(57)【要約】【課題】高負荷時の大量ＥＧＲ条件下においても樹脂など金属以外の材料から形成される製吸気部品に対する熱害を抑制しつつ燃費向上効果を維持する。【解決手段】金属以外の材料から形成される吸気部品（２、３）を介して空気を燃焼室（５）に導入するようにしたエンジンにおいて、外部ＥＧＲ率または外部ＥＧＲガス量を調整可能な外部ＥＧＲ装置（２６）と、内部ＥＧＲ率または内部ＥＧＲガス量を調整可能な内部ＥＧＲ装置（２９）と、エンジン負荷状態に応じて前記外部ＥＧＲ率または外部ＥＧＲガス量と前記内部ＥＧＲ率または内部ＥＧＲガス量との分担割合を変化させ、高負荷になるほど前記外部ＥＧＲ率または外部ＥＧＲガス量の分担割合を減少させ、前記内部ＥＧＲ率または内部ＥＧＲガス量の分担割合を増加させる分担割合制御手段（３１）とを備える。【選択図】        図１
2004218500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂から形成される吸気部品を介して空気を燃焼室に導入するようにしたエンジンにおいて、
外部ＥＧＲ率または外部ＥＧＲガス量を調整可能な外部ＥＧＲ装置と、
内部ＥＧＲ率または内部ＥＧＲガス量を調整可能な内部ＥＧＲ装置と、
エンジン負荷状態に応じて前記外部ＥＧＲ率または外部ＥＧＲガス量と前記内部ＥＧＲ率または内部ＥＧＲガス量との分担割合を変化させ、高負荷になるほど前記外部ＥＧＲ率または外部ＥＧＲガス量の分担割合を減少させ、前記内部ＥＧＲ率または内部ＥＧＲガス量の分担割合を増加させる分担割合制御手段と
を備えることを特徴とするエンジンの排気還流制御装置。
【請求項２】
前記外部ＥＧＲガスと冷媒との間で熱交換を行わせて外部ＥＧＲガスを冷却する外部ＥＧＲガス冷却装置を備え、
前記高負荷になるほど前記外部ＥＧＲ率または外部ＥＧＲガス量の分担割合を減少させる際に、燃焼安定性が悪化しない流量まで前記外部ＥＧＲガス冷却装置に流す冷媒流量を低下させることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの排気還流制御装置。
【請求項３】
前記吸気部品に対する外部ＥＧＲガスによる熱履歴を推定する熱履歴推定手段を備え、
前記外部ＥＧＲ率または外部ＥＧＲガス量の分担割合を減少させ、前記内部ＥＧＲ率または内部ＥＧＲガス量の分担割合を増加させるのは、この推定した吸気部品に対する外部ＥＧＲガスによる熱履歴が耐熱性の限界によって定まるしきい値以上となったときであることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの排気還流制御装置。
【請求項４】
前記外部ＥＧＲガスと冷媒との間で熱交換を行わせて外部ＥＧＲガスを冷却する外部ＥＧＲガス冷却装置を備え、
前記推定した吸気部品に対する外部ＥＧＲガスによる熱履歴が耐熱性の限界によって定まるしきい値以上となる前に前記外部ＥＧＲガス冷却装置により外部ＥＧＲガスを冷却し、
前記外部ＥＧＲ率または外部ＥＧＲガス量の分担割合を減少させるときには燃焼安定性が悪化しない流量まで前記外部ＥＧＲガス冷却装置に流す冷媒流量を低下させることを特徴とする請求項３に記載のエンジンの排気還流制御装置。
【請求項５】
前記熱履歴は外部ＥＧＲガスからの前記吸気部品に対する受熱量であることを特徴とする請求項３に記載のエンジンの排気還流制御装置。
【請求項６】
前記受熱量をエンジンの負荷と回転速度及び吸入空気量に基づいて推定することを特徴とする請求項５に記載のエンジンの排気還流制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジン（内燃機関）の排気還流制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃焼室内の内部ＥＧＲガス量を制御する内部ＥＧＲガス量制御手段と、排気の一部を排気系から外部還流通路を通じて吸気系へ還流する外部ＥＧＲガス量を制御する外部ＥＧＲガス量制御手段と、外部ＥＧＲガスを冷却するための水冷式冷却器とを備え、
（１）エンジンの低負荷時には比較的高温の内部ＥＧＲガス量を増加させ、吸気行程でのシリンダ内の吸入負圧を低減してポンピングロスを低下し、また水冷式冷却器の働きを停止して吸入混合気温度を高温に保つことにより燃焼の安定性を確保し、
（２）高負荷時になると水冷式冷却器により冷却された外部ＥＧＲガス量を増加させることで燃焼温度を低下させ、ＮＯｘの低減、熱負荷の低減、ノッキング発生の抑制を行い、
これによって、低負荷時のポンピングロス低減と高負荷時の熱負荷低減とを両立させつつノッキング発生防止を図るものがある（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平４−１７５４４９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、吸気コレクタと吸気マニホールドとからなる吸気部品を、樹脂により形成したものが増えてきている。樹脂はアルミニウムに比べて熱伝導率が悪いため、アルミニウムより吸入空気の温度が上昇しにくくその分だけ充填効率がよくなることや重量が軽いというメリットがあるためである。
【０００５】
その一方で、外部ＥＧＲガスを導入したり燃焼室に内部ＥＧＲガスを残留させたりしてポンピングロスを低減することで燃費を向上することが行われているが、燃費を一段と向上させるため、より多くの外部ＥＧＲガスを導入することが要請されるようになってきている。
【０００６】
しかしながら、上記の樹脂製吸気部品を備えるエンジンを対象として外部ＥＧＲガス量を増やすときにはその樹脂製吸気部品が、特にエンジンの高負荷時において高温となる外部ＥＧＲガスに晒されて耐久性が低下する（熱害を受ける）。
【０００７】
熱害を受けないために樹脂製吸気部品に要求される部品耐熱上限温度は予めわかっているので、ＥＧＲクーラーによりエンジン高負荷時における高温の外部ＥＧＲガスをこの部品耐熱上限温度以下にまで冷却することが考えられるが、部品耐熱上限温度は樹脂では例えば１７０℃程度であり、エンジン高負荷時にこのような低い温度にまで外部ＥＧＲガスを冷却したのでは、エンジン高負荷時における燃焼安定性が悪化する。この燃焼安定性の悪化からの回復を図ろうと燃料増量を行ったのではＥＧＲによる燃費向上効果が低下する。
【０００８】
そこで本発明は、樹脂製吸気部品を介して空気を燃焼室に導入するようにしたエンジンを対象として、外部ＥＧＲ装置と内部ＥＧＲ装置とを用い、エンジン負荷状態に応じて外部ＥＧＲガス量（または外部ＥＧＲ率）と内部ＥＧＲガス量（または内部ＥＧＲ率）との分担割合を変化させ、高負荷になるほど内部ＥＧＲガス量の分担割合を増加させることにより、高負荷時の大量ＥＧＲ条件下においても樹脂製吸気部品に対する熱害を抑制しつつ燃費向上効果を維持することを目的とする。
【０００９】
これに対して、上記従来装置は、樹脂製吸気部品を備えるエンジンを対象とするものでなく、また高負荷時に、本発明と相違して外部ＥＧＲガス量を増加させると共に内部ＥＧＲガス量を減少させている。このように上記従来装置は、対象とするエンジンが異なり、かつ外部、内部のＥＧＲガス量の制御方向が逆になっているなど、本発明とは技術的思想が異なっている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、樹脂から形成される吸気部品を介して空気を燃焼室に導入するようにしたエンジンにおいて、外部ＥＧＲ率または外部ＥＧＲガス量を調整可能な外部ＥＧＲ装置と、内部ＥＧＲ率または内部ＥＧＲガス量を調整可能な内部ＥＧＲ装置と、エンジン負荷状態に応じて前記外部ＥＧＲ率または外部ＥＧＲガス量と前記内部ＥＧＲ率または内部ＥＧＲガス量との分担割合を変化させ、高負荷になるほど前記外部ＥＧＲ率または外部ＥＧＲガス量の分担割合を減少させ、前記内部ＥＧＲ率または内部ＥＧＲガス量の分担割合を増加させる分担割合制御手段とを備える。
【００１１】
また、前記外部ＥＧＲガスと冷媒との間で熱交換を行わせて外部ＥＧＲガスを冷却する外部ＥＧＲガス冷却装置を備え、前記高負荷になるほど前記外部ＥＧＲ率または外部ＥＧＲガス量の分担割合を減少させる際に、燃焼安定性が悪化しない流量まで前記外部ＥＧＲガス冷却装置に流す冷媒流量を低下させる。
【００１２】
【発明の効果】
高負荷時に従来より多い外部ＥＧＲガスを導入することによって、ポンピングロスの低下による一層の燃費向上効果が得られる一方で、高負荷時の高温の外部ＥＧＲガスにより金属以外の材料例えば樹脂から形成される吸気部品に対する熱害も大きくなるのであるが、本発明では、高負荷になるほど外部ＥＧＲ率（または外部ＥＧＲガス量）の分担割合を減らし、内部ＥＧＲ率（または内部ＥＧＲガス量）の分担割合を増やすので、樹脂製吸気部品に対する熱害を抑制でき、かつ外部ＥＧＲ率の低下によって燃費が悪くなる分は内部ＥＧＲ率の増加によって補われるため燃費向上効果も維持できる。
【００１３】
このようにして本発明によれば、高負荷時の大量ＥＧＲ条件下においても、樹脂製吸気部品に対する熱害を抑制しつつ格段の燃費向上効果を維持することができる。
【００１４】
また、高負荷になるほど外部ＥＧＲ率（または外部ＥＧＲガス量）の分担割合を減少させる際に、外部ＥＧＲガス冷却装置に流す冷媒流量が外部ＥＧＲ率の分担割合を減少させる前と同じであると、外部ＥＧＲガスの冷却が相対的に強くなり過ぎ、高負荷時における燃焼安定性を悪化させることになるが、本発明によれば高負荷になるほど外部ＥＧＲ率の分担割合を減少させる際に燃焼安定性が悪化しない流量まで外部ＥＧＲガス冷却装置に流す冷媒流量を低下させるので、燃焼安定性が損なわれることもない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
【００１６】
図１は、本発明のシステムを説明するための概略図である。
【００１７】
空気は吸気コレクタ２と吸気マニホールド３とからなる樹脂製の吸気部品を介して各気筒の燃焼室５に導入される。燃料は各気筒の吸気ポート４に配置された燃料インジェクタ２１より噴射供給される。空気中に噴射された燃料は気化しつつ空気と混合してガス（混合気）を作り燃焼室５に流入する。この混合気は吸気弁１５が閉じることで燃焼室５内に閉じこめられ、ピストン６の上昇によって圧縮される。
【００１８】
この圧縮混合気に対して高圧火花により点火を行うため、パワートランジスタ内蔵の点火コイルを各気筒に配した電子配電システムの点火装置１１を備える。点火装置１１は、バッテリからの電気エネルギーを蓄える点火コイル１３と、点火コイル１３の一次側への通電、遮断を行うパワートランジスタと、燃焼室５の天井に設けられる点火プラグ１４とからなっている。
【００１９】
燃費が最良となる点火時期が基本点火時期として定められており、エンジンコントローラ３１では運転条件（エンジンの負荷と回転速度）に応じて基本点火時期を演算し、実際のクランク角がこの点火時期に一致するとき、パワートランジスタ１３を介して点火プラグ１４の一次側電流を遮断することにより、点火時期を制御する。この点火時期は圧縮上死点より少し手前にあり、点火プラグ１４により火花が飛ばされ燃焼室５内の圧縮混合気に着火されると、火炎が広がりやがて爆発的に燃焼し、この燃焼によるガス圧がピストン６を押し下げる仕事を行う。この仕事はクランクシャフト７の回転力として取り出される。燃焼後のガス（排気）は排気弁１６が開いたとき排気通路８へと排出される。
【００２０】
排気通路８には三元触媒９を備える。三元触媒９は排気の空燃比が理論空燃比を中心とした狭い範囲（ウインドウ）にあるとき、排気に含まれるＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘといった有害三成分を同時に効率よく除去できる。空燃比は吸入空気量と燃料量の比であるので、エンジンの１サイクル（４サイクルエンジンではクランク角で７２０°区間）当たりに燃焼室５に導入される吸入空気量と、燃料インジェクタ２１からの燃料噴射量との比が理論空燃比となるように、エンジンコントローラ３１ではエアフローメータ３２からの吸入空気流量の信号とクランク角センサ（３３、３４）からの信号に基づいて燃料インジェクタ２１からの燃料噴射量を定めると共に、三元触媒９の上流に設けたＯ２センサ（図示しない）からの信号に基づいて空燃比をフィードバック制御している。
【００２１】
吸気コレクタ２の上流には吸気絞り弁２３がスロットルモータ２４により駆動される、いわゆる電子制御スロットル２２を備える。運転者が要求するトルクはアクセルペダル４１の踏み込み量（アクセル開度）に現れるので、エンジンコントローラ３１ではアクセルセンサ４２からの信号に基づいて目標トルクを定め、この目標トルクを実現するための目標空気量を定め、この目標空気量が得られるようにスロットルモータ２４を介して吸気絞り弁２３の開度を制御する。
【００２２】
主に燃費向上のためＥＧＲ装置（外部ＥＧＲ装置）を備える。ＥＧＲ装置は、排気通路８と吸気マニホールド３を連通するＥＧＲ通路２５と、このＥＧＲ通路２５を介して吸気マニホールド３へと流れる排気、つまり不活性ガス（外部ＥＧＲガス）の量（あるいは率）を調整し得るＥＧＲ弁２６と、このＥＧＲ弁２６を駆動するアクチュエータ２７（例えばステップモータ）とからなり、外部ＥＧＲガスが吸気マニホールド３に導入されると、ポンピングロスが減ってそのぶん燃費がよくなる。
【００２３】
また、燃焼室５内に不活性ガス（内部ＥＧＲガス）を残留させるため、作動角一定のまま吸気弁用カムの位相を連続的に制御し得る吸気バルブタイミングコントロール機構（以下、「ＶＴＣ機構」という。）２９（内部ＥＧＲ装置）を備える。すなわち、吸気弁用カムシャフト２８及びクランクシャフト７の各前部にはそれぞれカムスプロケット、クランクスプロケットが取り付けられ、これらスプロケットにタイミングチェーン（図示しない）を掛け回すことで、吸気弁用カムシャフト２８がエンジンのクランクシャフト７により駆動されるのであるが、このカムスプロケットと吸気弁用カムシャフト２８との間にＶＴＣ機構２９を備えている。このＶＴＣ機構２９では、ＶＴＣ機構アクチュエータに信号を与えないとき、吸気弁用カムシャフト２８が最遅角位置にあり、ＶＴＣ機構アクチュエータに与える制御量を増やすほどカムスプロケットに対して吸気弁用カムシャフト２８が進角側に回転するようになっている。この吸気弁用カムシャフト２８の回転角を以下「カム位相」という。
【００２４】
このカム位相つまり吸気弁１５の開閉時期を変えると燃焼室５に残留する内部ＥＧＲガスの量が変化する。燃焼室５内の内部ＥＧＲガス量が増えるほどポンピングロスが減って燃費がよくなる。
【００２５】
上記のＥＧＲ弁２７とこのＶＴＣ機構２９とは燃焼室５内に不活性ガスを導入するという意味では等価な働きをしている。両者により実現されるＥＧＲ率を区別するため、ＥＧＲ弁２７により実現されるＥＧＲ率を「外部ＥＧＲ率」、ＶＴＣ機構２９により実現されるＥＧＲ率を「内部ＥＧＲ率」という。
【００２６】
ＥＧＲ通路２５にはＥＧＲクーラー５５（外部ＥＧＲガス冷却装置）を備える。これは、外部ＥＧＲガスを冷却するためのものである。ＥＧＲクーラー５５は、内管と外管からなる２重構造をしており、内管を外部ＥＧＲガスが、外管をエンジン冷却水（冷媒）が流れる。図１には冷却水流路の一部しか示していないが、全体の冷却水流路は図２に示したようになっており、エンジン１（ウォータジャケット）への主流路５３をバイパスする流路５４にＥＧＲクーラー５５が介装されている。５１はエンジンで暖められた冷却水を冷却するラジエータ、５２はラジエータ５１により冷やされた冷却水をエンジンに向け圧送するウォータポンプである。
【００２７】
また、バイパス通路５４にはＥＧＲクーラー５５を流れる冷却水流量を調整するための流量制御弁５６を備える。
【００２８】
さて、燃費を格段に向上させるため、より多くの外部ＥＧＲガスを導入することが要請されるようになってきている。
【００２９】
しかしながら、樹脂製吸気部品を備えるエンジンを対象として外部ＥＧＲガス量を増やすときには樹脂製吸気部品に対する熱害を考慮する必要がある。
【００３０】
そこで、外部ＥＧＲガスを導入するＥＧＲ領域と樹脂製吸気部品に対する熱害との関係を調べてみると、図３に示したように運転領域を概ね４つに分割することができ、各領域における樹脂製吸気部品に対する熱害は次のようになることがわかった。なお、本発明では、外部ＥＧＲガスを導入するＥＧＲ領域が従来装置より拡大し、かつ各領域での外部ＥＧＲ率も従来装置より大きくなっている。
【００３１】
領域Ｒ１：樹脂製吸気部品に対する熱害が問題とならない領域。
【００３２】
領域Ｒ２：樹脂製吸気部品に対する熱害を招く可能性のある領域（短時間での溶損発生はないが、熱疲労の蓄積により溶損が発生する領域）。
【００３３】
領域Ｒ３：樹脂製吸気部品に対する熱害を招く領域（短時間での溶損が発生する領域）。
【００３４】
領域Ｒ４：外部ＥＧＲガスを導入しないため樹脂製吸気部品に対する熱害が問題とならない領域。
【００３５】
すなわち、領域Ｒ１は低中負荷域かつ低中回転速度域で、外部ＥＧＲ率を最も大きくしている。これに対して残りの領域Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４はいずれも高負荷域かつ高回転速度域で、この領域を低負荷側かつ低回転側よりＲ２、Ｒ３、Ｒ４の３つに分けている。領域Ｒ４では外部ＥＧＲガスを導入しない、つまり外部ＥＧＲ率＝０であるので、残り２つの領域Ｒ３、Ｒ２についてこの順に外部ＥＧＲ率を大きくしている。
【００３６】
一方、排気温度は領域Ｒ１において最も低く、高負荷側の領域Ｒ２、Ｒ３において高くなる（例えば領域Ｒ１ではほぼ１３０℃未満、領域Ｒ２では１３０℃以上１７０℃未満、領域Ｒ３では１７０℃以上である）。領域Ｒ２、Ｒ３では外部ＥＧＲガスが高温となるので、ＥＧＲクーラー５５により外部ＥＧＲガスをある程度は冷却するものの、それでも領域Ｒ３では短時間で樹脂製吸気部品に溶損が発生し、領域Ｒ２では短時間での溶損発生はないが、熱疲労の蓄積により溶損が発生する。
【００３７】
そこでエンジンコントローラ３１では、一段の燃費向上を狙い広い領域にわたって大量の外部ＥＧＲ率が達成できるようにエンジンの負荷と回転速度に応じて外部ＥＧＲ率基本値Ｐｅｇｒ０を定めておき、この外部ＥＧＲ率基本値Ｐｅｇｒ０に基づいてＥＧＲ弁開度を算出し、このＥＧＲ弁開度となるようにＥＧＲ弁アクチュエータ２７を制御すると共に、運転条件が領域Ｒ２またはＲ３にあるか否かを判定し、運転条件が領域Ｒ２またはＲ３にあるときには、領域Ｒ２、Ｒ３毎に樹脂製吸気部品の外部ＥＧＲガスからの受熱量Ｓｍｈｅａｔをエンジンの負荷と回転速度及び吸入空気流量に基づいて算出（推定）し、その受熱量Ｓｍｈｅａｔが、予め定めている部品耐熱要求クライテリアＸ以上となったとき、外部ＥＧＲ率の分担割合を減少させかつ内部ＥＧＲ率の分担割合を増加させる。すなわち、外部ＥＧＲ率を減らすと共に、この外部ＥＧＲ率の減少分を内部ＥＧＲ率の増加で補い、トータルで燃費向上効果が変わらないようにする。
【００３８】
これら外部ＥＧＲ率、内部ＥＧＲ率の分担割合の可変制御をさらに図４、図５を参照しながら説明すると、図４は領域Ｒ２での、図５は領域Ｒ３での定常運転状態での変化をモデル的に示す波形図である。
【００３９】
図４において、領域Ｒ２では外部ＥＧＲ率基本値Ｐｅｇｒ０に従う流量の高温（例えば１３０℃〜１７０℃）の外部ＥＧＲガスが樹脂製吸気部品に導入されるので、領域Ｒ２での運転が継続すると樹脂製吸気部品の受熱量Ｓｍｈｅａｔが増えてゆき、やがてｔ１で部品耐熱要求クライテリアＸに達する（図４第１段目参照）。このときには、外部ＥＧＲ率を基本値Ｐｅｇｒ０より目標減量後外部ＥＧＲ率Ｐ´ｅｇｒ２へと下げるため（図４第２段目参照）、基本値Ｐｅｇｒ０に対するＥＧＲ弁開度の値より、目標減量後外部ＥＧＲ率Ｐ´ｅｇｒ２に対するＥＧＲ弁開度の値へとＥＧＲ弁開度を小さくする（図４第３段目参照）。これにより、実際の外部ＥＧＲ率は所定の傾きをもって小さくなり、ｔ２において目標減量後外部ＥＧＲ率Ｐ´ｅｇｒ２に追いつく。ｔ１よりｔ２の期間は移行期間である。これは、ＥＧＲ弁アクチュエータ２７には応答遅れがあり、ＥＧＲ弁アクチュエータ２７の最高速度以上でＥＧＲ弁２６を閉じることができないためである。
【００４０】
また、外部ＥＧＲ率をｔ１より低下させたことに対応してＥＧＲクーラー５５の冷却水流量を減少させる（図４第４段目参照）。これは、冷却水流量を減少させないとＥＧＲクーラー５５による冷却量が大きくなり過ぎ、高負荷領域である領域Ｒ２での燃焼安定性を悪化させてしまうので、これを避けるためである。従って、冷却水流量の流量低下代Ｑｅｇｒｃ２は領域Ｒ２での燃焼安定性の悪化を招かない流量までに制限する。
【００４１】
一方、ｔ１の前後で同じ良好な燃費向上効果が維持されるようにｔ１より内部ＥＧＲ率を目標内部ＥＧＲ率Ｐｉｅｇｒに向かって所定の傾きで増加させ、ｔ２で目標内部ＥＧＲ率Ｐｉｅｇｒと一致させるため（図４第５段目参照）、最遅角位置より目標内部ＥＧＲ率Ｐｉｅｇｒ２に対するカム位相の値へとカム位相を所定の傾きで進角し、ｔ２で目標内部ＥＧＲ率Ｐｉｅｇｒに対するカム位相の値と一致させる（図４第６段目参照）。
【００４２】
このようにして外部ＥＧＲ率を減少させ、代わりに内部ＥＧＲ率を増加させることで、図４最下段のように、１３０〜１７０℃あった外部ＥＧＲガス温度がｔ１より低下してｔ２では１３０℃未満の状態となり、これにより樹脂製吸気部品に熱疲労が発生することを回避できる。
【００４３】
次に図５に移ると、全体的には図４と同様である。従って、ここでは図４との違いを主に述べると、領域Ｒ３では外部ＥＧＲガス温度が領域Ｒ２のときより高いため（例えば１７０℃以上）、受熱量Ｓｍｈｅａｔの傾きが領域Ｒ２のときより急であり（図５最上段参照）、そのぶん部品耐熱要求クライテリアＸに達するまでの時間が短い。また、領域Ｒ３での目標内部ＥＧＲ率Ｐｉｅｇｒ３のほうが、領域Ｒ２での目標内部ＥＧＲ率Ｐｉｅｇｒ２より大きい（図５第５段目参照）。
【００４４】
領域Ｒ３でも領域Ｒ２と同様に、外部ＥＧＲ率を減少させ、代わりに内部ＥＧＲ率を増加させることで、図５最下段のように１７０℃を超えていた外部ＥＧＲガス温度が、ｔ３より低下してｔ４ではほぼ１３０℃程度となり、これにより樹脂製吸気部品に溶損が発生することを回避できる。
【００４５】
なお、領域Ｒ２、Ｒ３で高温の外部ＥＧＲガスを樹脂製吸気部品に導入することにより樹脂製吸気部品が熱害を受けるのであれば、最初から外部ＥＧＲガスの導入に頼らず内部ＥＧＲガスの導入のみを行うことが考えられる。しかしながら、このときには領域Ｒ１で内部ＥＧＲ率を最も大きくするため吸排気のオーバーラップ量を大きくしなければならないが、もともと低温状態にある領域Ｒ１でこのようにオーバーラップ量を大きくしたのでは、安定した燃焼を得ることができない。従って、まずは外部ＥＧＲガスを導入し、熱疲労や溶損の事態を招く可能性が生じる領域Ｒ２、Ｒ３で外部ＥＧＲ率を減らし、内部ＥＧＲ率を増やすのが好ましいといえる。
【００４６】
エンジンコントローラ３１で実行されるこの外部ＥＧＲ率、内部ＥＧＲ率の分担割合の可変制御を以下に示すフローチャートにより詳述する。
【００４７】
図６は外部ＥＧＲガス流量の減量を指示するフラグ（以下単に「減量フラグ」という。）を設定するためのもので、一定時間毎（例えば１０ｍｓｅｃ毎）に実行する。
【００４８】
ステップ１ではクランク角センサ３３、３４により検出されるエンジン回転速度Ｎｅ、基本噴射パルス幅Ｔｐ、エアフローメータ３２により検出される吸入空気流量ＱＡを読み込む。ここで、Ｔｐは燃料噴射量の演算フローにおいて算出されている値で、エンジン負荷相当量である。
【００４９】
ステップ２では運転条件（Ｎｅ、Ｔｐ）が図３に示す領域Ｒ２またはＲ３にあるか否かをみる。運転条件が領域Ｒ２またはＲ３になれけばそのまま今回の処理を終了する。
【００５０】
運転条件が領域Ｒ２またはＲ３にあるときにはステップ３に進んで減量フラグをみる。この減量フラグはエンジン始動時にゼロに初期設定されているので、ステップ４に進み樹脂製吸気部品の外部ＥＧＲガスからの受熱量を算出する。この樹脂製吸気部品の外部ＥＧＲガスからの受熱量の算出については図７のフローにより説明する。
【００５１】
図７において、ステップ１１では外部ＥＧＲ率基本値Ｐｅｇｒ０を決定する。例えばエンジン回転速度Ｎｅと基本噴射パルス幅Ｔｐとから図８の特性を内容とするマップを検索することにより外部ＥＧＲ率基本値Ｐｅｇｒ０を演算する。前述したように従来より外部ＥＧＲガスを導入する領域は拡大し、かつ外部ＥＧＲ率基本値の値も従来より大きくなっている。
【００５２】
ステップ１２ではこの外部ＥＧＲ率基本値Ｐｅｇｒ０と吸入空気流量ＱＡとから、
Ｑｅｇｒ＝ＱＡ×Ｐｅｇｒ０…（１）
の式により外部ＥＧＲガス流量Ｑｅｇｒを算出する。
【００５３】
ステップ１３では排気温度Ｔｅｘｈを決定する。例えばエンジン回転速度Ｎｅと基本噴射パルス幅Ｔｐとから図９の特性を内容とするマップを検索することにより排気温度Ｔｅｘｈを演算する。
【００５４】
ステップ１４では、ＥＧＲクーラー５５に流す冷却水流量基本値Ｑｃｏｏｌ０を決定する。例えばエンジン回転速度Ｎｅと基本噴射パルス幅Ｔｐとから図１０の特性を内容とするマップを検索することによりＥＧＲクーラー５５に流す冷却水流量基本値Ｑｃｏｏｌ０を演算する。
【００５５】
ステップ１５では、ＥＧＲクーラー５５による外部ＥＧＲガスの温度低下代Ｔｅｇｒｃを、冷却水流量基本値Ｑｃｏｏｌ０と外部ＥＧＲ率基本値Ｐｅｇｒ０とに基づいて決定する。例えば、Ｑｃｏｏｌ０とＰｅｇｒ０とから図１１の特性を内容とするマップを検索することによりＥＧＲクーラー５５による外部ＥＧＲガスの温度低下代Ｔｅｇｒｃを演算する。図１１のように冷却水流量が同じであれば、外部ＥＧＲ率が大きいほど温度低下代は小さく、外部ＥＧＲ率が同じであれば冷却水流量が多いほど大きい。
【００５６】
ステップ１６では、排気温度Ｔｅｘｈとこの温度低下代Ｔｅｇｒｃを用いて、
Ｔｅｇｒ＝Ｔｅｘｈ−Ｔｅｇｒｃ…（２）
の式により樹脂製吸気部品に導入される外部ＥＧＲガスの温度Ｔｅｇｒを算出する。
【００５７】
ステップ１７では、このＥＧＲガス温度ＴｅｇｒをＥＧＲガス流量Ｑｅｇｒに乗算した値を樹脂製吸気部品の所定時間当たりの受熱量Ｓｅｇｒとして計算する。
【００５８】
ステップ１８では、この所定時間当たりの受熱量Ｓｅｇｒを積算することによて、つまり
Ｓｍｈｅａｔ＝Ｓｅｇｒ＋Ｓｍｈｅａｔ（−１）…（３）
ただし、Ｓｍｈｅａｔ（−１）：Ｓｍｈｅａｔの前回値、
の式により領域Ｒ２あるいは領域Ｒ３になってからの樹脂製吸気部品の受熱量Ｓｈｅａｔを算出する。なお、（３）式右辺のＳｍｈｅａｔ（−１）の初期値としては、エンジンの始動時または領域Ｒ２またはＲ３に入った直後にゼロを入れておく。
【００５９】
ステップ１９では次回の演算に備えて、今回値であるＳｍｈｅａｔの値を前回値であるＳｍｈｅａｔ（−１）に移す。
【００６０】
このようにして樹脂製吸気部品の受熱量Ｓｍｈｅａｔを求めたら図６に戻り、ステップ５でこの樹脂製吸気部品の受熱量Ｓｍｈｅａｔとしきい値Ｘを比較する。しきい値Ｘは図４、図５の最上段に示した部品耐熱要求クライテリアである。受熱量Ｓｍｈｅａｔがしきい値Ｘ未満であればそのまま今回の処理を終了する。受熱量Ｓｍｈｅａｔがしきい値Ｘ以上になると、ステップ６に進んで減量フラグ＝１とする。
【００６１】
図１２、図１３は外部ＥＧＲ率を決定するためのもので、一定時間毎（例えば１０ｍｓｅｃ毎）に実行する。
【００６２】
ステップ２１では図７のステップ１１と同様にして外部ＥＧＲ率基本値Ｐｅｇｒ０を決定する。ステップ２２では減量フラグをみる。減量フラグ＝０であるときにはステップ２３に進んで外部ＥＧＲ率基本値Ｐｅｇｒ０をそのまま外部ＥＧＲ率Ｐｅｇｒに入れる。
【００６３】
減量フラグ＝１であるときにはステップ２４に進み運転条件が領域Ｒ２とＲ３のいずれにあるのかを判定する。運転条件が領域Ｒ２にあるときにはステップ２５〜３４に、また領域Ｒ３にあるときには図１３のステップ３５〜４４に進む。各領域における処理は同様であるので、領域Ｒ２での処理を主に説明する。
【００６４】
ステップ２５では移行済フラグ２（ゼロに初期設定）をみる。ここでは移行済フラグ２＝０であるとして話を進めると、このときにはステップ２６に進み減量フラグ＝１となって初めてか否かをみる。減量フラグ＝１となって初めてであるときにはステップ２７、２８に進んで移行処理のための初期設定を行う。すなわち、ステップ２７では樹脂製吸気部品の熱的損傷に対して問題ない温度と燃焼安定性の確保が可能な温度との要求から定まる目標減量後外部ＥＧＲ率Ｐ´ｅｇｒ２を決定する。例えば外部ＥＧＲ率基本値Ｐｅｇｒ０から図１４の特性を内容とするテーブルを検索することにより目標減量後外部ＥＧＲ率Ｐ´ｅｇｒ２を演算する。図１４において一点鎖線はＰ´ｅｇｒ２＝Ｐｅｇｒ０の直線である。ここでは、外部ＥＧＲ率の減量後にはＰｅｇｒ０より小さくしたいのであるから、Ｐ´ｅｇｒ２の特性を表す直線の傾きは、一点鎖線の傾きより小さくなる（図１４実線参照）。
【００６５】
ステップ２８では外部ＥＧＲ率基本値Ｐｅｇｒ０をメモリである「ＰｅｇｒＴＲ（−１）」に入れる。ここでは、外部ＥＧＲ率を減量前の値である基本値Ｐｅｇｒ０より減量後の値であるＰ´ｅｇｒ２へと所定の傾きをもって移行させるが、ＰｅｇｒＴＲはこの移行中の外部ＥＧＲ率を表し、「ＰｅｇｒＴＲ（−１）」はその前回値を表す。
【００６６】
ステップ２９では、次式により移行中の外部ＥＧＲ率ＰｅｇｒＴＲを算出し、ステップ３０でこれと目標減量後外部ＥＧＲ率Ｐ´ｅｇｒ２とを比較する。
【００６７】
ＰｅｇｒＴＲ＝ＰｅｇｒＴＲ（−１）−Ｄｅｇｒ２…（４）
ただし、ＰｅｇｒＴＲ（−１）：ＰｅｇｒＴＲの前回値、
Ｄｅｇｒ２：移行速度を定める所定値（一定値）、
ここで、（４）式は、ＰｅｇｒＴＲを演算周期当たり所定値Ｄｅｇｒ２ずつ漸減する式である。所定値Ｄｅｇｒ２はＥＧＲ弁アクチュエータの駆動速度に応じて定める。
【００６８】
移行中の外部ＥＧＲ率を表すＰｅｇｒＴＲが目標減量後外部ＥＧＲ率Ｐ´ｅｇｒ２に到達していないときにはステップ３１に進んでＰｅｇｒＴＲを外部ＥＧＲ率Ｐｅｇｒに入れる。移行中の外部ＥＧＲ率を表すＰｅｇｒＴＲが目標減量後外部ＥＧＲ率Ｐ´ｅｇｒ２に到達していないときにステップ２９を繰り返すと、やがてＰｅｇｒＴＲが所定値Ｄｅｇｒ２ずつ小さくなって目標減量後外部ＥＧＲ率Ｐ´ｅｇｒ２に到達する。このときにはステップ３０よりステップ３２に進んで移行済フラグ２＝１とすると共に、ステップ３３で目標減量後外部ＥＧＲ率Ｐ´ｅｇｒ２を外部ＥＧＲ率Ｐｅｇｒに入れる。
【００６９】
移行済フラグ２＝１としたことにより、次回からはステップ２５よりステップ３４に進み、目標減量後外部ＥＧＲ率Ｐ´ｅｇｒ２を外部ＥＧＲ率Ｐｅｇｒに入れる。ステップ３４は移行後の処理である。
【００７０】
領域Ｒ３での処理である図１３のステップ３５〜４４は領域Ｒ２での処理である図１２のステップ２５〜３４と同様である。すなわち、ステップ３５〜４４における「２」を「３」に置き換えてやれば、領域Ｒ３での処理であるステップ３５〜４４の操作が得られる。なお、ステップ３７では外部ＥＧＲ率基本値Ｐｅｇｒ０から図１４破線の特性を内容とするテーブルを検索することにより、樹脂製吸気部品の熱的損傷に対して問題ない温度と燃焼安定性の確保が可能な温度との要求から定まる領域Ｒ３での目標減量後外部ＥＧＲ率Ｐ´ｅｇｒ３を演算する。領域Ｒ３での目標減量後外部ＥＧＲ率Ｐ´ｅｇｒ３は領域Ｒ２での目標減量後外部ＥＧＲ率Ｐ´ｅｇｒ２より傾きが小さい。
【００７１】
このようにして決定された外部ＥＧＲ率Ｐｅｇｒに基づいて外部ＥＧＲガス流量（Ｐｅｇｒ×ＱＡ）が算出され、この外部ＥＧＲガス流量よりＥＧＲ弁開度が算出され、このＥＧＲ弁開度が達成されるようにＥＧＲ弁アクチュエータ２７が制御される。
【００７２】
図１５は目標内部ＥＧＲ率及び目標カム位相を決定するためのもので、一定時間毎（例えば１０ｍｓｅｃ毎）に実行する。
【００７３】
ステップ５１では減量フラグをみる。減量フラグ＝０であるときにはステップ５２に進んで目標内部ＥＧＲ率Ｐｉｅｇｒ＝０とし、ステップ５３では目標カム位相θｅｇｒ＝０とする。このとき、ＶＴＣ機構２９は最遅角位置にある。
【００７４】
減量フラグ＝１であるときにはステップ５１よりステップ５４に進んで運転条件が領域Ｒ２またはＲ３のいずれにあるか否かをみる。運転条件が領域Ｒ２にあるときにはステップ５５〜５７、６２に、運転条件が領域Ｒ３にあるときにはステップ５９〜６１、６２に進む。
【００７５】
各領域における処理は同様であるので、ここでも領域Ｒ２での処理を主に説明する。
【００７６】
ステップ５５では外部ＥＧＲ率Ｐｅｇｒ（図１２、図１３により決定されている）を読み込み、ステップ５６でこの外部ＥＧＲ率Ｐｅｇｒに基づいて領域Ｒ２での目標内部ＥＧＲ率をＰｉｅｇｒ２を決定する。例えば、外部ＥＧＲ率Ｐｅｇｒから図１６の特性を内容とするテーブルを検索することにより領域Ｒ２での目標内部ＥＧＲ率Ｐｉｅｇｒ２を演算する。
【００７７】
図１６に示したように、目標内部ＥＧＲ率Ｐｉｅｇｒ２は外部ＥＧＲ率Ｐｅｇｒが小さくなるほど大きくなる値である。減量フラグ＝１であるときの外部ＥＧＲ率Ｐｅｇｒは図１２、図１３で前述したように移行中はＰｅｇｒＴＲに等しく（図１２ステップ３０、３１参照）、移行後にはＰ´ｅｇｒ２になる（図１２ステップ３０、３３、ステップ２５、３４参照）。移行中の外部ＥＧＲ率を表すＰｅｇｒＴＲはＰｅｇｒ０よりＰ´ｅｇｒ２へと小さくなる（図１２ステップ２６〜２９参照）。従って、移行中の外部ＥＧＲ率を表すＰｅｇｒＴＲがＰｅｇｒ０よりＰ´ｅｇｒ２へと小さくなるとき、図１６によればこれに合わせて目標内部ＥＧＲ率Ｐｉｅｇｒ２が０より大きくなる。
【００７８】
ステップ５７では領域Ｒ２での目標内部ＥＧＲ率Ｐｉｅｇｒ２を目標内部ＥＧＲ率Ｐｉｅｇｒに入れる。
【００７９】
領域Ｒ３での処理であるステップ５９〜６１は領域Ｒ２での処理であるステップ５５〜５７と同様である。すなわち、ステップ５５〜５７における「２」を「３」に置き換えてやれば、ステップ５９〜６１の操作が得られる。なお、ステップ６０では外部ＥＧＲ率Ｐｅｇｒから図１６破線の特性を内容とするテーブルを検索することにより領域Ｒ３での目標内部ＥＧＲ率Ｐｉｅｇｒ３を演算する。同じ外部ＥＧＲ率Ｐｅｇｒに対して領域Ｒ３での目標内部ＥＧＲ率Ｐｉｅｇｒ３のほうが領域Ｒ２での目標内部ＥＧＲ率Ｐｉｅｇｒ２より値が大きい（図１６参照）。
【００８０】
ステップ６２では、このようにして求めた目標内部ＥＧＲ率Ｐｉｅｇｒに基づいてＶＴＣ機構２９の目標カム位相θｅｇｒを決定する。例えば、目標内部ＥＧＲ率Ｐｉｅｇｒから図１７の特性を内容とするテーブルを検索することによりＶＴＣ機構２９の目標カム位相θｅｇｒを演算する。
【００８１】
このようにして決定される目標カム位相θｅｇｒが得られるようにＶＴＣ機構アクチュエータが制御される。
【００８２】
図１８はＥＧＲクーラー５５の冷却水流量を決定するためのもので、一定時間毎（例えば１０ｍｓｅｃ毎）に実行する。
【００８３】
ステップ７１ではエンジン回転速度Ｎｅと基本噴射パルス幅Ｔｐを読み込み、ステップ７２でこれらに基づいてＥＧＲクーラー５５の冷却水流量基本値Ｑｃｏｏｌ０を決定する。例えばエンジン回転速度と基本噴射パルス幅Ｔｐとから図１０の特性を内容とするテーブルを検索することによりＥＧＲクーラー５５の冷却水流量基本値Ｑｃｏｏｌ０を演算する。
【００８４】
ステップ７３では減量フラグをみる。減量フラグ＝０であるときにはステップ７４に進んでこの基本値Ｑｃｏｏｌ０をそのままＥＧＲクーラー５５の冷却水流量Ｑｃｏｏｌに入れる。
【００８５】
減量フラグ＝１であるときにはステップ７３よりステップ７５に進んで運転条件が領域Ｒ２またはＲ３のいずれにあるか否かをみる。運転条件が領域Ｒ２にあるときにはステップ７６〜７８に、運転条件が領域Ｒ３にあるときにはステップ７９〜８１に進む。
【００８６】
各領域における処理は同様であるので、領域Ｒ２での処理を主に説明する。
【００８７】
ステップ７６で外部ＥＧＲ率Ｐｅｇｒ（図１２、図１３により決定している）を読み込み、ステップ７７でこの外部ＥＧＲ率Ｐｅｇｒに基づいて、領域Ｒ２における冷却水流量基本値Ｑｃｏｏｌ０からの流量低下代Ｑｅｇｒｃ２を決定し、ステップ７８において次式によりＥＧＲクーラー５５に流す冷却水流量Ｑｃｏｏｌを算出する。
【００８８】
Ｑｃｏｏｌ＝Ｑｃｏｏｌ０−Ｑｅｇｒｃ２…（５）
領域Ｒ２での流量低下代Ｑｅｇｒｃ２は、例えば外部ＥＧＲ率Ｐｅｇｒから図１９の特性を内容とするテーブルを検索することにより演算する。
【００８９】
図１９に示したように流量低下代Ｑｅｇｒｃ２は外部ＥＧＲ率Ｐｅｇｒが小さくなるほど小さくなる値である。この流量低下代は、減量フラグ＝１となったことより外部ＥＧＲ率を減らすときにＥＧＲクーラー５５に流す冷却水流量も減らすこととして、外部ＥＧＲガスを冷やしすぎないようにするためのものである。
【００９０】
減量フラグ＝１であるときの外部ＥＧＲ率Ｐｅｇｒは図１２、図１３で前述したように移行中はＰｅｇｒＴＲに等しく、移行後にはＰ´ｅｇｒ２になる。移行中の外部ＥＧＲ率を表すＰｅｇｒＴＲはＰｅｇｒ０よりＰ´ｅｇｒ２へと小さくなる。従って、移行中の外部ＥＧＲ率を表すＰｅｇｒＴＲがＰｅｇｒ０よりＰ´ｅｇｒ２へと小さくなるとき、図１９によればこれに合わせて流量低下代Ｑｅｇｒｃ２だけ冷却水流量が減る。
【００９１】
領域Ｒ３での処理であるステップ７９〜８１は領域Ｒ２での処理であるステップ７６〜７８と同様である。すなわち、ステップ７６〜７８における「２」を「３」に置き換えてやれば、ステップ７９〜８１の操作が得られる。なお、ステップ８０では外部ＥＧＲ率Ｐｅｇｒから図１９破線の特性を内容とするテーブルを検索することにより領域Ｒ３での流量低下代Ｑｅｇｒｃ３を演算する。同じ値の外部ＥＧＲ率Ｐｅｇｒに対して領域Ｒ３での流量低下代Ｑｅｇｒｃ３のほうが領域Ｒ２での流量低下代Ｑｅｇｒｃ２より小さい（図１９参照）。
【００９２】
このようにして決定される冷却水流量Ｑｃｏｏｌが流れるように流量制御弁５６が制御される。
【００９３】
なお、前述した上記のフローはかなり簡略化して示している。すなわち、領域Ｒ２に運転条件がある場合に減量フラグ＝１となったことより外部ＥＧＲ率を基本値Ｐｅｇｒ０より目標減量後外部ＥＧＲ率Ｐ´ｅｇｒ２へと変化させ、移行中の外部ＥＧＲ率を表すＰｅｇｒＴＲがこの目標減量後外部ＥＧＲ率Ｐ´ｅｇｒ２と一致したタイミングで減量フラグ＝０としているが、減量フラグ＝１となった後かつ減量フラグ＝０となる前に運転条件が領域Ｒ２より外れることも考えられる。しかしながら、この場合まで含んで上記のフローを作成してはいない。
【００９４】
また、領域Ｒ２で図４に示す制御が一度行われたら同じ領域Ｒ２にとどまる限り、２度目、３度目と図４に示す制御が繰り返し行われることはない。領域Ｒ２で図４に示す制御が一度行われた後に、運転条件が変化して領域Ｒ２を外れ、再び領域Ｒ２に戻ってきたときには、再び図４に示す制御が一度だけ行われる。
【００９５】
また、図４、図５には樹脂製吸気部品の受熱量が単純に増加する場合を示しているが、樹脂製吸気部品は外部ＥＧＲガスより熱を受領するだけでなく運転条件によっては外部ＥＧＲガスに対して熱を放出することがあるので、実際には樹脂製吸気部品の受熱量は増えたり減ったりする。この樹脂製吸気部品からの放熱量についても運転条件に応じて推定できるので、この場合を本発明から除くものではない。
【００９６】
ここで、本実施形態の作用を説明する。
【００９７】
領域Ｒ１では、ＥＧＲガス温度による樹脂製吸気部品への熱害が問題とならないため、ＥＧＲ弁２６を開いて外部ＥＧＲガスを樹脂製吸気部品へと導入している。その際、ＥＧＲクーラー５５は作動させずに燃焼安定性の要求から定まる外部ＥＧＲ率基本値Ｐｅｇｒ０まで外部ＥＧＲ率を増加させており、これにより燃費向上効果を最大限に引き出すことができる。
【００９８】
領域Ｒ２では、外部ＥＧＲガス温度が１３０〜１７０℃といった比較的高温となるために、長時間にわたり樹脂製吸気部品がこの温度の外部ＥＧＲガスに晒されると、樹脂製吸気部品の熱的損傷を招く恐れがある。この領域Ｒ２では、外部ＥＧＲガスを導入するが、エンジンコントローラ３１により求められた樹脂製吸気部品の受熱量Ｓｍｈｅａｔが、樹脂製吸気部品の熱的な要求から定まるしきい値Ｘに達したときに、外部ＥＧＲ率を、樹脂製吸気部品の熱的損傷に対して問題ない温度と燃焼安定性の確保が可能な温度との要求から定まるＥＧＲ率（Ｐ´ｅｇｒ２）となるまで減少させる。このとき、ＥＧＲクーラー５５の作動は、ガス温度の低下を招き、燃焼安定性を悪化させるため、冷却水流量は必要最小限に制御する。また、並行してＶＴＣ機構２９を制御し、吸排気弁のバルブオーバーラップ量を増加させ、内部ＥＧＲ率の分担割合を増加させることで、外部ＥＧＲ率が低下することによる燃費向上効果の低下を補うことができる。
【００９９】
領域Ｒ３での作用は領域Ｒ２での作用と同様である。すなわち、領域Ｒ３においては樹脂製吸気部品が１７０℃を超える高温のＥＧＲガスに晒されることで熱的損傷を招いてしまうため、領域Ｒ２と同様に、外部ＥＧＲ率を、樹脂製吸気部品の熱的損傷に対して問題ない温度と燃焼安定性の確保が可能な温度との要求から定まるＥＧＲ率（Ｐ´ｅｇｒ３）となるまで減少させる。このときにも、ＥＧＲクーラー５５の作動は、ガス温度の低下を招き、燃焼安定性を悪化させるため、冷却水流量は必要最小限に制御する。また、並行してＶＴＣ機構２９を制御し、バルブオーバーラップ量を増加させ、内部ＥＧＲ率の分担割合を領域Ｒ２に対してさらに増加させることで、外部ＥＧＲ率が低下することによる燃費効果の低下を補うことができる。
【０１００】
ここで、外部ＥＧＲ装置としてのＥＧＲ弁２６と、内部ＥＧＲ装置としてのＶＴＣ機構２９とを併用し、高負荷になるほど外部ＥＧＲ率の分担割を減少させ、内部ＥＧＲ率の分担割合を増加させる必要性について説明する。逆に言えば、ＥＧＲ弁２６とＥＧＲクーラー５５のみに頼ることは次の２つの懸案を生じさせる。
【０１０１】
一つ目の懸案は、高負荷時における高温の外部ＥＧＲガスを樹脂製吸気部品に導入するにしても、樹脂製吸気部品の耐熱性の要求から限界があることである。例えば１５０℃の外部ＥＧＲガスが直接に樹脂製の吸気コレクタ２に導入されると、外部ＥＧＲガスが直接あたる面が溶損を引き起こしてしまう。また、例えば１３０℃の外部ＥＧＲガスが導入されるときには、すぐに溶損が発生するには至らないが、長時間同じ領域で運転することで熱的な疲労が蓄積し、溶損が発生する恐れがある。
【０１０２】
もう一つの懸案は、外部ＥＧＲ装置を用いたときに、ＥＧＲクーラー５５の作動による外部ＥＧＲガスの冷却は、高負荷時においても燃焼速度を低下させ、燃焼安定性に対して悪影響が大きいことである。このとき、燃焼安定性の面から外部ＥＧＲ率に制限が課せられるため、結果的に外部ＥＧＲガスの導入による燃費効果を低下させてしまうことになる。
【０１０３】
これに対して、外部ＥＧＲ率の分担割合を減少し、内部ＥＧＲ率の分担割合を増加させることで、上述の二つの懸案を同時に解決することが可能となる。
【０１０４】
このように、本実施形態（請求項３、４に記載の発明）では、外部ＥＧＲガスを導入する領域を拡大すると共に、その領域での外部ＥＧＲ率（外部ＥＧＲ率基本値Ｐｅｇｒ０）をも大きくし、この外部ＥＧＲ率基本値Ｐｅｇｒ０が得られるようにＥＧＲ弁開度を制御することで、ＥＧＲによる格段の燃費向上効果を得る一方、外部ＥＧＲ率基本値Ｐｅｇｒ０と吸入空気流量ＱＡとから外部ＥＧＲガス流量Ｑｅｇｒを算出し、この外部ＥＧＲガス流量ＱｅｇｒとＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒとから樹脂製吸気部品の受熱量Ｓｍｈｅａｔを算出し、この樹脂製吸気部品の受熱量Ｓｍｈｅａｔがしきい値Ｘ以上となったときには外部ＥＧＲ率を減少させると共に内部ＥＧＲ率を増加させ、かつＥＧＲクーラーに流す冷却水流量を燃焼安定性が悪化しない流量まで低下させることで、樹脂製吸気部品に導入される外部ＥＧＲガスの温度が適正に保たれる。
【０１０５】
これにより樹脂製吸気部品の耐熱要求を満足しつつ燃焼安定性を確保し、かつＥＧＲによる燃費向上効果を維持することが可能となった。
【０１０６】
実施形態では金属以外の材料として樹脂の場合で説明したが、これに限らず、高温の外部ＥＧＲガスにより熱害を受ける材料であれば本発明の適用がある。
【０１０７】
実施形態では、外部ＥＧＲ率と内部ＥＧＲ率の分担割合を可変制御する場合で説明したが、外部ＥＧＲガス量と内部ＥＧＲガス量の分担割合を可変制御するようにしてもかまわない。
【０１０８】
実施形態に限らず、エンジン負荷状態に応じて外部ＥＧＲ率（または外部ＥＧＲガス量）と内部ＥＧＲ率（または内部ＥＧＲガス量）との分担割合を変化させ、高負荷になるほど外部ＥＧＲ率の分担割合を減少させ、内部ＥＧＲ率の分担割合を増加させるようにしてもかまわない（請求項１に記載の発明）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のシステム概略図。
【図２】冷却水流路図。
【図３】運転領域図。
【図４】領域Ｒ２での外部ＥＧＲ率及び内部ＥＧＲ率の変化を示す波形図。
【図５】領域Ｒ３での外部ＥＧＲ率及び内部ＥＧＲ率の変化を示す波形図。
【図６】減量フラグの設定を説明するためのフローチャート。
【図７】樹脂製吸気部品の受熱量の算出を説明するためのフローチャート。
【図８】外部ＥＧＲ率基本値の特性図。
【図９】排気温度の特性図。
【図１０】冷却水流量基本値の特性図。
【図１１】温度低下代の特性図。
【図１２】外部ＥＧＲ率の決定を説明するためのフローチャート。
【図１３】外部ＥＧＲ率の決定を説明するためのフローチャート。
【図１４】目標減量後外部ＥＧＲ率の特性図。
【図１５】目標内部ＥＧＲ率及び目標カム位相の決定を説明するためのフローチャート。
【図１６】目標内部ＥＧＲ率の特性図。
【図１７】目標カム位相の特性図。
【図１８】ＥＧＲクーラー冷却水流量の決定を説明するためのフローチャート。
【図１９】流量低下代の特性図。
【符号の説明】
２２  燃料インジェクタ
２５  ＥＧＲ通路
２６  ＥＧＲ弁（外部ＥＧＲ装置）
２９  ＶＴＣ機構（内部ＥＧＲ装置）
３１  エンジンコントローラ
５５  ＥＧＲクーラー（外部ＥＧＲガス冷却装置）
５６  流量制御弁
【図１】
2004218500.tif 000003
【図２】
2004218500.tif 000004
【図３】
2004218500.tif 000005
【図４】
2004218500.tif 000006
【図５】
2004218500.tif 000007
【図６】
2004218500.tif 000008
【図７】
2004218500.tif 000009
【図８】
2004218500.tif 000010
【図９】
2004218500.tif 000011
【図１０】
2004218500.tif 000012
【図１１】
2004218500.tif 000013
【図１２】
2004218500.tif 000014
【図１３】
2004218500.tif 000015
【図１４】
2004218500.tif 000016
【図１５】
2004218500.tif 000017
【図１６】
2004218500.tif 000018
【図１７】
2004218500.tif 000019
【図１８】
2004218500.tif 000020
【図１９】
2004218500.tif 000021