JP3544253B2 - 原動機制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば油圧ショベル等の建設機械に設けられ、原動機の回転数を制御するのに好適に用いられる原動機制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、油圧ショベル等の建設機械にあっては、ディーゼルエンジン等からなる原動機と、該原動機に付設され、ガバナレバーの回動角に応じて該原動機の回転数を増減させるガバナと、該ガバナのガバナレバーを回動させるステッピングモータと、前記ガバナレバーの回動角を検出し検出信号を出力する回動角検出手段と、前記原動機の目標回転数を指令する回転数指令手段と、該回転数指令手段からの指令信号と前記回動角検出手段からの検出信号とに基づいて、前記ステッピングモータに駆動パルス信号を出力し該ステッピングモータを駆動制御するコントローラとからなる原動機制御装置が設けられている。
【０００３】
この種の従来技術による原動機制御装置では、例えば原動機の始動時等に予め決められた基準位置（例えば原動機のアイドル位置）に該当する駆動パルス信号のパルス数を演算し、その後は回転数指令手段からの指令信号に基づいて駆動パルス信号のパルス数を増減させることにより、原動機の回転数が目標回転数に対応した回転数となるように原動機制御を行っている。
【０００４】
即ち、原動機の回転数制御を行う場合に、前記回動角検出手段でガバナレバーの回動角を常に検出しつつ、該回動角検出手段からの検出信号に基づいて原動機の回転数制御を続行しようとすると、例えばポテンショメータ等からなる回動角検出手段は図５に示す如く、取付け誤差や検出精度のバラツキ、さらには外部からの電波ノイズの影響等により、ガバナレバーの回動角θに対して検出信号の信号値（検出値Ｖ）に微小な変動が生じることが多いために、ガバナレバーの回動角θを誤って検出することがあり、原動機の回転数制御を正確に行うことが難しい。また、回動角検出手段の高精度化（ヒステリシスの縮小、出力ゲインの一定化等）を図るようにすると、大きなコストアップを招いてしまい実用に適さないものとなる。
【０００５】
そこで、従来技術では、原動機の始動時にオペレータが原動機の始動スイッチを閉成（ＯＮ）操作すると、まず電源からの電圧をコントローラを介してステッピングモータに投入することにより、該ステッピングモータでガバナレバーを初期位置から、例えば最高回転数位置（フル位置）側に向けて回動すると共に、このときに回動角検出手段により前記基準位置の検出を行い、その後はこれを基準として駆動パルス信号のパルス数を増減させることにより、原動機の回転数制御を続行するようにしている。
【０００６】
この場合、原動機の始動時における基準位置の検出動作は、前記ガバナレバーの初期位置が基準位置よりを小さいときに、ガバナレバーの回動角を増大させる方向にステッピングモータを駆動して基準位置の検出を行い、逆にガバナレバーの初期位置が基準位置よりを大きいときには、ガバナレバーの回動角を減少させる方向にステッピングモータを駆動して基準位置の検出を行うようにしている。
【０００７】
そして、この間にコントローラからステッピングモータに出力される駆動パルス信号のパルス数を計数すると共に、回動角検出手段から出力されるガバナレバーの回動角に対応した検出信号の信号値を取込み、この駆動パルス信号のパルス数と検出信号の信号値とに基づき前記基準位置における駆動パルス信号のパルス数を演算（算定）するようにしている。
【０００８】
次に、この状態でオペレータが燃料レバー（スロットルレバー）、ダイヤルやアップダウンスイッチ等の回転数指令手段を操作して原動機の目標回転数を指令すると、このときの指令信号に基づいた駆動パルス信号（前記基準位置に対して比例的にパルス数を増減させた駆動パルス信号）をコントローラからステッピングモータに出力する。
【０００９】
そして、ステッピングモータは駆動パルス信号のパルス数に応じて正，逆転することによりガバナレバーを増速，減速方向に回動し、これによって原動機の回転数を前記目標回転数に対応した回転数まで増減させ、遠隔操作による原動機の回転数制御を行うようにしている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術では、オペレータが原動機の始動スイッチを開成（ＯＦＦ）操作し原動機を停止させる途中で、原動機が完全に停止する前に再び始動スイッチを閉成（ＯＮ）操作して原動機を始動させることがある。そして、このようなときにはガバナレバーの回動角（初期位置）が基準位置よりも大きい回動位置となる場合が多く、この場合にはガバナレバーの回動角を減少させる方向にステッピングモータを駆動して基準位置の検出を行う必要が生じる。
【００１１】
一方、オペレータが原動機の始動スイッチを開成（ＯＦＦ）操作して原動機を完全に停止させたときには、ガバナレバーが最低回転数（例えば回転数が零の状態）位置まで回動されるから、この状態で再び始動スイッチを閉成（ＯＮ）操作して原動機を始動させた場合には、ガバナレバーの回動角（初期位置）が基準位置よりも小さい回動位置となり、この場合にはガバナレバーの回動角を増大させる方向にステッピングモータを駆動して基準位置の検出を行う。
【００１２】
しかし、前記ガバナレバーの回動角を検出する回動角検出手段は、例えばポテンショメータ等によって構成されているから、回動角検出手段の検出信号（検出値Ｖ）は図６に例示する如く、ガバナレバーの回動角θに対してヒステリシス特性を持つようになり、回動角θの増大時と減少時とでは検出信号の信号値（検出値Ｖ）に偏差ΔＶが生じてしまう。
【００１３】
このため、従来技術では、ガバナレバーの回動角θを増大させる方向にステッピングモータを駆動して基準位置の検出を行う場合と、回動角θを減少させる方向にステッピングモータを駆動して基準位置の検出を行う場合とで基準位置にズレが発生することがあり、その後の原動機の回転数制御を正確に行うことが難しくなるという問題がある。
【００１４】
また、従来技術では、例えばステッピングモータの脱調等が原因となって、原動機の始動時における前記ガバナレバーの初期位置が基準位置よりも大きい回動位置（高い回転数位置）になってしまうことがあり、この場合にもガバナレバーを初期位置から基準位置へと減速方向に回動して、基準位置の検出動作を行う必要があり、原動機を完全に停止させた後に行われる通常の始動時制御とこの場合とでは基準位置にズレが生じ、原動機の回転数制御を安定させて正確に行うことが難しいという問題がある。
【００１５】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明は原動機の始動時等に行う基準位置の検出動作（検出処理）を正確に行うことができ、その後の回転数制御を遠隔操作により安定させて実行できると共に、原動機の始動性を高めて、信頼性や安全性を確実に向上できるようにした原動機制御装置を提供することを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために本発明は、原動機と、該原動機に付設され、ガバナレバーの回動角に応じて該原動機の回転数を増減させるガバナと、該ガバナのガバナレバーを回動させるステッピングモータと、前記ガバナレバーの回動角を検出し検出信号を出力する回動角検出手段と、前記原動機の目標回転数を指令する回転数指令手段と、該回転数指令手段からの指令信号と前記回動角検出手段からの検出信号とに基づいて、前記ステッピングモータに駆動パルス信号を出力し該ステッピングモータを駆動制御するコントローラと、前記原動機を始動，停止させるために閉成，開成されるスイッチ手段とからなる原動機制御装置に適用される。
【００１７】
そして、請求項１に記載の発明は、前記コントローラに、前記原動機の始動時に前記ステッピングモータの駆動制御を開始するための基準位置を、前記原動機の予め決められた低回転数位置付近に該当する前記ガバナレバーの回動角として記憶する記憶手段と、前記スイッチ手段の閉成時に前記回動角検出手段から出力される検出信号を、前記基準位置よりも小さい一定の判定値と比較し、該判定値よりも検出信号の値が大きいか否かを判定する閉成時判定手段と、該閉成時判定手段で検出信号が判定値よりも大きいと判定したときに、前記ガバナレバーの回動角を減少させるように前記ステッピングモータに駆動パルス信号を出力し、前記閉成時判定手段で検出信号が判定値より小さいと判定すると、その後は前記ガバナレバーの回動角を増大させるように前記ステッピングモータに駆動パルス信号を出力し続ける駆動信号出力手段と、該駆動信号出力手段から駆動パルス信号を出力しているときに、前記回動角検出手段による検出信号が前記基準位置に達したか否かを検出し、該基準位置に達したときに前記原動機の始動時におけるステッピングモータの駆動制御を開始させる基準位置検出制御手段とを設けたことを特徴としてなる構成を採用している。
【００１８】
この場合、請求項２に記載の発明では、前記記憶手段で記憶した基準位置は、前記原動機の予め決められた低回転数位置に該当する前記ガバナレバーの回動角よりも、少なくとも前記回動角検出手段のヒステリシス特性で定まる回動角分だけ大きい値に設定してなる構成としている。
【００１９】
また、請求項３に記載の発明では、前記スイッチ手段の閉成，開成に応じて前記コントローラへの給電，停止を行う給電制御手段を備え、かつ前記ガバナには、少なくとも原動機の停止位置で前記ガバナレバーの減速方向への回動を停止させる停止側ストッパを設け、前記コントローラは、前記スイッチ手段が開成状態に保持される間、少なくとも該停止側ストッパにガバナレバーが当接するまで該ガバナレバーの回動角を減少させるように前記ステッピングモータに駆動パルス信号を出力し続ける停止時制御を行い、この停止時制御により前記ガバナレバーが停止側ストッパに当接した後に前記給電制御手段によりコントローラへの給電を停止させる構成としている。
【００２０】
さらに、請求項４に記載の発明では、前記コントローラに、前記原動機の始動時に前記ステッピングモータの駆動制御を開始するための基準位置を、前記原動機の予め決められた低回転数位置付近に該当する前記ガバナレバーの回動角として記憶する記憶手段と、前記スイッチ手段の閉成時に前記回動角検出手段から出力される検出信号を、前記基準位置よりも大きい一定の判定値と比較し、該判定値よりも検出信号の値が小さいか否かを判定する閉成時判定手段と、該閉成時判定手段で検出信号が判定値よりも小さいと判定したときに、前記ガバナレバーの回動角を増大させるように前記ステッピングモータに駆動パルス信号を出力し、前記閉成時判定手段で検出信号が判定値より大きいと判定すると、その後は前記ガバナレバーの回動角を減少させるように前記ステッピングモータに駆動パルス信号を出力し続ける駆動信号出力手段と、該駆動信号出力手段から駆動パルス信号を出力しているときに、前記回動角検出手段による検出信号が前記基準位置に達したか否かを検出し、該基準位置に達したときに前記原動機の始動時におけるステッピングモータの駆動制御を開始させる基準位置検出制御手段とを設けたことを特徴としてなる構成を採用している。
【００２１】
【作用】
上記構成により、請求項１に記載の発明では、原動機の始動時にステッピングモータの駆動制御を開始するための基準位置を、前記原動機の予め決められた低回転数位置付近に該当するガバナレバーの回動角として記憶手段に記憶させ、閉成時判定手段ではスイッチ手段の閉成時に回動角検出手段から出力される検出信号を、前記基準位置よりも小さい一定の判定値と比較し、該判定値よりも検出信号の値が大きいか否かを判定するから、例えばオペレータがスイッチ手段を開成（ＯＦＦ）操作し原動機を停止させる途中で、原動機が完全に停止する前に再びスイッチ手段を閉成（ＯＮ）操作して原動機を始動させるようなときに、ガバナレバーの回動角（初期位置）が前記基準位置よりも小さい一定の判定値を越えて大きくなっている場合には、前記閉成時判定手段で検出信号が判定値よりも大きいとして正確に判定することができる。
【００２２】
そして、この場合には、前記ガバナレバーの回動角を減少させるように駆動信号出力手段からステッピングモータに駆動パルス信号を出力し、ガバナレバーの回動角（回動位置）を前記基準位置よりも小さい一定の判定値以下まで一旦は必ず下げることができる。
【００２３】
次に、ガバナレバーの回動角（回動位置）が前記判定値以下となり、前記閉成時判定手段で検出信号が判定値より小さいと判定したときには、前記ガバナレバーの回動角を増大させるように前記駆動信号出力手段からステッピングモータに駆動パルス信号を出力し続け、ガバナレバーの回動角（回動位置）を前記基準位置まで増大させることができる。そして、基準位置検出制御手段では、前記回動角検出手段による検出信号が前記基準位置に達したことを検出すると、例えば前記駆動信号出力手段による駆動パルス信号の出力を停止させることによって、前記原動機の始動時におけるステッピングモータの駆動制御を開始できる。
【００２４】
また、原動機を完全に停止させた状態でスイッチ手段を閉成したときには、ガバナレバーが最低回転数（例えば回転数が零の状態）位置まで回動され、ガバナレバーの回動角（初期位置）が前記判定値よりも小さくなっているから、この場合には前記閉成時判定手段で検出信号が判定値より小さいと最初から判定でき、前記駆動信号出力手段からステッピングモータに駆動パルス信号を出力することにより、前記ガバナレバーの回動角（回動位置）を前記基準位置まで増大させ、前記原動機の始動時におけるステッピングモータの駆動制御を開始できる。
【００２５】
この結果、原動機の始動時にガバナレバーの回動角（初期位置）がいかなる位置にある場合でも、ガバナレバーの回動角を常に増大させる方向にステッピングモータを駆動している途中で基準位置の検出を行うことができ、原動機の始動時における基準位置の検出動作（検出処理）を正確に行うことができる。
【００２６】
この場合、請求項２に記載の発明では、前記原動機の予め決められた低回転数位置（例えばアイドル位置）に該当する前記ガバナレバーの回動角よりも、少なくとも前記回動角検出手段のヒステリシス特性で定まる回動角分だけ大きい値になるように基準位置を設定しているから、前記回動角検出手段で検出した基準位置がヒステリシス特性の影響で前記低回転数位置よりも小さい値として誤って検出されるのを防止でき、原動機の始動時の制御を常に前記低回転数位置よりも高い回転数位置で開始することができる。
【００２７】
また、請求項３に記載の発明では、前記スイッチ手段の閉成，開成に応じて前記コントローラへの給電，停止を行う給電制御手段を備えると共に、少なくとも原動機の停止位置で前記ガバナレバーの減速方向への回動を停止させる停止側ストッパをガバナに設ける構成としているから、前記スイッチ手段が開成された後にも開成状態が保持されるときには、ガバナレバーが停止側ストッパに少なくとも当接するまで、ガバナレバーの回動角を減少させる方向でステッピングモータに駆動パルス信号を出力し続けるようにコントローラに給電を行うことができ、コントローラによる停止時制御を安定させて実行できる。
【００２８】
そして、この停止時制御により前記ガバナレバーが停止側ストッパに当接した状態に保持でき、原動機を安定させて停止できると共に、その後に前記給電制御手段によってコントローラへの給電を自動的に停止させることができる。
【００２９】
一方、前記スイッチ手段を開成した後に原動機が完全に停止する前に、再びスイッチ手段を閉成させた場合には、コントローラへの給電を続行したままで、再び原動機の始動時制御を再開することができ、コントローラへの給電，停止が余分に繰返されるような事態をなくすことができる。
【００３０】
さらに、請求項４に記載の発明では、原動機の始動時にガバナレバーの回動角（初期位置）がいかなる位置にある場合でも、ガバナレバーの回動角を常に減少させる方向にステッピングモータを駆動している途中で基準位置の検出を行うことができ、原動機の始動時における基準位置の検出動作（検出処理）を正確に行うことができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例による原動機制御装置を図１ないし図４に基づいて説明する。
【００３２】
図において、１は油圧ショベル等の建設機械に搭載される原動機としてのディーゼルエンジン（以下、エンジン１という）、２は該エンジン１に付設されたガバナを示し、該ガバナ２には図１に示すように、支軸３Ａを中心にして増速Ｈ方向または減速Ｌ方向に回動されるガバナレバー３と、該ガバナレバー３の回動範囲を規制する上限ストッパ４，下限ストッパ５とが設けられ、該下限ストッパ５は停止側ストッパを構成している。
【００３３】
ここで、該ガバナ２はガバナレバー３が後述のステッピングモータ７で増速Ｈ方向または減速Ｌ方向に回動されることにより、ガバナレバー３の回動角に応じてエンジン１の回転数を増大または減少させる。そして、ガバナレバー３が上限ストッパ４に当接したときに、ガバナ２はエンジン１の回転数を最高回転数（フル回転数）に設定し、ガバナレバー３が下限ストッパ５に当接したときに、エンジン１の回転数を最低回転数（例えばアイドル回転数よりも低い回転数が零の位置）に設定する。
【００３４】
６はガバナレバー３を下限ストッパ５側に向けて常時付勢した付勢手段としてのばねを示し、該ばね６はステッピングモータ７の保持力よりも小さいばね力をもってガバナレバー３を減速Ｌ方向に向けて付勢し、例えばエンジン１の停止時等にステッピングモータ７の保持力が失われると、ガバナレバー３を下限ストッパ５に当接する位置までばね力によって移動させるものである。
【００３５】
７はガバナレバー３を回動させるステッピングモータを示し、該ステッピングモータ７の出力軸には回動レバー７Ａが一体的に取付けられ、該回動レバー７Ａはリンク８を介してガバナレバー３に連結されている。そして、該ステッピングモータ７は後述のコントローラ１５から駆動パルス信号（パルス信号）が出力されることにより、この駆動パルス信号のパルス数に応じて正転または逆転し、リンク８を介してガバナレバー３を増速Ｈ方向または減速Ｌ方向に回動させるものである。
【００３６】
ここで、ステッピングモータ７は外部からの給電により駆動パルス信号のパルス数に応じて回転し、駆動パルス信号の出力が停止したときにも電圧が印加（給電）されている間は一定の保持力（停止トルク）をもってガバナレバー３を任意の回動位置に停止させ、その回動位置を保持するものである。そして、エンジン１の停止時等に電圧の印加（給電）が遮断されたときに、ステッピングモータ７は前記保持力が失われ、ガバナレバー３がばね６によって下限ストッパ５の位置まで移動されるのを許すようになっている。
【００３７】
また、ステッピングモータ７はコントローラ１５からの駆動パルス信号によって、通常時では前記ばね６のばね力よりも大きな回転力（回転トルク）をもって回転するが、このときの回転トルクは停止時の保持力（停止トルク）よりも小さなトルクになるという特性を持っている。そして、ステッピングモータ７の回転途中で後述のバッテリ１３等から給電される電圧レベルが低下したときには、電圧レベルの低下によりステッピングモータ７の回転力（回転トルク）も低下し、このときの回転力がばね６のばね力よりも小さくなると、ステッピングモータ７は外力（ばね６）によって前記駆動パルス信号に追従した回転ができずに、ばね力で強制回転されるようになり、所謂脱調状態となってしまう。
【００３８】
なお、ステッピングモータ７はガバナレバー３が上限ストッパ４または下限ストッパ５に強く衝突したとき等にも、外部からの衝撃によってステッピングモータ７が脱調状態になることがある。
【００３９】
９はガバナレバー３の回動角を検出する回動角検出手段としてのガバナ角センサを示し、該ガバナ角センサ９は例えばポテンショメータ等によって構成され、その検出レバー９Ａがガバナレバー３およびステッピングモータ７の回動レバー７Ａにリンク１０等を介して連結されている。そして、該ガバナ角センサ９はガバナレバー３の回動角を検出し、このときの検出信号（電圧信号）を検出値Ｖの信号値としてコントローラ１５に出力するものである。
【００４０】
ここで、ガバナ角センサ９からの検出値Ｖとガバナレバー３の回動角θとは、図４に例示する如く予め決められた一定の関係（例えば比例関係）を有するように設定され、エンジン１の予め決められた低回転数位置となるアイドル位置θｉ では、ガバナ角センサ９からの検出値Ｖが一定の電圧値Ｖｉ （例えば２．５ボルト程度）となるように予め初期設定されている。また、エンジン１の最低回転数位置となる停止位置θｓ ではガバナ角センサ９からの検出値Ｖが、例えば一定の電圧値Ｖｓ となり、エンジン１の最高回転数位置となるフル位置θｆ ではガバナ角センサ９からの検出値Ｖが一定の電圧値Ｖｆ となる。
【００４１】
なお、ガバナ角センサ９は図６に例示したようなヒステリシス特性を有し、ステッピングモータ７でガバナレバー３を増速方向Ｈまたは減速方向Ｌに回動するときに、回動角θの増大時と減少時とでは検出信号の信号値（検出値Ｖ）に偏差ΔＶが生じてしまうものである。
【００４２】
１１はエンジン１の回転数を外部から遠隔操作によって指令する回転数指令手段としての指令装置を示し、該指令装置１１は建設機械の運転室（図示せず）内に設けられた、例えば燃料レバー（スロットルレバー）、ダイヤルまたはアップダウンスイッチ等により構成されている。そして、該指令装置１１は運転者の手動操作等により操作量に応じた回転数の指令信号をコントローラ１５に出力し、これによってエンジン１の目標回転数を指令するものである。
【００４３】
１２はエンジン１を始動，停止させるためのスイッチ手段として始動スイッチを示し、該始動スイッチ１２はエンジン１の始動時等に運転者によって手動で閉成（ＯＮ）操作され、例えば直流電源となるバッテリ１３からの電圧をスタータ（図示せず）に給電することによってエンジン１を起動（始動）させるものである。
【００４４】
１４はステッピングモータ７を駆動制御する制御装置を示し、該制御装置１４は、後述のコントローラ１５と、該コントローラ１５への給電，停止を行うための電源スイッチ１６およびＯＲ回路１７等とから構成されている。
【００４５】
１５はマイクロコンピュータ等によって構成されたコントローラを示し、該コントローラ１５はその入力側がガバナ角センサ９、指令装置１１および始動スイッチ１２等に接続され、出力側がステッピングモータ７等に接続されている。そして、コントローラ１５は記憶回路（図示せず）内に図２および図３に示すプログラム等を格納し、後述の停止時制御処理および基準位置検出処理を含むエンジン１の回転数制御処理等を行うものである。
【００４６】
また、コントローラ１５の記憶回路にはその記憶エリア１５Ａ内に、エンジン１がアイドル位置にあるときにガバナ角センサ９から出力される判定値としての電圧値Ｖｉ （２．５ボルト程度）と、エンジン１の始動時にステッピングモータ７の駆動制御を開始するための基準位置θｋ に対応した電圧値Ｖｋ と、後述するカウンタＣの計数値Ａ（例えば３〜６回程度）と、後述のステップ１で予め初期設定される最大の電圧値Ｖｂ （Ｖｂ ≧Ｖｆ ）と、前記駆動パルス信号のパルス数を係数するパルスカウンタ（図示せず）と等が更新可能に格納されている。
【００４７】
ここで、コントローラ１５の記憶エリア１５Ａは、前記基準位置θｋ に対応した電圧値Ｖｋ を記憶する記憶手段を構成し、このときの電圧値Ｖｋ は図４に示す如く、ガバナ角センサ９のヒステリシス特性を考慮して電圧値Ｖｉ よりも少なくとも前記偏差ΔＶ分以上に大きい電圧値となるように設定されている。
【００４８】
１６は制御装置１４内に設けた電源スイッチ、１７は該電源スイッチ１６と共に給電制御手段を構成したＯＲ回路を示し、該ＯＲ回路１７はエンジン１の始動時等に始動スイッチ１２が一旦閉成（ＯＮ）されると、電源スイッチ１６を閉成（ＯＮ）状態としてバッテリ１３からコントローラ１５に給電を行わせる。そして、ＯＲ回路１７は、その後にエンジン１を停止すべく始動スイッチ１２を開成（ＯＦＦ）したときにも、コントローラ１５からＯＦＦ信号が出力されるまでは電源スイッチ１６を閉成（ＯＮ）状態に保持してコントローラ１５への給電を続行させるものである。
【００４９】
本実施例による原動機制御装置は上述の如き構成を有するもので、次にコントローラ１５によるエンジン１の停止時制御処理および基準位置検出処理について図２および図３を参照して説明する。
【００５０】
まず、処理動作がスタートすると、ステップ１ではガバナレバー３のフル位置θｆ に対応した電圧値Ｖｆ 以上の最大となる電圧値Ｖｂ （Ｖｂ ≧Ｖｆ ）を初期設定し、ステップ２では始動スイッチ１２が開成（ＯＦＦ）されたか否かを判定する。そして、ステップ２で「ＮＯ」と判定したときにはエンジン１が運転状態（作動中）にあるから、ステップ１４に移って目標回転数に基づいた回転数制御処理を実行し続ける。
【００５１】
即ち、目標回転数に基づいたエンジン１の回転数制御処理は、後述の基準位置検出処理によりステッピングモータ７の駆動制御を開始し、エンジン１のアイドル位置に該当する駆動パルス信号のパルス数を算定した状態で、指令装置１１からの指令信号を読込むことにより、該指令信号の指令値（目標回転数）を前記アイドル位置からのパルス数として換算しつつ、このときのパルス数に相当する駆動パルス信号をステッピングモータ７に出力することによって、エンジン１の回転数が目標回転数に対応した回転数となるようにステッピングモータ７を駆動制御するものである。
【００５２】
次に、前記ステップ２で「ＹＥＳ」と判定したときには始動スイッチ１２が開成（ＯＦＦ）され、エンジン１を停止させようとした場合であるから、ステップ３に移ってガバナレバー３を減速Ｌ方向に駆動すべくステッピングモータ７に駆動パルス信号を出力し、該ステッピングモータ７の回動レバー７Ａを減速Ｌ方向に回動させる。
【００５３】
そして、次なるステップ４では始動スイッチ１２が開成（ＯＦＦ）状態に維持されているか否かを判定し、「ＹＥＳ」と判定したときにはステップ５に移ってガバナ角センサ９から検出値Ｖを読込み、次なるステップ６でこのときの検出値Ｖが前記電圧値Ｖｂ 以上となっているか否かを判定する。
【００５４】
ここで、エンジン１の運転途中で始動スイッチ１２を開成（ＯＦＦ）操作した場合の最初のプログラムサイクルでは、電圧値Ｖｂ が図４に示す電圧値Ｖｆ 以上の電圧値（Ｖｂ ≧Ｖｆ ）に初期設定されているから、ステップ６では「ＮＯ」と判定され、ステップ７に移って前記ステップ５による検出値Ｖを判定用の電圧値Ｖｂ に置き換えると共に、ステップ８でカウンタＣを零リセットし、前記ステップ３以降の処理を繰り返すようにする。
【００５５】
この場合、ガバナレバー３はステップ３の処理により図４に示す停止位置θｓ に向けて減速Ｌ方向に回動されるが、ガバナ角センサ９は図５に示す特性線のようにガバナレバーの回動角θに対して検出信号の検出値Ｖに微小な変動が生じることが多いために、ステップ５による検出値Ｖを判定用の電圧値Ｖｂ にステップ７で順次置き換えた場合でも、その後のステップ６による判定処理で「ＹＥＳ」と判定されることがある。
【００５６】
そこで、ステップ６で「ＹＥＳ」と判定したときにはステップ９に移ってカウンタＣを、
【００５７】
【数１】
Ｃ←Ｃ＋１
として「１」ずつ歩進させ、次なるステップ１０でカウンタＣの計数値が前記計数値Ａ（例えば３〜６回程度）以上となっているか否かを判定する。
【００５８】
そして、ガバナレバー９が下限ストッパ５に当接して停止するまでは、ガバナ角センサ９の検出値Ｖが漸次減少するようになるから、ステップ１０の判定処理で「ＹＥＳ」と判定されることはなく、ステップ１０で「ＮＯ」と判定するときには前記ステップ３以降の処理を繰返すようにする。
【００５９】
かくして、ガバナレバー９が下限ストッパ５に当接すると、ガバナ角センサ９の検出値Ｖは図４に示す電圧値Ｖｓ となって一定値に保たれるようになるから、この場合にはステップ９でカウンタＣを前記計数値Ａ（例えば３〜６回程度）となるまで順次歩進し、ステップ１０で「ＹＥＳ」と判定するようになり、次なるステップ１１ではガバナレバー９が下限ストッパ５に完全に当接した状態でステッピングモータ７を停止できると共に、ステップ１２ではＯＲ回路１７にＯＦＦ信号を出力して電源スイッチ１６を開成（ＯＦＦ）でき、これによってバッテリ１３からコントローラ１５への給電を確実に停止できる。
【００６０】
また、前記ステップ４で「ＮＯ」と判定したときには、始動スイッチ１２を一旦開成（ＯＦＦ）操作した後に、エンジン１が完全に停止する前に始動スイッチ１２を再び閉成（ＯＮ）操作した場合であるから、ステップ１３に移って図３に示す如く基準位置検出処理を行うようにする。なお、この基準位置検出処理はエンジン１を完全に停止させた後に、オペレータがエンジン１を始動すべく始動スイッチ１２を閉成（ＯＮ）操作した場合にも同様に実施されるものである。
【００６１】
そこで、図３を参照してコントローラ１５による基準位置検出処理について説明するに、まず、ステップ２１ではガバナ角センサ９から検出値Ｖを読込み、ステップ２２に移ってこのときの検出値Ｖが、図４に示す基準位置θｋ に対応した電圧値Ｖｋ よりも小さい判定値（例えば前記アイドル位置θｉ に対応した電圧値Ｖｉ ）以下となっているか否かを判定する。
【００６２】
そして、ステップ２２で「ＮＯ」と判定したときには検出値Ｖが電圧値Ｖｉ よりも大きく、例えば始動スイッチ１２を一旦開成（ＯＦＦ）操作した後に、エンジン１が完全に停止する前に始動スイッチ１２を再び閉成（ＯＮ）操作した場合のように、ガバナレバー３は図４に示すアイドル位置θｉ よりも回動角θが大きい状態にあるから、ステップ２３に移ってガバナレバー３を減速Ｌ方向に駆動すべくステッピングモータ７に駆動パルス信号を出力し、該ステッピングモータ７の回動レバー７Ａを減速Ｌ方向に回動させる。
【００６３】
次に、前記ステップ２１〜２３に亘る処理を繰返すことによりステップ２２で「ＹＥＳ」と判定したときには、ガバナ角センサ９による検出値Ｖが電圧値Ｖｉ 以下となり、ガバナレバー３は図４に示すアイドル位置θｉ 以下まで回動角θが小さくなっているから、ステップ２４に移ってガバナレバー３を増速Ｈ方向に駆動すべくステッピングモータ７に駆動パルス信号を出力し、該ステッピングモータ７の回動レバー７Ａを増速Ｈ方向に回動させる。
【００６４】
次に、ステップ２５では再びガバナ角センサ９から検出値Ｖを読込み、ステップ２６に移ってこのときの検出値Ｖが前記基準位置θｋ に対応した電圧値Ｖｋ に達したか否かを判定する。そして、ステップ２６で「ＮＯ」と判定する間はステップ２４以降の処理を繰返し、ガバナレバー３の回動角θを基準位置θｋ まで増加させるようにステッピングモータ７に駆動パルス信号を出力し続ける。
【００６５】
そして、ステップ２６で「ＹＥＳ」と判定したときには、ガバナ角センサ９からの検出値Ｖが基準位置θｋ に対応した電圧値Ｖｋ に達した場合であるから、ステップ２７に移ってこのときの検出値Ｖを、基準位置θｋ に相当する電圧値Ｖｋ （Ｖ→Ｖｋ ）として記憶し、これを基準としてエンジン１の始動時におけるステッピングモータ７の駆動制御を開始すべくステップ２８でリターンする。
【００６６】
即ち、前記ステップ２２で「ＹＥＳ」と判定したときのガバナ角センサ９による検出値Ｖは電圧値Ｖｉ となり、ステップ２６で「ＹＥＳ」と判定したときの検出値Ｖは電圧値Ｖｋ となり、これらの電圧値Ｖｉ ，Ｖｋ は図４中に示す特性線の如くガバナレバー３のアイドル位置θｉ と基準位置θｋ とに対応しているから、前記検出値Ｖが電圧値Ｖｉ となったときの前記駆動パルス信号のパルス数Ｐｉ と検出値Ｖが電圧値Ｖｋ となったときのパルス数Ｐｋ とに基づいてパルス数の差分（Ｐｋ −Ｐｉ ）を求めることにより、ガバナレバー３のアイドル位置θｉ からフル位置θｆ に亘る駆動パルス信号のパルス数を算定することができる。
【００６７】
そして、図２中のステップ１４による回転数制御処理では、指令装置１１からの指令値（目標回転数）を前記アイドル位置θｉ からのパルス数として換算しつつ、このときのパルス数に相当する駆動パルス信号をステッピングモータ７に出力することによって、エンジン１の回転数が目標回転数に対応した回転数となるようにステッピングモータ７を駆動制御することができる。
【００６８】
かくして、本実施例によれば、エンジン１の始動時に実施する基準位置検出処理を、ガバナレバー３の回動角θを増大させるようにステッピングモータ７を駆動している途中で常に行い、ガバナ角センサ９から検出値Ｖが図４に示す基準位置θｋ に対応した電圧値Ｖｋ に達したときに、この検出値Ｖを基準位置θｋ に相当する電圧値Ｖｋ （Ｖ→Ｖｋ ）とし、これを基準としてエンジン１の始動時におけるステッピングモータ７の駆動制御を開始する構成としたから、下記のような作用効果を得ることができる。
【００６９】
即ち、オペレータが始動スイッチ１２を開成（ＯＦＦ）操作しエンジン１を停止させる途中で、エンジン１が完全に停止する前に再び始動スイッチ１２を閉成（ＯＮ）操作してエンジン１を始動させるようなときに、ガバナレバー３の回動角θ（ガバナ角センサの検出値Ｖ）が前記基準位置θｋ よりも小さいアイドル位置θｉ （電圧値Ｖｉ ）を越えて大きくなっている場合には、図３に示すステップ２３の処理でガバナレバー３の回動角θを減少させるようにステッピングモータ７を駆動して、ガバナレバー３の回動角θを前記アイドル位置θｉ 以下まで一旦は必ず下げることができる。
【００７０】
そして、ガバナレバー３の回動角θがアイドル位置θｉ 以下まで下がったときには、ガバナレバー３の回動角θを増加させるようにステッピングモータ７を駆動し続けることにより、ガバナレバー３の回動角θを前記基準位置θｋ まで増大させ、ガバナ角センサ９の検出値Ｖが基準位置θｋ に相当する電圧値Ｖｋ に達したときに、これを基準としてエンジン１の始動時におけるステッピングモータ７の駆動制御を開始することができ、従来技術で述べたようにガバナ角センサ９のヒステリシス特性に影響されて、回動角θの増加時と減少時とでガバナ角センサ９の検出値Ｖに偏差ΔＶが生じ、前記基準位置θｋ に相当する検出値Ｖにズレが発生する等の問題を確実に解消できる。
【００７１】
従って、本実施例によれば、エンジン１の始動時にガバナレバー３の回動角θ（初期位置）がいかなる位置にある場合でも、ガバナレバー３の回動角θを常に増大させる方向にステッピングモータ７を駆動している途中で基準位置θｋ の検出を行うことができ、エンジン１の始動時における基準位置θｋ の検出動作（検出処理）を正確に行うことができ、その後の目標回転数指令に基づいた回転数制御を遠隔操作により安定させて実行できる。
【００７２】
また、この基準位置θｋ （ガバナ角センサ９による検出値Ｖの電圧値Ｖｋ ）をエンジン１のアイドル位置θｉ （電圧値Ｖｉ ）よりも、少なくともガバナ角センサ９のヒステリシス特性で定まる回動角（偏差ΔＶ）分だけ大きい値になるように設定しているから、ガバナ角センサ９で検出値Ｖ（Ｖ＝Ｖｋ ）として検出した電圧値Ｖｋ （基準位置θｋ ）がヒステリシス特性の影響で、例えばアイドル位置θｉ に該当する電圧値Ｖｉ よりも小さい値として誤って検出されるような事態をなくすことができ、エンジン１の始動時の制御を常に前記アイドル位置θｉ よりも僅かに高い回転数位置で開始することができる。
【００７３】
この結果、エンジン１の始動時の制御を前記アイドル位置θｉ よりも僅かに高い回転数位置から開始でき、エンジン１の始動不良等の発生を防止し始動性を確実に向上させることができる。また、例えば始動時の制御をフル位置θｆ に近い位置から開始してエンジン１の回転数が急激に高い回転数域まで上昇するような事態もなくすことができ、エンジン１の始動時における制御の信頼性や安全性を大幅に向上できる。
【００７４】
さらに、エンジン１の停止時には、制御装置１４内に設けた電源スイッチ１６とＯＲ回路１７とによりコントローラ１５への給電，停止を行う給電制御を行うと共に、始動スイッチ１２が開成（ＯＦＦ）された後にもこの状態が保持されるときには、ガバナレバー３が下限ストッパ５に少なくとも当接するまで、ガバナレバー３の回動角θを減少させる方向にステッピングモータ７を駆動し続けるようにコントローラ１５に給電を行うことができ、コントローラ１５による停止時制御を安定させて実行できる。
【００７５】
そして、この停止時制御によりガバナレバー３が下限ストッパ５に当接した状態に保持でき、エンジン１を安定させて停止できると共に、その後にコントローラ１５からＯＲ回路１７にＯＦＦ信号を出力して電源スイッチ１６を開成することにより、コントローラ１５への給電をエンジン１の停止後に自動的に遮断（停止）することができる。
【００７６】
一方、前記始動スイッチ１２を開成してエンジン１が完全に停止する前に、再び始動スイッチ１２を閉成させた場合には、コントローラ１５への給電を続行したままで、再びエンジン１の始動時制御を再開することができ、コントローラ１５への給電，停止が余分に繰返されるような事態をなくすことができる等、種々の効果を奏する。
【００７７】
なお、前記実施例では、図２および図３に示すプログラムのうち、ステップ２２が本発明の構成要件である閉成時判定手段の具体例を示し、ステップ２３およびステップ２４が駆動信号出力手段の具体例であり、ステップ２５からステップ２７に亘る処理が基準位置検出制御手段の具体例を示すものである。
【００７８】
また、前記実施例では、ステッピングモータ７の駆動制御を開始するための基準位置θｋ を、エンジン１の予め決められた低回転数位置としてアイドリング回転数となるアイドル位置θｉ よりも回転数が高くなる位置に設定するものとして述べたが、本発明はこれに限るものではなく、例えばアイドル位置θｉ よりも一定量（回動角）だけ大きい位置または小さい位置に低回転数位置を予め設定するようにしてもよい。
【００７９】
さらに、前記実施例では、エンジン１の始動時に実施する基準位置の検出処理を、ガバナレバー３の回動角θを増大させるようにステッピングモータ７を駆動している途中で常に行うものとして述べたが、これに替えて、エンジン１の始動時に実施する基準位置の検出処理を、例えばガバナレバー３の回動角θを減少させるようにステッピングモータ７を駆動している途中で常に行う構成としてもよい。
【００８０】
【発明の効果】
以上詳述した通り、請求項１に記載の発明では、原動機の始動時にステッピングモータの駆動制御を開始するための基準位置を、前記原動機の予め決められた低回転数位置付近に該当するガバナレバーの回動角として記憶手段に記憶させ、閉成時判定手段ではスイッチ手段の閉成時に回動角検出手段から出力される検出信号を、前記基準位置よりも小さい一定の判定値と比較し、該判定値よりも検出信号の値が大きいか否かを判定すると共に、前記検出信号が判定値よりも大きいと判定したときに、前記ガバナレバーの回動角を減少させるように駆動信号出力手段からステッピングモータに駆動パルス信号を出力し、前記閉成時判定手段で検出信号が判定値より小さいと判定すると、その後は前記ガバナレバーの回動角を増加させるように前記ステッピングモータに駆動パルス信号を出力し続け、基準位置検出制御手段では前記回動角検出手段による検出信号が前記基準位置に達したことを検出したときに、前記原動機の始動時におけるステッピングモータの駆動制御を開始させる構成としたから、原動機の始動時にガバナレバーの回動角（初期位置）がいかなる位置にある場合でも、ガバナレバーの回動角を常に増大させる方向にステッピングモータを駆動している途中で基準位置の検出を行うことができ、原動機の始動時における基準位置の検出動作（検出処理）を正確に行うことができると共に、その後の回転数制御を遠隔操作により安定させて実行でき、原動機の始動性を高めて信頼性や安全性を確実に向上させることができる。
【００８１】
この場合、請求項２に記載の発明では、前記原動機の予め決められた低回転数位置に該当する前記ガバナレバーの回動角よりも、少なくとも前記回動角検出手段のヒステリシス特性で定まる回動角分だけ大きい値になるように基準位置を設定しているから、前記回動角検出手段で検出した基準位置がヒステリシス特性の影響で前記低回転数位置よりも小さい値として誤って検出されるのを防止でき、原動機の始動時の制御を常に前記低回転数位置よりも高い回転数位置で開始することができると共に、原動機の始動不良等の発生を防止でき、原動機の始動性を確実に向上できる。
【００８２】
また、請求項３に記載の発明では、前記スイッチ手段の閉成，開成に応じて前記コントローラへの給電，停止を行う給電制御手段を備えると共に、少なくとも原動機の停止位置で前記ガバナレバーの減速方向への回動を停止させる停止側ストッパをガバナに設ける構成としているから、前記スイッチ手段が開成された後にもこの状態が保持されるときには、ガバナレバーが停止側ストッパに少なくとも当接するまで、ガバナレバーの回動角を減少させる方向でステッピングモータに駆動パルス信号を出力し続けるようにコントローラに給電を行うことができ、コントローラによる停止時制御を安定して行わせることができると共に、この停止時制御により前記ガバナレバーが停止側ストッパに当接した状態に保持でき、原動機を確実に停止させた後に前記給電制御手段によってコントローラへの給電を自動的に停止させることができる。一方、前記スイッチ手段を開成して原動機が完全に停止する前に、再びスイッチ手段を閉成させた場合には、コントローラへの給電を続行したままで、再び原動機の始動時制御を再開することができ、コントローラへの給電，停止が余分に繰返されるのを効果的に防止できる。
【００８３】
さらに、請求項４に記載の発明のように、閉成時判定手段でスイッチ手段の閉成時に回動角検出手段から出力される検出信号を、基準位置よりも大きい一定の判定値と比較し、該判定値よりも検出信号の値が小さいか否かを判定すると共に、前記検出信号が判定値よりも小さいと判定したときに、前記ガバナレバーの回動角を増大させるように駆動信号出力手段からステッピングモータに駆動パルス信号を出力し、前記閉成時判定手段で検出信号が判定値より大きいと判定すると、その後は前記ガバナレバーの回動角を減少させるように前記ステッピングモータに駆動パルス信号を出力し続け、基準位置検出制御手段では前記回動角検出手段による検出信号が前記基準位置に達したことを検出したときに、前記原動機の始動時におけるステッピングモータの駆動制御を開始させる構成とすることにより、原動機の始動時にガバナレバーの回動角（初期位置）がいかなる位置にある場合でも、ガバナレバーの回動角を常に減少させる方向にステッピングモータを駆動している途中で、基準位置の検出を正確に行うことができ、前記請求項１に記載の発明とほぼ同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例によるエンジンの回転数制御装置を示す全体構成図である。
【図２】コントローラによるエンジンの停止時制御処理等を示す流れ図である。
【図３】コントローラによる基準位置検出処理を示す流れ図である。
【図４】ガバナレバーの回動角とガバナ角センサの検出信号との関係を示す特性線図である。
【図５】従来技術の回転数制御装置で用いているガバナレバーの回動角と回動角検出手段による検出信号との関係を示す特性線図である。
【図６】回動角検出手段のヒステリシス特性を示す特性線図である。
【符号の説明】
１ エンジン（原動機）
２ ガバナ
３ ガバナレバー
４ 上限ストッパ
５ 下限ストッパ（停止側ストッパ）
６ ばね
７ ステッピングモータ
９ ガバナ角センサ（回動角検出手段）
１１ 指令装置（回転数指令手段）
１２ 始動スイッチ（スイッチ手段）
１３ バッテリ（電源）
１４ 制御装置
１５ コントローラ
１５Ａ 記憶エリア（記憶手段）
１６ 電源スイッチ（給電制御手段）
１７ ＯＲ回路
Ｖ 検出値（検出信号）
Ｖｉ 電圧値（判定値）
Ｖｋ 電圧値（基準位置）
ΔＶ 偏差（ヒステリシス特性）
θ 回動角
θｉ アイドル位置（低回転数位置）
θｋ 基準位置

Claims (4)

1. 原動機と、該原動機に付設され、ガバナレバーの回動角に応じて該原動機の回転数を増減させるガバナと、該ガバナのガバナレバーを回動させるステッピングモータと、前記ガバナレバーの回動角を検出し検出信号を出力する回動角検出手段と、前記原動機の目標回転数を指令する回転数指令手段と、該回転数指令手段からの指令信号と前記回動角検出手段からの検出信号とに基づいて、前記ステッピングモータに駆動パルス信号を出力し該ステッピングモータを駆動制御するコントローラと、前記原動機を始動，停止させるために閉成，開成されるスイッチ手段とからなる原動機制御装置において、
   前記コントローラには、前記原動機の始動時に前記ステッピングモータの駆動制御を開始するための基準位置を、前記原動機の予め決められた低回転数位置付近に該当する前記ガバナレバーの回動角として記憶する記憶手段と、
   前記スイッチ手段の閉成時に前記回動角検出手段から出力される検出信号を、前記基準位置よりも小さい一定の判定値と比較し、該判定値よりも検出信号の値が大きいか否かを判定する閉成時判定手段と、
   該閉成時判定手段で検出信号が判定値よりも大きいと判定したときに、前記ガバナレバーの回動角を減少させるように前記ステッピングモータに駆動パルス信号を出力し、前記閉成時判定手段で検出信号が判定値より小さいと判定すると、その後は前記ガバナレバーの回動角を増大させるように前記ステッピングモータに駆動パルス信号を出力し続ける駆動信号出力手段と、
   該駆動信号出力手段から駆動パルス信号を出力しているときに、前記回動角検出手段による検出信号が前記基準位置に達したか否かを検出し、該基準位置に達したときに前記原動機の始動時におけるステッピングモータの駆動制御を開始させる基準位置検出制御手段とを設けたことを特徴とする原動機制御装置。
2. 前記記憶手段で記憶した基準位置は、前記原動機の予め決められた低回転数位置に該当する前記ガバナレバーの回動角よりも、少なくとも前記回動角検出手段のヒステリシス特性で定まる回動角分だけ大きい値に設定してなる請求項１に記載の原動機制御装置。
3. 前記スイッチ手段の閉成，開成に応じて前記コントローラへの給電，停止を行う給電制御手段を備え、かつ前記ガバナには、少なくとも原動機の停止位置で前記ガバナレバーの減速方向への回動を停止させる停止側ストッパを設け、前記コントローラは、前記スイッチ手段が開成状態に保持される間、少なくとも該停止側ストッパにガバナレバーが当接するまで該ガバナレバーの回動角を減少させるように前記ステッピングモータに駆動パルス信号を出力し続ける停止時制御を行い、この停止時制御により前記ガバナレバーが停止側ストッパに当接した後に前記給電制御手段によりコントローラへの給電を停止させる構成としてなる請求項１または２に記載の原動機制御装置。
4. 原動機と、該原動機に付設され、ガバナレバーの回動角に応じて該原動機の回転数を増減させるガバナと、該ガバナのガバナレバーを回動させるステッピングモータと、前記ガバナレバーの回動角を検出し検出信号を出力する回動角検出手段と、前記原動機の目標回転数を指令する回転数指令手段と、該回転数指令手段からの指令信号と前記回動角検出手段からの検出信号とに基づいて、前記ステッピングモータに駆動パルス信号を出力し該ステッピングモータを駆動制御するコントローラと、前記原動機を始動，停止させるために閉成，開成されるスイッチ手段とからなる原動機制御装置において、
   前記コントローラには、前記原動機の始動時に前記ステッピングモータの駆動制御を開始するための基準位置を、前記原動機の予め決められた低回転数位置付近に該当する前記ガバナレバーの回動角として記憶する記憶手段と、
   前記スイッチ手段の閉成時に前記回動角検出手段から出力される検出信号を、前記基準位置よりも大きい一定の判定値と比較し、該判定値よりも検出信号の値が小さいか否かを判定する閉成時判定手段と、
   該閉成時判定手段で検出信号が判定値よりも小さいと判定したときに、前記ガバナレバーの回動角を増大させるように前記ステッピングモータに駆動パルス信号を出力し、前記閉成時判定手段で検出信号が判定値より大きいと判定すると、その後は前記ガバナレバーの回動角を減少させるように前記ステッピングモータに駆動パルス信号を出力し続ける駆動信号出力手段と、
   該駆動信号出力手段から駆動パルス信号を出力しているときに、前記回動角検出手段による検出信号が前記基準位置に達したか否かを検出し、該基準位置に達したときに前記原動機の始動時におけるステッピングモータの駆動制御を開始させる基準位置検出制御手段とを設けたことを特徴とする原動機制御装置。

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