JPH02204675A - 原動機のスタータ回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば油圧ショベル等の建設機械に設けられ
る原動機のスタータ回路に関する。

〔従来の技術〕

一般に、油圧ショベル等の建設機械では、ディーゼルエ
ンジン等の原動機を搭載し、該原動機によって油圧源と
なる油圧ポンプを回転駆動するようにしている。そして
、原動機には回転数を制御するガバナと共に始動用のス
タータ装置が設けられ、該スタータ装置を作動させるス
タータ回路には前記ガバナを作動させる電動モータとス
タータ装置とに共通の電源が設けられている。

そこで、第５図にこの種の従来技術による原動機のスタ
ータ回路を示す。

図において、１はガバナ、２は該ガバナ１に設けられた
ガバナレバー（以下、レバー２という）を示し、該レバ
ー２はガバナ１等に設けられたストッパ３．４間を後述
のステッピングモータ５によって回動され、ディーゼル
エンジン等の原動機（図示せず）の停止時には矢示Ａ方
向にストッパ３と当接する位置までばね（図示せず）に
より付勢されるようになっている。そして、ガバナ１は
原動機の回転数を、レバー２が矢示Ｂ方向に回動される
に応じて増加させ、矢示Ａ方向に回動されるに応じて低
下させるように回転数の制御を行うようになっている。

５はガバナｌのレバー２を矢示Ａ、Ｂ方向に回動させる
電動モータとしてのステッピングモータを示し、該モー
タ５の出力軸（図示せず）には他のレバー６が固着され
、該レバー６はリンク７を介してガバナ１のレバー２と
回動可能にビン結合されている。そして、該モータ５は
後述するコントロールユニット８からの駆動信号により
回転駆動され、該モータ５の出力軸はレバー６を回動さ
せることによってガバナ１のレバー２を矢示Ａ。

Ｂ方向に回動させるようになっている。また、該モータ
５には出力軸等の回動位置を検出する検出器（図示せず
）が設けられ、この検出器はその検出信号をコントロー
ルユニット８に出力することにより、出力軸の回動角等
をフィードバック制御させるようになっている。

８はステッピングモータ５によりレバー２の回動位置を
制御させる制御装置としてのコントロールユニットを示
し、該コントロールユニット８はマイクロコンピュータ
等によって構成され、その入力側がステッピングモータ
５の前記検出器、指令装置９および後述のエンジンキー
１２等と接続され、その出力側はステッピングモータ５
等と接続されている。ここで、指令装置９は建設機械の
運転室等に設けられる原動機用の制御レバーまたはスイ
ッチ等によって構成され、制御レバーの操作量等に応じ
た指令信号をコントロールユニット８に出力するように
なっている。

そして、該コントロールユニット８は指令装置９からの
指令信号に応じた駆動信号をステッピングモータ５に出
力し、該ステッピングモータ５を駆動信号に基づいて正
、逆方向に回転駆動させるようになっている。また、該
コントロールユニット８は原動機の始動時にエンジンキ
ー１２が閉成されると、ステッピングモータ５に所定の
始動用駆動信号を出力し、該モータ５を所定角度回転さ
せることにより、ガバナ１のレバー２を図示の如く原動
機の始動可能回転位置へと一時的に回動させるようにな
っている。

ｌＯは原動機に付設されるセルモータ等からなるスター
タ装置、１１は直流電源としてのバッテリを示し、該バ
ッテリ１１はコントロールユニット８、ステッピングモ
ータ５等とスタータ装置１０との共通電源となっている
。１２は該バッテリｔｉとコントロールユニット８、ス
タータ装置１０との間に設けられた始動スイッチとして
のエンジンキーを示し、該エンジンキー１２は建設機械
の運転室に設けられ、原動機の始動時に運転者によって
閉成され、原動機を停止させるときには開成されるよう
になっている。さらに１３はスタータ装置ＩＯとエンジ
ンキー１２との間に設けられた継電器としてのリレーを
示し、該リレー１３はエンジンキー１２が閉成されると
自動的に閉成され、バッテリ１１から後述のリード線１
６等を介してスタータ装置１０に比較的高い電流を印加
させるようになっている。

なお１図中、１４．１５．１６はバッテリ１１とコント
ロールユニット８．エンジンキー１２゜リレー１３との
間をそれぞれ接続したリード線。

１７．１８はエンジンキー１２とコントロールユニット
８．リレー１３との間をそれぞれ接続したリード線を示
し、該リード線１７．１８はエンジンキー１２を閉成す
ることによりリード線１５と接続され、バッテリ１１か
らコントロールユニット８．リレー１３にそれぞれ通電
を行う、１９はリレー１３とスタータ装置ｌＯとの間を
接続した他のリード線を示し、該リード線１９はリレー
１３の開成によりリード線１６と接続され、バッテリ１
１からスタータ装置１０に給電を行うようになっている
。

このように構成される従来技術のスタ〜り回路では、ま
ず原動機を停止させるべくエンジンキー１２を開成させ
ると、コントロールユニット８かもステッピングモータ
５への駆動信号の出力が停止され、該モータ５の軸トル
クが零となり、ガバナｌのレバー２は図示しないばねに
よりストッパ３と当接する位置まで矢示Ａ方向に回動さ
れる。

次に、原動機を始動すべくエンジンキー１２を閉成させ
ると、バッテリ１１からの電圧がリード線１５．１６．
１７．１８．１９を介してコントロールユニット８とス
タータ装置１０とに同時に印加され、コントロールユニ
ット８はステッピングモータ５に所定の始動用駆動信号
を出力し、該モータ５によってガバナ１のレバー２を図
示の如（始動可能回転位置まで矢示Ｂ方向に回動させる
と共に、スタータ装置１０によって原動機のクランク軸
（図示せず）を起動させ、原動機を始動させる。即ち、
原動機の始動時には原動機の燃焼室（図示せず）内に供
給する燃料の噴射量を一時的に増大させ、原動機の始動
性を高めておく必要があるから、ガバナ１のレバー２は
ストッパ３．４間の始動可能回転位置へと一時的にステ
ッピングモータ５により矢示Ｂ方向に回動され、原動機
の始動時における燃料の噴射量を増量させるようになっ
ている。そして、原動機の始動後は指令装置９からの指
令信号に応じた駆動信号がコントロールユニット８から
ステッピングモータ５に出力され、該モータ５が駆動信
号に基づいて正、逆方向に回転することにより、ガバナ
１のレバー２が矢示Ａ、Ｂ方向に回動され、原動機の回
転数は制御される。

〔発明が解決しようとする課題１ ところで、上述した従来技術では、原動機の始動時にエ
ンジンキー１２を閉成させると、コントロールユニット
８とスタータ装置１０とにバッテリ１１からの電圧が同
時に印加されるから、コントロールユニット８がステッ
ピングモータ５に始動用の駆動信号を出力し、ガバナｌ
のレバー２を始動可能回転位置まで矢示Ｂ方向に回動さ
せる以前に、スタータ装置１０が作動して原動機のクラ
ンク軸を起動することがあり、先にスタータ装置１０が
作動すると、バッテリ１１かもスタータ装置１０にリー
ド線１６．１９を介して大電流が供給され、コントロー
ルユニット８側で電圧降下が生じてしまう。

このため従来技術では、原動機の始動時にガバナ１のレ
バー２を始動可能回転位置までステッピングモータ５に
よって回動することができなくなることがあり、この場
合には始動時の燃料噴射量が不足し、原動機の始動性が
低下してしまうという問題がある。特に、寒冷地等で原
動機を始動させる場合には燃料の噴射量を増大させる必
要があるが、従来技術では噴射量を増大できず、低温時
の始動性が悪化するという問題がある。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので
、本発明は寒冷地等でも原動機を確実に始動でき、始動
性を向上できるようにした原動機のスタータ回路を提供
するものである。

【課題を解決するための手段１ 上述した課題を解決するために本発明が採用する構成の
特徴は、始動スイッチとスタータ装置との間に、電源の
投入による該スタータ装置の作動を電動モータによるガ
バナの作動よりも遅らせる遅延手段を設けたことにある
。

また、ガバナレバーが原動機の始動可能回転位置まで回
動したか否かを検出する検出スイッチを設け、該検出ス
イッチがガバナレバーの回動を検出するまで前記遅延手
段によってスタータ装置の作動を遅らせるようにしても
よい、。

〔作用〕

上記構成により、始動スイッチが閉成されて電源が投入
された後、スタータ装置は電動モータによるガバナの作
動よりも遅れて作動するから、電動モータを駆動して、
ガバナレバーが始動可能回転位置まで回動される前に、
スタータ装置が作動するのを防止できる。また、ガバナ
レバーが始動可能回転位置まで回転したか否かを検出す
る検出スイッチを設ければ、スタータ装置の遅延時間を
効果的に短縮させることができる。

〔実施例１ 以下、本発明の実施例を第１図ないし第４図に基づいて
説明する。なお、実施例では前述した第５図に示す従来
技術と同一の構成要素に同一の符合を付し、その説明を
省略するものとする。

而して、第１図および第２図は本発明の第１の実施例を
示している。

図中、２１はリード線１８の途中に位置してエンジンキ
ー１２とリレー１３との間に設けられた遅延手段を示し
、該遅延手段２１は遅延タイマ等を内蔵し、第２図に示
す動作説明図の如く、エンジンキー１２の開成によって
遅延タイマがスタートした後（ステップ２）、所定時間
ｔ０秒（ステップ３）だけリレー１３の閉成を遅らせて
、エンジンキー１２の開成後に１０秒が経過したときに
スタータ装置ｌＯを作動させるようになっている。ここ
で、前記所定時間Ｔ０秒はエンジンキー１２の閉成によ
りガバナ１のレバー２をストッパ３との当接位置から矢
示Ｂ方向にステッピングモータ５によって回動させ、該
レバー２を第１図に示す原動機の始動可能回転位置まで
移動させるのに十分な時間であれば、可及的に短い時間
であるのが好ましい。

本実施例は上述の如き構成を有するもので、その基本的
作動については従来技術によるものと格別差異はない。

然るに本実施例では、エンジンキー１２とリレー１３と
の間に遅延手段２１を設け、スタータ装置１０の作動を
エンジンキー１２の開成後所定時間ｔ０秒だけ遅らせる
構成としたから、エンジンキー１２の開成によってコン
トロールユニット８からステッピングモータ５に始動用
の駆動信号が出力され、該モータ５によりガバナｌのレ
バー２が原動機の始動可能回転位置まで回動された後に
、前記所定時間ｔ０秒が経過してスタータ装置１０が作
動されるようになり、ｔ０秒が経過するまでの間にコン
トロールユニット８側で電圧降下が生じるのを防止でき
、図示しないばねによってストッパ３側に付勢されてい
るガバナ１のレバー２をこのばねに抗して矢示Ｂ方向に
回動させるのに十分な駆動トルクをステッピングモータ
５に発生させることができる。

そして、ガバナｌのレバー２を第１図中に例示する始動
可能回転位置に保持するためのステッピングモータ５の
保持トルクは前記駆動トルクよりも大幅に小さく、この
保持トルクを確保するための電力も駆動トルクを確保す
るための電力に比較して十分に小さくなっているから、
前記所定時間ｔ０秒の経過後にスタータ装置１０が作動
し、該スタータ装置ｌＯにバッテリ１１からリード線１
４等を介して大電流が流れ、コントロールユニット８側
に電圧降下が生じたときでも、前記保持トルクを確保す
るために必要な電力をステッピングモータ５に供給でき
、スタータ装置ＩＯの作動時にガバナ１のレバー２を始
動可能回転位置に保持でき、燃料の噴射量を所望量まで
増量させることができる。

従って、本実施例によれば、原動機をスタータ装置ｌＯ
によって始動させるときに、燃料の噴射量を確実に増量
させて、原動機の始動性を高めることができ、低温時の
始動性を確実に向上できる等、種々の効果を奏する。

次に、第３図および第４図は本発明の第２の実施例を示
し１本実施例の特徴は、エンジンキー１２とリレー１３
との間に遅延タイマを内蔵した遅延手段３１を設けると
共に、ガバナ１にはレバー２が原動機の始動可能回転位
置に回動されたか否かを検出する検出スイッチ３２を設
け、該検出スイッチ３２がＯＮとなるまでスタータ装置
１０の作動を遅延手段３１によって遅らせる構成とした
ことにある。

ここで、検出スイッチ３２はガバナｌのレバー２が前記
始動可能回転位置に回動されるまでの間はＯＦＦとなり
、始動可能回転位置まで回動され検出スイッチ３２に接
近するとＯＮとなり、このＯＮ、ＯＦＦ信号を遅延手段
３１にリード線３３を介して出力するようになっている
。また、該遅延手段３１は運転室等に設けられる知覚手
段としての表示ランプ３４と接続され、該ランプ３４は
第４図に示す如くエンジンキー１２が閉成されてリレー
１３が閉成される（スタータ装置１０が作動される）ま
での間点灯され、運転者にスタータ装置１０の作動を遅
延させている途中であることを報知させるようになって
いる。

そして、遅延手段３１は第４図に示す如く、ステップ１
１でエンジンキー１２が閉成されると、ステップ１２に
移って遅延タイマをスタートさせ、ステップ１４で所定
時間ｔ０秒が経過する前に、ステップ１５で検出スイッ
チ３２がＯＮとなれば、即座にステップ１６．１７に移
ってリレー１３を閉成させると共に表示ランプ３４を消
灯させ、スタータ装置１０を作動させるようになってい
る。

かくして、このように構成される本実施例でも前記第１
の実施例とほぼ同様の作用効果を得ることができるが、
特に本実施例では、ガバナｌに検出スイッチ３２を設け
たから、レバー２が始動可能回転位置に回動されると、
リレー１３を即座に閉成させて、スタータ装置１０を所
定時間ｔ０秒より前に作動させることができ、遅延時間
を効果的に短縮できる。また、スタータ装置１０の作動
を遅延させていることを表示ランプ３４によって運転者
に知らせることができるから、スタータ装置１０が作動
するまでの間に運転者が違和感を覚えたりするのを解消
できる。

なお、前記第２の実施例では、ガバナ１に検出スイッチ
３２を設けるものとして述べたが、これに替えて、ステ
ッピングモータ５のレバー６近傍等に検出スッチ３２を
設け、これによってレバー２．６が原動機の始動可能回
転位置まで回動されたか否かを検出するようにしてもよ
い。

また、前記第２の実施例では、建設機械の運転室内に知
覚手段として表示ランプ３４を設けるものとして述べた
が、これに替えて、知覚手段としてブザーまたは音声合
成装置のスピーカ等を設け、これによってスタータ装置
ｌＯの作動が遅延されていることを知らせるようにして
もよい。

〔発明の効果〕

以上詳述した通り本発明によれば、スタータ装置の作動
を電動モータによるガバナの作動よりも遅らせる構成と
したから、ガバナレバーが原動機の始動可能回転位置ま
で回動された後に、スタータ装置を作動させることがで
き、原動機の始動性を高め、低温時の始動性等を確実に
向上できる。

また、ガバナレバーが始動可能回転位置に回動されたか
否かを検出するようにすれば、スクータ装置の作動を遅
らせるための遅延時間を短縮でき、原動機の始動時間を
短くできる等、種々の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の第１の実施例を示し、第
１図はスタータ回路の回路構成図、第２図は遅延手段の
動作説明図、第３図および第４図は第２の実施例を示し
、第３図はスタータ回路の回路構成図、第４図は遅延手
段の動作説明図、第５図は従来技術を示すスタータ回路
の回路構成図である。 ■・・・ガバナ、２・・・ガバナレバー、３．４−・・
ストッパ、５・・・ステッピングモータ（電動モータ）
、８−・・コントロールユニット（制御装置）、１０・
・・スタータ装置、１１・・・バッテリ（電源〕、１２
・・・エンジンキー（始動スイッチ）、２１．３１・・
・遅延手段、３２・・−検出スイッチ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガバナレバーの回動によって原動機の回転数を制
   御するガバナと、該ガバナのガバナレバーを回動させる
   電動モータと、前記ガバナレバーの回動位置を制御すべ
   く該電動モータに駆動信号を出力し、該電動モータを回
   転駆動させる制御装置と、前記原動機に設けられたスタ
   ータ装置と、該スタータ装置、制御装置と電源との間に
   設けられ、前記原動機の始動時に閉成されて該スタータ
   装置と制御装置とに電源を投入する始動スイッチとから
   なる原動機のスタータ回路において、前記始動スイッチ
   とスタータ装置との間には、前記電源の投入による該ス
   タータ装置の作動を前記電動モータによるガバナの作動
   よりも遅らせる遅延手段を設けたことを特徴とする原動
   機のスタータ回路。
2. （２）前記ガバナレバーが原動機の始動可能回転位置ま
   で回動したか否かを検出する検出スイッチを設け、該検
   出スイッチがガバナレバーの回動を検出するまで前記遅
   延手段によってスタータ装置の作動を遅らせてなる特許
   請求の範囲（１）項記載の原動機のスタータ回路。