JP4385026B2 - 産業車両 - Google Patents

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Description

本発明は、産業車両に関し、その中でも特に、運転席が外部に露出して設けられた産業車両に関する。
従来より、フォークリフト等の産業車両においては、ロータリ式のキーシリンダに挿入された車両用キーが、オフ位置からイグニッションオン位置(IGON位置)及びエンジン始動位置(START位置)へと順に回転操作されることにより、制御装置が、車両のエンジンを含む車両駆動系への電源供給をしたり、エンジン始動用のスタータモータを駆動したりする、というように構成されている(例えば、特許文献1参照)。
即ち、この種の産業車両には、バッテリのプラス端子に常時接続されることで基準電位に保持され、オフ位置からIGON位置及びSTART位置へと順に変位する可動接点と、可動接点がIGON位置からSTART位置までの操作位置にあるとき、可動接点に接触して基準電位に保持される第1固定接点と、可動接点がSTART位置にあるとき、可動接点に接触して基準電位に保持される第2固定接点と、を有するキースイッチが備えられている。
そして更に、産業車両には、第1固定接点に第1経路を介して接続されると共に、第2固定接点に第2経路を介して接続され、第1固定接点が基準電位にあるときに車両駆動系への電源供給を行い、第2固定接点が基準電位にあるときにスタータモータを駆動する制御装置が設けられている。
特開2000−170907号公報
ところで、産業車両には、乗降用のドアが設けられずに運転席が外部に露出されたものがあり、このような産業車両においては、運転席が外部に露出されているため、外部から水,埃,油,鉄粉等の導電性物質がキーシリンダに入り込んでしまうことで、第1経路と第2経路とが短絡してしまうことがある。
そして、第1経路と第2経路とが短絡してしまった場合には、使用者がキーシリンダに挿入された車両用キーをオフ位置からIGON位置まで回転操作しただけで、第2固定接点の電位が基準電位となってしまう。
このため、制御装置は、キーシリンダに挿入された車両用キーがSTART位置まで回転操作されていないのにスタータモータを駆動してしまう。そして更に、エンジン始動後も、IGON位置にある車両用キーがオフ位置まで回転操作されるまでは、制御装置がスタータモータを駆動し続けてしまうので、スタータモータが故障してしまうことがあった。
本発明は、こうした問題を解決するためになされたものであり、産業車両において、簡単な構成で第1経路と第2経路との短絡による異常を判定すると共に、スタータモータの損傷を防止することを目的としている。
上記目的を達成するためになされた請求項1に記載の発明は、基準電位に保持され、使用者によるキー操作により待機位置から第1操作位置及び第2操作位置へと順に変位する可動接点と、可動接点が第1操作位置から第2操作位置までの操作位置にあるとき、可動接点に接触して基準電位に保持される第1固定接点と、可動接点が第2操作位置にあるとき、可動接点に接触して基準電位に保持される第2固定接点と、を備えたキースイッチと、キースイッチの第1固定接点に第1経路を介して接続され、第1固定接点が基準電位にあるとき、キースイッチから車両の駆動指令が入力されていると判断して、車両のエンジンを含む車両駆動系への電源供給を行う電源供給手段と、キースイッチの第2固定接点に第2経路を介して接続され、第2固定接点が基準電位にあるとき、キースイッチからエンジンの始動指令が入力されていると判断して、エンジン始動用のスタータモータを駆動するエンジン始動手段と、を備えた産業車両であって、電源供給手段により駆動指令が入力されていると判断されてから、エンジン始動手段により始動指令が入力されていると判断されるまでの時間差に基づいて、第1経路と第2経路とが短絡しているか否かを判定する判定手段と、判定手段により第1経路と第2経路とが短絡していると判定されると、エンジンが始動してから自立回転を始めるのに要する始動期間が経過したときに、エンジン始動手段によるスタータモータの駆動を停止させる停止手段と、を備えたことを特徴としている。
以上のような請求項1に記載の産業車両によれば、電源供給手段により駆動指令が入力されていると判断されてから、エンジン始動手段により始動指令が入力されていると判断されるまでの時間差を求めるだけで、第1経路と第2経路とが短絡しているか否かを判定しているので、簡単な構成で第1経路と第2経路との短絡による異常を判定することができる。
また、本発明の産業車両によれば、判定手段が異常判定した場合には、上記始動期間が経過したときに、エンジン始動手段によるスタータモータの駆動を停止させるので、スタータモータの損傷を防止することができる。
なお、エンジンが始動してから自立回転を始めるのに要する始動期間としては、例えば、スタータモータが作動してから予め設定された設定時間が経過するまでの期間でもよいし、エンジンが始動してからエンジン回転数が一定値に達するまででもよい。また、始動期間を、スタータモータが作動してから設定時間が経過するまでの期間にする場合には、その設定時間を、スタータモータが駆動してからエンジンが自立回転を始める程度の時間に設定するとよい。
ところで、第1経路と第2経路とが短絡していなかったとしても、使用者がエンジンの始動後もキー操作を継続することで、キースイッチの可動接点が第2操作位置にあり続けた場合には、エンジン始動手段がスタータモータを駆動し続けてしまうため、スタータモータが損傷してしまうことがある。
そこで、請求項1に記載の産業車両は、請求項2に記載のように構成するとよい。
即ち、請求項2に記載の産業車両において、停止手段は、判定手段により第1経路と第2経路とが短絡していないと判定されると、始動期間が経過したときに、エンジン始動手段によるスタータモータの駆動を停止させる。
これによれば、使用者の不注意によって、キースイッチの可動接点が第2操作位置にあり続けたとしても、始動期間が経過したときに、停止手段がスタータモータの駆動を停止させるので、スタータモータの損傷を防止することができる。
以下に、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
まず図1は、本発明が適用された産業車両の内部構成のうち、本発明にかかる主要な構成を表す概略構成図である。
本実施形態の産業車両は、図1に示すように、エンジンを始動させるためのスタータ2と、使用者による車両用キーの回転操作(以下、キー操作という)に応じてスイッチのオン/オフ動作を行うキースイッチ10と、キースイッチ10のオン/オフ動作に基づき、エンジンを含む車両駆動系への電源供給やスタータ2の駆動を行う制御装置20と、各種情報を表示するための表示部40と、を備えている。
スタータ2は、エンジン始動用のスタータモータ3と、スタータモータ3のコイルに電流を流してスタータモータ3を作動させるためのスタータソレノイド4とからなる。
スタータソレノイド4は、産業車両のバッテリ5からスタータモータ3へ至る通電経路の導通/遮断状態を切り換えるスイッチ4aと、スイッチ4aをオン/オフすることで、スイッチ4aに上記通電経路を導通/遮断させる吸引コイル4bとからなる。
吸引コイル4bは、一端が接地されており、他端が、スタータ2駆動用のスタートリレー8、給電用のメインリレー6を介して、バッテリ5のプラス端子に接続されている。
このため、吸引コイル4bには、メインリレー6がオンした状態でスタートリレー8がオンしたときに、バッテリ5からの電流が流れる。
そして、スイッチ4aは、吸引コイル4bに電流に流れると、上記通電経路を導通して(オンして)スタータモータ3を作動させる。
即ち、スタータ2は、スタートリレー8がオンしていたとしても、メインリレー6がオンしていなければ、スタータモータ3が作動しない(吸引コイル4bに電流が流れない)ようにされている。
キースイッチ10は、バッテリ5のプラス端子の電圧(以下、バッテリ電圧Vbという)に保持され、使用者のキー操作によりオフ位置からIGON位置及びSTART位置へと順に変位する可動接点Pと、可動接点PがIGON位置からSTART位置までの操作位置にあるとき、可動接点Pに接触してバッテリ電圧Vbに保持される固定接点IGと、可動接点PがSTART位置にあるとき、可動接点Pに接触してバッテリ電圧Vbに保持される固定接点STと、を備えている。
また、キースイッチ10は、使用者のキー操作により可動接点PがSTART位置に到達した後、使用者がキー操作を止めると(即ち、使用者が車両用キーから手を離すと)、可動接点Pが自動でIGON位置まで戻るようにされている。
なお、以下の説明では、固定接点IGと可動接点Pとからなるスイッチを、イグニッションスイッチ(IGSW)12といい、固定接点STと可動接点Pとからなるスイッチを、スタータスイッチ(STSW)14という。また、固定接点IGが可動接点Pと接触している状態を、IGSW12がオンしているといい、固定接点STが可動接点Pと接触している状態を、STSW14がオンしているという。
制御装置20は、キースイッチ10の固定接点IGにIG経路16を介して接続されたIG入力回路22と、キースイッチ10の固定接点STにST経路18を介して接続されたST入力回路24と、CPU,RAM,ROM等からなるマイクロコンピュータ26(以下、マイコン26という)と、マイコン26からの車両の駆動指令に応じてメインリレー6をオンするメインリレー駆動回路28と、マイコン26からのエンジンの始動指令に応じてスタートリレー8をオンするスタートリレー駆動回路30と、バッテリ電圧Vbから電源電圧Vmを生成して当該制御装置20の各部へ供給する電源回路32と、を備えている。
IG入力回路22は、IGSW12がオンされることによりキースイッチ10及びIG経路16を介してバッテリ電圧Vbが入力されると、IG信号をマイコン26へ出力する。
ST入力回路24は、STSW14がオンされることによりキースイッチ10及びST経路18を介してバッテリ電圧Vbが入力されると、ST信号をマイコン26へ出力する。
マイコン26は、IG入力回路22からIG信号が入力されると、車両の駆動指令をメインリレー駆動回路28に出力することで、エンジンを含む車両駆動系に対してバッテリ電圧Vbの供給を開始する。
また、マイコン26は、ST入力回路24からST信号が入力されると、スタートリレー駆動回路30に対してエンジンの始動指令を出力することで、スタータモータ3の駆動を開始する。
そして特に、本実施形態において、マイコン26は、IGSW12がオンされてからSTSW14がオンされるまでの時間差に基づいて、IG経路16とST経路18との短絡による異常を判定し、異常判定した場合には、その判定結果を表示部40に表示させると共に、予め設定された駆動時間T2だけ、スタータモータ3を駆動するようにされている。なお、駆動時間T2は、エンジンが始動してから自立回転を始める程度の時間であればよく、本実施形態では例えば5秒に設定されている。
次に、表示部40には、図2に示すように、当該産業車両の累積使用時間を表示するためのアワーメータ40a、エンジンの水温を表示するための水温計40b、燃料の残量を表示するための燃料計40c、IG経路16とST経路18との短絡による異常を使用者に警告するためのエラーランプ40d、オルタネータの発電状態による異常を使用者に警告するためのチャージランプ40e、エンジン油圧による異常を使用者に警告するためのエンジン油圧ランプ40f等が設けられている。
表示部40は、マイコン26によりIG経路16とST経路18との短絡による異常が判定されると、エラーランプ40dを点灯することにより、使用者に対してその旨を報知する。
次に、制御装置20のマイコン26で実行される処理について、図3のフローチャートを用いて説明する。なお、図3は、マイコン26が実行する処理を表すフローチャートである。
この処理は、マイコン26が常時実行する処理であり、図3の処理が開始されると、まずS110にて、IG入力回路22からIG信号が入力されたか否かを判定する。
そして、S110では、IG入力回路22からIG信号が入力されたと判定するまで当該処理を繰り返し、IG入力回路22からIG信号が入力されたと判定すると、IGSW12がオンされてキースイッチ10から車両の駆動指令が入力されていると判断して、S120へ移行する。
S120では、車両の駆動指令をメインリレー駆動回路28へ出力する。
すると、メインリレー駆動回路28がメインリレー6をオンすることとなり、バッテリ電圧Vbが車両駆動系に供給される。
次に、S130では、ST入力回路24からST信号が入力されているか否かを判定する。
そして、S130にて、ST入力回路24からST信号が入力されていないと判定した場合には、S140に移行する。
S140では、IG入力回路22からIG信号が入力されていないか否かを判定し、IG入力回路22からIG信号が入力されていると判定した場合には、IGSW12がオンされた状態であると判断してS130に戻り、逆に、IG入力回路22からIG信号が入力されていないと判定した場合には、IGSW12がオフされたと判断してS150に移行する。
そして、S150では、メインリレー駆動回路28に対して、車両の駆動停止指令を出力することで、メインリレー駆動回路28にメインリレー6をオフさせ(即ち、車両駆動系に対するバッテリ電圧Vbの供給を停止し)、S110に戻る。
一方、S130にて、ST入力回路24からST信号が入力されていると判定した場合には、STSW14がオンされてキースイッチ10からエンジンの始動指令が入力されていると判断して、S160に移行する。
S160では、IGSW12がオンされてからSTSW14がオンされるまでの時間差を算出し、その時間差が異常判定時間T1(例えば、0.5ms)以内であるか否かを判定する。なお、異常判定時間T1は、制御装置20がIG経路16とST経路18との短絡による異常を正確に判定することができる程度の時間であれば何でもよく、0秒に設定されていてもよい。
そして、S160にて、時間差が異常判定時間T1以内ではないと判定した場合には、IG経路16とST経路18とが短絡していないと判断して、S170に移行し、逆に、時間差が異常判定時間T1以内であると判定した場合には、IG経路16とST経路18とが短絡していると判断して、S200に移行する。
S170では、エンジンの始動指令をスタートリレー駆動回路30へ出力する。
すると、スタートリレー駆動回路30がスタートリレー8をオンして、更にスイッチ4aをオンすることとなり、スタータモータ3が作動する。
次に、S180では、ST入力回路24からST信号が入力されていないか否かを判定し、ST入力回路24からST信号が入力されていないと判定した場合には、STSW14がオフされたと判断してS230へ移行し、逆に、ST入力回路24からST信号が入力されていると判定した場合には、STSW14がオンされた状態であると判断してS190へ移行する。
S190では、エンジンの始動指令を出力してから駆動時間T2が経過したか否かを判定する。
そして、S190にて、エンジンの始動指令を出力してから駆動時間T2が経過していないと判定した場合には、S180に戻り、逆に、駆動時間T2が経過したと判定した場合には、エンジンが始動してから自立回転を始めるのに要する始動期間が経過したと判断してS230に移行する。
次に、S200では、S160の処理による判定結果を表示部40に出力することにより、表示部40にエラーランプ40dを点灯させる。
続いて、S210では、S170の処理と同様、エンジンの始動指令をスタートリレー駆動回路30へ出力することで、スタータモータ3を作動させる。
そして、続くS220では、エンジンの始動指令を出力してから駆動時間T2が経過したか否かを判定する。
そして、S220にてエンジンの始動指令を出力してから駆動時間T2が経過したと判定するまで当該処理を繰り返し、エンジンの始動指令を出力してから駆動時間T2が経過したと判定すると、エンジンが始動してから自立回転を始めるのに要する始動期間が経過したと判断してS230へ移行する。
S230では、スタートリレー駆動回路30に対して、スタータモータ3の駆動停止指令を出力することで、スタートリレー駆動回路30にスタートリレー8をオフさせると共に、スイッチ4aをオフさせ(即ち、スタータモータ3の作動を停止させ)、S130へ戻る。
次に、以上のような実施形態の産業車両の作用について、図4のタイムチャートを用いて説明する。なお、図4(a)は、IG経路16とST経路18とが短絡していないとき(正常時)の作用を表し、図4(b)は、IG経路16とST経路18とが短絡していないが、STSW14がオンされた状態が駆動時間T2以上続いたときの作用を表し、図4(c)は、IG経路16とST経路18とが短絡しているとき(異常時)の作用を表している。
まず、正常時の作用について説明する。
図4(a)に示すように、時刻t1にてIGSW12がオンされてから、異常判定時間T1以上経過した時刻t2にてSTSW14がオンされると、制御装置20が、スタートリレー8(詳しくは、スタートリレー8及びスイッチ4a)をオンすることにより、スタータモータ3を駆動してエンジンを始動させる。
その後、時刻t3にてSTSW14がオフされると、制御装置20が、スタートリレー8(詳しくは、スタートリレー8及びスイッチ4a)をオフすることによりスタータモータ3の駆動を停止する。
一方、図4(b)に示すように、時刻t2にてSTSW14がオンされてから駆動時間T2が経過してもSTSW14がオフされていなかった場合には、制御装置20が、時刻t2から駆動時間T2が経過した時刻t4にて、スタートリレー8をオフすることによりスタータモータ3の駆動を停止する。
次に、異常時の作用について説明する。
IG経路16とST経路18とが短絡している場合には、図4(c)に示すように、時刻t1にてIGSW12がオンされると同時にSTSW14もオンされる(詳しくは、ST信号が制御装置20に入力されることにより、制御装置20が、STSW14がオンされたと誤判断する)。
ここで、本実施形態では、IGSW12がオンされてからSTSW14がオンされるまでの時間差が異常判定時間T1以内であった場合に、IG経路16とST経路18とが短絡していると判定して、スタータモータ3を駆動時間T2だけ駆動するようにしている。
このため、制御装置20は、図4(c)の時刻t1にて、IGSW12と同時にSTSW14がオンされると、メインリレー6をオンすると共にスタートリレー8をオンすることにより、スタータモータ3を駆動してエンジンを始動させ、その後、駆動時間T2が経過した時刻t5にて、スタートリレー8をオフすることによりスタータモータ3の駆動を停止する。なお、この図4(c)の例では、IG経路16とST経路18とが短絡しているため、IGSW12がオフされるまでの間は、STSW14がオンされた状態となる。
以上説明したように、本実施形態の産業車両においては、IGSW12がオンされてからSTSW14がオンされるまでの時間差が異常判定時間T1以内だった場合に、IG経路16とST経路18とが短絡したと判定し、その判定結果を使用者に報知すると共に、スタータモータ3を駆動時間T2だけ駆動するようにしている。
このため、本実施形態の産業車両によれば、簡単な構成でIG経路16とST経路18との短絡による異常を判定することができる。
また、本実施形態によれば、S160の処理で異常判定した場合には(S160:YES)、スタータモータ3を駆動時間T2しか駆動しないので、その駆動時間T2を、スタータモータ3が作動してからエンジンが自立回転を始める程度の時間に設定することで、スタータモータ3の損傷を防止することができる。
また更に、本実施形態によれば、使用者の不注意によって、キースイッチ10の可動接点PがSTART位置にあり続けてしまったとしても、その状態が駆動時間T2経過すると、スタータモータ3の作動を停止させるので、スタータモータ3の損傷を防止することができる。
また、本実施形態によれば、IGSW12がオンされてからSTSW14がオンされるまでの時間差に基づいてIG経路16とST経路18との短絡による異常を判定しているので(S160)、キースイッチ10内やST経路18にリークが生じてST信号がマイコン26に入力されるといった異常や、IG入力回路22からマイコン26への経路とST入力回路24からマイコン26への経路との短絡による異常等も、S160の処理にて判定することができる。
なお、本実施形態では、固定接点IGが第1固定接点に相当し、固定接点STが第2固定接点に相当している。また、S120の処理が電源供給手段に相当し、S170及びS210の処理がエンジン始動手段に相当している。また、S160の処理が判定手段に相当し、S190,S220,S230の処理が停止手段に相当している。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
例えば、エンジンに発電用のオルタネータが設けられている場合には、エンジンが始動するとオルタネータが発電を開始するため、この場合、制御装置20は、オルタネータによる発電の開始を検知するようにし、オルタネータによる発電が開始されたのを検知したときに、S190又はS220の処理で上記始動期間が経過したと判断するようにしてもよい。また、制御装置20は、エンジンの回転数を検知するようにし、エンジンが一定回転数以上回ったのを検知したときに、S190又はS220の処理で上記始動期間が経過したと判断するようにしてもよい。
このようにすれば、スタータモータ3が損傷するのを効率よく防止することができる。但し、上記実施形態の方が、この変形例よりも簡単に構成することができると共に、センサ等を必要としないため、様々な種類の産業車両に適用することができる。
また、本発明は、産業車両に適用されていれば何でもよく、エンジン式の産業車両に適用されてもよいし、ディーゼル式の産業車両に適用されてもよい。
実施形態の産業車両の内部構成を概略的に表す概略構成図である。 本実施形態の表示部の説明をする説明図である。 本実施形態のマイコンで実行される処理を表すフローチャートである。 本実施形態の産業車両の作用を説明するタイムチャートである。
符号の説明
2…スタータ、3…スタータモータ、4…スタータソレノイド、4a…スイッチ、4b…吸引コイル、5…バッテリ、6…メインリレー、8…スタートリレー、10…キースイッチ、12…IGSW、14…STSW、16…IG経路、18…ST経路、20…制御装置、22…IG入力回路、24…ST入力回路、26…マイクロコンピュータ、28…メインリレー駆動回路、30…スタートリレー駆動回路、32…電源回路、40…表示部、40d…エラーランプ、IG…固定接点、P…可動接点、ST…固定接点、T1…異常判定時間、T2…駆動時間、Vb…バッテリ電圧。

Claims (2)

  1. 基準電位に保持され、使用者によるキー操作により待機位置から第1操作位置及び第2操作位置へと順に変位する可動接点と、該可動接点が前記第1操作位置から第2操作位置までの操作位置にあるとき、該可動接点に接触して前記基準電位に保持される第1固定接点と、前記可動接点が前記第2操作位置にあるとき、該可動接点に接触して前記基準電位に保持される第2固定接点と、を備えたキースイッチと、
    該キースイッチの第1固定接点に第1経路を介して接続され、該第1固定接点が基準電位にあるとき、前記キースイッチから車両の駆動指令が入力されていると判断して、車両のエンジンを含む車両駆動系への電源供給を行う電源供給手段と、
    前記キースイッチの第2固定接点に第2経路を介して接続され、該第2固定接点が基準電位にあるとき、前記キースイッチから前記エンジンの始動指令が入力されていると判断して、エンジン始動用のスタータモータを駆動するエンジン始動手段と、
    を備えた産業車両であって、
    前記電源供給手段により前記駆動指令が入力されていると判断されてから、前記エンジン始動手段により前記始動指令が入力されていると判断されるまでの時間差に基づいて、前記第1経路と前記第2経路とが短絡しているか否かを判定する判定手段と、
    該判定手段により前記第1経路と前記第2経路とが短絡していると判定されると、前記エンジンが始動してから自立回転を始めるのに要する始動期間が経過したときに、前記エンジン始動手段による前記スタータモータの駆動を停止させる停止手段と、
    を備えたことを特徴とする産業車両。
  2. 前記停止手段は、前記判定手段により前記第1経路と前記第2経路とが短絡していないと判定されると、前記始動期間が経過したときに、前記エンジン始動手段による前記スタータモータの駆動を停止させることを特徴とする請求項1に記載の産業車両。
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