WO2011004651A1

WO2011004651A1 - 作業車両のエンジン制御装置

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Publication number: WO2011004651A1
Application number: PCT/JP2010/058024
Authority: WO
Inventors: 真史太田; 和寿横山; 宏磯部
Original assignee: ヤンマー株式会社
Priority date: 2009-07-08
Filing date: 2010-05-12
Publication date: 2011-01-13
Also published as: JP2011017271A; US20120103291A1

Abstract

エンジンを始動するスタートスイッチと、このスタートスイッチに連係し、エンジンの始動補助を行うスターティングモータに電流を供給するスタータリレーとをコントローラに接続するとともに、コントローラは、スタートスイッチの投入により、スタータリレーを通電させ、スターティングモータの駆動に伴い、エンジンを始動させる作業車両のエンジン制御装置において、エンジン制御装置は、スタータリレーの通電時間に応じて、スタータリレーへの通電を停止する、スターティングモータの牽制機構を備える。

Description

作業車両のエンジン制御装置

本発明は、コントローラが、スタートスイッチの投入により、スタータリレーを通電させることで、スターティングモータが駆動し、エンジンを始動させる作業車両のエンジ制御装置に関し、より詳細には、エンジン制御装置は、スタータリレーの通電時間に応じて、スタータリレーへの通電を停止する、スターティングモータの牽制機構を備える作業車両のエンジ制御装置に関する。

従来、トラクタなど作業車両のエンジン制御装置には、キースイッチが投入され、バッテリからスタータリレーの励磁コイルに通電されると、スタータリレーが閉じて、バッテリからマグネティックスイッチを介して通電されたモータの回転により、エンジンが始動し、このエンジン始動後にキースイッチが戻されると、スタータリレーが開放され、マグネティックスイッチへの通電遮断に伴い、モータへの通電が遮断されて、スタータの動作が停止する（例えば、特許文献１）エンジン始動装置がある。そして、この特許文献１に記載のエンジン始動装置では、スタータのモータが、キースイッチの不良などで連続通電状態になり、外部部品の熱劣化が発生する前に、スタータへの通電を遮断するととともに、モータへの通電を遮断したことを警報装置で知らせる技術がある。

また、コントローラにメインスイッチや、エンジン始動用のセルモータ、セルモータ起動用リレー、燃料カットバルブ、燃料カットバルブを開くソレノイド、ソレノイドリレーなどのほか、シート下部に設置された作業者の離席検出器などが接続されており、エンジン始動後の離席検出器による作業者の離席情報に基づいて、コントローラがエンジンを自動停止させ、作業者が離席している状態において、誤操作による機体の暴走を防ぐエンジン制御装置（例えば、特許文献２）や、エンジン始動時に、シフト検出器による駆動軸への動力伝達などの検出情報に基づく安全喚起によりエンジンを始動させず、エンジン始動電気回路を非作動状態（例えば特許文献３）にし、作業者に警報装置で報知する技術もある。

特開２００１－２０７９４２号公報特開２００４－１９０６３６号公報特開２００３－１８４７１７号公報

しかし、このような作業車両のエンジン制御装置では、キースイッチを投入してエンジンを始動させる際、気温が低い時などエンジン始動性の悪い（エンジンのかかりの悪い）状況において、作業者は、エンジンが始動されるまでの間、連続したキースイッチ操作に伴い、比較的長時間の連続したスターティングモータの駆動によるクランキングを行うことで、スターティングモータが発熱や発煙などを引き起こす恐れや、スターティングモータが破損してしまう問題がある。

また、作業者が、エンジン始動時における安全喚起のための警報装置としての警報音と、車両の機器の故障などを報知する警報装置としての警報音とを区別して認識し難いという問題もあるとともに、それらを構成する電気回路が複雑なものとなっており、生産性やメンテナンス性が悪いという問題もあった。

さらには、作業者によるスタートスイッチ投入の際、コントローラは、エンジンを暖気するためのグロープラグに電流の供給を行うグローリレーに、バッテリから電流を、回路内に設けたタイマーにより、所定時間通電させているが、温度条件などによってタイマーが誤作動や故障を生じるため、グローリレーへの電流供給が過不足の状態になるおそれがあり、正常なエンジンの始動操作を行えないことがある。そして、従来のエンジン制御装置における制御回路内では、ソレノイドリレーやグローリレーなどのパワーリレーが、コントローラの外部に設置されているため、複雑な制御回路構成となり、メンテナンス性などの作業性が悪いという問題もあった。

そこで、この発明の目的は、スターティングモータの破損を防ぎ、円滑なエンジン始動を可能とするものである。また、エンジン始動時および駆動時における作業者への安全喚起のための警報装置による報知を識別可能として、分かり易い安全機構にするとともに、制御精度を向上させて簡単な構成の制御回路を有するものとする。従って、作業性および安全性を向上させ、かつその回路構成を簡素化して、メンテナンス性を向上させた作業車両のエンジン制御装置を提供するものである。

このため、請求項１に記載の発明は、エンジンの始動操作を行うスタートスイッチと、該スタートスイッチに連係し、前記エンジン始動用のスターティングモータを駆動させるスターティングソレノイドに電流を供給するスタータリレーとをコントローラに接続するとともに、前記コントローラは、前記スタートスイッチの投入により、前記スタータリレーにエンジン始動指示を出力することで、前記スタータリレーを通電させて、前記スターティングソレノイドに電流を供給し、前記スターティングモータの回転に伴い、前記エンジンを駆動させる作業車両のエンジン制御装置において、前記エンジン制御装置は、前記スタータリレーの通電時間に応じて、前記スタータリレーへの通電を停止する、前記スターティングモータの牽制機構を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の作業車両のエンジン制御装置において、前記牽制機構は、前記コントローラに内蔵するとともに、前記コントローラは、前記スタータリレーへの通電入切の切替えを、可変自在な所定時間または時間間隔で行うことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の作業車両のエンジン制御装置において、前記コントローラには、前記エンジン点火に用いる予備加熱装置としてのグロープラグに電流を供給するグローリレーを接続することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の作業車両のエンジン制御装置において、前記コントローラには、さらに前記エンジンを駆動または停止させるエンジンストップソレノイドに電流を供給するソレノイドリレーと、走行系動力伝達部材のシフト位置を検出するシフト検出器と、作業機を駆動させるＰＴＯ軸への動力伝達状況を検出するＰＴＯ検出器と、作業者の、車両操縦部に設置したシートへの着座状況を検出するシート検出器とを接続するとともに、前記コントローラの１の出力ポートには、前記エンジンストップソレノイドへの出力と、警報装置からなる安全機構とを接続することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１および４に記載の作業車両のエンジン制御装置において、前記コントローラは、前記エンジンの駆動時に、前記シフト検出器による駆動系への動力非伝達と、前記ＰＴＯ検出器による前記ＰＴＯ軸への動力非伝達と、前記シート検出器による作業者の前記シート着座とのいずれか１以上の検出情報が得られない安全喚起モードになると、前記ソレノイドリレーへの通電を停止し、前記エンジンストップソレノイドへの電流供給を停止させるとともに、前記警報装置を作動させることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１および４に記載の作業車両のエンジン制御装置において、前記コントローラは、前記エンジンの始動時に、前記安全喚起モードになると、前記スタータリレーへの通電を停止させ、前記エンジンの始動を牽制し、前記エンジンストップソレノイドへの電流供給を停止させるとともに、前記警報装置を作動させることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の作業車両のエンジン制御装置において、前記エンジン制御装置は、前記コントローラの外部に、トランスファ接点リレーを備えることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項１、４、５に記載の作業車両のエンジン制御装置において、前記コントローラは、前記スタートスイッチの投入により、前記グローリレーおよび前記ソレノイドリレーを一定時間励磁させることを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項１、４、５、８に記載の作業車両のエンジン制御装置において、前記コントローラは、前記グローリレーと、前記ソレノイドリレーとを内蔵することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、エンジンを始動するスタートスイッチと、このスタートスイッチに連係し、エンジンの始動補助を行うスターティングモータに電流を供給するスタータリレーとをコントローラに接続するとともに、コントローラは、スタートスイッチの投入により、スタータリレーを通電させ、スターティングモータの駆動に伴い、エンジンを始動させる作業車両のエンジン制御装置において、エンジン制御装置は、スタータリレーの通電時間に応じて、スタータリレーへの通電を停止する、スターティングモータの牽制機構を備えるので、キースイッチの操作の仕方や、気温が低い時などエンジン始動性の悪い状況では、キースイッチ操作に連動したスタータリレーの通電が所定の時間を越えると、牽制機構によりコントローラは、スタータリレーへの通電を遮断するため、スターティングモータの連続した不必要に長い駆動を防ぎ、スターティングモータの故障や発熱などを防止するほか、スターティングモータの製品寿命を延ばすことができる。従って、作業性および安全性を向上させた作業車両のエンジン制御装置を提供することができる。

請求項２に記載の発明によれば、牽制機構は、コントローラに内蔵するとともに、コントローラは、スタータリレーへの通電入切の切替えを、可変自在な所定時間または時間間隔で行うので、簡単な回路構成にすることができるとともに、スタータリレーへの通電時間や通電間隔を任意に設定して、スタートスイッチの投入に伴うスタータリレーへの通電時間を、コントローラおよび牽制機構が、所定の時間で細かくＯＮ／ＯＦＦさせることで、スタータソレノイドへの連続した電流供給を防ぎ、スターティングモータの連続駆動を防ぐことにより、このスターティングモータの駆動負荷を軽減することができる。従って、作業性および生産性を向上させた作業車両のエンジン制御装置を提供することができる。

請求項３に記載の発明によれば、コントローラには、エンジン点火に用いる予備加熱装置としてのグロープラグに電流を供給するグローリレーを接続するので、キースイッチの操作に伴いグローリレーを励磁させ、キースイッチ再操作時のエンジン始動性を向上し、スターティングモータの駆動時間を短縮させて、スターティングモータの消耗および破損を防ぐことができる。従って、作業性および生産性を向上させた作業車両のエンジン制御装置を提供することができる。

請求項４に記載の発明によれば、コントローラには、さらにエンジンを駆動または停止させるエンジンストップソレノイドに電流を供給するソレノイドリレーと、走行系動力伝達部材のシフト位置を検出するシフト検出器と、作業機を駆動させるＰＴＯ軸への動力伝達状況を検出するＰＴＯ検出器と、作業者の、車両操縦部に設置したシートへの着座状況を検出するシート検出器とを接続するとともに、前記コントローラの１の出力ポートには、前記エンジンストップソレノイドへの出力と、警報装置からなる安全機構とを接続するので、コントローラ内の１つの出力ポートに、互いに出力の有無が逆転状態となる、ソレノイドリレー（エンジン停止リレー）と警報装置を接続させるため、従来のように、それぞれ独立した出力ポートを有する回路の複雑な構成化を防いで、回路構成を簡単にすることができ、コントローラにかかる負担を軽減することができる。従って、作業性および安全性を向上させた作業車両のエンジン制御装置を提供することができる。

請求項５に記載の発明によれば、コントローラは、エンジンの駆動時に、シフト検出器による駆動系への動力非伝達と、ＰＴＯ検出器によるＰＴＯ軸への動力非伝達と、シート検出器による作業者のシート着座とのいずれか１以上の検出情報が得られない安全喚起モードになると、ソレノイドリレーへの通電を停止し、エンジンストップソレノイドへの電流供給を停止させるとともに、警報装置を作動させるので、車両の誤操作による暴走などを防ぐことができるとともに、警報装置の作動により、作業者は、エンジンの駆動停止が、安全喚起モードによるものであることを知り、安全にエンジンを再び始動および駆動させることができる。従って、操作性および安全性を向上させた作業車両のエンジン制御装置を提供することができる。

請求項６に記載の発明によれば、コントローラは、エンジンの始動時に、安全喚起モードになると、スタータリレーへの通電を停止させ、エンジンの始動を牽制し、エンジンストップソレノイドへの電流供給を停止させるとともに、警報装置を作動させるので、作業者は、エンジンの始動時に、車両が安全喚起モードによりエンジンが始動および駆動されないことを警報装置で報知されることで、エンジンの始動前に安全確認を確実に行うことができる。また、このようなエンジン始動時の安全喚起の報知のために、別途機器を設置する必要がなく、上述の警報装置を兼用させて、回路構成を簡単にすることができる。従って、作業性を向上させた作業車両のエンジン制御装置を提供することができる。

請求項７に記載の発明によれば、エンジン制御装置は、コントローラの外部に、トランスファ接点リレーを備えるので、コントローラの出力ポート数に制限がある場合や、エンジンの駆動および停止を制御する回路に必要とされる電流値が大きく、高容量の接点をコントローラ内に配置することができない場合でも、コントローラへの最小限の機器接続により、車両が安全喚起モードによりエンジンが始動および駆動されないことを警報装置で報知できるとともに、その回路構成を簡単にすることができる。従って、作業性を向上させた作業車両のエンジン制御装置を提供することができる。

請求項８に記載の発明によれば、コントローラは、スタートスイッチの投入により、グローリレーおよびソレノイドリレーを一定時間励磁させるので、エンジン始動の際、予め励磁させておいたグローリレーによりグロープラグを介してエンジンが予熱されているため、スターティングモータの作動によりエンジンが点火し易くなり、エンジンの始動性が向上するとともに、予め励磁させておいたソレノイドリレーにより、エンジン始動とともに、直ちにソレノイドリレーからエンジンストップソレノイドに供給された電流により、エンジンに燃料が供給されるため、エンジンが安定駆動する。また、コントローラが、グローリレーへの励磁時間を制御しているため、従来のようなエンジン制御装置の回路内に、別途タイマーなどを設けた場合と比べて、温度条件などの条件変化に左右されず、常にグローリレーを所定の時間だけ正確に励磁させることができるとともに、回路構成を簡単にすることができる。従って、作業性を向上させた作業車両のエンジン制御装置を提供することができる。

請求項９に記載の発明によれば、コントローラは、グローリレーと、ソレノイドリレーとを内蔵するので、従来のようにコントローラ外部に、グローリレーやソレノイドリレーといったパワーリレーを接続配置させることなく、エンジン制御装置３１の回路を簡単な構成にすることができる。従って、メンテナンス性を向上させた作業車両のエンジン制御装置を提供することができる。

本発明のエンジン制御装置を備える作業車両の一例を示した、ホイール式トラクタの左側面図である。トラクタの操縦部を後方から見た斜視図である。エンジン制御装置の電気回路図である。エンジン制御装置のブロック制御図である。スタートスイッチおよびスタータリレーの動作図である。安全機構を備えるエンジン制御装置の電気回路図である。エンジン制御装置のブロック制御図である。安全機構の動作図である。エンジン停止リレーを設けたエンジン制御装置の電気回路図である。エンジン始動時の安全機構の動作図である。警報装置を断続的に作動させる安全機構の動作図である。警報装置を所定時間作動させる安全機構の動作図である。安全喚起モードにおいて、エンジンの駆動または停止の制御を必要としない場合のエンジン制御装置の電気回路図である。パワーリレーを内蔵したコントローラを備えるエンジン制御装置の電気回路図である。

　６　　エンジン
　１４　　キースイッチ
　１４ａ　　メインスイッチ
　１４ｂ　　スタートスイッチ
　３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ　　エンジン制御装置
　３２，３２´　　コントローラ
　４３　　グローリレー
　４５　　ソレノイドリレー
　４６　　エンジンストップソレノイド
　４７　　スタータリレー
　Ｋ　　牽制機構
　Ｍ　　スターティングモータ
　Ｓ　　安全喚起モード
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３　　トランスファ接点
ｋ　　警報装置

以下、図面を参照しつつ、この発明を実施するための最良の形態について詳述する。
図１は、本発明のエンジン制御装置を備える作業車両の一例を示した、ホイール式トラクタの左側面図、図２はトラクタの操縦部を後方から見た斜視図である。なお、図１に例示した作業車両としてのトラクタは、キャビン仕様のホイール式トラクタに限定されず、ロプス仕様や、クローラ式などであってもよく、さらには、トラクタに限定されず、コンバインや除雪車、建設作業車両など、エンジン制御装置を備える作業車両であればよい。

この例の作業車両であるトラクタ１は、図１に示すように、機体フレーム２の前後に前輪３および後輪４を備え、前輪３の上方にボンネット５を形成し、その内側には原動機部としてのエンジン６およびエンジン６の後方にクラッチハウジング７が配置され、さらに、このクラッチハウジング７の後方には、ミッションケース８が配設されており、エンジン６からの動力が前輪３および後輪４に伝達される。そして、ボンネット５の後部に連続して、機体フレーム２上には、外周にそれぞれフロントガラス１９、リヤガラス２０、ドア２１、屋根２２などを取付けキャビン９が設けられる。

次に、図２に示すように、キャビン９内には、車両の操縦部として、ブレーキペダル１０やクラッチペダル１１などの操作ペダル、ステアリングハンドル１２、シート１３などが設けられる。また、ステアリングハンドル１２近傍におけるステアリングコラムの適宜位置には、キースイッチ１４が設けられる。

さらに、シート１３の両側方に有する左右フェンダ１５には、例えば、主変速レバー１６や副変速レバー１７、ＰＴＯ変速レバー１８などの各種操作レバーが突設される。なお、トラクタ１は、上述したキャビン仕様に限定されず、ロプス仕様であってもよい。

そして、エンジン６からの動力は、ミッションケース８から突出した不図示のＰＴＯ軸からや、不図示の油圧ケースなどを介して、車両後部では、ユニバーサルジョイントや三点リンク式などの作業機装着装置を介して装着された図示しない後部作業機を駆動させることができるほか、車両前部では、機体の前部に設置した左右一対の図示しないヒッチを介して装着された前部作業機が駆動される。

次に、本願発明の特徴である、作業車両のエンジン制御装置について、その具体的構成を説明する。図３はエンジン制御装置の電気回路図、図４はエンジン制御装置のブロック制御図、図５はスタートスイッチおよびスタータリレーの動作図である。

コントローラ３２を備えるエンジン制御装置３１は、図３に示すように、まず、コントローラ３１の入力側として、キースイッチ１４と、車両走行系である主変速レバー１５のニュートラル位置（走行系のシフト位置が非伝達状態であること）を検出するシフトニュートラルスイッチ３４（シフト検出器）と、車両中央近傍に備えられる図示しないミッドＰＴＯ軸への動力伝達がニュートラル（非伝達）状態であることを検出するミッドＰＴＯニュートラルスイッチ３５（ＰＴＯ検出器）と、車両後部に備えられる図示しないＰＴＯ軸に動力を伝達させるために、油圧クラッチを接続するリヤＰＴＯニュートラルスイッチ３６（ＰＴＯ検出器）と、作業者のシート１３着座を検出するシートスイッチ３７（シート検出器）とが、コントローラ３２に接続される。

また、車両の図示しないパーキングブレーキの作動を検出するパーキングスイッチ３８もコントローラ３２に接続される。なお、符号３９は、前記パーキングブレーキがかかった状態であることを運転者に報知するランプ、符号４０は、主変速レバー１５がニュートラル状態であることを運転者に報知するランプ、符号４１は、ＰＴＯソレノイド、符号４２は、前記ＰＴＯ軸が動力伝達状態により回転中であることを運転者に報知するランプである。

前記キースイッチ１４は、図示しないバッテリに接続されるとともに、このキースイッチ１４は、回路内の全ての電源をオンオフするメインスイッチ１４ａおよびエンジン６　を、図４に示すスターティングモータＭの駆動を介して始動させるスタートスイッチ１４ｂから構成される。

なお、上述したシフトニュートラルスイッチ３４や、ミッドＰＴＯニュートラルスイッチ３５、ＰＴＯニュートラルスイッチ３６、シートスイッチ３７は、例えば、特開２００７－２３０４１７や、特開２００４－１９０６３６他に記載される周知技術であるため、それらの詳細な説明は省略する。

次に、コントローラ３２の出力側として、エンジン６の予熱装置としてのグロープラグ４４に電流を供給するパワーリレーであるグローリレー４３と、エンジン６に燃料を供給するためのエンジンストップソレノイド４６に電流を供給するパワーリレーであるソレノイドリレー４５とが、コントローラ３２に接続される。また、スターティングモータＭ内の接点を励磁するためのスタータソレノイド４８に電流を供給するスタータリレー４７もコントローラ３２に接続される。

なお、符号４９は、エンジン６始動のために、エンジン６に予熱を与えていることを作業者に報知するランプである。

上記エンジンストップソレノイド４６は、ソレノイドリレー４５から得る大電流を吸引する吸引部４６ａと、吸引された電流を保持することで、エンジン６に燃料を供給可能とする保持部４６ｂとから構成される。

そして、本願発明のエンジン制御装置３１におけるコントローラ３２内には、前記スターティングモータＭの駆動を牽制する牽制機構Ｋが設けられる。この牽制機構Ｋは、スタートスイッチ１４ｂと、コントローラ３２と、スタータリレー４７とから構成された、コントローラ３２によるスタータリレー４７の通電を制御するものである。

つまり、コントローラ３２には、スタートスイッチ１４ｂの連続操作時間（連続投入時間）に応じて、スタータリレー４７への通電入切（ＯＮ／ＯＦＦ）の切替を行う、牽制機構Ｋを含むタイマー機能が備えられており、このタイマー機能は、コントローラ３２の外部から任意の設定時間に変更可能とされる。

従って、コントローラ３２が、牽制機構Ｋやタイマー機能を内蔵するこのような構成により、エンジン制御装置３１を構成する電気回路内における、コントローラ３２の外部に別途牽制機構やタイマーを接続させる必要がないとともに、温度条件などによるそれらの不具合や故障を発生させることなく、エンジン制御装置３１を構成する電気回路を簡単にして、メンテナンス性を向上させることができる。

本実施例では、コントローラ３２における上記タイマー機能としての設定時間を３０秒とする。これは、スタートスイッチ１４ｂの投入によりコントローラ３２が、スタータリレー４７を３０秒間通電させた後、牽制機構Ｋによりコントローラ３２がスタータリレー４７への通電を遮断するものである。この設定時間は、上述の３０秒に限定されず、作業車両の車種や大きさ、作業環境などに応じて適宜時間を設定することができる。

そして、作業者が、図４に示すように、車両のエンジン６を始動および駆動させるために、キースイッチ１４のメインスイッチ１４ａを介して、スタートスイッチ１４ｂを投入した際に、コントローラ３２は、このスタートスイッチ１４ｂが投入されたことにより、グローリレー４３には、例えば１５秒間（限定されない）などの一定時間、前記バッテリから得られた電流を供給して、このグローリレー４３を励磁させるとともに、ソレノイドリレー４５にも、例えば１秒間（限定されない）などの一定時間、前記バッテリから得られた電流を供給して、このソレノイドリレー４５を励磁させる。

このような構成により、エンジン６始動の際、予め励磁させておいたグローリレー４３によりグロープラグ４６を介してエンジン６が予熱されているため、スターティングモータＭの作動によりエンジン６が点火し易くなるため、エンジン６の始動性が向上するとともに、予め励磁させておいたソレノイドリレー４５により、エンジン６始動とともに、直ちにソレノイドリレー４５からエンジンストップソレノイド４６に供給された電流により、エンジン６に燃料が供給されるため、エンジン６が安定駆動する。また、コントローラ３２が、グローリレー４３への励磁時間を制御しているため、従来のようなエンジン制御装置の回路内に、別途タイマーなどを設けた場合と比べて、温度条件などの条件変化に左右されず、常にグローリレー４３を所定の時間だけ正確に励磁させることができるとともに、回路構成を簡単にすることができる。

次いで、コントローラ３２に、シフトニュートラルスイッチ３４の検出による主変速レバー１５がニュートラル位置であることと、ミッドＰＴＯニュートラルスイッチ３５およびリヤＰＴＯニュートラルスイッチ３６の検出による前記ＰＴＯ軸への動力非伝達状態と、シートスイッチ３７の検出による作業者のシート１３着座状態との、これら全ての検出情報が入力されると、コントローラ３２は、スタータリレー４７を通電させ、スタータソレノイド４８に電流を供給することで、スターティングモータＭが作動し、エンジン６が始動される。

ここで、例えば、車両が低温環境下にある場合において、スタートスイッチ１４ｂを比較的長い時間操作し、スタータリレー４７を長い時間通電させることで、スタータソレノイド４８を作動させて、スターティングモータＭを長い時間駆動させなければ、エンジン６が始動しないような、エンジン６の始動性が悪い（エンジン６のかかりが悪い）状況がある。

この場合、コントローラ３２は、図５（ａ）に示すように、スタートスイッチ１４ｂの連続操作により、スタータリレー４７の通電時間が３０秒以内であれば、通常どおりスタータリレー４７に電流を供給し、このスタータリレー４７から得られた電流によりスタータソレノイド４８の作動に伴うスターティングモータＭの駆動でエンジン６が始動するが、その際コントローラ３２は、エンジン６の始動に伴い作業者がエンジンキーをメインスイッチ１４ａの開位置に戻すまで、あるいはエンジン６が始動されなくても、スタートスイッチ１４ｂの操作時間が３０秒以内は、スタータリレー４７に電流を供給し続ける。

その結果、スタータリレー４７の通電時間が３０秒以内では、スタータリレー４７から電流が供給されたことでスタータソレノイド４８が作動し、スターティングモータＭの駆動が可能とされる。なお、このスタータリレー４７が通電している３０秒以内にエンジン６が始動した場合には、スターティングモータＭの駆動が停止されるため、該スターティングモータＭの不必要な駆動を防止することができる。

しかし、スタータリレー４７の通電時間が３０秒を超えた場合には、牽制機構Ｋが作動し、コントローラ３２は、スタータリレー４７への電流の供給を停止する。

この結果、スタータリレー４７の通電が、３０秒を超えるような長い通電時間になると、スタータリレー４７からスタータソレノイド４８に電流が供給されないため、スタータソレノイド４８が作動されず、スターティングモータＭの駆動が停止される。

このような構成により、低温時などエンジン６の始動性の悪い状況において、エンジン６を始動させるまで、長時間のキースイッチ１４投入に伴い、長い時間スタータリレー４７を通電させようとしても、コントローラ３２の牽制機構Ｋにより、所定の時間でスタータリレー４７への通電が遮断されるため、スターティングモータＭの連続した不必要に長い駆動を防ぎ、スターティングモータＭの破損を防ぐとともに、スターティングモータＭの発熱や発煙などを防止し、安全性を高めることができる。

また、牽制機構Ｋは、スタータリレー４７の通電入切を、予め設定した任意の時間や時間間隔で行わせることができる。この場合、例えば、図５（ｂ）に示すように、スタートスイッチ１４ｂがＯＮ（投入）されると、コントローラ３２は、スタータリレー４７への通電を、ＯＦＦ（切）の状態から、まず５秒間だけＯＮ（入）の状態にした後、牽制機構Ｋにより１秒間ＯＦＦとする。その後、コントローラ３２は、再びスタータリレー４７の通電を、３０秒間ＯＮにした後、牽制機構ＫによりＯＦＦとする構成をコントローラ３２の牽制機構Ｋに設定することができる。

なお、スタータリレー４７のＯＮ状態における最初の５秒中や後の３０秒中に、スターティングモータＭの駆動を介してエンジン６が始動されると、エンジン６が始動された時点で、スタータリレー４７への通電が遮断される。

また、例えば、図５（ｃ）に示すように、スタートスイッチ１４ｂがＯＮされると、コントローラ３２は、スタータリレー４７への通電を、ＯＦＦ状態から、まず１５秒間ＯＮ状態にした後、牽制機構ＫによりＯＦＦとされる。そして、その間、スタートスイッチ１４ｂの再投入により、コントローラ３２は、スタータリレー４７への通電を、ＯＦＦ状態から、再び１５秒間ＯＮ状態にした後、牽制機構ＫによりＯＦＦとする構成をコントローラ３２の牽制機構Ｋに設定することができる。

そして、上述のような、スタートスイッチ１４ｂのＯＮ操作により、コントローラ３２は、スタータリレー４７への通電を１５秒間ＯＮにするパターンを、スターティングモータＭの駆動を介してエンジン６が始動されるまで繰り返し行わせる構成にすることもできる。

このような構成により、スタートスイッチ１４ｂの投入に伴うスタータリレー４７への通電時間を、コントローラ３２および牽制機構Ｋが、所定の時間で細かくＯＮ／ＯＦＦすることで、スタータソレノイド４８への連続した電流供給を防ぎ、スターティングモータＭの連続駆動を防ぐことにより、スターティングモータＭの駆動負荷を軽減することができる。なお、スタータリレー４７への通電時間および通電間隔は、上述に一例を示したものであり、適宜設定することができる。

さらに、上述したように、コントローラ３２は、スタートスイッチ１４ｂが投入される毎に、グローリレー４３には、例えば１５秒間（限定されない）などの一定時間、前記バッテリから得られた電流を供給して、このグローリレー４３を予め励磁させているため、グローリレー４３によりグロープラグ４４を介してエンジン６が予熱される。

このような構成により、スタートスイッチ１４ｂを操作する毎に、グローリレー４３が励磁されているため、スタートスイッチ１４ｂ操作時または再操作時のエンジン６始動性が向上し、スターティングモータＭの駆動時間を短縮できる結果、このスターティングモータＭの消耗および破損を防ぐことができる。

また、メインスイッチ１４ａ投入の際、グローリレー４３の励磁時間を、本発明の例では１５秒程度としているため、グローリレー４３への電流供給を、エンジン６の予熱に必要最小限とすることができ、電流の無駄な浪費を抑制することができる。

本願発明のエンジン制御装置では、安全機構を備えることができる。図６は安全機構を備えるエンジン制御装置の電気回路図、図７はエンジン制御装置のブロック制御図、図８は安全機構の動作図、図９はエンジン停止リレーを設けたエンジン制御装置の電気回路図、図１０はエンジン始動時の安全機構の動作図、図１１は警報装置を断続的に作動させる安全機構の動作図、図１２は警報装置を所定時間作動させる安全機構の動作図、図１３は安全喚起モードにおいて、エンジンの駆動または停止の制御を必要としない場合のエンジン制御装置の電気回路図である。

エンジン制御装置３１ａは、図６に示すように、コントローラ３２の出力側として、スターティングモータＭ内の接点を励磁するためのスタータソレノイド４８に電流を供給するトランスファ接点Ｔ１を設けたスタータリレー４７と、エンジン６に燃料を供給するためのエンジンストップソレノイド４６に電流を供給するパワーリレーである、トランスファ接点Ｔ２を設けたソレノイドリレー４５とが、コントローラ３２に接続される。なお、コントローラ３２の入力側など同一符号は図３の構成と同じものである。

さらに、コントローラ３２には、安全機構として、警報ブザーなどの警報装置ｋが接続される。なお、警報装置ｋは、作業者に、後述する安全喚起をブザー音で報知することが好ましいが、警報ブザー以外にも、警告音声や警告灯など適宜方法を用いてもよい。

そして、本願発明のエンジン制御装置３１ａでは、コントローラ３２内の１つの出力ポートＰに、トランスファ接点Ｔ２を備えるソレノイドリレー４５と、警報装置ｋとが接続される。

ここで、作業者が、図７に示すように、車両のエンジン６を始動および駆動させるために、作業者が、キースイッチ１４のメインスイッチ１４ａを介して、スタートスイッチ１４ｂを投入した際、コントローラ３２には、このスタートスイッチ１４ｂが投入された情報が入力される。

なお、コントローラ３２は、メインスイッチ１４ａの投入により、ソレノイドリレー４５を、例えば予め１秒間通電させるとともに、スタートスイッチ１４ｂの投入により、ソレノイドリレー４５をさらに１秒間通電させておいてもよい。

そして、コントローラ３２は、ソレノイドリレー４５を通電させ、エンジンストップソレノイド４６に電流を供給することで、エンジン６に燃料が供給され、エンジン６が駆動状態となる。

このとき、例えば、図８（ａ）および（ｂ）に示すように、シートスイッチ３７の検出による作業者のシート１３への着座が検出されない場合、その着座が検出されない時間が、例えば１秒以内であれば、シートスイッチ３７に予め設けられた不図示のオフディレー回路により、コントローラ３２は、出力ポートＰにおいて、ソレノイドリレー４５のトランスファ接点Ｔ２に対して、ソレノイドリレー４５を通電させ、エンジンストップソレノイド４６に電流を供給して、そのままエンジン６の駆動出力を行う（エンジン６の駆動を続行）とともに、警報装置ｋを作動させない。

しかし、シートスイッチ３７により、作業者のシート１３への着座が１秒を超えて検出されなければ、コントローラ３２は、安全喚起モードＳとして、出力ポートＰにおいて、ソレノイドリレー４５のトランスファ接点Ｔ２に対して、電流をエンジンストップソレノイド４６に供給しないように、ソレノイドリレー４５への通電を遮断させる結果、エンジン６への駆動出力を停止（エンジン６が停止）するとともに、警報装置ｋを作動させて、作業者に安全喚起モードＳであることを警報ブザーなどで報知する。

なお、安全喚起モードＳは、上述したシートスイッチ３７による作業者のシート１３への着座が検出されない（未着座）状態以外にも、シフトニュートラルスイッチ３４による主変速レバーなどのニュートラル位置が検出されない（駆動系への動力伝達状態）およびミッドおよびリヤＰＴＯニュートラルスイッチ３５による前記ＰＴＯ軸への動力非伝達が検出されない（前記ＰＴＯ軸への動力伝達）状態などいずれか１つ以上、または全ての情報が、コントローラ３２に伝達されない状態とし、駆動中のエンジン６を停止するとともに、警報装置ｋを作動させて、作業者に安全喚起モードＳであることを警報ブザーなどの警報装置ｋで報知する。なお、この安全喚起モードＳには、パーキングスイッチ３８の検出情報も加えることができる。

また、コントローラ３２における出力側の制御回路は、図９に示すように、コントローラ３２の出力ポートＰ´に接続したトランスファ接点Ｔ３からなるエンジン停止リレー５０に警報装置ｋを接続した、エンジン制御装置３１ｂにすることもできる。

そして、このような制御回路の構成により、上述同様に、エンジン６の駆動中に安全喚起モードＳとなった場合には、コントローラ３２が、ソレノイドリレー４５への通電を遮断するとともに、エンジン停止リレー５０を介して、エンジンストップソレノイド４６への電流供給を停止させることで、エンジン６の駆動が停止するとともに、警報装置ｋを作動させて、作業者に安全喚起モードＳであることを警報ブザーなどの警報装置ｋで報知する。

このような構成により、エンジン６の駆動中に安全喚起モードＳになると、コントローラ３２は、エンジン６の駆動を停止させて、車両の誤操作による暴走などを防ぐとともに、警報装置ｋを作動させることにより、作業者は、エンジン６の駆動停止が、安全喚起モードＳによるものであることを知り、安全にエンジン６を再び始動および駆動させることができる。

また、コントローラ３２内の１つの出力ポートＰ（Ｐ´）に、互いに出力の有無が逆転状態となる、図６に示したソレノイドリレー４５と警報装置ｋ、あるいは、図９に示したソレノイドリレー４５とエンジン停止リレー５０および警報装置ｋを接続させるため、従来のように、それぞれ独立した出力ポートを有する回路の複雑な構成化を防いで、回路構成を簡単にすることができ、コントローラ３２にかかる負担の軽減が可能となる。

換言すれば、コントローラ３２の外部に、上述したような各トランスファ接点Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３を有する各リレー４７，４５，５０を設置することにより、エンジン６の駆動および停止の制御と、警報装置ｋの作動有無の制御とを、コントローラ３２内の１の出力ポートＰのみで制御可能となるため、コントローラ３２の出力ポート数に制限がある場合や、エンジン６の駆動および停止を制御する回路に必要とされる電流値が大きく、高容量の接点をコントローラ３２内に配置することができない場合でも、コントローラ３２への最小限の機器接続で上述の効果を達成させることができる。

次に、安全喚起モードＳによりエンジン６を始動させず、警報装置ｋを作動させる構成にすることもできる。この場合、図１０に示すように、例えば、車両が、シフトニュートラルスイッチ３４の検出がＯＦＦ（駆動系への動力が伝達状態）や、リヤＰＴＯニュートラルスイッチ３６の検出がＯＮ（前記ＰＴＯ軸への動力が伝達状態）、シートスイッチ３７の検出がＯＦＦ（シート１３の離席状態）などの情報が、コントローラ３２に伝達されている安全喚起モードＳの状態にあるとき、作業者が、スタートスイッチ１４ｂを投入しても、コントローラ３２はスタータリレー４７を通電させず（ＯＦＦ）、従って、エンジン６は始動されない。

次いで、コントローラ３２は、スタートスイッチ１４ｂの投入に伴うソレノイドリレー４５（エンジン停止リレー５０を構成する場合には、エンジン停止リレー５０を介してエンジンストップソレノイド４６への電流供給を遮断）への通電を遮断することにより、エンジンストップソレノイド４６への電流供給を停止（ＯＦＦ）させるとともに、警報装置ｋを作動させる。

このような構成により、作業者は、エンジン６の始動時に、車両が安全喚起モードＳによりエンジン６が始動および駆動されないことを警報装置ｋで報知されることで、エンジン６の始動前に安全確認を確実に行うことができる。また、このようなエンジン６始動時の安全喚起の報知のために、別途機器を設置する必要がなく、警報装置ｋを兼用させて、回路構成を簡単にすることができる。

また、上述した安全喚起モードＳ状態におけるエンジン６始動時の警報装置ｋによる報知と、エンジン６の駆動中における安全喚起モードＳ状態によるエンジン６停止時の警報装置ｋによる報知とを区別させることもできる。

この場合、図１１に示すように、例えば、上述した安全喚起モードＳの状態にあるとき、作業者が、スタートスイッチ１４ｂを投入しても、コントローラ３２はスタータリレー４７に通電させず（ＯＦＦ）、エンジン６を始動させないとともに、ソレノイドリレー４５（およびエンジン停止リレー５０）を介してエンジンストップソレノイド４６への電流供給を所定の時間間隔でＯＮ／ＯＦＦすることにより、このエンジンストップソレノイド４６へ出力のＯＮ／ＯＦＦのタイミングと逆のタイミングで警報装置ｋの出力をＯＦＦ／ＯＮさせる。

従って、警報装置ｋの警報ブザーは、エンジン６始動時の安全喚起モードＳ状態を、　所定の時間間隔で間欠的に出力（ＯＮ）するブザー音により、作業者に報知する。なお、警報装置ｋにおけるブザー音の出力は、上述したような所定の等しい時間間隔に限定されず、ブザー音の出力（ＯＮ）時間をブザー音の停止（ＯＦＦ）時間に比べて長くまたは短くしてもよい。また、警報装置ｋは、ブザー音に限定されず、警告音声や警告灯他などであってもよい。

このような構成により、エンジン６の始動時にかかる安全喚起モードＳ状態の報知と、エンジン６の駆動中における安全喚起モードＳ状態によるエンジン６の駆動停止にかかる安全喚起モードＳ状態の報知との警報装置ｋの出力方法を区別することで、作業者は、どちらの安全喚起モードＳ状態であるかを簡単、かつ確実の把握することができ、次に必要な操作を判別しやすくなり、作業性を向上させることができる。

次に、上述した、エンジン６の始動時および駆動停止時における安全喚起モードＳ状態報知のための警報装置ｋを、作業者に不快なく出力させることもできる。この場合、図１２に示すように、例えば、エンジン６の始動時または駆動時に、作業者がシート１３から１秒以上離席した場合、シートスイッチ３７が作業者の着座を検出しない（ＯＦＦ）ことなどによる安全喚起モードＳ状態になると、コントローラ３２は、ソレノイドリレー４５（およびエンジン停止リレー５０）を介してエンジンストップソレノイド４６への電流供給を遮断するとともに、警報装置ｋを作動させる。

次いで、コントローラ３２は、警報装置ｋの作動後に、シートスイッチ３７が作業者の着座を検出した場合など、安全喚起モードＳ状態が解除された場合、警報装置ｋを予め設定しておいた所定の時間だけ作動させた後、ソレノイドリレー４５（およびエンジン停止リレー５０）を介してエンジンストップソレノイド４６への電流供給を再開するとともに、警報装置ｋの作動を停止させる。

このような構成により、車両が安全喚起モードＳの状態になり、作業者が安全喚起モードＳ状態を解除させた場合、コントローラ３２は、警報装置ｋを所定の時間だけ作動させた後、警報装置ｋの作動を停止するため、作業者に警報装置ｋによる長時間の報知で必要以上の不快感を与えることがないとともに、警報装置ｋを作動させるための電力消費を抑えることができる。なお、警報装置ｋの作動時間は、予め設定するとともに、その設定時間は変更可能とされる。

なお、車両が安全喚起モードＳの状態となっても、コントローラ３２が、エンジン６の駆動または停止を制御する必要がない機種においては、図１３に示すように、コントローラ３２に警報装置ｋを接続するとともに、エンジンストップソレノイド４６の保持部４６ｂを、キースイッチ１４の下流に接続する。

このような構成により、例えば、ミッドＰＴＯ軸を備えない車両などで、作業者がシート１３から離席すると、コントローラ３２は、エンジンストップソレノイド４６の保持部４６ｂに電流供給を続けて、エンジン６を駆動させたまま、警報装置ｋを作動させて、安全喚起モードＳの状態を作業者に報知することができる。従って、本願発明のエンジン制御装置３１ｃは、このようなエンジン６の駆動および停止の制御機能を有しない機種にも、コントローラ３２を共用して、回路を構成することができる。

本願発明のエンジン制御装置では、パワーリレーをコントローラに内蔵させて、エンジン制御装置の回路構成をさらに簡単にすることができる。図１４はパワーリレーを内蔵したコントローラを備えるエンジン制御装置の電気回路図である。

図１４に例示するように、エンジン制御装置３１ｄは、上述したグローリレーおよびソレノイドリレーをコントローラ３２´に内蔵させる。従って、グロープラグ４４およびエンジンストップソレノイド４６は、コントローラ３２´内におけるグローリレー４３´およびソレノイドリレー４５´に接続される。

このような構成にすることで、コントローラ３２´外部にパワーリレーを接続配置させることなく、エンジン制御装置３１ｄの回路全体の構成が簡単となり、メンテナンス性が向上する。なお、エンジン制御装置３１ｄは、上述した牽制機構Ｋや、警報装置ｋを備えることができる。

Claims

エンジンの始動操作を行うスタートスイッチと、
該スタートスイッチに連係し、前記エンジン始動用のスターティングモータを駆動させるスターティングソレノイドに電流を供給するスタータリレーと、
をコントローラに接続するとともに、
前記コントローラは、前記スタートスイッチの投入により、前記スタータリレーにエンジン始動指示を出力することで、前記スタータリレーを通電させて、前記スターティングソレノイドに電流を供給し、前記スターティングモータの回転に伴い、前記エンジンを駆動させる作業車両のエンジン制御装置において、
前記エンジン制御装置は、前記スタータリレーの通電時間に応じて、前記スタータリレーへの通電を停止する、前記スターティングモータの牽制機構を備えることを特徴とする作業車両のエンジン制御装置。
　前記牽制機構は、前記コントローラに内蔵するとともに、前記コントローラは、前記スタータリレーへの通電入切の切替えを、可変自在な所定時間または時間間隔で行うことを特徴とする、請求項１に記載の作業車両のエンジン制御装置。
　前記コントローラには、前記エンジン点火に用いる予備加熱装置としてのグロープラグに電流を供給するグローリレーを接続することを特徴とする、請求項１に記載の作業車両のエンジン制御装置。
前記コントローラには、さらに前記エンジンを駆動または停止させるエンジンストップソレノイドに電流を供給するソレノイドリレーと、走行系動力伝達部材のシフト位置を検出するシフト検出器と、作業機を駆動させるＰＴＯ軸への動力伝達状況を検出するＰＴＯ検出器と、作業者の、車両操縦部に設置したシートへの着座状況を検出するシート検出器とを接続するとともに、
前記コントローラの１の出力ポートには、前記エンジンストップソレノイドへの出力と、警報装置からなる安全機構とを接続することを特徴とする、請求項１に記載の作業車両のエンジン制御装置。
前記コントローラは、前記エンジンの駆動時に、前記シフト検出器による駆動系への動力非伝達と、前記ＰＴＯ検出器による前記ＰＴＯ軸への動力非伝達と、前記シート検出器による作業者の前記シート着座とのいずれか１以上の検出情報が得られない安全喚起モードになると、前記ソレノイドリレーへの通電を停止し、前記エンジンストップソレノイドへの電流供給を停止させるとともに、前記警報装置を作動させることを特徴とする、請求項１および４に記載の作業車両のエンジン制御装置。
前記コントローラは、前記エンジンの始動時に、前記安全喚起モードになると、前記スタータリレーへの通電を停止させ、前記エンジンの始動を牽制し、前記エンジンストップソレノイドへの電流供給を停止させるとともに、前記警報装置を作動させることを特徴とする、請求項１および４に記載の作業車両のエンジン制御装置。
　前記エンジン制御装置は、前記コントローラの外部に、トランスファ接点リレーを備えることを特徴とする、請求項１に記載の作業車両のエンジン制御装置。
　前記コントローラは、前記スタートスイッチの投入により、前記グローリレーおよび前記ソレノイドリレーを一定時間励磁させることを特徴とする、請求項１、４、５に記載の作業車両のエンジン制御装置。
　前記コントローラは、前記グローリレーと、前記ソレノイドリレーとを内蔵することを特徴とする、請求項１、４、５、８に記載の作業車両のエンジン制御装置。