JP2001069679A

JP2001069679A - エンジン発電機

Info

Publication number: JP2001069679A
Application number: JP24282099A
Authority: JP
Inventors: Fusamaro Horie; 房麿堀江; Kanzo Kimura; 勘三木村
Original assignee: Yanmar Diesel Engine Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 1999-08-30
Filing date: 1999-08-30
Publication date: 2001-03-16

Abstract

(57)【要約】【課題】従来のエンジン発電機によりバッテリーを充
電する構成では、バッテリーの劣化を早めていた。【解決手段】エンジン発電機１からバッテリー３に電
気を自動的に供給して充電するエンジン発電機におい
て、充電初期は定電圧制御を行い、充電終期は定電流制
御を行い、前記定電流制御は設定した時間行い、前記定
電圧制御時はエンジン回転数を変更して設定電圧を得る
ようにし、定電流制御時はエンジン回転数を一定とし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジン発電機に
バッテリーを搭載して、バッテリーから電気をモーター
等の負荷に供給し、電圧が設定電圧以下に低下すると発
電機より充電する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、エンジン発電機とバッテリー
を搭載してモーター等を駆動し、電圧が不足すると、エ
ンジンを駆動させてバッテリーを充電するようにした技
術は公知となっている。例えば、特開昭５５−１５７９
０１の技術である。該技術はバッテリー液（電解液）の
比重が設定値以下となるとエンジンを始動して、設定値
まで上がると、エンジンを停止するようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来の技
術では充電が頻繁に行われるために、エンジンの始動と
停止も頻繁に行われることになり、エンジンの作業効率
は良くない。また、急速に充電するような場合、最初か
ら最後まで同じ電圧で、同じ電流を流して充電すること
が一般的であるが、充電終期においても充電電流が大き
いとバッテリーの劣化を早めていたのである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の解決しようとす
る課題は以上の如くであり、次に該課題を解決する為の
手段を説明する。即ち、請求項１においては、エンジン
発電機からバッテリーに電気を自動的に供給して充電す
るエンジン発電機において、充電初期は定電圧制御を行
い、充電終期は定電流制御を行うようにした。

【０００５】また、請求項２においては、前記定電流制
御を設定した時間行うようにした。

【０００６】また、請求項３においては、前記定電圧制
御時はエンジン回転数を変更して設定電圧を得るように
し、定電流制御時はエンジン回転数を一定とした。

【０００７】

【発明の実施の形態】全体構成について説明する。図１
はエンジン作業機及びカバーを示す斜視図、図２は別形
態の上部カバー及び中間部カバーの側面図、図３はソー
ラーパネルを配設したエンジン作業機のカバーを示す斜
視図、図４は制御ブロック図、図５は本発明の制御フロ
ーチャート図、図６はバッテリー電圧（充電電流）と時
間の関係を示す図である。

【０００８】エンジン作業機９は、図１に示すように、
基台４上にエンジン発電機１、燃料タンク２、バッテリ
ー３が載置固定され、矢印Ｆ方向を前方として、右側の
前方から後方に燃料タンク２、エンジン発電機１が配置
され、左側にバッテリー３・３が前後に併置されてい
る。該エンジン発電機１の前部には潤滑油タンク８が配
設されている。そして、該エンジン発電機１、該燃料タ
ンク２、該バッテリー３・３等は後述する中間部カバー
５、さらにその上部を上部カバー６で覆う構成としてい
る。このようにエンジン作業機のカバーは中間部カバー
５、上部カバー６及び基台４の３分割にした構成とされ
ている。

【０００９】まず、基台４の構造について説明する。該
基台４は、長方形状の板板等より構成される底板４ａ
と、該底板４ａ上に立設して配設される平面視長方形状
の枠部材４ｂからなり、基台４は耐蝕性の鋼板等より構
成される。そして、該枠部材４ｂの上部の外側面は肉厚
を薄くして嵌合部４ｃとしている。

【００１０】該枠部材４ｂの下部と底板４ａの間は溶接
や接着等によって固設して、または、深絞りや鍛造等で
一体的に成形して水密として液体流出防止構造とし、そ
の容量は少なくとも、エンジン作業機９内に収容されて
いる潤滑油や燃料やバッテリー液の総液体量を収容でき
る量としている。つまり、枠部材４ｂ内部に配置したエ
ンジン作業機９から液体が漏れ出しても基台４から溢れ
出ることがない構成となっている。

【００１１】このため、エンジン発電機１に配設されて
いる潤滑油タンク８、オイルパン、あるいは燃料タンク
２、配管等が破損して潤滑油、または、燃料が漏れ出
し、あるいはバッテリー３の溶液が漏れ出しても、該基
台４によって枠部材４ｂの上部高さに至る量まで液体は
収容でき、液体の流出を防止することができる。

【００１２】中間部カバー５は、前後左右の側板５ａ・
５ａ・・・と仕切り板５ｂよりなり、上方と下方は開放
されている。前記仕切板５ｂは中間部カバー５内を左右
に仕切り、前記エンジン発電機１とバッテリー３の間に
位置するように、前後の側板５ａ・５ａ間に垂直方向に
固設される。なお、仕切板５ｂの前後両端下部には切欠
を設けて嵌合部４ｃに入るようにしている。こうして、
中間部カバー５を基台４上に嵌合して設置した時に、該
仕切板５ｂは燃料タンク２、エンジン発電機１と、バッ
テリー３・３との間に位置して、振動や熱やガス等が相
互の室に伝わったり、入ったりしないようにすると共
に、補強も兼ねている。

【００１３】また、後部の側板５ａには吸気孔５ｃが開
口され、エンジン発電機１に空気を供給できるように
し、更に、他の面の側板５ａ・５ａ・５ａの上部には凹
状の切欠５ｄ・５ｄ・５ｄを設けて、空気が流通できる
ようにして、エンジン発電機１側では吸気や排気、バッ
テリー３側では充電や放電時の反応で生じるガスの排気
ができるようにしている。

【００１４】上部カバー６は、上板６ａ及び該上板６ａ
の周囲より垂設した前後左右の側板６ｂ・６ｂ・・・か
ら構成され、底面側を開放した箱形として蓋体としてい
る。そして、該上部カバー６は前記中間部カバー５より
一回り大きくして、上方より被せて嵌合できるようにし
ている。

【００１５】そして、前記基台４、中間部カバー５、上
部カバー６はそれぞれ相互に嵌合して支持固定するよう
にしているが、ボルトやネジ等によって互いに固定する
ように構成したり、ワンタッチ係止具やバンド等を用い
て相互に固定する構成とすることも可能である。上記構
成により、該中間部カバー５、上部カバー６の取り付
け、取り外しが容易で、交換やメンテナンス等が容易に
できる。

【００１６】また、前記上部カバー６は次のように構成
することもできる。つまり、図２に示すように、前記中
間部カバー５の前後左右の何れか一辺の両側に枢支体５
ｅが配置（または形成）され、一方、前記一辺側に位置
する上部カバー６’の両側に枢支軸１６を設けて、該枢
支軸１６を前記枢支体５ｅに枢支する構成としている。
こうして、図中の矢印の方向に回動して開放可能として
いる。但し、枢支体と枢支軸の代わりに蝶番等を用いる
ことも可能である。また、上部カバー６’には周囲に側
板やワンタッチ係止具や把手等を設けることもできる。
また、基台４に車輪を取り付け、移動式とすることもで
きる。

【００１７】また、エンジン作業機のカバーの外表面
に、ソーラーパネル（太陽電池）を配設する構成とする
こともできる。即ち、図３に示すように、中間部カバー
５の側板５ａの外部側面、上部カバー６の上面（外部側
面も可能）にソーラーパネル７・７・・・を配設し、バ
ッテリー３に接続する。こうして、昼間はソーラーパネ
ル７・７・・・で発電した電力をバッテリー３に供給し
て充電を行い、エンジン発電機１の燃料消費を低減する
効果がある。

【００１８】前記エンジン作業機９は、バッテリー３・
３から電力を取り出して、モーターを駆動したり、電灯
を点灯したりするものであり、電力を消費してバッテリ
ー３からの出力電圧が設定電圧より低くなると、エンジ
ン発電機１を駆動して発電を行い、その発電された電力
をバッテリー３・３に充電するようにしている。

【００１９】この充電制御を図４、図５、図６より説明
する。図４において、エンジン発電機１はエンジン１１
に発電機１２が付設され、該発電機（オルタネータ）１
２はエンジン１１の出力軸上にロータを固定して、該ロ
ータ（磁石）の外周にステータ（コイル）を配置して、
エンジン１１の駆動によってロータが回転してステータ
１３に交流が発生する。この交流を整流器１４によって
整流して直流とし、バッテリー３に供給して充電する。
また、該バッテリー３にはコントローラ１５が接続さ
れ、該コントローラ１５に前記ソーラーパネル７と接続
されて、太陽からの光によって発電した電力をバッテリ
ー３に供給できるようにしている。また、環境やエネル
ギー等を考慮してエンジン発電機１にコントローラ１５
を介して更に風力発電機１７を接続して、電力を供給す
る構成とすることもできる。

【００２０】そして、該バッテリー３にはＤＣモーター
やコントローラ等のＤＣ負荷１８と接続するときには直
結し、ＡＣモーターや電灯等のＡＣ負荷１９と接続する
ときにはインバータ２０を介装して交流に変換してから
電力を供給する構成としている。そして、このバッテリ
ー３の出力電圧を監視するためにコントローラ２１と接
続し、また、前記発電機１２からエンジン１１の出力軸
の回転数をコントローラ２１に入力している。そして更
に、該コントローラ２１にはエンジン１１を始動するた
めのセルモーターやチョーク等を制御するアクチュエー
ター２２、及び、スロットルバルブを変更するアクチュ
エーター２３と接続されている。

【００２１】このような構成において、本発明の充電制
御について図５のフローチャートを用いて説明する。な
お、本実施例ではバッテリーの定格出力電圧は２４Ｖと
している。バッテリー３の出力電圧は自己放電や負荷１
８・１９の使用によって、図６の破線で示すように、徐
々に低下してくる。そして、コントローラ２１にバッテ
リー３の出力電圧を読み込み（Ｓ１）、その電圧Ｖ１が
設定電圧（２２Ｖ）と比較して（Ｓ２）、設定電圧以下
に低下したｔ１時において、始動用アクチュエーター２
２を作動させて、エンジン１１を始動する（Ｓ３）。

【００２２】そして、充電の終期であるか判断して（Ｓ
４）、充電初期である（終期でない）と充電は不十分で
あると判断して定電圧制御を行い、終期であると判断す
ると定電流制御を行う。なお、この充電終期の判断はバ
ッテリー液の温度や比重、又は、バッテリーの出力電圧
や充電時間等で判断することができ、その判断の手段は
限定するものではない。

【００２３】そして、この充電終期を検知する必要性は
バッテリーの寿命と関係が深いからである。つまり、充
電終期になっても充電電流が大きいままであると、バッ
テリーの温度が上昇して陽極板芯金の腐食が進み、陽極
活物質の軟化や脱落等の劣化が促進され、バッテリーの
寿命を短くしてしまうのである。本発明ではこの充電終
期を検知して、充電終期に至ると充電電流を小さくし
て、劣化を防止してバッテリーの寿命を長くして、充放
電が繰り返されても長期間使用できるようにするもので
ある。

【００２４】このようにして、充電終期に至っていない
とき、発電機１２の出力電圧Ｖ２を読み込み（Ｓ５）、
この出力電圧Ｖ２が設定電圧（本実施例では３０Ｖ）と
なるように（Ｓ６）スロットルアクチュエーター２３を
駆動する（Ｓ７）。つまり、定電圧制御を行う。この場
合具体的には、電圧が下がるとエンジンの回転数を増加
させ、設定電圧よりも高いと回転数を下げるのである。

【００２５】そして、充電終期になると（Ｓ４）、定電
流制御とする。つまり、エンジンの回転数Ｎを検知して
（Ｓ８）、初期充電時よりも小さい出力電流となるよう
に設定回転数（本実施例では２３００ｒｐｍ）と比較し
て（Ｓ９）、設定回転数とズレていると、スロットルア
クチュエーター２３を駆動して（Ｓ１０）設定回転と一
致するようにする。そして、一致すると一定時間（本実
施例では１５分）その回転数で駆動して（Ｓ１１）、一
定時間経過するとエンジンを停止する（Ｓ１２）。これ
で充電は完了するのである。この時間の計測はタイマー
で行うが、コントローラのクロックを用いることもでき
る。

【００２６】

【発明の効果】本発明は以上の如く構成したので、次の
ような効果を奏するのである。即ち、請求項１の如く、
エンジン発電機からバッテリーに電気を自動的に供給し
て充電するエンジン発電機において、充電初期は定電圧
制御を行い、充電終期は定電流制御を行うので、バッテ
リーに定電圧で電気を供給して充電するようになり、バ
ッテリーの劣化を防止して寿命を長くすることができ
た。また、定電流制御により電圧を高め、バッテリー容
量を大きくできる。

【００２７】また、請求項２の如く、前記定電流制御を
設定した時間行うようにしたので、電圧検出方式に比べ
制御が簡単となり、コスト低減化が図れる。

【００２８】また、請求項３の如く、前記定電圧制御時
はエンジン回転数を変更して設定電圧を得るようにし、
定電流制御時はエンジン回転数を一定としたので、充電
電圧・充電電流を電気回路で制御する場合に比べ、負荷
に応じてエンジン出力を調整して電気を供給するため、
燃料消費や騒音等を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】エンジン作業機及びカバーを示す斜視図であ
る。

【図２】別形態の上部カバー及び中間部カバーの側面図
である。

【図３】ソーラーパネルを配設したエンジン作業機のカ
バーを示す斜視図である。

【図４】制御ブロック図である。

【図５】本発明の制御フローチャート図である。

【図６】バッテリー電圧（充電電流）と時間の関係を示
す図である。

【符号の説明】

１エンジン発電機３バッテリー１１エンジン１２発電機２１コントローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｍ 10/44 Ｈ０１Ｍ 10/44 ＡＨ０２Ｊ 7/00 ３０３Ｈ０２Ｊ 7/00 ３０３Ａ 7/04 7/04 Ｃ 7/14 7/14 ＣＦターム(参考） 3G093 AA16 BA17 BA19 BA21 BA22 BA32 CA05 DA01 DB19 DB20 DB23 EA01 EA03 EB09 FA12 5G003 AA06 AA07 BA01 CA02 CA12 CB06 CC07 DA04 GB06 GC05 5G060 AA20 CA21 DB07 5H030 AA03 AS01 BB02 BB03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジン発電機からバッテリーに電気を
自動的に供給して充電するエンジン発電機において、充
電初期は定電圧制御を行い、充電終期は定電流制御を行
うことを特徴とするエンジン発電機。
【請求項２】前記定電流制御を設定した時間行うこと
を特徴とする請求項１記載のエンジン発電機。
【請求項３】前記定電圧制御時はエンジン回転数を変
更して設定電圧を得るようにし、定電流制御時はエンジ
ン回転数を一定としたことを特徴とする請求項１記載の
エンジン発電機