JP5104607B2 - 内燃機関の排気再循環装置 - Google Patents

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。

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。

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。

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

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。

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。

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。

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前記内燃機関の運転領域に応じて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が大きいときほど前記変更機構の作動制御を通じて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により、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、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。
また、請求項２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前記内燃機関の運転領域に応じて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、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。

上記請求項１及び２に記載の構成によれば、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。

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。

更に、上記請求項１及び２に記載の構成によれば、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。

ここで、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。

この点、上記請求項１及び２に記載の構成によれば、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。
また、請求項１に記載の構成によれば、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。

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。

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。

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。
請求項４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、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。
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。
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。
また、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。
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。
請求項５に記載の発明は、請求項４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変更機構の作動制御を通じて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。
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。
請求項６に記載の発明は、請求項４または５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。
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。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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ＶＶＴ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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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）。

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。

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。

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。

（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、ＶＶＴ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。

（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。

（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。

（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。

（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。

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。

・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。

・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。

・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。

・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。

・「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。

・「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。

・「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ＶＶＴ領域が拡大されるようになる。

・「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。

・「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。

・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。

・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。

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。 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。 外部ＥＧＲ領域とＶＶＴ領域との境界を示す略図。 変更処理の具体的な実行手順を示すフローチャート。 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。

符号の説明

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。

Claims (7)

1. 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前記内燃機関の運転領域に応じて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が大きいときほど前記変更機構の作動制御を通じて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により、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、
   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。
2. 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前記内燃機関の運転領域に応じて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、
   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。
3. 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。
4. 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、
   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。
5. 請求項４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変更機構の作動制御を通じて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。
6. 請求項４または５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。
7. 請求項１〜６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。

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