(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンデンサが並列接続されたコンデンサ励磁巻線及び負荷が接続される出力巻線を有する固定子と、回転子鉄心に巻回された界磁巻線と該界磁巻線の両端に接続された整流器とを有して内燃機関により駆動される回転子とを備えた自励式界磁回転形交流発電機と、
前記出力巻線を通して設定値以上の負荷電流が流れているときに前記内燃機関への燃料の供給量を増加させて前記出力巻線に接続されている負荷を駆動するために必要な回転速度で前記内燃機関を回転させ、前記出力巻線を通して設定値以上の負荷電流が流れていないときに前記内燃機関への燃料の供給量を減少させて前記内燃機関の回転速度を負荷駆動時の速度よりも低い待機速度に維持するスローダウン制御装置と、
オンオフ制御が可能なコンデンサ投入制御用スイッチを通して前記コンデンサ励磁巻線に対して並列に接続されたスローダウン時増磁用コンデンサと、
前記出力巻線を通して設定値以上の負荷電流が流れているときに前記コンデンサ投入制御用スイッチをオフ状態に保持し、前記設定値以上の負荷電流が流れなくなったときに、一定の遅れ時間が経過するのを待って前記コンデンサ投入制御用スイッチをオン状態にして前記内燃機関が前記待機速度で回転している間該スイッチをオン状態に保持するスイッチ制御回路と、
を具備し、
前記遅れ時間は、前記設定値以上の負荷電流が流れなくなってから前記内燃機関の回転速度が前記待機速度まで低下するのに要する時間以上に設定されていること、
を特徴とする内燃機関駆動発電装置。
【請求項２】
コンデンサが並列接続されたコンデンサ励磁巻線及び負荷が接続される出力巻線を有する固定子と、回転子鉄心に巻回された界磁巻線と該界磁巻線の両端に接続された整流器とを有して内燃機関により駆動される回転子とを備えた自励式界磁回転形交流発電機と、
前記出力巻線を通して流れる負荷電流を検出する電流検出器と、前記内燃機関への燃料供給量を調節する燃料供給量調節部材を駆動するソレノイドと、ソレノイド駆動用の直流電圧を出力するソレノイド駆動用電源部と、前記電流検出器が設定値以上の負荷電流を検出していないときに前記ソレノイド駆動用電源部から前記ソレノイドに励磁電流を流して該ソレノイドを励磁し、前記電流検出器が設定値以上の負荷電流を検出しているときには前記ソレノイドを消勢するソレノイド励磁制御回路とを備えて、前記ソレノイドが消勢されたときには前記燃料供給量調節部材を燃料供給量増量側に変位させて前記内燃機関を前記負荷を駆動するために必要な回転速度で回転させ、前記ソレノイドが励磁されたときには前記燃料供給量調節部材を燃料供給量減量側に変位させて前記内燃機関の回転速度を負荷駆動時の回転速度よりも低い待機速度まで低下させるスローダウン制御装置と、
オンオフ制御が可能なコンデンサ投入制御用スイッチを通して前記コンデンサ励磁巻線に対して並列に接続されたスローダウン時増磁用コンデンサと、
前記ソレノイドが励磁された時に時限動作を開始するタイマ回路と、前記ソレノイドが消勢されている間及び前記タイマ回路が時限動作を行っている間前記コンデンサ投入制御用スイッチをオフ状態に保持し、前記タイマ回路が時限動作を終了したときに前記コンデンサ投入制御用スイッチをオン状態にして前記ソレノイドが励磁されている間該スイッチをオン状態に保持するコンデンサ投入制御用スイッチ駆動回路とを備えたスイッチ制御回路と、
を具備し、
前記タイマ回路の動作時限は、前記ソレノイドが励磁されてから前記内燃機関の回転速度が前記待機速度まで低下するのに要する時間以上に設定されていること、
を特徴とする内燃機関駆動発電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関と、該機関により駆動される自励式界磁回転形交流発電機とを備えた内燃機関駆動発電装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関により駆動される発電装置においては、機関の燃料を節約するために、負荷を駆動していないときに機関への燃料供給量を減少させて、機関の回転速度を低下させるスローダウン制御が行われることがある。
【０００３】
図２は、スローダウン制御を行うようにした従来の内燃機関駆動発電装置を示したものである。この発電装置は、自励式界磁回転形交流発電機１と、制御盤２と、図示しない内燃機関と、内燃機関の回転に伴って交流電圧を誘起する発電コイル３と、内燃機関への燃料供給量を調節するソレノイド（電磁石）４とにより構成されている。
【０００４】
自励式界磁回転形交流発電機１は、図示しない固定子鉄心に９０°の位相差を持たせて巻回されたコンデンサ励磁巻線Ｗc 及び出力巻線ＷL を有する固定子と、図示しない回転子鉄心に巻回された界磁巻線Ｗf 及び該界磁巻線の両端に接続された整流器Ｄf を有する回転子とにより構成され、回転子が内燃機関により駆動される。
【０００５】
制御盤２には、コンデンサＣ1 、ブレーカ５、コンセント６、変流器７、ソレノイド励磁制御回路８、及び整流器９が設けられ、コンデンサＣ1 がコンデンサ励磁巻線Ｗc の両端に接続されている。
【０００６】
出力巻線ＷL の両端には、ブレーカ５を介してＡＣコンセント６が接続され、該コンセント６とブレーカ５とを介して図示しない負荷が出力巻線ＷL に接続される。
【０００７】
発電コイル３は、発電機１とは別に内燃機関に取り付けられた磁石発電機内に設けられていて、内燃機関が運転されている間交流電圧を誘起する。発電コイル３が誘起する交流電圧は整流器９により直流電圧に変換されて、ソレノイド励磁制御回路８の電源端子８ａ，８ｂに与えられている。この例では、電源コイル３と整流器９とにより、ソレノイド駆動用電源部が構成されている。
【０００８】
ブレーカ５とコンセント６との間をつなぐ配線に電流検出器を構成する変流器７が取り付けられ、該変流器７の出力がソレノイド励磁制御回路８の検出信号入力端子８ｃ，８ｄに入力されている。
【０００９】
ソレノイド４は、ソレノイド励磁制御回路８の正極性出力端子８ｅ及び負極性出力端子８ｆにそれぞれ一端及び他端が接続された励磁コイル４ａと、励磁コイル４ａが励磁されたときに変位を生じる可動鉄心４ｂと、可動鉄心４ｂを原位置に復帰させるバネ（図示せず。）とを備えたもので、励磁コイル４ａが消勢されているときにその可動鉄心４ｂが原位置に保持され、励磁コイル４ａが励磁されたときに可動鉄心４ｂが燃料供給量制限位置に変位させられるようになっている。
【００１０】
ソレノイドの可動鉄心４ｂは、内燃機関への燃料の供給量を調節する部材（スロットルレバー等の燃料供給量調節部材）に適宜の連結機構を介して連結されている。燃料供給量調節部材は、機関への燃料供給量を定常運転時に適した（負荷を駆動するために必要な定常回転速度で機関を運転するのに適した）第１の規定量とする第１の位置と、燃料供給量を待機運転時の量として適した第２の規定量に制限する第２の位置との間を変位し得るように設けられていて、ソレノイド４が消勢されているときに燃料供給量調節部材が第１の位置に配置されて燃料供給量が第１の規定量とされ、ソレノイド４が励磁された時に燃料供給量調節部材が第２の位置に変位させられて、燃料供給量が第１の規定量より少ない第２の規定量に制限されるようになっている。
【００１１】
内燃機関は、ソレノイドが消勢されているとき（燃料供給量が制限されていないとき）に負荷を駆動するために必要な定格回転速度（例えば３，６００[rpm] ）で運転され、ソレノイドが励磁されて燃料供給量が制限されている時には、定格回転速度よりも低い待機運転時の回転速度（例えば２，５００[rpm] ）で運転される。
【００１２】
ソレノイド励磁制御回路８は、変流器７の検出出力に応じて整流器９からソレノイド４に供給する電流をオンオフするスイッチ回路を備えていて、変流器７が負荷電流を検出していないときに該スイッチ回路がオン状態になって整流器９からソレノイド４の励磁コイル４ａに直流電圧を印加して該ソレノイドに励磁電流を供給し、変流器７が負荷電流を検出しているときに該スイッチ回路がオフ状態になって、ソレノイドの励磁コイル４ａへの励磁電流の供給を停止する（ソレノイドを消磁する）ように、ソレノイド４への励磁電流の供給を制御する。
【００１３】
図２に示した例では、ソレノイド４と、電流検出器としての変流器７と、電源コイル３及び整流器９からなるソレノイド駆動用電源部と、ソレノイド励磁制御回路８とにより、出力巻線を通して負荷電流が流れているときに内燃機関への燃料の供給量を増加させて該機関の回転速度を上昇させ、負荷電流が流れていないときに内燃機関への燃料の供給量を減少させて該内燃機関の回転速度を低下させるスローダウン制御装置が構成されている。
【００１４】
図２に示した発電装置において、図示しない内燃機関が始動させられると、自励式界磁回転形交流発電機１の回転子が回転し、回転子鉄心の残留磁気により、コンデンサ励磁巻線Ｗｃに電圧が誘起する。これにより、コンデンサ励磁巻線Ｗc らコンデンサＣ1 を通して進相電流が流れる。この進相電流による増磁作用により自己励磁現象が生じ、同時にコンデンサ励磁巻線の電機子反作用により界磁巻線Ｗf に生じた界磁逆相起電力により界磁巻線Ｗf から整流器Ｄf を通して界磁電流が流れる。この界磁電流により回転子鉄心が励磁され、出力巻線ＷL 及びコンデンサ励磁巻線Ｗc の電圧が確立する。
【００１５】
この発電機では、出力巻線ＷL に流れる負荷電流と進相電流Ｉc との合成電機子反作用により界磁逆相起電力が増加するため、負荷による出力巻線の誘起電圧の低下が抑制され、電圧変動率が低く抑えられる。
【００１６】
出力巻線ＷL に負荷が接続されている時には、変流器７により負荷電流が検出されるため、ソレノイド励磁制御回路８はソレノイド４に励磁電流を供給せず、ソレノイド８は消勢した状態に保持される。そのため、負荷が接続されているときには、燃料供給量調節部材が第１の位置に保持され、内燃機関には定常運転時に必要な燃料が供給される。
【００１７】
これに対して、出力巻線ＷL から負荷が切り離されているときには、変流器７により負荷電流が検出されないため、ソレノイド励磁制御回路８はソレノイド４に励磁電流を供給する。このときソレノイド８は燃料供給量調節部材を燃料供給量減量側の第２の位置まで変位させるため、内燃機関への燃料の供給量が制限され、機関の回転速度が低下させられて待機運転の状態になる。これにより無負荷時に内燃機関に無駄な燃料が供給されるのが防止され、燃費が節約される。
【００１８】
上記のように、スローダウン装置が設けられた自励式回転界磁形交流発電機では、起動時に、駆動電流を徐々に増加させる、いわゆるソフトスタートが行われる負荷（以下ソフトスタート負荷という。）を駆動する場合に、負荷の始動に失敗することがあった。
【００１９】
例えば、電気ドリルのように、作業員が手で保持して作業を行う電気工具においては、始動時に電動機が急に回転すると大きなキックバックが生じて、手元が狂うことがあるため、始動スイッチを投入した後、位相制御により駆動電流を徐々に増加させて電動機の回転速度を定格回転速度に向けて徐々に増加させる、ソフトスタート制御が行われる。
【００２０】
図２に示した従来の発電装置では、スローダウン制御が行われて機関の回転速度が低下させられている状態で、出力巻線ＷL に誘起する電圧が低くなっているため、上記のようなソフトスタート負荷が図２の発電装置に接続された場合には、その始動時に出力巻線ＷL を通して流れる負荷電流が微小になり、ソレノイド励磁制御回路８がソレノイド４を消勢できないことがあって、負荷の始動に失敗することがあった。
【００２１】
このような問題が生じるのを防ぐためには、コンデンサＣ1 の静電容量を増大させてコンデンサ励磁巻線Ｗc による励磁能力を高め、スローダウン制御時にも出力巻線ＷL に十分に高い電圧を誘起させておくようにすればよい。
【００２２】
しかしながら、スローダウン制御時にも出力巻線の誘起電圧を高くするようにコンデンサＣ1 として静電容量が大きなものを用いると、定常運転時に電機子反作用により界磁起電力が増加して界磁電流Ｉf が増加し、これにより界磁巻線Ｗf の温度が上昇して、界磁巻線が焼損するおそれが生じる。
【００２３】
そこで、本出願人は先に、特願２０００−１７６７４３号において、出力巻線ＷL を通して負荷電流が流れていないときにのみコンデンサ励磁巻線にスローダウン時増磁用コンデンサを並列接続することにより待機運転時にも出力巻線ＷL に高い電圧を誘起させることができるようにして上記の問題を解決した内燃機関駆動発電装置を提案した。
【００２４】
図３は既提案の発電装置を示したもので、同図において図２に示した各部と同等の部分にはそれぞれ同一の符号が付されている。既提案の内燃機関駆動発電装置では、図２に示した構成に加えて、更に制御盤２に、スローダウン時増磁用コンデンサＣ2 と、リレー１１とダイオードＤ1 と抵抗Ｒ1 及びＲ2 とからなるコンデンサ投入制御回路１０とが設けられている。
【００２５】
リレー１１は、ソレノイド４の励磁コイル４ａの両端に接続された励磁コイル１１ｙと、該励磁コイル１１ｙが励磁された時に閉じる常開接点１１ａとを備えたもので、スローダウン時増磁用コンデンサＣ2 は、接点１１ａと抵抗Ｒ1 とを通してコンデンサＣ1 の両端に並列接続されている。コンデンサＣ2 の両端には抗Ｒ2 が並列接続され、励磁コイル１１ｙの両端にはサージ吸収用ダイオードＤ1 が並列接続されている。
【００２６】
抵抗Ｒ1 は、接点１１ａが閉じた時に流れる突入電流を制限するために設けられたもので、その抵抗値は、突入電流を許容範囲以下に抑えるために必要最小限の大きさに設定される。抵抗Ｒ2 は、コンデンサＣ2 の電荷を放電させるために設けられている。その他の点は、図２に示した発電装置と同様に構成され、ソレノイド４と、発電コイル３及び整流器９からなるソレノイド駆動用電源部と、ソレノイド励磁制御回路８とにより、スローダウン制御装置が構成されている。
【００２７】
またリレー１１により、出力巻線ＷL を通して負荷電流が流れていないときにオン状態を保持し、負荷電流が流れているときにオフ状態を保持するコンデンサ投入制御用スイッチが構成されている。
【００２８】
図３に示した発電装置において、負荷を切り離した状態で発電機を起動させると、起動直後に発電コイル３の整流出力によりリレー１１が励磁されてその接点１１ａが閉じるため、コンデンサＣ2 がコンデンサ励磁巻線Ｗc に並列に接続される。そのため、コンデンサ励磁巻線Ｗc には、コンデンサＣ1 及びＣ2 がともに接続されることになり、コンデンサ励磁巻線Ｗc を通して流れる進相電流が増大する。したがって、コンデンサ励磁巻線Ｗc を流れる進相電流による増磁作用を高めて、出力巻線ＷL の電圧の確立を迅速に行わせることができる。
【００２９】
負荷が接続されていない状態では、ソレノイド４が励磁されているため、内燃機関への燃料供給量調節部材が燃料供給量減量側の第２の位置まで変位させられて燃料供給量が制限され、スローダウン制御が行われる。スローダウン制御時には、機関の回転速度が定格回転速度よりも低い待機運転時の回転速度まで低下させられているが、このときコンデンサＣ1 及びＣ2 が共にコンデンサ励磁巻線に接続されて、その励磁能力が高められるため、出力巻線ＷL の誘起電圧は、従来のこの種の発電装置の待機運転時の誘起電圧よりも高い電圧にまで上昇している。
【００３０】
この状態で、ソフトスタート負荷を出力巻線ＷL に接続すると、該負荷を通して必要な始動電流を流すことができるため、該負荷のソフトスタートを支障なく行わせることができる。負荷電流が設定値以上になると、ソレノイド励磁制御回路８がソレノイド４への励磁電流の供給を停止して、該ソレノイドを消勢するため、燃料供給量調節部材が燃料供給量増量側の第１の位置まで変位させられて機関への燃料供給量が増大させられる。これにより機関の回転速度が定常運転時の回転速度まで上昇させられ、発電機１の定常運転が行われる。また発電機の定常運転時には、リレー１１が消勢されるため、その接点１１ａが開いてコンデンサＣ2 をコンデンサ励磁巻線Ｗc から切り離す。したがって、発電機の定常運転時にコンデンサ励磁巻線の励磁能力が過大になるのを防ぐことができ、界磁巻線Ｗf を流れる界磁電流Ｉf が過大になって該界磁巻線が焼損するのを防ぐことができる。
【００３１】
【発明が解決しようとする課題】
図３に示した既提案の発電装置では、出力巻線を通して流れる負荷電流が設定値未満になって、スローダウン制御装置がスローダウン制御動作を開始すると同時にスローダウン時増磁用コンデンサＣ2 が投入される。ところが、スローダウン制御動作が開始された際には、未だ内燃機関が定格回転速度で回転していて、コンデンサ励磁巻線Ｗc に高い電圧が誘起しているため、スローダウン時増磁用コンデンサＣ2 としては定格運転時の電圧に耐え得る高耐圧のものを用いる必要があった。そのため、スローダウン時増磁用コンデンサＣ2 として高価で大形のものを用いる必要があり、発電装置の制御部が大形化する上に、コストが高くなるという問題があった。
【００３２】
本発明の目的は、自励式界磁回転形交流発電機を内燃機関により駆動する内燃機関駆動発電装置において、スローダウン制御を行う場合に、高耐圧の増磁用コンデンサを用いることなく、ソフトスタートが行われる負荷を支障なく起動することができるようにすることにある。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる内燃機関駆動発電装置は、コンデンサが並列接続されたコンデンサ励磁巻線及び負荷が接続される出力巻線を有する固定子と、回転子鉄心に巻回された界磁巻線と該界磁巻線の両端に接続された整流器とを有して内燃機関により駆動される回転子とを備えた自励式界磁回転形交流発電機と、出力巻線を通して設定値以上の負荷電流が流れているときに内燃機関への燃料の供給量を増加させて出力巻線に接続されている負荷を駆動するために必要な回転速度で内燃機関を回転させ、出力巻線を通して設定値以上の負荷電流が流れていないとき（出力巻線を流れる負荷電流が設定値未満になったときまたは該負荷電流が零になったとき）に内燃機関への燃料の供給量を減少させて内燃機関の回転速度を負荷駆動時の速度よりも低い待機速度に維持するスローダウン制御装置と、オンオフ制御が可能なコンデンサ投入制御用スイッチを通してコンデンサ励磁巻線に対して並列に接続されたスローダウン時増磁用コンデンサと、出力巻線を通して設定値以上の負荷電流が流れているときにコンデンサ投入制御用スイッチをオフ状態に保持し、出力巻線を通して設定値以上の負荷電流が流れなくなったときに、一定の遅れ時間が経過するのを待ってコンデンサ投入制御用スイッチをオン状態にして内燃機関が前記待機速度で回転している間該スイッチをオン状態に保持するスイッチ制御回路とを備えている。
【００３４】
上記遅れ時間は、設定値以上の負荷電流が流れなくなってから前記内燃機関の回転速度が前記待機速度まで低下するのに要する時間以上に設定するのが好ましい。
【００３５】
上記のように構成すると、出力巻線ＷL を通して設定値以上の負荷電流が流れなくなったときに、一定の遅れ時間が経過するのを待ってから、コンデンサ投入制御用スイッチがオン状態になり、コンデンサ励磁巻線にスローダウン時増磁用コンデンサを並列接続する。そのため、コンデンサ励磁巻線に接続されるコンデンサの静電容量が増大し、該コンデンサ励磁巻線に流れる進相電流が増加して励磁能力が増大する。したがって、スローダウン制御時にも出力巻線に高い電圧を誘起させることができ、ソフトスタート負荷を出力巻線に接続した場合に、十分に大きな始動電流を流して、該負荷の始動を確実に行わせることができる。
【００３６】
負荷が始動してその負荷電流が設定値を超えると、ソレノイド励磁制御回路がソレノイドを消勢するため、コンデンサ投入制御用スイッチがオフ状態になってスローダウン時増磁用コンデンサをコンデンサ励磁巻線から切り離す。これにより、発電機の定常運転時（負荷を正常に駆動している時）には、コンデンサ励磁巻線に接続されるコンデンサの静電容量が減少するので、定常運転時に電機子反作用により界磁起電力が増加して界磁電流が増加するのを防ぐことができる。したがって、定常運転時に界磁巻線が焼損するおそれを生じさせることなく、スローダウン制御時の出力巻線の誘起電圧を十分に高くして、ソフトスタート負荷を問題なく始動させることができる。
【００３７】
コンデンサ投入制御用スイッチは、機関の回転速度が定格回転速度よりも低い速度まで低下した後に投入されるため、定格回転時にコンデンサ励磁巻線に誘起する高い誘起電圧がスローダウン時増磁用コンデンサに印加されるのを防ぐことができる。従って、該増磁用コンデンサとして耐圧が低く、小形で安価なものを用いることができる。
【００３８】
上記スローダウン制御装置は、例えば、出力巻線を通して流れる負荷電流を検出する電流検出器と、内燃機関への燃料供給量を調節する燃料供給量調節部材を駆動するソレノイドと、ソレノイド駆動用の直流電圧を出力するソレノイド駆動用電源部と、電流検出器が設定値以上の負荷電流を検出していないときにソレノイド駆動用電源部からソレノイドに励磁電流を流して該ソレノイドを励磁し、電流検出器が設定値以上の負荷電流を検出しているときにはソレノイドを消勢するソレノイド励磁制御回路とを備えていて、ソレノイドが消勢されたときには燃料供給量調節部材を燃料供給量増量側に変位させて負荷を駆動するために必要な回転速度で内燃機関を回転させ、ソレノイドが励磁されたときには前記燃料供給量調節部材を燃料供給量減量側に変位させて内燃機関の回転速度を負荷駆動時の回転速度よりも低い速度まで低下させるように構成される。
【００３９】
またスローダウン制御装置が上記のように構成される場合、スイッチ制御回路は、ソレノイドが励磁された時に時限動作を開始するタイマ回路と、ソレノイドが消勢されている間及びタイマ回路が時限動作を行っている間コンデンサ投入制御用スイッチをオフ状態に保持し、タイマ回路が時限動作を終了したときにコンデンサ投入制御用スイッチをオン状態にしてソレノイドが励磁されている間該スイッチをオン状態に保持するコンデンサ投入制御用スイッチ駆動回路とを備えた構成とすることができる。
【００４０】
上記タイマ回路の動作時限は、ソレノイドが励磁されてから内燃機関の回転速度が待機速度まで低下するのに要する時間以上に設定するのが好ましい。
【００４１】
スローダウン制御装置が上記のように構成される場合、コンデンサ投入制御用スイッチとしては、ソレノイドが励磁されている時にオン状態を保持し、ソレノイドが消勢されているときにオフ状態を保持するスイッチが用いられる。
【００４２】
このようなスイッチは、ソレノイドの両端の電圧により励磁される励磁コイルと該励磁コイルが励磁されたときに閉じる常開接点とを備えたリレーにより構成したり、ソレノイドの両端の電圧を検出する電圧検出回路と、該電圧検出回路により設定値以上の電圧が検出されているとき（ソレノイドが励磁されているとき）にオン状態になり、該電圧検出回路により設定値以上の電圧が検出されなくなったとき（ソレノイドが消勢されたとき）にオフ状態になるスイッチ素子とにより構成したりすることができる。
【００４３】
上記コンデンサ投入制御用スイッチはまた、ソレノイドに流れる励磁電流を検出する電流検出器と、ソレノイドが励磁されていて該電流検出器が設定値以上の電流を検出しているときにオン状態になり、該電流検出器が設定値以上の電流を検出しなくなったときにオフ状態になるスイッチ素子とにより構成することもできる。
【００４４】
上記ソレノイド駆動用電源部は、上記自励式界磁回転形交流発電機とは別個に内燃機関に取り付けた磁石発電機内に設けた発電コイルと、該発電コイルが発生する交流電圧を整流する整流器とにより構成することができる。また該ソレノイド駆動用電源部をバッテリにより構成することもできる。
【００４５】
上記の例では、ソレノイドにより燃料供給量調節部材を操作することにより、燃料の供給量を調節するようにしているが、内燃機関への燃料の供給をインジェクタ（電磁式燃料噴射弁）を用いて行う場合には、インジェクタからの燃料の噴射量を制御することにより、内燃機関への燃料の供給量を調節することができる。インジェクタからの燃料の噴射量は、インジェクタからの燃料の噴射時間を制御することにより調節することができる。
【００４６】
すなわち、インジェクタが用いられる場合には、出力巻線を通して流れる負荷電流を検出する電流検出器と、該電流検出器が負荷電流を検出していないときに燃料噴射時間を定常運転時の噴射時間よりも短い時間に制限し、電流検出器が負荷電流を検出しているときに燃料噴射時間を定常運転時の時間に戻すようにインジェクタの駆動電流を制御するインジェクタ駆動制御部とにより、スローダウン制御装置を構成することができる。
【００４７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係わる内燃機関駆動発電装置の構成例を示したもので、同図において図３に示した各部と同等の部分にはそれぞれ同一の符号が付されている。  本実施形態においては、発電機１側に、スローダウン時増磁用コンデンサＣ2 と、コンデンサ投入制御用スイッチ２０と、スイッチ制御回路２１とを備えたコンデンサ切り換えユニット２２が設けられている。
【００４８】
コンデンサ投入制御用スイッチ２０は、コンデンサ励磁コイルＷc の一端にＴ2 端子が接続されたフォトトライアックＦＴと、該トライアックのＴ1 ，Ｔ2 端子間に並列に接続された抵抗Ｒ10及びバリスタＺＲとからなり、増磁用コンデンサＣ2 は、フォトトライアックＦＴのＴ1 端子とコンデンサ励磁巻線Ｗc の他端との間に接続されている。バリスタＺＲはフォトトライアックＦＴがスイッチング動作を行う際に生じるサージを吸収するために設けられ、抵抗Ｒ10は、フォトトライアックＦＴがオフ状態にされた後にコンデンサＣ2 の電荷をコンデンサ励磁巻線Ｗc を通して放電させるために設けられている。
【００４９】
またソレノイド励磁制御回路８の正極性出力端子８ｅに抵抗Ｒ11を通してコンデンサＣ3 の一端が接続され、コンデンサＣ3 の他端はソレノイド励磁制御回路８の負極性出力端子８ｆに接続されている。コンデンサＣ3 は、ソレノイド励磁制御回路８の直流出力電圧で抵抗Ｒ11を通して充電される。コンデンサＣ3 の両端にはカソードを該コンデンサＣ3 の一端側に向けたツェナーダイオードＺＤ1 が接続され、このツェナーダイオードＺＤ1 によりコンデンサＣ3 の両端の電圧が定電圧化されている。
【００５０】
コンデンサＣ3 の両端の電圧は抵抗Ｒ12を通してタイマコンデンサＣ4 の両端に印加され、コンデンサＣ3 の両端の一定の電圧で抵抗Ｒ12を通してタイマコンデンサＣ4 を一定の時定数で充電することにより、時限動作を行わせるようになっている。
【００５１】
コンデンサＣ3 の一端には抵抗Ｒ13を通して発光ダイオードＬＤのアノードが接続され、該発光ダイオードのカソードはソースがコンデンサＣ3 の他端に接続されたＦＥＴ  Ｆ1 のドレインに接続されている。発光ダイオードＬＤは、フォトトライアックＦＴとともにフォトカプラを構成するように設けられていて、発光ダイオードＬＤが発光したときにフォトトライアックＦＴがオン状態になるようになっている。
【００５２】
ＦＥＴ  Ｆ1 のゲートソース間には抵抗Ｒ14が接続され、コンデンサＣ4 の両端の電圧Ｖ1 がツェナーダイオードＺＤ2 を通してＦＥＴ  Ｆ1 のゲートソース間に印加されている。またコンデンサＣ4 と抵抗Ｒ12との接続点とコンデンサＣ3 の一端との間にカソードをコンデンサＣ3 の一端側に向けたダイオードＤ2 が接続されている。ダイオードＤ2 はコンデンサＣ4 を放電させるために設けられている。その他の点は、図３に示した既提案の内燃機関駆動発電装置と同様に構成され、ソレノイド４と、発電コイル３及び整流器９からなるソレノイド駆動用電源部と、ソレノイド励磁制御回路８とにより、スローダウン制御装置が構成されている。またコンデンサＣ3 とツェナーダイオードＺＤ1 とコンデンサＣ4 と抵抗Ｒ12とツェナーダイオードＺＤ2 とによりソレノイド４が励磁された時に時限動作を開始するタイマ回路が構成され、ＦＥＴ  Ｆ1 と発光ダイオードＬＤとにより、タイマ回路が時限動作を終了したときにコンデンサ投入制御用スイッチをオン状態にしてソレノイド４が励磁されている間該スイッチをオン状態に保持するコンデンサ投入制御用スイッチ駆動回路が構成されている。また上記タイマ回路とコンデンサ投入制御用スイッチ駆動回路とにより、スイッチ制御回路２１が構成されている。
【００５３】
図１の発電装置においては、増磁用コンデンサＣ2 をコンデンサＣ1 と並列に接続した状態で、内燃機関の待機運転時（スローダウン制御時）に出力巻線ＷL からソフトスタート負荷を始動させるに十分な大きさの電圧を出力させるために必要な励磁能力が得られるように、増磁用コンデンサＣ2 の静電容量を設定するが、この増磁用コンデンサの静電容量は必要最小限の値に設定し、待機運転時にコンデンサＣ2 を接続した状態でコンデンサ励磁巻線に誘起する電圧が定格運転時に誘起する電圧よりは十分に低く（ソフトスタータ負荷を始動させるために必要な電圧よりは高く）なるようにしておく。
【００５４】
図１に示した内燃機関駆動発電装置において、運転状態で負荷を切り離すと、電流検出器７が設定値以上の負荷電流を検出しなくなるため、ソレノイド励磁制御回路８が出力端子８ｅ，８ｆ間から直流電圧を出力し、この直流電圧がソレノイド４に印加される。これによりソレノイド４が励磁されるため、内燃機関への燃料の供給を調節する燃料供給量調節部材が燃料供給量減量側の第２の位置まで変位させられて燃料供給量が制限され、スローダウン制御が行われる。スローダウン制御時には、機関の回転速度が待機速度まで低下させられる。
【００５５】
ソレノイド励磁制御回路８が出力した直流電圧は抵抗Ｒ11を通してコンデンサＣ3 に印加されて平滑され、ツェナーダイオードＺＤ1 により定電圧化される。このコンデンサＣ3 の両端の一定の電圧により抵抗Ｒ12を通してタイマコンデンサＣ4 が充電され、時限動作が行われる。この時限動作が開始された後、一定の時間が経過してコンデンサＣ4 の両端の電圧Ｖ1 がツェナーダイオードＺＤ2 のツェナー電圧を超えると（時限動作が完了すると）、ＦＥＴ  Ｆ1 がオン状態になるため、発光ダイオードＬＤが発光し、フォトトライアックＦＴがオン状態になる（コンデンサ投入制御用スイッチがオン状態になる）。これにより増磁用コンデンサＣ2 がコンデンサＣ1 と並列に接続され、コンデンサ励磁巻線の励磁能力が高められるため、出力巻線ＷL の誘起電圧は、コンデンサＣ1 のみが接続されている状態よりも高い値にまで上昇する。この状態で、ソフトスタート負荷を出力巻線ＷL に接続すると、該負荷を通して必要な始動電流を流すことができるため、該負荷のソフトスタートを支障なく行わせることができる。負荷電流が設定値以上になると、ソレノイド励磁制御回路８がソレノイド４への励磁電流の供給を停止して、該ソレノイドを消勢するため、燃料供給量調節部材が燃料供給量増量側の第１の位置まで変位させられて機関への燃料供給量が増大させられる。これにより機関の回転速度が定常運転時の回転速度まで上昇させられ、発電機１の定常運転が行われる。またソレノイド励磁制御回路８の出力電圧が消滅することによりコンデンサＣ3 ，Ｃ4 の電荷が抵抗Ｒ11とソレノイド４とを通して放電するため、ＦＥＴ  Ｆ1 がオフ状態になり、フォトトライアックＦＴがオフ状態になる。これにより増磁用コンデンサＣ2 が切り離されるため、発電機の定常運転時にコンデンサ励磁巻線の励磁能力が過大になるのを防ぐことができ、界磁巻線Ｗf を流れる界磁電流Ｉf が過大になって該界磁巻線が焼損するのを防ぐことができる。
【００５６】
図１に示した発電装置において、タイマ回路の動作時限は、ソレノイド４が励磁されてから内燃機関の回転速度が待機速度まで低下するのに要する時間以上に設定するのが好ましい。
【００５７】
図１に示した例では、内燃機関に取り付けられた磁石発電機内に設けられた発電コイル３を電源としてソレノイドを励磁するようにしているが、バッテリが設けられている場合には、該バッテリを電源としてソレノイドを励磁するようにすることもできる。
【００５８】
図１に示した例では、コンデンサ投入制御用スイッチをフォトトライアックにより構成したが、コンデンサ投入制御用スイッチは、他の半導体スイッチやリレーを用いて構成することもできる。
【００５９】
また上記の説明では、内燃機関の燃料供給量を調節する手段として、ソレノイド４を用いて、該ソレノイドを励磁することにより、燃料供給量調節部材を燃料供給量減量側に変位させ、該ソレノイドを消勢することにより、燃料供給量調節部材を燃料供給量増量側に変位させるようにしたが、課題を解決する手段の欄で述べたように、内燃機関への燃料の供給をインジェクタにより行う場合には、該インジェクタからの燃料噴射量を調節することにより、内燃機関への燃料供給量を定常運転時の供給量と、待機運転時の供給量とに切り換えるようにすることもできる。
【００６０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、出力巻線を通して設定値以上の負荷電流が流れているときにオフ状態を保持し、設定値以上の負荷電流が流れなくなったときに、一定の遅れ時間が経過するのを待ってオン状態になるコンデンサ投入制御用スイッチを設けて、該スイッチを通して、スローダウン時増磁用コンデンサをコンデンサ励磁巻線に並列接続するようにしたので、スローダウン制御時にコンデンサ励磁巻線に接続されるコンデンサの静電容量を増大させて、該コンデンサ励磁巻線の励磁能力を高め、出力巻線に高い電圧を誘起させることができる。したがって、ソフトスタート負荷を出力巻線に接続した場合に、必要な始動電流を流して、該負荷のソフトスタートを確実に行わせることができる。また設定値以上の負荷電流が流れなくなってから、一定の遅れ時間が経過した後にコンデンサ投入制御用スイッチをオン状態にすることにより、出力巻線の誘起電圧が低下してから増磁用コンデンサを投入するようにしたので、該増磁用コンデンサとして耐圧の低いものを用いることができ、発電装置の制御部の小形化とコストの低減とを図ることができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係わる内燃機関駆動発電装置の構成例を示した回路図である。
【図２】  従来の内燃機関駆動発電装置の構成を示した回路図である。
【図３】  既提案の内燃機関駆動発電装置の構成を示した回路図である。
【符号の説明】
１…自励式界磁回転形交流発電機、２…制御盤、３…発電コイル、４…ソレノイド、６…ＡＣコンセント、７…変流器（電流検出器）、Ｃ1 …コンデンサ、Ｃ2 …スローダウン制御時増磁用コンデンサ、２０…コンデンサ投入制御用スイッチ、２１…スイッチ制御回路、２２…コンデンサ切換えユニット、ＦＴ…フォトトライアック、ＬＤ…発光ダイオード、Ｃ3 …コンデンサ、ＺＤ1 …ツェナーダイオード、Ｃ4 …タイマコンデンサ、Ｒ12…抵抗、Ｆ1 …ＦＥＴ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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