特許 7488027 エンジン制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-13

(45)【発行日】2024-05-21

(54)【発明の名称】エンジン制御装置

(51)【国際特許分類】

   F02D 45/00 20060101AFI20240514BHJP

   F02D 21/08 20060101ALI20240514BHJP

   F02M 26/05 20160101ALI20240514BHJP

   F02M 26/49 20160101ALI20240514BHJP

【ＦＩ】

F02D45/00 345

F02D21/08 301Z

F02M26/05

F02M26/49

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2019064340

(22)【出願日】2019-03-28

(65)【公開番号】P2020165334

(43)【公開日】2020-10-08

【審査請求日】2021-01-12

【審判番号】

【審判請求日】2023-06-05

(73)【特許権者】

【識別番号】000006781

【氏名又は名称】ヤンマーパワーテクノロジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100118784

【弁理士】

【氏名又は名称】桂川 直己

(72)【発明者】

【氏名】井谷 昌裕

(72)【発明者】

【氏名】塩見 秀雄

(72)【発明者】

【氏名】國澤 圭二

【合議体】

【審判長】山本 信平

【審判官】青木 良憲

【審判官】倉橋 紀夫

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－６１２５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２０７２８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１１９５０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－７５５１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

F02D 45/00

F02D 21/08

F02M 26/05

F02M 26/49

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気側へ還流させるＥＧＲ装置を備えたエンジンを制御するエンジン制御装置において、
前記ＥＧＲ装置に異常が発生しているか否かを判定する異常判定部と、
前記異常判定部が前記ＥＧＲ装置に異常が発生していると判定した場合に、エンジン出力を制限した制限運転を行う制限運転部と、
前記制限運転の解除操作が行われた場合に、前記制限運転から、前記エンジン出力の制限を解除した制限解除運転に切り換えて、この制限解除運転を行う制限解除運転部と、
を備えることを特徴とするエンジン制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載のエンジン制御装置であって、
前記制限運転の解除操作が行われてからの経過時間を計測する計測部を備え、
前記制限運転の解除操作が行われた場合、前記計測部により計測された前記経過時間が所定時間に到達したとき、前記制限運転を再開することを特徴とするエンジン制御装置。

【請求項3】

請求項２に記載のエンジン制御装置であって、
前記計測部は、前記経過時間を計測している前記制限解除運転中に前記エンジンが停止した場合に前記経過時間の計測を一時停止し、その後に前記エンジンが再始動した場合に前記経過時間の計測を再開することを特徴とするエンジン制御装置。

【請求項4】

請求項３に記載のエンジン制御装置であって、
前記計測部は、前記経過時間を計測している前記制限解除運転中において、前記エンジンの停止のために前記エンジンのキースイッチがＯＦＦ操作されたときに前記経過時間の計測を一時停止し、その後に前記エンジンの再始動のために前記キースイッチがＯＮ操作されたときから前記経過時間の計測を再開することを特徴とするエンジン制御装置。

【請求項5】

請求項１に記載のエンジン制御装置であって、
前記制限解除運転の実行時間が制限されており、
前記制限解除運転が終了すると前記制限運転を再開し、
前記制限運転から前記制限解除運転への切換は、前記制限運転の実行中に所定回数可能であることを特徴とするエンジン制御装置。

【請求項6】

請求項１から５までの何れか一項に記載のエンジン制御装置であって、
前記制限運転に関する制限は、
前記制限運転の実行開始時点から所定の設定時間が経過するまでの期間でエンジン出力を制限する第１運転制限と、
前記所定の設定時間の経過後に、エンジン出力を前記第１運転制限により制限されるエンジン出力よりも低く制限する第２運転制限と、
を含むことを特徴とするエンジン制御装置。

【請求項7】

請求項１から６までの何れか一項に記載のエンジン制御装置であって、
前記制限運転の解除操作を行うための制限解除用操作部材を備えることを特徴とするエンジン制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジン制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、エンジンの排気ガスの処理に関して、エンジンの運転を処理状況に応じて制限することができるエンジン制御装置が知られている。特許文献１は、この種のエンジン制御装置を開示する。

【0003】

特許文献１が開示する尿素ＳＣＲシステムは、エンジンと、排気浄化装置と、制御装置と、運転制限解除装置と、を備える。そして、排気浄化装置の尿素水タンクの尿素水の残量レベルに基づいて、制御装置がエンジンの運転制限を行う。エンジンの運転制限は、エンジンの再始動の禁止である。制御装置は、エンジンの運転制限を行った後、運転制限解除装置の運転制限解除操作がなされた場合に、エンジンの運転制限を解除する。その後、所定時間が経過すると、制御装置は、エンジンの運転制限を再開する。エンジンの運転制限の再開後は、尿素水タンクへの尿素水の補充の有無にかかわらず、制御装置はエンジンの運転制限を継続する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１５－１７５２６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記特許文献１の構成は、尿素ＳＣＲシステムに関して、尿素水の補充をせずにエンジンを運転した際に起こる排気エミッションの悪化を防ぐために運転制限を行い、また災害時等にその運転制限を一時的に解除することができるようになっている。

【0006】

排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気側へ還流させるＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置がエンジンに適用されたＥＧＲシステムに関しても、ＥＧＲ装置に故障等の異常が発生した際には排気エミッションの悪化が起こることが考えられる。しかし、特許文献１は尿素ＳＣＲについて言及するだけで、ＥＧＲシステムに関しては、排気エミッションの悪化防止と災害時対策とがなされていない。

【0007】

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、ＥＧＲ装置を備えたエンジンを制御するエンジン制御装置において、ＥＧＲ装置に異常が発生している場合に、エンジンの運転を制限するとともに、その制限を解除することができるエンジン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及び効果】

【0008】

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

【0009】

本発明の観点によれば、以下の構成のエンジン制御装置が提供される。即ち、このエンジン制御装置は、ＥＧＲ装置を備えたエンジンを制御する。ＥＧＲ装置は、排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気側へ還流させる。前記エンジン制御装置は、異常判定部と、制限運転部と、制限解除運転部と、を備える。前記異常判定部は、前記ＥＧＲ装置に異常が発生しているか否かを判定する。前記制限運転部は、前記異常判定部が前記ＥＧＲ装置に異常が発生していると判定した場合に、エンジン出力を制限した制限運転を行う。前記制限解除運転部は、前記制限運転の解除操作が行われた場合に、前記制限運転から、前記エンジン出力の制限を解除した制限解除運転に切り換えて、この制限解除運転を行う。

【0010】

これにより、前記異常判定部が前記ＥＧＲ装置に異常が発生していると判定した場合、即ちＥＧＲ装置の構成部材（制御のために使用されるセンサ類を含む）に故障が発生している場合には、排気エミッションが悪化するので、エンジンの制限運転を行って、このエンジンから排出される排気エミッション量を抑制することができる。また、エンジンの制限運転を制限解除運転に切り換えることができるので、災害時又は緊急時等には制限解除運転を行って、エンジンを通常通り運転することができる。

【0011】

前記のエンジン制御装置においては、以下のように構成することが好ましい。即ち、前記エンジン制御装置は、前記制限運転の解除操作が行われてからの経過時間を計測する計測部を備える。前記エンジン制御装置は、前記制限運転の解除操作が行われた場合、前記計測部により計測された前記経過時間が所定時間に到達したとき、前記制限運転を再開する。

【0012】

これにより、制限解除運転が実行される時間を所定時間に制限することができる。従って、ＥＧＲ装置の故障により排気エミッションが悪化したまま、常時エンジンが前記の制限が行われずに通常通り運転されることを防止することができる。

【0013】

前記のエンジン制御装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記計測部は、前記経過時間を計測している前記制限解除運転中に前記エンジンが停止した場合に前記経過時間の計測を一時停止し、その後に前記エンジンが再始動した場合に前記経過時間の計測を再開する。

【0014】

これにより、オペレータが何らかの理由で制限解除運転中にエンジンを停止させた場合、計測部により計測された経過時間が初期値にリセットされたり、計測部による計測が終了したりすることがない。従って、エンジンの制限解除運転を所定時間だけ行うことができる。

【0015】

前記のエンジン制御装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記計測部は、前記経過時間を計測している前記制限解除運転中において、前記エンジンの停止のために前記エンジンのキースイッチがＯＦＦ操作されたときに前記経過時間の計測を一時停止し、その後に前記エンジンの再始動のために前記キースイッチがＯＮ操作されたときから前記経過時間の計測を再開する。

【0016】

これにより、エンジンのキースイッチの操作に応じて、計測部により経過時間を計測することができる。

【0017】

前記のエンジン制御装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記制限解除運転の実行時間が制限されている。前記エンジン制御装置は、前記制限解除運転が終了すると前記制限運転を再開する。前記制限運転から前記制限解除運転への切換は、前記制限運転の実行中に所定回数可能である。

【0018】

これにより、制限運転から制限解除運転への切換可能な回数を前記所定回数に制限することができる。従って、ＥＧＲ装置の故障により排気エミッションが悪化したまま、エンジンが長期間にわたって通常通り運転されることを防止することができる。

【0019】

前記のエンジン制御装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、このエンジン制御装置は、カウント部を備える。前記カウント部は、前記制限解除運転の実行回数をカウントする。前記カウント部は、前記制限解除運転中に前記エンジンが停止した後、このエンジンの再始動により前記制限解除運転が再開されるとき、前記制限解除運転の実行回数のカウントを行わない。

【0020】

これにより、オペレータが何らかの理由で制限運転中にエンジンを停止させた後、エンジンを再始動させたとき、制限解除運転が再開されるが、このとき制限解除運転の実行回数が増加することがない。従って、エンジンの制限運転中、制限解除運転を確実に所定回数行うことができる。

【0021】

前記のエンジン制御装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、このエンジン制御装置において、前記制限運転に関する制限は、第１運転制限と、第２運転制限と、を有する。前記第１運転制限は、前記制限運転の実行開始時点から所定の設定時間が経過するまでの期間でエンジン出力を制限する。前記第２運転制限は、前記所定の設定時間の経過後に、エンジン出力を前記第１運転制限により制限されるエンジン出力よりも低く制限する。

【0022】

これにより、制限運転に関する制限を２段階で行うことができる。従って、第１運転制限での制限運転を行っている段階でＥＧＲ装置の故障の修理を促すことができる。そして、ＥＧＲ装置の故障の修理が行われなければ、次の段階でエンジンを非常に使用しづらいものにして、ＥＧＲ装置の故障の修理を強く促すことができる。

【0023】

前記のエンジン制御装置においては、前記制限運転の解除操作を行うための制限解除用操作部材を備えることが好ましい。

【0024】

これにより、制限解除用操作部材を、ボタンスイッチやタッチパネル等から構成して、エンジンが搭載される作業機の適宜の箇所に設置することができる。従って、エンジンが適用された機械のオペレータが、運転制限解除を状況に応じて適切に実行することができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の一実施形態に係るエンジン制御装置が適用されたエンジンの全体的な構成を示す図。

【図2】エンジンの主要な電気的構成を示すブロック図。

【図3】制限運転から制限解除運転への切換時の制御を説明するタイミングチャート。

【図4】制限運転及び制限解除運転を行うために行われる処理についてのフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0026】

次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。初めに図１及び図２を参照して、本発明の一実施形態に係るエンジン制御装置５０が適用されたエンジン１の基本的な構成について説明する。図１は、エンジン１の全体的な構成を示す図である。図２は、エンジン１の主要な電気的構成を示すブロック図である。

【0027】

図１に示すエンジン１は、図示しない適宜の機械に動力を供給する。エンジン１は、吸気部２と、動力発生部３と、排気部４と、を備える。また、エンジン１は、図２に示すエンジン制御装置５０を備える。

【0028】

吸気部２は、外部から空気を吸入する。吸気部２は、吸気管１１と、吸気マニホールド１２と、スロットル弁１３と、過給機１４と、を備える。

【0029】

吸気管１１は、吸気通路を構成する。吸気管１１は、後述の燃焼室２３に吸気マニホールド１２を介して接続され、外部から吸入された空気を内部で流すことができる。

【0030】

吸気マニホールド１２は、吸気通路で吸気が流れる方向において、吸気管１１の下流側端部に接続されている。吸気マニホールド１２は、吸気管１１を介して供給された空気を、動力発生部３のシリンダの数に応じて分配する。分配後の空気は、それぞれのシリンダに形成された燃焼室２３に供給される。

【0031】

スロットル弁１３は、吸気通路の中途部に配置されている。スロットル弁１３は、エンジン制御装置５０からの制御指令に従ってその開度を変更することによって、吸気通路の断面積を変化させる。これにより、吸気マニホールド１２へ供給する空気量を調整することができる。

【0032】

動力発生部３は、シリンダブロックと、シリンダヘッド２１と、を備える。シリンダブロックの内部には、ピストン及びクランクシャフト等が配置されている。シリンダブロックの上部には、複数（本実施形態では４つ）のシリンダ２２が形成されている。

【0033】

シリンダブロックの上側に、シリンダヘッド２１が配置されている。シリンダヘッド２１及びシリンダブロックには、それぞれのシリンダ２２に対応して吸気マニホールド１２が設けられている。シリンダヘッド２１には、吸気マニホールド１２へ燃料を噴射するインジェクタ２５等が取り付けられている。

【0034】

シリンダ２２の燃焼室２３では、吸気マニホールド１２からの空気が圧縮された後に、図略の燃料供給部から供給された燃料がインジェクタ２５により噴射される。これにより、燃焼室２３で燃料を燃焼させて、ピストンを上下往復運動させることができる。こうして得られた動力は、クランク軸等を介して、動力下流側の適宜の装置へ伝達される。

【0035】

過給機１４は、タービン２７と、シャフト２８と、コンプレッサ２９と、を備える。コンプレッサ２９は、シャフト２８を介してタービン２７と連結されている。この構成で、燃焼室２３から排出された排気ガスの流れによりタービン２７が回転すると、コンプレッサ２９が回転する。これにより、図略のエアクリーナによって浄化された空気が圧縮され強制的に吸入される。

【0036】

排気部４は、燃焼室２３内で発生した排気ガスを外部に排出する。排気部４は、排気管３１と、排気マニホールド３２と、ＡＴＤ３３と、を備える。ＡＴＤは、Ａｆｔｅｒ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ Ｄｅｖｉｃｅの略称である。

【0037】

排気管３１は、排気ガス通路を構成する。排気管３１は、燃焼室２３に排気マニホールド３２を介して接続され、燃焼室２３から排出された排気ガスを内部に流すことができる。

【0038】

排気マニホールド３２は、排気ガスが流れる方向において、排気管３１の上流側端部に接続されている。排気マニホールド３２は、各燃焼室２３で発生した排気ガスをまとめて排気管３１へ導く。

【0039】

ＡＴＤ３３は、排気ガスの後処理を行う装置である。ＡＴＤ３３は、排気ガス内に含まれるＮＯｘ（窒素酸化物）、ＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）等の有害成分及び粒子状物質（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ、ＰＭ）を除去することによって、排気ガスを浄化する。ＡＴＤ３３は、排気管３１に設けられている。

【0040】

ＡＴＤ３３は、ＤＰＦ装置３４と、ＳＣＲ装置３５と、を備える。ＤＰＦは、Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒの略称である。ＳＣＲは、Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎの略称である。

【0041】

ＤＰＦ装置３４は、ＤＰＦケース３７内に収容されている酸化触媒、フィルタを介して、排気ガスに含まれる一酸化炭素、一酸化窒素、粒子状物質等を除去する。酸化触媒は、白金等で構成され、排気ガスに含まれる未燃燃料、一酸化炭素、一酸化窒素等を酸化（燃焼）するための触媒である。フィルタは、酸化触媒より排気ガスの下流側に配置され、例えばフォールフロー型のフィルタとして構成される。フィルタは、酸化触媒で処理された排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集する。

【0042】

ＤＰＦ装置３４を通過した排気ガスは、図略の尿素供給装置から供給された尿素と混合され、ＳＣＲ装置３５へ送られる。

【0043】

ＳＣＲ装置３５は、ＳＣＲケース３８内に収容されているＳＣＲ触媒、スリップ触媒を介して、排気ガスに含まれるＮＯｘを除去する。ＳＣＲ触媒は、アンモニアを吸着するセラミック等の素材から構成されている。排気ガスに含まれるＮＯｘは、アンモニアを吸着したＳＣＲ触媒に触れることで還元され、窒素と水に変化する。スリップ触媒は、アンモニアが外部へ放出されることを防止するために用いられる。スリップ触媒は、アンモニアを酸化させる白金等の触媒であり、アンモニアを酸化させて窒素と水に変化させる。

【0044】

ＳＣＲ装置３５を通過した排気ガスは、ＳＣＲケース３８の排気ガスの出口に接続された排出管を介して外部へ排出される。

【0045】

エンジン１は、ＥＧＲ装置４０を備える。ＥＧＲ装置４０は、排気ガスの一部を、当該ＥＧＲ装置４０を介して吸気側へ還流させることができる。

【0046】

ＥＧＲ装置４０は、ＥＧＲ管４１と、ＥＧＲクーラ４２と、ＥＧＲバルブ４３と、を備える。

【0047】

ＥＧＲ管４１は、吸気側へ還流される排気ガスであるＥＧＲガスを吸気管１１へ案内するための通路を構成する。ＥＧＲ管４１は、排気管３１と吸気管１１とを接続するように設けられている。

【0048】

ＥＧＲクーラ４２は、ＥＧＲガスを冷却することができるように構成されている。ＥＧＲクーラ４２は、ＥＧＲ管４１の途中部に設けられている。

【0049】

ＥＧＲバルブ４３は、ＥＧＲガスの還流量を調整ことができる。ＥＧＲバルブ４３は、ＥＧＲ管４１の途中部であって、ＥＧＲガスの還流方向におけるＥＧＲクーラ４２の下流側に設けられている。このＥＧＲバルブ４３は、エンジン制御装置５０からの制御信号に応じて、その開度を変化させる。これにより、ＥＧＲガスの還流通路の面積が変化するので、ＥＧＲガスの還流量を変更することができる。

【0050】

エンジン制御装置５０は、ＣＰＵ等から構成される演算部と、ＲＯＭ及びＲＡＭ等から構成される記憶部と、を備えるコンピュータとして構成されている。演算部は、様々なセンサからなるセンサ群５１からの情報に基づいて、様々なアクチュエータからなるアクチュエータ群５２に制御指令を送り、エンジン１を動作させるための各種のパラメータ（例えば、燃料噴射量や、空気吸入量等）を制御する。記憶部は、各種プログラムを記憶するとともに、エンジン１の制御に関して予め設定された複数の制御情報を記憶している。エンジン制御装置５０は、前記のハードウェアとソフトウェアの協働により、異常判定部５５、制限運転部５６、制限解除運転部５７、計測部５８、カウント部５９として動作することができる。

【0051】

エンジン制御装置５０には、センサ群５１と、アクチュエータ群５２と、が接続されている。また、エンジン制御装置５０には、キースイッチ６３と、制限解除スイッチ６４と、が接続されている。

【0052】

キースイッチ６３は、エンジン１を始動又は停止させることができる操作部材である。キースイッチ６３は、ＯＮ操作又はＯＦＦ操作可能に構成されている。キースイッチ６３がＯＮ操作されることで、エンジン１が始動する。キースイッチ６３がＯＦＦ操作されることで、エンジン１が停止する。

【0053】

制限解除スイッチ６４は、エンジン１の制限運転の解除操作を行うための操作部材（制限解除用操作部材）である。エンジン１の制限運転中に、制限解除スイッチ６４が操作されることで、エンジン１の制限運転が一時的に解除される。なお、この操作部材は、制限解除スイッチ６４に限定されない。エンジン１の制限運転については後述する。

【0054】

エンジン制御装置５０において、異常判定部５５は、ＥＧＲ装置４０に異常が発生しているか否を判定する。ＥＧＲ装置４０の異常は様々であり、例えば、ＥＧＲバルブ４３の故障や、ＥＧＲバルブ４３の開度を検出するＥＧＲバルブ開度検出センサの故障を挙げることができる。異常判定部５５は、例えば、ＥＧＲガスの還流量が過少又は過多であれば、ＥＧＲ装置４０に異常が発生していると判定する。なお、ＥＧＲ装置４０の異常及びその発生の判定方法については、これに限られない。

【0055】

制限運転部５６は、異常判定部５５がＥＧＲ装置４０に異常が発生したと判定した場合、エンジン１の機能の一部を制限した制限運転が行われるようにエンジン１を制御する。このような制限運転部５６により行われる制限運転制御は、具体的には、エンジン１の出力（以下、エンジン出力と呼ぶ）の制限を行う制御である。

【0056】

本実施形態では、エンジン出力の制限は、第１運転制限と、第２運転制限と、を含む。状況に応じて、第１運転制限及び第２運転制限のうち何れかが選択して適用される。第１運転制限は、制限運転の実行開始時点から所定の設定時間が経過するまでの期間でエンジン出力を制限する。第２運転制限は、所定の設定時間の経過後にエンジン回転数を制限し、かつエンジン出力を前記第１運転制限により制限されるエンジン出力よりも低く制限する。

【0057】

制限運転部５６による制限運転制御は、異常判定部５５によりＥＧＲ装置４０に異常が発生していると判定されなくなった場合に解除される。この場合、エンジン１は、制限運転制御が行われない通常どおりの運転に自動的に戻る。なお、異常判定部５５による判定は、制限運転の実行中に適宜行われる。

【0058】

制限解除運転部５７は、制限運転を解除するための解除操作が行われた場合、この解除操作に応じて、制限運転から、エンジン１の機能の一部の制限を解除した制限解除運転に切り換えて、制限解除運転が行われるようにエンジン１を制御する。エンジン１の運転状態が制限運転から制限解除運転に切り換えられた場合、前述のエンジン出力の制限が解除される。

【0059】

ただし、エンジン１においてフェイルセーフ制御が実行されている場合、フェイルセーフ制御による制限は解除されない。具体的に説明すると、例えば、ＥＧＲ装置４０以外のエンジン１の構成部品の何れかに異常が発生していることをエンジン制御装置５０が検出して、機器を保護しつつ最低限の稼動を維持する観点からエンジン１の出力を制限していた場合に、制限解除運転の指示がされても、当該制限は解除されない。また、制限運転を解除するための解除操作は、本実施形態では、制限運転部５６によりエンジン１の制限運転制御が行われているときに制限解除スイッチ６４が押される操作であるが、これに限定されない。

【0060】

エンジン１の制限運転は、ＥＧＲ装置４０に異常が発生していると判定されたことを契機にして行われる。ＥＧＲ装置４０の構成部材に異常が発生しているのであれば、排気エミッションの観点からは、前述の制限運転制御が行われることが好ましい。しかし、例えば、災害時や緊急時等で、エンジン出力を十分に確保したい等の事情が生じる場合がある。この場合には、オペレータが自らの判断で制限解除スイッチ６４の操作を行うことにより、エンジン出力が制限されない制限解除運転制御を行うことができる。

【0061】

本実施形態では、本来の趣旨を外れて制限解除運転が乱用されないように、制限解除運転の実行時間が制限されている。制限運転中に制限解除運転への切換が行われたときに制限解除運転の実行開始時点から所定時間だけ実行されるようになっている。具体的には、制限解除スイッチ６４が操作されると、その操作時点からの経過時間の計測が計測部５８により開始され、経過時間が所定時間に到達すると、図３のタイミングチャートに示すように、制限解除運転を実行可能な時間の残り時間がゼロとなり、制限解除運転が終了する。制限解除運転が終了した場合、制限運転への切換が行われ、制限運転が再開される。なお、制限解除運転を実行可能な所定時間は任意に設定することができる。

【0062】

制限解除運転中にエンジン１が停止した場合には、計測部５８による経過時間の計測が一時停止する。その後、エンジン１が再始動すると、計測部５８は経過時間の計測を再開する。再開後の計測は、エンジン１が停止した時点での経過時間に新たな経過時間を加算するように行われる。

【0063】

詳しくは、制限解除運転中にキースイッチ６３がＯＦＦ操作されることでエンジン１が停止し、このキースイッチ６３のＯＦＦ操作に応じて計測部５８による経過時間の計測が一時停止する。その後、キースイッチ６３がＯＮ操作されることでエンジン１が再始動し、このキースイッチ６３のＯＮ操作に応じて計測部５８による経過時間の計測が再開する。

【0064】

つまり、制限解除運転中にキースイッチ６３がＯＦＦ操作された時点で、計測部５８による経過時間の計測が一時停止する。そして、計測部５８による経過時間の計測が一時停止している場合に、キースイッチ６３がＯＮ操作された時点で、計測部５８による経過時間の計測が再開する。

【0065】

また、エンジン１の制限運転中における制限解除運転は、所定回数に限って行うことができる。言い換えれば、エンジン１の制限運転中における制限解除運転の実行回数が所定回数に制限されている。制限解除運転の実行回数は、カウント部５９により、制限運転の実行中に制限解除運転が所定時間にわたって実行されるごとに１回カウントされる。制限解除運転の実行回数が所定回数に達すると、それ以後は制限解除運転の実行は禁止される。なお、この所定回数は任意に設定することができる。

【0066】

カウント部５９は、制限解除運転中にエンジン１が停止した後、このエンジン１の再始動により制限解除運転が再開されるとき、制限解除運転の実行回数のカウントを行わない。また、制限運転中に異常判定部５５による判定結果がＥＧＲ装置４０に異常が発生していないとの判定結果に変わることによりエンジン１が通常運転に戻った後、再び制限運転が行われる場合、カウント部５９は、先の制限運転時にカウントした制限解除運転の実行回数を初期値にリセットした後にカウントを行う。

【0067】

続いて、エンジン１の制限運転及び制限解除運転を行うために行われる具体的な処理について、図４のフローチャートを参照して説明する。

【0068】

処理がスタートすると、エンジン制御装置５０は、エンジン１を通常通り運転する（ステップＳ１０１）。このようなエンジン１の通常運転中、エンジン制御装置５０（異常判定部５５）は、ＥＧＲ装置４０に異常が発生しているか否かを判定する（ステップＳ１０２）。

【0069】

ステップＳ１０２の判断で、ＥＧＲ装置４０に異常が発生しているとの判定（異常判定）が行われた場合、エンジン制御装置５０（制限運転部５６）は、エンジン１の制限運転を行う（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０２で異常判定が行われなかった場合は、処理はステップＳ１０１に戻る。

【0070】

ステップＳ１０３の後、エンジン制御装置５０は、オペレータによって制限解除スイッチ６４による解除操作が行われたか否かを判定する（ステップＳ１０４）。

【0071】

ステップＳ１０４の判断で、制限解除スイッチ６４による解除操作が行われていなかった場合、エンジン制御装置５０は、異常判定部５５による判定結果（異常判定）が変更されたか否かを判定する（ステップＳ１０５）。異常判定の変更とは、言い換えれば、異常判定がされなくなったことを意味する。ステップＳ１０５の判断で、異常判定が変更された場合、ＥＧＲ装置４０に異常が発生していないことを意味する。そこで、処理はＳ１０１に戻り、エンジン１は通常運転に戻される。ステップＳ１０５の判断で、異常判定が維持される場合は、処理はステップＳ１０３に戻って、エンジン１の制限運転が継続される。

【0072】

ステップＳ１０４の判断で、制限解除スイッチ６４による解除操作が行われた場合、エンジン制御装置５０（制限解除運転部５７）は、エンジン１の制限解除運転を行う（ステップＳ１０６）。そして、エンジン制御装置５０（計測部５８）は、制限解除スイッチ６４の解除操作が行われてからの経過時間の計測を開始する（ステップＳ１０７）。

【0073】

経過時間の計測の開始後、エンジン制御装置５０は、計測した経過時間が所定時間に到達したか否かを判定する（ステップＳ１０８）。この所定時間は、前述のように、エンジン１の制限運転中に制限解除運転を実行することができる時間を定めたものである。

【0074】

ステップＳ１０８の判断で、経過時間が所定時間に到達していた場合、処理はステップＳ１０３に戻り、エンジン制御装置５０はエンジン１の制限解除運転を制限運転に切り換える。即ち、エンジン１の制限解除運転が終了し、エンジン１の制限運転が再開される。

【0075】

ステップＳ１０８の判断で、経過時間が所定時間に到達していなかった場合、エンジン制御装置５０は、キースイッチ６３がＯＦＦ操作されたか否かを判定する（ステップＳ１０９）。即ち、エンジン１が停止したか否かの判定が行われる。

【0076】

キースイッチ６３がＯＦＦ操作された場合、エンジン制御装置５０（計測部５８）は計測を一時停止する（ステップＳ１１０）。なお、上述の経過時間は不揮発性メモリに記憶されているので、エンジン制御装置５０の電源がＯＦＦになっても、再びＯＮになったときに経過時間の計測を問題なく再開することができる。キースイッチ６３がＯＦＦ操作されていなかった場合、処理はステップＳ１０８に戻り、エンジン１の制限解除運転及び経過時間の計測が継続される。

【0077】

経過時間の計測が一時停止している間、エンジン制御装置５０は、キースイッチ６３がＯＮ操作されたか否かを判定する（ステップＳ１１１）。即ち、エンジン１が再始動したか否かの判定が行われる。

【0078】

キースイッチ６３がＯＮ操作されていた場合、エンジン制御装置５０（計測部５８）は、経過時間の計測を再開する（ステップＳ１１２）。そして、処理はステップＳ１０８に戻る。一方、キースイッチ６３がＯＮ操作されていないとの判定が行われた場合、ステップＳ１１１の処理が繰り返される。

【0079】

図４のフローチャートでは、制限解除運転の回数制限を実現する処理が省略されている。しかし、ステップＳ１０４で、制限解除運転のカウント値が回数制限値に達していれば制限解除操作を無効とすることで、制限解除運転の回数制限を容易に実現することができる。制限解除運転のカウント値は、上述の経過時間と同様に、不揮発性メモリに記憶される。

【0080】

上記の処理を行うことで、ＥＧＲ装置４０の故障時には制限運転を行い、災害時等に通常必要な範囲で当該制限運転を例外的に解除することができる。この制御により、エミッションの悪化防止と緊急時のエンジン稼動の確保をバランス良く実現することができる。

【0081】

以上に説明したように、本実施形態のエンジン制御装置５０は、ＥＧＲ装置４０を備えたエンジン１を制御する。ＥＧＲ装置４０は、排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気側へ還流させる。エンジン制御装置５０は、異常判定部５５と、制限運転部５６と、制限解除運転部５７と、を備える。異常判定部５５は、ＥＧＲ装置４０に異常が発生しているか否かを判定する。制限運転部５６は、異常判定部５５がＥＧＲ装置４０に異常が発生していると判定した場合に、エンジン１の機能の一部を制限した制限運転を行う。制限解除運転部５７は、制限運転の解除操作が行われた場合に、制限運転から、エンジン１の機能の一部の制限を解除した制限解除運転に切り換えて、この制限解除運転を行う。

【0082】

これにより、異常判定部５５がＥＧＲ装置４０に異常が発生していると判定した場合には排気エミッションが悪化するので、エンジン１の制限運転を行って、このエンジン１から排出される排気エミッション量を抑制することができる。ＥＧＲ装置４０の異常としては、ＥＧＲ装置４０の構成部材（ＥＧＲバルブ４３等）の異常、又は、制御のために使用されるセンサ等の異常が考えられる。また、エンジン１の制限運転を制限解除運転に切り換えることができるので、災害時又は緊急時等には制限解除運転を行って、エンジン１を通常通り運転することができる。

【0083】

また、本実施形態のエンジン制御装置５０においては、制限運転の解除操作が行われた場合、前記制限解除運転の実行開始時点から所定時間が経過したとき、制限運転が再開される。

【0084】

これにより、制限解除運転が実行される時間を所定時間に制限することができる。従って、ＥＧＲ装置４０の故障により排気エミッションが悪化したまま、常時エンジン１が前記の制限が行われずに通常どおり運転されることを防止することができる。

【0085】

また、本実施形態のエンジン制御装置５０は、計測部５８を備える。計測部５８は、制限運転の解除操作が行われてからの経過時間を計測する。計測部５８は、制限解除運転中にエンジン１が停止した場合に前記経過時間の計測を一時停止し、その後に前記エンジンが再始動した場合に前記経過時間の計測を再開する。

【0086】

これにより、オペレータが何らかの理由で制限解除運転中にエンジン１を停止させた場合、計測部５８により計測された経過時間が初期値にリセットされたり、計測部５８による計測が終了したりすることがない。従って、エンジン１の制限解除運転を所定時間だけ行うことができる。

【0087】

また、本実施形態のエンジン制御装置５０においては、計測部５８は、エンジン１の停止のためにエンジン１のキースイッチ６３がＯＦＦ操作されたときに計測を一時停止し、その後にエンジン１の再始動のためにキースイッチ６３がＯＮ操作されたときから計測を再開する。

【0088】

これにより、エンジン１のキースイッチ６３の操作に応じて、計測部５８により経過時間を計測することができる。

【0089】

また、本実施形態のエンジン制御装置５０においては、制限運転から制限解除運転への切換は、制限運転の実行中に所定回数可能である。

【0090】

これにより、制限運転から制限解除運転への切換可能な回数を所定回数に制限することができる。従って、ＥＧＲ装置４０の故障により排気エミッションが悪化したまま、エンジンが長期間にわたって通常通り運転されることを防止することができる。

【0091】

また、本実施形態のエンジン制御装置５０は、カウント部５９を備える。カウント部５９は、制限解除運転の実行回数をカウントする。カウント部５９は、制限解除運転中にエンジン１が停止した後、このエンジン１の再始動により制限解除運転が再開されるとき、制限解除運転の実行回数のカウントを行わない。

【0092】

これにより、オペレータが何らかの理由で制限解除運転中にエンジン１を停止させた後、エンジン１を再始動させたとき、制限解除運転が再開されるが、このときに制限解除運転の実行回数が増加することがない。従って、制限運転中、エンジン１の制限解除運転を確実に所定回数行うことができる。

【0093】

また、本実施形態のエンジン制御装置５０において、制限運転に関する制限は、第１運転制限と、第２運転制限と、を含む。第１運転制限は、制限運転の実行開始時点から所定の設定時間が経過するまでの期間でエンジン出力を制限する。第２運転制限は、所定の設定時間の経過後にエンジン回転数を制限し、かつエンジン出力を前記第１運転制限により制限されるエンジン出力よりも低く制限する。

【0094】

これにより、制限運転に関する制限を２段階で行うことができる。従って、第１運転制限での制限運転を行っている段階でＥＧＲ装置４０の故障の修理を促すことができる。そして、ＥＧＲ装置４０の故障の修理が行われなければ、次の段階でエンジン１を非常に使用しづらいものにして、ＥＧＲ装置４０の故障の修理を強く促すことができる。

【0095】

また、本実施形態のエンジン制御装置５０は、制限運転の解除操作を行うための制限解除スイッチ（制限解除用操作部材）６４を備える。

【0096】

こにより、制限解除スイッチ６４を、エンジン１を使用する機械の適宜の箇所に設置することができる。従って、この機械のオペレータが運転制限解除を状況に応じて適切に実行することができる。

【0097】

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

【0098】

上記実施形態では、制限運転に関する制限は、第１運転制限と、第２運転制限と、が順に行われる２段階の制限としているが、これに限定されず、例えば、前記制限運転の実行開始時点から行われるエンジン出力の制限のみであっても良いし、前記制限運転の実行開始時点から行われるエンジン回転数及びエンジン出力の各々の制限であっても良い。

【0099】

上記実施形態では、制限運転の解除操作を行うための操作部材は、制限解除スイッチ６４とされているが、これに限定されず、例えば、タッチパネルから構成される操作部材としても良い。

【0100】

上記実施形態では、エンジン制御装置５０は、オペレータによる制限解除スイッチ６４の操作に応じてエンジン１の制限運転の解除を行う。しかしながら、オペレータの操作無しで、エンジン制御装置５０が状況に応じて（例えばセンサ群５１のうち任意のセンサの検出結果に応じて）制限運転の解除を自動的に行っても良い。

【0101】

上述の教示を考慮すれば、本発明が多くの変更形態及び変形形態をとり得ることは明らかである。従って、本発明が、添付の特許請求の範囲内において、本明細書に記載された以外の方法で実施され得ることを理解されたい。

【符号の説明】

【0102】

１ エンジン
４０ ＥＧＲ装置
５０ エンジン制御装置
５５ 異常判定部
５６ 制限運転部
５７ 制限解除運転部
５８ 計測部
５９ カウント部
６４ 制限解除スイッチ（制限解除用操作部材）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】