JP2008134081A - エンジンの寿命予測装置及び冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低コスト且つ信頼性の高いエンジンの寿命予測装置を提供する。
【解決手段】電流検出部（４１）及び電圧検出部（４２）はそれぞれエンジン発電機（１）が出力する電流値及び電圧値を検出する。演算部（５）は当該電流値及び電圧値に基づいて重み定数を決定し、当該重み定数を用いてエンジン（１１）の運転時間に重み付けを施し、重み付けを施された運転時間を積算して積算時間を算出する。判定部（６）は当該積算時間と基準時間とを比較し、積算時間が基準時間を超えていると判断したときに、報知部（８）にその旨を通知する。通知を受けた報知部（８）は、外部に報知する。電流検出部（４１）及び電圧検出部（４２）は電気回路により構成することができるので、低コスト且つ高い信頼性でエンジンの寿命を予測することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンの寿命予測装置及び冷凍装置に関し、特にエンジンを動力源とする発電機を用いた寿命予測に関する。

特許文献１〜４には、エンジンの回転数、出力トルク、消費電力などを用いてエンジンの寿命予測を行う技術が開示されている。例えば、特許文献１には、エンジン回転数センサと、ラック位置センサとによりエンジンの回転数、ラック位置（エンジントルクの代替値）を検出し、検出した回転数及びラック位置に基づいて重みを決定し、当該重みを用いてエンジンの運転時間に重み付けを施しエンジンの寿命を算出している。

特開平１１−２１１６２２号公報 特開平０６−０１０７４８号公報 特開２００１−０１１９００号公報 特開２００５−１７１９４０号公報

しかしながら、特許文献１〜４に記載の技術では、エンジンの回転数検出器やトルク検出器等のセンサが必要なため、信頼性が低く製造コストが増加するという問題があった。

そこで本発明は、低コストで信頼性の高いエンジンの寿命予測装置を提供することを目的とする。

本発明に係るエンジンの寿命予測装置の第１の態様は、エンジン（１１）を動力源とする発電機（１２）から出力される電流値を検出する電流検出部（４１）と、前記発電機から出力される電圧値を検出する電圧検出部（４２）とを有する検出部（４）と、前記電流値及び前記電圧値に基づいて決定される重み定数を用いて、前記エンジンの運転時間に重み付けを施し、重み付けられた前記運転時間を積算して積算時間を算出する演算部（５）と、前記積算時間と予め設定された基準値とを比較して前記エンジンの寿命を判断する判定部（６）とを備える。

本発明に係るエンジンの寿命予測装置の第２の態様は、第１の態様に係るエンジンの寿命予測装置であって、前記検出部は、前記発電機から出力される交流の周波数を検出する周波数検出部（４３）を更に有し、前記演算部は、前記電流値及び前記電圧値から電力値を算出し、前記電力値及び前記周波数に基づいて前記重み付け定数を決定する。

本発明に係るエンジンの寿命予測装置の第３の態様は、第１又は第２の態様に係るエンジンの寿命予測装置であって、前記発電機から出力される交流を直流に変換するコンバータ（２）を更に備え、前記検出部は前記コンバータの少なくとも入力側に接続される。

本発明に係るエンジンの寿命予測装置の第４の態様は、第１又は第２の態様に係るエンジンの寿命予測装置であって、前記発電機から出力される交流を直流に変換するコンバータ（２）を更に備え、前記検出部は前記コンバータの少なくとも出力側に接続される。

本発明に係るエンジンの寿命予測装置の第５の態様は、第１乃至第４の何れか一つの態様に係るエンジンの寿命予測装置であって、前記発電機から出力される交流電力を変換する電力変換装置（２，３１，３５）と、前記積算時間が前記基準値を超えていると前記判定部が判断したときに、前記電力変換装置の最大出力電力及び最大出力周波数の少なくとも何れか一方を制限する電力変換装置制御部（２０，３４，３６）とを更に備える。

本発明に係るエンジンの寿命予測装置の第６の態様は、第５の態様に係るエンジンの寿命予測装置であって、前記基準値は予め複数設定されており、前記電力変換装置制御部は前記基準値の各々に応じて前記最大出力電力及び前記最大出力周波数の少なくとも何れか一方を制限する。

本発明に係るエンジンの寿命予測装置の第７の態様は、第５又は第６の態様に係るエンジンの寿命予測装置であって、前記電力変換装置から電力が供給される負荷（３２，３３）を更に備え、前記検出部は前記電力変換装置の出力側に接続されており、前記演算部は、前記重み定数を用いて、前記負荷の運転時間に重み付けを施し、重み付けられた前記負荷の運転時間を積算して積算時間を算出し、前記積算時間と予め設定された基準値とを比較して前記負荷の寿命を判断する。

本発明に係るエンジンの寿命予測装置の第８の態様は、第１乃至第７の何れか一つの態様に係るエンジンの寿命予測装置であって、前記積算時間が前記基準値を超えていると前記判定部が判断したときに、外部に報知する報知部（８）を更に備える。

本発明に係るエンジンの寿命予測装置の第９の態様は、第８の態様に係るエンジンの寿命予測装置であって、前記基準値は予め複数設定されており、前記報知部は前記基準値の各々に応じて報知する。

本発明に係るエンジンの寿命予測装置の第１０の態様は、第１乃至第９の何れか一つの態様に係るエンジンの寿命予測装置であって、前記積算時間が前記基準値を超えていると前記判定部が判断したときに、前記エンジンの最大出力及び最大回転数の少なくともいずれか一方を制限するエンジンコントローラ（７）を更に備える。

本発明に係るエンジンの寿命予測装置の第１１の態様は、第１０の態様に係るエンジンの寿命予測装置であって、前記エンジンコントローラは、前記積算時間が前記基準値を超えていると前記判定部が判断したときに、前記エンジンを停止する。

本発明に係るエンジンの寿命予測装置の第１２の態様は、第１０の態様に係るエンジンの寿命予測装置であって、前記基準値は予め複数設定されており、前記エンジンコントローラは前記基準値の各々に応じて最大出力及び最大回転数の少なくとも何れか一方を制限する。

本発明に係るエンジンの寿命予測装置の第１３の態様は、第３又は第４の態様に係るエンジンの寿命予測装置であって、前記積算時間が前記基準値を超えていると前記判定部が判断したときに、前記コンバータの最大出力電圧を制限するコンバータ制御部（２０）を更に備える。

本発明に係るエンジンの寿命予測装置の第１４の態様は、第１３の態様に係るエンジンの寿命予測装置であって、前記基準値は予め複数設定されており、前記コンバータ制御部は前記基準値の各々に応じて最大出力電圧を制限する。

本発明に係るエンジンの寿命予測装置の第１５の態様は、第１乃至第１４の何れか一つの態様に係るエンジンの寿命予測装置であって、前記発電機はモータ（３２）を駆動する。

本発明に係るエンジンの寿命予測装置の第１６の態様は、第１乃至第１５の何れか一つの態様に係るエンジンの寿命予測装置であって、取り替え可能に設けられ、前記積算時間を記録する不揮発性記録媒体（９）を更に備える。

本発明に係る冷凍装置の第１の態様は、請求項１乃至１６の何れか一つのエンジンの寿命予測装置を備える。

本発明に係るエンジンの寿命予測装置の第１の態様によれば、検出部は電気回路で構成できるので、低コストで信頼性の高いエンジンの寿命予測装置を提供できる。

本発明に係るエンジンの寿命予測装置の第２の態様によれば、発電機から出力される交流の周波数はエンジンの回転数と一義的な関係にあり、回転数を考慮した寿命予測が可能であるので、寿命予測の精度を向上することができる。

本発明に係るエンジンの寿命予測装置の第３の態様によれば、コンバータの入力側で検出部が検出するので、交流の周波数を検出しやすい。

本発明に係るエンジンの寿命予測装置の第４の態様によれば、検出部はコンバータの出力低電位を基準に電圧を測定できるので、検出精度を向上することができる。

本発明に係るエンジンの寿命予測装置の第５、第１０、第１３の態様によれば、エンジンが寿命により停止する時期を延ばすことができる。

本発明に係るエンジンの寿命予測装置の第６、第１２、第１４の態様によれば、エンジンの寿命により停止する時期をよりきめ細かく延ばすことができる。

本発明に係るエンジンの寿命予測装置の第７の態様によれば、負荷の寿命をも予測することができる。

本発明に係るエンジンの寿命予測装置の第８の態様によれば、ユーザは容易にエンジンの寿命を確認することができる。

本発明に係るエンジンの寿命予測装置の第９の態様によれば、ユーザはエンジンの寿命をきめ細かく知ることができるので、迅速な対応をすることができる。

本発明に係るエンジンの寿命予測装置の第１１の態様によれば、エンジンの寿命前に停止するので、寿命によるエンジンの故障を防止することができる。

本発明に係るエンジンの寿命予測装置の第１５の態様によれば、電気回路により検出部を構成でき、モータのトルクを測定するセンサが不要である。

本発明に係るエンジンの寿命予測装置の第１６の態様によれば、例えば、検出部、積算時間算出部、判定部、記録媒体が同一の基板上に設けられていた場合、故障により当該基板を交換する場合であっても、記録媒体を新しい基板に取り付けることで、積算時間の消失を防止できる。

本発明に係る冷凍装置の第１の態様によれば、検出部は電気回路で構成できるので、低コストかつ高い信頼性でエンジンの寿命を予測する冷凍装置を提供することができる。

以下、本発明に係るエンジンの寿命予測装置について、図を参照して説明する。なお、同一符号は同一又は相当部分を示し、重畳する説明は省略する。

（第１の実施の形態）
本発明に係る第１の実施の形態のエンジンの寿命予測装置を適用した冷凍装置の概略構成図を図１に示す。

本冷凍装置は、エンジン発電機１と、コンバータ２と、圧縮機駆動部３と、検出部４と、演算部５と、判定部６と、エンジンコントローラ７と、報知部８と、不揮発性メモリ９とを備えている。本冷凍装置は、例えばトレーラに搭載されており、トレーラ庫内を冷却する機構（熱交換器、ファン等）を備えているが本発明の本質ではないため、図示を省略する。

エンジン発電機１は、エンジン１１と、発電機１２とを備えている。発電機１２は、エンジン１１を動力源として駆動し、例えば３相交流を生成してコンバータ２に供給する。なお、発電機１２は単相交流を生成するものであってよく、また、例えば永久磁石界磁型発電機、誘導発電機、巻線界磁型発電機、リラクタンス型発電機等のあらゆる発電機であってよい。

コンバータ２は、ダイオードブリッジ２１と、リアクタンス２２と、平滑コンデンサ２３とを備えている。ダイオードブリッジ２１は、エンジン発電機１からの交流電圧を直流電圧に変換する。リアクタンス２２はダイオードブリッジ２１からの直流電圧のリップルを低減する。平滑コンデンサ２３はダイオードブリッジ２１からの直流電圧を平滑する。

圧縮機駆動部３は、インバータ３１と、モータ３２と、圧縮機３３とを備えている。インバータ３１は、図示せぬインバータ制御部によって制御され、コンバータ２からの直流を任意の交流に変換してモータ３２に供給する。モータ３２は、インバータ３１からの交流電流を受けて回転し、圧縮機３３を駆動する。圧縮機３３は、冷媒を圧縮して図示せぬ冷媒回路に循環させる。

検出部４はコンバータ２の入力側に接続されており、電流検出部４１と、電圧検出部４２とを備えている。電流検出部４１はエンジン発電機１から出力される電流値を検出する。電圧検出部４２はエンジン発電機１から出力される電圧値を検出する。

演算部５は、重み定数決定部５２と、積算時間算出部５３とを備えている。

重み定数決定部５２は、電流検出部４１が検出した電流値と、電圧検出部４２が検出した電圧値とに基づいて重み定数を決定する。具体的に、重み定数を決定する際に用いる重み付けテーブルの一例を図２に示す。重み付けテーブルは、横軸が電圧値、縦軸が電流値であり、それぞれ電圧値及び電流値が複数の範囲に分割されている。そして、電圧値の範囲と、電流値の範囲との組み合わせにより指定される領域毎に重み定数が設定されている。

具体的に、図２に例示する重み付けテーブルでは電圧値がＶｉ（ｉ＝０〜３）の４つの範囲に分割され、電流値がＡｊ（ｊ＝０〜３）の４つの範囲に分割されており、電圧値の範囲Ｖｉと、電流値の範囲Ａｊの組み合わせにより指定される領域に重み定数ｋｉｊが予め設定されている。

重み定数ｋｉｊは、例えば電圧値の範囲Ｖ０〜Ｖ３及び電流値の範囲Ａ０〜Ａ４の全ての組み合わせによる条件で、それぞれエンジン１１の寿命Ｌｉｊを実測することによって求められる。具体的に、例えば全ての組み合わせでｋｉｊ・Ｌｉｊが一定値（例えばＬｉｊの平均値）となるように重み付け定数ｋｉｊを設定する。なお、必ずしも全ての組み合わせで寿命を実測する必要はなく、主要な条件のみの寿命を測定し、当該条件の重み定数を決定して、その他は近似により求めても構わない。

なお、重み定数ｋｉｊはエンジン１１の特性によって異なるが、一般的にエンジン１１の負荷が重い、重み付けテーブルの右上ほど大きくなる。

そして、重み定数決定部５２は、この重み付けテーブルを用いて、電流検出部４１が検出した電流値と、電圧検出部４２が検出した電圧値との組み合わせにより指定される重み定数ｋｉｊを決定する。

積算時間算出部５３は、重み定数決定部５２が決定した重み定数ｋｉｊに基づいてエンジン１１の運転時間に重み付けを施し、重み付けられた運転時間を積算して積算時間を算出する。具体的に、例えば重み定数がｋｉｊである条件（電圧値が範囲Ｖｉ内、電流値が範囲Ａｊ内）でエンジン１１が運転している運転時間をｔｉｊとすると、積算時間算出部５３は、積算時間Ｔを下記の式により算出する。但し、記号Σは添字ｉ，ｊについての総和を示す。

Ｔ＝Σ（ｋｉｊ・ｔｉｊ） ・・・（１）

また、積算時間算出部５３は算出した積算時間Ｔを不揮発性メモリ９に記録する。

判定部６は、しきい値判定部６１と、しきい値設定部６２とを備えている。しきい値判定部６１は、積算時間算出部５３が算出した積算時間Ｔと、予め設定された基準時間とを比較してエンジン１１の寿命を予測する。

しきい値設定部６２は基準時間を設定する。具体的には、予め実測より重み定数を設定する際に、併せて基準時間が設定される。例えば基準時間はｋｉｊ・Ｌｉｊ（例えばＬｉｊ平均値）の１００時間前に設定する。

そして、しきい値判定部６１は、積算時間Ｔが予め設定された基準時間を超えていると判断すると、その旨をエンジンコントローラ７及び報知部８に通知する。

通知を受けたエンジンコントローラ７は、少なくともエンジン１１の最大回転数及び最大出力の何れか一方を制限する。この動作により、エンジン１１が寿命により停止する時期を延ばすことができる。また、エンジン１１の出力を制限するので結果的に圧縮機３３の出力を制限することになり、圧縮機３３が寿命により停止する時期をも延ばすことができる。

また、通知を受けた報知部８は、積算時間が基準時間を超えたことを、例えば音や表示により外部に報知する。この動作により、ユーザはエンジン１１の寿命が近いことを認識でき、メンテナンス等の対応を促すことができる。

以上のように、エンジン発電機１から出力される電流、電圧を検出してエンジン１１の寿命を予測している。検出部４は電気回路によって構成することができるので、信頼性の高い寿命予測装置を提供できる。また、エンジン１１の回転数検出器やトルク検出器等が不要なので、低コストな寿命予測装置を提供できる。

なお、本発明では基準時間を複数設定することもできる。例えば、しきい値判定部６１は、しきい値設定部６２にて設定された基準時間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３（Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３）と、積算時間算出部５３にて算出された積算時間Ｔとを比較する。そして、積算時間Ｔが基準時間Ｔ１を超えたときに、その旨をエンジンコントローラ７及び報知部８に通知する。

積算時間Ｔが基準時間Ｔ１を超えた旨の通知を受けたエンジンコントローラ７は、エンジン１１の最大回転数をＮ１に制限する、及び／又は最大出力をＰ１に制限する。同通知を受けた報知部８は、例えば注意を促すための音や表示によって外部に報知する。

積算時間Ｔが基準時間Ｔ２を超えたときに、しきい値判定部６１はその旨をエンジンコントローラ７及び報知部８に通知する。積算時間Ｔが基準時間Ｔ２を超えた旨の通知を受け取ったエンジンコントローラ７は、エンジン１１の最大回転数をＮ２（＜Ｎ１）に制限する、及び／又は最大出力をＰ２（＜Ｐ１）に制限する。同通知を受けた報知部は、例えば警告を促すための音や表示によって外部に報知する。

積算時間Ｔが基準時間Ｔ３を超えたときに、しきい値判定部６１はその旨をエンジンコントローラ及び報知部８に通知する。積算時間Ｔが基準時間Ｔ２を超えた旨の通知を受け取ったエンジンコントローラ７は、エンジン１１を停止する。同通知を受けた報知部は、エンジン１１の寿命が近づいたので停止したことを音又は表示により外部に報知する。

従って、エンジン１１の寿命をきめ細かく延ばすことができ、またユーザはエンジン１１の寿命をきめ細かく知ることができるので、迅速な対応をすることができる。さらに、エンジン１１の寿命前にエンジン１１を停止するので、エンジン１１の故障を防ぐことができる。また、この場合でも、結果的に圧縮機３３の寿命をきめ細かく延ばすことができ、また圧縮機３３の寿命による故障を防ぐことができる。

なお、報知部８を例えばトレーラの運転席内に設けることで、注意、警告、停止等を直接的にユーザに認識させることができる。

また、本発明では不揮発性メモリ９を着脱可能に冷凍装置に設けることもできる。例えば寿命予測装置を交換する際に、交換前の不揮発性メモリ９を取り外し、交換後の寿命予測装置に取り付けることで、今までの積算時間を失うことなく、エンジン１１の寿命を予測することができる。

（第２の実施の形態）
本発明に係る第２の実施の形態のエンジンの寿命予測装置を適用した冷凍装置の概略構成図を図３に示す。第１の実施の形態と比較して、検出部４が周波数検出部４３を更に備え、演算部５が電力算出部５１を更に備えている。

周波数検出部４３は、エンジン発電機１から出力される交流電圧の周波数を検出する。

電力算出部５１は、電流検出部４１が検出した電流値と、電圧検出部４２が検出した電圧値とを用いて電力を算出する。

重み定数決定部５２は、周波数検出部４３が検出した周波数に基づいてエンジン１１の回転数を算出し、電力算出部５１が算出した電力及び回転数に基づいて重み定数を決定する。具体的に、重み定数を決定する際の重み付けテーブルの一例を図４に示す。重み付けテーブルは、横軸が回転数、縦軸が電力であり、それぞれ回転数及び電力が複数の範囲に分割されている。そして、回転数の範囲と、電力の範囲との組み合わせにより指定される領域毎に重み定数が設定されている。

具体的に、図４に例示する重み付けテーブルでは回転数がＲｉ（ｉ＝０〜３）の４つの領域に分割され、電力がＰｊ（ｊ＝０〜３）の４つの領域に分割されており、回転数の範囲Ｒｉと、電力の範囲Ｐｊの組み合わせにより指定される領域に重み定数ｍｉｊが予め設定されている。重み定数ｍｉｊは、例えば回転数の範囲Ｒ０〜Ｒ３及び電力の範囲Ｐ０〜Ｐ４の全ての組み合わせによる条件で、それぞれ寿命Ｌｉｊを測定することによって求められる。

具体的に、例えば全ての組み合わせでｍｉｊ・Ｌｉｊが一定値（例えばＬｉｊの平均値）となるように重み付け定数ｍｉｊを設定する。なお、必ずしも全ての組み合わせで寿命を測定する必要はなく、主要な条件のみの寿命を測定し、当該条件の重み定数を決定して、その他は近似により求めても構わない。

そして、重み定数決定部５２は、この重み付けテーブルを用いて、周波数検出部４３が検出した周波数に基づいて算出した回転数と、電力算出部５１が算出した電力との組み合わせにより指定される重み定数ｍｉｊを決定する。

積算時間算出部５３は、重み定数決定部５２が決定した重み定数ｍｉｊに基づいてエンジン１１の運転時間に重み付けを施し、重み付けられた運転時間を積算して積算時間を算出する。具体的に、重み定数がｍｉｊである条件（回転数が範囲Ｒｉ内且つ電力が範囲Ｐｊ内）でエンジン１１が運転している運転時間をｔｉｊとすると、積算時間算出部５３は、積算時間Ｔを以下の式から求める。但し、Σは添字ｉ，ｊについての総和を意味する。

Ｔ＝Σ（ｍｉｊ・ｔｉｊ） ・・・（２）

従って、エンジン発電機１が出力する交流電力及び周波数に基づいて、エンジン１１の寿命を予測できる。よってエンジンの回転数を考慮した寿命予測が可能となるので、寿命予測の精度を向上することができる。

（第３の実施の形態）
本発明に係る第３の実施の形態に係るエンジンの寿命予測装置を適用した冷凍装置の概略構成図を図５に示す。第２の実施の形態と比較して、検出部４がコンバータ２から出力される直流を検出している。

電流検出部４１はコンバータ２が出力する電流値を低電位側で検出する。電圧検出部４２は、コンバータ２が出力する高電位及び低電位間の電圧を検出する。

周波数検出部４３は、コンバータ２が出力する直流電圧のリップルの周波数を検出することで、エンジン発電機１からの交流電圧の周波数を検出する。発電機１２が三相の回転電機である場合、通常、コンバータ２からの直流電圧のリップルの周波数は、エンジン発電機１からの交流電圧の周波数の６倍の関係がある。

そして、第２の実施の形態と同様に、電力算出部５１は電流検出部４１が検出した電流値と、電圧検出部４２が検出した電圧値とを用いて電力を算出する。重み定数決定部５２は、電力算出部５１が算出した電力と、周波数検出部４３が検出した周波数から算出したエンジン１１の回転数とに基づいて重み定数を決定する。なお、重み定数の設定方法は、第２の実施の形態と同様であるが、重み定数は、コンバータ２から出力される電力と周波数に基づいて設定されていることは言うまでもない。

以上のように、検出部４はコンバータ２から出力される直流を検出し、検出した電流値、電圧値、周波数に基づいてエンジン１１の寿命を予測することができる。また、コンバータ２が出力する電圧の低電位側を基準に電圧を検出できるので、検出部４の検出精度を向上することができる。

また、通常、インバータ３１の制御のために電流検出部４１及び電圧検出部４２は既設されているので、それらを流用することができ、製造コストを低減することができる。

なお、第２の実施の形態で述べたように、検出部４がエンジン発電機１とコンバータ２との間の交流を検出する態様であれば、周波数を検出しやすい。

なお、本第３の実施の形態では、第２の実施の形態に係る検出部４、演算部５を用いて説明したが、第１の実施の形態に係る検出部４、演算部５を用いても構わない。この場合、重み定数の設定方法も図２に示されたテーブルを用いる。

（第４の実施の形態）
本発明に係る第４の実施の形態に係るエンジンの寿命予測装置を適用した冷凍装置の概略構成図を図６に示す。第１乃至第３の実施の形態に係る冷凍装置では、コンバータ２がダイオードブリッジ２１からなる整流器によって構成されていた。本第４の実施の形態ではコンバータ２がスイッチ素子２４〜２９と、平滑コンデンサ２３とを備えている。そして、コンバータ制御部２０によりコンバータ２が制御されている。また、インバータ制御部３４がインバータ３１を制御している。

スイッチ素子２４〜２９はそれぞれトランジスタとフリーホールダイオードが並列接続された構成となっている。そして、互いに直列接続されたスイッチ素子２４，２５の一組及びスイッチ素子２６，２７の一組及びスイッチ素子２８，２９の一組が相互に並列接続されている。各スイッチ素子２４〜２９はコンバータ制御部２０によって適宜に制御され、エンジン発電機１から出力される交流を直流に変換する。

また、エンジンコントローラ７はエンジン発電機１の負荷に応じてエンジン１１の回転数を制御する。具体的な一例として、コンバータ２の出力電圧やインバータ３１の出力電圧又は出力周波数を検出し、当該出力電圧に応じてエンジン１１の回転数を制御する。このようなエンジンコントローラ７により、エンジン１１の負荷に応じた適切な運転が可能となる。なお、このときのエンジン１１の回転数変化に応じてコンバータ制御部２０はコンバータ２を制御して、コンバータ２から所望の出力電圧を出力する。

そして、第１の実施の形態と同様に、検出部４はエンジン発電機１から出力される電流値及び電圧値を検出し、演算部５は当該電流値と電圧値に基づいて決定された重み定数を用いて、エンジン１１の運転時間に重み付けを施し、重み付けられた運転時間を積算して積算時間を算出する。

判定部６は、演算部５が算出した積算時間と基準時間とを比較してエンジン１１の寿命を予測する。例えばエンジンコントローラ７がコンバータ２の出力電圧に応じてエンジン１１の回転数を制御する場合であれば、判定部６は、積算時間が基準時間を超えていると判断したときに、その旨をコンバータ制御部２０に通知する。

通知を受けたコンバータ制御部２０は、コンバータ２からの最大出力電圧を制限する。

エンジンコントローラ７はコンバータ２からの出力電圧に応じてエンジン１１の回転数を制御するので、結果的にエンジン１１の最大回転数が制限され、以てエンジン１１が寿命により停止する時期を延ばすことができる。また、コンバータ２の最大出力電圧を制限するので、インバータ３１からの出力電圧を制限でき、以て圧縮機３３の寿命を延ばすこともできる。

なお、第１の実施の形態と同様に、判定部６は、積算時間が基準時間を超えていると判断したときに、その旨をエンジンコントローラ７に直接通知してもよい。そして、当該通知を受け取ったエンジンコントローラ７がエンジン１１の最大出力及び最大回転数の少なくとも何れか一方を制限する。

また、エンジンコントローラ７がインバータ３１の出力電圧又は出力周波数に応じてエンジン１１の回転数を制御する場合であれば、判定部６は、積算時間が基準時間を超えていると判断したときに、インバータ制御部３４にその旨を通知する。通知を受けたインバータ制御部３４は、インバータ３１の少なくとも最大出力電力及び最大出力周波数の何れか一方を制限する。よって圧縮機３３の寿命を延ばすことができる。

また、エンジンコントローラ７は、インバータ３１の出力電圧又は出力周波数に応じてエンジン１１の回転数を制御するので、結果的にエンジン１１の最大回転数が制限され、以てエンジン１１が寿命により停止する時期を延ばすことができる。

なお、第１乃至第３の実施の形態においては、図示していないがインバータ３１はインバータ制御部３４によって制御されている。よって、エンジンコントローラ７がインバータ３１の出力電圧又は出力周波数に応じてエンジン１１の回転数を制御する態様であれば、第１乃至第３の実施の形態においても、インバータ３１の最大出力電力及び最大出力周波数の少なくとも何れか一方を制限してもよい。

なお、図７に示すように、コンバータ２及びインバータ３１から成る部分をマトリクスコンバータ３５で構成してもよい。マトリクスコンバータ３５はマトリクスコンバータ制御部３６によって制御され、エンジン発電機１からの交流を直接に任意の交流に変換してモータ３２に供給することができる。そして、検出部４がマトリクスコンバータ３５の入力側の交流を検出して、演算部５、判定部６の動作により、エンジン１１の寿命を予測する。具体的に、演算部５が算出した積算時間が基準時間を超えていると判定部６が判断すると、マトリクスコンバータ制御部３６は、マトリクスコンバータ３５から出力する最大出力電力及び最大周波数電力の少なくとも何れか一方を制限する。よって、エンジン１１の寿命を延ばすことができる。

なお、第１の実施の形態と同様に、判定部６は、積算時間が基準時間を超えていると判断したときに、その旨をエンジンコントローラ７に直接通知してもよい。そして、当該通知を受け取ったエンジンコントローラ７がエンジン１１の最大出力及び最大回転数の少なくとも何れか一方を制限する。

なお、第１の実施の形態と同様に基準時間を複数設け、基準時間の各々に応じて最大出力を制限してもよい。なお、本第４の実施の形態では、第１の実施の形態に係る検出部４、演算部５を用いて説明したが、第２又は第３の実施の形態の検出部４、演算部５を用いても構わない。

（第５の実施の形態）
本発明に係る第５の実施の形態のエンジンの寿命予測装置を適用した冷凍装置を図８に示す。第１乃至第４の実施の形態ではエンジン１１の寿命を予測していたが、本第５の実施の形態では圧縮機の寿命を予測することができる。

具体的に、検出部４は、インバータ３１が出力する交流を検出する。具体的に、電流検出部４１はインバータ３１から出力される電流値を検出し、電圧検出部４２はインバータ３１から出力される電圧値を検出する。

そして、演算部５は電流検出部４１が検出した電流値と、電圧検出部４２が検出した電圧値に基づいて決定された重み定数を用いて、圧縮機３３の運転時間に重み付けを施し、重み付けられた運転時間を積算して積算時間を算出する。なお、重み定数の設定方法は、第１の実施の形態と同様であるが、重み定数は、インバータ３１から出力される電流値と電圧値との組み合わせを条件として、圧縮機３３の寿命をそれぞれ実測することで設定されていることは言うまでもない。

そして、判定部６が積算時間と基準時間とを比較して、積算時間が基準時間を超えている場合は、その旨をエンジンコントローラ７、報知部８、コンバータ制御部２０、インバータ制御部３４に通知する。なお、判定部６は必ずしもこれら全てに通知する必要はなく、少なくともいずれか一つに通知すればよい。

通知を受けた報知部８は圧縮機の積算時間が基準時間を超えた旨を音や表示により外部に報知する。従って、ユーザは圧縮機３３の寿命が近いことを認識できる。

通知を受けたエンジンコントローラ７は、エンジン１１の最大出力及び最大回転数の少なくとも一つを制限する、若しくはエンジン１１を停止する。通知を受けたコンバータ制御部２０はコンバータ２の最大出力電圧を制限する。通知を受けたインバータ制御部３４は、インバータ３１の最大出力電力、最大周波数の少なくとも何れか一つを制限する。従って、圧縮機３３が寿命により停止する時期を延ばすことができ、また、エンジン１１を停止して圧縮機の寿命による故障を防止することができる。

なお、第１の実施の形態に係る検出部４、演算部５を用いて第５の実施の形態を説明したが、第２の実施の形態に係る検出部４、演算部５を用いてもよい。また、コンバータ２及びインバータ３１から成る部分をマトリクスコンバータで構成しても構わない。

なお、第１乃至第４の実施の形態のいずれかに、第５の実施の形態を適用してもよい。即ち、エンジン発電機１又はコンバータ２からの出力を検出し、且つインバータ３１からの出力をも検出して、相互に異なる重み付けテーブルによりエンジン１１用の重み定数及び圧縮機３３用の重み定数を決定し、それぞれエンジン１１の積算時間をエンジン１１の基準時間と比較し、圧縮機３３の積算時間と圧縮機３３の基準時間とを比較することで、エンジン１１及び圧縮機３３の寿命を予測しても構わない。

なお、本発明は第１乃至第５の実施の形態の何れかを組み合わせて適用しても構わない。また、本発明に係るエンジンの寿命予測装置を冷凍装置に適用した態様で説明したがこれに限らず、エンジン発電機によって電力が供給されるあらゆる装置に適用することができる。

第１の実施の形態に係るエンジンの寿命予測装置を適用した冷凍装置の概略構成図である。 重み付けテーブルを示す図である。 第２の実施の形態に係るエンジンの寿命予測装置を適用した冷凍装置の概略構成図である。 重み付けテーブルを示す図である。 第３の実施の形態に係るエンジンの寿命予測装置を適用した冷凍装置の概略構成図である。 第４の実施の形態に係るエンジンの寿命予測装置を適用した冷凍装置の概略構成図である。 第４の実施の形態に係るエンジンの寿命予測装置を適用した冷凍装置の概略構成図である。 第５の実施の形態に係るエンジンの寿命予測装置を適用した冷凍装置の概略構成図である。

符号の説明

２ コンバータ
４ 検出部
５ 演算部
６ 判定部
７ エンジンコントローラ
８ 報知部
９ 不揮発性メモリ
１１ エンジン
１２ 発電機
２０ コンバータ制御部
３１ インバータ
３４ インバータ制御部
３５ マトリクスコンバータ
３６ マトリクスコンバータ制御部
４１ 電流検出部
４２ 電圧検出部
４３ 周波数検出部

Claims (17)

1. エンジン（１１）を動力源とする発電機（１２）から出力される電流値を検出する電流検出部（４１）と、
   前記発電機から出力される電圧値を検出する電圧検出部（４２）と
   を有する検出部（４）と、
   前記電流値及び前記電圧値に基づいて決定される重み定数を用いて、前記エンジンの運転時間に重み付けを施し、重み付けられた前記運転時間を積算して積算時間を算出する演算部（５）と、
   前記積算時間と予め設定された基準値とを比較して前記エンジンの寿命を判断する判定部（６）と
   を備える、エンジンの寿命予測装置。
2. 前記検出部は、
   前記発電機から出力される交流の周波数を検出する周波数検出部（４３）
   を更に有し、
   前記演算部は、前記電流値及び前記電圧値から電力値を算出し、前記電力値及び前記周波数に基づいて前記重み付け定数を決定する、請求項１に記載のエンジンの寿命予測装置。
3. 前記発電機から出力される交流を直流に変換するコンバータ（２）
   を更に備え、
   前記検出部は前記コンバータの少なくとも入力側に接続される、請求項１又は２に記載のエンジンの寿命予測装置。
4. 前記発電機から出力される交流を直流に変換するコンバータ（２）
   を更に備え、
   前記検出部は前記コンバータの少なくとも出力側に接続される、請求項１又は２に記載のエンジンの寿命予測装置。
5. 前記発電機から出力される交流電力を変換する電力変換装置（２，３１，３５）と、
   前記積算時間が前記基準値を超えていると前記判定部が判断したときに、前記電力変換装置の最大出力電力及び最大出力周波数の少なくとも何れか一方を制限する電力変換装置制御部（２０，３４，３６）と
   を更に備える、請求項１乃至４の何れか一つに記載のエンジンの寿命予測装置。
6. 前記基準値は予め複数設定されており、
   前記電力変換装置制御部は前記基準値の各々に応じて前記最大出力電力及び前記最大出力周波数の少なくとも何れか一方を制限する、請求項５に記載のエンジンの寿命予測装置。
7. 前記電力変換装置から電力が供給される負荷（３２，３３）を更に備え、
   前記検出部は前記電力変換装置の出力側に接続されており、
   前記演算部は、前記重み定数を用いて、前記負荷の運転時間に重み付けを施し、重み付けられた前記負荷の運転時間を積算して積算時間を算出し、
   前記積算時間と予め設定された基準値とを比較して前記負荷の寿命を判断する、請求項５又は６に記載のエンジンの寿命予測装置。
8. 前記積算時間が前記基準値を超えていると前記判定部が判断したときに、外部に報知する報知部（８）
   を更に備える、請求項１乃至７の何れか一つに記載のエンジンの寿命予測装置。
9. 前記基準値は予め複数設定されており、
   前記報知部は前記基準値の各々に応じて報知する、請求項８に記載のエンジンの寿命予測装置。
10. 前記積算時間が前記基準値を超えていると前記判定部が判断したときに、前記エンジンの最大出力及び最大回転数の少なくともいずれか一方を制限するエンジンコントローラ（７）
    を更に備える、請求項１乃至９の何れか一つに記載のエンジンの寿命予測装置。
11. 前記エンジンコントローラは、前記積算時間が前記基準値を超えていると前記判定部が判断したときに、前記エンジンを停止する、請求項１０に記載のエンジンの寿命予測装置。
12. 前記基準値は予め複数設定されており、
    前記エンジンコントローラは前記基準値の各々に応じて前記エンジンの最大出力及び最大回転数の少なくとも何れか一方を制限する、請求項１０に記載のエンジンの寿命予測装置。
13. 前記積算時間が前記基準値を超えていると前記判定部が判断したときに、前記コンバータの最大出力電圧を制限するコンバータ制御部（２０）
    を更に備える、請求項３又は４に記載のエンジンの寿命予測装置。
14. 前記基準値は予め複数設定されており、
    前記コンバータ制御部は前記基準値の各々に応じて最大出力電圧を制限する、請求項１３に記載のエンジンの寿命予測装置。
15. 前記発電機はモータ（３２）を駆動する、請求項１乃至１４の何れか一つに記載のエンジンの寿命予測装置。
16. 取り替え可能に設けられ、前記積算時間を記録する不揮発性記録媒体（９）を
    更に備える、請求項１乃至１５の何れか一つに記載のエンジンの寿命予測装置。
17. 請求項１乃至１６の何れか一つのエンジンの寿命予測装置を備える、冷凍装置。

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