(57)【要約】【課題】  可搬式エンジン発電機を非常用電源として使用する際のディーゼルエンジンの予熱及び始動を確実に行うことができる可搬式エンジン発電機を提供する。【解決手段】  ＥＣＵ１１に追加される外部予熱回路２０は、商用電源の停電時にＯＮとなる外部予熱スイッチ２２と、外部予熱スイッチがＯＦＦのときに予熱リレー１５と内部予熱スイッチ１２とを接続し、外部予熱スイッチがＯＮのときに予熱リレーと内部予熱スイッチとを遮断しながら予熱リレーを作動状態にする外部予熱リレー２１と、外部予熱リレーと内部予熱スイッチとの間の回路にあらかじめ設定された電圧を印加する外部電源部２５とを備えている。【選択図】  図１
2015102001.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外気温に応じて予熱時間を調節する予熱回路を備えたエンジン制御器により制御されるディーゼルエンジンを発電機の駆動源として用いた可搬式エンジン発電機において、前記エンジン制御器の予熱回路は、予熱指令によってＯＮ・ＯＦＦする内部予熱スイッチと、該内部予熱スイッチのＯＮにより作動状態となって予熱ヒータを作動させる予熱リレーと、該予熱リレーと前記内部予熱スイッチとの間の回路の電圧を検出する電圧検出部とを備えるとともに、前記予熱リレーと前記内部予熱スイッチとの間の回路に挿入される外部予熱回路を備え、該外部予熱回路は、商用電源の停電時に出力される外部予熱指令によってＯＮとなる外部予熱スイッチと、該外部予熱スイッチがＯＦＦのときに前記予熱リレーと前記内部予熱スイッチとを接続し、外部予熱スイッチがＯＮのときに前記予熱リレーと前記内部予熱スイッチとを遮断しながら前記予熱リレーを作動状態にする外部予熱リレーと、該外部予熱リレーと前記内部予熱スイッチとの間の回路にあらかじめ設定された電圧を印加する外部電源部とを備えていることを特徴とする可搬式エンジン発電機。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可搬式エンジン発電機に関し、詳しくは、エンジン制御器（ＥＣＵ）を装備したディーゼルエンジンにより発電機を駆動する可搬式エンジン発電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン（以下、単にエンジンということがある。）を駆動源とした可搬式エンジン発電機を始動する際には、最初に予熱を行ってからセルモータを起動してエンジンを始動する必要がある。この可搬式エンジン発電機を、商用電源の停電時に作動させる非常用電源として用いる場合、停電検出手段、予熱作動手段、セルモータ起動手段及びタイマを備えた外部予熱回路を設け、停電検出手段が商用電源の停電が、あらかじめ設定された停電時間、例えば１秒間継続したことを検出すると、予熱作動手段があらかじめ設定された予熱時間、例えば２０秒間予熱ヒータ（グロー）を作動させて予熱を行い、予熱終了後にセルモータ起動手段がセルモータを起動させてエンジンを始動するようにしていた（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１１５００４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、近年のエンジン発電機は、排ガス３次規制を達成するために、ほとんどがエンジン制御器（ＥＣＵ）を装備している。かかるエンジン発電機には、エンジン始動時間の短縮を図るため、外気温に応じて予熱時間を調節する機能をＥＣＵに付加することが行われている。このようなＥＣＵを備えたディーゼルエンジンを駆動源とする可搬式エンジン発電機を非常用電源として用いる際に前記同様に外部予熱回路を設けると、ＥＣＵが外気温に基づいて設定した予熱時間と、外部予熱回路に設定された予熱時間とが異なることがある。このとき、ＥＣＵが設定した予熱時間が経過しても、外部予熱回路による予熱が継続していると、ＥＣＵは、予熱が終了したにもかかわらず予熱が継続している状態になっているため、予熱にかかわる電気回路に異常が発生したと判定し、エンジンが始動できないように制御してしまう。
【０００５】
例えば、図６は、外気温に応じて予熱時間を制御するＥＣＵに設けられた予熱回路の一例を示す回路図であって、ＥＣＵ１１には、ＥＣＵ内の予熱指令によってＯＮ・ＯＦＦする内部予熱スイッチ１２と、電圧検出部１３とが設けられ、予熱ヒータ１４には、内部予熱スイッチ１２のＯＮ・ＯＦＦによって作動する予熱リレー１５が設けられている。予熱リレー１５は、作動コイル１５ａと、該作動コイル１５ａが通電状態になったときにＯＮとなるヒータスイッチ１５ｂとを有している。
【０００６】
図６に示すように、予熱指令がなく、内部予熱スイッチ１２がＯＦＦのときには、作動コイル１５ａが非通電状態であるからヒータスイッチ１５ｂがＯＦＦであり、予熱ヒータ１４は非作動状態になっている。このとき、電圧検出部１３は、作動コイル１５ａを介してリレー用電源部１６の電圧を検出することになるので、電圧検出部１３では所定の高電圧（＋Ｖ＝Ｈｉｇｈ）を検出した状態となる。
【０００７】
予熱指令によって内部予熱スイッチ１２がＯＮになると、リレー用電源部１６からの電流が作動コイル１５ａ及び内部予熱スイッチ１２を経て内部アース１７に流れるので、作動コイル１５ａが通電状態になり、ヒータスイッチ１５ｂがＯＮになる。これにより、ヒータ用電源部１８からヒータスイッチ１５ｂを介して予熱ヒータ１４に電流が流れ、予熱ヒータ１４が作動して予熱状態になる。このとき、電圧検出部１３は、内部予熱スイッチ１２を介してアース状態になるので、検出する電圧は、所定の低電圧（Ｖ＝Ｌｏｗ）となる。ＥＣＵ１１は、予熱指令がなく、検出した電圧が高電圧のときには正常な非予熱状態であると判定し、予熱指令があり、検出した電圧が低電圧のときには正常な予熱中の状態であると判定する。
【０００８】
このような予熱回路を有し、外気温に応じて内部予熱スイッチ１２をＯＮにする時間を制御するＥＣＵでは、外気温が低い極寒状態では予熱時間が長くなるため、非常用電源に関する法律で規定された４０秒以内という時間内に電圧確立及び投入が行えなくなるおそれがある。また、４０秒以内で電圧確立及び投入が行えるように、例えば、予熱開始から２０秒後にエンジンを始動するように設定した場合、外気温が低いときには予熱が不十分でエンジンの始動が困難になるおそれがあり、外気温が高いときには、予熱が短時間で終了してしまうため、始動時に冷えてしまって始動が困難になるおそれがある。したがって、外気温に応じて予熱時間を制御するＥＣＵを備えた可搬式エンジン発電機を非常用電源として使用することは好ましくない。
【０００９】
図７は、予熱及び始動を確実に行えるようにするため、図６に示したＥＣＵの予熱回路に前記外部予熱回路を追加した予熱回路の一例を示す回路図である。この予熱回路は、図６に示した予熱回路に、外部予熱回路の予熱作動手段である外部予熱リレー２１と、停電検出手段からの外部予熱指令によってＯＮ・ＯＦＦする外部予熱スイッチ２２と、外部予熱リレー２１を作動させる電源となる外部リレー用電源部２３とを追加したものであって、外部予熱リレー２１には、外部予熱スイッチ２２に接続した外部予熱作動コイル２１ａと、該外部予熱作動コイル２１ａの状態によって接点が切り替わる外部予熱作動スイッチ２１ｂとを有している。
【００１０】
図７に示すように、ＥＣＵに予熱指令がなく、内部予熱スイッチ１２がＯＦＦで、かつ、外部予熱指令がなく、外部予熱スイッチ２２がＯＦＦのときには、外部予熱リレー２１の外部予熱作動スイッチ２１ｂがＥＣＵ側に切り替わった状態になっているため、ＥＣＵの電圧検出部１３は、図６に示したものと同様に、リレー用電源部１６から作動コイル１５ａ及び外部予熱リレー２１を経た所定の高電圧（＋Ｖ＝Ｈｉｇｈ）を検出する。ＥＣＵの予熱指令によって内部予熱スイッチ１２がＯＮになると、図６に示したものと同様に、予熱リレー１５がＯＮとなって予熱ヒータ１４が作動するとともに、電圧検出部１３は所定の低電圧（Ｖ＝Ｌｏｗ）を検出する。
【００１１】
一方、停電による外部予熱指令によって外部予熱スイッチ２２がＯＮになると、外部リレー用電源部２３からの電流が外部予熱作動コイル２１ａに流れ、外部予熱作動コイル２１ａが作動状態になって外部予熱作動スイッチ２１ｂが外部アース２４側に切り替わる。これにより、リレー用電源部１６からの電流が作動コイル１５ａを通り、外部予熱作動スイッチ２１ｂを通って外部アース２４に流れ、ヒータスイッチ１５ｂがＯＮになって予熱ヒータ１４に電流が流れて予熱状態になる。このとき、リレー用電源部１６からの電流は、作動コイル１５ａ及び外部予熱作動スイッチ２１ｂを通って外部アース２４に流れてしまうため、電圧検出部１３は低電圧（Ｖ＝Ｌｏｗ）を検出することになる。
【００１２】
したがって、ＥＣＵにおいては、内部予熱スイッチ１２がＯＦＦであるにもかかわらず、電圧検出部１３が低電圧（Ｖ＝Ｌｏｗ）を検出していることから、予熱回路にエラーが発生したと判定し、エンジンの始動を禁止するように制御する。このため、外部予熱回路に設定した予熱時間が経過してもエンジンを始動させることができなくなってしまい、非常用電源として機能しなくなる。
【００１３】
また、停電による外部予熱指令に基づいて外部予熱スイッチ２２と共にＥＣＵの内部予熱スイッチ１２も同時にＯＮにすることにより、内部予熱スイッチ１２がＯＮで、電圧検出部１３が低電圧（Ｖ＝Ｌｏｗ）を検出している正常な状態にできるが、ＥＣＵの内部予熱スイッチ１２は、ＯＮ状態の継続時間が外気温に応じて設定されるため、外気温が高い場合には、外部予熱回路に設定されている予熱時間が終了する前に内部予熱スイッチ１２がＯＦＦになってしまい、前記同様に、内部予熱スイッチ１２がＯＦＦで、電圧検出部１３が低電圧（Ｖ＝Ｌｏｗ）を検出するエラー状態になってしまう。
【００１４】
なお、ＥＣＵ内に外部予熱回路に相当する回路を組み込むことも可能であるが、外部予熱回路は、可搬式エンジン発電機を非常用電源として使用するときにのみ必要な回路であり、他の用途にも使用するディーゼルエンジンの全てのＥＣＵに外部予熱回路に相当する回路を組み込むことは、不必要な回路を無駄に組み込んでコストアップを招くだけであり、不経済であり、実用性は全くないといえる。
【００１５】
そこで本発明は、可搬式エンジン発電機を非常用電源として使用する際のディーゼルエンジンの予熱及び始動を確実に行うことができる可搬式エンジン発電機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明の可搬式エンジン発電機は、外気温に応じて予熱時間を調節する予熱回路を備えたエンジン制御器により制御されるディーゼルエンジンを発電機の駆動源として用いた可搬式エンジン発電機において、前記エンジン制御器の予熱回路は、予熱指令によってＯＮ・ＯＦＦする内部予熱スイッチと、該内部予熱スイッチのＯＮにより作動状態となって予熱ヒータを作動させる予熱リレーと、該予熱リレーと前記内部予熱スイッチとの間の回路の電圧を検出する電圧検出部とを備えるとともに、前記予熱リレーと前記内部予熱スイッチとの間の回路に挿入される外部予熱回路を備え、該外部予熱回路は、商用電源の停電時に出力される外部予熱指令によってＯＮとなる外部予熱スイッチと、該外部予熱スイッチがＯＦＦのときに前記予熱リレーと前記内部予熱スイッチとを接続し、外部予熱スイッチがＯＮのときに前記予熱リレーと前記内部予熱スイッチとを遮断しながら前記予熱リレーを作動状態にする外部予熱リレーと、該外部予熱リレーと前記内部予熱スイッチとの間の回路にあらかじめ設定された電圧を印加する外部電源部とを備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の可搬式エンジン発電機によれば、内部予熱スイッチがＯＦＦで、外部予熱スイッチがＯＮになって予熱が行われている場合、電圧検出部には外部電源部から所定の高電圧が印加されるため、エンジン制御器がエラー判定を出すことがなく、外部予熱回路に設定された時間、予熱を行った後、セルモータを起動することによりエンジンを始動させることができる。したがって、外気温に応じて予熱時間を調節するエンジン制御器を備えたエンジンの場合でも、十分に予熱を行った状態でエンジンを始動させるので、外気温が低いときでもエンジンの始動を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の可搬式エンジン発電機における予熱回路部分の一形態例を示すもので、予熱ヒータがＯＦＦの状態を示す回路図である。
【図２】同じく外部予熱スイッチによって予熱ヒータをＯＮにした状態を示す回路図である。
【図３】同じく内部の内部予熱スイッチによって予熱ヒータをＯＮにした状態を示す回路図である。
【図４】可搬式エンジン発電機の運転状態の一例を示す説明図である。
【図５】予熱回路部分の動作例を示す説明図である。
【図６】エンジン制御器（ＥＣＵ）に設けられた予熱回路の一例を示す回路図である。
【図７】外部予熱回路を追加した予熱回路の一例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１乃至図３は、本発明の可搬式エンジン発電機における予熱回路部分の一形態例を示すもので、図１は予熱ヒータがＯＦＦの状態、図２は外部予熱スイッチによって予熱ヒータをＯＮにした状態、図３は内部の内部予熱スイッチによって予熱ヒータをＯＮにした状態をそれぞれ示している。なお、以下の説明において、前記図６及び図７に示した予熱回路部分の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は一部省略する。
【００２０】
まず、エンジン制御器（ＥＣＵ）１１の内部には、前記同様に、ＥＣＵ内の予熱指令によってＯＮ・ＯＦＦする内部予熱スイッチ１２と、電圧検出部１３とが設けられている。また、予熱ヒータ１４の部分には、作動コイル１５ａとヒータスイッチ１５ｂとを有する予熱リレー１５が設けられている。予熱リレー１５の作動コイル１５ａは、リレー用電源部１６からの通電で作動し、作動コイル１５ａが通電状態になるとヒータスイッチ１５ｂがＯＮとなり、ヒータ用電源部１８から予熱ヒータ１４に電流が流れて予熱状態になる。
【００２１】
ＥＣＵ１１と予熱ヒータ１４との間には、停電検出手段からの外部予熱指令によって作動する外部予熱回路２０が追加挿入されている。この外部予熱回路２０は、外部予熱リレー２１と、外部予熱スイッチ２２と、外部リレー用電源部２３と、外部アース２４と、外部電源部２５とを備えている。外部予熱スイッチ２２は、図示しない停電検出手段が商用電源の停電を検出したときの外部予熱指令によってＯＮとなり、商用電源の復電によってＯＦＦとなる。
【００２２】
外部予熱リレー２１は、外部予熱スイッチ２２がＯＮのときに外部リレー用電源部２３を電源として通電状態となる外部予熱作動コイル２１ａと、該外部予熱作動コイル２１ａが通電状態になったときに外部アース２４側の接点（アース側接点）２１ｃに切り替わり、外部予熱作動コイル２１ａが非通電状態のときにはＥＣＵ側の接点（ＥＣＵ側接点）２１ｄに切り替わる外部予熱作動スイッチ２１ｂとを有している。
【００２３】
外部電源部２５は、電源部２５ａと電圧調整用の抵抗２５ｂとを有するもので、リレー用電源部１６から予熱リレー１５及び外部予熱リレー２１を経て電圧検出部１３に印加される電圧（高電圧（＋Ｖ＝Ｈｉｇｈ））と同等の電圧を電圧検出部１３に印加するように、電源部２５ａの電圧に対して抵抗２５ｂの抵抗値が設定されている。なお、各電源部１６，１８，２３，２５は、通常は、いずれもエンジン発電機に設けられているバッテリを電源としている。
【００２４】
図１は、待機状態あるいはエンジン運転中で、予熱ヒータ１４がＯＦＦの状態を示している。すなわち、内部予熱スイッチ１２及び外部予熱スイッチ２２は共にＯＦＦであり、予熱リレー１５のヒータスイッチ１５ｂはＯＦＦ、外部予熱リレー２１の外部予熱作動スイッチ２１ｂはＥＣＵ側接点２１ｄに接続した状態となっている。このとき、電圧検出部１３は、リレー用電源部１６から予熱リレー１５及び外部予熱リレー２１を通った回路の電圧、又は、外部電源部２５の電源部２５ａから抵抗２５ｂを通った回路の電圧を検出する。これらの回路は、いずれもアース側に接続していないため、あらかじめ設定された高電圧となり、ＥＣＵ１１では、内部予熱スイッチ１２がＯＦＦで、電圧検出部１３が高電圧を検出しているので、正常な状態であると判定する。
【００２５】
図２は、外部予熱指令によって外部予熱スイッチ２２がＯＮになった予熱状態を示している。このとき、外部予熱スイッチ２２がＯＮになったことによって外部予熱作動コイル２１ａが通電状態となり、外部予熱作動スイッチ２１ｂがアース側接点２１ｃに切り替わる。これにより、リレー用電源部１６から予熱リレー１５の作動コイル１５ａ，外部予熱作動スイッチ２１ｂを通って外部アース２４へ電流が流れるので、作動コイル１５ａの作動によってヒータスイッチ１５ｂがＯＮとなり、ヒータ用電源部１８から予熱ヒータ１４に電流が流れて予熱状態になる。また、電圧検出部１３は、外部電源部２５の電圧を検出する状態になるので、待機状態と同じ高電圧を検出することになり、内部予熱スイッチ１２がＯＦＦで、電圧検出部１３が高電圧を検出しているので、ＥＣＵ１１は正常な状態であると判定する。したがって、外部予熱回路に設定された時間、予熱が行われた後、エンジンの始動が行われる。
【００２６】
図３は、ＥＣＵ内部からのエンジン始動指令に基づいて予熱が行われる状態を示している。すなわち、ＥＣＵ内部の内部予熱スイッチ１２がＯＮになることで、リレー用電源部１６から予熱リレー１５の作動コイル１５ａ，ＥＣＵ側接点２１ｄに接続している外部予熱作動スイッチ２１ｂ及び内部予熱スイッチ１２を通って内部アース１７に電流が流れ、作動コイル１５ａの作動によってヒータスイッチ１５ｂがＯＮとなり、ヒータ用電源部１８から予熱ヒータ１４に電流が流れて予熱状態になる。このとき、電圧検出部１３は、内部予熱スイッチ１２がＯＮになっているので内部アース１７に接地した状態の電圧を検出することになり、所定の低電圧を検出することになる。この場合は、内部予熱スイッチ１２がＯＮで、電圧検出部１３が検出した電圧が低電圧であるから、ＥＣＵ１１は正常な状態であると判定する。したがって、ＥＣＵ１１により、外気温に応じた時間、予熱が行われた後にエンジンが始動される。
【００２７】
また、図示は省略するが、内部予熱スイッチ１２及び外部予熱スイッチ２２が共にＯＮになった場合も同様であり、図２に示した状態と同様に、リレー用電源部１６から予熱リレー１５の作動コイル１５ａ及び外部予熱作動スイッチ２１ｂを通って外部アース２４へ電流が流れることによってヒータスイッチ１５ｂがＯＮとなり、予熱ヒータ１４が作動状態となる。また、電圧検出部１３は、図３に示した状態と同様に、内部予熱スイッチ１２がＯＮで内部アース１７に接続した状態であり、電圧検出部１３が検出した電圧が低電圧になるから、ＥＣＵ１１は正常な状態であると判定する。
【００２８】
図４は、商用電源が停電したときの可搬式エンジン発電機の運転状態の一例を示している。まず、可搬式エンジン発電機が待機状態のときに停電が発生し、停電信号（トリガ）が判断時間に設定した１秒間継続すると、外部予熱指令によって外部予熱スイッチ２２がＯＮとなり、前記図２に示した予熱状態になる。外部予熱指令による予熱時間は２０秒に固定されており、２０秒が経過すると、即ち停電から２１秒後に外部予熱スイッチ２２がＯＦＦになるとともに、始動指令によってセルモータが起動してエンジンを始動させる。
【００２９】
エンジン回転数があらかじめ設定された低速度回転数、例えば毎分４００〜５００回転になるとエンジンが低速度で回転した状態になり、エンジンが始動したことが検出され、セルモータが停止する。なお、セルモータが起動してもエンジンの低速度の回転が検出されなかった場合は、セルモータを一旦停止した後に再起動し、セルモータの起動を３回繰り返してもエンジンを始動できなかったときには、始動不能状態が検出されて所定のアラームが発せられる。
【００３０】
エンジンが始動して可搬式エンジン発電機が運転中の状態になると、発電機の発電電圧により、発電機の発電状態が検出され、エンジンの回転数が規定回転数に上昇し、発電機の発電電圧が規定電圧に達すると、すなわち、発電機側の電圧が確立されたことが検出されると、送電用の遮断器が投入され、商用電源に代わって可搬式エンジン発電機からの送電が始まる。停電発生から送電開始までの時間は、停電の判断時間が１秒、予熱が２０秒にそれぞれ固定され、エンジンの始動から電圧検出、電圧確立、送電開始までの時間は、エンジンの状態や発電機の状態によって異なるが、１９秒以内になるように設定され、全体として停電発生から送電開始までを４０秒以内に行えるようにしている。
【００３１】
商用電源の復電を検出すると、送電停止信号によってあらかじめ設定された時間、この場合は３０秒後に商用電源からの送電に切り替えられる。その後、エンジンの冷気運転を３０秒行った後、エンジンが停止して待機状態に戻る。
【００３２】
図５は、予熱回路部分の動作例を示すもので、本動作例では、停電信号（トリガ）が１秒間継続したときに、まず、ＥＣＵ１１の内部予熱スイッチ１２がＯＮになることで、予熱リレー１５が作動して予熱ヒータ１４が作動して予熱状態になる。また、ＥＣＵ１１の予熱動作を受けて外部予熱スイッチ２２がＯＮになる。ＥＣＵ１１の内部予熱スイッチ１２が外気温に対応してＯＦＦになった後も、外部予熱スイッチ２２は、あらかじめ設定された時間（２０秒）はＯＮ状態を維持し、外部予熱回路２０による予熱状態が継続される。予熱時間が終了すると、外部予熱スイッチ２２がＯＦＦになるとともに、セルモータが起動してエンジンを始動する。このように、ＥＣＵ１１の内部予熱スイッチ１２が外気温に応じて短時間でＯＦＦになっても、外部予熱回路２０による予熱状態を継続することにより、エンジンを確実に始動させることができ、停電発生から４０秒以内で送電を開始することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１１…エンジン制御器（ＥＣＵ）、１２…内部予熱スイッチ、１３…電圧検出部、１４…予熱ヒータ、１５…予熱リレー、１５ａ…作動コイル、１５ｂ…ヒータスイッチ、１６…リレー用電源部、１７…内部アース、１８…ヒータ用電源部、２０…外部予熱回路、２１…外部予熱リレー、２１ａ．…外部予熱作動コイル、２１ｂ…外部予熱作動スイッチ、２１ｃ…アース側接点、２１ｄ…ＥＣＵ側接点、２２…外部予熱スイッチ、２３…外部リレー用電源部、２４…外部アース、２５…外部電源部、２５ａ…電源部、２５ｂ…抵抗 
【図１】
2015102001.tif 000003
【図２】
2015102001.tif 000004
【図３】
2015102001.tif 000005
【図４】
2015102001.tif 000006
【図５】
2015102001.tif 000007
【図６】
2015102001.tif 000008
【図７】
2015102001.tif 000009