| 【発明の名称】 |
建設機械のエンジン始動回路 |
| 【発明者】 |
【氏名】小野尾 啓二
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| 【要約】 |
【課題】建設機械のエンジン始動回路の簡素化を図る。
【解決手段】スタータリレー５の電磁コイル６に半導体スイッチ７を直列接続する。オルタネータ８の出力をコントローラ９へ入力し、コントローラ９がオルタネータ出力に応じて半導体スイッチ７を入切りする。エンジン停止時にスタータスイッチ３をオンすると、コントローラ９が半導体スイッチ７をオンし、電磁コイル６が通電されてスタータリレー５がオンし、スタータモータ４が起動する。オルタネータ回転数が、エンジンが自立回転を始める回転数を越えたときに、コントローラが半導体スイッチ７をオフし、スタータリレー５をオフする。エンジンが自立回転している間は、スタータスイッチ３を再びオン操作してもスタータモータ４が起動せず、スタータモータのピニオンとフライホイールギヤとの衝突を防止できる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 エンジン始動用のスタータモータと、スタータモータの電源を入切りするスタータリレーと、スタータリレーの電磁コイルの電源を入切りする手動式スタータスイッチとを備えた建設機械のエンジン始動回路において、スタータリレーの電磁コイルに半導体スイッチを直列接続し、エンジンと連動するオルタネータの発電出力を、建設機械に搭載されているコントローラまたはモニタ等のコンピュータへ入力し、コンピュータがオルタネータの交流出力周波数または発電電圧に応じて半導体スイッチを制御するように構成した建設機械のエンジン始動回路であって、オルタネータの交流出力周波数または発電電圧が、エンジンが自立回転を開始するときの値を超えたときは半導体スイッチをオフし、オルタネータの交流出力周波数または発電電圧が、エンジンの最低自立回転数における値以下に低下するまで半導体スイッチをオフに維持する制御プログラムをコンピュータに格納して、コンピュータによりスタータリレーの動作を制御することを特徴とする建設機械のエンジン始動回路。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、建設機械のエンジン始動回路に関するものであり、特に、部品点数の削減を図った建設機械のエンジン始動回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】エンジンが回転中にスタータスイッチをオン操作した場合に、スタータモータが起動すると、スタータモータのピニオンがエンジンのフライホイールギヤに衝突して異音が発生したり、ギヤ機構が破損する虞れがある。これを防止するために従来の建設機械においては、セフティーリレーを用いてスタータモータの起動制御を行っている。
【０００３】セフティーリレーは、エンジンと連動して回転するオルタネータの回転数に応じてスタータリレーの開閉制御を行い、オルタネータの回転数が或る基準回転数（エンジン始動時にエンジンが自立回転を始めたとみなすことができる回転数）を超えた場合は、スタータリレーの電磁コイルへの電源接続を切ってスタータリレーを開く。これにより、エンジンが始動後に再びスタータスイッチをオン操作しても、スタータリレーが開いているのでスタータモータへ通電されず、スタータモータが再起動することがない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来は、エンジン回転中のスタータモータの再起動防止のために、セフティーリレーを用いているが、セフティーリレーのコストがかかるとともに、設置場所を確保しなければならないという問題がある。
【０００５】そこで、スペースとコストを削減するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は上記課題を解決することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を達成するために提案するものであり、エンジン始動用のスタータモータと、スタータモータの電源を入切りするスタータリレーと、スタータリレーの電磁コイルの電源を入切りする手動式スタータスイッチとを備えた建設機械のエンジン始動回路において、スタータリレーの電磁コイルに半導体スイッチを直列接続し、エンジンと連動するオルタネータの発電出力を、建設機械に搭載されているコントローラまたはモニタ等のコンピュータへ入力し、コンピュータがオルタネータの交流出力周波数または発電電圧に応じて半導体スイッチを制御するように構成した建設機械のエンジン始動回路であって、オルタネータの交流出力周波数または発電電圧が、エンジンが自立回転を開始するときの値を超えたときは半導体スイッチをオフし、オルタネータの交流出力周波数または発電電圧が、エンジンの最低自立回転数における値以下に低下するまで半導体スイッチをオフに維持する制御プログラムをコンピュータに格納して、コンピュータによりスタータリレーの動作を制御することを特徴とする建設機械のエンジン始動回路を提供するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を図に従って詳述する。図１は建設機械のエンジン始動回路を示し、バッテリー１とバッテリーリレー２とスタータスイッチが直列接続されている。
【０００８】バッテリーリレー２の出力側接点とスタータモータ４とはスタータリレー５を介して接続されていて、スタータリレー５内の電磁コイル６の一端はスタータスイッチ３へ接続され、他端は半導体スイッチ７の入力端子に接続されている。
【０００９】８はエンジン（図示せず）によってベルト駆動されるオルタネータであり、交流を整流して直流電流をバッテリー１の＋極へ供給するとともに、オルタネータ８の中の一極をコントローラ９またはモニタへ接続して、正弦波交流出力をコントローラ９へ入力する。
【００１０】コントローラ９やモニタは、建設機械の各部の制御や監視のために従来から搭載されているものであり、内蔵するマイクロコンピュータの空いている入出力端子を利用し、マイクロコンピュータに後述するスタータ制御プログラムを格納して、半導体スイッチ７を制御する。
【００１１】コントローラ９は、オルタネータ８の正弦波出力の周波数からオルタネータ８の回転数を求め、オルタネータ回転数がゼロから基準回転数ｒ１までは半導体スイッチ７をオンし、ｒ１を超えたときに半導体スイッチ７をオフする。ここで基準回転数ｒ１は、エンジン始動時にエンジンが自立回転を始めたとみなすことができるオルタネータ回転数である。
【００１２】また、半導体スイッチ７をオフした後に、オルタネータ８の回転数が基準回転数ｒ２以上の場合はスイッチオフを継続し、ｒ２以下に低下したときに半導体スイッチ７をオンする。
【００１３】ｒ２はエンジンの最小常用回転数よりも低い値であり、エンジンが自立回転を開始するときのオルタネータ回転数ｒ１はｒ２よりも高く、ｒ１＞ｒ２の関係となっている。
【００１４】次に、図１及び図２にしたがってエンジン始動回路の動作を説明する。先ず、バッテリーリレー２がオンでありスタータスイッチ３がオフの状態（ステップ１）から、スタータボタンまたはスタータキーを操作してスタータスイッチ３をオンすると（ステップ２）、エンジンが停止していてオルタネータ回転数がゼロで、オルタネータ回転数ｒi ＜ｒ２であり、またｒi ＜ｒ１であるから、コントローラ９から半導体スイッチ７の制御端子へＨｉ信号が出力されて半導体スイッチ７がオンする（ステップ３→４→５）。
【００１５】これにより、バッテリー１からスタータリレー５の電磁コイル６へ電源が供給され、電磁コイル６が励磁されてスタータリレー５の接点が閉じ、スタータモータ４へ電力が供給されて、スタータモータ４のピニオンがエンジンのフライホイールのギヤに歯合してエンジンが回転される。
【００１６】スタータモータ４によって回転されたエンジンが自立回転を始め、オルタネータ回転数ｒi がｒ１以上となったときに、コントローラ９の出力信号がＨｉからＬｏに変化して半導体スイッチ７はオフする（ステップ４→６）。
【００１７】これにより、スタータリレー５の電磁コイル６への電源供給が止まってスタータリレー５の接点が開き、スタータモータ４のピニオンがエンジンのフライホイールのギヤから離れてエンジンは定常回転に入る。エンジン始動後にスタータボタン等の操作を解除してスタータスイッチ３をオフし、エンジンの回転数を所望の回転数に調節して作業に入る（ステップ６→２→６）。
【００１８】エンジンが最小常用回転数ｒ２以上で回転している間は、スタータスイッチ３をオン操作しても、ｒi ＞ｒ２により、半導体スイッチ７はオフに維持され（ステップ２→３→６）、スタータモータ４へ通電されないので、スタータピニオンとフライホイールギヤとの衝突による異音の発生やエンジン始動機構の破損が防止される。
【００１９】尚、この発明は上記の実施形態に限定するものではなく、図２におけるステップ２を省略してもよい。また、オルタネータの出力周波数により半導体スイッチを制御する方式に代えて、オルタネータの発電電圧により半導体スイッチを制御する方式としてもよく、この発明の技術的範囲内において種々の改変が可能であり、この発明がそれらの改変されたものに及ぶことは当然である。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の建設機械のエンジン始動回路は、建設機械内の既設のコントローラやモニタ等のコンピュータを用いて、スタータリレーの動作を制御し、エンジンが自立回転中はスタータスイッチを操作してもスタータモータへ通電されないようにしたので、従来用いられていたセフティーリレーが不要となり、コスト並びに設置スペースを削減できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１８３３１４
【氏名又は名称】住友重機械建機クレーン株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年３月２４日（２０００．３．２４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６０５７５
【弁理士】
【氏名又は名称】林 孝吉
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２７１７３０（Ｐ２００１−２７１７３０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１０月５日（２００１．１０．５） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−８５３３１（Ｐ２０００−８５３３１） |
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