JP6672189B2

JP6672189B2 - エンジン装置

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Publication number: JP6672189B2
Application number: JP2017004513A
Authority: JP
Inventors: 昌裕井谷; 森　俊介; 俊介森; 塩見　秀雄; 秀雄塩見
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2017-01-13
Filing date: 2017-01-13
Publication date: 2020-03-25
Anticipated expiration: 2037-01-13
Also published as: EP3569831A1; EP3569831A4; US10914210B2; CN110168204B; CN110168204A; JP2018112167A; WO2018131271A1; US20190353064A1

Description

本願発明は、農業機械（トラクタ、コンバイン）または建設機械（ブルドーザ、油圧ショベル、ローダー）などの作業車両に搭載するディーゼルエンジン等のエンジン装置に関するものである。

従来、エンジンの燃焼室から漏れ出るブローバイガスを吸気経路に還元するブローバイガス還元経路を設けたエンジン装置はよく知られている。また、ブローバイガスに含まれる水分の凍結等でブローバイガス還元経路が閉塞して、クランク室等の内圧が上昇するのを防ぐために、ブローバイガス還元経路にブリーザ凍結防止用のヒータを設けることが知られている（例えば特許文献１を参照）。

特開２０１６−５６７６３号公報

しかし、従来のエンジン装置では、ヒータに電力を供給するワイヤハーネスを、ＥＣＵが作動制御するリレーを介してバッテリーに接続するので、ヒータ本体の故障や、ヒータに接続するワイヤハーネスの断線や短絡などの故障を検知できないという問題があった。

そこで、本願発明は、このような現状を検討して改善を施したエンジン装置を提供しようとするものである。

本願発明に係るエンジン装置は、エンジンの燃焼室から漏れ出るブローバイガスを吸気経路に還元するブローバイガス還元経路にヒータを設けたエンジン装置において、前記ヒータをワイヤハーネスで前記エンジンの制御装置に電気接続し、前記制御装置は、前記ヒータの通電を制御する一方で、前記ヒータの通電時に前記ワイヤハーネスに流れる電流の大きさにより前記ワイヤハーネスの異常を検出し、前記ヒータの非通電時に前記ヒータの下流側の前記ワイヤハーネスにかかる電圧の大きさにより前記ヒータ及び前記ワイヤハーネスの異常を検出し、前記制御装置は、前記ヒータの温度が所定ヒータしきい値温度以下のときに、前記ヒータの非通電時の異常検出を行うものである。

本願発明において、前記制御装置は、キースイッチが入り状態にされたときに、前記ヒータの非通電時の異常検出を行うようにしてもよい。

また、本願発明において、前記制御装置は、前記ヒータの温度を、前記エンジンの冷却水温度を検出する冷却水温センサ、前記吸気経路に導入される新気の温度を検出する新気温度センサ、又は外気温度を検出する外気温度センサの検出値に基づいて検出するようにしてもよい。

また、本願発明において、前記制御装置は、キースイッチが入り状態にされたときに前記エンジンの停止後から所定時間以上経過しているときに、前記ヒータの非通電時の異常検出を行うようにしてもよい。

本願発明のエンジン装置は、エンジンの燃焼室から漏れ出るブローバイガスを吸気経路に還元するブローバイガス還元経路にヒータを設けたエンジン装置において、前記ヒータをワイヤハーネスで前記エンジンの制御装置に電気接続し、前記制御装置は、前記ヒータの通電を制御する一方で、前記ヒータの通電時に前記ワイヤハーネスに流れる電流の大きさにより前記ワイヤハーネスの異常を検出し、前記ヒータの非通電時に前記ヒータの下流側の前記ワイヤハーネスにかかる電圧の大きさにより前記ヒータ及び前記ワイヤハーネスの異常を検出するようにしたので、ブローバイガス還元経路に設けるヒータ及びそれに接続するワイヤハーネスの故障を検知できる。

エンジンの正面斜視図である。同左側面図である。同平面図である。同右側面図である。同正面図である。同背面図である。凍結防止用のヒータの周辺を拡大して示す斜視図である。同ヒータの制御及び故障検知に関する機能ブロック図である。同ヒータの制御及び故障検知に関する回路図である。ワイヤハーネスの断線を模式的に示す図である。ＧＮＤショートを模式的に示す図である。ＶＢショートを模式的に示す図である。故障判定を行う時期の一例を説明するためのタイムチャートである。故障判定を行う時期の他の例を説明するためのタイムチャートである。ヒータ非通電時の故障判定の一実施形態を示すフローチャートである。ヒータ通電時の故障判定の一実施形態を示すフローチャートである。ヒータ非通電時の故障判定の他の実施形態を示すフローチャートである。ヒータ通電時の故障判定の他の実施形態を示すフローチャートである。ヒータ非通電時の故障判定のさらに他の実施形態を示すフローチャートである。エンジンを搭載した作業車両例の側面図である。同作業車両例の平面図である。

以下に、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、ディーゼルエンジンからなるエンジン１の正面斜視図、図２はエンジン１の排気マニホールド６が設置された左側面図、図３はエンジン１の平面図、図４はエンジン１の吸気マニホールド３が設置された右側面図、図５はエンジン１の冷却ファン２４が設置された正面図、図６はエンジン１の背面図である。なお、排気マニホールド６が設置された側をエンジン１の左側面と称し、吸気マニホールド３が設置された側をエンジン１の右側面と称し、冷却ファン２４が設置された側をエンジン１の正面と称する。図１〜図６を参照しながら、エンジン１の全体構造について説明する。

図１〜図６に示すように、エンジン１のシリンダヘッド２の一側面には吸気マニホールド３が配置されている。シリンダヘッド２は、エンジン出力軸４（クランク軸）とピストン（図示省略）が内蔵されたシリンダブロック５に上載されている。シリンダヘッド２の他側面に排気マニホールド６が配置されている。シリンダブロック５の正面と背面からエンジン出力軸４の前端と後端を突出させている。

図１〜図６に示すように、シリンダブロック５の背面にフライホイールハウジング８を固着している。フライホイールハウジング８内にフライホイール９を設ける。エンジン出力軸４の後端側にフライホイール９を軸支させている。フライホイール９を介してエンジン１の動力を取り出すように構成している。さらに、シリンダブロック５の下面にはオイルパン１１が配置されている。

図３、図４及び図６に示すように、吸気マニホールド３には、再循環用の排気ガスを取込む排気ガス再循環装置（ＥＧＲ）１５を配置する。エアクリーナ（図示省略）が吸気マニホールド３に接続される。エアクリーナにて除塵・浄化された外部空気は、吸気マニホールド３に送られ、エンジン１の各気筒に供給されるように構成している。

上記の構成により、エンジン１から排気マニホールド６に排出された排気ガスの一部が、排気ガス再循環装置１５を介して、吸気マニホールド３からエンジン１の各気筒に還流されることによって、エンジン１の燃焼温度が下がり、エンジン１からの窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出量が低減され、かつエンジン１の燃費が向上される。

また、エンジン１は、シリンダブロック５内とラジエータ１９（図２０及び図２１参照）に冷却水を循環させる冷却水ポンプ２１を備える。エンジン１の冷却ファン２４設置側に冷却水ポンプ２１を配置する。エンジン出力軸４にＶベルト２２などを介して冷却水ポンプ２１及び冷却ファン２４を連結し、冷却水ポンプ２１及び冷却ファン２４を駆動する。冷却水ポンプ２１から、排気ガス再循環装置１５のＥＧＲクーラ１８を介して、シリンダブロック５内に冷却水を送込む一方、冷却ファン２４からの風にてエンジン１を冷却するように構成している。

図１〜３及び図７に示すように、シリンダヘッド２を覆うヘッドカバー１０の左側方で且つ排気マニホールド６の上方に、ターボ過給機３８が配置されている。ターボ過給機３８は、タービンホイル（図示省略）を内蔵したタービンケース４７と、ブロアホイル（図示省略）を内蔵したコンプレッサケース４８とを備えている。タービンケース４７の排気入口側は、排気マニホールド６の出口部に接続されている。タービンケース４７の排気出口側は、排気ガス出口管７及び排気ガス浄化装置２７（図４〜図６参照）を介してテールパイプ（図示省略）に連結されている。エンジン１の各気筒から排気マニホールド６に排出された排気ガスは、ターボ過給機３８のタービンケース４７、排気ガス出口管７及び排気ガス浄化装置２７等を経由して、テールパイプから外部に放出される。

コンプレッサケース４８の吸気入口側は、吸気管４９を介してエアクリーナに連結されている。コンプレッサケース４８の吸気出口側は、過給管（図示省略）を介して排気ガス再循環装置１５に連結される。エアクリーナにて除塵された新気は、吸気管４９からコンプレッサケース４８と排気ガス再循環装置１５を経由して吸気マニホールド３に送られ、エンジン１の各気筒（燃焼室）に供給される。この実施形態では、エアクリーナから各気筒までの経路は吸気経路を構成する。

吸気管４９は、ブローバイガス戻し管５１を介してヘッドカバー１０内のブリーザ室５０に連結されている。エンジン１の燃焼室から漏れ出るブローバイガスは、ブリーザ室５０にて潤滑油を分離除去され、ブローバイガス戻し管５１及びヒータ５２を通じて吸気管４９に戻され、吸気マニホールド３に還元されてエンジン１の各気筒に再供給される。ブローバイガスを吸気管４９に戻して再び燃焼室に送ることにより、排気ガスや未燃焼の混合気を含むブローバイガスが大気に放出されないようにしている。この実施形態では、ブローバイガスが、燃焼室からブリーザ室５０及びブローバイガス戻し管５１を経由して吸気管４９内で新気と合流するまでの経路は、ブローバイガス還元経路を構成する。

図７に示すように、ブローバイガス戻し管５１と吸気管４９の間には、ブリーザ凍結防止用のヒータ５２が設けられている。ヒータ５２の管状部分がブローバイガス戻し管５１と吸気管４９を連通させている。ヒータ５２を発熱させることで、ブローバイガスに含まれる水分の凍結等でブローバイガス戻し管５１が閉塞するのを防止している。この実施形態では、ヒータ５２は、ＰＴＣ特性を有するＰＴＣヒータであり、ある一定温度を超えると急激に抵抗値が増大する特性を有する。また、吸気管４９には、これに導入される新気の温度を検出する新気温度センサ５３が取り付けられている。ヒータ５２と新気温度センサ５３は、ワイヤハーネス５４，５５を介してエンジンＥＣＵ１００（図８参照）に電気接続される。

図４に示すように、エンジン１の多気筒分の各インジェクタ（図示省略）に、燃料タンク（図示省略）を接続する燃料ポンプ４２とコモンレール４３を備える。シリンダヘッド２の吸気マニホールド３設置側にコモンレール４３と燃料フィルタ４４を配置し、吸気マニホールド３下方のシリンダブロック５に燃料ポンプ４２を配置している。なお、上記各インジェクタは、電磁開閉制御型の燃料噴射バルブ（図示省略）を有する。

燃料タンク内の燃料が燃料フィルタ４４を介して燃料ポンプ４２に吸込まれる一方、燃料ポンプ４２の吐出側にコモンレール４３が接続され、円筒状のコモンレール４３がエンジン１の各インジェクタにそれぞれ接続されている。なお、燃料ポンプ４２からコモンレール４３に圧送される燃料のうち余剰分は、燃料タンクに戻され、高圧の燃料がコモンレール４３内に一時貯留され、コモンレール４３内の高圧燃料がエンジン１の各気筒（シリンダ）内部に供給される。

図４〜図６に示すように、前記エンジン１の各気筒から排出された排気ガスを浄化するための排気ガス浄化装置２７（排気浄化ユニット）として、エンジン１の排気ガス中の粒子状物質を除去するディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）としての第１ケース２８と、エンジン１の排気ガス中の窒素酸化物質を除去する尿素選択触媒還元（ＳＣＲ）システムとしての第２ケース２９を備える。ＤＰＦケースとしての第１ケース２８には、排気ガス移動方向下流側から順に、酸化触媒とスートフィルタが内設される。ＳＣＲケースとしての第２ケース２９には、排気ガス移動方向下流側から順に、尿素選択触媒還元用のＳＣＲ触媒と酸化触媒が内設される。

エンジン１の各気筒から排気マニホールド６に排出された排気ガスは、排気ガス浄化装置２７等を経由して、外部に放出される。排気ガス浄化装置２７によって、エンジン１の排気ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）や、炭化水素（ＨＣ）や、粒子状物質（ＰＭ）や、窒素酸化物質（ＮＯｘ）を低減するように構成している。

第１ケース２８と第２ケース２９は、平面視でエンジン１のエンジン出力軸４と交差する直交方向に長く延びた長尺円筒形状に構成している（図５及び図６参照）。第１ケース２８の筒形状両側（排気ガス移動方向一端側と同他端側）には、排気ガスを取入れるＤＰＦ入口管３４と、排気ガスを排出するＤＰＦ出口管３５を設けている。同様に、第２ケース２９の両側（排気ガス移動方向一端側と同他端側）には、排気ガスを取入れるＳＣＲ入口管３６と、排気ガスを排出するＳＣＲ出口管３７を設けている。

また、ターボ過給機３８のタービンケース４７と排気ガス出口管７を介して排気マニホールド６にＤＰＦ入口管３４を連通させ、エンジン１の排気ガスを第１ケース２８内に導入する一方、尿素混合管３９を介して、ＤＰＦ出口管３５にＳＣＲ入口管３６を接続させ、第１ケース２８の排気ガスを第２ケース２９内に導入するように構成している。加えて、ＤＰＦ出口管３５と、尿素混合管３９は、ボルト締結させるＤＰＦ出口側フランジ体４１にて着脱可能に接続されている。なお、ＳＣＲ入口管３６と、尿素混合管３９は、ＳＣＲ入口側フランジ体４０にて着脱可能に接続されている。

次に、図８〜図１９を参照しながら、ブリーザ凍結防止用のヒータ５２の制御関連の構造について説明する。図８に示すように、この実施形態のエンジン装置は、エンジン１の作動を制御するエンジンＥＣＵ（制御装置）１００を備えている。詳細は省略するが、エンジンＥＣＵ１００は、各種演算処理や制御を実行するＣＰＵの他、各種データを予め固定的に記憶させたＲＯＭ、制御プログラムや各種データを書換可能に記憶するＥＥＰＲＯＭ、制御プログラムや各種データを一時的に記憶するＲＡＭ、時間計測用のタイマ、及び入出力インターフェイス等を有していて、エンジン１又はその近傍に配置している。

エンジンＥＣＵ１００は、電源印加用のキースイッチ１０１を介してバッテリー１０２に接続されている。キースイッチ１０１は、鍵穴に差し込んだ所定の鍵によって切り位置、入り位置及びスタータ位置という３つの端子位置に回動操作可能なロータリスイッチである。キースイッチ１０１の入り位置（端子）は、エンジンＥＣＵ１００の入力側に接続されている。

ブリーザ凍結防止用のヒータ５２の制御及び故障判定に関連して、エンジンＥＣＵ１００の入力側には、エンジン１の冷却水温度を検出する冷却水温センサ１０３、吸気経路の一部を構成する吸気管４９（図７参照）に導入される新気の温度を検出する新気温度センサ５３、又は、エンジン１が搭載される車両等の外気温度を検出する外気温度センサ１０４が接続されている。また、エンジンＥＣＵ１００の出力側には、ブローバイガス還元経路の一部を構成するブローバイガス戻し管５１（図７参照）と吸気管４９の間に設けられるヒータ５２が接続される。これらのセンサ５３，１０３，１０４や、ヒータ５２、キースイッチ１０１は、ワイヤハーネス５４，５５（図７参照）などのワイヤハーネスを介して電気的に接続される。なお、図示は省略するが、エンジンＥＣＵ１００の入力側にはエンジン１に設けられる各種センサ等が接続され、エンジンＥＣＵ１００の出力側にはエンジン１に設けられる各種装置等が接続される。

図９に示すように、エンジンＥＣＵ１００の内部には、マイクロコントローラ（マイコン）からなる主コントローラ１１０が設けられる。また、ブリーザ凍結防止用のヒータ５２の制御及び故障判定に関連して、ヒータ用のスイッチング素子１１１と故障検出回路１１２と過電流保護回路１１３が設けられる。

スイッチング素子１１１は、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）で構成され、ヒータ５２の一端に接続する接地側電線１１４（ヒータ５２の下流側のワイヤハーネス）とグランドＧＮＤの間に直列接続される。また、スイッチング素子１１１のゲート端子は、信号線１１６を介して主コントローラ１１０に接続される。なお、ヒータ５２の他端に接続する非接地側電線１１５は、エンジンＥＣＵ１００を介してバッテリー１０２に接続される。電線１１４，１１５は、ヒータ５２をエンジンＥＣＵ１００に接続するワイヤハーネス５４（図７参照）の内部に設けられる。

故障検出回路１１２は、スイッチング素子１１１と接地側電線１１４の間の接点１１７と主コントローラ１１０の間に直列接続される。故障検出回路１１２は、接続点１１７にかかる電圧を検出することで、接地側電線１１４にかかる電圧の大きさを検出する。過電流保護回路１１３は、スイッチング素子１１１とグランドＧＮＤの間の接点１１８と信号線１１６の間に直列接続される。過電流保護回路１１３は、接点１１８に流れる電流の大きさを監視することで接地側電線１１４及びスイッチング素子１１１に流れる電流の大きさを監視し、スイッチング素子１１１に大電流が流れるときにスイッチング素子１１１をオフさせて、スイッチング素子１１１の破壊を防止する。

エンジンＥＣＵ１００は、主コントローラ１１０が信号線１１６を介してスイッチング素子１１１のオンとオフを切り替えることで、ヒータ５２の通電と非通電の切替えを制御する。

また、エンジンＥＣＵ１００は、ヒータ５２の非通電時に、故障検出回路１１２が接地側電線１１４（接点１１７）にかかる電圧の大きさを検出することで、ヒータ５２及び電線１１４，１１５の異常を検出する。ヒータ５２の非通電時において、ヒータ５２及び電線１１４，１１５に異常がないときは、接点１１７の電圧はバッテリー１０２の電圧と同じになる。図１０に示すように、ヒータ５２及び電線１１４，１１５の領域１１９のどこかが断線すると、接点１１７が浮遊電位になってバッテリー１０２の電位よりも低くなる。また、図１１に示すように、電線１１４，１１５がＧＮＤショート（接地短絡）すると、接点１１７がグランドＧＮＤの電位になる。したがって、故障検出回路１１２が接点１１７にかかる電圧の大きさを検出することで、ヒータ５２及び電線１１４，１１５の故障（断線及びＧＮＤショート）を検知できる。

ヒータ５２の非通電時におけるヒータ５２及び電線１１４，１１５の異常検出は、ヒータ５２が所定のヒータしきい値温度以下のときに行われる。なぜなら、ブローバイガス温度の上昇やヒータ５２の発熱によりヒータ５２の温度が上昇すると、ヒータ５２の内部抵抗値が上昇するので、ヒータ５２が正常であっても断線していると誤検出するおそれがあるからである。ここで、ヒータ５２の温度を直接検知するセンサをエンジン１に搭載すると、エンジン１の製造コストの増加を招くとともに、ヒータ５２周辺の構造が複雑になる。また、ブローバイガス温度はエンジン１の冷却水温度とある程度の相関がある。そこで、冷却水温センサ１０３の検出値により冷却水温度を検出することで、ブローバイガス温度及びヒータ５２の温度を推測できる。そして、ヒータ５２の断線を誤検出しない程度のヒータ５２の温度に応じた冷却水温度の所定しきい値温度を予め主コントローラ１１０内部の記憶装置（例えばＲＯＭ）に記憶させ、冷却水温度が所定しきい値温度以下であるときに異常検出を行うことで、誤検知を防止できる。

また、エンジンＥＣＵ１００は、ヒータ５２の通電時に、過電流保護回路１１３が接地側電線１１４（接点１１８）に流れる過電流を検出することで、接地側電線１１４の異常を検出する。ヒータ５２の通電時において、図１２に示すように、接地側電線１１４と他の電源電線１２０が短絡してＶＢショート（バッテリー電圧ショート）すると、接地側電線１１４がヒータ５２を介さずにバッテリー１０２に接続され、接地側電線１１４、スイッチング素子１１１及び端子１１７，１１８に大電流が流れる。過電流保護回路１１３は端子１１７に大電流が流れたことを検出すると、信号線１１６を介してスイッチング素子１１１をオフさせるとともに、大電流を検出した信号を主コントローラ１１０に送る。このように、過電流保護回路１１３が接点１１８に大電流が流れたことを検出することで、接地側電線１１４の故障（ＶＢショート）を検知できる。

図８及び図１３から図１５を参照しながら、ヒータ５２の非通電時の故障判定の流れについて説明する。図１５に示すように、エンジンＥＣＵ１００は、キースイッチ１０１がオンされ（ステップＳ１：ＹＥＳ）、冷却水温センサ１０３の正常作動を判定すると（ステップＳ２：ＹＥＳ）、ヒータ５２が高温状態（高抵抗値状態）でないことを確認すべく、エンジン１が冷態時であるか温態時であるか、具体的には冷却水温度Ｔｃｗが所定しきい値温度以下であるかどうかを判定する（ステップＳ３）。

冷却水温度Ｔｃｗが所定しきい値温度以下であるとき（ステップＳ３：ＹＥＳ）、エンジンＥＣＵ１００は、図１０及び図１１を参照しながら上記で説明したように、故障検出回路１１２が接点１１７にかかる電圧の大きさを検出することで、ヒータ５２及び電線１１４，１１５の故障（断線及びＧＮＤショート）を判定する（ステップＳ４）。断線及びＧＮＤショートの故障判定は、エンジン１の冷態始動時に行われ（図１３参照）、エンジン１の温態始動時には行われない（図１４参照）。

エンジンＥＣＵ１００は、ヒータ５２や電線１１４，１１５にＧＮＤショートや断線があると判定すると（ステップＳ５：ＹＥＳ）、エラー発報信号とＤＴＣコード（故障診断コード）をエンジン１が搭載される作業機の作業機ＥＣＵなどの他のＥＣＵ（図示省略）に送信し（ステップＳ６）、スイッチング素子１１１をオフさせて、ヒータ５２への通電を行わないようにする（ステップＳ７）。

また、エンジンＥＣＵ１００は、冷却水温センサ１０３が正常作動しないときや（ステップＳ２：ＮＯ）、エンジン１が温態時のとき（ステップＳ３：ＮＯ）、ヒータ５２及び電線１１４，１１５に断線及びＧＮＤショートがないと判定したときは（ステップＳ５：ＮＯ）、スイッチング素子１１１をオンさせて、ヒータ５２への通電を行う（ステップＳ８）。

この実施形態では、ヒータ５２の温度を冷却水温センサ１０３の検出値に基づいて検出しているが、新気温度センサ５３又は外気温度センサ１０４の検出値に基づいてヒータ５２の温度を検出してもよい。また、新気温度センサ５３又は外気温度センサ１０４の検出値を用いれば、外気温度からヒータ５２の温度を推測できる。なお、ヒータ５２の温度を検出する指標として、新気温度センサ５３又は外気温度センサ１０４の検出値を用いる場合には、これらの検出値に応じた所定しきい値が主コントローラ１１０内部の記憶装置（例えばＲＯＭ）に予め記憶される。そして、検出値と所定しきい値が比較されることで、ヒータ５２の温度が所定ヒータしきい値温度以下であるか否かを判定し、ヒータ５２の温度が低いときのみ非通電時の故障検知を行うようにする。

次に、図１３、図１４及び図１６を参照しながら、ヒータ５２の通電時の故障判定の流れについて説明する。図１６に示すように、エンジンＥＣＵ１００は、ヒータ５２を通電させた状態で（ステップＳ１１）、図１２を参照しながら上記で説明したように、過電流保護回路１１３が接点１１８に大電流が流れたことを検出することで、接地側電線１１４の故障（ＶＢショート）を判定する（ステップＳ１２）。エンジンＥＣＵ１００は、過電流保護回路１１３がＶＢショート（大電流）を検出すると（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、エラー発報信号とＤＴＣコードを図示しない作業機ＥＣＵなどの他のＥＣＵに送信し（ステップＳ１４）、スイッチング素子１１１をオフさせて、ヒータ５２への通電を停止する（ステップＳ１５）。

また、エンジンＥＣＵ１００は、過電流保護回路１１３がＶＢショートを検出しない場合は（ステップＳ１３：ＮＯ）、キースイッチ１０１がオンであれば（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、ステップＳ１２に戻って故障判定を行う。キースイッチ１０１がオフされると（ステップＳ１６：ＮＯ）、ヒータ５２及びエンジンＥＣＵ１００への電力供給が停止されてヒータ５２への通電が停止される。図１３及び図１４に示すように、ヒータ５２への通電が行われているときには、過電流保護回路１１３は接点１１８に流れる電流の大きさを監視しており、ＶＢショートの故障判定が継続される。

次に、図１７を参照しながら、ヒータ５２の非通電時の故障判定の他の実施形態について説明する。この実施形態では、図１５に示した故障判定の実施形態と比較して、ブローバイガス還元経路の一部を構成するブローバイガス戻し管５１の凍結のおそれがないときには、ヒータ５２に通電しないようにする。すなわち、冷却水温センサ１０３が正常作動しないときや（ステップＳ２：ＮＯ）、エンジン１が温態時のとき（ステップＳ３：ＮＯ）、ヒータ５２及び電線１１４，１１５に断線及びＧＮＤショートがないと判定したときに（ステップＳ５：ＮＯ）、外気温度が所定外気しきい値温度以上であれば（ステップＳ９：ＹＥＳ）、スイッチング素子１１１をオフにしてヒータ５２への通電を行わない（ステップＳ７）。また、外気温度が所定外気しきい値温度よりも低ければ（ステップＳ９：ＮＯ）、スイッチング素子１１１をオンさせて、ヒータ５２への通電を行って、ブローバイガス戻し管５１の凍結を防止する（ステップＳ８）。

次に、図１８を参照しながら、ヒータ５２の通電時の故障判定の他の実施形態について説明する。この実施形態でも、ブローバイガス戻し管５１の凍結のおそれがないときには、ヒータ５２に通電しないようにする。すなわち、過電流保護回路１１３がＶＢショートを検出しない場合で（ステップＳ１３：ＮＯ）、キースイッチ１０１がオンであるときに（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、外気温度センサ１０４で検出される外気温度が所定外気しきい値温度以上であれば（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、スイッチング素子１１１をオフにしてヒータ５２への通電を遮断する。また、外気温度が所定外気しきい値温度よりも低ければ（ステップＳ１７：ＮＯ）、ヒータ５２への通電を維持しながら、ステップＳ１２に戻って故障判定を行う。

図１７及び図１８に示したように、ブローバイガス戻し管５１の凍結のおそれがないときにヒータ５２への通電を行わないことで、ヒータ５２、ブローバイガス戻し管５１及び吸気管４９がヒータ５２の発熱により過剰に加熱されることを防止でき、吸気管４９に導入される新気の温度の上昇を抑制できるとともに、これらの部品の寿命短縮を防止できる。

なお、ブローバイガス戻し管５１の凍結のおそれがないことは、外気温度に基づく判断の他に、エアクリーナを介して吸気管４９に導入される新気の温度（新気温度センサ５３の検出値）、ブローバイガス温度とある程度の相関がある冷却水温（冷却水温センサ１０３の検出値）に基づいて判断できる。

次に、図１９を参照しながら、ヒータ５２の非通電時の故障判定のさらに他の実施形態について説明する。この実施形態では、エンジン１の停止後からの経過時間に基づいて、エンジン１が冷態時か温態時かを判定する。すなわち、キースイッチ１０１がオンされた後（ステップＳ１：ＹＥＳ）、エンジン１の停止後から所定時間以上の時間が経過しているか否かを判定する（ステップＳ１０）。ここで、エンジン１の停止後から経過時間は、例えば、エンジンＥＣＵ１００に内臓の時間計測用のタイマや、エンジン１が搭載される作業機等のＥＣＵ（図示省略）に内臓のタイマを用いることができる。エンジン１の停止後からの経過時間を判定することで、エンジン１が冷態時か温態時かを判断できる。

そして、エンジン１の停止後から所定時間以上の時間が経過しているときは（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、冷却水温センサ１０３が正常作動し、且つ冷却水温度Ｔｃｗが所定しきい値以下であれば（ステップＳ２：ＹＥＳ、ステップＳ３：ＹＥＳ）、ＧＮＤショート及び断線の判定を行う（ステップＳ４）。また、エンジン１の停止後から経過時間が所定時間未満のときは（ステップＳ１０：ＮＯ）、外気温度が所定外気しきい値温度未満であれば（ステップＳ９：ＮＯ）、ヒータ５２への通電を行う（ステップＳ８）。

これにより、エンジン１が温態時であってヒータ５２の温度が高いと推測できるときには、ヒータ５２の非通電時の故障判定を行わないようにでき、ヒータ５２の内部抵抗値が高い状態での誤検出を抑制して、ヒータ５２の非通電時の故障判定の精度をより向上できる。なお、この実施形態では、ステップＳ１０でエンジン１の温度状態、ひいてはヒータ５２の温度状態を推測できるので、冷却水温に基づくエンジン１の温度状態の判定（ステップＳ３及びＳ４）を省略してもよい。

次に、図２０、図２１を参照して、エンジン１を搭載したスキッドステアローダ１５１について説明する。図２０、図２１に示す作業車両としてのスキッドステアローダ１５１は、後述するローダ装置１５２を装着し、ローダ作業を行うように構成されている。なお、以下の説明では、スキッドステアローダ１５１の前進方向に向かって左側を単に左側と称し、同じく前進方向に向かって右側を単に右側と称する。このスキッドステアローダ１５１には、左右の走行クローラ部１５４が装着されている。また、スキッドステアローダ１５１の走行クローラ部１５４の上方には、開閉可能なボンネット１５５が配置されている。ボンネット１５５内にはエンジン１が収容されている。ボンネット１５５内部のうち、エンジン１の上面部に、第１ケース２８及び第２ケース２９（排気ガス浄化装置２７）が上載固定されている。

エンジン１は、スキッドステアローダ１５１が備える走行機体１５６に防振部材等を介して支持されている。ボンネット１５５の前方には、運転者が搭乗するキャビン１５７が配置されており、このキャビン１５７の内部には操縦ハンドル１５８及び運転座席１５９等が備えられている。また、エンジン１によって駆動されるローダ作業油圧ポンプ装置１６０と、左右の走行クローラ部１５４を駆動する走行ミッション装置１６１が備えられている。エンジン１からの動力が、走行ミッション装置１６１を介して左右の走行クローラ部１５４に伝達される。運転座席１５９に座乗したオペレータは、操縦ハンドル１５８等の操作部を介して、スキッドステアローダ１５１の走行操作等を行うことができる。

また、ローダ装置１５２は、走行機体１５６の左右両側に配置されたローダポスト１６２と、各ローダポスト１６２の上端に上下揺動可能に連結された左右一対のリフトアーム１６３と、左右リフトアーム１６３の先端部に上下揺動可能に連結されたバケット１６４とを有している。

各ローダポスト１６２とこれに対応したリフトアーム１６３との間には、リフトアーム１６３を上下揺動させるためのリフトシリンダ１６６がそれぞれ設けられている。左右リフトアーム１６３とバケット１６４との間には、バケット１６４を上下揺動させるためのバケットシリンダ１６８が設けられている。この場合、運転座席１５９のオペレータがローダレバー（図示省略）を操作することによって、ローダ作業油圧ポンプ装置１６０の油圧力が制御されて、リフトシリンダ１６６やバケットシリンダ１６８が伸縮作動し、リフトアーム１６３やバケット１６４を上下揺動させ、ローダ作業を実行するように構成している。なお、排気ガス浄化用の尿素水タンク７１は、ボンネット１５５の前側方上部に内設される。また、冷却ファン２４に対向させて配置するラジエータ１９は、ボンネット１５５の後部に内設されている。

図８〜図１９に示したように、実施形態では、エンジン１の燃焼室から漏れ出るブローバイガスを吸気経路としての吸気管４９に還元するブローバイガス還元経路としてのブローバイガス戻し管５１にヒータ５２を設けたエンジン装置において、ヒータ５２をワイヤハーネスとしての電線１１４，１１５でエンジン１のエンジンＥＣＵ１００に電気接続し、エンジンＥＣＵ１００は、ヒータ５２の通電を制御する一方で、ヒータ５２の通電時に接地側電線１１４に流れる電流の大きさにより接地側電線１１４の異常を検出し、ヒータ５２の非通電時にヒータ５２の下流側の接地側電線１１４にかかる電圧の大きさによりヒータ５２及び電線１１４，１１５の異常を検出するようにしたので、ブローバイガス還元経路に設けるヒータ５２及びそれに接続する電線１１４，１１５の故障を検知できる。

また、実施形態では、エンジンＥＣＵ１００は、ヒータ５２の温度が所定ヒータしきい値温度以下のときに、ヒータの非通電時の異常検出を行うので、ヒータ５２の高温時にヒータ５２の内部抵抗値が上昇することに起因する誤検出を回避でき、ヒータ５２の故障検知精度を向上できる。

また、実施形態では、エンジンＥＣＵ１００は、ヒータ５２の温度を、エンジン１の冷却水温度を検出する冷却水温センサ１０３、吸気経路に導入される新気の温度を検出する新気温度センサ５３、又は外気温度を検出する外気温度センサ１０４の検出値に基づいて検出するので、ヒータ５２の温度を推測でき、ヒータ５２の高温時（内部抵抗値が高いとき）には非通電時の故障検知を行わないようにでき、ヒータ５２の故障検知精度を向上できる。特に、冷却水温センサ１０３、新気温度センサ５３又は外気温度センサ１０４を用いるようにすれば、ヒータ５２の温度を直接検知する専用の部品を設けることなく既存のセンサを用いてヒータ５２の温度を推測でき、製造コストの上昇を抑制できる。なお、ヒータ５２の温度の推測に関し、冷却水温センサ１０３、新気温度センサ５３、外気温度センサ１０４の中でも、冷却水温センサ１０３の検出値を用いることが好ましい。例えば、フォークリフト等の作業車両で室内作業している状況から屋外の寒冷地に移動した場合や、屋外の寒冷地から室内での作業に移動した場合、あるいは、夏場での屋外作業から冷凍室等の室内に入った場合など、エンジン１を搭載した車両等の周囲温度が大きく変化するとき、外気温度センサ１０４や新気温度センサ５３の検出値は周囲温度の変化に応じて直ぐに変化してしまうので、ヒータ５２の温度の推測精度に問題が生じる。これに対して、エンジン１の冷却水温度は、周囲温度が急激に変化しても急激には変化せず、また、ブローバイガス温度とある程度の相関がある。したがって、ヒータ５２の温度の推測に際して冷却水温センサ１０３の検出値を用いることが好適であり、ヒータ５２の温度の推測精度を向上できる。

本願発明は、前述の実施形態に限らず、様々な態様に具体化できる。各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。

１エンジン
４９吸気管
５０ブリーザ室
５１ブローバイガス戻し管
５２ヒータ
５３新気温度センサ
５４ワイヤハーネス
１００エンジンＥＣＵ（制御装置）
１０３冷却水温センサ
１０４外気温度センサ
１１４接地側電線
１１５非接地側電線

Claims

エンジンの燃焼室から漏れ出るブローバイガスを吸気経路に還元するブローバイガス還元経路にヒータを設けたエンジン装置において、
前記ヒータをワイヤハーネスで前記エンジンの制御装置に電気接続し、
前記制御装置は、前記ヒータの通電を制御する一方で、前記ヒータの通電時に前記ワイヤハーネスに流れる電流の大きさにより前記ワイヤハーネスの異常を検出し、前記ヒータの非通電時に前記ヒータの下流側の前記ワイヤハーネスにかかる電圧の大きさにより前記ヒータ及び前記ワイヤハーネスの異常を検出し、
前記制御装置は、前記ヒータの温度が所定ヒータしきい値温度以下のときに、前記ヒータの非通電時の異常検出を行う、
エンジン装置。
前記制御装置は、キースイッチが入り状態にされたときに、前記ヒータの非通電時の異常検出を行う、
請求項１に記載のエンジン装置。
前記制御装置は、前記ヒータの温度を、前記エンジンの冷却水温度を検出する冷却水温センサ、前記吸気経路に導入される新気の温度を検出する新気温度センサ、又は外気温度を検出する外気温度センサの検出値に基づいて検出する、
請求項１又は２に記載のエンジン装置。
前記制御装置は、キースイッチが入り状態にされたときに前記エンジンの停止後から所定時間以上経過している場合に、前記ヒータの非通電時の異常検出を行う、
請求項１から３のいずれか一項に記載のエンジン装置。