JPH04136432A

JPH04136432A - 原動機の回転数制御装置

Info

Publication number: JPH04136432A
Application number: JP2259966A
Authority: JP
Inventors: Masaki Egashira; 江頭　雅樹; Masakazu Haga; 正和羽賀; Osamu Tomikawa; 修富川; Toichi Hirata; 東一平田
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1990-09-28
Filing date: 1990-09-28
Publication date: 1992-05-11
Anticipated expiration: 2013-08-06
Also published as: JP2784608B2; EP0503088A1; US5265569A; DE69123565T2; EP0503088A4; DE69123565D1; KR950013541B1; EP0503088B1; WO1992006287A1; KR920702461A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野ｊ本発明は、例えば油圧ショベル等の建設機械に設けられ
る原動機の回転数を制御するのに用いて好適な原動機の
回転数制御装置に関する。

〔従来の技術Ｊ一般に、建設機械は、原動機としてのディーゼルエンジ
ンを搭載し、該ディーゼルエンジンによって油圧ポンプ
を駆動している。

このため、従来の建設機械は運転室にコントロールレバ
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、エンジンの回転数制御を行なっていた。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連結する場合には、
機械的抵抗が大きいために、大きな操作力を必要とする
欠点がある。

このような欠点を改良し、ガバナ機構を電気的に遠隔操
作するために、エンジンの近傍にはガバナ調節用の電動
モータを設けると共に、エンジンの回転数をガバナ機構
の回動角として検出する回動角検出手段を設け、一方運
転室には操作スイッチ等からなる指令手段と、マイクロ
コンピュータ等からなるコントローラとを設け、該コン
トローラは指令手段からの指令値と回動角検出手段から
の検出値とに基づき、両信号の差が零となるように電動
モータをフィードバック制御し、もってガバナ機構のガ
バナレバーを指令値に対応して回動させるようになって
いる。

そこで、第１０図ないし第１−２図にこの種のガバナ機
構を備えた従来技術による原動機の回転数制御装置を建
設機械に用いた場合を例に挙げて示す。

図において、１は建設機械に搭載された原動機としての
ディーゼルエンジン（以下、「エンジン」という）、２
は該エンジン１に設けられたガバナで、該ガバナ２には
長尺のガバナレバー３と、該ガバナレバー３に当接して
ガバナレバー３０回動範囲を規制するストッパ４，５と
が設けられている。そして、該ガバナ２は、ガバナレバ
ー３の増速Ｈ１減速り方向の回動角に応じてエンジン１
の回転数を調節すると共に、第１１図に示す如く、ガバ
ナレバー３がストッパ４に当接すると、回動値Ｎゎは０
％となってエンジン１の回転数は最低回転数（アイドル
回転数）ＮＬとなり、ストッパ５に当接すると、回動値
Ｎｌｌは１００％となってエンジンｌの回転数は最高回
転数（フル回転数）Ｎ、どなるようになっている。

６はエンジン１の近傍に設けられた正逆回転可能なステ
ッピングモータを示し、該ステッピングモータ６の出力
軸にはレバー６Ａが取付けられ、該レバー６Ａはリンク
７を介してガバナレバー３と連結されている。そして、
該ステッピングモータ６は後述のコントローラ１０から
の制御パルス信号に基づいて正転Ｆ、逆逆転力方向回動
し、リンク７等を介してガバナレバー３を増速Ｈ１減速
り方向に回動させると共に、コントローラ１０から停止
信号が入力されて回転が停止した場合でも、ガバナレバ
ー３を現在の回動角に保持し、エンジン１を現在の回転
数で回転させるようになっている。

８はエンジン１の近傍に設けられた回動角検出手段とし
てのポテンショメータで、該ポテンショメータ８の回動
軸にはレバー８Ａが取付けられ、該レバー８Ａはリンク
７に連結されている。ここで、該ポテンショメータ８は
、その検出範囲（出力範囲）とガバナレバー３の回動範
囲が第１１図に実線で示す関係となるように予め初期調
整されている。そして、該ポテンショメータ８はレバー
８Ａ、　　リンク７を介してガバナレバー３の回動角を
検出し、この検出信号をエンジン１の回転数としてコン
トローラ１０に向けて出力するようになっている。

９は建設機械の運転室に設けられ、エンジン１の目標回
転数を指令する指令手段としてのアップダウンスイッチ
を示し、該アップダウンスイッチ９は、押ボタン式のア
ップ側スイッチ、ダウン側スイッチ（いずれも図示せず
）等から構成されている。そして、該アップダウンスイ
ッチ９はアップ側、ダウン側スイッチの押圧操作量に対
応した指令値としての増速指令信号、減速指令信号をコ
ントローラ１０に出力し、該コントローラ１０はこれら
の指令信号に基づいてエンジン１の目標回転数に対応す
る後述の目標値Ｍを設定するようになっている。

１０は運転室内等に設けられ、ＣＰＵ等の演算処理回路
とＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶回路（いずれも図示せず）等
とからなるコントローラで、該コントローラ１０の記憶
回路内には記憶エリア１０Ａが設けられている。そして
、該コントローラ１０は、アップダウンスイッチ９から
の指令信号が入力されると、この指令信号に基づいてエ
ンジンｌの目標回転数に対応する目標値Ｍを設定すべく
これを記憶エリアＩＯＡに格納した第１２図に示すマツ
プに基づき百分率の目標値Ｍに変換して記憶し、この目
標値Ｍとポテンショメータ８が検出したエンジンｌの回
転数に対応するガバナレバー３の回動値Ｎ、とを比較し
てステッピングモータ６へ制御パルス信号を出力し、ス
テッピングモータ６の回動によってガバナレバー３を増
速Ｈ１減速り方向に回動させ、エンジンｌの回転数が目
標回転数となるように回転数制御を行うようになってい
る。

従来技術による原動機の回転数制御装置は上述の如き構
成を有するもので、作業者が所望の回転数をアップダウ
ンスイッチ９を介してコントローラ１０に入力すると、
コントローラ１０はアップダウンスイッチ９からの指令
信号に基づいてエンジン１の目標値Ｍを設定する。そし
て、コントローラ１０は、ポテンショメータ８が検出し
たガバナレバー３の回動角をエンジン１の現在の回転数
に対応する値として読込み、これを目標値Ｍと比較して
制御パルス信号をステッピングモータ６に出力し、ステ
ッピングモータ６を正、逆回転させる。これによってガ
バナレバー３は増速Ｈ１減速り方向に回動し、エンジン
１の回転数を目標値Ｍに調節する。

そして、エンジン１の回転数が目標値Ｍに実質的に対応
する回転数になると、コントローラ１゜からステッピン
グモータ６に制御パルス信号としての停止信号が出力さ
れ、ステッピングモータ６はガバナレバー３を現在の回
動角に保持し、エンジン１を目標回転数に対応した回転
数で回転させる。

〔発明が解決しようとする課題Ｊところで、上述した従来技術では、ポテンショメータ８
が検出したエンジン１の回転数に対応するガバナレバー
３の回動値Ｎｌｌと目標値Ｍとを比較し、これによって
ステッピングモータ６の回動を調節してエンジン１の回
転数を制御するようにしているから、ストッパ４，５に
よって規制される最低回転数位置から最高回転数位置ま
での範囲内で回動するガバナレバー３の回動範囲と、ポ
テンショメータ８が検出するガバナレバー３の検出範囲
とを第１１図に実線で示す如く一致させる必要がある。

しかし、上述した従来技術によるものでは、エンジンｌ
に設けられるストッパ４，５の位置は個々のエンジンに
よってそれぞれ異なるから、両者の範囲をリンク比の設
定を変えたり、ポテンショメータ８の微調整を行ったり
して個別に調整しなくてはならず、この初期調整作業に
は非常に手間がかかるという問題がある。また、長期間
の作動による経年変化によってガバナレバー３やリンク
７等に機械的なガタ等が生じたり、温度変化等によって
ポテンショメータ８の出力特性等が変化したすすると、
ガバナレバー３の回動範囲とポテンショメータ８の検出
範囲との間に、例えば第１１図に点線で示す如くずれが
生じ、これによってエンジン１の回転数を正確に制御す
ることができなくなるという問題がある上に、ポテンシ
ョメータ８からの検出信号にノイズ等が入ると、回転数
制御の精度が低下して信頼性が低下するという問題があ
る。

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
、本発明はステッピングモータとパルス計数手段とを用
いることにより、初期調整作業を大幅に簡略化すること
ができ、原動機の回転数を目標回転数に基づき長期に亘
り安定して高精度に制御でき、信頼性を向上できるよう
にした原動機の回転数制御装置を提供することを目的と
する。

〔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が採用する構成の
特徴は、ステッピングモータへ印加される制御パルス信
号を計数するパルス計数手段を設け、コントローラには
、予め定められた原動機の最低回転数および最高回転数
のうち、少なくとも一方の回転数に該原動機の回転数を
設定したときに、前記パルス計数手段で計数した計数値
を更新可能な基準値として記憶する記憶手段と、該記憶
手段による基準値とガバナレバーの現在位置におけるパ
ルス計数手段の計数値とに基づき、前記原動機の現在の
回転数を算定する演算手段とを設けたことにある。

また、前記記憶手段は前記原動機の回転数を前記最低回
転数と最高回転数とに設定したときに、前記パルス計数
手段で計数したそれぞれの計数値を更新可能な最低側基
準値と最高側基準値として記憶し、前記演算手段は該各
基準値と前記ガバナレバーの現在位置における前記パル
ス計数手段の計数値とに基づき、前記原動機の現在の回
転数を算定するのが好ましい。

〔作用〕

上記構成により、最低回転数および最高回転数のうち、
少なくとも一方の回転数に原動機の回転数を設定すると
、この回転数に応じてガバナレバーは回動し、記憶手段
はパルス計数手段が計数したガバナレバーの回動角に対
応した計数値をこの設定された回転数における更新可能
な基準値として記憶でき、演算手段は、パルス計数手段
からの現在の計数値と基準値とから現在の原動機の回転
数に対応するガバナレバーの回動値を算定することがで
きる。

また、原動機の最低回転数と最高回転数におけるパルス
計数手段からのそれぞれの計数値を更新可能な最低側基
準値と最高側基準値として記憶手段に記憶させれば、演
算手段は該各基準値とパルス計数手段からの現在の計数
値とに基づいて原動機の現在の回転数に対応するガバナ
レバーの回動値を算定することができる。

〔実施例１以下、本発明の実施例を第１図ないし第９図に基づき建
設機械の原動機に用いた場合を例に挙げて説明する。な
お、実施例では上述した従来技術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。

図において、１１．１２はガバナレバー３の近傍に位置
して、各ストッパ４．５側に設けられたリミットスイッ
チからなるレバー位置検出スイッチを示し、該各レバー
位置検出スイッチ１１．１２は後述のコントローラ１３
に接続されている。

そして、ガバナレバー３がストッパ４に当接する位置（
最低回転数位置）に回動したときにはレバー位置検出ス
イッチ１１が作動し、ガバナレバー３がストッパ５に当
接する位置（最高回転数位置）に回動したときにはレバ
ー位置検出スイッチ１２が作動して、ガバナレバー３が
最低回転数位置（回動値Ｎ、＝０％）、最高回転数位置
（回動値Ｎ１＝１００％）に達したことをコントローラ
１３に向けて報知するようになっている。

１３は運転室（図示せず）内に設けられたコントローラ
を示し、該コントローラ１３は従来技術で述べたコント
ローラ１０とほぼ同様に、ＣＰＵ等の演算処理回路とＲ
ＯＭ、ＲＡＭ等の記憶回路（いずれも図示せず）等とか
ら構成され、該コントローラ１３の記憶回路内には、第
１２図に示すマツプが記憶された記憶エリア１３Ａが設
けられているものの、該コントローラ１３の記憶回路内
には、第２図に示すプログラム等が格納されている。そ
して、該コントローラ１３はアップダウンスイッチ９か
らの指令信号が入力されると、この指令信号に基づいて
エンジン１の目標回転数に対応する目標値Ｍを設定すべ
く、これを記憶エリア１３Ａ内に格納したマツプに基づ
き、百分率の目標値Ｍに変換して記憶すると共に、後述
するパルスカウンタ１４からの計数値Ｘと、最低側基準
値Ｘ１．最高側基準値Ｘ２から、エンジン１の現在の回
転数と対応するガバナレバー３の回動値Ｎ。

を百分率の値として求め、これら目標値Ｍと回動値Ｎ６
とを比較してステッピングモータ６の回動を調節し、エ
ンジンＩの回転数制御を行うようになっている。

１４はパルス計数手段としてのパルスカウンタを示し、
該パルスカウンタ１４は、コントローラ１３からステッ
ピングモータ６に制御パルス信号としての正回転信号が
印加（出力）されると、このパルスを加算して記憶し、
逆回転信号が印加されると、このパルスを減算して記憶
するようになっている。

本実施例による原動機の回転数制御装置は上述の如き構
成を有するもので、その基本動作については従来技術に
よるものと格別差異はない。

そこで、コントローラ１３によるエンジン１の回転数制
御処理について第２図を参照しつつ説明する。

まず、処理動作がスタートすると、ステップ１では、最
高側基準値Ｘ２にコントローラ１３の記憶エリア１３Ａ
内に前回記憶されたバックアップ値Ｘ、をセットし、ス
テップ２では、最低側基準値Ｘ、にパルスカウンタ１４
からの計数値Ｘが記憶された状態をＦ１＝１として示す
フラグＦ、と、最高側基準値Ｘ２にパルスカウンタ１４
からの計数値Ｘが更新して記憶された状態なＦ２＝１と
して示すＦ、とをリセットしてフラグの初期化を行う。

次に、ステップ３では、各レバー位置検出スイッチ１１
．１２からの検出信号Ｓ、、Ｓ２を読込み、ステップ４
ではアップダウンスイッチ９からの指令信号に基づいて
設定された目標値Ｍを読込むと共に、ステップ５では、
第３図に示す如（、時刻ｔ（処理動作スタート時は時刻
ｔｏとなる）におけるパルスカウンタ１４からの計数値
Ｘ（処理動作スタート時は前回のエンジン１停止時の計
数値となる）を読込む。

そして、ステップ６では、最低側基準値Ｘ１のセット状
態を示すフラグＦ１がＦ、＝１としてセットされている
か否かを判定する。ここで、該フラグＦ１は前記ステッ
プ２でリセットされているから、ステップ６ではｒＮＯ
Ｊと判定され、ステップ７に移る。ステップ７では位置
検出センサ１１が作動（オン）しているか否かを判定し
、このステップ７で「ＮＯ」と判定したときは、まだガ
バナレバー３が最低回転数位置に到達していない場合だ
から、次のステップ８でステッピングモータ６に逆回転
信号を出力してステップ３に戻り、レバー位置検出スイ
ッチ１１がオンするまでガバナレバー３を減速し方向に
回動させる。

次に、前記ステップ７でｒＹＥＳＪと判定したときは、
ガバナレバー３がストッパ４に当接して最低回転数位置
（回動値Ｎ　ｍ　＝　０％）にある場合だから、ステッ
プ９でステッピングモータ６に停止信号を出力して回動
を停止させ、ガバナレバー３の損傷を防止すると共にそ
の回動角に保持させ、ステップ１０では、第３図に示す
如くそのときの時刻１＋におけるパルスカウンタ１４の
計数値Ｘを最低側基準値Ｘ１として記憶し、ステップ１
１ではフラグＦ１をＦ１＝１としてセットし、ステップ
３以降の処理を続行する。

そして、フラグＦ＋がセットされて前記ステップ６でｒ
ＹＥｓＪと判定された場合にはステップＩ２に移り、ス
テップ１２ではフラグＦ２がＦ２＝１としてセットされ
ているか否かを判定する。

ここで、該フラグＦ２は前記ステップ２でリセットされ
ているからステップ１２ではｒＮＯＪと判定され、ステ
ップ１３に移る。そして、ステップ１３では、目標値Ｍ
が第１２図に示す最高回転数Ｎ、（Ｍ＝１００％）にな
っているか否かを判定し、このステップ１３でｒＮＯＪ
と判定したときは、最高側基準値Ｘ２にバックアップ値
Ｘｓをセットしたまま、後述する次のステップ１９に移
ってステッピングモータ６の制御を行う。

また、前記ステップ１３でｒＹＥＳＪと判定したときは
、目標値ＭがＭ＝１００％になった場合だから、ステッ
プ１４に移る。このステップ１４では、位置検出センサ
１２がオンしているか否かを判定し、このステップ１４
でｒＮＯＪと判定されたときは、ガバナレバー３が最高
回転数位置に到達していない場合だから、次のステップ
１５では、ステッピングモータ６に正回転信号を出力し
てステップ３に戻り、レバー位置検出スイッチ１２がオ
ンするまでガバナレバー３を増速Ｈ方向に回動させる。

そして、前記ステップ１４でｒＹＥｓＪと判定したとき
は、ガバナレバー３がストッパ５に当接して最高回転数
位置にある場合だから、ステップ１６でステッピングモ
ータ６に停止信号を出力して回動を停止させ、ガバナレ
バー３の損傷を防止すると共にその回動角に保持させ、
ステップ１７では、第３図に示す如く、そのときの時刻
ｔ２におけるパルスカウンタ１４の計数値Ｘを最高側基
準値Ｘ２として更新して記憶し、次のステップ１８では
フラグＦ２をＦ２＝１としてセットしてステップ３に戻
る。

一方、フラグＦ２がセットされて前記ステップ１２でｒ
ＹＥｓＪと判定された場合、または目標値Ｍが最高回転
数Ｎ、（Ｍ＝１００％）になっておらず、前記ステップ
１３でｒＮＯＪと判定された場合にはステップ１９に移
り、このステップ１９では、最低側基準値Ｘｌ＋最高側
基準値Ｘ２、パルスカウンタ１４の現在の計数値Ｘから
現在のエンジン１の回転数に対応するガバナレバー３の
回動値Ｎ、を、Ｘ　　−ＸＮ、　＝　　　、、　−Ｘ＋　ｘｌｏｏ　　＋＋°（１
）として求める。

次に、ステップ２０では、ともに百分率の値となった目
標値Ｍとガバナレバー３の回動値ＮＩｌとの偏差を判定
する。このステップ２０で現在の回動値Ｎ、が目標値Ｍ
よりも小さいと判定したときは、ステップ２１に移って
ステッピングモータ６に正回転信号を出力し、ガバナレ
バー３を増速Ｈ方向に回動させてステップ３に戻り、前
記ステップ２０で回動値Ｎｓが目標値Ｍよりも大きいと
判定したときは、ステップ２２に移ってステッピングモ
ータ６に逆回転信号を出力し、ガバナレバー３を減速し
方向に回動させてステップ３に戻り、また、前記ステッ
プ２０で、回動値Ｎ、と目標値Ｍとが実質的に等しいと
判定したときは、ステップ２３に移ってステッピングモ
ータ６に停止信号を出力し、ガバナレバー３を現在の回
動値Ｎ、に保持してエンジンｌを定速回転させる。

そして、上記の如く最低側基準値Ｘ２．最高側基準値Ｘ
２がセットされた後は、ステップ３−ステップ４−ステ
ップ５→ステツプ６→ステツプ１２→ステツプ１９→ス
テツプ２０−４ステツプ２１、ステップ２２．ステップ
２３のサイクルを繰り返し、通常のサーボ制御を行う。

かくして、本実施例によれば、ガバナレバー３が回動す
る範囲の下限値（最低回転数位置）、上限値（最高回転
数位置）を各位置検出センサ１１１２によって検出し、
該ガバナレバー３が最低回転数位置（回動値Ｎ５＝０％
）、最高回転数位置（回動値Ｎ５＝１００％）にあると
きに、パルスカウンタ１４がそれぞれ検出した計数値Ｘ
を最低側基準値ＸＩ、最高側基準値Ｘ２として記憶し、
該各基準値Ｘ、、Ｘ、とパルスカウンタＩ４の現在の計
数値Ｘとから、エンジン１の回転数に対応するガバナレ
バー３の回動値Ｎ８を百分率の値として算定でき、目標
値Ｍと回動値Ｎ１の偏差に基づいてステッピングモータ
６を調節し、エンジンｌを制御することができる。

従って、本実施例によれば、ガバナレバー３の回動範囲
とパルスカウンタ１４の計数範囲とを自動的に調整して
一致させることができ、従来技術で述べたポテンショメ
ータ８を廃止することができるから、初期調整作業を大
幅に簡略化でき、ポテンショメータ８等に生じ易い出力
特性の変化やノイズの影響等を解消することができる。

そして、エンジンｌを始動させる度毎にこの自動調整が
行われるから、経年変化によってガバナレバー３リンク
７等に機械的誤差が生じた場合でも、ガバナレバー３の
回動範囲とパルスカウンタ１４の計数範囲との間にずれ
が生じるのを確実に防止することができ、エンジン１の
回転数を長期に亘り安定して高精度に制御でき、信頼性
を大幅に向上させることができる。

次に、第４図ないし第６図は本発明の第２の実施例を示
し、本実施例の特徴は、前記第１の実施例で述べた最低
回転数位置側のレバー位置検出スイッチを廃止し、エン
ジンの停止時にガバナレバーを最低回転数位置側に向け
て引張るばねを設けたことにある。

即ち、２１はエンジンｌの近傍に位置して設けられたコ
イルばねからなる引張りばねで、該ばね２１の基端側は
図示しない支持部材によって支持され、先端側はガバナ
レバー３に取付けられている。そして、該ばね２１は常
時ガバナレバー３を最低回転数位置側へ向けて引張るこ
とにより、エンジン１が停止し、ステッピングモータ６
が無励磁状態となって保持トルクが無くなったときに、
ガバナレバー３をストッパ４に当接させるようになって
いる。

２２はコントローラで、該コントローラ２２は第１の実
施例で述べたコントローラ１３とほぼ同様に構成され、
記憶回路内には第１２図に示すマツプが記憶された記憶
エリア２２Ａが設けられているものの、該コントローラ
２２の記憶回路内には第５図に示すプログラム等が格納
され、エンジン１の回転数制御を行うようになっている
。

次に、本実施例による回転数制御について第５図を参照
しつつ説明する。

まず、処理動作がスタートすると、ステップ３１では、
最高側基準値Ｘ２にコントローラ２２の記憶エリア２２
Ａ内に前回記憶されたバックアップ値Ｘ、をセットし、
ステップ３２では、各フラグＦ、、Ｆ、をリセットして
フラグの初期化を行う。次に、ステップ３３では、レバ
ー位置検出スイッチ１２からの検出信号Ｓ２を読込み、
ステップ３４ではアップダウンスイッチ９からの指令信
号に基づいて設定された目標値Ｍを読込むと共に、ステ
ップ３５では、第６図に示す如く、時刻ｔにおけるパル
スカウンタ１４からの計数値Ｘを読込む。

そして、ステップ３６では最低側基準値Ｘ１のセット状
態を示すフラグＦ１がＦ、＝１としてセットされている
か否かを判定する。ここで、該フラグＦ１は前記ステッ
プ３２でリセットされているから、ステップ３６ではｒ
ＮＯＪと判定され、ステップ３７に移る。このステップ
３７では、ガバナレバー３はばね２１により付勢されて
最低回転数位置側にあるから、ステッピングモータ６に
停止信号を出力して回動を停止させ、ガバナレバー３の
損傷を防止すると共にその回動角に保持させ、ステップ
３８では、そのときの計数値Ｘを最低側基準値ＸＩとし
て記憶し、ステップ３９ではフラグＦ、をＦ、＝１とし
てセットし、ステップ３３以降の処理を続行する。

そして、フラグＦ１がセットされて前記ステップ３６で
ｒＹＥｓＪと判定された場合にはステップ４０に移り、
ステップ４０では、フラグＦ２がＦ２＝１としてセット
されているか否かを判定する。ここで、該フラグＦ２は
前記ステップ３２でリセットされているから、ステップ
４０では「ＮＯ」と判定され、ステップ４１に移る。そ
して、ステップ４１では、目標値Ｍが最高回転数Ｎ、４
　（Ｍ＝１００％）になっているか否かを判定し、この
ステップ４１でｒＮＯＪと判定したときは、最高側基準
値Ｘ２にバックアップ値Ｘ６をセットしたまま、後述す
る次のステップ４７に移ってステッピングモータ６の制
御を行う。

また、前記ステップ４１でｒＹＥｓＪと判定したときは
、目標値Ｍが最高回転数Ｎ、になった場合だから、ステ
ップ４２に移る。このステップ４２では、位置検出セン
サ１２がオンしているか否かを判定し、このステップ４
２でｒＮＯＪと判定されたときは、ガバナレバー３が最
高回転数位置に到達していない場合だから、次のステッ
プ４３では、ステッピングモータ６に正回転信号を出力
してステップ３３に戻り、レバー位置検出スイッチ１２
がオンするまでガバナレバー３を増速Ｈ方向に回動させ
る。

そして、前記ステップ４２でｒＹＥＳＪと判定したとき
は、ガバナレバー３がストッパ５に当接して最高回転数
位置にある場合だから、ステップ４４では、ステッピン
グモータ６に停止信号を出力して回動を停止させ、ガバ
ナレバー３の損傷を防止すると共にその回動角に保持さ
せ、ステップ４５では第６図に示す如く、そのときの時
刻ｔ２におけるパルスカウンタ１４の計数値Ｘを最高側
基準値Ｘ、として更新して記憶し、次のステップ４６で
はフラグＦ２をＦ２＝１としてセットしてステップ３３
に戻る。

一方、フラグＦ２がセットされて前記ステップ４０でｒ
ＹＥＳＪと判定された場合、または目標値Ｍが最高回転
数Ｎ、になっておらず、前記ステップ４１でｒＮＯＪと
判定された場合にはステップ４７に移り、このステップ
４７では、最低側基準値Ｘ＋、最高側基準値Ｘ２、パル
スカウンタ１４の現在の計数値Ｘから、現在のエンジン
ｌの回転数に対応するガバナレバー３の回動値Ｎ３を前
記（１）式から求める。

次に、ステップ４８では、ともに百分率の値となった目
標値Ｍとガバナレバー３の回動値Ｎ、どの偏差を判定す
る。このステップ４８で現在の回動値Ｎ、が目標値Ｍよ
りも小さいと判定したときは、ステップ４９に移ってス
テッピングモータ６に正回転信号を出力し、ガバナレバ
ー３を増速Ｈ方向に回動させてステップ３３に戻り、前
記ステップ４８で回動値Ｎ、が目標値Ｍよりも大きいと
判定したときは、ステップ５０に移ってステッピングモ
ータ６に逆回転信号を出力し、ガバナレバー３を減速り
方向に回動させてステップ３３に戻り、また、前記ステ
ップ４８で、回動値Ｎ、と目標値Ｍとが実質的に等しい
と判定したときは、ステップ５１に移ってステッピング
モータ６に停止信号を出力し、ガバナレバー３を現在の
回動角に保持してエンジンｌを定速回転させる。

そして、上記の如く最低側基準値ＸＩ、最高側基準値Ｘ
２がセットされた後は、ステップ３３→ステツプ３４→
ステツプ３５→ステツプ３６−４ステツプ４０→ステツ
プ４７→ステツプ４８−４ステップ４９．ステップ５０
．ステップ５１のサイクルを繰り返し、通常のサーボ制
御を行う。

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、ガバナレバー３を常時最低回転
数位置側に向けて付勢するばね２１を設けたから、前記
第１の実施例で述べた如（、ガバナレバー３が最低回転
数位置にあるか否かを検出するためのレバー位置検出ス
イッチ１１を不要にでき、当該原動機の回転数制御装置
をより一層低コストにすることができる。

次に、第７図ないし第９図は本発明の第３の実施例を示
し、本実施例の特徴は、第１の実施例で述べたレバー位
置検出スイッチを廃止し、リンクの途中にトルクリミッ
タを設けたことにある。

図中、３１はストッパを示し、該ストッパ３１は従来技
術で述べたストッパ４とほぼ同様に構成され、ガバナレ
バー３に当接してガバナレバー３の回動範囲を規制する
ようになっているものの、ガバナレバー３が該ストッパ
３１に当接したときには、エンジン１の回転が停止する
位置に取付けられている。即ち、第７図に示す如く、該
ストッパ３１はストッパ５と共に、ガバナレバー３が増
速Ｈ９減速り方向に回動するのを回動範囲θ内に規制し
、ガバナレバー３が該ストッパ３１に当接すると、エン
ジン１の回転数は実質的に零となってエンジンは停止し
、ストッパ５に当接すると、エンジン１の回転数は最高
回転数ＮＯとなるようになっている。また、ガバナレバ
ー３は、第７図に実線で示す最低回転数位置で最低回転
数Ｎｔ、となり、この最低回転数位置からストッパ５に
当接するまでの制御範囲θ。内で、エンジン１の回転数
を調節するようになっている。

３２はステッピングモータ６のレバー６Ａと後述するポ
テンショメータ３４のレバー３４Ａとの間に位置して、
リンク７の途中に設けられたトルクリミッタを示し、該
トルクリミッタ３２は例えばコイルばね等から構成され
ている。そして、該トルクリミッタ３２は、ステッピン
グモータ６が正転Ｆ、逆逆転力方向回動するときには剛
体として働き、ステッピングモータ６の回動をリンク７
を介してガバナレバー３等に伝達すると共に、ガバナレ
バー３がストッパ３１．５に当接したときには緩衝体と
して働き、これによりステッピングモータ６が必要以上
に回動して、ガバナレバー３等が損傷するのを防止する
ようになっている。

３３はコントローラで、該コントローラ３３は第１．第
２の実施例で述べたコントローラ１３゜２２とほぼ同様
に構成され、記憶回路内には第１２図に示すマツプおよ
び後述する所定値Ｖ８等が格納された記憶エリア３２Ａ
が設けられているものの、該コントローラ３２の記憶回
路内には第８図に示すプログラム等が格納され、エンジ
ン１の回転数制御を行うようになっている。そして、該
コントローラ３３は、エンジンｌの停止時にステッピン
グモータ６を矢示Ｒ方向に逆回転させ、これによりガバ
ナレバー３をストッパ３１に当接させるようになってい
る。

さらに、３４はリンク７を介してガバナレバー３の回動
角を検出する回動角検出手段としてのポテンショメータ
を示し、該ポテンショメータ３４は、従来技術で述べた
ポテンショメータ８とほぼ同様に構成されレバー３４Ａ
を有するものの、該ポテンショメータ３４は第９図（イ
）に示す如く、例えば時刻ｔ１においてガバナレバー３
が第７図に示す最低回転数位置まで回動してくると、そ
の検出値Ｖがコントローラ３３の記憶エリア３３Ａ内に
格納された所定値ｖＩと対応する値となるように、予め
初期調整作業時に調整されている。

次に、本実施例による回転数制御について第８図を参照
しつつ説明する。

まず、処理動作がスタートすると、ステップ６１では、
最高側基準値Ｘ２にコントローラ３３の記憶エリア３３
Ａ内に前回記憶されたバックアップ値Ｘ、をセットし、
ステップ６２では各フラグＦ、、Ｆ、をリセットし、次
のステップ６３では目標値Ｍを読込むと共に、ステップ
６４ではパルスカウンタ１４からの計数値Ｘを読込み、
ステップ６５ではポテンショメータ３４からの検出値■
を読込む。

そして、ステップ６６では、フラグＦ、がＦ１＝１とし
てセットされているか否かを判定する。

ここで、該フラグＦ１は前記ステップ６２でリセットさ
れているから、このステップ６６では「ＮＯ」と判定さ
れ、次のステップ６７に移る。ステップ６７では、ガバ
ナレバー３は第９図に図示の如く、時刻ｔ０においてス
トッパ３１に当接しているから、ステッピングモータ６
に正回転信号を出力し、後述のステップ６９でｒＹＥｓ
Ｊと判定されるまでガバナレバー３を減速し方向に回動
させる。

次に、ステップ６８では、当該回転数制御装置の初期調
整時に予め記憶エリア３３Ａ内に記憶された所定値ｖ１
を読出し、ステップ６９では、ポテンショメータ３４か
らの検出値Ｖがこの所定値Ｖ、と実質的に等しい値とな
ったか否かを判定する。そして、ステップ６９でｒＹＥ
ｓＪと判定したときは、ガバナレバー３が第７図に実線
で示す最低回転数位置にある場合だから、ステップ７０
でステッピングモータ６に停止信号を出力して回動を停
止させ、ガバナレバー３をその回動角に保持すると共に
、ステップ７１では、第９図（ロ）に示す如く時刻ｔｌ
におけるそのときのパルスカウンタ１４の計数値Ｘを最
低側基準値Ｘ、として記憶し、ステップ７２ではフラグ
Ｆ、をＦ、＝１としてセットし、ステップ６３に戻る。

一方、フラグＦ、がセットされて前記ステップ６６でｒ
ＹＥＳＪと判定された場合にはステップ７３に移り、ス
テップ７３ではフラグＦ２がＦ２＝１としてセットされ
ているか否かを判定する。

ここで、該フラグＦヨは前記ステップ６２でリセットさ
れているからステップ７３ではｒＮＯＪと判定され、ス
テップ７４に移る。そして、ステップ７４では、目標値
Ｍが最高回転数ＮＨに対応するＭ＝１００％（第１２図
参照）となっているか否かを判定し、このステップ７４
でｒＮＯＪと判定したときは、最高側基準値Ｘ２にバッ
クアップ値Ｘ３をセットしたまま、後述のステップ８０
に移って、ステッピングモータ６の制御を行う。

また、前記ステップ７４でｒＹＥＳＪと判定したときは
、目標値ＭがＭ＝１００％になった場合だからステップ
７５に移り、このステップ７５では正回転信号を出力す
ることにより、次のステップ７６でｒＹＥｓＪと判定さ
れるまで、ガバナレバー３を増速Ｈ方向に回動させる。

そして、ステップ７６では、ポテンショメータ３４から
の検出値Ｖが一定になったか否かを判定する。このステ
ップ７６でｒＹＥＳＪと判定したときは、ガバナレバー
３がストッパ５に当接して最高回転数位置にあり、トル
クリミッタ３２が作動してポテンショメータ３４からの
検出値Ｖが一定となった場合だから、ステップ７７でス
テッピングモータ６に停止信号を出力して回動を停止さ
せ、ガバナレバー３をその回動角に保持すると共に、ス
テップ７８では、第９図（ロ）に示す如く、そのときの
時刻ｔ、におけるパルスカウンタ１４かもの計数値Ｘを
最高側基準値Ｘ２に更新して記憶し、次のステップ７９
では、フラグＦ２をＦ２＝１としてセットし、ステップ
６３に戻る。

一方、フラグＦ２がセットされて前記ステップ７３でｒ
ＹＥＳＪと判定された場合、または目標値ＭがＭ＝１０
０％になっておらず、前記ステップ７４でｒＮＯＪと判
定された場合にはステップ８０に移って、最低側基準値
Ｘ１．最高側基準値Ｘ２％パルスカウンタ１４からの現
在の計数値Ｘから、現在のエンジン１の回転数に対応す
るガバナレバー３の回動値Ｎｍを前記（１）式から求め
る。

次に、ステップ８１では、目標値Ｍとガバナレバー３の
回動値Ｎ、の偏差を判定し、回動値Ｎ６が目標値Ｍより
も小さいと判定したときは、ステラ８２に移ってステッ
ピングモータ６に正回転信号を出力し、現在の回動値Ｎ
、が目標値Ｍよりも大きいと判定したときは、ステップ
８３に移ってステッピングモータ６に逆回転信号を出力
し、回動値Ｎｓと目標値Ｍとが実質的に等しいと判定し
たときは、ステップ８４に移ってステッピングモータ６
に停止信号を出力し、ガバナレバー３を現在の回動値Ｎ
Ｂに保持してエンジン１をそのときの回転数で回転させ
る。

そして、最低側基準値Ｘ１．最高側基準値Ｘ２がセット
された後は、ステップ６３→ステップ６４−ステップ６
５−ステップ６６−１ステップ７３→ステップ８０−ス
テップ８１→ステツプ８２゜ステップ８３．８４のサイ
クルを繰り返し、通常のサーボ制御を行う。

か（して、このように構成される本実施例でも、前記第
１．第２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、リンク７の途中にトルク
リミッタ３２を設けたから、ステッピングモータ６を矢
示Ｆ方向に正回転させて、ガバナレバー３をストッパ５
に押付けた場合でも、ガバナレバー３等が損傷するのを
防止でき、前記第１の実施例で述べた各レバー位置検出
スイッチ１１．１２を不要にできる上に、最低側基準値
Ｘｌ＋最高側基準値Ｘ２の両方をエンジン１の始動の度
毎に設定することができ、正確にエンジン１の回転数制
御を行うことができる。

なお、前記各実施例では、第２図、第５図、第８図に示
すプログラムのうち、ステップ１９，４７．８０が演算
手段の具体例であり、ステップｌＯ，１７，３８，４５
，７１，７８が記憶手段の具体例である。

また、前記各実施例では、パルス計数手段としてのパル
スカウンタ１４は、コントローラ１３゜２２．３３の外
部に設ける構成を例示したが、本発明はこれに限らず、
パルスカウンタをコントローラに内蔵する構成としても
よい。

また、前記各実施例では、指令手段としてアップダウン
スイッチを用いるものとして述べたが、これに替えて、
指令手段をモード選択スイッチや燃料レバー等によって
構成してもよい。

一方、前記各実施例では、目標値Ｍは第１２図に示すマ
ツプによって百分率の値に変換し、回動値Ｎ３は、最低
側基準値Ｘｌ、最高側基準値Ｘ２および現在の計数値Ｘ
から前記（１）式により百分率の値として求め、これに
よって両者を比較するものとして述べたが、本発明はこ
れに限らず、例えば目標値Ｍと回動値Ｎ、をＯから１ま
での数値等として比較するようにしてもよい。

さらに、前記第１の実施例では、レバー位置検出スイッ
チ１１．１２はリミットスイッチから構成し、最低側基
準値Ｘ３．最高側基準値Ｘ２の両方を求めるものとして
述べたが、これに替えて、レバー位置検出スイッチとし
て近接スイッチ等の他の検出スイッチを用いてもよく、
また、レバー検出スイッチを最低回転数側にのみ設け、
最高側基準値Ｘ２にはバックアップ値ＸＢをセットし、
最低側基準値Ｘ、のみ求めるようにしてもよい。

また、前記第２の実施例では、コイルばねからなる引張
りばね２１によって、常時ガバナレバー３を最低回転数
位置側に引張る構成とするものとして述べたが、これに
替えて、常時ガバナレバー３を最低回転数位置側に向け
て付勢する押付けばねを用いてもよい。

さらに、前記第３の実施例では、ガバナレバー３をスト
ッパ５に当接させ、回動角検出手段としてのポテンショ
メータ３４からの検出値Ｖが一定になったか否かをステ
ップ７６で判定し、これによってガバナレバー３が最高
回転数位置に達したことを知るものとして述べたが、こ
れに替えて、例えばトルクリミッタ３２に近接スイッチ
等を設け、このスイッチによってガバナレバー３が最低
回転数位置、最高回転数位置に達したかどうかの検出を
してもよく、また、回動角検出手段としてロータリーエ
ンコーダ等を用いてもよい。

また、前記第３の実施例では、ポテンショメータ３４か
らの検出値Ｖに基づいて、ガバナレバー３が最低回転数
位置に達したことを検出するものとして述べたが、これ
に替えて、例えば近接スイッチやリミットスイッチ等に
よって、ガバナレバー３が最低回転数位置に達したこと
を検出するようにしてもよい。

一方、前記第１．第３の実施例において、ガバナレバー
３を常時最低回転数位置側に付勢するばねを設けてもよ
く、また、前記第１．第２の実施１１４こおいて、トル
クリミッタを用いるようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上詳述した通り、本発明によれば、ステッピングモー
タへ印加される制御パルス信号を計数するパルス計数手
段を設け、コントローラには、予め定められた原動機の
最低回転数および最高回転数のうち、少なくとも一方の
回転数に該原動機の回転数を設定したときに、前記パル
ス計数手段で計数した計数値を更新可能な基準値として
記憶する記憶手段と、該記憶手段による基準値と前記ガ
バナレバーの現在位置におけるパルス計数手段の計数値
とに基づき、前記原動機の現在の回転数を算定する演算
手段とを設けたから、最低回転数および最高回転数のう
ち、少なくとも一方の回転数に原動機の回転数を設定す
ると、この回転数におけるガバナレバーの回動角をパル
ス計数手段からの計数値によって検出し、記憶手段はこ
の計数値を更新可能な基準値として記憶し、これによっ
て演算手段は、パルス計数手段からの現在の計数値と基
準値とから現在の原動機の回転数に対応するガバナレバ
ーの回動角を算定することができ、例えば原動機を始動
する度毎にガバナレバーの回動範囲とパルス計数手段の
計数範囲とを自動的に調整することができ、初期調整作
業を大幅に簡略化できる上に、原動機の回転数制御を長
期に亘り安定して行うことができる。

また、最低回転数と最高回転数におけるガバナレバーの
それぞれの計数値を更新可能な最低側基準値と最高側基
準値として記憶手段に記憶し、演算手段によって該各基
準値と前記ガバナレバーの現在位置におけるパルス計数
手段からの計数値とに基づいて原動機の現在の回転数を
算定するようにすれば、より一層正確な回転数制御を行
うことができ、当該原動機の回転数制御装置の精度や信
頼性を大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の第１の実施例を示し、第
１図は本実施例による原動機の回転数制御装置の全体構
成図、第２図は原動機の回転数制御処理を示す流れ図、
第３図はパルスカウンタの計数値の状態を示す説明図、
第４図ないし第６図は本発明の第２の実施例を示し、第
４図は本実施例による原動機の回転数制御装置の全体構
成図、第５図は原動機の回転数制御処理を示す流れ図、
第６図はパルスカウンタの計数値の状態を示す説明図、
第７図ないし第９図は本発明の第３の実施例を示し、第
７図は本実施例による原動機の回転数制御装置の全体構
成図、第８図は原動機の回転数制御処理を示す流れ図、
第９図（イ）はポテンショメータの検出値の状態を示す
説明図、第９図（ロ）はパルスカウンタの計数値の状態
を示す説明図、第１Ｏ図ないし第１２図は従来技術を示
し、第１０図は従来技術による原動機の回転数制御装置
の全体構成図、第１１図はポテンショメータの検出値と
ガバナレバーの回動角との関係を示す特性線図、第１２
図はコントローラの記憶エリア内に格納した目標回転数
と目標値との関係を示すマツプの説明図である。１・・・エンジン（原動機）、２・・・ガバナ、３・・
・ガバナレバ−６・・・ステッピングモータ、８，３４
・・・ポテンショメータ、９・・・アップダウンスイ・
ソチ（指令手段）、１０．１３，２２．３３・・・コン
トローラ、１４・・・パルスカウンタ（パルス計数手段
）。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）原動機と、ガバナレバーを有し、該ガバナレバー
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制御パルス信号に基づい
て回動するステッピングモータと、前記原動機の目標回
転数を指令する指令手段と、該指令手段からの指令値に
基づいて前記ステッピングモータに制御パルス信号を出
力するコントローラとからなる原動機の回転数制御装置
において、前記ステッピングモータへ印加される制御パ
ルス信号を計数するパルス計数手段を設け、前記コント
ローラには、予め定められた前記原動機の最低回転数お
よび最高回転数のうち、少なくとも一方の回転数に該原
動機の回転数を設定したときに、前記パルス計数手段で
計数した計数値を更新可能な基準値として記憶する記憶
手段と、該記憶手段による基準値と前記ガバナレバーの
現在位置におけるパルス計数手段の計数値とに基づき、
前記原動機の現在の回転数を算定する演算手段とを設け
たことを特徴とする原動機の回転数制御装置。
（２）前記記憶手段は前記原動機の回転数を前記最低回
転数と最高回転数とに設定したときに、前記パルス計数
手段で計数したそれぞれの計数値を更新可能な最低側基
準値と最高側基準値として記憶し、前記演算手段は該各
基準値と前記ガバナレバーの現在位置における前記パル
ス計数手段の計数値とに基づき、前記原動機の現在の回
転数を算定してなる請求項（１）に記載の原動機の回転
数制御装置。