(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入空気の温度である吸気温度とエンジン冷却水の温度である冷却水温度とスロットル弁の開度である検出開度とを取得する取得部と、
前記スロットル弁が凍結する凍結条件の成否をエンジンの運転中および前記エンジンの停止時に判定する判定部と、
前記スロットル弁の開度を制御するスロットル制御部と、
前記スロットル弁に対する指示開度と前記検出開度との比較により前記スロットル弁の固着を検出する固着検出部と、
前記スロットル弁の固着を運転者に警告する警告部を制御する警告制御部とを備え、
前記凍結条件は、前記スロットル弁が凍結する低温環境を示す第１判定値以下に前記吸気温度があり、かつ、前記エンジンの暖機が完了したことを示す暖機完了温度よりも高い第２判定値以下に前記冷却水温度があるときに成立し、
前記スロットル制御部は、前記エンジンの停止時に前記凍結条件が不成立のときには前記スロットル弁を全閉状態に制御し、前記凍結条件が成立するときには前記スロットル弁を開状態に制御し、
前記判定部は、前記エンジンの運転中に前記凍結条件が成立する状態で前記固着検出部が前記スロットル弁の固着を検出したときには、前記スロットル弁が凍結状態にあると判定し、
前記警告制御部は、前記スロットル弁が凍結状態にあるときには前記警告部を非作動状態に制御する
ディーゼルエンジンの制御装置。
【請求項２】
前記吸気温度を検出する吸気温度センサー、および、前記冷却水温度を検出する冷却水温度センサーにおける異常を検出する異常検出部をさらに備え、
前記スロットル制御部は、前記異常検出部が前記吸気温度センサーおよび前記冷却水温度センサーの少なくとも一方に異常を検出したときには、前記スロットル弁を開状態に維持する請求項１に記載のディーゼルエンジンの制御装置。
【請求項３】
前記エンジンの排気通路と吸気通路とを接続するＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲ弁を制御するＥＧＲ制御部をさらに備え、
前記ＥＧＲ制御部は、前記スロットル弁が凍結状態にあるときには、前記ＥＧＲ弁を全閉状態に制御する請求項１または２に記載のディーゼルエンジンの制御装置。
【請求項４】
前記スロットル制御部は、前記エンジンの停止時に前記凍結条件が不成立のときには前記スロットル弁を一旦全閉状態に制御したのち開状態に制御する
請求項１〜３のいずれか一項に記載のディーゼルエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気通路にスロットル弁を備えたディーゼルエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、吸入空気量を制御するスロットル弁を吸気通路に備えるディーゼルエンジンが実用化されている。例えば特許文献１において、スロットル弁は、通常時に開状態に制御されており、エンジンを停止する際に全閉状態に制御される。この全閉状態への制御によって吸入空気が遮断されることにより、エンジンの振動を抑えつつ、エンジンの早期停止を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３０４５７公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、低温環境下においては、スロットル弁が凍結によって固着してしまうことがある。そのため、例えば、特許文献１のようにエンジンの停止時にスロットル弁が全閉状態に制御される場合には、スロットル弁が全閉状態で凍結してしまうことがある。この凍結した状態が次回のエンジン始動時まで継続すると、吸入空気の不足によって円滑なエンジンの始動が妨げられるおそれがある。
【０００５】
本発明は、スロットル弁の凍結に起因する不具合を低減するディーゼルエンジンの制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するディーゼルエンジンの制御装置は、吸入空気の温度である吸気温度とエンジン冷却水の温度である冷却水温度とスロットル弁の開度である検出開度とを取得する取得部と、前記スロットル弁が凍結する凍結条件の成否をエンジンの運転中および前記エンジンの停止時に判定する判定部と、前記スロットル弁の開度を制御するスロットル制御部と、前記スロットル弁に対する指示開度と前記検出開度との比較により前記スロットル弁の固着を検出する固着検出部と、前記スロットル弁の固着を運転者に警告する警告部を制御する警告制御部とを備え、前記凍結条件は、前記スロットル弁が凍結する低温環境を示す第１判定値以下に前記吸気温度があり、かつ、前記エンジンの暖機が完了したことを示す暖機完了温度よりも高い第２判定値以下に前記冷却水温度があるときに成立し、前記スロットル制御部は、前記エンジンの停止時に前記凍結条件が不成立のときには前記スロットル弁を全閉状態に制御し、前記凍結条件が成立するときには前記スロットル弁を開状態に制御し、前記判定部は、前記エンジンの運転中に前記凍結条件が成立する状態で前記固着検出部が前記スロットル弁の固着を検出したときには、前記スロットル弁が凍結状態にあると判定し、前記警告制御部は、前記スロットル弁が凍結状態にあるときには前記警告部を非作動状態に制御する。
【０００７】
上記構成によれば、エンジンの停止時に凍結条件が不成立のときにはスロットル弁が全閉状態に制御されたのちにエンジンが停止し、エンジンの停止時に凍結条件が成立するときにはスロットル弁が開状態でエンジンが停止する。これにより、エンジン停止時にスロットル弁が全閉状態で凍結することが抑えられ、次回のエンジンの始動を円滑に行うことができる。その結果、スロットル弁の凍結に起因する不具合を低減することができる。
上記構成によれば、判定部は、凍結条件が成立する状態でスロットル弁の固着が検出されたときにはスロットル弁が凍結状態にあると判定する。これにより、スロットル弁の固着が凍結に起因するものであるか否かを判別することができる。
凍結によるスロットル弁の固着は、スロットル弁の異常ではあるものの、スロットル弁の氷解によって解消されるため、スロットル弁の交換や修理を必要とする異常ではない。上記構成によれば、スロットル弁の固着が凍結に起因しているときには警告部が非作動状態に制御される。その結果、スロットル弁の異常についての誤判定が抑えられることから、スロットル弁の凍結に起因する不具合を低減することができる。
【０００８】
上記ディーゼルエンジンの制御装置は、前記吸気温度を検出する吸気温度センサー、および、前記冷却水温度を検出する冷却水温度センサーにおける異常を検出する異常検出部をさらに備え、前記スロットル制御部は、前記異常検出部が前記吸気温度センサーおよび前記冷却水温度センサーの少なくとも一方に異常を検出したときには、前記スロットル弁を開状態に維持することが好ましい。
【０００９】
上記構成によれば、吸気温度センサーおよび冷却水温度センサーの少なくとも一方に異常が検出された場合、すなわち凍結条件の成否に対する信頼度が低い場合には、スロットル弁が開状態で維持される。これにより、各センサーに異常が生じたときであっても、エンジン停止時にスロットル弁が全閉状態で凍結することが抑えられる。
【００１４】
上記ディーゼルエンジンの制御装置は、前記エンジンの排気通路と吸気通路とを接続するＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲ弁を制御するＥＧＲ制御部をさらに備え、前記ＥＧＲ制御部は、前記スロットル弁が凍結状態にあるときには、前記ＥＧＲ弁を全閉状態に制御することが好ましい。
【００１５】
上記構成によれば、スロットル弁が凍結しているとき、すなわちスロットル弁の開度によって吸入空気量が調整できないときには、ＥＧＲ弁が全閉状態に制御される。これにより、エンジンには吸入空気のみが供給されることから、吸入空気の不足にともなう黒煙の発生およびエンジン出力の低下が抑えられる。その結果、スロットル弁の凍結に起因する不具合を低減することができる。
上記ディーゼルエンジンの制御装置において、前記スロットル制御部は、前記エンジンの停止時に前記凍結条件が不成立のときには前記スロットル弁を一旦全閉状態に制御したのち開状態に制御することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施形態のディーゼルエンジンの制御装置を搭載したエンジンシステムの概略構成を示す図である。
【図２】凍結条件を設定するために行った実験の結果の一例を示すグラフであって、吸気温度と冷却水温度との関係を示すグラフである。
【図３】凍結条件を設定するために行った実験の結果の一例を示すグラフであって、吸気温度とバルブ温度との関係を示すグラフである。
【図４】凍結判定処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】モード選択処理の一例を示すフローチャートである。
【図６】停止処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】センサー異常処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１〜図７を参照して、ディーゼルエンジンの制御装置の一実施形態について説明する。まず、図１を参照して、ディーゼルエンジンの制御装置を搭載したエンジンシステムの全体構成について説明する。
【００１８】
図１に示すように、エンジンシステムは、ディーゼルエンジン１０（以下、エンジン１０という。）を備える。エンジン１０のシリンダーブロック１１には、一列に並んだ６つのシリンダー１２が形成されている。各シリンダー１２には、インジェクター１３から燃料が噴射される。シリンダーブロック１１には、各シリンダー１２に吸入空気を供給するためのインテークマニホールド１４と、各シリンダー１２からの排気ガスが流入するエキゾーストマニホールド１５とが接続されている。
【００１９】
インテークマニホールド１４に接続される吸気通路１６には、上流側から順に、図示されないエアクリーナー、ターボチャージャー１７を構成するコンプレッサー１８、インタークーラー１９が設けられている。エキゾーストマニホールド１５に接続される排気通路２０には、コンプレッサー１８に連結軸を介して連結され、ターボチャージャー１７を構成するタービン２２が設けられている。
【００２０】
エンジンシステムは、エキゾーストマニホールド１５と吸気通路１６とを接続するＥＧＲ通路２５を備える。ＥＧＲ通路２５には、ＥＧＲクーラー２６と、ＥＧＲクーラー２６に対する吸気通路１６側に、ＥＧＲ通路２５の流路断面積を変更可能なＥＧＲ弁２７とが設けられている。ＥＧＲ弁２７が開状態にあるとき、吸気通路１６には、ＥＧＲ通路２５を通じて排気ガスの一部がＥＧＲガスとして導入される。
【００２１】
また、エンジンシステムは、吸気通路１６におけるインタークーラー１９の下流であって、かつ、吸気通路１６に対するＥＧＲ通路２５の接続部分の上流にスロットル弁３０を備える。スロットル弁３０は、バタフライシャフトに軸支された電子制御式のバタフライ弁であり、吸気通路１６の流路断面積を変更可能に構成されている。スロットル弁３０が開状態にあるとき、シリンダー１２に対して吸入空気が供給可能である。一方、スロットル弁３０が全閉状態にあるとき、シリンダー１２に対する吸入空気の供給が遮断される。
【００２２】
すなわち、スロットル弁３０が開状態にあり、かつ、ＥＧＲ弁２７が開状態にあるとき、シリンダー１２には、吸入空気とＥＧＲガスとの混合気体が作動ガスとして供給される。スロットル弁３０が開状態にあり、かつ、ＥＧＲ弁２７が全閉状態にあるとき、シリンダー１２には、吸入空気のみが作動ガスとして供給される。なお、スロットル弁３０は、エンジン１０の停止期間も含め、エンジン１０の停止時に一時的に全閉状態に制御される以外は開状態に制御される。そのため、エンジン１０の停止時以外にスロットル弁３０が凍結した場合、そのスロットル弁３０は開状態で固着している。
【００２３】
エンジンシステムは、各種センサーを備える。エンジンシステムは、吸気通路１６におけるコンプレッサー１８の上流に、吸入空気の温度である吸気温度Ｔａを検出する吸気温度センサー３５を備える。エンジンシステムは、エンジン１０を冷却するエンジン冷却水の温度である冷却水温度Ｔｗを検出する冷却水温度センサー３６を備える。エンジンシステムは、スロットル弁３０の開度である検出開度ＶＴを検出するスロットルポジションセンサー３７を備える。これらのセンサー３５，３６，３７は、各々の検出値を示す信号をＥＣＵ５０に出力する。
【００２４】
また、エンジンシステムは、エンジン１０の始動時および停止時に運転者によって操作される操作部４１を備える。操作部４１は、運転者の操作に応じてエンジン１０の始動、あるいは、エンジン１０の停止を示す信号をＥＣＵ５０に出力する。また、エンジンシステムは、例えばスロットル弁３０の固着といった何らかの異常がエンジンシステムにて検出された場合に作動状態に制御され、エンジンシステムに異常が生じていることを運転者に警告する警告灯４２を備えている。
【００２５】
ＥＣＵ５０は、上述したエンジンシステムを統括制御する。ＥＣＵ５０は、マイクロコンピューターで構成され、各種制御プログラムおよび凍結条件等の各種データが格納されたＲＯＭと各種演算における演算結果や各種データが一時的に格納されるＲＡＭとで構成されるメモリ５１を有する。ＥＣＵ５０は、メモリ５１に格納された各種制御プログラムおよび各種データに従って各種制御を行う。
【００２６】
メモリ５１に格納された凍結条件データ６０は、スロットル弁３０が凍結している、あるいは、スロットル弁３０が凍結する可能性が高い凍結条件を示すデータであり、吸気温度Ｔａおよび冷却水温度Ｔｗについて規定されている。
【００２７】
ＥＣＵ５０の取得部５２は、吸気温度センサー３５の検出値である吸気温度Ｔａ、冷却水温度センサー３６の検出値である冷却水温度Ｔｗ、スロットルポジションセンサー３７の検出値である検出開度ＶＴを取得する。
【００２８】
ＥＣＵ５０の判定部５３は、取得部５２の取得した吸気温度Ｔａと冷却水温度Ｔｗとに基づき凍結条件の成否を判定する。また、判定部５３は、エンジン１０の運転中に凍結条件が成立するとスロットル弁３０が凍結状態にあるか否かを判定する。
【００２９】
ＥＣＵ５０のモード選択部５４は、スロットル弁３０が凍結状態にあるか否かに応じてスロットル弁３０およびＥＧＲ弁２７の制御モードを選択する。モード選択部５４は、スロットル弁３０が非凍結状態であるときには通常モードを選択し、スロットル弁３０が凍結状態にあるときにはＥＧＲカットモードを選択する。
【００３０】
ＥＣＵ５０のスロットル制御部５５は、通常モードではエンジン１０の運転状態に基づきスロットル弁３０の開度を制御し、ＥＧＲカットモードではスロットル弁３０を制御せずにスロットル弁３０を開状態に維持する。またスロットル制御部５５は、通常モードのエンジン停止時に凍結条件が成立する場合にはスロットル弁３０を全開状態に制御する全開制御を行い、凍結条件が不成立の場合はスロットル弁３０のシャッター制御を行う。シャッター制御においてスロットル制御部５５は、スロットル弁３０を一旦全閉状態に制御したのち、エンジン１０の停止直前にスロットル弁３０を所定の始動開度へ制御する。
【００３１】
ＥＣＵ５０のＥＧＲ制御部５６は、通常モードではエンジン運転状態に基づきＥＧＲ弁２７の開度を制御し、ＥＧＲカットモードではＥＧＲ弁２７を全閉状態に制御する。
ＥＣＵ５０の固着検出部５７は、固着の有無を検出するためにスロットル制御部５５を通じてスロットル弁３０に対して出力した試用指示開度ｔＶＴｃｏｍと、試用指示開度ｔＶＴｃｏｍの出力直後の検出開度ＶＴとの偏差ΔＶＴに基づきスロットル弁３０の固着を検出する。固着検出部５７は、偏差ΔＶＴが閾値ΔＶＴｔｈよりも小さいときにスロットル弁３０の固着を検出する。
【００３２】
ＥＣＵ５０の異常検出部５８は、吸気温度センサー３５の検出値の異常、および、冷却水温度センサー３６の検出値の異常を検出する。
ＥＣＵ５０の警告制御部５９は、固着検出部５７によってスロットル弁３０の固着が検出された場合に警告灯４２を作動状態、すなわち点灯状態に制御する。警告制御部５９は、固着検出部５７によってスロットル弁３０の固着が検出された場合であっても判定部５３によってスロットル弁３０が凍結状態にあると判定された場合には、警告灯４２を非作動状態、すなわち非点灯状態に制御する。警告制御部５９は、吸気温度センサー３５および冷却水温度センサー３６の少なくとも一方に異常が検出されると警告灯４２を点灯状態に制御する。
【００３３】
ＥＣＵ５０は、ＲＯＭに格納した凍結条件の成否を１つの条件として、スロットル制御部５５によるスロットル弁３０の制御、ＥＧＲ制御部５６によるＥＧＲ弁２７の制御、および、警告制御部５９による警告灯４２の制御を行う。凍結条件は、スロットル弁３０が凍結している、あるいは、スロットル弁３０が凍結する可能性が高いことを示す条件である。スロットル弁３０は、外気によって冷却される一方、エンジン１０の放射熱によって加熱される。そのため、凍結条件は、外気温に関するパラメーターである吸気温度Ｔａ、および、エンジン１０の放射熱に関するパラメーターである冷却水温度Ｔｗについて規定される。凍結条件は、吸気温度Ｔａについての条件を示す第１判定値Ｔａ１と冷却水温度Ｔｗについての条件を示す第２判定値Ｔｗ２とを備える。
【００３４】
第１判定値Ｔａ１および第２判定値Ｔｗ２は、図１に示すエンジンシステムの実機に対して行った実験の結果に基づき設定される。これは、スロットル弁３０が受けるエンジン１０の放射熱は、スロットル弁３０とエンジン１０との位置関係、および、スロットル弁３０とエンジン１０との間に位置する配管類等に応じて異なるためである。また、吸気温度センサー３５および冷却水温度センサー３６の各々の検出値も取付位置に応じて異なるためである。この実験では、吸気温度センサー３５、および、冷却水温度センサー３６に加えて、スロットル弁３０の温度であるバルブ温度Ｔｖを検出するセンサーをスロットル弁３０に取り付けた。そして、ＥＧＲ弁２７を全閉状態に維持したまま、各吸気温度Ｔａのもとでエンジンシステムを駆動して得られる冷却水温度Ｔｗ、および、バルブ温度Ｔｖに基づき凍結条件を設定した。なお、凍結状態にあるスロットル弁３０が氷解し、スロットル弁３０が作動可能となるバルブ温度Ｔｖのことを氷解温度という。本実験では、氷解温度を５℃に設定した。
【００３５】
図２は、上記エンジンシステムにおける吸気温度Ｔａと冷却水温度Ｔｗとの関係を示すグラフである。このグラフは、各吸気温度Ｔａのもとでエンジン１０が冷間始動した場合において、バルブ温度Ｔｖが氷解温度に到達したときの冷却水温度Ｔｗａを示している。図２に示すように、冷却水温度Ｔｗａは、エンジン１０の暖機完了温度（例えば４０℃）よりも高く、吸気温度Ｔａが−５℃のときに約５５℃であり、吸気温度Ｔａが−１０℃のときに約５７．５℃であり、吸気温度Ｔａが−１８℃のときに約６０℃であった。
【００３６】
図３は、上記エンジンシステムにおける吸気温度Ｔａとバルブ温度Ｔｖとの関係を示すグラフである。このグラフは、各吸気温度Ｔａのもとで上記冷却水温度Ｔｗａに維持した場合におけるバルブ温度Ｔｖを示している。図３に示すように、バルブ温度Ｔｖは、吸気温度Ｔａが−５℃のときに約８．１℃であり、吸気温度Ｔａが−１０℃のときに約６．３℃であり、吸気温度Ｔａが−１８℃のときに約５．２℃であった。
【００３７】
第１判定値Ｔａ１および第２判定値Ｔｗ２は、これらの実験データに基づき設定される。本発明者は、各センサーのばらつき等を考慮し、第１判定値Ｔａ１には−２１℃を設定し、第２判定値Ｔｗ２には６２℃を設定した。すなわち、凍結条件は、吸気温度Ｔａが第１判定値Ｔａ１以下の温度であり、かつ、冷却水温度Ｔｗが第２判定値Ｔｗ２以下である場合に成立する。なお、上述したようにスロットル弁３０の環境は例えばエンジン１０とスロットル弁３０との位置関係で異なるため、第１判定値Ｔａ１および第２判定値Ｔｗ２は、上述した値に限られるものではない。
【００３８】
次に、スロットル制御部５５によるスロットル弁３０の制御、および、ＥＧＲ制御部５６によるＥＧＲ弁２７の制御について、エンジン１０の始動時から説明する。
ＥＣＵ５０は、操作部４１から始動信号が入力されるとエンジン１０を始動する。詳しくは後述するが、エンジン１０の始動時、スロットル弁３０は開状態、ＥＧＲ弁２７は全閉状態にある。エンジン１０の始動時に冷却水温度センサー３６の検出値である冷却水温度Ｔｗが暖機完了温度未満である場合、冷却水温度Ｔｗが暖機完了温度に到達するまで、ＥＧＲ制御部５６はＥＧＲ弁２７を全閉状態に維持し、スロットル制御部５５はスロットル弁３０をエンジン始動時の開度に維持する。
【００３９】
冷却水温度Ｔｗが暖機完了温度に到達した場合、および、エンジン１０の始動時に冷却水温度Ｔｗが暖機完了温度以上である場合、ＥＣＵ５０は、凍結判定処理およびモード選択処理を繰り返し実行する。凍結判定処理は、エンジン１０の運転中にスロットル弁３０が凍結しているか否かを判定する処理である。モード選択処理は、凍結判定処理の判定結果に応じてエンジン１０の運転中におけるスロットル弁３０およびＥＧＲ弁２７の制御モードを選択する処理である。スロットル制御部５５およびＥＧＲ制御部５６は、モード選択処理にて選択された制御モードでスロットル弁３０およびＥＧＲ弁２７を制御する。
【００４０】
図４を参照して凍結判定処理について説明する。図４に示すように、凍結判定処理では、まず、ＥＣＵ５０の取得部５２が、吸気温度センサー３５の検出値である吸気温度Ｔａ、および、冷却水温度センサー３６の検出値である冷却水温度Ｔｗを取得する（ステップＳ１１）。次にＥＣＵ５０の判定部５３が、凍結条件が成立するか否か、すなわち吸気温度Ｔａが第１判定値Ｔａ１以下であること、および、冷却水温度Ｔｗが第２判定値Ｔｗ２以下であること、これらの双方が成立するか否かを判断する（ステップＳ１２）。凍結条件が成立するとき（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ５０の固着検出部５７は、スロットル弁３０が実際に固着しているか否かを判別する。
【００４１】
次のステップＳ１３において、固着検出部５７は、直近の検出開度ＶＴから所定量だけ変更した開度である試用指示開度ｔＶＴｃｏｍをスロットル制御部５５を通じてスロットル弁３０に出力する。次に固着検出部５７は、スロットルポジションセンサー３７からの信号に基づいて、試用指示開度ｔＶＴｃｏｍと、試用指示開度ｔＶＴｃｏｍの出力直後における検出開度ＶＴとの偏差ΔＶＴを演算する（ステップＳ１４）。そして、固着検出部５７は、偏差ΔＶＴと閾値ΔＶＴｔｈとを比較する（ステップＳ１５）。
【００４２】
偏差ΔＶＴが閾値ΔＶＴｔｈ未満であるとき（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、固着検出部５７は、スロットル弁３０の固着を検出する。判定部５３は、凍結条件が成立する状態でスロットル弁３０の固着が検出されたことにより、スロットル弁３０が凍結状態にあると判定する（ステップＳ１６）。スロットル弁３０が凍結状態にあると判定されると、警告制御部５９は、スロットル弁３０が固着しているものの、警告灯４２を非点灯状態に制御する（ステップＳ１７）。これにより、一連の処理が一旦終了する。
【００４３】
一方、凍結条件が不成立のとき（ステップＳ１２：ＮＯ）および偏差ΔＶＴが閾値ΔＶＴｔｈ以上であるとき（ステップＳ１５：ＮＯ）、判定部５３は、スロットル弁３０が非凍結状態にあると判定する（ステップＳ１８）。これにより一連の処理が一旦終了する。
【００４４】
凍結によるスロットル弁３０の固着は、スロットル弁３０の異常ではあるものの、スロットル弁３０の氷解によって解消されるため、例えばスロットル弁３０の交換や修理を必要とする異常ではない。そのため、スロットル弁３０の固着が凍結による場合にも警告灯４２を点灯するとなれば、運転者に対して余計な確認作業等を強いることとなる。この点、上述した凍結判定処理によれば、スロットル弁３０の固着が凍結による場合には警告灯４２が非点灯状態に制御されるため（ステップＳ１７）、スロットル弁３０の異常についての誤判定を抑えることができる。ＥＣＵ５０は、こうした凍結判定処理を繰り返し実行することにより、スロットル弁３０の異常についての誤判定を抑えつつ、スロットル弁３０が凍結しているか否かを連続的に判定する。
【００４５】
図５を参照してモード選択処理について説明する。図５に示すように、モード選択処理において、ＥＣＵ５０のモード選択部５４は、凍結判定処理の判定結果に基づいて、スロットル弁３０が凍結状態にあるか否かを判断する（ステップＳ２１）。スロットル弁３０が凍結状態にあるとき（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、モード選択部５４は、ＥＧＲカットモードを選択する（ステップＳ２２）。ＥＧＲカットモードにおいて、スロットル制御部５５はスロットル弁３０の制御を中断することでスロットル弁３０を開状態に維持し、ＥＧＲ制御部５６はＥＧＲ弁２７を全閉状態に制御する。
【００４６】
一方、スロットル弁３０が非凍結状態であるとき（ステップＳ２１：ＮＯ）、モード選択部５４は、通常モードを選択する（ステップＳ２３）。通常モードにおいて、スロットル制御部５５、および、ＥＧＲ制御部５６は、エンジン１０の運転状態に適したＥＧＲ率の作動ガスがシリンダー１２に供給されるように、スロットル弁３０、および、ＥＧＲ弁２７を制御する。
【００４７】
凍結状態にあるスロットル弁３０は開状態で固着しているものの、凍結時のスロットル弁３０の開度によってはＥＧＲガスの導入によって吸入空気が不足し、黒煙が発生しやすくなったり、エンジン出力が低下したりする。上述したように、ＥＣＵ５０は、スロットル弁３０の凍結の有無（ステップＳ２１）に応じてＥＧＲ弁２７の制御を切り替える。そしてＥＣＵ５０は、スロットル弁３０が凍結状態にあるときにはＥＧＲカットモードを選択してＥＧＲ弁２７を全閉状態に制御する（ステップＳ２２）。これにより、吸入空気のみが作動ガスとしてシリンダー１２に供給される。その結果、吸入空気の不足が抑えられることから、スロットル弁３０が開状態で固着したとしても黒煙の発生およびエンジン出力の低下を抑えることができる。
【００４８】
図６を参照して、エンジン１０の停止処理について説明する。停止処理は、エンジン１０の停止時に実行される処理である。ＥＣＵ５０は、操作部４１から停止信号が入力されるとエンジン１０を停止する停止処理を実行する。図６に示すように、停止処理においては、まず、ＥＧＲ制御部５６がＥＧＲ弁２７を全閉状態に制御する（ステップＳ３１）。これにより、エンジン１０の停止時に排気ガスがシリンダー１２内に残留しにくくなる。
【００４９】
次に、ＥＣＵ５０は、直近の凍結判定処理の判定結果に基づきスロットル弁３０が非凍結状態であるか否か、すなわちスロットル弁３０が動作可能か否かを判断する（ステップＳ３２）。スロットル弁３０が凍結状態にあるとき（ステップＳ３２：ＮＯ）、すなわちスロットル弁３０が開状態で固着しているとき、ＥＣＵ５０は、エンジン１０をそのまま停止する（ステップＳ３６）。
【００５０】
一方、スロットル弁３０が非凍結状態にあるとき（ステップＳ３２：ＹＥＳ）、次のステップＳ３３において、取得部５２が吸気温度Ｔａおよび冷却水温度Ｔｗを取得する。そして判定部５３が、凍結条件が成立するか否か、すなわち吸気温度Ｔａが第１判定値Ｔａ１以下であること、および、冷却水温度Ｔｗが第２判定値Ｔｗ２以下であること、これらの双方が成立するか否かを判断する（ステップＳ３４）。
【００５１】
凍結条件が成立するとき（ステップＳ３４：ＹＥＳ）、ＥＣＵ５０は、スロットル制御部５５によるスロットル弁３０の全開制御を行い（ステップＳ３５）、エンジン１０を停止する（ステップＳ３６）。一方、凍結条件が不成立のとき（ステップＳ３４：ＮＯ）、ＥＣＵ５０は、スロットル制御部５５によるスロットル弁３０の一時的な全閉状態への制御であるシャッター制御を行い（ステップＳ３７）、エンジン１０を停止する（ステップＳ３６）。
【００５２】
すなわち、ＥＣＵ５０は、スロットル弁３０が動作可能な状態にあるものの、全閉状態に制御したスロットル弁３０が全閉状態で凍結してしまう可能性が高いときには（ステップＳ３４：ＹＥＳ）、シャッター制御を行うことなくスロットル弁３０を全開状態に制御した状態（ステップＳ３５）でエンジン１０を停止する。これにより、エンジン１０の停止時にスロットル弁３０が全閉状態で固着することが抑えられ、次のエンジン１０の始動を円滑に行うことができる。一方、スロットル弁３０が全閉状態で凍結する可能性が低いときには（ステップＳ３４：ＮＯ）、シャッター制御を行うことで（ステップＳ３７）、エンジン１０の振動を抑えつつ、エンジン１０を早期に停止することができる。
【００５３】
ところで、吸気温度センサー３５の検出値および冷却水温度センサー３６の検出値の少なくとも一方が異常である場合には、凍結条件の成否についての信頼度が低くなる。そのため、凍結判定処理の判定結果に対する信頼度が低下することでスロットル弁３０の凍結に関する誤判定の頻度が高くなる。また、凍結に関する誤判定によってモード選択処理において不適切な制御モードが選択されやすくなり、黒煙の発生やエンジン出力の低下が生じやすくなる。また、停止処理においては、凍結条件が成立しているにもかかわらずスロットル弁３０のシャッター制御が行われることで、スロットル弁３０が全閉状態で凍結する確率が高まる。そのため、ＥＣＵ５０は、吸気温度センサー３５および冷却水温度センサー３６の各々について異常検出部５８で異常の有無を検出し、吸気温度センサー３５および冷却水温度センサー３６の少なくとも一方に異常が検出された場合にはセンサー異常処理を実行する。
【００５４】
例えば、異常検出部５８は、冷間始動時に吸気温度センサー３５の検出値である吸気温度Ｔａと冷却水温度センサー３６の検出値である冷却水温度Ｔｗとの乖離が閾値よりも大きいときには吸気温度センサー３５、あるいは、冷却水温度センサー３６が異常であると判定する。また例えば、異常検出部５８は、始動時における冷却水温度Ｔｗと始動後における燃料噴射量とに基づき現在の冷却水温度の推定値を演算する。そして、冷却水温度センサー３６からの冷却水温度Ｔｗと推定値とを比較することにより、冷却水温度センサー３６における異常の有無を判定する。また例えば、異常検出部５８は、外気温センサーが検出する外気温と吸気温度センサー３５の吸気温度Ｔａとを比較することにより、吸気温度センサー３５における異常の有無を判定する。
【００５５】
図７に示すように、センサー異常処理において、吸気温度センサー３５および冷却水温度センサー３６の少なくとも一方に異常が検出されていることから、まず、警告制御部５９が警告灯４２を点灯状態に制御する（ステップＳ４１）。次にＥＣＵ５０は、上述した凍結判定処理、モード選択処理、および、停止処理の各種処理の実行を中止する（ステップＳ４２）。そして、スロットル制御部５５がスロットル弁３０を全開状態、ＥＧＲ制御部５６がＥＧＲ弁２７を全閉状態に制御して（ステップＳ４３）一連の処理を終了する。以後、スロットル制御部５５およびＥＧＲ制御部５６は、スロットル弁３０およびＥＧＲ弁２７の開度をセンサー異常処理終了時の開度に維持する。
【００５６】
こうしたセンサー異常処理を実行することにより、凍結条件の成否についての信頼度の低下が抑えられ、スロットル弁３０の凍結に関する誤判定を抑えることができる。また、スロットル弁３０が全開状態、ＥＧＲ弁２７が全閉状態に制御されることでシリンダー１２には吸入空気のみが作動ガスとして供給される。これにより、センサーの異常に起因した黒煙の発生やエンジン出力の低下を抑えることができる。また、エンジン１０の停止時にスロットル弁３０が全閉状態に制御されることもないため、センサーの異常に起因してエンジン１０の停止時にスロットル弁３０が全閉状態で固着することもない。
【００５７】
上記実施形態によれば、以下に列挙する効果が得られる。
（１）ＥＣＵ５０は、エンジン１０の停止時に凍結条件が成立するとき、スロットル弁３０を開状態に維持したままエンジン１０を停止する。そのため、エンジン１０の停止時にスロットル弁３０が全閉状態で固着することが抑えられ、次回のエンジン１０の始動を円滑に行うことができる。その結果、スロットル弁３０の凍結に起因する不具合を低減することができる。
【００５８】
（２）判定部５３は、凍結判定処理において、凍結条件が成立する状態にて固着検出部５７がスロットル弁３０の固着を検出したときには、スロットル弁３０が凍結状態にあると判定する。これにより、スロットル弁３０の固着が凍結によるものであるか否かを判別することができる。
【００５９】
（３）警告制御部５９は、スロットル弁３０の固着が凍結による場合には、警告灯４２の非点灯状態に制御する。これにより、スロットル弁３０の異常についての誤判定を抑えることができる。
【００６０】
（４）ＥＧＲ制御部５６は、スロットル弁３０が凍結しているときには、ＥＧＲ弁２７を全閉状態に制御する。これにより、吸入空気の不足にともなう黒煙の発生およびエンジン出力の低下を抑えることができる。
【００６１】
（５）ＥＣＵ５０は、吸気温度センサー３５および冷却水温度センサー３６の少なくとも一方に異常が検出されたときに、凍結判定処理、モード選択処理、および、停止処理の実行を中止する。そして、スロットル制御部５５はスロットル弁３０を全開状態に制御し、ＥＧＲ制御部５６はＥＧＲ弁２７を全閉状態に制御する。これにより、センサーが異常に生じたときであっても、スロットル弁３０の凍結に関する誤判定を抑えることができるとともに、黒煙の発生やエンジン出力の低下を抑えることができる。また、センサーが異常に生じたときであっても、エンジン１０の停止時にスロットル弁３０が全閉状態で凍結することを抑えることができる。
【００６２】
なお、上記実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・スロットル制御部５５は、吸気温度センサー３５および冷却水温度センサー３６の少なくとも一方に異常が生じた場合、スロットル弁３０を全開状態に制御することなく、例えば、各センサー３５，３６に異常が検出されたときの開度でスロットル弁３０を維持してもよい。こうした構成であっても、エンジン１０の停止時にスロットル弁３０が全閉状態で固着することを抑えることができる。また、センサー３５，３６に異常が検出されたときにスロットル弁３０が凍結している場合には、スロットル弁３０を全開制御してもスロットル弁３０が動作しない。そのため、スロットル弁３０の開度を維持することでスロットル弁３０に対する機械的な負荷を抑えることもできる。
【００６３】
・ＥＧＲ制御部５６は、スロットル弁３０が凍結状態にあるときには、ＥＧＲ弁２７を全閉状態に制御する態様に限らず、例えば、スロットル弁３０が固着している開度、エンジン回転数、および、燃料噴射量等に応じてＥＧＲ弁２７の開度を制御してもよい。
【００６４】
・固着検出部５７は、試用指示開度ｔＶＴｃｏｍによるスロットル弁３０の開度の変化量である指示変化量と試用指示開度ｔＶＴｃｏｍの出力前後における検出開度ＶＴの変化量である実変化量とを比較することにより、スロットル弁３０の固着を検出してもよい。
【００６５】
・警告制御部５９は、スロットル弁３０が凍結状態にあるときに警告灯４２を点灯状態に制御してもよい。
・警告制御部５９が制御する警告部は、エンジンシステムについて異常が生じていることを運転者に警告するものであればよく、警告灯４２に限らず、例えば、警告音を発生する警告音発生部であってもよい。
【００６６】
・エンジンシステムは、凍結によるスロットル弁３０の固着を運転者に通知する凍結通知灯を警告灯４２とは別個に備え、ＥＣＵ５０は、スロットル弁３０が凍結状態にあるときには前記凍結通知灯を点灯してもよい。こうした構成によれば、スロットル弁３０が凍結状態にあることを運転者に通知することができる。
【００６７】
・判定部５３は、凍結条件の成立によってスロットル弁３０が凍結状態にあると判定してもよい。こうした構成によれば、スロットル弁３０が実際に固着しているか否かを判別する必要がなくなる。そのため、固着の有無を判別するために凍結状態にあるスロットル弁３０を動作させる必要がないため、スロットル弁３０に対する機械的な負荷を抑えることができる。
【００６８】
・エンジン１０の停止処理は、操作部４１からの停止信号の入力によって開始される場合に限らず、エンジン１０が停止する際に行われればよい。例えば、アイドリングストップ機能を有するエンジンシステムにおいては、例えばバッテリー残量、エンジン回転数、車速等に基づきエンジン１０が停止される際に行われてもよい。
【００６９】
・停止処理においてスロットル制御部５５は、凍結条件の成立時にはスロットル弁３０を開状態に制御し続けていればよい。そのため、スロットル制御部５５は、全開状態ではなく、例えば停止処理を開始する直前の開度にスロットル弁３０を維持してもよい。
【００７０】
・第１判定値Ｔａ１および第２判定値Ｔｗ２は、吸気温度Ｔａおよび冷却水温度Ｔｗに関してスロットル弁３０が凍結する可能性の高い温度範囲を規定するものであればよい。そのため、凍結条件において、第２判定値Ｔｗ２は、第１判定値Ｔａ１以下の吸気温度Ｔａに応じて変動してもよい。すなわち、第１判定値Ｔａ１以下の吸気温度Ｔａの各々に対して各別に第２判定値Ｔｗ２が設定されてもよい。例えば、第１判定値Ｔａ１が０℃に設定された場合、第１判定値Ｔａ１以下の吸気温度Ｔａ＝−５℃に対して第２判定値Ｔｗ２として冷却水温度Ｔｗ＝５５℃が設定され、吸気温度Ｔａ＝−１８℃に対して第２判定値Ｔｗ２として冷却水温度Ｔｗ＝６０℃が設定されてもよい。こうした場合、凍結条件は、第１判定値Ｔａ１以下の各吸気温度Ｔａと、当該吸気温度Ｔａの各々に対応付けられた第２判定値Ｔｗ２とで構成される。そして判定部５３は、吸気温度Ｔａが第１判定値Ｔａ１以下であった場合には、その吸気温度Ｔａに応じた第２判定値Ｔｗ２を選択し、冷却水温度Ｔｗがその選択した第２判定値Ｔｗ２以下のときに凍結条件が成立すると判定する。こうした構成によれば、凍結条件の成否に基づきスロットル弁３０の凍結をより高い精度のもとで判定することができる。なお、反対に、第２判定値Ｔｗ２以下の各冷却水温度Ｔｗに応じて第１判定値Ｔａ１が変動してもよい。すなわち、第２判定値Ｔｗ２以下の各冷却水温度Ｔｗに対して各別に第１判定値Ｔａ１が設定されてもよい。
【００７１】
・エンジンシステムにおいては、停止処理、凍結判定処理、凍結判定処理およびモード判定処理、および、センサー異常処理、これらのうちの少なくとも１つが行われてもよい。例えば、停止処理のみが行われてもよいし、凍結判定処理のみが行われてもよい。また例えば、停止処理と凍結判定処理およびモード判定処理とが実行されてもよいし、停止処理とセンサー異常処理とが行われてもよい。また例えば、凍結判定処理およびモード判定処理とセンサー異常処理とが行われてもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１０…ディーゼルエンジン、１１…シリンダーブロック、１２…シリンダー、１３…インジェクター、１４…インテークマニホールド、１５…エキゾーストマニホールド、１６…吸気通路、１７…ターボチャージャー、１８…コンプレッサー、１９…インタークーラー、２０…排気通路、２２…タービン、２５…ＥＧＲ通路、２６…ＥＧＲクーラー、２７…ＥＧＲ弁、３０…スロットル弁、３５…吸気温度センサー、３６…冷却水温度センサー、３７…スロットルポジションセンサー、４１…操作部、４２…警告灯、５０…ＥＣＵ、５１…メモリ、５２…取得部、５３…判定部、５４…モード選択部、５５…スロットル制御部、５６…ＥＧＲ制御部、５７…固着検出部、５８…異常検出部、５９…警告制御部、６０…凍結条件データ。
【図１】
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【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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