(57)【要約】【課題】スロットルバルブのヒステリシスを解消することで、ＤＰＦの強制再生機能を発揮できる運転領域が狭くなることを防止することができる制御装置を提供する。【解決手段】エンジンの排気流路に配置されるＤＯＣおよびＤＰＦを備えるエンジンにおいて、エンジンの吸気流路又は排気流路に設けられるスロットルバルブの開度を指示するように構成されている制御装置である。制御装置は、ヒステリシス発生条件（スロットルバルブの指示開度が所定開度以下となり所定期間経過、及び／又は、エンジン出力が所定出力以下となり所定期間経過）を判定するヒステリシス発生条件判定部と、ヒステリシス発生条件を充足していると判定されたときに、スロットルバルブの開度を指示開度よりも一時的に大きくした後に指示開度まで戻すヒステリシス解消動作をスロットルバルブに実行させるヒステリシス解消動作実行部と、を備える。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気流路に配置されるＤＯＣ、および前記排気流路の前記ＤＯＣの下流側に配置されるＤＰＦを備えるエンジンにおいて、前記エンジンの吸気流路又は前記排気流路に設けられるスロットルバルブの開度を指示するように構成されている制御装置であって、
前記スロットルバルブの指示開度が所定開度以下となってから所定時間が経過した場合である第１条件、又は、前記エンジンのエンジン出力が所定出力以下となってから所定時間が経過した場合である第２条件、の少なくとも一方を満たす条件として定義されるヒステリシス発生条件を充足しているか否かを判定するように構成されたヒステリシス発生条件判定部と、
前記ヒステリシス発生条件を充足していると判定されたときに、前記スロットルバルブの開度を前記指示開度よりも一時的に大きくした後に前記指示開度まで戻すヒステリシス解消動作を前記スロットルバルブに実行させるように構成されたヒステリシス解消動作実行部と、を備える
制御装置。
【請求項２】
経過時間を計測する時間カウンタをさらに備え、
前記ヒステリシス解消動作実行部は、前記ヒステリシス発生条件を充足し、且つ、前記時間カウンタで計測された経過時間が第１所定時間を超過したときに、前記ヒステリシス解消動作を前記スロットルバルブに実行させるように構成される
請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記時間カウンタは、前記ヒステリシス発生条件を充足しているときであって、前記指示開度が増加し始めたとき又は前記指示開度の減少が止まったときから前記経過時間の計測を開始するように構成される
請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記第１所定時間は、前記時間カウンタが前記経過時間を計測中における前記指示開度、又は、前記エンジン出力、の少なくとも一方に基づいて設定される
請求項３に記載の制御装置。
【請求項５】
前記時間カウンタは、前記経過時間を計測中において前記ヒステリシス発生条件を充足しなくなったときに、前記経過時間の計測をキャンセルするように構成される
請求項３又は４に記載の制御装置。
【請求項６】
前記時間カウンタは、前記スロットルバルブの指示開度が前記時間カウンタによる計測開始時の指示開度よりも小さくなったとき、又は、前記経過時間を計測中における前記スロットルバルブの最大指示開度に対して前記指示開度の閉じる方向側への変化量が所定値以上になったときに、前記経過時間の計測をキャンセルするように構成される
請求項３乃至５の何れか１項に記載の制御装置。
【請求項７】
前記ヒステリシス解消動作時における前記スロットルバルブの開度増加量は、前記ヒステリシス解消動作を行うときの前記指示開度、又は、前記エンジン出力、の少なくとも一方に基づいて設定される
請求項１乃至６の何れか１項に記載の制御装置。
【請求項８】
前記ヒステリシス解消動作時において、前記スロットルバルブの開度を前記指示開度よりも大きくし始めてから所定開度となるまで、および、前記所定開度から前記スロットルバルブの開度を前記指示開度に戻し終わるまでにランプを設け、前記所定開度としている時間を第２所定時間とした場合に、
前記第２所定時間は、前記ヒステリシス解消動作を行うときの前記指示開度、又は、前記エンジン出力、の少なくとも一方に基づいて設定される
請求項１乃至７の何れか１項に記載の制御装置。
【請求項９】
前記スロットルバルブは、前記排気流路に設けられる排気スロットルバルブからなる
請求項１乃至８何れか１項に記載の制御装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか１項に記載の制御装置と、
前記ＤＯＣと、
前記ＤＰＦと、
前記スロットルバルブと、を備える
排ガス浄化システム。
【請求項１１】
エンジンの排気流路に配置されるＤＯＣ、および前記排気流路の前記ＤＯＣの下流側に配置されるＤＰＦを備えるエンジンにおいて、前記エンジンの吸気流路又は前記排気流路に設けられるスロットルバルブの開度の制御方法であって、
前記スロットルバルブの指示開度が所定開度以下となってから所定時間が経過した場合である第１条件、又は、前記エンジンのエンジン出力が所定出力以下となってから所定時間が経過した場合である第２条件、の少なくとも一方を満たす条件として定義されるヒステリシス発生条件を充足しているか否かを判定するヒステリシス発生条件判定ステップと、
前記ヒステリシス発生条件を充足していると判定されたときに、前記スロットルバルブの開度を前記指示開度よりも一時的に大きくした後に前記指示開度まで戻すヒステリシス解消動作を前記スロットルバルブに実行させるヒステリシス解消動作実行ステップと、を備える
制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、排気流路にＤＯＣおよびＤＰＦを備えるエンジンに設けられるスロットルバルブの開度を指示するための制御装置、該制御装置を備える排ガス浄化システムおよび制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン（ディーゼルエンジン）には、エンジンの排気流路に配置されるＤＯＣ（ディーゼル酸化触媒）と、排気流路のＤＯＣの下流側に配置されて排ガス中に含まれるＰＭ（粒子状物質）を捕集するＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）と、を含む排ガス浄化装置が搭載されるものがある（特許文献１、２参照）。
【０００３】
ＤＰＦに捕集されたＰＭが蓄積してＤＰＦが目詰まりすると、ＰＭ捕集能力が低下したり排圧が上昇して燃費が悪化したりする虞があるため、ＰＭ堆積量が規定量に達するか、又は、エンジン運転時間が一定時間を経過する毎に、ＤＰＦに堆積したＰＭを除去する強制再生が行われる。
【０００４】
ＤＰＦの強制再生（自動再生）は、ＤＰＦの入口温度を強制的に昇温することで行われる。ＤＰＦ入口温度の強制昇温は、一般的にＤＯＣの入口温度をＤＯＣが活性を有する所定温度（２５０℃程度）まで昇温した後に、メイン燃焼噴射時期より遅れて燃料を噴射するレイトポスト噴射によって排ガス処理装置に未燃燃料を供給し、該未燃燃料をＤＯＣ（ディーゼル酸化触媒）で酸化発熱させることで行われる。
【０００５】
ＤＯＣの入口温度を上記所定温度まで昇温させるために、エンジンの吸気流路に設けられる吸気スロットルバルブ又はエンジンの排気流路に設けられる排気スロットルバルブの開度を小さくすることや、メイン燃焼噴射時期よりも後、且つ、レイトポスト噴射時期よりも前に行われるアーリーポスト噴射における未燃燃料の噴射量や噴射タイミングを調整することが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２０６７２４号公報
【特許文献２】特開２００４−３５３５２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、スロットルバルブ（吸気スロットルバルブおよび排気スロットルバルブを含む）が有するヒステリシスにより、スロットルバルブに対して同一の指示開度を指示した場合であっても、スロットルバルブの開度を小さくする方向に動作させた際の実開度である閉方向実開度と、スロットルバルブの開度を大きくする方向に動作させた際の実開度である開方向実開度と、の間に開度差が生じることがある。具体的には、同一の指示開度を指示した場合に、開方向実開度が閉方向実開度よりも小さくなることがある。
【０００８】
閉方向実開度を基準としてスロットルバルブの指示開度を設定すると、スロットルバルブの開度を大きくする方向に動作させた場合に、実開度（開方向実開度）が指示開度よりも小さく、排気流路を流れる排ガスの流量が目標量よりも少なくなることがある。排気流路を流れる排ガスの流量が目標量よりも少なすぎると、排気流路の温度が制限温度を超えて上昇し、エンジンが故障する虞がある。
【０００９】
これに対して、開方向実開度を基準としてスロットルバルブの指示開度を設定すると、エンジンが故障するのを防止することができるが、スロットルバルブの開度を小さくする方向に動作させた場合に、実開度（閉方向実開度）が指示開度よりも大きく、排気流路を流れる排ガスの流量が目標量よりも多くなることがある。排気流路を流れる排ガスの流量が目標量より多すぎると、ＤＰＦの強制再生時にＤＯＣ入口温度を上昇させにくいので、ＤＰＦの強制再生機能を発揮できない運転領域が広くなる虞がある。換言すると、ＤＰＦの強制再生機能を発揮できる運転領域が狭くなる虞がある。
【００１０】
上述した事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態の目的は、スロットルバルブのヒステリシスを解消することで、ＤＰＦの強制再生機能を発揮できる運転領域が狭くなることを防止することができる制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）本発明の少なくとも一実施形態にかかる制御装置は、
エンジンの排気流路に配置されるＤＯＣ、および上記排気流路の上記ＤＯＣの下流側に配置されるＤＰＦを備えるエンジンにおいて、上記エンジンの吸気流路又は上記排気流路に設けられるスロットルバルブの開度を指示するように構成されている制御装置であって、
上記スロットルバルブの指示開度が所定開度以下となってから所定時間が経過した場合である第１条件、又は、上記エンジンのエンジン出力が所定出力以下となってから所定時間が経過した場合である第２条件、の少なくとも一方を満たす条件として定義されるヒステリシス発生条件を充足しているか否かを判定するように構成されたヒステリシス発生条件判定部と、
上記ヒステリシス発生条件を充足していると判定されたときに、上記スロットルバルブの開度を上記指示開度よりも一時的に大きくした後に上記指示開度まで戻すヒステリシス解消動作を上記スロットルバルブに実行させるように構成されたヒステリシス解消動作実行部と、を備える。
【００１２】
本発明者らは、上述するヒステリシス発生条件を充足する場合には、上述したヒステリシスにより支持開度と実開度との間に開度差が生じる可能性が高いことを見出した。より具体的には、スロットルバルブの指示開度が所定開度以下である場合や、エンジン出力が所定出力以下の場合には、スロットルバルブの上流側とスロットルバルブの下流側の間に温度差および圧力差が生じる。スロットルバルブの上流側と下流側との間に所定以上の温度差および圧力差が生じた環境下で一定期間経過すると、スロットルバルブに上述したヒステリシスが発生し、指示開度と実開度との間に開度差が生じる可能性が高い。上述したヒステリシスが発生する理由としては、上記環境下におかれることによる、スロットルバルブの固着やスロットルバルブを開閉するモータの軸力の追従性の低下が考えられる。
【００１３】
上記（１）の構成によれば、制御装置は、ヒステリシス発生条件判定部と、ヒステリシス解消動作実行部と、を備える。ヒステリシス発生条件判定部では、ヒステリシス発生条件を充足しているか否かを判定する。上述したように、ヒステリシス発生条件を充足している場合には、ヒステリシスが発生している可能性が高い。ヒステリシス解消動作実行部では、ヒステリシス発生条件を充足していると判定されたときに、ヒステリシス解消動作をスロットルバルブに実行させる。ヒステリシス解消動作では、スロットルバルブの開度を指示開度よりも一時的に大きくした後に指示開度まで戻すことで、閉じる際にスロットルバルブの実開度が指示開度に校正されるため、仮にヒステリシスが発生していたとしても、該ヒステリシスを解消することができる。
【００１４】
上述したように、排気流路を流れる排ガスの流量が目標量よりも少なすぎるとエンジンが故障する虞がある。排気流路を流れる排ガスの流量が目標量よりも多すぎるとＤＰＦの強制再生機能を発揮できる運転領域が狭くなる虞がある。上記の構成によれば、ヒステリシス解消動作によりヒステリシスを解消することで、スロットルバルブの指示開度と実開度との間の開度差を少なくし、排気流路を流れる排ガスの流量が目標量よりも過大や過少になることを防止できる。よって、上記の構成によれば、スロットルバルブのヒステリシスを解消することで、ＤＰＦの強制再生機能を発揮できる運転領域が狭くなることを防止することができる。
【００１５】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）に記載の制御装置は、経過時間を計測する時間カウンタをさらに備え、上記ヒステリシス解消動作実行部は、上記ヒステリシス発生条件を充足し、且つ、上記時間カウンタで計測された経過時間が第１所定時間を超過したときに、上記ヒステリシス解消動作を上記スロットルバルブに実行させるように構成される。
【００１６】
上述したヒステリシス発生条件を充足する度にヒステリシス解消動作を行い、スロットルバルブの開度を指示開度よりも大きくする動作を繰り返すと、スロットルバルブよりも流れ方向の下流側に燃焼用気体又は排ガスが目標量よりも多く流れて、結果として排気流路を流れる排ガスの流量が過剰となる虞がある。
上記（２）の構成によれば、制御装置は、時間カウンタの経過時間が第１所定時間を超過したときに、ヒステリシス解消動作をスロットルバルブに実行させるように構成されることで、ヒステリシス解消動作を適切なタイミングで行うことができる。過剰なヒステリシス解消動作を抑制することで、排気流路を流れる排ガスの流量が過剰となることを抑制することができる。
【００１７】
（３）幾つかの実施形態では、上記（２）に記載の制御装置において、上記時間カウンタは、上記ヒステリシス発生条件を充足しているときであって、上記指示開度が増加し始めたとき又は上記指示開度の減少が止まったときから上記経過時間の計測を開始するように構成される。
【００１８】
上記（３）の構成によれば、ヒステリシス発生条件を充足しているときに指示開度を増加させると、ヒステリシスにより実開度が指示開度に追従しない可能性が高い。このため、ヒステリシス発生条件を充足しているときであって、指示開度が増加し始めたときを、経過時間の計測の始期とすることで、ヒステリシス解消動作を適切なタイミングで行うことができる。
また、ヒステリシス発生条件を充足しているときに指示開度の減少が止まると、止まった後に指示開度を増加させる可能性があり、その際にはヒステリシスにより実開度が指示開度に追従しなくなる可能性がある。このため、指示開度を増加させる前に、経過時間の計測を開始することで、以後に発生するヒステリシスの早期解消を図ることができる。
【００１９】
（４）幾つかの実施形態では、上記（３）に記載の制御装置において、上記第１所定時間は、上記時間カウンタが上記経過時間を計測中における上記指示開度、又は、上記エンジン出力、の少なくとも一方に基づいて設定される。
【００２０】
上記（４）の構成によれば、第１所定時間を時間カウンタが経過時間を計測中における指示開度、又は、エンジン出力、の少なくとも一方に基づいて設定することで、ヒステリシス解消動作をより適切なタイミングで行うことができる。
【００２１】
（５）幾つかの実施形態では、上記（３）又は（４）に記載の制御装置において、上記時間カウンタは、上記経過時間を計測中において上記ヒステリシス発生条件を充足しなくなったときに、上記経過時間の計測をキャンセルするように構成される。
【００２２】
上記（５）の構成によれば、経過時間を計測中においてヒステリシス発生条件を充足しなくなったときは、ヒステリシス解消動作を行う必要がない。このため、経過時間の計測をキャンセルすることで、不必要なヒステリシス解消動作をなくすことができる。
【００２３】
（６）幾つかの実施形態では、上記（３）〜（５）の何れかに記載の制御装置において、上記時間カウンタは、上記スロットルバルブの指示開度が上記時間カウンタによる計測開始時の指示開度よりも小さくなったとき、又は、上記経過時間を計測中における上記スロットルバルブの最大指示開度に対して上記指示開度の閉じる方向側への変化量が所定値以上になったときに、上記経過時間の計測をキャンセルするように構成される。
【００２４】
上記（６）の構成によれば、スロットルバルブの指示開度が上記時間カウンタによる計測開始時の指示開度よりも小さくなったときと、経過時間を計測中におけるスロットルバルブの最大指示開度に対して指示開度の閉じる方向側への変化量が所定値以上になったときは、ヒステリシス解消動作と同様に、スロットルバルブを閉じる際にスロットルバルブの実開度が指示開度に校正されるため、ヒステリシス解消動作を行う必要がない。このため、スロットルバルブの指示開度が上記時間カウンタによる計測開始時の指示開度よりも小さくなったとき、又は、経過時間を計測中におけるスロットルバルブの最大指示開度に対して指示開度の閉じる方向側への変化量が所定値以上になったときに、時間カウンタが経過時間の計測をキャンセルすることで、不要なヒステリシス解消動作をなくすことができる。
【００２５】
（７）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（６）の何れかに記載の制御装置において、上記ヒステリシス解消動作時における上記スロットルバルブの開度増加量は、上記ヒステリシス解消動作時における上記スロットルバルブの開度増加量は、上記ヒステリシス解消動作を行うときの上記指示開度、又は、上記エンジン出力、の少なくとも一方に基づいて設定される。
【００２６】
ヒステリシス解消動作時におけるスロットルバルブの開度増加量が小さすぎるとヒステリシスが解消しない虞がある。また、ヒステリシス解消動作時におけるスロットルバルブの開度増加量が大きすぎると排気流路を流れる排ガスの流量が過剰となる虞がある。上記（７）の構成によれば、ヒステリシス解消動作時におけるスロットルバルブの開度増加量を、ヒステリシス解消動作を行うときの指示開度、又は、エンジン出力、の少なくとも一方に基づいて設定することで、ヒステリシス解消動作によりヒステリシスを解消することができ、且つ、排気流路を流れる排ガスの流量が過剰となることを防止することができる。
【００２７】
（８）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（７）の何れかに記載の制御装置において、上記ヒステリシス解消動作時において、上記スロットルバルブの開度を上記指示開度よりも大きくし始めてから所定開度となるまで、および、上記所定開度から上記スロットルバルブの開度を上記指示開度に戻し終わるまでにランプを設け、上記所定開度としている時間を第２所定時間とした場合に、上記第２所定時間は、上記ヒステリシス解消動作を行うときの上記指示開度、又は、上記エンジン出力、の少なくとも一方に基づいて設定される。
【００２８】
第２所定時間が短いと、ヒステリシスが解消しない虞がある。また、第２所定時間が長いと、排気流路を流れる排ガスの流量が過剰となる虞がある。上記（８）の構成によれば、第２所定時間を、ヒステリシス解消動作を行うときの指示開度、又は、エンジン出力、の少なくとも一方に基づいて設定することで、ヒステリシス解消動作によりヒステリシスを解消することができ、且つ、排気流路を流れる排ガスの流量が過剰となることを防止することができる。
【００２９】
（９）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（８）の何れかに記載の制御装置において、上記スロットルバルブは、上記排気流路に設けられる排気スロットルバルブからなる。
【００３０】
排気スロットルバルブは、吸気流路よりも高温高圧の流体が流れる排気流路に設けられているので、吸気スロットルバルブよりも、スロットルバルブの上流側と下流側との間の温度差および圧力差が大きい。このため、排気スロットルバルブは、吸気スロットルバルブよりもヒステリシスが発生する可能性が高い。
【００３１】
また、排気流路に設けられる排気スロットルバルブの実開度がヒステリシスによって指示開度よりも小さいと、排気流路を流れる排ガスの流量が目標量よりも少なくなるので、排気流路の温度が制限温度を超えて上昇する。このため、排気流路を流れる排ガスの熱により排気スロットルバルブが故障する虞がある。上記（９）の構成によれば、スロットルバルブが排気流路に設けられる排気スロットルバルブであっても、ヒステリシス解消動作によりヒステリシスを解消することで、排気流路の温度が制限温度を超えて上昇することを防止することができるため、排気スロットルバルブが故障することを防止することができる。
【００３２】
（１０）本発明の少なくとも一実施形態にかかる排ガス浄化システムは、
上記（１）〜（９）の何れかに記載の制御装置と、上記ＤＯＣと、上記ＤＰＦと、上記スロットルバルブと、を備える。
【００３３】
上記（１０）の構成によれば、排ガス浄化システムは、制御装置がヒステリシス解消動作をスロットルバルブに実行させることで、ヒステリシスを解消することができる。ヒステリシスを解消することで、スロットルバルブの指示開度と実開度との間の誤差を少なくし、排気流路を流れる排ガスの流量が目標量よりも過大や過少になることを防止できる。
【００３４】
（１１）本発明の少なくとも一実施形態にかかる制御方法は、
エンジンの排気流路に配置されるＤＯＣ、および上記排気流路の上記ＤＯＣの下流側に配置されるＤＰＦを備えるエンジンにおいて、上記エンジンの吸気流路又は上記排気流路に設けられるスロットルバルブの開度の制御方法であって、
上記スロットルバルブの指示開度が所定開度以下となってから所定時間が経過した場合である第１条件、又は、上記エンジンのエンジン出力が所定出力以下となってから所定時間が経過した場合である第２条件、の少なくとも一方を満たす条件として定義されるヒステリシス発生条件を充足しているか否かを判定するヒステリシス発生条件判定ステップと、
上記ヒステリシス発生条件を充足していると判定されたときに、上記スロットルバルブの開度を上記指示開度よりも一時的に大きくした後に上記指示開度まで戻すヒステリシス解消動作を上記スロットルバルブに実行させるヒステリシス解消動作実行ステップと、を備える。
【００３５】
上記（１１）の方法によれば、制御方法は、ヒステリシス発生条件判定ステップと、ヒステリシス解消動作実行ステップと、を備える。ヒステリシス発生条件判定ステップでは、ヒステリシス発生条件を充足しているか否かを判定する。上述したように、ヒステリシス発生条件を充足している場合には、ヒステリシスが発生している可能性が高い。ヒステリシス解消動作実行ステップでは、ヒステリシス発生条件を充足していると判定されたときに、ヒステリシス解消動作をスロットルバルブに実行させる。ヒステリシス解消動作では、スロットルバルブの開度を指示開度よりも一時的に大きくした後に指示開度まで戻すことで、閉じる際にスロットルバルブの実開度が指示開度に校正されるため、仮にヒステリシスが発生していたとしても、該ヒステリシスを解消することができる。
【００３６】
上記の方法によれば、ヒステリシス解消動作によりヒステリシスを解消することで、スロットルバルブの指示開度と実開度との間の開度差を少なくし、排気流路を流れる排ガスの流量が目標量よりも過大や過少になることを防止できる。よって、上記の方法によれば、スロットルバルブのヒステリシスを解消することで、ＤＰＦの強制再生機能を発揮できる運転領域が狭くなることを防止することができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、スロットルバルブのヒステリシスを解消することで、ＤＰＦの強制再生機能を発揮できる運転領域が狭くなることを防止することができる制御装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態にかかる制御装置を備えるエンジンの全体構成の一例を概略的に示す概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる制御装置の一例を示すブロック図である。
【図３】アーリーポスト噴射とレイトポスト噴射を説明するための図である。
【図４】スロットルバルブのヒステリシスを説明するための図であって、スロットルバルブの指示開度とスロットルバルブの実開度との関係を示す図である。
【図５】スロットルバルブによるヒステリシス解消動作を説明するための図であって、時間とスロットルバルブの開度との関係を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態にかかる制御方法のフロー図である。
【図７】本発明の他の一実施形態にかかる制御方法のフロー図である。
【図８】時間カウンタが経過時間の計測をキャンセルする場合を説明するための図であって、時間とスロットルバルブの開度との関係を示す図である。
【図９】時間カウンタが経過時間の計測をキャンセルする場合を説明するための図であって、時間とスロットルバルブの開度との関係を示す図である。
【図１０】時間カウンタが経過時間の計測をキャンセルする場合を説明するための図であって、時間とスロットルバルブの開度との関係を示す図である。
【図１１】時間カウンタが経過時間の計測をキャンセルする場合を説明するための図であって、時間とスロットルバルブの開度との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」および「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
なお、同様の構成については同じ符号を付し説明を省略することがある。
【００４０】
図１は、本発明の一実施形態にかかる制御装置を備えるエンジンの全体構成の一例を概略的に示す概略構成図である。
エンジン１（ディーゼルエンジン）は、図１に示されるように、シリンダヘッドおよびシリンダブロックにより画定される燃焼室１２を有するエンジン本体１１と、燃焼室１２に未燃燃料を噴射するための燃料噴射弁１３と、エンジン１の吸気流路１４と、エンジン１の排気流路１５と、エンジン１の吸気流路１４又は排気流路１５の少なくとも一方に設けられるスロットルバルブ２と、スロットルバルブ２に開度を指示するように構成されている制御装置３と、エンジン１の排気流路１５に設けられる排ガス浄化装置４と、を備えている。
【００４１】
燃料噴射弁１３は、図１に示されるように、未燃燃料（高圧燃料）が蓄圧された不図示のコモンレールに接続されているとともに、上記未燃燃料を噴射可能に構成されている。そして、燃料噴射弁１３は、制御装置３により未燃燃料の噴射タイミングおよび未燃燃料噴射量が制御されるように構成されている。エンジン１の吸気流路１４は、エンジン１の外部の空気（燃焼用気体）を燃焼室１２に送るための流路である。エンジン１の排気流路１５は、燃焼室１２から排出された排ガスをエンジン１の外部に排出するための流路である。メイン噴射時において、燃料噴射弁１３から燃焼室１２に噴射された未燃燃料は、吸気流路１４から送られた空気（燃焼用気体）に混合された後に、燃焼室１２内で燃焼する。燃焼室１２で燃焼後の排ガスは、排気流路１５を通り、エンジン１の外部に排出される。
【００４２】
スロットルバルブ２は、図１に示されるような、吸気流路１４に設けられる吸気スロットルバルブ２１、又は、排気流路１５に設けられる排気スロットルバルブ２２、の少なくとも何れか一方を含んでいる。図示されている実施形態では、エンジン１は、吸気スロットルバルブ２１および排気スロットルバルブ２２の両方を備えている。他の実施形態では、エンジン１は、吸気スロットルバルブ２１又は排気スロットルバルブ２２のうちの、何れか一方のみを備えている。
【００４３】
吸気スロットルバルブ２１および排気スロットルバルブ２２の夫々は、制御装置３から送られる信号に応じて作動する不図示のモータおよびアクチュエータを有し、制御装置３が指示する指示開度（指示開度Ｉ、第２指示開度Ｈ）に応じた開度に変更可能に構成されている。吸気スロットルバルブ２１は、制御装置３が指示する指示開度（指示開度Ｉ、第２指示開度Ｈ）に応じた開度にすることで、燃焼室１２に送られる空気（燃焼用気体）の流量を調整可能である。排気スロットルバルブ２２は、制御装置３が指示する指示開度（指示開度Ｉ、第２指示開度Ｈ）に応じた開度にすることで、排気流路１５の排気スロットルバルブ２２よりも下流側を流れる排ガスの流量を調整可能である。
【００４４】
排ガス浄化装置４は、図１に示されるように、エンジン本体１１から排出された排ガスを浄化するための装置であって、排気流路１５に配置されるＤＯＣ４１（ディーゼル酸化触媒）と、排気流路１５のＤＯＣ４１よりも下流側に配置されるＤＰＦ４２（ディーゼルパティキュレートフィルタ）と、を含んでいる。ＤＰＦ４２は、エンジン本体１１から排出された排ガス中に含まれるスス等のＰＭ（粒子状物質）を捕集可能に構成されている。図示される実施形態では、上述したＤＯＣ４１は、排気流路１５の排気スロットルバルブ２２よりも下流側に配置されている。
【００４５】
ＤＯＣ４１は、ハニカム状に多数の通気孔を有するとともに、外形が円筒形状又は直方体状に成形して構成されているセラミックや金属等の本体と、本体の内側表面に担持された酸化触媒と、を含んでいる。ＤＯＣ４１は、酸化触媒により酸化反応を促進させることで、ＤＯＣ４１を通過する排ガス中の未燃燃料（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）を酸化除去するとともに、排ガス中の一酸化窒素（ＮＯ）を酸化してＤＰＦ４２に捕集されたＰＭとの反応によりＰＭを燃焼除去できる二酸化窒素（ＮＯ２）を生成する機能を有している。また、ＤＯＣ４１は、ＤＰＦの強制再生時において、排ガス中に含まれる未燃燃料の酸化反応による生じる熱によって、ＤＯＣ４１を通過する排ガスを昇温し、ＤＰＦ４２の入口温度を昇温する機能を有している。
【００４６】
ＤＰＦ４２は、ハニカム状に多数の通気孔を有するとともに、外形が円筒形状又は直方体状に成形して構成されている。ＤＰＦ４２は、多数の通気孔のうち、互いに隣り合う通気孔が入口側と出口側で交互に閉じられて排ガスがろ過壁（フィルタ）を通過するように構成されている。このため、排ガスは、ＤＰＦ４２のろ過壁を通過する際にＰＭが除去される。なお、ＤＰＦ４２は、内側表面に酸化触媒を担持していてもよい。
【００４７】
排ガス浄化装置４に送られた排ガスは、ＤＯＣ４１において排ガス中に含まれる未燃燃料（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）が除去され、ＤＰＦ４２において排ガス中に含まれるＰＭが除去された後に、エンジン１の外部に排出される。
【００４８】
図示される実施形態では、図１に示されるように、排気流路１５は、エンジン本体１１の排出口とＤＯＣ４１の上流側とを接続する第１排気管１５１と、ＤＯＣ４１の下流側とＤＰＦ４２の上流側とを接続する第２排気管１５２と、ＤＰＦ４２の下流側に接続されるとともに排ガスを排出するための出口開口を有する第３排気管１５３と、を含んでいる。上述した排気スロットルバルブ２２は、第１排気管１５１に配置されている。
【００４９】
第１排気管１５１には、図１に示されるように、燃焼室１２から排出される排ガスの圧力として、排気スロットルバルブ２２の近傍の圧力を検出する排圧センサ５１と、燃焼室１２から排出される排ガスの温度として、ＤＯＣ４１の入口温度を検出するＤＯＣ入口温度センサ５２と、が配置されている。第２排気管１５２には、図１に示されるように、ＤＰＦ４２の入口温度を検出するＤＰＦ入口温度センサ５３が配置されている。第３排気管１５３には、図１に示されるように、ＤＰＦ４２の出口温度を検出するＤＰＦ出口温度センサ５４が配置されている。ＤＰＦ４２には、ＤＰＦ入口圧力センサ５５、ＤＰＦ出口圧力センサ５６およびＤＰＦ差圧センサ５７が配置されている。これらのセンサ類で測定された排ガスの圧力、ＤＯＣ４１の入口温度、ＤＰＦ４２の入口温度、ＤＰＦ４２の出口温度およびＤＰＦ４２の差圧などに関する信号が入出力部３１（図２参照）を介して制御装置３に入力される。
【００５０】
また、図示される実施形態では、吸気流路１４は、吸気マニホールド１４１と、吸気マニホールドの上流側に接続される第１吸気管１４２と、吸気マニホールド１４１の下流側とエンジン本体１１の供給口とを接続する第２吸気管１４３と、を含んでいる。上述した吸気スロットルバルブ２１は、第１吸気管１４２に配置されている。
【００５１】
制御装置３は、エンジン１のエンジン出力を取得するように構成されている。図示される実施形態では、図１に示されるように、エンジン１は、エンジン本体１１に接続される不図示のシャフト（回転軸部材）の回転数を検出する回転数センサ、および、上記シャフトのトルクを検出するトルクセンサ、を含むエンジン出力検出装置１９をさらに備えている。そして、制御装置３は、エンジン出力検出装置１９に接続されており、エンジン出力検出装置１９から回転数センサの計測値およびトルクセンサの計測値を取得し、回転数センサの計測値およびトルクセンサの計測値からエンジン１のエンジン出力を算出するように構成されている。なお、エンジン出力の取得方法は、上記方法に限定されない。例えば、エンジン１の回転数および燃焼噴射量からエンジン１のエンジン出力を検出してもよい。
【００５２】
制御装置３（ＥＣＵ装置）は、エンジン１を制御するための電子制御ユニットである。制御装置３は、中央処理装置（ＣＰＵ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、およびＩ／Ｏインターフェイスなどからなるマイクロコンピュータとして構成されていてもよい。また、制御装置３は、上述したセンタ類で測定された信号に基づく制御を、燃料噴射弁１３、吸気スロットルバルブ２１および排気スロットルバルブ２２などに対して実行可能に構成されている。
【００５３】
図２は、本発明の一実施形態にかかる制御装置の一例を示すブロック図である。図２に示されるように、制御装置３は、上述した入出力部３１と、記憶部３２と、燃料噴射弁１３による噴射の実行を制御するための噴射制御部３３と、スロットルバルブ２（吸気スロットルバルブ２１、排気スロットルバルブ２２）の絞りを制御するためのスロットルバルブ開度指示部３４と、を有している。
【００５４】
噴射制御部３３は、燃料噴射弁１３より噴射される未燃燃料の噴射タイミングおよび未燃燃料の噴射量を制御可能に構成されている。具体的には、図２に示されるような、エンジン回転数および燃焼室１２の供給空気量を入力値とし、未燃燃料の噴射タイミングおよび未燃燃料の噴射量を出力値とする第１制御マップ３２１が記憶部３２に予め記憶されている。第１制御マップ３２１は、メイン噴射、アーリーポスト噴射およびレイトポスト噴射などの夫々の噴射方式に個別に対応する複数枚の制御マップからなる。噴射制御部３３は、噴射方式に対応する第１制御マップ３２１に基づいて、エンジン回転数および燃焼室１２の供給空気量から取得される未燃燃料の噴射タイミングおよび未燃燃料の噴射量を燃料噴射弁１３に指示する。
【００５５】
図３は、アーリーポスト噴射とレイトポスト噴射を説明するための図である。図３における「ＴＤＣ」は、エンジン本体１１のピストンが上死点に位置しているときを示し、「ＢＤＣ」は、エンジン本体１１のピストンが下死点に位置しているときを示している。
上述した「アーリーポスト噴射」は、図３に示されるように、メイン噴射よりも後、且つ、燃焼室１２における燃焼に寄与するタイミングで燃焼室１２内に燃料を噴射する噴射方式である。また、「レイトポスト噴射」は、図３に示されるように、メイン噴射およびアーリーポスト噴射よりも後、且つ、燃焼室１２における燃焼に寄与しないタイミングで燃焼室１２内に燃料を噴射する噴射方式である。レイトポスト噴射では、燃焼室１２内への燃焼噴射により燃焼室１２から排出される排ガスの温度を昇温すること、およびＤＯＣ４１に対して未燃燃料を供給することなどが行われる。
【００５６】
スロットルバルブ開度指示部３４は、スロットルバルブ２（吸気スロットルバルブ２１および排気スロットルバルブ２２）の開度を制御可能に構成されている。具体的には、図２に示されるような、エンジン回転数および燃焼室１２の供給空気量を入力値とし、スロットルバルブ２の指示開度Ｉを出力値とする第２制御マップ３２２が記憶部３２に予め記憶されている。第２制御マップ３２２は、吸気スロットルバルブ２１および排気スロットルバルブ２２の夫々に個別に対応する複数枚の制御マップからなる。スロットルバルブ開度指示部３４は、個々のスロットルバルブに対応する第２制御マップ３２２に基づいて、エンジン回転数および燃焼室１２の供給空気量から取得されるスロットルバルブ２の指示開度Ｉをスロットルバルブ２に指示する。
【００５７】
以下、ＤＰＦの強制再生機能について説明する。
ＤＰＦ４２で除去されたＰＭは、エンジン運転中に燃焼室１２から排出される高温の排ガスによって一部が燃焼するが（連続再生）、残りのＰＭは、ＤＰＦ４２のろ過壁に蓄積していく。このため、ＤＰＦ４２を備える排ガス浄化装置４は、ＤＰＦ４２のろ過壁に蓄積するＰＭを強制的に燃焼させて、ろ過壁を再生させる強制再生機能を発揮させる必要がある。強制再生機能は、所定の強制再生実施条件を満たすことで制御装置３により自動的に実施される自動再生機能と、手動操作により実施される手動再生機能と、が含まれる。所定の強制再生実施条件には、ＤＰＦ４２のろ過壁に蓄積されたＰＭの堆積量の推定値が規定値を超える場合、エンジン本体１１の運転時間が規定時間を超える場合、および、燃料噴射弁１３の燃料噴射量の累計値が規定値を超える場合等が挙げられる。なお、ＰＭ堆積量は、ＤＰＦ４２の上流と下流とにおける差圧をＤＰＦ差圧センサ５７により検出することで、推定することができる。
【００５８】
制御装置３は、図２に示されるように、上述した強制再生実施要件を満たすか否かを判定する強制再生実施要件判定部３５と、強制再生実施要件を満たしたときにＤＰＦの強制再生（自動再生）を実行するＤＰＦ強制再生実行部３６と、をさらに備えている。
【００５９】
強制再生実施要件判定部３５は、ＰＭの堆積量の推定値が規定値を超える場合、エンジン本体１１の運転時間が規定時間を超える場合、又は、燃料噴射弁１３の燃料噴射量の累計値が規定値を超える場合、の少なくとも何れか一つを満たすときに強制再生実施要件を満たすと判定する。
【００６０】
ＤＰＦ強制再生実行部３６は、噴射制御部３３およびスロットルバルブ開度指示部３４に対して、ＤＰＦ強制再生に対応する制御を行うように指示する。噴射制御部３３およびスロットルバルブ開度指示部３４は、通常運転時における制御マップとは異なるＤＰＦ強制再生に対応する制御マップに応じた制御を実行する。噴射制御部３３は、燃料噴射弁１３に対してレイトポスト噴射を指示する。レイトポスト噴射によりＤＯＣ４１に流入した未燃燃料をＤＯＣ４１において酸化発熱させることで、ＤＰＦ４２の入口温度を強制的に昇温して、ＰＭを強制的に燃焼させる。
【００６１】
なお、燃料噴射弁１３のレイトポスト噴射に変えて、またはこれと併せて排気流路１５に配置された排気流路噴射弁１６（図１参照）から未燃燃料を噴射させてもよい。この場合には、噴射制御部３３は、燃料噴射弁１３だけでなく、排気流路噴射弁１６による未燃燃料の噴射の実行を制御してもよい。つまり、噴射制御部３３は、排気流路噴射弁１６より噴出される未燃燃料の噴射タイミングおよび未燃燃料の噴射量を制御可能に構成されている。また、記憶部３２に、燃料噴射弁１３に対応する第１制御マップ３２１と同様に、排気流路噴射弁１６に対応する制御マップを予め記憶しておいてもよい。
【００６２】
図４は、スロットルバルブにおけるヒステリシスを説明するための図であって、スロットルバルブの指示開度とスロットルバルブの実開度との関係を示す図である。なお、図４および後述する図５、８〜１１におけるスロットルバルブ２の開度（指示開度Ｉおよび実開度Ａ）は、全開状態を１００％とし、全閉状態を０％とする開き具合で示している。
【００６３】
図４に示されるように、スロットルバルブ２が有するヒステリシスにより、制御装置３のスロットルバルブ開度指示部３４がスロットルバルブ２に対して同一の指示開度Ｉを指示した場合であっても、指示開度Ｉと実開度Ａとの間で差が生じることがある。ここで、実開度Ａは、スロットルバルブ２の開度を小さくする方向（閉方向）に動作させた際の実開度である閉方向実開度Ｃと、スロットルバルブ２の開度を大きくする方向（開方向）に動作させた際の実開度である開方向実開度Ｏと、を含んでいる。上述したスロットルバルブ開度指示部３４は、閉方向実開度Ｃを基準としてスロットルバルブ２の指示開度Ｉを設定するようになっている。つまり、閉方向実開度Ｃと指示開度Ｉとが等しい値になるように設定されている。この場合には、指示開度Ｉ（閉方向実開度Ｃ）は、実開度Ａ（開方向実開度Ｏ）との間にヒステリシスに相当する分の差が生じている。例えば、図４に示されるように、指示開度がＩ１の場合では、開方向実開度Ｏ１は、閉方向実開度Ｃ１よりも小さくなっている。
【００６４】
本発明者らは、ヒステリシス発生条件を充足する場合には、上述したヒステリシスにより支持開度Ｉと実開度Ａとの間に開度差が生じる可能性が高いことを見出した。ここで、ヒステリシス発生条件は、スロットルバルブ２の指示開度Ｉが所定開度以下となってから所定時間が経過した場合である第１条件、又は、エンジン１のエンジン出力が所定出力以下となってから所定時間が経過した場合である第２条件、の少なくとも一方を満たす条件として定義される。より具体的には、スロットルバルブ２の指示開度Ｉが所定開度以下である場合や、エンジン１のエンジン出力が所定出力以下の場合には、スロットルバルブ２の上流側とスロットルバルブ２の下流側の間に温度差および圧力差が生じる。スロットルバルブ２の上流側と下流側との間に所定以上の温度差および圧力差が生じた環境下で一定期間経過すると、スロットルバルブ２に上述したヒステリシスが発生し、指示開度Ｉと実開度Ａとの間に開度差が生じる可能性が高い。上述したヒステリシスが発生する理由としては、上記環境下におかれることによる、スロットルバルブ２の固着やスロットルバルブ２を開閉するモータの軸力の追従性の低下が考えられる。
【００６５】
また、本願の発明者らは、スロットルバルブ２の開度をスロットルバルブ開度指示部３４が指示する指示開度Ｉよりも一時的に大きく開閉することで、スロットルバルブ２を閉じる際にスロットルバルブ２の実開度Ａが指示開度Ｉ（閉方向実開度Ｃ）に校正されるため、発生しているヒステリシスを解消することができることを発見した。例えば、図４に示されるように、指示開度ＩがＩ１、且つ、実開度Ａが開方向実開度Ｏ１である場合に、スロットルバルブ２をヒステリシスに相当する指示開度変化量（所定値Ｓ）よりも大きく開いた後に、閉じることで、実開度Ａを閉方向実開度Ｃ１に校正することができる。
【００６６】
制御装置３は、図２に示されるように、ヒステリシス発生条件判定部３７と、ヒステリシス解消動作実行部３８と、をさらに備えている。
ヒステリシス発生条件判定部３７は、上述したヒステリシス発生条件を充足しているか否かを判定するように構成されている。つまり、ヒステリシス発生条件判定部３７は、上述した第１条件又は第２条件の少なくとも一方を満たすか否かを判定する。なお、ヒステリシス発生条件判定部３７は、第１条件および第２条件のうちの一方のみを判定するように構成されていてもよい。
【００６７】
幾つかの実施形態では、上述したヒステリシス発生条件における所定開度は、４０％、好ましくは３０％、さらに好ましくは２０％である。また、幾つかの実施形態では、上述したヒステリシス発生条件における所定出力は、最高出力を１００％とすると、７０％、好ましくは６０％、さらに好ましくは５０％である。
【００６８】
図２に示されるように、ヒステリシス解消動作実行部３８は、スロットルバルブ２（吸気スロットルバルブ２１および排気スロットルバルブ２２）の開度を制御可能に構成されている。ヒステリシス解消動作実行部３８は、上述したスロットルバルブ開度指示部３４と同様に、閉方向実開度Ｃを基準としてスロットルバルブ２の指示開度である第２指示開度Ｈを設定するようになっている。
【００６９】
図５は、スロットルバルブによるヒステリシス解消動作を説明するための図であって、時間とスロットルバルブの開度との関係を示す図である。
図５に示されるように、ヒステリシス解消動作実行部３８は、上述したヒステリシス発生条件を充足していると判定されたときに、同図中実線で示されるような、スロットルバルブ２の開度を指示開度Ｉよりも一時的に大きくした後に指示開度Ｉまで戻すヒステリシス解消動作ＲＡをスロットルバルブ２に実行させる。
【００７０】
ヒステリシス解消動作ＲＡの実行中においては、図５に示されるように、ヒステリシス解消動作実行部３８によるスロットルバルブ２の第２指示開度Ｈが、同図中一点鎖線で示されるような、上述したスロットルバルブ開度指示部３４による指示開度Ｉよりも優先的に実施される。ヒステリシス解消動作ＲＡの実行中、すなわち、ヒステリシス解消動作ＲＡの開始時からヒステリシス解消動作ＲＡを終了するまでの期間において、図５中実線で示されるように、制御装置３はスロットルバルブ２に第２指示開度Ｈを指示するようになっている。ここで、ヒステリシス解消動作ＲＡを行う（開始する）ときの指示開度ＩＳおよびヒステリシス解消動作ＲＡを終了するときの指示開度ＩＥは、互いに等しい開度であってもよいし、異なる開度であってもよい。
【００７１】
また、第２指示開度Ｈの最大開度Ｈｍａｘは、ヒステリシス解消動作ＲＡを行うときの指示開度ＩＳよりも開度増加量ΔＨだけ大きい開度になっている。ここで、開度増加量ΔＨは、ヒステリシス解消動作ＲＡを行うときのヒステリシスに相当する指示開度変化量（所定値Ｓ）よりも大きいので、ヒステリシス解消動作ＲＡにおいて、スロットルバルブ２の開度を指示開度Ｉ（指示開度ＩＳ）よりも一時的に開度増加量ΔＨだけ大きくした後に開度増加量ΔＨ程度だけ小さくして指示開度Ｉ（指示開度ＩＥ）まで戻すことで、実開度Ａを指示開度Ｉ（閉方向実開度Ｃ）に校正することができる。このため、スロットルバルブ２の実開度Ａが指示開度Ｉに校正されるため、仮にヒステリシスが発生していたとしても、該ヒステリシスを解消することができる。
【００７２】
幾つかの実施形態にかかる制御装置３は、図２に示されるように、上述したヒステリシス発生条件判定部３７と、上述したヒステリシス解消動作実行部３８と、を備えている。上記の構成によれば、ヒステリシス発生条件判定部３７では、上述したヒステリシス発生条件を充足しているか否かを判定する。上述したように、ヒステリシス発生条件を充足している場合には、ヒステリシスが発生している可能性が高い。ヒステリシス解消動作実行部３８では、ヒステリシス発生条件を充足していると判定されたときに、ヒステリシス解消動作ＲＡをスロットルバルブ２に実行させる。ヒステリシス解消動作ＲＡにおいて、スロットルバルブ２の開度を指示開度Ｉよりも一時的に大きくした後に指示開度Ｉまで戻すことで、閉じる際にスロットルバルブ２の実開度Ａが指示開度Ｉに校正されるため、仮にヒステリシスが発生していたとしても、該ヒステリシスを解消することができる。
【００７３】
上述したように、排気流路１５を流れる排ガスの流量が目標量よりも少なすぎるとエンジン本体１１（エンジン）が故障する虞がある。また、排気流路１５を流れる排ガスの流量が目標量よりも多すぎるとＤＰＦ４２の強制再生機能を発揮できる運転領域が狭くなる虞がある。上記の構成によれば、ヒステリシス解消動作ＲＡによりヒステリシスを解消することで、スロットルバルブ２の指示開度Ｉと実開度Ａとの間の開度差を少なくし、排気流路１５を流れる排ガスの流量が目標量よりも過大や過少になることを防止できる。よって、上記の構成によれば、スロットルバルブ２のヒステリシスを解消することで、ＤＰＦ４２の強制再生機能を発揮できる運転領域が狭くなることを防止することができる。
【００７４】
図６は、本発明の一実施形態にかかる制御方法のフロー図である。図７は、本発明の他の一実施形態にかかる制御方法のフロー図である。図８〜１１は、時間カウンタが経過時間の計測をキャンセルする場合を説明するための図であって、時間とスロットルバルブの開度との関係を示す図である。なお、上述した図５、図８〜１１における開度Ｉ１〜Ｉ８の夫々は、上述したヒステリシス発生条件における所定開度以下である。
以下、図６〜１１に基づいて、幾つかの実施形態にかかる制御方法１００（１００Ａ、１００Ｂ）および上述した制御装置３の構成について説明する。ここで、制御方法１００（１００Ａ、１００Ｂ）は、上述したエンジン１における上述したスロットルバルブ２の開度を指示するための制御方法である。また、上述した制御装置３は、図２に示されるように、時間カウンタ３０と、指示開度変化量判定部３９と、をさらに備えている。なお、図６および図７のフロー図は、主に排気スロットルバルブ２２を対象とするものである。吸気スロットルバルブ２１についても、制御方法１００の後述するステップＳ１０１を除いた部分が適用可能である。
【００７５】
制御方法１００（１００Ａ）は、図６に示されるように、ステップ１０１と、ヒステリシス発生条件判定ステップＳ１０２と、指示開度判定ステップＳ１０３と、ヒステリシス解消動作実行ステップＳ１０４と、を備えている。
【００７６】
ステップ１０１では、ＤＰＦの強制再生中であるかを確認する。ＤＰＦの強制再生中でない場合には（ステップＳ１０１で「Ｎｏ」）、排気スロットルバルブ２２の指示開度Ｉは全開又は全開に近い開度になっているので、上述したヒステリシスは発生しない。よって、ヒステリシス解消動作ＲＡを行わない。上述した制御装置３は、ＤＰＦの強制再生中であるか否かを確認できる。なお、吸気スロットルバルブ２１の場合には、ステップＳ１０１は不要である。吸気スロットルバルブ２１では、ＤＰＦの強制再生実行時および通常運転時の何れにおいてもバルブの開閉を行うからである。
【００７７】
次に、ＤＰＦの強制再生中である場合には（ステップＳ１０１で「Ｙｅｓ」）、上述したヒステリシス発生条件を充足しているか否かを判定するヒステリシス発生条件判定ステップＳ１０２が行われる。上述した制御装置３では、上述したヒステリシス発生条件判定部３７がヒステリシス発生条件判定ステップＳ１０２における判定を行う。
【００７８】
上述したヒステリシス発生条件を充足していると判定された場合には（ステップＳ１０２で「Ｙｅｓ」）、指示開度Ｉが所定の変化をしているか否かを判定する指示開度判定ステップＳ１０３が行われる。図示される実施形態では、指示開度Ｉが所定の変化をしているか否かは、指示開度Ｉが所定の変化をしているか否かを判定する直近の所定期間内における指示開度Ｉの履歴に基づいて判定する。ここで、上記所定の変化は、指示開度Ｉが増加し始めたとき、又は、指示開度Ｉの減少が止まったとき、の少なくとも一方を含んでいる。上述した制御装置３では、指示開度変化量判定部３９が指示開度判定ステップＳ１０３における判定を行う。なお、他の幾つかの実施形態では、指示開度判定ステップＳ１０３を備えていなくてもよい。また、他の幾つかの実施形態では、指示開度Ｉが著しく増減する場合には、例えば平均値などを用いて指示開度Ｉが所定の変化をしているか否かを判定してもよい。
【００７９】
上述したヒステリシス発生条件を充足していないと判定された場合（ステップＳ１０２で「Ｎｏ」）、および指示開度Ｉが所定の変化をしていないと判定された場合（ステップＳ１０３で「Ｎｏ」）には、条件を満たすまでステップＳ１０１〜Ｓ１０３の判定が繰り返される。
【００８０】
指示開度Ｉが所定の変化をしている場合、より具体的には、指示開度Ｉが所定の変化をしていると判定された場合には（ステップＳ１０３で「Ｙｅｓ」）、スロットルバルブ２の開度を指示開度Ｉよりも一時的に大きくした後に指示開度Ｉまで戻す上述したヒステリシス解消動作ＲＡをスロットルバルブ２に実行させるヒステリシス解消動作実行ステップＳ１０４が行われる。上述した制御装置３では、ヒステリシス解消動作実行部３８がヒステリシス解消動作ＲＡをスロットルバルブ２に実行させる。ヒステリシス解消動作実行ステップＳ１０４の実行後には再度ステップＳ１０１〜Ｓ１０３の判定が行われる。
【００８１】
制御方法１００（１００Ｂ）は、図７に示されるように、上述したステップ１０１と、上述したヒステリシス発生条件判定ステップＳ１０２と、上述した指示開度判定ステップＳ１０３と、上述したヒステリシス解消動作実行ステップＳ１０４と、を備えている。そして、制御方法１００（１００Ｂ）は、図７に示されるように、ステップＳ２０１〜Ｓ２０５をさらに備えている。
【００８２】
上述した制御方法１００Ａでは、ステップＳ１０１〜Ｓ１０３の判定の条件を満たすと、上述したヒステリシス解消動作実行ステップＳ１０４が行われる。これに対して、制御方法１００Ｂでは、図７に示されるように、ステップＳ１０１〜Ｓ１０３の判定の条件を満たすときに経過時間Ｔの計測を開始し、経過時間Ｔが第１所定時間Ｔ１を超過したときに、上述したヒステリシス解消動作実行ステップＳ１０４が行われる。なお、上述したように、吸気スロットルバルブ２１の場合には、ステップＳ１０１は不要である。
【００８３】
図７に示されるように、指示開度Ｉが所定の変化をしている場合には（ステップＳ１０３で「Ｙｅｓ」）、指示開度Ｉが所定の変化をしたときからの経過時間Ｔ（図５参照）の計測を開始する（Ｓ２０１）。図５に示される実施形態では、経過時間Ｔは、計測が開始される計測開始点Ｐからの経過時間である。ここで、計測開始点Ｐは、ステップＳ１０１〜Ｓ１０３の判定の条件を満たす点を示している。計測開始点Ｐは、ヒステリシス発生条件を充足しているときであって、指示開度Ｉが増加し始めたときを示す計測開始点Ｐ１と、ヒステリシス発生条件を充足しているときであって、指示開度Ｉの減少が止まったときを示す計測開始点Ｐ２と、を含んでいる。上述した制御装置３では、時間カウンタ３０が経過時間Ｔを計測する。
【００８４】
経過時間Ｔの計測中においても、上述したヒステリシス発生条件を充足しているか否かを判定するヒステリシス発生条件判定ステップＳ２０２が行われる。上述した制御装置３では、上述したヒステリシス発生条件判定部３７がヒステリシス発生条件判定ステップＳ２０２における判定を行う。
【００８５】
また、図８〜１１に示されるような、経過時間Ｔの計測を開始後のスロットルバルブ２の指示開度Ｉが、経過時間Ｔの計測開始時の指示開度Ｉ（計測開始点Ｐにおける指示開度Ｉ）以上であるか否か、又は、経過時間Ｔを計測中におけるスロットルバルブ２の最大指示開度Ｉｍａｘに対して、指示開度Ｉの閉じる方向側への変化量ΔＳが所定値Ｓ未満であるか否か、の少なくとも一方を判定する指示開度変化量判定ステップＳ２０３が行われる。上述した制御装置３では、上述した指示開度変化量判定部３９が指示開度変化量判定ステップＳ２０３における判定を行う。ここで、図４、９、１１に示されるように、変化量ΔＳは、指示開度Ｉの閉じる方向側を正としている。なお、指示開度変化量判定ステップＳ２０３における判定が条件を満たす場合とは、経過時間Ｔの計測を開始後のスロットルバルブ２の指示開度Ｉが、経過時間Ｔの計測開始時の指示開度Ｉ（計測開始点Ｐにおける指示開度Ｉ）以上である場合、且つ、経過時間Ｔを計測中におけるスロットルバルブ２の最大指示開度Ｉｍａｘに対して、指示開度Ｉの閉じる方向側への変化量ΔＳが所定値Ｓ未満である場合をいう。
【００８６】
ヒステリシス発生条件判定ステップＳ２０２および指示開度変化量判定ステップＳ２０３における判定が条件を満たす場合（ステップＳ２０２、Ｓ２０３で「Ｙｅｓ」）、且つ、経過時間Ｔが第１所定時間Ｔ１を超過した場合には（Ｓ２０４で「ＹＥＳ」）、上述したヒステリシス解消動作実行ステップＳ１０４が行われる。上述した制御装置３では、時間カウンタ３０が経過時間Ｔと第１所定時間Ｔ１との比較を行い、ヒステリシス解消動作実行部３８がヒステリシス解消動作ＲＡをスロットルバルブ２に実行させる。ヒステリシス解消動作実行ステップＳ１０４の実行後には、経過時間Ｔをリセットした後に（ステップＳ２０５）、再度ステップＳ１０１〜Ｓ１０３の判定が行われる。上述した制御装置３では、上述した時間カウンタ３０が経過時間Ｔのリセットを行う。なお、他の実施形態では、ヒステリシス発生条件判定ステップＳ２０２、又は、指示開度変化量判定ステップＳ２０３の少なくとも一方における判定が条件を満たし、且つ、経過時間Ｔが第１所定時間Ｔ１を超過した場合に、上述したヒステリシス解消動作実行ステップＳ１０４を行うようにしてもよい。
【００８７】
経過時間Ｔの計測中、すなわち経過時間Ｔが第１所定時間Ｔ１以下の場合には（Ｓ２０４で「Ｎｏ」）、ヒステリシス発生条件判定ステップＳ２０２および指示開度変化量判定ステップＳ２０３における判定が繰り返される。そして、ヒステリシス発生条件判定ステップＳ２０２における判定が条件を満たさない場合、すなわち、経過時間Ｔの計測中に上述したヒステリシス発生条件を満たさなくなった場合には（ステップＳ２０２で「Ｎｏ」）、経過時間Ｔをリセットした後に（ステップＳ２０５）、再度ステップＳ１０１〜Ｓ１０３の判定が行われる。また、指示開度変化量判定ステップＳ２０３における判定が条件を満たさない場合、すなわち、経過時間Ｔを計測中におけるスロットルバルブ２の最大指示開度Ｉｍａｘに対して、指示開度Ｉの閉じる方向側への変化量ΔＳが所定値Ｓ以上になった場合には（Ｓ２０３で「Ｎｏ」）、経過時間Ｔをリセットした後に（ステップＳ２０５）、再度ステップＳ１０１〜Ｓ１０３の判定が行われる。
【００８８】
幾つかの実施形態では、上述した制御装置３は、経過時間Ｔを計測する上述した時間カウンタ３０を備えている。そして、上述したヒステリシス解消動作実行部３８は、上述したヒステリシス発生条件を充足し、且つ、経過時間Ｔが第１所定時間Ｔ１を超過したときに、上述したヒステリシス解消動作ＲＡをスロットルバルブ２に実行させるように構成されている。ここで、上述したヒステリシス発生条件を充足する度にヒステリシス解消動作ＲＡを行い、スロットルバルブ２の開度を指示開度Ｉよりも大きくする動作を繰り返すと、スロットルバルブ２よりも流れ方向の下流側に燃焼用気体又は排ガスが目標量よりも多く流れて、結果として排気流路１５を流れる排ガスの流量が過剰となる虞がある。上記の構成によれば、制御装置３は、時間カウンタ３０の経過時間Ｔが第１所定時間Ｔ１を超過したときに、ヒステリシス解消動作ＲＡをスロットルバルブ２に実行させるように構成されることで、ヒステリシス解消動作ＲＡを適切なタイミングで行うことができる。過剰なヒステリシス解消動作ＲＡを抑制することで、排気流路１５を流れる排ガスの流量が過剰となることを抑制することができる。
【００８９】
幾つかの実施形態では、上述した時間カウンタ３０は、ヒステリシス発生条件を充足しているときであって、指示開度Ｉが増加し始めたとき又は指示開度Ｉの減少が止まったときから経過時間Ｔの計測を開始するように構成される。図示される実施形態では、指示開度Ｉが上述した所定の変化をしているか否かは上述した指示開度変化量判定部３９により判定される。図８、９に示される実施形態では、指示開度ＩがＩ１からＩ１よりも開度が大きいＩ２やＩ４に増加し始めるときを、経過時間Ｔの計測を開始する計測開始点Ｐ１としている。また、図１０、１１に示される実施形態では、指示開度Ｉが開度Ｉ１まで小さくなったときを、経過時間Ｔの計測を開始する計測開始点Ｐ２としている。そして、図１０に示される実施形態では、指示開度Ｉが開度Ｉ１から開度Ｉ１よりも小さい開度Ｉ６まで小さくなった時も、経過時間Ｔの計測を開始する計測開始点Ｐ２としている。
【００９０】
上記の構成によれば、図８、９に示されるように、ヒステリシス発生条件を充足しているときに指示開度Ｉを増加させると、ヒステリシスにより実開度Ａが指示開度Ｉに追従しない可能性が高い。このため、ヒステリシス発生条件を充足しているときであって、指示開度Ｉが増加し始めたとき（計測開始点Ｐ１）を、経過時間Ｔの計測の始期とすることで、ヒステリシス解消動作ＲＡを適切なタイミングで行うことができる。
また、図１１に示されるように、ヒステリシス発生条件を充足しているときに指示開度Ｉの減少が止まると、止まった後に指示開度Ｉを増加させる可能性があり、その際にはヒステリシスにより実開度Ａが指示開度Ｉに追従しなくなる可能性がある。このため、指示開度Ｉを増加させる前に、すなわち、計測開始点Ｐ１よりも早い計測開始点Ｐ２において、経過時間Ｔの計測を開始することで、以後に発生するヒステリシスの早期解消を図ることができる。
【００９１】
幾つかの実施形態では、上述した第１所定時間Ｔ１は、上述した時間カウンタ３０が経過時間Ｔを計測中における指示開度Ｉ、又は上述したエンジン１のエンジン出力、の少なくとも一方に基づいて設定される。より具体的には、経過時間Ｔを計測中における指示開度Ｉが小さいほど、又は、エンジン１のエンジン出力が小さいほど、第１所定時間Ｔ１が短く設定される。つまり、経過時間Ｔを計測中における指示開度ＩがＩ１である場合には、経過時間Ｔを計測中における指示開度ＩがＩ１よりも開度が大きいＩ２である場合に比べて、第１所定時間Ｔ１が短く設定される。エンジン出力でも同様である。
【００９２】
理由として、例えば図４に示されるように、指示開度Ｉが小さいほど、ヒステリシスが発生し易く、且つ、指示開度Ｉと実開度Ａとの開度差が大きくなる傾向がある。同様に、エンジン１のエンジン出力が小さいほど、ヒステリシスが発生し易く、且つ、指示開度Ｉと実開度Ａとの開度差が大きくなる傾向がある。エンジン出力についても同様の傾向がある。このため、指示開度Ｉが小さいほど、又はエンジン１のエンジン出力が小さいほど、早期にヒステリシス解消動作ＲＡを実行する必要がある。
【００９３】
なお、第１所定時間Ｔ１は、経過時間Ｔを計測中における指示開度Ｉ、又は、エンジン１のエンジン出力、の少なくとも一方を入力値、第１所定時間Ｔ１を出力値とする制御マップから算出してもよい。また、経過時間Ｔを計測中において、指示開度Ｉやエンジン出力が変動するときは、最大値、最小値、平均値などを上記入力値としてもよい。
【００９４】
上記の構成によれば、第１所定時間Ｔを時間カウンタ３０が経過時間Ｔを計測中における指示開度Ｉ、又は、エンジン出力、の少なくとも一方に基づいて設定することで、ヒステリシス解消動作ＲＡをより適切なタイミングで行うことができる。つまり、排気流路１５を流れる排ガスの流量が目標量よりも過大や過少になることをより確実に防止できる。
【００９５】
幾つかの実施形態では、上述した時間カウンタ３０は、経過時間Ｔを計測中において上述したヒステリシス発生条件を充足しなくなったときに、経過時間Ｔの計測をキャンセルするように構成される。この場合には、経過時間Ｔを計測中において上述したヒステリシス発生条件を充足しなくなったときは、ヒステリシス解消動作ＲＡを行う必要がない。このため、時間カウンタ３０が経過時間Ｔの計測をキャンセルすることで、不必要なヒステリシス解消動作ＲＡをなくすことができる。
【００９６】
幾つかの実施形態では、上述した時間カウンタ３０は、図８、１０に示されるように、経過時間Ｔの計測を開始後のスロットルバルブ２の指示開度Ｉが、経過時間Ｔの計測開始時の指示開度Ｉ（計測開始点Ｐにおける指示開度Ｉ）よりも小さくなったときに、経過時間Ｔの計測をキャンセルするように構成される。図８、１０に示される実施形態では、計測開始点Ｐ１、Ｐ２における指示開度ＩはＩ１である。そして、経過時間Ｔが第１所定時間Ｔ１を超過する前に、指示開度ＩがＩ１よりも開度が小さいＩ３やＩ６になっており、指示開度ＩがＩ１よりも小さくなった時点で、時間カウンタ３０による経過時間Ｔの計測が終了している。
【００９７】
また、上述した時間カウンタ３０は、図９、１１に示されるように、経過時間Ｔを計測中におけるスロットルバルブ２の最大指示開度Ｉｍａｘに対して指示開度Ｉの閉じる方向側への変化量ΔＳ（指示開度変化量）が所定値Ｓ以上になったときに、経過時間Ｔの計測をキャンセルするように構成される。図８、１０に示される実施形態では、経過時間Ｔを計測中におけるスロットルバルブ２の最大指示開度Ｉｍａｘは、開度Ｉ４やＩ７である。そして、最大指示開度Ｉｍａｘになった後、且つ、経過時間Ｔが第１所定時間Ｔ１を超過する前に、指示開度Ｉが最大指示開度Ｉｍａｘから所定値Ｓを引いて算出される開度よりも小さい開度Ｉ５やＩ８になっており、指示開度Ｉが上記算出される開度よりも小さくなった時点で、時間カウンタ３０による経過時間Ｔの計測が終了している。
【００９８】
図示される実施形態では、ヒステリシスに相当する所定値Ｓは、図２に示されるように、記憶部３２に予め記憶されている第３制御マップ３２３により取得される。ここで、第３制御マップ３２３は、経過時間Ｔの計測開始時における、指示開度Ｉ又はエンジン出力の少なくとも一方を入力値とし、スロットルバルブ２の所定値Ｓ（指示開度変化量）を出力値とするものである。第３制御マップ３２３において、入力値が小さいほど、出力値（所定値Ｓ）が大きくなっている。つまり、経過時間Ｔの計測開始時における指示開度ＩがＩ１である場合には、経過時間Ｔの計測開始時における指示開度ＩがＩ１よりも開度が大きいＩ２である場合に比べて、所定値Ｓが大きく設定される。エンジン出力でも同様である。なお、他の実施形態では、所定値Ｓは、後述する第４制御マップ３２４の出力値であるスロットルバルブ２の第２指示開度Ｈから一定値を差分した値としてもよい。
【００９９】
上記の構成によれば、スロットルバルブ２の指示開度Ｉが時間カウンタ３０による計測開始時（計測開始点Ｐ）の指示開度Ｉよりも小さくなったときと、経過時間Ｔを計測中におけるスロットルバルブ２の最大指示開度Ｉｍａｘに対して指示開度Ｉの閉じる方向側への変化量ΔＳが所定値Ｓ以上になったときは、ヒステリシス解消動作ＲＡと同様に、スロットルバルブ２を閉じる際にスロットルバルブ２の実開度Ａが指示開度Ｉに校正されるため、ヒステリシス解消動作ＲＡを行う必要がない。このため、スロットルバルブ２の指示開度Ｉが時間カウンタ３０による計測開始時（計測開始点Ｐ）の指示開度Ｉよりも小さくなったとき、又は、経過時間Ｔを計測中におけるスロットルバルブ２の最大指示開度Ｉｍａｘに対して指示開度Ｉの閉じる方向側への変化量ΔＳが所定値Ｓ以上になったときに、時間カウンタ３０が経過時間Ｔの計測をキャンセルすることで、不要なヒステリシス解消動作ＲＡをなくすことができる。
【０１００】
幾つかの実施形態では、上述したヒステリシス解消動作ＲＡ時におけるスロットルバルブ２の開度増加量ΔＨ（図５参照）は、ヒステリシス解消動作ＲＡを行うときの指示開度ＩＳ、又は、エンジン１のエンジン出力、の少なくとも一方に基づいて設定される。より具体的には、ヒステリシス解消動作ＲＡを行うときの指示開度ＩＳが小さいほど、又は、エンジン１のエンジン出力が小さいほど、開度増加量ΔＨが大きくなるように、且つ、後述する第２所定時間Ｔ２が長くなるように、設定される。つまり、ヒステリシス解消動作ＲＡを行うときの指示開度ＩＳがＩ１である場合には、ヒステリシス解消動作ＲＡを行うときの指示開度ＩＳがＩ１よりも開度が大きいＩ２である場合に比べて、開度増加量ΔＨが大きく、且つ、第２所定時間Ｔ２が長く設定される。エンジン出力でも同様である。
【０１０１】
なお、開度増加量ΔＨおよび後述する第２所定時間Ｔ２は、ヒステリシス解消動作ＲＡを行うときの指示開度ＩＳ、又は、エンジン１のエンジン出力、の少なくとも一方を入力値、開度増加量ΔＨを出力値とする制御マップから算出してもよい。より具体的には、図２に示されるように、ヒステリシス解消動作ＲＡを行うときの指示開度ＩＳ、又は、エンジン１のエンジン出力、の少なくとも一方を入力値とし、スロットルバルブ２の開度増加量ΔＨおよび後述する第２所定時間Ｔ２を出力値とする第４制御マップ３２４が記憶部３２に予め記憶されている。第４制御マップ３２４において、入力値が小さいほど、出力値である開度増加量ΔＨが大きく、且つ出力値である第２所定時間Ｔ２が長くなっている。
【０１０２】
第４制御マップ３２４は、吸気スロットルバルブ２１および排気スロットルバルブ２２の夫々に個別に対応する複数枚の制御マップからなる。上述したヒステリシス解消動作実行部３８は、個々のスロットルバルブ２に対応する第４制御マップ３２４に基づいて、ヒステリシス解消動作ＲＡを行うときの指示開度ＩＳやエンジン１のエンジン出力から取得されるスロットルバルブ２の開度増加量ΔＨおよび第２所定時間Ｔ２をスロットルバルブ２に指示する。なお、上述したヒステリシス解消動作実行部３８は、ヒステリシス解消動作ＲＡを行うときの指示開度ＩＳに開度増加量ΔＨを加えて得られた第２指示開度Ｈをスロットルバルブ２に指示してもよい。
【０１０３】
ヒステリシス解消動作ＲＡ時におけるスロットルバルブ２の開度増加量ΔＨが小さすぎるとヒステリシスが解消しない虞がある。また、ヒステリシス解消動作ＲＡ時におけるスロットルバルブ２の開度増加量ΔＨが大きすぎると排気流路１５を流れる排ガスの流量が過剰となる虞がある。上記の構成によれば、ヒステリシス解消動作ＲＡ時におけるスロットルバルブ２の開度増加量ΔＨを、ヒステリシス解消動作ＲＡを行うときの指示開度ＩＳ、又は、エンジン１のエンジン出力、の少なくとも一方に基づいて設定することで、ヒステリシス解消動作ＲＡによりヒステリシスを解消することができ、且つ、排気流路１５を流れる排ガスの流量が過剰となることを防止することができる。
【０１０４】
幾つかの実施形態では、図５に示されるように、上述したヒステリシス解消動作ＲＡ時において、スロットルバルブ２の開度を指示開度ＩＳよりも大きくし始めてから所定開度（最大開度Ｈｍａｘ）となるまで、および、所定開度（最大開度Ｈｍａｘ）からスロットルバルブ２の開度を指示開度ＩＥに戻し終わるまでにランプＲを設け、上記所定開度（最大開度Ｈｍａｘ）としている時間を第２所定時間Ｔ２とした場合に、第２所定時間Ｔ２は、ヒステリシス解消動作ＲＡを行うときの指示開度ＩＥ、又は、エンジン１のエンジン出力、の少なくとも一方に基づいて設定される。
【０１０５】
第２所定時間Ｔ２が短いと、ヒステリシスが解消しない虞がある。また、第２所定時間Ｔ２が長いと、排気流路１５を流れる排ガスの流量が過剰となる虞がある。上記の構成によれば、第２所定時間Ｔ２を、ヒステリシス解消動作ＲＡを行うときの指示開度ＩＳ、又は、エンジン１のエンジン出力、の少なくとも一方に基づいて設定することで、ヒステリシス解消動作ＲＡによりヒステリシスを解消することができ、且つ、排気流路１５を流れる排ガスの流量が過剰となることを防止することができる。
【０１０６】
幾つかの実施形態では、上述したスロットルバルブ２は、排気流路１５に設けられる排気スロットルバルブ２２からなる。排気スロットルバルブ２２は、吸気流路１４よりも高温高圧の流体（排ガス）が流れる排気流路１５に設けられているので、吸気スロットルバルブ２１よりも、スロットルバルブ２の上流側と下流側との間の温度差および圧力差が大きい。このため、排気スロットルバルブ２２は、吸気スロットルバルブ２１よりもヒステリシスが発生する可能性が高い。上述したヒステリシスの発生原因の一つとしてスロットルバルブ２の固着が考えられる。排気スロットルバルブ２２は、上流側が高温高圧環境下におかえるので、吸気スロットルバルブ２１よりも固着が起こり易い。また、上述したヒステリシスの発生原因の一つとしてスロットルバルブ２を開閉するモータの軸力の追従性が考えられる。排気スロットルバルブ２２は、吸気流路１４よりも高温の流体が流れる排気流路１５に設けられているので、排気スロットルバルブ２２を開閉するモータは、上述した高温の流体の影響を受けて、吸気スロットルバルブ２１を開閉するモータに比べて、軸力の追従性が低下するのでヒステリシスが大きくなる虞がある。また、排気スロットルバルブ２２は、排ガスによる腐食を防止するために耐食性を有する材料（例えばステンレス）により形成されているため耐熱性が低く、排気流路１５の温度が制限温度を超えて上昇すると、エンジン本体１１（エンジン）が故障する前に、排気スロットルバルブ２２が故障する虞がある。
【０１０７】
また、排気流路１５に設けられる排気スロットルバルブ２２の実開度Ａがヒステリシスによって指示開度Ｉよりも小さいと、排気流路１５を流れる排ガスの流量が目標量よりも少なくなるので、排気流路１５の温度が制限温度を超えて上昇する。このため、排気流路１５を流れる排ガスの熱により排気スロットルバルブ２２が故障する虞がある。上記の構成によれば、スロットルバルブ２が排気流路１５に設けられる排気スロットルバルブ２２であっても、ヒステリシス解消動作ＲＡによりヒステリシスを解消することで、排気流路１５の温度が制限温度を超えて上昇することを防止することができるため、排気スロットルバルブ２２が故障することを防止することができる。
【０１０８】
幾つかの実施形態では、図１に示されるように、上述したエンジン１は、第１排気管１５１と第１吸気管１４２との間に設けられるターボチャージャ１７をさらに備えている。図示される実施形態では、ターボチャージャ１７は、図１に示されるように、第１排気管１５１の排気スロットルバルブ２２およびＤＯＣ４１よりも上流側に配置された排気タービン１７１と、第１吸気管１４２に配置されたコンプレッサ１７２と、を有している。
【０１０９】
排気タービン１７１は、エンジン本体１１から排出された排ガスにより回転駆動される。排気タービン１７１の回転駆動に同期してコンプレッサ１７２が回転駆動することで、コンプレッサ１７２内の空気（燃焼用気体）が圧縮される。コンプレッサ１７２により圧縮された空気（燃焼用気体）は、吸気スロットルバルブ２１を通過した後に、燃焼室１２に流入する。この際、吸気スロットルバルブ２１を絞ることで、燃焼室１２に流入する空気（燃焼用気体）の流量が制限される。排気タービン１７１を駆動させた排ガスは、図１に示されるように、排気スロットルバルブ２２を通過した後に、排ガス浄化装置４に流入する。この際、排気スロットルバルブ２２を絞ることで、排ガス浄化装置４に流入する排ガスの流量が制限される。なお、他の実施形態では、排気スロットルバルブ２２は、第１排気管１５１の排気タービン１７１よりも上流側に配置されていてもよい。
【０１１０】
幾つかの実施形態では、図１に示されるように、上述したエンジン１は、燃焼室１２から排出された排ガスの一部をＥＧＲガスとして、燃焼室１２よりも上流側に還流させるＥＧＲ装置１８をさらに備えている。ＥＧＲ装置１８は、吸気流路１４および排気流路１５に連結されるＥＧＲ管１８１と、ＥＧＲ管１８１に設けられるＥＧＲバルブ１８２と、を含んでいる。図示される実施形態では、ＥＧＲ管１８１は、排気流路１５の排気スロットルバルブ２２およびターボチャージャ１７よりも上流側に一端が接続され、排気流路１５から分岐している。また、ＥＧＲ管１８１は、吸気流路１４の吸気スロットルバルブ２１よりも下流側に位置する吸気マニホールド１４１に他端が接続されている。ＥＧＲバルブ１８２は、制御装置３のスロットルバルブ開度指示部３４により開度が制御されることで、ＥＧＲ管１８１を流れるＥＧＲガスの流量を制御するようになっている。
【０１１１】
幾つかの実施形態にかかる排ガス浄化システム１０は、図１に示されるように、上述した制御装置３と、上述したＤＯＣ４１と、上述したＤＰＦ４２と、上述したスロットルバルブ２と、を備えている。この場合には、排ガス浄化システム１０は、制御装置３がヒステリシス解消動作ＲＡをスロットルバルブ２に実行させることで、ヒステリシスを解消することができる。ヒステリシスを解消することで、スロットルバルブ２の指示開度Ｉと実開度Ａとの間の誤差を少なくし、排気流路１５を流れる排ガスの流量が目標量よりも過大や過少になることを防止できる。
【０１１２】
上述したように、幾つかの実施形態にかかる制御方法１００（１００Ａ、１００Ｂ）は、図６、７に示されるように、上述したヒステリシス発生条件判定ステップＳ１０２と、上述したヒステリシス解消動作実行ステップＳ１０４と、を備えている。この場合には、ヒステリシス発生条件判定ステップＳ１０２では、ヒステリシス発生条件を充足しているか否かを判定する。上述したように、ヒステリシス発生条件を充足している場合には、ヒステリシスが発生している可能性が高い。ヒステリシス解消動作実行ステップＳ１０４では、ヒステリシス発生条件を充足していると判定されたときに、ヒステリシス解消動作ＲＡをスロットルバルブ２に実行させる。ヒステリシス解消動作ＲＡでは、スロットルバルブ２の開度を指示開度Ｉよりも一時的に大きくした後に指示開度Ｉまで戻すことで、閉じる際にスロットルバルブ２の実開度が指示開度Ｉに校正されるため、仮にヒステリシスが発生していたとしても、該ヒステリシスを解消することができる。
【０１１３】
上記の方法によれば、ヒステリシス解消動作ＲＡによりヒステリシスを解消することで、スロットルバルブ２の指示開度Ｉと実開度Ａとの間の開度差を少なくし、排気流路１５を流れる排ガスの流量が目標量よりも過大や過少になることを防止できる。よって、上記の方法によれば、スロットルバルブ２のヒステリシスを解消することで、ＤＰＦ４２の強制再生機能を発揮できる運転領域が狭くなることを防止することができる。
【０１１４】
本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
【符号の説明】
【０１１５】
１          エンジン
１０          排ガス浄化システム
１１          エンジン本体
１２          燃焼室
１３          燃料噴射弁
１４          吸気流路
１５          排気流路
１６          排気流路噴射弁
１７          ターボチャージャ
１８          ＥＧＲ装置
２          スロットルバルブ
２１          吸気スロットルバルブ
２２          排気スロットルバルブ
３          制御装置
３０          時間カウンタ
３１          入出力部
３２          記憶部
３３          噴射制御部
３４          スロットルバルブ開度指示部
３５          強制再生実施要件判定部
３６          ＤＰＦ強制再生実行部
３７          ヒステリシス発生条件判定部
３８          ヒステリシス解消動作実行部
３９          指示開度変化量判定部
４          排ガス浄化装置
４１          ＤＯＣ
４２          ＤＰＦ
１００，１００Ａ，１００Ｂ  制御方法
Ａ          実開度
Ｃ，Ｃ１    閉方向実開度
Ｈ          第２指示開度
Ｉ，Ｉ１〜Ｉ８，ＩＥ，ＩＳ  指示開度
Ｏ，Ｏ１    開方向実開度
Ｐ          計測開始点
ＲＡ        ヒステリシス解消動作
Ｓ          所定値
Ｔ          経過時間
Ｔ１        第１所定時間
Ｔ２        第２所定時間
ΔＨ        開度増加量
ΔＳ        指示開度変化量
【図１】
2020023955.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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