(57)【要約】【課題】  エンジン駆動作業機の運転状況に応じてエンジンの冷却を行うエンジン冷却装置を提供すること。【解決手段】  エンジンと、このエンジンにより駆動される作業機とをそなえたエンジン駆動作業機における、前記エンジンのラジエータを電動ファンにより冷却するようにしたエンジン冷却装置において、前記エンジンの運転状況を感知する少なくとも１つのセンサと、前記センサの検知信号を入力として前記電動ファンを負荷とするインバータを有し、前記エンジンの運転状況に応じて前記電動ファンの運転制御を行う制御装置とをそなえたエンジン冷却装置。【選択図】  図１
2006009762.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、このエンジンにより駆動される作業機とをそなえたエンジン駆動作業機における、前記エンジンのラジエータを電動ファンにより冷却するようにしたエンジン冷却装置において、
前記エンジンの運転状況を感知する少なくとも１つのセンサと、
前記センサの検知信号を入力として前記電動ファンを負荷とするインバータを有し、前記エンジンの運転状況に応じて前記電動ファンの運転制御を行う制御装置と
をそなえたエンジン冷却装置。
【請求項２】
請求項１記載のエンジン冷却装置において、
前記センサは、前記作業機の負荷を感知するセンサ、前記エンジンの回転数を感知するセンサ、前記エンジンの冷却水の温度を感知するセンサ、および外気温を感知するセンサを含む群から選択されたものであるエンジン冷却装置。
【請求項３】
請求項１記載のエンジン冷却装置において、
前記センサは、前記作業機の負荷、前記エンジンの回転数、前記エンジンの冷却水の温度、および外気温のうち少なくとも２以上を感知するものを設け、
前記制御装置は、前記センサの出力に基き求めた制御内容が２以上であるとき、そのうちの１を所定順序で優先的に選択する機能を有する
ことを特徴とするエンジン冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンにより駆動されて所望形式の出力を生じるエンジン駆動作業機に係り、とくに所望の出力を形成するためエンジンの冷却を適切に制御する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン駆動作業機、すなわちエンジンを駆動源とする作業機として、例えば発電機、溶接機等がある。これらは、市街地等で使用されるもので、昼夜を問わず運転するものであるから、騒音対策を施す必要がある。
【０００３】
そこで、エンジン、作業機、その他補機等を共通架台に搭載して防音ケースに収容するとともに、エンジン冷却を防音ケース内に設けた電動ファンにより行うものがある(特許文献１参照)。
【０００４】
また、エンジンの冷却効率を向上するために、自動電圧調整器に周波数−電圧特性を有する電圧信号を発生する回路を組み込んで、定格運転時およびアイドリング運転時に電動ファンの運転を行うものがある(特許文献２)。
【特許文献１】特開2001-020740号公報
【特許文献２】特開2001−020741号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電動ファンを設けたものは、図５に示すように３つの類型に分けられ、インバータを用いないもの２類型(図５(a)，図５(b))と、用いるもの１類型(図５(c))とがある。インバータを用いないものは、外部負荷Ｌとともに発電機Ｇから給電するにせよ(図５(a),(b))、外部負荷Ｌとは別にバッテリーＢから給電するにせよ、電動ファンＭを固定回転数で作動させることとし、発電機Ｇから給電するもの(図５(a))では、エンジンＥのアイドリング時は回転を維持する程度の低速運転を行うようにしている。
【０００６】
一方、インバータを用いるもの(図５(c))は、日本国中で使用できるようにインバータユニットＩＵの出力を５０Ｈｚ，６０Ｈｚの切換ができるようにしているが、電動ファンの回転速度が低いため冷却風量が少なく、連続運転条件に余裕がない５０Ｈｚを基準に設計するため、６０Ｈｚで使用するときは余裕を持たせざるを得ない。インバータユニットＩＵは、コンバータＣＶ、インバータＩＶおよび制御部ＣＣにより構成されている。
【０００７】
本発明は上述の点を考慮してなされたもので、エンジン駆動作業機の運転状況に応じてエンジンの冷却を行うエンジン冷却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】
【０００８】
上記目的達成のため、本発明では、
エンジンと、このエンジンにより駆動される作業機とをそなえたエンジン駆動作業機における、前記エンジンのラジエータを電動ファンにより冷却するようにしたエンジン冷却装置において、前記エンジンの運転状況を感知する少なくとも１つのセンサと、前記センサの検知信号を入力として前記電動ファンを負荷とするインバータを有し、前記エンジンの運転状況に応じて前記電動ファンの運転制御を行う制御装置とをそなえたエンジン冷却装置、
を提供するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は上述のように、センサにより検知されたエンジンの運転状況に応じて電動ファンの運転制御を行うため、エンジンを常に適正に冷却することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図１ないし図４を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本発明の実施例1の構成を示したブロック線図である。図１に示すように、エンジンＥには、ソレノイドＳで駆動されるスロットルＴが設けられており、エンジン速度が加減される。エンジンＥにより駆動させる作業機としての発電機Ｇは、その出力を一方でインバータユニットＩＵを介して電動ファンＭに与え、他方で外部負荷Ｌに給電する。
【００１２】
インバータユニットＩＵは、電動ファンＭを制御するために、センサＳtがエンジンＥから冷却水温度Ｔcを、センサＳｉが外部負荷Ｌから負荷電流Iiを得て制御部ＣＣが制御信号を形成し、コンバータＣＶおよびインバータＩＶに与え、電動ファンＭに適当な出力を与える。
【００１３】
実施例１は、エンジンＥの冷却水温度Ｔcの高低および負荷電流Iiの大小に応じて電動ファンＭの回転速度を制御する。
【実施例２】
【００１４】
図２は、本発明の実施例２の構成を示したブロック線図である。この実施例２では、発電機Ｇの出力回路構成およびインバータユニットＩＵの制御信号が実施例１と異なった構成となっている。
【００１５】
すなわち、発電機Ｇの出力回路は、実施例１で発電機Ｇから外部負荷Ｌに対してそのまま出力を与えていたのに対し、実施例２では、交流出力用のインバータユニットＩＵ−Ｐを介して外部負荷Ｌに出力している。そして、インバータユニットＩＵの制御信号は、実施例１が冷却水温度Ｔｃおよび負荷電流Iiを用いているのに対し、実施例２では、さらにエンジン回転数Ｒeを用いている。
【００１６】
このため、電動ファンＭは、冷却水温度Ｔc、負荷電流Iiだけでなくエンジン回転数Ｒeを加えた３要素に基き形成される制御信号に応じて制御される。
【実施例３】
【００１７】
図３は、本発明の実施例３の構成を示すブロック線図である。この実施例３は、実施例２に対して交流出力用および電動ファン用のコンバータを統合し、交流出力用のインバータＩＶoおよび電動ファン用のインバータＩＶＦを１つのコンバータＣＶで駆動するようにしている点が相違する。
そして、制御部ＣＣは、エンジン回転数Ｒe、冷却水温度Ｔcおよび負荷電流Iiに応じて電動ファン用インバータＩＶＦを制御する点は、実施例２と同様である。
（動作内容）
図４は、実施例１ないし実施例３の動作内容を総合的に示すフローチャートである。これら実施例１では、エンジン冷却水の水温Ｔcの検出信号および負荷電流Iiの２つの検出信号に基づいて、また実施例２および３では、さらにもう1つのエンジン回転数Ｒeを加えた３つの検出信号に基づいて、インバータユニットＩＵの制御部ＣＣが、コンバータＣＶおよびインバータＩＶの動作制御を行って適当な交流出力を電動ファンＭに与える。
【００１８】
そして、図４に示すように、始動したエンジン冷却装置は、ステップＳ１１により水温、すなわちエンジン冷却水温度を始めとするエンジン運転状況に関する信号を検出し、次いでステップＳ１２により必要な補正動作を行い、続いてステップＳ１３以降の制御動作に移行する。
【００１９】
ステップＳ１３では、冷却水温度が低温範囲にあるか否かを判定し、低温であればステップＳ４０を経てステップＳ１０２により電動ファンを５０Ｈｚで運転する。冷却水温度が低温でないときは、ステップＳ１４により中温範囲にあるか否かを判定し、中温であればステップＳ４０を経てステップＳ１０３により６０Ｈｚで運転する。そして、中温よりも高ければステップＳ１５で高温であるかを判定し、高温であればステップＳ４０を経てステップＳ１０４により７０Ｈｚで運転する。
【００２０】
このように、エンジン冷却水温度が低、中、高の何れであるかに応じて電動ファンの運転速度を調節し、適切な速度で運転する。ステップＳ１５の次のステップは、ステップＳ２１に進む（あるいは想像線で示すように、ステップＳ１１に戻る。）。
【００２１】
ステップＳ２１ないしＳ２４は、負荷電流Iiの大小に応じた動作を行う。すなわち、ステップＳ２１により無負荷と判定されれば、ステップＳ１０１による３０Ｈｚ運転(超低速運転)が行われる。一方、無負荷でない場合、ステップＳ２２により軽負荷と判定されれば、ステップＳ４０による上位優先選択を経て原則的にステップＳ１０２による５０Ｈｚ運転が行われる。
【００２２】
ここで、ステップＳ４０における上位優先選択動作を説明する。図４に示すフローチャートでは、冷却水温度、負荷、速度という３つの要素の高低もしくは大小によりステップＳ１０１ないしＳ１０４のうち１つを選択する動作を行うが、各要素が連動するものではないため、ステップＳ１０１ないしＳ１０４のうちの２以上が同時に選択されることが起き得る。例えば、ステップＳ１３により低温で５０Ｈｚになるべきところが、ステップＳ２３では中負荷で６０Ｈｚとなる、という具合である。これを整理するため、ステップＳ４０による上位優先選択動作が行われる。
【００２３】
すなわち、上位優先選択ステップＳ４０により、ステップＳ１０１ないしＳ１０４のうちの複数が選択される事態を防ぐために、ステップＳ１０１ないしＳ１０４の中でより高回転のステップを選択するのである。
【００２４】
これにより、上述した温度ステップＳ１３ないしＳ１５、負荷ステップＳ２１ないしＳ２４、後述する速度ステップＳ３１ないしＳ３４によりステップＳ１０１ないしＳ１０４のうちの複数が選択されても、そのうちの１に決めてその速度で電動ファンを運転する。ここで、速度ステップＳ３１ないしＳ３４は、実施例１にはなく実施例２および３にあるステップである。
【００２５】
ステップＳ３１ないしＳ３４は、エンジン回転速度による電動ファン速度の選択ステップであり、冷却水温度および負荷大小と同様に、ステップＳ３１ないしＳ３４それぞれにアイドリング速度（緩速）、低速、中速および高速を割り当てている。
【００２６】
(変形例)
上記実施例では、２以上の信号を整理しながらその１つを選択するために上位優先選択を行うこととしているが、優先基準を変えて下位優先選択に置き換えてもよい。
【００２７】
また、上記実施例では、外気温センサを用いていないが、他のセンサと同様に外気温センサに基く制御動作を行うことができる。
【００２８】
さらに、上記実施例における電動ファンを冷却水循環ポンプに、ラジエータを熱回収熱交換器にそれぞれ置き換えた構成としても同様の効果を奏する。すなわち、電動ファンを回転制御するのと同様にポンプ回転数を制御して熱回収を行う、コジェネレーション・システムを構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施例の構成を示すブロック線図。
【図２】本発明の他の実施例を示すブロック線図。
【図３】本発明のさらに他の実施例を示すブロック線図。
【図４】図１ないし図３に示した実施例の動作を示すフローチャート。
【図５】図５(a)ないし(c)は、従来の電動冷却ファンの駆動電源を示す系統図。
【符号の説明】
【００３０】
Ｅ  エンジン、Ｔ  スロットル、Ｓ  ソレノイド、Ｇ  発電機、
Ｂ  バッテリー、ＩＵ  インバータユニット、ＣＣ  コンバータ、
ＩＶ  インバータ、Ｌ  負荷、Ｓr  回転数センサ、Ｓt  冷却水温度センサ、Ｓi  負荷電流センサ、Ｍ  電動ファン。
【図１】
2006009762.tif 000003
【図２】
2006009762.tif 000004
【図３】
2006009762.tif 000005
【図４】
2006009762.tif 000006
【図５】
2006009762.tif 000007