JP2018021454A - 内燃機関の排気還流システム - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の高負荷運転時に適切なタイミングおよび量で排気再循環ガスの導入を可能とする。
【解決手段】内燃機関２０から排出された排気ガスを車外に排出する排気通路ＬＡには、その流路面積を変更する第１の流路調整機構４０が設けられている。第１の流路調整機構４０より排気ガス流れ上流側の排気通路ＬＡからは、排気ガスを内燃機関２０の吸気通路ＬＤに還流する排気再循環通路ＬＢが分岐している。内燃機関２０の負荷が所定値以上の場合、第１の流路調整機構４０は、排気通路ＬＡの流路面積を制限し、内燃機関２０の下流側通路の圧力を上昇させる。上記所定値は、前記ノッキングの発生の有無に基づいて変更される。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の排気還流システムに関する。

従来、内燃機関から排出された排気ガスを吸気通路に還流して再度燃焼に用いることにより、車両の排気性能および燃費の向上を図る排気還流システムが開発されている。
例えば、下記特許文献１には、内燃機関に排気通路を流れる排気の一部を取り出して吸気通路に還流する排気再循環装置と、冷却水と排気通路から取り出された排気の一部との間で熱交換を行う熱交換器と、内燃機関の内部を通じて冷却水を循環させることで内燃機関の冷却を行う冷却装置とを備えており、熱交換器において排気の排熱で冷却水を昇温して内燃機関の暖機を図る技術が開示されている。

特開２０１１−４７３０５号公報

内燃機関の高負荷運転時は内燃機関の温度が高くなりノッキングが生じやすくなる。ノッキングの抑制には、通常よりも点火時期を遅らせる点火リタードや排気再循環ガスの導入が有効である。
しかしながら、従来の排気還流システムでは、内燃機関の負荷が高くなると吸気通路と排気通路との差圧が小さくなり、排気再循環ガスの導入量が減少する。このため、点火リタードによってノッキングの抑制を行うのが一般的であるが、点火リタードを行うと内燃機関のエネルギー効率が低下し出力が低減するという課題がある。
一方で、高負荷運転時にも排気再循環ガスの導入を可能とした場合であっても、排気再循環ガスを導入することでエンジン内に導入される空気量が減少し、内燃機関の出力が低下する恐れがある。そのため、排気再循環ガスの導入量や導入タイミングを適切に制御する必要がある。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、内燃機関の高負荷運転時に適切なタイミングおよび量で排気再循環ガスの導入を可能とすることにある。

上述の目的を達成するため、請求項１の発明にかかる内燃機関の排気還流システムは、内燃機関から排出された排気ガスを車外に排出する排気通路の流路面積を変更する第１の流路調整機構と、前記第１の流路調整機構より排気ガス流れ上流側の前記排気通路から分岐し前記排気ガスを前記内燃機関の吸気通路に還流する排気再循環通路と、前記内燃機関におけるノッキングの発生を検知するノッキング検知部と、を備え、前記第１の流路調整機構は、前記内燃機関の負荷が所定値以上の場合に前記排気通路の流路面積を制限し、前記所定値は、前記ノッキングの発生の有無に基づいて変更される、ことを特徴とする。
請求項２の発明にかかる内燃機関の排気還流システムは、前記負荷が前記所定値未満の際に前記ノッキングが発生した場合、前記所定値は、現在の前記負荷の値まで引き下げられる、ことを特徴とする。
請求項３の発明にかかる内燃機関の排気還流システムは、前記負荷と前記流路面積との対応関係を示す第１のマップに従って前記第１の流路調整機構による前記流路面積の制限状態を制御する流路制御部と、前記ノッキングの発生の有無に基づいて前記第１のマップを変更するマップ変更部と、を更に備え、前記所定値の変更は、前記マップ変更部が前記第１のマップの内容を変更することにより実施される、ことを特徴とする。
請求項４の発明にかかる内燃機関の排気還流システムは、前記マップ変更部は、前記第１のマップに従って前記第１の流路調整機構で前記流路面積を制限している際に、第１の所定時間以上継続して前記ノッキングが検知された場合は、現在の前記負荷に対応する前記流路面積を現在値より小さくするよう前記第１のマップを変更する、ことを特徴とする。
請求項５の発明にかかる内燃機関の排気還流システムは、前記マップ変更部は、前記第１のマップに従って前記第１の流路調整機構で前記流路面積を制限している際に、第２の所定時間以上継続して前記ノッキングが検知されない場合は、現在の前記負荷に対応する前記流路面積を現在値より大きくするよう前記第１のマップを変更する、ことを特徴とする。
請求項６の発明にかかる内燃機関の排気還流システムは、前記マップ変更部は、前記第１のマップ上の各負荷に対応する流路面積の最大値を、前記第１のマップの初期状態における流路面積値とする、ことを特徴とする。
請求項７の発明にかかる内燃機関の排気還流システムは、前記排気再循環通路内の圧力を検知する圧力検知部と、前記負荷と前記内燃機関の点火時期との対応関係を示す第２のマップに従って前記点火時期を制御する点火時期制御部と、を更に備え、前記マップ変更部は、前記圧力に基づいて更に前記第２のマップを変更し、前記第１のマップに従って前記第１の流路調整機構で前記流路面積を制限している際に、前記第１の所定時間以上継続して前記ノッキングが検知され、かつ前記圧力が第１の所定圧未満の場合には、現在の前記負荷に対応する前記流路面積を現在値より小さくするよう前記第１のマップを変更し、前記第１の所定時間以上継続して前記ノッキングが検知され、かつ前記圧力が前記第１の所定圧以上の場合には、現在の前記負荷に対応する前記点火時期を現在値より遅くするよう前記第２のマップを変更する、ことを特徴とする。
請求項８の発明にかかる内燃機関の排気還流システムは、前記マップ変更部は、前記第１のマップに従って前記第１の流路調整機構で前記流路面積を制限している際に、前記第２の所定時間以上継続して前記ノッキングが検知されず、かつ前記圧力が第２の所定圧以上の場合には、現在の前記負荷に対応する前記流路面積を現在値より大きくするよう前記第１のマップを変更し、前記第２の所定時間以上継続して前記ノッキングが検知されず、かつ前記圧力が前記第２の所定圧未満の場合には、現在の前記負荷に対応する前記点火時期を現在値より早くするよう前記第２のマップを変更する、ことを特徴とする。
請求項９の発明にかかる内燃機関の排気還流システムは、前記排気再循環通路から分岐し前記第１の流路調整機構より前記排気ガス流れ下流側の前記排気通路へと接続するバイパス通路の流路面積を変更する第２の流路調整機構を更に備え、前記負荷が前記所定値以上の場合、前記第２の流路調整機構は前記バイパス通路の流路面積を制限する、ことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、内燃機関の負荷が所定値以上の場合、排気通路の流路面積を制限し、内燃機関の下流側通路（排気ガス流れ下流側）の圧力を上昇させるので、下流側通路と吸気通路（内燃機関の上流側通路）との圧力差が大きくなり、排気再循環通路を介して吸気通路内に還流する排気ガス量が増大する。これにより、ノッキングが生じやすい内燃機関の高負荷運転時にも吸気通路への排気ガスの導入が可能となり、内燃機関のノッキングを回避し、点火リタードによる出力低下を防止する上で有利となる。また、ノッキングの発生の有無に基づいて負荷の所定値、すなわち排気再循環通路に排気ガスを強制的に導入するタイミングを変更するので、刻々と変化する内燃機関の運転状態を最適化する上で有利となる。
請求項２の発明によれば、内燃機関の負荷が所定値未満の際にノッキングが発生した場合に所定値を現在の負荷の値まで引き下げるので、排気ガスの強制導入の開始タイミングを最適化する上で有利となる。
請求項３の発明によれば、内燃機関の負荷と排気通路の流路面積との対応関係を示す第１のマップを有し、第１のマップの内容を変更することにより負荷の所定値を変更するので、例えば内燃機関の負荷をパラメータとした流路面積の算出式などを用いる場合と比較して迅速に流路面積を特定することができるとともに、内燃機関の負荷が種々の状態にある場合について１対１で流路面積を対応づけることができ、より適切に流路面積を制御する上で有利となる。
請求項４の発明によれば、高負荷時に所定時間以上継続してノッキングが検知された場合は、現在の負荷に対応する流路面積を現在値より小さくするので、排気再循環通路への排気ガスの導入量を増加させてノッキングを抑制する上で有利となる。
請求項５の発明によれば、高負荷時に所定時間以上継続してノッキングが検知されない場合は、現在の負荷に対応する流路面積を現在値より大きくするので、排気再循環通路への排気ガスの導入量を低減させて内燃機関の出力低下を抑制する上で有利となる。
請求項６の発明によれば、各負荷に対応する流路面積の最大値を、第１のマップの初期状態における流路面積値とするので、高負荷時にノッキングが検知されない状態が継続した場合であっても一定量の排気再循環ガスの導入は継続することができ、車両の燃費を向上させる上で有利となる。
請求項７および請求項８の発明によれば、高負荷時に所定時間以上継続してノッキングが検知された場合またはノッキングが検知されなかった場合に、実際の排気再循環通路への排気ガスの導入状況に合わせて、排気通路の流路面積を変更するか、内燃機関の点火時期を変更するかを判断するので、ノッキングを抑制しつつ、内燃機関の運転状態をより効率化する上で有利となる。
請求項９の発明によれば、バイパス通路の流路面積を制限することにより内燃機関の下流側通路の圧力を更に上昇させて、内燃機関の負荷が大きい高負荷運転時でも確実に排気ガスを再循環させる上で有利となる。

実施の形態にかかる排気還流システム１０の構成を示す説明図である。 ＥＣＵ５０の機能的構成を示す説明図である。 内燃機関２０の負荷が無〜極低負荷の場合の排気還流システム１０の状態を示す説明図である。 内燃機関２０の負荷が低〜中程度の場合の状態を示す説明図である。 内燃機関２０が高負荷の場合の状態を示す説明図である。 ＥＧＲバルブマップＭ３を模式的に示す説明図である。 第１バルブマップＭ１を模式的に示す説明図である。 第２バルブマップＭ２を模式的に示す説明図である。 点火時期マップＭ４を模式的に示す説明図である。 マップ変更部５０４による第２の所定値の変更を模式的に示す説明図である。 マップ変更部５０４によるマップ更新処理の手順を示すフローチャートである。

以下に添付図面を参照して、本発明にかかる内燃機関の排気還流システムの好適な実施の形態を詳細に説明する。
以下の説明において、「上流」、「下流」とは、それぞれ「排気ガス流れ上流」、「排気ガス流れ下流」を指す。
図１は、実施の形態にかかる排気還流システム１０の構成を示す説明図である。
内燃機関（エンジン）２０から排出された排気ガスは、排気通路ＬＡを通り車外へと排出される。排気通路ＬＡ上には、排気ガス中の有害成分を還元および酸化により浄化する触媒２２、排気通路ＬＡの流路面積を調整する第１の流路調整機構４０、排気ガスが外部へ排出される際に発生する音を低減するマフラー２４が設けられている。

排気通路ＬＡのうち、第１の流路調整機構４０より排気ガス流れ上流側の位置Ｐ１からは、排気ガスを内燃機関２０の吸気通路ＬＤに還流する排気再循環通路ＬＢが分岐している。本実施の形態では、排気再循環通路ＬＢを第１の流路調整機構４０の上流かつ触媒２２の下流としている。排気再循環通路ＬＢを通り内燃機関２０で再度燃焼に用いられる排気ガスは、排気再循環（ＥＧＲ：Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）ガスとなる。
内燃機関２０の吸気通路ＬＤに還流される排気ガス量は、排気再循環通路ＬＢの流路面積を変更するＥＧＲバルブ４２を用いて調整する。ＥＧＲバルブ４２は、排気再循環通路ＬＢのうち後述するバイパス通路ＬＣとの分岐位置Ｐ２より下流に設けられている。

排気再循環通路ＬＢ上には、高温の排気ガスを冷却する排気クーラ２６が設けられている。排気クーラ２６内には冷却液等の冷却媒体が循環し、この冷却媒体と排気ガスとが熱交換を行い、排気ガスを冷却する。
排気クーラ２６には、冷却媒体が循環する排気クーラ冷却路２８が接続されている。排気クーラ冷却路２８は、排気クーラ２６と内燃機関２０とをつなぎ、排気クーラ２６を経た冷却媒体と内燃機関２０との間の熱交換を可能とする。
排気クーラ冷却路２８内の冷却媒体を循環させ、積極的に排気との熱交換を行うために、ポンプ３０を設置してもよい。この場合、ポンプ３０は、少なくとも内燃機関２０の暖機中に稼働するものとする。

排気再循環通路ＬＢのうち排気クーラ２６の下流からは、排気クーラ２６で冷却された排気ガスを吸気通路ＬＤに還流せずに排気通路ＬＡへと排出するバイパス通路ＬＣが分岐している。すなわち、バイパス通路ＬＣは、排気クーラ２６の排気ガス流れ下流側かつ第２の流路調整機構４４の排気ガス流れ上流側の排気再循環通路ＬＢから分岐し、第１の流路調整機構４０より排気ガス流れ下流側の排気通路ＬＡへと接続する。本実施の形態では、バイパス通路ＬＣの他端は、排気通路ＬＡ上のマフラー２４よりも上流の位置Ｐ３に接続している。
また、バイパス通路ＬＣのうち排気再循環通路ＬＢとの分岐位置Ｐ２より下流には、バイパス通路ＬＣの流路面積を変更する第２の流路調整機構４４が設けられている。

また、排気再循環通路ＬＢには通路内の圧力を検出する圧力センサ１８が設けられている。
本実施の形態では、圧力センサ１８が排気再循環通路ＬＢのうち排気クーラ２６の下流に設けられているものとするが、圧力センサ１８の設置位置は、内燃機関２０、第１の流路調整機構４０、ＥＧＲバルブ４２および第２の流路調整機構４４で囲まれる領域Ｒ（図３の網掛け部）の圧力を検出できる箇所であればどこでもよい。例えば、圧力センサ１８を排気クーラ２６より下流で分岐位置Ｐ２より上流の排気再循環通路ＬＢに配置した場合は、排気クーラ２６で冷却された排気の圧力を検出するため排気ガスからの熱害を受けにくい。

内燃機関２０には、高負荷運転時等に発生するノッキングを検出するノックセンサ１９が取り付けられている。ノックセンサ１９は、内燃機関２０のノッキング振動を圧電素子等で検出する。ノックセンサ１９は後述するＥＣＵ５０に接続されており、ノックセンサ１９によりノッキングが検出された場合、ＥＣＵ５０は内燃機関２０での点火リタード等を行う。

また、内燃機関２０には、燃焼室周辺にウォータージャケットが設けられており、ウォータージャケット内を循環する冷却媒体と燃焼室との間で熱交換を行うことにより、燃焼による内燃機関２０の過熱を防止している。
前述した排気クーラ冷却路２８は内燃機関２０内のウォータージャケットと連通し、排気クーラ２６を経た冷却媒体をウォータージャケット内に導入する。このように、排気クーラ２６で熱交換された排気ガスの熱量を、冷却媒体を介して内燃機関２０に移送可能とすることによって、内燃機関２０の暖機を早期に完了することができる。
なお、排気クーラ冷却路２８には冷却媒体の温度を検出する温度センサ１６が設けられている。

また、ウォータージャケットにはエンジン冷却路３４も連通されている。エンジン冷却路３４は、内燃機関２０とラジエータ３２とをつなぎ、内燃機関２０から熱を奪い温度が上昇した冷却媒体はラジエータ３２で冷却され、内燃機関２０へと還流される。
エンジン冷却路３４には、ポンプ３６およびサーモスタット弁３８が設けられている。
ポンプ３６は、エンジン冷却路３４内の冷却媒体を循環させる。サーモスタット弁３８はラジエータ３２の上流に設けられており、冷却媒体が所定温度（例えば７０℃など）未満の場合、すなわち暖機中は閉となってラジエータ３２への冷却媒体の進入を阻止する。この場合、冷却媒体はラジエータバイパス路３４Ａを通り、冷却されずに循環する。
また、冷却媒体が所定温度以上の場合、すなわち暖機完了後にはサーモスタット弁３８は開となってラジエータ３２に冷却媒体を進入させる。この場合、冷却媒体はラジエータ３２で冷却され温度が低下する。
上述のようにエンジン冷却路３４および排気クーラ冷却路２８は共に内燃機関２０のウォータージャケットに連通しており、それぞれの冷却路を通った冷却媒体はウォータージャケット内で混合する。

第１の流路調整機構４０および第２の流路調整機構４４は、例えばバタフライ弁であり、弁棒Ｓを中心に弁体Ｄが０度から９０度の範囲で回転することによって、それぞれの調整対象通路の流路面積を調整する。
図１は、第１の流路調整機構４０および第２の流路調整機構４４がそれぞれの調整対象通路の流路面積を最小（流路面積＝ゼロ）、すなわち全閉にしている状態を図示している。この時、弁体Ｄの回転角度は０度である。また、弁体Ｄの回転角度が９０度になると、通路の流路面積は最大（流路面積≒配管断面積）、すなわち全開となる。

また、ＥＧＲバルブ４２は、例えば一般的なＥＧＲバルブの構造であるグローブバルブである。
ＥＧＲバルブ４２は、吸気通路ＬＤへの排気ガスの還流量（排気再循環ガス量）に基づいてその開度が制御される。
ＥＧＲバルブ４２が全閉になっている場合、排気再循環通路ＬＢの流路面積は最小（流路面積＝ゼロ）となり、ＥＧＲバルブ４２が全開になっている場合、排気再循環通路ＬＢの流路面積は最大（流路面積≒配管断面積）となる。

これら第１の流路調整機構４０、ＥＧＲバルブ４２および第２の流路調整機構４４は、内燃機関２０の運転状態を制御するＥＣＵ５０によってその開閉状態が制御されている。
図２は、ＥＣＵ５０の機能的構成を示す説明図である。
ＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）５０は、ＣＰＵ、制御プログラムなどを格納・記憶するＲＯＭ、制御プログラムの作動領域としてのＲＡＭ、各種データを書き換え可能に保持するＥＥＰＲＯＭ、周辺回路等とのインターフェースをとるインターフェース部などを含んで構成される。
ＥＣＵ５０には、ドライバのアクセル操作量を検知するアクセルペダルセンサ５２や車両各輪の回転速度を検知する車輪速センサ５４、上述した温度センサ１６および圧力センサ１８、ノックセンサ１９等の各種センサが接続されている。

また、ＥＣＵ５０には、第１の流路調整機構４０、ＥＧＲバルブ４２および第２の流路調整機構４４の開閉状態、すなわち排気通路ＬＡ、排気再循環通路ＬＢおよびバイパス通路ＬＣの流路面積を制御するためのマップ（第１バルブマップＭ１、第２バルブマップＭ２、ＥＧＲバルブマップＭ３）および内燃機関２０における点火時期を制御するための点火時期マップＭ４が記憶されている。
また、ＥＣＵ５０は、上記ＣＰＵが制御プログラムを実行することにより、流路制御部５０２、マップ変更部５０４、点火時期制御部５０６として機能する。
流路制御部５０２は、内燃機関２０の負荷と各通路の流路面積との対応関係を示すマップＭ１〜Ｍ３に従って、各流路調整機構（バルブ）による流路面積の制限状態を制御する。
マップ変更部５０４は、ノッキングの発生の有無に基づいて第１バルブマップ（第１のマップ）Ｍ１を変更する。また、マップ変更部５０４は、圧力センサ１８で検出された排気再循環通路ＬＢ内の圧力に基づいて、点火時期マップ（第２のマップ）Ｍ４を変更する。
点火時期制御部５０６は、点火時期マップＭ４に従って内燃機関２０の点火時期を制御する。

本実施の形態では、ＥＣＵ５０は、内燃機関２０の負荷に基づいて、以下のように各流路調整機構の開閉状態を制御する。
なお、以下の説明では、内燃機関２０の暖機は終了している（冷却媒体温度が所定温度以上である）ものとする。

＜排気再循環ガス非導入時（無〜極低負荷時）＞
図３は、排気再循環ガス導入がない場合の排気還流システム１０の状態を示す説明図である。
内燃機関の負荷がない、またはごく小さい（第１の所定値未満）場合、排気再循環ガスの導入は行わないため、ＥＣＵ５０はＥＧＲバルブ４２を全閉状態（開度０）とし、排気再循環通路ＬＢの流路面積を最小（ゼロ）にする。
また、ＥＣＵ５０は、第１の流路調整機構４０の開度を全開（開度６）より小さい所定開度（例えば開度３）とし、排気通路ＬＡの流路面積を制限する。これにより、排気ガスの一部が排気再循環通路ＬＢに導入される。
また、ＥＣＵ５０は、第２の流路調整機構４４の開度を全開（開度６）より小さい所定開度（例えば開度２）とし、バイパス通路ＬＣの流路面積を制限する。これにより、排気再循環通路ＬＢに導入された排気ガスの一部がＥＧＲバルブ４２の上流に排気再循環通路内に滞留する。
これにより、その後排気再循環ガスの導入が指示されてＥＧＲバルブ４２が開となった際に、ＥＧＲバルブ４２より下流の排気再循環通路ＬＢおよび吸気通路ＬＤ内に排気ガスを迅速に導入することができ、排気再循環ガス導入時における移送遅れを低減することができる。

なお、図３において、例えば第１の流路調整機構４０の開度≧第２の流路調整機構４４の開度とし、バイパス通路ＬＣの流路面積を排気通路ＬＡの流路面積以下とするのが好ましい。これは、第２の流路調整機構４４の開度が小さいほど、すなわちバイパス通路ＬＣの流路面積が小さいほどＥＧＲバルブ４２上流における排気ガスの圧力が高くなり、吸気通路ＬＤへの移送速度を高めることができるためである。
なお、この場合、圧力センサ１８で検出された領域Ｒ内の圧力が所定圧未満に維持されるよう、第２の流路調整機構４４の開度を適宜制御する。すなわち、圧力センサ１８で検出された領域Ｒ内の圧力が所定圧未満の場合には、第２の流路調整機構４４の開度を例えば開度２とし、領域Ｒ内の圧力が所定圧以上となった場合には、第２の流路調整機構４４の開度を例えば開度３に広げ、この結果領域Ｒ内の圧力が所定圧未満となった場合には再度開度２に戻す。

＜低〜中負荷時＞
図４は、内燃機関２０の負荷が低〜中程度の場合の状態を示す説明図である。
内燃機関２０の負荷が低〜中程度（第１の所定値以上第２の所定値未満）の場合、ＥＣＵ５０は、第１の流路調整機構４０の開度を図３（排気再循環ガス非導入時）よりもさらに大きくし、例えば全開状態とする。また、第２の流路調整機構４４の開度は全閉状態とし、バイパス通路ＬＣを介した排気ガスの排気通路ＬＡへの還流を行わないようにする。
内燃機関２０の負荷が低〜中程度の場合には、内燃機関２０の上流にあるスロットルが絞られて吸気通路ＬＤに負圧が発生するため、排気通路ＬＡと吸気通路ＬＤとの差圧により排気ガスが排気再循環通路ＬＢ内に引き込まれる。
ＥＣＵ５０は上述したＥＧＲバルブマップＭ３に基づいてＥＧＲバルブ４２の開度を変更し、吸気通路ＬＤへの排気ガスの導入量を制御する。
すなわち、図４に示した状態は一般的な排気再循環システムと同様の状態である。

＜高負荷時＞
図５は、内燃機関２０が高負荷の場合の排気還流システム１０の状態を示す説明図である。
内燃機関２０の負荷が高い（第２の所定値以上）場合、ＥＣＵ５０は、第１の流路調整機構４０の開度を図４（低〜中負荷時）よりも小さくして排気通路ＬＡの流路面積を制限し、排気ガスの一部を積極的に排気再循環通路ＬＢに導入させる。また、第２の流路調整機構４４の開度は図４（低〜中負荷時）と変わらず、例えば全閉状態とする。すなわち、第１の流路調整機構４０および第２の流路調整機構４４は、それぞれの調整対象通路の流路面積を制限する。
これにより、内燃機関２０の下流側通路（領域Ｒ）の圧力が上昇し、内燃機関２０の下流側通路側の排気ガスが内燃機関２０の上流側通路（吸気通路ＬＤ）側に導入される。
一般に、高負荷時には吸気通路ＬＤ内の圧力が大きくなるため、吸気通路ＬＤと排気通路ＬＡとの差圧が小さくなり、吸気通路ＬＤへの排気再循環ガスの還流量が小さくなることが知られている。
一方、排気還流システム１０では、第１の流路調整機構４０および第２の流路調整機構４４を閉じて内燃機関２０の下流側通路の圧力を上昇させる。これにより、吸気通路ＬＤと排気通路ＬＡとの差圧が大きくなり、高負荷時にも積極的に排気再循環ガスを還流させることができる。内燃機関２０の高負荷運転時に排気再循環ガスを導入することにより、内燃機関２０における混合気の比熱が大きくなり、筒内温度が低下して、内燃機関２０の過熱によるノッキングを防止することができる。

また、このときＥＣＵ５０は、ＥＧＲバルブ４２を全開とし、排気再循環通路ＬＢの流路面積を最大に維持する。これにより、排気再循環通路ＬＢと吸気通路ＬＤとを連通させ、効率的に排気ガスを吸気通路ＬＤに導入することができる。
この場合、排気ガスの還流量は第１の流路調整機構４０の開度で制御する。より詳細には、ＥＣＵ５０は上述したマップＭ１〜Ｍ３を用いて各バルブの開度を制御しているが、第１の流路調整機構４０の開度を示す第１バルブマップＭ１では、高負荷時に内燃機関２０の運転状態に合った量の排気再循環ガスが導入されるように第１の流路調整機構４０の開度（排気通路ＬＡの流路面積）が設定されている。

図７は、第１バルブマップＭ１を模式的に示す説明図である。
なお、図６〜図８は説明の便宜上、バルブ開度の単位を開度０（全閉）から開度６（全開）の７段階としているが、実際はさらに微細な開度設定が可能である。以下、各バルブの開度を変更する際の最小単位を「単位開度」という。
第１バルブマップＭ１は、内燃機関２０の運転状態と第１の流路調整機構４０の開度、すなわち内燃機関２０の負荷と排気通路ＬＡの流路面積との対応関係を示しており、縦軸方向は充填効率（％）を、横軸方向は内燃機関の回転数（ｒｐｍ）を示している。
なお、以下の説明では内燃機関２０の負荷を充填効率および回転数によって示すが、これに限らず、例えばアクセル開度やスロットル開度、燃料噴射量など、内燃機関２０の運転状態を示す各種のパラメータを用いることができる。
図３〜図５を用いて説明したように、第１の流路調整機構４０は、排気再循環ガスの導入のない無〜極低負荷時（負荷＜第１の所定値）には、全開（開度６）より小さい所定開度（例えば開度３）とされる。これにより、ＥＧＲバルブ４２より上流の排気再循環通路ＬＢ内に排気ガスを導入しておき、低〜中負荷時における内燃機関２０への排気ガスの導入を迅速に行えるようにしている。
また、低〜中負荷時（第１の所定値≦負荷＜第２の所定値）には、第１の流路調整機構４０は、無〜極低負荷時よりも大きい開度、例えば全開状態（開度６）とされる。これは、低〜中負荷時には、吸気通路ＬＤと排気通路ＬＡ間の圧力差により、自然に排気ガスが排気再循環通路ＬＢ内に導入されていくためである。
また、吸気通路ＬＤと排気通路ＬＡ間の圧力差が小さくなる高負荷時（負荷≧第２の所定値）には、第１の流路調整機構４０は、開度が絞られて（開度５〜開度０）排気通路ＬＡの流路面積を制限する。これにより、排気再循環通路ＬＢへと排気ガスが導入されていく。このとき、第１の流路調整機構４０の開度が小さいほど、多くの排気ガスが排気再循環通路ＬＢへと導入されていくため、負荷が大きいほど、すなわち充填効率および回転数が大きいほど第１の流路調整機構４０の開度が小さくなるよう設定されている。

図６は、ＥＧＲバルブマップＭ３を模式的に示す説明図である。
ＥＧＲバルブマップＭ３は、内燃機関２０の負荷とＥＧＲバルブ４２の開度との関係を示しており、縦軸方向は充填効率（％）を、横軸方向は内燃機関の回転数（ｒｐｍ）を示している。
図３〜図５を用いて説明したように、ＥＧＲバルブ４２は、排気再循環ガスの導入のない無〜極低負荷時には、全閉（開度０）とされる。これにより、ＥＧＲバルブ４２より下流の排気再循環通路ＬＢ内に排気ガスが導入されず、排気再循環を阻止している。
また、低〜中負荷時には、ＥＧＲバルブ４２は、負荷の大きさに比例して徐々に開度が広げられる。すなわち、ＥＧＲバルブ４２の開度が大きいほど、多くの排気ガスが吸気通路ＬＤ側へと導入されていくため、負荷が大きいほど、すなわち充填効率および回転数が大きいほどＥＧＲバルブ４２の開度が大きくなるよう設定されている。
また、高負荷時には、ＥＧＲバルブ４２は全開（開度６）とされ、排気再循環通路ＬＢへと導入された排気ガスが全て吸気通路ＬＤ側へと流れるようにする。

図８は、第２バルブマップＭ２を模式的に示す説明図である。
第２バルブマップＭ２は、内燃機関２０の負荷と第２の流路調整機構４４の開度との関係を示しており、縦軸方向は充填効率（％）を、横軸方向は内燃機関の回転数（ｒｐｍ）を示している。
図３〜図５を用いて説明したように、第２の流路調整機構４４は、排気再循環ガスの導入のない無〜極低負荷時には、全開（開度６）より小さい所定開度（例えば開度２）とされる。これにより、ＥＧＲバルブ４２より上流の排気再循環通路ＬＢ内に導入された排気ガスの一部をバイパス通路ＬＣを介して排気通路ＬＡ側に排出されるようにして、排気再循環通路ＬＢ内の圧力を所定範囲に保っている。
また、排気再循環ガスの導入が開始される低〜中負荷時には、第２の流路調整機構４４は、無〜極低負荷時よりも小さい開度、例えば全閉状態（開度０）とされる。これは、排気再循環ガスの導入開始後には、排気再循環通路ＬＢ内に導入された排気ガスは全て吸気通路ＬＤ側に流すためである。
また、高負荷時にも第２の流路調整機構４４は引き続き全閉状態（開度０）とされる。

図９は、点火時期マップＭ４を模式的に示す説明図である。
点火時期マップＭ４は、内燃機関２０の負荷と内燃機関２０の気筒における点火時期との関係を示しており、縦軸方向は充填効率（％）を、横軸方向は回転数（ｒｐｍ）を示している。
点火時期は、上死点を０°としたクランク角で表され、ＢＴＤＣ（Ｂｅｆｏｒｅ Ｔｏｐ Ｄｅａｄ Ｃｅｎｔｅｒ）、すなわち上死点前何度の位置にクランク角が位置した際に点火を行うかを示している。一般に、内燃機関２０の回転数が大きいほどクランクの回転速度も大きいため、点火時期が早くなるように、すなわち点火角度が大きく設定されている。
例えば、図９では内燃機関２０の回転数が小さく、かつ充填効率が高い状態（領域Ｒ１）では、点火角度は−１０°以上０°未満（上死点通過後）である。なお、図示を省略しているが、領域Ｒ１内でも領域Ｒ２に近いほど点火時期が早く（点火角度が正方向に大きく）なるように、点火角度が分布している。以下、点火時期を変更する際の最小単位を「単位角度」という。
同様に、領域Ｒ２では点火角度は０°以上１０°未満、領域Ｒ３では点火角度は１０°以上２０°未満、領域Ｒ４では点火角度は２０°以上３０°未満、領域Ｒ５では点火角度は３０°以上４０°未満、最も高回転数領域である領域Ｒ６では点火角度は４０°以上５０°未満となっている。
ＥＣＵ５０は、このような点火時期マップＭ４によって、内燃機関２０の負荷に応じて点火時期を制御している。

ここで、上述のように高負荷運転時には内燃機関２０のノッキングが発生する可能性がある。本実施の形態では、第１の流路調整機構４０等を設けることにより高負荷時にも排気ガスを排気再循環ガスとして導入可能とし、ノッキングを防止するようにしている。また、高負荷時にも排気再循環ガスを導入することによって車両の燃費も向上する。
一方で、排気再循環ガスを導入すると新気の導入量が低減し、内燃機関２０の出力が排気再循環ガス非導入時よりも低下する。
よって、高負荷時における排気再循環ガスを導入量、すなわち第１の流路調整機構４０の開度（排気通路ＬＡの流路面積）はノッキングが生じないギリギリの範囲とするのが好ましい。このため、ＥＣＵ５０のマップ変更部５０４は、ノッキングの発生の有無に基づいて第１の流路調整機構４０の開度の制御に用いる第１バルブマップＭ１（図７参照）を最適化し、内燃機関２０が効率的に運転できるようにしている。

より詳細には、上述のように第１の流路調整機構４０は、内燃機関２０の負荷が第２の所定値以上の場合（高負荷時）には排気通路ＬＡの流路面積を制限するが、マップ変更部５０４では、ノッキングの発生の有無に基づいて、第２の所定値、すなわち排気通路ＬＡの流路制限による排気再循環ガスの導入タイミングを変更する。
例えば、内燃機関２０の負荷が第２の所定値未満の際、すなわち低〜中負荷時にノッキングが発生した場合は、第２の所定値を現在の内燃機関２０の負荷まで引き下げる。すなわち、高負荷として分類される負荷状態を現在の運転状態まで引き下げる。

図１０は、マップ変更部５０４による第２の所定値の変更を模式的に示す説明図である。
図１０Ａは初期状態の第１バルブマップＭ１を、一部（低〜中負荷状態と高負荷状態との境界部）抜粋したものである。
図１０各図の縦軸方向は充填効率（Ｅ１〜Ｅ５）を、横軸方向は回転数（Ｎ１〜Ｎ５）を示しており、アルファベットに添えられた数値が大きいほど充填効率または回転数が大きいことを示している。
初期状態では、第１の流路調整機構４０を全開（開度６）とする低〜中負荷領域は、充填効率Ｅｎ（ｎ＝１〜５）および回転数Ｎｍ（ｍ＝１〜５）が以下の領域となっている。
（Ｅ１，Ｎ１）、（Ｅ１，Ｎ２）、（Ｅ１，Ｎ３）、（Ｅ１，Ｎ４）、（Ｅ１，Ｎ５）、（Ｅ２，Ｎ１）、（Ｅ２，Ｎ２）、（Ｅ２，Ｎ３）、（Ｅ２，Ｎ４）、（Ｅ３，Ｎ１）、（Ｅ３，Ｎ２）、（Ｅ３，Ｎ３）、（Ｅ４，Ｎ１）、（Ｅ４，Ｎ２）、（Ｅ５，Ｎ１）。
また、初期状態では、第１の流路調整機構４０を開度５として排気通路ＬＡの流路面積を制限する高負荷領域は、充填効率Ｅｎ（ｎ＝１〜５）および回転数Ｎｍ（ｍ＝１〜５）が以下の領域となっている。
（Ｅ２，Ｎ５）、（Ｅ３，Ｎ４）、（Ｅ３，Ｎ５）、（Ｅ４，Ｎ３）、（Ｅ４，Ｎ４）、（Ｅ４，Ｎ５）、（Ｅ５，Ｎ２）、（Ｅ５，Ｎ３）、（Ｅ５，Ｎ４）、（Ｅ５，Ｎ５）。
すなわち、図１０Ａ中符号Ｆで示すラインが第２の所定値を示している。
例えば、図１０Ａ中符号βで示す充填効率Ｅ４、回転数Ｎ４の状態（Ｅ４，Ｎ４））では、第１の流路調整機構４０は開度５とされ、排気通路ＬＡの流路面積が制限される。一方、符号αで示す充填効率Ｅ３、回転数Ｎ３の状態（Ｅ３，Ｎ３）では、第１の流路調整機構４０は開度６とされ、排気通路ＬＡの流路面積は制限されない。

ここで、符号αで示す状態（Ｅ３，Ｎ３）でノッキングが検出された場合、マップ変更部５０４は、第２の所定値のラインＦを現在の内燃機関２０の負荷まで引き下げる。
すなわち、図１０Ｂに示すように、第２の所定値のラインＦを状態（Ｅ３，Ｎ３）が含まれる範囲に変更する。なお、図１０Ｂ〜図１０Ｄ内の太点線は初期状態（図１０Ａ）における第２の所定値のラインＦを示す。
また、図１０Ｂでは第２の所定値のラインＦを状態（Ｅ３，Ｎ３）のみが含まれるように変更したが、これに限らず、例えば図１０Ｃに示すように第２の所定値のラインＦを平行移動して状態（Ｅ３，Ｎ３）が含まれるようにしてもよい。この場合、第２の所定値の変更後には状態（Ｅ３，Ｎ３）の他、（Ｅ１，Ｎ５）、（Ｅ２，Ｎ４）、（Ｅ４，Ｎ２）、（Ｅ５，Ｎ１）も高負荷領域に含まれることになる。
また、図１０Ｄに示すように、状態（Ｅ３，Ｎ３）の周囲の領域が含まれるように第２の所定値のラインＦを変更してもよい。図１０Ｄでは、状態（Ｅ３，Ｎ３）に対して上下左右および斜めに接する領域が含まれるように第２の所定値のラインＦを変更した。この場合、第２の所定値の変更後には状態（Ｅ３，Ｎ３）の他、（Ｅ２，Ｎ４）、（Ｅ２，Ｎ３）、（Ｅ２，Ｎ２）、（Ｅ３，Ｎ２）、（Ｅ４，Ｎ２）も高負荷領域に含まれることになる。

上記では高負荷状態と低〜中負荷状態との境界である第２の所定値の変更について説明したが、マップ変更部５０４ではこれ以外にも高負荷状態における第１の流路調整機構４０の開度、すなわち排気通路ＬＡの流路面積をノッキングの発生の有無に基づいて変更する。
例えば、マップ変更部５０４は、第１のバルブマップＭ１に従って第１の流路調整機構４０が排気通路ＬＡの流路面積を制限している際、つまり第１の流路調整機構４０が全開状態ではない際に、第１の所定時間以上継続してノッキングが検知された場合は、現在の内燃機関２０の負荷に対応する排気通路ＬＡの流路面積を現在値より小さくするよう第１のバルブマップＭ１を変更する。
すなわち、マップ変更部５０４は、第１の所定時間以上継続してノッキングが検知された場合は、現在のバルブ開度（流路面積）では排気再循環ガスの導入量が不足していると判断し、バルブ開度を絞って排気通路ＬＡの流路面積を現在値より小さくし、より多くの排気ガスが排気再循環通路ＬＢに導入されるようにする。
具体的には、例えば第１のバルブマップＭ１が図１０Ａであり、内燃機関２０が状態（Ｅ５，Ｎ５）にある場合、第１の流路調整機構４０は開度５とされている。この状態で第１の所定時間以上継続してノッキングが検知された場合には、状態（Ｅ５，Ｎ５）に対応する第１の流路調整機構４０の開度を開度４として、排気通路ＬＡの流路面積を現在より小さくする。この結果、排気再循環通路ＬＢ内に導入される排気ガス量が増加し、ノッキングを抑制することができる。

また、マップ変更部５０４は、例えば第１のバルブマップＭ１に従って第１の流路調整機構４０が排気通路ＬＡの流路面積を制限している際、つまり第１の流路調整機構４０が全開状態ではない際に、第２の所定時間以上継続してノッキングが検知されない場合は、現在の内燃機関２０の負荷に対応する排気通路ＬＡの流路面積を現在値より大きくするように第１のバルブマップＭ１を変更する。
すなわち、第１の所定時間以上継続してノッキングが検知されない場合は、現在の第１の流路調整機構４０の開度でノッキングが生じない程度の量の排気再循環ガスが導入できており、更に第１の流路調整機構４０の開度を小さくしてもノッキングが生じない可能性がある。排気再循環ガスの導入によりノッキングは防止できる一方で内燃機関２０の出力が低減することから、排気再循環ガスの導入量は最小限にすることが好ましい。
よって、マップ変更部５０４は、現在の内燃機関２０の負荷に対応する排気通路ＬＡの流路面積を現在値より大きくするように、つまり第１の流路調整機構４０の開度を大きくして排気再循環ガスの導入量を低減するように第１のバルブマップＭ１を変更する。
具体的には、例えば第１のバルブマップＭ１が図１０Ｂであり、内燃機関２０が状態（Ｅ３，Ｎ３）にある場合、第１の流路調整機構４０は開度５とされている。この状態で第２の所定時間以上継続してノッキングが検知されない場合は、第１のバルブマップＭ１を図１０Ａのように変更し（初期状態に戻し）、第１の流路調整機構４０が開度６（全開）となるようにする。この結果、排気通路ＬＡの流路面積が現在より大きくなり、排気再循環通路ＬＢ内に導入される排気ガス量が減少する。

なお、マップ変更部５０４は、第１バルブマップＭ１上の各負荷に対応する流路面積の最大値を、第１バルブマップＭ１の初期状態における流路面積値とするようにしてもよい。
すなわち、例えば第１のバルブマップＭ１の初期状態において開度６と設定されていた状態（例えば状態（Ｅ３，Ｎ３））を開度５や開度４に変更したり、その後開度６に戻すような変更は許容するが、初期状態において開度５と設定されていた状態（例えば状態（Ｅ４，Ｎ４））を開度６に変更することは許容しない。
これは、排気再循環ガスの導入はノッキング抑制のみならず燃費向上にもつながるからであり、仮にノッキングが生じなかったとしても最小限の排気再循環ガスは導入することが望まれるためである。

更に、ノッキングの発生状態に基づいて第１バルブマップＭ１のみを変更するのではなく、点火時期マップＭ４を変更するようにしてもよい。
例えば、マップ変更部５０４は、高負荷時に第１バルブマップＭ１に従って排気通路ＬＡの流路面積を制限している際に、第１の所定時間以上継続してノッキングが検知された場合、排気再循環通路ＬＢの圧力が第１の所定圧未満か否かを判断する。
排気再循環通路ＬＢの圧力が第１の所定圧未満の場合には、排気再循環通路ＬＢに導入される排気ガス量が少ないためノッキングが発生したと判断し、現在の負荷に対応する排気通路ＬＡの流路面積（第１の流路調整機構４０の開度）を現在値より小さくするよう第１バルブマップＭ１を変更する。
また、排気再循環通路ＬＢの圧力が第１の所定圧以上の場合には、排気ガスの導入量よりも点火時期を変更した方が効率的にノッキングを抑制できると判断し、現在の負荷に対応する点火時期を現在値より遅くするよう点火時期マップＭ４を変更する。

同様に、マップ変更部５０４は、高負荷時に第１バルブマップＭ１に従って排気通路ＬＡの流路面積を制限している際に、第２の所定時間以上継続してノッキングが検知されなかった場合、排気再循環通路ＬＢの圧力が第２の所定圧以上か否かを判断する。
排気再循環通路ＬＢの圧力が第２の所定圧未満の以上の場合には、排気再循環通路ＬＢに導入される排気ガス量をさらに低減できると判断し、現在の負荷に対応する排気通路ＬＡの流路面積を現在値より大きくするよう第１バルブマップを変更する。
また、排気再循環通路ＬＢの圧力が第２の所定圧未満の場合には、排気ガスの導入量をこれ以上減らすのは好ましくないため、点火時期を変更する。すなわち、現在の負荷に対応する点火時期を現在値より早くするよう点火時期マップＭ４を変更する。

図１１は、マップ変更部５０４によるマップ更新処理の手順を示すフローチャートである。
なお、図１１では、上記第１の所定時間および第２の所定時間（ノッキング継続時間）を同一としている。
まず、流路制御部５０２および点火時期制御部５０６は、マップＭ１〜Ｍ４に沿って各バルブの開度および点火時期を、それぞれ制御する（ステップＳ１００）。
ノックセンサ１９により所定時間以上継続して内燃機関２０のノッキングが検出されると（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、点火時期制御部５０６は、点火時期マップＭ４に沿った点火時期よりも点火時期を遅らせる点火リタードを実施する（ステップＳ１０４）。なお、点火リタード時には点火時期マップＭ４の書き換えは行わない。

つぎに、マップ変更部５０４は、圧力センサ１８で検出された領域Ｒ内の圧力が第１の所定圧未満であるか否かを判断する（ステップＳ１０６）。
領域Ｒが第１の所定圧未満である場合とは（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、第１の流路調整機構４０の開度が第１バルブマップＭ１通りに制御され排気通路ＬＡが制限されている状態であっても、排気再循環通路ＬＢに導入される排気ガス量が少ない（配管内圧が低い）状態である。よって、ステップＳ１０２でノッキングが発生したのは、排気再循環ガスの導入量が少ないためと推定し、ＥＣＵ５０は、第１の流路調整機構４０（第１バルブ）の現在の開度から１単位開度小さい開度を算出し（ステップＳ１０８）、第１バルブマップＭ１を書き換える（ステップＳ１１８）。これにより、排気通路ＬＡの流路面積をより制限し、排気再循環通路ＬＢに導入される排気ガス量を増加させることができる。
また、領域Ｒが第１の所定圧未満でない場合とは（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、第１の流路調整機構４０の開度がマップ通りに制御され排気通路ＬＡが制限されている状態であり、排気再循環通路ＬＢに導入される排気ガス量が十分ある（配管内圧が保たれている）状態である。よって、ステップＳ１０２でノッキングが発生したのは、点火時期が早すぎるためと推定し、マップ変更部５０４は、現在の点火時期から１単位角度小さい点火角度を算出して（ステップＳ１１０）、点火時期を遅らせるように点火時期マップＭ４を書き換える（ステップＳ１１８）。

また、ステップＳ１０２でノッキングが検出されなかった場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、ＥＣＵ５０は、圧力センサ１８で検出された領域Ｒ内の圧力が第２の所定圧以上であるか否かを判断する（ステップＳ１１２）。なお、ステップＳ１１２の第２の所定圧と、ステップＳ１０６の第１の所定圧とは同一であってもよいし、異なってもよい。
領域Ｒが第２の所定圧以上である場合とは（ステップＳ１１２：Ｙｅｓ）、第１の流路調整機構４０の開度がマップ通りに制御され排気通路ＬＡが制限されている状態であり、排気再循環通路ＬＢに導入される排気ガス量が十分ある（配管内圧が保たれている）状態である。すなわち、現在の第１の流路調整機構４０の開度でノッキングが生じない程度の量の排気再循環ガスが導入できており、更に第１の流路調整機構４０の開度を小さくしてもノッキングが生じない可能性がある。排気再循環ガスの導入によりノッキングは防止できる一方で内燃機関２０の出力が低減することから、排気再循環ガスの導入量は最小限にすることが好ましい。よって、ＥＣＵ５０は、第１の流路調整機構４０（第１バルブ）の現在の開度から１単位開度大きい開度を算出し（ステップＳ１１４）、第１バルブマップＭ２を書き換える（ステップＳ１１８）。これにより、排気通路ＬＡの流路面積をより拡大し、排気再循環通路ＬＢに導入される排気ガス量を低減させることができる。
また、領域Ｒが第２の所定圧以上でない場合とは（ステップＳ１１２：Ｎｏ）、第１の流路調整機構４０の開度がマップ通りに制御され排気通路ＬＡが制限されている状態であっても、排気再循環通路ＬＢに導入される排気ガス量が少ない（配管内圧が低い）状態である。よって、これ以上第１の流路調整機構４０の開度を大きくして排気再循環ガス導入量を低減することは好ましくないが、点火時期をより早められる可能性があるため、マップ変更部５０４は、現在の点火時期から１単位角度大きい点火角度を算出して（ステップＳ１１６）、点火時期を早めるように点火時期マップＭ４を書き換える（ステップＳ１１８）。

以上説明したように、実施の形態にかかる排気還流システム１０によれば、内燃機関２０の負荷が第２の所定値以上の場合、排気通路ＬＡの流路面積を制限し、内燃機関２０の下流側通路（排気ガス流れ下流側）の圧力を上昇させるので、下流側通路と吸気通路ＬＤ（内燃機関の上流側通路）との圧力差が大きくなり、排気再循環通路ＬＢを介して吸気通路ＬＤ内に還流する排気ガス量が増大する。これにより、ノッキングが生じやすい内燃機関２０の高負荷運転時にも吸気通路ＬＤへの排気ガスの導入が可能となり、内燃機関２０のノッキングを回避し、点火リタードによる出力低下を防止する上で有利となる。
また、排気還流システム１０は、ノッキングの発生の有無に基づいて第２の所定値、すなわち排気再循環通路ＬＢに排気ガスを強制的に導入するタイミングを変更するので、刻々と変化する内燃機関２０の運転状態を最適化する上で有利となる。
また、排気還流システム１０は、内燃機関２０の負荷が第２の所定値未満の際にノッキングが発生した場合に第２の所定値を現在の負荷の値まで引き下げるので、排気ガスの強制導入の開始タイミングを最適化する上で有利となる。
また、排気還流システム１０は、内燃機関２０の負荷と排気通路ＬＡの流路面積との対応関係を示す第１バルブマップＭ１を有し、第１バルブマップＭ１の内容を変更することにより第２の所定値を変更するので、例えば内燃機関２０の負荷をパラメータとした流路面積の算出式などを用いる場合と比較して迅速に流路面積を特定することができるとともに、内燃機関２０の負荷が種々の状態にある場合について１対１で流路面積を対応づけることができ、より適切に流路面積を制御する上で有利となる。
また、排気還流システム１０は、高負荷時に所定時間以上継続してノッキングが検知された場合は、現在の負荷に対応する排気通路ＬＡの流路面積（第１の流路調整機構４０の開度）を現在値より小さくするので、排気再循環通路ＬＢへの排気ガスの導入量を増加させてノッキングを抑制する上で有利となる。
また、排気還流システム１０は、高負荷時に所定時間以上継続してノッキングが検知されない場合は、現在の負荷に対応する排気通路ＬＡの流路面積（第１の流路調整機構４０の開度）を現在値より大きくするので、排気再循環通路ＬＢへの排気ガスの導入量を低減させて内燃機関２０の出力低下を抑制する上で有利となる。
また、排気還流システム１０は、各負荷に対応する流路面積の最大値を、第１バルブマップＭ１の初期状態における流路面積値とするので、高負荷時にノッキングが検知されない状態が継続した場合であっても一定量の排気再循環ガスの導入は継続することができ、車両の燃費を向上させる上で有利となる。
また、排気還流システム１０は、高負荷時に所定時間以上継続してノッキングが検知された場合またはノッキングが検知されなかった場合に、通路内の圧力から推定した実際の排気再循環通路ＬＢへの排気ガスの導入状況に合わせて、排気通路ＬＡの流路面積を変更するか、内燃機関２０の点火時期を変更するかを判断するので、ノッキングを抑制しつつ、内燃機関２０の運転状態をより効率化する上で有利となる。
また、排気還流システム１０は、バイパス通路ＬＣの流路面積を制限することにより内燃機関２０の下流側通路の圧力を更に上昇させて、内燃機関２０の負荷が大きい高負荷運転時でも確実に排気ガスを再循環させる上で有利となる。

１０……排気還流システム、２０……内燃機関、２６……排気クーラ、２８……排気クーラ冷却路、３２……ラジエータ、３４……エンジン冷却路、４０……第１の流路調整機構、４２……ＥＧＲバルブ、４４……第２の流路調整機構、５０……ＥＣＵ、５０２……流路制御部、５０４……マップ変更部、５０６……点火時期制御部、５２……アクセルペダルセンサ、５４……車輪速センサ、ＬＡ……排気通路、ＬＢ……排気再循環通路、ＬＣ……バイパス通路。

Claims (9)

1. 内燃機関から排出された排気ガスを車外に排出する排気通路の流路面積を変更する第１の流路調整機構と、
   前記第１の流路調整機構より排気ガス流れ上流側の前記排気通路から分岐し前記排気ガスを前記内燃機関の吸気通路に還流する排気再循環通路と、
   前記内燃機関におけるノッキングの発生を検知するノッキング検知部と、を備え、
   前記第１の流路調整機構は、前記内燃機関の負荷が所定値以上の場合に前記排気通路の流路面積を制限し、
   前記所定値は、前記ノッキングの発生の有無に基づいて変更される、
   ことを特徴とする内燃機関の排気還流システム。
2. 前記負荷が前記所定値未満の際に前記ノッキングが発生した場合、前記所定値は、現在の前記負荷の値まで引き下げられる、
   ことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の排気還流システム。
3. 前記負荷と前記流路面積との対応関係を示す第１のマップに従って前記第１の流路調整機構による前記流路面積の制限状態を制御する流路制御部と、
   前記ノッキングの発生の有無に基づいて前記第１のマップを変更するマップ変更部と、を更に備え、
   前記所定値の変更は、前記マップ変更部が前記第１のマップの内容を変更することにより実施される、
   ことを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の排気還流システム。
4. 前記マップ変更部は、前記第１のマップに従って前記第１の流路調整機構で前記流路面積を制限している際に、第１の所定時間以上継続して前記ノッキングが検知された場合は、現在の前記負荷に対応する前記流路面積を現在値より小さくするよう前記第１のマップを変更する、
   ことを特徴とする請求項３記載の内燃機関の排気還流システム。
5. 前記マップ変更部は、前記第１のマップに従って前記第１の流路調整機構で前記流路面積を制限している際に、第２の所定時間以上継続して前記ノッキングが検知されない場合は、現在の前記負荷に対応する前記流路面積を現在値より大きくするよう前記第１のマップを変更する、
   ことを特徴とする請求項３または４記載の内燃機関の排気還流システム。
6. 前記マップ変更部は、前記第１のマップ上の各負荷に対応する流路面積の最大値を、前記第１のマップの初期状態における流路面積値とする、
   ことを特徴とする請求項３記載の内燃機関の排気還流システム。
7. 前記排気再循環通路内の圧力を検知する圧力検知部と、
   前記負荷と前記内燃機関の点火時期との対応関係を示す第２のマップに従って前記点火時期を制御する点火時期制御部と、を更に備え、
   前記マップ変更部は、前記圧力に基づいて更に前記第２のマップを変更し、前記第１のマップに従って前記第１の流路調整機構で前記流路面積を制限している際に、前記第１の所定時間以上継続して前記ノッキングが検知され、かつ前記圧力が第１の所定圧未満の場合には、現在の前記負荷に対応する前記流路面積を現在値より小さくするよう前記第１のマップを変更し、前記第１の所定時間以上継続して前記ノッキングが検知され、かつ前記圧力が前記第１の所定圧以上の場合には、現在の前記負荷に対応する前記点火時期を現在値より遅くするよう前記第２のマップを変更する、
   ことを特徴とする請求項３から６のいずれか１項記載の内燃機関の排気還流システム。
8. 前記マップ変更部は、前記第１のマップに従って前記第１の流路調整機構で前記流路面積を制限している際に、前記第２の所定時間以上継続して前記ノッキングが検知されず、かつ前記圧力が第２の所定圧以上の場合には、現在の前記負荷に対応する前記流路面積を現在値より大きくするよう前記第１のマップを変更し、前記第２の所定時間以上継続して前記ノッキングが検知されず、かつ前記圧力が前記第２の所定圧未満の場合には、現在の前記負荷に対応する前記点火時期を現在値より早くするよう前記第２のマップを変更する、
   ことを特徴とする請求項７記載の内燃機関の排気還流システム。
9. 前記排気再循環通路から分岐し前記第１の流路調整機構より前記排気ガス流れ下流側の前記排気通路へと接続するバイパス通路の流路面積を変更する第２の流路調整機構を更に備え、
   前記負荷が前記所定値以上の場合、前記第２の流路調整機構は前記バイパス通路の流路面積を制限する、
   ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載の内燃機関の排気再循環システム。

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