(57)【要約】【課題】ガスエンジンの始動性を向上させることが可能なガスエンジン始動制御装置を提供すること。【解決手段】ガスボンベ４０に充填された液化ガスを所定圧に減圧してガスエンジンＥＮＧの吸気側に供給する圧力調整器７０と、この圧力調整器７０の調整圧を、高圧側に作動させるソレノイド７６ｃと、ガスエンジンＥＮＧをクランキングさせるスタータモータＳＭと、スタータモータＳＭを作動させる制御部３５と、を備え、制御部３５は、スタータモータＳＭによるクランキングの前に、開閉弁６０を閉弁状態から開弁状態に切り替え、さらに、ソレノイド７６ｃを駆動させて圧力調整器７０を高圧側に作動させて、ガスエンジンＥＮＧの吸気側に、所定圧よりも高圧のＬＰガスを供給させた後、クランキング作動を実行するガスエンジン始動制御装置とした。【選択図】図１
2018204442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスボンベからガス供給路を介して供給される液化ガスにより駆動するガスエンジンを始動させるガスエンジン始動制御装置であって、
前記ガス供給路に設けられ、このガス供給路を開閉する開閉弁、および、前記ガスボンベに充填された前記液化ガスを所定圧に減圧して前記ガスエンジンの吸気側に供給する圧力調整器と、
この圧力調整器の調整圧を高圧側に作動させるアクチュエータと、
前記ガスエンジンをクランキングさせるスタータモータと、
このスタータモータを作動させる始動制御部と、
を備え、
前記始動制御部は、前記スタータモータによるクランキングの前に、前記開閉弁を閉弁状態から開弁状態に切り替え、さらに、前記アクチュエータを駆動させて前記圧力調整器を高圧側に作動させて、前記ガスエンジンの吸気側に、前記所定圧よりも高圧の前記液化ガスを供給させた後、前記クランキングを実行するガスエンジン始動制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のガスエンジン始動制御装置において、
前記圧力調整器は、前記液化ガスが導入される第２室の圧力が、前記所定圧を越えると閉弁し、前記第２室の圧力が前記所定圧未満となると開弁する弁機構を有し、
前記アクチュエータは、駆動時に前記弁機構を前記第２室の圧力にかかわらず開弁させるよう設けられているガスエンジン始動制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載のガスエンジン始動制御装置において、
前記アクチュエータは、ソレノイドであり、
前記始動制御部は、前記ソレノイドを所定回数駆動させて、前記弁機構を所定回数開弁させるガスエンジン始動制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のガスエンジン始動制御装置により始動される前記ガスエンジンにより駆動されて発電する発電機を備えた電源システムであって、
電力供給網からの電力供給により作動する負荷と、
前記電力供給網の非正常時に、前記ガスエンジンを始動させ前記発電機を発電させる電源供給コントローラと、
を備える電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスエンジン始動制御装置および電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガスエンジンの始動を制御するガスエンジン始動制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この従来技術では、ガスエンジンの始動時に、ガスと吸気が最適な混合比となるように調整する初期化処理を行い、ガスエンジンの始動を行うようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−０７０４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の従来技術では、燃料ガスとして都市ガスを前提としているが、燃料ガスとしてＬＰガス（Liquefied Petroleum Gas(液化石油ガス)）を用いた場合、下記の問題を有していた。
ガスエンジンの始動前の時点では、ガスボンベとガスエンジンとをつなぐガス供給管内には空気が存在しているため、始動初期には、ガスエンジンのクランキング動作により、ガス供給管内の空気が排出されるまで、ガスエンジンに燃料ガスの供給が行われない。この場合、人が始動操作を行う場合には、ガスエンジンが完爆するまで、クランキング動作を複数回繰り返すことにより、始動させることができる。
ところが、商用電源などの電力供給網の停電時に、発電機を駆動させて電力供給を行う電源システムにおいて、停電検出により自動的にクランキングさせるようにした場合、クランキング時間、回数が不足した場合に、ガスエンジンが完爆しないおそれがあった。そして、この場合、電力供給が実行されないことになる。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、ガスエンジンの始動性を向上させることが可能なガスエンジン始動制御装置、および、このガスエンジン始動制御装置により始動されるガスエンジンを備えた電源システム提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本開示のガスエンジン始動制御装置は、
ガスボンベからガス供給路介して供給される液化ガスにより駆動するガスエンジンを始動させるガスエンジン始動制御装置であって、
前記ガス供給路に設けられ、このガス供給路を開閉する開閉弁、および、前記ガスボンベに充填された前記液化ガスを所定圧に減圧して前記ガスエンジンの吸気側に供給する圧力調整器と、
この圧力調整器の調整圧を高圧側に作動させるアクチュエータと、
前記ガスエンジンをクランキングさせるスタータモータと、
このスタータモータを作動させる始動制御部と、
を備え、
前記始動制御部は、前記スタータモータによるクランキングの前に、前記開閉弁を閉弁状態から開弁状態に切り替え、さらに、前記アクチュエータを駆動させて前記圧力調整器を高圧側に作動させて、前記ガスエンジンの吸気側に、前記所定圧よりも高圧の前記液化ガスを供給させた後、前記クランキングを実行するガスエンジン始動制御装置とした。
【発明の効果】
【０００７】
本開示のガスエンジン始動制御装置では、ガスエンジンのクランキングの前に、ガス供給管に、ガスエンジン駆動時に供給されるガス圧よりも高圧の燃料ガスを自動的に供給するため、ガス供給管のガス濃度を高め、始動性を向上させることができる。
また、本開示の電源システムでは、停電時などの電力供給網の非正常時に、ガスエンジンを確実に自動的に始動させ、発電機を発電させて確実に電力供給を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１のガスエンジン始動装置を備えた電源システムＡの構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１のガスエンジン始動装置を備えた電源システムにおけるガスエンジン、発電機、コントロールユニット、ガスボンベを収容する筐体を示す斜視図である。
【図３】実施の形態１のガスエンジン始動装置を備えた電源システムに適用した圧力調整器を示す断面図である。
【図４】実施の形態１のガスエンジン始動装置を備えた電源システムにおいて制御部によるバッテリの電池容量を所定容量に保つ処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】前記制御部による充電処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】前記制御部によるエンジン始動処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】実施の形態２の電源システムの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示のガスエンジン始動装置および電源システムを実現する最良の形態を、図面に基づいて説明する。
まず、実施の形態１のガスエンジン始動装置を備えた電源システムＡの全体構成について説明する。
【００１０】
（全体構成）
図１は、実施の形態１のガスエンジン始動装置を備えた電源システムＡの構成を示すブロック図である。
この電源システムＡは、負荷１０に電力を供給するシステムであって、負荷１０への電力供給源であるバッテリ３１を備えたコントロールユニット３０と、バッテリ３１への電力供給源である電力供給網２０および発電機Ｇを備える。また、コントロールユニット３０は、バッテリ３１への電力供給を電力供給網２０と発電機Ｇとのいずれかに切り替える電源切替部３４およびその切替制御を行う制御部３５を備える。
【００１１】
負荷１０は、本実施の形態１では、信号機とする。なお、負荷１０としては、信号機に限定されるものではなく、照明など、常時、電力により駆動させる必要があるものを適用することができる。
【００１２】
電力供給網２０は、商用電源などの交流電力を供給する。
発電機Ｇは、ガスエンジンＥＮＧにより駆動され、回転エネルギを電気エネルギに変換して交流電力を発電する。
【００１３】
ガスエンジンＥＮＧは、液化ガスとしてのＬＰガス（Liquefied Petroleum Gas(液化石油ガス)）を燃料として駆動する。また、ガスエンジンＥＮＧには、スタータモータＳＭが設けられており、ガスエンジンＥＮＧは、スタータモータＳＭの駆動によりクランキングを行う。
【００１４】
ＬＰガスは、ガスボンベ４０に液体の状態で貯留されている。
そして、ガスボンベ４０とガスエンジンＥＮＧの吸入側とが、ガス供給管５０により接続されており、さらに、このガス供給管５０には、ガスボンベ４０に近い側から開閉弁６０と、圧力調整器７０と、が設けられている。また、ガス供給管５０において、ガスエンジンＥＮＧの吸入側の直前には、ＬＰガスと空気とを混合するキャブレータ８０が設けられている。
【００１５】
なお、開閉弁６０は、ガスエンジンＥＮＧの停止時には閉弁されてガス供給管５０を遮断し、ガスエンジンＥＮＧの駆動時に開弁してガス供給管５０を連通させる弁である。また、この開閉弁６０は、図示を省略したソレノイドやモータなどのアクチュエータを駆動させることで、その開閉が自動的に成される。
【００１６】
圧力調整器７０は、ガスボンベ４０のＬＰガスを減圧して、ガスエンジンＥＮＧに供給する周知のものである。すなわち、ガスボンベ４０内のガス圧は、０．４〜１．２ＭＰａであり、これを圧力調整器７０により、２．０〜３．３ｋＰａの低圧ガスとしてガスエンジンＥＮＧに供給する。
【００１７】
コントロールユニット３０は、負荷１０への電力供給を制御するもので、バッテリ３１、インバータ３２、コンバータ３３、電源切替部３４、制御部３５、電圧センサ３６，３７を備える。
【００１８】
本実施の形態１では、負荷１０に対して、バッテリ３１からの直流の放電電力を、インバータ３２により交流電力として供給する。また、バッテリ３１には、電力供給網２０と発電機Ｇとのいずれかの交流電力を、コンバータ３３により直流電力として充電する。
【００１９】
電源切替部３４は、バッテリ３１へ充電する電力源を、電力供給網２０と発電機Ｇとのいずれかに選択的に切り替える。
なお、バッテリ３１としては、鉛電池、ニッケル水素電位、リチウムイオン電池などを用いることができる。
【００２０】
制御部３５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリを備え、バッテリ３１の充放電およびそれに伴うインバータ３２およびコンバータ３３の作動を制御するとともに、電源切替部３４の切替作動を制御する。具体的には、電力供給網２０が正常な電力供給状態であれば、電源切替部３４を、電力供給網２０からバッテリ３１に電力を供給する状態とする。一方、電力供給網２０が停電するなど正常な電力供給状態でない場合は、ガスエンジンＥＮＧを駆動させ、発電機Ｇの電力をバッテリ３１に供給する状態とする。
【００２１】
なお、電圧センサ３６は、電力供給網２０の電圧を検出する。また、電圧センサ３７は、バッテリ３１の電圧を検出する。ここで、電圧センサ３７の検出値は、バッテリ３１の電池容量（ＳＯＣ）を算出するのに用いるもので、望ましくは、電流および温度も併せて測定することにより、より正確に電池容量を求めることが可能である。
【００２２】
（筐体の構成）
次に、図２により、図１に示すガスエンジンＥＮＧ、発電機Ｇ、コントロールユニット３０、ガスボンベ４０を収容する筐体９０について説明する。
筐体９０は、鋼板製のもので、図１に示すように、筐体収容部１００を囲む直方体の箱状に形成されている。
【００２３】
筐体収容部１００は、２本のガスボンベ４０，４０を収容するガスボンベ収容部１１ａと、発電機ＧおよびガスエンジンＥＮＧを収容する発電機収容部１１ｂと、コントロールユニット３０を収容するコントロールユニット収容部１１ｃとに区画されている。なお、ガスボンベ収容部１１ａは、発電機収容部１１ｂおよびコントロールユニット収容部１１ｃとは、 防火隔壁１０６により区画されている。この防火隔壁１０６は、側壁などの他壁よりも厚肉であって、所望の防火性能を得るべく２．３ｍｍ以上の厚さの鋼板により形成されている。
【００２４】
（ガス供給管の配索）
次に、ガスボンベ４０，４０とガスエンジンＥＮＧとを接続するガス供給管５０の配索について説明する。
図２に示すように、ガス供給管５０は、防火隔壁１０６を貫通することなく、ガスボンベ収容部１１ａの底壁１３を貫通し、筒状の底壁１３に沿って脚体１５の内側の空間部を通り、発電機収容部１１ｂの底壁１３を貫通して発電機ＧのガスエンジンＥＮＧに接続されている。
【００２５】
そして、ガス供給管５０は、２本のガスボンベ４０，４０と圧力調整器７０とを接続するボンベ側管部５０ａ，５０ａと、圧力調整器７０とガスエンジンＥＮＧとを接続するガスエンジン側管部５０ｂと、を備える。なお、このガスエンジン側管部５０ｂは、ガスエンジンＥＮＧのキャブレータ８０（図１参照）に接続されている。
【００２６】
（圧力調整器の構成）
次に、図３により、圧力調整器７０について説明する。
この圧力調整器７０は、前述のように、ガスボンベ４０の高圧ガスを、ガスエンジンＥＮＧでの燃焼用の所定の低圧に減圧する周知のものであり、その構成について、簡単に説明する。
【００２７】
圧力調整器７０は、外郭を構成するケース７１と、ケース７１の内部を、上側の第１室７２と下側の第２室７３とに区画するダイヤフラム７４と、を備える。
そして、ケース７１の第１室７２側には、図において左側の部位に、ガス供給管５０のボンベ側管部５０ａに接続されて、高圧のＬＰガスが導入されるガス導入ポート７１ａが形成されている。また、ケース７１には、図において右側の部位に、第２室７３と、ガス供給管５０のガスエンジン側管部５０ｂとを接続するガス排出路７１ｂが形成されている。
【００２８】
さらに、圧力調整器７０は、ガス導入ポート７１ａと第２室７３との間を、遮断および連通が可能な弁機構７５を備える。
弁機構７５は、弁体７５ａとレバー７５ｂとを備える。
レバー７５ｂは、ケース７１に対して枢軸７５ｃを中心に、図において上下方向に遥動可能に支持されている。そして、レバー７５ｂは、図において枢軸７５ｃに対して左側の端部が弁体７５ａに連結され、図において枢軸７５ｃに対して右側の端部がダイヤフラム７４の中央部に連結されている。
【００２９】
ここで、レバー７５ｂの図において右側端部は、その下側のダイヤフラム７４の中央部と、その上側の連動板７５ｇとに連結され、ダイヤフラム７４および連動板７５ｇと一体的に上下動する。
【００３０】
また、レバー７５ｂの図において左側端部は、付勢力の調整用のコイルスプリング７５ｆにより、反時計回り方向に付勢力が付与されている。
【００３１】
弁体７５ａは、円筒状の弁座部材７５ｄの上部に設けられたゲート部７５ｅに当接した閉弁状態と、ゲート部７５ｅから離間した開弁状態とが形成可能な略円盤状に形成され、レバー７５ｂに対してユニバーサルジョイント７５ｈを介して連結されている。
すなわち、レバー７５ｂが枢軸７５ｃを介して揺動することにより、弁体７５ａとゲート部７５ｅとの相対角度が変化しても、閉弁時に弁体７５ａがゲート部７５ｅに確実に全閉状態とすることができるように形成されている。
【００３２】
そして、弁体７５ａの閉弁時には、ガス導入ポート７１ａと第２室７３とが遮断される。一方、弁体７５ａの開弁時には、ガス導入ポート７１ａと第２室７３とを連通し、ガスボンベ４０側の高圧のＬＰガスが、第２室７３へ導入されるようになっている。
【００３３】
また、ダイヤフラム７４は、コイルスプリング７４ａ、７５ｆにより、第２室７３内の圧力（ガス圧）が所定の範囲となるように図において上下方向の所定位置に付勢されている。すなわち、第２室７３内のガス圧が所定圧以下では、ダイヤフラム７４が、図において相対的に下方に位置し、レバー７５ｂが、図において時計回り方向に遥動し、弁体７５ａを開状態とする。これにより、第２室７３へ、高圧のガスがガス導入オート７１ａから高圧ガスが導入される。
一方、第２室７３内のガス圧が所定圧を超えてダイヤフラム７４が、図において上方に変位すると、レバー７５ｂが図において反時計回り方向に遥動し、弁体７５ａを閉状態とし、ガス導入ポート７１ａから第２室７３への高圧ガスの導入が遮断される。
【００３４】
すなわち、ガスエンジンＥＮＧは、駆動時には、圧力調整器７０の第２室７３内のＬＰガスを、吸引負圧により吸引する。その結果、第２室７３のガス圧が所定圧以下になると、ダイヤフラム７４が、図において下方に変位し、これに連動して弁体７５ａが上方に移動してゲート部７５ｄが開かれ、高圧のＬＰガスがガス導入ポート７１ａから第２室７３に供給される。ガスボンベ４０から供給されるガス圧は、高圧であるため、ダイヤフラム７４は、図において上方に変位し、これに連動して弁体７５ａが下方に移動し、ゲート部７５ｄが閉じられ、第２室７３へのガスの供給が停止される。以上の動作を繰り返すことにより、第２室７３内のガス圧は、ガスボンベ４０から供給されるガス圧よりも低圧に減圧されるとともに、所定の範囲内の圧力に維持される。なお、調整螺子７５ｊの螺子の噛み合い量を調整しコイルスプリング７５ｆの上端位置を調整することにより、レバー７５ｂに対する付勢力を調整できる。これにより、上記のダイヤフラム７４の動作により維持する上記の所定範囲内の圧力を調整することが可能となっている。
【００３５】
さらに、圧力調整器７０には、強制開弁機構７６が設けられている。
この強制開弁機構７６は、プッシュロッド７６ａとリターンスプリング７６ｂとソレノイド７６ｃとを備える。
【００３６】
プッシュロッド７６ａは、図３に示すように、レバー７５ｂのダイヤフラム７４との連結部の上方位置であって、連動板７５ｇの上方位置に配置されて、ケース７１に上下方向にスライド可能に支持されている。
【００３７】
そして、プッシュロッド７６ａは、ソレノイド７６ｃの非駆動時には、リターンスプリング７６ｂにより図において上方に付勢されており、図示のように、連動板７５ｇおよびレバー７５ｂに対して上方に離間して配置されている。
【００３８】
一方、ソレノイド７６ｃの駆動時には、プランジャ７６ｄが図において下方にスライドし、プッシュロッド７６ａをリターンスプリング７６ｂの付勢力に抗して下方に押し下げる。これにより、連動板７５ｇが押し下げられ、これに連動してレバー７５ｂが図において時計回り方向に揺動して弁体７５ａが上方に変位し、弁機構７５を強制的に開弁させることができる。
【００３９】
（コントロールユニットによる制御）
次に、コントロールユニット３０による制御について説明する。
コントロールユニット３０は、バッテリ３１から負荷１０に電力を供給するようインバータ３２を作動させるとともに、バッテリ３１の電池容量（バッテリＳＯＣ）を常に所定の範囲内に保つように制御する。
【００４０】
このバッテリ３１の電池容量制御を図４のフローチャートにより簡単に説明すると、ステップＳ１０１では、電池容量が、予め設定された下限閾値ＳＯＣＬｌｉｍ以下に低下したか否か判定する。そして、電池容量が下限閾値ＳＯＣＬｌｉｍ以下の場合は、ステップＳ１０２に進み、電池容量が下限閾値ＳＯＣＬｌｉｍよりも大きい場合は、スタートに戻る。なお、この下限閾値ＳＯＣＬｌｉｍは、電池容量が下限閾値ＳＯＣＬｌｉｍとなっても、ある程度の時間、負荷１０を駆動させることができる値に設定しており、少なくとも直ちに充電が必要な値ではない。
【００４１】
電池容量が下限閾値ＳＯＣＬｌｉｍ以下の場合に進むステップＳ１０２では、バッテリ３１への充電処理を行う。なお、この充電処理の詳細については、後述する。
【００４２】
充電処理を開始した後に進むステップＳ１０３では、電池容量が予め設定された上限閾値ＳＯＣＨｌｉｍ以上であるか判定する。そして、電池容量が上限閾値ＳＯＣＨｌｉｍ以上の場合はステップＳ１０４に進んで、充電処理を終了する。一方、ステップＳ１０３において電池容量が上限閾値ＳＯＣＨｌｉｍ未満の場合は、ステップＳ１０２に戻り、充電処理を継続する。なお、上限閾値ＳＯＣＨｌｉｍは、バッテリ３１が満充電となったことを示す値に設定している。
【００４３】
次に、ステップＳ１０２において実行する充電処理の流れを図５のフローチャートに基づいて説明する。
すなわち、バッテリ３１に充電する場合、まず、ステップＳ２０１において、電力供給網２０が正常であるか否か判定する。なお、この電力供給網２０が正常であるか否かは、電圧センサ３６の検出値が所定値以上であるか否か、すなわち、電力供給網２０から供給する電力の電圧が、所定値以上であるか否かにより判定する。
【００４４】
そして、ステップＳ２０１において、電力供給網２０が正常であると判定した場合は、ステップＳ２０２に進んで、電源切替部３４を、バッテリ３１に電力供給網２０から電力供給を行う側に制御する。
【００４５】
一方、ステップＳ２０１において、電力供給網２０が非正常（例えば、停電）と判定した場合は、ステップＳ２０３に進んで、開閉弁６０を開いて、ガスエンジンＥＮＧの始動処理を実行して、ガスエンジンＥＮＧを始動させる。なお、ガスエンジンＥＮＧの始動処理の詳細は後述する。
【００４６】
そして、ステップＳ２０３のガスエンジン始動処理を実行した後、ステップＳ２０４に進んで、電源切替部３４を、バッテリ３１に発電機Ｇから電力供給を行う側に制御する。また、この際に、図示を省略したネットワークを介して、停電に対応して発電機Ｇによる発電を開始したことを、負荷１０（信号機）の制御を管轄する図示を省略した信号管制センターなどに報せる信号を出力する。
【００４７】
ステップＳ２０３により発電機Ｇによる発電電力の供給を開始した後に進むステップＳ２０４では、再び、電力供給網２０が正常であるか否か、すなわち、電力供給網２０が停電から復旧されたか否か判定する。そして、電力供給網２０が非正常である場合は、ステップＳ２０３に戻り発電機Ｇからの電力供給を継続する。一方、電力供給網２０が正常に復旧した場合はステップＳ２０５に進み、開閉弁６０を閉弁させるとともに、ガスエンジンＥＮＧを停止させた後、ステップＳ２０１に戻る。なお、この場合、ステップＳ２０２に進んで、復旧した電力供給網２０から電力供給を行う。
【００４８】
以上のように、バッテリ３１に充電する場合、電力供給網２０から正常に電力供給が行われている場合は、電力供給網２０からの電力を用いて充電を行う。一方、電力供給網２０が停電するなどの非正常時は、ガスエンジンＥＮＧを始動させて、発電機Ｇが発電する電力を充電する。
【００４９】
次に、ステップＳ２０３におけるガスエンジン始動処理について説明する。
図６はガスエンジン始動処理の流れを示すフローチャートである。
まず、ステップＳ３０１により開閉弁６０を開弁する。これにより、ガスボンベ４０のＬＰガスがガス供給管５０に供給される。
【００５０】
次に、ステップＳ３０２に進み、ソレノイド７６ｃを、所定回数ＯＮとする、あるいは、所定時間ＯＮとする。このソレノイド７６ｃをＯＮとすることにより、プランジャ７６ｄがプッシュロッド７６ａ、さらに連動板７５ｇを押し下げ、レバー７５ｂが図３において時計回り方向に揺動する。これにより、弁体７５ａが上方に移動し、ゲート部７５ｄが開かれ、高圧のＬＰガスがガスエンジンＥＮＧのキャブレータ８０に供給される。
【００５１】
この場合、弁体７５ａが強制的に開弁されるため、ダイヤフラム７４の所定の調整圧を超えたガス圧をキャブレータ８０側に供給することができる。したがって、ガス供給管５０において、圧力調整器７０とキャブレータ８０との間のガスエンジン側管部５０ｂでは、空気のみが充填された状態であっても、高圧のＬＰガスが供給されることで、ガス濃度をある程度の高濃度とすることができる。特に、本実施の形態１のように、圧力調整器７０からガスエンジンＥＮＧの吸入側までのガス供給管５０（ガスエンジン側管部５０ｂ）の長さが長い場合、その空気容量も大きい。このため、上記の強制的な開弁を行わない場合、その空気を排出するのに必要なクランキング動作時間が長くなる。
【００５２】
そこで、ステップＳ３０２によるソレノイド７６ｃの駆動回数あるいは駆動時間は、ガスエンジン側管部５０ｂに存在する空気と混合されたガス濃度を、ガスエンジンＥＮＧのクランキング時に、円滑な始動性が得られる濃度とすることができるように設定している。
【００５３】
ステップＳ３０２においてソレノイド７６ｃを駆動させた後に進むステップＳ３０３では、スタータモータＳＭを駆動させ、ガスエンジンＥＮＧのクランキングを行う。そして、続くステップＳ３０４においてガスエンジンＥＮＧが完爆したか否か判定し、完爆した場合は、ガスエンジン始動処理を終了し、完爆していない場合は、クランキングを継続する。なお、ガスエンジンＥＮＧの完爆は、ガスエンジン回転数が所定回転数を超えることにより判定することができる。
【００５４】
（実施の形態１の作用）
次に、実施の形態１のガスエンジン始動装置を備えた電源システムＡの作用を説明する。
本実施の形態１では、負荷１０および制御部３５への電力供給を、バッテリ３１からの放電により行う。この場合、バッテリ３１への電力供給が電力供給網２０と発電機Ｇとの何れであっても、また、その切り替わり時においても、負荷１０に対しインバータ３２から、常に、安定した電力供給を行うことができる。また、常に、交流電力を供給するため、負荷１０である信号機としては、電力供給網２０からの電力で駆動する既存のものをそのまま使用することができる。なお、制御部３５に対しては、交流電力、直流電力のいずれを供給するようにしてもよい。
【００５５】
また、バッテリ３１を放電させて、電池容量が低下して、下限閾値ＳＯＣＬｌｉｍを下回ると、バッテリ３１の充電を行う。この場合、電力供給網２０が正常であれば、電力供給網２０の電力により充電を行う。したがって、バッテリ３１は、常に下限閾値ＳＯＣＬｌｉｍよりも大きな電池容量が確保され、負荷１０に対する電力供給が停止されることは無い。
【００５６】
次に、電力供給網２０が停電した場合（非正常時）について説明する。
上述のように、負荷１０の駆動は、バッテリ３１の放電電力により行うため、電力供給網２０が停電した場合でも、負荷１０への電力供給が直ちに停止することは無い。その後、バッテリ３１の放電により、その電池容量が下限閾値ＳＯＣＬｌｉｍ以下に低下すると、ガスエンジンＥＮＧを始動させ、発電機Ｇの発電を開始し、この発電した電力によりバッテリ３１に充電する。
【００５７】
このガスエンジンＥＮＧの始動時には、まず、開閉弁６０を開き、さらに、ソレノイド７６ｃを駆動（ＯＮ）させる。これにより、圧力調整器７０では、ダイヤフラム７４による調整圧よりも高圧のＬＰガスを、ガス供給管５０のガスエンジン側管部５０ｂに供給し、ガスエンジン側管部５０ｂのガス濃度を、良好な始動性が得られる濃度とすることができる。
【００５８】
その後、ガスエンジンＥＮＧをクランキングして、ガスエンジンＥＮＧを始動させる。この際、ガスエンジン側管部５０ｂには、高濃度のＬＰガスが供給されているため、円滑に始動させることができる。
【００５９】
すなわち、ソレノイド７６ｃの駆動による強制開弁を行わない場合、ガスエンジンＥＮＧをクランキングさせる前の時点では、ガスエンジン側管部５０ｂには、空気が存在する。その状態からガスエンジンＥＮＧをクランキングさせると、圧力調整器７０から、所定圧力に減圧したＬＰガスが供給されるため、ＬＰガスの供給前に存在する空気が排出されるまで、ガスエンジンＥＮＧには、所望濃度のＬＰガスが吸気されず、その間、ガスエンジンＥＮＧを始動させるのが難しい。
【００６０】
このクランキング操作を、人が行う場合には、ガスエンジンＥＮＧが完爆するまで、繰り返し行うことができる。しかしながら、本実施の形態１のように、電力供給網２０の停電時に、自動的にガスエンジンＥＮＧを始動する場合、クランキングを所定回数繰り返しても、ガスエンジンＥＮＧが始動されないおそれがある。この場合、負荷１０としての信号機の駆動が停止され、交通の混乱を招くおそれがある。
【００６１】
それに対し、本実施の形態１では、ガスエンジンＥＮＧのクランキングを行う前に、ソレノイド７６ｃを駆動させ、自動により圧力調整器７０の弁機構７５を強制的に開弁し、圧力調整器７０の自動調圧機能による減圧を行うことなく、高圧のＬＰガスを供給する。このため、ガスエンジン側管部５０ｂに空気が存在していても、ガスエンジンＥＮＧにおいて良好な始動性が得られる濃度のＰガスをガスエンジン側管部５０ｂに供給することができる。
よって、自動的なクランキング作動であっても、確実にガスエンジンＥＮＧを始動させて、バッテリ３１への電力供給を行い、負荷１０の駆動が停止することが無いようにすることができる。
【００６２】
さらに、本実施の形態１では、電力供給源を、電力供給網２０と発電機Ｇとのいずれの場合も、負荷１０に対しては、バッテリ３１から電力供給を行うようにしている。このため、電力供給源を切り換えた際に、負荷１０に対する電力供給が不安定になることがなく、負荷１０の動作の安定化を図ることができる。さらに、発電機Ｇの電力供給（電圧）が不安定になったとしても、その不安定な電力が、負荷１０に直接供給されることは無く、負荷の１０の動作を常に安定させることができる。
【００６３】
（実施の形態１の効果）
以下に、実施の形態１のガスエンジン始動装置および電源システムの効果を列挙する。
１）実施の形態１のガスエンジン始動装置は、
ガスボンベ４０からガス供給管５０介して供給される液化ガスにより駆動するガスエンジンＥＮＧを始動させるガスエンジン始動装置であって、
ガス供給管５０に設けられ、このガス供給管５０を開閉する開閉弁６０、および、ガスボンベ４０に充填された液化ガスを所定圧に減圧してガスエンジンＥＮＧの吸気側に供給する圧力調整器７０と、
この圧力調整器７０の調整圧を、高圧側に作動させるアクチュエータとしてのソレノイド７６ｃと、
ガスエンジンＥＮＧをクランキングさせるスタータモータＳＭと、
スタータモータＳＭを作動させる始動制御部としての制御部３５と、
を備え、
制御部３５は、スタータモータＳＭによるクランキングの前に、開閉弁６０を閉弁状態から開弁状態に切り替え、さらに、ソレノイド７６ｃを駆動させて圧力調整器７０を高圧側に作動させて、ガスエンジンＥＮＧの吸気側に、所定圧よりも高圧のＬＰガスを供給させた後、クランキング作動を実行する。
したがって、ガスエンジンＥＮＧのクランキングの前で、吸気負圧が生じていない状態であっても、ガス供給管５０のガスエンジン側管部５０ｂに、所望濃度のＬＰガスを供給できる。よって、ガスエンジンＥＮＧの始動性を向上させることが可能である。
【００６４】
２）実施の形態１のガスエンジン始動制御装置は、
圧力調整器７０は、液化ガスが導入される第２室７３の圧力が、所定圧を越えると閉弁し、第２室７３の圧力が所定圧未満となると開弁する弁機構７５を有し、
ソレノイド７６ｃは、駆動時に弁機構７５を第２室７３の圧力にかかわらず開弁させるよう設けられている。
したがって、ガス供給管５０のガスエンジン側管部５０ｂに、圧力調整器７０の調整圧に影響されることなく、高圧のＬＰガスを供給し、ガスエンジンＥＭＧの始動性を、確実に向上させることができる。
【００６５】
３）実施の形態１のガスエンジン始動制御装置は、
制御部３５は、ソレノイド７６ｃを所定回数駆動させて、弁機構７５を所定回数開弁させる。
したがって、圧力調整器７０による調圧を行う前の高圧のＬＰガスを、ガス供給管５０のガスエンジン側管部５０ｂに、所定回数送り込むことにより、ガスエンジンＥＮＧの良好な始動性が得られる濃度のＬＰガスを送り込むことができる。これにより、ガスエンジンＥＮＧの始動性を、さらに、確実に向上させることができる。
【００６６】
４）実施の形態１の電源システムＡは、
上記１）〜３）のいずれかに記載のガスエンジン始動制御装置により始動されるガスエンジンＥＮＧにより駆動されて発電する発電機Ｇを備えた電源システムであって、
電力供給網２０からの電力供給により作動する負荷１０と、
電力供給網２０の停電時に、ガスエンジンＥＮＧを始動させ発電機Ｇを発電させる電源供給コントローラとしてのコントロールユニット３０と、
を備える電源システムとした。
したがって、電力供給網２０の停電時に、始動性に優れたガスエンジンＥＮＧの駆動により発電機Ｇを発電させるため、確実に負荷１０への電力供給を行うことができる。
【００６７】
５）実施の形態１の電源システムＡは、
負荷１０に対し電力供給を行うバッテリ３１を備え、
制御部３５は、電力供給網２０の正常時には、電力供給網２０の電力をバッテリ３１に充電し、電力供給網２０の非正常時には、ガスエンジンＥＮＧを始動させ、発電機Ｇの発電電力をバッテリ３１に充電する。
したがって、負荷１０に対して、常に、バッテリ３１から安定した電力供給を行うことができる。
【００６８】
例えば、通常は、電力供給網２０から負荷１０へ直接電力供給を行い、電力供給網２０の停電時に発電機Ｇの発電を開始して、発電機Ｇから負荷１０へ電力供給を行うものでは、電力供給網２０が停電してから発電機Ｇによる電力供給を開始するまでの間、電力供給が途切れたり不安定になったりする場合がある。また、発電機Ｇが発電した電力を直接負荷１０に供給する場合、ガスエンジンＥＮＧの運転のばらつきなどにより、供給電圧が不安定になる場合があり、この場合、負荷１０の動作が不安定になるおそれがある。
これに対し、本実施の形態１では、常に、バッテリ３１から負荷１０へ電力供給を行うため、電力供給網２０が停電しても、電力供給網２０が停電しても、バッテリ３１から負荷１０へ電力供給が途切れたり、不安定になったりすることが無い。
また、発電機Ｇの発電する電力が不安定となった場合も、その電力は、一旦、バッテリ３１に蓄電され、直接、負荷１０へ供給されることはないため、負荷１０の動作が不安定になることは無い。
【００６９】
（他の実施の形態）
次に、他の実施の形態について説明する。
なお、他の実施の形態の説明において、他の実施の形態と共通する構成には当該実施の形態と同じ符号を付して説明を省略し、当該実施の形態との相違点のみ説明する。
【００７０】
（実施の形態２）
図７は、実施の形態２の電源システムの構成の概略を示す。
コントロールユニット２４０は、負荷１０に対する電源として、電力供給網２０発電機Ｇとに切り替える制御を実行する。すなわち、電力供給網２０から正常に電力供給が行われている場合は、電力供給網２０を電源とし、電力供給網２０の停電時および異常時には、発電機Ｇを電源とする制御を実行する。
【００７１】
このコントロールユニット２４０は、端子台２４１、電源切替部２４２、自動運転制御回路２４３、自動始動・自動停止制御部２４４、手動運転制御部２４５、自動メンテナンス運転制御部２４６、充電回路２４７、警報出力部２４８を備える。
端子台２４１は、負荷１０と電力供給網２０とのそれぞれに接続する端子（不図示）を有する。
【００７２】
電源切替部２４２は、負荷１０への電力の供給を、電力供給網２０から供給可能な状態と、発電機Ｇから供給可能な状態に切り替えるスイッチ群により構成されている。また、この電源切替部２４２を介して電力供給網２０が充電回路２４７に接続されており、この充電回路２４７により電力供給網２０の電力を直流に変換して、バッテリ２３１に充電可能としている。
【００７３】
自動運転制御回路２４３は、前述の電源切替部２４２の切替動作と、発電機Ｇによる発電およびその停止を制御する。すなわち、自動運転制御回路２４３は、電力供給網２０の電圧を検出する電圧センサ２４３ａからの信号に基づいて、電力供給網２０の状態（正常な状態か停電状態か）を監視し、電力供給網２０が正常な電力供給状態である場合は、電源切替部２４２により電力供給網２０の電力を負荷１０に供給する。
【００７４】
一方、電力供給網２０の停電時には、自動運転制御回路２４３は、実施の形態１と同様の制御によりガスエンジンＥＭＧを始動させ、かつ、電源切替部２４２を、発電機Ｇの電力を負荷１０に供給する状態に切り替える。なお、発電機Ｇの発電時には、必要に応じ、バッテリＢ２の充電を行う。
【００７５】
さらに、自動運転制御回路２４３は、電力供給網２０が復旧した場合には、発電機Ｇを停止させ、電源切替部２４２を、電力供給網２０の電力を負荷１０に供給する状態に切り替える。
【００７６】
なお、自動運転制御回路２４３による自動運転は、コントロールユニット２４０に設けられた操作スイッチ群２７０の操作により、自動運転モードが選択された場合に実行される。また、操作スイッチ群２７０には、詳細は省略するが、手動操作により発電機Ｇの始動、運転、停止の実行を可能とする手動モードに切り替えるためのスイッチなどを備える。なお、実施の形態１においても、同様の手動操作を可能としている。
【００７７】
自動始動・自動停止制御部２４４は、遠隔操作部２６０からの操作に基づいて、電源切替部２４２の切替動作と、発電機Ｇによる発電およびその停止の制御を行う。ここで、遠隔操作部２６０は、信号（負荷１０）の統合制御を行う信号管制センターなどに設けられ、遠隔地からの信号（負荷１０）の制御および信号（負荷１０）への電力供給の制御を可能とする。
【００７８】
手動運転制御部２４５は、操作スイッチ群２７０に含まれる図示を省略した始動スイッチ、停止スイッチの操作に応じて、発電機Ｇの始動、運転、停止の制御を行う。
自動メンテナンス運転制御部２４６は、前述した自動モードの設定時に、定期的に、自動により発電機Ｇの始動、運転、停止を実行させる制御を行う。なお、この自動メンテナンス運転制御部２４６の制御による発電機Ｇの駆動時には、電源切替部２４２による電源の切り替えは行わない。また、実施の形態１にあっても、同様の制御を行うものとする。
警報出力部２４８は、ガス漏れセンサ２４８ａが筐体９０内のガス漏れを検出した場合に、遠隔操作部２６０にガス漏れを報せる出力を行う。なお、実施の形態１にあっても、同様の構成を備えるものとする。
【００７９】
また、実施の形態２にあっても、実施の形態１と同様に、自動運転制御回路２４３は、ガスエンジンＥＮＧの始動時には、スタータモータＳＭによるクランキングの前に、開閉弁６０を閉弁状態から開弁状態に切り替え、さらに、ソレノイド７６ｃを駆動させて圧力調整器７０を高圧側に作動させて、ガスエンジンＥＮＧの吸気側に、所定圧よりも高圧のＬＰガスを供給させた後、クランキング作動を実行する。
したがって、実施の形態２にあっても、上記１）〜３）の効果を奏する。
【００８０】
以上、本開示のガスエンジン始動制御装置および電源システムを実施の形態に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
例えば、ガスボンベの配置や、ガス供給管の配索は、実施の形態において示したものに限定されるものではない。具体的には、ガス供給管を、側壁を貫通させて側壁に沿って配索させたり、天井壁を貫通させて天井壁に沿って配索させたりしてもよい。また、実施の形態では、ガスボンベを、ガスエンジンおよび発電機の水平方向の横に配置した例を示したが、これに限定されず、ガスボンベの上に、ガスエンジンおよび発電機を配置してもよい。
【００８１】
また、圧力調整器は、周知のものであり、実施の形態で示した構造のものに限定されない。また、圧力調整器の弁機構を強制的に開弁させるアクチュエータの配置も、圧力調整器および弁機構の構造に応じ、適宜配置することができる。
また、強制開弁機構は、実施の形態において示したものに限定されない。例えば、駆動対象として、レバーではなく、弁体を直接移動させるようにしてもよい。さらに、アクチュエータとしても、ソレノイド以外のモータなどを用いてもよい。また、この場合、レバーに回転力を与えるようにしてもよい。
また、ガス供給路としては、管以外のものを少なくとも一部に用いることができる。
【符号の説明】
【００８２】
１０   負荷
２０   電力供給網
３０   コントロールユニット
３１   バッテリ
３５   制御部（始動制御部）
４０   ガスボンベ
５０   ガス供給管（ガス供給路）
６０   開閉弁
７０   圧力調整器
７３   第２室
７４   ダイヤフラム
７５   弁機構
７６   強制開弁機構
７６ｃ ソレノイド（アクチュエータ）
８０   キャブレータ
２３１ バッテリ
２４０ コントロールユニット
２４３ 自動運転制御回路（始動制御部）
Ａ     電源システム
ＥＭＧ ガスエンジン
Ｇ     発電機
ＳＭ   スタータモータ
【図１】
2018204442.tif 000003
【図２】
2018204442.tif 000004
【図３】
2018204442.tif 000005
【図４】
2018204442.tif 000006
【図５】
2018204442.tif 000007
【図６】
2018204442.tif 000008
【図７】
2018204442.tif 000009