JP2010096017A - 作業機械のエンジン制御回路 - Google Patents

Abstract

【課題】
作業機械のエンジン制御回路に関し、エンジンの始動，運転状態を制御する制御回路において、簡素な構成で油圧ロックレバー及びエンジン停止スイッチの機能を確保する。
【解決手段】
エンジン始動用のスタータモータ３と、制御側回路４ａへの通電により被制御側回路４ｂを接続してスタータモータ３の作動の可否を選択するニュートラルスタートリレー４と、ニュートラルスタートリレー４の制御用電源であるコイル電源５と、ニュートラルスタートリレー４の制御側回路４ａ及びコイル電源５間を接続する第一電気回路６とを備える。
第一電気回路６上にニュートラルリミットスイッチ７及びセカンドシャットダウンスイッチ８を直列に介装させ、油圧ロックレバー１及びエンジン停止スイッチ２の操作位置に応じて第一電気回路６を断接させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、作業機械の油圧機器の動作をロックするための油圧ロックレバー及びキースイッチ以外にエンジンを停止させるボタンを備えた作業機械のエンジン制御回路に関する。

従来の作業機械のキャブ内には、緊急時に作業機械の動作を停止させるための安全装置として、エンジンの緊急停止ボタンや油圧ロックレバーが設けられている。
例えば、特許文献１には、作業機を緊急停止させる必要のあるエラーをエラー監視器で検出し、エンジン停止ソレノイドでエンジンを緊急停止させる制御を実施する安全装置が記載されている。この技術では、エラー監視器が自発的にエラーを検出した場合だけでなく、オペレータがエンジン停止スイッチを操作した場合にも、エンジン停止ソレノイドを作動させてエンジンを停止させることができるようになっている。

また、特許文献２には、作業機械の運転席部設けられた油圧ロックレバーをロック解除姿勢からロック姿勢へと変姿させることで、油圧アクチュエータへの圧油供給を断つ技術が開示されている。この技術では、油圧ロックレバーがロック解除位置に操作された状態で油圧アクチュエータの作動が許可されるとともにエンジンの始動（停止している場合）が禁止され、一方、油圧ロックレバーがロック位置に操作された状態で油圧アクチュエータの作動が禁止されると共にエンジンの始動が許可されている。つまり、油圧系をロックした状態のみでエンジンを始動させる仕組みにすることにより、エンジン始動直後に不意に作業機械が作動してしまうような不具合を防止している。
特開平１０−４７０９４号公報 特開２０００−５４４３６号公報

ところで、エンジン停止スイッチによるエンジンの緊急停止制御と油圧ロックレバーによるエンジンの始動制御とは、エンジンを停止状態にする（停止状態を保持する）という機能において共通している。そこで、それぞれの制御回路を独立して設けるのではなく、部分的に回路を共通化することが考えられる。具体的には、図７に示すような制御回路である。

この制御回路３０では、油圧ロックレバー２１，エンジン停止スイッチ２２及びエンジンのキースイッチ２９の操作状態に応じて、エンジンのスタータモータ２３及びエンジンへ燃料を供給する燃料供給ソレノイド３３を制御する制御回路が示されている。
ニュートラルリミットスイッチ２７は、油圧ロックレバー２１の操作位置に応じて回路を断接する一回路一接点型のスイッチである。ここでは、油圧ロックレバー２１がロック位置に操作されている場合に回路を接続し、ロック解除位置に操作されている場合に回路を遮断するものとする。なお、ニュートラルリミットスイッチ２７が介装された回路は、後述するニュートラルスタートリレー２４の制御側回路２４ａのコイルへと接続されている。

セカンドシャットダウンスイッチ２８は、エンジン停止スイッチ２２のオン／オフ状態に応じて切り換えられる一回路二接点型のスライドスイッチである。セカンドシャットダウンスイッチ２８で選択される二接点のうち、オフ位置に対応する一方は燃料供給ソレノイド３３に接続されている。つまり、こちらの接点が選択されていると、エンジンが始動，運転することになる。また、オン位置に対応する他方の接点側には、後述するニュートラルスタートリレー２４の制御側回路２４ａのコイルへと続く回路が形成されている。

キースイッチ２９は、エンジンキーを差し込んで回転させることによりエンジンの始動及び停止を切り換える一般的なエンジンキースイッチである。なお、図７では、二回路三接点型のスライドスイッチを用いた場合が例示されている。
スタータモータ２３は、電源としてのスタータ電源３２に対してスタートリレー３１を介して接続されている。このスタートリレー３１は、制御側回路３１ａに介装されたコイルが励磁されると被制御側回路３１ｂを閉鎖（接続）する機能を持ったリレーである。また、制御側回路３１ａのコイルが非励磁の場合には、被制御側回路３１ｂの回路を開放（切断）して、スタータモータ２３の作動を禁止するようになっている。

さらに、キースイッチ２９とスタートリレー３１の制御側回路３１ａのコイルとを接続する回路上にはニュートラルスタートリレー２４が介装されている。このニュートラルスタートリレー２４は、ニュートラルリミットスイッチ２７が接合されている場合、又は、エンジン停止スイッチ２２における他方側の接点が選択されている場合に、制御側回路２４ａのコイルが励磁されて、スタートリレー３１の制御側回路３１ａへと接続された被制御側回路２４ｂを切断する機能を有している。なお、図７に示すように、ニュートラルリミットスイッチ２７及びセカンドシャットダウンスイッチ２８は、ニュートラルスタートリレー２４に対して並列に接続されている。

つまり、油圧ロックレバー２１がロック解除位置に操作されている場合、又は、エンジン停止スイッチ２２がオン位置に操作されている場合には、ニュートラルスタートリレー２４の制御側回路２４ａのコイルが励磁されるため、キースイッチ２９がスタート位置に操作されたとしてもスタートリレー３１の制御側回路３１ａのコイルを励磁状態にすることができず、スタータモータ２３が作動しないようになっている。したがって、停止しているエンジンの再始動を防止することができる。

一方、油圧ロックレバー２１がロック位置に操作され、かつ、エンジン停止スイッチ２２がオフ位置に操作されている場合には、ニュートラルスタートリレー２４の制御側回路２４ａのコイルが非励磁状態となるため、キースイッチ２９をスタート位置に操作すればスタートリレー３１の制御側回路３１ａのコイルが励磁されて、スタータモータ２３が作動する。したがって、エンジンを始動させることができる。

このように、スタータモータ２３の作動の可否を選択するニュートラルスタートリレー２４に対して、ニュートラルリミットスイッチ２７とセカンドシャットダウンスイッチ２８とを並列に接続することにより、油圧ロックレバー２１の操作状態及びエンジン停止スイッチ２２の操作状態に応じたエンジンの始動，運転制御が可能となる。
しかしながら、ニュートラルリミットスイッチ２７とセカンドシャットダウンスイッチ２８とを並列に接続すると、両方のスイッチ２７，２８でともに回路が接続された場合に、回路がニュートラルスタートリレー２４の上流側で閉じてしまうため、電圧差を確保するべく回路上にダイオード３５を介装させて整流する必要が生じる。また、回路全体の構成がやや複雑となり、コストを低減させることができないという課題もある。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたもので、エンジンの始動，運転状態を制御する制御回路において、簡素な構成で油圧ロックレバー及びエンジン停止スイッチの機能を確保することができるようにした、作業機械のエンジン制御回路を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１記載の本発明の作業機械のエンジン制御回路は、油圧アクチュエータへの圧油供給を遮断するロック位置及び該圧油供給を許容するロック解除位置へと切換自在に設けられた油圧ロックレバーと、エンジンを緊急停止させるエンジン停止スイッチとを備えた作業機械のエンジン制御回路において、該エンジンの始動時における駆動力を供給するスタータモータと、制御側回路及び被制御側回路を有し、該制御側回路への通電により該被制御側回路を接続して、該スタータモータの駆動の可否を選択するニュートラルスタートリレーと、該ニュートラルスタートリレーの制御用電源であるコイル電源と、該ニュートラルスタートリレーにおける該制御側回路及び該コイル電源間を接続する第一電気回路と、該第一電気回路上に介装され、該油圧ロックレバーの操作位置に応じて該第一電気回路を断接するニュートラルリミットスイッチと、該第一電気回路上における該ニュートラルリミットスイッチよりも該コイル電源側に介装され、該エンジン停止スイッチの操作位置に応じて該第一電気回路を断接するセカンドシャットダウンスイッチとを備え、該ニュートラルリミットスイッチ及び該セカンドシャットダウンスイッチが、該第一電気回路上において直列に接続されていることを特徴としている。

なお、該ニュートラルリミットスイッチ及び該セカンドシャットダウンスイッチは、少なくとも一回路一接点型のいわゆるオン／オフスイッチとして機能するものであればよい。例えば、多回路多接点型のスライドスイッチの一部をオン／オフスイッチとして用いることは可能である。
また、該ニュートラルスタートリレー，メインリレー及びスタートリレーは、制御側回路にコイルを有し、コイルの励磁によって被制御側回路を接続又は切断する一般的なリレーとして構成されている。なお、コイルの励磁状態と被制御回路側の断接状態との対応関係は任意である。

また、請求項２記載の本発明の作業機械のエンジン制御回路は、請求項１記載の構成に加え、該エンジン停止スイッチとは別設され、該第一電気回路上において該ニュートラルリミットスイッチ及び該セカンドシャットダウンスイッチと直列に接続されたエンジンキースイッチと、該エンジンキースイッチがスタート位置に操作されたときに、該コイル電源と該ニュートラルスタートリレーの該被制御側回路とを接続する第二電気回路とをさらに備えたことを特徴としている。

また、請求項３記載の本発明の作業機械のエンジン制御回路は、請求項１又は２記載の構成に加え、該第一電気回路上における該ニュートラルリミットスイッチ及び該セカンドシャットダウンスイッチ間から分岐して形成された分岐回路と、該エンジンに供給される燃料噴射量を制御する燃料制御ソレノイドと、該分岐回路上に介装され、該分岐回路への通電により該燃料制御ソレノイドの駆動の可否を選択するメインリレーとをさらに備えたことを特徴としている。

また、請求項４記載の本発明の作業機械のエンジン制御回路は、請求項１〜３の何れか１項に記載の構成に加え、該スタータモータの駆動用電源であるスタータ電源と、該スタータモータ及び該スタータ電源間を接続するスタータ回路と、該スタータ回路上に介装されたスタートリレーとを備え、該ニュートラルスタートリレーが、該制御側回路への通電時に該スタートリレーのコイルを励磁して該スタータモータを作動させるように接続されていることを特徴としている。

本発明の作業機械のエンジン制御回路（請求項１）によれば、ニュートラルリミットスイッチ及びセカンドシャットダウンスイッチを直列に接続することにより、簡素な構成でニュートラルスタートリレーを正確に駆動することができる。例えば、並列に接続した場合と比較して、ダイオードを省略することができる。
また、本発明の作業機械のエンジン制御回路（請求項２）によれば、該ニュートラルリミットスイッチ及び該セカンドシャットダウンスイッチが共に接続されている状態において、該キースイッチが該スタート位置に操作された場合に、該ニュートラルスタートリレーが作用して該スタータモータが作動することになる。該ニュートラルリミットスイッチ及び該セカンドシャットダウンスイッチのうちの何れか一方が切断されていれば、該キースイッチがスタート位置に操作されたとしても、該スタータモータは作動しない。

また、本発明の作業機械のエンジン制御回路（請求項３）によれば、第一電気回路上におけるセカンドシャットダウンスイッチの下流側から分岐回路を形成して燃料制御ソレノイドを制御することにより、ニュートラルスタートリレーの操作状態に係わらず、エンジンの燃料噴射量を制御することができる。例えば、該エンジンの運転中にニュートラルリミットスイッチが切断されたとしても、エンジンの運転（すなわちアイドル運転）を継続させることができる。

また、本発明の作業機械のエンジン制御回路（請求項４）によれば、スタータモータへ電力を供給する回路とスタータモータの動作を制御するための回路とを分離することができる。

以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図５は、本発明の一実施形態に係る作業機械のエンジン制御回路を説明するためのものであり、図１は本エンジン制御回路の全体構成を模式的に示す回路図、図２は本エンジン制御回路の通電状態を模式的に示す回路図であって、（ａ）は通常のエンジン始動時の状態、（ｂ）は油圧ロックレバーによりエンジンの始動が禁止された状態を示すものである。また、図３も図２と同様に本エンジン制御回路の通電状態を模式的に示す回路図であって、（ａ）はキースイッチをオフ操作した状態、（ｂ）はエンジン停止スイッチによりエンジンの始動が禁止された状態を示すものである。

図４は本エンジン制御回路が適用された油圧ショベルのキャブを模式的に示す斜視図、図５はその油圧ショベルの全体構成を示す斜視図である。なお、図６は本発明の変形例としてのエンジン制御回路を例示する回路図であり、（ａ）は図１に示す回路のスタータモータ周りを変更した回路図、（ｂ）は図１に示す回路の燃料供給ソレノイド周りを変更した回路図である。

［１．全体構成］
本発明に係るエンジン制御回路は、図５に示す油圧ショベル４０に適用されている。
この油圧ショベル４０は、クローラ式の走行装置を装備した下部走行体４１と、下部走行体４１の上に旋回自在に搭載された上部旋回体４２とを備えて構成される。上部旋回体４２における前方側には、ブームやアーム等の作業装置４３及びオペレータが搭乗するキャブ４４が設けられており、上部旋回体４２における後端部にはその壁面に沿った形状のカウンタウェイト４５が設けられている。また、カウンタウェイト４５の直前方には、エンジンルーム４６が設けられている。エンジンルーム４６の内部には、油圧ショベル４０の駆動源であるエンジン４７が配置されている。

図４に示すように、キャブ４４の内部には油圧ショベルに装備されたブームやアーム等の作業装置を駆動するための操作レバーや、オペレータが着座するシート４８が設けられている。また、シート４８の下方には、油圧ロックレバー１，エンジン停止スイッチ２及びキースイッチ９が固設されている。
油圧ロックレバー１は、油圧ショベル４０に搭載された各種油圧アクチュエータへの圧油供給を遮断（ロック、すなわち一時的に停止する）し、あるいは、その圧油供給を許容するための安全装置である。この油圧ロックレバー１は、ロック解除姿勢とロック姿勢とを取り得るようにシート４８側方のコンソールに対して回動自在に枢着されており、二種類の位置に変姿することができるようになっている。これらの変姿位置のうち、図４に示すように、下方へ降ろした位置をロック位置と呼び、コンソール前方へ水平に持ち上げた位置をロック解除位置と呼ぶ。本油圧ショベル４０では、油圧ロックレバー１が下方へ降ろされたロック位置にある状態では、作業装置４３や下部走行体４１等に設けられた全ての油圧アクチュエータに対応する操作レバーのパイロット圧がロックされるようになっている。また、油圧ロックレバー１が持ち上げられてロック解除位置にある状態では、圧油供給が許容されてそのパイロット圧が各油圧アクチュエータへ伝達されるようになっている。このような仕組みにより、例えばオペレータが乗降時に誤って操作レバーに接触したとしても、油圧ロックレバー１が下方に降りていれば作業装置４３が不意に作動しないようになっている。

また、油圧ロックレバー１がロック解除位置にある状態では、停止しているエンジン４７を始動させることができないようになっている。つまり、油圧ロックレバー１が下方へ降ろされたロック位置にある状態でのみ、エンジン４７が始動する。前述の通りこのような仕組みにより、エンジン４７の始動時における油圧アクチュエータの誤作動を防止している。

エンジン停止スイッチ２は、エンジン４７を緊急停止させるためのオン／オフスイッチであり、キャブ４４の外部からも手が届くようにシート４８の下部における入り口側（図４においては向かって右側）に固設されている。エンジン４７を停止させる手段としては、通常停止時に用いられるキースイッチ９とこのエンジン停止スイッチ２との２種類の手段が設けられていることになる。本実施形態では、エンジン停止スイッチ２をオン操作すると運転中のエンジン４７が停止するとともに始動（再始動）が防止されるようになっている。

キースイッチ９とは、エンジンキーを差し込んで回転させることによりエンジンを始動，停止させることができるいわゆるイグニッションキースイッチであり、エンジン４７の停止状態に対応するオフ位置，エンジン４７の始動時に操作されるスタート位置，始動後（例えば完爆後）のエンジン運転時の位置であるオン位置，電装品のみに通電させるアクセサリ位置等、複数の操作ポジションを備えている。以下、本実施形態では特にエンジン４７の動作に着目し、キースイッチ９としてオフ(OFF)位置，スタート(ST)位置及びオン(ON)位置の三位置を備えた二回路三接点型のスライドスイッチを用いた場合を説明するが、操作ポジションの種類や数はこれに限定されるものではないことを付記しておく。

［２．回路構成］
本発明に係るエンジン制御回路１０について詳述する。図１に示すように、本エンジン制御回路１０には、エンジン４７の始動時の駆動力を供給するスタータモータ３と、スタータモータ３の駆動の可否を選択するニュートラルスタートリレー４と、その制御用電源である電源５（コイル電源）とを備えるとともに、前述の油圧ロックレバー１及びエンジン停止スイッチ２のそれぞれの操作位置に応じて動作するニュートラルリミットスイッチ７及びセカンドシャットダウンスイッチ８を備えて構成される。

電源５は、ニュートラルスタートリレー４のコイルを励磁するための制御用電源としての機能を持っている。以下、ニュートラルスタートリレー４のコイルと電源５とを接続する回路のことを、第一電気回路６を呼ぶ。
ニュートラルスタートリレー４は、コイルが介装された制御側回路４ａ及び被制御側回路４ｂを備えて構成されており、制御側回路４ａへの通電によりコイルが励磁されると被制御側回路４ｂを接続するリレーである。制御側回路４ａには第一電気回路６が接続されている。一方、被制御側回路４ｂに接続された回路を第二電気回路１５と呼ぶ。このニュートラルスタートリレー４は、制御側回路４ａに接続された第一電気回路６からの励磁電流を受けて、被制御側回路４ｂに接続された第二電気回路１５を接続して通電させ、これを以てスタータモータ３を作動させるようになっている。一方、第一電気回路６のどこかが開放（切断）された状態では、第二電気回路１５が通電せず、スタータモータ３が作動しない。したがって、ニュートラルスタートリレー４は、第一電気回路６の通電状態に応じてスタータモータ３の駆動の可否を選択するように機能している。

また、第一電気回路６上には、ニュートラルリミットスイッチ７及びセカンドシャットダウンスイッチ８が直列に配置されている。
ニュートラルリミットスイッチ７は、油圧ロックレバー１がロック解除位置に操作されているときに回路を開放（切断）し、ロック位置に操作されているときに閉鎖（接続）する一回路一接点型のいわゆるオン／オフスイッチである。同様に、セカンドシャットダウンスイッチ８も、エンジン停止スイッチ２がオン操作されているときに回路を開放（切断）し、オフ位置に操作されているときに回路を閉鎖（接続）する一回路一接点型のオン／オフスイッチである。例えば、オペレータがエンジン４７を緊急停止させたいときには、このエンジン停止スイッチ２をオンに操作するようになっている。

第一電気回路６上におけるセカンドシャットダウンスイッチ８と電源５との間には、前述のキースイッチ９が介装されている。具体的には、キースイッチ９の入力側に電源５からの一系統が接続される一方で、出力側には第一電気回路６及び第二電気回路１５の二系統が接続されている。キースイッチ９は、スタート位置に操作されると第一電気回路６及び第二電気回路１５をともに閉鎖（接続）するとともに、その後、内蔵された図示しないスプリング等の付勢手段によって自動的にオン位置へ移動して第一電気回路６のみを閉鎖（接続）し、あるいは、オフ位置に操作されると第一電気回路６及び第二電気回路１５をともに開放（切断）するように構成されている。

なお、第二電気回路１５は、ニュートラルスタートリレー４における被制御側回路４ｂに接続された回路であり、かつ、後述するスタートリレー１１における制御側回路１１ａに接続された、スタータモータ３を作動させるための回路である。
本エンジン制御回路１０には、スタータモータ３の駆動用電源として、スタータ電源１２が設けられている。なお、スタータ電源１２の代わりに電源５を用いる構成としてもよい。ここではスタータ電源１２とスタータモータ３とを接続する回路のことを、スタータ回路１６と呼ぶ。スタータ回路１６上にはスタートリレー１１が介装されている。スタートリレー１１もニュートラルスタートリレー４と同様に、制御側回路１１ａ及び被制御側回路１１ｂを備えて構成されており、制御側回路１１ａへの通電によりコイルが励磁されると被制御側回路１１ｂを接続するものである。

スタートリレー１１の制御側回路１１ａには前述の第二電気回路１５が接続され、被制御側回路１１ｂにはスタータ回路１６が接続されている。これにより、スタートリレー１１は、第二電気回路１５が通電されると、それを受けてスタータ回路１６を閉鎖（接続）し、スタータモータ３を作動させるようになっている。つまりこの場合、停止しているエンジン４７が始動（再始動）する。

第一電気回路６におけるニュートラルリミットスイッチ７とセカンドシャットダウンスイッチ８との間からは、分岐回路１７が分岐して形成されている。この分岐回路１７は、メインリレー１４に接続されている。メインリレー１４も、上記のスタートリレー１１と同様に、制御側回路１４ａ及び被制御側回路１４ｂを備えて構成されており、制御側回路１４ａへの通電によりコイルが励磁されると被制御側回路１４ｂを接続する。分岐回路１７は、制御側回路１４ａに接続されている。一方、被制御側回路１４ｂの両側には、電源５の直下から分岐形成されて燃料供給ソレノイド（ソレノイドバルブ）１３へと通ずるラインが接続されている。燃料供給ソレノイド１３は、電源５からの電力供給を受けてエンジン４７へ燃料を供給する機能を持っている。これにより、燃料供給ソレノイド１３へ通電されている場合には定常的にエンジン４７へ燃料が供給され、エンジン４７の運転が継続されるようになっている。

［３．制御作用］
［Ａ．通常のエンジン始動時］
図２（ａ）に、通常のエンジン始動時における本エンジン制御回路１０の通電状態を模式的に示す。なお以下、図２（ａ），（ｂ）及び図３（ａ），（ｂ）では通電しているラインを太線で示す。ここでいう通常のエンジン始動時とは、以下の条件を満たす場合である。
・油圧ロックレバー１がロック位置に操作されている
・エンジン停止スイッチ２がオフ位置に操作されている
・キースイッチ９がスタート位置に操作されている

この場合、ニュートラルリミットスイッチ７及びセカンドシャットダウンスイッチ８がともに閉鎖（接続）されているため、電源５からの電力が第一電気回路６を通ってニュートラルスタートリレー４の制御側回路４ａへと供給される。これにより、ニュートラルスタートリレー４のコイルが励磁され、被制御側回路４ｂが閉鎖（接続）される。さらに、キースイッチ９のスタート位置への操作によって第二電気回路１５へ供給された電力はスタートリレー１１の制御側回路１１ａへも供給されることになり、スタートリレー１１の被制御側回路１１ｂも閉鎖（接続）される。したがって、スタータ電源１２とスタータモータ３とが接続され、エンジン４７が始動する。

また、キースイッチ９がオン位置へ移動しても第一電気回路６への通電が確保されるため、電源５からの電力が分岐回路１７を介してメインリレー１４の制御側回路１４ａへと供給される。これにより、メインリレー１７のコイルが励磁され、被制御側回路１４ｂが閉鎖（接続）される。したがって、電源５と燃料供給ソレノイド１３とが接続されたままの状態となり、エンジン４７が運転を継続してアイドリング状態となる。

［Ｂ．油圧ロックレバーがロック解除位置に操作されている場合］
油圧ロックレバー１がロック解除位置に操作されている状態で、エンジン４７を始動させようとした場合における本エンジン制御回路１０の通電状態を図２（ｂ）に示す。ここでは、以下の条件が満たされているものとする。
・油圧ロックレバー１がロック解除位置に操作されている
・エンジン停止スイッチ２がオフ位置に操作されている
・キースイッチ９がスタート位置に操作されている
この場合、セカンドシャットダウンスイッチ８は閉鎖（接続）されているものの、ニュートラルリミットスイッチ７は開放（切断）されている。これにより、ニュートラルスタートリレー４が励磁されず、スタートリレー１１の制御側回路１１ａへの給電も遮断される。したがって、スタータ回路１６が遮断された状態となり、エンジン４７は始動しない。

なお、これに類似した通電状態として、キースイッチ９がオン位置に操作されている場合が考えられる。つまり、エンジン４７の運転中に油圧ロックレバー１がロック解除位置に操作された場合である。このような場合には、分岐回路１７を介したメインリレー１７への給電が継続されるため、そのままエンジン４７の運転が維持される。

［Ｃ．キースイッチがオフ位置に操作された場合］
エンジン４７の運転中にキースイッチ９がオフ位置へ操作された場合の通電状態を図３（ａ）に示す。ここでは、以下の条件が満たされているものとする。
・油圧ロックレバー１がロック位置に操作されている
・エンジン停止スイッチ２がオフ位置に操作されている
・キースイッチ９がオフ位置に操作されている
この場合、ニュートラルリミットスイッチ７及びセカンドシャットダウンスイッチ８の操作状態に関わらず、第一電気回路６も第二電気回路１５も開放（切断）された状態となる。そのため、スタートリレー１１が作動せず、エンジン４７は始動しない。

また、キースイッチ９がオン位置からオフ位置に操作された場合には、分岐回路１７を介したメインリレー１７への給電が遮断されることになるため、メインリレー１４の被制御側回路１４ｂが閉鎖（切断）され、燃料供給ソレノイド１３による燃料供給が停止する。したがって、エンジン４７が停止する。つまり、一般的なキースイッチ９のオフ操作でエンジン４７を停止させることができる。

［Ｄ．エンジン停止スイッチがオン位置に操作されている場合］
エンジン停止スイッチ２がオン位置に操作されている状態で、エンジン４７を始動させようとした場合における本エンジン制御回路１０の通電状態を図３（ｂ）に示す。ここでは、以下の条件が満たされているものとする。
・油圧ロックレバー１がロック位置に操作されている。
・エンジン停止スイッチ２がオン位置に操作されている
・キースイッチ９がスタート位置に操作されている
この場合、セカンドシャットダウンスイッチ８が開放（切断）され、ニュートラルスタートリレー４が励磁されないため、スタートリレー１１の制御側回路１１ａへの給電が遮断される。したがって、スタータ回路１６が遮断された状態となり、エンジン４７は始動しない。

また、これに類似した通電状態として、キースイッチ９がオン位置に操作されている（エンジン４７の運転中）状態で、エンジン停止スイッチ２がオン位置に操作された場合が考えられる。図３（ｂ）に示すように、セカンドシャットダウンスイッチ８が開放（切断）されると分岐回路１７への通電も遮断されることになるため、メインリレー１４が励磁されず、燃料供給ソレノイド１３への給電が遮断される。したがって、燃料供給ソレノイド１３による燃料供給が停止し、エンジン４７が停止する。つまり、油圧ロックレバー１の操作位置に関わらず、エンジン停止スイッチ２を押すことでエンジン４７を停止させることができる。

［Ｅ．始動条件及び制御内容の対応関係］
以下に、本油圧ショベル４０で設定されている油圧ロックレバー１，エンジン停止スイッチ２及びキースイッチ９の操作位置とエンジン４７の状態との対応関係を表１に示す。
エンジン４７の運転中の動作に関しては、エンジン停止スイッチ２がオン位置に操作された場合、又は、キースイッチ９がオフ位置に操作された場合に、エンジン４７が停止する。油圧ロックレバー４７の操作によってエンジン４７が停止してしまうことはない。

一方、停止中のエンジン４７の始動時の動作に関しては、油圧ロックレバー１がロック位置であり、かつ、エンジン停止スイッチ２がオフ位置に操作されており、かつ、キースイッチ９がスタート位置に操作された場合にのみ、エンジン４７が始動することになる。

本エンジン制御回路１０における各電気回路の機能をまとめると、第一電気回路６は、エンジンの始動条件が満たされている場合にスタータモータ３を作動させる機能を担う電気回路といえる。一方、第二電気回路１５は、エンジン４７の始動時にのみ必要なスタータモータ３の駆動を担う電気回路といえる。また、分岐回路１７は、エンジン４７へ燃料を供給して運転状態を維持する機能を担う電気回路である。なお、スタータ回路１６はスタータモータ３へ実際に駆動電力を供給する電気回路である。

［４．効果］
本エンジン制御回路１０によれば、エンジンの始動条件に係るリミットスイッチ７，セカンドシャットダウンスイッチ８及びキースイッチ９を第一電気回路６上に直列に配置するという簡素な構成で、第一電気回路６に通電していることを以てエンジン４７の始動条件が満たされていることを確実に把握することができ、停止中のエンジン４７を始動させることができる。このように、簡素な構成でニュートラルスタートリレー４を正確に駆動することができる。

また、図７に示すような制御回路（すなわち、ニュートラルリミットスイッチ７及びセカンドシャットダウンスイッチ８をニュートラルスタートリレー４に対して並列に接続した回路）と比較して、整流用のダイオード３５が不要となるだけでなく、全体の電気回路構成を簡素にすることができ、コストを削減することができる。
また、第一電気回路６上におけるセカンドシャットダウンスイッチ８の下流側から分岐回路１７を形成して燃料供給ソレノイド１３の動作を制御することにより、ニュートラルリミットスイッチ７の操作状態に係わらず、エンジン４７の燃料噴射量を制御することができる。例えば、エンジン４７の運転中に油圧ロックレバー１が操作されたとしても、エンジン４７の運転（すなわちアイドル運転）を継続させることができる。

また、本実施形態では、キースイッチ９も第一回路６に直列に接続しているため、キースイッチ９の操作状態に応じたスタータモータ３の制御が容易である。例えば、ニュートラルリミットスイッチ７及びセカンドシャットダウンスイッチ８が共に接続されている状態において、キースイッチ９がスタート位置に操作されると、ニュートラルスタートリレー４が励磁されてスタータモータ３が作動することになる。ニュートラルリミットスイッチ７及びセカンドシャットダウンスイッチ８のうちの何れか一方が切断されていれば、キースイッチ９がスタート位置に操作されたとしても、スタータモータ９は作動しない。

また、キースイッチ９がセカンドシャットダウンスイッチ８の上流側（すなわち、電源５とセカンドシャットダウンスイッチ８との間）に介装されているため、エンジン４７の運転中にキースイッチ９をオフ操作した場合に分岐回路１７への通電を遮断させてエンジン４７を停止させることができる。このように、一般的なエンジン用キースイッチとして機能に支障のない構造とすることができる。

また、スタータモータ３を駆動するためのスタータ回路１６上にスタートリレー１１を介装するとともに、このスタートリレー１１を励磁することによってスタータモータ３の作動又は非作動を制御する構成となっているため、スタータモータ３の電力供給回路と制御回路とを分離することができる。

［５．その他］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述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形して実施することができる。
例えば、ニュートラルスタートリレー４，スタートリレー１１，メインリレー１４における制御側回路４ａ，１１ａ，１４ａへの通電の有無と被制御側回路４ｂ，１１ｂ，１４ｂの断接状態との対応関係は、上記の表１に記載された機能が果たされる限りにおいて適宜変更してもよい。例えば、ニュートラルスタートリレー４において制御側回路４ａへの通電時に被制御側回路４ｂを切断する構成とするとともに、スタートリレー１１において制御側回路１１ａへの非通電時に被制御側回路１１ｂを接続する構成とし、キースイッチ９をスタート位置に操作したときにのみスタータ電源１２の電力がスタータ回路１６へ供給される構成とすれば、上述の実施形態と同様の効果を奏するエンジン制御回路をなすことができる。

なお、リレーには、制御側回路及び被制御側回路の断接状態の組み合わせが異なる二種類のリレーが存在する。したがって、複数のリレーを組み合わせてこれらの組み合わせを適宜変更することができる。
また、上述の実施形態では、電源５とスタータ電源１２とが別体に設けられているが、スタータモータ３に要求される必要電圧等の条件を度外視すれば、スタータモータ３の電力を電源５から導入する構成とすることも考えらえる。

この場合、図６（ａ）に示すように、スタートリレー１１を省略して、スタータモータ３の作動の可否をニュートラルスタートリレー４に直接的に選択させる構成としてもよい。なおここでは、上述の実施形態における第二電気回路１５上にスタータモータ３を配置することで、上記の表１に記載された機能を確保することができ、上述の実施形態と同様の作用効果を奏するものとなる。

あるいは、図６（ｂ）に示すように、メインリレー１４を省略して、分岐回路１７上に燃料噴射ソレノイド１３を配置した構成としてもよい。このような回路でも、上述の実施形態と同様の作用効果を奏するものとなる。
また、キースイッチ９でエンジン４７の始動及び停止を制御する公知の技術を利用して、本エンジン制御回路１０からキースイッチ９や第二電気回路１５を取り除いた構成とすることも考えられる。すなわち、キースイッチ９によるエンジン４７の制御回路と、ニュートラルリミットスイッチ７及びセカンドシャットダウンスイッチ８によるエンジン４７の制御回路とを分離して、二重に制御する構成としてもよい。

また、上述の実施形態では、本電装品配設構造を油圧ショベル４０に適用したものを例示したが、本発明の適用対象はこれに限定されず、クレーン装置やホイールローダ等、油圧ロックレバー１及び緊急用のエンジン停止スイッチ２を備えた作業機械全般に適用することが可能である。

本発明の一実施形態に係る作業機械のエンジン制御回路の全体構成を模式的に示す回路図である。 本発明の一実施形態に係る作業機械のエンジン制御回路の通電状態を模式的に示す回路図であり、（ａ）は通常のエンジン始動時の状態を示し、（ｂ）は油圧ロックレバーによりエンジンの始動が禁止された状態を示すものである。 本発明の一実施形態に係る作業機械のエンジン制御回路の通電状態を模式的に示す回路図であり、（ａ）はキースイッチをオフ操作した状態を示し、（ｂ）はエンジン停止スイッチによりエンジンの始動が禁止された状態を示すものである。 本発明の一実施形態に係る作業機械のエンジン制御回路が適用された油圧ショベルのキャブを模式的に示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る作業機械のエンジン制御回路が適用された油圧ショベルの全体構成を示す斜視図である。 本発明の変形例としての作業機械のエンジン制御回路例示する回路図であり、（ａ）は図１に示す回路のスタータモータ３周りを変更した回路図、（ｂ）は図１に示す回路の燃料供給ソレノイド１３周りを変更した回路図である。 従来の作業機械のエンジン制御回路として例示された回路図である。

符号の説明

１ 油圧ロックレバー
２ エンジン停止スイッチ
３ スタータモータ
４ ニュートラルスタートリレー
５ 電源（コイル電源）
６ 第一電気回路
７ ニュートラルリミットスイッチ
８ セカンドシャットダウンスイッチ
９ キースイッチ
１０ エンジン制御回路
１１ スタートリレー
１２ スタータ電源
１３ 燃料供給ソレノイド
１４ メインリレー
１５ 第二電気回路
１６ スタータ回路
１７ 分岐回路

Claims (4)

1. 油圧アクチュエータへの圧油供給を遮断するロック位置及び該圧油供給を許容するロック解除位置へと切換自在に設けられた油圧ロックレバーと、エンジンを緊急停止させるエンジン停止スイッチとを備えた作業機械のエンジン制御回路において、
   該エンジンの始動時における駆動力を供給するスタータモータと、
   制御側回路及び被制御側回路を有し、該制御側回路への通電により該被制御側回路を接続して、該スタータモータの駆動の可否を選択するニュートラルスタートリレーと、
   該ニュートラルスタートリレーの制御用電源であるコイル電源と、
   該ニュートラルスタートリレーにおける該制御側回路及び該コイル電源間を接続する第一電気回路と、
   該第一電気回路上に介装され、該油圧ロックレバーの操作位置に応じて該第一電気回路を断接するニュートラルリミットスイッチと、
   該第一電気回路上における該ニュートラルリミットスイッチよりも該コイル電源側に介装され、該エンジン停止スイッチの操作位置に応じて該第一電気回路を断接するセカンドシャットダウンスイッチとを備え、
   該ニュートラルリミットスイッチ及び該セカンドシャットダウンスイッチが、該第一電気回路上において直列に接続されている
   ことを特徴とする、作業機械のエンジン制御回路。
2. 該エンジン停止スイッチとは別設され、該第一電気回路上において該ニュートラルリミットスイッチ及び該セカンドシャットダウンスイッチと直列に接続されたエンジンキースイッチと、
   該エンジンキースイッチがスタート位置に操作されたときに、該コイル電源と該ニュートラルスタートリレーの該被制御側回路とを接続する第二電気回路とをさらに備えた
   ことを特徴とする、請求項１記載の作業機械のエンジン制御回路。
3. 該第一電気回路上における該ニュートラルリミットスイッチ及び該セカンドシャットダウンスイッチ間から分岐して形成された分岐回路と、
   該エンジンに供給される燃料噴射量を制御する燃料制御ソレノイドと、
   該分岐回路上に介装され、該分岐回路への通電により該燃料制御ソレノイドの駆動の可否を選択するメインリレーとをさらに備えた
   ことを特徴とする、請求項１又は２記載の作業機械のエンジン制御回路。
4. 該スタータモータの駆動用電源であるスタータ電源と、
   該スタータモータ及び該スタータ電源間を接続するスタータ回路と、
   該スタータ回路上に介装されたスタートリレーとを備え、
   該ニュートラルスタートリレーが、該制御側回路への通電時に該スタートリレーのコイルを励磁して該スタータモータを作動させるように接続されている
   ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の作業機械のエンジン制御回路。

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