(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械式調速機構（１１）と燃料噴射ポンプを有するエンジン（１０）と、前記機械式調速機構（１１）を駆動させることで前記エンジン（１０）の回転数を変更するアクチュエータ（４０）と、前記エンジン（１０）により駆動される発電機（２０）と、前記発電機（２０）の出力を所定の周波数の交流電流に変換するインバータ（３０）と、前記インバータ（３０）の出力電流を検出するインバータ出力検出手段（４１）と、前記エンジン（１０）の回転数を検出するエンジン回転数検出手段（４２）と、前記エンジン（１０）の回転数検出値に基づいて前記アクチュエータ（４０）を作動させる制御装置（５０）とを具備したインバータ式エンジン発電装置（１）において、前記機械式調速機構（１１）は、ガバナーレバーに連動連結された設定回転数変更手段であるレギュレータレバーを具備し、前記エンジン（１０）の回転数を設定するとともに、該エンジン（１０）に対する負荷の変動によるエンジン（１０）の回転数の変化を抑制し、前記設定回転数変更手段であるレギュレータレバーが回動操作されることにより、前記ガバナレバーを介して、前記燃料噴射ポンプのコントロールラック位置を調節し、前記エンジン（１０）の回転数を調節し、前記アクチュエータ（４０）は、前記機械式調速機構（１１）が具備するレギュレータレバーに連動連結して作動させ、該アクチュエータ（４０）が前記レギュレータレバーを回動操作することにより、前記エンジン（１０）の回転数を調節し、前記制御装置（５０）は、前記インバータ出力検出手段（４１）により検出された出力電流から負荷率［Ｌ（ｎ）］を算出し、該算出した負荷率［Ｌ（ｎ）］に対応する目標エンジン回転数（Ｎｔａ（ｎ））を算出し、前記エンジン回転数検出手段（４２）により検出されたエンジン回転数（Ｎ）に基づいて前記目標エンジン回転数（Ｎｔａ（ｎ））を補正し、前記補正後の目標エンジン回転数（Ｎｔａ（ｎ））に対応する作動量だけ、前記アクチュエータ（４０）を作動させることを特徴とするインバータ式エンジン発電装置。
【請求項２】
機械式調速機構（１１）と燃料噴射ポンプを有するエンジン（１０）と、前記機械式調速機構（１１）を駆動させることで前記エンジン（１０）の回転数を変更するアクチュエータ（４０）と、前記エンジン（１０）により駆動される発電機（２０）と、前記発電機（２０）の出力を所定の周波数の交流電流に変換するインバータ（３０）と、前記インバータ（３０）の出力電流を検出するインバータ出力検出手段（４１）と、前記エンジン（１０）の回転数を検出するエンジン回転数検出手段（４２）と、前記エンジン（１０）の回転数検出値に基づいて前記アクチュエータ（４０）を作動させる制御装置（５０）とを具備したインバータ式エンジン発電装置（１）において、前記制御装置（５０）による制御は、選択された制御モードに基づく制御を開始し、エンジン回転数（Ｎ）が無負荷エンジン回転数（Ｎｍｉｎ）となるように、前記アクチュエータ（４０）を作動させ、前記制御装置（５０）の記憶部（５１）にはアクチュエータ（４０）の作動量と、当該作動量だけアクチュエータ（４０）を作動させた場合のエンジン回転数（Ｎ）との相関関係が予め記憶されており、前記記憶部（５１）に記憶されている無負荷状態における無負荷出力電流（Ｉｍｉｎ）と、前記インバータ（３０）の出力電流（Ｉ）とを比較し、該出力電流（Ｉ）に基づいてインバータ式エンジン発電装置（１）に負荷がかかっているか否かを判定し、前記インバータ（３０）の出力電流（Ｉ）が無負荷出力電流（Ｉｍｉｎ）を超える値であれば、インバータ式エンジン発電装置（１）に負荷がかかっていると判定し、過出力保護処理の制御と、次の回転数処理の制御に移行し、前記インバータ（３０）の出力電流（Ｉ）が変動した場合、負荷遮断処理の制御と、急負荷処理の制御に移行することを特徴とするインバータ式エンジン発電装置。
【請求項３】
請求項２記載のインバータ式エンジン発電装置において、前記制御装置（５０）における過出力保護処理の制御は、前記インバータ（３０）の出力電流（Ｉ）が予め記憶部（５１）に記憶される設定値である許容出力電流（Ｉｔｈ）以上であるか否かを判定し、前記インバータ（３０）の出力電流（Ｉ）が許容出力電流（Ｉｔｈ）以上である場合、前記アクチュエータ（４０）を作動させ、前記エンジン（１０）への燃料の供給を遮断してエンジン（１０）を停止することを特徴とするインバータ式エンジン発電装置。
【請求項４】
請求項２記載のインバータ式エンジン発電装置において、前記制御装置（５０）における回転数処理の制御は、前記インバータ出力検出手段（４１）により検出される出力電流（Ｉ）及び記憶部（５１）に予め記憶されるインバータ（３０）の定格時の出力電流に基づいて負荷率［Ｌ（ｎ）］を算出し、変動前の負荷率［Ｌ（ｎ）］を算出した後、変動後の負荷率［Ｌ（ｎ）］に対応する目標エンジン回転数（Ｎｔａ（ｎ））を算出し、エンジン回転数（Ｎ）が目標エンジン回転数［Ｎｔａ（ｎ）］となるように、前記アクチュエータ（４０）を作動させることよって、インバータ式エンジン発電装置（１）にかかる負荷の変動に応じてエンジン回転数（Ｎ）を適切な値に制御し、前記インバータ（３０）の出力電流（Ｉ）に基づいて制御を行うことで、エンジン（１０）に負荷がかかる前にエンジン回転数（Ｎ）の制御を行うことを特徴とするインバータ式エンジン発電装置。
【請求項５】
請求項２記載のインバータ式エンジン発電装置において、前記制御装置（５０）における負荷遮断処理の制御は、変動前の負荷率［Ｌ（ｎ）］が予め定められた上基準値以上であるか否か判定し、変動前の負荷率［Ｌ（ｎ）］が上基準値以上である場合、急負荷処理に移行し、変動前の負荷率［Ｌ（ｎ）］が上基準値以上でない場合、変動後の負荷率［Ｌ（ｎ＋１）］が予め定められた下基準値以下であるか否か判定し、変動後の負荷率［Ｌ（ｎ＋１）］が下基準値以下でない場合、急負荷処理の制御に移行し、変動後の負荷率［Ｌ（ｎ＋１）］が下基準値以下である場合、変動後の負荷率Ｌ（ｎ）から変動後の負荷率［Ｌ（ｎ＋１）］に変動するまでの時間（ｔ）が所定時間以下であるか否か判定し、前記時間（ｔ）が所定時間以下でない場合、急負荷処理の制御に移行し、前記時間（ｔ）が所定時間以下である場合、変動後の負荷率［Ｌ（ｎ＋１）］に対応する設定エンジン回転数（Ｎｅｓ）を算出し、エンジン回転数（Ｎ）が設定エンジン回転数（Ｎｅｓ）となるように、前記アクチュエータ（４０）を作動させることを特徴とするインバータ式エンジン発電装置。
【請求項６】
請求項２記載のインバータ式エンジン発電装置において、前記制御装置（５０）における急負荷制御は、変動後の負荷率［Ｌ（ｎ＋１）］が予め設定された急負荷設定値以上であるか否か判定し、変動後の負荷率［Ｌ（ｎ＋１）］が急負荷設定値以上である場合、エンジン回転数（Ｎ）が定格エンジン回転数（Ｎｍａｘ）となるように、前記アクチュエータ（４０）を作動させることよって、エンジン（１０）に大きな負荷がかかる前に、エンジン回転数（Ｎ）を増加させ、変動後の負荷率［Ｌ（ｎ＋１）］が急負荷設定値以上でない場合、変動後の負荷率［Ｌ（ｎ＋１）］に対応する目標エンジン回転数［Ｎｔａ（ｎ＋１）］を算出し、エンジン回転数（Ｎ）が目標エンジン回転数「Ｎｔａ（ｎ＋１）］となるように、前記アクチュエータ（４０）を作動させることを特徴とするインバータ式エンジン発電装置。
【請求項７】
機械式調速機構（１１）と燃料噴射ポンプを有するエンジン（１０）と、前記機械式調速機構（１１）を駆動させることで前記エンジン（１０）の回転数を変更するアクチュエータ（４０）と、前記エンジン（１０）により駆動される発電機（２０）と、前記発電機（２０）の出力を所定の周波数の交流電流に変換するインバータ（３０）と、前記インバータ（３０）の出力電流を検出するインバータ出力検出手段（４１）と、前記エンジン（１０）の回転数を検出するエンジン回転数検出手段（４２）と、前記エンジン（１０）の回転数検出値に基づいて前記アクチュエータ（４０）を作動させる制御装置（５０）とを具備したインバータ式エンジン発電装置（１）において、インバータ式エンジン発電装置（１）のキースイッチ（４６）が投入され、セルモータ（４７）の駆動を開始した後に、前記エンジン回転数検出手段（４２）により検出される実エンジン回転数（Ｎｒｅ）が予め定められた始動時設定値以上であるか否か判定し、実エンジン回転数（Ｎｒｅ）が始動時設定値以上である場合、前記セルモータ（４７）によるエンジン（１０）の始動動作を終了してエンジン（１０）を保護するエンジン保護モードに基づく制御を開始し、エンジン回転数検出手段（４２）により検出される実エンジン回転数（Ｎｒｅ）が予め定められた高速回転設定値以上であるか否か判定し、実エンジン回転数（Ｎｒｅ）が高速回転設定値以上である場合、目標エンジン回転数（Ｎｔａ）と実エンジン回転数（Ｎｒｅ）との差を算出し、前記差を目標エンジン回転数（Ｎｔａ）に加えた値を補正後の目標エンジン回転数（Ｎｔａ（ｎ＋１））とし、補正後の目標エンジン回転数（Ｎｔａ（ｎ＋１）となるように、前記アクチュエータ（４０）を作動させ、該アクチュエータ（４０）を作動させた後、前記補正後の目標エンジン回転数（Ｎｔａ）と実エンジン回転数（Ｎｒｅ）との差を算出し、当該誤差が誤差設定値以上であるか否か判定し、前記誤差が誤差設定値以上である場合、目標エンジン回転数（Ｎｔａ）の補正を再度行うことを特徴とするインバータ式エンジン発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータ式エンジン発電装置の技術に関する。
より詳細には、前記インバータ式エンジン発電装置が備えるエンジンの回転数を制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インバータ式エンジン発電装置に関する技術は公知となっている（例えば、特許文献１参照。）。インバータ式エンジン発電装置は、エンジン、発電機及びインバータ等を有する。前記インバータ式エンジン発電装置において、前記エンジンの動力により前記発電機が駆動される。前記発電機が駆動することにより電流が発電される。前記インバータは、前記発電機により発電された電力を整流した後に所定の周波数の交流電流に変換する。前記インバータ式エンジン発電装置は、上述の如くして得られた交流電流を出力する。
【０００３】
エンジンには、機械式調速機構（ガバナ）を有するものがある。当該機械式調速機構が有する設定回転数変更手段を回動操作することにより、当該設定回転数変更手段と連動連結された燃料噴射ポンプのコントロールラック位置を調整して、エンジン回転数を設定することができる。
【０００４】
また、インバータ式エンジン発電装置には、インバータの出力電流に基づいて、前記設定回転数変更手段の動作を制御するものがある。このように構成することにより、インバータ式エンジン発電装置に対する負荷が変動した際に、実際のエンジン回転数（以下、単に「実エンジン回転数」と記す）を、当該負荷に適切な目標エンジン回転数となるように制御することができる。これによって、騒音や排気ガス量の低減を図ることが可能となる。
【特許文献１】特開平５−２９２７９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記の如く、前記インバータの出力電流に基づいて、前記エンジン回転数を制御するよう構成したインバータ式エンジン発電装置においても、前記エンジン回転数を正確に制御することは困難であった。すなわち、上記の構成においては、前記インバータの出力電流にのみ基づいて前記エンジン回転数を制御する。このため、当該制御において、実エンジン回転数は考慮されず、目標エンジン回転数と実エンジン回転数とに誤差が発生する場合があった。
【０００６】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、実エンジン回転数に基づいて、エンジン回転数を正確に制御することが可能なインバータ式エンジン発電装置を提供することである。
【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、機械式調速機構（１１）と燃料噴射ポンプを有するエンジン（１０）と、前記機械式調速機構（１１）を駆動させることで前記エンジン（１０）の回転数を変更するアクチュエータ（４０）と、前記エンジン（１０）により駆動される発電機（２０）と、前記発電機（２０）の出力を所定の周波数の交流電流に変換するインバータ（３０）と、前記インバータ（３０）の出力電流を検出するインバータ出力検出手段（４１）と、前記エンジン（１０）の回転数を検出するエンジン回転数検出手段（４２）と、前記エンジン（１０）の回転数検出値に基づいて前記アクチュエータ（４０）を作動させる制御装置（５０）とを具備したインバータ式エンジン発電装置（１）において、前記機械式調速機構（１１）は、ガバナーレバーに連動連結された設定回転数変更手段であるレギュレータレバーを具備し、前記エンジン（１０）の回転数を設定するとともに、該エンジン（１０）に対する負荷の変動によるエンジン（１０）の回転数の変化を抑制し、前記設定回転数変更手段であるレギュレータレバーが回動操作されることにより、前記ガバナレバーを介して、前記燃料噴射ポンプのコントロールラック位置を調節し、前記エンジン（１０）の回転数を調節し、前記アクチュエータ（４０）は、前記機械式調速機構（１１）が具備するレギュレータレバーに連動連結して作動させ、該アクチュエータ（４０）が前記レギュレータレバーを回動操作することにより、前記エンジン（１０）の回転数を調節し、前記制御装置（５０）は、前記インバータ出力検出手段（４１）により検出された出力電流から負荷率［Ｌ（ｎ）］を算出し、該算出した負荷率［Ｌ（ｎ）］に対応する目標エンジン回転数（Ｎｔａ（ｎ））を算出し、前記エンジン回転数検出手段（４２）により検出されたエンジン回転数（Ｎ）に基づいて前記目標エンジン回転数（Ｎｔａ（ｎ））を補正し、前記補正後の目標エンジン回転数（Ｎｔａ（ｎ））に対応する作動量だけ、前記アクチュエータ（４０）を作動させるものである。
【０００９】
請求項２においては、機械式調速機構（１１）と燃料噴射ポンプを有するエンジン（１０）と、前記機械式調速機構（１１）を駆動させることで前記エンジン（１０）の回転数を変更するアクチュエータ（４０）と、前記エンジン（１０）により駆動される発電機（２０）と、前記発電機（２０）の出力を所定の周波数の交流電流に変換するインバータ（３０）と、前記インバータ（３０）の出力電流を検出するインバータ出力検出手段（４１）と、前記エンジン（１０）の回転数を検出するエンジン回転数検出手段（４２）と、前記エンジン（１０）の回転数検出値に基づいて前記アクチュエータ（４０）を作動させる制御装置（５０）とを具備したインバータ式エンジン発電装置（１）において、前記制御装置（５０）による制御は、選択された制御モードに基づく制御を開始し、エンジン回転数（Ｎ）が無負荷エンジン回転数（Ｎｍｉｎ）となるように、前記アクチュエータ（４０）を作動させ、前記制御装置（５０）の記憶部（５１）にはアクチュエータ（４０）の作動量と、当該作動量だけアクチュエータ（４０）を作動させた場合のエンジン回転数（Ｎ）との相関関係が予め記憶されており、前記記憶部（５１）に記憶されている無負荷状態における無負荷出力電流（Ｉｍｉｎ）と、前記インバータ（３０）の出力電流（Ｉ）とを比較し、該出力電流（Ｉ）に基づいてインバータ式エンジン発電装置（１）に負荷がかかっているか否かを判定し、前記インバータ（３０）の出力電流（Ｉ）が無負荷出力電流（Ｉｍｉｎ）を超える値であれば、インバータ式エンジン発電装置（１）に負荷がかかっていると判定し、過出力保護処理の制御と、次の回転数処理の制御に移行し、前記インバータ（３０）の出力電流（Ｉ）が変動した場合、負荷遮断処理の制御と、急負荷処理の制御に移行するものである。
【００１０】
請求項３においては、請求項２記載のインバータ式エンジン発電装置において、前記制御装置（５０）における過出力保護処理の制御は、前記インバータ（３０）の出力電流（Ｉ）が予め記憶部（５１）に記憶される設定値である許容出力電流（Ｉｔｈ）以上であるか否かを判定し、前記インバータ（３０）の出力電流（Ｉ）が許容出力電流（Ｉｔｈ）以上である場合、前記アクチュエータ（４０）を作動させ、前記エンジン（１０）への燃料の供給を遮断してエンジン（１０）を停止するものである。
【００１１】
請求項４においては、請求項２記載のインバータ式エンジン発電装置において、前記制御装置（５０）における回転数処理の制御は、前記インバータ出力検出手段（４１）により検出される出力電流（Ｉ）及び記憶部（５１）に予め記憶されるインバータ（３０）の定格時の出力電流に基づいて負荷率［Ｌ（ｎ）］を算出し、変動前の負荷率［Ｌ（ｎ）］を算出した後、変動後の負荷率［Ｌ（ｎ）］に対応する目標エンジン回転数（Ｎｔａ（ｎ））を算出し、エンジン回転数（Ｎ）が目標エンジン回転数［Ｎｔａ（ｎ）］となるように、前記アクチュエータ（４０）を作動させることよって、インバータ式エンジン発電装置（１）にかかる負荷の変動に応じてエンジン回転数（Ｎ）を適切な値に制御し、前記インバータ（３０）の出力電流（Ｉ）に基づいて制御を行うことで、エンジン（１０）に負荷がかかる前にエンジン回転数（Ｎ）の制御を行うものである。
【００１２】
請求項５においては、請求項２記載のインバータ式エンジン発電装置において、前記制御装置（５０）における負荷遮断処理の制御は、変動前の負荷率［Ｌ（ｎ）］が予め定められた上基準値以上であるか否か判定し、変動前の負荷率［Ｌ（ｎ）］が上基準値以上である場合、急負荷処理に移行し、変動前の負荷率［Ｌ（ｎ）］が上基準値以上でない場合、変動後の負荷率［Ｌ（ｎ＋１）］が予め定められた下基準値以下であるか否か判定し、変動後の負荷率［Ｌ（ｎ＋１）］が下基準値以下でない場合、急負荷処理の制御に移行し、変動後の負荷率［Ｌ（ｎ＋１）］が下基準値以下である場合、変動後の負荷率Ｌ（ｎ）から変動後の負荷率［Ｌ（ｎ＋１）］に変動するまでの時間（ｔ）が所定時間以下であるか否か判定し、前記時間（ｔ）が所定時間以下でない場合、急負荷処理の制御に移行し、前記時間（ｔ）が所定時間以下である場合、変動後の負荷率［Ｌ（ｎ＋１）］に対応する設定エンジン回転数（Ｎｅｓ）を算出し、エンジン回転数（Ｎ）が設定エンジン回転数（Ｎｅｓ）となるように、前記アクチュエータ（４０）を作動させるものである。
【００１３】
請求項６においては、請求項２記載のインバータ式エンジン発電装置において、前記制御装置（５０）における急負荷制御は、変動後の負荷率［Ｌ（ｎ＋１）］が予め設定された急負荷設定値以上であるか否か判定し、変動後の負荷率［Ｌ（ｎ＋１）］が急負荷設定値以上である場合、エンジン回転数（Ｎ）が定格エンジン回転数（Ｎｍａｘ）となるように、前記アクチュエータ（４０）を作動させることよって、エンジン（１０）に大きな負荷がかかる前に、エンジン回転数（Ｎ）を増加させ、変動後の負荷率［Ｌ（ｎ＋１）］が急負荷設定値以上でない場合、変動後の負荷率［Ｌ（ｎ＋１）］に対応する目標エンジン回転数［Ｎｔａ（ｎ＋１）］を算出し、エンジン回転数（Ｎ）が目標エンジン回転数「Ｎｔａ（ｎ＋１）］となるように、前記アクチュエータ（４０）を作動させるものである。
【００１４】
請求項７においては、機械式調速機構（１１）と燃料噴射ポンプを有するエンジン（１０）と、前記機械式調速機構（１１）を駆動させることで前記エンジン（１０）の回転数を変更するアクチュエータ（４０）と、前記エンジン（１０）により駆動される発電機（２０）と、前記発電機（２０）の出力を所定の周波数の交流電流に変換するインバータ（３０）と、前記インバータ（３０）の出力電流を検出するインバータ出力検出手段（４１）と、前記エンジン（１０）の回転数を検出するエンジン回転数検出手段（４２）と、前記エンジン（１０）の回転数検出値に基づいて前記アクチュエータ（４０）を作動させる制御装置（５０）とを具備したインバータ式エンジン発電装置（１）において、インバータ式エンジン発電装置（１）のキースイッチ（４６）が投入され、セルモータ（４７）の駆動を開始した後に、前記エンジン回転数検出手段（４２）により検出される実エンジン回転数（Ｎｒｅ）が予め定められた始動時設定値以上であるか否か判定し、実エンジン回転数（Ｎｒｅ）が始動時設定値以上である場合、前記セルモータ（４７）によるエンジン（１０）の始動動作を終了してエンジン（１０）を保護するエンジン保護モードに基づく制御を開始し、エンジン回転数検出手段（４２）により検出される実エンジン回転数（Ｎｒｅ）が予め定められた高速回転設定値以上であるか否か判定し、実エンジン回転数（Ｎｒｅ）が高速回転設定値以上である場合、目標エンジン回転数（Ｎｔａ）と実エンジン回転数（Ｎｒｅ）との差を算出し、前記差を目標エンジン回転数（Ｎｔａ）に加えた値を補正後の目標エンジン回転数（Ｎｔａ（ｎ＋１））とし、補正後の目標エンジン回転数（Ｎｔａ（ｎ＋１）となるように、前記アクチュエータ（４０）を作動させ、該アクチュエータ（４０）を作動させた後、前記補正後の目標エンジン回転数（Ｎｔａ）と実エンジン回転数（Ｎｒｅ）との差を算出し、当該誤差が誤差設定値以上であるか否か判定し、前記誤差が誤差設定値以上である場合、目標エンジン回転数（Ｎｔａ）の補正を再度行うものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１６】
請求項１によれば、従来のインバータ式エンジン発電装置においては、インバータの出力電流にのみ基づいて前記エンジン回転数を制御するため、実エンジン回転数は考慮されず、目標エンジン回転数と実エンジン回転数とに誤差が発生する場合があったが、インバータの出力電流の変化をアクチュエータにより機械式調速機構に付加して、当該機械式調速機構が有する設定回転数変更手段を回動操作することにより、当該設定回転数変更手段と連動連結された燃料噴射ポンプのコントロールラック位置を調整して、エンジン回転数を設定し、実エンジン回転数に基づいて、エンジン回転数を正確に制御することが可能となる。また、インバータの出力電流に基づいて演算される目標エンジン回転数を、実エンジン回転数に基づいて補正するため、エンジン回転数を正確に制御することができる。
【００１７】
請求項２によれば、インバータの出力電流に基づいて演算される目標エンジン回転数を実エンジン回転数に基づいて補正するため、エンジン回転数を正確に制御することができる。これにより、微少な負荷変動に反応してエンジン回転数が細かく変動することを防止し、騒音フィーリングの悪化を抑制することができる。
【００１８】
請求項３によれば、過出力保護処理の制御を行うことにより、前記インバータ及びインバータ式エンジン発電装置に接続される負荷機器に対して、過電流が流れることを防止することができる。
【００１９】
請求項４によれば、回転数処理の制御を行うことにより、前記発電装置にかかる負荷の変動に応じて、エンジン回転数を適切な値に制御し、インバータの出力電流に基づいて制御を行うことで、エンジンに負荷がかかる前に、エンジン回転数の制御を行うことが可能となる。
【００２０】
請求項５によれば、負荷遮断処理の制御を行うことにより、エンジンにかかる負荷が急激に低下し、エンジン回転数が急激に上昇する場合に備え、設定エンジン回転数をエンジン回転数の急激な上昇を抑制できる程度に十分小さい値に定めておくことで、騒音や排気量の増加を防止することができる。
【００２１】
請求項６によれば、急負荷処理の制御を行うことにより、エンジンに大きな負荷がかかる前に、エンジン回転数を増加させ、前記負荷によるエンジン回転数の減少及びエンジンストールを防止することができる。
【００２２】
請求項７によれば、エンジンが始動されていない場合に、目標エンジン回転数設定用アクチュエータが作動することを防止できる。
また、セルモータが、始動したエンジンにより回される現象（オーバーラン）の発生を防止することができる。
また、前記オーバーランの発生防止のために、セーフティリレー等の専用部品を別途装備する必要がないため、部品コストの低減を図ることができる。
また、実エンジン回転数に基づいてエンジンを保護するための制御開始のタイミングを決定することができる。これによって、ダイナモ等の充電装置の電圧により前記タイミングを決定する場合に比べて、前記充電装置の個体差によるばらつきのない前記タイミングの決定ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下では、図１を用いて本発明に係るインバータ式エンジン発電装置の実施の一形態であるインバータ式エンジン発電装置（以下、単に「発電装置」と記す）１の概略構成について説明する。
【００２４】
発電装置１は、所定の周波数の交流電流を発生するものである。図１に示すように、発電装置１は、主としてエンジン１０、発電機２０、インバータ３０、アクチュエータ４０、インバータ出力検出手段４１、エンジン回転数検出手段４２、冷却水温度検出手段４３、潤滑油温度検出手段４４、入力手段４５、キースイッチ４６、セルモータ４７、制御装置５０等を備える。
【００２５】
エンジン１０は、発電装置１が備える他の機器を駆動するための動力を発生するものである。エンジン１０は、主として機械式調速機構１１、燃料噴射ポンプ（図示せず）等を備える。
【００２６】
機械式調速機構１１は、エンジン１０の回転数を設定するとともに、エンジン１０に対する負荷の変動による前記回転数の変化を抑制するものである。エンジン１０は、機械式調速機構１１により、多少の負荷変動が生じた場合においても、略一定の回転数を保持することができる。機械式調速機構１１は、主として設定回転数変更手段（図示せず）、ガバナレバー（図示せず）等を備える。
【００２７】
前記設定回転数変更手段（例えば、レギュレータレバー等）は、前記ガバナレバー等と連動連結される。前記設定回転数変更手段が回動操作されることにより、前記ガバナレバー等を介して前記燃料噴射ポンプのコントロールラック位置が調節される。前記コントロールラックの位置が調節されることにより、エンジン１０への燃料の供給量が調節される。前記燃料の供給量が調節されることにより、エンジン１０の回転数が調節される。また、エンジン１０への燃料の供給を遮断することにより、エンジン１０が停止される。すなわち、前記設定回転数変更手段が回動操作されることにより、エンジン１０の回転数が調節又は停止される。
【００２８】
発電機２０は、エンジン１０の動力により駆動され、発電するものである。インバータ３０は、発電機２０により発電された電流を整流した後に、所定の周波数の交流電流に変換するものである。インバータ３０には、基準出力電流Ｉｐｅが設定される。基準出力電流Ｉｐｅは、インバータ３０が備える素子を保護するために設定される電流値である。発電装置１に接続される負荷機器の要求により、インバータ３０が基準出力電流Ｉｐｅを超える電流を出力した場合、インバータ３０は当該電流の出力を停止する。これによって、インバータ３０に過大な電流が流れることを防止し、前記素子の損壊を防止する。なお、基準出力電流Ｉｐｅの代わりに基準出力電圧を設定し、インバータ３０の出力電圧が、前記許容出力電圧を越えないように制御することも可能である。
【００２９】
アクチュエータ４０は、機械式調速機構１１を作動させるものである。より詳細には、アクチュエータ４０は、機械式調速機構１１が備える前記設定回転数変更手段を作動させるものである。アクチュエータ４０は、具体的には、ステッピングモータや油圧シリンダ等で構成される。アクチュエータ４０が前記設定回転数変更手段を回動操作することにより、エンジン１０の回転数が調節又は停止される。
【００３０】
なお、発電装置１は、エンジン１０の回転数を調節するためのアクチュエータと、エンジン１０を停止するためのアクチュエータと、を別個に備える構成とすることも可能である。
【００３１】
インバータ出力検出手段４１は、インバータ３０の出力電流Ｉを検出するものである。インバータ出力検出手段４１は、具体的にはカレントトランス等の電流検出器で構成される。
【００３２】
エンジン回転数検出手段４２は、エンジン１０の実際の回転数（以下、単に「実エンジン回転数」と記す）Ｎｒｅを検出するものである。エンジン回転数検出手段４２は、具体的には磁気ピックアップ式の回転数センサやロータリエンコーダ等で構成される。
【００３３】
冷却水温度検出手段４３は、エンジン１０の冷却水の温度（以下、単に「冷却水温度」と記す）ＴＷを検出するものである。
【００３４】
潤滑油温度検出手段４４は、エンジン１０の潤滑油の温度（以下、単に「潤滑油温度」と記す）ＴＯを検出するものである。
【００３５】
入力手段４５は、後述するソフトスタート制御モード及びＦ／Ｖ制御モードのいずれか一方を選択するものである。入力手段４５は、具体的にはスライドスイッチ、セレクタスイッチ、押しボタンスイッチ等の種々のスイッチやタッチパネル等で構成される。
【００３６】
キースイッチ４６は、エンジン１０の始動を指示するものである。キースイッチ４６は、発電装置１の外周に設けられる操作パネル等の、オペレータが操作することが可能な位置に配置される。
【００３７】
セルモータ４７は、エンジン１０を始動させるものである。セルモータ４７が駆動すると同時に、セルモータ４７が有するピニオンと、エンジン１０が有するフライホイールに設けられたリングギヤと、が噛み合う。これによって、セルモータ４７により前記フライホイールが回動され、エンジン１０が始動される。
【００３８】
以下では、図１及び図２を用いて、制御装置５０について説明する。制御装置５０は、種々のプログラムやデータ等に基づいてアクチュエータ４０の動作等を制御するものである。図１に示すように、制御装置５０は、主として記憶部５１、演算部（図示せず）等を備える。
【００３９】
記憶部５１は、各種制御プログラムを格納するＲＯＭ及びデータ格納やプログラム実行のためのワークエリアとして利用されるＲＡＭ等により構成される。記憶部５１は、制御装置５０が制御を行うための種々のプログラムやデータ（例えば、エンジンマップ）等を格納する。
【００４０】
記憶部５１は、図２に示すような、インバータの負荷率Ｌと、当該負荷率Ｌに対応する適切なエンジン１０の回転数（以下、単に「エンジン回転数」と記す）Ｎである目標エンジン回転数Ｎｔａとの関係を示すエンジンマップを格納する。負荷率Ｌとは、インバータ３０の定格時の出力電流に対する、インバータ３０の実際の出力電流の割合を百分率（０％〜１００％）で表したものである。
【００４１】
前記エンジンマップに示される負荷率Ｌと目標エンジン回転数Ｎｔａとの相関関係は、予め数値計算や実験等により決定される。目標エンジン回転数Ｎｔａは、エンジン１０が発生する騒音や、排気ガス量をできる限り抑えることができるよう考慮して決定される。前記エンジンマップに基づいて、インバータ３０の負荷率Ｌに対応する適正なエンジン回転数Ｎでエンジン１０を運転することにより、必要以上の燃料消費や、騒音及び排気ガスの発生を抑制することができる。
【００４２】
図２に示すように、負荷率Ｌが０％の場合（無負荷時）に対応する目標エンジン回転数Ｎｔａを、無負荷エンジン回転数Ｎｍｉｎとする。また、負荷率Ｌが１００％の場合（定格時）に対応する目標エンジン回転数Ｎｔａを、定格エンジン回転数Ｎｍａｘとする。なお、図２に示す前記エンジンマップは例示であり、負荷率Ｌと目標エンジン回転数Ｎｔａとの相関関係は、これに限るものではない。
【００４３】
前記演算部は、種々のプログラムやデータ等に基づいて演算を行うマイクロコンピュータ等により構成される。前記演算部は、記憶部５１が格納する種々のプログラムやデータ等に基づいて演算を行い、アクチュエータ４０の動作等を制御する。
【００４４】
制御装置５０は、インバータ出力検出手段４１と接続され、インバータ出力検出手段４１により検出されるインバータ３０の出力電流Ｉの値を取得することができる。制御装置５０は、エンジン回転数検出手段４２に接続され、エンジン回転数検出手段４２により検出される実エンジン回転数Ｎｒｅの値を取得することができる。制御装置５０は、冷却水温度検出手段４３に接続され、冷却水温度検出手段４３により検出されるエンジン１０の冷却水温度ＴＷの値を取得することができる。制御装置５０は、潤滑油温度検出手段４４に接続され、潤滑油温度検出手段４４により検出されるエンジン１０の潤滑油温度ＴＯの値を取得することができる。制御装置５０は、入力手段４５に接続され、ソフトスタート制御モード及びＦ／Ｖ制御モードのうち、入力手段４５により選択された制御モードを検出することができる。制御装置５０は、キースイッチ４６に接続され、キースイッチ４６が投入（オン）状態にある場合に、その旨の信号を取得することができる。
【００４５】
制御装置５０は、インバータ３０に接続され、インバータ３０の周波数を制御することができる。制御装置５０は、アクチュエータ４０に接続され、アクチュエータ４０の動作を制御することができる。制御装置５０は、セルモータ４７に接続され、セルモータ４７の動作を制御することができる。
【００４６】
制御装置５０は、キースイッチ４６がオン状態にある旨の信号を取得した場合、セルモータ４７を駆動し、エンジン１０を始動させる。
【００４７】
以下では、図３から図９までを用いて、制御装置５０による発電装置１の制御について説明する。
【００４８】
制御装置５０は、発電装置１が備えるキースイッチ４６がオン状態になると、図３に示す制御を開始する。
【００４９】
図３に示すように、ステップＳ１００において、制御装置５０は、ソフトスタート制御モード及びＦ／Ｖ制御モードのうち入力手段４５により選択された制御モードに基づく制御を開始する。
【００５０】
以下では、図４を用いて、制御装置５０のソフトスタート制御モードに基づく制御について具体的に説明する。前記ソフトスタート制御モードは、コンデンサ等を用いたソフトスタート用の回路を用いることで実現される。制御装置５０は、時間Ａにおいて負荷機器が投入されると、インバータ３０の出力電流Ｉを、前記負荷機器の要求電流にかかわらず、前記負荷機器の定常時における要求電流Ｉｃｏまで漸次または段階的に増加させる。この際の出力電流Ｉの増加率は、突入電流Ｉｒｕの発生を防止するために適切な値となるように、実験や数値計算等に基づいて予め決定され、当該決定に基づいて制御回路が設計される。ここで、突入電流Ｉｒｕとは、前記負荷機器が起動時に要求する電流である。突入電流Ｉｒｕは、前記負荷機器の定常時における要求電流Ｉｃｏよりも、大きな電流である。
【００５１】
制御装置５０が、ソフトスタート制御モードに基づく制御を行うことにより、インバータ３０が突入電流Ｉｒｕを出力することを防止することができる。つまりは、出力電流Ｉが基準出力電流Ｉｐｅを超えることを防止することができる。これによって、インバータ３０は出力を停止することがないため、前記負荷機器を始動させることができる。また、突入電流Ｉｒｕを許容するための大容量インバータを用いる必要がないため、部品コストを抑えることができる。
【００５２】
図５を用いて、制御装置５０のＦ／Ｖ制御モードに基づく制御について具体的に説明する。制御装置５０は、時間Ｂにおいて負荷機器が投入されると、インバータ周波数Ｆを、所定のインバータ周波数Ｆｌｏから定格インバータ周波数Ｆｃｏまで段階的に増加させる。これにより、インバータ３０の出力電流Ｉを、前記負荷機器の要求電流にかかわらず、前記負荷機器の定常時の要求電流Ｉｃｏまで漸次または段階的に増加させる。これによって、インバータ３０に、前記負荷機器の突入電流Ｉｒｕが流れることを防止することができる。この際のインバータ周波数Ｆの増加率は、突入電流Ｉｒｕの発生を防止するために適切な値となるように、実験や数値計算等に基づいて予め設定される。
【００５３】
制御装置５０が、Ｆ／Ｖ制御モードに基づく制御を行うことにより、インバータ３０が突入電流Ｉｒｕを出力することを防止することができる。つまりは、出力電流Ｉが基準出力電流Ｉｐｅを超えることを防止することができる。これによって、インバータ３０は出力を停止することがないため、前記負荷機器を始動させることができる。また、突入電流Ｉｒｕを許容するための大容量インバータを用いる必要がないため、部品コストを抑えることができる。また、インバータ周波数Ｆの増加率を所望の値に変更するだけで、出力電流Ｉの増加率も変更することができ、種々の負荷機器に対応した制御を容易に行うことができる。
【００５４】
また、オペレータによって入力手段４５が操作されることにより、ソフトスタート制御モード及びＦ／Ｖ制御モードのいずれか一方を任意に選択することができる。これによって、発電装置１の運転状況や、発電装置１に接続される負荷機器の変更に合わせて、制御方法を任意に選択することができる。
【００５５】
なお、本実施形態において、制御装置５０は、ステップＳ１００において入力手段４５により選択された制御モードに基づく制御を開始するものとしたが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、記憶部５１に予め記憶される設定や、ディップスイッチ等による設定等に基づいて、ソフトスタート制御モード及びＦ／Ｖ制御モードのいずれか一方を選択する構成とすることも可能である。前記設定は、発電装置１の出荷時等に予め設定される。これによって、発電装置１の使用環境や販売地域、ユーザーのニーズ等に応じて予め選択する制御モードを設定しておくことが可能である。
【００５６】
図３に示すように、制御装置５０は、入力手段４５により選択された制御モードに基づく制御を開始した後、ステップＳ１１０に移行する。
【００５７】
ステップＳ１１０において、制御装置５０は、エンジン回転数Ｎが無負荷エンジン回転数Ｎｍｉｎとなるように、アクチュエータ４０を作動させる。つまり、無負荷エンジン回転数Ｎｍｉｎに対応する作動量だけ、アクチュエータ４０を作動させる。記憶部５１には、アクチュエータ４０の作動量と、当該作動量だけアクチュエータ４０を作動させた場合のエンジン回転数Ｎと、の相関関係が予めマップ等により記憶される。制御装置５０は、当該相関関係に基づいて、所望のエンジン回転数Ｎに対応する作動量だけアクチュエータ４０を作動させることにより、エンジン回転数Ｎを制御することができる。制御装置５０は、アクチュエータ４０を作動させた後、ステップＳ１２０に移行する。
【００５８】
ステップＳ１２０において、制御装置５０は、出力電流Ｉに基づいて、発電装置１に負荷がかかっているか否かを判定する。具体的には、記憶部５１には、無負荷状態における出力電流（以下、単に「無負荷出力電流」と記す）Ｉｍｉｎが予め記憶される。制御装置５０は、出力電流Ｉと無負荷出力電流Ｉｍｉｎとを比較する。制御装置５０は、出力電流Ｉが無負荷出力電流Ｉｍｉｎを超える値であれば、発電装置１に負荷がかかっていると判定する。また、制御装置５０は、出力電流Ｉが無負荷出力電流Ｉｍｉｎ以下の値であれば、発電装置１に負荷がかかっていないと判定する。その結果、制御装置５０は、発電装置１に負荷がかかっていない場合には、ステップＳ１２０の処理を再度行う。ステップＳ１２０の処理を行っている間は、エンジン１０は必要最低限の回転数（無負荷エンジン回転数Ｎｍｉｎ）で運転されるため、エネルギー（燃料）消費及び排気ガスの排出量は少なく、騒音も小さい状態に保たれる。また、制御装置５０は、発電装置１に負荷がかかっている場合には、ステップＳ１３０に移行する。
【００５９】
ステップＳ１３０において、制御装置５０は、過出力保護制御を行う。以下では、図６を用いて、ステップＳ１３０における過出力保護処理の詳細について説明する。
【００６０】
ステップＳ１３１において、制御装置５０は、出力電流Ｉが、予め記憶部５１に記憶される設定値（以下、単に「許容出力電流」と記す）Ｉｔｈ以上であるか否かを判定する。その結果、制御装置５０は、出力電流Ｉが許容出力電流Ｉｔｈ以上である場合には、ステップＳ１３２に移行する。また、制御装置５０は、出力電流Ｉが許容出力電流Ｉｔｈ以上でない、すなわち、許容出力電流Ｉｔｈ未満である場合には、ステップＳ１４０（図３参照）に移行する。
【００６１】
ステップＳ１３２において、制御装置５０は、アクチュエータ４０を作動させ、エンジン１０への燃料の供給を遮断し、エンジン１０を停止する。これによって、インバータ３０及び発電装置１に接続される負荷機器に対して、過電流が流れることを防止し、インバータ３０が備える素子等の損壊を防止することができる。
【００６２】
図３に示すように、ステップＳ１４０において、制御装置５０は、回転数処理を行う。以下では、図７を用いて、ステップＳ１４０における回転数処理の詳細について説明する。
【００６３】
ステップＳ１４１において、制御装置５０は、インバータ出力検出手段４１により検出される出力電流Ｉ、及び記憶部５１に予め記憶されるインバータ３０の定格時の出力電流に基づいて、負荷率Ｌ（ｎ）を算出する。制御装置５０は、負荷率Ｌ（ｎ）を算出した後、ステップＳ１４２に移行する。
【００６４】
ステップＳ１４２において、制御装置５０は、前記エンジンマップに基づいて、負荷率Ｌ（ｎ）に対応する目標エンジン回転数Ｎｔａ（ｎ）を算出する。制御装置５０は、目標エンジン回転数Ｎｔａ（ｎ）を算出した後、ステップＳ１４３に移行する。
【００６５】
ステップＳ１４３において、制御装置５０は、エンジン回転数Ｎが目標エンジン回転数Ｎｔａ（ｎ）となるように、アクチュエータ４０を作動させる。つまり、目標エンジン回転数Ｎｔａ（ｎ）に対応する作動量だけ、アクチュエータ４０を作動させる。これによって、発電装置１にかかる負荷の変動に応じて、エンジン回転数Ｎを適切な値に制御することができる。また、インバータ３０の出力電流Ｉに基づいて制御を行うことで、エンジン１０に負荷がかかる前に、エンジン回転数Ｎの制御を行うことができる。制御装置５０は、アクチュエータ４０を作動させた後、ステップＳ１５０（図３参照）に移行する。
【００６６】
図３に示すように、ステップＳ１５０において、制御装置５０は、出力電流Ｉが、ステップＳ１４０において前記回転数処理を行った際の値から変動したか否かを判定する。その結果、制御装置５０は、出力電流Ｉが、前記回転数処理を行った際の値から変動していない場合には、ステップＳ１５０の処理を再度行う。また、制御装置５０は、出力電流Ｉが、前記回転数処理を行った際の値から変動した場合には、ステップＳ１６０に移行する。
【００６７】
ステップＳ１６０において、制御装置５０は、発電装置１に負荷がかかっているか否かを判定する。その結果、制御装置５０は、発電装置１に負荷がかかっていない場合には、ステップＳ１００に移行する。また、制御装置５０は、発電装置１に負荷がかかっている場合には、ステップＳ１７０に移行する。
【００６８】
ステップＳ１７０において、制御装置５０は、新たに負荷率Ｌ（ｎ＋１）を算出する。負荷率Ｌ（ｎ＋１）とは、ステップＳ１５０において検出される出力電流Ｉが変動した後の負荷率Ｌであり、負荷率Ｌ（ｎ）とは、当該変動前の負荷率Ｌである。制御装置５０は、負荷率Ｌ（ｎ＋１）を算出した後、ステップＳ１８０に移行する。
【００６９】
ステップＳ１８０において、制御装置５０は、負荷率Ｌ（ｎ）に対する負荷率Ｌ（ｎ＋１）の変動率（負荷変動率Ｌｖｏ）を算出する。ここで、負荷変動率Ｌｖｏ（％）は、Ｌｖｏ＝｜｛Ｌ（ｎ＋１）−Ｌ（ｎ）｝／Ｌ（ｎ）×１００｜で算出される。制御装置５０は、負荷変動率Ｌｖｏを算出した後、ステップＳ１９０に移行する。
【００７０】
ステップＳ１９０において、制御装置５０は、負荷変動率Ｌｖｏが予め設定された設定値（本実施形態では１０（％））以上であるか否か判定する。その結果、制御装置５０は、負荷変動率Ｌｖｏが１０（％）以上でない、すなわち、１０（％）未満である場合には、ステップＳ１５０に移行する。また、制御装置５０は、負荷変動率Ｌｖｏが１０（％）以上である場合には、ステップＳ２００に移行する。このように構成することにより、制御装置５０は、負荷変動率Ｌｖｏが前記設定値以上となる場合だけ、後述するステップＳ２００及びＳ２１０においてアクチュエータ４０を作動させる。これによって、微少な負荷変動に反応してエンジン回転数Ｎが細かく変動することを防止し、騒音フィーリング（騒音の変動による不快感）の悪化を抑制することができる。
【００７１】
なお、ステップＳ１９０において、負荷変動率Ｌｖｏが１０（％）以上であるか否かを判定したが、当該判定の基準となる値は例示であり、１０（％）に限るものではない。前記基準となる値は、実験や数値計算等に基づいて、騒音フィーリングの悪化を防止できるように定められる、設定値である。
【００７２】
ステップＳ２００において、制御装置５０は、負荷遮断処理を行う。以下では、図８を用いて、ステップＳ２００における負荷遮断処理の詳細について説明する。
【００７３】
ステップＳ２０１において、制御装置５０は、負荷率Ｌ（ｎ）が予め定められた設定値（本実施形態では８０（％））以上であるか否か判定する。その結果、制御装置５０は、負荷率Ｌ（ｎ）が８０（％）以上である場合には、ステップＳ２０２に移行する。また、制御装置５０は、負荷率Ｌ（ｎ）が８０（％）以上でない、すなわち、８０（％）未満である場合には、ステップＳ２１０（図３参照）に移行する。
【００７４】
ステップＳ２０２において、制御装置５０は、負荷率Ｌ（ｎ＋１）が予め定められた設定値（本実施形態では２０（％））以下であるか否か判定する。すなわち、制御装置５０は、ステップＳ２０１及びＳ２０２の処理を行うことにより、負荷率Ｌが、所定負荷率幅（本実施形態では６０（％））以上減少したか否かを判定する。その結果、制御装置５０は、負荷率Ｌ（ｎ＋１）が２０（％）以下である場合には、ステップＳ２０３に移行する。また、制御装置５０は、負荷率Ｌ（ｎ＋１）が２０（％）以下でない、すなわち、２０（％）を超える場合には、ステップＳ２１０（図３参照）に移行する。
【００７５】
ステップＳ２０３において、制御装置５０は、負荷率Ｌが、負荷率Ｌ（ｎ）から負荷率Ｌ（ｎ＋１）に変動するまでの時間ｔが所定時間（本実施形態では０．３（ｓ））以下であるか否か判定する。その結果、制御装置５０は、前記時間ｔが０．３（ｓ）以下である場合には、ステップＳ２０４に移行する。また、制御装置５０は、前記時間ｔが０．３（ｓ）以下でない、すなわち、０．３（ｓ）を超える場合には、ステップＳ２１０（図３参照）に移行する。
【００７６】
ステップＳ２０４において、制御装置５０は、負荷率Ｌ（ｎ＋１）に対応する設定エンジン回転数Ｎｅｓを算出する。設定エンジン回転数Ｎｅｓとは、負荷率Ｌが、前記設定時間以内に、前記設定負荷率幅以上減少した際に、制御装置５０により変更されるエンジン回転数Ｎの目標値である。負荷率Ｌと、当該負荷率Ｌに対応する適切な設定エンジン回転数Ｎｅｓとの相関関係は、実験や数値計算等に基づいて予め定められ、記憶部５１に記憶される。制御装置５０は、当該相関関係に基づいて、負荷率Ｌに対応する設定エンジン回転数Ｎｅｓを算出する。制御装置５０は、設定エンジン回転数Ｎｅｓを算出した後、ステップＳ２０５に移行する。
【００７７】
ステップＳ２０５において、制御装置５０は、エンジン回転数Ｎが、設定エンジン回転数Ｎｅｓとなるように、アクチュエータ４０を作動させる。つまり、設定エンジン回転数Ｎｅｓに対応する作動量だけ、アクチュエータ４０を作動させる。これによって、制御装置５０は、負荷率Ｌが前記設定時間以内に、前記設定負荷率幅以上減少した際に、エンジン回転数Ｎを設定エンジン回転数Ｎｅｓに制御する。エンジン１０にかかる負荷が急激に低下した場合、エンジン回転数Ｎが急激に上昇する場合がある。これにより、エンジン１０から発生される騒音や排気量が増加する。しかし、設定エンジン回転数Ｎｅｓを、上記エンジン回転数Ｎの急激な上昇を抑制できる程度に十分小さい値に定めておくことで、騒音や排気量の増加を防止することができる。制御装置５０は、アクチュエータ４０を作動させた後、ステップＳ２１０（図３参照）に移行する。
【００７８】
本実施形態のステップＳ２０１及びＳ２０２において、負荷率Ｌの判定の基準値として８０（％）及び２０（％）という値を用いたが、当該判定の基準値は例示であり、これに限るものではない。つまり、前記判定の基準値は、負荷率Ｌ（ｎ）からＬ（ｎ＋１）まで前記所定負荷率幅以上減少したことが判定できる値に定められる。本実施形態の前記所定負荷率幅は、６０（％）という値を用いたが、本発明はこれに限るものではく、実験や数値計算等に基づいて定められる。
【００７９】
本実施形態のステップＳ２０３において、負荷率Ｌ（ｎ）から負荷率Ｌ（ｎ＋１）に変動するまでの時間ｔの判定の基準値として０．３（ｓ）という値を用いたが、当該判定の基準値は例示であり、これに限るものではない。
【００８０】
本実施形態のステップＳ２０４において、制御装置５０は、設定エンジン回転数Ｎｅｓを算出する構成としたが、本発明はこれに限るものではない。つまり、設定エンジン回転数Ｎｅｓとして、予め記憶部５１に記憶される所定の値（例えば、「２３００ｒｐｍ」等）を用いる構成とすることも可能である。このような構成の負荷遮断処理においては、ステップＳ２０４の処理は省略される。
【００８１】
本実施形態のステップ２１５において、制御装置５０は、所定作動量幅ずつ段階的にアクチュエータ４０を作動させる構成とすることも可能である。つまり、エンジン回転数Ｎを、設定エンジン回転数Ｎｅｓに向かって、所定エンジン回転数幅（例えば、「２００ｒｐｍ」等）ずつ、段階的に減少させる構成とすることも可能である。このように構成することにより、エンジン回転数Ｎを、設定エンジン回転数Ｎｅｓまで一気に減少させる場合よりも、エンジン回転数Ｎの変化に伴って発生される騒音を低減することができる。また、急激なエンジン回転数Ｎの変化による騒音フィーリングの悪化も抑制することが可能となる。
【００８２】
図３に示すように、ステップＳ２１０において、制御装置５０は、急負荷制御を行う。以下では、図９を用いて、ステップＳ２１０における急負荷処理の詳細について説明する。
【００８３】
ステップＳ２１１において、制御装置５０は、負荷率Ｌ（ｎ＋１）が予め設定された設定値（本実施形態では９０（％））以上であるか否か判定する。その結果、制御装置５０は、負荷率Ｌ（ｎ＋１）が９０（％）以上である場合には、ステップＳ２１２に移行する。また、制御装置５０は、負荷率Ｌ（ｎ＋１）が９０（％）以上でない、すなわち、９０（％）未満である場合には、ステップＳ２１３に移行する。
【００８４】
ステップＳ２１２において、制御装置５０は、エンジン回転数Ｎが定格エンジン回転数Ｎｍａｘとなるように、アクチュエータ４０を作動させる。つまり、定格エンジン回転数Ｎｍａｘに対応する作動量だけ、アクチュエータ４０を作動させる。これによって、エンジン１０に大きな負荷がかかる前に、エンジン回転数Ｎを増加させ、前記負荷によるエンジン回転数Ｎの減少、及びエンジンストールを防止することができる。制御装置５０は、アクチュエータ４０を作動させた後、ステップＳ１５０（図３参照）に移行する。
【００８５】
なお、ステップＳ２１２において、制御装置５０は、エンジン回転数Ｎが定格エンジン回転数Ｎｍａｘとなるように制御を行ったが、本発明はこれに限るものではない。つまり、エンジン１０にかかる負荷によって、エンジン回転数Ｎの減少、及びエンジンストールが発生しない程度に十分高い、所定のエンジン回転数（例えば、許容される最大エンジン回転数）以上まで、エンジン回転数Ｎを増加させる構成であればよい。
【００８６】
また、ステップＳ２１１において、負荷率Ｌ（ｎ＋１）が、９０（％）以上であるか否かを判定したが、当該判定の基準となる値は例示であり、９０（％）に限るものではない。前記基準となる値は、実験や数値計算等に基づいて、エンジン回転数Ｎの減少、及びエンジンストールの発生を防止できるように定められる、設定値である。
【００８７】
ステップＳ２１３において、制御装置５０は、負荷率Ｌ（ｎ＋１）に対応する目標エンジン回転数Ｎｔａ（ｎ＋１）を算出する。制御装置５０は、目標エンジン回転数Ｎｔａ（ｎ＋１）を算出した後、ステップＳ２１４に移行する。
【００８８】
ステップＳ２１４において、制御装置５０は、エンジン回転数Ｎが目標エンジン回転数Ｎｔａ（ｎ＋１）となるように、アクチュエータ４０を作動させる。つまり、目標エンジン回転数Ｎｔａ（ｎ＋１）に対応する作動量だけ、アクチュエータ４０を作動させる。制御装置５０は、アクチュエータ４０を作動させた後、ステップＳ１５０に移行する。制御装置５０は、ステップＳ２１０において急負荷処理を行った後、ステップＳ１５０（図３参照）に移行する。
【００８９】
制御装置５０は、発電装置１が備えるキースイッチ４６がオフ状態になると、図３に示す制御を終了する。
【００９０】
制御装置５０は、上述した制御と並行して、以下で説明する制御を行う。制御装置５０は、キースイッチ４６が投入され、セルモータ４７の駆動を開始した後に、図１０に示す制御を開始する。ステップＳ３００において、エンジン回転数検出手段４２により検出される実エンジン回転数Ｎｒｅが、予め定められた設定値（本実施形態では６００（ｒｐｍ））以上であるか否か判定する。その結果、制御装置５０は、実エンジン回転数Ｎｒｅが６００（ｒｐｍ）以上である場合には、ステップＳ３０１に移行する。また、制御装置５０は、実エンジン回転数Ｎｒｅが６００（ｒｐｍ）以上でない、すなわち、６００（ｒｐｍ）未満である場合には、ステップＳ３００の処理を再度行う。すなわち、制御装置５０は、セルモータ４７の駆動を続行させる。
【００９１】
ステップＳ３０１において、制御装置５０は、セルモータ４７によるエンジン１０の始動動作を終了する。これによって、セルモータ４７が、始動したエンジン１０により回される現象（オーバーラン）の発生を防止することができ、セルモータ４７の損壊を防止することができる。また、前記オーバーランの発生防止のために、セーフティリレー等の専用部品を別途装備する必要がないため、部品コストの低減を図ることができる。制御装置５０は、セルモータ４７の始動動作を終了した後、ステップＳ３１０に移行する。
【００９２】
なお、ステップＳ３００において、実エンジン回転数Ｎｒｅが、６００（ｒｐｍ）以上であるか否かを判定したが、前記設定値は例示であり、６００（ｒｐｍ）に限るものではない。前記設定値は、実験や数値計算等に基づいて、セルモータ４７の損壊を防止できるように定められる。
【００９３】
ステップＳ３１０において、制御装置５０は、エンジン回転数検出手段４２により検出される実エンジン回転数Ｎｒｅが、予め定められた設定値（本実施形態では１８００（ｒｐｍ））以上であるか否か判定する。その結果、制御装置５０は、実エンジン回転数Ｎｒｅが１８００（ｒｐｍ）以上である場合には、ステップＳ３１１に移行する。また、制御装置５０は、実エンジン回転数Ｎｒｅが１８００（ｒｐｍ）以上でない、すなわち、１８００（ｒｐｍ）未満である場合には、ステップＳ３１０の処理を再度行う。すなわち、制御装置５０は、エンジン１０が始動した時の状態を維持する。
【００９４】
ステップＳ３１１において、制御装置５０は、エンジン１０を保護するためのエンジン保護モードに基づく制御を開始する。つまり、制御装置５０は、実エンジン回転数Ｎｒｅが、前記設定値以上になった時点で、前記エンジン保護モードに基づく制御を開始する。    
【００９５】
前記エンジン保護モードに基づく制御とは、種々のプログラムやデータ等に基づいてアクチュエータ４０を作動させ、所定の場合にエンジン１０を停止する制御である。前記エンジン保護モードに基づく制御の第一の実施形態として、制御装置５０は、冷却水温度検出手段４３により検出される冷却水温度ＴＷが、予め定められる許容値である許容冷却水温度ＴＷｔｈ以上であると判定した場合、アクチュエータ４０を作動させ、エンジン１０を停止する構成とすることができる。これによって、冷却水温度ＴＷが上昇することによる過負荷運転からエンジン１０を保護することができる。前記エンジン保護モードに基づく制御の第二の実施形態として、制御装置５０は、潤滑油温度検出手段４４により検出される潤滑油温度ＴＯが、予め定められる許容値である許容潤滑油温度ＴＯｔｈ以上であると判定した場合、アクチュエータ４０を作動させ、エンジン１０を停止する構成とすることも可能である。これによって、潤滑油温度ＴＯが上昇することによる過負荷運転からエンジン１０を保護することができる。前記エンジン保護モードに基づく制御の第三の実施形態として、制御装置５０は、エンジン回転数検出手段４２により検出される実エンジン回転数Ｎｒｅが、予め定められる許容値である許容エンジン回転数Ｎｔｈ以上であると判定した場合、アクチュエータ４０を作動させ、エンジン１０を停止する構成とすることも可能である。これによって、エンジン回転数異常から、エンジン１０を保護することができる。
【００９６】
前記エンジン保護モードに基づく制御を開始するタイミングは、発電装置１が備えるダイナモ等の充電装置の電圧に基づいて決定することも可能である。しかし、前記充電装置の電圧に基づくタイミングの決定は、当該充電装置の個体差によるばらつきがあり、安定しない場合がある。本実施形態の如く、実エンジン回転数Ｎｒｅに基づいて前記タイミングを決定することにより、ばらつきのない安定した前記タイミングの決定が可能となる。制御装置５０は、前記エンジン保護モードに基づく制御を開始した後、ステップＳ３２０に移行する。
【００９７】
なお、ステップＳ３１０において、実エンジン回転数Ｎｒｅが、１８００（ｒｐｍ）以上であるか否かを判定したが、前記設定値は例示であり、１８００（ｒｐｍ）に限るものではない。前記設定値は、実験や数値計算等に基づいて、制御装置５０が前記エンジン保護モードに基づく制御を適切なタイミングで開始できるように定められる。
【００９８】
ステップＳ３２０において、制御装置５０は、エンジン回転数検出手段４２により検出される実エンジン回転数Ｎｒｅが、予め定められた設定値（本実施形態では２０００（ｒｐｍ））以上であるか否か判定する。その結果、制御装置５０は、実エンジン回転数Ｎｒｅが２０００（ｒｐｍ）以上でない、すなわち、２０００（ｒｐｍ）未満である場合には、ステップＳ３１０に移行する。また、制御装置５０は、実エンジン回転数Ｎｒｅが２０００（ｒｐｍ）以上である場合には、ステップＳ３３０に移行する。上記の如く、制御装置５０は、実エンジン回転数Ｎｒｅが２０００（ｒｐｍ）以上となる場合だけ、後述するステップＳ３４０におけるアクチュエータ４０の制御を行う。すなわち、制御装置５０は、エンジン１０が確実に始動されている（実エンジン回転数Ｎｒｅが２０００（ｒｐｍ）を超えている）場合にのみ、後述するステップＳ３４０におけるアクチュエータ４０の制御を行う。これによって、エンジン１０が停止している際に制御装置５０が誤作動し、エンジン回転数Ｎを上昇させようとアクチュエータ４０を作動させ、当該アクチュエータ４０が焼損するのを防止することができる。
【００９９】
なお、ステップＳ３２０において、実エンジン回転数Ｎｒｅが、２０００（ｒｐｍ）以下であるか否かを判定したが、前記設定値は例示であり、２０００（ｒｐｍ）に限るものではない。前記設定値は、実験や数値計算等に基づいて、エンジン１０が確実に始動していると判定できるように定められる。
【０１００】
ステップＳ３３０において、制御装置５０は、目標エンジン回転数Ｎｔａを補正する。具体的には、制御装置５０は、目標エンジン回転数Ｎｔａと実エンジン回転数Ｎｒｅとの差を算出する。制御装置５０は、前記差を目標エンジン回転数Ｎｔａに加えた値を、補正後の目標エンジン回転数Ｎｔａとする。前記補正される目標エンジン回転数Ｎｔａとは、具体的には、ステップＳ１４２（図７参照）及びステップＳ２１３（図９参照）で算出される目標エンジン回転数Ｎｔａ（ｎ）及びＮｔａ（ｎ＋１）である。制御装置５０は、目標エンジン回転数Ｎｔａを補正した後、ステップＳ３４０に移行する。
【０１０１】
ステップＳ３４０において、制御装置５０は、エンジン回転数Ｎが前記補正後の目標エンジン回転数Ｎｔａとなるように、アクチュエータ４０を作動させる。つまり、前記補正後の目標エンジン回転数Ｎｔａに対応する作動量だけ、アクチュエータ４０を作動させる。これによって、エンジン回転数Ｎを、実エンジン回転数Ｎｒｅに基づいて正確に制御することができる。制御装置５０は、アクチュエータ４０を作動させた後、ステップＳ３５０に移行する。
【０１０２】
ステップＳ３５０において、制御装置５０は、前記補正後の目標エンジン回転数Ｎｔａと実エンジン回転数Ｎｒｅとの差（以下、単に「誤差」と記す）を算出し、当該誤差が設定値（本実施形態では±１５（ｒｐｍ））以上であるか否か判定する。その結果、制御装置５０は、前記誤差が±１５（ｒｐｍ）以上である場合には、ステップＳ３３０に移行する。これによって、目標エンジン回転数Ｎｔａの補正を再度行うことができ、さらに正確なエンジン回転数Ｎの制御を行うことができる。また、制御装置５０は、前記誤差が±１５（ｒｐｍ）以上でない、すなわち、±１５（ｒｐｍ）未満である場合には、図１０に示す制御を終了する。
【０１０３】
なお、ステップＳ３５０において、前記誤差が±１５（ｒｐｍ）以上であるか否かを判定したが、当該判定の基準値は例示であり、±１５（ｒｐｍ）に限るものではない。前記基準値は、実験や数値計算等に基づいて、エンジン回転数Ｎの制御に必要な精度が得られる値に定められる。
【０１０４】
以上の如く、本実施形態の発電装置１は、機械式調速機構１１を有するエンジン１０と、機械式調速機構１１を駆動させることでエンジン１０の回転数を変更するアクチュエータ４０と、エンジン１０により駆動される発電機２０と、発電機２０の出力を所定の周波数の交流電流に変換するインバータ３０と、インバータ３０の出力電流Ｉを検出するインバータ出力検出手段４１と、エンジン１０の回転数を検出するエンジン回転数検出手段４２と、インバータ出力検出手段４１により検出された出力電流Ｉから負荷率Ｌを算出し、算出した負荷率Ｌに対応する目標エンジン回転数Ｎｔａを算出し、エンジン回転数検出手段４２により検出されたエンジン１０の回転数に基づいて目標エンジン回転数Ｎｔａを補正し、補正後の目標エンジン回転数Ｎｔａに対応する作動量だけアクチュエータ４０を作動させるものである。このように構成することにより、インバータの出力電流Ｉに基づいて演算される目標エンジン回転数Ｎｔａを、実エンジン回転数Ｎｒｅに基づいて補正するため、エンジン回転数Ｎを正確に制御することができる。
【０１０５】
また、制御装置５０は、エンジン回転数検出手段４２により検出されたエンジン１０の回転数が予め定められた第一設定値（２０００ｒｐｍ）以上か否かを判定し、エンジン１０の回転数が前記第一設定値（２０００ｒｐｍ）以上となる場合だけ、アクチュエータ４０を作動させるものである。このように構成することにより、エンジン１０が始動されていない場合に、目標エンジン回転数設定用アクチュエータ１２が誤って作動され、損壊することを防止できる。
【０１０６】
また、制御装置５０は、エンジン回転数検出手段４２により検出されたエンジン１０の回転数が予め定められた第二設定値（６００ｒｐｍ）以上か否かを判定し、エンジン１０の回転数が前記第二設定値（６００ｒｐｍ）以上の場合、セルモータ４７によるエンジン１０の始動動作を解除するものである。このように構成することにより、セルモータ４７が、始動したエンジン１０により回される現象（オーバーラン）の発生を防止することができる。これによって、セルモータ４７の損壊を防止することができる。また、前記オーバーランの発生防止のために、セーフティリレー等の専用部品を別途装備する必要がないため、部品コストの低減を図ることができる。
【０１０７】
また、制御装置５０は、エンジン回転数検出手段４２により検出されたエンジン１０の回転数が予め定められた第三設定値（１８００ｒｐｍ）以上か否かを判定し、エンジン１０の回転数が前記第三設定値（１８００ｒｐｍ）以上の場合、前記エンジンを保護するためのエンジン保護モードに基づく制御を開始するものである。このように構成することにより、実エンジン回転数Ｎｒｅに基づいてエンジン１０を保護するための制御開始のタイミングを決定することができる。これによって、ダイナモ等の充電装置の電圧により前記タイミングを決定する場合に比べて、前記充電装置の個体差によるばらつきのない前記タイミングの決定ができる。
【０１０８】
また、発電装置１は、エンジン１０の冷却水の温度（冷却水温度ＴＷ）を検出する冷却水温度検出手段４３を備え、制御装置５０は、前記エンジン保護モードに基づく制御において、エンジン１０の冷却水の温度（冷却水温度ＴＷ）が予め定められる許容冷却水温度ＴＷｔｈ以上か否かを判定し、エンジン１０の冷却水の温度（冷却水温度ＴＷ）が許容冷却水温度ＴＷｔｈ以上の場合、エンジン１０が停止するように、アクチュエータ４０を作動させるものである。このように構成することにより、冷却水温度ＴＷが上昇することによる過負荷運転からエンジン１０を保護することができる。
【０１０９】
また、発電装置１は、エンジン１０の潤滑油の温度（潤滑油温度ＴＯ）を検出する潤滑油温度検出手段４４を備え、制御装置５０は、前記エンジン保護モードに基づく制御において、エンジン１０の潤滑油の温度（潤滑油温度ＴＯ）が予め定められる許容潤滑油温度ＴＯｔｈ以上か否かを判定し、エンジン１０の潤滑油の温度（潤滑油温度ＴＯ）が許容潤滑油温度ＴＯｔｈ以上の場合、エンジン１０が停止するように、アクチュエータ４０を作動させるものである。このように構成することにより、潤滑油温度ＴＯが上昇することによる過負荷運転からエンジン１０を保護することができる。
【０１１０】
また、制御装置５０は、前記エンジン保護モードに基づく制御において、実エンジン回転数Ｎｒｅが予め定められる許容エンジン回転数Ｎｔｈ以上か否かを判定し、実エンジン回転数Ｎｒｅが許容エンジン回転数Ｎｔｈ以上の場合、エンジン１０が停止するように、アクチュエータ４０を作動させるものである。このように構成することにより、エンジン回転数Ｎ異常からエンジン１０を保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明の一実施形態に係るインバータ式エンジン発電装置の構成を示すブロック図。
【図２】同じくエンジンマップを示す模式図。
【図３】同じく制御装置による制御を示すフローチャート。
【図４】同じくソフトスタート制御モードに基づく制御態様を示す概略図。
【図５】同じくＦ／Ｖ制御モードに基づく制御態様を示す概略図。
【図６】同じく過出力保護処理を示すフローチャート。
【図７】同じく回転数処理を示すフローチャート。
【図８】同じく負荷遮断処理を示すフローチャート。
【図９】同じく急負荷処理を示すフローチャート。
【図１０】同じく制御装置による制御を示すフローチャート。
【符号の説明】
【０１１２】
１    インバータ式エンジン発電装置
１０  エンジン
２０  発電機
３０  インバータ
４０  アクチュエータ
４１  インバータ出力検出手段
４２  エンジン回転数検出手段
４３  冷却水温度検出手段
４４  潤滑油温度検出手段
５０  制御装置
【図１】
0005048548.tif 000002
【図２】
0005048548.tif 000003
【図３】
0005048548.tif 000004
【図４】
0005048548.tif 000005
【図５】
0005048548.tif 000006
【図６】
0005048548.tif 000007
【図７】
0005048548.tif 000008
【図８】
0005048548.tif 000009
【図９】
0005048548.tif 000010
【図１０】
0005048548.tif 000011