通路断面積が小さくなると、その分だけ外部EGR量が少なくなる。これにより、内燃機関10の燃焼室14に吸入される空気の量と燃料噴射量とが多くなるために、混合気の燃焼に伴って発生する熱量が多くなってノッキングが発生しやすくなってしまう。   Here, when deposits adhere to the EGR valve 29 and the passage cross-sectional area of the EGR passage 28 becomes smaller, the amount of external EGR decreases accordingly. As a result, the amount of air sucked into the combustion chamber 14 of the internal combustion engine 10 and the fuel injection amount increase, so that the amount of heat generated with combustion of the air-fuel mixture increases and knocking is likely to occur. .

そのため本実施の形態では、EGRバルブ29へのデポジットの付着によって外部EGR量が減少した場合に、点火時期を遅角補正することによってノッキングの発生を抑えるようにしている。この遅角補正は、以下のように実行される。   For this reason, in the present embodiment, when the external EGR amount decreases due to deposits attached to the EGR valve 29, the occurrence of knocking is suppressed by correcting the ignition timing by retarding the ignition timing. This retardation correction is performed as follows.

すなわち先ず、外部EGR量のその基準量(本実施の形態では、EGRバルブ29にデポジットが全く付着していない場合における外部EGR量)からの低下度合いが推定される。ここでEGRバルブ29の開度が変更されると、その変更量に応じた分だけ外部EGR量が変化し、これに伴って吸気圧力PMが変化するようになる。本実施の形態では、この点に着目し、EGR開度を強制変更するとともにその変更に伴う吸気圧力PMの変化量ΔPMを求め、その求めた変化量ΔPMに基づいて上記低下度合いを推定するようにしている。   That is, first, the degree of decrease of the external EGR amount from the reference amount (in this embodiment, the external EGR amount when no deposit is attached to the EGR valve 29) is estimated. Here, when the opening degree of the EGR valve 29 is changed, the external EGR amount changes by an amount corresponding to the change amount, and the intake pressure PM changes accordingly. In the present embodiment, paying attention to this point, the EGR opening is forcibly changed, the change amount ΔPM of the intake pressure PM accompanying the change is obtained, and the degree of decrease is estimated based on the obtained change amount ΔPM. I have to.

具体的には、内燃機関10の運転状態が安定していることを判断するための実行条件が成立したときに、EGRバルブ29がオフ操作された状態から予め定められた所定開度まで開弁操作される。そして、その開弁動作に伴う吸気圧力PMの変化量ΔPM(詳しくは、EGRバルブ29の開弁直前における吸気圧力PMと開弁後に変化が安定したときにおける吸気圧力PMとの差)が算出されて電子制御装置40に記憶される。なお上記実行条件は、例えば以下の各条件が満たされていることをもって成立していると判断される。
・機関回転速度NEが中程度の速度であること。
・機関回転速度NEの変化速度が小さいこと。
・機関負荷KLが中程度の大きさであること。
・吸気圧力PMの変化速度が小さいこと。
Specifically, when an execution condition for determining that the operating state of the internal combustion engine 10 is stable is established, the EGR valve 29 is opened from a state where the EGR valve 29 is turned off to a predetermined opening degree. Operated. Then, a change amount ΔPM of the intake pressure PM accompanying the valve opening operation (specifically, a difference between the intake pressure PM immediately before the opening of the EGR valve 29 and the intake pressure PM when the change is stabilized after the valve opening) is calculated. And stored in the electronic control unit 40. The execution condition is determined to be satisfied when, for example, the following conditions are satisfied.
・ The engine speed NE is medium.
-The change speed of the engine speed NE is small.
・ The engine load KL is moderate.
-The change speed of the intake pressure PM is small.

そして、上記吸気圧力PMの変化量ΔPMと標準的な変化量との乖離度合い(具体的には、それら変化量の差)に基づいて、外部EGR量についての推定値(推定EGR量)が算出されて、電子制御装置40に記憶される。なお上記標準的な変化量はEGRバルブ29にデポジットが全く付着していない場合における変化量であり、電子制御装置40に予め記憶されている。上記吸気圧力PMの変化量が標準的な変化量より少ないときほど、推定EGR量として少ない量が算出される。   Then, an estimated value (estimated EGR amount) for the external EGR amount is calculated based on the degree of deviation between the change amount ΔPM of the intake pressure PM and the standard change amount (specifically, the difference between the change amounts). And stored in the electronic control unit 40. The standard change amount is a change amount when no deposit is attached to the EGR valve 29 and is stored in the electronic control unit 40 in advance. As the amount of change in the intake pressure PM is smaller than the standard amount of change, a smaller amount is calculated as the estimated EGR amount.

点火時期の遅角補正に際しては、そのときどきの機関回転速度NEおよび機関負荷KLと上記推定EGR量とに基づいてマップから、点火時期の補正量(デポジット補正量Kdp)が算出される。そして、このデポジット補正量Kdpが加算されることによって要求点火時期Acalが補正される。なお上記マップは電子制御装置40に予め記憶されており、同マップには、機関回転速度NEおよび機関負荷KLによって定まる内燃機関10の運転領域と上記推定EGR量とノッキングの発生を的確に抑えることの可能な補正量(デポジット補正量Kdp)との関係が実験結果などに基づいて予め求められて設定されている。   When the ignition timing is corrected, the ignition timing correction amount (deposit correction amount Kdp) is calculated from the map on the basis of the engine speed NE, the engine load KL, and the estimated EGR amount. The required ignition timing Acal is corrected by adding the deposit correction amount Kdp. The map is stored in advance in the electronic control unit 40, and the map accurately suppresses the operating range of the internal combustion engine 10 determined by the engine speed NE and the engine load KL, the estimated EGR amount, and the occurrence of knocking. The relationship with the possible correction amount (deposit correction amount Kdp) is obtained and set in advance based on experimental results and the like.

このように点火時期を遅角補正することにより、ノッキングの発生が的確に抑えられるようになる。しかしながら、このとき内燃機関10の燃焼室14に吸入される空気の量と燃料噴射量とが多くなるために、その分だけ燃料消費量の増加を招いてしまう。そして、EGRバルブ29のデポジットの付着量が多くなった場合に、内燃機関10の運転領域によっては、デポジットが付着していない場合に外部EGR制御を通じてEGRガスの再循環が行われる運転領域においてバルブタイミング制御を通じてEGRガスを再循環させることによって燃料消費量が少なくなることが確認された。   By correcting the ignition timing in this way, the occurrence of knocking can be accurately suppressed. However, at this time, since the amount of air sucked into the combustion chamber 14 of the internal combustion engine 10 and the fuel injection amount increase, the amount of fuel consumption increases accordingly. When the deposit amount of the EGR valve 29 increases, depending on the operation region of the internal combustion engine 10, the valve in the operation region where the EGR gas is recirculated through external EGR control when no deposit is adhered. It has been confirmed that fuel consumption is reduced by recirculating EGR gas through timing control.

この点をふまえて、本実施の形態では、外部EGR量のその基準量からの低下度合いに基づいて、外部EGR制御を通じたEGRガスの再循環が実行される内燃機関10の運転領域(前記外部EGR領域)を変更するようにしている。これにより、EGRバルブ29へのデポジットの付着による外部EGR量の低下に起因して外部EGR制御を通じたEGRガスの再循環による燃料消費量の低減効果が小さくなってしまう場合に、そうした低減効果の変化に応じたかたちで、外部EGR領域を変更することができる。そのため、外部EGR制御によるEGRガスの再循環とバルブタイミング制御によるEGRガスの再循環とのうちの燃料消費量の低減効果が大きいほうを適切に選択して実行することができるようになり、好適に燃料消費量の低減を図ることができるようになる。   In view of this point, in the present embodiment, the operating range of the internal combustion engine 10 in which the recirculation of EGR gas through the external EGR control is executed based on the degree of reduction of the external EGR amount from the reference amount (the external The EGR area) is changed. As a result, when the reduction effect of the fuel consumption due to the recirculation of the EGR gas through the external EGR control is reduced due to the reduction of the external EGR amount due to the adhesion of the deposit to the EGR valve 29, the reduction effect is reduced. The external EGR area can be changed according to the change. For this reason, it is possible to appropriately select and execute a fuel consumption reduction effect that is greater between EGR gas recirculation by external EGR control and EGR gas recirculation by valve timing control. In addition, fuel consumption can be reduced.

本実施の形態では、具体的には、外部EGR量のその基準量からの低下度合いが大きくなったときに外部EGR領域が拡大される。これにより、EGRバルブ29へのデポジットの付着に起因して内燃機関10の特定の運転領域における外部EGR制御を通じたEGRガスの再循環による燃料消費量の低減効果が小さくなってしまった場合に、同特定の運転領域において外部EGR制御によるEGRガスの再循環を実行することに代えてバルブタイミング制御によるEGRガスの再循環を実行することができ、これによって燃料消費量の低減を図ることができる。   In the present embodiment, specifically, the external EGR region is expanded when the degree of decrease in the external EGR amount from the reference amount becomes large. Accordingly, when the deposit on the EGR valve 29 is attached, the effect of reducing the fuel consumption due to the recirculation of the EGR gas through the external EGR control in the specific operation region of the internal combustion engine 10 is reduced. In the same operation region, EGR gas recirculation can be executed by valve timing control instead of executing EGR gas recirculation by external EGR control, thereby reducing fuel consumption. .

内燃機関10の温度が低いときには、燃料の燃焼状態が悪い上にフリクションが大きいために、同内燃機関10の運転状態が不安定になりやすい。特に、機関負荷KLが小さいときには、そうした運転状態の不安定化を招きやすい。そのため、内燃機関10の温度が低く且つ機関負荷KLが小さいことから運転状態の不安定化を招きやすいときに、バルブタイミング制御によるEGRガスの再循環と外部EGR制御によるEGRガスの再循環との切り替えが行われると、これに伴って内燃機関10の運転状態が不安定になる可能性が高いと云える。   When the temperature of the internal combustion engine 10 is low, the combustion state of the fuel is bad and the friction is large, so that the operation state of the internal combustion engine 10 tends to become unstable. In particular, when the engine load KL is small, such an operating state tends to become unstable. Therefore, when the temperature of the internal combustion engine 10 is low and the engine load KL is small, the operation state is likely to be unstable, and the EGR gas recirculation by the valve timing control and the EGR gas recirculation by the external EGR control If switching is performed, it can be said that the operation state of the internal combustion engine 10 is likely to become unstable.

そのため本実施の形態では、内燃機関10の温度(具体的には、その指標値である冷却水温THW)が所定温度(例えば80℃)以下であるときに、バルブタイミング制御を通じてEGRガスが再循環される運転領域(前記VVT領域)の内燃機関10の負荷が小さい側への拡大を禁止するようにしている。   Therefore, in the present embodiment, when the temperature of the internal combustion engine 10 (specifically, the coolant temperature THW that is the index value) is equal to or lower than a predetermined temperature (for example, 80 ° C.), the EGR gas is recirculated through valve timing control. The operation range (the VVT region) to be performed is prohibited from expanding to the side where the load of the internal combustion engine 10 is small.

これにより、内燃機関10の温度が低く且つ機関負荷KLが小さい運転領域において、バルブタイミング制御を通じてEGRガスが再循環される実行状態と外部EGR制御を通じてEGRガスが再循環される実行状態との切り替えが行われることが抑えられて、内燃機関10の運転状態の不安定化が抑えられるようになる。   Thereby, in an operation region where the temperature of the internal combustion engine 10 is low and the engine load KL is small, switching between an execution state in which EGR gas is recirculated through valve timing control and an execution state in which EGR gas is recirculated through external EGR control. Is suppressed, and instability of the operating state of the internal combustion engine 10 is suppressed.

また、機関回転速度NEが低く且つ機関負荷KLが小さい運転領域においては、内燃機関10の出力が小さいために同出力が変動した場合における影響が大きくなりやすいことから、同内燃機関10の運転状態が不安定になりやすい。そのため、そうした運転領域において、バルブタイミング制御を通じてEGRガスが再循環される実行状態とEGRバルブの開度制御を通じてEGRガスが再循環される実行状態との切り替えが行われると、これに伴って内燃機関10の運転状態が不安定になる可能性が高いと云える。   Further, in an operating region where the engine rotational speed NE is low and the engine load KL is small, the output of the internal combustion engine 10 is small, and therefore the influence when the same output fluctuates easily increases. Tends to be unstable. Therefore, in such an operation region, when switching between an execution state in which the EGR gas is recirculated through the valve timing control and an execution state in which the EGR gas is recirculated through the opening degree control of the EGR valve, the internal combustion is performed accordingly. It can be said that there is a high possibility that the operating state of the engine 10 becomes unstable.

そのため本実施の形態では、VVT領域の変更(拡大)に際して、機関回転速度NEが所定速度(例えば1500回転/分)以下であり且つ機関負荷KLが所定値(例えば、40%)以下である運転領域に外部EGR領域とVVT領域との境界が設定される場合には、VVT領域の変更を禁止するようにしている。   Therefore, in the present embodiment, when the VVT region is changed (enlarged), the engine speed NE is not more than a predetermined speed (for example, 1500 rpm) and the engine load KL is not more than a predetermined value (for example, 40%). When the boundary between the external EGR area and the VVT area is set in the area, the change of the VVT area is prohibited.

これにより、機関回転速度NEが低く且つ機関負荷KLが小さい運転領域において、バルブタイミング制御を通じてEGRガスが再循環される実行状態と外部EGR制御を通じてEGRガスが再循環される実行状態との切り替えが行われることが抑えられて、内燃機関10の運転状態の不安定化が抑えられるようになる。   As a result, in an operation region where the engine rotational speed NE is low and the engine load KL is small, switching between an execution state in which EGR gas is recirculated through valve timing control and an execution state in which EGR gas is recirculated through external EGR control is performed. This is suppressed, and instability of the operating state of the internal combustion engine 10 is suppressed.

以下、VVT領域を変更する処理(変更処理)について詳細に説明する。
図4は変更処理の具体的な処理手順を示すフローチャートであり、同フローチャートに示される一連の処理は、所定周期毎の処理として、電子制御装置40により実行される。なお本実施の形態では、この変更処理が変更手段として機能する。
Hereinafter, the process of changing the VVT area (change process) will be described in detail.
FIG. 4 is a flowchart showing a specific processing procedure of the change processing, and a series of processing shown in the flowchart is executed by the electronic control unit 40 as processing at predetermined intervals. In the present embodiment, this changing process functions as a changing means.

図4に示すように、この処理では、以下の(条件イ)〜(条件ヘ)のうちのいずれか一つでも成立しないときには(ステップS101〜S106のいずれかで「NO」)、VVT領域が変更されず、吸気通路11にEGRガスを再循環させる制御として通常時の制御が実行される(ステップS107)。すなわち、図3に示す関係に基づいて外部EGR制御によるEGRガスの再循環とバルブタイミング制御によるEGRガスの再循環との一方が選択的に実行される。
「条件イ」VVT領域が拡大されていない状況において外部EGR領域であること(図4のステップS101:YES)。具体的には、図3に示す関係においてEGR領域であること。
「条件ロ」外部EGR量のその基準量からの低下度合いが所定値より大きいこと(図4のステップS102:YES)。具体的には、前述した吸気圧力PMの変化量ΔPMが所定値以下であること。なお、この所定値としては、デポジットが全く付着していない場合における外部EGR領域(図3参照)においてバルブタイミング制御によるEGRガスの再循環を実行することによって外部EGR制御によるEGRガスの再循環を実行する場合と比較して燃料消費量が少なくなる程度まで上記低下度合いが大きくなっていることを適切に判断することの可能な値が予め設定されている。
「条件ハ」外部EGR制御を通じてEGRガスを再循環させた場合と比較して、バルブタイミング制御を通じてEGRガスを再循環させた場合において燃料消費量が少なくなる状況であること(図4のステップS103:YES)。具体的には、機関回転速度NEや機関負荷KLによって定まる内燃機関10の運転領域が予め定められた所定の運転領域(実験やシミュレーションの結果などをもとに定められて電子制御装置40に記憶されている領域)であること。
「条件ニ」冷却水温THWが所定温度より高いこと(ステップS104:YES)。
「条件ホ」機関回転速度NEが所定速度より高いこと(ステップS105:YES)。
「条件ヘ」機関負荷KLが所定値より大きいこと(ステップS106:YES)。
As shown in FIG. 4, in this process, when any one of the following (Condition A) to (Condition F) is not satisfied (“NO” in any of Steps S101 to S106), the VVT region is The normal control is executed as control for recirculating the EGR gas in the intake passage 11 without being changed (step S107). In other words, one of EGR gas recirculation by external EGR control and EGR gas recirculation by valve timing control is selectively executed based on the relationship shown in FIG.
“Condition A” When the VVT area is not expanded, it is an external EGR area (step S101 in FIG. 4: YES). Specifically, it is an EGR region in the relationship shown in FIG.
“Condition B” The degree of decrease in the external EGR amount from the reference amount is greater than a predetermined value (step S102: YES in FIG. 4). Specifically, the change amount ΔPM of the intake pressure PM described above is not more than a predetermined value. As the predetermined value, the EGR gas is recirculated by the external EGR control by executing the recirculation of the EGR gas by the valve timing control in the external EGR region (see FIG. 3) when no deposit is attached. A value capable of appropriately determining that the degree of decrease is large to the extent that the fuel consumption is reduced compared to the case of execution is set in advance.
“Condition C” Compared with the case where the EGR gas is recirculated through the external EGR control, the fuel consumption is reduced when the EGR gas is recirculated through the valve timing control (step S103 in FIG. 4). : YES) Specifically, the operation region of the internal combustion engine 10 determined by the engine speed NE and the engine load KL is determined in advance according to a predetermined operation region (based on the results of experiments and simulations and stored in the electronic control unit 40). Area).
“Condition D” Cooling water temperature THW is higher than a predetermined temperature (step S104: YES).
“Condition E” The engine rotational speed NE is higher than a predetermined speed (step S105: YES).
“Condition F” The engine load KL is larger than a predetermined value (step S106: YES).

一方、上記(条件イ)〜(条件ヘ)の全てが成立するときには(ステップS101〜S106の全てで「YES」)、VVT領域が拡大されて、バルブタイミング制御を通じたEGRガスの再循環が実行される(ステップS108)。   On the other hand, when all of the above (condition A) to (condition F) are satisfied (“YES” in all of steps S101 to S106), the VVT region is expanded and the EGR gas is recirculated through the valve timing control. (Step S108).

図5に、そのようにVVT領域が拡大されたときにおける外部EGR領域とVVT領域との境界を示す。同図5に示すように、本実施の形態では同図中に斜線Aで示す部分だけ、すなわち機関回転速度NEが低い側の運転領域や機関負荷KLが小さい側の運転領域にVVT領域が拡大される。   FIG. 5 shows the boundary between the external EGR region and the VVT region when the VVT region is enlarged as described above. As shown in FIG. 5, in the present embodiment, the VVT region is expanded only in the portion indicated by the slanted line A in FIG. 5, that is, the operating region where the engine rotational speed NE is low and the operating region where the engine load KL is small. Is done.

なお、外部EGR制御を通じてEGRガスの再循環が実行される状態からバルブタイミング制御を通じてEGRガスの再循環が実行される状態に切り替えられる場合には、外部EGR制御によるEGRガスの再循環の実行が停止されてから所定のディレイ期間が経過した後に、バルブタイミング制御によるEGRガスの再循環の実行が開始される。上記ディレイ期間としては、実験やシミュレーションの結果をもとに燃焼悪化が的確に抑えられる期間(例えば数百ミリ秒)が予め設定されている。こうしたディレイ期間を設定することにより、外部EGR制御によるEGRガスの再循環の実行停止時において吸気通路11に残っているEGRガスの殆どが燃焼室14に吸入された後に、バルブタイミング制御によるEGRガスの再循環の実行を開始することができる。そのため、外部EGR制御を通じてEGRガスの再循環が実行される状態からバルブタイミング制御を通じてEGRガスの再循環が実行される状態への切り替えに際して、吸気通路11に再循環されるEGRガスの量の不要な増加を抑えることができ、混合気の燃焼状態の悪化を抑えることができる。   When switching from a state where EGR gas recirculation is performed through external EGR control to a state where EGR gas recirculation is performed through valve timing control, execution of recirculation of EGR gas by external EGR control is performed. After a predetermined delay period has elapsed since the stop, execution of recirculation of EGR gas by valve timing control is started. As the delay period, a period (for example, several hundred milliseconds) in which deterioration of combustion is accurately suppressed based on the results of experiments and simulations is set in advance. By setting such a delay period, most of the EGR gas remaining in the intake passage 11 when the recirculation of the EGR gas by the external EGR control is stopped is sucked into the combustion chamber 14, and then the EGR gas by the valve timing control is used. Can start recirculation execution. Therefore, when switching from a state in which recirculation of EGR gas is performed through external EGR control to a state in which recirculation of EGR gas is performed through valve timing control, the amount of EGR gas recirculated into the intake passage 11 is unnecessary. Increase can be suppressed, and deterioration of the combustion state of the air-fuel mixture can be suppressed.

以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
(1)内燃機関10の運転領域に応じて、外部EGR制御を通じたEGRガスの再循環およびバルブタイミング制御を通じたEGRガスの再循環のうちの一方を選択的に実行するとともに、EGR通路28を実際に通過するEGRガスの量のその基準量からの低下度合いに基づいてEGR領域を変更するようにした。そのため、吸気通路11にEGRガスを還流させるべく外部EGR制御とバルブタイミング制御とが同時に実行されることがないために、外部EGR制御による吸気圧力PMの変化とバルブタイミング制御による吸気圧力PMの変化とが互いに干渉することが抑えられる。これにより、EGR量を精度良く調節することが可能になり、予め見込んだ燃料消費量の低減効果を得ることができる。しかも、EGRバルブ29へのデポジットの付着による外部EGR量の低下に起因して外部EGR制御を通じたEGRガスの再循環による燃料消費量の低減効果が小さくなってしまう場合に、そうした低減効果の変化に応じたかたちで、外部EGR制御を通じたEGRガスの再循環が実行される内燃機関10の運転領域を変更することができる。そのため、外部EGR制御によるEGRガスの再循環とバルブタイミング制御によるEGRガスの再循環とのうちの燃料消費量の低減効果が大きいほうを適切に選択して実行することができるようになり、好適に燃料消費量の低減を図ることができるようになる。
As described above, according to the present embodiment, the effects described below can be obtained.
(1) Depending on the operating region of the internal combustion engine 10, one of EGR gas recirculation through external EGR control and EGR gas recirculation through valve timing control is selectively executed, and the EGR passage 28 is The EGR region is changed based on the degree of decrease in the amount of EGR gas that actually passes from the reference amount. Therefore, since the external EGR control and the valve timing control are not executed simultaneously to recirculate the EGR gas to the intake passage 11, the change in the intake pressure PM by the external EGR control and the change in the intake pressure PM by the valve timing control are performed. Can be prevented from interfering with each other. As a result, the EGR amount can be adjusted with high accuracy, and a fuel consumption reduction effect expected in advance can be obtained. In addition, when the reduction effect of the fuel consumption due to the recirculation of the EGR gas through the external EGR control is reduced due to the reduction of the external EGR amount due to the adhesion of the deposit to the EGR valve 29, the change of the reduction effect is changed. Accordingly, it is possible to change the operating range of the internal combustion engine 10 in which the recirculation of the EGR gas through the external EGR control is executed. For this reason, it is possible to appropriately select and execute a fuel consumption reduction effect that is greater between EGR gas recirculation by external EGR control and EGR gas recirculation by valve timing control. In addition, fuel consumption can be reduced.

(2)EGR通路28を実際に通過するEGRガスの量のその基準量からの低下度合いが大きいときに、EGR領域を拡大するようにした。そのため、EGRバルブ29へのデポジットの付着に起因して内燃機関10の特定の運転領域における外部EGR制御を通じたEGRガスの再循環による燃料消費量の低減効果が小さくなってしまった場合に、同特定の運転領域において外部EGR制御によるEGRガスの再循環を実行することに代えてバルブタイミング制御によるEGRガスの再循環を実行して、これによる燃料消費量の低減を図ることができるようになる。   (2) The EGR region is expanded when the amount of EGR gas actually passing through the EGR passage 28 is greatly reduced from the reference amount. Therefore, when the deposit reduction on the EGR valve 29 causes the reduction in fuel consumption due to the recirculation of EGR gas through the external EGR control in a specific operation region of the internal combustion engine 10 to be reduced, Instead of executing the recirculation of the EGR gas by the external EGR control in a specific operation region, the recirculation of the EGR gas by the valve timing control can be executed to thereby reduce the fuel consumption. .

(3)機関回転速度NEが低く且つ機関負荷KLが小さい運転領域においては外部EGR制御を通じたEGRガスの再循環を実行し、機関回転速度NEが高い運転領域および機関負荷KLが大きい運転領域においてはバルブタイミング制御を通じたEGRガスの再循環を実行するようにした。そのため、機関回転速度NEが低く且つ機関負荷KLが小さい運転領域においては、外部EGR制御を通じて吸気通路11にEGRガスが再循環されることにより、内燃機関10のポンピングロスが少なくなって燃料消費率を低減させることができる。しかも、機関回転速度NEが高い運転領域や機関負荷KLが大きい運転領域においては、バルブタイミング制御を通じて、内燃機関10から大きな出力が得られるようにバルブオーバラップ期間を制御することができ、同バルブオーバラップ期間において適量のEGRガスを吸気通路11に再循環させることもできる。   (3) In an operation region where the engine speed NE is low and the engine load KL is small, EGR gas recirculation is executed through external EGR control, and in an operation region where the engine speed NE is high and the engine load KL is large. Performed EGR gas recirculation through valve timing control. Therefore, in an operation region where the engine rotational speed NE is low and the engine load KL is small, the EGR gas is recirculated to the intake passage 11 through the external EGR control, thereby reducing the pumping loss of the internal combustion engine 10 and the fuel consumption rate. Can be reduced. In addition, in an operation region where the engine rotational speed NE is high or an operation region where the engine load KL is large, the valve overlap period can be controlled through valve timing control so that a large output can be obtained from the internal combustion engine 10. It is also possible to recirculate an appropriate amount of EGR gas to the intake passage 11 during the overlap period.

(4)冷却水温THWが所定温度以下であるときに、内燃機関10の負荷が小さい側へのVVT領域の拡大を禁止するようにした。そのため、内燃機関10の温度が低く且つ機関負荷KLが小さい運転領域において、バルブタイミング制御を通じてEGRガスが再循環される実行状態と外部EGR制御を通じてEGRガスが再循環される実行状態との切り替えが行われることを抑えることができ、内燃機関10の運転状態の不安定化を抑えることができる。   (4) When the coolant temperature THW is equal to or lower than the predetermined temperature, the VVT region is prohibited from expanding to the side where the load of the internal combustion engine 10 is small. Therefore, in an operation region where the temperature of the internal combustion engine 10 is low and the engine load KL is small, switching between an execution state in which EGR gas is recirculated through valve timing control and an execution state in which EGR gas is recirculated through external EGR control is performed. This can be suppressed, and instability of the operating state of the internal combustion engine 10 can be suppressed.

(5)VVT領域の変更に際して、機関回転速度NEが所定速度以下であり且つ機関負荷KLが所定値以下である運転領域に外部EGR領域とVVT領域との境界が設定される場合には、VVT領域の変更を禁止するようにした。そのため、機関回転速度NEが低く且つ機関負荷KLが小さい運転領域において、バルブタイミング制御を通じてEGRガスが再循環される実行状態と外部EGR制御を通じてEGRガスが再循環される実行状態との切り替えが行われることを抑えることができ、内燃機関10の運転状態の不安定化を抑えることができる。   (5) When changing the VVT region, if the boundary between the external EGR region and the VVT region is set in the operation region where the engine speed NE is equal to or lower than the predetermined speed and the engine load KL is equal to or lower than the predetermined value, VVT The change of the area was prohibited. Therefore, in an operation region where the engine rotational speed NE is low and the engine load KL is small, switching is performed between an execution state in which EGR gas is recirculated through valve timing control and an execution state in which EGR gas is recirculated through external EGR control. The instability of the operating state of the internal combustion engine 10 can be suppressed.

(6)EGR開度を強制変更するとともにその変更に伴う吸気圧力PMの変化量ΔPMを求め、その求めた変化量ΔPMに基づいて、EGR通路28を実際に通過するEGRガスの量のその基準量からの低下度合いを推定するようにした。そのためEGR開度の変更量と吸気圧力PMの変化量ΔPMとの関係に基づいて、外部EGR量のその基準量からの低下度合いを推定することができる。   (6) Forcibly changing the EGR opening and obtaining a change amount ΔPM of the intake pressure PM accompanying the change, and based on the obtained change amount ΔPM, a reference for the amount of EGR gas that actually passes through the EGR passage 28 The degree of decline from the amount was estimated. Therefore, the degree of decrease in the external EGR amount from the reference amount can be estimated based on the relationship between the change amount of the EGR opening and the change amount ΔPM of the intake pressure PM.

なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・吸気量センサ42を省略してもよい。この場合、吸気圧力PMと機関回転速度NEとに基づいて吸入空気量を求めて、これを各種制御に用いるようにすればよい。
The embodiment described above may be modified as follows.
The intake air amount sensor 42 may be omitted. In this case, the intake air amount may be obtained based on the intake pressure PM and the engine speed NE and used for various controls.

・吸気圧力PMの変化量ΔPMの算出を実行するための実行条件は、内燃機関10の運転状態が変化速度の小さい状態で安定していることを判断可能な条件であれば、任意に変更可能である。   The execution condition for calculating the change amount ΔPM of the intake pressure PM can be arbitrarily changed as long as it can be determined that the operating state of the internal combustion engine 10 is stable at a low change speed. It is.

・前記ディレイ期間として予め定められた所定期間を設定することに限らず、ディレイ期間を、内燃機関10の吸気通路11を流れる空気の流速についての指標値(例えば機関回転速度NEや吸入空気量GAなど)に応じて可変設定するようにしてもよい。内燃機関10の吸気通路11を流れる空気の流速に応じてディレイ期間を設定することにより、バルブタイミング制御を通じたEGRガスの再循環の実行状態と外部EGR制御を通じたEGRガスの再循環の実行状態との切り替えに際して、内燃機関10の運転状態が不安定化することを的確に抑えることができるようになる。   The delay period is not limited to a predetermined period, and the delay period is an index value (eg, engine speed NE or intake air amount GA) regarding the flow velocity of the air flowing through the intake passage 11 of the internal combustion engine 10. Etc.) may be variably set according to the above. By setting a delay period in accordance with the flow velocity of the air flowing through the intake passage 11 of the internal combustion engine 10, an EGR gas recirculation execution state through valve timing control and an EGR gas recirculation execution state through external EGR control It is possible to accurately prevent the operating state of the internal combustion engine 10 from becoming unstable during the switching.

・推定EGR量の算出手法は任意に変更可能である。例えば、前記吸気圧力PMの変化量ΔPMと標準的な変化量との比に基づいて推定EGR量を算出することができる。また、上記吸気圧力PMの変化量ΔPMと強制変更直前の吸気圧力PMとに基づいて推定EGR量を算出することや、上記吸気圧力PMの変化量ΔPMと強制変更後に変化が安定したときの吸気圧力PMとに基づいて推定EGR量を算出することなども可能である。   -The calculation method of the estimated EGR amount can be arbitrarily changed. For example, the estimated EGR amount can be calculated based on the ratio between the change amount ΔPM of the intake pressure PM and the standard change amount. Further, an estimated EGR amount is calculated based on the change amount ΔPM of the intake pressure PM and the intake pressure PM immediately before the forced change, or the intake air when the change is stable after the change amount ΔPM of the intake pressure PM and the forced change is made. It is also possible to calculate the estimated EGR amount based on the pressure PM.

・デポジット補正量Kdpの算出手法は、推定EGR量に基づいて算出される手法であれば、任意に変更可能である。
・デポジット補正量Kdpの算出にかかる処理を省略することができる。この場合、前記吸気圧力PMの変化量ΔPMに基づいて推定EGR量を算出する処理を省略してもよい。
The deposit correction amount Kdp can be arbitrarily changed as long as it is a method calculated based on the estimated EGR amount.
The process for calculating the deposit correction amount Kdp can be omitted. In this case, the process of calculating the estimated EGR amount based on the change amount ΔPM of the intake pressure PM may be omitted.

・「条件ロ」の所定値を、吸気圧力PMの変化量ΔPMを算出したときにおける内燃機関10の運転状態(例えば機関回転速度NEや機関負荷KLなど)に基づいて可変設定するようにしてもよい。   The predetermined value of “condition b” may be variably set based on the operating state of the internal combustion engine 10 (for example, the engine speed NE, the engine load KL, etc.) when the change amount ΔPM of the intake pressure PM is calculated. Good.

・「条件ロ」の吸気圧力PMの変化量ΔPMに代えて、同変化量ΔPMと標準的な変化量との比や、推定EGR量を用いるようにしてもよい。要は、外部EGR量のその基準量からの低下度合いと高い相関を有する値であればよい。   Instead of the change amount ΔPM of the intake pressure PM in “condition b”, a ratio between the change amount ΔPM and a standard change amount or an estimated EGR amount may be used. The point is that the value has a high correlation with the degree of decrease in the external EGR amount from the reference amount.

・「条件ハ」の所定の運転領域として外部EGR量のその基準量からの低下度合いに応じて定まる複数の領域を設定し、そのときどきにおける同低下度合いに応じた領域を「条件ハ」における判断に用いるようにしてもよい。この場合、外部EGR量のその基準量からの低下度合いが大きいときほど所定の運転領域として広い領域が設定されるように、複数の領域を設定するようにすればよい。これにより、上記低下度合いが大きいときほど外部EGR領域が拡大されるようになる。   ・ As a predetermined operating area of “Condition C”, a plurality of areas determined according to the degree of decrease in the external EGR amount from the reference amount are set, and the area according to the degree of decrease at that time is determined in “Condition C” You may make it use for. In this case, a plurality of regions may be set such that a wider region is set as the predetermined operation region as the degree of decrease in the external EGR amount from the reference amount is larger. As a result, the external EGR region is enlarged as the degree of decrease is larger.

・「条件ニ」において、冷却水温THWを用いることに代えて、他の内燃機関10の温度の指標値(例えば、潤滑オイルの温度など)を用いるようにしてもよい。また、内燃機関10の温度を検出するための温度センサを新たに設けて、同センサにより検出される温度を「条件ニ」において用いることもできる。   In “Condition D”, instead of using the coolant temperature THW, an index value of the temperature of another internal combustion engine 10 (for example, the temperature of the lubricating oil) may be used. Also, a temperature sensor for detecting the temperature of the internal combustion engine 10 can be newly provided, and the temperature detected by the sensor can be used in the “condition d”.

・「条件ヘ」において、機関負荷KLを用いることに代えて、吸気圧力PMや、吸入空気量GA、スロットル開度TA、機関回転速度NE等の機関パラメータによって内燃機関10の負荷に相当する値を算出してこれを用いるようにしてもよい。なお、それら機関パラメータの中でスロットル開度TAは早期に変化する。そのため、そうしたスロットル開度TAを内燃機関10の負荷に相当する値の算出に用いることにより、内燃機関10の負荷の変化を早期に判定して、バルブタイミング制御を通じたEGRガスの再循環の実行状態と外部EGR制御を通じたEGRガスの再循環の実行状態との切り替えを早期に行うことができるようになる。   In “condition”, instead of using the engine load KL, a value corresponding to the load of the internal combustion engine 10 according to the engine parameters such as the intake pressure PM, the intake air amount GA, the throttle opening degree TA, the engine speed NE, etc. May be calculated and used. Of these engine parameters, the throttle opening TA changes early. Therefore, by using such a throttle opening degree TA for calculation of a value corresponding to the load of the internal combustion engine 10, it is possible to determine a change in the load of the internal combustion engine 10 at an early stage, and to perform recirculation of EGR gas through valve timing control. It becomes possible to quickly switch between the state and the execution state of the recirculation of the EGR gas through the external EGR control.

・機関回転速度NEが所定速度以下であり且つ機関負荷KLが所定値以下の運転領域にVVT領域と外部EGR領域との境界を設定するようにしてもよい。
・本発明は、機関回転速度が低く且つ機関負荷が小さい運転領域においてはバルブタイミング制御を通じたEGRガスの再循環を実行し、機関回転速度が高い運転領域および機関負荷が大きい運転領域においては外部EGR制御を通じたEGRガスの再循環を実行する排気再循環装置にも適用することができる。この場合、EGRバルブへのデポジット付着に起因して外部EGR量のその基準量からの低下度合いが大きくなったときに、機関回転速度が高い側の運転領域や機関負荷が大きい側の運転領域にVVT領域を変更(拡大)するようにすればよい。
A boundary between the VVT region and the external EGR region may be set in an operation region where the engine speed NE is equal to or lower than a predetermined speed and the engine load KL is equal to or lower than a predetermined value.
-The present invention performs EGR gas recirculation through valve timing control in an operating region where the engine speed is low and the engine load is small, and externally in an operating region where the engine speed is high and the engine load is large. The present invention can also be applied to an exhaust gas recirculation device that performs recirculation of EGR gas through EGR control. In this case, when the degree of decrease in the external EGR amount from the reference amount increases due to deposits on the EGR valve, the operating range is higher on the engine speed side or on the higher engine load side. The VVT area may be changed (enlarged).

・VVT領域や外部EGR領域は任意に変更可能である。要は、EGRバルブへのデポジット付着に起因して外部EGR量のその基準量からの低下度合いが大きくなったときに、VVT領域や外部EGR領域の設定態様に応じたかたちで外部EGR領域を変更すればよい。   The VVT area and the external EGR area can be arbitrarily changed. The point is that the external EGR area is changed according to the setting mode of the VVT area and the external EGR area when the degree of decrease in the external EGR quantity from the reference quantity increases due to deposits on the EGR valve. do it.

本発明を具体化した一実施の形態にかかる排気再循環装置が適用される内燃機関の概略構成を示す略図。1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which an exhaust gas recirculation apparatus according to an embodiment embodying the present invention is applied. 吸気バルブのバルブタイミングの変更態様を示すタイムチャート。The time chart which shows the change aspect of the valve timing of an intake valve. 外部EGR領域とVVT領域との境界を示す略図。6 is a schematic diagram showing a boundary between an external EGR region and a VVT region. 変更処理の具体的な実行手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the specific execution procedure of a change process. VVT領域の拡大時における外部EGR領域とVVT領域との境界を示す略図。6 is a schematic diagram showing a boundary between an external EGR region and a VVT region when the VVT region is enlarged.

符号の説明Explanation of symbols

10…内燃機関、11…吸気通路、12…スロットルバルブ、13…スロットルモータ、14…燃焼室、15…燃料噴射バルブ、16…点火プラグ、17…イグナイタ、18…ピストン、19…クランクシャフト、20…排気通路、21…吸気バルブ、22…吸気カムシャフト、23…排気バルブ、24…排気カムシャフト、25…バルブタイミング変更機構、26…VVTアクチュエータ、27…外部EGR機構、28…EGR通路、29…EGRバルブ、30…EGRアクチュエータ、31…アクセルペダル、40…電子制御装置、41…クランクセンサ、42…吸気量センサ、43…アクセルセンサ、44…スロットルセンサ、45…圧力センサ、46…温度センサ、47…位置センサ、48…開度センサ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Internal combustion engine, 11 ... Intake passage, 12 ... Throttle valve, 13 ... Throttle motor, 14 ... Combustion chamber, 15 ... Fuel injection valve, 16 ... Spark plug, 17 ... Igniter, 18 ... Piston, 19 ... Crankshaft, 20 Exhaust passage, 21 ... Intake valve, 22 ... Intake camshaft, 23 ... Exhaust valve, 24 ... Exhaust camshaft, 25 ... Valve timing changing mechanism, 26 ... VVT actuator, 27 ... External EGR mechanism, 28 ... EGR passage, 29 ... EGR valve, 30 ... EGR actuator, 31 ... Accelerator pedal, 40 ... Electronic control device, 41 ... Crank sensor, 42 ... Intake sensor, 43 ... Accelerator sensor, 44 ... Throttle sensor, 45 ... Pressure sensor, 46 ... Temperature sensor , 47... Position sensor, 48.

Claims (6)

吸気通路および排気通路を連通するEGR通路と同EGR通路に設けられたEGRバルブとからなる外部EGR機構、および機関バルブのバルブオーバラップ期間を変更する変更機構を備えた内燃機関に適用されて、該内燃機関の運転状態に応じた前記EGRバルブの開度制御および前記変更機構の作動制御の実行を通じて前記吸気通路にEGRガスを再循環させる内燃機関の排気再循環装置において、
前記内燃機関の運転領域に応じて、前記EGRバルブの開度制御を通じたEGRガスの再循環および前記変更機構の作動制御を通じたEGRガスの再循環のうちの一方を選択的に実行する実行手段と、
前記EGR通路を実際に通過するEGRガスの量のその基準量からの低下度合いに基づいて、前記実行手段により前記EGRバルブの開度制御を通じたEGRガスの再循環が実行される前記内燃機関の運転領域を変更する変更手段と
を備えることを特徴とする内燃機関の排気再循環装置。
Applied to an internal combustion engine having an external EGR mechanism composed of an EGR passage communicating with an intake passage and an exhaust passage and an EGR valve provided in the EGR passage, and a change mechanism for changing a valve overlap period of the engine valve, In an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine that recirculates EGR gas in the intake passage through execution of opening control of the EGR valve and operation control of the change mechanism according to an operating state of the internal combustion engine,
Execution means for selectively executing one of recirculation of EGR gas through opening control of the EGR valve and recirculation of EGR gas through operation control of the change mechanism in accordance with an operating region of the internal combustion engine When,
The recirculation of the EGR gas is executed by the execution means through the opening control of the EGR valve based on the degree of decrease from the reference amount of the amount of the EGR gas that actually passes through the EGR passage. An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine, comprising: changing means for changing an operation region.
請求項1に記載の内燃機関の排気再循環装置において、
前記変更手段は、前記低下度合いが大きいときほど前記EGRバルブの開度制御を通じてEGRガスの再循環を行う前記内燃機関の運転領域を拡大する
ことを特徴とする内燃機関の排気再循環装置。
The exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to claim 1,
The exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine, wherein the change means expands an operating range of the internal combustion engine that performs recirculation of EGR gas through opening degree control of the EGR valve as the degree of decrease increases.
請求項1または2に記載の内燃機関の排気再循環装置において、
前記実行手段は、前記内燃機関の出力軸の回転速度が低く且つ同内燃機関の負荷が小さい運転領域においては前記EGRバルブの開度制御を通じたEGRガスの再循環を実行し、前記出力軸の回転速度が高い運転領域および前記負荷が大きい運転領域においては前記変更機構の作動制御を通じたEGRガスの再循環を実行する
ことを特徴とする内燃機関の排気再循環装置。
The exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2,
The execution means executes recirculation of EGR gas through opening control of the EGR valve in an operation region where the rotation speed of the output shaft of the internal combustion engine is low and the load of the internal combustion engine is small, and the output shaft An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine, wherein recirculation of EGR gas is performed through operation control of the change mechanism in an operation region where the rotational speed is high and an operation region where the load is large.
請求項3に記載の内燃機関の排気再循環装置において、
前記変更手段は、前記内燃機関の温度が所定温度以下であるときに、前記変更機構の作動制御を通じてEGRガスが再循環される運転領域の前記内燃機関の負荷が小さい側への拡大を禁止する
ことを特徴とする内燃機関の排気再循環装置。
The exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to claim 3,
The changing means prohibits expansion of an operating region in which EGR gas is recirculated through operation control of the changing mechanism to a smaller load side of the internal combustion engine when the temperature of the internal combustion engine is equal to or lower than a predetermined temperature. An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine.
請求項1〜4のいずれか一項に記載の内燃機関の排気再循環装置において、
前記内燃機関の出力軸の回転速度が所定速度以下であり且つ同内燃機関の負荷が所定値以下である運転領域に前記EGRバルブの開度制御を通じてEGRガスが再循環される運転領域と前記変更機構の作動制御を通じてEGRガスが再循環される運転領域との境界が設定される変更態様での前記変更手段による前記運転領域の変更を禁止する
ことを特徴とする内燃機関の排気再循環装置。
The exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4,
The operation region in which EGR gas is recirculated through opening control of the EGR valve to the operation region in which the rotational speed of the output shaft of the internal combustion engine is equal to or lower than a predetermined speed and the load of the internal combustion engine is equal to or lower than the predetermined value An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine, which prohibits change of the operating region by the changing means in a changing mode in which a boundary with an operating region where EGR gas is recirculated is set through operation control of the mechanism.
請求項1〜5のいずれか一項に記載の内燃機関の排気再循環装置において、
前記変更手段は、前記EGRバルブの開度を強制変更するとともにその変更に伴う前記吸気通路内の圧力の変化量を求め、該求めた変化量に基づいて前記低下度合いを推定する
ことを特徴とする内燃機関の排気再循環装置。
The exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5,
The changing means forcibly changes the opening of the EGR valve, obtains a change amount of the pressure in the intake passage accompanying the change, and estimates the degree of reduction based on the obtained change amount. An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine.
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