WO1990001630A1 - Remote controller of engine - Google Patents

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WO1990001630A1
WO1990001630A1 PCT/JP1989/000800 JP8900800W WO9001630A1 WO 1990001630 A1 WO1990001630 A1 WO 1990001630A1 JP 8900800 W JP8900800 W JP 8900800W WO 9001630 A1 WO9001630 A1 WO 9001630A1
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WO
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signal
drive
governor mechanism
control
engine
Prior art date
Application number
PCT/JP1989/000800
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English (en)
French (fr)
Inventor
Osamu Tomikawa
Touichi Hirata
Akira Tatsumi
Masakazu Haga
Masaki Egashira
Hiroshi Watanabe
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co., Ltd.
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. filed Critical Hitachi Construction Machinery Co., Ltd.
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Priority to DE8989909040T priority patent/DE68900880D1/de
Priority to IN734/CAL/89A priority patent/IN171918B/en
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D1/00Controlling fuel-injection pumps, e.g. of high pressure injection type
    • F02D1/02Controlling fuel-injection pumps, e.g. of high pressure injection type not restricted to adjustment of injection timing, e.g. varying amount of fuel delivered
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
    • F02D11/10Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D31/00Use of speed-sensing governors to control combustion engines, not otherwise provided for
    • F02D31/001Electric control of rotation speed
    • F02D31/007Electric control of rotation speed controlling fuel supply
    • F02D31/009Electric control of rotation speed controlling fuel supply for maximum speed control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration

Definitions

  • the present invention relates to an engine remote control device for remotely controlling a governor mechanism of a diesel engine for a construction machine, for example.
  • construction machines such as hydraulic crane and hydraulic shovel are equipped with a diesel engine as a power source, and the hydraulic pump is rotated by the engine.
  • this type of construction machine is provided with an engine control lever in the cab, and the control lever is connected to the governor mechanism of the engine with a control cable, link, etc.
  • Engine control was being performed.
  • when mechanically connecting the control lever and governor mechanism with a control cable, link, etc., large operating force is required due to mechanical resistance.
  • a drive device for governor adjustment equipped with an electric motor is provided near the engine.
  • An adjustment amount detection device that detects the rotation angle of the motor output shaft is provided.
  • a control unit that outputs a command signal according to the operation amount of the operation switch and the like in the operator's cab, and a micro computer
  • the control device is provided with a detection signal from the adjustment amount detection device and a command from the operation device. It is known that the rotation of an electric motor of a driving device is controlled based on a signal so that the difference between the two signals becomes zero (Japanese Utility Model Laid-Open No. 61-1455849). .
  • the drive unit is feedback-controlled so that the difference between the command signal and the detection signal becomes zero, and the control lever of the governor mechanism is set to a tilt amount corresponding to the operation amount. sell.
  • the remote control device for the engine configured as described above controls the rotation of the electric motor of the drive device and tilts the control lever of the governor mechanism. It is necessary to prevent electric motors and control levers from being damaged or damaged.
  • the prior art has a configuration in which the electric motor is feedback-controlled by a command signal from an operating device and a detection signal from an adjustment amount detecting device for detecting a rotation angle of the electric motor. .
  • the present invention has been devised in view of the aforementioned disadvantages of the prior art. Therefore, by monitoring the change in the tilting state of the governor mechanism at each program cycle and controlling the drive and stop of the drive, a limit switch, cam, etc., which detects the limit rotation angle of the drive It is an object of the present invention to provide a remote control device for an engine that eliminates the need for adjustment of an operation device and a detection device. Disclosure of the invention
  • the present invention provides an engine having a governor mechanism for controlling output rotation according to a control amount, a driving device for driving the governor mechanism of the engine, and control of the governor mechanism by the driving device.
  • a detection device for detecting the amount, an operation device for outputting an operation signal for controlling the output rotation of the engine, and an operation signal from the operation device and a detection signal from the detection device being input.
  • a control device that outputs a drive signal or a stop signal to the drive device, the control device reads a detection signal at regular time intervals, and determines a control amount at a certain time and a control amount at a certain time before. When the difference is smaller than a predetermined value, the operation is determined to be the operation limit of the governor mechanism, and a stop signal is output to the drive device. Otherwise, a drive signal based on the operation signal is output. That is, the configuration of
  • the tilting state of the governor mechanism is grasped by the detection signal from the detection device at regular intervals determined by the program cycle, and the control amount at a certain time and the control before the fixed time are controlled. It is possible to determine whether or not the governor mechanism has reached the operating limit based on the amount, and when the operating limit has been reached, the drive can be stopped, thus preventing damage to the governor mechanism and drive. Can.
  • control device employed in another invention reads the detection signal at regular time intervals, compares the control amount at a certain time with the control amount at a certain time ago, and when the difference becomes less than a predetermined value, First drive control means for determining a limit of operation of the governor mechanism, outputting a stop signal to the drive device, and otherwise outputting a drive signal based on an operation signal; and the first drive control means
  • First drive control means for determining a limit of operation of the governor mechanism, outputting a stop signal to the drive device, and otherwise outputting a drive signal based on an operation signal
  • the first drive control means When the operation limit of the governor mechanism is determined by the above, the storage means for learning and storing the control amount at that time as the limit control amount, and the first drive control means determines the operation limit of the governor mechanism.
  • the limit control amount stored in the storage means is compared with the detection control amount from the detection device, and when the difference becomes equal to or smaller than a predetermined value, it is determined that the governor mechanism is operating and the drive is performed.
  • the maximum or minimum limit control amount at that time is stored by the storage means.
  • the drive device can be stopped based on the limit control amount stored in the storage means by the second drive control means and the detection control amount from the detection device, and the time-dependent change of each device can be achieved. High-precision control is possible.
  • a protection device may be provided between the driving device and the governor mechanism to allow free operation of the driving device when the driving force from the driving device to the governor mechanism exceeds a certain value. it can.
  • FIGS. 1 to 3 relate to the first embodiment
  • FIG. 1 shows the overall configuration of an engine remote control device according to this embodiment
  • FIG. 2 shows the configuration of a storage area provided in the control device.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the processing operation of the driving device by the control device.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the processing operation of the driving device according to the present embodiment, in accordance with the second embodiment.
  • FIG. 5 is an overall configuration diagram of an engine remote control device according to the present embodiment
  • FIG. 6 is an external view showing a specific configuration of the protection device in FIG. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • 1 to 3 show a first embodiment.
  • reference numeral 1 denotes a diesel engine (hereinafter referred to as an “engine”) mounted on a construction machine.
  • the engine 1 is provided with a governor mechanism 2, and the governor mechanism 2 has a control lever 3.
  • the speed of the control lever 3 is increased / decreased, and the rotation speed of the engine is adjusted according to the amount of tilt in the L direction.
  • Reference numerals 4 and 5 denote stoppers for limiting the rotation of the control lever 3 in the speed increasing and decelerating directions.
  • Reference numeral 6 denotes a drive unit provided in the vicinity of the engine 1.
  • the drive unit 6 is, for example, a stepping motor or a brushless DC motor that can rotate in a forward or reverse direction, and has a lever 6 ⁇ mounted on its output shaft. Have been.
  • the lever 6A and the control lever 3 are connected by a link 7, and
  • the control lever 3 is tilted in the speed increasing direction H and the decelerating direction L according to the forward / reverse rotation of the moving device 6. Note that, even when the stop signal is input to the drive device 6 and the rotation is stopped, the drive lever 6 holds the control lever 3 at a tilt angle corresponding to the operation signal of the operation device 10 described below, and rotates the engine 1 at a constant speed. be able to.
  • Reference numeral 8 denotes a detection device provided in the vicinity of the engine 1 as well.
  • the detection device 8 uses, for example, a rotation angle sensor such as a rotary encoder, and a lever 8A is attached to the rotation shaft.
  • the lever 8A is connected to the control lever 3 via a link 9, and the detection device 8 outputs a detection voltage or a digital signal corresponding to the amount of tilt of the control lever 13 as a detection signal.
  • Reference numeral 10 denotes an operating device provided in the cab of the construction machine.
  • the operating device 10 is used to set the speed of the engine 1 in the speed increasing and decelerating directions.
  • an up / down switch A rotor switch or the like linked with a potentiometer is used, and a speed-up operation signal and a deceleration operation signal corresponding to the operation amount are sent to a control device 13 described later via signal lines 11 and 12. Output.
  • an up / down switch is used as the operating device 10
  • the speed is set while the down switch is being pushed
  • the deceleration is set while the down switch is being pushed.
  • Reference numeral 13 denotes a control device provided in a control unit of an operator's cab or the like.
  • the control device 13 includes, for example, a processing circuit including a CPU and an MPU, a storage circuit including a ROM and a RAM, and an input / output control circuit. It is configured as a microcomputer including When the input side of the control device 13 is connected to the operation device 10 via the signal lines 11 and 12, In addition, the detection device 8 is connected via a signal line 14, and the output side is connected to the drive device 6 via a signal line 15.
  • a storage area 16 shown in FIG. 2 is provided in the storage circuit of the control device 13 and a program shown in FIG. 3 is stored, and the driving device 6 is driven by the processing described later. Stop control is performed.
  • the memory area 16 has areas 16A to 16J. That is, the area 16A is an area for storing the speed increase limit determination flag H indicating the state where the control lever 3 has come into contact with the stop 4, and the area 16B is the same. This area stores the deceleration limit determination flag L indicating the state where it has been determined that the stopper 5 has come into contact with the stopper 5.
  • Area 16C is an area that realizes Countdown N.
  • D Re A 1 6 D is an area for storing the detected voltage E N read in the current program cycle, area A 1 6 E is ⁇ previously detected voltage ⁇ read in the previous program cycle - storing, Eria It is.
  • the area 1 6 H is configured to store as the accelerated limit voltage E H and the detected voltage E when it is determined "1" is accelerated limit determination flag H by treatment of the second embodiment you later, Each time the engine is started, it is updated and stored by program learning.
  • Area 16I is an area in which the deceleration limit voltage EL is updated and stored by program learning in the processing of the second embodiment.
  • the present embodiment is configured as described above. Next, the operation will be described with reference to FIG.
  • the control device 13 initializes the speed increase limit determination flag H and the deceleration limit determination flag L to “0” under the control of the processing circuit (step S 1).
  • the control device 13 reads the operation signal from the operation device 10 (Step S2), and in Step 3, determines whether or not the active Z down switch has become 0N. Now, if "N0" is determined in step S3, since no operation signal has been input, the flow returns to step S2 via steps S14 and S16, and start monitoring is performed. Do.
  • step S3 it means that the operation signal has been input from the operation device 10, and in the next step S4, it is determined whether the speed-up operation or the deceleration operation has been performed. If it is determined that the speed increasing operation has been performed, the process proceeds to step S5, and the deceleration limit determination flag L is set to “0”. In step S5, the deceleration limit determination flag L may be set to “1” in step S24 on the deceleration processing side. This is the process for setting the value to “1”.
  • step S5 if the processing of step S5 is performed, step S
  • the process proceeds to 6 to determine whether the speed increase limit determination flag H is “1”. Now, if the flag H force is set to '1', it means that the control lever 3 of the governor mechanism 2 has come into contact with the stop 4 as described later and has reached the speed increase limit. Therefore, when the drive device 6 is operated any more, the drive device 6, the control lever 2, and the like may be damaged. Therefore, in this case, the process proceeds from step S6 to S14, in which a stop signal is output to the driving device 6, and the control lever-3 is held at the full rotation state.
  • step S6 if the speed increase limit determination flag H is determined to be “0 J” in step S6, the process proceeds to step S7, and after the switch of the operating device 10 becomes 0 N, a predetermined hysteresis is set. It is determined whether or not the time t has elapsed, and if “N 0”, the process proceeds to step S 15 to output a drive signal. In step S7, even if the switch of the operating device 10 is turned on, the hysteresis generated in the potentiometer, etc., is considered until the operation signal to be actually set is output. The processing is executed only in the first program cycle.
  • step S7 When the determination in S7 is "YES", the hysteresis has also been eliminated, so the process proceeds to step S8, where the counter N of the area 16C is incremented. Read the current detection signal amount from 8. Then, in step S10, the detection voltage EN corresponding to the signal amount of the detection signal is stored in the area 16D. Note that this detection voltage E N stored in the area A 1 6 D is at the time the program cycles to return may be transported as a previously detected voltage E N in area 1 6 E.
  • step S 11 the difference between the detected voltage E N _! And read in read detection voltage EN and the previous program cycle time in step S 1 1 is determined whether or less stop determination voltage k. If “N 0” is determined in step S 11, the control lever 3 of the governor mechanism 2 is tilting continuously in the low speed direction, and the process proceeds to step S 15. Then, a drive signal corresponding to the operation signal is output to the drive unit 6, and the control lever 3 is tilted to the speed increasing side by the drive unit 6.
  • step S 1 when it is determined as "YES" in the step S 1 1, the control lever 3 becomes a full rotation state (maximum tilting state) in contact with the be sampled collar 4, and a current detection voltage E N This indicates that the difference from the previous detection voltage E N- , is less than or equal to the stop determination voltage k. Therefore, in this case, the process proceeds to step S12, in which the speed increase limit determination flag H is set to "1J", and in step S13, a stop signal is output to the driving device 6, and the governor mechanism 2 Hold control lever 3 at full rotation.
  • step S4 the control lever 3 comes into contact with the stopper 5 to be in the minimum idle rotation state (minimum tilt state). In rotation, there is a risk of engine stall. Therefore, in this case, the process proceeds to step S24, in which the deceleration limit determination flag L is set to "1J", a stop signal is output to the drive unit 6 in step S25, and the control lever 3 is operated. The idle rotation is maintained.
  • the difference in the detected voltage between the previous program cycle and the current program cycle is compared with the stop determination voltage k by the program cycle at fixed time intervals, and reaches the speed-up limit voltage EH or the deceleration limit voltage EL.
  • Output of the drive signal from the control device 13 to the drive device 6 It can stop and hold the control lever 3 of the governor mechanism 2 at the full rotation position or the idle rotation position. Therefore, even if the drive device 6 is not provided with a limit switch, the drive device 6 and the control lever It is possible to prevent damage and breakage of 3 etc., and it is not necessary to adjust the operation amount and rotation amount of the operating device 10, detecting device 8, drive device 6, control lever 3 etc., and it is a stable operating state Can be secured.
  • FIG. 4 shows a flowchart according to a second embodiment of the present invention. Note that FIG. 4 differs from FIG. 3 in that steps S42, S44, S45, S56, S58, and S59 are added, and step S42 in FIG. 5, S17 has been abolished. In this embodiment, the areas 16H and 161 in FIG. 2 are also used.
  • rollers is critical determination flag H or L is "1" and since the speed increasing limit voltage at the point E H, the deceleration limit voltage E L learned every time the engine start, Stored in the memory area, and thereafter, the limit voltage EH,
  • step S34 If it is determined in step S34 that the speed increasing operation has been performed, as in the first embodiment, only the first program cycle proceeds to step S35—S36—S47, and the subsequent processing is performed. Goes to step S 3 5 — S 3 6 ⁇ S 3 7 ⁇ S 3 8 ⁇ S 3 9 — S 4 0 — S 4 7, outputs a drive signal to drive 6, and accelerates engine 1 Let me know. Then, in a program cycle, a full rotation is performed in step S40. When it is determined that the speed has reached the limit, the process proceeds to step S41, and the speed increase limit determination flag H is set to "1".
  • the above processing operation is a specific example of the first drive control means.
  • step S 40 6 A stop signal is output to control lever 3 of governor mechanism 2 at full rotation, and the process returns to step S32 from step S48.
  • the above process is a specific example of the storage unit.
  • step S42 the above-described processing is not different from the first embodiment at all, but differs in that the speed-up limit voltage E H is learned and stored in step S42.
  • step S34—S35 - proceeds S 44- S 45 and, stearyl Tsu Bed S 4 and the current detection voltage E by the detection signal read in step S 44 in 5, the difference is the stop determination voltage between the accelerating limit voltage E H learned j is determined to be greater than or equal to j. If this step S45 determines that 0N0J, the control lever 3 of the governor mechanism 2 is tilted continuously in the speed increasing direction. Therefore, the process proceeds to step S47, in which a drive signal corresponding to the operation signal is output to the drive device 6, and the control lever 3 is tilted to the speed increasing side by the drive device 6.
  • step S45 when "YE SJ is determined, the control lever 3 abuts the stopper 4 and is in the full rotation state. A stop signal is output to 6 to maintain the full rotation state.
  • step S34 determines whether the operation is a deceleration operation is a deceleration operation.
  • step S34 determines whether the operation is a deceleration operation is a deceleration operation.
  • step S54 determines whether the operation is a deceleration operation is a deceleration operation.
  • step S55 the deceleration limit judgment flag L is set to 1J in step S55.
  • the deceleration limit voltage E is stored as a learning value in area 16 I. Thereafter, the process proceeds from step S49 to S58 to S61.
  • the above processing is a specific example of the second drive control means.
  • FIG. 5 and 6 show a third embodiment of the present invention.
  • the feature of this embodiment is that a protection device is provided between the driving device and the governor mechanism.
  • the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • reference numeral 21 denotes a protection device provided between the control lever 3 of the governor mechanism 2 and the lever 6A of the driving device 6, and the protection device 21 is connected to the rotating shaft 22 and the rotating shaft 22. It is provided between the three rotatable levers 23, 24, 25 and the levers 23, 24 so that the projections 23A, 24A always contact. It is provided between the biasing spring 26 and the levers 24, 25, and the protrusions 24 B, It is composed of another spring 27 that urges 25 A so that it always contacts.
  • the lever 23 is connected to the lever 6 A of the driving device 6 via the link 28, and the lever 25 is connected to the control lever 3 of the governor mechanism 2 via the link 29.
  • the present invention describes the engine remote control device in detail.
  • the control amount of the control lever is grasped by time management for each program cycle, and when it is determined that the limit control amount has been reached, the drive of the drive device is stopped. Therefore, there is no need to provide a limit switch or a cam in the drive device to stop the operation, which simplifies the configuration and eliminates the need to adjust the drive device, the detection device, the operation device, and the like. Thus, the life of the drive unit is prolonged, and stable remote control becomes possible.

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Description

曰月 糸田 β
ェンジンの遠隔制御装置 技術分野
本発明は、 例えば建設機械用のディ ーゼルエンジンの ガバナ機構を遠隔制御するためのェンジンの遠隔制御装 置に関する。 背景技術
一般に、 油圧ク レー ン、 油圧シ ョ ベル等の建設機械 は、 動力源と してディ ーゼルエンジンを搭載し、 該ェン ジンによって油圧ポンプを回転駆動するよ うになってい る。
従来、 この種の建設機械は運転室にエンジンコ ン ト 口 一ルレバーを設け、 該コ ン ト ロールレバー とエンジンの ガバナ機構との間をコン ト ロールケーブル、 リ ンクロ ッ ド等で接続し、 エンジン制御を行っていた。 ·しかし、 コ ン トロールレバー とガバナ機構との間を、 コ ン トロ ール ケーブル、 リ ンクロ ッ ド等で機械的に接続する場合に は、 機械的な抵抗力があるため、 大きな操作力を必要と し、 応答性も悪いという欠点がある。
このような欠点を改良し、 エンジンのガバナ機構を電 気的に遠隔制御するために、 エンジンの近傍には電動モ 一夕を備えたガバナ調節用の駆動装置を設けると共に、 該駆動装置の電動モータ出力軸の回転角を検出する調節 量検出装置を設け、 一方運転室には操作スィ ッチ等の操 作量に応じた指令信号を出力する操作装置と、 マイ クロ コ ンピュータ等からなる制御装置とを設け、 該制御装置 は調節量検出装置からの検出信号と操作装置からの指令 信号とに基づき、 両信号の差が零となるように駆動装置 の電動モータを回転制御するように構成したものが知ら れている (実開昭 6 1 — 1 4 5 8 4 9号公報) 。
このように構成されるものは、 指令信号と検出信号と の差が零となるように駆動装置をフィ 一 ドバッ ク制御 し、 ガバナ機構の制御レバ-を操作量に対応した傾転量 と しうる。
然るに、 前述のように構成されるエンジンの遠隔制御 装置は、 駆動装置の電動モータを回転制御し、 ガバナ機 構の制御レバーを傾転させるものであるから、 電動モー タが過回転し、 当該電動モ -タや制御レバーが損傷、 破 損してしまう事態を防止する必要がある。
このため、 従来技術によるものは電動モー夕の回転角 (作動範囲) を制限すべく 、 該電動モータの出力軸に一 対の リ ミ ツ トスイ ッチとカムを設ける構成となってい る。
しかし、 このように構成した場合には、 リ ミ ッ トスィ ッチゃカムが必要となつて部品点数が増加するばかりで なく 、 その作動点を正確に調整しなく てはならず、 調整 が面倒であるという欠点がある。
さらに、 従来技術のものは操作装置からの指令信号 と、 電動モータの回転角を検出する調節量検出装置から の検出信号とによって、 該電動モー夕をフィ ー ドバッ ク 制御する構成となっている。
このため、 操作装置からの指令信号の出力範囲と調節 量検出装置からの検出信号の検出範囲とを一致させなく てはならず、 その調整が必要となり、 実際の変化量調整 作業が極めて面倒であるという欠点がある。
本発明は前述した従来技術の欠点に鑑なみなされたも ので、 プログラムサイクル毎にガバナ機構の傾転状態の 変化を監視し、 駆動装置を駆動、 停止制御するこ とによ り 、 駆動装置の限界回転角を検出する リ ミ ッ トスィ ッ チ、 カム等を不要と し、 操作装置や検出装置の調整等を 不要と したエンジンの遠隔制御装置を提供するこ とを目 的とする。 発明の開示
上記目的を達成するために、 本発明は、 制御量に応じ て出力回転を制御するガバナ機構を有するエンジンと、 該エンジンのガバナ機構を駆動する駆動装置と、 該駆動 装置による前記ガバナ機構の制御量を検出する検出装置 と、 前記エンジンの出力回転を制御するために操作信号 を出力する操作装置と、 該操作装置からの操作信号と前 記検出装置からの検出信号とが入力されるこ とによ り 、 前記駆動装置に駆動信号または停止信号を出力する制御 装置とを備え、 該制御装置は一定時間毎に検出信号を読 込み、 ある時間の制御量と一定時間前の制御量とを比較 し、 その差が所定値以下となったときには前記ガバナ機 構の作動限界と判定して前記駆動装置へ停止信号を出力 し、 それ以外のときには操作信号に基づく駆動信号を出 力する構成を採用したことにある。
このように構成したことによ り、 プログラムのサイ ク ルによって定められる一定時間毎に検出装置からの検出 信号によってガバナ機構の傾転状態を把握し、 ある時間 の制御量と一定時間前の制御量とに基づいてガバナ機構 が作動限界に達したか否か判定し、 作動限界に達したと きには駆動装置を停止させるこ とができるから、 ガバナ 機構や駆動装置が損傷する事態を防止しうる。 また、 他の発明に採用する制御装置は、 一定時間毎に 検出信号を読み込み、 ある時間の制御量と一定時間前の 制御量とを比較し、 その差が所定値以下になったときに は前記ガバナ機構の作動限界と判定して前記駆動装置へ 停止信号を出力し、 それ以外のときには操作信号に基づ く駆動信号を出力する第 1 の駆動制御手段と、 該第 1 の 駆動制御手段によつて前記ガバナ機構の作動限界を判定 したときには、 その時点での制御量を限界制御量と して 学習記憶する記憶手段と、 前記第 1 の駆動制御手段が前 記ガバナ機構の作動限界を判定した後は、 該記憶手段に 記憶した限界制御量と前記検出装置から検出制御量とを 比較し、 その差が所定値以下となったときには前記ガバ ナ機構の作動限界と判定して前記駆動装置へ停止信号を 出力し、 それ以外のときには操作信号 基づく駆動信号 を出力する第 2の駆動制御手段とから構成したことにあ る。
このように構成した他の発明では、 第 1 の駆動制御手 段によってガバナ機構が作動限界に達したと判定したと きには、 記憶手段によつてその時点での最高または最低 限界制御量を学習記憶し、 それ以後は第 2の駆動制御手 段によって記憶手段に記憶させた限界制御量と検出装置 からの検出制御量とによつて駆動装置を停止させること ができ、 各装置の経時変化に対しても高精度な制御が可 能となる。
さらに、 駆動装置とガバナ機構との間には、 該駆動装 置からガバナ機構に対する駆動力がある値を越えたとき には該駆動装置の自由動作を許す保護装置を設ける構成 とするこ とができる。
このように、 保護装置を設ければ、 駆動装置が誤動作 しても安定した運転制御を行う こ とができる 図面の簡単な説明
第 1 図ないし第 3図は第 1 の実施例にかかり、 第 1 図 は本実施例によるェンジン遠隔制御装置の全体構成図、 第 2図は制御装置内に設けられる記憶エリァの構成を示 す説明図、 第 3図は制御装置による駆動装置の処理動作 を示す流れ図、 第 4図は第 2の実施例に係り、 本実施例 による駆動装置の処理動作を示す流れ図、 第 5図および 第 6図は第 3の実施例に係り、 第 5図は本実施例による エンジン遠隔制御装置の全体構成図、 第 6図は第 5図中 の保護装置の具体的構成を示す外観図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施例を添付図面を参照しつつ、 詳細 に説明する。
第 1 図ないし第 3図は第 1 の実施例を示す ό
まず、 第 1 図において、 1 は建設機械に搭載されたデ イ ーゼルエンジン (以下、 「エンジン」 という) で、 該 エンジン 1 にはガバナ機構 2が設けられ、 該ガバナ機構 2は制御レバ— 3を有し、 該制御レバー 3の増速 Η、 減 速 L方向の傾転量に応じてエンジンの回転数を調節する ようになつている。 4, 5は制御レバー 3の増速、 減速 方向の回動を制限するス ト ッパである。
6はエンジン 1 の近傍に設けられた駆動装置で、 該駆 動装置 6は例えば正逆回転可能なステッ ピングモータ、 ブラシレス直流モー夕等が用いられ、 その出力軸にはレ バー 6 Αが取付けられている。 そして、 前記レバー 6 A と制御レバー 3 との間はリ ンク 7によって連結され、 駆 動装置 6の正逆回転に応じて該制御レバー 3を増速方向 H、 減速方向 Lにそれぞれ傾転させる。 なお、 駆動装置 6は停止信号が入力され、 回転が停止しても、 制御レバ - 3を後述する操作装置 1 0の操作信号に対応した傾転 角に保持させ、 エンジン 1 を定速回転させることができ る。
8 は同じ く エンジン 1 の近傍に設けられた検出装置 で、 該検出装置 8は例えばロータ リエンコーダ等の回転 角センサが用いられ、 その回転軸にはレバー 8 Aが取付 けられている。 そして、 前記レバー 8 Aはリ ンク 9を介 して制御レバー 3 と連結され、 検出装置 8は該制御レバ 一 3の傾転量に応じた検出電圧またはデジタル信号を検 出信号として出力する。
1 0は建設機械の運転室に設けられた操作装置で、 該 操作装置 1 0はエンジン 1の増速、 減速方向の回転数を 設定するためのもので、 例えばア ップ /ダウ ンスィ ッ チ、 ポテンショメ ータと連動したロータ リスイ ッチ等が 用いられ、 その操作量に応じた増速操作信号、 減速操作 信号を、 信号線 1 1, 1 2を介して後述の制御装置 1 3 に出力するようになっている。 操作装置 1 0 としてアツ ブ/ダウンスイ ッチを用いる場合には、 アツブスイ ッチ を押動している間は増速設定され、 ダウンスイ ッチを押 動している間は減速設定される。
1 3は運転室のコ ン トロールュニッ ト内等に設けられ た制御装置で、 該制御装置 1 3は例えば C P U , M P U 等からなる処理回路、 R O M , R A M等からなる記憶回 路、 入出力制御回路を含むマイクロコンピュータとして 構成されている。 そして、 制御装置 1 3の入力側は信号 線 1 1 , 1 2 を介して操作装置 1 0 と接続される と共 に、 信号線 1 4を介して検出装置 8 と接続され、 出力側 は信号線 1 5を介して駆動装置 6 と接続されている。
ここで、 制御装置 1 3の記憶回路内には第 2図に示す 記憶エリ ア 1 6が設けられると共に、 第 3図に示すプロ グラムが格納され、 後述の処理によって駆動装置 6を駆 動、 停止制御するようになっている。
また、 記憶ェリア 1 6はエリア 1 6 A〜 1 6 Jを有し ている。 即ち、 エリア 1 6 Aは制御レバー 3がス ト ツパ 4に当接したと判定した状態を示す増速限界判定フラグ Hを格納するエリアであり、 エリア 1 6 Bは同じ く制御 レバー 3がス ト ツパ 5に当接したと判定した状態を示す 減速限界判定フラグ Lを格納するエリ アである。 エリ ア 1 6 Cはカ ウ ン夕 Nを実現するエリ アである。 エ リ ア 1 6 Dは今回のプログラムサイクルで読み込んだ検出電 圧 E N を記憶するエリアであり、 エリ ア 1 6 Eは前回の プログラムサイクルで読み込んだ前回検出電圧 Ε Ν—, を 記憶するェリアである。 エリア 1 6 Fはガバナ機構 2の 制御レバー 3が作動限界に達し、 駆動装置 6を停止すベ き停止判定電圧 k、 例えば k = 2 Vを記憶するェリ ァ、 同じくエリア 1 6 Gは停止判定電圧 j 、 例えば J = 2 V を記憶するエリ アである。 また、 エリア 1 6 Hは後述す る第 2実施例の処理によって増速限界判定フラグ Hが 「 1 」 となったときの検出電圧 Eを増速限界電圧 E H と して記憶するもので、 エンジンを起動する都度、 プログ ラム学習によって更新記憶される。 エリア 1 6 I は同じ く第 2実施例の処理で減速限界電圧 E L をプログラム学 習によって更新記憶するエリアである。 さ らに、 エリ ア 1 6 Jは操作装置 1 0のスィ ッチを操作し、 O N となつ ても実際に設定すべき操作信号が出力されるまでの間、 ポテンショメ一夕等のヒステリ シスがあることに鑑み、 一定の時間 t。 、 例えば t 。 = 1秒をヒステリシス時間 と して記憶するエリァである。
本実施例はこのように構成されるが、 次にその作動に ついて、 第 3図を参照しつつ説明する。
まず、 エンジンキーの O Nによって処理がスター トす ると、 制御装置 1 3は処理回路の制御の下に増速限界判 定フラグ H、 減速限界判定フラグ Lを 「 0」 に初期化す る (ステップ S 1 ) 。 次に、 制御装置 1 3は操作装置 1 0からの操作信号を読み込み (ステップ S 2 ) 、 ステ ップ 3ではァヅブ Zダウンスィ ッチが 0 Nとなったか否 か判断する。 いま、 ステップ S 3 で 「 N 0」 の判定な ら 、 操作信号は入力 さ れて いないか ら、 ステ ッ プ S 1 4 , S 1 6を経由してステップ S 2に戻り、 起動監 視を行う。
一方、 ステップ S 3で 「Y E S」 の判定なら、 操作装 置 1 0から操作信号が入力されたこ とになるから、 次の ステップ S 4では増速操作したのか減速操作したのか判 断する。 いま、 増速操作したものと判定したときには、 ステップ S 5に移って、 減速限界判定フラグ Lを 「 0」 にセッ トする。 なお、 ステップ S 5は減速処理側のステ ッブ S 2 4において、 減速限界判定フラグ Lが 「 1」 に セ ヅ 卜されている場合があるから、 増速操作時にこのフ ラグ Lを 「 0」 にセヅ 卜するための処理である。
さて、 ステップ S 5の処理が行われたら、 ステップ S
6に移って増速限界判定フラグ Hが 「 1」 となっている か否か判定する。 いま、 フラグ H力' 「 1」 となっていれ ば、 後述するようにガバナ機構 2の制御レバー 3はス ト ツ バ 4に当接し、 増速限界に達しているこ とであるか ら、 駆動装置 6をこれ以上作動した場合には、 該駆動装 置 6、 制御レバー 2等を損傷する恐れがある。 そこで、 この場合にはステップ S 6から S 1 4に移り、 駆動装置 6に停止信号を出力し、 制御レバ - 3をフル回転状態に 保持する。
一方、 ステップ S 6で増速限界判定フラグ Hが 「 0 J と判定したと きには、 ステップ S 7に移り 、 操作装置 1 0のスィ ッチが 0 Nとなってから、 一定のヒステリ シ ス時間 t。 が経過したか否か判断し、 「 N 0」 ならばス テツプ S 1 5に移って駆動信号を出力する。 なお、 ステ ップ S 7は操作装置 1 0のスィ ッチを O N操作しても実 際に設定すべき操作信号を出力するまでの間、 ポテンシ ョメ ータ等に生じるヒステ リ シスを考慮した処理で、 最 初のプログラムサイクルでのみ処理が実行される。
また、 S 7で 「 Y E S」 と判断したときには、 ヒステ リ シスも解消しているから、 ステップ S 8に移ってエリ ァ 1 6 Cのカウンタ Nを歩進し、 次のステップ S 9では 検出装置 8から現在の検出信号量を読み込む。 そして、 ステップ S 1 0では検出信号の信号量に対応した検出電 圧 E N をエリア 1 6 Dに記憶する。 なお、 エリ ア 1 6 D に記憶されている今回検出電圧 E N は、 プログラムサイ クルがリターンする時点で、 エリア 1 6 Eに前回検出電 圧 E N と して移送するようにしてもよい。
次に、 ステップ S 1 1 では今回読み込んだ検出電圧 E N と前回のプログラムサイクルで読み込んだ検出電圧 E N_ ! との差が、 停止判定電圧 k以下であるか否か判定 する。 このステップ S 1 1 で 「 N 0」 と判定した場合に は、 ガバナ機構 2の制御レバー 3は增速方向に継続して 傾転しているものであるから、 ステップ S 1 5 に移つ て、 操作信号に対応した駆動信号を駆動装置 6に出力 し、 該駆動装置 6によって制御レバー 3を増速側に傾転 せしめる。
さらに、 ステップ S 1 1で 「 Y E S」 と判定したとき には、 制御レバー 3はス ト ツバ 4に当接してフル回転状 態 (最大傾転状態) となってしまい、 今回検出電圧 E N と前回検出電圧 E N - , との差が停止判定電圧 k以下にな つていることを示している。 従って、 この場合にはステ ップ S 1 2に移って増速限界判定フラグ Hを 「 1 J にセ ヅ ト し、 ステップ S 1 3で駆動装置 6に停止信号を出力 し、 ガバナ機構 2の制御レバー 3をフル回転状態に保持 する。
以上の動作はステツブ S 4において、 操作装置 1 0を 増速操作したと判定した場合について述べたが、 このス テツプ S 4で減速操作したと判定した場合にはステップ S 1 7〜 S 2 7の処理で同様にして実行される。 そし て、 ステップ S 2 3で 「 Y E S」 と判定した時には、 制 御レバー 3はス ト ッパ 5に当接し、 最低のアイ ドル回転 状態 (最小傾転状態) となってしまい、 これ以下の回転 ではエンジンス トール (エンス 卜) の恐れがある。 従つ て、 この場合には、 ステップ S 2 4に移って減速限界判 定フラグ Lを 「 1 J にセッ ト し、 ステップ S 2 5で駆動 装置 6に停止信号を出力し、 制御レバー 3をアイ ドル回 転状態に保持する。
かく して、 本実施例によれば、 一定時間毎のプログラ ムサイクルによって、 前回と今回のプログラムサイクル による検出電圧差を停止判定電圧 kと比較し、 増速限界 電圧 E H または減速限界電圧 E L に達している ときに は、 制御装置 1 3から駆動装置 6への駆動信号の出力を 停止し、 ガバナ機構 2の制御レバー 3をフル回転位置、 またはアイ ドル回転位置に保持しうるから、 駆動装置 6 にリ ミ ッ トスィ ッチ等を設けなく ても、 該駆動装置 6や 制御レバー 3等の損傷、 破損を防止でき、 しかも操作装 置 1 0、 検出装置 8、 駆動装置 6、 制御レバー 3等の相 互間の操作量、 回転量の調整が不要となり、 しかも安定 した運転状態を確保するこ とができる。
次に、 第 4図は本発明の第 2の実施例による流れ図を 示す。 なお、 第 4図が第 3図と異なる点は、 ステップ S 4 2、 S 4 4、 S 4 5、 S 5 6、 S 5 8、 S 5 9が加え られ、 また第 3図中のステップ S 5、 S 1 7が廃止され ているこ とである。 また、 本実施例では第 2図中のエリ ァ 1 6 H, 1 6 1 も使用されるものである。
然るに、 本実施例の特徴とすると ころは、 限界判定フ ラグ Hまたは Lが 「 1 」 となった時点での増速限界電圧 E H 、 減速限界電圧 E L をエンジン始動の都度学習し て、 記憶エ リ アに記憶し、 それ以後は限界電圧 E H ,
E L を基準と して駆動信号、 停止信号を出力するよ うに したこ とにある。
第 4 図において、 処理がスタ ー ト する と ステ ッ プ
S 3 1 でフ ラ グ L , H を初期化 し た後、 ス テ ッ プ S 3 2 , S 3 3で操作装置 1 0からの操作信号を読み込 む。 ステップ S 3 4で増速操作したと判定したと きに は、 第 1 の実施例と同様に、 最初のプログラムサイクル のみステップ S 3 5— S 3 6— S 4 7 と進み、 以後の処 理はステップ S 3 5— S 3 6→ S 3 7→ S 3 8→ S 3 9 — S 4 0— S 4 7 と進んで、 駆動装置 6に駆動信号を出 力し、 エンジン 1 を増速回転せしめる。 そして、 あるプ ログラムサイクルで、 ステップ S 4 0においてフル回転 に達したと判定したときには、 ステップ S 4 1に移って 増速限界判定フラグ Hを 「 1」 にセッ 卜する。 なお、 以 上の処理動作が第 1の駆動制御手段の具体例である。
また、 上記フラグ Hが Γ 1 J にセッ 卜されると、 エリ ァ 1 6 Hにその時点での検出電圧 Eを、 増速限界電圧 EH と して記憶せしめ、 ステップ S 40で駆動装置 6に 停止信号を出力し、 ガバナ機構 2の制御レバ— 3をフル 回転状態に保持し、 ステップ S 48から S 3 2に戻る。 なお、 以上の処理が記憶手段の具体例である。
従って、 前述の処理は第 1の実施例と何等変わるとこ ろがないが、 ステップ S 4 2において増速限界電圧 E H を学習し、 記憶するものである点で異なる。
さて、 フラグ Hを 「 1」 にセッ ト した後は、 ステップ S 3 5では常に 「 Y E S J の判定であるから、 ステップ S 34で増速操作であると判定したときには、 ステップ S 34— S 3 5— S 44- S 45 と進む。 そして、 ステ ッブ S 4 5ではステップ S 44で読み込んだ検出信号に よる現在の検出電圧 Eと、 学習した増速限界電圧 EH と の差が停止判定電圧 j以上であるか否かを判定する。 こ のステップ S 45で Γ N 0 J と判定した場合には、 ガバ ナ機構 2の制御レバー 3は増速方向に継続して傾転して いるのものであるから、 ステップ S 4 7に移って、 操作 信号に対応した駆動信号を駆動装置 6に出力し、 該駆動 装置 6によつて制御レバー 3を増速側に傾転せしめる。
さらに、 ステップ S 4 5で 「Y E SJ と判定したとき には、 制御レバ- 3はス ト ッパ 4に当接し、 フル.回転状 態となつているから、 ステップ S 46に移って駆動装置 6に停止信号を出力し、 フル回転状態を保持する。
—方、 ステップ S 34で減速操作と判定したときには ステ ッ プ S 4 9〜 S 6 1 に進み、 同様にしてステッ プ S 5 4で最低のァィ ドル回転状態となったときには、 ス テツブ S 5 5で減速限界判定フラグ Lを 「 1 J にセッ 卜 すると共に、 エリア 1 6 I に減速限界電圧 Eし を学習値 と して記憶せしめる。 そ して、 それ以後はステ ッ プ S 4 9から S 5 8〜 S 6 1 の処理に移る。 なお、 以上の 処理が第 2の駆動制御手段の具体例である。
かく して、 本実施例ではエンジン始動後に、 最初にフ ル回転または最低アイ ドル回転に達したときの限界電圧 E H または E l を学習値と して記憶し、 それ以後はこの 限界電圧 E H , E L によって駆動信号、 停止信号を出力 するから、 経時変化によるエンジン 1 、 駆動装置 6、 検 出装置 8等の性能、 精度等に応じた遠隔制御が可能とな る。 なお、 前述の学習処理はエンジンを n回始動する毎 に行ってもよ く 、 1 日の最初のエンジン始動時にのみ行 つてもよ く 、 さ らに外部指令信号によって行っても よ い。 ·
さらに、 第 5図および第 6図は本発明の第 3の実施例 を示し、 本実施例の特徴は駆動装置とガバナ機構との間 に保護装置を設けたこ とにある。 なお、 前述した第 1 の 実施例と同一構成要素には同一符号を付し、 その説明を 省略する。
同図において、 2 1 はガバナ機構 2の制御レバー 3 と 駆動装置 6のレバー 6 A との間に設けられる保護装置 で、 該保護装置 2 1 は回転軸 2 2 と、 該回転軸 2 2に回 転可能に設けられた 3枚のレバー 2 3, 2 4, 2 5 と、 レバ— 2 3, 2 4の間に設けられ、 その突起部 2 3 A, 2 4 Aが常時当接するように付勢するばね 2 6 と、 レバ 一 2 4 , 2 5 の間に設け られ、 その突起部 2 4 B , 2 5 Aが常時当接するように付勢する他のばね 2 7 とか ら構成されている。 そして、 レバー 2 3はリ ンク 2 8を 介して駆動装置 6のレバー 6 Aと連結され、 レバー 2 5 はリ ンク 2 9を介してガバナ機構 2の制御レバー 3 と連 結されている。
本実施例はこのように構成されるが、 駆動装置 6の正 常状態においては、 該駆動装置 6のレバー 6 Aが回動す ると、 リ ンク 2 8の変位はレバー 2 3に伝えられ、 該レ バー 2 3の回動変位はばね 2 6または 2 7、 レバー 2 4 を介してレバー 2 5に伝えられ、 さらに該レバー 2 5の 回動変位はガバナ機構 2の制御レバー 3に伝えられる。 従って、 通常時は保護装置 2. 1 のレバー 2 3, 2 4 , 2 5は一体的に作動する。
—方、 制御レバ- 3がス 卜 ツバ 4に当接したフル回転 状態において、 駆動装置 6がさらに過回転しょう とする と、 レバー 2 5 は回動するこ とができないから、 ばね 2 6に抗してレバー 2 3が引張られ、 該レバー 2 3のみ が時計方向に回動し、 駆動装置 6の自由な動作を許す。 上記とは逆に、 制御レバー 3がス ト ヅ パ 5に当接した 状態で駆動装置 6がさらに過回転しょう とすると、 ばね 2 7に抗してレバー 2 3, 2 4のみが反時計方向に回動 し、 駆動装置 6の自由な動作を許す。
かく して、 本実施例によれば、 駆動装置 6の駆動力が ばね 2 6 , 2 7の設定ばね力を越えた場合には、 該駆動 装置 6の自由な動作を許し、 過負荷のために損傷してし まう事態を防止しうる。 産業上の利用可能性
本発明は係るェンジンの遠隔制御装置は以上詳細に述 ベた如く であって、 プログラムサイ クル毎の時間管理に よって、 制御レバ -の制御量を把握し、 限界制御量に達 したと判定したときには、 駆動装置の駆動を停止する構 成と したから、 駆動装置にリ ミ ッ トスィ ッチやカム等を 設けて停止動作させる必要がなく 、 構成が簡単となると 共に、 駆動装置、 検出装置、 操作装置等の相互間の調整 を行う必要がなく なり、 駆動装置の寿命を延ばし、 安定 した遠隔制御が可能となる。

Claims

請求 の 範 囲
1 . 制御量に応じて出力回転を制御するガバナ機構を有 するエンジンと、 該エンジンのガバナ機構を駆動する駆 動装置と、 該駆動装置による前記ガバナ機構の制御量を 検出する検出装置と、 前記エンジンの出力回転を制御す るために操作信号を出力する操作装置と、 該操作装置か らの操作信号と前記検出装置からの検出信号とが入力さ れることにより、 前記駆動装置に駆動信号または停止信 号を出力する制御装置とを備え、 該制御装置は一定時間 毎に検出信号を読込み、 ある時間の制御量と一定時間前 の制御量とを比較し、 その差が所定値以下となったとき には前記ガバナ機構の作動限界と判定して前記駆動装置 へ停止信号を出力し、 それ以外のときには操作信号に基 づく駆動信号を出力する構成と したエンジンの遠隔制御
2 . 制御量に応じて出力回転を制御するガバナ機構を有 するエンジンと、 該エンジンのガバナ機構を駆動する駆 動装置と、 該駆動装置による前記ガバナ機構の制御量を 検出する検出装置と、 前記エンジンの出力回転を制御す るために操作信号を出力する操作装置と、 該操作装置か らの操作信号と前記検出装置からの検出信号とが入力さ れることにより、 前記駆動装置に駆動信号または停止信 号を出力する制御装置とを備え、 該制御装置は一定時間 毎に検出信号を読み込み、 ある時間の制御量と一定時間 前の制御量とを比較し、 その差が所定値以下となったと きには前記ガバナ機構の作動限界と判定して前記駆動装 置へ停止信号を出力し、 それ以外のときには操作信号に 基づく駆動信号を出力する第 1 の駆動制御手段と、 該第 1 の駆動制御手段によつて前記ガバナ機構の作動限界を 判定したときには、 その時点での制御量を限界制御量と して学習記憶する記憶手段と、 前記第 1 の駆動制御手段 が前記ガバナ機構の作動限界を判定した後は、 該記憶手 段に記憶した限界制御量と前記検出装置から検出制御量 とを比較し、 その差が所定値以下となったときには前記 ガバナ機構の作動限界と判定して前記駆動装置へ停止信 号を出力し、 それ以外のときには操作信号に基づく駆動 信号を出力する第 2の駆動制御手段とから構成してなる ェンジンの遠隔制御装置。
3 . 前記駆動装置とガバナ機構との間には、 該駆動装置 からガバナ機構に対する駆動力がある値を越えたと きに は該駆動装置の自由動作を許す保護装置を設けてなる特 許請求の範囲第 1項または第 2項記載のエンジンの遠隔 制御装置。
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