実施の形態1.
[実施の形態1のシステム構成]
 図1は、本発明の実施の形態1のシステム構� �を説明するための図である。図1に示すシス� ��ムは、4サイクルのディーゼル機関(圧縮着� �内燃機関)10を備えている。ディーゼル機関10 は、車両に搭載され、その動力源とされてい るものとする。本実施形態のディーゼル機関 10は、直列4気筒型であるが、本発明における ディーゼル機関の気筒数および気筒配置はこ れに限定されるものではない。

 ディーゼル機関10の各気筒には、燃料を� �内に直接噴射するインジェクタ12が設置され ている。各気筒のインジェクタ12は、共通の� ��モンレール14に接続されている。コモンレ� �ル14内には、サプライポンプ16によって加圧� ��れた高圧の燃料が貯留されている。そして� ��このコモンレール14から各気筒のインジェ� �タ12へ燃料が供給される。各気筒から排出さ れる排気ガスは、排気マニホールド18によっ� ��集合され、排気通路20に流入する。

 ディーゼル機関10は、可変ノズル型のタ� �ボ過給機22を備えている。ターボ過給機22は� ��排気ガスの排気エネルギによって作動する� ��ービン22aと、タービン22aと一体的に連結さ� ��、タービン22aに入力される排気ガスの排気� ��ネルギによって回転駆動されるコンプレッ� ��22bとを有している。更に、ターボ過給機22� �、タービン22aに供給される排気ガスの流量� �調整するための可変ノズル(VN)22cを有してい� ��。

 可変ノズル22cは、図示省略するアクチュ� ��ータ(例えば、電動モータ)によって開閉動� �可能になっている。可変ノズル22cの開度を� �さくすると、タービン22aの入口面積が小さ� �なり、タービン22aに吹き付けられる排気ガ� �の流速を速くすることができる。その結果� �コンプレッサ22bおよびタービン22aの回転数(� ��下、「ターボ回転数」と称する)が上昇する ので、過給圧を上昇させることができる。逆 に、可変ノズル22cの開度を大きくすると、タ ービン22aの入口面積が大きくなり、タービン 22aに吹き付けられる排気ガスの流速が遅くな る。その結果、ターボ回転数が降下するので 、過給圧を低下させることができる。

 ターボ過給機22のタービン22aは、排気通� �20の途中に配置されている。タービン22aより も下流側の排気通路20には、排気ガス中のPM(P articulate Matter:粒子状物質)を捕捉するためのD PF24が設置されている。なお、排気通路20には 、DPF24のほかに、排気ガス中の有害成分を浄� ��する触媒が設置されていてもよい。あるい� ��、DPF24に触媒成分が担持されていてもよい� �

 ディーゼル機関10の吸気通路26の入口付近 には、エアクリーナ28が設けられている。エ� ��クリーナ28を通って吸入された空気は、タ� �ボ過給機22のコンプレッサ22bで圧縮された後 、インタークーラ30で冷却される。インター� ��ーラ30を通過した吸入空気は、吸気マニホ� �ルド32により分配されて、各気筒に流入する 。

 吸気通路26の、インタークーラ30と吸気マ ニホールド32との間には、吸気絞り弁34が設� �されている。また、吸気通路26の、エアクリ ーナ28の下流近傍には、吸入空気量を検出す� ��エアフローメータ36が設置されている。

 吸気通路26の吸気マニホールド32の近傍に は、EGR通路38の一端が接続されている。EGR通� ��38の他端は、排気通路20の排気マニホールド 18に接続されている。本システムでは、このE GR通路38を通して、排気ガス(既燃ガス)の一部 を吸気通路26に還流させること、つまり外部E GR(Exhaust Gas Recirculation)を行うことができる� �

 EGR通路38の途中には、EGR通路38を通る排気 ガス(EGRガス)を冷却するためのEGRクーラ40が� �けられている。EGR通路38におけるEGRクーラ40� ��下流には、EGR弁42が設けられている。このEG R弁42の開度を変えることにより、EGR通路38を� ��る排気ガス量、すなわち外部EGRガス量を調� ��することができる。

 また、本実施形態のシステムは、ディー� ��ル機関10が搭載された車両のアクセルペダ� �の踏み込み量(アクセル開度)を検出するアク セル開度センサ44と、吸気マニホールド圧力( 吸気圧力)を検出する吸気圧センサ46と、排気 マニホールド圧力(排気圧力)を検出する排気� ��センサ48と、ECU(Electronic Control Unit)50とを更 に備えている。ECU50には、上述した各種のセ� ��サおよびアクチュエータが接続されている� ��ECU50は、各センサの出力に基づき、所定の� �ログラムに従って各アクチュエータを作動� �せることにより、ディーゼル機関10の運転状 態を制御する。

 図2は、図1に示すシステムにおけるディ� �ゼル機関10の一つの気筒の断面を示す図であ る。以下、ディーゼル機関10について更に説� ��する。図2に示すように、ディーゼル機関10� ��クランク軸60の近傍には、クランク軸60の回 転角度、すなわちクランク角を検出するクラ ンク角センサ62が取り付けられている。この� ��ランク角センサ62は、ECU50に接続されている 。ECU50は、クランク角センサ62の検出信号に� �づいて、エンジン回転数を算出することも� �きる。

 また、ディーゼル機関10は、吸気弁64の開 弁特性を可変とする吸気可変動弁機構66と、� ��気弁68の開弁特性を可変とする排気可変動� �機構70とを備えている。吸気可変動弁機構66� ��よび排気可変動弁機構70の具体的な構成は� �特に限定されるものではなく、カムシャフ� �の位相を変化させることによって開閉時期� �連続的に可変とする位相可変機構のほか、� �ムを電気モータで駆動する機構、電磁駆動� �、油圧駆動弁などを用いることもできる。� �た、吸気カム軸および排気カム軸の近傍に� �、それぞれのカム軸の回転角度、すなわち� �吸気カム角および排気カム角を検出するた� �の吸気カム角センサ72および排気カム角セン サ74がそれぞれ配置されている。これらのセ� ��サ72、74は、ECU50に接続されている。ECU50は� �これらのセンサ72、74の検出信号に基づいて� ��吸気弁64および排気弁68の開閉時期の進角量 を算出することもできる。

 吸気可変動弁機構66や排気可変動弁機構70 によれば、排気弁68の開弁期間と吸気弁64の� �弁期間とが重なるバルブオーバーラップ期� �(以下、単に「バルブオーバーラップ期間」� ��いう)の長さを変化させることができる。

[排気圧力脈動を利用した体積効率向上制御]
 本実施形態のシステムは、上述した吸気可� ��動弁機構66および排気可変動弁機構70を備え ることによって、バルブオーバーラップ期間 を任意に調整することができる。これにより 、本実施形態のシステムでは、所定の運転領 域(例えば低回転高負荷領域)において、排気� ��ニホールド圧力の脈動を利用してディーゼ� ��機関10の体積効率η _V (筒内空気量)を向上させる体積効率向上制御� ��実行可能になっている。図3は、体積効率向 上制御実行中の吸気マニホールド圧力および 排気マニホールド圧力とクランク角度との関 係を示す図である。

 図3に示すように、吸気マニホールド圧力 は、クランク角度に関わらずにほぼ一定とな る。これに対し、排気マニホールド圧力は、 各気筒の排気弁68から排気ガスが間欠的に排� ��されるのに伴って、脈動(周期的変動)する� �より具体的には、排気弁68の開き時期が遅く なるにつれ、排気ガスが排気マニホールド18� ��へ放出されるタイミングが遅くなり、排気� ��ニホールド圧力脈動の波形が、図3中におけ る右側にシフトする。つまり、排気マニホー ルド圧力脈動の波形は、排気弁68の開き時期� ��変化させることによって、図3中の左右に移 動する。また、排気マニホールド圧力脈動の 波形は、エンジン回転数の変化に伴って排気 マニホールド内を流れる排気ガスの流速が変 化することによっても、変化する。

 図3に示す波形は、排気上死点(TDC)近傍に� ��在するバルブオーバーラップ期間(O/L期間)� �、排気マニホールド圧力脈動の谷の部分が� �致するように、エンジン回転数との関係を� �慮しつつ排気弁68の開き時期が制御された状 態を示している。また、図3に示す波形は、� �ーボ効率が良い状態で過給がなされること� �より、排気圧力に対して吸気圧力(過給圧)が 高められた状態を示している。このような状 態においては、図3中にハッチングを付して� �された領域が、すなわち、バルブオーバー� �ップ期間において排気圧力よりも吸気圧力� �方が高くなる領域が、十分に確保されるよ� �になる。その結果、新気が筒内に流入し易� �なるとともに、流入した新気によって筒内� �既燃ガスを速やかに排気ポートへ追い出す� �果(いわゆる、掃気効果)が十分に得られるよ うになる。

 上記のような掃気効果は、図3中にハッチン グを付して示す領域が大きくなるほど、大き くなる。従って、当該領域が大きく確保され るように、吸気可変動弁機構66を用いた吸気� ��64の開き時期の調整や排気可変動弁機構70を 用いた排気弁68の閉じ時期の調整に基づくバ� ��ブオーバーラップ期間の調節を行うことと� ��れば、掃気効果を十分に得ることができる� ��うになる。このようにして、掃気効果を利� ��する体積効率向上制御を実行することによ� ��、残留ガス量を十分に少なくし、その分、� ��内に充填される新気の量を増やすことがで� ��る。つまり、体積効率η _V を増大させることができる。その結果、ディ ーゼル機関10のトルクを良好に向上させるこ� ��ができる。

[可変ノズル型のターボ過給機を備えるシス� �ムに対して体積効率向上制御を適用する際� �課題]
 図4は、排気圧力脈動の強さが上記体積効率 向上制御に与える影響を説明するための図で ある。
 図4には、加速初期などの吸入空気量が少な く(言い換えれば、機関負荷が低く)、十分な� ��さの排気圧力脈動が生成されないケースが� ��されている。また、図4には、吸入空気量が 多くなり(言い換えれば、機関負荷が高くな� �)、十分な強さの排気圧力脈動が生成されて� ��るとともに、ターボ過給機22がターボ効率� �良い状態で使用されていることで、排気圧� �に対して吸気圧力が良好に高められている� �ースが示されている。より具体的には、図4� ��の下側に示された波形のように加速初期な� ��の排気圧力脈動の弱い運転条件下から、高� ��荷側に移行する要求が出されたことで過給� ��伴ってディーゼル機関10の負荷が高められ� �いくと、図4中の上側に示された波形のよう� ��、排気圧力脈動が強くなっていくとともに� ��吸気圧力(過給圧)が排気圧力に対して良好� �高められていく。

 図4中の下側の波形で示されたように、排 気圧力脈動が弱い(脈動の振幅が小さい)条件� ��においては、バルブオーバーラップ期間が� ��けられている排気上死点付近において、排� ��圧力よりも吸気圧力が高くなる領域が小さ� ��なる。このため、この場合には、掃気効果� ��小さくなり、上記体積効率向上制御による� ��果を満足に得られなくなる。

 本実施形態のシステムは、既述したよう� ��、可変ノズル型のターボ過給機22を備えて� �る。このようなターボ過給機を備えた従来� �内燃機関においては、加速時に内燃機関の� �ルクを迅速に高めるべく、可変ノズルの開� �を全閉付近に制御することで過給圧を高め� �ようにし、これにより、吸入空気量を増や� �という制御が行われていた。しかしながら� �本実施形態のシステムは、そのような可変� �ズル型のターボ過給機22に加えて、バルブオ ーバーラップ期間を調整可能とする可変動弁 機構66、70を備えている。

 上記のような構成を有する本実施形態の� ��ステムにおいて、加速時に可変ノズル22cの� ��度が全閉付近に制御された状態で、バルブ� ��ーバーラップ期間を設けることとすると、� ��速初期においては、排気圧力脈動が弱いの� ��、上述したように十分な掃気効果を得られ� ��くなる。

 また、加速時において、可変ノズル22cの開� ��が全閉付近に制御された状態でバルブオー� ��ーラップ期間を設けることとすると、可変� ��ズル22cの開度が全閉付近に制御されている� ��とで、加速中に排気圧力の上昇を招き、掃� ��効果が得られにくくなるのとともに、バル� ��オーバーラップ期間が設けられていること� ��吸気ポート側への排気ガスの吹き返しが生� ��ることになる。その結果、加速時に可変ノ� ��ルの開度を全閉付近に制御しつつバルブオ� ��バーラップ期間が設けられていない場合と� ��較して、体積効率η _V が悪化してしまう。このような問題点につい て、以下、図5を参照して更に詳述する。

 図5は、上記図3を用いて説明した掃気効果� �対する可変ノズル22cの開度の影響を説明す� �ための図である。尚、図5における体積効率� � _V の向上代とは、バルブオーバーラップ期間が 設けられていない場合を基準(ゼロ)として、� ��ルブオーバーラップ期間が設けられている� ��合の体積効率η _V の向上代を意味している。

 可変ノズル22cの開度(VN開度)が全閉に近づく につれ、排気圧力が上昇することになるので 、図5に示すように、差圧(排気圧-吸気圧)が� �きくなるのが判る。このように、VN開度が閉 じ側に制御されていくと、排気圧力が上がり 過ぎることでターボ効率が悪化する。ターボ 効率が悪いと、排気圧力に対して吸気圧力が 良好に上がってこなくなってしまうので、十 分な掃気効果を得にくくなり、吸気圧力が排 気圧力よりも高くなる領域が小さくなってし まう。その結果、VN開度が閉じ側に制御され� ��いくと、上述した掃気効果がなくなってし� ��い、バルブオーバーラップ期間が設けられ� ��いない場合と比べて、体積効率η _V が下がってしまう。

 これに対し、VN開度が開き側に制御されて� �くと、ターボ効率が良くなっていくことで� �排気圧力に対して吸気圧力が良好に高めら� �ることになり、上述した掃気効果を十分に� �ることができるようになる。このため、図5� ��らも判るように、VN開度が開き側に制御さ� �ていくと、バルブオーバーラップ期間が設� �られていない場合と比べて、体積効率η _V を良好に高められるようになる。ただし、吸 入空気量の少ない加速初期段階において、可 変ノズル22cの開度を開き側の開度に制御する ようにすると、排気圧力脈動が強くなるまで に要する時間が長くなってしまう。

[実施の形態1の特徴部分]
 図6は、本発明の実施の形態1における特徴� �な制御を説明するためのタイムチャートで� �る。
 本実施形態のシステムでは、可変ノズル型� ��ターボ過給機22と、バルブオーバーラップ� �間を調整可能とする可変動弁機構66、70とを� ��える構成において、強い排気圧力脈動を必� ��とする要求が出されることとなる加速開始� ��に、上述した各種の課題を解消できるよう� ��すべく、以下のような制御を行うようにし� ��。

 すなわち、本実施形態では、運転者から� ��加速要求を検知した時点t0において、図6(A)� ��示すように、VN開度が全閉となるように可� �ノズル22cを制御するとともに、図6(B)に示す� ��うに、バルブオーバーラップ期間がゼロと� ��るように可変動弁機構66、70を制御するよう にした。尚、図6に示す制御例では、加速要� �の検知時点t0において、既に上記のようにVN� ��度およびバルブオーバーラップ期間が制御� ��れている例を、説明の便宜上用いるように� ��ている。

 本実施形態では、排気圧力脈動が強くな� ��たと判断できる時点t1に達するまでの間、� �なわち、加速初期段階においては、上記の� �うに、VN開度を全閉とし、バルブオーバーラ ップ期間をゼロとする制御が継続される。そ の結果、ディーゼル機関10のトルクは、図6(C) に示すように、次第に上昇し始めるようにな る。

 その後、排気圧力脈動が強くなったと判� ��できる上記時点t1に達した場合には、VN開度 が所定の中間開度(より具体的には、ターボ� �率の良い開度)に向けて、開かれていく。一� ��のバルブオーバーラップ期間については、� ��の時点t1では未だゼロのままとされる。バ� �ブオーバーラップ期間の調整は、その後の� �間経過に伴ってターボ効率が向上してきた� �とで排気圧力に対して吸気圧力が高くなる� �件に達したと判断できる時点t2に達した時に 開始される。より具体的には、排気圧力脈動 が谷となるタイミングと重なるように、バル ブオーバーラップ期間が拡大されていく。

[実施の形態1における具体的処理]
 図7は、上記の機能を実現するために、本実 施の形態1においてECU50が実行するルーチンの フローチャートである。
 図7に示すルーチンでは、先ず、アクセル開 度センサ44の出力に基づき、運転者からの車� ��の加速要求があるか否かが判別される(ステ ップ100)。その結果、加速要求があったと判� �された場合には、次いで、可変ノズル(VN)22c� ��開度が現時点での開度から全閉となるよう� ��制御される(ステップ102)とともに、バルブ� �ーバーラップ期間が現時点での期間からゼ� �となるように制御される(ステップ104)。

 次に、吸気圧センサ46の出力に基づき、� �気圧力(吸気マニホールド圧力)が取得される (ステップ106)とともに、排気圧センサ48の出� �に基づき、排気圧力(排気マニホールド圧力) が取得される(ステップ108)。

 次に、排気圧力と吸気圧力の差圧が所定� ��判定値以下の値となったか否かが判別され� ��(ステップ110)。この判定値は、排気圧力脈� �が十分に強くなったか否かを判断するため� �値として予め設定された値である。その結� �、当該ステップ110の判定が不成立である間� �、VN開度を全閉とする制御とバルブオーバー ラップ期間をゼロとする制御が継続されるこ とになる。

 一方、上記ステップ110における判定が成� ��することで、排気圧力脈動が十分に強くな� ��たと判断できる場合には、次いで、ターボ� ��率の優れる中間開度となるように、VN開度� �開かれる(ステップ112)。ECU50は、エンジン回� ��数や吸入空気量などのディーゼル機関10の� �転条件との関係でターボ効率が良いVN開度を 定めたマップ(図示省略)を記憶している。本� ��テップ112では、そのようなマップを参照し� ��、加速要求後の運転条件においてターボ効� ��の良い開度となるように、VN開度が開かれ� �いく。

 次に、現時点での吸気圧力および排気圧� ��が取得される(ステップ114、116)。次いで、� �気圧力が所定の判定値よりも低下したか否� �が判別される(ステップ118)。上記ステップ112 においてVN開度がターボ効率の良い開度に開� ��れる制御が実行されたことで、排気圧力は� ��下し始める。本ステップ118における判定値� ��、上記図3を用いて説明した掃気効果が十分 に得られるような条件にまで排気圧力が低下 したか否かを判断するための値として予め設 定された値である。

 その結果、当該ステップ118の判定が成立� ��ると判定された場合、すなわち、十分な掃� ��効果が得られるような圧力条件が満たされ� ��と判断できる場合には、排気圧力脈動が谷� ��なるタイミングと重なるように、正のバル� ��オーバーラップ期間が設定される(ステップ 120)。より具体的には、本ステップ120では、� �記ステップ114および116により検出された吸� �圧力および排気圧力のそれぞれの圧力波形� �利用して、排気上死点の付近に生じた排気� �力脈動の谷での排気圧力と吸気圧力との2つ� ��交点(図4中に示した交点P1、P2参照)でのクラ ンク角度を取得する。そして、吸気弁64の開� ��時期が上記交点P1となり、かつ、排気弁68の 閉じ時期が上記交点P2となるように、可変動� ��機構66、70を用いてバルブオーバーラップ期 間が調整される。

 より詳細に説明すると、これらの交点P1� �P2の位置(クランク角度)は、上記ステップ112� ��おけるVN開度の変化に応じて変化する。こ� �は、VN開度が変化することで、排気圧力に対 する吸気圧力の関係が変化するためである。 本ステップ120の処理によれば、VN開度の変化� ��起因する交点P1、P2の位置の変化に応じて、 バルブオーバーラップ期間が徐々に変更され ていく。具体的には、本ステップ120の処理に よれば、VN開度が開かれていくにつれ、排気� ��死点付近に生じた排気圧力脈動の谷におい� ��排気圧力よりも吸気圧力が高くなる領域が� ��々に拡大していき(言い換えれば、図4中に� �ける交点P1と交点P2の距離が徐々に離れてい� ��)、それに伴い、バルブオーバーラップ期間 が徐々に拡大していく。尚、本ステップ120で は、実際の排気圧力および吸気圧力のそれぞ れの検出値に基づいて、吸気弁64の開き時期� ��よび排気弁68の閉じ時期とすべきクランク� �度である上記交点P1、P2を取得するようにし� ��いる。しかしながら、これらの交点P1、P2の 取得手法は、このような手法に限定されるも のではなく、例えば、エンジン回転数、VN開� ��、吸入空気量、機関負荷(トルク≒燃料噴射 量)、および排気弁68の開きタイミングとの関 係で当該交点P1、P2を予め実験等により定め� �おく。そして、当該関係をマップとしてECU50 に記憶させておき、実機上でエンジン回転数 、VN開度、吸入空気量、機関負荷、および排� ��弁68の開きタイミングとの関係でそのよう� �マップを参照することで、当該交点P1、P2を� ��得するようにしてもよい。

 以上説明した図7に示すルーチンによれば 、排気圧力脈動を高める要求の一例である加 速要求が出された場合には、先ず、加速初期 段階においては、VN開度が全閉に制御される� ��ともにバルブオーバーラップ期間がゼロに� ��御される。その後、排気圧力脈動が強くな� ��たと判断できる時点において、ターボ効率� ��良い開度となるようにVN開度が開かれる。� �して、そのようなVN22cの開き動作が行われた 後に、VN開度に応じたバルブオーバーラップ� ��間が設定される。

 図8は、上記図7に示すルーチンの実行に� �り得られる効果を説明するための概念図で� �る。尚、図8において、実線で表された波形� ��、上述した本実施形態の制御に対応してい� ��。また、破線で表された波形は、バルブオ� ��バーラップ期間の調整機構を有しない内燃� ��関において、加速時にVN開度が全閉に維持� �れた場合の制御に対応している。更に、一� �鎖線で表された波形は、加速当初から、VN開 度が全閉に維持され、かつ、バルブオーバー ラップ期間が設けられている場合の制御に対 応している。更にまた、二点鎖線で表された 波形は、加速当初から、VN開度が一定量開か� ��、かつ、バルブオーバーラップ期間が設け� ��れている場合の制御に対応している。

 本実施形態の制御は、図8に示す他の制御パ ターンに対して、以下に示すような優れた効 果を奏することができる。
 先ず、本実施形態の制御(実線)と破線で表� �れた制御とを比較する。図8に示すように、� ��速初期段階においては、破線で表された制� ��は、本実施形態の制御と同じとなるので、� ��者に差はない。しかしながら、本実施形態� ��制御では、排気圧力脈動が強くなったと判� ��された時点t1において、VN開度が開かれ、か つ、その後にバルブオーバーラップ期間が設 定されるのに対し、破線で表された制御では 、上記時点t1以降においても、バルブオーバ� ��ラップ期間が設けられないままとされる。� ��のため、破線で表された制御では、強くな� ��た排気圧力脈動を利用した掃気効果を利用� ��きない分だけ、本実施形態の制御に対し、� ��ルクの立ち上がりに時間を要する結果とな� ��。

 次に、本実施形態の制御(実線)と一点鎖線� �表された制御とを比較する。一点鎖線で表� �れた制御では、排気圧力脈動の弱いという� �由で排気圧力に対して吸気圧力が高くなら� �い加速初期段階において、バルブオーバー� �ップ期間が設定されているので、吸気側へ� �排気ガスの吹き返しによって体積効率η _V が悪化してしまう。また、一点鎖線で表され た制御では、排気圧力脈動が強くなってくる 加速中期以降においても、VN開度が全閉に維� ��されていることで、ターボ効率の悪化を招� ��、排気圧力に対して吸気圧力を十分に上げ� ��れなくなるので、掃気効果が得られにくく� ��るのとともに、吸気側への排気ガスの吹き� ��しによって、体積効率η _V が悪化してしまう。このため、一点鎖線で表 された制御についても、本実施形態の制御に 対し、トルクの立ち上がりに時間を要すると ともに、トルクの大きさ自体も十分に上げら れない結果となる。

 次に、本実施形態の制御(実線)と二点鎖� �で表された制御とを比較する。二点鎖線で� �された制御では、加速初期段階において、VN 開度が一定量開かれていることで、本実施形 態の制御に対し、排気圧力脈動が強くなるま でに要する時間が長くなってしまう。このた め、二点鎖線で表された制御は、そのような 排気圧力脈動の生成遅れ時間分だけ、本実施 形態の制御に対し、トルクの立ち上がりに時 間を要する結果となる。

 以上説明したように、本実施形態の制御に� ��れば、加速初期段階においては、VN開度を� �閉となるように絞ることで吸入空気量の増� �を促し、これにより、早期に排気圧力脈動� �高めることができ、早期に掃気効果を利用� �きるようになる。更に、バルブオーバーラ� �プ期間をゼロとしていることで、吸気側へ� �排気ガスの吹き返しに起因する体積効率η _V の悪化を良好に防止することができる。

 また、本実施形態の制御によれば、排気� ��力脈動が強くなってきた加速中期以降にお� ��ては、ターボ効率の良くなる開度にまでVN22 cを開いていくことで、吸気圧力(過給圧)に対 して排気圧力を下げることができ、掃気効果 を十分に利用できるようになる。また、その ような掃気効果の実現とターボ効率の確保と の両立を図ることができる。

 更に、本実施形態の制御によれば、加速� ��期においてバルブオーバーラップ期間を設� ��するタイミングを、必ずVN開度の開き動作� �としていることで、排気上死点付近におい� �排気圧力に対して吸気圧力が高くなる領域� �確実に確保された後に、バルブオーバーラ� �プ期間を設けることができるようになる。� �のため、吸気側への排気ガスの吹き返しの� �生を回避して、掃気効果を十分に利用でき� �ようになる。

 更にまた、本実施形態の制御によれば、加� ��中期におけるVN開度の変化(変化量や変化速� ��)に応じて、その後に設定するバルブオーバ ーラップ期間を調整するようにしている。つ まり、本実施形態では、排気圧力脈動が谷と なるタイミングにおいて排気圧力に対して吸 気圧力が高くなる度合いを決める影響因子で あるVN開度に応じて、バルブオーバーラップ� ��間を調整していることで、排気圧力に対し� ��吸気圧力が高くなるタイミングと確実に重� ��るようにバルブオーバーラップ期間を設定� ��ることができるようになる。このため、吸� ��側への排気ガスの吹き返しによる体積効率� � _V の悪化を良好に防止することができる。更に 付け加えると、上記図7に示すルーチンの具� �的手法によれば、VN開度の変化に起因する交 点P1、P2の位置の変化に合わせて、バルブオ� �バーラップ期間を徐々に変更するようにし� �いるので、排気圧力に対して吸気圧力が高� �なるタイミングと完全に合致するようにバ� �ブオーバーラップ期間を設定することがで� �るようになる。これにより、吸気側への排� �ガスの吹き返しによる体積効率η _V の悪化を確実に回避しつつ、掃気効果を得ら れるようにすることが可能となる。

 ところで、上述した実施の形態1において は、加速中期においてVN開度の調整に伴いバ� ��ブオーバーラップ期間を設定する際には、� ��際の排気圧力および吸気圧力のそれぞれの� ��出値に基づいて、吸気弁64の開き時期およ� �排気弁68の閉じ時期とすべきクランク角度で ある上記交点P1、P2を取得するようにし、VN開 度の変化に起因する当該交点P1、P2の位置の� �化に合わせて、バルブオーバーラップ期間� �徐々に変更するようにしている。しかしな� �ら、加速中期においてVN開度の調整に伴って 行うバルブオーバーラップ期間の具体的な設 定手法は、これに限定されるものではない。 すなわち、例えば、バルブオーバーラップ期 間を設定する際には、吸気弁64の開き時期の� ��角量と排気弁68の閉じ時期の遅角量とを同� �かつ同量に制御されるようにしたうえで、VN 22cが開かれていくに従って、徐々にバルブオ ーバーラップ期間を拡大していくという簡便 な手法を用いるようにしてもよい。

 尚、上述した実施の形態1においては、ECU50� ��、吸気可変動弁装置66および排気可変動弁� �置70を用いてバルブオーバーラップ期間を制 御することにより前記第1の発明における「� �ーバーラップ期間制御手段」が、図示省略� �るアクチュエータに指令を与えて可変ノズ� �22cの開度を制御することにより前記第1の発� ��における「ノズル開度制御手段」が、上記� ��テップ100の処理を実行することにより前記� ��1の発明における「脈動生成要求検知手段」 が、上記ステップ102および110の処理を実行す ることにより前記第1の発明における「ノズ� �閉じ制御実行手段」が、上記ステップ104お� �び110の処理を実行することにより前記第1の� ��明における「オーバーラップ期間制限手段� ��が、それぞれ実現されている。また、可変� ��ズル22cの全閉開度が前記第1の発明における 「第1所定開度」に相当している。
 また、ターボ効率が良い開度が前記第3の発 明における「第2所定開度」に相当している� �また、ECU50が、上記ステップ110および112の処 理を実行することにより前記第3の発明にお� �る「ノズル開き制御実行手段」が、上記ス� �ップ110および120の処理を実行することによ� �前記第3または第6の発明における「オーバー ラップ期間設定手段」が、それぞれ実現され ている。
 また、ECU50が上記ステップ110および112の処� �を実行することにより前記第6の発明におけ� ��「高効率開度設定手段」が実現されている� ��
 また、交点P1が前記第11の発明における「第 1交点」に、交点P2が前記第11の発明における� ��第2交点」に、それぞれ相当している。また 、ECU50が上記ステップ120の処理を実行するこ� ��により前記第11の発明における「圧力交点� �報取得手段」および「バルブ開閉時期調整� �段」がそれぞれ実現されている。

実施の形態2.
 次に、図9乃至図13を参照して、本発明の実� ��の形態2について説明する。
 本実施形態のシステムは、図1に示すハード ウェア構成を用いて、ECU50に上記図7に示すル ーチンとともに後述する図13に示すサブルー� ��ンを実行させることにより実現することが� ��きるものである。

[実施の形態2の特徴部分]
 本実施形態のシステムにおける加速時の可� ��ノズル22cの制御およびバルブオーバーラッ� ��期間の制御は、加速中期にVN22cの開度を開� �側の値に制御した後のバルブオーバーラッ� �期間の具体的な設定手法が異なる点を除き� �上述した実施の形態1の制御と同様である。

 図9は、本発明の実施の形態2における加速� �期のバルブオーバーラップ期間の設定手法� �説明するための図である。
 排気圧力脈動が強くなってきた加速中期の� ��イミングにおいてVN22cを中間開度(ターボ効� ��の良い開度)にまで動作させた後に、バルブ オーバーラップ期間を設定する際には、上述 した実施の形態1における変形例で説明した� �うに、吸気弁64の開き時期の進角量と排気弁 68の閉じ時期の遅角量とを同時かつ同量に制� ��されるようにしたうえで、VN22cが開かれて� �くに従って、徐々にバルブオーバーラップ� �間を拡大していくという簡便な手法が考え� �れる。しかしながら、そのような手法は、� �えば図9に示すケースのように、排気圧力脈� ��の波形如何によっては、排気圧力脈動を利� ��した掃気効果を十分に引き出すうえで十分� ��なくなってしまう。

 図9に示すケースは、排気圧力脈動の谷の 大部分が排気上死点よりも進角側に位置して いるケースを示している。このようなケース では、排気圧力脈動の谷の頂点よりも進角側 の方が、その遅角側に対して排気圧力が低く なっている。このようなケースにおいて、図 9に示すように、排気上死点を基準として、� �気弁64の開き時期の進角量と排気弁68の閉じ� ��期の遅角量とをともに20°CAで同量に設定す� ��と、吸気行程において、排気圧力が吸気圧� ��よりも高くなる領域を、バルブオーバーラ� ��プ期間内に含んでしまう。このような領域� ��含んでしまうと、吸気側への排気ガスの吹� ��返しによって、掃気効果が減少してしまう� ��

 従って、図9に示すケースにおいて、掃気 効果を最大限に利用するためには、排気弁68� ��閉じ時期は、ATDC10°CAであることが望ましく 、また、吸気弁64の開き時期は、BTDC80°CAであ ることが望ましい。つまり、この場合には、 バルブオーバーラップ期間は、吸気弁64の開� ��時期の進角量を排気弁68の閉じ時期の遅角� �よりも大きくするのが好ましいといえる。� �た、VN開度22cが開かれていくことに伴うター ボ効率の向上に従って、排気圧力に対して吸 気圧力が高くなる領域が拡大していくが、こ のような領域の拡大は、図9に示すケースで� �れば、排気上死点よりも進角側から進行す� �ことになる。このため、このケースであれ� �、排気弁68の閉じ時期の遅角制御よりも吸気 弁64の開き時期の進角制御を先に開始させる� ��が、掃気効果を効率的に利用するという観� ��では好ましいといえる。

 排気圧力脈動が谷となるタイミングは、� ��述したように、排気弁68の開き時期および� �ンジン回転数の条件如何によって異なるも� �となる。そこで、本実施形態では、排気弁68 の開き時期およびエンジン回転数の条件に起 因して変化する排気圧力脈動が谷となる位相 に応じて、VN22cの動作後にバルブオーバーラ� ��プ期間を設定する際に、吸気弁64の開き時� �の進角量および排気弁68の閉じ時期の遅角量 のそれぞれが担う制御量の比率を変更するよ うにした。更に、当該谷となる位相に応じて 、吸気弁64の開き時期の進角制御と排気弁68� �閉じ時期の遅角制御の開始タイミングの優� �順序を決定するようにした。

 次に、図10および図11を参照して、上述した 本実施形態の制御の具体例を説明する。
 図10は、排気弁68の閉じ時期の遅角制御より も吸気弁64の進角制御を優先的に制御する場� ��におけるVN開度の開き途中の様子を説明す� �ための図であり、図11は、図10と同様の場合� ��おけるVN開度の開き制御が完了したタイミ� �グ近辺で行われる制御を説明するための図� �ある。

 図10(B)に示すように、VN開度が開かれてい く過程では、ターボ効率が次第に向上してい くことで、排気圧力が減少していく。つまり 、排気圧力の波形は、破線で示す波形から実 線で示す波形に近づくように移行していく。 その結果、図10(B)中にハッチングを付して示� ��領域、すなわち、排気圧力脈動が谷となる� ��期において排気圧力よりも吸気圧力の方が� ��くなる領域が存在し始める。

 図10に示すケースは、排気圧力脈動の谷� �頂点が排気上死点よりも進角側に存在する� �ースであるので、ハッチングを付して示す� �記領域は、排気上死点よりも進角側から存� �し始める。本実施形態の手法によれば、こ� �ようなケースでは、バルブオーバーラップ� �間を設けるに際して、図10(A)に示すように、 先ず、吸気弁64の開き時期の進角制御(早開き 制御)が実行されるようになる。

 その後、VN開度が目標開度に達すること� �、ターボ効率が最適化されたタイミングに� �ってくると、図11(B)に示すように、排気圧力 に対して吸気圧力が十分に高まってくる。そ の結果、排気上死点よりも遅角側においても 、ハッチングを付して示す上記領域が存在す るようになる。このようなタイミングになっ た場合には、本実施形態の手法によれば、そ のような上記領域の拡大を受けて、吸気弁64� ��開き時期の進角制御に加え、排気弁68の閉� �時期の遅角制御が実行されるようになる。� �に、このような図10および図11を参照して説� ��するケースの場合には、本実施形態の手法� ��よれば、バルブオーバーラップ期間の設定� ��行ううえで、排気弁68の閉じ時期の遅角量� �担う比率よりも吸気弁64の開き時期の進角量 が担う比率の方が高くなるように、両者の制 御量が調整されることになる。

 図12は、本発明の実施の形態2における上� ��した特徴的な制御の実行タイミングを説明� ��るためのタイムチャートである。尚、図12� �おいて、上述した実施の形態1における図6に 示すタイムチャートと同じ制御が行われる部 分については、その説明を簡略または省略す るものとする。また、この図12に示すタイム� ��ャートにおいても、排気弁68の閉じ時期(EVC) の遅角制御よりも吸気弁64の開き時期(IVO)の� �角制御を優先的に制御する場合を例に挙げ� �説明するものとする。

 本実施形態では、時刻t1においてVN開度が ターボ効率の良い中間開度に向けて開き始め られた後においては、図12に示すように、そ� ��後の時間経過に伴ってターボ効率が向上し� ��きたことで排気圧力に対して吸気圧力が高� ��なる条件に達したと判断できる時点t2に達� �た時に、吸気弁64の開き時期の進角制御が先 行して開始される。

 その後、VN開度が所定の中間開度に達し� �時点t3において、図11中にハッチングを付し� ��示す上記領域が十分に存在し始めたと判断� ��れ、排気弁68の閉じ時期の遅角制御も開始� �れるようになる。また、上述したように、� �12に示す制御例では、バルブオーバーラップ 期間の設定を行ううえで、排気弁68の閉じ時� ��の遅角量が担う比率よりも吸気弁64の開き� �期の進角量が担う比率の方が高くなるよう� �、両者の制御量が調整される。尚、両者の� �御量の合計値自体は、今回のVN22cの制御開度 に応じて、所望のバルブオーバーラップ期間 が得られるように決定される。

[実施の形態2における具体的処理]
 図13は、上記の機能を実現するために、本� �施の形態2においてECU50が実行するサブルー� �ンのフローチャートである。尚、本サブル� �チンの処理は、上述した実施の形態1におけ� ��図7に示すメインルーチン中のステップ120の 処理の代替案という位置付けである。

 図13に示すルーチンでは、先ず、クラン� �角センサ62の出力に基づき、エンジン回転数 が取得される(ステップ200)。次いで、排気カ� ��角センサ74の出力に基づき、排気弁68の現在 の開き時期が取得される(ステップ202)。

 次に、エンジン回転数と排気弁68の開き� �期とに基づいて、バルブオーバーラップ期� �を設定するうえでの、吸気弁64の開き時期の 進角制御と排気弁68の閉じ時期の遅角制御の� ��御開始優先順序と、両者がそれぞれ担う制� ��量の比率が決定される(ステップ204)。既述� �たように、排気圧力脈動が谷となるタイミ� �グは、エンジン回転数および排気弁68の閉じ 時期との関係で定める。ECU50は、エンジン回� ��数および排気弁68の閉じ時期との関係で、� �該制御開始優先順序および当該制御量比率� �定めたマップ(図示省略)をそれぞれ記憶して いる。本ステップ204では、それらのマップが 参照されて、吸気弁64の開き時期の進角制御� ��よび排気弁68の閉じ時期の遅角制御の何れ� �先行して開始すべきか否か、および、両者� �何れの制御量比率を高めるべきか否かが、� �れぞれ決定される。

 次に、ステップ206において、今回のルー� ��ン起動時の状況が吸気弁64の開き時期の進� �制御を先行して開始すべき状況(排気圧力脈� ��の谷が排気上死点よりも進角側に位置する� ��況)であると判定された場合には、吸気弁64� ��開き時期の進角制御が先に開始される(ステ ップ208)。

 次に、VN開度が今回の加速時の目標中間� �度に達したか否かが判別される(ステップ210) 。その結果、当該判定が成立した場合には、 排気圧力に対して吸気圧力が高くなる領域が 排気上死点よりも遅角側にまで及ぶ状況にな ってきたものと判断され、排気弁68の閉じ時� ��の遅角制御についても開始される(ステップ 212)。尚、VN開度は、可変ノズル22cを駆動する アクチュエータ(図示省略)の制御量を検知す� ��ことにより取得可能である。

 一方、上記ステップ206において、今回の� ��ーチン起動時の状況が排気弁68の閉じ時期� �遅角制御を先行して開始すべき状況(排気圧� ��脈動の谷が排気上死点よりも遅角側に位置� ��る状況)であると判定された場合には、排気 弁68の閉じ時期の遅角制御が先に開始される( ステップ214)。

 次に、VN開度が今回の加速時の目標中間� �度に達したか否かが判別される(ステップ216) 。その結果、当該判定が成立した場合には、 排気圧力に対して吸気圧力が高くなる領域が 排気上死点よりも進角側にまで及ぶ状況にな ってきたものと判断され、吸気弁64の開き時� ��の進角制御についても開始される(ステップ 218)。

 以上説明した図13に示すルーチンによれ� �、排気圧力脈動の位相に応じて(より具体的� ��は、排気圧力脈動が谷となる位相に応じて) 、VN開度の調整に伴いバルブオーバーラップ� ��間を設定する際に、吸気弁64の開き時期の� �角制御および排気弁68の閉じ時期の遅角制御 の何れを先行して開始すべきか否かが決定さ れる。このような処理によれば、VN開度が開� ��れていくことで排気圧力に対して吸気圧力� ��高くなる領域ができ始めた際に、最初に当� ��領域ができ始める部位に対してバルブオー� ��ーラップ期間を速やかに重ねることができ� ��ようになる。このため、効率的に掃気効果� ��得ることが可能となる。

 また、上記ルーチンによれば、排気圧力� ��動に応じて(より具体的には、排気圧力脈動 が谷となる位相に応じて)、VN開度の調整に伴 いバルブオーバーラップ期間を設定する際に 、吸気弁64の開き時期の進角制御および排気� ��68の閉じ時期の遅角制御の何れの制御量比� �を高めるべきか否かが決定される。このよ� �な処理によれば、バルブオーバーラップ期� �を拡大していく際に、吸気圧力に対して排� �圧力が高くなる領域(吹き返しが懸念される� ��域)をバルブオーバーラップ期間中に含めな いようにすることができる。このため、効率 的に掃気効果を得ることが可能となる。

 また、上述した実施の形態1におけるVN22c� ��開き動作後のバルブオーバーラップ期間の� ��定手法(上記図7に示すルーチン中の上記ス� �ップ120参照)は、排気圧力と吸気圧力との交� ��P1、P2(図4参照)を実機上で取得可能となって いるシステムにおいて好適なものである。こ れに対し、本実施形態の手法は、そのような 交点P1、P2の取得が実機上において困難なシ� �テムに適用するのに好適なものである。

 尚、上述した実施の形態2においては、ECU50� ��上記ステップ200~204の処理を実行することに より前記第9の発明における「制御量比率設� �手段」が実現されている。
 また、ECU50が上記ステップ200~204の処理を実� ��することにより前記第9の発明における「制 御開始順序設定手段」が実現されている。

 ところで、上述した実施の形態1および2� �おいては、排気圧力脈動を高める要求の一� �として、加速要求時を例に挙げて説明を行� �たが、本発明における排気圧力脈動を高め� �要求は、そのような加速要求時に限定され� �ものではない。

 また、上述した実施の形態1および2にお� �ては、加速初期段階では、VN開度を全閉に制 御するようにしているが、本発明において、 排気圧力脈動を高める要求を検知した検知時 点から排気圧力脈動が高められたと判断され る判断時点までの間に制御される可変ノズル の開度は、当該検知時点の可変ノズルの開度 よりも閉じ側の開度であれば、必ずしも全閉 でなくてもよい。また、加速初期段階では、 バルブオーバーラップ期間をゼロとしている が、本発明において、上記検知時点から上記 判断時点までの間に設定されるバルブオーバ ーラップ期間は、完全にゼロでなくても実質 的にゼロであればよく、更には、上記検知時 点のバルブオーバーラップ期間よりも短い期 間であってもよい。

実施の形態3.
 次に、図14乃至図18を参照して、本発明の実 施の形態3について説明する。
[実施の形態3のシステム構成]
 図14は、本発明の実施の形態3のシステム構� ��を説明するための図である。尚、図14にお� �て、上記図1に示す構成要素と同一の要素に� ��いては、同一の符号を付してその説明を省� ��または簡略する。

 本実施形態のシステムは、図14に示すよ� �に、排気マニホールド18とEGR通路38との接続� ��位に、排気容積切替弁80を備えている。こ� �排気容積切替弁80は、EGRクーラ40の上流側(排 気マニホールド18側)においてEGR通路38を遮断� ��能に構成されている。

 このような排気容積切替弁80によって排� �マニホールド18とEGR通路38とを遮断した状態� ��は、EGR通路38やEGRクーラ40の容積が排気系容 積に加わらなくなるので、通常時(開弁時)と� ��べ、EGR通路38とEGRクーラ40とを合わせた容積 の分だけ、排気系容積を小さくすることがで きる。このように、排気容積切替弁80によれ� ��、排気系容積を可変とすることができる。

 図15は、排気系容積が排気圧力脈動に与え� �影響を説明するための図である。
 図15中に「排気系容積大」と付された波形� �、排気容積切替弁80が開弁状態とされた場合 のものであり、図15中に「排気系容積小」と� ��された波形は、排気容積切替弁80が閉弁状� �とされた場合のものである。

 図15に示すように、排気容積切替弁80によ って排気系容積が小さくされた場合には、排 気系容積が大きくされた場合に比して、排気 圧力脈動の振幅が増加する。つまり、排気圧 力脈動が強くなる。従って、このような排気 容積切替弁80を用いて効果的に排気圧力脈動� ��強くするためには、図14に示す構成のよう� �、できるだけ排気マニホールド18の直後に配 置することが、排気系容積をより有効に減ら せることができるので好ましい。

 また、図14に示すように、DPF24近傍の排気 通路20には、DPF24の前後差圧を検出するため� �差圧センサ82が取り付けられている。本実施 形態のECU84には、実施の形態1において既述し たセンサやアクチュエータに加え、排気容積 切替弁80や差圧センサ82が接続されている。EC U84は、差圧センサ82の出力に基づいて、DPF24� �のPM堆積量を推定することで、DPF24の目詰ま� ��度合いを判定することができる。

[実施の形態3の特徴部分]
 ところで、DPF24へのPM堆積量が増加すると、 DPF24の目詰まり度合いが高くなり、背圧(排気 圧力)が高くなる。その結果、バルブオーバ� �ラップ期間において吸気圧力が排気圧力よ� �も高くなる領域が小さくなるので、加速要� �時等の排気圧力脈動を高める要求がある場� �に、十分な掃気効果が得にくくなる。

 また、上記図15に示すように、排気系容� �が大きいと、バルブオーバーラップ期間に� �いて吸気圧力が排気圧力よりも高くなる領� �が小さくなるので、加速要求時等の排気圧� �脈動を高める要求がある場合に、十分な掃� �効果が得にくくなる。

 そこで、本実施形態では、DPF24の目詰ま� �の度合いに応じて、加速時における可変ノ� �ル22cの開度制御およびバルブオーバーラッ� �期間の制御を変更するようにした。そして� �DPF24の目詰まり度合いが比較的低い場合には 掃気効果を高める目的で、また、DPF24の目詰� ��り度合いが比較的高い場合には過給圧を高� ��る目的で、何れの場合にも、排気容積切替� ��80によって排気系容積を縮小させるように� �た。

 より具体的には、DPF24の目詰まりの度合� �が比較的低い場合には、掃気効果によるト� �クアップを図るべく、上述した実施の形態1� ��制御と同様に、加速初期段階において、吸� ��側への排気ガスの吹き返しを防止するため� ��バルブオーバーラップ期間を小さく(例えば 、ゼロに)制御したうえで、排気圧力脈動を� �めるために、排気容積切替弁80を閉じた後に VN開度を全閉に制御するようにした。

 その後、排気圧力脈動が強くなったと判� ��できる時点において、ターボ効率の良い中� ��開度となるようにVN開度を開くようにした� �そして、そのようなVN22cの開き動作が行われ た後に、排気圧力脈動が谷となるタイミング と重なるように、VN開度に応じたバルブオー� ��ーラップ期間を設定するようにした。

 一方、DPF24の目詰まりの度合いが比較的� �い場合には、有効な掃気効果が得られない� �で、過給圧アップによるトルクアップを図� �べく、加速初期段階において、吸気側への� �気ガスの吹き返しを防止するためにバルブ� �ーバーラップ期間を小さく制御したうえで� �過給圧を高めるために、排気容積切替弁80を 閉じた後にVN開度を全閉に制御するようにし� ��。また、この場合には、その後の加速中に� ��いても、加速初期段階におけるVN開度およ� �バルブオーバーラップ期間の上記制御が維� �されるようにした。

 図16は、上記の機能を実現するために、本� �施の形態3においてECU84が実行するルーチン� �フローチャートである。
 図16に示すルーチンでは、先ず、ステップ10 0において、運転者からの車両の加速要求が� �ると判定された場合には、次いで、差圧セ� �サ82により検出されるDPF24前後の差圧に基づ� ��て、DPF24の目詰まり度合いが検出(判定)され る(ステップ300)。

 その結果、DPF24の目詰まり度合いが比較� �低いと判定された場合には、先ず、バルブ� �ーバーラップ期間(O/L量)が現時点の値よりも 短くなるように(例えば、ゼロに)制御される( ステップ302)。その後、排気容積切替弁80が閉 弁状態となるように制御される(ステップ304)� ��

 更にその後、可変ノズル(VN)22cの開度が現 時点の値よりも閉じるように(例えば、全閉� �度に)制御される(ステップ306)。次いで、排� �圧力脈動が十分に強くなったか否かが判断� �れる(ステップ308)。具体的には、排気圧力脈 動の強さは、例えば、排気圧センサ48による� ��定値や、ECU84内に構築された燃焼モデルに� �る燃焼状態の推定結果などに基づいて判断� �能である。

 上記ステップ308において、排気圧力脈動� ��十分に強くなったと判断できる場合には、� ��いで、ターボ効率の優れる中間開度となる� ��うに、VN開度が開かれる(ステップ310)。

 次に、十分な掃気効果を得られる条件に� ��ったか否かが判断される(ステップ312)。具� �的には、例えば、排気圧力と吸気圧力との� �圧が所定の判定値以下となったか否かを判� �することで、当該判断を行うことができる� �

 上記ステップ312において、十分な掃気効� ��が得られる条件になったと判断された場合� ��は、排気圧力脈動が谷となるタイミングと� ��なるような態様で、正のバルブオーバーラ� ��プ期間が設定される(ステップ314)。

 一方、上記ステップ300において、DPF24の� �詰まり度合いが比較的高いと判定された場� �には、先ず、バルブオーバーラップ期間(O/L� ��)が現時点の値よりも短くなるように(例え� �、ゼロに)制御される(ステップ316)。その後� �排気容積切替弁80が閉弁状態となるように制 御される(ステップ318)。

 更にその後、可変ノズル(VN)22cの開度が現 時点の値よりも閉じるように(例えば、全閉� �度に)制御される(ステップ320)。

 図17および図18は、上記図16に示すルーチ� ��の処理により実現される加速時の動作の一� ��を示すタイムチャートである。より具体的� ��は、図17(A)乃至図17(D)および図18(A)乃至図18(D )は、上段から順に、排気容積切替弁80の開度 設定、VN開度、バルブオーバーラップ期間(O/L 量)、および、トルクの各時間変化を示して� �る。また、図17はDPF24の目詰まり度合いが比� ��的低い場合の動作に、図18はDPF24の目詰まり 度合いが比較的高い場合の動作に、それぞれ 対応している。

 DPF24の目詰まり度合いが比較的低い場合に� �、加速要求が検知されると、図17(C)に示すよ うに、先ず、バルブオーバーラップ期間がゼ ロとなるように制御される。加速初期段階に おいては、排気圧力と吸気圧力との差圧が大 きいため、バルブオーバーラップ期間を長く 設定しても、掃気効果を有効に利用できず、 また、吸気側への排気ガスの吹き返しによっ て、体積効率η _V が悪化してしまう。これに対し、図17(C)に示� ��バルブオーバーラップ期間の制御によれば� ��そのような体積効率η _V の悪化を良好に防止することができる。

 また、バルブオーバーラップ期間がゼロ� ��制御されたことが確認された後に、図17(A)� �示すように、排気容積切替弁80が閉じられる とともに、排気容積切替弁80の当該閉弁後に� ��図17(B)に示すように、VN開度が全閉開度に制 御される。このように、排気容積切替弁80を� ��じるようにすれば、排気系容積が小さくな� ��ので、排気圧力脈動を強くすることができ� ��。また、VN開度を全閉にすることで、排気� �力脈動を強くすることができる。これらに� �り、後の段階において、掃気効果をより有� �に利用できるようになる。

 また、DPF24の目詰まり度合いが比較的低� �場合には、排気圧力脈動が十分に強くなっ� �と判断された時点で、図17(B)に示すように、 ターボ効率の優れる中間開度となるようにVN� ��度が制御される。これにより、排気圧力と� ��気圧力との差圧を十分に小さくして、掃気� ��果をより大きくすることができる。

 そして、VN開度が上記中間開度に制御さ� �た後に、つまり、VN開度が掃気効果を得るう えで最適な開度に調整された後に、図17(C)に� ��すように、排気圧力脈動が谷となるタイミ� ��グと重なるような態様で、正のバルブオー� ��ーラップ期間が設定される。これにより、� ��気効果を有効に利用して、図17(D)に示すよ� �に、ディーゼル機関10のトルクを効果的に高 めることができる。以上のような順序で、バ ルブオーバーラップ期間、VN開度、および排� ��系容積を制御することで、加速時にディー� ��ル機関10のトルクの立ち上がりに要する時� �を良好に短くすることができる。

 一方、DPF24の目詰まりが比較的高い場合に� �いても、加速要求が検知されると、図18(C)に 示すように、先ず、バルブオーバーラップ期 間がゼロとなるように制御される。これによ り、体積効率η _V の悪化を良好に防止することができる。

 また、バルブオーバーラップ期間がゼロ� ��制御されたことが確認された後に、図18(A)� �示すように、排気容積切替弁80が閉じられる とともに、排気容積切替弁80の閉弁後に、図1 8(B)に示すように、VN開度が全閉開度に制御さ れる。このように、排気容積切替弁80を閉じ� ��ようにすれば、排気系容積が小さくなるこ� ��で排気圧力(背圧)が上がるので、ターボ回� �数が上がり、過給圧を高めることができる� �また、VN開度を全閉とすることで、ターボ効 率が悪化しても過給圧を高めることができ、 吸入空気量を増やすことができる。

 ここで、DPF24の目詰まり度合いが比較的� �い場合には、DPF24の目詰まり度合いが比較的 低い場合とは異なり、加速時のVN開度が全閉� ��度に維持されるとともに、バルブオーバー� ��ップ期間がゼロに維持される。このような� ��御によれば、吹き返しの抑制と過給圧アッ� ��を図ることにより、DPF24の目詰まり度合い� �高いことで有効な掃気効果が期待できない� �況下において、図18(D)に示すように、ディー ゼル機関10のトルクを効果的に高めることが� ��きる。

 以上説明したように、上記図16に示すル� �チンによれば、DPF24の目詰まり度合いに応じ て、加速時における(排気圧力脈動が高めら� �たと判断される時点の経過後における)、VN� �度およびバルブオーバーラップ期間の制御� �変更される。

 より具体的には、DPF24の目詰まり度合い� �比較的低い場合には、排気圧力脈動が高め� �れたと判断された後に、VN開度の制御とバル ブオーバーラップ期間の制御とによって、掃 気効果によるトルクアップが行われる。その 一方で、DPF24の目詰まり度合いが比較的高い� ��合には、掃気効果が得られないので、VN開� �が全閉に維持されるとともにバルブオーバ� �ラップ期間がゼロに維持されることによっ� �、過給圧アップによるトルクアップが行わ� �ることになる。これにより、DPF24の目詰まり 状態に応じて、排気圧力脈動を有効に利用で きるようにVN開度およびバルブオーバーラッ� ��期間の制御を決定することができる。

 ところで、上述した実施の形態3において は、本発明における排気通路に配置される排 気浄化装置の一例として、PMを捕集するため� ��DPF24について説明を行った。しかしながら� �本発明の対象となる排気浄化装置は、DPF24に 限らず、他の排気浄化触媒であってもよい。

 尚、上述した実施の形態3においては、ECU84� ��、上記ステップ300の処理を実行することに� ��り前記第12の発明における「詰まり判定手� �」が、上記図16に示すルーチンの一連の処理 を実行することにより前記第12の発明におけ� ��「制御変更手段」が、それぞれ実現されて� ��る。
 また、ECU84が、上記ステップ310の処理を実� �することにより前記第13の発明における「低 目詰まり時ノズル開き制御実行手段」が、上 記ステップ314の処理を実行することにより前 記第13の発明における「低目詰まり時オーバ� ��ラップ期間設定手段」が、それぞれ実現さ� ��ている。
 また、ECU84が上記ステップ304または318の処� �を実行することにより前記第14または第16の� ��明における「排気系容積可変手段」が実現� ��れている。
 また、ECU84が上記ステップ316および320の処� �を実行することにより前記第15の発明におけ る「高目詰まり時制御手段」が実現されてい る。