(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スタータモータにより始動可能とされるエンジンと、エンジンにより駆動されて発電を行なう発電装置と、前記スタータモータへ制御信号を送信可能とする制御装置とを備えたエンジン発電機において、
キースイッチを操作することによって電力が通電された制御装置は、エンジンを始動させることを許可するか否かの始動可否判定を行ない、
エンジンの始動が許可である場合、スタータモータへ制御信号を送信してスタータモータの駆動を開始し、スタータモータへ送信した制御信号によってスタータモータに電圧が印加されたか否かの確認を行ない、
前記スタータモータに印加された電圧が確認できた場合、スタータモータに印加された電圧が安定しているか否かの判断を行ない、
前記スタータモータに印加された電圧が安定していると判断した場合、エンジンの回転数を把握するエンジン回転センサから送信されるパルス信号を用いてエンジンの回転数の算出を行ない、
前記算出されたエンジンの回転数が閾値を超えた場合、エンジンの出力を制御する制御信号の送信を開始し、前記パルス信号を認識することによって前記エンジン回転センサと制御装置との間の断線判定を行なう
ことを特徴とするエンジン発電機。
【請求項２】
前記制御装置は、前記エンジン回転センサと制御装置との間で断線していると判断した場合、エンジンの出力を低下させる制御信号を送信し、エンジンの運転を停止させる制御信号を送信し、前記エンジン回転センサと制御装置とが断線している旨のエラー情報の表示を行なうことを特徴とする請求項１記載のエンジン発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン発電機の制御技術に関する。より詳細には、エンジン発電機のエンジンの始動時、および運転時における断線判定の制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジン発電機には、発電装置を駆動させるエンジンのエンジン回転数にかかわらず、発電された電力を任意の周波数の交流電力に変換できるインバータ装置が備えられている。そして、エンジン発電機においては、使用する電気機器の負荷に応じてエンジンの出力を変更すべく、負荷の増減に対する制御対象をエンジン回転数としたものがあった（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
しかし、電気機器の負荷の増減に応じてエンジン回転数を制御するエンジン発電機では、エンジンに設けられたエンジン回転センサからの検出信号に基づいて燃料供給量等を適宜調量する必要があり、エンジン回転センサからの検出信号が断線等により不通となると、エンジン回転数の制御ができなくなるというおそれがあった。
【０００４】
従って、エンジン回転センサと制御装置との間の断線判定を高い精度で行なうことが求められていたが、エンジン回転センサからの検出信号の有無を確認することによって断線判定を行なうとしたエンジン発電機では、エンジンの運転停止時に断線していると誤認される場合があった。また、断線していないことを確認した後にエンジンの始動を行なうとしたエンジン発電機では、自己断線診断機能を備えた制御装置等を用いる必要がある等、複雑な構成とならざるを得なかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−４５７９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、エンジンの始動を開始した後にエンジン回転センサと制御装置との間の断線判定を行なうことによって、エンジンの運転停止時に断線していると誤認されることを防止するとともに、断線の有無を容易に判断できるエンジン発電機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】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
請求項１においては、スタータモータにより始動可能とされるエンジンと、エンジンにより駆動されて発電を行なう発電装置と、前記スタータモータへ制御信号を送信可能とする制御装置とを備えたエンジン発電機において、キースイッチを操作することによって電力が通電された制御装置は、エンジンを始動させることを許可するか否かの始動可否判定を行ない、エンジンの始動が許可である場合、スタータモータへ制御信号を送信してスタータモータの駆動を開始し、スタータモータへ送信した制御信号によってスタータモータに電圧が印加されたか否かの確認を行ない、前記スタータモータに印加された電圧が確認できた場合、スタータモータに印加された電圧が安定しているか否かの判断を行ない、前記スタータモータに印加された電圧が安定していると判断した場合、エンジンの回転数を把握するエンジン回転センサから送信されるパルス信号を用いてエンジンの回転数の算出を行ない、前記算出されたエンジンの回転数が閾値を超えた場合、エンジンの出力を制御する制御信号の送信を開始し、前記パルス信号を認識することによって前記エンジン回転センサと制御装置との間の断線判定を行なうものである。
【０００９】
請求項２においては、前記制御装置は、前記エンジン回転センサと制御装置との間で断線していると判断した場合、エンジンの出力を低下させる制御信号を送信し、エンジンの運転を停止させる制御信号を送信し、前記エンジン回転センサと制御装置とが断線している旨のエラー情報の表示を行なうものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、エンジンの運転停止時においても断線していると誤認されることがなくなる。また、自己断線診断機能を備えた制御装置等が不要となり、簡素な構成とすることが可能となる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、エラー情報を表示することで、不具合をオペレータに認識させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】エンジン発電機の構成を示す図。
【図２】本発明の一実施形態に係るエンジン発電機の制御フロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
まず、本発明の一実施形態に係るエンジン発電機１の概略構成について説明する。
【００１５】
図１に示すように、エンジン発電機１は、主にエンジン１０と、発電装置２０と、インバータ装置３０と、表示パネル４０と、制御装置５０とで構成される。
【００１６】
エンジン１０は、発電装置２０を駆動させる動力源であり、主にシリンダブロックやクランク軸等からなるエンジン本体部１１、燃料を圧送するための燃料噴射ポンプ１２、エンジン回転数を把握するためのエンジン回転センサ１３、エンジン１０を始動可能とするスタータモータ１４等で構成されている。
【００１７】
なお、本実施形態に係るエンジン１０は、燃料噴射ポンプ１２からエンジン本体部１１に設けられた燃焼室へ燃料を圧送し、燃焼室内で燃焼させることによって回転動力を得るディーゼルエンジンとされる。
【００１８】
燃料噴射ポンプ１２は、エンジン本体部１１の燃焼室へ燃料を圧送するポンプ部１２ａと、燃焼室へ圧送される燃料の調量を行なう調量部１２ｂとから構成される。ポンプ部１２ａは、クランク軸によりギヤ等を介して駆動されて、該ポンプ部１２ａに内設されたプランジャバレルと、該プランジャバレルに摺動可能に嵌挿されたプランジャとによって燃焼室へ燃料を圧送するものである。また、調量部１２ｂは、後述する出力制御アクチュエータ１６により連動されて、ポンプ部１２ａから燃焼室へ圧送される燃料を調量するものである。
【００１９】
エンジン回転センサ１３は、エンジン１０の運転によって回転するカム軸等の回転運動を検出し、この検出信号を制御装置５０へ送信するものである。本実施形態においては、エンジン回転センサ１３は、燃料噴射ポンプ１２の調量部１２ｂに設けられており、エンジン１０の運転時において断続的なパルス信号を検出するものとされる。これによって、制御装置５０は、単位時間当たりのパルス信号の数からエンジン１０のエンジン回転数を算出することが可能とされる。なお、本実施形態においてエンジン回転センサ１３は、燃料噴射ポンプ１２の調量部１２ｂに設けられているが、その配設位置は限定するものではなく、例えばクランク軸等に配置することも可能である。
【００２０】
エンジン１０の始動の際に駆動されるスタータモータ１４は、エンジン本体部１１の側方に備えられている。スタータモータ１４は、エンジン発電機１の内部又は外部に備えられた電源を用いてエンジン１０を従動回転させる電気モータである。このスタータモータ１４によって、エンジン１０は、所定のエンジン回転数まで従動回転されて自立運転を開始するものとされる。
【００２１】
エンジン１０の始動の際には、制御装置５０からオーバラン防止リレー１５を介してスタータモータ１４へ制御信号が送信され、これによって、スタータモータ１４は、電圧が印加されて駆動するものとされる。また、スタータモータ１４に印加された電圧は、電圧検出手段１４ａによって検出されて、検出信号として制御装置５０へ送信される。なお、スタータモータ１４は、エンジン１０が自立運転を開始した後にオーバラン防止リレー１５によって制御信号が遮断されることで、その駆動を停止するものとされる。
【００２２】
更に、本実施形態においては、エンジン１０のエンジン回転数を目標回転数に整定させる出力制御アクチュエータ１６、ならびにエンジン１０の運転を停止させる運転停止アクチュエータ１７が備えられている。
【００２３】
出力制御アクチュエータ１６は、ステッピングモータ等で構成されており、制御装置５０からの制御信号によって駆動されて、燃料噴射ポンプ１２の調量部１２ｂを連動させるものである。これによって、制御装置５０は、ポンプ部１２ａから燃焼室へ圧送される燃料を調量することができて、エンジン１０の出力を変更することが可能とされる。
【００２４】
運転停止アクチュエータ１７は、ソレノイドバルブ等で構成されており、制御装置５０からの制御信号によって駆動されて、燃料噴射ポンプ１２の調量部１２ｂを連動させるものである。これによって、制御装置５０は、ポンプ部１２ａから燃焼室へ圧送される燃料を遮断することができて、エンジン１０の運転を停止することが可能とされる。
【００２５】
なお、エンジン１０の運転を停止する際には、制御装置５０から運転停止用リレー１８を介して制御信号を送信するものとし、エンジン１０の運転が停止された後に運転停止用リレー１８によって制御信号を遮断するものとしている。但し、出力制御アクチュエータ１６にポンプ部１２ａから燃焼室へ圧送される燃料を遮断する機能を付与し、エンジン１０の運転を停止させる構成とすることも可能である。
【００２６】
発電装置２０は、エンジン１０により駆動されて発電を行なうものであり、主に略円筒形状に形成された固定子と、その内部に回転自在に軸支された回転子とで構成されている。なお、発電装置２０には、回転子に起電力が発生する回転電機子形と、固定子に起電力が発生する回転界磁形とがあるが、本発明では発電装置２０の発電形式について限定するものではない。
【００２７】
インバータ装置３０は、主に発電装置２０によって発電された交流電力を任意の周波数の交流電力に変換可能とするインバータ３１と、表示手段である表示パネル４０に電気的に接続されて電気信号を送信可能とする通信装置３２とで構成される。
【００２８】
インバータ３１は、発電装置２０によって発電された交流電力を直流電力に変換させるコンバータ回路と、該コンバータ回路により得られた直流電力を平滑化させる平滑用コンデンサと、該平滑用コンデンサにより平滑化された直流電力を任意の周波数の交流電力に変換させるインバータ回路等を具備している。これによって、エンジン発電機１は、任意の周波数の交流電力であって、且つ、波形歪みの少ない安定した電力を電気機器へ供給することが可能とされる。
【００２９】
通信装置３２は、前述したように表示パネル４０と電気的に接続されており、例えば発電装置２０により発電された電力量を表示パネル４０に表示することを可能とするものである。また、通信装置３２は、表示パネル４０を介して制御装置５０へ電気信号を送信可能とされる。これによって、制御装置５０は、電気機器の負荷の増減を把握することが可能とされる。
【００３０】
なお、表示パネル４０には、電力量計や電圧計、電流計等とともにキースイッチ４１が設けられており、オペレータがキースイッチ４１を操作することによってエンジン１０の始動又は停止を行なうことができるようにしている。
【００３１】
制御装置５０は、主に記憶装置と、中央処理装置等とで構成される。制御装置５０は、前述したようにエンジン回転センサ１３や電圧検出手段１４ａ、表示パネル４０等と電気的に接続されて、これらからの電気信号に基づいて制御信号を作成するものとされる。そして、制御装置５０は、作成した制御信号をスタータモータ１４や出力制御アクチュエータ１６、運転停止アクチュエータ１７等に出力することによってエンジン１０の運転を最適に制御可能としている。
【００３２】
制御装置５０の記憶装置には、電気機器の負荷に応じたエンジン１０の運転を可能とする制御マップが記憶されている。そして、例えば電気機器に急激な負荷が投入された場合においても、中央処理装置が制御マップから制御ファクターを呼出して制御信号を作成することによってエンジン１０の運転を常に最適に制御可能としている。
【００３３】
以上のような構成において、エンジン１０の始動時および運転時におけるエンジン回転センサ１３と制御装置５０との間の断線判定について、一連の制御構成を説明する。図２は、本発明の一実施形態に係るエンジン発電機１の制御フローを示したものである。
【００３４】
まず、ステップＳ１０１において、オペレータが表示パネル４０に設けられたキースイッチ４１を操作（キースイッチＯＮ）することによって制御装置５０に電力が通電される。そして、制御装置５０は、エンジン１０を始動させるための所定の制御を開始する。
【００３５】
ステップＳ１０２において、制御装置５０は、エンジン１０を始動させることを許可するか否かの始動可否判定を行なう。始動可否判定は、例えばエンジン発電機１に不具合が生じたためにエンジン１０の運転が現在停止されていた場合、制御装置５０の記憶装置に記憶された不具合情報を参酌することによって、エンジン１０の再始動に何らかの問題がないか判断するものである。
【００３６】
これにより、制御装置５０がエンジン１０の始動を許可しなかった場合、即ちエンジン１０の再始動に問題があると判断した場合には、ステップＳ１１１へ移行されて表示パネル４０には始動を許可しない旨のエラー情報が表示されることとなる。一方、制御装置５０がエンジン１０の始動を許可した場合、即ちエンジン１０の再始動に問題がないと判断した場合には、ステップＳ１０３へ移行する。
【００３７】
ステップＳ１０３において、制御装置５０は、オーバラン防止リレー１５を介してスタータモータ１４へ当該スタータモータ１４を駆動させるための制御信号を送信する。これによって、電気系統に不具合が無ければ、スタータモータ１４は電圧が印加されて駆動を始め、エンジン１０が自立運転を開始するまでエンジン回転数を徐々に上昇させる。
【００３８】
ステップＳ１０４において、制御装置５０は、ステップＳ１０３にて送信された制御信号によってスタータモータ１４に電圧が印加されたか否かの確認を行なう。この確認は、スタータモータ１４に印加された電圧を電圧検出手段１４ａが検出し、その検出信号を制御装置５０が受信できたか否かを判断することで行なわれる。
【００３９】
これにより、制御装置５０がスタータモータ１４に印加された電圧を確認できなかった場合には、制御フェーズはステップＳ１１１へ移行されて表示パネル４０には電気系統に不具合がある旨のエラー情報が表示されることとなる。一方、制御装置５０がスタータモータ１４に印加された電圧を確認できた場合には、ステップＳ１０５へ移行する。
【００４０】
ステップＳ１０５において、制御装置５０は、スタータモータ１４に印加された電圧が安定したものであるか否かの判断を行なう。この判断は、スタータモータ１４に印加された電圧を電圧検出手段１４ａが検出し、その検出信号を制御装置５０が時々刻々と受信することで行なわれる。つまり、制御装置５０は、スタータモータ１４の印加電圧が所定の時間以上の間、連続して確認できた場合に安定していると判断し、印加電圧が瞬時に低下したり連続して確認できなかったりした場合に不安定であると判断する。
【００４１】
これにより、制御装置５０がスタータモータ１４に印加された電圧が不安定であると判断した場合には、ステップＳ１１１へ移行して、表示パネル４０には電気系統に不具合がある旨のエラー情報が表示されることとなる。一方、制御装置５０がスタータモータ１４に印加された電圧が安定したものであると判断した場合には、ステップＳ１０６へ移行する。
【００４２】
なお、ステップＳ１０４にて行なわれるスタータモータ１４の印加電圧の確認は、ステップＳ１０３におけるスタータモータ１４への制御信号の送信と同時又は直後に行なわれる。また、ステップＳ１０５にて行なわれるスタータモータ１４の印加電圧の安定性確認は、少なくともオーバラン防止リレー１５によって制御信号が遮断されるまでに完了される。
【００４３】
ステップＳ１０６において、制御装置５０は、エンジン回転センサ１３から送信されたパルス信号を用いてエンジン回転数の算出を行ない、算出されたエンジン回転数が閾値Ｎを超えると、ステップＳ１０７へ移行する。制御装置５０は、エンジン１０の運転によって断続的に得られる信号、即ちパルス信号をカウントし、単位時間当たりのパルス信号の数からエンジン回転数の算出を行なう。そして、算出されたエンジン回転数と記憶装置に記憶された閾値Ｎとを比較する。
【００４４】
これにより、例えばエンジン１０が自立運転を開始した直後であって、エンジン回転数が不安定な状態である場合においては、制御フェーズはステップＳ１０７に移行されないこととなる。これは、エンジン１０のエンジン回転数が安定していない状態であるにもかかわらず、ステップＳ１０７においてエンジン１０の出力の制御が行なわれる、即ち燃焼室へ圧送される燃料の調量が行われると、排気エミッションの悪化が避けられないからである。
【００４５】
ステップＳ１０７において、制御装置５０は、出力制御アクチュエータ１６に対してエンジン１０の出力を制御するための制御信号の送信を開始する。つまり、制御装置５０は、調量部１２ｂを連動可能とした出力制御アクチュエータ１６へ制御信号を送信することによって燃料噴射ポンプ１２から燃焼室へ圧送される燃料の調量を行ない、エンジン１０の出力を制御する。
【００４６】
その後、ステップＳ１０８において、制御装置５０は、エンジン回転センサ１３と制御装置５０との間の断線判定を行なう。この断線判定は、エンジン回転センサ１３から送信されたパルス信号を制御装置５０が時々刻々と受信することによって行なわれる。つまり、制御装置５０は、エンジン回転センサ１３から送信されたパルス信号を、所定の間隔をおいて繰り返す連続した信号であると認識し、この連続した信号が所定の時間以上の間、連続して確認できた場合には断線していないと判断する。そして、制御装置５０は、エンジン回転センサ１３から送信されたパルス信号が全く確認できない、又は連続して確認できない場合には断線していると判断する。
【００４７】
これにより、制御装置５０がエンジン回転センサ１３と制御装置５０との間で断線していないと判断した場合にはエンジン１０の始動に不具合は無いものとされて、エンジン１０が運転している間はステップＳ１０８の断線判定を繰り返すこととなる。一方、制御装置５０がエンジン回転センサ１３と制御装置５０との間で断線していると判断した場合には、ステップＳ１０９へ移行する。
【００４８】
ステップＳ１０９において、制御装置５０は、出力制御アクチュエータ１６に対してエンジン１０の出力を低下させるための制御信号を送信する。つまり、制御装置５０は、燃料噴射ポンプ１２からエンジン本体部１１の燃焼室へ圧送される燃料を低減することによって、エンジン１０の出力を制限する。具体的には、制御装置５０は、出力制御アクチュエータ１６を介して調量部１２ｂを連動させることによって、エンジン１０の運転状態をアイドリング状態に整定させる。
【００４９】
これにより、エンジン回転センサ１３と制御装置５０との間で断線した場合においてもエンジン１０の運転状態をアイドリング状態で維持させることができて、安全性を向上させることが可能となる。
【００５０】
ステップＳ１１０において、制御装置５０は、運転停止用リレー１８を介して運転停止アクチュエータ１７へエンジン１０の運転を停止させるための制御信号を送信する。つまり、制御装置５０は、燃料噴射ポンプ１２からエンジン本体部１１の燃焼室へ圧送される燃料を遮断することによって、エンジン１０の運転を停止させる。具体的には、制御装置５０は、出力制御アクチュエータ１６を介して調量部１２ｂを連動させることによって、エンジン１０の運転を強制的に停止させる。
【００５１】
これにより、エンジン回転センサ１３と制御装置５０との間で断線した場合においても、エンジン１０の運転を停止させることができて、更に安全性を向上させることが可能となる。
【００５２】
その後、ステップＳ１１１において、制御装置５０は、エンジン回転センサ１３と制御装置５０との間で断線をしている旨のエラー情報を表示パネル４０に表示させる。これにより、電気系統の不具合やエンジン回転センサ１３と制御装置５０との間の断線をオペレータに認識させることができて、整備性を向上させることが可能となる。
【００５３】
このように、エンジン１０の始動に際して、スタータモータ１４に電圧が印加された後にエンジン回転センサ１３と制御装置５０との間の断線判定を当該エンジン回転センサ１３からの検出信号に基づいて開始することで、エンジン回転センサからの検出信号を受信することができないエンジンの運転停止時においても断線していると誤認されることがなくなる。そのうえで、エンジン回転センサからの検出信号を受信することによって容易に断線の有無を判断することができる。また、自己断線診断機能を備えた制御装置等が不要となり、簡素な構成とすることが可能となる。
【００５４】
そして、断線判定に際しては、エンジン回転センサ１３からの検出信号を受信できない、又は断線判定を開始したときから所定の時間以上の間、連続して受信できない場合に断線していると判断することで、高い精度で断線の有無を判断することが可能となる。
【００５５】
また、エンジン回転センサ１３と制御装置５０との間が断線していると判断した場合には、エンジン１０の出力を制限したりエンジン１０の運転を停止させたりすることで、安全性を向上させることが可能となる。
【００５６】
更に、エンジン１０の始動を中止した場合や、エンジン回転センサ１３と制御装置５０との間が断線していると判断した場合には、表示パネル４０にその旨の表示を行なうことで、電気系統の不具合やエンジン回転センサ１３と制御装置５０との間の断線をオペレータに認識させることが可能となる。
【符号の説明】
【００５７】
１      エンジン発電機
１０    エンジン
１２    燃料噴射ポンプ
１２ａ  ポンプ部
１２ｂ  調量部
１３    エンジン回転センサ
１４    スタータモータ
１４ａ  電圧検出手段
１６    出力制御アクチュエータ
１７    運転停止アクチュエータ
２０    発電装置
３０    インバータ装置
４０    表示パネル（表示手段）
５０    制御装置
【図１】
0005479794.tif 000002
【図２】
0005479794.tif 000003