JP3561065B2 - 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等の電動モータと、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、前記電動モータに駆動信号を出力し該電動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，開成される始動スイッチ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にオペレータが前記始動スイッチを閉成（ＯＮ）させると、外部の電源からコントローラに電力供給が行われることにより、まずコントローラは前記回動角検出手段からの検出信号に基づきガバナレバーの回動位置（現在位置）を認識する。
【０００４】
そして、コントローラはガバナレバーの回動位置（現在位置）を認識した状態で、前記回転数指令手段からの指令信号と回動角検出手段からの検出信号とを比較しつつ、両者の信号がほぼ一致するように電動モータに駆動信号を出力し、該電動モータでガバナレバーを回動させることにより、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う。
【０００５】
一方、原動機の停止時にはオペレータが始動スイッチを開成（ＯＦＦ）させると、ガバナレバーが原動機の停止位置に達するまで電動モータでガバナレバーを減速方向に回動させると共に、コントローラへの電力供給を遮断させることにより、ガバナレバーを原動機の停止位置に回動させた状態で原動機を停止させるようにしている。
【０００６】
【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たときに、ガバナレバーが原動機の停止位置まで減速方向に大きく回動された状態となっているから、次なる原動機の始動時には始動スイッチを閉成（ＯＮ）操作すると共に、例えば原動機のアイドル回転数よりも高い回転数（原動機が始動しやすい回転数）まで回転数指令手段によって原動機の目標回転数を指令しつつ、原動機を始動させる必要があり、この場合には電動モータでガバナレバーを原動機の停止位置から、原動機が始動しやすい回転数位置まで増速方向に回動させるのに時間がかかり、エンジンの始動性を必ずしも良好にできないという問題がある。
【０００７】
特に、通常のオペレータは原動機を大切に扱うように、例えばスロットルレバーやダイヤル等の回転数指令手段を原動機の停止時に最低の回転数位置まで戻して原動機を停止させるから、気温の低い地方や高地で原動機を始動させる場合、または粗悪燃料を使用している場合等には、回転数指令手段で原動機の回転数をアイドル回転数よりもさらに高い回転数とするように、回転数指令手段を最低の回転数位置から高回転数位置側に大きく操作しなければならない。
【０００８】
このため、原動機の始動時に回転数指令手段を過剰に大きく操作し過ぎると、原動機の回転数が急激に増大して原動機を損傷させる原因となり、逆に回転数指令手段の操作量が小さいと、原動機を早期に始動させることができなくなり、原動機を安定させて良好に始動させることが難しいという問題がある。
【０００９】
一方、特開平５−２２２９６１号公報には、ガバナを駆動するモータを原動機（エンジン）の停止時に常に定まった停止位置に停止させ、その後にリレー装置で制御装置を停止させる構成としたエンジン制御装置（以下、他の従来技術という）が記載されている。そして、この場合には、次回のエンジン始動時にガバナを駆動するモータを常に定まった停止位置から動作（回転）させることにより、エンジンの始動性等を向上させるようにしている。
【００１０】
しかし、他の従来技術にあっては、ガバナを駆動するモータをエンジンの停止時に常に定まった停止位置に停止させる構成であるから、気温の低い地方や高地でエンジンを始動させる場合、または逆に気温の高い地方でエンジンを始動させる場合等には、次回のエンジン始動時にガバナを駆動するモータを前記停止位置から周囲温度等に応じて回転操作させる必要があり、必ずしも十分にはエンジン（原動機）の始動性を向上させることができないという問題がある。
【００１１】
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にガバナレバーを特別に回動させることなく、原動機を短時間で円滑に始動させることができ、原動機の始動性を確実に向上できると共に、始動時の操作性や安全性等を大幅に高めることが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。
【００１２】
【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電動モータと、前記原動機の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に基づき前記電動モータに駆動信号を出力し該電動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。
【００１３】
そして、請求項１に記載の発明が採用する構成の特徴は、前記回転数指令手段を、前記原動機の暖気回転数を含めて原動機の回転数を可変に指令する第１の回転数指令器と、前記原動機のアイドル回転数を含めて原動機の回転数を予め決められた一定の回転数として指令する第２の回転数指令器とから構成し、前記コントローラには、前記スイッチ手段が開成されたときに前記ガバナレバーを減速方向に回動させるように、前記電動モータを駆動制御し前記原動機を停止させる原動機停止手段と、該原動機停止手段により原動機が停止された後に前記ガバナレバーを次回の始動位置へと駆動するため、前記第１，第２の回転数指令器から出力される指令信号のうち大きい方の指令信号に基づいて前記始動位置を演算する始動位置演算手段と、前記原動機が停止した状態で該始動位置演算手段による始動位置まで前記ガバナレバーを回動させるように前記電動モータを限定的に駆動制御する限定駆動手段と、該限定駆動手段によりガバナレバーを前記始動位置にまで回動した後に外部からの電力供給を遮断する給電遮断手段とを設ける構成としたことにある。
【００１４】
このように構成することにより、原動機の停止時にスイッチ手段が開成されると、まず原動機停止手段でガバナレバーを減速方向に回動させるように電動モータを駆動制御し原動機を自動的に停止できると共に、コントローラは、このときに原動機の回転数を指令する第１，第２の回転数指令器から出力される指令信号のうち、大きい方の指令信号に基づき始動位置演算手段で前記ガバナレバーによる次回の始動位置を演算できる。そして、原動機が実際に停止したときには限定駆動手段で電動モータを限定的に駆動制御することにより、前記ガバナレバーを始動位置演算手段による始動位置まで自動的に回動でき、該ガバナレバーが始動位置にまで回動した状態で給電遮断手段によりコントローラへの外部からの電力供給を自動的に遮断できる。これにより、次なる原動機の始動時には、前記第１，第２の回転数指令器のうち大きい方の指令信号に対応した始動位置で原動機を始動させることができる。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明では、前記電動モータに、前記給電遮断手段により外部からの電力供給が遮断された後にも前記ガバナレバーを始動位置に保持する自己保持手段を設けてなる構成としている。
【００１６】
これにより、コントローラへの電力供給が遮断された後にもガバナレバーを始動位置に保持し続けることができ、次なる原動機の始動時には特別な始動制御を行うことなく、この始動位置で原動機を確実に始動させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。
【００２０】
ここで、図１ないし図５は本発明の第１の実施例による原動機制御装置を、油圧ショベル等の建設機械に適用した場合を例に挙げて示している。
【００２１】
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。
【００２２】
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８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が図５に例示するように最大回動位置θｆ まで回動して上限ストッパ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Ｎｆ ）に設定し、ガバナレバー３が下限ストッパ５に当接したときには、エンジン１を最低回転数（以下、停止位置Ｎ０ という）に設定して停止させる。
【００２３】
なお、ガバナレバー３が停止位置Ｎ０ から図５に示すアイドル位置θｉａ〜θｉｂまで回動されるときには、エンジン１の回転数がアイドル回転数Ｎｉａ〜Ｎｉｂ（例えば７００〜９００ｒｐｍ程度）に設定され、ガバナレバー３が暖機位置θｗ まで回動されるときにはエンジン１の回転数が暖機回転数Ｎｗ に設定される。
【００２４】
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８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方向に向けて付勢する。そして、例えばエンジン１の組立時や運搬時等に、ばね６はガバナレバー３を下限ストッパ５に当接した状態にそのばね力で保持し、ガバナレバー３が増速Ｈ方向または減速Ｌ方向に振動して損傷されたりするのを防止するものである。
【００２５】
７はガバナレバー３を回動させるモータ装置を示し、該モータ装置７は電動モータとしてのステッピングモータ８を備えると共に、外部からの電力供給が遮断されたときにも、該ステッピングモータ８の出力軸が外力（前記ばね６等）で強制的に回転されるのを規制する自己保持手段としてのセルフロック機構９を備えている。
【００２６】
ここで、モータ装置７のステッピングモータ８にはその出力軸に回動レバー８Ａが一体的に取付けられ、該回動レバー８Ａはリンク１０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８は後述の制御装置１７から駆動信号（パルス信号）が出力されることにより、この駆動信号のパルス数に応じて正転または逆転し、リンク１０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。
【００２７】
１１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１１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１１Ａがガバナレバー３およびステッピングモータ８の回動レバー８Ａにリンク１２等を介して連結されている。そして、該ガバナ角センサ１１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）を制御装置１７に出力するものである。
【００２８】
１３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（第１の回転数指令器）としての指令装置を示し、該指令装置１３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１３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指令値Ｖｘ として制御装置１７に出力し、これによってエンジン１の目標回転数を可変に指令するものである。
【００２９】
１４はエンジン１の回転数を遠隔操作で指令する第２の回転数指令器としての外部ターミナルを示し、該外部ターミナル１４は建設機械のハンディーターミナルのような回転数設定器等により構成され、予め決められた回転数を指令出力するためのテンキー（図示せず）等を備えている。そして、外部ターミナル１４はアイドル回転数Ｎｉａ〜Ｎｉｂ（例えば７００〜９００ｒｐｍ程度）の調整範囲のうち、任意の回転数を前記テンキーで入力設定することにより、この設定回転数Ｎｉｏに対応した指令信号を制御装置１７に出力するものである。
【００３０】
１５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１５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１６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。
【００３１】
１７はステッピングモータ８を駆動制御するコントローラとしての制御装置を示し、該制御装置１７は演算処理部１８、記憶部１９、後述の電源スイッチ２４およびＯＲ回路２５等によって構成されている。ここで、制御装置１７はその入力側がガバナ角センサ１１、指令装置１３、外部ターミナル１４および始動スイッチ１５等に接続され、出力側がステッピングモータ８等に接続されている。そして、制御装置１７は記憶部１９内に図４に示すプログラム等を格納し、後述の停止時制御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。
【００３２】
また、制御装置１７の記憶部１９内には、図２に示す指令値Ｖｘ に対する回転数Ｎｘ の変換マップと、図３に示す回転数Ｎｒ に対する始動位置θｓ の算定マップ等とが格納されている。そして、図２に示す変換マップでは指令装置１３から指令値Ｖｘ が入力されると、このときの指令値Ｖｘ に対応した回転数Ｎｘ がアイドル回転数Ｎｉａからフル回転数Ｎｆ の範囲内で特性線２０に沿って算出される。
【００３３】
一方、制御装置１７の演算処理部１８には選択回路２１が設けられ、該選択回路２１は前記変換マップからの回転数Ｎｘ （指令信号）と外部ターミナル１４からの設定回転数Ｎｉｏ（指令信号）のうち、より大きい方の指令信号を目標回転数Ｎｒ の制御信号としてステッピングモータ８に出力する。そして、図３に示す始動位置θｓ の算定マップではエンジン１の停止時にこの回転数Ｎｒ に対応したガバナレバー３の始動位置θｓ を算定する。
【００３４】
ここで、図３に示す算定マップは周囲温度が低い場合の特性線２２と周囲温度が高い場合の特性線２３とを備え、例えば寒冷地等では予め特性線２２を選択しておくことにより、エンジン１の停止時に指令装置１３で回転数Ｎｒ が暖機回転数Ｎｗ となるように指令値Ｖｘ を設定しておけば、次回のエンジン始動時用にガバナレバー３の始動位置θｓ は暖機位置θｗ として算定される。また、気温が高い地方等では予め特性線２３を選択しておくことにより、エンジン１の停止時に指令装置１３で回転数Ｎｒ がアイドル回転数Ｎｉｂとなるように指令値Ｖｘ を設定しておけば、エンジン１の次なる始動時のためにガバナレバー３の始動位置θｓ はアイドル位置θｉｂとして算定される。
【００３５】
２４は制御装置１７内に設けた電源スイッチ、２５は該電源スイッチ２４と共に給電遮断手段を構成したＯＲ回路を示し、該ＯＲ回路２５はエンジン１の始動時等に始動スイッチ１５が一旦閉成（ＯＮ）されると、電源スイッチ２４を閉成（ＯＮ）状態としてバッテリ１６から演算処理部１８（制御装置１７）に給電を行わせる。
【００３６】
そして、ＯＲ回路２５は、その後にエンジン１を停止すべく始動スイッチ１５を開成（ＯＦＦ）したときにも、演算処理部１８からＯＦＦ信号が出力されるまでは電源スイッチ２４を閉成（ＯＮ）状態に保持して演算処理部１８への給電を続行させ、演算処理部１８からＯＦＦ信号が出力されると、演算処理部１８への給電を遮断させるものである。
【００３７】
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、次に制御装置１７によるエンジン１の停止時制御処理を含む回転数制御処理について図４を参照して説明する。
【００３８】
まず、処理動作がスタートすると、ステップ１で始動スイッチ１５が開成（ＯＦＦ）されたか否かを判定し、「ＮＯ」と判定する間はエンジン１が運転（作動中）状態にあるから、ステップ２に移って図２に示す選択回路２１からの目標回転数Ｎｒ に基づき駆動信号のパルス数を演算すると共に、このときのパルス数に相当する駆動信号をステッピングモータ８に出力してステッピングモータ８を駆動制御し、ガバナレバー３を回転数Ｎｒ に対応した回動位置へと回動させる。
【００３９】
次に、前記ステップ１で「ＹＥＳ」と判定したときには始動スイッチ１５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に移ってエンジン１が実際に停止しているか否かを判定する。そして、ステップ３で「ＮＯ」と判定する間は、ステップ４に移ってガバナレバー３を減速Ｌ方向に回動させるべくステッピングモータ８に駆動信号を出力することによって、該ステッピングモータ８でガバナレバー３を図５に示す停止位置Ｎ０ へと回動させ、前記選択回路２１からの目標回転数Ｎｒ にかかわりなくエンジン１の停止処理を実行する。
【００４０】
次に、前記ステップ３で「ＹＥＳ」と判定しエンジン１が実際に停止したときには、ステップ５に移って図３に示す始動位置θｓ の算定マップを読出し、例えば気温の低い地方（現場）等ではこのときの回転数Ｎｒ に基づき特性線２２からガバナレバー３の始動位置θｓ を算定する。
【００４１】
即ち、指令装置１３で図２に示す変換マップの特性線２０による回転数Ｎｘ が暖機回転数Ｎｗ となるように指令値Ｖｘ を出力した場合を例に挙げると、外部ターミナル１４からの設定回転数Ｎｉｏはアイドル回転数Ｎｉａ〜Ｎｉｂ（例えば７００〜９００ｒｐｍ程度）の調整範囲で設定されているから、選択回路２１では目標回転数Ｎｒ として暖機回転数Ｎｗ を出力することになる。
【００４２】
そして、選択回路２１から暖機回転数Ｎｗ が出力されるときにはステップ５で図３に示す算定マップの特性線２２により、次回のエンジン始動時用にガバナレバー３の始動位置θｓ が暖機位置θｗ として算定されることになる。
【００４３】
次に、ステップ６では始動スイッチ１５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７に移ってガバナ角センサ１１から検出信号等に基づきガバナレバー３が前記始動位置θｓ （例えば図５に示す暖機回転数Ｎｗ の暖機位置θｗ ）に達しているか否かを判定する。そして、ステップ７で「ＮＯ」と判定する間はステップ８に移ってステッピングモータ８に限定制御用の駆動信号を出力し、ガバナレバー３を図５に示す停止位置Ｎ０ から次回の始動位置θｓ （例えば暖機回転数Ｎｗ の暖機位置θｗ ）へと増速Ｈ方向に回動制御する。
【００４４】
次に、ステップ７で「ＹＥＳ」と判定したときにはガバナレバー３が、次回のエンジン始動に備えて始動位置θｓ （例えば図５に示す暖機回転数Ｎｗ の暖機位置θｗ ）まで回動された場合であるから、ステップ９に移ってガバナレバー３の回動を停止させる。そして、次なるステップ１０では制御装置１７の演算処理部１８からＯＲ回路２５にＯＦＦ信号を出力することにより、電源スイッチ２４を開成（ＯＦＦ）させて演算処理部１８への給電を遮断させると共に、モータ装置７に設けたセルフロック機構９でステッピングモータ８の出力軸をロックすることにより、次なるエンジン１の始動時までガバナレバー３を始動位置θｓ に保持し続けるようにする。
【００４５】
かくして、本実施例によれば、エンジン１の停止時に始動スイッチ１５を開成すれば、選択回路２１からの目標回転数Ｎｒ （指令装置１３からの指令値Ｖｘ ）にかかわりなくエンジン１の停止処理を実行すると共に、このときの回転数Ｎｒ （指令装置１３からの指令値Ｖｘ ）に基づき図３に示す算定マップから次回のエンジン始動時におけるガバナレバー３の始動位置θｓ を算定し、実際にエンジン１が停止した後にガバナレバー３を始動位置θｓ まで回動しておき、その後に制御装置１７への給電を遮断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。
【００４６】
即ち、エンジン１の停止時に始動スイッチ１５を開成させると共に、このときに指令装置１３を手動操作して、例えば選択回路２１から暖機回転数Ｎｗ が出力されるような指令値Ｖｘ を指令装置１３から制御装置１７に出力しておけば、エンジン１が実際に停止した後に次なるエンジン始動時に備えて、ガバナレバー３を予め始動位置θｓ としての暖機位置θｗ に回動しておくことができ、この状態で制御装置１７への給電を遮断させた後にも、モータ装置７に設けたセルフロック機構９でステッピングモータ８の出力軸をロックすることにより、次なるエンジン１の始動時までガバナレバー３を始動位置θｓ （図５に示す暖機回転数Ｎｗ の暖機位置θｗ ）に保持しておくことができる。
【００４７】
そして、次回のエンジン始動時に始動スイッチ１５を閉成（ＯＮ）させたときには、ガバナレバー３を図５に示す暖機回転数Ｎｗ の暖機位置θｗ に予め回動させた状態でエンジン１をスタータ等で起動できるから、気温の低い現場等でもエンジン１を短時間で円滑に始動させることができ、エンジン１の始動性を確実に向上させることができる。
【００４８】
また、周囲温度が比較的高い地方（現場）等では、図３に示す始動位置θｓ の算定マップのうち予め特性線２３を選択するようにすれば、例えばエンジン１の停止時に指令装置１３で回転数Ｎｒ がアイドル回転数Ｎｉｂとなるように指令値Ｖｘ を設定しておくことにより、エンジン１の次なる始動時のためにガバナレバー３を始動位置θｓ としてのアイドル位置θｉｂ（図５に示すアイドル回転数Ｎｉｂの位置）まで回動でき、次回の始動時にはガバナレバー３をアイドル位置θｉｂとした状態でエンジン１を良好に始動させることができる。
【００４９】
従って、本実施例によれば、エンジン１の始動時に指令装置１３を特別に手動操作する必要もなく、エンジン１を早期に安定させて始動でき、例えば指令装置１３をエンジン１の始動時に過剰に大きく操作し過ぎて、エンジン１の回転数が急激に増大しエンジン１を損傷させる原因となったり、逆に操作量が小さ過ぎてエンジン１を早期に始動させることができなくなったりする等の問題を解消できる。そして、エンジン１の始動時にはガバナレバー３を特別に回動させることなく、エンジン１を短時間で円滑に始動させることができるから、エンジン１の始動性を確実に向上できると共に、始動時の操作性や安全性等を大幅に高めることができる。
【００５０】
また、エンジン１の停止時にオペレータが指令装置１３からの指令値Ｖｘ を最小に設定し、図２に示す変換マップの特性線２０による回転数Ｎｘ が最小のアイドル回転数Ｎｉａとなっている場合でも、この場合には外部ターミナル１４からの設定回転数Ｎｉｏがアイドル回転数Ｎｉａ〜Ｎｉｂの調整範囲で所望の回転数に設定されているから、選択回路２１で目標回転数Ｎｒ として外部ターミナル１４からの設定回転数Ｎｉｏを選択でき、次なるエンジン始動時には図３に示すアイドル位置θｉａ〜θｉｂの所望位置に予めガバナレバー３を回動しつつ、短時間でエンジン１を始動させることができる。
【００５１】
次に、図６は本発明の第２の実施例を示し、本実施例の特徴は、電動モータの自己保持手段としてウォームギヤ式の減速機をモータ装置に設ける構成としたことにある。なお、本実施例では前記第１の実施例と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００５２】
図中、３１はガバナレバー３を回動させる本実施例のモータ装置を示し、該モータ装置３１は、電動モータとしてのステッピングモータ３２と、後述の減速機３３とから構成されている。そして、該モータ装置３１のステッピングモータ３２は前記第１の実施例で述べたステッピングモータ８と同様に構成され、制御装置１７から出力される駆動信号により正，逆回転されるものである。また、ステッピングモータ３２は出力軸３２Ａを有し、該出力軸３２Ａには後述のウォーム３４が固定して設けられている。
【００５３】
３３はステッピングモータ３２の回転をガバナレバー３に伝える自己保持手段としての減速機を示し、該減速機３３は、円筒形のウォーム３４および鼓形のウォームホイール３５からなるウォームギヤ３６と、ウォームホイール３５の中心軸となる回転軸３７と、基端側が該回転軸３７に連結（固着）され、先端側がリンク１０を介してガバナレバー３に連結された回動レバー３８とから構成されている。
【００５４】
ここで、前記ウォーム３４はステッピングモータ３２の出力軸３２Ａに一体回転するように連結され、進み角γをもってウォームホイール３５に噛合することにより、該ウォームホイール３５を矢示Ｃ，Ｄ方向に回転させる。そして、該ウォームホイール３５はウォーム３４の回転をウォームギヤ３６のギヤ比に基づいて減速しつつ矢示Ｃ，Ｄ方向に回転することにより、回動レバー３８を回転軸３７を介して増速Ｈ，減速Ｌ方向に回動させるようになっている。
【００５５】
また、ウォームギヤ３６はウォーム３４の進み角γを小さく（例えば１０〜１５度以下の角度）することにより、比較的大きな逆転止め（セルフロック）作用を有し、例えばステッピングモータ３２への電力供給が遮断され、該ステッピングモータ３２の保持トルクが低下しても、ウォームホイール３５側（例えばばね６）からのトルクでウォーム３４が強制的に回転されるのを規制し、ウォーム３４（ステッピングモータ３２の出力軸３２Ａ）を停止状態に保持するセルフロック機能を発揮する。
【００５６】
かくして、このように構成される本実施例でも、前記第１の実施例とほぼ同様の作用効果を得ることができるが、特に本実施例では、ウォームギヤ３６からなる減速機３３でステッピングモータ３２の自己保持手段を構成したから、エンジン１の停止後に制御装置１７への給電を遮断したときでも、ガバナレバー３を始動位置θs に確実に保持しておくことができ、回転数制御装置としての信頼性や耐久性を大幅に向上できる等、種々の効果を奏する。
【００５７】
次に、図７は本発明の第３の実施例を示し、本実施例では前記第２の実施例と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとするに、本実施例の特徴は、ガバナ２のガバナレバー３とステッピングモータ３２の出力軸３２Ａとの間に設ける減速機４１に、鼓形のウォーム４２と円筒形または鼓形のウォームホイール４３とからなるウォームギヤ４４を用いたことにある。
【００５８】
ここで、減速機４１のウォーム４２はステッピングモータ３２の出力軸３２Ａに一体回転するように連結され、進み角γをもってウォームホイール４３に噛合することにより、該ウォームホイール４３を回転軸３７と共に矢示Ｃ，Ｄ方向に回転させる。そして、該ウォームホイール４３はウォーム４２の回転をウォームギヤ４４のギヤ比に基づいて減速しつつ矢示Ｃ，Ｄ方向に回転することにより、回動レバー３８を回転軸３７を介して増速Ｈ，減速Ｌ方向に回動させる。
【００５９】
かくして、このように構成される本実施例でも、前記第１の実施例とほぼ同様の作用効果を得ることができる。
【００６０】
次に、図８は本発明の第４の実施例を示し、本実施例では前記第２の実施例と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとするに、本実施例の特徴は、ガバナ２のガバナレバー３とステッピングモータ３２の出力軸３２Ａとの間に設ける減速機５１に、円錐形のウォーム５２とこれに噛合する特殊形のウォームホイール５３とからなるウォームギヤ５４を用いたことにある。
【００６１】
ここで、減速機５１のウォーム５２はステッピングモータ３２の出力軸３２Ａに一体回転するように連結され、進み角γをもってウォームホイール５３に噛合することにより、該ウォームホイール５３を回転軸３７と共に矢示Ｃ，Ｄ方向に回転させる。そして、該ウォームホイール５３はウォーム５２の回転をウォームギヤ５４のギヤ比に基づいて減速しつつ矢示Ｃ，Ｄ方向に回転することにより、回動レバー３８を回転軸３７を介して増速Ｈ，減速Ｌ方向に回動させる。
【００６２】
かくして、このように構成される本実施例でも、前記第１の実施例とほぼ同様の作用効果を得ることができる。
【００６３】
なお、前記各実施例では、図４に示すプログラムのうち、ステップ４が本発明の特徴事項である原動機停止手段の具体例を示し、ステップ５が始動位置演算手段の具体例であり、ステップ８が限定駆動手段の具体例であり、さらにステップ１０が給電遮断手段の具体例を示すものである。
【００６４】
また、前記各実施例では、始動位置の算定マップに図３に示す如く、周囲温度が低い場合の特性線２２と周囲温度が高い場合の特性線２３とを備えるものとして述べたが、本発明はこれに限らず、例えば図３中に一点鎖線で示す特性線６１と二点鎖線で示す特性線６２とを追加する構成としてもよく、この場合には周囲温度等に応じて特性線２２，２３，６１，６２のいずれか一の特性線を選択し、エンジン１の停止時に選択回路２１からの回転数Ｎｒ に対応した始動位置θｓ を算定するようにすればよい。
【００６５】
さらに、前記各実施例では、ガバナレバー３を付勢手段としてのばね６により減速Ｌ方向に常時付勢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、例えば付勢手段としてのばね６等を省略し、エンジン１の停止時等にステッピングモータ３２の回転をセルフロック機構９（減速機３３，４１，５１）で規制するようにしてもよい。
【００６６】
一方、前記各実施例では、ガバナ角センサ１１を用いてガバナレバー３の回動角を検出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、例えば制御装置１７からの駆動信号（パルス信号）でステッピングモータ３２を正，逆回転することにより、オープンループ制御でエンジン１の回転数を制御する構成としてもよい。
【００６７】
【発明の効果】
以上詳述した通り、請求項１に記載の発明によれば、原動機を停止すべくスイッチ手段を開成したときに、原動機停止手段でガバナレバーを減速方向に回動させるように電動モータを駆動制御して原動機を停止させ、このときに回転数指令手段からの指令信号に基づき始動位置演算手段で前記ガバナレバーによる次回の始動位置を演算すると共に、原動機が停止したときには限定駆動手段で電動モータを限定的に駆動制御することにより、前記ガバナレバーを始動位置演算手段による始動位置まで回動し、該ガバナレバーが始動位置にまで回動した状態で給電遮断手段によりコントローラへの電力供給を遮断する構成としているから、原動機の始動時にはガバナレバーを特別に回動させることなく、前記始動位置で原動機を早期に始動させることができ、例えば気温の低い寒冷地等でも原動機の始動性を確実に向上できると共に、始動時の操作性や安全性等を大幅に高めることができる。
そして、原動機の回転数を指令する回転数指令手段は、前記原動機の暖気回転数を含めて原動機の回転数を可変に指令する第１の回転数指令器と、前記原動機のアイドル回転数を含めて原動機の回転数を予め決められた一定の回転数として指令する第２の回転数指令器とにより構成しているので、コントローラの始動位置演算手段は、これらの第１，第２の回転数指令器から出力される指令信号のうち、大きい方の指令信号に基づいて原動機の回転数を指令制御でき、次なる原動機の始動時にあっても前記第１，第２の回転数指令器のうち大きい方の指令信号に対応した始動位置で原動機を始動することができる。このため、例えば周囲温度が比較的高い地方において第１の回転数指令器による指令信号が最小値となっている場合でも、第２の回転数指令器からの指令信号によりガバナレバーの始動位置を演算でき、次回の始動時にはこの始動位置から原動機を早期に始動させることができる。
【００６８】
また、請求項２に記載の発明では、前記給電遮断手段により外部からの電力供給が遮断された後にも、前記ガバナレバーを始動位置に保持する自己保持手段を電動モータに設ける構成としているから、コントローラへの電力供給が遮断された後にもガバナレバーを始動位置に保持し続けることができ、次なる原動機の始動時には特別な始動制御を行うことなく、この始動位置で原動機を確実に始動でき、始動時の操作性や安全性等をより効果的に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例による原動機制御装置を示す全体構成図である。
【図２】図１に示す制御装置等による回転数の制御ブロック図である。
【図３】図１中の記憶部に格納された始動位置の算定マップを示す説明図である。
【図４】制御装置によるエンジンの回転数制御処理を示す流れ図である。
【図５】図１中のガバナレバーおよび各ストッパ等を拡大して示す始動位置の説明図である。
【図６】本発明の第２の実施例による原動機制御装置を示す構成図である。
【図７】本発明の第３の実施例による原動機制御装置の減速機を示す構成図である。
【図８】本発明の第４の実施例による原動機制御装置の減速機を示す構成図である。
【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
７，３１ モータ装置
８，３２ ステッピングモータ
９ セルフロック機構（自己保持手段）
１１ ガバナ角センサ（回動角検出手段）
１３ 指令装置（第１の回転数指令器）
１４ 外部ターミナル（第２の回転数指令器）
１５ 始動スイッチ（スイッチ手段）
１６ バッテリ（電源）
１７ 制御装置（コントローラ）
１８ 演算処理部
１９ 記憶部
２４ 電源スイッチ（給電遮断手段）
２５ ＯＲ回路
３３，４１，５１ 減速機（自己保持手段）
Ｖｘ 指令値（指令信号）
Ｎｘ ，Ｎｒ 回転数
θｓ 始動位置

Claims (2)

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電動モータと、前記原動機の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に基づき前記電動モータに駆動信号を出力し該電動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、
   前記回転数指令手段は、前記原動機の暖気回転数を含めて原動機の回転数を可変に指令する第１の回転数指令器と、前記原動機のアイドル回転数を含めて原動機の回転数を予め決められた一定の回転数として指令する第２の回転数指令器とから構成し、
   前記コントローラには、
   前記スイッチ手段が開成されたときに前記ガバナレバーを減速方向に回動させるように、前記電動モータを駆動制御し前記原動機を停止させる原動機停止手段と、
   該原動機停止手段により原動機が停止された後に前記ガバナレバーを次回の始動位置へと駆動するため、前記第１，第２の回転数指令器から出力される指令信号のうち大きい方の指令信号に基づいて前記始動位置を演算する始動位置演算手段と、
   前記原動機が停止した状態で該始動位置演算手段による始動位置まで前記ガバナレバーを回動させるように前記電動モータを限定的に駆動制御する限定駆動手段と、
   該限定駆動手段によりガバナレバーを前記始動位置にまで回動した後に外部からの電力供給を遮断する給電遮断手段とを設ける構成としたことを特徴とする原動機制御装置。
2. 前記電動モータには、前記給電遮断手段により外部からの電力供給が遮断された後にも前記ガバナレバーを始動位置に保持する自己保持手段を設けてなる請求項１に記載の原動機制御装置。

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