JP6051491B2 - エンジン始動装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンを始動させるエンジン始動装置に関する。

特許文献１に、従来のエンジン始動装置が記載されている。このエンジン始動装置は、アキュームレータに蓄えられた油を用いて、油圧モータ（以下「回生モータ」）を駆動させ、この回生モータの駆動力によりエンジンを始動させる装置である。

このエンジン始動装置が建設機械に適用される場合がある。建設機械では、エンジンの出力軸（以下「エンジン軸」）に、油圧ポンプ（以下「ポンプ」）が取り付けられる。このポンプは、建設機械を動作させるアクチュエータに油を供給するものである。この構成では、アキュームレータから回生モータに油を供給して回生モータを駆動させると、エンジンが回転するだけでなく、ポンプも回転（駆動）する。このとき、ポンプに負荷が掛かっていると、エンジンの始動性が悪くなる（エンジンの回転数の上昇が遅くなる）。そのため、エンジン始動時には、ポンプの吐出油をほぼ無負荷でタンクに流す（戻す）ために、アンロード弁が開くように制御されるのが一般的である。

特開２００６−０３７８２０号公報

このアンロード弁には、パイロット油圧に応じて開度が変わるものがある。また、エンジン始動用の回生モータには、パイロット油圧が大きくなるほど、容量が大きくなるものがある。また、アンロード弁の開閉制御用のパイロット油圧と、回生モータの容量制御用のパイロット油圧との油圧源（パイロット油圧源）が共通しているものがある。

上記の構成のエンジン始動装置では、エンジンの始動性が悪い問題がある。この問題の詳細は次の通りである。エンジンの始動時には、図８（ｂ）に示すように回生モータへの油の供給の有無を切り換える放出弁が開かれるとともに、図８（ｅ）に示すように回生モータの容量が上げられる。そして、図８（ｃ）に示すように、アンロード弁にパイロット油圧が入力されて、アンロード弁が開かれる。すると、図８（ｄ）に示すようにパイロット油圧源の圧力が瞬間的に下がる（低下Ｘ１）。すると、図８（ｅ）に示すように、回生モータの容量が小さくなり（低下Ｘ２）、回生モータの発生トルクが低下する。すると、エンジンの始動トルクに対し、回生モータの発生トルクが不足する。そのため、エンジン停止状態から、エンジンが自立運転可能な回転数に達するまでの時間が長くかかる（図８（ａ）参照）。最悪の場合、自立運転可能な回転数までエンジン回転数が達しない（立ち上がらない）おそれもある。

エンジンの始動性を向上させるために、回生モータに供給されるパイロット油圧源を大きくすることも考えられる。しかし、パイロット油圧源を大きくすると、設置スペースやコストが増大するおそれがある。

そこで本発明は、パイロット油圧源を大きくする必要なく、エンジンの始動性を向上させることができるエンジン始動装置を提供することを目的とする。

エンジン始動装置は、エンジンと、前記エンジンの出力軸であるエンジン軸と、前記エンジン軸に接続され、油を吐出するポンプと、前記ポンプに接続されるアクチュエータと、前記ポンプと前記アクチュエータとの間に設けられ、前記ポンプから前記アクチュエータに供給される油を制御するアクチュエータ制御弁と、前記ポンプとタンクとの間に設けられ、前記アクチュエータ制御弁とは別に設けられ、パイロット油圧に応じて開閉する油圧制御弁と、前記エンジン軸に接続され、パイロット油圧に応じて容量が変わる回生モータと、前記回生モータに接続される始動用アキュームレータと、前記回生モータと前記始動用アキュームレータとの間に設けられ、前記始動用アキュームレータから前記回生モータへの油の供給の有無を切り換える放出弁と、前記油圧制御弁及び前記回生モータにパイロット油圧を供給するパイロット油圧源と、を備える。前記回生モータは、入力されるパイロット油圧が大きいほど容量が大きくなるように構成される。前記油圧制御弁は、パイロット油圧入力状態のときに閉状態、パイロット油圧非入力状態のときに開状態、となるように構成される。前記エンジンを停止状態から始動させるエンジン始動時には、前記放出弁が開状態、かつ、前記油圧制御弁が開状態となるように制御される。

上記構成により、パイロット油圧源を大きくする必要なく、エンジンの始動性を向上させることができる。

エンジン始動装置の油圧回路図である。 図１に示すエンジン始動装置の動作のフローチャートである。 図１に示すエンジン始動装置の動作のタイムチャートである。 変形例１のエンジン始動装置の動作のフローチャートである。 変形例１のエンジン始動装置の動作のタイムチャートである。 変形例２のエンジン始動装置の油圧回路図である。 変形例３のエンジン始動装置の油圧回路図である。 従来のエンジン始動装置の動作のタイムチャートである。

図１〜図３を参照してエンジン始動装置１について説明する。

エンジン始動装置１（図１参照）は、作業機械に設けられる。作業機械は、土木作業や建設作業を行うための機械である。作業機械は、例えば作業車両であり、例えば油圧ショベルである。エンジン始動装置１は、第１アキュームレータ３３（後述）に蓄えられた油で回生モータ３１（後述）を駆動させることで、エンジン１０（後述）を始動させる装置である。エンジン始動装置１は、エンジン１０と、アクチュエータ駆動機器群２１〜２９と、エンジン始動機器群３１〜３７と、パイロット油圧関連機器群４１〜５６と、電気機器群６１〜６５と、を備える。

エンジン１０は、作業機械の駆動源である。エンジン１０は、エンジン軸１１を備える。エンジン軸１１は、エンジン１０の駆動力を出力するための出力軸である。エンジン軸１１は、エンジン１０に駆動力を入力するための入力軸でもある。

アクチュエータ駆動機器群２１〜２９は、ポンプ２１と、アクチュエータ２３と、アクチュエータ制御弁２５と、アンロード油路２６と、アンロード弁２７と、センタバイパス油路２８と、カット弁２９（油圧制御弁）と、を備える。

ポンプ２１は、エンジン軸１１に接続される。ポンプ２１は、エンジン軸１１の回転力により駆動される。ポンプ２１は、タンクＴから吸い込んだ油（作動油、圧油）を吐出する油圧ポンプである。ポンプ２１とエンジン軸１１との接続は、直接的でもよく、間接的でもよい。間接的な接続とは、駆動力伝達のための手段（例えばギア等）を介した接続である。なお、エンジン軸１１との接続が、直接的でも間接的でもよい点は、後述するパイロットポンプ４３および回生モータ３１についても同様である。ポンプ２１は、例えば容量可変形である。

アクチュエータ２３は、作業機械を動作させる機械である。アクチュエータ２３は、ポンプ２１に接続される。アクチュエータ２３は、ポンプ２１から供給された油により駆動される油圧アクチュエータである。作業機械が油圧ショベルの場合、アクチュエータ２３は、例えば次の（ａ）〜（ｃ）等である。（ａ）アタッチメント（ブーム、アーム、バケット等）の作動用の油圧シリンダ。（ｂ）走行用の油圧モータ。（ｃ）上部旋回体の旋回用の油圧モータ。なお、図１ではアクチュエータ２３の例として油圧シリンダを図示している。

アクチュエータ制御弁２５は、アクチュエータ２３の動作を制御するための弁である。アクチュエータ制御弁２５は、ポンプ２１からアクチュエータ２３に供給される油の流量及び方向を制御する。アクチュエータ制御弁２５は、ポンプ２１とアクチュエータ２３との間に設けられる。「間」とは、「間の油路」を意味する（以下同様）。アクチュエータ制御弁２５は、パイロット油圧に応じて制御される弁（パイロット油圧制御式の弁）である。アクチュエータ制御弁２５は、例えば６ポートを備える方向切換弁である。アクチュエータ制御弁２５は、操作レバー６１（後述）の操作に応じて、切換位置（ポジション）が切り換わる。アクチュエータ制御弁２５は、３つの切換位置を備える。３つの切換位置は、中立位置２５ａと、位置２５ｂと、位置２５ｃと、である。

中立位置２５ａは、操作レバー６１（後述）の操作位置が中立位置のときに選択される切換位置である。中立位置２５ａが選択されている場合、ポンプ２１の吐出油はアクチュエータ２３に供給されず、ポンプ２１の吐出油はアクチュエータ制御弁２５を通過する。中立位置２５ａは、アクチュエータ制御弁２５が「パイロット油圧非入力状態」（後述）のときの切換位置である。

位置２５ｂ及び位置２５ｃは、操作レバー６１が操作されているとき（中立位置以外のとき）に選択される切換位置である。位置２５ｂまたは位置２５ｃが選択されている場合、ポンプ２１からアクチュエータ２３に油が供給される。

アンロード油路２６は、ポンプ２１とアクチュエータ制御弁２５との間から分岐してタンクＴにつながれる油路である。

アンロード弁２７は、アンロード油路２６に設けられる。アンロード弁２７は、ポンプ２１の吐出油のうち、アクチュエータ２３に供給されない油（余剰分）をタンクＴに流す（ブリードオフ制御を行う）ための弁である。アンロード弁２７は、操作レバー６１（後述）の操作量に応じて開閉する（開度が変わる）。

このアンロード弁２７は、パイロット油圧制御式の開閉弁（パイロット油圧に応じて開閉する弁）である。アンロード弁２７は、「パイロット油圧非入力状態」（後述）のときに「閉状態」となるように、かつ、「パイロット油圧入力状態」（後述）のときに「開状態」となるように構成される。

（開状態／閉状態について） 上記「閉状態」とは、全閉の状態である。上記「開状態」とは、弁の開度が、ゼロ（全閉）より大きい状態である。すなわち「開状態」には、全開と全閉との間の中間開度の状態を含む。これらの「閉状態」及び「開状態」の定義は、後述する他の開閉弁（カット弁２９、放出弁３５、蓄圧切換弁３７、及び電磁切換弁４７など）の開閉状態についても同様である。

（パイロット油圧入力状態／非入力状態について） 上記「パイロット油圧非入力状態」とは、パイロット油圧が弁に入力されていないときの弁の状態（開度や切換位置）と同じ状態である（いわば中立状態である）。例えば、微小なパイロット油圧が弁に入力されているものの、パイロット油圧が入力されていないときと弁の状態が同一であれば、この弁は「パイロット油圧非入力状態」である。上記「パイロット油圧入力状態」は、パイロット油圧非入力状態とは異なる弁の状態（開度や切換位置）、かつ、パイロット油圧が弁に入力されたときの弁の状態である。これらの「パイロット油圧非入力状態」及び「パイロット油圧入力状態」の定義は、他のパイロット油圧制御式の弁（アクチュエータ制御弁２５、カット弁２９、放出弁３５、及び蓄圧切換弁３７など）についても同様である。
上記のように、アンロード弁２７は、パイロット油圧非入力状態のときに閉状態となる。よって、故障により、アンロード弁２７がパイロット油圧非入力状態のままで動かなくなった場合でも、ポンプ２１からアクチュエータ２３に油を供給できる。

センタバイパス油路２８は、アクチュエータ制御弁２５の中立位置２５ａを介して、ポンプ２１とタンクＴとをつなぐ油路である。センタバイパス油路２８は、アクチュエータ２３を通さずに（バイパスして）ポンプ２１の吐出油をタンクＴに流す油路である。

カット弁２９（油圧制御弁）は、アンロード弁２７が故障した場合に、ポンプ２１の吐出油をタンクＴに流す（後述）ための弁である。カット弁２９は、ポンプ２１とタンクＴとの間に設けられる。カット弁２９は、センタバイパス油路２８のうち、アクチュエータ制御弁２５より下流側に設けられる。下流側とは、ポンプ２１から遠い側である。カット弁２９は、センタバイパス油路２８のうち、最も下流側に設けられる。

このカット弁２９は、パイロット油圧制御式の開閉弁（パイロット油圧に応じて開閉する弁）である。カット弁２９は、パイロット油圧入力状態のときに閉状態、パイロット油圧非入力状態のときに開状態、となるように構成される。カット弁２９は、例えば、全開と全閉とに切り換え可能な切換弁である。カット弁２９では、中間開度での制御が行われる必要はない。

このカット弁２９は、次の（ａ）及び（ｂ）のように用いられる。（ａ）アンロード弁２７が正常に動作する場合、カット弁２９を閉状態とする。そして、アンロード弁２７でブリードオフ制御（上述）を行う。（ｂ）故障によりアンロード弁２７が閉状態のままで動かなくなった場合、カット弁２９を開状態とする。これにより、アクチュエータ制御弁２５が中立位置２５ａのとき、ポンプ２１の吐出油は、カット弁２９を介してタンクＴに流れることができる。
なお、故障によりカット弁２９がパイロット油圧非入力状態（開状態）のままで動かなくなった場合でも、アクチュエータ制御弁２５を位置２５ｂまたは位置２５ｃに切り換えると、ポンプ２１からアクチュエータ２３に油が供給される。この場合、アクチュエータ２３は、通常の動作はできないが、動作自体は可能である。

エンジン始動機器群３１〜３７は、回生モータ３１と、第１アキュームレータ３３（始動用アキュームレータ）と、放出弁３５と、蓄圧切換弁３７と、を備える。

回生モータ３１は、エンジン軸１１に接続される。回生モータ３１は、エンジン１０を始動させるためのモータである。回生モータ３１は、油が供給されることで駆動する油圧モータである。回生モータ３１は、エンジン１０運転時の動力（運動エネルギ）を、エンジン１０始動時に回生する（利用する）ためのモータである。さらに詳しくは、エンジン１０の動力によりポンプ２１が駆動され、ポンプ２１により第１アキュームレータ３３に圧油（油圧エネルギ）が蓄えられ、第１アキュームレータ３３により回生モータ３１が駆動されて、エンジン１０始動用の駆動力（運動エネルギ）が発生する。回生モータ３１は、パイロット油圧に応じて容量が変わる（パイロット油圧制御式である）。回生モータ３１は、入力されるパイロット油圧が大きいほど容量が大きくなるように構成される。回生モータ３１は、入力されるパイロット油圧が大きいほど、斜板の傾転角が大きくなり、容量が大きくなる。なお、回生モータ３１は、エンジン１０始動後にポンプとして動作可能なポンプモータでもよい。ポンプとして動作する回生モータ３１は、エンジン１０の（エンジン軸１１の）回転力により駆動されて、第１アキュームレータ３３に油を供給可能である。

第１アキュームレータ３３（始動用アキュームレータ）は、油（圧油）を蓄える蓄圧器（蓄圧手段）である。第１アキュームレータ３３は、回生モータ３１に接続され、回生モータ３１に油を供給する。

放出弁３５は、第１アキュームレータ３３から回生モータ３１への油の供給の有無を切り換える切換弁である。放出弁３５は、回生モータ３１と第１アキュームレータ３３との間に設けられる。放出弁３５は、パイロット油圧制御式の開閉弁である。放出弁３５は、パイロット油圧非入力状態のときに閉状態、パイロット油圧入力状態のときに開状態となるように構成される。

蓄圧切換弁３７は、アクチュエータ２３から吐出された油を第１アキュームレータ３３に蓄えるか否かを切り換える切換弁である。蓄圧切換弁３７は、パイロット油圧制御式の開閉弁である。蓄圧切換弁３７は、パイロット油圧非入力状態のときに閉状態、パイロット油圧入力状態のときに開状態となるように構成される。

パイロット油圧関連機器群４１〜５６は、パイロット油路４１と、パイロットポンプ４３と、第２アキュームレータ４５（パイロット油圧源）と、電磁切換弁４７と、複数の電磁弁５１〜５６と、を備える。

パイロット油路４１は、上述したパイロット油圧制御式の各構成要素にパイロット油圧を供給するための油路である。

パイロットポンプ４３は、パイロット油路４１にパイロット油圧を供給する。パイロットポンプ４３は、エンジン軸１１に接続され、エンジン軸１１の回転力により駆動される。パイロットポンプ４３は、エンジン１０始動時には、パイロット油路４１にパイロット油圧を供給しない（パイロット油圧源となることができない）（詳細は後述）。

第２アキュームレータ４５（パイロット油圧源）は、パイロット油路４１にパイロット油圧を供給する、パイロット油圧の油圧源である。第２アキュームレータ４５は、少なくとも、カット弁２９及び回生モータ３１にパイロット油圧を供給する。すなわち、少なくともカット弁２９及び回生モータ３１については、パイロット油圧源が同一（共通）である。第２アキュームレータ４５は、配置スペース及びコストの削減のために、カット弁２９及び回生モータ３１以外の構成要素にもパイロット油圧を供給することが好ましい。例えば、第２アキュームレータ４５は、アクチュエータ制御弁２５、アンロード弁２７、カット弁２９、回生モータ３１、放出弁３５、及び、蓄圧切換弁３７（以下「パイロット油圧制御式構成要素２５・２７・２９・３１・３５・３７」）にパイロット油圧を供給することが好ましい。

この第２アキュームレータ４５は、エンジン１０停止時でも、パイロット油路４１にパイロット油圧を供給可能である。第２アキュームレータ４５は、油（圧油）を蓄える蓄圧器である。第２アキュームレータ４５には、エンジン１０運転時に、パイロットポンプ４３から油が供給される。

電磁切換弁４７は、第２アキュームレータ４５からパイロット油路４１へのパイロット油圧の供給の有無を切り換える切換弁（開閉弁）である。電磁切換弁４７は、第２アキュームレータ４５より下流側、かつ、全ての電磁弁５１〜５６よりも上流側（第２アキュームレータ４５に近い側）に設けられる。電磁切換弁４７は、電磁切換弁４７に入力される電気信号に応じて開閉する。

電磁弁５１〜５６は、パイロット油圧制御式構成要素２５・２７・２９・３１・３５・３７を制御（電磁制御）するための弁（電磁比例弁）である。電磁弁５１〜５６は、電磁弁５１〜５６に入力される電気信号に応じて、二次圧の大きさを制御する。二次圧とは、電磁弁５１〜５６の下流側の圧力であり、パイロット油圧制御式構成要素２５・２７・２９・３１・３５・３７のパイロットポートに供給されるパイロット油圧である。電磁弁５１〜５６には、アクチュエータ制御弁２５の切換位置を制御するアクチュエータ制御用電磁弁５１（２つ）と、アンロード弁２７の開閉（中間開度含む）を制御するアンロード弁用電磁弁５２と、カット弁２９の開閉を制御するカット弁用電磁弁５３と、回生モータ３１の容量（傾転角）を制御する回生モータ傾転角制御用電磁弁５４と、放出弁３５の開閉を制御する放出弁用電磁弁５５と、蓄圧切換弁３７の開閉を制御する蓄圧切換弁用電磁弁５６と、がある。

電気機器群６１〜６５は、操作レバー６１と、エンジン始動指令手段６３と、コントローラ６５と、を備える。

操作レバー６１は、アクチュエータ２３を（アクチュエータ制御弁２５を）操作するための手段である。操作レバー６１は、建設機械の運転室（図示なし）に設けられる。操作レバー６１は、レバー位置に応じた信号（操作状態信号）を出力する。

エンジン始動指令手段６３は、エンジン１０の始動を指令するための手段であり、例えばスイッチ等である。エンジン始動指令手段６３は、運転室（図示なし）等に設けられる。エンジン始動指令手段６３は、操作状態（例えばスイッチのオン・オフの状態など）に応じて、エンジン１０の始動を指令する信号（始動指令信号）を出力する。

コントローラ６５は、各種電気信号の入出力および演算を行う。コントローラ６５には、操作レバー６１から操作状態信号が入力され、エンジン始動指令手段６３から始動指令信号が入力され、エンジン１０から回転数の情報（回転数信号）が入力され、回生モータ３１から容量の情報（容量信号）（後述）が入力される。コントローラ６５は、パイロット油圧制御式構成要素２５・２７・２９・３１・３５・３７を制御する。具体的には、コントローラ６５は、電磁弁５１〜５６に制御用の電気信号（電流指令）を出力することで、パイロット油圧制御式構成要素２５・２７・２９・３１・３５・３７に供給されるパイロット油圧を制御する。コントローラ６５は、以下で説明する各ステップ（ステップＳ１及びＳ７等）での「判断」を行う。

（機器群Ｇ１及び機器群Ｇ２）ここで、アクチュエータ駆動機器群２１〜２９と、アクチュエータ駆動機器群２１〜２９を制御するための電磁弁（アクチュエータ制御用電磁弁５１、アンロード弁用電磁弁５２、及びカット弁用電磁弁５３）と、を機器群Ｇ１とする。エンジン始動装置１は、機器群Ｇ１と同様の機器を有する機器群Ｇ２を備える。例えば、エンジン軸１１には、ポンプ２１が２つ接続される。なお、図１では、機器群Ｇ２のうち主要な構成要素のみ図示し、符号を省略している。また、エンジン始動装置１は、機器群Ｇ１と同様の機器を有する機器群を３以上備えてもよい。

（動作）
次に、エンジン始動装置１の動作を説明する。以下では、上述したエンジン始動装置１の各構成要素については図１を参照し、各ステップＳ１〜Ｓ１３については図２を参照し、各時刻ｔ３〜ｔ１１については図３を参照して説明する。

エンジン始動装置１の動作の概要は次の通りである。エンジン１０を停止状態から始動させる時（エンジン１０始動時）には、放出弁３５が開状態（図３（ｂ）参照）、かつ、アンロード弁２７が閉状態（図３（ｃ）参照）、かつ、カット弁２９が開状態となるように制御される。エンジン１０の回転数が自立運転回転数Ｒ１（所定回転数）（図３（ａ）参照）以上の時には、放出弁３５が閉状態（図３（ｂ）参照）、かつ、アンロード弁２７が開状態（図３（ｃ）の時刻ｔ１１参照）、かつ、カット弁２９が閉状態となるように制御される。以下、図２に示す各ステップＳ１〜Ｓ１３について説明する。

ステップＳ１では、エンジン１０を始動させるか否かが判断される。具体的には、エンジン始動指令手段６３からコントローラ６５に始動指令信号が入力されたか否かが判断される。エンジン１０を始動させる場合（Ｓ１でＹＥＳ）、ステップＳ３に進む。エンジン１０を始動させない場合（Ｓ１でＮＯ）、制御を終了する。

ステップＳ３では、エンジン１０を始動させるために、放出弁３５が開かれる。図３（ｂ）に示すように、放出弁３５が開状態となる時を時刻ｔ３とする。時刻ｔ３の時のエンジン始動装置１の動作の詳細は次の通りである。

（放出弁３５等）時刻ｔ３の時、放出弁３５は、パイロット油圧入力状態になり、開状態（例えば全開）になる。その結果、第１アキュームレータ３３から回生モータ３１に油が供給され、回生モータ３１が駆動する。回生モータ３１は、発生トルクをエンジン軸１１に伝える。回生モータ３１の発生トルクがポンプ２１の負荷より大きくなると、図３（ａ）に示すように、エンジン１０が停止状態から始動する（回転数がゼロから増加する）。

（アンロード弁２７及びカット弁２９等の動作） 時刻ｔ３の時、アクチュエータ制御弁２５、アンロード弁２７、及びカット弁２９は、パイロット油圧非入力状態である。この時の各弁の動作等の詳細は次の（ａ）〜（ｃ）の通りである。（ａ）アクチュエータ制御弁２５は、中立位置２５ａである。なお、アクチュエータ制御弁２５が中立位置２５ａの場合にのみ、エンジン１０の始動が可能となるように、コントローラ６５に制御（規制）される。（ｂ）アンロード弁２７は、閉状態である。（ｃ）カット弁２９は、開状態（例えば全開）である。よって、ポンプ２１の吐出油は、カット弁２９を介してタンクＴに流れる。よって、ポンプ２１に負荷がほとんどかからない。よって、エンジン１０が始動しやすい（回転数が上昇しやすい）。次に、ステップＳ５に進む。

ステップＳ５では、回生モータ３１の発生トルクを大きくするために、回生モータ３１の容量が増やされる。図３（ｅ）に示すように、回生モータ３１の容量の増加開始時を時刻ｔ５とする。時刻ｔ５は、放出弁３５が開状態となる時刻ｔ３と同時、又は、ほぼ同時である（以下、「同時」には「ほぼ同時」を含む）。回生モータ３１の容量は、次に述べる所定容量ｑとなるように制御される。

（所定容量ｑについて） 所定容量ｑは、回生モータ３１の発生トルクがエンジン１０の始動トルクよりも大きくなるような値である。所定容量ｑは、「（回生モータ３１の発生トルク）／（回生モータ３１に供給される油圧）」から導出される。所定容量ｑは、コントローラ６５に予め設定される。具体的には例えば、所定容量ｑは、回生モータ３１がとりうる容量の最大値（最大容量）である。
（容量の検出等について） 回生モータ３１の容量は、例えば次の（ａ）や（ｂ）のように求められる。（ａ）回生モータ３１の容量は、回生モータ３１又はその周辺からコントローラ６５に入力される情報に基づいて求められる。回生モータ３１の容量は、例えば次の（ａ１）〜（ａ３）のように求められる。（ａ１）回生モータ３１の傾転角が傾転角センサ（図示なし）で検出される。（ａ２）回生モータ３１の容量制御用のパイロット油圧の大きさが圧力センサ（図示なし）で検出され、このパイロット油圧から回生モータ３１の容量が算出される。（ａ３）回生モータ３１の容量増加開始時からの経過時間に基づき、回生モータ３１の容量が算出（推算）される。（ｂ）回生モータ３１の容量は、回生モータ３１の容量の増加開始時（時刻ｔ５）からの経過時間に基づいて推測（算出）してもよい。
次に、ステップＳ７に進む。

ステップＳ７では、エンジン１０の回転数が自立運転回転数Ｒ１に達したか否かが判断される。図３（ａ）に示すように、エンジン１０が自立運転回転数Ｒ１に達した時を時刻ｔ７とする。この判断は、例えば、エンジン１０からコントローラ６５に入力されるエンジン１０の回転数情報に基づいて行われる。自立運転回転数Ｒ１は、コントローラ６５に予め設定される。自立運転回転数Ｒ１は、エンジン１０が自立運転するのに必要な回転数である。自立運転とは、エンジン１０外部からの動力を利用することなく、エンジン１０内部での燃料の爆発により、エンジン１０が駆動している状態である。自立運転回転数Ｒ１は、例えば３００〜４００［回転／分］などである。なお、エンジン１０の回転数が自立運転回転数Ｒ１に達したか否かの判断は、放出弁３５を開状態とした時（時刻ｔ３）からの経過時間に基づいて（推測により）行ってもよい。エンジン１０が停止状態から自立運転回転数Ｒ１に達するまでの時間は例えば１秒未満などである。エンジン１０が自立運転回転数Ｒ１に達したら、ステップＳ９に進む。

ステップＳ９では、第１アキュームレータ３３から回生モータ３１への油の供給を停止させるために、放出弁３５を閉状態にする。図３（ｂ）に示すように、放出弁３５を閉状態とする時を時刻ｔ９とする。時刻ｔ９は、エンジン１０が自立運転回転数Ｒ１に達した時（時刻ｔ７）と同時である。図３（ｅ）に示すように、時刻ｔ９には、回生モータ３１の容量の減少を開始させる。具体的には、回生モータ３１の容量が、回生モータ３１の最小容量（回生モータ３１が取り得る容量の最小値）となるように制御される。次に、ステップＳ１１に進む。

ステップＳ１１では、アンロード弁２７が開かれる。エンジン１０が自立運転に達した後は、アンロード弁２７でブリードオフ制御（上述）が行われる。図３（ｃ）に示すように、アンロード弁２７が開状態となる時を時刻ｔ１１とする。この時刻ｔ１１は、エンジン１０が自立運転回転数Ｒ１に達した時（時刻ｔ７）よりも後である。時刻ｔ１１は、放出弁３５が閉状態となった時（時刻ｔ９）よりも後である。なお、時刻ｔ１１は、時刻ｔ７や時刻ｔ９と同時でもよい。次にステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３では、ポンプ２１の吐出油が不要にタンクＴに流れることが無いように、カット弁２９を閉状態にする。カット弁２９を閉状態とする時は、例えば、アンロード弁２７を開状態にする時（時刻ｔ１１）と同時などである。

以上の動作は、図１に示す複数の機器群（機器群Ｇ１及び機器群Ｇ２）の全てで行われる（機器群の数が３以上の場合も同様）。

（パイロット油圧について）
時刻ｔ３〜時刻ｔ５の間、図３（ｄ）に示すように、第２アキュームレータ４５の油圧（パイロット油路４１の油圧）は、次の（１）〜（３）のようになる。
（１）時刻ｔ３の時には、エンジン１０の回転数はゼロである。よって、パイロットポンプ４３からパイロット油路４１への油の供給はない。そのため、パイロット油圧制御式構成要素２５・２７・２９・３１・３５・３７に入力されるパイロット油圧の油圧源は、第２アキュームレータ４５のみである。
（２）上述したように、時刻ｔ３の時に、アンロード弁２７及びカット弁２９は、いずれもパイロット油圧非入力状態に制御される。よって、アンロード弁２７及びカット弁２９の制御による、第２アキュームレータ４５の油圧の瞬間的な低下Ｘ１（図８（ｄ）参照）は生じない。
（３）図３（ｅ）に示すように、時刻ｔ５の時に、回生モータ３１の容量制御用のパイロット油圧が高くなるように（容量が増加するように）制御される。この時、上記「低下Ｘ１」が生じないので、回生モータ３１の容量の瞬間的な低下Ｘ２（図８（ｅ）参照）が抑制される。なお、図３（ｅ）では省略しているが、放出弁３５を開く（時刻ｔ３）ことにより、及び、回生モータ３１の容量の制御（時刻ｔ５）により、第２アキュームレータ４５の油圧は低下する。

（効果１）
次に、図１に示すエンジン始動装置１による効果を説明する。
エンジン始動装置１は、エンジン１０と、エンジン１０の出力軸であるエンジン軸１１と、エンジン軸１１に接続され、油を吐出するポンプ２１と、ポンプ２１に接続されるアクチュエータ２３と、ポンプ２１とアクチュエータ２３との間に設けられ、ポンプ２１からアクチュエータ２３に供給される油を制御するアクチュエータ制御弁２５と、を備える。さらに、エンジン始動装置１は、カット弁２９と、回生モータ３１と、回生モータ３１に接続される第１アキュームレータ３３と、放出弁３５と、第２アキュームレータ４５と、を備える。カット弁２９は、ポンプ２１とタンクＴとの間に設けられ、アクチュエータ制御弁２５とは別に設けられ、パイロット油圧に応じて開閉する。回生モータ３１は、エンジン軸１１に接続され、パイロット油圧に応じて容量が変わる。放出弁３５は、回生モータ３１と第１アキュームレータ３３との間に設けられ、第１アキュームレータ３３から回生モータ３１への油の供給の有無を切り換える。
［構成１−１］ 第２アキュームレータ４５は、カット弁２９及び回生モータ３１にパイロット油圧を供給する。
［構成１−２］ 回生モータ３１は、入力されるパイロット油圧が大きいほど容量が大きくなるように構成される。
［構成１−３］ カット弁２９は、パイロット油圧入力状態のときに閉状態、パイロット油圧非入力状態のときに開状態、となるように構成される。エンジン１０を停止状態から始動させるエンジン１０始動時には、放出弁３５が開状態、かつ、カット弁２９が開状態となるように制御される。

上記［構成１−３］により、エンジン１０始動時には、カット弁２９はパイロット油圧非入力状態である。よって、カット弁２９の開閉による第２アキュームレータ４５の油圧の低下（「低下α」とする）が生じない。ここで、上記［構成１−１］のように、カット弁２９及び回生モータ３１のパイロット油圧源（第２アキュームレータ４５）は共通している。しかし、回生モータ３１に入力されるパイロット油圧が、上記「低下α」を原因として低下することはない。よって、上記［構成１−２］の構成の回生モータ３１は、上記「低下α」を原因とする容量の低下が生じない。よって、エンジン１０の始動トルクに対する、回生モータ３１の発生トルクの不足を抑制できる。よって、エンジン１０の始動性を向上させることができる。また、上記効果を得るために、第２アキュームレータ４５の容量を大きくする必要がない。

（効果２）
エンジン始動装置１は、ポンプ２１とアクチュエータ制御弁２５との間から分岐してタンクＴにつながれるアンロード油路２６と、アンロード油路２６に設けられパイロット油圧に応じて開閉するアンロード弁２７と、アクチュエータ制御弁２５の中立位置２５ａを介してポンプ２１とタンクＴとをつなぐセンタバイパス油路２８と、を備える。カット弁２９は、センタバイパス油路２８のうちアクチュエータ制御弁２５よりも下流側に設けられる。アンロード弁２７は、パイロット油圧非入力状態のときに閉状態、パイロット油圧入力状態のときに開状態となるように構成される。エンジン１０始動時には、アンロード弁２７が閉状態、かつ、カット弁２９が開状態となるように制御される。エンジン１０の回転数が所定回転数（図３（ａ）の自立運転回転数Ｒ１）以上の時には、アンロード弁２７が開状態、かつ、カット弁２９が閉状態となるように制御される。

この構成では、アンロード弁２７でブリードオフ制御を行う油圧回路で、上記「（効果１）」を実現できる。

（変形例１）
図１、図４及び図５を参照して、変形例１のエンジン始動装置１０１について、上記実施形態（エンジン始動装置１）との相違点を説明する。以下では、エンジン始動装置１０１の各構成要素については図１を参照し、各ステップＳ１〜Ｓ９及びＳ１０５〜Ｓ１１３については図４を参照し、各時刻ｔ３〜ｔ９及びｔ１０５〜ｔ１１１については図５を参照して説明する。上記実施形態と変形例１との相違点は、回生モータ３１の容量を増加させるタイミング（ステップＳ１０５及びＳ１０６、時刻ｔ５〜ｔ６）と、アンロード弁２７及びカット弁２９の制御のタイミング（ステップＳ１１１及びＳ１１３、時刻ｔ１１１）と、である。以下、この相違点の詳細を説明する。

ステップＳ１０５では、回生モータ３１の容量を増加させる。図５（ｅ）に示すように、回生モータ３１の容量の増加開始時を時刻ｔ１０５とする。図３（ｅ）に示すように、上記実施形態では、回生モータ３１の容量の増加開始時（時刻ｔ５）は、放出弁３５を開状態とする時（時刻ｔ３）と同時であった。一方、図５（ｅ）に示すように、変形例１の時刻ｔ１０５は、時刻ｔ３よりも前である。次に、ステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０６では、回生モータ３１の容量が所定容量ｑに達したか否かが判断される。回生モータ３１の容量が所定容量ｑに達した時を時刻ｔ１０６とする。所定容量ｑの詳細、及び、回生モータ３１の容量の検出等については、上記実施形態のステップＳ５で説明した通りである。所定容量ｑは、例えば回生モータ３１がとりうる容量の最大値（最大容量）などである。回生モータ３１の容量が所定容量ｑ（例えば傾転角の最大値）になったら、放出弁３５を開状態（例えば全開）にする（ステップＳ３、時刻ｔ３）。図５（ｂ）及び（ｅ）に示すように、時刻ｔ３は、時刻ｔ１０６と同時である。なお、時刻ｔ３は、時刻ｔ１０６より後でもよい。

ステップＳ１１１では、アンロード弁２７を開状態にする。図５（ｃ）に示すように、アンロード弁２７を開状態にする時を時刻ｔ１１１とする。図３（ｃ）に示すように、上記実施形態では、アンロード弁２７を開状態とする時（時刻ｔ１１）は、エンジン１０が自立運転回転数Ｒ１に達した時（時刻ｔ７）よりも後であった。一方、図５（ｃ）に示すように、変形例１の時刻ｔ１１１は、時刻ｔ７よりも前である。時刻ｔ１１１は、エンジン１０の回転数が所定回転数Ｒ２に達した時である。所定回転数Ｒ２は、自立運転回転数Ｒ１よりも小さい。所定回転数Ｒ２は、エンジン１０の始動性を十分確保できるように設定される。所定回転数Ｒ２（又は所定回転数Ｒ２に関する情報）は予めコントローラに設定される。エンジン１０の回転数が所定回転数Ｒ２に達したか否かの判断は、例えば次の（１）や（２）のように行われる。（１）図５（ａ）に示すように、放出弁３５を開状態とした時（時刻ｔ３）から、所定の経過時間Δｔが経過した時に、エンジン１０の回転数が所定回転数Ｒ２に達したと判断される（推測される）。（２）エンジン１０からコントローラ６５に入力される回転数情報に基づいて、エンジン１０の回転数が所定回転数Ｒ２に達したか否か判断してもよい。次に、ステップＳ１１３に進む。

ステップＳ１１３では、カット弁２９を閉状態にする。上記ステップＳ１３（図２参照）と同様に、カット弁２９を閉状態にする時は、例えば時刻ｔ１１１と同時などである。

（パイロット油圧について）
変形例１の動作では、エンジン１０が自立運転回転数Ｒ１に達する時（時刻ｔ７）よりも前に、図５（ｃ）に示すように、アンロード弁２７がパイロット油圧入力状態（開状態）になる（時刻ｔ１１１）。また、時刻ｔ１１１の時に、カット弁２９がパイロット油圧入力状態（閉状態）になる。そのため、時刻ｔ１１１の時に、第２アキュームレータ４５の油圧が瞬間的に低下する場合がある（この低下を「低下β」とする。図示なし）。しかし、図５（ｅ）に示すように、上記「低下β」が生じる時には、既に回生モータ３１の容量が所定容量ｑに達しているので、回生モータ３１の発生トルクの不足が生じにくい。よって、エンジン１０の始動性が悪くなる問題が抑制される。

（効果３）
次に、変形例１のエンジン始動装置１０１による効果を説明する。図５（ｂ）及び（ｅ）に示すように、エンジン１０始動時に放出弁３５が開状態となる時以前（時刻ｔ３以前）に、回生モータ３１の容量は、回生モータ３１の発生トルクがエンジン１０の始動トルクよりも大きくなるように（所定容量ｑに）制御される。
よって、エンジン１０の始動トルクに対する、回生モータ３１の発生トルクの不足をより抑制できる。よって、エンジン１０の始動性をより向上させることができる。

（変形例２）
図６を参照して、変形例２のエンジン始動装置２０１について、上記実施形態のエンジン始動装置１（図１参照）との相違点を説明する。上記実施形態と変形例２との相違点は、アンロード弁２２７及びカット弁２２９の構成である。以下、上記相違点をさらに説明する。

アンロード弁２２７（油圧制御弁）は、パイロット油圧に対する開閉動作が上記実施形態のアンロード弁２７（図１参照）と逆となるように構成される。さらに詳しくは、上記実施形態のアンロード弁２７（図１参照）は、パイロット油圧非入力状態のときに閉状態、パイロット油圧入力状態のときに開状態となるように構成された。一方、図６に示すように、変形例２のアンロード弁２２７は、パイロット油圧非入力状態のときに開状態、パイロット油圧入力状態のときに閉状態となるように構成される。なお、「油圧制御弁」、すなわち、「ポンプ２１とタンクＴとの間に設けられ、アクチュエータ制御弁２５とは別に設けられ、パイロット油圧に応じて開閉する、油圧制御弁」は、上記実施形態ではカット弁２９（図１参照）であったが、変形例２ではアンロード弁２２７である。

カット弁２２９は、手動式の切換弁である。さらに詳しくは、上記実施形態のカット弁２９（図１参照）は、パイロット油圧に応じて開閉する弁であった。一方、変形例２のカット弁２２９は、手動により、開状態と閉状態とを切り換え可能な弁である。カット弁２２９は、通常は閉状態とされ、非常時等に手動で開状態とされる。非常時とは、ポンプ２１の吐出油がタンクＴに戻れない状態の時である。具体的には、非常時とは、アンロード弁２２７が故障して閉状態のまま動かなくなった時などである。

（変形例３）
図７を参照して、変形例３のエンジン始動装置３０１について、上記実施形態のエンジン始動装置１（図１参照）との相違点を説明する。図１に示すエンジン始動装置１では、エンジン１０始動時のパイロット油圧源は、第２アキュームレータ４５であった。一方、図７に示す変形例３のエンジン始動装置３０１では、エンジン１０始動時のパイロット油圧源は、第３アキュームレータ３３３である。また、エンジン始動装置３０１は、減圧弁３４５を備える。以下、上記相違点をさらに説明する。

第３アキュームレータ３３３（始動用アキュームレータ、パイロット油圧源）は、第１アキュームレータ３３と同様の機能を備える。

減圧弁３４５は、第３アキュームレータ３３３の油圧を減圧して、パイロット油路４１にパイロット油圧を供給するための弁である。減圧弁３４５は、第３アキュームレータ３３３とパイロット油路４１との間に設けられる。

この構成では、第３アキュームレータ３３３は、回生モータ３１に油を供給するための（エンジン始動用）のアキュームレータと、パイロット油圧源としてのアキュームレータと、の両方の機能を兼ねる。よって、パイロット油圧源（図１の第２アキュームレータ４５）の設置スペース及びコストを削減できる。

（その他の変形例）
上記実施形態や変形例は、様々に変更できる。
例えば、図１、図５、及び図６に示す油圧回路の各構成要素の接続等は適宜変更できる。具体的には例えば、上記実施形態では、図１に示すように、アクチュエータ２３から蓄圧切換弁３７を介して第１アキュームレータ３３に油が供給された。しかし、アクチュエータ２３以外から第１アキュームレータ３３に油が供給されてもよい。例えば、上述したように回生モータ３１をポンプとして動作させ、このポンプから第１アキュームレータ３３に油が供給されてもよい。

また例えば、図７に示す変形例３のエンジン始動装置３０１に対し、図１に示す第２アキュームレータ４５を付加してもよい。この付加をした場合、パイロット油圧源の容量が増える。

また例えば、弁の制御方式を変更してもよい。具体的には、アクチュエータ制御弁２５、放出弁３５、及び蓄圧切換弁３７等は、パイロット油圧制御式でなくてもよく、例えば電磁制御式などとしてもよい。但し、「圧力制御弁」（変形例３以外のカット弁２９（図１、図６参照）、変形例３のアンロード弁２２７（図７参照））の開閉制御、及び、回生モータ３１の容量制御は、パイロット油圧制御式とする。

また例えば、弁の開閉のタイミングを変更してもよい。例えば、図５（ａ）及び（ｃ）に示すように、変形例１では、エンジン１０が自立運転回転数Ｒ１に達する時（時刻ｔ７）より前に、アンロード弁２７を開状態とした（時刻ｔ１１１）。しかし、時刻ｔ１１１は、時刻ｔ７以後でもよい。

１、１０１、２０１、３０１ エンジン始動装置
１０ エンジン
１１ エンジン軸
２１ ポンプ
２３ アクチュエータ
２５ アクチュエータ制御弁
２６ アンロード油路
２７ アンロード弁
２８ センタバイパス油路
２９ カット弁（油圧制御弁）
３１ 回生モータ
３３ 第１アキュームレータ（始動用アキュームレータ）
３５ 放出弁
４５ 第２アキュームレータ（パイロット油圧源）
２２７ アンロード弁（油圧制御弁）
３３３ 第３アキュームレータ（始動用アキュームレータ、パイロット油圧源）
Ｒ１ 自立運転回転数（所定回転数）
Ｒ２ 所定回転数

Claims (3)

1. エンジンと、
   前記エンジンの出力軸であるエンジン軸と、
   前記エンジン軸に接続され、油を吐出するポンプと、
   前記ポンプに接続されるアクチュエータと、
   前記ポンプと前記アクチュエータとの間に設けられ、前記ポンプから前記アクチュエータに供給される油を制御するアクチュエータ制御弁と、
   前記ポンプとタンクとの間に設けられ、前記アクチュエータ制御弁とは別に設けられ、パイロット油圧に応じて開閉する油圧制御弁と、
   前記エンジン軸に接続され、パイロット油圧に応じて容量が変わる回生モータと、
   前記回生モータに接続される始動用アキュームレータと、
   前記回生モータと前記始動用アキュームレータとの間に設けられ、前記始動用アキュームレータから前記回生モータへの油の供給の有無を切り換える放出弁と、
   前記油圧制御弁及び前記回生モータにパイロット油圧を供給するパイロット油圧源と、
   を備え、
   前記回生モータは、入力されるパイロット油圧が大きいほど容量が大きくなるように構成され、
   前記油圧制御弁は、パイロット油圧入力状態のときに閉状態、パイロット油圧非入力状態のときに開状態、となるように構成され、
   前記エンジンを停止状態から始動させるエンジン始動時には、前記放出弁が開状態、かつ、前記油圧制御弁が開状態となるように制御される、
   エンジン始動装置。
2. 前記ポンプと前記アクチュエータ制御弁との間から分岐してタンクにつながれるアンロード油路と、
   前記アンロード油路に設けられ、パイロット油圧に応じて開閉するアンロード弁と、
   前記アクチュエータ制御弁の中立位置を介して前記ポンプとタンクとをつなぐセンタバイパス油路と、
   を備え、
   前記油圧制御弁は、前記センタバイパス油路のうち前記アクチュエータ制御弁よりも下流側に設けられるカット弁であり、
   前記アンロード弁は、パイロット油圧非入力状態のときに閉状態、パイロット油圧入力状態のときに開状態となるように構成され、
   前記エンジン始動時には、前記アンロード弁が閉状態、かつ、前記カット弁が開状態となるように制御され、
   前記エンジンの回転数が所定回転数以上の時には、前記アンロード弁が開状態、かつ、前記カット弁が閉状態となるように制御される、
   請求項１に記載のエンジン始動装置。
3. 前記エンジン始動時に前記放出弁が開状態となる時以前に、前記回生モータの容量は、前記回生モータの発生トルクが前記エンジンの始動トルクよりも大きくなるように制御される、
   請求項１または２に記載のエンジン制御装置。