(57)【要約】【課題】エンジンに直結された発電機によって発電がなされるともに、該エンジンの排熱によって水を加熱して給湯するいわゆるコジェネレーション装置における発電機用の駆動エンジンにおいて、始動時、特に冷態始動時にエンストが発生することなくスムーズに回転上昇するエンジン始動装置および始動方法を提供すること。【解決手段】エンジン９の冷態状態を検出する冷態検出手段１００と、該冷態検出手段１００によって冷態時と判断したとき、エンジン９の始動の際に該エンジンを前記発電機７によってモータリングする起動インバータ３７を備え、エンジン起動後に前記発電機７によって発電される電流値が発電電流閾値を超えるまで起動インバータ３７を切り離さずに前記発電機７によるモータリングが継続されるように構成した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機を駆動する発電機用エンジンの起動装置において、
エンジン始動の際に該エンジンを前記発電機によってモータリングする起動インバータを備え、エンジン起動後に前記発電機によって発電される電流値が発電電流閾値を超えるまで起動インバータを切り離さずに前記発電機によるモータリングが継続されることを特徴とする発電用エンジンの始動装置。
【請求項２】
前記エンジンの冷態状態を検出する冷態検出手段を備え、該冷態検出手段によって冷態時と判断したとき、前記モータリング制御手段が作動されることを特徴とする請求項１記載の発電用エンジンの始動装置。
【請求項３】
前記起動インバータによるモータリングを一定時間継続後に前記エンジンへの燃料供給を開始してエンジンを起動することを特徴とする請求項１または２記載の発電用エンジンの始動装置。
【請求項４】
前記起動インバータによるモータリングは一定回転数に制御されて行われることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の発電用エンジンの始動装置。
【請求項５】
エンジンの過回転を防止するために発電機負荷の余剰電力ヒータが設けられ、該余剰電力ヒータへの電流投入を発電電圧の一定閾値以上の場合にＯＮするとともに該電圧閾値を時間に伴って上昇するように構成したことを特徴とする請求項１または２記載の発電用エンジンの始動装置。
【請求項６】
発電機を駆動する発電機用エンジンの起動方法において、
エンジンの冷態状態でのエンジン始動の際に該エンジンを、前記発電機を起動インバータによってモータリングし、エンジン起動後に前記発電機によって発電される電流値が発電電流閾値を超えるまで起動インバータを切り離さずに前記発電機によってモータリングすることを特徴とする発電用エンジンの始動方法。
【請求項７】
前記起動インバータによるモータリングを一定時間継続後に前記エンジンへの燃料供給を開始してエンジンを起動することを特徴とする請求項６記載の発電用エンジンの始動方法。
【請求項８】
前記起動インバータによるモータリングは一定回転数に制御されて行われることを特徴とする請求項６または７記載の発電用エンジンの始動方法。
【請求項９】
エンジンの過回転を防止するために設けられた発電機負荷の余剰電力ヒータへの電流投入を発電電圧の一定閾値以上の場合にＯＮするとともに該電圧閾値を時間に伴って上昇することを特徴とする請求項５記載の発電用エンジンの始動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンで発電機を駆動して電力を供給するとともに、該エンジンの排熱を利用して水を加熱して給湯するいわゆるコジェネレーション装置に設置されるエンジンの始動装置およびその始動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、都市ガスを燃料とするガスエンジンによって発電機を駆動し、該エンジンを低出力で運転、例えば出力電力１ＫＷ程度の定格で運転するとともに、該ガスエンジンの排熱を熱源として給湯装置を作動して給湯するようにした家庭用のコジェネレーション装置が知られている。
【０００３】
このような家庭用のコジェネレーション装置として、例えば、特許文献１に示され、電力使用装置側に蓄電手段と余剰電力消費ヒータとを設けて、家庭内での電力使用装置の使用量が小さいときに発電機の余剰電力を蓄電手段に蓄電するとともに余剰電力消費ヒータを作動させるように通電して、給湯用の加熱が行えるようにしたコジェネレーションシステムの技術が示されている。
また特許文献１のコジェネレーション装置の発電機を駆動するエンジンとしてガスエンジンが示され、ガスエンジンには、設定流量でガス燃料が供給されて、定格運転されるようになっている。
【０００４】
一方、コジェネレーション装置に設置されるガスエンジンに対して、始動の際には、リコイルスタータ（手動スタータ）や、セルモータや、発電機のモータリング等を用いて始動させている。そして、始動後にはエンジンが自立昇速するが、エンジンが冷態状態の場合には、エンジンオイルが冷えていることが多く、その場合にはエンジンのフリクション抵抗が大きくスムーズな昇速が得られないため、エンストが生じやすい問題がある。特に、給湯を必要とする場合は、寒冷時であるためエンジン始動時にスムーズなエンジン回転の立ち上がりが要求される。
【０００５】
ガスエンジンについて、ガスエンジンの始動に際してエンストを防止する技術として、特許文献２が知られている。
この、特許文献２には、ヒートポンプ等に用いられるガスエンジンにおいて、始動時のガスエンジンの温度を検出して、予め設定している対応関係に基づいてスロットル弁の開度を設定して始動して、スロットル弁をバイパスするアイドルポートを必要とせずに始動に際してエンストまたは過回転を防止する技術が示されている。
すなわち、ガスエンジンの始動時に、冷却水温度、潤滑油温度等のエンジン温度を検出し、該エンジン温度の検出値に基づきスロットル弁の開度を調整して、始動時におけるエンジンの始動不良の発生を防止するようにしたガスエンジンが開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１５８１４８号公報
【特許文献２】特開平６−２８８２６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記したように特許文献１には、家庭用のコジェネレーション装置が示され、コジェネレーション装置の発電機を駆動するエンジンとしてガスエンジンが設けられ、ガスエンジンには、設定流量でガス燃料が供給されて、定格運転されるようになっているが、該ガスエンジンの始動時の制御については示されてなく、特に、エンジンが冷態状態での始動時におけるエンストを回避してスムーズな回転の立ち上がりを制御する技術については示されていない。
【０００８】
また、特許文献２に示されている技術は、前記のようにガスエンジンについて、ガスエンジンの始動時にスロットル開度を制御してエンストを防止するにとどまっており、エンジン負荷としての発電機の制御によってエンストを回避する技術までは開示されていないため、発電機用のエンジンにおける始動時のエンスト防止としては不十分である。
【０００９】
そこで、本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、エンジンに直結された発電機によって発電がなされるとともに、該エンジンの排熱によって水を加熱して給湯するいわゆるコジェネレーション装置における発電機用の駆動エンジンにおいて、始動時、特に冷態始動時にエンストが発生することなくスムーズに回転上昇するエンジン始動装置および始動方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、本発明の発電用エンジンの始動装置は、発電機を駆動する発電機用エンジンの起動装置において、エンジン始動の際に該エンジンを前記発電機によってモータリングする起動インバータを備え、エンジン起動後に前記発電機によって発電される電流値が発電電流閾値を超えるまで起動インバータを切り離さずに前記発電機によるモータリングが継続されることを特徴とする。
そして、冷態検出手段によって冷態時と判断したとき、前記モータリング制御手段を作動させるとよい。
【００１１】
また、本発明の発電用エンジンの始動方法は、発電機を駆動する発電機用エンジンの起動方法において、エンジンの冷態状態でのエンジン始動の際に該エンジンを、前記発電機を起動インバータによってモータリングし、エンジン起動後に前記発電機によって発電される電流値が発電電流閾値を超えるまで起動インバータを切り離さずに前記発電機によってモータリングすることを特徴とする。
【００１２】
かかる装置発明、および方法発明によれば、冷態時においてエンジンオイルのフリクションが大きく、エンジンの起動が不完全でエンストが発生しても、発電機を起動インバータによってモータリングさせているため、失速することなく始動時の運転を続けることができる。
そして、エンジンの回転が安定して発電機がエンジンによって駆動されて、発電が開始されて発電電流が閾値を超えると起動インバータを切り離して発電機を発電機として機能させることによって、冷態時においても安定に始動することができる。
【００１３】
また、装置発明、方法発明において好ましくは、前記起動インバータによるモータリングを一定時間継続後に前記エンジンへの燃料供給を開始してエンジンを起動するとよく、さらに前記起動インバータによるモータリングは一定回転数に制御されて行われるとよい。
【００１４】
かかる装置発明、および方法発明の構成によれば、エンジンへの燃料供給を開始してエンジンを起動する前に、起動インバータによるモータリングを一定時間継続することで、シリンダや軸と軸受け等の機械的接触部分での摩擦熱によってエンジン本体やエンジンオイルが暖められてから、燃料ガスを供給するので安定した始動が得られる。
なお、発電機をモータリングする電力はコジェネレーション装置外の外部電源たる商用系統から取り込むので、必要十分な時間モータリングして暖めることができる。
【００１５】
また、装置発明、方法発明において好ましくは、エンジンの過回転を防止するために発電機負荷の余剰電力ヒータが設けられ、該余剰電力ヒータへの電流投入を発電電圧の一定閾値以上の場合にＯＮするとともに該電圧閾値を時間に伴って上昇するとよい。
【００１６】
発電機負荷を制御するために余剰電力ヒータが設けられて始動の際にエンジンが過回転にならないようにして発電出力が一定の電圧に達すると余剰電力ヒータへ通電して発電機に負荷をかけて過回転を防止するようになっている。
そのため、特に、エンジンオイル温度が０℃以下の極低温状態においては、発電機がフェライト磁石のような特性を持つ磁石によって構成されていると、温度低下に伴って磁力が向上して出力電圧が高まる傾向にあるため、このような磁石からなる発電機にでは、極低温の始動初期から高電圧を発電するため、早期に前記した余剰電力ヒータへの通電閾値に達してしまい、回転数の上昇が十分得られない問題を有している。
【００１７】
そこで、かかる装置発明、および方法発明の構成によれば、余剰電力ヒータへの通電開始タイミングの発電電圧閾値の初期設置を時間とともに上げていくことで、余剰電力ヒータによる発電機負荷が掛かりすぎることを防止して、発電機がフェライト磁石のような特性を持つ磁石によって構成されている場合であっても極冷態時から速やかに始動することができようになる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、エンジンに直結された発電機によって発電がなされるとともに、該エンジンの排熱によって水を加熱して給湯するいわゆるコジェネレーション装置における発電機用の駆動エンジンにおいて、始動時、特に冷態始動時にエンストが発生することなくスムーズに回転上昇するエンジン始動装置および始動方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００２０】
なお、実施形態の説明で参照する図面は次の通りである。
図１は本願発明が適用される家庭用のコジェネレーション装置の概要構成を示す説明図であり、図２はコジェネレーション装置の給電部（発電装置）のブロック構成図であり、図３はガスエンジンの全体構成を示す説明図であり、図４は始動制御手段を示す制御ブロック図であり、図５は、始動制御手段のフローチャート図であり、図６は、余剰電力ヒータの始動のフローチャート図である。
【００２１】
図１を参照して、本願発明が適用される家庭用のコジェネレーション装置１の概要について説明する。
コジェネレーション装置１は発電を行う給電部３と、給湯を行う給湯部５とで構成されている。
給電部３には発電機７を駆動するガスエンジン９が設けられ、発電機７で発電された電力が系統連系用のインバータ１１によって外部電源たる商用系統の電圧と周波数と同じになるように揃えられて、給電線１３によって配電盤を通して家庭内の電力使用装置に送られる。また、ガスエンジン９は、稼動時に発電出力が約１ＫＷの定格で運転するようになっていて、この定格運転時に、振動騒音が最も小さくなるように設定されている。ガスエンジン９の排熱を利用するためのエンジンの冷却水が流れる冷却水配管１５が、ガスエンジン９から導かれて設けられ、さらに排熱交換器１７からもこの冷却水配管１５内の冷却水に熱が与えられると共に、余剰電力ヒータ１９によってもこの冷却水に熱が与えられる。
【００２２】
そして給湯部５では、熱せられた冷却水は熱交換器２１、２３によって貯湯タンク２５に蓄える水や、図示しない家庭内に設けられた屋内暖房用暖房端末などに供給する水を温める。また、熱交換器２７、２９は同様に、家庭内に給湯したりするための熱交換器であり、さらに熱源が不足した場合の補助熱源器３１が設けられている。
【００２３】
次に、図２にコジェネレーション装置１の発電を行う給電部３の詳細ブロック構成図を示す。図１の構成要素とは同一符号を付する。
ガスエンジン９に直結されて発電機７が設けられている。この発電機７は交流発電機であり、フェライト磁石または希土類金属による永久磁石が内蔵され、回転数に比例した電圧が発電されるようになっている。
インバータ基板３５には、発電機７が発電した、例えば２７０Ｖ、２１３Ｈｚの交流を約３８０Ｖの直流に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ３７と、この直流３８０Ｖを外部電源たる商用系統３９における電圧、周波数と同じ１００Ｖ／２００ｖの交流にするためのＤＣ／ＡＣインバータ４１と、電流センサ４３からの電流値によって商用系統から配電盤への電力の流れ状況を確認するための回路が搭載されている。
【００２４】
ガスエンジン９、発電機７、インバータ基板３５、ＥＣＵ基板４９によって給電部３が構成される。なお、ＡＣ／ＤＣコンバータ３７とＤＣ／ＡＣインバータ４１とは、外部電源たる商用系統３９は周波数や電圧が変動することはまずないのに対し、発電機７で発電した電力はその電力の使用状況やエンジンの回転変動によって周波数や電圧が変動しやすいため、発電機７で発電した電気の電圧と周波数とを外部電源たる商用系統３９と同じになるよう揃えるために設けられるものである。
【００２５】
また、ＥＣＵ基板４９には、スロットル、ガス電磁弁、点火装置、各種センサ等の電子制御を行うＣＰＵ５１が搭載され、ガスエンジン９の運転を制御する。また、インバータ基板３５にはＥＣＵ基板４９に電源を供給する制御電源５５が搭載されている。
【００２６】
さらに、インバータ基板３５には、ＡＣ／ＤＣコンバータ３７やＤＣ／ＡＣインバータ４１を制御すると共に、インバータ基板３５外に設けられた余剰電力ヒータ１９の消費電力を、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓe  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄuｌａｔｉｏｎ）制御によってデューティ（Ｄｕｔｙ）比を制御する半導体スイッチ５９に指示を送るＣＰＵ５３を備えている。
【００２７】
通常このようなコジェネレーション装置１においては、停電時に商用系統３９に電気が流れると電気系統の保守に支障を来たすため、ブレーカ６１が設けられ、商用系統３９の停電時等に通電を遮断するようになっている。
【００２８】
外部電源たる商用系統３９と配電盤４５との間には、電流センサ４３が設けられ、商用系統３９の使用電力が検出される。発電機７の出力は前記したように例えば１ＫＷと一定であるため、家庭内の電力使用装置４７の使用電力がこの１ＫＷを越えると、配電盤４５を介して商用系統３９から電力が供給される。
【００２９】
しかし逆に、家庭内の電力使用装置４７の使用電力がこの１ＫＷより少ないと、そのままでは余った電気が商用系統３９へ逆潮流する。それを防ぐため、商用系統３９と配電盤４５の間に設けられた電流センサ４３の測定結果がインバータ基板３５に搭載したＣＰＵ５３に常時送られ、このＣＰＵ５３が、送られてきた測定結果から商用系統３９から配電盤４５方向へ流れる電流の減少を検出すると、逆潮流が起きる可能性があるとして、余剰電力ヒータ１９の使用電力を制御する半導体スイッチ５９へ、余剰電力に相当する電力を消費するようＰＷＭ制御信号を送るようになっている。
【００３０】
以上のＥＣＵ基板４９に設けられたＣＰＵ５１と、インバータ基板３５に設けられたＣＰＵ５３とによって、本願発明の始動制御手段６３が構成されている。
次に、始動制御手段６３について図３、図４、図５を参照して説明する。この始動制御手段６３は、大きく分けてガスエンジン９を制御するエンジン制御手段６５と、発電機７の発電負荷を制御する電気負荷制御手段６７と、発電機７をモータとして作動させる制御を行う発電機制御手段６８との部分から構成されている。
【００３１】
図３に本発明に係る始動制御手段６３の全体構成図を示す。図１、２と同一構成部品には同一符号を付する。
図３において、ガスエンジン９は単シリンダもしくは多シリンダの４サイクルガスエンジンであり、シリンダ７０内に往復摺動自在に嵌合されたピストン７２、該ピストン７２の往復動を回転に変換するクランク軸７４、前記ピストン７２の上面とシリンダ７０の内面との間に区画形成される燃焼室７６、該燃焼室７６に接続される吸気ポート７８、該吸気ポート７８を開閉する吸気弁８０、該燃焼室７６に接続される排気ポート８２、該排気ポート８２を開閉する排気弁８４等によって構成される。
【００３２】
前記吸気ポート７８の途中にはガスミキサー８６及びスロットル弁８８が設置され、燃料ガス管９０から供給された燃料ガスと空気とを該ガスミキサー８６で混合する。
そして、この混合気は前記スロットル弁８８の開度制御によって流量を調整されて、前記吸気弁８０の開弁によって前記燃焼室７６に供給される。
着火装置９４は、点火プラグで着火燃焼させる。
かかる構成からなるガスエンジン９は、これのクランク軸７４に直結される発電機７を駆動する。
【００３３】
図３において、始動制御手段６３には、エンジン回転数検出器９６からガスエンジン９におけるエンジン回転数の検出値、負荷検出器９８から発電機負荷即ちガスエンジン９に掛かるエンジン負荷の検出値、オイル温度センサ（冷態検出手段）１００から前記ガスエンジン９の潤滑油温度の検出値が、それぞれ入力されている。さらに、発電機７の電圧検出器１０４から発電電圧値が入力される。エンジン回転数検出器９６は発電機７の発電交流周波数から検出してもエンジン出力軸の回転を検出しても良い。また、発電機７の発電電圧は、ＡＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を検出しても良い
【００３４】
そして、始動制御手段６３内のエンジン制御手段６５では、前記各検出値に基づき、スロットル弁８８の開度を出力する。また、電気負荷制御手段６７では、発電機負荷である余剰電力ヒータ１９の消費電力を制御する半導体スイッチ５９へ、余剰電力ヒータ１９へ通電タイミングおよびデューティ比を指示する。さらに、発電機制御手段６８では、発電機７に対する起動インバータ（ＡＣ／ＤＣコンバータ３７）によるモータリングの制御を行う。
【００３５】
次に、図４に始動制御手段６３の制御ブロック図を示す。この始動制御手段６３について図５のフローチャート図に基づいて説明する。
まず、ステップＳ１で制御を開始すると、ステップＳ２でコジェネレーション装置１の給湯器運転指令がＯＮされると、ステップＳ３でオイル温度センサ１００からエンジン９の潤滑油温度の検出値が０℃以下かどうかを判断し、０℃以下の極低温状態の場合には、次のステップＳ４、Ｓ５で発電機７を、モータリングする。すなわち、発電機７に対してＡＣ／ＤＣコンバータ３７を起動インバータとして機能させ、該ＡＣ／ＤＣインバータ３７に発電機７をモータとして作動させる指示信号を出力する。そしてステップＳ５で、そのモータリング状態を例えば１分間継続させる。この１分間の初期モータリングは一定回転数に制御されて行われる。
【００３６】
次に、ステップＳ６で、クランキング制御のための運転を起動インバータに指示して発電機７を回転させる。このステップＳ６の、クランキング制御のための運転についても起動インバータに指示して発電機７を一定回転で回転させるように制御する。
ステップＳ７でエンジン回転数が、起動準備完了回転数、例えば２００ｒｐｍ以上に達したかを判定し、達していなければステップＳ６に戻って達するまで待ち、達したならば、ステップＳ８でエンジン起動制御を開始する。このエンジン起動制御は、エンジン制御手段６３によって、スロットル弁８８、着火装置９４を作動させて、エンジン起動する。
【００３７】
次に、ステップＳ９でエンジンが完爆したかを判定する。例えば、エンジン回転数が８５０ｒｐｍ以上に達したかを判定し、達していれば、次のステップＳ１０に進み、達していない場合には、ステップＳ６に戻ってクランキング制御を再度繰り返す。ステップＳ９でエンジンが完爆したと判定した場合には、次のステップＳ１０でエンジン回転数が上昇する。
【００３８】
次に、エンジン回転数が上昇して、発電機７からの発電出力電流が出力されるようになると、ステップＳ１１で、発電電流閾値Ｉ０に達したかを判定する。発電電流閾値Ｉ０に達していると判定した場合には、起動インバータ（ＡＣ／ＤＣコンバータ）３７への起動電流値以上に発電電流値が大きくなっていると判定して、クランキング制御を終了して、ステップＳ１２で終了する。
【００３９】
以上のステップＳ４〜６ように、エンジン潤滑油の温度がほぼ０℃以下の場合の極低温状態の時には、起動時にエンジンに該燃料を供給する前に、発電機７を用いてエンジン９を例えば１分間モータリングするため、シリンダや軸と軸受け等の機械的接触部分での摩擦熱によってエンジン本体やエンジンオイルが暖められてから、燃料ガスを供給するので安定した始動が得られる。
なお、発電機をモータリングする電力はコジェネレーション装置外の外部電源たる商用系統から取り込むので、必要十分な時間モータリングして暖めることができる。
【００４０】
また、ステップＳ４の起動インバータＯＮからステップＳ９のエンジン完爆までの間、エンジン９を発電機７でモータリングしているので、冷態時においてエンジンのフリクションが大きく、エンジンの起動が不完全でエンストが発生しても、失速することなく始動時の運転を続けることができる。
【００４１】
また、エンジンの回転が安定して上昇して、発電機がエンジンによって駆動されて、発電電流が発電電流閾値Ｉ０を超えるまで、すなわち、安定した発電が開始されるまで、起動インバータで発電機をモータとして機能させてエンジンをモータリングするので、冷態時、または極冷態時においても安定に始動することができる。
【００４２】
次に、発電機負荷としての余剰電力ヒータ１９への通電制御について説明する。
この余剰電力ヒータ１９は、前記したように家庭内の電力使用装置４７の使用電力がこの１ＫＷより少ないと、そのままでは余った電気が商用系統３９へ逆潮流するのでそれを防ぐため、余剰電力ヒータ１９へ通電して消費させるためのものである。
また、この余剰電力ヒータ１９は、エンジンの始動の際に、特に温態時の始動に際してエンジンが過回転にならないようにするために発電電圧が一定の電圧に達すると余剰電力ヒータへ通電して発電機に負荷をかけて過回転を防止するようになっている。
【００４３】
エンジン潤滑油温度が０℃以下の極低温状態においては、発電機がフェライト磁石によって構成されていると、温度低下に伴って磁力が向上して出力電圧が高まる傾向にあるため、このような磁石からなる発電機では、極低温の始動初期の低回転時から高電圧を発電するため、早期に余剰電力ヒータへの通電閾値に達してしまい、エンジンにブレーキが掛かりすぎて回転数の上昇が十分得られない問題を有している。
【００４４】
そこで、図６に示すように、前記ステップＳ６のクランキング制御を開始して起動インバータをＯＮすると、エンジン回転数が上昇する。その後、ステップＳ１７で、発電機の発電電圧がヒータＯＮ閾電圧値Ｖ１に達したかを判定する。達した場合には、ステップＳ１８で余剰電力ヒータへの通電を開始して、達していない場合には、達するまで待つ。
【００４５】
その後、ステップＳ１９で、ヒータＯＮ閾電圧値を一定時間毎に上昇した所定値Ｖ２、Ｖ３、…を設定する。そして、ステップＳ２０で、一定時間経過後に発電電圧値と前記ステップＳ１９で設定したヒータＯＮ電圧値Ｖ２とを比較して、Ｖ２に達していれば、ステップＳ２１で余剰電力ヒータ１９への通電を開始する。
さらに、同様に、ステップＳ２２で、さらに一定時間経過後に発電電圧値と前記ステップＳ１９で設定したヒータＯＮ電圧閾値Ｖ３とを比較して、Ｖ３に達していれば、ステップＳ２３で余剰電力ヒータ１９への通電を開始する。
【００４６】
すなわち、ヒータＯＮ閾電圧値Ｖ１を一定時間毎に上昇させるようにして、余剰電力ヒータ１９のＯＮタイミングを実際のエンジン回転数の上昇よりも高い回転数に設定するようにして、余剰電力ヒータ１９のＯＮ作動率を減らして発電機負荷の上昇率を減少させて、エンジン回転数を徐々に増加させるようにする。
【００４７】
なお、ヒータＯＮ閾電圧値Ｖを時間とともに上昇させる制御に代えて、余剰電力ヒータ１９の消費電力自体を時間とともに減少させることによって発電機負荷自体を、徐々に減少させるようにしてもよい。
余剰電力ヒータ１９の消費電力自体を時間とともに減少させる制御は、余剰電力ヒータ１９への通電を制御する半導体スイッチ５９によってＯＮデューティ率を低下させる制御によって行う。
なお、前記ヒータＯＮ電圧閾値を段階的に数段階に上げてもよく連続的に上げてもよいことは勿論である。
【００４８】
以上のように、ヒータＯＮ閾電圧値Ｖを時間とともに上げ、もしくは余剰電力ヒータ１９の消費電力を低減することで、エンジン負荷を低減して回転数を上昇させる制御が可能になるので、前記したようにエンジンオイル温度が０℃以下の極低温状態においては、発電機がフェライト磁石によって構成されていると、温度低下に伴って磁力が向上して出力電圧が高まる傾向にあるため、このような磁石からなる発電機では、極低温の始動初期の低回転時から高電圧を発電するため、早期に余剰電力ヒータへの通電閾値に達してしまい、エンジンにブレーキが掛かりすぎて回転数の上昇が十分得られない問題を解消して、冷態時、または極冷態時においても安定に始動することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明によれば、エンジンに直結された発電機によって発電がなされるともに、該エンジンの排熱によって水を加熱して給湯するいわゆるコジェネレーション装置における発電機用の駆動エンジンにおいて、始動時、特に冷態始動時にエンストが発生することなくスムーズに回転上昇するエンジン始動装置および始動方法を提供することができるので、コジェネレーション装置等の発電機を駆動するエンジン始動装置への適用に際して有益である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本願発明が適用される家庭用のコジェネレーション装置の概要構成を示す説明図である。
【図２】コジェネレーション装置の給電部のブロック構成図である。
【図３】ガスエンジンの全体構成を示す説明図である。
【図４】始動制御手段を示す制御ブロック図である。
【図５】始動制御手段のフローチャート図である。
【図６】余剰電力ヒータの始動時のフローチャート図である。
【符号の説明】
【００５１】
１                  コジェネレーション装置
３                  給電部
５                  給湯部
７                  発電機
９                  ガスエンジン（エンジン）
１１                インバータ
１９                余剰電力ヒータ
５９                半導体スイッチ
６３                始動制御手段
６５                エンジン制御手段
６７                電気負荷制御手段
６８                発電機制御手段
８８                スロットル弁
９６                エンジン回転数検出器
９８                負荷検出器
１００              オイル温度センサ（冷態検出手段）
１０４              電圧検出器
Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３    ヒータＯＮ閾電圧値
【図１】
2009203930.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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