WO2011016124A1 - 内燃機関のｅｇｒ制御システム - Google Patents

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WO2011016124A1
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egr
air
internal combustion
combustion engine
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入澤　泰之
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トヨタ自動車株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an EGR control system for an internal combustion engine.
  • an EGR device that introduces exhaust gas from an internal combustion engine as EGR gas into an intake system of the internal combustion engine is known.
  • EGR gas By supplying EGR gas to the internal combustion engine, NOx in the exhaust gas can be reduced and fuel consumption can be improved.
  • a technique for increasing the supply amount of EGR gas such as increasing the diameter of the EGR passage, has been developed in order to increase the effect of the supply of EGR gas.
  • an EGR valve provided in the EGR passage sticks in an open state (hereinafter referred to as open sticking)
  • the amount of EGR gas may increase excessively. If the amount of EGR gas increases excessively, misfire, torque fluctuation, and increase in the amount of unburned fuel components may be caused. Further, when the amount of EGR gas is increased as described above, such a problem is more likely to occur.
  • Cited Document 1 discloses a technique for performing a reduced-cylinder operation by stopping valve operation in some cylinders when an EGR valve is fixed open in an internal combustion engine equipped with an EGR device. By performing the reduced cylinder operation, the amount of intake air per cylinder can be increased, and as a result, the EGR rate can be decreased.
  • JP 2005-207285 A Japanese Patent Laid-Open No. 11-022561 JP-A-9-217658 JP 2006-132479 A JP 2007-263050 A
  • the intake system side of the EGR passage branches into a plurality of EGR branch pipes, and each EGR branch pipe is connected to each intake branch pipe provided for each cylinder. There is something that has become.
  • the EGR valve is installed upstream of the branch portion in the EGR passage along the EGR gas flow.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and the intake system side of the EGR passage branches into a plurality of EGR branch pipes, and each EGR branch pipe is connected to each intake branch pipe provided for each cylinder.
  • An object of the present invention is to provide a technique capable of suppressing variations in the amount of EGR gas between cylinders when an EGR valve is stuck open in an EGR device of an internal combustion engine.
  • the present invention is to reduce the exhaust pressure when the EGR valve is stuck open.
  • the EGR control system for an internal combustion engine is: Multiple cylinders, A plurality of intake branch pipes formed by branching an intake passage and connected to each of the plurality of cylinders; An EGR device having an EGR passage that communicates an exhaust system and an intake system of an internal combustion engine and an EGR valve that controls the amount of EGR gas flowing through the EGR passage; An intake system side of the EGR passage is branched into a plurality of EGR branch pipes, each EGR branch pipe is connected to each of the plurality of intake branch pipes, and In the EGR control system for an internal combustion engine in which the EGR valve is arranged upstream of the branch portion in the EGR passage along the flow of EGR gas, An open adhesion determining means for determining whether or not the EGR valve is fixed in an open state; When it is determined that the EGR valve is fixed in the open state by the open fixing determination means, the reduction amount of the driving force of the vehicle on which the internal combustion engine is mounted is suppressed within an allowable range, and the
  • the exhaust pressure is reduced when the EGR valve is stuck open.
  • the total amount of EGR gas can be reduced, and the influence of exhaust pulsation on the EGR gas can be reduced.
  • variation in the amount of EGR gas between the cylinders can be suppressed.
  • the control for reducing the exhaust pressure may be accompanied by a decrease in the driving force of the vehicle, but according to the present invention, the amount of decrease is suppressed within an allowable range.
  • the allowable range is determined in advance based on experiments and the like.
  • the EGR control system for an internal combustion engine may further include an exhaust variable valve mechanism that controls a valve opening timing of the exhaust valve of the internal combustion engine.
  • the exhaust pressure reducing means may reduce the exhaust pressure by retarding the valve opening timing of the exhaust valve within the range up to the exhaust stroke bottom dead center by the exhaust variable valve mechanism. According to this, exhaust pressure can be reduced while suppressing a decrease in engine torque of the internal combustion engine.
  • variable exhaust valve mechanism may be a mechanism that changes the closing timing of the exhaust valve when the opening timing of the exhaust valve is changed.
  • the EGR control system for an internal combustion engine according to the present invention may further include an intake variable valve operating mechanism for controlling a valve opening timing of the intake valve of the internal combustion engine.
  • the exhaust variable valve mechanism is a mechanism as described above, if the opening timing of the exhaust valve is retarded in order to reduce the exhaust pressure, the closing timing of the exhaust valve is also retarded.
  • the closing timing of the exhaust valve is retarded, a so-called valve overlap period in which both the intake valve and the exhaust valve are opened becomes longer. If the valve overlap period becomes excessively long, the influence of exhaust pulsation on intake becomes large.
  • the exhaust pressure reducing means retards the opening timing of the exhaust valve by the variable exhaust valve mechanism
  • the opening timing of the intake valve may be retarded by the variable intake valve mechanism. According to this, it is possible to prevent the valve overlap period from becoming excessively long. As a result, the influence of exhaust pulsation on intake can be reduced.
  • the intake variable valve mechanism may be a mechanism that changes the closing timing of the intake valve when the opening timing of the intake valve is changed.
  • the intake variable valve mechanism is such a mechanism, if the opening timing of the intake valve is retarded in order to shorten the valve overlap period, the closing timing of the intake valve is also retarded.
  • the effective compression ratio ratio between the combustion chamber volume and the volume in the cylinder when the intake valve is closed
  • the retardation amount of the closing timing of the intake valve is also smaller when the opening degree of the open EGR valve is small than when the opening degree is large. Therefore, it is possible to suppress an excessive decrease in the effective compression ratio while suppressing an excessively long valve overlap period.
  • the EGR control system for an internal combustion engine may further include air-fuel ratio control means for controlling the air-fuel ratio of the air-fuel mixture of the internal combustion engine.
  • the exhaust pressure reducing means may reduce the exhaust pressure by making the air-fuel ratio of the air-fuel mixture of the internal combustion engine higher than the reference air-fuel ratio which is the normal air-fuel ratio by the air-fuel ratio control means.
  • Combustion pressure can be reduced by making the air-fuel ratio of the air-fuel mixture of the internal combustion engine higher than the reference air-fuel ratio. As a result, the exhaust pressure can be reduced. Further, by appropriately controlling the air-fuel ratio of the air-fuel mixture, it is possible to suppress an excessive decrease in the engine torque of the internal combustion engine, thereby suppressing the decrease in the driving force of the vehicle within an allowable range. Can do.
  • the opening degree of the open EGR valve when the opening degree of the open EGR valve is relatively small, the increase amount of the EGR gas is small. Therefore, the reduction amount of the exhaust pressure for suppressing the variation in the EGR gas amount between the cylinders may be small.
  • the opening degree of the open EGR valve is larger than a certain degree, the amount of increase in the EGR gas amount is large, so that the combustion state tends to become more unstable. At this time, if the air-fuel ratio of the air-fuel mixture of the internal combustion engine is excessively increased, the combustion state may be further deteriorated.
  • the air-fuel ratio of the air-fuel mixture of the internal combustion engine is made higher than the reference air-fuel ratio by the air-fuel ratio control means in order to reduce the exhaust pressure
  • the air-fuel ratio is lower than when the opening is greater than the first predetermined opening and smaller than the second predetermined opening. You may control within the range.
  • the first predetermined opening can be achieved between the cylinders even if the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is not increased as the opening of the EGR valve that is stuck open is larger than the first predetermined opening and smaller than the second predetermined opening. It may be a threshold value of the opening degree of the EGR valve that can suppress the variation in the EGR amount within an allowable range. Further, when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is increased as the opening degree of the EGR valve that is stuck open is larger than the first predetermined opening degree and smaller than the second predetermined opening degree, the combustion state is further increased. It may be a threshold value of the opening degree of the EGR valve that causes deterioration.
  • the air-fuel ratio of the air-fuel mixture of the internal combustion engine is made higher than the reference air-fuel ratio by the air-fuel ratio control means in order to reduce the exhaust pressure
  • the opening degree of the fixed EGR valve is smaller than the predetermined opening degree
  • the air / fuel ratio may be increased as the degree increases.
  • the opening degree of the open EGR valve is equal to or larger than the predetermined opening degree, the air-fuel ratio may be lowered as the opening degree increases.
  • the predetermined opening degree in this case is a threshold value of the opening degree of the EGR valve that causes further deterioration of the combustion state when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is increased as the opening degree of the open and fixed EGR valve is larger. Also good.
  • the EGR control system for an internal combustion engine further includes an intake variable valve mechanism and an air-fuel ratio control means
  • the pressure reducing means may reduce the exhaust pressure by retarding the closing timing of the intake valve by an intake variable valve mechanism. Even at this time, when the opening degree of the open and fixed EGR valve is larger than the predetermined opening degree, the exhaust gas pressure reducing means sets the air-fuel ratio of the internal combustion engine to the normal air-fuel ratio by the air-fuel ratio control means. The exhaust pressure may be reduced by making it higher than the reference air-fuel ratio.
  • the effective compression ratio decreases when the closing timing of the intake valve is retarded. As a result, the exhaust pressure is lowered because the combustion pressure is lowered. However, if the retard amount of the closing timing of the intake valve is increased and the effective compression ratio is excessively decreased, there is a possibility that combustion worsens. Therefore, the exhaust pressure is reduced by retarding the closing timing of the intake valve when the opening degree of the open EGR valve is not more than a predetermined opening degree.
  • the predetermined opening degree can retard the variation in the EGR gas amount between the cylinders within an allowable range while retarding the excessive reduction in the effective compression ratio by delaying the closing timing of the intake valve. It may be a threshold value of the opening degree of the EGR valve.
  • the predetermined opening is the first predetermined opening.
  • the opening degree of the fixed EGR valve is larger than the first predetermined opening degree and the exhaust pressure reducing means makes the air-fuel ratio of the mixture of the internal combustion engine higher than the reference air-fuel ratio by the air-fuel ratio control means.
  • the opening degree of the EGR valve that is stuck open is greater than or equal to the second predetermined opening degree, the air-fuel ratio may be made lower than when the opening degree is smaller than the second predetermined opening degree.
  • the second predetermined opening degree increases the air-fuel ratio of the air-fuel mixture as the opening degree of the EGR valve that is open and fixed is larger than the first predetermined opening degree and smaller than the second predetermined opening degree, as described above.
  • the threshold value of the opening degree of the EGR valve that causes further deterioration of the combustion state may be used.
  • the present invention may be applied to a vehicle having a motor as a drive source in addition to the internal combustion engine.
  • the exhaust pressure reducing means may reduce the exhaust pressure by reducing the intake air amount of the internal combustion engine.
  • the intake air amount of the internal combustion engine is reduced, the engine torque of the internal combustion engine is reduced.
  • the amount of decrease in the driving force of the vehicle can be suppressed within an allowable range by increasing the output torque of the motor.
  • the internal combustion engine may have a configuration in which a plurality of cylinders are divided into a plurality of cylinder groups.
  • the EGR passage may be configured such that the exhaust system side thereof is connected to an exhaust system corresponding to only a part of a plurality of cylinder groups. In such a configuration, when the EGR valve is stuck open, variation in the amount of EGR gas between the cylinders can be suppressed by reducing the exhaust pressure in the exhaust system to which the EGR passage is connected.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an internal combustion engine and an intake / exhaust system thereof according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating an operation region of the internal combustion engine according to the first embodiment. It is a flowchart which shows the control flow when the open fixation of the EGR valve which concerns on Example 1 arises.
  • 6 is a flowchart showing a control flow when an open fixing of an EGR valve according to a modification of Embodiment 1 occurs. It is a flowchart which shows a part of control flow when the open fixation of the EGR valve which concerns on Example 2 arises. It is a flowchart which shows a part of control flow when the open fixation of the EGR valve which concerns on Example 2 arises.
  • FIG. 12 is a flowchart showing a part of a control flow in a case where the open fixing of the EGR valve according to Modification 1 of Embodiment 2 occurs. It is a flowchart which shows the control flow when the open fixation of the EGR valve which concerns on the modification 2 of Example 2 arises. It is a figure which shows schematic structure of the internal combustion engine which concerns on Example 3, an intake / exhaust system, and a hybrid system. 10 is a flowchart showing a part of a control flow when an EGR valve according to a third embodiment is stuck open.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a schematic configuration of an internal combustion engine and an intake / exhaust system thereof according to a fourth embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a schematic configuration of an internal combustion engine and an intake / exhaust system thereof according to a modification of the fourth embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine and its intake / exhaust system according to the present embodiment.
  • the internal combustion engine 1 is a gasoline engine for driving a vehicle having four cylinders 2.
  • An intake port 3 and an exhaust port (not shown) are connected to each cylinder 2.
  • the openings of the intake port 3 and the exhaust port into the cylinder 2 are opened and closed by an intake valve 4 and an exhaust valve 5, respectively.
  • a fuel injection valve and a spark plug are provided for each cylinder 2 (not shown).
  • the internal combustion engine 1 includes an intake variable valve mechanism (hereinafter referred to as intake VVT) 18 and an exhaust variable valve mechanism (hereinafter referred to as exhaust VVT) 19.
  • intake VVT 18 controls the opening timing and closing timing of the intake valve 4.
  • exhaust VVT 19 controls the opening timing and closing timing of the exhaust valve 5.
  • the VVTs 18 and 19 according to the present embodiment are mechanisms for simultaneously changing the opening timing and closing timing of the intake valve 4 or the exhaust valve 5 by the same amount (that is, changing the phase of the valve timing).
  • Each intake port 3 is connected to an intake branch pipe 6a formed by branching an intake manifold 6.
  • Each exhaust port is connected to an exhaust branch pipe 7a formed by branching the exhaust manifold 7.
  • An intake passage 8 is connected to the intake manifold 6.
  • An exhaust passage 9 is connected to the exhaust manifold 7.
  • an air flow meter 10 and a throttle valve 11 are provided in the intake passage 8.
  • the exhaust passage 9 is provided with an exhaust purification device 12 that includes a three-way catalyst.
  • the internal combustion engine 1 includes an EGR device 13 that introduces a part of the exhaust gas into the intake system as EGR gas.
  • the EGR device 13 has an EGR passage and an EGR valve 15.
  • the exhaust system side of the EGR passage 14 is connected to the downstream side of the exhaust purification device 12 in the exhaust passage 9.
  • the intake system side of the EGR passage 14 is branched into four EGR branch pipes 14a.
  • Each EGR branch pipe 14a is connected to the intake branch pipe 6a.
  • the EGR valve 15 is disposed upstream of the branch portion in the EGR passage 14 along the flow of EGR gas. Further, the EGR valve 15 is provided with an EGR valve opening sensor 16 for detecting the opening thereof.
  • the internal combustion engine 1 is provided with an electronic control unit (ECU) 20.
  • the ECU 20 is a unit that controls the operating state and the like of the internal combustion engine 1.
  • various sensors such as an intake pressure sensor 17, a crank position sensor 21, and an accelerator opening sensor 22 are electrically connected to the ECU 20.
  • the intake pressure sensor 17 detects the intake pressure in the intake manifold 6.
  • the crank position sensor 21 detects the crank angle of the internal combustion engine 1.
  • the accelerator opening sensor 22 detects the accelerator opening of a vehicle on which the internal combustion engine 1 is mounted.
  • the output signals of various sensors are input to the ECU 20.
  • the ECU 20 calculates the engine rotation speed of the internal combustion engine 1 based on the detection value of the crank position sensor 21 and calculates the engine torque of the internal combustion engine 1 based on the detection value of the accelerator opening sensor 22.
  • each cylinder 2 is electrically connected to the ECU 20. These are controlled by the ECU 20.
  • the amount of EGR gas introduced into each intake branch pipe 6a through the EGR passage 14 and the EGR branch pipe 14a, that is, the amount of EGR gas supplied to each cylinder 2 is adjusted by adjusting the opening of the EGR valve 15. Be controlled. Usually, the opening degree of the EGR valve 15 is adjusted so that the EGR rate of the intake air supplied to each cylinder 2 becomes an optimum value according to the operating state of the internal combustion engine 1.
  • the EGR valve 15 if the EGR valve 15 is stuck open, the amount of EGR gas may increase excessively. Thereby, when the EGR rate becomes excessively high with respect to the operating state of the internal combustion engine 1, the combustion state in the cylinder 2 may become unstable. If the combustion state in the cylinder 2 becomes unstable, problems such as misfire, torque fluctuation, and increase in the amount of unburned fuel component emitted may occur.
  • EGR gas is supplied to each cylinder via the EGR branch pipe 14a and the intake branch pipe 6a. For this reason, when the EGR gas amount increases excessively and the fluctuation of the combustion pressure difference between the cylinders and the fluctuation of the exhaust pulsation increase, the variation in the EGR gas amount between the cylinders increases. When the variation becomes large, the combustion state in the cylinder 2 is likely to deteriorate.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an operation region of the internal combustion engine according to the present embodiment.
  • the vertical axis represents the engine torque Tr
  • the horizontal axis represents the engine rotational speed Ne.
  • the opening of the throttle valve 11 is increased and / or the ignition timing of each cylinder 2 is advanced.
  • a corner is carried out (hereinafter, this control is referred to as first open fixing control).
  • first open fixing control By increasing the amount of intake air by increasing the opening of the throttle valve 11, an excessive increase in the EGR rate can be suppressed.
  • the ignition timing it is possible to compensate for a decrease in the combustion speed accompanying an increase in the amount of EGR gas. Therefore, the deterioration of the combustion state can be suppressed by performing the first open fixing control.
  • the amount of increase in the opening of the throttle valve 11 and the advance amount of the ignition timing are determined in accordance with the opening of the EGR valve 15 that is open and fixed.
  • the exhaust pressure in the exhaust passage 9 is relatively high. Therefore, when the EGR valve 15 is fixed open in this region, the amount of increase in the total amount of EGR gas is large, and the variation in the amount of EGR gas between the cylinders is also large. In this case, if the intake air amount is increased in order to suppress an excessive increase in the EGR rate, the combustion pressure increases greatly, and the exhaust pressure also increases accordingly. Therefore, there is a possibility that the variation in the amount of EGR gas between the cylinders becomes larger. Further, if the amount of increase in the EGR gas amount is large, it may be difficult to ensure combustion even if the ignition timing is advanced. That is, when the EGR valve 15 is stuck open when the engine torque Tr of the internal combustion engine 1 is larger than the predetermined torque Tr0, it is difficult to sufficiently suppress the deterioration of the combustion state by the first open sticking control.
  • the opening timing of the exhaust valve 5 that is normally before the exhaust stroke bottom dead center is determined by the exhaust VVT 19 at the exhaust stroke bottom dead center.
  • the angle is retarded within the range up to.
  • the exhaust valve 5 is opened in a state where the pressure in the cylinder 2 is further lowered. Therefore, the exhaust pressure can be reduced.
  • the total amount of EGR gas can be reduced, and the influence of exhaust pulsation on the EGR gas can be reduced.
  • variation in the amount of EGR gas between the cylinders can be suppressed.
  • Control flow (Control flow)
  • This flow is stored in advance in the ECU 20, and is repeatedly executed by the ECU 20 at predetermined intervals.
  • step S101 the engine torque Tr and the engine rotation speed Ne of the internal combustion engine 1 are acquired.
  • step S102 based on the detection value of the EGR valve opening sensor 16, it is determined whether or not the EGR valve 15 is open and fixed. In addition, when the EGR valve 15 is opened and fixed, and the EGR gas amount becomes an amount different from the target amount, the intake pressure in the intake manifold 6 becomes a value different from the target value. Therefore, instead of the detection value of the EGR valve opening sensor 16, it may be determined based on the detection value of the intake pressure sensor 17 whether or not the EGR valve 15 is stuck open. If an affirmative determination is made in step S102, the process of step S103 is executed next. If a negative determination is made, the execution of this routine is temporarily terminated.
  • step S103 the opening degree Rvegr of the EGR valve 15 that has been stuck open is acquired.
  • step S104 it is determined whether or not the engine torque Tr is equal to or less than a predetermined torque Tr0.
  • the predetermined torque Tr0 is a value determined in advance based on experiments or the like as a threshold value of a region in which deterioration of the combustion state can be sufficiently suppressed by the first open fixing control when the EGR valve 15 is fixed open. It is. If an affirmative determination is made in step S104, the process of step S105 is executed next, and if a negative determination is made, the process of step S106 is executed next.
  • step S105 the first open adhering control is executed.
  • which one of the opening degree increase control and the ignition timing retardation control of the throttle valve 11 is executed is determined based on the operating state of the internal combustion engine 1 and the opening degree Rvegr of the EGR valve 15. It is determined. Further, the increase amount of the opening degree of the throttle valve 11 and the retardation amount of the ignition timing are also determined based on the operating state of the internal combustion engine 1 and the opening degree Rvegr of the GR valve 15. Thereafter, the execution of this flow is temporarily stopped.
  • step S106 the target valve opening timing Texvo for delaying the valve opening timing of the exhaust valve 5 in step S107 described later is determined based on the operating state of the internal combustion engine 1 and the opening degree Rvegr of the EGR valve 15. .
  • the relationship between the target valve opening timing Texvo of the exhaust valve 5 and the operating state of the internal combustion engine 1 and the opening degree Rvegr of the EGR valve 15 is determined in advance based on experiments or the like and stored in the ECU 20 as a map.
  • the target valve opening time Texvo is a time before the exhaust stroke bottom dead center.
  • step S107 the exhaust VVT 19 retards the valve opening timing of the exhaust valve 5 to the target valve opening timing Texvo. Thereafter, the execution of this flow is temporarily stopped.
  • the exhaust valve when a sensor for detecting the exhaust pressure or the combustion pressure is provided, the exhaust valve is set so that the detected value of the sensor becomes the target value when the opening timing of the exhaust valve 5 is retarded. 5 may be controlled.
  • the retard amount or the target valve opening timing when the valve opening timing of the exhaust valve 5 is retarded to reduce the exhaust pressure may be set to a constant value.
  • the retarding control of the opening timing of the exhaust valve may be a control for retarding the opening timing of the exhaust valve 5 to the exhaust stroke bottom dead center when the EGR valve 15 is stuck open.
  • the operating state of the internal combustion engine 1 belongs to the region A in FIG. 2 and the EGR valve 15 is fixed open, it is the same as when the operating state belongs to the region B in FIG.
  • the variation in the amount of EGR gas between the cylinders may be suppressed by executing the retard control of the opening timing of the exhaust valve 5.
  • the EGR valve 15 is opened and fixed when the operation state of the internal combustion engine 1 belongs to the region B in FIG. 2, in addition to the retard control of the opening timing of the exhaust valve 5, the control at the time of first opening and fixing is performed. May be executed.
  • the ECU 20 that executes step S102 in the above flow corresponds to the open sticking determination means according to the present invention
  • the ECU 20 that executes step S107 in the above flow corresponds to the exhaust pressure reducing means according to the present invention.
  • Control flow (Control flow)
  • the control flow when the open fixing of the EGR valve according to this modification occurs will be described based on the flowchart shown in FIG.
  • This flow is stored in advance in the ECU 20, and is repeatedly executed by the ECU 20 at predetermined intervals.
  • the same steps as those in the flow shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • step S206 the target valve opening timing Tinvo when retarding the valve opening timing of the intake valve 4 in step S207 described later is based on the operating state of the internal combustion engine 1 and the opening degree Rvegr of the EGR valve 15. It is determined.
  • the relationship between the target valve opening timing Tinvo of the intake valve 4 and the operating state of the internal combustion engine 1 and the opening degree Rvegr of the EGR valve 15 is determined in advance based on experiments or the like and is stored in the ECU 20 as a map. In the map, the larger the opening degree Rvegr of the EGR valve 15 is, the later the target valve opening timing Tinvo is. That is, as the opening degree Rvegr of the EGR valve 15 is larger, the retard amount of the valve opening timing of the intake valve 4 is larger.
  • step S207 the opening timing of the intake valve 4 is retarded by the intake VVT 18 to the target valve opening timing Tinvo. Thereafter, the execution of this flow is temporarily stopped.
  • the closing timing of the intake valve 4 is retarded by the same amount.
  • the effective compression ratio ratio between the combustion chamber volume and the volume in the cylinder 2 when the intake valve 4 is closed
  • the effective compression ratio decreases. If the effective compression ratio decreases excessively, the combustion state may be deteriorated. Therefore, in the above flow, by determining the target valve opening timing Tinvo of the intake valve 4 as in step 206, the intake valve is smaller when the opening degree of the EGR valve 15 that is stuck open is smaller than when the opening degree is large. 4. Decrease the amount of retardation of the valve opening timing.
  • the amount of retardation of the closing timing of the intake valve 4 can be made smaller when the opening degree of the EGR valve 15 is small than when the opening degree is large. Therefore, it is possible to suppress an excessive decrease in the effective compression ratio while suppressing an excessively long valve overlap period.
  • the exhaust VVT 19 As the exhaust VVT 19 according to the present embodiment, a mechanism capable of independently changing the valve opening timing and the valve closing timing of the exhaust valve 5 may be adopted. In this case, when the opening timing of the exhaust valve 5 is retarded to reduce the exhaust pressure, only the opening timing can be retarded without changing the closing timing of the exhaust valve 5. Therefore, it is not necessary to control the opening timing of the intake valve 4 as in the above modification.
  • the intake VVT 18 As the intake VVT 18 according to the present embodiment, a mechanism capable of independently changing the valve opening timing and the valve closing timing of the intake valve 4 may be employed. In this case, when the valve opening timing of the intake valve 4 is retarded so as to suppress the length of the valve overlap period with the delay of the valve closing timing of the exhaust valve 5 as in the above modification, the intake valve Only the valve opening timing can be retarded without changing the valve closing timing.
  • the exhaust pressure is reduced by retarding the closing timing of the intake valve 4 by the intake VVT 18.
  • the closing timing of the intake valve 4 is retarded, the effective compression ratio decreases. As a result, the combustion pressure is reduced and the exhaust pressure is reduced.
  • the retard amount of the closing timing of the intake valve 4 is increased to increase the effective compression ratio. It is necessary to increase the amount of decrease.
  • the exhaust pressure is reduced by retarding the closing timing of the intake valve when the opening degree of the EGR valve that is stuck open is equal to or less than the first predetermined opening degree.
  • the first predetermined opening degree retards the valve closing timing of the intake valve 4 to suppress the variation in the EGR gas amount between the cylinders within an allowable range while suppressing an excessive decrease in the effective compression ratio.
  • This is the threshold value of the opening degree of the EGR valve 15 that can be used.
  • the air-fuel ratio of the air-fuel mixture of the internal combustion engine 1 is changed to a reference air-fuel ratio that is a normal air-fuel ratio (in this embodiment, the stoichiometric air-fuel ratio or Higher than the stoichiometric air-fuel ratio), thereby reducing the exhaust pressure.
  • a reference air-fuel ratio that is a normal air-fuel ratio (in this embodiment, the stoichiometric air-fuel ratio or Higher than the stoichiometric air-fuel ratio)
  • the opening degree of the open and fixed EGR valve 15 is larger than a certain degree, the amount of increase in the EGR gas amount is large, so that the combustion state tends to become more unstable. In such a case, if the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is greatly increased, the combustion state may be further deteriorated. Therefore, when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is made higher than the reference air-fuel ratio in order to reduce the exhaust pressure, if the opening of the fixed EGR valve 15 is greater than the second predetermined opening greater than the first predetermined opening, The air-fuel ratio of the air-fuel mixture is controlled within a lower range than when the opening is smaller than the second predetermined opening.
  • the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is increased as the opening of the EGR valve 15 that is open and fixed is larger than the first predetermined opening and smaller than the second predetermined opening, This is the threshold value of the opening degree of the EGR valve 15 that causes further deterioration.
  • first and second predetermined openings are determined in advance based on experiments and the like, and are stored in the ECU 20. Further, the first and second predetermined opening degrees may be changed according to the operating state of the internal combustion engine 1.
  • the exhaust pressure can be reduced without excessively reducing the engine torque, that is, while suppressing the amount of decrease in the driving force of the vehicle within the allowable range.
  • Control flow Hereinafter, the control flow when the open fixing of the EGR valve according to the present embodiment occurs will be described based on the flowcharts shown in FIGS.
  • This flow is stored in advance in the ECU 20, and is repeatedly executed by the ECU 20 at predetermined intervals.
  • the same steps as those in the flow shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • step S306 it is determined whether or not the opening degree Rvegr of the EGR valve 15 is equal to or less than the first predetermined opening degree Rv1. If an affirmative determination is made in step S306, the process of step S307 is executed next, and if a negative determination is made, the process of step S309 is executed next.
  • step S307 the target valve closing timing Tinvc for retarding the valve closing timing of the intake valve 4 in step S308 described later is determined based on the operating state of the internal combustion engine 1 and the opening degree Rvegr of the EGR valve 15. .
  • the relationship between the target valve closing timing Tinvc of the intake valve 4 and the operating state of the internal combustion engine 1 and the opening degree Rvegr of the EGR valve 15 is determined in advance based on experiments or the like and stored in the ECU 20 as a map. In the map, the larger the opening degree Rvegr of the EGR valve 15 is, the later the target valve closing timing Tinvc is.
  • the target valve closing timing Tinvc is set so that the reduction amount of the engine torque of the internal combustion engine 1 is within the allowable range, that is, the reduction amount of the driving force of the vehicle equipped with the internal combustion engine 1 is within the allowable range. It is set to be.
  • step S308 the intake VVT 18 retards the closing timing of the intake valve 4 to the target closing timing Tinvc determined in step S307. Thereafter, the execution of this flow is temporarily stopped.
  • step 309 it is determined whether or not the opening degree Rvegr of the EGR valve 15 is smaller than the second predetermined opening degree Rv2. If the determination in step S309 is affirmative, the process of step S310 is executed next. If the determination is negative, the process of step S313 is executed next.
  • the target air-fuel ratio A / F1 when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is increased by increasing the opening degree of the throttle valve 11 in step S312 described later is the operating state of the internal combustion engine 1 and the opening of the EGR valve 15. It is determined based on the degree Rvegr.
  • the relationship between the target air-fuel ratio A / F1 and the operating state of the internal combustion engine 1 and the opening degree Rvegr of the EGR valve 15 is determined in advance based on experiments or the like and stored in the ECU 20 as a map. In the map, the target air-fuel ratio A / F1 is higher as the opening degree Rvegr of the EGR valve 15 is larger.
  • a target throttle valve opening degree Rvth which is the opening degree of the throttle valve 11 such that the air-fuel ratio of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture becomes the target air-fuel ratio A / F1, is determined.
  • step S312 the opening of the throttle valve 11 is increased to the target throttle valve opening Rvth.
  • the intake air amount increases and the air-fuel ratio of the air-fuel mixture rises to the target air-fuel ratio A / F1.
  • the target air-fuel ratio A / F2 when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is increased by increasing the opening of the throttle valve 11 in step S312 described later is the operating state of the internal combustion engine 1 and the EGR valve 15 Is determined based on the opening degree Rvegr.
  • the relationship between the target air-fuel ratio A / F2 and the operating state of the internal combustion engine 1 and the opening degree Rvegr of the EGR valve 15 is determined in advance based on experiments or the like and stored in the ECU 20 as a map. In the map, the target air-fuel ratio A / F2 is lower as the opening degree Rvegr of the EGR valve 15 is larger.
  • the map used for determining the target air-fuel ratio A / F1 in step S310 and the map used for determining the target air-fuel ratio A / F2 in step S313 are provided separately.
  • the target air-fuel ratios A / F1 and A / F2 are set so that the amount of decrease in the engine torque of the internal combustion engine 1 is within an allowable range, that is, the decrease in driving force of the vehicle on which the internal combustion engine 1 is mounted. The amount is set to be within an allowable range.
  • step S311 a target throttle valve opening degree Rvth that is the opening degree of the throttle valve 11 is determined so that the air-fuel ratio of the air-fuel ratio of the mixture becomes the target air-fuel ratio A / F2.
  • step S312 the opening of the throttle valve 11 is increased to the target throttle valve opening Rvth.
  • the intake air amount increases and the air-fuel ratio of the air-fuel mixture rises to the target air-fuel ratio A / F2.
  • the timing of closing the intake valve 4 when the timing of closing the intake valve 4 is retarded or when the opening of the throttle valve 11 is increased, the closing timing of the intake valve 4 or the opening degree of the throttle valve 11 may be controlled so that the detected value becomes the target value.
  • the retard amount or the target valve closing timing when the valve closing timing of the intake valve 4 is retarded to reduce the exhaust pressure may be a constant value.
  • the air-fuel ratio of the internal combustion engine 1 is increased from the reference air-fuel ratio to reduce the exhaust pressure, or when the opening degree of the EGR valve 15 with the open and fixed EGR valve 15 is smaller than the second predetermined opening degree Rv2.
  • Rv2 the opening degree of the EGR valve 15 with the open and fixed EGR valve 15 is smaller than the second predetermined opening degree Rv2.
  • each value is set so that the reduction amount of the engine torque of the internal combustion engine 1 is within the allowable range.
  • the target air-fuel ratios A / F1 and A / F2 are set so that the reference air-fuel ratio ⁇ A / F2 ⁇ A / F1.
  • the operating state of the internal combustion engine 1 belongs to the region A in FIG. 2 and the EGR valve 15 is fixed open, it is the same as when the operating state belongs to the region B in FIG.
  • the variation in the EGR gas amount between the cylinders may be suppressed by executing the retard control of the closing timing of the intake valve 4 or the air-fuel ratio increase control of the air-fuel mixture.
  • the control for retarding the closing timing of the intake valve 4 or the air-fuel ratio increase control of the air-fuel mixture is performed. In addition, you may perform control at the time of 1st open adhering.
  • the throttle valve 11 corresponds to the air-fuel ratio control means according to the present invention.
  • the air-fuel ratio control means according to the present invention is not limited to the throttle valve 11.
  • the air-fuel ratio of the air-fuel mixture may be increased by reducing the fuel injection amount in the internal combustion engine 1.
  • the decrease in the engine torque of the internal combustion engine 1 due to the decrease in the fuel injection amount is compensated by increasing the output of the motor, thereby suppressing the decrease in the driving force of the vehicle within the allowable range.
  • the ECU 20 that executes step S308 or S312 in the above flow corresponds to the exhaust pressure reducing means according to the present invention.
  • Modification 1 a first modification of the present embodiment will be described.
  • the exhaust pressure is reduced by making the air-fuel ratio of the air-fuel mixture of the internal combustion engine 1 higher than the reference air-fuel ratio.
  • the increase amount of the EGR gas is smaller than when the opening degree of the EGR valve 15 is larger than the first predetermined opening degree. Therefore, the target air-fuel ratio when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture of the internal combustion engine 1 is made higher than the reference air-fuel ratio is set to a lower value than when the opening degree of the EGR valve 15 is larger than the first predetermined opening degree. Thereby, the fall of the engine torque of the internal combustion engine 1 can be suppressed.
  • Control flow the control flow when the open fixing of the EGR valve according to this modification occurs will be described based on the flowchart shown in FIG.
  • This flow is stored in advance in the ECU 20, and is repeatedly executed by the ECU 20 at predetermined intervals.
  • the same reference number is attached
  • step S407 the target air-fuel ratio A / F3 when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is increased by increasing the opening of the throttle valve 11 in step S409, which will be described later, is the operating state of the internal combustion engine 1 and the opening of the EGR valve 15. It is determined based on the degree Rvegr.
  • the relationship between the target air-fuel ratio A / F3, the operating state of the internal combustion engine 1 and the opening degree Rvegr of the EGR valve 15 is determined in advance based on experiments or the like and stored in the ECU 20 as a map. In the map, the target air-fuel ratio A / F3 is higher as the opening degree Rvegr of the EGR valve 15 is larger.
  • step S408 the target throttle valve opening Rvth, which is the opening of the throttle valve 11 such that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture becomes the target air-fuel ratio A / F3, is determined.
  • step S409 the opening of the throttle valve 11 is increased to the target throttle valve opening Rvth.
  • the intake air amount increases and the air-fuel ratio of the air-fuel mixture rises to the target air-fuel ratio A / F3.
  • the opening degree of the EGR valve 15 that is open and fixed is equal to or less than the first predetermined opening degree Rv1
  • the amount or the target air-fuel ratio may be a constant value. Also in this case, each value is set so that the amount of decrease in the engine torque of the internal combustion engine 1 falls within the allowable range. Further, the target air-fuel ratio A / F3 is set so that the reference air-fuel ratio ⁇ A / F3 ⁇ A / F2 ⁇ A / F1.
  • the ECU 20 that executes step S409 or S312 in the above flow corresponds to the exhaust pressure reducing means according to the present invention.
  • Modification 2 Next, a second modification of the present embodiment will be described. Also in this modified example, as in the above modified example 1, when the operating state of the internal combustion engine 1 belongs to the operating region B shown in FIG. 2, the air-fuel mixture of the internal combustion engine 1 regardless of the opening degree of the open-fixed EGR valve 15. The exhaust pressure is reduced by making the air-fuel ratio of the engine higher than the reference air-fuel ratio.
  • the opening degree of the open EGR valve 15 is smaller than the predetermined opening degree, the larger the opening degree, the higher the target air-fuel ratio.
  • the opening degree of the open EGR valve 15 is equal to or greater than the predetermined opening degree, the target air-fuel ratio is lowered as the opening degree increases.
  • the predetermined opening degree in this case is a threshold value of the opening degree of the EGR valve 15 that causes further deterioration of the combustion state when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is increased as the opening degree of the open and fixed EGR valve 15 is larger. is there.
  • the predetermined opening is determined in advance based on experiments and the like, and is stored in the ECU 20. Further, the predetermined opening may be changed according to the operating state of the internal combustion engine 1.
  • the opening degree of the open and fixed EGR valve 15 when the opening degree of the open and fixed EGR valve 15 is smaller than the predetermined opening degree, an unnecessary decrease in the engine torque can be suppressed.
  • the opening degree of the opened EGR valve 15 is equal to or larger than the predetermined opening degree, excessive deterioration of the combustion state can be suppressed.
  • Control flow the control flow when the open fixing of the EGR valve according to this modification occurs will be described based on the flowchart shown in FIG.
  • This flow is stored in advance in the ECU 20, and is repeatedly executed by the ECU 20 at predetermined intervals.
  • the same reference number is attached
  • step S506 it is determined whether or not the opening degree Rvegr of the EGR valve 15 is smaller than a predetermined opening degree Rv. If an affirmative determination is made in step S506, the process of step S507 is executed next, and if a negative determination is made, the process of step S510 is executed next.
  • the target air-fuel ratio A / F4 when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is increased by increasing the opening of the throttle valve 11 in step S508, which will be described later, is the operating state of the internal combustion engine 1 and the opening of the EGR valve 15. It is determined based on the degree Rvegr.
  • the relationship between the target air-fuel ratio A / F4, the operating state of the internal combustion engine 1 and the opening degree Rvegr of the EGR valve 15 is determined in advance based on experiments or the like and stored in the ECU 20 as a map. In the map, the target air-fuel ratio A / F4 is higher as the opening degree Rvegr of the EGR valve 15 is larger.
  • the target air-fuel ratio A / F5 when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is increased by increasing the opening of the throttle valve 11 in step S508 described later is the operating state of the internal combustion engine 1 and the EGR valve 15 Is determined based on the opening degree Rvegr.
  • the relationship between the target air-fuel ratio A / F5, the operating state of the internal combustion engine 1 and the opening degree Rvegr of the EGR valve 15 is determined in advance based on experiments or the like and stored in the ECU 20 as a map. In this map, the target air-fuel ratio A / F5 is lower as the opening degree Rvegr of the EGR valve 15 is larger.
  • the target air-fuel ratio A / F4, A / F5 is set so that the amount of decrease in the engine torque of the internal combustion engine 1 is within an allowable range.
  • step S508 the target throttle valve opening Rvth is determined.
  • the target throttle valve opening degree Rvth is the opening degree of the throttle valve 11 such that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture becomes the target air-fuel ratio A / F4. It is determined.
  • the target throttle valve opening degree Rvth is determined as the opening degree of the throttle valve 11 so that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture becomes the target air-fuel ratio A / F5. Is done.
  • step S509 the opening of the throttle valve 11 is increased to the target throttle valve opening Rvth.
  • the intake air amount increases and the air-fuel ratio of the air-fuel mixture rises to the target air-fuel ratio A / F4 or A / F5.
  • the ECU 20 that executes step S509 in the above flow corresponds to the exhaust pressure reducing means according to the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a schematic configuration of the internal combustion engine, the intake / exhaust system, and the hybrid system according to the present embodiment.
  • the hybrid system according to this embodiment includes an internal combustion engine 1 and a motor generator 23.
  • the output shaft of the internal combustion engine 1 and the motor generator 23 are connected via a power transmission mechanism (not shown).
  • a battery 24 is electrically connected to the motor generator 23.
  • the motor generator 23 is electrically connected to the ECU 20 and is controlled by the ECU 20 to assist the internal combustion engine 1 and regenerate energy.
  • the intake air amount of the internal combustion engine 1 is reduced by reducing the opening of the throttle valve 11.
  • the combustion pressure can be reduced by reducing the intake air amount of the internal combustion engine 1, and as a result, the exhaust pressure can be reduced.
  • the intake air amount is decreased, the engine torque of the internal combustion engine 1 is decreased. Therefore, in this embodiment, the output torque of the motor generator 23 is increased by the reduction amount of the engine torque. As a result, a decrease in the driving force of the vehicle can be suppressed.
  • Control flow (Control flow)
  • the control flow when the open fixing of the EGR valve according to the present embodiment occurs will be described based on the flowchart shown in FIG.
  • This flow is stored in advance in the ECU 20, and is repeatedly executed by the ECU 20 at predetermined intervals.
  • the same steps as those in the flow shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • step S606 the target intake air amount Qair when the opening amount of the throttle valve 11 is decreased by reducing the opening amount of the throttle valve 11 in step S607, which will be described later, becomes the operating state of the internal combustion engine 1 and the opening amount Rvegr of the EGR valve 15.
  • the relationship between the target intake air amount Qair, the operating state of the internal combustion engine 1 and the opening degree Rvegr of the EGR valve 15 is determined in advance based on experiments or the like and is stored in the ECU 20 as a map. In the map, the target intake air amount Qair decreases as the opening degree Rvegr of the EGR valve 15 increases. That is, as the opening degree Rvegr of the EGR valve 15 is larger, the amount of decrease in the intake air amount is larger.
  • step S607 the target throttle valve opening degree Rvth, which is the opening degree of the throttle valve 11 so that the intake air quantity becomes the target intake air quantity Qair, is determined.
  • step S608 the opening of the throttle valve 11 is reduced to the target throttle valve opening Rvth. As a result, the intake air amount is reduced to the target intake air amount Qair.
  • step S609 a decrease amount ⁇ Trd of the engine torque accompanying a decrease in the intake air amount is calculated.
  • step S610 the output torque of the motor generator 23 is increased by the amount of decrease ⁇ Trd in the engine torque.
  • the opening of the throttle valve 11 when a sensor for detecting the exhaust pressure or the combustion pressure is provided, when the opening of the throttle valve 11 is decreased, the value of the throttle valve 11 is adjusted so that the detected value of the sensor becomes a target value.
  • the opening degree may be controlled.
  • the ECU 20 that executes step S608 or S610 in the above flow corresponds to the exhaust pressure reducing means according to the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration of the internal combustion engine and its intake / exhaust system according to the present embodiment.
  • the internal combustion engine 1 according to the present embodiment has two cylinder groups 30a and 30b.
  • Each cylinder group 30a, 30b has three cylinders 2.
  • Each cylinder group 30a, 30b is provided with an intake VVT and an exhaust VVT (not shown).
  • the intake passage 8 and the intake manifold 6 are common to both cylinder groups 30a and 30b.
  • An intake branch pipe 6a formed by branching the intake manifold 6 is connected to an intake port of each cylinder 2 belonging to each cylinder group 30a, 30b.
  • the exhaust passage 9 and the exhaust manifold 7 are provided for each cylinder group.
  • the exhaust system side of the EGR passage 14 is connected to the downstream side of the exhaust purification device 12 in the exhaust passage 9 corresponding to one cylinder group 30b.
  • the intake system side of the EGR passage 14 is branched into six EGR branch pipes 14a. Each EGR branch pipe 14a is connected to each of the intake branch pipes 6a of both cylinder groups 30a, 30b.
  • the EGR valve 15 is disposed upstream of the branch portion in the EGR passage 14 along the flow of EGR gas.
  • FIG. 12 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine and an intake / exhaust system thereof according to a modification of the present embodiment.
  • an intake manifold 6 is provided for each cylinder group, and an intake passage 8 is branched into two and connected to each intake manifold 6.
  • a throttle valve 11 is provided in each branched intake passage 8.
  • EGR valve 16 ⁇ ⁇ EGR valve opening sensor 17 ⁇ ⁇ Intake pressure sensor 20 ⁇ ⁇ ECU 21 ⁇ Crank position sensor 22 ⁇ ⁇ Accelerator opening sensor 23 ⁇ ⁇ Motor generator 24 ⁇ ⁇ Battery 30a, 30b ⁇ ⁇ Cylinder group

Landscapes

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Abstract

　本発明は、ＥＧＲ通路の吸気系側が複数のＥＧＲ枝管に分岐し、各ＥＧＲ枝管が気筒毎に設けられた吸気枝管それぞれに接続されている内燃機関のＥＧＲ装置において、ＥＧＲ弁の開固着が生じたときに、気筒間のＥＧＲガス量のばらつきを抑制することを目的とする。本発明では、ＥＧＲ弁が開固着した場合、内燃機関を搭載した車両の駆動力の低下量を許容範囲内に抑制しつつ、内燃機関の排気系における排気圧力を低減させる。

Description

内燃機関のＥＧＲ制御システム
　本発明は、内燃機関のＥＧＲ制御システムに関する。
　従来、内燃機関の排気をＥＧＲガスとして該内燃機関の吸気系に導入するＥＧＲ装置が知られている。ＥＧＲガスを内燃機関に供給することにより、排気中のＮＯｘの低減や燃費の向上を図ることが出来る。また、近年では、ＥＧＲガスの供給による効果をより大きくすべく、ＥＧＲ通路の大径化等のＥＧＲガスの供給量をより多くするための技術が開発されている。
　ＥＧＲ装置を備えた内燃機関においては、ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲ弁が開弁状態で固着する故障（以下、開固着と称する）が生じると、ＥＧＲガス量が過剰に増加する場合がある。ＥＧＲガス量が過剰に増加すると、失火やトルク変動、未燃燃料成分の排出量の増加を招く虞がある。また、上記のようなＥＧＲガス量の増大化が図られると、このような問題がより発生し易くなる。
　引用文献１には、ＥＧＲ装置を備えた内燃機関において、ＥＧＲ弁が開固着した場合に、一部の気筒でのバルブ動作を停止させて減筒運転を行う技術が開示されている。減筒運転を行うことで、一気筒当たりの吸入空気量を増加させることができ、その結果としてＥＧＲ率を低下させることが出来る。
特開２００５－２０７２８５号公報 特開平１１－０２２５６１号公報 特開平９－２１７６５８号公報 特開２００６－１３２４７９号公報 特開２００７－２６３０５０号公報
　複数の気筒を備えた内燃機関のＥＧＲ装置においては、ＥＧＲ通路の吸気系側が複数のＥＧＲ枝管に分岐し、各ＥＧＲ枝管が気筒毎に設けられた吸気枝管それぞれに接続された構成となっているものがある。このような構成においては、ＥＧＲ弁は、ＥＧＲ通路における分岐部分よりもＥＧＲガスの流れに沿って上流側に設置される。
　この場合、ＥＧＲ弁の開固着が生じ、ＥＧＲガス量が過剰に多くなると、気筒間のＥＧＲガス量のばらつきが大きくなる。その結果、各気筒における燃焼状態が不安定となり、失火等の問題が生じる虞がある。
　本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、ＥＧＲ通路の吸気系側が複数のＥＧＲ枝管に分岐し、各ＥＧＲ枝管が気筒毎に設けられた吸気枝管それぞれに接続されている内燃機関のＥＧＲ装置において、ＥＧＲ弁の開固着が生じたときに、気筒間のＥＧＲガス量のばらつきを抑制することが可能な技術を提供することを目的とする。
　本発明は、ＥＧＲ弁の開固着が生じたときに排気圧力を低減させるものである。
　より詳しくは、本発明に係る内燃機関のＥＧＲ制御システムは、
　複数の気筒と、
　吸気通路が分岐することで形成され前記複数の気筒それぞれに接続された複数の吸気枝管と、
　内燃機関の排気系と吸気系とを連通するＥＧＲ通路及び該ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの量を制御するＥＧＲ弁を有するＥＧＲ装置と、を備え、
　前記ＥＧＲ通路の吸気系側が複数のＥＧＲ枝管に分岐しており、各ＥＧＲ枝管が前記複数の吸気枝管それぞれに接続されており、且つ、
　前記ＥＧＲ通路における分岐部分よりもＥＧＲガスの流れに沿って上流側に前記ＥＧＲ弁が配置されている内燃機関のＥＧＲ制御システムにおいて、
　前記ＥＧＲ弁が開弁状態で固着したか否を判別する開固着判別手段と、
　前記開固着判別手段によって前記ＥＧＲ弁が開弁状態で固着したと判定されたときに、内燃機関を搭載した車両の駆動力の低下量を許容範囲内に抑制しつつ、内燃機関の排気系における排気圧力を低減させる排気圧力低減手段と、
　を備えたことを特徴とする。
　本発明では、ＥＧＲ弁の開固着が生じたときに排気圧力を低減させる。排気圧力を低減させることで、ＥＧＲガスの全体量を減少させることができ、また、ＥＧＲガスに対する排気脈動の影響も小さくすることができる。その結果、気筒間におけるＥＧＲガス量のばらつきを抑制することができる。また、排気圧力を低減させる制御は車両の駆動力の低下を伴う場合があるが、本発明によれば、その低下量が許容範囲内に抑制される。尚、該許容範囲は実験等に基づいて予め定められる。
　本発明に係る内燃機関のＥＧＲ制御システムは、内燃機関の排気弁の開弁時期を制御する排気可変動弁機構を更に備えてもよい。この場合、排気圧力低減手段は、該排気可変動弁機構によって排気弁の開弁時期を排気行程下死点までの範囲内で遅角することで排気圧力を低減させてもよい。これによれば、内燃機関の機関トルクの低下を抑制しつつ排気圧力を低減することができる。
　ここで、排気可変動弁機構は、排気弁の開弁時期を変化させると、それに伴って排気弁の閉弁時期も変化させることとなる機構であってもよい。また、本発明に係る内燃機関のＥＧＲ制御システムは、内燃機関の吸気弁の開弁時期を制御する吸気可変動弁機構を更に備えてもよい。
　排気可変動弁機構が上記のような機構の場合、排気圧力を低減させるために排気弁の開弁時期を遅角すると排気弁の閉弁時期も遅角することになる。排気弁の閉弁時期が遅角されると、吸気弁と排気弁との両方が開弁状態となる、所謂バルブオーバーラップ期間が長くなる。バルブオーバーラップ期間が過剰に長くなると排気脈動の吸気への影響が大きくなる。
　そこで、排気圧力低減手段が排気可変動弁機構によって排気弁の開弁時期を遅角したときには、吸気可変動弁機構によって吸気弁の開弁時期を遅角してもよい。これによれば、バルブオーバーラップ期間が過剰に長くなることを抑制することができる。その結果、排気脈動の吸気への影響を小さくすることができる。
　ここで、吸気可変動弁機構は、吸気弁の開弁時期を変化させると、それに伴って吸気弁の閉弁時期も変化させることとなる機構であってもよい。吸気可変動弁機構がこのような機構である場合、バルブオーバーラップ期間を短くするために吸気弁の開弁時期を遅角すると吸気弁の閉弁時期も遅角することになる。吸気弁の閉弁時期が遅角されると、有効圧縮比（燃焼室容積と吸気弁が閉弁した時の気筒内の容積との比）が低下する。有効圧縮比が過剰に低下すると燃焼悪化を招く虞がある。
　そこで、吸気可変動弁機構によって吸気弁の開弁時期を遅角するときは、開固着したＥＧＲ弁の開度が小さい場合は該開度が大きい場合に比べて、その遅角量を小さくしてもよい。これによれば、吸気弁の閉弁時期の遅角量も、開固着したＥＧＲ弁の開度が小さい場合は該開度が大きい場合に比べて小さくなる。そのため、バルブオーバーラップ期間が過剰に長くなることを抑制しつつ、有効圧縮比の過剰な低下も抑制することができる。
　本発明に係る内燃機関のＥＧＲ制御システムは、内燃機関の混合気の空燃比を制御する空燃比制御手段をさらに備えていてもよい。この場合、排気圧力低減手段は、空燃比制御手段によって内燃機関の混合気の空燃比を正常時の空燃比である基準空燃比より高くすることで排気圧力を低減させてもよい。
　内燃機関の混合気の空燃比を基準空燃比より高くすることで、燃焼圧力を低減させることができる。その結果、排気圧力を低減させることができる。また、混合気の空燃比を適切に制御することで、内燃機関の機関トルクの過剰な低下を抑制することができ、以って、車両の駆動力の低下量を許容範囲内に抑制することができる。
　ここで、開固着したＥＧＲ弁の開度が比較的小さい場合は、ＥＧＲガスの増加量は小さい。そのため、気筒間のＥＧＲガス量のばらつきを抑制するための排気圧力の低減量は小さくてよい。一方、開固着したＥＧＲ弁の開度がある程度より大きい場合、ＥＧＲガス量の増加量が大きいため、燃焼状態がより不安定な状態となり易い。このとき、内燃機関の混合気の空燃比を過剰に高くすると、燃焼状態のさらなる悪化を招く虞がある。
　そこで、排気圧力を低減させるべく空燃比制御手段によって内燃機関の混合気の空燃比を基準空燃比より高くするときにおいて、開固着したＥＧＲ弁の開度が第一所定開度以下の場合及び該開度が前記第一所定開度より大きい第二所定開度以上の場合は、該開度が前記第一所定開度より大きく且つ前記第二所定開度より小さい場合よりも該空燃比を低い範囲内で制御してもよい。
　ここで、第一所定開度は、開固着したＥＧＲ弁の開度が第一所定開度より大きく且つ第二所定開度より小さいときほど混合気の空燃比を上昇させなくても、気筒間のＥＧＲ量のばらつきを許容範囲内に抑制することが可能なＥＧＲ弁の開度の閾値であってもよい。また、第二所定開度は、開固着したＥＧＲ弁の開度が第一所定開度より大きく且つ第二所定開度より小さいときほど混合気の空燃比を上昇させると、燃焼状態の更なる悪化を招くこととなるＥＧＲ弁の開度の閾値であってもよい。
　また、排気圧力を低減させるべく空燃比制御手段によって内燃機関の混合気の空燃比を基準空燃比より高くするときにおいて、開固着したＥＧＲ弁の開度が所定開度より小さい場合は、該開度が大きいほど該空燃比を高くしてもよい。そして、開固着したＥＧＲ弁の開度が所定開度以上の場合は、該開度が大きいほど該空燃比を低くしてもよい。
　この場合の所定開度は、開固着したＥＧＲ弁の開度が大きいほど混合気の空燃比を上昇させると、燃焼状態の更なる悪化を招くこととなるＥＧＲ弁の開度の閾値であってもよい。
　また、本発明に係る内燃機関のＥＧＲ制御システムが、吸気可変動弁機構と空燃比制御手段とを更に備えているときにおいて、開固着したＥＧＲ弁の開度が所定開度以下の場合、排気圧力低減手段は、吸気可変動弁機構によって吸気弁の閉弁時期を遅角することで排気圧力を低減させてもよい。このときにおいても、開固着したＥＧＲ弁の開度が前記所定開度より大きい場合は、排気圧力低減手段は、空燃比制御手段によって内燃機関の混合気の空燃比を正常時の空燃比である基準空燃比より高くすることで排気圧力を低減させてもよい。
　上述したように、吸気弁の閉弁時期を遅角すると有効圧縮比が低下する。その結果、燃焼圧力が低下するため排気圧力が低下する。しかし、吸気弁の閉弁時期の遅角量が大きくなり有効圧縮比が過剰に低下すると、燃焼悪化を招く虞がある。そのため、吸気弁の閉弁時期を遅角することで排気圧力を低減させるのは、開固着したＥＧＲ弁の開度が所定開度以下の場合とする。
　この場合の所定開度は、吸気弁の閉弁時期を遅角することで、有効圧縮比の過剰な低下を抑制しつつ気筒間のＥＧＲガス量のばらつきを許容範囲内に抑制することが可能なＥＧＲ弁の開度の閾値であってもよい。
　また、上記の場合において、所定開度を第一所定開度とする。このとき、開固着したＥＧＲ弁の開度が該第一所定開度より大きく、排気圧力低減手段が、空燃比制御手段によって内燃機関の混合気の空燃比を基準空燃比より高くするときにおいて、開固着したＥＧＲ弁の開度が第二所定開度以上の場合は、該開度が該第二所定開度より小さい場合に比べて該空燃比を低くしてもよい。
　この場合においても、第二所定開度は、前記と同様、開固着したＥＧＲ弁の開度が第一所定開度より大きく且つ第二所定開度より小さいときほど混合気の空燃比を上昇させると、燃焼状態の更なる悪化を招くこととなるＥＧＲ弁の開度の閾値であってもよい。
　本発明を、内燃機関の他にモータを駆動源として有する車両に適用してもよい。この場合、排気圧力低減手段は、内燃機関の吸入空気量を減少させることで排気圧力を低減させてもよい。内燃機関の吸入空気量を減少させると内燃機関の機関トルクが低下する。しかし、モータの出力トルクを増加させることで車両の駆動力の低下量を許容範囲内に抑制することができる。
　本発明においては、内燃機関を、複数の気筒が複数の気筒群に分かれた構成としてもよい。また、ＥＧＲ通路を、その排気系側が複数の気筒群のうちの一部の気筒群にのみ対応した排気系に接続された構成としてもよい。このような構成の場合、ＥＧＲ弁の開固着が生じたときは、ＥＧＲ通路が接続された排気系における排気圧力を低減させれば、気筒間のＥＧＲガス量のばらつきを抑制することができる。
　本発明によれば、ＥＧＲ弁の開固着が生じたときに、気筒間のＥＧＲガス量のばらつきを抑制することができる。その結果、失火等の発生を抑制することができる。
実施例１に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成を示す図である。 実施例１に係る内燃機関の運転領域を示す図である。 実施例１に係るＥＧＲ弁の開固着が生じた場合の制御フローを示すフローチャートである。 実施例１の変形例に係るＥＧＲ弁の開固着が生じた場合の制御フローを示すフローチャートである。 実施例２に係るＥＧＲ弁の開固着が生じた場合の制御フローの一部を示すフローチャートである。 実施例２に係るＥＧＲ弁の開固着が生じた場合の制御フローの一部を示すフローチャートである。 実施例２の変形例１に係るＥＧＲ弁の開固着が生じた場合の制御フローの一部を示すフローチャートである。 実施例２の変形例２に係るＥＧＲ弁の開固着が生じた場合の制御フローを示すフローチャートである。 実施例３に係る内燃機関、吸排気系及びハイブリッドシステムの概略構成を示す図である。 実施例３に係るＥＧＲ弁の開固着が生じた場合の制御フローの一部を示すフローチャートである。 実施例４に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成を示す図である。 実施例４の変形例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成を示す図である。
　以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
　＜実施例１＞
　本発明の実施例１について図１～４に基づいて説明する。
　（内燃機関およびその吸排気系の概略構成）
　図１は、本実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成を示す図である。内燃機関１は４つの気筒２を有する車両駆動用のガソリンエンジンである。各気筒２には、吸気ポート３及び排気ポート（図示略）が接続されている。吸気ポート３および排気ポートの気筒２内への開口部は、それぞれ吸気弁４および排気弁５によって開閉される。また、内燃機関１においては、気筒２毎に燃料噴射弁及び点火プラグが設けられている（図示略）。
　内燃機関１は吸気可変動弁機構（以下、吸気ＶＶＴと称する）１８及び排気可変動弁機構（以下、排気ＶＶＴと称する）１９を備えている。吸気ＶＶＴ１８は吸気弁４の開弁時期及び閉弁時期を制御する。排気ＶＶＴ１９は排気弁５の開弁時期及び閉弁時期を制御する。また、本実施例に係るＶＶＴ１８、１９は、吸気弁４又は排気弁５の開弁時期と閉弁時期とを同時に同量変更する（つまり、バルブタイミングの位相を変更する）機構である。
　各吸気ポート３は、インテークマニホールド６が分岐することで形成された吸気枝管６ａに接続されている。各排気ポートは、エキゾーストマニホールド７が分岐することで形成された排気枝管７ａに接続されている。また、インテークマニホールド６には吸気通路８が接続されている。エキゾーストマニホールド７には排気通路９が接続されている。
　吸気通路８には、エアフローメータ１０及びスロットル弁１１が設けられている。排気通路９には、三元触媒を含んで構成されてる排気浄化装置１２が設けられている。
　また、内燃機関１は、排気の一部をＥＧＲガスとして吸気系に導入するＥＧＲ装置１３を備えている。ＥＧＲ装置１３はＥＧＲ通路及びＥＧＲ弁１５を有している。ＥＧＲ通路１４の排気系側は、排気通路９における排気浄化装置１２より下流側に接続されている。ＥＧＲ通路１４の吸気系側は４つのＥＧＲ枝管１４ａに分岐している。各ＥＧＲ枝管１４ａは吸気枝管６ａそれぞれに接続されている。ＥＧＲ弁１５は、ＥＧＲ通路１４における分岐部分よりもＥＧＲガスの流れに沿って上流側に配置されている。また、ＥＧＲ弁１５には、その開度を検出するＥＧＲ弁開度センサ１６が設けられている。
　内燃機関１には電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０が併設されている。このＥＣＵ２０は内燃機関１の運転状態等を制御するユニットである。ＥＣＵ２０には、エアフローメータ１０及びＥＧＲ弁開度センサ１６に加え、吸気圧力センサ１７、クランクポジションセンサ２１及びアクセル開度センサ２２等の各種センサが電気的に接続されている。吸気圧力センサ１７はインテークマニホールド６内の吸気圧力を検出する。クランクポジションセンサ２１は内燃機関１のクランク角を検出する。アクセル開度センサ２２は内燃機関１を搭載した車両のアクセル開度を検出する。
　各種センサの出力信号がＥＣＵ２０に入力される。ＥＣＵ２０は、クランクポジションセンサ２１の検出値に基づいて内燃機関１の機関回転速度を算出し、アクセル開度センサ２２の検出値に基づいて内燃機関１の機関トルクを算出する。
　また、ＥＣＵ２０には、各気筒２の燃料噴射弁、点火プラグ、吸気ＶＶＴ１８、排気ＶＶＴ１９、スロットル弁１１及びＥＧＲ弁１５が電気的に接続されている。そして、ＥＣＵ２０によってこれらが制御される。
　（ＥＧＲ弁の開固着時の制御）
　本実施例においては、排気通路９を流れる排気の一部がＥＧＲガスとしてＥＧＲ通路１４及びＥＧＲ枝管１４ａを通って各吸気枝管６ａに導入され、該ＥＧＲガスが吸入空気と共に各気筒２に供給される。
　また、ＥＧＲ通路１４及びＥＧＲ枝管１４ａを通って各吸気枝管６ａに導入されるＥＧＲガス量、即ち各気筒２に供給されるＥＧＲガス量は、ＥＧＲ弁１５の開度を調整することで制御される。通常、各気筒２に供給される吸気のＥＧＲ率が内燃機関１の運転状態に応じて最適な値となるようにＥＧＲ弁１５の開度が調整される。
　ここで、ＥＧＲ弁１５の開固着が生じると、ＥＧＲガス量が過剰に増加する場合がある。これにより、ＥＧＲ率が内燃機関１の運転状態に対して過剰に高い状態となると、気筒２内での燃焼状態が不安定となる虞がある。気筒２内での燃焼状態が不安定となると、失火やトルク変動、未燃燃料成分の排出量の増加等の問題が発生する可能性がある。
　また、本実施例においては、ＥＧＲ枝管１４ａ及び吸気枝管６ａを介して気筒毎にＥＧＲガスが供給される。そのため、ＥＧＲガス量が過剰に増加することで、気筒間の燃焼圧力差や排気脈動の変動が大きくなると、気筒間のＥＧＲガス量のばらつきが大きくなる。該ばらつきが大きくなると、気筒２内での燃焼状態の悪化を招き易くなる。
　このような問題を回避すべく、本実施例においては、ＥＧＲ弁１５の開固着が生じた場合、内燃機関１の運転状態に応じて以下のような制御を実施する。図２は、本実施例に係る内燃機関の運転領域を示す図である。図２において、縦軸は機関トルクＴｒを表しており、横軸は機関回転速度Ｎｅを表している。
　機関トルクＴｒが所定トルクＴｒ０以下の運転領域Ａでは、排気通路９における排気圧力が比較的低い。そのため、この領域でＥＧＲ弁１５が開固着した場合、ＥＧＲガス全体量の増加量は小さく、気筒間のＥＧＲガス量のばらつきも小さい。
　そこで、本実施例では、内燃機関１の機関トルクＴｒが所定トルクＴｒ０以下のときにＥＧＲ弁１５が開固着した場合、スロットル弁１１の開度の増加及び／又は各気筒２における点火時期の進角を実施する（以下、この制御を第一開固着時制御と称する）。スロットル弁１１の開度を増加させて吸入空気量を増加させることで、ＥＧＲ率の過剰な上昇を抑制することができる。また、点火時期を進角させることで、ＥＧＲガス量の増加に伴う燃焼速度の低下を補うことができる。そのため、第一開固着時制御を実施することで、燃焼状態の悪化を抑制することができる。第一開固着時制御において、スロットル弁１１の開度の増加量及び点火時期の進角量は、開固着したＥＧＲ弁１５の開度に応じて決定される。
　一方、機関トルクＴｒが所定トルクＴｒ０より大きい運転領域Ｂでは、排気通路９における排気圧力が比較的高い。そのため、この領域でＥＧＲ弁１５が開固着した場合、ＥＧＲガス全体量の増加量は大きく、気筒間のＥＧＲガス量のばらつきも大きい。この場合、ＥＧＲ率の過剰な上昇を抑制すべく吸入空気量を増加させると、燃焼圧力が大きく上昇し、それに伴って排気圧力も大きく上昇する。そのため、気筒間のＥＧＲガス量のばらつきがより大きくなる虞がある。また、ＥＧＲガス量の増加量が多いと点火時期を進角したとしても燃焼を確保することが困難な場合がある。つまり、内燃機関１の機関トルクＴｒが所定トルクＴｒ０より大きいときにＥＧＲ弁１５が開固着した場合、第一開固着時制御では燃焼状態の悪化を十分に抑制することが困難である。
　そこで、本実施例では、この領域でＥＧＲ弁１５が開固着した場合、通常時は排気行程下死点より前となっている排気弁５の開弁時期を、排気ＶＶＴ１９によって排気行程下死点までの範囲内で遅角させる。排気弁５の開弁時期が遅角されると、気筒２内の圧力がより低下した状態で排気弁５が開弁する。そのため、排気圧力を低減させることができる。排気圧力を低減させることで、ＥＧＲガスの全体量を減少させることができ、また、ＥＧＲガスに対する排気脈動の影響も小さくすることができる。その結果、気筒間におけるＥＧＲガス量のばらつきを抑制することができる。また、この方法によれば、機関トルクの低下を抑制しつつ、排気圧力を低減させることができる。つまり、車両の駆動力の低下量を許容範囲内に抑制することができる。
　（制御フロー）
　以下、本実施例に係るＥＧＲ弁の開固着が生じた場合の制御フローについて、図３に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、ＥＣＵ２０によって所定の間隔で繰り返し実行される。
　本フローでは、先ずステップＳ１０１において、内燃機関１の機関トルクＴｒ及び機関回転速度Ｎｅが取得される。
　次に、ステップＳ１０２において、ＥＧＲ弁開度センサ１６の検出値に基づいて、ＥＧＲ弁１５が開固着しているか否かが判別される。尚、ＥＧＲ弁１５が開固着し、ＥＧＲガス量が目標量とは異なった量となると、インテークマニホールド６内の吸気圧力が目標値と異なった値となる。そこで、ＥＧＲ弁開度センサ１６の検出値に代えて、吸気圧力センサ１７の検出値に基づいて、ＥＧＲ弁１５が開固着しているか否かが判別されてもよい。ステップＳ１０２において、肯定判定された場合、次にステップＳ１０３の処理が実行され、否定判定された場合、本ルーチンの実行が一旦終了される。
　ステップＳ１０３においては、開固着したＥＧＲ弁１５の開度Ｒｖｅｇｒが取得される。
　ステップＳ１０４においては、機関トルクＴｒが所定トルクＴｒ０以下であるか否かが判別される。尚、所定トルクＴｒ０は、ＥＧＲ弁１５が開固着したときにおいて第一開固着時制御によって燃焼状態の悪化を十分に抑制することが可能な領域の閾値として実験等に基づいて予め定めらた値である。ステップＳ１０４において、肯定判定された場合、次にステップＳ１０５の処理が実行され、否定判定された場合、次にステップＳ１０６の処理が実行される。
　次に、ステップＳ１０５において、第一開固着時制御が実行される。ここで、スロットル弁１１の開度増加制御及び点火時期遅角制御のうちどちらを実行するのか若しくは両方を実行するのかについては、内燃機関１の運転状態及びＥＧＲ弁１５の開度Ｒｖｅｇｒに基づいて決定される。また、スロットル弁１１の開度の増加量及び点火時期の遅角量も内燃機関１の運転状態及びＧＲ弁１５の開度Ｒｖｅｇｒに基づいて決定される。その後、本フローの実行が一旦停止される。
　ステップＳ１０６においては、後述するステップＳ１０７において排気弁５の開弁時期を遅角するときの目標開弁時期Ｔｅｘｖｏが、内燃機関１の運転状態及びＥＧＲ弁１５の開度Ｒｖｅｇｒに基づいて決定される。排気弁５の目標開弁時期Ｔｅｘｖｏと内燃機関１の運転状態及びＥＧＲ弁１５の開度Ｒｖｅｇｒとの関係は、実験等に基づいて予め定められており、ＥＣＵ２０にマップとして記憶されている。該マップにおいては、ＥＧＲ弁１５の開度Ｒｖｅｇｒが大きいほど、目標開弁時期Ｔｅｘｖｏは遅い時期となっている。つまり、ＥＧＲ弁１５の開度Ｒｖｅｇｒが大きいほど、排気弁５の開弁時期の遅角量は大きくなる。また、該マップにおいて、目標開弁時期Ｔｅｘｖｏは排気行程下死点以前の時期となっている。
　次に、ステップＳ１０７において、排気ＶＶＴ１９によって、排気弁５の開弁時期が目標開弁時期Ｔｅｘｖｏまで遅角される。その後、本フローの実行が一旦停止される。
　尚、本実施例においては、排気圧力又は燃焼圧力を検出するセンサを設けた場合、排気弁５の開弁時期を遅角するときに、該センサの検出値が目標値となるように排気弁５の開弁時期を制御してもよい。
　また、本実施例においては、排気圧力を低減すべく排気弁５の開弁時期を遅角するときの遅角量又は目標開弁時期を一定値としてもよい。例えば、該排気弁の開弁時期の遅角制御を、ＥＧＲ弁１５の開固着が生じた場合は排気弁５の開弁時期を排気行程下死点まで遅角する制御としてもよい。
　また、本実施例においては、内燃機関１の運転状態が図２における領域Ａに属するときにＥＧＲ弁１５が開固着した場合においても、該運転状態が図２における領域Ｂに属するの場合と同様に、排気弁５の開弁時期の遅角制御を実行することで、気筒間のＥＧＲガス量のばらつきを抑制してもよい。また、内燃機関１の運転状態が図２における領域Ｂに属するときにＥＧＲ弁１５が開固着した場合おいても、排気弁５の開弁時期の遅角制御に加えて第一開固着時制御を実行してもよい。
　本実施例においては、上記フローにおけるステップＳ１０２を実行するＥＣＵ２０が本発明に係る開固着判別手段に相当し、上記フローにおけるステップＳ１０７を実行するＥＣＵ２０が本発明に係る排気圧力低減手段に相当する。
　（変形例）
　次に、本実施例の変形例について説明する。上記のように排気圧力を低減させるべく排気ＶＶＴ１９によって排気弁５の開弁時期を遅角させると、排気弁５の閉弁時期が同量遅角することになる。排気弁５の閉弁時期が遅角されると、吸気弁４と排気弁５との両方が開弁状態となるバルブオーバーラップ期間が長くなる。バルブオーバーラップ期間が過剰に長くなると、排気脈動の吸気への影響が大きくなり、その結果、燃焼状態の悪化を招く虞がある。
　そこで、本変形例では、排気弁５の開弁時期を遅角させるときに、吸気ＶＶＴ１８によって吸気弁４の開弁時期を遅角させる。これによれば、バルブオーバーラップ期間が過剰に長くなることを抑制することができる。そのため、排気脈動の吸気への影響を小さくすることができる。
　（制御フロー）
　以下、本変形例に係るＥＧＲ弁の開固着が生じた場合の制御フローについて、図４に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、ＥＣＵ２０によって所定の間隔で繰り返し実行される。尚、図３に示すフローと同様のステップについては同様の参照番号を付し、その説明を省略する。
　本フローでは、ステップＳ２０６において、後述するステップＳ２０７において吸気弁４の開弁時期を遅角するときの目標開弁時期Ｔｉｎｖｏが、内燃機関１の運転状態及びＥＧＲ弁１５の開度Ｒｖｅｇｒに基づいて決定される。吸気弁４の目標開弁時期Ｔｉｎｖｏと内燃機関１の運転状態及びＥＧＲ弁１５の開度Ｒｖｅｇｒとの関係は、実験等に基づいて予め定められており、ＥＣＵ２０にマップとして記憶されている。該マップにおいては、ＥＧＲ弁１５の開度Ｒｖｅｇｒが大きいほど、目標開弁時期Ｔｉｎｖｏは遅い時期となっている。つまり、ＥＧＲ弁１５の開度Ｒｖｅｇｒが大きいほど、吸気弁４の開弁時期の遅角量は大きくなる。
　ステップＳ２０７では、吸気ＶＶＴ１８によって、吸気弁４の開弁時期が目標開弁時期Ｔｉｎｖｏまで遅角される。その後、本フローの実行が一旦停止される。
　本実施例では、吸気ＶＶＴ１８によって吸気弁４の開弁時期を遅角させると、吸気弁４の閉弁時期が同量遅角することになる。しかしながら、吸気弁の閉弁時期が遅角されると、有効圧縮比（燃焼室容積と吸気弁４が閉弁した時の気筒２内の容積との比）が低下する。有効圧縮比が過剰に低下すると燃焼状態の悪化を招く虞がある。そこで、上記フローでは、ステップ２０６のように吸気弁４の目標開弁時期Ｔｉｎｖｏを決定することで、開固着したＥＧＲ弁１５の開度が小さいときは該開度が大きいときに比べて吸気弁４の開弁時期の遅角量を小さくする。これにより、吸気弁４の閉弁時期の遅角量を、ＥＧＲ弁１５の開度が小さいときは該開度が大きいときに比べて小さくすることができる。そのため、バルブオーバーラップ期間が過剰に長くなることを抑制しつつ、有効圧縮比の過剰な低下を抑制することができる。
　尚、本実施例に係る排気ＶＶＴ１９として、排気弁５の開弁時期と閉弁時期とを独立して変更可能な機構を採用してもよい。この場合、排気圧力を低下させるべく排気弁５の開弁時期を遅角させるときに、排気弁５の閉弁時期を変更させることなく、その開弁時期のみを遅角させることができる。そのため、上記変形例のような吸気弁４の開弁時期の制御は不要となる。
　また、本実施例に係る吸気ＶＶＴ１８として、吸気弁４の開弁時期と閉弁時期とを独立して変更可能な機構を採用してもよい。この場合、上記変形例のように、排気弁５の閉弁時期の遅角に伴ってバルブオーバーラップ期間の長さを抑制すべく吸気弁４の開弁時期を遅角させるときに、吸気弁４の閉弁時期を変更させることなく、その開弁時期のみを遅角させることができる。
　＜実施例２＞
　本発明の実施例２について図５から７に基づいて説明する。尚、ここでは、実施例１と異なる点についてのみ説明する。
　（ＥＧＲ弁の開固着時の制御）
　本実施例においても、内燃機関１の運転状態が図２に示す運転領域Ｂに属するときにＥＧＲ弁１５が開固着した場合、実施例１と同様、排気通路９における排気圧力を低減することでＥＧＲガス全体量の増加及び気筒間のＥＧＲガス量のばらつきを抑制する。しかしながら、排気圧力の低減方法が実施例１とは異なる。
　以下、本実施例に係る、ＥＧＲ弁１５が開固着したときの排気圧力の低減方法について説明する。本実施例では、固着したＥＧＲ弁１５の開度が第一所定開度以下の場合、吸気ＶＶＴ１８によって吸気弁４の閉弁時期を遅角させることで排気圧力を低減させる。上述したように、吸気弁４の閉弁時期が遅角されると有効圧縮比が低下する。その結果、燃焼圧力が低下し、排気圧力が低減される。
　ここで、固着したＥＧＲ弁１５の開度が大きい場合、気筒間のＥＧＲガス量のばらつきを十分に小さくするためには、吸気弁４の閉弁時期の遅角量を大きくして有効圧縮比の低下量を大きくする必要がある。しかしながら、上述したように、有効圧縮比が過剰に低下すると燃焼悪化を招く虞がある。そこで、本実施例において、吸気弁の閉弁時期を遅角することで排気圧力を低減させるのは、開固着したＥＧＲ弁の開度が第一所定開度以下の場合とする。ここで、第一所定開度は、吸気弁４の閉弁時期を遅角することで、有効圧縮比の過剰な低下を抑制しつつ気筒間のＥＧＲガス量のばらつきを許容範囲内に抑制することが可能なＥＧＲ弁１５の開度の閾値である。
　そして、固着したＥＧＲ弁１５の開度が第一所定開度より大きい場合、内燃機関１の混合気の空燃比を正常時の空燃比である基準空燃比（本実施例では、理論空燃比又は理論空燃比近傍の空燃比）より高くし、それによって排気圧力を低減させる。混合気の空燃比を基準空燃比より高くすることで、燃焼圧力を低減させることができる。その結果、排気圧力を低減させることができる。
　ここで、開固着したＥＧＲ弁１５の開度がある程度より大きい場合、ＥＧＲガス量の増加量が大きいため、燃焼状態がより不安定な状態となり易い。このようなときに、混合気の空燃比を大きく上昇させると、燃焼状態のさらなる悪化を招く虞がある。そこで、排気圧力を低減させるべく混合気の空燃比を基準空燃比より高くするときにおいて、固着したＥＧＲ弁１５の開度が第一所定開度より大きい第二所定開度以上の場合は、該開度が第二所定開度より小さい場合に比べて混合気の空燃比をより低い範囲内で制御する。ここで、第二所定開度は、開固着したＥＧＲ弁１５の開度が第一所定開度より大きく且つ第二所定開度より小さいときほど混合気の空燃比を上昇させると、燃焼状態の更なる悪化を招くこととなるＥＧＲ弁１５の開度の閾値である。
　尚、第一及び第二所定開度は、実験等に基づいて予め定められており、ＥＣＵ２０に記憶されている。また、第一及び第二所定開度を内燃機関１の運転状態に応じて変更してもよい。
　以上のような方法によれば、機関トルクの過剰な低下を伴うことなく、即ち車両の駆動力の低下量を許容範囲内に抑制しつつ、排気圧力を低減させることができる。
　（制御フロー）
　以下、本実施例に係るＥＧＲ弁の開固着が生じた場合の制御フローについて、図５及び６に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、ＥＣＵ２０によって所定の間隔で繰り返し実行される。尚、図３に示すフローと同様のステップについては同様の参照番号を付し、その説明を省略する。
　本フローでは、ステップＳ１０４において否定判定された場合、次にステップＳ３０６の処理が実行される。ステップＳ３０６においては、ＥＧＲ弁１５の開度Ｒｖｅｇｒが第一所定開度Ｒｖ１以下であるか否かが判別される。ステップＳ３０６において、肯定判定された場合、次にステップＳ３０７の処理が実行され、否定判定された場合、次にステップＳ３０９の処理が実行される。
　ステップＳ３０７においは、後述するステップＳ３０８において吸気弁４の閉弁時期を遅角するときの目標閉弁時期Ｔｉｎｖｃが、内燃機関１の運転状態及びＥＧＲ弁１５の開度Ｒｖｅｇｒに基づいて決定される。吸気弁４の目標閉弁時期Ｔｉｎｖｃと内燃機関１の運転状態及びＥＧＲ弁１５の開度Ｒｖｅｇｒとの関係は、実験等に基づいて予め定められており、ＥＣＵ２０にマップとして記憶されている。該マップにおいては、ＥＧＲ弁１５の開度Ｒｖｅｇｒが大きいほど、目標閉弁時期Ｔｉｎｖｃは遅い時期となっている。つまり、ＥＧＲ弁１５の開度Ｒｖｅｇｒが大きいほど、吸気弁４の閉弁時期の遅角量は大きくなる。また、該マップにおいて、目標閉弁時期Ｔｉｎｖｃは、内燃機関１の機関トルクの低下量が許容範囲内となるように、即ち内燃機関１を搭載した車両の駆動力の低下量が許容範囲内となるように設定されている。
　次に、ステップＳ３０８において、吸気ＶＶＴ１８によって、吸気弁４の閉弁時期がステップＳ３０７において決定された目標閉弁時期Ｔｉｎｖｃまで遅角される。その後、本フローの実行が一旦停止される。
　一方、ステップ３０９においては、ＥＧＲ弁１５の開度Ｒｖｅｇｒが第二所定開度Ｒｖ２より小さいか否かが判別される。ステップＳ３０９において、肯定判定された場合、次にステップＳ３１０処理が実行され、否定判定された場合、次にステップＳ３１３の処理が実行される。
　ステップＳ３１０においては、後述するステップＳ３１２においてスロットル弁１１の開度を増加させて混合気の空燃比を高くするときの目標空燃比Ａ／Ｆ１が、内燃機関１の運転状態及びＥＧＲ弁１５の開度Ｒｖｅｇｒに基づいて決定される。目標空燃比Ａ／Ｆ１と内燃機関１の運転状態及びＥＧＲ弁１５の開度Ｒｖｅｇｒとの関係は、実験等に基づいて予め定められており、ＥＣＵ２０にマップとして記憶されている。該マップにおいては、ＥＧＲ弁１５の開度Ｒｖｅｇｒが大きいほど、目標空燃比Ａ／Ｆ１は高くなっている。
　次に、ステップＳ３１１において、混合気の空燃比の空燃比が目標空燃比Ａ／Ｆ１となるようなスロットル弁１１の開度である目標スロットル弁開度Ｒｖｔｈが決定される。
　次に、ステップＳ３１２において、スロットル弁１１の開度が目標スロットル弁開度Ｒｖｔｈまで増加される。これによって、吸入空気量が増加し、混合気の空燃比が目標空燃比Ａ／Ｆ１まで上昇する。
　また、ステップＳ３１３においては、後述するステップＳ３１２においてスロットル弁１１の開度を増加させて混合気の空燃比を高くするときの目標空燃比Ａ／Ｆ２が、内燃機関１の運転状態及びＥＧＲ弁１５の開度Ｒｖｅｇｒに基づいて決定される。目標空燃比Ａ／Ｆ２と内燃機関１の運転状態及びＥＧＲ弁１５の開度Ｒｖｅｇｒとの関係は、実験等に基づいて予め定められており、ＥＣＵ２０にマップとして記憶されている。該マップにおいては、ＥＧＲ弁１５の開度Ｒｖｅｇｒが大きいほど、目標空燃比Ａ／Ｆ２は低くなっている。
　尚、ステップＳ３１０において目標空燃比Ａ／Ｆ１を決定するために使用されるマップとステップＳ３１３において目標空燃比Ａ／Ｆ２を決定するために使用されるマップとは別々に設けられている。これらのマップでは、基準空燃比＜Ａ／Ｆ２＜Ａ／Ｆ１となっている。また、これらのマップにおいて、目標空燃比Ａ／Ｆ１及びＡ／Ｆ２は、内燃機関１の機関トルクの低下量が許容範囲内となるように、即ち内燃機関１を搭載した車両の駆動力の低下量が許容範囲内となるように設定されている。
　次に、ステップＳ３１１において、混合気の空燃比の空燃比が目標空燃比Ａ／Ｆ２となるようなスロットル弁１１の開度である目標スロットル弁開度Ｒｖｔｈが決定される。
　次に、ステップＳ３１２において、スロットル弁１１の開度が目標スロットル弁開度Ｒｖｔｈまで増加される。これによって、吸入空気量が増加し、混合気の空燃比が目標空燃比Ａ／Ｆ２まで上昇する。
　尚、本実施例においては、排気圧力又は燃焼圧力を検出するセンサを設けた場合、吸気弁４の閉弁時期を遅角するとき又はスロットル弁１１の開度を増加させるときに、該センサの検出値が目標値となるように吸気弁４の閉弁時期又はスロットル弁１１の開度を制御してもよい。
　また、本実施例においては、排気圧力を低減すべく吸気弁４の閉弁時期を遅角するときの遅角量又は目標閉弁時期を一定値としてもよい。また、排気圧力を低減すべく内燃機関１の空燃比を基準空燃比より上昇させるときの上昇量又は目標空燃比を、開固着したＥＧＲ弁１５の開度が第二所定開度Ｒｖ２より小さい場合及び該開度が第二所定開度Ｒｖ２以上の場合のそれぞれにおいて一定値としてもよい。この場合も、各値は、内燃機関１の機関トルクの低減量が許容範囲内となるように設定される。また、目標空燃比Ａ／Ｆ１及びＡ／Ｆ２は、基準空燃比＜Ａ／Ｆ２＜Ａ／Ｆ１となるように設定される。
　また、本実施例においては、内燃機関１の運転状態が図２における領域Ａに属するときにＥＧＲ弁１５が開固着した場合においても、該運転状態が図２における領域Ｂに属するの場合と同様に、吸気弁４の閉弁時期の遅角制御又は混合気の空燃比上昇制御を実行することで、気筒間のＥＧＲガス量のばらつきを抑制してもよい。また、内燃機関１の運転状態が図２における領域Ｂに属するときにＥＧＲ弁１５が開固着した場合おいても、吸気弁４の閉弁時期の遅角制御又は混合気の空燃比増加制御に加えて第一開固着時制御を実行してもよい。
　本実施例においては、スロットル弁１１が本発明に係る空燃比制御手段に相当する。尚、本発明に係る空燃比制御手段はスロットル弁１１に限られるものではない。例えば、内燃機関１がハイブリッド車両に搭載されている場合、内燃機関１での燃料噴射量を減少させることで混合気の空燃比を上昇させてもよい。この場合、燃料噴射量の減少に伴う内燃機関１の機関トルクの低下を、モータの出力を増加させることで補い、それによって車両の駆動力の低下量を許容範囲内に抑制する。
　また、本実施例においては、上記フローにおけるステップＳ３０８又はＳ３１２を実行するＥＣＵ２０が本発明に係る排気圧力低減手段に相当する。
　（変形例１）
　次に、本実施例の変形例１について説明する。本変形例では、内燃機関１の運転状態が図２に示す運転領域Ｂに属するときにＥＧＲ弁１５が開固着したときであって、その開度が第一所定開度以下の場合においても、内燃機関１の混合気の空燃比を基準空燃比より高くすることで排気圧力を低減させる。この場合、ＥＧＲガスの増加量は、ＥＧＲ弁１５の開度が第一所定開度より大きい場合に比べて小さい。そのため、内燃機関１の混合気の空燃比を基準空燃比より高くするときの目標空燃比を、ＥＧＲ弁１５の開度が第一所定開度より大きい場合に比べて低い値に設定する。これにより、内燃機関１の機関トルクの低下を抑制することができる。
　（制御フロー）
　以下、本変形例に係るＥＧＲ弁の開固着が生じた場合の制御フローについて、図７に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、ＥＣＵ２０によって所定の間隔で繰り返し実行される。尚、図５に示すフローと同様のステップについては同様の参照番号を付し、その説明を省略する。
　本フローでは、ステップＳ３０６において肯定判定された場合、次にステップＳ４０７の処理が実行される。ステップＳ４０７においては、後述するステップＳ４０９においてスロットル弁１１の開度を増加させて混合気の空燃比を高くするときの目標空燃比Ａ／Ｆ３が、内燃機関１の運転状態及びＥＧＲ弁１５の開度Ｒｖｅｇｒに基づいて決定される。目標空燃比Ａ／Ｆ３と内燃機関１の運転状態及びＥＧＲ弁１５の開度Ｒｖｅｇｒとの関係は、実験等に基づいて予め定められており、ＥＣＵ２０にマップとして記憶されている。該マップにおいては、ＥＧＲ弁１５の開度Ｒｖｅｇｒが大きいほど、目標空燃比Ａ／Ｆ３は高くなっている。
　尚、ステップＳ４０７において目標空燃比Ａ／Ｆ１を決定するために使用されるマップと、ステップ３１０において目標空燃比Ａ／Ｆ１を決定するために使用されるマップ及びステップＳ３１３において目標空燃比Ａ／Ｆ２を決定するために使用されるマップとは別々に設けられている。これらのマップでは、基準空燃比＜Ａ／Ｆ３＜Ａ／Ｆ２＜Ａ／Ｆ１となっている。また、目標空燃比Ａ／Ｆ３を決定するために使用されるマップにおいても、目標空燃比Ａ／Ｆ３は、内燃機関１の機関トルクの低下量が許容範囲内となるように設定されている。
　次に、ステップＳ４０８において、混合気の空燃比が目標空燃比Ａ／Ｆ３となるようなスロットル弁１１の開度である目標スロットル弁開度Ｒｖｔｈが決定される。
　次に、ステップＳ４０９において、スロットル弁１１の開度が目標スロットル弁開度Ｒｖｔｈまで増加される。これによって、吸入空気量が増加し、混合気の空燃比が目標空燃比Ａ／Ｆ３まで上昇する。
　尚、本変形例においても、開固着したＥＧＲ弁１５の開度が第一所定開度Ｒｖ１以下の場合において排気圧力を低減すべく内燃機関１の空燃比を基準空燃比より上昇させるときの上昇量又は目標空燃比を一定値としてもよい。この場合も、各値は、内燃機関１の機関トルクの低下量が許容範囲内となるように設定される。また、目標空燃比Ａ／Ｆ３は、基準空燃比＜Ａ／Ｆ３＜Ａ／Ｆ２＜Ａ／Ｆ１となるように設定される。
　本変形例においては、上記フローにおけるステップＳ４０９又はＳ３１２を実行するＥＣＵ２０が本発明に係る排気圧力低減手段に相当する。
　（変形例２）
　次に、本実施例の変形例２について説明する。本変形例においても、上記変形例１と同様、内燃機関１の運転状態が図２に示す運転領域Ｂに属するときには、開固着したＥＧＲ弁１５の開度に関わらず、内燃機関１の混合気の空燃比を基準空燃比より高くすることで排気圧力を低減させる。
　このとき、開固着したＥＧＲ弁１５の開度が所定開度より小さい場合は、該開度が大きいほど目標空燃比を高くする。一方、開固着したＥＧＲ弁１５の開度が該所定開度以上の場合は、該開度が大きいほど目標空燃比を低くする。この場合の所定開度は、開固着したＥＧＲ弁１５の開度が大きいほど混合気の空燃比を上昇させると、燃焼状態の更なる悪化を招くこととなるＥＧＲ弁１５の開度の閾値である。
　尚、所定開度は、実験等に基づいて予め定められており、ＥＣＵ２０に記憶されている。また、所定開度を内燃機関１の運転状態に応じて変更してもよい。
　以上のような方法によれば、開固着したＥＧＲ弁１５の開度が所定開度より小さい場合においては、機関トルクの不必要な低下を抑制することができる。また、開固着したＥＧＲ弁１５の開度が所定開度以上の場合においては、燃焼状態の過剰な悪化を抑制することができる。
　（制御フロー）
　以下、本変形例に係るＥＧＲ弁の開固着が生じた場合の制御フローについて、図８に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、ＥＣＵ２０によって所定の間隔で繰り返し実行される。尚、図５に示すフローと同様のステップについては同様の参照番号を付し、その説明を省略する。
　本フローでは、ステップＳ１０４において否定判定された場合、次にステップＳ５０６の処理が実行される。ステップＳ５０６では、ＥＧＲ弁１５の開度Ｒｖｅｇｒが所定開度Ｒｖより小さいか否かが判別される。ステップＳ５０６において、肯定判定された場合、次にステップＳ５０７の処理が実行され、否定判定された場合、次にステップＳ５１０の処理が実行される。
　ステップＳ５０７においては、後述するステップＳ５０８においてスロットル弁１１の開度を増加させて混合気の空燃比を高くするときの目標空燃比Ａ／Ｆ４が、内燃機関１の運転状態及びＥＧＲ弁１５の開度Ｒｖｅｇｒに基づいて決定される。目標空燃比Ａ／Ｆ４と内燃機関１の運転状態及びＥＧＲ弁１５の開度Ｒｖｅｇｒとの関係は、実験等に基づいて予め定められており、ＥＣＵ２０にマップとして記憶されている。該マップにおいては、ＥＧＲ弁１５の開度Ｒｖｅｇｒが大きいほど、目標空燃比Ａ／Ｆ４は高くなっている。
　一方、ステップＳ５１０においては、後述するステップＳ５０８においてスロットル弁１１の開度を増加させて混合気の空燃比を高くするときの目標空燃比Ａ／Ｆ５が、内燃機関１の運転状態及びＥＧＲ弁１５の開度Ｒｖｅｇｒに基づいて決定される。目標空燃比Ａ／Ｆ５と内燃機関１の運転状態及びＥＧＲ弁１５の開度Ｒｖｅｇｒとの関係は、実験等に基づいて予め定められており、ＥＣＵ２０にマップとして記憶されている。該マップにおいては、ＥＧＲ弁１５の開度Ｒｖｅｇｒが大きいほど、目標空燃比Ａ／Ｆ５は低くなっている。
　尚、ステップＳ５０７において目標空燃比Ａ／Ｆ４を決定するために使用されるマップ、及び、ステップ５１０において目標空燃比Ａ／Ｆ５を決定するために使用されるマップでは、目標空燃比Ａ／Ｆ４、Ａ／Ｆ５は、内燃機関１の機関トルクの低下量が許容範囲内となるように設定されている。
　ステップＳ５０８においては、目標スロットル弁開度Ｒｖｔｈが決定される。ここで、ステップＳ５０７の次にステップＳ５０８の処理が行われた場合は、目標スロットル弁開度Ｒｖｔｈは、混合気の空燃比が目標空燃比Ａ／Ｆ４となるようなスロットル弁１１の開度として決定される。一方、ステップＳ５１０の次にステップＳ５０８の処理が行われた場合は、目標スロットル弁開度Ｒｖｔｈは、混合気の空燃比が目標空燃比Ａ／Ｆ５となるようなスロットル弁１１の開度として決定される。
　次に、ステップＳ５０９において、スロットル弁１１の開度が目標スロットル弁開度Ｒｖｔｈまで増加される。これによって、吸入空気量が増加し、混合気の空燃比が目標空燃比Ａ／Ｆ４又はＡ／Ｆ５まで上昇する。
　本変形例においては、上記フローにおけるステップＳ５０９を実行するＥＣＵ２０が本発明に係る排気圧力低減手段に相当する。
　＜実施例３＞
　本発明の実施例３について図９及び１０に基づいて説明する。尚、ここでは、実施例１と異なる点についてのみ説明する。
　（システムの概略構成）
　本実施例は、本発明がハイブリッド車両に適用された場合の実施例である。図９は、本実施例に係る内燃機関、吸排気系及びハイブリッドシステムの概略構成を示す図である。本実施例に係るハイブリッドシステムは内燃機関１及びモータージェネレータ２３を有している。内燃機関１の出力軸とモータージェネレータ２３とは動力伝達機構（図示略）を介して連結されている。また、モータージェネレータ２３にはバッテリ２４が電気的に接続されている。
　モータージェネレータ２３はＥＣＵ２０に電気的に接続されており、ＥＣＵ２０によって制御されることで内燃機関１のアシストやエネルギーの回生を行う。
　（ＥＧＲ弁の開固着時の制御）
　本実施例においても、内燃機関１の運転状態が図２に示す運転領域Ｂに属するときにＥＧＲ弁１５が開固着した場合、実施例１と同様、排気通路９における排気圧力を低減することでＥＧＲガス全体量の増加及び気筒間のＥＧＲガス量のばらつきを抑制する。しかしながら、排気圧力の低減方法が実施例１とは異なる。
　以下、本実施例に係る、ＥＧＲ弁１５が開固着したときの排気圧力の低減方法について説明する。本実施例では、排気圧力を低減させる場合、スロットル弁１１の開度を減少させることで内燃機関１の吸入空気量を減少させる。内燃機関１の吸入空気量を減少させることで燃焼圧力を低減させることができ、その結果、排気圧力を低減させることができる。
　しかし、吸入空気量を減少させると、内燃機関１の機関トルクが低下する。そこで、本実施例では、機関トルクの減少分、モータージェネレータ２３の出力トルクを増加させる。これによって、車両の駆動力の低下を抑制することができる。
　（制御フロー）
　以下、本実施例に係るＥＧＲ弁の開固着が生じた場合の制御フローについて、図１０に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、ＥＣＵ２０によって所定の間隔で繰り返し実行される。尚、図３に示すフローと同様のステップについては同様の参照番号を付し、その説明を省略する。
　本フローでは、ステップＳ１０４において否定判定された場合、次にステップＳ６０６の処理が実行される。ステップＳ６０６においては、後述するステップＳ６０７においてスロットル弁１１の開度を減少させて吸入空気量を減少させるときの目標吸入空気量Ｑａｉｒが、内燃機関１の運転状態及びＥＧＲ弁１５の開度Ｒｖｅｇｒに基づいて決定される。目標吸入空気量Ｑａｉｒと内燃機関１の運転状態及びＥＧＲ弁１５の開度Ｒｖｅｇｒとの関係は、実験等に基づいて予め定められており、ＥＣＵ２０にマップとして記憶されている。該マップにおいては、ＥＧＲ弁１５の開度Ｒｖｅｇｒが大きいほど、目標吸入空気量Ｑａｉｒは小さくなっている。つまり、ＥＧＲ弁１５の開度Ｒｖｅｇｒが大きいほど、吸入空気量の減少量は大きくなる。
　次に、ステップＳ６０７において、吸入空気量が目標吸入空気量Ｑａｉｒとなるようなスロットル弁１１の開度である目標スロットル弁開度Ｒｖｔｈが決定される。
　次に、ステップＳ６０８において、スロットル弁１１の開度が目標スロットル弁開度Ｒｖｔｈまで減少される。これによって、吸入空気量が目標吸入空気量Ｑａｉｒまで減少する。
　次に、ステップＳ６０９において、吸入空気量の減少に伴う機関トルクの低下量ΔＴｒｄが算出される。
　次に、ステップＳ６１０において、機関トルクの低下量ΔＴｒｄ分、モータージェネレータ２３の出力トルクが増加される。
　尚、本実施例においては、排気圧力又は燃焼圧力を検出するセンサを設けた場合、スロットル弁１１の開度を減少させるときに、該センサの検出値が目標値となるようにスロットル弁１１の開度を制御してもよい。
　本実施例においては、上記フローにおけるステップＳ６０８又はＳ６１０を実行するＥＣＵ２０が本発明に係る排気圧力低減手段に相当する。
　＜実施例４＞
　本発明の実施例３について図１１及び１２に基づいて説明する。尚、ここでは、実施例１と異なる点についてのみ説明する。
　図１１は、本実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成を示す図である。本実施例に係る内燃機関１は２つの気筒群３０ａ、３０ｂを有している。各気筒群３０ａ、３０ｂは３つの気筒２を有している。また、各気筒群３０ａ、３０ｂに吸気ＶＶＴ及び排気ＶＶＴが設けられている（図示略）。吸気通路８及びインテークマニホールド６は両気筒群３０ａ、３０ｂに共通している。インテークマニホールド６が分岐することで形成された吸気枝管６ａが、各気筒群３０ａ、３０ｂに属する各気筒２の吸気ポートに接続されている。
　排気通路９及びエキゾーストマニホールド７は気筒群毎に設けられている。そして、ＥＧＲ通路１４の排気系側が、一方の気筒群３０ｂに対応した排気通路９における排気浄化装置１２より下流側に接続されている。ＥＧＲ通路１４の吸気系側は６つのＥＧＲ枝管１４ａに分岐している。各ＥＧＲ枝管１４ａは両気筒群３０ａ、３０ｂの吸気枝管６ａそれぞれに接続されている。ＥＧＲ弁１５は、ＥＧＲ通路１４における分岐部分よりもＥＧＲガスの流れに沿って上流側に配置されている。
　（ＥＧＲ弁の開固着時の制御）
　本実施例において、ＥＧＲ弁１５が開固着したときに、ＥＧＲガス全体量及び気筒間のＥＧＲガス量のばらつきに影響を与えるのは、ＥＧＲ通路１４の排気系側が接続された排気通路９、即ち気筒群３０ｂに対応した排気通路９における排気圧力である。そのため、本実施例では、ＥＧＲ弁１５が開固着した場合、気筒群３０ｂについてのみ、実施例１と同様のＥＧＲ弁の開固着時の制御を実施する。これにより、他方の気筒群３０ａにおける燃焼状態の悪化や出力低下を抑制することができる。
　（変形例）
　図１２は、本実施例の変形例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成を示す図である。本変形例では、インテークマニホールド６が気筒群毎に設けられており、吸気通路８が二つに分岐して各インテークマニホールド６に接続されている。また、スロットル弁１１が、分岐した吸気通路８それぞれに設けられている。
　（ＥＧＲ弁の開固着時の制御）
　本変形例に係る構成によれば、スロットル弁１１によって吸入空気量を気筒群毎に制御することが可能である。つまり、気筒群３０ｂの混合気の空燃比のみを変更することが可能である。そこで、本変形例では、ＥＧＲ弁１５が開固着した場合、気筒群３０ｂについてのみ、実施例２と同様のＥＧＲ弁の開固着時の制御を実施する。これにより、上記と同様、他方の気筒群３０ａにおける燃焼状態の悪化や出力低下を抑制することができる。
　以上説明した各実施例は可能な限り組み合わせることができる。
１・・・内燃機関
２・・・気筒
３・・・吸気ポート
４・・・吸気弁
５・・・排気弁
６・・・インテークマニホールド
６ａ・・吸気枝管
７・・・エキゾーストマニホールド
７ａ・・排気枝管
８・・・吸気通路
９・・・排気通路
１０・・エアフローメータ
１１・・スロットル弁
１２・・排気浄化装置
１３・・ＥＧＲ装置
１４・・ＥＧＲ通路
１４ａ・・ＥＧＲ枝管
１５・・ＥＧＲ弁
１６・・ＥＧＲ弁開度センサ
１７・・吸気圧力センサ
２０・・ＥＣＵ
２１・・クランクポジションセンサ
２２・・アクセル開度センサ
２３・・モータージェネレータ
２４・・バッテリ
３０ａ、３０ｂ・・気筒群

Claims (11)

  1. 　複数の気筒と、
    　吸気通路が分岐することで形成され前記複数の気筒それぞれに接続された複数の吸気枝管と、
    　内燃機関の排気系と吸気系とを連通するＥＧＲ通路及び該ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの量を制御するＥＧＲ弁を有するＥＧＲ装置と、を備え、
    　前記ＥＧＲ通路の吸気系側が複数のＥＧＲ枝管に分岐しており、各ＥＧＲ枝管が前記複数の吸気枝管それぞれに接続されており、且つ、
    　前記ＥＧＲ通路における分岐部分よりもＥＧＲガスの流れに沿って上流側に前記ＥＧＲ弁が配置されている内燃機関のＥＧＲ制御システムにおいて、
    　前記ＥＧＲ弁が開弁状態で固着したか否を判別する開固着判別手段と、
    　前記開固着判別手段によって前記ＥＧＲ弁が開弁状態で固着したと判定されたときに、内燃機関を搭載した車両の駆動力の低下量を許容範囲内に抑制しつつ、内燃機関の排気系における排気圧力を低減させる排気圧力低減手段と、
    　を備えたことを特徴とする内燃機関のＥＧＲ制御システム。
  2. 　内燃機関の排気弁の開弁時期を制御する排気可変動弁機構を更に備え、
    　前記排気圧力低減手段が、前記排気可変動弁機構によって排気弁の開弁時期を排気行程下死点までの範囲内で遅角することで排気圧力を低減させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のＥＧＲ制御システム。
  3. 　前記排気可変動弁機構が、排気弁の開弁時期を変化させると、それに伴って排気弁の閉弁時期も変化させることとなる機構であって、
    　内燃機関の吸気弁の開弁時期を制御する吸気可変動弁機構を更に備え、
    　前記排気圧力低減手段が前記排気可変動弁機構によって排気弁の開弁時期を遅角したときに、前記吸気可変動弁機構によって吸気弁の開弁時期を遅角することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のＥＧＲ制御システム。
  4. 　前記吸気可変動弁機構が、吸気弁の開弁時期を変化させると、それに伴って吸気弁の閉弁時期も変化させることとなる機構であって、
    　前記吸気可変動弁機構によって吸気弁の開弁時期を遅角するときは、開弁状態で固着したＥＧＲ弁の開度が小さい場合は該開度が大きい場合に比べて、その遅角量を小さくすることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関のＥＧＲ制御システム。
  5. 　内燃機関の混合気の空燃比を制御する空燃比制御手段をさらに備え、
    　前記排気圧力低減手段が、前記空燃比制御手段によって内燃機関の混合気の空燃比を正常時の空燃比である基準空燃比より高くすることで排気圧力を低減させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のＥＧＲ制御システム。
  6. 　前記排気圧力低減手段が、前記空燃比制御手段によって内燃機関の混合気の空燃比を前記基準空燃比より高くするときにおいて、開弁状態で固着したＥＧＲ弁の開度が第一所定開度以下の場合及び該開度が前記第一所定開度より大きい第二所定開度以上の場合は、該開度が前記第一所定開度より大きく且つ前記第二所定開度より小さい場合よりも該空燃比を低い範囲内で制御することを特徴とする請求項５に記載の内燃機関のＥＧＲ制御システム。
  7. 　前記排気圧力低減手段が、前記空燃比制御手段によって内燃機関の混合気の空燃比を前記基準空燃比より高くするときにおいて、開弁状態で固着したＥＧＲ弁の開度が所定開度より小さい場合は、該開度が大きいほど該空燃比を高くし、開弁状態で固着したＥＧＲ弁の開度が前記所定開度以上の場合は、該開度が大きいほど該空燃比を低くすることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関のＥＧＲ制御システム。
  8. 　内燃機関の吸気弁の閉弁時期を制御する吸気可変動弁機構と
    　内燃機関の混合気の空燃比を制御する空燃比制御手段とを更に備え、
    　開弁状態で固着したＥＧＲ弁の開度が所定開度以下の場合、前記排気圧力低減手段が、前記吸気可変動弁機構によって吸気弁の閉弁時期を遅角することで排気圧力を低減させ、
    　開弁状態で固着したＥＧＲ弁の開度が前記所定開度より大きい場合、前記排気圧力低減手段が、前記空燃比制御手段によって内燃機関の混合気の空燃比を正常時の空燃比である基準空燃比より高くすることで排気圧力を低減させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のＥＧＲ制御システム。
  9. 　前記所定開度が第一所定開度であって、
    　開弁状態で固着したＥＧＲ弁の開度が該第一所定開度より大きく、前記排気圧力低減手段が、前記空燃比制御手段によって内燃機関の混合気の空燃比を前記基準空燃比より高くするときにおいて、開弁状態で固着したＥＧＲ弁の開度が第二所定開度以上の場合は、該開度が該第二所定開度より小さい場合に比べて該空燃比を低くすることを特徴とする請求項８に記載の内燃機関のＥＧＲ制御システム。
  10. 　内燃機関を搭載した車両が駆動源として更にモータを有しており、
    　前記排気圧力低減手段が、内燃機関の吸入空気量を減少させることで排気圧力を低減させ、且つ、前記モータの出力を増加させることで車両の駆動力の低下量を前記許容範囲内に抑制することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のＥＧＲ制御システム。
  11. 　前記複数の気筒が複数の気筒群に分かれており、
    　前記ＥＧＲ通路の排気系側が、前記複数の気筒群のうちの一部の気筒群にのみ対応した排気系に接続されており、
    　前記開固着判別手段によって前記ＥＧＲ弁が開弁状態で固着したと判定されたときに、前記排気圧力低減手段が、前記ＥＧＲ通路が接続された排気系における排気圧力を低減させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のＥＧＲ制御システム。
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