JP2002054476A - エンジン発電機の始動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エコノミーアイドル装置を備えたエンジン発
電機において、低温時の始動性を向上させたエンジン発
電機の始動装置を提供する。 【解決手段】 エコノミーアイドル装置を備えたエンジ
ン発電機において、発電機内またはその周辺の温度が所
定の温度以下の場合に、前記エコノミーアイドル装置
（エコノミースイッチ８）のオンオフ状態にかかわら
ず、定格回転数またはそれ以上の始動回転数でエンジン
を始動させる。

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関
し、特に低温時の始動性を改善させたエンジン発電機に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】エンジン回転により発電機を駆動するエ
ンジン発電機は、ウェイト等を用いた遠心式機械カバナ
ーまたはインバータ回路等を用いた電子ガバナーにより
回転数を一定の定格回転に維持して運転される。

【０００３】インバータ回路による電子ガバナーを用い
たエンジン発電機は、エンジンに連結された発電機と、
この発電機の出力を直流変換して安定化させる電圧安定
化回路と、この電圧安定化回路の出力を交流に変換する
ためのインバータ回路とを備え、フィルタを介して所定
周波数（５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）の例えば１００Ｖの
一定の交流電圧がエンジン回転数にかかわらず得られ
る。このようなインバータ型のエンジン発電機は、それ
ぞれのエンジンに対応して所定周波数で効率よく電力を
得るために、通常運転時は一定の定格回転数でエンジン
が駆動される。

【０００４】機械ガバナーを用いたエンジン発電機は、
５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの一定の周波数を得るために、
エンジン回転数は３０００ｒｐｍ（５０Ｈｚの場合）ま
たは３６００ｒｐｍ（６０Ｈｚの場合）のいずれかの定
格回転数で運転される。

【０００５】このような定格回転数でエンジンが駆動さ
れるエンジン発電機において、無負荷運転状態のときに
エンジン回転数を低下させてエンジンの騒音低減や燃料
消費量の低減を図るために、エコノミーアイドル装置が
用いられる場合がある。

【０００６】図６はエコノミーアイドル装置２０の構成
図である。発電機（不図示）の駆動制御回路に電流セン
サ２１が備わり、発電機に接続された負荷（電気器具
等）への負荷電流を検出する。この電流センサ２１は制
御回路２２に接続され、負荷電流の検出信号を送る。制
御回路２２はエコノミースイッチ２３を介してソレノイ
ド三方弁２４に接続される。ソレノイド三方弁２４は３
つのポート２４ａ，２４ｂ，２４ｃを有し、ポート２４
ａは大気に連通し、ポート２４ｂはダイヤフラム２５に
連通し、ポート２４ｃは吸気管負圧に連通する。ポート
２４ｃの吸気管負圧はエンジン２８のインテークマニホ
ルド３１から導入される。インテークマニホルド３１を
介してエンジン２８に気化器２９が装着される。ダイヤ
フラム２５はリンク３２を介してガバナアーム２６に連
結される。ガバナアーム２６は支点２６ａ廻りに矢印
Ａ，Ｂのように回動可能である。このガバナアーム２６
はスロットルワイヤ２７を介して気化器２９のスロット
ル弁３０の弁軸に連結される。

【０００７】上記構成のエコノミーアイドル装置を使用
する場合、ユーザーがエコノミースイッチ２３をオンに
する。これによりエコノミーアイドル装置が以下のよう
に動作可能な状態となってエンジン回転数を下げる。エ
コノミースイッチ２３をオフにするとエコノミーアイド
ル装置は解除されて動作せず、通常の定格回転でエンジ
ンが駆動される。

【０００８】エコノミースイッチ２３がオンの状態にお
いて、電流センサ２１により負荷電流が検出されると、
制御回路２２がソレノイド三方弁２４を駆動して、その
ポート２４ａとポート２４ｂを接続させる。具体的に
は、制御回路２２内のパワートランジスタ（不図示）が
オフになりソレノイド三方弁２４に電流が通電されない
状態となってポート２４ａ，２４ｂを連通させる。これ
により、ダイヤフラム２５に大気圧が作用し、ガバナア
ーム２６は自然状態となって、支点２６ａ廻りに矢印Ａ
のように回動し、気化器２９のスロットル弁３０が所定
の開度に開いた状態となってエンジン２８は定格回転数
で運転される。

【０００９】電流センサ２１で負荷電流が検出されない
無負荷状態のときには、制御回路２２のパワートランジ
スタがオンとなり、ソレノイド三方弁２４が作動してポ
ート２４ｂとポート２４ｃが接続する。これにより、ダ
イヤフラム２５に吸気管負圧が作用し、ガバナアーム２
６を支点２６ａ廻りに矢印Ｂのように回動させて引張
る。これによりスロットルワイヤ２７を介して気化器２
９のスロットル弁３０がアイドル開度まで閉じられ回転
数が所定のアイドル回転数（例えば定格３６００ｒｐｍ
の場合２８００ｒｐｍ、定格３０００ｒｐｍの場合２５
００ｒｐｍ）まで低下する。

【００１０】エコノミースイッチ２３をオフにすればこ
のエコノミーアイドル装置の駆動機構が解除され、始動
時を含め常に所定の定格回転数でエンジンが駆動され
る。

【００１１】このようなエコノミーアイドル装置を用い
ることにより、電気器具等が接続されていない無負荷運
転状態のときに、エンジン回転数を低下させて騒音低減
や燃料消費量の低減を図ることができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成のエコノミーアイドル装置を備えたエンジン発電機に
おいて、エコノミースイッチがオン状態でエンジンを始
動すると、無負荷の状態ではエンジン回転数が低く設定
されているため、特に低温状態では始動性が悪くなって
エンジンがかかりにくくなる。また、エコノミースイッ
チがオフの場合、あるいは負荷が接続されている状態で
エンジンを始動させた場合においても、極低温で始動さ
せるとエンジンがかかりにくく、また始動直後にエンジ
ン出力が発電機の要求負荷に追いつかずエンストを起す
場合があった。

【００１３】本発明は上記従来技術を考慮したものであ
って、エコノミーアイドル装置を備えたエンジン発電機
において、低温時の始動性を向上させたエンジン発電機
の始動装置の提供を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、エコノミーアイドル装置を備えたエン
ジン発電機において、発電機内またはその周辺の温度が
所定の温度以下の場合に、前記エコノミーアイドル装置
のオンオフ状態にかかわらず、定格回転数またはそれ以
上の始動回転数でエンジンを始動させることを特徴とす
るエンジン発電機の始動装置を提供する。

【００１５】この構成によれば、エンジンがかかりにく
い低温時に始動する場合、エコノミーアイドル装置によ
るエンジン回転数低下の設定に優先してエンジン回転数
を所定の始動回転数まで高くしてエンジンが始動される
ため、低温時の始動性が向上する。

【００１６】好ましい構成例においては、エンジン始動
後、予め設定した所定時間または所定のエンジン温度に
達するまで前記始動回転数で暖機運転することを特徴と
している。

【００１７】この構成によれば、暖機に必要な所定時間
だけタイマにより、あるいは直接エンジン温度を検出し
て暖機温度に達するまで、高回転の始動回転数で運転を
続けることによりエンジン回転を安定させエンストを防
止することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に
係るエンジン発電機の駆動制御回路（コントローラ）の
ブロック図であり、図２はその回路図である。

【００１９】エンジン１に３相の発電機２が結合され
る。発電機２の出力側に直流変換回路／電圧安定化回路
３が接続され、その出力側にインバータ回路４が接続さ
れる。インバータ回路４はフィルタ回路５を介して出力
端子１６に接続され、ＡＣ１００Ｖの５０Ｈｚ又は６０
Ｈｚの電圧が取出される。直流変換回路／電圧安定化回
路３は、３相の交流電圧を直流に変換するとともに電圧
を安定化するためのものであり、所定の定電圧を保つた
めのコンデンサ１０を備える。このコンデンサ１０には
その両端電圧を検出するための電圧センサ（不図示）が
接続される。

【００２０】インバータ回路４は、整流ダイオードとＦ
ＥＴを結合した４個のスイッチング素子１１でブリッジ
回路を形成し、直流電圧を交流に変換する。このインバ
ータ回路４には、負荷に応じて発電量を制御するために
負荷電流を検出する電流センサ１２が備わる。インバー
タ回路４の出力は、フィルタ回路５で平滑化され、図２
のＰで示すようにサインカーブの交流電圧が出力端子１
６から取出される。

【００２１】電圧センサおよび電流センサ１２はＣＰＵ
７に接続され、各検出信号に基づいてＣＰＵ７が直流変
換回路／電圧安定化回路３およびインバータ回路４を駆
動制御する。ＣＰＵ７にはさらにエンジン１（又はその
クランク軸に直結された発電機２）に設けた回転数セン
サ６からのエンジン回転数検出信号が入力され、これに
基づいてエンジン１の回転数を所定の定格回転数に維持
するように駆動制御する。

【００２２】インバータ回路４には温度センサ９が備わ
り、ＣＰＵ７に接続される。ＣＰＵ７はこの温度検出信
号に基づいて、発電中の発電機および回路自身からの発
熱により回路周辺温度が所定温度以上に上昇した場合
に、回路を構成する半導体素子を熱的影響から保護する
ために発電動作を停止するようにインバータ回路４を駆
動制御する。

【００２３】本実施形態のエンジン発電機にはエコノミ
ーアイドル装置が備わり、そのエコノミースイッチ８が
ＣＰＵ７に接続される。エコノミーアイドル装置の構成
は前述の図６に示したものと同様であり、エコノミース
イッチ８の機能は図６のエコノミースイッチ２３と同じ
である。この場合、エコノミーアイドル装置は、図６の
ガバナアームによりスロットル弁の開度を調整する構成
に代えて、電子式ガバナーによりスロットル開度を調整
する構成でもよい。また、ステッピングモータによりス
ロットル弁の弁軸を回転させて開度を調整する構成でも
よい。

【００２４】エコノミーアイドル装置を備えることによ
り、エコノミースイッチ８がオンのとき、無負荷運転状
態では、前述のように定格回転数より低い回転数でエン
ジンが駆動される。

【００２５】このような構成のエンジン発電機におい
て、エンジン１を始動するときの始動制御プログラムが
ＣＰＵ７内に組込まれ、上記発電機の制御回路構成とと
もにエンジン始動装置を形成する。

【００２６】図３は上記構成の本実施形態に係る始動装
置による始動制御ルーチンのフローチャートである。ま
ず、温度センサ９によりインバータ回路４の素子温度を
検出する（ステップＳ１）。始動前のこの素子温度はエ
ンジン１の温度とほぼ同じである。次に、この検出した
温度が所定の判定温度（例えば０℃）以下かどうかが判
別される（ステップＳ２）。この判定温度は始動性を低
下させる目安となる温度であり、エンジン性能や使用条
件および使用地の気温条件等により適宜設定可能であ
る。素子温度（回路周辺温度およびエンジン温度とほぼ
同じ）が０℃より高ければエンジンの始動性が悪くなる
ことはないため、負荷が接続されている場合は、その負
荷電流に基づいて始動性を考慮することなく通常の運転
プログラムにしたがってエンジン回転数が設定され、そ
の設定されたエンジン回転数で始動される（ステップＳ
６）。この場合通常の運転プログラムにより所定の定格
回転数でエンジンを運転するように制御してもよい。

【００２７】一方、ステップＳ２で０℃以下の温度が検
出されたときは、暖機に必要な時間（この例では３分）
だけタイマをセットする（ステップＳ３）。続いて，エ
ンジン回転数を始動が確実にできる高い回転数の始動回
転数（この例では３８００ｒｐｍ）に設定するととも
に、この始動回転数でエンジンを始動させる（ステップ
Ｓ４）。この始動回転数３８００ｒｐｍで３分間タイマ
カウントが０になるまで暖機運転を行う（ステップＳ
５）。暖機運転の回転数３８００ｒｐｍは、定格回転と
同じであってもよいし、それより高くてもよい。この暖
機運転は、０℃以下の温度の場合には、他の条件に優先
して必ず行う。すなわち、他の条件により回転数が設定
されている場合、例えばエコノミースイッチがオン状態
のときに定格回転数より低い低回転のアイドル回転数
（例えば定格３０００ｒｐｍに対し２５００ｒｐｍある
いは定格３６００ｒｐｍに対し２８００ｒｐｍ等）が設
定されている場合であっても、このアイドル回転数に優
先して高回転の暖機運転が行われる。

【００２８】３分間の暖機運転が終了したら、通常の運
転プログラムにしたがって、負荷電流に基づいてエンジ
ン回転数が設定され（この場合、エコノミーアイドル装
置が作動状態であればその動作にしたがってエンジン回
転数が設定され）、その設定された回転数あるいは定格
回転数でエンジンが運転される（ステップＳ６）。

【００２９】図４は始動時の設定回転数の説明グラフで
ある。周辺温度が０℃より高い場合にはエコノミースイ
ッチがオフであれば３６００ｒｐｍ（６０Ｈｚの場合）
で始動し、エコノミースイッチがオンであれば２８００
ｒｐｍで始動する（ただし無負荷時）。これに対し、０
℃以下のときは、これらの回転数に優先して常に３８０
０ｒｐｍで始動する。

【００３０】図５は本発明の別の実施形態の構成図であ
る。この実施形態では、エンジン１自体の温度を測定す
る温度センサ１３がエンジン１に設けられ、この温度セ
ンサ１３の検出温度に基づいて前述の暖機運転制御が行
われる。この場合、暖機運転はタイマによる時間制御に
代えて、エンジン温度が所定温度まで上昇するまで行う
ようにプログラムを設定する。したがって暖機運転のた
めのタイマは不要である。また、この実施形態ではステ
ッピングモータ１４により気化器１５のスロットル開度
を変えてエンジン回転数を設定する。その他の構成およ
び作用効果は前述の実施形態と同様である。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、エン
ジンがかかりにくい低温時に始動する場合、エコノミー
アイドル装置によるエンジン回転数低下の設定に優先し
てエンジン回転数を所定の始動回転数まで高くしてエン
ジンが始動されるため、低温時の始動性が向上する。こ
の場合、既存の温度センサやＣＰＵ等を用いてプログラ
ムを追加するだけで構造を複雑にすることなく始動装置
を構成することも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態のブロック図。

【図２】 図１の実施形態の回路図。

【図３】 本発明の始動制御ルーチンのフローチャー
ト。

【図４】 始動時のエンジン回転数の説明図。

【図５】 本発明の別の実施形態の回路構成図。

【図６】 エコノミーアイドル装置の構成図。

【符号の説明】

１：エンジン、２：発電機、３：直流変換回路／電圧安
定化回路、４：インバータ回路、５：フィルタ回路、
６：回転数センサ、７：ＣＰＵ、８：エコノミースイッ
チ、９：温度センサ、１０：コンデンサ、１１：スイッ
チング素子、１２：電流センサ、１３：温度センサ、１
４：ステッピングモータ、１５：気化器、２０：エコノ
ミーアイドル装置、２１：電流センサ、２２：制御回
路、２３：エコノミースイッチ、２４：ソレノイド三方
弁、２４ａ，２４ｂ，２４ｃ：ポート、２５：ダイヤフ
ラム，２６：ガバナアーム、２６ａ：支点、２７：スロ
ットルワイヤ、２８：エンジン、２９：気化器、３０：
スロットル弁、３１：インテークマニホルド。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉山 隆秀 静岡県磐田市新貝2500番地 ヤマハ発動機 株式会社内 Ｆターム(参考） 3G093 AA16 AB03 BA00 BA05 CA01 CA03 DA01 DA05 DB09 DB20 DB23 EA09 EC02 FA11 3G301 HA01 HA27 JA02 JA31 KA01 KA05 LA01 LC01 LC04 LC07 NA08 NE23 PE01Z PE08Z PG00Z PG02Z 5H590 CA07 CA24 CC24 CD01 CD03 CE02 FA01 GB05 HA18 HA27 JA02

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エコノミーアイドル装置を備えたエンジン
   発電機において、発電機内またはその周辺の温度が所定
   の温度以下の場合に、前記エコノミーアイドル装置のオ
   ンオフ状態にかかわらず、定格回転数またはそれ以上の
   始動回転数でエンジンを始動させることを特徴とするエ
   ンジン発電機の始動装置。
2. 【請求項２】エンジン始動後、予め設定した所定時間ま
   たは所定のエンジン温度に達するまで前記始動回転数で
   暖機運転することを特徴とする請求項１に記載のエンジ
   ン発電機の始動装置。