JP2012102668A - Engine starter of working machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は油圧ショベル等の作業機械において、エンジンが回転している状態での始動動作を防止するようにしたエンジン始動装置に関するものである。 The present invention relates to an engine starting device that prevents a starting operation in a state where an engine is rotating in a working machine such as a hydraulic excavator.
エンジンを動力源とする車両においては、図4に示すように、スタータスイッチ1とスタータリレー2とスタータ3とを備えたスタータ回路Aを電源としてのバッテリ4に接続し、スタータスイッチ1の操作によりスタータリレー2を作動させてスタータ3を駆動し、スタータ3の回転軸に設けたピニオン5を、エンジンのフライホイール外周のリングギヤ6に歯合させることによってエンジンを始動させる構成がとられている(特許文献1参照)。
In a vehicle using an engine as a power source, as shown in FIG. 4, a starter circuit A including a
図4中、2aはスタータリレー2のコイル、2bはこのコイル2aへの通電(励磁)時に閉じる接点である。
In FIG. 4, 2a is a coil of the
このようなエンジン始動装置において、たとえば始動失敗後の再始動操作時や、運転中に運転者が誤ってスタータスイッチ1を操作したとき等、エンジンが回転している状態で始動操作が行われる場合がある。
In such an engine starter, for example, when the start operation is performed while the engine is rotating, such as during a restart operation after a start failure or when the driver accidentally operates the
この誤始動操作が行われると、回転中のリングギヤ6にピニオン5が飛び込んでこれらが損傷するおそれがあるため、対策として、特許文献1に示されているようにエンジン回転数を回転数センサで検出し、エンジン回転数が0のときに限って始動動作を許可する技術が公知である(以下、これを公知技術の1という)。
If this erroneous start operation is performed, the pinions 5 may jump into the rotating
ところが、汎用されている回転数センサでは、エンジン停止前の低回転数を正しく検出できないことが知られている(たとえば特許文献2,3参照)。
However, it is known that a general-purpose rotation speed sensor cannot correctly detect a low rotation speed before stopping the engine (see, for example,
従って、公知技術の1によると、エンジンが上記検出不能域でいまだ回転しているのにエンジン停止として始動を許可する可能性が高いため、ピニオン5やリングギヤ6(以下、これらをギヤ類という場合がある)の保護という目的は十分には達成できない。
Therefore, according to the
一方、公知技術の1の改良策として、特許文献4に示されているように、検出されるエンジン回転数が0になった後、一定時間(エンジン回転数が検出不能域に入ってから実際に0になるまでの予測時間)の経過を待ってはじめて始動を許可する技術も公知である(以下、公知技術の2という)。 On the other hand, as one improvement measure of the publicly known technique, as shown in Patent Document 4, after the detected engine speed becomes 0, after a certain period of time (actually after the engine speed enters the undetectable range). In addition, a technique for permitting the start-up only after the elapse of an estimated time until reaching zero is also known (hereinafter referred to as known technique 2).
しかし、公知技術の2によると、待ち時間の設定はあくまでも予測によるため、エンジンによっては待ち時間不足で始動を許可するタイミングが早過ぎたり、余裕を持たせる結果、時間の浪費となったりする弊害が生じる。
However, according to the
また、待ち時間を確保することで制御及びシステム構成が複雑化という問題もあった。 In addition, there is a problem that the control and system configuration are complicated by ensuring the waiting time.
そこで本発明は、誤始動操作によるギヤ類の損傷を確実に防止でき、しかも制御及びシステム構成が簡単な作業機械のエンジン始動装置を提供するものである。 Therefore, the present invention provides an engine starter for a work machine that can reliably prevent damage to gears due to an erroneous start operation and that is simple in control and system configuration.
上記課題を解決する手段として、本発明においては、エンジンと、スタータスイッチの操作によりスタータを作動させて上記エンジンを始動させるスタータ回路と、上記エンジンにより駆動されて油圧アクチュエータ回路を作動させる油圧ポンプとを備えた作業機械のエンジン始動装置において、上記油圧ポンプの吐出圧を検出するポンプ圧検出手段と、始動制御手段とを備え、この始動制御手段は、上記ポンプ圧検出手段によって検出されたポンプ吐出圧が上記エンジンのほぼ停止を示すものとして予め設定された値以下のときに限り上記スタータの作動を許可するように構成したものである。 As means for solving the above-mentioned problems, in the present invention, an engine, a starter circuit that starts the engine by operating a starter switch, and a hydraulic pump that is driven by the engine and operates a hydraulic actuator circuit An engine starter for a work machine comprising: a pump pressure detecting means for detecting a discharge pressure of the hydraulic pump; and a start control means. The start control means comprises a pump discharge detected by the pump pressure detecting means. The operation of the starter is permitted only when the pressure is not more than a preset value indicating that the engine is almost stopped.
ここで、上記「エンジンのほぼ停止」とは、エンジンの『完全停止』だけでなく、ギヤ類の損傷のおそれのない『完全停止直前のごく低速』の状態を含む。 Here, the “substantially stopped engine” includes not only “completely stopped” of the engine but also “very low speed immediately before complete stop” in which there is no possibility of damage to gears.
このように、エンジンによって油圧ポンプを駆動するという作業機械特有の構成、及びエンジンが回転している限りそれに見合ったポンプ吐出圧が発生するという特性を利用し、ポンプ吐出圧がエンジンのほぼ停止を示す設定値以下のときに限りスタータの作動を許可するように構成したから、ギヤ類の保護という所期の目的を確実に達成することができる。 In this way, the pump discharge pressure substantially stops the engine by utilizing the characteristic of the construction machine that drives the hydraulic pump by the engine and the characteristic that the pump discharge pressure is generated as long as the engine is rotating. Since the operation of the starter is permitted only when it is equal to or less than the set value shown, the intended purpose of protecting the gears can be reliably achieved.
しかも、公知技術の2のように待ち時間を設定することによる始動許可のタイミングのずれがないとともに、制御及びシステム構成が簡単となる。
In addition, there is no deviation in the timing of the start permission by setting the waiting time as in the
本発明において、上記ポンプ吐出圧が上記設定値以下のときに限り上記スタータへの通電を許可する圧力スイッチを、上記始動制御手段を兼ねるポンプ圧検出手段として上記スタータ回路に設けるのが望ましい(請求項2)。 In the present invention, it is preferable that a pressure switch that permits energization of the starter only when the pump discharge pressure is equal to or lower than the set value is provided in the starter circuit as a pump pressure detection unit that also serves as the start control unit (claim) Item 2).
この構成によれば、スタータ回路に圧力スイッチを加えるだけでよいため、システム構成がとくに簡単となり、始動制御系のコストが安くてすむ。 According to this configuration, since it is only necessary to add a pressure switch to the starter circuit, the system configuration becomes particularly simple, and the cost of the start control system can be reduced.
また本発明においては、上記始動制御手段として、スタータ回路を開閉する始動制御リレーと、この始動制御リレーを制御するコントローラとを設けるとともに、上記ポンプ圧検出手段として圧力センサを設け、上記コントローラは、上記圧力センサによって検出されたポンプ吐出圧が設定値以下のときに限り上記始動制御リレーを作動させて上記スタータへの通電を許可するように構成してもよい(請求項3)。 In the present invention, as the start control means, a start control relay for opening and closing the starter circuit and a controller for controlling the start control relay are provided, and a pressure sensor is provided as the pump pressure detection means. Only when the pump discharge pressure detected by the pressure sensor is equal to or lower than a set value, the start control relay may be operated to allow energization of the starter.
この構成によれば、圧力センサ及びコントローラとして、元々、機械の制御用として設けられた圧力センサをそのまま利用し、あるいは始動制御用プログラムを機械の制御用コントローラに加えるだけでよく、実質的な追加設備は始動制御リレーのみでよいため、公知技術の2と比較してシステム構成が簡単ですみ、ギヤ類保護のためのコストが安くてすむ。
According to this configuration, as the pressure sensor and the controller, the pressure sensor originally provided for controlling the machine can be used as it is, or the start control program can be simply added to the controller for controlling the machine. Since only the start control relay is required for the equipment, the system configuration is simpler than that of the
本発明によると、作業機械特有の構成を活用して、誤始動操作によるギヤ類の損傷防止という目的を簡単なシステム構成と低コストで達成することができる。 According to the present invention, it is possible to achieve the object of preventing damage to gears due to erroneous start operation with a simple system configuration and low cost by utilizing a configuration unique to a work machine.
本発明の実施形態を図1〜図3によって説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
実施形態は、油圧ショベルを適用対象としている。 The embodiment is applied to a hydraulic excavator.
油圧ショベルにおいては、図1,2に示すようにエンジン11によって油圧ポンプ12が駆動され、この油圧ポンプ12から吐出された圧油により油圧アクチュエータ回路13が作動して掘削、旋回、走行の各動作が行われる。Tはタンクである。
In the hydraulic excavator, the
図1に示す第1実施形態、及び図2,3に示す第2実施形態において、エンジン始動装置の基本構成は、図4に示す従来のエンジン始動装置と同じである。 In the first embodiment shown in FIG. 1 and the second embodiment shown in FIGS. 2 and 3, the basic configuration of the engine starter is the same as that of the conventional engine starter shown in FIG.
すなわち、エンジン始動装置は、スタータスイッチ14とスタータリレー15とスタータ16とを備えたスタータ回路B,Cが電源としてのバッテリ17に接続され、スタータスイッチ14の操作によりスタータリレー15が作動してスタータ16を駆動する。
That is, in the engine starting device, starter circuits B and C each having a
図1,2中、15aはスタータリレー15のコイル、15bはこのコイル15aへの通電(励磁)時に閉じる接点である。
In FIGS. 1 and 2, 15a is a coil of the
スタータ16の回転軸にはピニオン18が設けられ、このピニオン18が、エンジン11のフライホイール外周に設けられたリングギヤ19に歯合することによってエンジン11が始動する。
A
油圧ショベルにおいて、油圧ポンプ12は、エンジン運転中、常に回転して油を吐出し、エンジン11が回転している限り、回転数の高低にかかわらずそれに見合ったポンプ吐出圧が発生する。
In the hydraulic excavator, the
両実施形態においては、この油圧ショベル特有の構成と特性を利用し、油圧ポンプ12の吐出圧をポンプ圧検出手段によって検出し、始動制御手段により、検出されたポンプ吐出圧に基づいてスタータ16の作動を許可/禁止するように構成されている。
In both embodiments, the configuration and characteristics peculiar to the hydraulic excavator are utilized, the discharge pressure of the
第1実施形態(図1参照)
第1実施形態においては、始動制御手段とポンプ圧検出手段とを兼ねる圧力スイッチ20が、スタータ回路Bにおけるスタータスイッチ14とスタータリレー15とを結ぶ直列回路に設けられている。
1st Embodiment (refer FIG. 1)
In the first embodiment, the
この圧力スイッチ20は、検出されるポンプ吐出圧がエンジン11のほぼ停止を示すものとして予め設定された値以下でオンとなるように設定されている。
The
ここで「エンジン11のほぼ停止」とは、前記のようにエンジンの『完全停止』だけでなく、ギヤ類の損傷のおそれのない『完全停止直前の、回転数0にごく近い低速』の状態を含み、このエンジン状態でのポンプ吐出圧(0またはこれにごく近い値)以下で圧力スイッチ20がオンとなる。
Here, “almost stop of the
いいかえれば、エンジン11がほぼ停止状態とならない圧力範囲(設定値を超える範囲)では、圧力スイッチ20はオフとなる。
In other words, the
従って、エンジン回転中は、スタータスイッチ14がオン操作されても、スタータリレー15は作動せず、スタータ16が通電されないため、ピニオン18がリングギヤ19に飛び込むおそれはない。
Accordingly, even when the
すなわち、誤始動操作によるギヤ類の損傷を確実に防止することができる。 That is, it is possible to reliably prevent the gears from being damaged due to the erroneous start operation.
しかも、公知技術の2のように待ち時間を設定することによる始動許可のタイミングのずれがないとともに、待ち時間の制御がない分、制御及びシステム構成が簡単となる。
In addition, there is no deviation in the timing of start permission by setting the waiting time as in the
とくに、この第1実施形態によると、圧力スイッチ20がポンプ圧検出手段と始動制御手段とを兼ね、スタータ回路Bに圧力スイッチ20を加えるだけでよいため、システム構成の簡略化及び始動制御系のコストダウンが顕著となる。
In particular, according to the first embodiment, the
第2実施形態(図2,3参照)
第1実施形態との相違点のみを説明する。
Second embodiment (see FIGS. 2 and 3)
Only differences from the first embodiment will be described.
第2実施形態においては、ポンプ圧検出手段として、元々、油圧ショベルにおいてポンプ流量制御等に使用されている既存設備である圧力センサ21が始動制御用として兼用され、この圧力センサ21で検出されたポンプ吐出圧が、始動制御手段を構成するコントローラ22に入力される。
In the second embodiment, as a pump pressure detecting means, a
また、スタータ回路Cにおけるスタータスイッチ14とスタータリレー15とを結ぶ直列回路に、コイル23aと接点23bを備えた、始動制御手段を構成する始動制御リレー23が設けられ、この始動制御リレー23がコントローラ22によって制御される。
In addition, a
すなわち、図3のフローチャートに示すように、検出されたポンプ吐出圧が設定値を超えるとき(ステップS1でNOのとき)は始動制御リレー23のコイル23aには通電されず、接点23bが開いたまま(同リレーオフ。ステップS2)となるため、スタータ回路Cはバッテリ17に対して遮断された状態となる。
That is, as shown in the flowchart of FIG. 3, when the detected pump discharge pressure exceeds the set value (NO in step S1), the
そして、ポンプ吐出圧が設定値以下となったとき(ステップS1でYESのとき)にはじめて始動制御リレー23が作動し(ステップS3)、スタータ回路Cがバッテリ17に接続される。
When the pump discharge pressure becomes equal to or lower than the set value (YES in step S1), the
従って、第1実施形態と同様に、エンジン回転中は、スタータスイッチ14がオン操作されても、スタータリレー15は作動せず、スタータ16が通電されないため、ピニオン18がリングギヤ19に飛び込むおそれはない。
Therefore, as in the first embodiment, during the engine rotation, even if the
この第2実施形態によっても、第1実施形態と同じ基本的作用効果が得られる。 According to the second embodiment, the same basic operational effects as those of the first embodiment can be obtained.
また、
(i) 圧力センサ21として、前記のように機械の制御用として設けられた圧力センサをそのまま利用できること、
(ii) コントローラ22についても、既存の機械の制御用のコントローラに始動制御用プログラムを加えるだけでよいこと
により、実質的な追加設備は始動制御リレー23のみでよいため、公知技術の2と比較してシステム構成が簡単ですみ、ギヤ類保護のためのコストが安くてすむ。
Also,
(i) As the
(ii) As for the
なお、圧力センサ21及びコントローラ22として始動制御専用のものを設けてもよい。
In addition, you may provide the
ところで、本発明は油圧ショベルに限らず、エンジンで油圧ポンプを駆動する作業機械に広く適用することができる。 By the way, the present invention is not limited to hydraulic excavators and can be widely applied to work machines that drive a hydraulic pump with an engine.
11 エンジン
12 油圧ポンプ
13 油圧アクチュエータ回路
B,C スタータ回路
14 スタータスイッチ
15 スタータリレー
16 スタータ
17 バッテリ
20 ポンプ圧検出手段と始動制御手段を兼ねる圧力スイッチ
21 ポンプ圧検出手段としての圧力センサ
22 始動制御手段を構成するコントローラ
23 同、始動制御リレー
DESCRIPTION OF
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010251856A JP2012102668A (en) | 2010-11-10 | 2010-11-10 | Engine starter of working machine |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2010251856A JP2012102668A (en) | 2010-11-10 | 2010-11-10 | Engine starter of working machine |
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2010
- 2010-11-10 JP JP2010251856A patent/JP2012102668A/en active Pending
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