JP6284611B2 - Engine drive power generator - Google Patents

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Description

本発明は、エンジン駆動発電装置に関し、より詳細には、蓄電手段による電力補助を行うエンジン発電装置に関する。   The present invention relates to an engine-driven power generation device, and more particularly to an engine power generation device that performs power assistance by power storage means.

野外で使用する可搬式エンジン駆動発電装置では、エンジンによって発電体を駆動させ、この発電体から各種の電気機器(以下、負荷)に電力を供給する。   In a portable engine-driven power generator used outdoors, a power generator is driven by an engine, and electric power is supplied from the power generator to various electric devices (hereinafter referred to as loads).

従来の一般的なエンジン駆動発電装置では、基本的に、発電体で得られる最大電力と、同等のエンジン出力が得られるものが必要となる。   A conventional general engine-driven power generation apparatus basically requires a device that can obtain an engine output equivalent to the maximum power that can be obtained by a power generator.

発電体は、得られる最大電力が多くなるほど、大型のものが必要であり、これに応じて、エンジンも大型のもの(排気量が大きなもの)が必要となる。ゆえに、エンジン駆動発電装置では、その最大出力が大きなものほど、エンジンと発電体の双方が大型化する。   The larger the maximum electric power that can be obtained, the larger the power generator is required, and the larger the engine (the larger the displacement) is correspondingly required. Therefore, in an engine drive power generation device, the larger the maximum output, the larger both the engine and the power generation body.

電力を供給する電気負荷が、大電力を必要とするものでは、大型のエンジン駆動発電装置を用いていた。一方で、使用者は、必ずしも大きな電力とする電気負荷のみを使用するものではなく、「使用電力の小さな負荷」、「使用電力の大きな負荷」、あるいは「起動時などで、一時的に大きな電力を必要とするが、通常運転時では使用電力が小さな負荷」のような各種の電気負荷を作業内容に応じて使い分けている。   When the electric load for supplying electric power requires large electric power, a large engine-driven power generator is used. On the other hand, the user does not necessarily use only an electric load that generates a large amount of electric power. Instead, the user temporarily uses a large electric power at the time of start-up, etc. However, various electric loads, such as a load that uses a small amount of electric power during normal operation, are used according to the work contents.

大型のエンジン駆動発電装置を一台用いれば、各種の電気負荷の全てに対して対応することは可能である。しかし、大型のエンジン駆動発電装置には、設置スペースが大きい、重量が大きい、持ち運びの工数が大きい、というデメリットに加えて、燃料消費量が多く、また、騒音も大きくなる、というデメリットがある。   If one large engine-driven power generator is used, it is possible to cope with all of various electric loads. However, in addition to the disadvantages of a large installation space, a large weight, and a large number of man-hours to carry, a large engine-driven power generator has the disadvantages of high fuel consumption and high noise.

このような事情から、野外で使用する可搬式のエンジン駆動発電装置には、より大きな電力出力と共に、より小型化することが要請されている。   Under such circumstances, portable engine-driven power generators used outdoors are required to be made more compact with a larger power output.

このような要請に対して、下記の特許文献1及び2に開示の技術が提案されている。
特許文献1には、「エンジン/発電体」で得られる電力に対して、これとは別に「バッテリ」を用意して、これら2つの電源の電力を重畳するようにした技術が開示されている。そして、起動時における一時的に大きな電力を必要とする状態に対して、バッテリによる電力補助を行っている。
In response to such a request, techniques disclosed in Patent Documents 1 and 2 below have been proposed.
Patent Document 1 discloses a technique in which a “battery” is prepared separately from the electric power obtained by the “engine / power generator” and the electric power of these two power sources is superimposed. . And the electric power assistance by a battery is performed with respect to the state which requires large electric power temporarily at the time of starting.

このような仕様とすることで、「エンジン/発電体」は、電気負荷の通常時に必要な電力を得られるものとして、起動時は、「エンジン/発電体の電力」+「バッテリの電力」で賄うようにすることで、従来よりも小さな発電装置で、起動時だけに必要な大きな電力に対応することができる。   By adopting such specifications, the “engine / power generator” can obtain the necessary power during normal operation of the electric load. At startup, it is “engine / power generator power” + “battery power”. By covering it, it is possible to cope with large electric power required only at the time of start-up with a power generator smaller than the conventional one.

また、特許文献2は、エンジン溶接機に関し、小電流の溶接作業においては、エンジン発電装置のみで電力を供給し、大電流の溶接作業においては、エンジン/発電体に加えて、バッテリによる電力補助を行うことで、装置全体の小型化を行う技術を開示している。   Patent Document 2 relates to an engine welder. In a small current welding operation, electric power is supplied only by an engine power generation device. In a large current welding operation, in addition to the engine / power generation body, electric power assistance by a battery is provided. A technique for reducing the size of the entire apparatus is disclosed.

なお、特許文献1の場合、エンジン発電機(交流電力)とバッテリ(直流電力)を重畳させるため、エンジン発電機の出力側に整流器を設けて、交流を直流に変換している。また、最終的に得る電力は、商用電源に相等する交流電力とするため、重畳させた直流電力をインバータにより交流に変換している。   In the case of Patent Document 1, in order to superimpose an engine generator (AC power) and a battery (DC power), a rectifier is provided on the output side of the engine generator to convert AC to DC. Moreover, since the finally obtained power is AC power equivalent to that of a commercial power source, the superimposed DC power is converted into AC by an inverter.

一方、特許文献2の場合、直流による重畳を行ってから、直流出力をそのまま溶接機に出力している。   On the other hand, in the case of Patent Document 2, the direct current output is directly output to the welding machine after superimposing by direct current.

このように、特許文献1及び2に開示の技術には、最終的に負荷に供給する電力が、交流電力であるか、直流電力であるか、という違いはあるものの、両者は共にバッテリ(蓄電手段)による電力補助を行っている点が共通している。   As described above, in the technologies disclosed in Patent Documents 1 and 2, there is a difference between whether the power finally supplied to the load is AC power or DC power, but both of them are batteries (power storage). The point that the electric power assistance by means) is performed is common.

特許文献1および2に開示の構成では、バッテリ(蓄電手段)による放電出力を発電体の出力に重畳することで大きな電力を得ることができるが、蓄電手段を充電するための技術については更なる改善が望まれる。   In the configurations disclosed in Patent Documents 1 and 2, a large amount of power can be obtained by superimposing the discharge output from the battery (power storage means) on the output of the power generator, but there is further technology for charging the power storage means. Improvement is desired.

具体的には、特許文献1及び2に開示の構成では、「起動→通常状態で稼動→停止…」、あるいは、「使用(使用開始〜使用中)→不使用→…」、というサイクルを短サイクル(高い頻度)で繰り返す負荷に対応することが困難である。すなわち、「起動の頻度が高い、もしくは、使用、不使用のサイクルの短い電気負荷」に対応することは困難である。   Specifically, in the configurations disclosed in Patent Documents 1 and 2, a cycle of “start-up → running in a normal state → stop ...” or “use (starting to use) → not-use → ...” is shortened. It is difficult to cope with a load that repeats in a cycle (high frequency). That is, it is difficult to cope with “an electrical load with a high start-up frequency or a short cycle of use or non-use”.

バッテリが上記のような「起動の頻度が高い使用方法」で用いられる場合、バッテリからの放電の頻度が高く、バッテリの蓄電量が短時間で消費されてしまうことになる。   When the battery is used in the “use method with high activation frequency” as described above, the frequency of discharge from the battery is high, and the amount of charge stored in the battery is consumed in a short time.

また、通常のバッテリの充電時間は、電池の種類や充電方法によっても異なるが、一般に短時間のものであっても、約数分〜数十分の充電時間を必要とする。このため、たとえば、30秒使用→30秒不使用→…というような短サイクルの使用方法の電気負荷の場合、上記公報の仕様の発電装置では、バッテリの充電が間に合わない。ゆえに、このような電気負荷に対して、バッテリによる電力補助を繰り返し実行すると、バッテリによる電力補助ができなくなる場合がある。   In addition, the normal battery charging time varies depending on the type of battery and the charging method, but generally requires a charging time of about several minutes to several tens of minutes even for a short time. For this reason, for example, in the case of an electrical load of a short cycle usage method such as 30 seconds use → 30 seconds non-use →. Therefore, if the electric power assistance by the battery is repeatedly executed for such an electric load, the electric power assistance by the battery may not be performed.

上記のような短サイクルで使用される電気負荷としては、例えば、交流電力で稼動する誘導負荷である「空圧コンプレッサ」が挙げられる。また、「使用、不使用のサイクルの頻度が高い使用方法で用いられる電気負荷」として、例えば「溶接機」が挙げられる。   Examples of the electric load used in the short cycle as described above include an “pneumatic compressor” that is an inductive load that operates with AC power. In addition, examples of the “electric load used in a usage method with a high frequency of use and non-use” include a “welder”.

また、特許文献1および特許文献2の構成では、負荷の使用電力がエンジンと発電体とで決まる最大電力を上回る状態、いわゆる過負荷状態に対してのみ、バッテリ(蓄電手段)による電力補助を行っている。しかし、過負荷状態ではない、いわゆる軽負荷時においては、バッテリ(蓄電手段)による電力補助は行われていない。ゆえに、特許文献1及び2に開示の技術においても、軽負荷時においては、バッテリ(蓄電手段)による電力補助を行わないエンジン駆動発電装置と変わりがなかった。   Further, in the configurations of Patent Document 1 and Patent Document 2, electric power assistance by a battery (power storage means) is performed only in a state where the power used by the load exceeds the maximum power determined by the engine and the power generator, that is, a so-called overload state. ing. However, in a so-called light load that is not in an overload state, power assistance by the battery (power storage means) is not performed. Therefore, the technologies disclosed in Patent Documents 1 and 2 are the same as the engine-driven power generator that does not perform power assistance by the battery (power storage means) at light loads.

一方、エンジン駆動発電装置に対しては、小型のもので大きな出力を得るという要望だけでなく、燃費改善や静音性の確保も要請されている。しかし、特許文献1および特許文献2では、このような問題への対策は十分とはいえなかった。   On the other hand, engine-driven power generators are required not only to have a small size and to obtain a large output, but also to improve fuel efficiency and ensure quietness. However, in Patent Document 1 and Patent Document 2, it cannot be said that a countermeasure for such a problem is sufficient.

特開2003−102200号公報JP 2003-102200 A 実開平04−070269号公報Japanese Utility Model Publication No. 04-070269

そこで、本発明は、バッテリやキャパシタのような蓄電手段による電力補助を行うエンジン発電装置において、「起動の頻度が高い、もしくは、使用、不使用のサイクルの短い(頻度が高い)使用方法で用いられる電気負荷」であっても、蓄電手段による電力補助を繰り返して行うことができる、可搬式に用いて好適なエンジン駆動式発電装置を提供することを第1の目的としている。   Therefore, the present invention is used in an engine power generation apparatus that performs power assistance by power storage means such as a battery or a capacitor in a usage method of “high start-up frequency or short (high frequency) use / non-use cycle”. The first object is to provide an engine-driven power generator suitable for portable use that can repeatedly perform power assistance by the power storage means even if it is an “electric load”.

また、本発明は、負荷の大きさに関係なく、蓄電手段による電力補助を行うことによって、エンジンの負担を軽減して燃費改善を達成するとともに、静音性に優れたエンジン駆動発電装置を提供することを第2の目的としている。   In addition, the present invention provides an engine-driven power generation device that achieves fuel efficiency improvement by reducing the burden on the engine by performing power assistance by the power storage means regardless of the size of the load, and having excellent silence. This is the second purpose.

上記の第1の目的を達成するため、第1の発明のエンジン駆動発電装置によれば、エンジンと、エンジンによって駆動されて交流電力を発生する発電体と、発電体から発生する交流電力を直流電力に変換する整流器と、整流器の出力側に設けられた直流電力母線部と、負荷を接続するために直流電力母線部の出力側に接続された出力端子部と、直流電力母線部に並列接続された蓄電手段と、直流電力母線部と前記蓄電手段の間に設けられた充電器と、直流電力母線部と蓄電手段の間に設けられ、電圧調整および電流調整が可能な放電器と、直流電力母線部の電圧を検出する電圧検出手段と、直流電力母線部の電流を検出する電流検出手段と、蓄電手段の端子電圧を検出する蓄電手段端子電圧検出手段と、エンジン、発電体、充電器及び放電器の作動を制御する制御手段と、を備え、整流器で変換した直流電力を、直流電力母線部から前記充電器を介して、蓄電手段の充電電力として供給し、整流器で変換した直流電力を、蓄電手段から放電器を介して直流電力母線部に出力させた直流電力と重畳させて負荷に給電するようにしたエンジン駆動発電装置において、整流器によって変換した直流電力を充電器により蓄電手段に給電する場合において、蓄電手段が満充電に達していない状態を検出したときに、充電器により蓄電手段へ給電するとともに、発電体の出力が設定範囲の最大値以下の所定値を維持するように、エンジン及び発電体の少なくとも一方を制御し、蓄電手段が満充電に達した状態を検出したときに、充電器により蓄電手段への給電を停止させ、かつ、発電体の出力を負荷の使用電力に合わせるように、エンジン及び発電体の少なくとも一方を制御することを特徴としている。   In order to achieve the first object, according to the engine-driven power generator of the first invention, the engine, a power generator that is driven by the engine to generate AC power, and AC power generated from the power generator is converted to DC. A rectifier that converts power, a DC power bus section provided on the output side of the rectifier, an output terminal section connected to the output side of the DC power bus section to connect a load, and a parallel connection to the DC power bus section Power storage means, a DC power bus section and a charger provided between the power storage means, a DC power bus section and a discharger provided between the power storage means and capable of voltage adjustment and current adjustment, DC Voltage detection means for detecting the voltage of the power bus section, current detection means for detecting the current of the DC power bus section, power storage means for detecting the terminal voltage of the power storage means, terminal voltage detection means, engine, power generator, charger And discharger Control means for controlling the operation, supplying DC power converted by the rectifier as charging power of the power storage means from the DC power bus through the charger, and storing the DC power converted by the rectifier In the engine-driven power generator that feeds the load by superimposing the DC power output to the DC power bus through the discharger, when the DC power converted by the rectifier is fed to the storage means by the charger When the state where the power storage means does not reach full charge is detected, power is supplied to the power storage means by the charger and the output of the power generator is maintained at a predetermined value not more than the maximum value of the set range. When at least one of the bodies is controlled and the state where the power storage means reaches full charge is detected, power supply to the power storage means is stopped by the charger, and the output of the power generator is To match the power used in the load, it is characterized by controlling at least one of the engine and generator body.

第1の発明によれば、蓄電手段の蓄電量状態に応じて、発電体の出力を制御する。これにより、蓄電手段が満充電になっていない状態では、発電体の出力を設定範囲の最大値以下の所定値に維持しながら、充電器により蓄電手段へ給電する。その結果、バッテリやキャパシタのような蓄電手段による電力補助を行うエンジン発電装置において、「起動の頻度が高い、もしくは、使用、不使用のサイクルの短い(頻度が高い)使用方法で用いられる電気負荷」であっても、蓄電手段による電力補助を繰り返して行うことができる、可搬式に用いて好適なエンジン駆動式発電装置を提供することができる。   According to the first invention, the output of the power generator is controlled in accordance with the state of charge of the power storage means. Thus, in a state where the power storage means is not fully charged, power is supplied to the power storage means by the charger while maintaining the output of the power generator at a predetermined value that is not more than the maximum value of the set range. As a result, in an engine power generation device that performs power assistance by power storage means such as a battery or a capacitor, “electric load used in a usage method with a high start-up frequency or a short (high frequency) use / non-use cycle However, it is possible to provide an engine-driven power generator suitable for portable use that can repeatedly perform power assistance by the power storage means.

また、蓄電手段が満充電に達した状態では、蓄電手段の充電を停止して、発電体の出力を負荷の使用電力に合わせるように制御をおこなう。その結果、負荷の稼動に必要な最低限の電力を得るようにエンジンを運転させることができ、燃費改善および騒音低減が可能となる。   Further, in a state where the power storage means has reached full charge, the charging of the power storage means is stopped, and control is performed so that the output of the power generator matches the power used by the load. As a result, the engine can be operated so as to obtain the minimum electric power necessary for operating the load, and the fuel consumption can be improved and the noise can be reduced.

また、第1の発明において好ましくは、蓄電手段が満充電に達していない状態を検出したときに、充電器により蓄電手段へ給電するとともに、発電体の出力が設定範囲の最大値より低い所定値を維持するように、エンジン及び発電体の少なくとも一方を制御する。   Preferably, in the first invention, when it is detected that the power storage means is not fully charged, the charger supplies power to the power storage means, and the output of the power generator is a predetermined value lower than the maximum value of the setting range. At least one of the engine and the power generator is controlled so as to maintain the above.

このように、発電体の出力が設定範囲の最大値より低い所定値を維持すれば、エンジン回転数の変動を抑制することができるうえ、エンジン回転数を最大出力時よりも低減できる。これにより、エンジン駆動式発電装置の低燃費化及び低騒音化を図ることができる。   Thus, if the output of the power generator is maintained at a predetermined value lower than the maximum value of the setting range, fluctuations in the engine speed can be suppressed and the engine speed can be reduced as compared with the maximum output. Thereby, the fuel consumption reduction and noise reduction of an engine drive type electric power generating apparatus can be achieved.

また、上記の第1の目的を達成するため、第2の発明のエンジン駆動発電装置によれば、エンジンと、エンジンによって駆動されて交流電力を発生する発電体と、発電体から発生する交流電力を直流電力に変換する整流器と、整流器の出力側に設けられた直流電力母線部と、負荷を接続するために直流電力母線部に接続された出力端子部と、直流電力母線部に並列接続された蓄電手段と、直流電力母線部と蓄電手段の間に設けられた充電器と、直流電力母線部と蓄電手段の間に設けられ、電圧調整および電流調整が可能な放電器と、直流電力母線部の電圧を検出する電圧検出手段と、直流電力母線部の電流を検出する電流検出手段と、蓄電手段の端子電圧を検出する蓄電手段端子電圧検出手段と、エンジン、発電体、充電器及び放電器の作動を制御する制御手段とを備え、整流器で変換した直流電力を、直流電力母線部から前記充電器を介して、蓄電手段の充電電力として供給し、整流器で変換した直流電力を、蓄電手段から前記放電器を介して直流電力母線部に出力させた直流電力と重畳させて負荷に給電するようにしたエンジン駆動発電装置において、整流器によって変換した直流電力を充電器により蓄電手段に給電する場合において、蓄電手段が満充電に達していない状態を検出したときに、充電器により蓄電手段へ給電するとともに、発電体の出力が設定範囲の最大値を維持するように、エンジンもしくは発電体の少なくとも一方を制御し、蓄電手段が満充電に達した状態を検出したときに、充電器により蓄電手段への給電を停止させ、かつ、発電体の出力を負荷の使用電力に合わせるように、エンジンもしくは発電体の少なくとも一方を制御することを特徴としている。   In order to achieve the first object, according to the engine-driven power generation device of the second invention, an engine, a power generator that is driven by the engine to generate AC power, and AC power generated from the power generator Is connected in parallel to the DC power bus section, a DC power bus section provided on the output side of the rectifier, an output terminal section connected to the DC power bus section for connecting a load, and a DC power bus section. Power storage means, a charger provided between the DC power bus section and the power storage means, a discharger provided between the DC power bus section and the power storage means and capable of voltage adjustment and current adjustment, and a DC power bus Voltage detection means for detecting the voltage of the power supply section, current detection means for detecting the current of the DC power bus section, power storage means for detecting the terminal voltage of the power storage means, terminal voltage detection means, engine, power generator, charger and discharge Electrical operation Control means for controlling, supplying DC power converted by the rectifier from the DC power bus as the charging power of the power storage means via the charger, and discharging the DC power converted by the rectifier from the power storage means. In an engine-driven power generator that feeds power to a load by superimposing DC power output to a DC power bus section via an electric appliance, when the DC power converted by the rectifier is supplied to the storage means by a charger, When the state that the means does not reach full charge is detected, the charger supplies power to the power storage means and controls at least one of the engine or the power generator so that the output of the power generator maintains the maximum value of the set range. When the state where the power storage means reaches full charge is detected, power supply to the power storage means is stopped by the charger, and the output of the power generator is connected to the load power consumption. To match the is characterized by controlling at least one of the engine or power generator.

第2の発明によれば、蓄電手段の蓄電量状態に応じて、発電体の出力を制御する。これにより、蓄電手段が満充電になっていない状態では、発電体の出力を最大電力が得られるように維持する。その結果、蓄電手段への充電電力を最大とすることができ、充電時間を最短とすることができる。   According to the second invention, the output of the power generator is controlled in accordance with the state of charge of the power storage means. Thereby, in the state in which the electrical storage means is not fully charged, the output of the power generator is maintained so that the maximum power can be obtained. As a result, the charging power to the power storage means can be maximized and the charging time can be minimized.

また、蓄電手段が満充電に達した状態では、蓄電手段の充電を停止して、発電体の出力を負荷の使用電力に合わせるように制御をおこなう。その結果、負荷の稼動に必要な最低限の電力を得るようにエンジンを運転させることができ、燃費改善および騒音低減が可能となる。   Further, in a state where the power storage means has reached full charge, the charging of the power storage means is stopped, and control is performed so that the output of the power generator matches the power used by the load. As a result, the engine can be operated so as to obtain the minimum electric power necessary for operating the load, and the fuel consumption can be improved and the noise can be reduced.

また、第1又は第2の発明において好ましくは、直流電力母線部と出力端子部の間に、負荷への給電の許容と禁止の切替えを行う手段を備え、負荷への給電の許容と禁止の切替えを行う手段は、放電器から直流電力母線部への出力が停止され、蓄電手段が満充電でないことが検出され、かつ、負荷が非稼動であることが検出されたときに、負荷への給電を禁止とする。   In the first or second aspect of the invention, preferably, a means for switching between permitting and prohibiting power feeding to the load is provided between the DC power bus and the output terminal unit, and allowing or prohibiting power feeding to the load. The means for performing the switching is when the output from the discharger to the DC power bus is stopped, the storage means is detected not being fully charged, and the load is detected to be non-operating. Prohibit power supply.

このように、負荷給電ON/OFF切替において、OFF(給電を禁止)とすれば、充電時間を最短化させるだけでなく、蓄電手段の蓄電量が不十分で、負荷に十分な電力が供給できないために発生する好ましくない事態、たとえば、溶接機に適用する場合に溶接不良が発生する事態、あるいは、発電機に適用する場合に誘導負荷の起動に失敗する事態の発生を防止することができる。   As described above, when the load power supply ON / OFF switching is set to OFF (power supply is prohibited), not only the charging time is shortened, but the amount of power stored in the power storage means is insufficient, and sufficient power cannot be supplied to the load. Therefore, it is possible to prevent occurrence of an unfavorable situation that occurs for example, a situation in which poor welding occurs when applied to a welding machine, or a situation in which activation of an inductive load fails when applied to a generator.

また、第1又は第2の発明において好ましくは、負荷への給電の許容と禁止の切り替えを行う手段の禁止の切替動作を有効にするか無効にするかを選択する手段を備える。   In the first or second aspect of the invention, preferably, a means for selecting whether to enable or disable the prohibition switching operation of the means for switching between permission and prohibition of power supply to the load is provided.

これにより、「負荷給電ON/OFF切替」の制御について、この制御における「OFF(給電を禁止)の動作」を行わせるかどうかを、負荷給電ON/OFF切替機能の有効/無効の選択スイッチの状態を使用者自らが選択するようにしていることで、使用者自身が、この機能が働くことを予め意識して、作業に用いることができる。   As a result, regarding the control of “load power supply ON / OFF switching”, whether or not to perform “OFF (power supply prohibition) operation” in this control is determined based on whether the load power supply ON / OFF switching function is enabled / disabled. Since the user himself / herself selects the state, the user himself / herself can use this function for the work while being aware that this function works.

また、上記の第2の目的を達成するため、第3の発明のエンジン駆動発電装置によれば、エンジンと、エンジンによって駆動されて交流電力を発生する発電体と、発電体から発生する交流電力を直流電力に変換する整流器と、整流器の出力側に設けられた直流電力母線部と、負荷を接続するために直流電力母線部の出力側に接続された出力端子部と、直流電力母線部に並列接続された蓄電手段と、直流電力母線部と蓄電手段の間に設けられた充電器と、直流電力母線部と蓄電手段の間に設けられて、電圧調整および電流調整が可能な放電器と、直流電力母線部の電圧を検出する電圧検出手段と、直流電力母線部の電流を検出する電流検出手段と、エンジン、発電体、充電器及び放電器の作動を制御する制御手段と、を備え、整流器で変換した直流電力を直流電力母線部から充電器を介して、蓄電手段の充電電力として供給し、整流器で変換した直流電力を、蓄電手段から前記放電器を介して直流電力母線部に出力させた直流電力と重畳させて負荷に給電するようにしたエンジン駆動発電装置において、制御手段が、電圧検出手段の検出した電圧及び電流検出手段の検出した電流に基づいて負荷の使用電力の増加変動を検出したときに、負荷への供給電力が増加変動後の負荷の使用電力に合うように、放電器により蓄電手段から直流電力を出力させ、負荷への供給電力が増加変動後の負荷の使用電力に合った状態を維持したまま、発電体の出力を増加させることを特徴としている。   In order to achieve the second object, according to the engine drive power generator of the third invention, the engine, the power generator that is driven by the engine to generate AC power, and the AC power generated from the power generator. To the DC power bus, a DC power bus section provided on the output side of the rectifier, an output terminal section connected to the output side of the DC power bus section to connect the load, and a DC power bus section Power storage means connected in parallel, a charger provided between the DC power bus section and the power storage means, a discharger provided between the DC power bus section and the power storage means and capable of voltage adjustment and current adjustment A voltage detection means for detecting the voltage of the DC power bus section, a current detection means for detecting a current of the DC power bus section, and a control means for controlling the operation of the engine, power generator, charger and discharger. Converted by rectifier DC power supplied from the DC power bus section via the charger as the charging power for the storage means, and DC power converted by the rectifier is output from the storage means to the DC power bus section via the discharger When the control means detects an increase in the load power consumption based on the voltage detected by the voltage detection means and the current detected by the current detection means In addition, DC power is output from the storage means by the discharger so that the power supplied to the load matches the load power used after the fluctuation, and the power supplied to the load matches the power usage after the fluctuation. It is characterized by increasing the output of the power generator while maintaining the state.

このように、負荷の増加変動時に対する蓄電手段の放電による電力補助を行うことによって、負荷の大きさに関わらず、負荷の増加変動がある場合に、蓄電手段の放電による電力補助を実行する。これにより、従来のエンジン駆動発電装置において負荷の増加変動に即応するためのエンジンの急加速に必要であった燃料が不要となるため、燃費改善が可能となる。   In this way, by performing power assistance by discharging the power storage means when the load increases, the power assistance by discharging the power storage means is performed when there is an increase in load regardless of the size of the load. As a result, the fuel required for rapid acceleration of the engine in order to respond quickly to the increase in the load in the conventional engine-driven power generation apparatus becomes unnecessary, and fuel efficiency can be improved.

また、第3の発明において好ましくは、増加変動後の負荷の使用電力が過負荷である場合に、発電体の出力が、設定範囲の最大値に到達した後、発電体から負荷への、設定範囲の最大値の電力の供給を開始するとともに、放電器により蓄電手段からの直流電力を増加変動後の負荷の使用電力と発電体の最大値の電力との差分電力とする。   Preferably, in the third aspect of the invention, when the power used by the load after the increase fluctuation is an overload, the setting from the power generator to the load after the output of the power generator reaches the maximum value in the setting range. The supply of the maximum power in the range is started, and the DC power from the power storage means is set to be the difference power between the power used by the load after the increase and the power of the maximum value of the power generator by the discharger.

このように、負荷の増加変動が、エンジンと発電体によって決まる最大出力を上回る、いわゆる、過負荷の場合に、従来のエンジン駆動発電装置において負荷の増加変動に即応するための急加速に必要であった燃料が不要となるため、燃費改善が可能となる。さらに、発電体の出力の増加中、もしくは、設定範囲の最大値に到達した後に、発電体から負荷へ給電を行えば、エンジンの回転速度の上昇又は発生トルクの上昇が遅い場合であっても、負荷側への悪影響を抑制することができる。また、従来のように負荷の全てをエンジンで対応させる状態よりも、エンジンに対する負荷(回転抵抗)が小さな状態でエンジンの回転数を上昇させるので、エンジンの回転数の立ち上がり時の燃料消費量を低減することができる。   In this way, in the case of so-called overload, where the increase fluctuation of the load exceeds the maximum output determined by the engine and the power generation body, it is necessary for rapid acceleration to quickly respond to the increase fluctuation of the load in the conventional engine drive power generation device. Since the required fuel is no longer necessary, fuel consumption can be improved. Furthermore, if power is supplied from the generator to the load while the output of the generator is increasing, or after reaching the maximum value of the setting range, even if the increase in engine speed or the increase in generated torque is slow The adverse effect on the load side can be suppressed. In addition, since the engine speed is increased with a smaller load (rotational resistance) on the engine than in the conventional state where all the loads are handled by the engine, the fuel consumption at the start of the engine speed is reduced. Can be reduced.

また、第3の発明において好ましくは、増加変動後の負荷の使用電力が過負荷でない場合に、発電体の出力が、増加変動後の負荷の使用電力に到達した後、発電体から負荷への、増加変動後の負荷の使用電力に相当する電力の供給を開始するとともに、放電器により蓄電手段からの直流電力の出力を停止させる。   Preferably, in the third invention, when the power consumption of the load after the increase change is not an overload, the output of the power generator reaches the power consumption of the load after the increase change, Then, supply of electric power corresponding to the electric power used by the load after the increase change is started, and output of DC power from the power storage means is stopped by the discharger.

このように、負荷の増加変動が、エンジンと発電体によって決まる最大出力を下回る、いわゆる軽負荷の場合に、従来のエンジン駆動発電装置において負荷の増加変動に即応するための急加速に必要であった燃料が不要となるため、燃費改善が可能となる。さらに、負荷の使用電力が増加変動した場合に、先ず、蓄電手段から負荷に電力を供給しておき、発電体の出力の増加中、もしくは、発電体の出力を十分に上昇させた後、発電体から負荷への給電を行えば、エンジンの回転速度の上昇又は発生トルクの上昇が遅い場合であっても、負荷側への悪影響を抑制することができる。また、従来のように負荷の全てをエンジンで対応させる状態よりも、エンジンに対する負荷(回転抵抗)が小さな状態でエンジンの回転数を上昇させるので、エンジンの回転数の立ち上がり時の燃料消費量を低減することができる。   In this way, when the load fluctuation is less than the maximum output determined by the engine and the power generator, so-called light load, it is necessary for rapid acceleration to quickly respond to the load fluctuation in the conventional engine-driven power generator. Therefore, fuel consumption can be improved. In addition, when the load power consumption increases and fluctuates, power is first supplied from the power storage means to the load, while the output of the power generator is increasing or after the output of the power generator is sufficiently increased, If power is supplied from the body to the load, adverse effects on the load side can be suppressed even when the increase in the rotational speed of the engine or the increase in the generated torque is slow. In addition, since the engine speed is increased with a smaller load (rotational resistance) on the engine than in the conventional state where all the loads are handled by the engine, the fuel consumption at the start of the engine speed is reduced. Can be reduced.

また、第3の発明において好ましくは、放電器により蓄電手段からの直流電力の出力を停止させた後、負荷への供給電力が増加変動後の負荷の使用電力に合った状態を維持したまま、発電体の出力を増加変動後の負荷の使用電力に相当する電力から更に増加させながら、充電器により前記蓄電手段に給電し、更に増加させた発電体の出力を増加変動後の負荷の使用電力に相当する電力まで減少させながら、充電器により蓄電手段に給電する。   Further, in the third invention, preferably, after the output of the DC power from the power storage means is stopped by the discharger, the power supplied to the load is maintained in a state suitable for the used power of the load after the fluctuation, While further increasing the output of the power generation body from the power corresponding to the power consumption of the load after the increase fluctuation, the power is supplied to the power storage means by the charger, and the power output of the load after the increase fluctuation is further increased. The battery is powered by the charger while reducing the power corresponding to

このように、負荷の増加変動が、軽負荷である場合に、蓄電手段の放電による電力補助を行った後に、蓄電手段の充電を行う。そして、エンジンの急加速のための余分な燃料が不要となるため、燃費改善が可能となる。また、エンジン回転速度を緩やかに変動させることができる。このため、使用者にとって耳障りなエンジンから発生する運転音の変動が緩やかになり、静音性を確保することが容易となる。   As described above, when the increase fluctuation in the load is a light load, the power storage unit is charged after the power is supplemented by discharging the power storage unit. Further, since no extra fuel is required for rapid acceleration of the engine, fuel consumption can be improved. Further, the engine rotation speed can be changed gently. For this reason, the fluctuation of the driving sound generated from the engine which is annoying for the user becomes moderate, and it becomes easy to ensure the quietness.

また、上記の第2の目的を達成するため、第4の発明のエンジン駆動発電装置によれば、エンジンと、エンジンによって駆動されて交流電力を発生する発電体と、発電体から発生する交流電力を直流電力に変換する整流器と、整流器の出力側に設けられた直流電力母線部と、負荷を接続するために直流電力母線部の出力側に接続された出力端子部と、直流電力母線部に並列接続された蓄電手段と、直流電力母線部と蓄電手段の間に設けられた充電器と、直流電力母線部と蓄電手段の間に設けられて、電圧調整および電流調整が可能な放電器と、直流電力母線部の電圧を検出する電圧検出手段と、直流電力母線部の電流を検出する電流検出手段と、エンジン、発電体、充電器及び放電器の作動を制御する制御手段と、を備え、整流器で変換した直流電力を直流電力母線部から充電器を介して、蓄電手段の充電電力として供給し、整流器で変換した直流電力を、蓄電手段から放電器を介して直流電力母線部に出力させた直流電力と重畳させて負荷に給電するようにしたエンジン駆動発電装置において、制御手段が、電圧検出手段の検出した電圧及び電流検出手段の検出した電流に基づいて負荷の使用電力の増加変動を検出したときに、負荷への供給電力が増加変動後の負荷の使用電力に合うように、放電器により蓄電手段からの直流電力を増加させ、負荷への供給電力が増加変動後の負荷の使用電力に合った状態を維持したまま、発電体の出力を増加させながら、放電器により蓄電手段からの直流電力を減少させることを特徴としている。   In order to achieve the second object, according to the engine drive power generator of the fourth invention, an engine, a power generator that is driven by the engine to generate AC power, and AC power generated from the power generator. To the DC power bus, a DC power bus section provided on the output side of the rectifier, an output terminal section connected to the output side of the DC power bus section to connect the load, and a DC power bus section Power storage means connected in parallel, a charger provided between the DC power bus section and the power storage means, a discharger provided between the DC power bus section and the power storage means and capable of voltage adjustment and current adjustment A voltage detection means for detecting the voltage of the DC power bus section, a current detection means for detecting a current of the DC power bus section, and a control means for controlling the operation of the engine, power generator, charger and discharger. Converted by rectifier Direct current power supplied from the DC power bus section via the charger as the charging power for the storage means, and DC power converted by the rectifier is output from the storage means to the DC power bus section via the discharger. In the engine-driven power generator that superimposes and supplies power to the load, when the control unit detects an increase in the load power consumption based on the voltage detected by the voltage detection unit and the current detected by the current detection unit The DC power from the power storage means is increased by the discharger so that the power supplied to the load matches the load power used after the fluctuation, and the power supplied to the load matches the power usage after the fluctuation. The DC power from the power storage means is decreased by the discharger while increasing the output of the power generator while maintaining the state.

このように、負荷の増加変動時に対する蓄電手段の放電による電力補助を行うことによって、負荷の大きさに関わらず、負荷の増加変動がある場合に、蓄電手段の放電による電力補助を実行する。これにより、従来のエンジン駆動発電装置において負荷の増加変動に即応するためのエンジンの急加速に必要であった燃料が不要となるため、燃費改善が可能となる。   In this way, by performing power assistance by discharging the power storage means when the load increases, the power assistance by discharging the power storage means is performed when there is an increase in load regardless of the size of the load. As a result, the fuel required for rapid acceleration of the engine in order to respond quickly to the increase in the load in the conventional engine-driven power generation apparatus becomes unnecessary, and fuel efficiency can be improved.

また、第3又は第4の発明において好ましくは、増加変動後の負荷の使用電力が過負荷である場合に、負荷への供給電力が増加変動後の負荷の使用電力に合った状態を維持したまま、発電体の出力を設定範囲の最大出力まで増加させながら、放電器により蓄電手段からの直流電力を増加変動後の負荷の使用電力と発電体の最大出力との差分電力まで減少させる。   Preferably, in the third or fourth aspect of the invention, when the power consumption of the load after the increase fluctuation is an overload, the power supplied to the load is maintained in a state suitable for the power consumption of the load after the fluctuation fluctuation. While increasing the output of the power generator to the maximum output within the set range, the DC power from the power storage means is decreased by the discharger to the differential power between the power used by the load after the increase and the maximum output of the power generator.

このように、負荷の増加変動が、エンジンと発電体によって決まる最大出力を上回る、いわゆる、過負荷の場合に、従来のエンジン駆動発電装置において負荷の増加変動に即応するための急加速に必要であった燃料が不要となるため、燃費改善が可能となる。   In this way, in the case of so-called overload, where the increase fluctuation of the load exceeds the maximum output determined by the engine and the power generation body, it is necessary for rapid acceleration to quickly respond to the increase fluctuation of the load in the conventional engine drive power generation device. Since the required fuel is no longer necessary, fuel consumption can be improved.

また、第3又は第4の発明において好ましくは、増加変動後の負荷の使用電力が過負荷でない場合に、負荷への供給電力が増加変動後の負荷の使用電力に合った状態を維持したまま、発電体の出力を増加変動後の負荷の使用電力まで増加させながら、放電器により蓄電手段からの直流電力がゼロになるまで減少させる。   Preferably, in the third or fourth aspect of the invention, when the load power used after the increase change is not an overload, the power supplied to the load is maintained in a state suitable for the load power use after the increase change. Then, while increasing the output of the power generation body to the power consumption of the load after the increase variation, the DC power from the power storage means is decreased to zero by the discharger.

このように、負荷の増加変動が、エンジンと発電体によって決まる最大出力を下回る、いわゆる軽負荷の場合に、従来のエンジン駆動発電装置において負荷の増加変動に即応するための急加速に必要であった燃料が不要となるため、燃費改善が可能となる。   In this way, when the load fluctuation is less than the maximum output determined by the engine and the power generator, so-called light load, it is necessary for rapid acceleration to quickly respond to the load fluctuation in the conventional engine-driven power generator. Therefore, fuel consumption can be improved.

また、第4の発明において好ましくは、負荷への供給電力が増加変動後の負荷の使用電力に合った状態を維持したまま、発電体の出力を増加変動後の負荷の使用電力まで増加させ、放電器により蓄電手段からの直流電力の出力を停止した後、発電体の出力を増加変動後の負荷の使用電力に合わせた状態から更に増加させながら、充電器により蓄電手段に給電し、更に増加させた発電体の出力を増加変動後の負荷の使用電力まで減少させながら、充電器により蓄電手段に給電する。   Preferably, in the fourth aspect of the invention, while maintaining a state in which the power supplied to the load matches the power usage of the load after the increase fluctuation, the output of the power generator is increased to the power usage of the load after the fluctuation, After stopping the output of DC power from the power storage means by the discharger, the power supply is supplied to the power storage means by the charger while further increasing from the state that matches the power consumption of the load after the fluctuation of increase, and further increase The power is supplied to the power storage means by the charger while the output of the generated power generator is reduced to the power consumption of the load after the increase fluctuation.

このように、負荷の増加変動が、軽負荷である場合に、蓄電手段の放電による電力補助を行った後に、蓄電手段の充電を行う。そして、エンジンの急加速のための余分な燃料が不要となるため、燃費改善が可能となる。また、エンジン回転速度を緩やかに変動させることができる。このため、使用者にとって耳障りなエンジンから発生する運転音の変動が緩やかになり、静音性を確保することが容易となる。   As described above, when the increase fluctuation in the load is a light load, the power storage unit is charged after the power is supplemented by discharging the power storage unit. Further, since no extra fuel is required for rapid acceleration of the engine, fuel consumption can be improved. Further, the engine rotation speed can be changed gently. For this reason, the fluctuation of the driving sound generated from the engine which is annoying for the user becomes moderate, and it becomes easy to ensure the quietness.

このように、第1及び第2の発明によれば、蓄電手段による電力補助を行うエンジン発電装置において、「起動の頻度が高い、もしくは、使用、不使用のサイクルの短い(頻度が高い)使用方法で用いられる電気負荷」であっても、蓄電手段による電力補助を繰り返して行うことができる、可搬式に用いて好適なエンジン駆動式発電装置を提供することができる。   Thus, according to the first and second aspects of the invention, in the engine power generation apparatus that performs power assistance by the power storage means, “use is frequently performed or the use and non-use cycles are short (frequency is high). Even with the “electric load used in the method”, it is possible to provide an engine-driven power generator suitable for portable use that can repeatedly perform power assistance by the power storage means.

また、第3及び第4の発明によれば、負荷の大きさに関係なく、蓄電手段による電力補助を行うことによって、エンジンの負担を軽減して燃費改善を達成するとともに、静音性に優れたエンジン駆動発電装置を提供することができる。   In addition, according to the third and fourth inventions, the power assistance by the power storage means is performed regardless of the magnitude of the load, thereby reducing the load on the engine and improving the fuel consumption, and being excellent in silence. An engine-driven power generator can be provided.

本発明の第1実施形態におけるエンジン駆動発電装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the engine drive electric power generating apparatus in 1st Embodiment of this invention. 第1実施形態の変形例であって、溶接棒と溶接母材に直流電力を供給するエンジン駆動発電装置を示すブロック図である。It is a modification of 1st Embodiment, Comprising: It is a block diagram which shows the engine drive electric power generating apparatus which supplies DC power to a welding rod and a welding preform | base_material. 第1実施形態の変形例であって、溶接棒と溶接母材に直流電力を供給するエンジン駆動発電装置を示すブロック図である。It is a modification of 1st Embodiment, Comprising: It is a block diagram which shows the engine drive electric power generating apparatus which supplies DC power to a welding rod and a welding preform | base_material. 第1実施形態における電力−回転速度マップである。It is an electric power-rotation speed map in 1st Embodiment. 本発明の第1実施形態における過負荷状態の判定制御のフローチャートである。It is a flowchart of the determination control of the overload state in 1st Embodiment of this invention. 過負荷状態のキャパシタの放電による電力補助制御のフローチャートである。It is a flowchart of the electric power auxiliary control by discharge of the capacitor of an overload state. 交流電力によって稼動する空圧コンプレッサのような誘導負荷に供給される電力の時間変化を示すグラフである。It is a graph which shows the time change of the electric power supplied to induction loads like the pneumatic compressor which operate | moves with alternating current power. 直流電力を用いる溶接機の溶接棒と溶接母材に供給される電力の時間変化を示すグラフである。It is a graph which shows the time change of the electric power supplied to the welding rod and welding base material of the welding machine using DC power. キャパシタの充電制御のフローチャートである。It is a flowchart of charge control of a capacitor. (a)は、負荷電力供給部への入力電力の時間変化を示すグラフであり、(b)は、発電体の出力を示すグラフである。(A) is a graph which shows the time change of the input electric power to a load electric power supply part, (b) is a graph which shows the output of an electric power generation body. (a)は、負荷電力供給部への入力電力の時間変化を示すグラフであり、(b)は、発電体の出力を示すグラフである。(A) is a graph which shows the time change of the input electric power to a load electric power supply part, (b) is a graph which shows the output of an electric power generation body. (a)は、負荷電力供給部への入力電力の時間変化を示すグラフであり、(b)は発電体の出力の時間変化を示すグラフである。(A) is a graph which shows the time change of the input electric power to a load electric power supply part, (b) is a graph which shows the time change of the output of an electric power generation body. (a)は、負荷電力供給部への入力電力の時間変化を示すグラフであり、(b)は発電体の出力の時間変化を示すグラフである。(A) is a graph which shows the time change of the input electric power to a load electric power supply part, (b) is a graph which shows the time change of the output of an electric power generation body. 本発明の第2実施形態におけるエンジン駆動発電装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the engine drive electric power generating apparatus in 2nd Embodiment of this invention. 第2実施形態において、キャパシタの放電による電力補助を行うための発電体の出力とキャパシタの放電器の放電出力の割り振りを示す概略図である。In 2nd Embodiment, it is the schematic which shows allocation of the output of the electric power generation body for performing the electric power assistance by discharge of a capacitor, and the discharge output of the discharge device of a capacitor. 負荷の増加変動があったときの徐変動制御を行うための制御動作の説明図である。It is explanatory drawing of the control action for performing gradual change control when there is an increase change of load. 第2実施形態における発電体出力−変動期間マップである。It is an electric power generation body output-variation period map in 2nd Embodiment. 第2実施形態における回転速度−変動期間マップである。It is a rotational speed-variation period map in 2nd Embodiment. キャパシタの放電器の徐変動制御を行うための、放電器の放電出力の演算方法の説明図である。It is explanatory drawing of the calculation method of the discharge output of a discharger for performing the gradual variation control of the discharger of a capacitor. 過負荷で増加変動があったときの徐変動制御の説明図である。It is explanatory drawing of the gradual change control when there exists an increase fluctuation by overload. 本発明の第2実施形態における、負荷の増加変動時における徐変動制御のフローチャートである。It is a flowchart of the gradual change control at the time of the increase fluctuation | variation of load in 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態における、負荷の増加変動時における徐変動制御のフローチャートである。It is a flowchart of the gradual change control at the time of the increase fluctuation | variation of load in 2nd Embodiment of this invention. 徐変動制御及び過負荷時におけるキャパシタによる電力補助の説明図である。It is explanatory drawing of the electric power assistance by the capacitor at the time of gradual fluctuation control and an overload. 負荷の増加変動があったときの徐変動制御を行うための制御動作の説明図である。It is explanatory drawing of the control action for performing gradual change control when there is an increase change of load. 徐変動制御及び過負荷時におけるキャパシタによる電力補助の説明図である。It is explanatory drawing of the electric power assistance by the capacitor at the time of gradual fluctuation control and an overload. キャパシタの充電に必要な電力と充電時間の説明図である。It is explanatory drawing of the electric power required for charge of a capacitor, and charge time. キャパシタを充電するためのエンジンの運転状態の説明図である。It is explanatory drawing of the driving | running state of the engine for charging a capacitor. キャパシタを充電するためのエンジンの運転状態の説明図である。It is explanatory drawing of the driving | running state of the engine for charging a capacitor. 第2実施形態におけるキャパシタの充電を行うときのエンジン回転速度の決定方法に関する説明図である。It is explanatory drawing regarding the determination method of the engine speed when charging the capacitor in 2nd Embodiment. キャパシタの充電制御のフローチャートである。It is a flowchart of charge control of a capacitor. 上段は、負荷電力供給部への入力電力の時間変化を表すグラフであり、中段は、発電体の出力の時間変化を表すグラフであり、下段は、エンジン回転速度の時間変化を表すグラフである。The upper stage is a graph showing the time change of the input power to the load power supply unit, the middle stage is a graph showing the time change of the output of the power generator, and the lower stage is a graph showing the time change of the engine rotation speed. .

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。
<第1実施形態>
まず第1実施形態として、第1及び第2の発明の実施形態を説明する。
図1は、本発明の第1実施形態におけるエンジン駆動発電装置を示すブロック図である。図1は、本発明の第1実施形態のエンジン駆動発電装置を、交流電力を負荷に供給する発電機に適用した例である。その構成としては、以下のようになっている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
<First Embodiment>
First, the first and second aspects of the invention will be described as the first embodiment.
FIG. 1 is a block diagram showing an engine-driven power generator in a first embodiment of the present invention. FIG. 1 shows an example in which the engine-driven power generator according to the first embodiment of the present invention is applied to a generator that supplies AC power to a load. The configuration is as follows.

エンジン1により、発電体2を駆動させて交流電力を発生させる。この交流電力を整流器3によって直流電力に変換して、直流電力母線部4を介して、負荷電力供給部60に電力を供給する。   The power generator 2 is driven by the engine 1 to generate AC power. This AC power is converted into DC power by the rectifier 3, and power is supplied to the load power supply unit 60 via the DC power bus 4.

負荷電力供給部60には、出力端子部60cに接続した電気機器(負荷)に対して、交流電力を供給するためのインバータ(電力調整手段)60aを設けてある。このインバータ60aは、直流電力母線部4からの直流電力を所望の交流電力に変換する。   The load power supply unit 60 is provided with an inverter (power adjusting means) 60a for supplying AC power to the electrical equipment (load) connected to the output terminal unit 60c. This inverter 60a converts the DC power from the DC power bus section 4 into desired AC power.

また、インバータ(電力調整手段)60aに対して、その入力側に、直流電力の脈動を平滑化する平滑コンデンサ5を設けている。また、インバータ60aの出力側に、交流電力のノイズを除去するフィルタ60bを負荷電力供給部60に設けている。   Further, a smoothing capacitor 5 for smoothing the pulsation of DC power is provided on the input side of the inverter (power adjusting means) 60a. Further, a filter 60b for removing AC power noise is provided in the load power supply unit 60 on the output side of the inverter 60a.

また、本発明では、直流電力母線部4の整流器3の直後にキャパシタ(蓄電手段)7を並列に接続している。   In the present invention, a capacitor (power storage means) 7 is connected in parallel immediately after the rectifier 3 of the DC power bus section 4.

第1実施形態では、電力補助を行うための蓄電手段として、キャパシタ7(電気二重層コンデンサ)を用いている。キャパシタは、バッテリに比べて充電時間が短く、また、大電流を取り出すことが可能という性質があることから、本発明に用いる蓄電手段として好ましい。ただし、本発明における電力補助に用いる蓄電手段としては、これに限定するものではなく、種々の蓄電手段を用いることが可能である。   In the first embodiment, a capacitor 7 (electric double layer capacitor) is used as a power storage means for performing power assistance. Capacitors are preferable as power storage means used in the present invention because they have a shorter charging time than a battery and can take a large current. However, the power storage means used for power assistance in the present invention is not limited to this, and various power storage means can be used.

キャパシタ7の充電および放電は、直流電力母線部4を介して行われる。すなわち、まず、発電体2で発生させた交流電力を整流器3で変換して直流電力を得る。この直流電力を、直流電力母線部4を介してキャパシタ7に供給することで、キャパシタ7の充電を行う。この充電の制御は、直流電力母線部4とキャパシタ7との間に設けた充電器8によって行われる。   Charging and discharging of the capacitor 7 is performed via the DC power bus section 4. That is, first, AC power generated by the power generator 2 is converted by the rectifier 3 to obtain DC power. By supplying this DC power to the capacitor 7 via the DC power bus 4, the capacitor 7 is charged. This charging control is performed by a charger 8 provided between the DC power bus 4 and the capacitor 7.

充電器8は、電気的なスイッチング素子を含む回路で構成することが好ましいが、機械的なスイッチで構成することもできる。また、充電器8は、キャパシタ7への過剰な電力供給によるキャパシタ7の損傷を防止するため、昇降圧チョッパ回路のような電流調整や電圧調整が可能な構成を有するとよい。また、充電器8は、直流電力母線部4からキャパシタ7への一方向にのみ電流を流すように構成されている。   The charger 8 is preferably configured by a circuit including an electrical switching element, but can also be configured by a mechanical switch. In addition, the charger 8 may have a configuration capable of current adjustment and voltage adjustment like a step-up / step-down chopper circuit in order to prevent damage to the capacitor 7 due to excessive power supply to the capacitor 7. Further, the charger 8 is configured to allow current to flow from the DC power bus 4 to the capacitor 7 only in one direction.

また、キャパシタ7から放電を行うと、その直流電力は、直流電力母線部4へと出力される。この直流電力は、発電体2で発生させた交流電力を整流器3で変換した直流電力と重畳されて、負荷電力供給部60に供給される。キャパシタ7の放電は、直流電力母線部4とキャパシタ7との間に設けた放電器9によって制御される。放電器9は、電流調整および電圧調整が可能な構成、たとえば昇降圧チョッパ回路で構成されている。   When the capacitor 7 is discharged, the DC power is output to the DC power bus 4. This DC power is superimposed on the DC power generated by the rectifier 3 from the AC power generated by the power generator 2 and supplied to the load power supply unit 60. The discharge of the capacitor 7 is controlled by a discharger 9 provided between the DC power bus 4 and the capacitor 7. The discharger 9 has a configuration capable of current adjustment and voltage adjustment, for example, a step-up / down chopper circuit.

次に、上記の構成の制御を行うために、本実施形態では、直流電力母線部4の負荷電力供給60の直前に、電圧検出手段10および電流検出手段11を設けて、負荷電力供給部60への入力電圧Vinおよび入力電流Iinを検出している。また、キャパシタ端子電圧検出手段12を設けて、キャパシタ端子電圧Vcaを検出している。さらに、エンジン回転速度検出手段13を設けて、エンジン回転速度Nを検出している。
なお、エンジン回転速度Nを検出する手段としては、回転速度センサーを設ける他に、発電体2の出力電圧を検出することで回転速度の検出を行うようにしても良い。
Next, in order to perform the control of the above configuration, in the present embodiment, the voltage detection unit 10 and the current detection unit 11 are provided immediately before the load power supply 60 of the DC power bus unit 4, and the load power supply unit 60. The input voltage V in and the input current I in are detected. Further, the capacitor terminal voltage detecting means 12 is provided to detect the capacitor terminal voltage V ca. Further, an engine rotation speed detecting means 13 is provided to detect the engine rotation speed N.
As a means for detecting the engine rotation speed N, in addition to providing a rotation speed sensor, the rotation speed may be detected by detecting the output voltage of the power generator 2.

次に、各構成を制御するための制御手段14について説明する。
本実施形態では、制御手段14が、エンジン1、発電体2、充電器8、放電器9およびインバータ(電力調整手段)60aの構成要素の動作を制御している。
Next, the control means 14 for controlling each component will be described.
In this embodiment, the control means 14 is controlling the operation | movement of the component of the engine 1, the electric power generation body 2, the charger 8, the discharger 9, and the inverter (electric power adjustment means) 60a.

これらの構成要素の動作を制御するため、制御手段14は以下の演算を行う。
まず、電圧検出手段10および電流検出手段11によって検出される負荷電力供給部60への入力電圧Vinおよび入力電流Iinの検出値から、入力電力Pinを算出する。
In order to control the operation of these components, the control means 14 performs the following calculation.
First, the input power P in is calculated from the detected values of the input voltage V in and the input current I in to the load power supply unit 60 detected by the voltage detection means 10 and the current detection means 11.

更に、キャパシタ端子電圧検出手段12によって検出されるキャパシタ端子電圧Vcaから、キャパシタ7の特性曲線に基づき、キャパシタ7の蓄電量Qcaを算出する。 Furthermore, the charged amount Q ca of the capacitor 7 is calculated from the capacitor terminal voltage V ca detected by the capacitor terminal voltage detecting means 12 based on the characteristic curve of the capacitor 7.

また、発電体出力演算手段15として、図4に示す電力−回転速度マップ15aによって、発電体2から発生させる電力と、そのときのエンジン回転速度Nを決定する。   Further, as the power generator output calculation means 15, the power generated from the power generator 2 and the engine speed N at that time are determined by the power-rotation speed map 15a shown in FIG.

電力−回転速度マップ15aは、図4に示すように、エンジン1および発電体2の特性曲線に基づき、発電体2で発生させた交流電力を整流器3で変換した直流電力Pgとエンジン回転速度Nの関係を表すものである。 Power - the rotational speed map 15a, as shown in FIG. 4, the DC power P g and the engine rotational speed based on the characteristic curve of the engine 1 and the power generator 2, and converts the AC power generated in the power generator 2 by the rectifier 3 This represents the relationship of N.

なお、本願では、この直流電力Pgを「発電体2の出力Pg」と記載することがある。これは、発電体2で発生させた交流電力を整流器3で変換した直流電力として記載している。 In the present application, the DC power P g may be referred to as "output P g of the generator body 2". This is described as DC power obtained by converting AC power generated by the power generator 2 by the rectifier 3.

また、図4に示す回転速度の設定範囲の最大値Nmaxのときに得られる発電体2の出力を、「発電体2の最大電力Pg・max」と記載している。すなわち、発電体2の最大電力Pg・maxは、発電体2で発生した交流電力を整流器3により変換した直流電力において、発電体2の使用限界の回転速度Nmaxにおいて得られる直流電力の値である。 Further, the output of the power generation body 2 obtained when the rotation speed setting range shown in FIG. 4 is at the maximum value N max is described as “maximum power P g · max of the power generation body 2”. In other words, the maximum power P g · max of the power generator 2 is the value of the DC power obtained at the rotational speed N max of the use limit of the power generator 2 in the DC power obtained by converting the AC power generated in the power generator 2 by the rectifier 3. It is.

本発明では、発電体2により、負荷の稼動に必要な電力、およびキャパシタ7の充電に必要な電力を得る。   In the present invention, the power generator 2 obtains electric power necessary for operating the load and electric power necessary for charging the capacitor 7.

負荷に対して必要な電力は、負荷電力供給部60、61、62への入力電力Pinの値によって求める。 The electric power required for the load is obtained from the value of the input electric power P in to the load electric power supply units 60, 61, 62.

また、キャパシタ7の充電に必要な電力は、キャパシタ端子電圧Vcaの検出値とキャパシタ蓄電量Qcaの演算値から求める。 Further, the power required for charging the capacitor 7 is obtained from the detected value of the capacitor terminal voltage V ca and the calculated value of the capacitor storage amount Q ca.

このような電力を発電体2の出力で得るべく、図4の電力−回転速度マップ15aにより、発電体2の出力Pgとして必要な電力が得られるようにエンジン回転速度Nを決定する。 To obtain such a power output of the power generating body 2, the power of 4 - by the rotational speed map 15a, to determine the engine rotational speed N as necessary power can be obtained as the output P g of the generator body 2.

なお、本発明の第1実施形態では、電力−回転速度マップ15aでエンジン回転速度Nの制御を行っているが、本発明は、これに限定するものではなく、たとえば、電流−回転速度マップによって、エンジン回転速度Nの制御を行ってもよく、また、既存の、インバータ式発電機における周知のエンジン回転速度演算手段を用いることが可能である。   In the first embodiment of the present invention, the engine rotation speed N is controlled by the power-rotation speed map 15a. However, the present invention is not limited to this. For example, the current-rotation speed map is used. The engine rotational speed N may be controlled, and a known engine rotational speed calculation means in an existing inverter generator can be used.

本発明の第1実施形態のエンジン駆動発電装置を、交流電力を負荷に供給する発電機に適用した例を図1に示したが、本発明の第1実施形態は、図2及び図3に示すような直流電力を用いる溶接機に対しても適用することが可能である。   Although the example which applied the engine drive electric power generating apparatus of 1st Embodiment of this invention to the generator which supplies alternating current power to a load was shown in FIG. 1, 1st Embodiment of this invention is shown in FIG.2 and FIG.3. The present invention can also be applied to a welding machine using DC power as shown.

図2及び図3の溶接機に適用した例の構成と、図1の発電機に適用した例の構成における相違点は、負荷電力供給部(60、61、62)の構成である。図2の溶接機における負荷電力供給部61は、溶接出力を調整するために、インバータ(電力調整手段)61a、トランス61b、整流手段61c、出力端子部61dを設けている。   The difference between the configuration of the example applied to the welding machine of FIGS. 2 and 3 and the configuration of the example applied to the generator of FIG. 1 is the configuration of the load power supply unit (60, 61, 62). The load power supply unit 61 in the welding machine of FIG. 2 includes an inverter (power adjustment unit) 61a, a transformer 61b, a rectification unit 61c, and an output terminal unit 61d in order to adjust the welding output.

また、図3の溶接機における負荷電力供給部62は、電力調整手段を設けておらず、また、負荷電力供給部62の入口側に平滑コンデンサを設けていない。このように、直流電力母線部4の直流電力をそのまま溶接用の直流電力として用いる構成のものとなっている。   Further, the load power supply unit 62 in the welding machine of FIG. 3 is not provided with a power adjusting unit, and is not provided with a smoothing capacitor on the inlet side of the load power supply unit 62. In this way, the DC power of the DC power bus 4 is used as it is as the DC power for welding.

このような負荷電力供給部60、61、62の構成は、最終的に取り出す電力が、交流電力であるか、直流電力であるかという点で相違する。   Such a configuration of the load power supply units 60, 61, and 62 is different in that the finally extracted power is AC power or DC power.

しかし、発電体2で発生させた交流電力を整流器3で変換した直流電力を直流電力母線部4から充電器8を介して、キャパシタ7の充電電力として供給し、かつ、発電体2で発生させた交流電力を整流器3で変換した直流電力をキャパシタ7から放電器9を介して直流電力母線部4に出力させた直流電力と重畳させて負荷電量供給部60、61、62へ出力することで負荷に給電する、という機能は同じものである。   However, DC power obtained by converting AC power generated by the power generator 2 by the rectifier 3 is supplied from the DC power bus 4 via the charger 8 as charging power for the capacitor 7 and generated by the power generator 2. DC power converted by the rectifier 3 is superimposed on the DC power output from the capacitor 7 to the DC power bus section 4 via the discharger 9 and output to the load power supply sections 60, 61, 62. The function of supplying power to the load is the same.

ゆえに、適用する作業機が発電機であっても、溶接機であっても、本発明によって得られる効果は同じものとなる。   Therefore, the effect obtained by the present invention is the same regardless of whether the working machine to be applied is a generator or a welding machine.

次に、本発明の第1実施形態におけるエンジン駆動発電装置の動作の制御方法について説明する。
本発明の第1実施形態では、過負荷状態となる場合にのみ、キャパシタ(蓄電手段)7による電力補助を行う。
Next, a method for controlling the operation of the engine drive power generator according to the first embodiment of the present invention will be described.
In the first embodiment of the present invention, power assistance by the capacitor (power storage means) 7 is performed only when an overload state occurs.

本発明の第1実施形態では、エンジン1が稼動してキャパシタ7の充電が完了した時点で、図5に示す制御フローが開始される。   In the first embodiment of the present invention, the control flow shown in FIG. 5 is started when the engine 1 is operated and the charging of the capacitor 7 is completed.

図5は、本発明の第1実施形態における、過負荷状態であるかどうかの判定を行う制御を説明するフローチャートである。   FIG. 5 is a flowchart illustrating control for determining whether or not an overload state is present in the first embodiment of the present invention.

なお、本願では、「過負荷状態」とは、負荷への入力電力Pinが、エンジン1および発電体2で決まる最大電力Pg・maxを上回る状態となることで、エンジン1の性能限界を超える回転抵抗が生じる状態として記載している。このような状態では、エンジン1は、負荷の稼動に対して必要な回転速度を得られないだけでなく、性能限界を超える回転抵抗が生じるため、失速(エンジンストップ)する危険性がある状態となる。 In the present application, the “overload state” means that the input power P in to the load exceeds the maximum power P g · max determined by the engine 1 and the power generator 2, thereby limiting the performance limit of the engine 1. It is described as a state in which a rotational resistance exceeding it is generated. In such a state, the engine 1 not only cannot obtain the rotational speed necessary for the operation of the load, but also has a risk of stalling (engine stop) because a rotational resistance exceeding the performance limit occurs. Become.

反対に、過負荷状態ではない状態、つまり、負荷の使用電力が、発電体2の最大電力Pg・maxの範囲内にある場合を「軽負荷状態」あるいは「軽負荷」と記載している。 On the contrary, a state that is not an overload state, that is, a case where the load power consumption is within the range of the maximum power Pg · max of the power generator 2 is described as “light load state” or “light load”. .

ステップS1〜S5の動作は、過負荷ではない状態において、キャパシタ7の放電による電力補助を行わない場合のエンジン駆動発電装置の動作である。   The operations of steps S1 to S5 are operations of the engine drive power generator when power assistance is not performed by discharging the capacitor 7 in a state where there is no overload.

本発明の第1実施形態では、負荷の稼動状態が変化することで、入力電力Pinが変化すると、ステップS1により、「電力−回転速度マップ15a」に基づき、変化後の回転速度Nを決定する。 In the first embodiment of the present invention, when the input power P in changes due to a change in the operating state of the load, the changed rotation speed N is determined based on the “power-rotation speed map 15a” in step S1. To do.

続いて、ステップS2により、変化後の値に対応する回転速度Nに対して、極力時間を掛けずに、速やかに回転速度の調整を行うようにしている。本願では、このような制御方法を、ステップS2に示すように、「即応」と記載している。   Subsequently, in step S2, the rotational speed is adjusted quickly without taking as much time as possible with respect to the rotational speed N corresponding to the changed value. In the present application, such a control method is described as “immediate response” as shown in step S2.

そして、ステップS3により、キャパシタ7の充電を停止とするように充電器8を制御して、ステップS4により、キャパシタ7の放電を停止とするように放電器9を制御する。   Then, in step S3, the charger 8 is controlled so as to stop the charging of the capacitor 7, and in step S4, the discharger 9 is controlled so as to stop the discharging of the capacitor 7.

また、ステップS5により、負荷給電ON/OFF切替は、ONとなるように制御を行う。負荷への給電の許容と禁止の切替えを行う手段としての負荷給電ON/OFF切替手段は、後述する図9におけるキャパシタ7の充電に関する制御フローにおいて動作させるものであって、負荷への給電をON(給電を許容)とOFF(給電を禁止)との切替を行うものである。負荷給電ON/OFF切替手段は、例えば、図1および図2の構成の場合、インバータ60a、61aの制御動作の一環として作動する。   In step S5, control is performed so that the load power supply ON / OFF switching is turned on. The load power supply ON / OFF switching means as a means for switching between permitting and prohibiting power supply to the load is operated in a control flow relating to charging of the capacitor 7 in FIG. 9 to be described later, and the power supply to the load is turned on. Switching between (allowing power supply) and OFF (prohibiting power supply) is performed. For example, in the case of the configuration shown in FIGS. 1 and 2, the load power supply ON / OFF switching unit operates as part of the control operation of the inverters 60a and 61a.

また、図3の構成の場合は、負荷給電ON/OFF切替手段62aとして、たとえば、遮断器などの制御動作の一環として実行する。   In the case of the configuration of FIG. 3, the load power supply ON / OFF switching means 62a is executed as part of a control operation of a circuit breaker, for example.

ステップS6は、負荷の稼動状態が過負荷状態であるかどうか、についての判定部である。   Step S6 is a determination unit for determining whether the operating state of the load is an overload state.

本発明における「過負荷状態」の判定方法は、負荷電力供給部60、61、62への入力電力Pinの算出値が、発電体2の最大電力Pg・max(=エンジン1の最大出力)を上回ったかどうかで行っている。 In the determination method of the “overload state” in the present invention, the calculated value of the input power P in to the load power supply units 60, 61, 62 is the maximum power P g · max (= maximum output of the engine 1). ) Or not.

ただし、本願はこれに限定するものではなく、過負荷状態を判定する周知の手法を利用することができる。   However, the present application is not limited to this, and a known method for determining an overload state can be used.

例えば、特許文献1に記載のように、全波整流回路(本発明の整流器3に相等するもの)の直後の直流電圧によって、判定を行っても良い。   For example, as described in Patent Document 1, the determination may be performed based on a DC voltage immediately after a full-wave rectifier circuit (equivalent to the rectifier 3 of the present invention).

このステップS6により、過負荷状態ではないと判定される場合は、ステップS1〜S5を繰り返すため、この状態では、キャパシタの放電による電力補助は行わない(ステップS4)。   If it is determined in this step S6 that the load is not overloaded, steps S1 to S5 are repeated. In this state, no power assistance is performed by discharging the capacitor (step S4).

そして、負荷の稼動状態が過負荷状態に変化すると、過負荷状態であると判定されて、ステップS7に進み、図6に示す「過負荷状態におけるキャパシタの電力補助を実行する制御フロー」に入る。   When the operating state of the load changes to an overload state, it is determined that the load is in an overload state, the process proceeds to step S7, and the “control flow for executing power assistance of the capacitor in the overload state” shown in FIG. 6 is entered. .

図6は、図5のステップS6(過負荷状態であるかどうかの判定)において、過負荷状態であると判定された場合に、キャパシタ7の放電による電力補助を説明するフローチャートである。   FIG. 6 is a flowchart for explaining power assistance by discharging the capacitor 7 when it is determined in step S6 of FIG. 5 (determination of whether or not it is an overload state).

ステップS1において、エンジン回転速度Nを、図4に示す「電力−回転速度マップ15a」における設定範囲の最大値Nmaxとして、発電体2からの最大電力Pg・maxを出力させる。そして、ステップS2〜S4において、放電器9により、キャパシタ7からの放電を実行させるよう制御を行う。 In step S1, the maximum electric power Pg · max from the power generator 2 is output with the engine rotational speed N as the maximum value N max of the setting range in the “power-rotational speed map 15a” shown in FIG. In steps S2 to S4, the discharger 9 performs control so that the capacitor 7 is discharged.

ステップS2により、キャパシタ7への放電を実行するように放電器9の制御を行う。   In step S2, the discharger 9 is controlled so as to discharge the capacitor 7.

ステップS3により、「過負荷分」となる電力、すなわち、入力電力Pinに対して発電体2の最大電力Pg・maxだけでは不足している電力を算出する。 In step S3, power that is “overload”, that is, power that is insufficient with only the maximum power P g · max of the power generator 2 with respect to the input power P in is calculated.

ステップS4により、「過負荷分」の電力を、キャパシタ7から、放電器9によって調整された放電出力Pcを直流電力母線部4へ供給している。 In step S 4, the “overload” power is supplied from the capacitor 7 to the DC power bus 4 by the discharge output P c adjusted by the discharger 9.

そしてステップS5において、キャパシタ7の蓄電量Qcaが、放電の継続が可能な値であると判定されると、ステップS6に進む。 If it is determined in step S5 that the charged amount Q ca of the capacitor 7 is a value that allows the discharge to continue, the process proceeds to step S6.

ステップS6は、過負荷状態を脱したかどうか、を判定する。その判定方法は図5のステップS6と同様に入力電力Pinの値で行う。このステップにおいて、過負荷状態が継続している場合は、ステップS1に戻り、キャパシタ7からの放電を継続する(ステップS1〜S6)。 In step S6, it is determined whether or not the overload state has been removed. The determination method is performed at the value of the step S6 similarly to the input power P in of FIG. In this step, when the overload state continues, the process returns to step S1 to continue discharging from the capacitor 7 (steps S1 to S6).

そして、過負荷状態を脱した場合は、ステップS7に進み、キャパシタ7の放電を停止するべく、放電器9の制御を行う。   If the overload state is released, the process proceeds to step S7, and the discharger 9 is controlled to stop discharging the capacitor 7.

キャパシタ7の放電による電力補助を停止した後は、ステップS8へ進み、図9に示す「エンジン回転速度Nが設定範囲の最大値Nmaxであるときのキャパシタ7の充電を実行する制御フロー」に進む。 After stopping the power assistance due to the discharge of the capacitor 7, the process proceeds to step S8, and “control flow for charging the capacitor 7 when the engine rotational speed N is the maximum value N max of the setting range” shown in FIG. move on.

ステップS5は、キャパシタ7からの放電がいつまで可能なのかを判定する。キャパシタ7の蓄電量Qcaが、所定値を下回っても、過負荷状態が続く場合(Yesの場合)、エンジン駆動発電装置(発電体2+キャパシタ7)の出力許容限界を超えていると判定する。 Step S5 determines how long the capacitor 7 can be discharged. Even if the charged amount Q ca of the capacitor 7 falls below a predetermined value, if the overload state continues (in the case of Yes), it is determined that the output allowable limit of the engine drive power generator (power generator 2 + capacitor 7) is exceeded. .

ステップS9により、キャパシタ7の放電を停止した後、ステップS10により、警報ランプやブザーなどで、使用者への報知を実行する。   After stopping the discharge of the capacitor 7 in step S9, a notification to the user is executed by an alarm lamp or a buzzer in step S10.

ステップS9において、キャパシタ7の放電による電力補助が行われなくなっているので、エンジン1および発電体2は、過負荷状態となっている。このため、エンジンストップが生じることを防止するため、ステップS11により、ブレーカ動作を実行して、負荷への給電を遮断する。このブレーカ動作は、図1および図2の構成であれば、例えばインバータ60a、61aにより、給電を停止させる、つまり、出力を0とする。   In step S <b> 9, power assistance due to the discharge of the capacitor 7 is no longer performed, so the engine 1 and the power generator 2 are in an overload state. For this reason, in order to prevent an engine stop from occurring, a breaker operation is executed in step S11 to cut off the power supply to the load. In this breaker operation, in the configuration of FIGS. 1 and 2, for example, the inverters 60a and 61a stop power feeding, that is, the output is set to zero.

一方、図3のように、インバータのような電力調整手段を持たない構成の場合は、たとえば、遮断器によって、負荷への給電を遮断させる。   On the other hand, as shown in FIG. 3, in the case of a configuration having no power adjustment means such as an inverter, power supply to the load is interrupted by, for example, a circuit breaker.

ステップS5からステップS9〜S11に進みブレーカ動作を行った後は、この期間を利用してエンジン回転速度Nを最大値Nmaxとして、キャパシタ7の充電を実行するか、もしくは、エンジン回転速度Nをアイドル状態Nidleとして待機させるか、のいずれかの動作を行う。 After the breaker operation is performed from step S5 to steps S9 to S11, the charging of the capacitor 7 is executed by setting the engine speed N to the maximum value N max using this period, or the engine speed N is set to One of the operations of waiting as the idle state N idle is performed.

ステップS2により、キャパシタ7の放電を実行している場合は、キャパシタ7の充電を停止させる。このように、本発明では、キャパシタ7の放電を実行している間は、キャパシタ7の充電を停止させている。これにより、発電体2の出力Pgが充電に使われることなく、その全てが負荷への給電に割り当てられるため、負荷への電力供給を確実に行うことができる。 If discharging of the capacitor 7 is executed in step S2, charging of the capacitor 7 is stopped. Thus, in the present invention, charging of the capacitor 7 is stopped while the capacitor 7 is being discharged. Accordingly, without the output P g of the generator body 2 is used for charging, since all that is assigned to feeding to the load, it is possible to reliably supply power to the load.

更に、発電体2の出力Pgをキャパシタ7への充電に割り当てないようにすることで、発電体2の出力Pgの出力の全てを、負荷への給電に割り当てることができる。このため、キャパシタ7からの放電出力も、必要最小限にすることが可能となる。これにより、後述するキャパシタの充電における、充電時間を最短とすることが可能となる。 Further, the output P g of the generator body 2 Being not allocated to the charging of the capacitor 7, all of the output of the output P g of the generator body 2, it may be assigned to power the load. For this reason, the discharge output from the capacitor 7 can be minimized. This makes it possible to minimize the charging time in charging the capacitor described later.

ステップS3およびステップS4において、「過負荷分の電力の値」=Pin−Pg・maxとすることができるのは、キャパシタ7の放電を実行しているときに、キャパシタ7の充電を停止しているためである。 In step S3 and step S4, “the value of power for the overload” = P in −P g · max can be set to stop charging of the capacitor 7 while discharging the capacitor 7 It is because it is doing.

仮に、キャパシタ7の充電も実行する場合は、
「過負荷分の電力の値」=Pin−((Pg・max)−(キャパシタへの充電電力))
となる。このため、キャパシタ7への充電を行えば、その分、余分にキャパシタ7からの放電出力を増加させる必要が生じる。
If the capacitor 7 is also charged,
“Power value of overload” = P in − ((P g · max ) − (charging power to the capacitor))
It becomes. For this reason, if the capacitor 7 is charged, it is necessary to increase the discharge output from the capacitor 7 correspondingly.

図7及び図8は、負荷に実際の給電を行う際の、負荷電力供給部(60、61、62)への入力電力Pinと、これに対する発電体2の出力Pg、及びキャパシタ7の放電器9の放電出力Pcとの関係についての説明図である。図7および図8は、縦軸を負荷電力供給部60、61、62への入力電力Pin、横軸を時間tとしている。また、キャパシタ7の放電器9からの放電出力Pcを斜線部分で表示している。 7 and 8 show the input power P in to the load power supply unit (60, 61, 62) when the power is actually supplied to the load, the output P g of the power generator 2 for this, and the capacitor 7 It is explanatory drawing about the relationship with the discharge output Pc of the discharger 9. FIG. 7 and 8, the vertical axis represents the input power P in to the load power supply units 60, 61 and 62, and the horizontal axis represents time t. Further, the discharge output Pc from the discharger 9 of the capacitor 7 is indicated by the hatched portion.

図7は、交流電力によって稼動する、空圧コンプレッサのような誘導負荷に電力を供給している例である。図7中の期間A01は、入力電力Pinが、発電体2の最大電力Pg・maxを上回る「過負荷状態」である。この期間A01中、図5のステップS6において、過負荷状態の判定がなされる。その結果、図6のステップS1〜S6において、キャパシタ7の放電器9からの放電出力Pcが継続して供給されている。 FIG. 7 shows an example in which electric power is supplied to an inductive load such as a pneumatic compressor that is operated by AC power. A period A01 in FIG. 7 is an “overload state” in which the input power P in exceeds the maximum power P g · max of the power generator 2. During this period A01, the overload state is determined in step S6 of FIG. As a result, in steps S1 to S6 of FIG. 6, the discharge output Pc from the discharger 9 of the capacitor 7 is continuously supplied.

そして、図7中の期間B01および期間B02の状態になると、入力電力Pinが、発電体2の最大電力Pg・maxを下回っている。このため、図6のステップS6において、過負荷状態を脱したと判定される。その結果、ステップS7において、キャパシタ7の放電器9からの放電が停止される。 Then, when the state of the period B01 and duration B02 in FIG. 7, the input power P in is below the maximum power P g · max of the power generator 2. For this reason, it is determined in step S6 in FIG. 6 that the overload state has been removed. As a result, in step S7, the discharge of the capacitor 7 from the discharger 9 is stopped.

期間B01は、誘導負荷の起動が終了して、通常状態で運転している状態であり、負荷の使用電力(=入力電力Pin)は、発電体2の出力Pgのみで供給している。 The period B01 is a state in which the start of the inductive load is finished and the vehicle is operating in a normal state, and the load power (= input power P in ) is supplied only by the output P g of the power generator 2. .

図8は、直流電力を用いる溶接機についてのもので、溶接棒と溶接母材に対して電力を供給している例である。図8中の期間A11は、図7の期間A01と同様に、過負荷状態となっている。このため、キャパシタ7の放電器9からの放電出力Pcが継続して、供給されている。 FIG. 8 is an example of a welding machine that uses DC power, in which power is supplied to the welding rod and the welding base material. The period A11 in FIG. 8 is in an overload state, similarly to the period A01 in FIG. For this reason, the discharge output Pc from the discharger 9 of the capacitor 7 is continuously supplied.

一方、図8のように溶接機では、負荷(溶接棒と溶接母材で電流が消費されるもの)の大きさは、溶接作業による電力の使用中では、ほぼ一定値となる。このため、図7の期間B01のような状態が生じることはない。しかし、溶接作業は、溶接棒を消費すると、作業を一旦終了することから、その間は、入力電力Pinは発生せず、期間B11のように、入力電力Pinが0となる。その結果、この時点で、キャパシタ7の放電器9からの放電が停止される。 On the other hand, in the welding machine as shown in FIG. 8, the magnitude of the load (the current consumed by the welding rod and the welding base material) becomes a substantially constant value during the use of electric power by the welding operation. For this reason, a state like period B01 of FIG. 7 does not occur. However, the welding work, and consume a welding rod, work once from that end, the meantime, the input power P in does not occur, as in the period B11, the input power P in is 0. As a result, at this time, the discharge of the capacitor 7 from the discharger 9 is stopped.

次に、本発明の第1実施形態におけるキャパシタ7の充電を行うための制御方法について説明する。
図9は、キャパシタ7の放電による電力補助を行ってから、その後、エンジン回転速度Nが、「電力−回転速度マップ15a」の設定範囲の最大値Nmaxとした状態において、キャパシタ7の充電制御のフローチャートである。
Next, a control method for charging the capacitor 7 in the first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 9 shows the charge control of the capacitor 7 in a state where the power assist is performed by discharging the capacitor 7 and then the engine speed N is set to the maximum value N max of the setting range of the “power-rotation speed map 15a”. It is a flowchart of.

ステップS1は、キャパシタ7の充電において、負荷が非稼動の状態の場合、負荷への給電自体を止める「負荷給電ON/OFF切替」を行うかどうかの判定部である。   Step S <b> 1 is a determination unit that determines whether or not to perform “load power supply ON / OFF switching” that stops power supply to the load when the load is not in operation when the capacitor 7 is charged.

本発明の第1実施形態における「負荷給電ON/OFF切替」においてOFF(給電を禁止)の動作が行われるのは、(1)キャパシタ7の放電器9の作動が停止していること、(2)キャパシタ7が満充電になっていないこと、(3)負荷が非稼動の状態となっていることを検知していることを動作条件としている。   In the “load power supply ON / OFF switching” in the first embodiment of the present invention, the operation of OFF (power supply prohibited) is performed because (1) the operation of the discharger 9 of the capacitor 7 is stopped. 2) The operating condition is that the capacitor 7 is not fully charged, and (3) that the load is in a non-operating state.

負荷の稼動状態/非稼動状態の判定方法としては、本発明では、入力電力Pinが所定値(たとえば=0)を上回っているかどうかで判定している。ここでいう所定値とは、たとえば、インバータ60a、61aのような電力調整手段はその回路構成によっては、負荷が非稼動であっても微弱に電流が流れることもあり、この場合は、入力電力Pinは0とならないことを考慮したものであり、所定値については、負荷の非稼動を検出できるように、適宜選べば良い。 As the determination method under operation / non-operation state of the load, in the present invention, the input power P in is judged by whether or exceeds a predetermined value (for example, = 0). The predetermined value here means that, for example, the power adjusting means such as the inverters 60a and 61a may cause a weak current to flow even when the load is not operating depending on the circuit configuration. In this case, the input power P in is obtained by considering that not 0 and, for a given value, so as to detect a non-operation time of the load, may be selected as appropriate.

負荷が稼動中の場合、つまり、入力電力Pinが所定値を下回らない場合は、「Yes」(負荷は稼働中の状態)となり、ステップS2へと進み、「負荷給電ON/OFF切替」はON(給電を許容)のままとされ、ステップS3に進む。 If the load is in operation, i.e., when the input power P in is not less than a predetermined value, "Yes" (load state during operation), and the process proceeds to step S2, "load power supply ON / OFF switching" is It remains ON (power supply is allowed), and the process proceeds to step S3.

反対に、負荷が非稼動の場合は、「No」(負荷は非稼動の状態)となり、ステップS11で条件を満たせば、ステップS12に進み、「負荷給電ON/OFF切替」はOFF(給電を禁止)とする制御がなされて、ステップS13へと進む。   On the other hand, when the load is not in operation, it becomes “No” (the load is in an inactive state). If the condition is satisfied in step S11, the process proceeds to step S12, and “load power supply ON / OFF switching” is OFF (power supply is not (Prohibition) is performed, and the process proceeds to step S13.

まず、ステップS1においてYES(負荷は稼働中の状態)と判定されて、ステップS2により、負荷給電ON/OFF切替が、ONのまま、とされ、ステップS3に進んだ状態について説明する。   First, in step S1, it is determined that YES (the load is in an operating state), and in step S2, the load power supply ON / OFF switching is kept on, and the process proceeds to step S3.

ステップS3により、エンジン回転速度NをNmaxとすることで、発電体2から最大電力Pg・maxを発生させる状態として、ステップS4に進む。 In step S3, the engine rotational speed N is set to N max , so that the maximum electric power P g · max is generated from the power generator 2, and the process proceeds to step S4.

ステップS4は、キャパシタ7を充電できる状態にあるかどうか、についての判定部である。その判定方法は、発電体2の出力Pgが、キャパシタ7の充電のための電力に割り当てることができるだけの「残り電力」、すなわち、「(発電体2の最大電力Pg・max)−(入力電力Pin)」が0を上回っているかどうかで行う。 Step S4 is a determination unit for determining whether or not the capacitor 7 can be charged. The determination method is “the remaining power” that the output P g of the power generator 2 can allocate to the power for charging the capacitor 7, that is, “(maximum power P g · max of the power generator 2) − ( Whether or not the input power P in ) ”exceeds 0 is performed.

残り電力が0を上回っていないとき、つまり、(Pg・max)−(Pin)=0のときは、負荷が、発電体2の最大電力Pg・maxに相等する使用電力で稼動している。この状態でキャパシタ7の充電を実行すると、エンジン1が過負荷状態になる。このため、充電が不可能であると判定して、ステップS5に進み、キャパシタの充電を停止させるように充電器8の制御を行う。 When the remaining power does not exceed 0, that is, when (P g · max ) − (P in ) = 0, the load operates with the power used equivalent to the maximum power P g · max of the power generator 2. ing. If the capacitor 7 is charged in this state, the engine 1 is overloaded. For this reason, it determines with charge not being possible, it progresses to step S5, and the charger 8 is controlled so that charge of a capacitor may be stopped.

反対に、(Pg・max)−(Pin)>0のときは、負荷は、発電体2の最大電力Pg・maxを下回る使用電力で稼動している。このため、充電が可能であると判定して、ステップS6に進み、キャパシタの充電を実行する。 On the other hand, when (P g · max ) − (P in )> 0, the load is operating with power used that is less than the maximum power P g · max of the power generator 2. For this reason, it determines with charge being possible, it progresses to step S6, and charge of a capacitor is performed.

ステップS4での動作は、具体的には、図10(a)及び図10(b)に示す通りである。図10(a)及び図10(b)は、交流電力により稼動する誘導負荷に電力を供給している例である。   The operation in step S4 is specifically as shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b). FIG. 10A and FIG. 10B are examples in which power is supplied to an inductive load operated by AC power.

図10(a)は、縦軸を負荷電力供給部60への入力電力Pin、横軸を時間tとしており、キャパシタ7の放電器9からの放電出力Pcを斜線部分で表示している。また、図10(b)は、縦軸を発電体2の出力Pg、横軸を時間tとしており、キャパシタ7への充電電力を斜線部分で表示している。 In FIG. 10A, the vertical axis represents the input power P in to the load power supply unit 60, the horizontal axis represents time t, and the discharge output P c from the discharger 9 of the capacitor 7 is indicated by the hatched portion. . In FIG. 10B, the vertical axis represents the output P g of the power generator 2 and the horizontal axis represents time t, and the charging power to the capacitor 7 is indicated by the hatched portion.

期間A21の過負荷状態に対しては、キャパシタ7の放電による電力補助を行っている状態である。その後の、期間C21や期間C22のように、入力電力Pinが、発電体2の最大電力Pg・maxと同値となる場合は、発電体2の出力における残り電力((Pg・max)−(Pin))=0となる。このため、この状態ではキャパシタ7の充電は行わない(図9のステップS5)。 The overload state in the period A21 is a state in which power assistance is performed by discharging the capacitor 7. When the input power P in becomes the same value as the maximum power P g · max of the power generator 2 as in the subsequent periods C21 and C22, the remaining power at the output of the power generator 2 ((P g · max ) − (P in )) = 0. For this reason, the capacitor 7 is not charged in this state (step S5 in FIG. 9).

そして、期間B21や期間B22のように、発電体2の出力における残り電力((Pg・max)−(Pin))は、図10(b)の発電体2の出力Pgにおける領域H21や領域H22で示されるように、0とはならない。この状態において、キャパシタ7の充電を行う。(図9のステップS6) Then, as in the period B21 and the period B22, the remaining power ((P g · max ) − (P in )) in the output of the power generator 2 is a region H21 in the output P g of the power generator 2 in FIG. As shown by the region H22, it is not 0. In this state, the capacitor 7 is charged. (Step S6 in FIG. 9)

このように、キャパシタ7の充電電力が確保できない状態であれば、図9におけるステップS3→S4→S5…を繰り返す。   As described above, if the charging power of the capacitor 7 cannot be secured, steps S3 → S4 → S5... In FIG.

一方、キャパシタ7の充電電力が確保できる状態であれば、図9のステップS4から、ステップS6に進み、キャパシタ7の充電を実行する。さらに、ステップS7に進み、キャパシタ7の蓄電量Qcaが満充電に達しているかどうか、の判定を行う。 On the other hand, if the charging power of the capacitor 7 can be secured, the process proceeds from step S4 in FIG. 9 to step S6, and the capacitor 7 is charged. Furthermore, it progresses to step S7 and it is determined whether the electrical storage amount Qca of the capacitor 7 has reached full charge.

キャパシタ7の充電量が満充電に達していない場合は、ステップS3へ戻り、満充電に達するまで、ステップS3→S4→S6→S7…を繰り返す。   If the charge amount of the capacitor 7 has not reached full charge, the process returns to step S3, and steps S3 → S4 → S6 → S7... Are repeated until full charge is reached.

キャパシタ7の充電量が満充電に達したら、ステップS7から、ステップS8に進み、キャパシタ7の充電を停止する。そして、ステップS9に進み、「電力−回転速度マップ15a」に従ってエンジン回転速度Nを決定する。さらに、ステップS10に進み、エンジン回転速度Nの調整が、即応の変動方法で、つまり、すみやかに調整が行われる。   When the amount of charge of the capacitor 7 reaches full charge, the process proceeds from step S7 to step S8, and charging of the capacitor 7 is stopped. In step S9, the engine speed N is determined according to the “power-rotation speed map 15a”. Further, the process proceeds to step S10, and the engine speed N is adjusted by a quick variation method, that is, the adjustment is performed promptly.

この時点では、キャパシタ7の充電を行っていないため、発電体2で発生させる必要がある電力は、負荷の稼働に必要な電力、つまり入力電力Pinのみとなる。このため、負荷の使用電力が軽負荷の状態であれば、ステップS9によって、エンジン回転速度Nは、キャパシタ7の充電中における設定範囲の最大値Nmaxから低下する。 At this point, since no to charge the capacitor 7, the power that needs to be generated by the power generator 2, the power necessary for the operation of the load, that is, only the input power P in. For this reason, if the load power consumption is light, the engine speed N is reduced from the maximum value N max of the set range during charging of the capacitor 7 in step S9.

また、負荷の使用電力に対して、過剰な電力の供給を行わないようにするため、ステップS10により、エンジンの回転速度Nの調整は、即応の変動方法で、調整を行うようにする。   Further, in order not to supply excessive power to the power used by the load, in step S10, the engine speed N is adjusted by an immediate variation method.

図10(a)及び図10(b)に示した例では、ステップS4において、「(発電体2の最大電力Pg・max)−(入力電力Pin)」が0を上回っている場合に、キャパシタ7を充電できる状態にあると判定している。しかし、以下に説明するように、発電体2の出力を、設定範囲の最大電力Pg・maxより低い所定値Pgaを維持するようにして、充電を行ってもよい。この所定値は、例えば最大電力Pg・maxの80%又は60%のように、最大電力Pg・maxに対する比率として設定するとよい。 In the example shown in FIG. 10A and FIG. 10B, when “(maximum power P g · max ) − (input power P in )” of the power generation body 2 exceeds 0 in step S4. It is determined that the capacitor 7 is in a chargeable state. However, as will be described below, charging may be performed while maintaining the output of the power generator 2 at a predetermined value Pga lower than the maximum power Pg · max of the set range. The predetermined value, for example, the maximum power P 80% of g · max or as 60%, may be set as a ratio to the maximum power P g · max.

そして、ステップS4において、発電体2の設定範囲の最大電力Pg・maxの代わりに、より低い所定値Pgaを採用してもよい。その場合、(Pga)−(Pin)=0のときは、負荷が、発電体2の所定値Pgaに相等する使用電力で稼動している。この状態でキャパシタ7の充電を実行すると、エンジン1の出力を所定値Pgaよりも上昇させなければならない。このため、充電が不可能(禁止状態)であると判定して、ステップS5に進み、キャパシタの充電を停止させるように充電器8の制御を行う。 And in step S4, you may employ | adopt lower predetermined value Pga instead of the maximum electric power Pg * max of the setting range of the electric power generation body 2. FIG. In this case, when (P ga ) − (P in ) = 0, the load is operating with power used equivalent to the predetermined value P ga of the power generator 2. When charging of the capacitor 7 is executed in this state, the output of the engine 1 must be raised above a predetermined value Pga . For this reason, it is determined that charging is not possible (prohibited state), the process proceeds to step S5, and the charger 8 is controlled so as to stop charging of the capacitor.

反対に、(Pga)−(Pin)>0のときは、負荷は、発電体2の所定値Pgaよりも低い使用電力で稼動している。このため、充電が可能(許容状態)であると判定して、ステップS6に進み、キャパシタの充電を実行する。 On the other hand, when (P ga ) − (P in )> 0, the load is operating with a power consumption lower than the predetermined value P ga of the power generator 2. Therefore, it is determined that charging is possible (allowable state), the process proceeds to step S6, and the capacitor is charged.

この場合のステップS4での動作は、具体的には、図11(a)及び図11(b)に示す通りである。図11(a)及び図11(b)も、図10(a)及び図10(b)と同様に交流電力により稼動する誘導負荷に電力を供給している例である。   The operation in step S4 in this case is specifically as shown in FIGS. 11 (a) and 11 (b). 11 (a) and 11 (b) are also examples in which power is supplied to an inductive load operated by AC power, as in FIGS. 10 (a) and 10 (b).

図11(a)は、縦軸を負荷電力供給部60への入力電力Pin、横軸を時間tとしており、キャパシタ7の放電器9からの放電出力Pcを斜線部分で表示している。また、図111(b)は、縦軸を発電体2の出力Pg、横軸を時間tとしており、キャパシタ7への充電電力を斜線部分で表示している。 In FIG. 11A, the vertical axis represents the input power P in to the load power supply unit 60, the horizontal axis represents time t, and the discharge output P c from the discharger 9 of the capacitor 7 is indicated by the hatched portion. . In FIG. 111 (b), the vertical axis indicates the output P g of the power generator 2, the horizontal axis indicates time t, and the charging power to the capacitor 7 is indicated by the hatched portion.

期間A21の過負荷状態に対しては、キャパシタ7の放電による電力補助を行っている状態である。その後の、期間C21や期間C22のように、入力電力Pinが、発電体2の最大電力Pgaと同値となる場合は、発電体2の出力における残り電力((Pga)−(Pin))=0となる。このため、この状態ではキャパシタ7の充電は行わない(図9のステップS5)。 The overload state in the period A21 is a state in which power assistance is performed by discharging the capacitor 7. When the input power P in becomes the same value as the maximum power P ga of the power generator 2 as in the subsequent periods C21 and C22, the remaining power ((P ga ) − (P in ) at the output of the power generator 2 )) = 0. For this reason, the capacitor 7 is not charged in this state (step S5 in FIG. 9).

そして、期間B21や期間B22のように、発電体2の出力における残り電力((Pga)−(Pin))は、図11(b)の発電体2の出力Pgにおける領域H21’や領域H22’で示されるように、0とはならない。この状態において、キャパシタ7の充電を行う
(図9のステップS6)。以下、図10(a)及び図10(b)に示した場合と同様のステップを行うとよい。
Then, as in the period B21 and the period B22, the remaining power ((P ga ) − (P in )) at the output of the power generator 2 is equal to the region H21 ′ in the output P g of the power generator 2 in FIG. As indicated by the region H22 ′, it is not zero. In this state, the capacitor 7 is charged (step S6 in FIG. 9). Thereafter, the same steps as those shown in FIGS. 10A and 10B may be performed.

このように、エンジン1及び発電体2の少なくとも一方を制御して、発電体2の出力が設定範囲の最大値Pg・maxより低い所定値Pgaを維持すれば、エンジン回転数の変動を抑制することができるうえ、エンジン回転数を最大出力時よりも低減できる。これにより、エンジン駆動式発電装置の低燃費化及び低騒音化を図ることができる。 In this way, if at least one of the engine 1 and the power generation body 2 is controlled and the output of the power generation body 2 maintains the predetermined value Pga lower than the maximum value Pg · max of the setting range, the fluctuation of the engine speed is reduced. In addition to being able to be suppressed, the engine speed can be reduced more than at the maximum output. Thereby, the fuel consumption reduction and noise reduction of an engine drive type electric power generating apparatus can be achieved.

次に、ステップS1において、入力電力Pinが所定値を上回っていない、つまり、負荷が非稼動である、と判定されて、ステップS11に進んだ状態について説明する。 Next, in step S1, the input power P in does not exceed the predetermined value, i.e., the load is non-operational, it is determined that will be described state proceeds to step S11.

ステップS11では、禁止の切り替え動作を有効にするか無効にするかを選択する手段としての、図1〜図3における負荷給電ON/OFF切替機能の有効/無効の選択スイッチ16が「有効」の状態を、使用者が選択している場合に、ステップS12に進む。ステップS12では、負荷給電ON/OFF切替をOFF(給電を禁止)として、ステップS13に進む。   In step S11, the valid / invalid selection switch 16 of the load power supply ON / OFF switching function in FIGS. 1 to 3 as means for selecting whether to enable or disable the prohibition switching operation is “valid”. If the state is selected by the user, the process proceeds to step S12. In step S12, the load power supply ON / OFF switching is turned OFF (power supply is prohibited), and the process proceeds to step S13.

反対に、「無効」の状態を、使用者が選択している場合は、負荷給電ON/OFF切替の機能による、OFFの動作を無効とする、つまり、OFFへの切替操作の制御を不実行とするようにしている。このことから、たとえ負荷が非稼動の状態を検知したとしても、負荷給電ON/OFF切替をON(給電を許容)のままとするため、ステップS2に進む。   On the other hand, when the user selects the “invalid” state, the operation of turning off by the load power supply ON / OFF switching function is invalidated, that is, the switching operation to OFF is not executed. And so on. For this reason, even if a load non-operating state is detected, the process advances to step S2 in order to keep the load power supply ON / OFF switching ON (power supply is allowed).

ステップS13により、エンジン回転速度NをNmaxとすることで、発電体2から最大電力Pg・maxを発生させる状態とする。ステップS14により、キャパシタ7の充電を実行する。さらに、ステップS15により、キャパシタ7が満充電に達したかどうかの判定を行い、キャパシタ7が満充電に達するまで、ステップS13→SS14→S15…を繰り返す。そして、キャパシタ7が満充電に達したら、ステップS8からS10までの操作を行う。 In step S13, the engine rotational speed N is set to Nmax , so that the maximum electric power Pg · max is generated from the power generator 2. In step S14, the capacitor 7 is charged. Further, in step S15, it is determined whether or not the capacitor 7 has reached full charge, and steps S13 → SS14 → S15... Are repeated until the capacitor 7 reaches full charge. When the capacitor 7 reaches full charge, operations from step S8 to S10 are performed.

ステップS12以降の、ステップS13からS15までの操作は、ステップS2の、負荷給電ON/OFF切替をONのままとした後の、ステップS3からS7までの操作のうち、ステップS3→S4→S5…の制御動作、すなわち、キャパシタ7の充電を停止する操作をなくしたものと同じである。これは、負荷給電ON/OFF切替をOFF(給電を禁止)とすることで、キャパシタ7の充電が完了するまでは、負荷への給電自体を強制的に禁止としているためである。   The operations from step S12 to step S13 after step S12 are steps S3 → S4 → S5 among the operations from step S3 to S7 after the load power supply ON / OFF switching is kept ON in step S2. This control operation is the same as that in which the operation of stopping the charging of the capacitor 7 is eliminated. This is because by turning off the load power supply ON / OFF switching (power supply is prohibited), the power supply to the load itself is forcibly prohibited until the charging of the capacitor 7 is completed.

このような操作を行うことで、キャパシタ7を最短時間で、かつ、確実に、満充電にすることが可能となる。   By performing such an operation, the capacitor 7 can be fully charged reliably in the shortest time.

負荷給電ON/OFF切替機能を設けて、給電をOFFとすることの利点としては、図12(a)、図12(b)に示すような、たとえば、溶接機に本発明の第1実施形態を適用した例において発揮される。図12(a)は、縦軸を負荷電力供給部60、61、62への入力電力Pin、横軸を時間tとして、キャパシタ7の放電器9の放電出力Pcを斜線部分で表示している。図12(b)は、縦軸を発電体2の出力Pg、横軸を時間tとして、キャパシタ7への充電電力を斜線部分で表示している。 As an advantage of providing a load power supply ON / OFF switching function and turning off the power supply, for example, as shown in FIGS. 12A and 12B, the first embodiment of the present invention is applied to a welding machine, for example. It is demonstrated in the example which applied. In FIG. 12A, the vertical axis represents the input power P in to the load power supply units 60, 61, 62, the horizontal axis represents time t, and the discharge output P c of the discharger 9 of the capacitor 7 is indicated by the hatched portion. ing. In FIG. 12 (b), the vertical axis indicates the output P g of the power generator 2, the horizontal axis indicates time t, and the charging power to the capacitor 7 is indicated by the hatched portion.

溶接作業では、期間A31、期間A32では、溶接作業を実行している状態であり、図に示すように過負荷状態となっているため、キャパシタ7からの放電による電力補助を行っている。   In the welding operation, the period A31 and the period A32 are the states in which the welding operation is being performed, and as shown in FIG.

一方、溶接作業において、溶接棒を使いきると、溶接作業を一旦停止する必要がある。さらに、溶接棒の交換を行うとともに、次の溶接作業のための準備として、溶接残渣の除去を行うこともある。ゆえに、作業の性質上、期間B31および期間B32では、入力電力Pinは発生しない。 On the other hand, when the welding rod is used up in the welding operation, it is necessary to temporarily stop the welding operation. Further, the welding rod may be replaced, and the welding residue may be removed as preparation for the next welding operation. Therefore, the input power Pin is not generated in the period B31 and the period B32 due to the nature of the work.

ゆえに、図12(a)における期間B31、期間B32における作業停止時において、負荷給電ON/OFF切替をOFFになるように制御が行われるようにすれば、図12(b)で示す発電体2の出力Pgを領域H31、領域H32において、キャパシタ7の充電に、その全てを割り当てることが可能となり、充電時間を最短化することができる。 Therefore, if the control is performed so that the load power supply ON / OFF switching is turned off when the work is stopped in the period B31 and the period B32 in FIG. 12A, the power generator 2 shown in FIG. output P g regions H31, in the region H32, the charging of the capacitor 7, it is possible to assign all of, it is possible to minimize the charging time.

また、溶接作業においては、溶接棒と溶接母材に必要な電力を確実に供給できなければ、溶接不良が発生してしまう。このことは、作業において好ましくない結果(溶接不良)を招くだけでなく、キャパシタ7の充電電力を最大にできないために、充電時間の増加にもつながる。   Moreover, in welding work, if the electric power necessary for the welding rod and the welding base material cannot be reliably supplied, poor welding occurs. This not only causes undesirable results (welding failure) in the work, but also leads to an increase in charging time because the charging power of the capacitor 7 cannot be maximized.

ゆえに、図12(a)に示す期間B31、期間32において、キャパシタ7の充電を実行する間、負荷給電ON/OFF切替をOFFになるように制御が行われるようにすれば、負荷の稼動における好ましくない状態を防止することができる。   Therefore, in the period B31 and the period 32 shown in FIG. 12A, if the control is performed so that the load power supply ON / OFF switching is turned off while the capacitor 7 is being charged, An undesirable state can be prevented.

ゆえに、このような作業を行う場合は、負荷給電ON/OFF切替において、OFF(給電を禁止)とすることで、充電時間を最短化させるとともに、負荷における好ましくない状態、たとえば、溶接機に適用する場合は溶接不良が発生する状態、あるいは、発電機に適用する場合は、誘導負荷の起動に失敗する状態、を防止することが可能となる。
なお、本願においては、溶接作業を例に挙げたが、同様の作業内容の負荷、すなわち、途中で電力が不使用になることが予め分かっているような使用方法の負荷であれば、同様の利点を享受できる。
Therefore, when performing such work, the load power supply ON / OFF switching is set to OFF (power supply is prohibited), thereby minimizing the charging time and being applied to an unfavorable state in the load, for example, a welding machine. In this case, it is possible to prevent a state in which a welding failure occurs, or a state in which the induction load fails when applied to a generator.
In addition, in this application, although the welding work was mentioned as an example, if it is a load of the same work content, that is, a load of a usage method such that it is known in advance that power is not used in the middle, Benefit from the benefits.

上述のように、図12(a)に示した例では、過負荷状態での溶接作業中の期間A31及び期間A32に、発電体2のエンジン回転速度NをNmaxとすることで、発電体2から最大電力Pg・maxを発生させている。一方、溶接作業を中断している期間B31及び期間B32では、図12(b)に示すように、発電体2の最大電力Pg・maxを領域H31、領域H32において、キャパシタ7の充電に割り当ている。 As described above, in the example shown in FIG. 12A, the power generation body 2 is set to N max during the period A31 and the period A32 during the welding operation in the overload state, thereby setting the power generation body 2 to N max. 2 generates the maximum power Pg · max . On the other hand, in the period B31 and the period B32 in which the welding operation is interrupted, as shown in FIG. 12B, the maximum power P g · max of the power generator 2 is assigned to the charging of the capacitor 7 in the regions H31 and H32. Yes.

これに対して、図13(a)及び図13(b)に示すように、発電体2の出力を、設定範囲の最大電力Pg・maxより低い所定値Pgaに維持するようにして、溶接作業及び充電を行ってもよい。図13(a)も、図12(a)と同様に、縦軸を負荷電力供給部60、61、62への入力電力Pin、横軸を時間tとして、キャパシタ7の放電器9の放電出力Pcを斜線部分で表示している。図13(b)も、図12(b)と同様に、縦軸を発電体2の出力Pg、横軸を時間tとして、キャパシタ7への充電電力を斜線部分で表示している。 On the other hand, as shown in FIGS. 13A and 13B, the output of the power generator 2 is maintained at a predetermined value Pga lower than the maximum power Pg · max of the set range, Welding work and charging may be performed. Similarly to FIG. 12A, FIG. 13A also shows discharge of the discharger 9 of the capacitor 7 with the vertical axis representing the input power P in to the load power supply units 60, 61 and 62 and the horizontal axis representing time t. The output Pc is indicated by the hatched portion. Similarly to FIG. 12B, FIG. 13B also shows the charging power to the capacitor 7 in a hatched portion with the output P g of the power generator 2 on the vertical axis and the time t on the horizontal axis.

図13(a)に示した例では、過負荷状態での溶接作業中の期間A31及び期間A32、及び溶接作業を中断している期間B31及び期間B32を通じて、発電体2の出力を、最大電力Pg・maxより低い一定の所定値Pgaとしている。そして、図13(b)に示すように、発電体2の所定値Pgaの出力を領域H31’及び領域H32’において、キャパシタ7の充電に割り当ている。 In the example shown in FIG. 13A, the output of the power generator 2 is set to the maximum power through the periods A31 and A32 during the welding operation in the overload state, and the periods B31 and B32 during which the welding operation is interrupted. A predetermined value Pga lower than Pg · max is set. And as shown in FIG.13 (b), the output of predetermined value Pga of the electric power generation body 2 is allocated to charge of the capacitor 7 in area | region H31 'and area | region H32'.

このように、エンジン1及び発電体2の少なくとも一方を制御して、発電体2の出力が設定範囲の最大値Pg・maxより低い所定値Pgaを維持すれば、エンジン回転数の変動を抑制することができるうえ、エンジン回転数を最大出力時よりも低減できる。これにより、エンジン駆動式発電装置の低燃費化及び低騒音化を図ることができる。 In this way, if at least one of the engine 1 and the power generation body 2 is controlled and the output of the power generation body 2 maintains the predetermined value Pga lower than the maximum value Pg · max of the setting range, the fluctuation of the engine speed is reduced. In addition to being able to be suppressed, the engine speed can be reduced more than at the maximum output. Thereby, the fuel consumption reduction and noise reduction of an engine drive type electric power generating apparatus can be achieved.

また、本発明では、図9のステップS11のように、「負荷給電ON/OFF切替」の制御について、この制御における「OFF(給電を禁止)の動作」を行わせるかどうかを、負荷給電ON/OFF切替機能の有効/無効の選択スイッチ16の状態を使用者自らが選択するようにしていることで、使用者自身が、この機能が働くことを予め意識して、作業に用いることができる。   Further, in the present invention, as shown in step S11 of FIG. 9, regarding the control of “load power supply ON / OFF switching”, whether or not to perform “OFF (power supply prohibition) operation” in this control is determined. Since the user himself / herself selects the state of the valid / invalid selection switch 16 of the / OFF switching function, the user himself / herself can be used for work with an awareness that this function works. .

また、本発明における、図9に示す「エンジン回転速度が設定範囲の最大値Nmaxであるときのキャパシタの充電を実行する制御フロー」における、ステップS2〜S7、および、ステップS12〜S15の一連の制御において、キャパシタ7の充電を実行している間で、キャパシタ7が満充電に達するまでは、エンジン回転速度NをNmaxとすることで、発電体2から最大電力Pg・maxを発生させる状態としている。 Further, in the present invention, a series of steps S2 to S7 and steps S12 to S15 in the “control flow for charging the capacitor when the engine rotation speed is the maximum value N max of the setting range” shown in FIG. In the control of the above, while the capacitor 7 is being charged, until the capacitor 7 reaches full charge, the engine speed N is set to N max , thereby generating the maximum power P g · max from the power generator 2. It is in a state to let

そして、ステップS7、もしくは、ステップS15から、ステップS8、S9、S10への制御のように、キャパシタ7が満充電に達した後は、キャパシタ7の充電を停止して、負荷の使用電力に合うように、エンジン回転速度Nを電力−回転速度マップ15aに従って発電体2の出力Pgを調節するようにしている。 Then, after the capacitor 7 reaches full charge as in the control from step S7 or step S15 to steps S8, S9, and S10, charging of the capacitor 7 is stopped to match the power used by the load. as such, the power of the engine rotational speed N - so that to adjust the output P g of the generator body 2 according to the rotational speed map 15a.

このように、キャパシタ7の蓄電量Qcaの状態に応じて、発電体2の出力Pgを制御することで、キャパシタ7が満充電になっていない状態では、発電体2の出力Pgを最大電力Pg・maxが得られる状態を維持する。これにより、キャパシタ7への充電電力を最大とすることができ、充電時間を最短とすることができる。また、キャパシタ7が満充電に達した状態では、キャパシタ7の充電を停止して、発電体2の出力Pgを負荷の使用電力に合わせるように制御をおこなう。これにより、負荷の稼動に必要な最低限の電力を得るようにエンジン1を運転させることができ、燃費改善、および、騒音低減が可能となる。 Thus, depending on the state of the storage amount Q ca capacitor 7, by controlling the output P g of the generator body 2, in a state where the capacitor 7 is not fully charged, the output P g of the generator body 2 The state where the maximum power Pg · max is obtained is maintained. Thereby, the charging power to the capacitor 7 can be maximized, and the charging time can be minimized. In a state where the capacitor 7 reaches the fully charged, to stop the charging of the capacitor 7, and controls to match the output P g of the generator body 2 to use the power of the load. As a result, the engine 1 can be operated so as to obtain the minimum electric power necessary for operating the load, and the fuel consumption can be improved and the noise can be reduced.

<第2実施形態>
次に、第2実施形態として、第3及び第4の発明の実施形態について説明する。
図14は、本発明の第2実施形態におけるエンジン駆動発電装置を示すブロック図である。図14は、本発明の第2実施形態のエンジン駆動発電装置を、交流電力を負荷に供給する発電機に適用した例である。その構成としては、第1実施形態の図1における構成と比較して、更に、回転速度−変動期間マップ15b、発電体出力−変動期間マップ17を設けていることが異なる。同一の構成については、第1実施形態の図1と同一の符号を付している。
Second Embodiment
Next, as a second embodiment, embodiments of the third and fourth inventions will be described.
FIG. 14 is a block diagram showing an engine drive power generator in a second embodiment of the present invention. FIG. 14 shows an example in which the engine-driven power generation apparatus according to the second embodiment of the present invention is applied to a generator that supplies AC power to a load. The configuration is different from the configuration in FIG. 1 of the first embodiment in that a rotation speed-variation period map 15b and a power generator output-variation period map 17 are further provided. About the same structure, the code | symbol same as FIG. 1 of 1st Embodiment is attached | subjected.

図15は、第2実施形態において、キャパシタ7の放電による電力補助を行うための発電体2の出力Pgとキャパシタ7の放電器9の放電出力Pcの割り振りを示す概略図である。図15では、縦軸を負荷電力供給部60への入力電力Pin、横軸を時間tとしている。 FIG. 15 is a schematic diagram showing the allocation of the output P g of the power generator 2 and the discharge output P c of the discharger 9 of the capacitor 7 for assisting power by discharging the capacitor 7 in the second embodiment. In FIG. 15, the vertical axis represents the input power P in to the load power supply unit 60 and the horizontal axis represents time t.

第1実施形態では、キャパシタ7の放電による電力補助は、負荷の稼動が過負荷状態になったときのみに行っている。これに対して、第2実施形態では、負荷の大小に関わらず、負荷が増加変動するときに、負荷の変動直後では、エンジン1の回転速度Nを変化させず、発電体2の出力Pgを変動前の状態に維持しておき、キャパシタ7から、放電器9を経て、負荷の増加変動の変動量に応じた電力を供給する。その後、発電体2の出力Pgを、時間をかけて徐徐に増加させるとともに、キャパシタ7からの放電出力Pcを、発電体2の出力Pgが増加するのと同量だけ、時間をかけて徐徐に減少させるようにする。 In the first embodiment, power assistance by discharging the capacitor 7 is performed only when the load operation is overloaded. In contrast, in the second embodiment, when the load fluctuates regardless of the magnitude of the load, immediately after the load fluctuates, the rotation speed N of the engine 1 is not changed and the output P g of the power generator 2 is changed. Is maintained in the state before the fluctuation, and electric power corresponding to the fluctuation amount of the increase fluctuation of the load is supplied from the capacitor 7 through the discharger 9. Thereafter, the output P g of the generator body 2, together with the increase gradually over time, the discharge power P c from the capacitor 7, the same amount as the output P g of the power generator 2 is increased, over time And gradually decrease it.

このような、発電体2の出力Pgを徐徐に増加させ、反対に、キャパシタ7の放電器9からの放電出力Pcを徐徐に減少させる制御を本発明では「徐変動制御」と記載している。 Such increases the output P g of the generator body 2 gradually, on the contrary, describes a "gradual change control" in the present invention gradually controlled to reduce the discharge power P c from the discharger 9 of the capacitor 7 ing.

図15において、発電体2の出力Pgの変動範囲は、図中のIII−IV−Vに示す範囲である。負荷が増加変動すると、変動期間の最大値Tx・maxの期間中において、最大でアイドル時(図中のIII)から発電体2の最大電力Pg・max(図中のV)まで変動する。 15, the variation range of the output P g of the generator body 2 is in the range shown in III-IV-V in FIG. If the load increases and fluctuates, the power fluctuates from the idle time (III in the figure) to the maximum power P g · max (V in the figure) of the power generator 2 during the maximum value T x · max of the fluctuation period. .

例えば、最大電力Pg・max=10[kW]、変動期間の最大値Tx・max=3[秒]の場合、増加率k=10/3≒3.33[kW/秒]となる。また、3秒間あれば、エンジンの回転速度を充分に増加させることができる。 For example, when the maximum power P g · max = 10 [kW] and the maximum value T x · max = 3 [seconds] of the fluctuation period, the increase rate k = 10 / 3≈3.33 [kW / second]. Moreover, if it is 3 second, the rotational speed of an engine can fully be increased.

反対に、キャパシタ7の放電器9の放電出力Pcは、図中のI−II−III−V−VIの範囲に示す範囲において負荷が増加変動すると、キャパシタ7の放電器9の放電出力Pcの変動範囲として、図中II−III−Vの範囲の出力分だけ減少させる。この範囲は、発電体2の出力Pgの変動範囲III−IV−Vと対をなす部分である。 On the contrary, the discharge output Pc of the discharger 9 of the capacitor 7 is changed when the load increases and fluctuates in the range indicated by I-II-III-V-VI in the figure. The fluctuation range of c is decreased by the output in the range II-III-V in the figure. This range is the portion that forms the variation range III-IV-V and the pair of output P g of the generator body 2.

ここで、図中I−II−V−VIは、発電体2の最大電力Pg・maxを超える範囲、すなわち、過負荷分に相等する範囲である。この部分に相当する出力は、入力電力Pinが過負荷状態となるときは、キャパシタ7の放電器9の放電出力Pcで供給する。このため、この範囲においては、出力の徐変動制御による出力の減少制御は行わない。 Here, I-II-V-VI in the figure is a range exceeding the maximum power Pg · max of the power generator 2, that is, a range equivalent to the overload. Output corresponding to this part, when the input power P in is overloaded supplies discharge output P c of the discharge vessel 9 of the capacitor 7. For this reason, in this range, the output reduction control by the gradual change control of the output is not performed.

なお、本発明の図15では、キャパシタ7の放電器9の放電出力Pcの最大値Pc・maxの設定は、発電体2の最大電力Pg・maxの約2倍程度として図示している。しかし、本発明はこれに限定するものではなく、キャパシタ7や、エンジン駆動発電装置の性能に応じて、適宜選択すれば良い。 In FIG. 15 of the present invention, the setting of the maximum value P c · max of the discharge output P c of the discharger 9 of the capacitor 7 is illustrated as being about twice the maximum power P g · max of the power generator 2. Yes. However, the present invention is not limited to this, and may be appropriately selected according to the performance of the capacitor 7 and the engine drive power generator.

まず、図16に示すように、変動終了時において、負荷の変動が発電体2の最大電力Pg・maxの範囲内にある、いわゆる軽負荷での増加変動の場合について説明する。 First, as shown in FIG. 16, a description will be given of a case of so-called increase fluctuation with a light load in which the fluctuation of the load is within the range of the maximum power Pg · max of the power generator 2 at the end of the fluctuation.

図16は、図15の割り振りをもとに、実際に負荷の増加変動があったときの徐変動制御を行うための制御動作の説明図である。H41に示される領域は、キャパシタ7の放電器9からの放電出力Pcを示す。図16において、負荷の増加変動が生じた直後の時刻、および、徐変動制御を開始させる時刻をt1として、その後、徐変動制御を終了させる時刻をt2としている。 FIG. 16 is an explanatory diagram of a control operation for performing gradual change control when there is an actual increase in load change based on the allocation of FIG. A region indicated by H41 indicates the discharge output Pc from the discharger 9 of the capacitor 7. In FIG. 16, the time immediately after the increase variation of the load and the time when the gradual variation control is started are set as t1, and then the time when the gradual variation control is ended is set as t2.

負荷の増加変動の前の発電体2の出力Pg・1は、電力−回転速度マップ15aで検出および監視が可能である。変動前の発電体2の出力Pg・1と、電力の変動曲線III−Vとの交点が、徐変動制御を開始させる時刻t1となる。そして、負荷の増加変動が生じると、負荷電力供給部60への入力電力Pinが増加する。 The output P g · 1 of the power generation body 2 before the load increase fluctuation can be detected and monitored by the power-rotation speed map 15a. The intersection of the output P g · 1 of the power generator 2 before the fluctuation and the fluctuation curve III-V of the electric power is a time t1 at which the gradual fluctuation control is started. When the increase in variation of the load occurs, the input power P in of the load power supply unit 60 is increased.

負荷の増加変動が生じた直後において、エンジン回転速度Nを変えずに、発電体2の出力Pgを維持したまま、まず、キャパシタ7より放電器9を介して、電力補助を行って対処する。この時刻t1におけるキャパシタ7の放電器9の放電出力をPc・1とする。 Immediately after the increase change in the load occurs, without changing the engine rotational speed N, while maintaining the output P g of the generator body 2, first, through a discharger 9 from the capacitor 7, to deal performs power assist . The discharge output of the discharger 9 of the capacitor 7 at this time t1 is P c · 1 .

この入力電力Pinは、電圧検出手段10の入力電圧Vinの検出値、および、電流検出手段11の入力電流Iinの検出値から演算によって求める。 This input power P in is obtained by calculation from the detected value of the input voltage V in of the voltage detecting means 10 and the detected value of the input current I in of the current detecting means 11.

図16における時刻t1での入力電力Pin(t1)は、図示のように、
in(t1)=Pc・1+Pg・1となる。
The input power P in (t1) at time t1 in FIG.
P in (t1) = P c · 1 + P g · 1

次に、徐変動制御を開始させる時刻t1における、入力電力Pin(t1)の値と、電力の変動曲線III−Vとの交点から、徐変動制御の終了時の時刻t2が求まる。この時刻t2における発電体2の出力をPg・2とする。 Next, the time t2 at the end of the gradual change control is obtained from the intersection of the value of the input power P in (t1) and the power fluctuation curve III-V at the time t1 when the gradual change control is started. The output of the power generator 2 at this time t2 is defined as Pg · 2 .

徐変動制御の終了時の時刻t2において、入力電力Pin(t2)を、
in(t2)=Pg・2とする。
つまり、その全てを発電体2の出力Pgで供給するようにするため、時刻t1から時刻t2にかけて、発電体2の出力Pgを電力の変動曲線III−Vに従って、Pg・1からPg・2へと増加させる。
At time t2 at the end of the gradual change control, the input power P in (t2) is
Let P in (t2) = P g · 2 .
In other words, the order of all to supply at the output P g of the generator body 2, and from time t1 to time t2, in accordance with variation curve III-V of the power output P g of the generator body 2, P from P g · 1 Increase to g · 2 .

反対に、キャパシタ7の放電器9の放電出力Pcは、時刻t1からt2にかけて、
電力の変動曲線III−Vに従って、Pc・1から0へと減少させる。
Conversely, the discharge output P c of the discharger 9 of the capacitor 7 is from time t1 to time t2,
According to the power fluctuation curve III-V, decrease from P c · 1 to 0.

図17は、図15に図示した発電体2の出力Pgの変動範囲(III−IV−V)をそのまま、横軸を時間t、縦軸を発電体出力Pgとして表したものである。本実施形態では、このマップを、「発電体出力−変動期間マップ17」と記載している。 Figure 17 is a representation of the variation range of the output P g of the power generator 2 illustrated in FIG. 15 (III-IV-V) as the horizontal axis represents time t, and the vertical axis indicates the power generator output P g. In this embodiment, this map is described as “power generator output-variation period map 17”.

この発電体出力−変動期間マップ17は、図16で図示したように、徐変動制御の変動開始時の発電体2の出力をPg・1、徐変動制御の変動終了時の発電体2の出力をPg・2、また、徐変動制御の変動開始時の時刻をt1、徐変動制御の変動終了時の時刻をt2、としている。 As shown in FIG. 16, the power generator output-variation period map 17 indicates that the output of the power generator 2 at the start of the variation of the gradual variation control is P g · 1 , and The output is P g · 2 , the time at the start of the fluctuation of the gradual fluctuation control is t1, and the time at the end of the fluctuation of the gradual fluctuation control is t2.

図18は、図17において縦軸を発電体2の出力Pgとして表示したものを電力−回転速度マップ15a基づき、対応するエンジン回転速度Nに置き換えたものである。本実施形態では、このマップを「回転速度−変動期間マップ15b」と記載している。 Figure 18 is a power obtained by displaying the vertical axis as the output P g of the power generator 2 17 - based rotational speed map 15a, it is replaced with a corresponding engine speed N. In this embodiment, this map is described as “rotational speed-variation period map 15b”.

図18の回転速度−変動期間マップ15bでは、図17における変動前の発電体2の出力をPg・1に対応する回転速度をN1とし、また、図17における徐変動制御の変動終了時の出力をPg・2に対応する回転速度をN2としている。発電体2の出力Pgの徐変動制御は、この回転速度−変動期間マップ15bに従って行われる。 In the rotational speed-variation period map 15b of FIG. 18, the output of the power generator 2 before the fluctuation in FIG. 17 is set to N 1 as the rotational speed corresponding to P g · 1 , and when the fluctuation of the gradual fluctuation control in FIG. The rotational speed corresponding to P g · 2 is N 2 . Xu variation control of the output P g of the generator body 2, the rotational speed - is carried out in accordance with the variation period map 15b.

図18の回転速度−変動期間マップ15bの回転速度と変動期間の関係を定めた特性曲線に基づき、変動開始時刻t1と変動終了時刻t2を算出して、変動開始時刻から変動終了時刻までの時間を求める。そして、負荷への供給電力を一定に維持しつつ、この時間をかけて、発電体の出力を徐々に増加させながら、放電器によりキャパシタの出力を徐々に減少させる。   Based on the characteristic curve that defines the relationship between the rotation speed and the fluctuation period in the rotation speed-fluctuation period map 15b in FIG. 18, the fluctuation start time t1 and the fluctuation end time t2 are calculated, and the time from the fluctuation start time to the fluctuation end time. Ask for. Then, while maintaining the power supplied to the load constant, the output of the capacitor is gradually decreased by the discharger while gradually increasing the output of the power generator over this time.

なお、発電体2の出力Pgは、図18によって徐変動制御行われるが、キャパシタ7の放電器9の徐変動制御は、図17の発電体出力−変動期間マップ17に基づき演算を行う。 The output P g of the power generator 2 is subjected to the gradual variation control according to FIG. 18, but the gradual variation control of the discharger 9 of the capacitor 7 is calculated based on the power generator output-variation period map 17 of FIG.

図19は、キャパシタ7の放電器9の徐変動制御を行うための、放電器9の放電出力Pcの演算方法の説明図である。この図19は、図17を基に図示している。キャパシタ7の放電器9の放電出力Pcは、発電体2の出力Pgが増加する量を演算して、放電器9において、この増加分を減少させるように制御を行う。 FIG. 19 is an explanatory diagram of a calculation method of the discharge output P c of the discharger 9 for performing the gradual variation control of the discharger 9 of the capacitor 7. FIG. 19 is illustrated based on FIG. Discharge power P c of the discharge vessel 9 of the capacitor 7, and calculates the amount of output P g of the power generator 2 is increased, the discharge device 9 performs control to reduce this increase.

徐変動制御を開始させる時刻t1におけるキャパシタ7の放電器9の放電出力Pc・1は、図16に示すように、
c・1=Pin(t1)−Pg・1=Pg・2−Pg・1で求まる。
図19においては、時刻t1において、キャパシタ7の放電器9からの放電出力Pc・1は図中のiの位置から、iiの位置にかけての破線矢印で示される。
As shown in FIG. 16, the discharge output P c · 1 of the discharger 9 of the capacitor 7 at the time t1 at which the gradual variation control is started is
P c · 1 = P in (t1) −P g · 1 = P g · 2 −P g · 1
In FIG. 19, at time t1, the discharge output P c · 1 from the discharger 9 of the capacitor 7 is indicated by a dashed arrow from the position i to the position ii in the figure.

一方、発電体2の出力Pgは、このキャパシタ7の放電器9からの放電出力Pc・1の分だけ増加させる。その結果、時刻t1から時刻t2にかけて、Pg・1からPg・2に増加する。この動作は、図19においては、変動曲線III-Vに沿ってiの位置からiiiの位置への変動となる。 On the other hand, the output P g of the power generator 2 is increased by the amount of discharge output P c · 1 from the discharger 9 of the capacitor 7. As a result, it increases from P g · 1 to P g · 2 from time t1 to time t2. In FIG. 19, this operation varies from the position i to the position iii along the variation curve III-V.

ゆえに、キャパシタ7の放電器9の放電出力Pcは、発電体2の出力Pgの逆となる。時刻t1において、Pc・1=Pg・2−Pg・1であったものを、時刻t2におけるキャパシタ7の放電器9の放電出力をPc・2とすれば、時刻t2において、Pc・2=0となるように変動させる。この動作は、図19においては、iiの位置から、ivの位置への破線矢印で示される。たとえば、変動曲線III-Vが直線であれば、本発明の図15から図19での、変動曲線III-Vの傾きkは、
k=(Pg・max/Tx・max)=(Pg・2−Pg・1)/(t2−t1)である。
Thus, discharge power Pc of the discharger 9 for capacitor 7 is opposite of the output P g of the generator body 2. If the discharge output of the discharger 9 of the capacitor 7 at time t2 is P c · 2 , where P c · 1 = P g · 2 −P g · 1 at time t1, then P c · 2 at time t2 Change to c · 2 = 0. This operation is indicated by a dashed arrow from the position ii to the position iv in FIG. For example, if the fluctuation curve III-V is a straight line, the slope k of the fluctuation curve III-V in FIGS.
k = ( Pg * max / Tx * max ) = ( Pg * 2- Pg * 1 ) / (t2-t1).

発電体2の出力Pgの値は、図19の線分i-iiiで表すことができ、
時刻tにおける値は、
g(t)=k(t−t1)+Pg・1で与えられる。
The value of the output P g of the power generator 2 can be represented by a line segment i-iii in FIG.
The value at time t is
P g (t) = k (t−t1) + P g · 1

また、キャパシタ7の放電器9の放電出力Pcの値は、図19の点iを原点とする線分ii−ivで表すことができる。したがって、時刻tにおける値は、
c(t)=−k(t−t1)+(Pg・2−Pg・1)となる。
Further, the value of the discharge output P c of the discharger 9 of the capacitor 7 can be represented by a line segment ii-iv with the point i in FIG. 19 as the origin. Therefore, the value at time t is
P c (t) = − k (t−t1) + (P g · 2 −P g · 1 ).

このように、徐変動制御をするためのキャパシタ7の放電器9の放電出力Pcの値は、発電体出力−変動期間マップ17から演算によって、その放電出力の算出が可能である。
なお、本発明においては、説明の簡略化のために、変動曲線III-Vが直線の場合について説明したが、変動曲線III−Vを決定する関数さえ用意すれば、曲線であっても図19と同様の方法で、その増加分を計算することができる。このため、キャパシタ7の放電器9の放電出力Pcにおける減少量を計算することが可能である。
Thus, the value of the discharge output P c of the discharger 9 of the capacitor 7 for performing gradual variation control can be calculated by calculating from the power generator output-variation period map 17.
In the present invention, the case where the variation curve III-V is a straight line has been described for the sake of simplification. However, as long as a function for determining the variation curve III-V is prepared, even if it is a curve, FIG. The increase can be calculated in the same way as. For this reason, it is possible to calculate the amount of decrease in the discharge output P c of the discharger 9 of the capacitor 7.

また、変動曲線III−Vが、関数ではなく、各時刻における電力の特性値を与えたマップデータであっても、各時刻ごとの発電体2の出力Pgの変化量が求まれば、この変化量に-1を掛けた値をキャパシタ7の放電器9の放電出力Pcの制御量として用いればよい。 The variation curve III-V is not a function, even map data powered characteristic value of at each time, if the change amount of the output P g of the power generator 2 for each time is obtained, this A value obtained by multiplying the change amount by −1 may be used as a control amount of the discharge output P c of the discharger 9 of the capacitor 7.

図16から図19では、負荷の増加変動が、発電体2の最大電力Pg・maxの範囲内である、いわゆる軽負荷について説明した。しかし、本発明の第2実施形態では、軽負荷での増加変動だけでなく、過負荷状態であっても、図15で示した割り振りによって、負荷の増加変動へのキャパシタ7の放電による電力補助が可能である。 In FIG. 16 to FIG. 19, the so-called light load in which the increase fluctuation of the load is within the range of the maximum power P g · max of the power generator 2 has been described. However, in the second embodiment of the present invention, not only the increase fluctuation at the light load but also the overload state, the power assist by the discharge of the capacitor 7 to the increase fluctuation of the load by the allocation shown in FIG. Is possible.

図20に示すように、過負荷での変動の場合、徐変動制御を開始させる時刻t1における、キャパシタ7の放電器9の放電出力Pc・1を、更に、変動範囲成分をPc・1-n、過負荷範囲成分をPc・1-EXに分けて、
c・1=Pc・1-n+Pc・1-EXとする。
As shown in FIG. 20, in the case of fluctuation due to overload, the discharge output P c · 1 of the discharger 9 of the capacitor 7 at the time t1 when the gradual fluctuation control is started, and the fluctuation range component as P c · 1 -n , dividing the overload range component into P c · 1-EX ,
P c · 1 = P c · 1−n + P c · 1−EX

過負荷状態での変動の場合は、過負荷範囲成分Pc・1-EXは変動させず、変動範囲成分のPc・1-nを、図17から図19で示したマップに従って変動させる。 In the case of a change in an overload state, the overload range component P c · 1-EX is not changed, but the change range component P c · 1-n is changed according to the maps shown in FIGS.

図20において、キャパシタ7の放電器9からの放電出力Pcのうち、領域H51で示される範囲が、過負荷範囲成分、領域H52で示される範囲が、変動範囲成分、となる。 In FIG. 20, in the discharge output P c from the discharger 9 of the capacitor 7, the range indicated by the region H51 is the overload range component, and the range indicated by the region H52 is the variation range component.

過負荷範囲成分Pc・1-EX、および変動範囲成分Pc・1-n、はそれぞれ、具体的には、図20に示すように、
c・1-EX=Pin(t1)−Pg・max
c・1-n=Pg・max−Pg・1
となる。
Specifically, the overload range component P c · 1-EX and the fluctuation range component P c · 1-n are respectively shown in FIG.
P c · 1−EX = P in (t1) −P g · max
P c · 1−n = P g · max −P g · 1
It becomes.

g・1は、エンジン回転速度Nから、電力−回転速度マップ15aによって演算する。また、Pin(t1)は、入力電圧Vinと入力電流Iinから演算で算出する。また、Pg・maxは、エンジン1および発電体2の性能によって決定される値である。 P g · 1 is calculated from the engine rotation speed N by the power-rotation speed map 15a. Also, P in (t1) is calculated from the input voltage V in and the input current I in . P g · max is a value determined by the performance of the engine 1 and the power generator 2.

以上の計算により求めた変動範囲成分Pc・1-nに対して、図17で示した発電体出力−変動期間マップ17、および図18で示した回転速度−変動期間マップ15bにおいて、過負荷の変動である場合は、図20に示すように、変動終了時の時刻t2を、徐変動期間の最大値Tx・maxとして、変動終了時の発電体出力Pg・2を、発電体2の最大電力Pg・maxとして、変動終了時のエンジン回転速度N2を、設定範囲の最大値Nmaxとする。 With respect to the fluctuation range component P c · 1-n obtained by the above calculation, overload is generated in the power generator output-fluctuation period map 17 shown in FIG. 17 and the rotation speed-fluctuation period map 15b shown in FIG. 20, the time t2 at the end of the fluctuation is the maximum value Tx · max of the gradual fluctuation period, and the power generator output Pg · 2 at the end of the fluctuation is obtained as shown in FIG. As the maximum power Pg · max , the engine rotation speed N 2 at the end of the fluctuation is set to the maximum value N max of the setting range.

発電体2の出力Pgは、キャパシタ7の放電器9からの放電出力Pc・1-nの分だけ増加させるので、時刻t1から時刻t2にかけて、Pg・1からPg・2(=Pg・max)に増加する。 Output P g of the generator body 2, because it increases by the amount of discharge power P c · 1-n from the discharger 9 of the capacitor 7, the period from the time t1 to the time t2, P g · 2 from P g · 1 (= Pg · max ).

反対に、キャパシタ7の放電器9からの放電出力Pcは、時刻t1において、
c・1=Pc・1-n+Pc・1-EX
=(Pg・2−Pg・1)+Pc・1-EX=(Pg・max−Pg・1)+Pc・1-EX
である。
On the other hand, the discharge output P c from the discharger 9 of the capacitor 7 is
P c · 1 = P c · 1−n + P c · 1−EX
= (P g · 2 −P g · 1 ) + P c · 1−EX = (P g · max −P g · 1 ) + P c · 1−EX
It is.

時刻t2(=Tx・max)において、このときのキャパシタ7の放電器9の放電出力をPc・2とすれば、
c・2=0+Pc・1-EX
となる。
At time t2 (= T x · max ), if the discharge output of the discharger 9 of the capacitor 7 at this time is P c · 2 ,
P c · 2 = 0 + P c · 1-EX
It becomes.

図19で説明したときと同様に、変動期間III-Vを直線とする場合は、キャパシタ7の放電器9の放電出力Pcの時刻tにおける値は、
g(t)=k(t−t1)+Pg・1
c(t)=−k(t−t1)+(Pg・2−Pg・1)+Pc・1-EX
=−k(t−t1)+(Pg・max−Pg・1)+Pc・1-EX
となる。これは、図16から図19で示した軽負荷の変動と比較して、過負荷範囲成分Pc・1-EXを加えたものと同じものとなる。
As in the case described with reference to FIG. 19, when the fluctuation period III-V is a straight line, the value of the discharge output P c of the discharger 9 of the capacitor 7 at time t is
P g (t) = k (t−t1) + P g · 1
P c (t) = − k (t−t 1) + (P g · 2 −P g · 1 ) + P c · 1−EX
= -K (t-t1) + (P g · max -P g · 1) + P c · 1-EX
It becomes. This is the same as that obtained by adding the overload range component P c · 1-EX as compared with the fluctuation of the light load shown in FIGS.

図21、図22は、本発明の第2実施形態における、負荷の増加変動時における徐変動制御のフローチャートである。図21は、負荷の増加変動があるかどうかの判定のフローチャートである。この判定制御フローは、エンジンが稼動して、キャパシタの充電が完了した時点で開始される。   21 and 22 are flowcharts of the gradual change control at the time of an increase change in the load in the second embodiment of the present invention. FIG. 21 is a flowchart for determining whether or not there is an increase in load. This determination control flow is started when the engine is operated and the charging of the capacitor is completed.

負荷の増加変動があるかどうかの判定は、ステップS10における判定部において行われる。負荷の増加変動がある場合は、ステップS11に進み、図22に示す負荷の増加変動に対する徐変動制御を行うための制御フローに進む。   The determination as to whether or not there is an increase variation in load is made in the determination unit in step S10. If there is an increase variation in load, the process proceeds to step S11, and the process proceeds to a control flow for performing gradual variation control with respect to the increase variation in load shown in FIG.

一方、負荷の増加変動がない場合は、ステップS1からS10を繰り返す。   On the other hand, if there is no increase variation in load, steps S1 to S10 are repeated.

負荷の変動の有無については、第1実施形態と同様に、負荷電力供給部60への入力電力Pinの演算値によって行う。 For the presence of variation of the load, as in the first embodiment, performed by the calculation value of the input power P in of the load power supply unit 60.

ステップS1からS3は、入力電力Pinが減少する場合に、回転速度の減速調整を行うための制御である。 Step S1 to S3, when the input power P in is reduced, a control for performing deceleration adjustment of the rotational speed.

ステップS1により、エンジン回転速度Nは、電力−回転速度マップ15aに従って制御される。   By step S1, the engine rotation speed N is controlled according to the power-rotation speed map 15a.

ステップS2により、負荷の使用電力に対して過剰な電力の供給を行わないように、ここでは、エンジンの回転速度Nの調整は、即応の変動方法で調整を行うようにする。   Here, in order to prevent excessive power from being supplied to the power used by the load in step S2, here, the engine speed N is adjusted by an immediate variation method.

ステップS3において、入力電力Pinが減少する場合は、ステップS1に戻り、ステップS1→S2→S3→…を繰り返す。 In step S3, when the input power P in is reduced, the process returns to step S1, step S1 → S2 → S3 → ... repeated.

そして、入力電力Pinが減少しない状態、すなわち、変動しない場合、もしくは、増加変動があった場合は、ステップS4に進む。 Then, a state in which the input power P in is not reduced, that is, if no change, or, if there was an increase change, the process proceeds to step S4.

入力電力Pinの変動がない場合は、ステップS10において、ステップS1に戻るように制御がなされる。 If there is no change in the input power Pin, control is performed to return to step S1 in step S10.

ステップS4からS6は、変動開始時の情報を取得、監視するための制御フローである。ステップS4により、電力−回転速度マップ15aから、変動開始時の回転速度(N1)を取得する。 Steps S4 to S6 are a control flow for acquiring and monitoring information at the start of fluctuation. In step S4, the rotation speed (N 1 ) at the start of fluctuation is acquired from the power-rotation speed map 15a.

ステップS5により、回転速度−変動期間マップ15bから、変動開始時の時刻(t1)を取得する。   In step S5, the fluctuation start time (t1) is acquired from the rotation speed-variation period map 15b.

ステップS6により、発電体出力−変動期間マップ17から、変動開始時の発電体出力(Pg・1)を取得する。 In step S 6, the power generator output (P g · 1 ) at the start of fluctuation is acquired from the power generator output-fluctuation period map 17.

このように、負荷の変動がない場合は、ステップS4からS6において、変動開始時の情報が取得され続けることで、変動開始前の運転状態が継続される。   As described above, when there is no load fluctuation, in Steps S4 to S6, the information at the start of the fluctuation is continuously acquired, so that the operation state before the fluctuation starts is continued.

そして、ステップS7により、キャパシタ7の充電は停止する。また、ステップS8により、キャパシタ7の放電は停止する。また、ステップS9により、負荷給電ON/OFF切替は、ONの状態とする。   In step S7, charging of the capacitor 7 is stopped. Further, the discharge of the capacitor 7 is stopped by step S8. Moreover, load power supply ON / OFF switching is set to an ON state by step S9.

図22は、図21のステップS10において、負荷の増加変動が検出された場合における、発電体2の出力Pgを徐徐に増加させ、キャパシタ7の放電器9からの放電出力Pcを徐徐に減少させる、徐変動制御のフローチャートである。 FIG. 22 shows a gradual increase in the output P g of the power generator 2 when a load increase variation is detected in step S10 in FIG. 21, and a gradual increase in the discharge output P c from the discharger 9 of the capacitor 7. It is a flowchart of the gradual variation control to decrease.

ステップS1において、エンジン回転速度Nは、変動開始時と同じ回転速度N1を維持した状態である。 In step S1, the engine rotational speed N is in a state where the same rotational speed N 1 as that at the start of fluctuation is maintained.

ステップS2において、変動開始時の時刻t1における入力電力Pin(t1)の大きさが、軽負荷の状態なのか、過負荷の状態なのかを判定する。軽負荷の場合はステップS3へ進み、過負荷の場合はステップS12に進む。 In step S2, it is determined whether the magnitude of the input power P in (t1) at the time t1 at the start of fluctuation is a light load state or an overload state. If the load is light, the process proceeds to step S3. If the load is overloaded, the process proceeds to step S12.

まず、ステップS2において、軽負荷であると判定されて、ステップS3に進んだ場合について説明する。   First, the case where it is determined in step S2 that the load is light and the process proceeds to step S3 will be described.

ステップS3により、キャパシタ7の放電器9による放電出力Pc・1を算出する。 In step S3, the discharge output P c · 1 by the discharger 9 of the capacitor 7 is calculated.

ステップS4およびS5により、キャパシタ7の放電器9から、負荷の増加変動の大きさに合わせた放電出力Pc・1で放電を行う。 In steps S4 and S5, discharge is performed from the discharger 9 of the capacitor 7 with a discharge output P c · 1 that matches the magnitude of the increase in load.

ステップS6により、徐変動制御の変動終了時の情報を電力−回転速度マップ15aから、変動終了時の回転速度N2を取得する。ステップS7により、回転速度−変動期間マップ15bから、変動終了時の時刻t2を取得する。ステップS8により、発電体出力−変動期間マップ17から、変動終了時の発電体2の出力Pg・2を取得する。 In step S6, the information at the change completion gradual change control power - from the rotational speed map 15a, obtains the rotational speed N 2 at change ends. In step S7, the time t2 at the end of the change is acquired from the rotation speed-variation period map 15b. In step S8, the output Pg · 2 of the power generator 2 at the end of the fluctuation is acquired from the power generator output-fluctuation period map 17.

そして、ステップS9により、各マップに従って、ステップS6、S7、S8で取得した各目標値に向けて徐変動制御を実行する。   In step S9, the gradual variation control is executed toward the target values acquired in steps S6, S7, and S8 according to each map.

軽負荷の場合であれば、ステップS9の徐変動制御によって目標値に到達する。さらに、ステップS10により、キャパシタ7の放電を停止する。そして、ステップS11により、図30に示す「軽負荷時のキャパシタの充電の制御フロー」に進む。   If the load is light, the target value is reached by the gradual variation control in step S9. Further, the discharge of the capacitor 7 is stopped in step S10. Then, in step S11, the process proceeds to the "capacitor charging control flow at light load" shown in FIG.

次に、ステップS2において、過負荷であると判定されて、ステップS12に進んだ場合について説明する。   Next, a case where it is determined in step S2 that the load is overloaded and the process proceeds to step S12 will be described.

ステップS12により、キャパシタ7の放電器9による放電出力Pc・1を算出する。更に、キャパシタ7の放電器9による放電出力Pc・1における過負荷範囲成分Pc・1-EXと変動範囲成分Pc・1-nを算出する。 In step S12, the discharge output P c · 1 by the discharger 9 of the capacitor 7 is calculated. Further, the overload range component P c · 1-EX and the fluctuation range component P c · 1-n in the discharge output P c · 1 by the discharger 9 of the capacitor 7 are calculated.

そして、ステップS13およびS14により、キャパシタ7の放電器9から、負荷の増加変動の大きさに合わせた放電出力Pc・1で放電を行う。 Then, in steps S13 and S14, discharge is performed from the discharger 9 of the capacitor 7 with a discharge output Pc · 1 that matches the magnitude of the increase in load.

ステップS15、S16、S17により、徐変動制御の変動終了時の情報を取得する。変動終了時の回転速度N2として、電力−回転速度マップ15aにおける設定範囲の最大値Nmaxを取得する。また、変動終了時の時刻t2として、回転速度−変動期間マップ15bにおける設定範囲の最大値Tx・maxを取得する。また、変動終了時の発電体2の出力Pg・2として、発電体出力−変動期間マップ17における設定範囲の最大値Pg・maxを取得する。 Through steps S15, S16, and S17, information at the time of the end of the variation of the gradual variation control is acquired. As the rotation speed N 2 at the end of the fluctuation, the maximum value N max of the setting range in the power-rotation speed map 15a is acquired. Further, the maximum value T x · max of the setting range in the rotation speed-variation period map 15b is acquired as the time t2 at the end of the fluctuation. Further, the maximum value P g · max of the setting range in the power generator output-fluctuation period map 17 is acquired as the output P g · 2 of the power generator 2 at the end of the fluctuation.

そして、ステップS18により、マップに従って、ステップS15、S16、S17で取得した各目標値に向けて徐変動制御を実行する。   Then, in step S18, the gradual variation control is executed toward each target value acquired in steps S15, S16, and S17 according to the map.

過負荷の場合、ステップS18の徐変動制御の後であっても、過負荷状態が継続する場合がある。その場合、ステップS19により、第1実施形態の図6に示す「過負荷時におけるキャパシタの電力補助を実行する制御フロー」に進む。   In the case of an overload, the overload state may continue even after the gradual change control in step S18. In that case, in step S19, the process proceeds to the “control flow for performing power assistance of the capacitor during overload” shown in FIG. 6 of the first embodiment.

図22のステップS19から、図6の「過負荷時におけるキャパシタの放電による電力補助を実行する制御フロー」への制御方法の移行は、図23に示す通りである。   The transition of the control method from step S19 in FIG. 22 to “control flow for executing power assistance by discharging the capacitor at the time of overload” in FIG. 6 is as shown in FIG.

図23において、徐変動制御における、キャパシタ7の放電器9からの放電出力Pcのうち、領域H61が過負荷範囲成分であり、領域H62が変動範囲成分である。また、領域H63が、徐変動制御が終了した後の過負荷時におけるキャパシタの電力補助を実行する制御におけるキャパシタ7の放電器9からの放電出力となる。 In FIG. 23, in the gradual variation control, in the discharge output P c from the discharger 9 of the capacitor 7, a region H61 is an overload range component, and a region H62 is a variation range component. Further, the region H63 becomes a discharge output from the discharger 9 of the capacitor 7 in the control for executing the power assist of the capacitor at the time of overload after the gradual variation control is finished.

図23に示すように、時刻t1からt2にかけては、図22の徐変動制御が実行されている。時刻t2以降は、図6の過負荷時におけるキャパシタの電力補助を実行する制御によって、キャパシタ7による電力補助が行われている。   As shown in FIG. 23, the gradual variation control of FIG. 22 is executed from time t1 to time t2. After the time t2, the power assist by the capacitor 7 is performed by the control for performing the power assist of the capacitor at the time of overload in FIG.

このように、第2実施形態における、負荷の増加変動時に対するキャパシタ7の放電による電力補助を行うことで、負荷の大きさに関わらず、負荷の増加変動がある場合に、キャパシタ7の放電による電力補助を実行する。これにより、従来のエンジン駆動発電装置では、負荷の増加変動に即応するために行っていた急加速に必要であった燃料をなくすことができるため、燃費改善が可能となる。   As described above, in the second embodiment, by performing power assistance by discharging the capacitor 7 when the load increases, the capacitor 7 discharges when there is an increase in the load regardless of the size of the load. Perform power assistance. As a result, the conventional engine-driven power generation apparatus can eliminate the fuel required for the rapid acceleration that has been performed in order to respond quickly to the increase in the load, thereby improving the fuel consumption.

なお、本発明の第2実施形態では、軽負荷と過負荷の両方ともに対応できる手段について説明をしたが、軽負荷のみに対応するようにすることも可能である。軽負荷のみに対応する方法としては、たとえば、図15で示したキャパシタ7の放電器9の放電出力Pcの設定範囲を図中のII−III−Vの範囲に設定するようにすれば良い。 In the second embodiment of the present invention, the means that can cope with both the light load and the overload has been described, but it is also possible to accommodate only the light load. As a method corresponding to only a light load, for example, the setting range of the discharge output Pc of the discharger 9 of the capacitor 7 shown in FIG. 15 may be set to a range of II-III-V in the drawing. .

なお、本発明の第2実施形態では、図16に、負荷の増加変動に対する電力補助の動作として、「負荷の増加変動の状態」が、軽負荷の状態に留まるときの例を示し、図20及び図23に、過負荷の状態に達するときの例を示している。これらの例では、変動制御を行っている期間Tx(t1→t2)に、「エンジン1/発電体2」と「キャパシタ7/放電器9」の「双方」から、負荷に電力供給を行っている。すなわち、「エンジン1/発電体2」と「キャパシタ7/放電器9」の「双方」が電力を分担している。 In the second embodiment of the present invention, FIG. 16 shows an example in which “load increase fluctuation state” remains in a light load state as a power assist operation for load increase fluctuation, and FIG. FIG. 23 shows an example when the overload state is reached. In these examples, power is supplied to the load from “both” of “engine 1 / power generator 2” and “capacitor 7 / discharger 9” during the period T x (t1 → t2) during which the fluctuation control is performed. ing. That is, “both” of “engine 1 / power generator 2” and “capacitor 7 / discharger 9” share power.

しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、図24及び図25に示すように、負荷の増加変動があった場合、エンジン1/発電体2の出力は徐徐に変動させるが、エンジン1/発電体2の出力が上昇するまで(図16、図20及び図23における時刻t2まで)、キャパシタ7からの出力のみで、負荷に電力を供給するようにすることも可能である。   However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIGS. 24 and 25, when the load increases and changes, the output of the engine 1 / power generator 2 is gradually changed. / Until the output of the power generator 2 rises (until time t2 in FIGS. 16, 20, and 23), it is also possible to supply power to the load using only the output from the capacitor 7.

図24は、負荷の増加変動が、軽負荷に留まるときの例であり、図16と同じ内容については、図16のものと同一の符号を付している。また、図25は、負荷の増加変動が、過負荷に達するときの例であり、図23と同じ内容については、図23のものと同一の符号を付している。   FIG. 24 shows an example in which the increase variation of the load remains at a light load. The same contents as those in FIG. 16 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. FIG. 25 shows an example in which the increase in load reaches an overload. The same contents as those in FIG. 23 are denoted by the same reference numerals as those in FIG.

負荷の増加変動の直後から、「エンジン/発電体の出力Pg」は、図17に示した「発電体出力−変動期間マップ17」及び図18に示した「回転速度−変動期間マップ15b」に従って、エンジン1の回転速度を上昇させておく。その一方、その間の期間、つまり、Tx(t1→t2)の期間の間は、エンジン1/発電体2からは、負荷に電力の供給は行わず、キャパシタ7からの出力Pcのみで、負荷の稼動に必要な電力を供給する。すなわち、入力電力Pin=Pcとなる。 Immediately after the load fluctuation, the “engine / power generator output P g ” is the “power generator output-fluctuation period map 17” shown in FIG. 17 and the “rotational speed-fluctuation period map 15b” shown in FIG. Accordingly, the rotational speed of the engine 1 is increased. On the other hand, during the period between them, that is, during the period of T x (t1 → t2), no power is supplied from the engine 1 / power generator 2 to the load, and only the output P c from the capacitor 7 is obtained. Supply the power necessary to operate the load. That is, the input power P in = P c .

具体的には、変動期間Tx(t1→t2)の間、キャパシタ7からの出力は、図24に示す軽負荷時の例では、図中の領域H41’に示すように、Pc=Pc・1(=Pg・2−Pg・1)の固定値である。また、図25に示す過負荷時の例では、図中の領域H61’とH62’に示すように、Pc=Pc・1(=Pc1-n-固定+Pc1-EX)の固定値である。 Specifically, during the fluctuation period T x (t1 → t2) , the output from the capacitor 7 is P c = P as shown in a region H41 ′ in the figure in the example of the light load shown in FIG. It is a fixed value of c · 1 (= P g · 2 −P g · 1 ). Further, in the example at the time of overload shown in FIG. 25, as shown in regions H61 ′ and H62 ′ in the figure, a fixed value of P c = P c · 1 (= P c1−n−fixed + P c1−EX ) It is.

なお、「発電体2+整流器3」からの出力電圧と「放電器9」からの出力電圧の「大きさ」を調節することによって、「エンジン/発電体」及び「キャパシタ/放電器」の「双方」から負荷に給電することもできるし、それらのうちの「片方のみ」から負荷に給電することもできる。具体的には、「双方の出力電圧が等しい」場合には、「双方」から負荷に給電される。また、何れか「片方の出力電圧が高い」場合には、出力電圧が高い方、つまり、「片方のみ」から負荷に給電される。   By adjusting the output voltage from the “power generator 2 + rectifier 3” and the “magnitude” of the output voltage from the “discharger 9”, both “engine / power generator” and “capacitor / discharger” Can be fed to the load, or “only one” of them can be fed to the load. Specifically, when “both output voltages are equal”, power is supplied from “both” to the load. Further, when either “the output voltage of one side is high”, the load is fed from the higher output voltage, that is, “only one side”.

そして、図24及び図25に示すように、変動期間Tx(t1→t2)の間、(「エンジン1/発電体2/整流器3」の出力電圧)<(「キャパシタ7/放電器9」の出力電圧)とすることによって、「キャパシタ7/放電器9」からのみ、負荷に給電する。続いて、変動期間の終了後(時刻t2以降)は、(「エンジン1/発電体2/整流器3」の出力電圧)>(「キャパシタ/放電器」の出力電圧)とすることによって、今度は、「エンジン1/発電体2/整流器3」からのみ、負荷に給電する。
なお、図24及び図25に示した例では、「キャパシタからの出力の制御としては、より簡便な方法となり、設計がしやすい」という利点、及び「エンジンは、無負荷状態となるため、回転速度の立ち上がり時での燃料消費量は、負荷がかかる状態に比べて少ない」という利点を有する。
Then, as shown in FIGS. 24 and 25, during the fluctuation period T x (t1 → t2) , (the output voltage of “engine 1 / power generator 2 / rectifier 3”) <(“capacitor 7 / discharger 9”). Therefore, power is supplied to the load only from “capacitor 7 / discharger 9”. Subsequently, after the end of the fluctuation period (after time t2), (output voltage of “engine 1 / power generator 2 / rectifier 3”)> (output voltage of “capacitor / discharger”) The load is supplied only from “engine 1 / power generator 2 / rectifier 3”.
In the example shown in FIG. 24 and FIG. 25, “the control of the output from the capacitor is a simpler method and easy to design”, and “the engine is in a no-load state, so the rotation There is an advantage that the amount of fuel consumed at the start of speed is small compared to a state where a load is applied.

このように、本発明の第2実施形態では、図16、図20及び図23に示した例を実施してもよいし、図24及び図25に示した例を実施してもよい。   As described above, in the second embodiment of the present invention, the examples shown in FIGS. 16, 20, and 23 may be implemented, or the examples shown in FIGS. 24 and 25 may be implemented.

次に本発明の第2実施形態における充電に必要な電力を得るための発電体2の出力および、エンジン1の運転方法について説明する。   Next, the output of the power generation body 2 for obtaining the electric power necessary for charging in the second embodiment of the present invention and the operation method of the engine 1 will be described.

本発明の第2実施形態では、図21及び図22に示した「負荷の増加変動における徐変動制御を行うための制御」を実行したときに、「軽負荷」の範囲の増加変動に対して、キャパシタ7の放電による電力補助を行う場合、徐変動制御が終了した後の次の負荷の増加変動に対する電力補助に対して、十分な電力を供給できるようにキャパシタ7の充電を行う。   In the second embodiment of the present invention, when “control for performing gradual fluctuation control in load increase fluctuation” shown in FIGS. 21 and 22 is executed, an increase fluctuation in the “light load” range is detected. When performing power assistance by discharging the capacitor 7, the capacitor 7 is charged so that sufficient power can be supplied for power assistance for the next increase in load after the gradual variation control is completed.

徐変動制御が完了した後は、負荷が稼動するために必要な電力を供給するとともに、キャパシタ7の充電電力を得る必要がある。このため、負荷への供給する電力(図16におけるPg・2)に加えて、キャパシタ7への充電電力を発電体2の出力Pgによって発生させる必要がある。そこで、徐変動制御を行った後の回転速度(図18におけるN2)から更に回転速度を増加させて、キャパシタ7の充電電力を得るようにする。 After the gradual variation control is completed, it is necessary to supply electric power necessary for operating the load and to obtain charging power for the capacitor 7. For this reason, in addition to the power supplied to the load (P g · 2 in FIG. 16), it is necessary to generate charging power for the capacitor 7 by the output P g of the power generator 2. Therefore, the rotation speed is further increased from the rotation speed (N 2 in FIG. 18) after the gradual variation control is performed, and the charging power of the capacitor 7 is obtained.

この更なる回転速度の増加において、燃費改善を達成するとともに、静音性を得られる運転方法を実施できるように、本発明の第2実施形態では、図30の制御フローに従って、エンジン駆動発電装置の制御を行う。   In the second embodiment of the present invention, according to the control flow of FIG. 30, the engine-driven power generation device of the engine drive power generation device can be implemented so as to achieve an improvement in fuel consumption and to achieve quietness in this further increase in rotational speed. Take control.

まず、キャパシタ7の充電に必要な電力と充電時間について説明する。
キャパシタ7(電気二重層コンデンサ)は、図26に示すように、端子電圧Vcaに対して、蓄電量Qcaは、ほぼ比例関係にある。端子電圧Vca[V]を検出することで、その特性曲線から、蓄電量Qca[A・hr]の演算が可能である。
First, the power and charging time required for charging the capacitor 7 will be described.
As shown in FIG. 26, in the capacitor 7 (electric double layer capacitor), the charged amount Q ca is substantially proportional to the terminal voltage V ca. By detecting the terminal voltage V ca [V], the storage amount Q ca [A · hr] can be calculated from the characteristic curve.

また、キャパシタ7を充電するために必要な電力と充電時間は、充電前の端子電圧Vca・11の検出値と、充電前の蓄電量Qca・11の演算値、および、キャパシタ7の性能によって決まる値として、満充電時の端子電圧Vca・maxと、満充電時の蓄電量Qca・maxから、図26の領域Lyの面積の値〔V・A・hr〕を算出すれば、「電力×時間」の値[W・hr]を得ることができる。 Further, the power and charging time required for charging the capacitor 7 are the detected value of the terminal voltage V ca · 11 before charging , the calculated value of the charged amount Q ca · 11 before charging, and the performance of the capacitor 7. as a value determined by the terminal voltage V ca · max at full charge, the storage amount Q ca · max at full charge, by calculating the value of the area of the region L y in FIG. 26 [V · a · hr] , A value [W · hr] of “power × time” can be obtained.

図27及び図28は、キャパシタ7を充電するためのエンジン1の運転状態に関する説明図である。   27 and 28 are explanatory diagrams relating to the operating state of the engine 1 for charging the capacitor 7.

なお、キャパシタ7を満充電にするための電力×時間の積の値は、図26で示した領域Lyの面積の値と等価である。図27及び図28においても同一構成成分に同一の符号を付して説明している。 Note that the value of the product of the power × time for the capacitor 7 is fully charged is equal to the value of the area of the region L y shown in FIG. 26. 27 and 28, the same components are described with the same reference numerals.

たとえば、図27(a)のように、キャパシタ7が満充電に達するまで、負荷に供給する電力Pinに加えて、キャパシタ7の充電のための電力を一定の電力Pyとして、発電体2から出力させるようにエンジン1を運転させる場合を検討する。この場合、単純に、負荷へ電力を供給するときと同じように、電力−回転速度マップ15aに従ってエンジン1の回転速度を決定して、かつ、回転速度の変動方法も即応させる方法で制御を行うことが考えられる。しかし、そのような制御では、図27(b)に示すように、エンジンの運転方法は、時刻t11において、充電電力Pyが得られるように、負荷への電力Pinを得るために必要な回転速度Ninに加えて、エンジン回転速度の増加量ΔNy加えた回転速度Nin+ΔNyまで急加速させることになる。さらに、充電期間Tyの間、回転速度をNin+ΔNyの一定値に保ち、そして、キャパシタ7が満充電に達する時刻t12において、今度は、エンジン回転速度を元の値Ninに戻すべく、エンジン回転速度を急減速させることになる。 For example, as shown in FIG. 27A, in addition to the power P in supplied to the load until the capacitor 7 reaches full charge, the power for charging the capacitor 7 is set as a constant power P y , and the generator 2 Consider the case where the engine 1 is operated so as to output from the engine. In this case, the control is performed simply by determining the rotation speed of the engine 1 according to the power-rotation speed map 15a and promptly adapting the fluctuation method of the rotation speed, as in the case of supplying power to the load. It is possible. However, in such control, as shown in FIG. 27 (b), the engine operation, at time t11, the so charge power P y is obtained, necessary to obtain the power P in of the load In addition to the rotational speed N in , the engine is rapidly accelerated to the rotational speed N in + ΔN y obtained by adding the increase amount ΔN y of the engine rotational speed. Further, during the charging period T y , the rotation speed is kept at a constant value of N in + ΔN y , and at time t12 when the capacitor 7 reaches full charge, this time, the engine rotation speed is returned to the original value N in. The engine speed will be suddenly reduced.

このようなエンジン1の運転方法では、時刻t11において、エンジン1を急加速させ、また、時刻t12において、エンジン1を急減速させることになる。このため、図27(c)に示すように、t11の増速時では、必要な回転速度Nin+ΔNyに遅滞無く達するように制御を行うと、回転速度Nin+ΔNyを維持するのに必要な燃料投入量Gに対して、急加速のために、余分な燃料を必要とする。 In such an operation method of the engine 1, the engine 1 is accelerated rapidly at time t11, and the engine 1 is rapidly decelerated at time t12. For this reason, as shown in FIG. 27 (c), when the control is performed so as to reach the required rotational speed N in + ΔN y without delay at the time of the acceleration of t11, the rotational speed N in + ΔN y is maintained. For the required fuel input amount G, extra fuel is required for rapid acceleration.

また、このような急加速、急減速を行うと、エンジン1から発生する運転音の変動が大きくなる。このため、運転音が使用者にとって耳障りである。その結果、静音性を確保するために、防音手段に工夫が必要となる。   In addition, when such rapid acceleration and rapid deceleration are performed, the fluctuation of the driving sound generated from the engine 1 increases. For this reason, the driving sound is annoying for the user. As a result, it is necessary to devise soundproofing means in order to ensure quietness.

図27のような、急加速、急減速を行うような制御を行うがゆえの悪影響を改善するために、本発明の第2実施形態では、充電に必要な電力と、充電時間を得るために、以下の方法を採用する。   In order to improve the adverse effect caused by performing control such as rapid acceleration and rapid deceleration as shown in FIG. 27, in the second embodiment of the present invention, in order to obtain the power required for charging and the charging time. The following method is adopted.

図28(b)のように、時刻t11からt12にかけて、エンジン1の回転速度をNinからNin+ΔNyへ徐加速させる。その後、時刻t12からt13にかけて、エンジン1の回転速度をNin+ΔNyからNinへ徐減速させる。このようにして、発電体2から充電に必要な電力×時間の値を得るように制御を行う。 As shown in FIG. 28 (b), the period from time t11 to t12, gradually causing accelerated rotational speed of the engine 1 from the N in the N in + .DELTA.N y. Then, over a period from time t12 to t13, thereby gradually reducing the rotation speed of the engine 1 from the N in + ΔN y to N in. In this way, control is performed so as to obtain a value of electric power × time required for charging from the power generator 2.

図28(b)及び図28(c)に示す例のようにエンジン1を徐加速、徐減速させる場合、図27(b)及び図27(c)に示す例のように急加速、急減速させる場合において必要であった急加速のための余分な燃料の供給をなくすことができる。このため、燃費改善が可能となる。また、使用者にとって耳障りとなるエンジン1から発生する運転音の変動が緩やかになることから、静音性を確保することが容易となる。   When the engine 1 is gradually accelerated and decelerated as in the examples shown in FIGS. 28B and 28C, sudden acceleration and sudden deceleration are performed as in the examples shown in FIGS. 27B and 27C. In this case, it is possible to eliminate the supply of extra fuel for the rapid acceleration that is necessary in the case of generating the fuel. For this reason, fuel consumption can be improved. In addition, since the fluctuation of the driving sound generated from the engine 1 that is annoying to the user becomes moderate, it is easy to ensure quietness.

図28(b)のようなエンジン1の運転方法を行う場合、得られる電力×時間の積の値を、図27(a)と同値とすることを検討する。図27(b)の運転方法では、図27(a)に示すように、充電期間Tyにおいて充電電力の値を一定値Pyとなるようにしていた。これに対して、図28(b)の運転方法では、図28(a)に示すように、徐加速が完了した時点で、充電電力の最大値を迎える。このため、この充電電力の最大値を、図27(a)での充電電力Pyと同値とするなら、図28(a)における充電時間Tysを図27(a)における充電時間Tyの2倍とすれば、充電に必要な電力×時間の積は、図27(a)と同値となる。 When the operation method of the engine 1 as shown in FIG. 28B is performed, it is considered that the value of the product of the obtained electric power × time is the same as that in FIG. In the operation method of FIG. 27B, as shown in FIG. 27A, the value of the charging power is set to a constant value P y during the charging period T y . On the other hand, in the driving method of FIG. 28 (b), as shown in FIG. 28 (a), the maximum value of the charging power is reached when the gradual acceleration is completed. Therefore, the maximum value of the charging power, if the charge power P y and equivalent in FIG. 27 (a), the charging time T y in FIG. 27 (a) the charging time T ys in FIG 28 (a) If it is doubled, the product of power required for charging × time is the same as that in FIG.

なお、図28(a)では、徐加速を行う期間Ty・iと、徐減速を行う期間Ty・iiとをほぼ同値として図示している。しかし、本発明はこれに限定するものではなく、これらの期間は、エンジン1及び発電体2の性能に合わせて適宜選択することができる。また、例えば、充電時間Tys=3[秒]とするとよい。 In FIG. 28A, the period T y · i in which the slow acceleration is performed and the period T y · ii in which the slow deceleration is performed are illustrated as substantially the same value. However, the present invention is not limited to this, and these periods can be appropriately selected according to the performance of the engine 1 and the power generation body 2. Further, for example, the charging time T ys = 3 [seconds] may be set.

図29は、図28に示すエンジン1の運転方法を実行する場合の電力−回転速度マップ15aでの、回転速度の決定方法に関する説明図である。   FIG. 29 is an explanatory diagram relating to a method for determining the rotation speed in the power-rotation speed map 15a when the operation method for the engine 1 shown in FIG. 28 is executed.

負荷の稼動に必要な電力は、負荷電力供給部60への入力電力Pinの値で決定する。 The power required for operating the load is determined by the value of the input power Pin in the load power supply unit 60.

一方、キャパシタ7の充電に必要な電力と時間は、キャパシタ端子電圧Vcaと、図26で示したキャパシタ7の特性曲線からキャパシタ蓄電量Qcaを演算して、充電に必要な電力×時間の値を求める。 On the other hand, the power and time required for charging the capacitor 7 are calculated by calculating the capacitor storage amount Q ca from the capacitor terminal voltage V ca and the characteristic curve of the capacitor 7 shown in FIG. Find the value.

そして、予め設定しておいた充電時間Tysにおいて、エンジン1を徐加速させて、その後、徐減速させる場合の電力の最大値Pyを図26から求めた「電力×時間」の値から求める。 Then, in the preset charging time T ys , the maximum power value P y when the engine 1 is gradually accelerated and then gradually decelerated is obtained from the value of “power × time” obtained from FIG. .

そして、負荷の稼動に必要なエンジン回転速度Ninは、電力−回転速度マップ15aを基に、入力電力Pinから求める。 Then, the engine rotation speed N in required for the operation of the load is obtained from the input power P in based on the power-rotation speed map 15a.

また、負荷への入力電力Pinと充電のために必要な電力の最大値Pyを得るためのエンジン回転速度Nin+ΔNyは、電力−回転速度マップ15aを基に、電力値Pin+Pyから求める。 Further, the engine rotational speed N in + ΔN y to obtain the maximum value P y of power necessary for charging the input power P in to the load, the power - on the basis of the rotational speed map 15a, the power value P in + P Calculate from y .

図30は、図29におけるキャパシタ7の充電の制御のフローチャートである。   FIG. 30 is a flowchart of control for charging the capacitor 7 in FIG.

ステップS1により、図26に示す領域Lyの面積を計算することで、充電に必要な「電力×時間」の積の値を演算する。 In step S1, to calculate the area of the region L y shown in FIG. 26, it calculates the value of the product of "power × time" needed to charge.

ステップS2により、図28(a)に示すように、予め設定した所定の充電期間Tysにおいてエンジン1を徐加速して、その徐減速させる場合における必要な電力の最大値Pyを求める。 In step S2, as shown in FIG. 28 (a), and gradually accelerating the engine 1 at a predetermined charging period T ys a preset, the maximum value P y of the required power in case of its gradual deceleration.

ステップS3は、発電体2の残り電力(Pg・max−Pin)とステップS2によって算出された必要な電力の最大値Pyを比較するための判定部である。 Step S3 is a determination unit for comparing the maximum value P y of the necessary power calculated by the remaining power (P g · max -P in) and step S2 of the power generator 2.

必要な電力の最大値Pyが発電体2の残り電力(Pg・max−Pin)を下回っている場合は、ステップS4に進む。そして、図29に示すように、電力−回転速度マップ15aから、負荷への入力電力Pinと充電のために必要な電力の最大値Pyを得るためのエンジン回転速度の最大値(Nin+ΔNy)を演算する。 If the maximum value P y required power is less than the remaining power of the power generator 2 (P g · max -P in ) , the process proceeds to step S4. Then, as shown in FIG. 29, the maximum value (N in) of the engine speed for obtaining the input power P in to the load and the maximum value P y of the power necessary for charging from the power-rotation speed map 15a. + ΔN y ) is calculated.

ステップS5において、キャパシタ7の充電を実行する。   In step S5, the capacitor 7 is charged.

ステップS6により、図28(b)に示すように、所定の充電期間Tysにおいて、エンジン回転速度を、負荷の稼動に必要なエンジン回転速度Ninから、負荷への入力電力Pinと充電のために必要な電力の最大値Pyを得るためのエンジン回転速度の最大値(Nin+ΔNy)へ徐加速させる。その後、回転速度を負荷の稼動に必要なエンジン回転速度Ninまで徐減速させる。 In step S6, as shown in FIG. 28 (b), in a predetermined charging period T ys, the engine rotational speed, an engine rotational speed N in required operating load, the charging and the input power P in to the load Therefore, the engine is gradually accelerated to the maximum value (N in + ΔN y ) of the engine speed for obtaining the maximum value P y of the electric power necessary for this. Thereafter, the rotational speed is gradually decelerated to the engine rotational speed N in necessary for operating the load.

その後、ステップS7に進み、キャパシタ7の充電を停止させる。ステップS8により、電力−回転速度マップ15aに従って、エンジン回転速度Nを制御させる。   Then, it progresses to step S7 and the charge of the capacitor 7 is stopped. In step S8, the engine rotation speed N is controlled according to the power-rotation speed map 15a.

ステップS1からS8までの制御により、キャパシタ7の充電制御が完了すると、ステップS9に進み、図21に示す、負荷に電力を供給するための制御フローに入る。   When the charging control of the capacitor 7 is completed by the control from step S1 to step S8, the process proceeds to step S9, and the control flow for supplying power to the load shown in FIG. 21 is entered.

なお、ステップS3において、必要な電力の最大値Pyが発電体2の残り電力(Pg・max−Pin)を上回っている場合は、必要な電力の最大値Pyを得ることができない。この場合は、ステップS10に進み、エンジン回転速度Nを設定範囲の最大値Nmaxに調節する。そして、ステップS11において、図9に示す「エンジン回転速度を設定範囲の最大値Nmaxした状態において、キャパシタ7の充電を行うための制御フロー」に入り、キャパシタ7の充電を実行する。 Note that, in step S3, if the maximum value P y required power exceeds the remaining power of the power generator 2 (P g · max -P in ) can not obtain the maximum value P y required power . In this case, the process proceeds to step S10, and the engine speed N is adjusted to the maximum value N max of the setting range. In step S11, the control flow for charging the capacitor 7 in the state where the engine speed is set to the maximum value N max of the setting range shown in FIG. 9 is entered, and the capacitor 7 is charged.

図31は、図22によるキャパシタ7の放電の電力補助を行った後に図22のステップS11に進み、図30のキャパシタ7の充電の制御動作におけるステップS4からS7までの制御を実行した場合の、負荷電力供給部への入力電力Pin、発電体2の出力Pg、およびエンジン回転速度Nの状態を示したものである。 31 proceeds to step S11 in FIG. 22 after performing power assist for discharging the capacitor 7 according to FIG. 22, and when the control from step S4 to S7 in the control operation for charging the capacitor 7 in FIG. 30 is executed. The state of the input power P in to the load power supply unit, the output P g of the power generator 2 and the engine speed N is shown.

なお、図31(a)では、時刻t1から時刻t11まで、キャパシタ7からの給電量を徐々に減少させながら、発電体2からの給電量を徐々に増加させている。しかし、本実施形態では、時刻t1から時刻t11まで、キャパシタ7から負荷への給電量を一定としつつ、発電体2の出力を上昇させ、時刻t11に、キャパシタから負荷への給電を停止し、かつ発電体2から負荷へ、増加変動後の負荷の使用電力に相当する電力、つまり、図24における徐変動制御の終了時t2における発電体2の出力Pg・2の電力の供給を開始するようにしてもよい。 In FIG. 31A, the amount of power supplied from the power generator 2 is gradually increased from time t1 to time t11 while the amount of power supplied from the capacitor 7 is gradually decreased. However, in the present embodiment, from time t1 to time t11, the power supply from the capacitor 7 to the load is kept constant while increasing the output of the power generator 2, and at time t11, the power supply from the capacitor to the load is stopped. In addition, supply of power from the power generator 2 to the load, corresponding to the power used by the load after the increase fluctuation, that is, the power of the output P g · 2 of the power generator 2 at the end t2 of the gradual fluctuation control in FIG. You may do it.

時刻t1からt11において、負荷の増加変動に対して図22の制御フローにより、キャパシタ7の放電による電力補助を行う。また、時刻t11からt13において、図30に示したキャパシタ7の充電の制御動作を行っている。   From time t1 to t11, power is supplemented by discharging the capacitor 7 according to the control flow of FIG. Further, from time t11 to t13, the control operation for charging the capacitor 7 shown in FIG. 30 is performed.

図31(b)及び図31(c)に示すように、負荷の増加変動の開始時刻t1から、キャパシタ7の充電の制御動作の終了時刻t13にかけて、エンジン回転速度Nは緩やかに変動している。   As shown in FIGS. 31 (b) and 31 (c), the engine speed N fluctuates gently from the start time t1 of the load increase fluctuation to the end time t13 of the charging control operation of the capacitor 7. .

このように、図27(b)及び図27(c)に示すようなエンジン1の運転方法において、急加速のために必要な余分な燃料をなくすことができるため、燃費改善が可能となる。また、図27に示すようなエンジン1の運転方法と比べて、エンジン回転速度Nは緩やかに変動している。このため、使用者にとって耳障りとなるエンジン1から発生する運転音の変動が緩やかになるため、静音性を確保することが容易となる。   As described above, in the operation method of the engine 1 as shown in FIGS. 27B and 27C, it is possible to eliminate the extra fuel necessary for the rapid acceleration, so that the fuel consumption can be improved. In addition, the engine rotation speed N fluctuates more slowly than in the operation method of the engine 1 as shown in FIG. For this reason, since the fluctuation of the driving sound generated from the engine 1 that is annoying to the user becomes moderate, it is easy to ensure the quietness.

上述した実施形態では、本発明を特定の条件で構成した例について説明したが、本発明は種々の変更及び組合せを行うことができ、これに限定されるものではない。たとえば、上述した第1及び第2実施形態では、蓄電手段としてキャパシタを使用した例について説明したが、第1〜第4の発明では、蓄電手段はこれに限定されず、種々のバッテリを使用してもよい。   In the above-described embodiment, the example in which the present invention is configured under specific conditions has been described. However, the present invention can be variously modified and combined, and is not limited thereto. For example, in the first and second embodiments described above, the example in which the capacitor is used as the power storage means has been described. However, in the first to fourth inventions, the power storage means is not limited to this, and various batteries are used. May be.

また、たとえば、本発明では、発電体2の出力Pgを調整する手段として、エンジン回転速度Nによって制御する方法で記載したが、発電体を制御して発電体の出力を調整してもよい。具体的には、発電体の構成として、回転子に巻線を設けて電磁石とする方式のものであれば、回転子巻線の励磁電流を調節するにより、発生する磁束を調節する方法を用いる方法であっても、発電体2の出力Pgの制御をすることが可能である。また、エンジンの回転数と発電体の励磁電流の両方を調節して、発電体の出力を調整してもよい。 Further, for example, in the present invention, as a means to adjust the output P g of the generator body 2, has been described by way of controlling the engine rotational speed N, it may adjust the output of the power generator to control the power generating body . Specifically, if the configuration of the power generator is of a system in which a rotor is provided with a winding and an electromagnet is used, a method of adjusting the generated magnetic flux by adjusting the excitation current of the rotor winding is used. Even with the method, it is possible to control the output P g of the power generator 2. Further, the output of the power generator may be adjusted by adjusting both the engine speed and the exciting current of the power generator.

発電体の出力が増加して、発電体の固定子巻線に流れる電流が増加すると、この電流の増加によって発生する電磁力が増加するため、エンジン1の回転に対する抵抗が増加する。たとえば、エンジン回転速度Nを固定とする場合、このような回転抵抗の増加に対して、エンジン1では、燃料投入量を増加させて、より大きなトルクを発生させるように調整を行うことで、回転速度Nを保つように制御が行われる。   When the output of the power generator is increased and the current flowing through the stator winding of the power generator is increased, the electromagnetic force generated by the increase in the current is increased, so that the resistance against rotation of the engine 1 is increased. For example, when the engine rotational speed N is fixed, the engine 1 is adjusted to generate a larger torque by increasing the fuel input amount with respect to such an increase in rotational resistance. Control is performed so as to maintain the speed N.

このように、励磁電流を増加させることで、発電体の出力を増加させる方法であっても、燃料投入量を増加させることに変わりはない。ゆえに、励磁電流の制御によって、発電体の出力を制御する手段を用いる場合でも、本発明においても有効である。   Thus, even if the method of increasing the output of the power generator by increasing the excitation current, there is no change in increasing the fuel input amount. Therefore, even when using a means for controlling the output of the power generator by controlling the exciting current, the present invention is effective.

具体的には、エンジン1の回転速度Nを所定値に固定して、本発明における図4の電力−回転速度マップ15aにおいて、横軸を回転速度Nとしていたものを、励磁電流に変更して、電力-励磁電流マップに置き換えれば良い。また、本発明の第2実施形態においては、図18の回転速度−変動期間マップ15bにおいて、縦軸を回転速度としていたものを、励磁電流に変更して、励磁電流−変動期間マップに、置き換えれば、本発明と同等の効果が得ることができる。   Specifically, the rotational speed N of the engine 1 is fixed to a predetermined value, and the power-rotational speed map 15a of FIG. Replace with a power-excitation current map. Further, in the second embodiment of the present invention, in the rotation speed-variation period map 15b of FIG. 18, the vertical axis representing the rotation speed is changed to the excitation current and replaced with the excitation current-variation period map. As a result, an effect equivalent to that of the present invention can be obtained.

また、本発明では、エンジン回転速度N、および、キャパシタ7の放電器9の制御において、図4の電力−回転速度マップ15a、図17の発電体−変動期間マップ17
図18の回転速度−変動期間マップ15bのような、マップ式演算手段を用いる制御方法ついて記載したが、本発明は、マップ式演算手段に限定するものではない。具体的には、必要な情報を、マップ式演算手段のように、複数の特性値を設けることで得られる特性曲線を得るものではなく、計算式に従って算出するものであっても良い。
In the present invention, in the control of the engine rotation speed N and the discharger 9 of the capacitor 7, the power-rotation speed map 15a of FIG. 4 and the power generator-variation period map 17 of FIG.
Although the control method using the map type calculation means such as the rotation speed-variation period map 15b of FIG. 18 has been described, the present invention is not limited to the map type calculation means. Specifically, the necessary information may be calculated according to a calculation formula instead of obtaining a characteristic curve obtained by providing a plurality of characteristic values as in the case of the map formula calculation means.

1 エンジン
2 発電体
3 整流器
4 直流電力母線部
5 平滑コンデンサ
7 キャパシタ
8 充電器
9 放電器
10 電圧検出手段
11 電流検出手段
12 キャパシタ端子電圧検出手段
13 エンジン回転速度検出部
14 制御部(CPU)
15 発電体出力演算手段
15a 電力−回転速度マップ
16 負荷給電ON/OFF切替機能有効/無効の選択スイッチ
60、61、62 負荷電極供給部
60a、61a インバータ(電力調整手段)
60b フィルタ
60c 出力端子部
61b トランス
61c 整流手段
61d 出力端子部
62a 負荷給電ON/OFF切替手段
62b 出力端子部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 2 Electric power generation body 3 Rectifier 4 DC power bus part 5 Smoothing capacitor 7 Capacitor 8 Charger 9 Discharger 10 Voltage detection means 11 Current detection means 12 Capacitor terminal voltage detection means 13 Engine rotational speed detection part 14 Control part (CPU)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 Power generator output calculating means 15a Electric power-rotation speed map 16 Load feed ON / OFF switching function valid / invalid selection switch 60, 61, 62 Load electrode supply part 60a, 61a Inverter (power adjusting means)
60b Filter 60c Output terminal part 61b Transformer 61c Rectifying means 61d Output terminal part 62a Load feeding ON / OFF switching means 62b Output terminal part

Claims (2)

エンジン駆動発電装置であって、
エンジンと、
前記エンジンによって駆動されて交流電力を発生する発電体と、
前記発電体から発生する交流電力を直流電力に変換する整流器と、
前記整流器の出力側に設けられた直流電力母線部と、
負荷を接続するために前記直流電力母線部の出力側に接続された出力端子部と、
前記直流電力母線部に並列接続された蓄電手段と、
前記直流電力母線部と前記蓄電手段の間に設けられた充電器と、
前記直流電力母線部と前記蓄電手段の間に設けられ放電器と
前記エンジン、前記発電体、前記充電器及び前記放電器の作動を制御する制御手段と、を備え、
前記整流器で変換した直流電力を前記直流電力母線部から前記充電器を介して、前記蓄電手段の充電電力として供給することが可能であり
前記整流器で変換した直流電力を、前記蓄電手段から前記放電器を介して前記直流電力母線部に出力させた直流電力と重畳させて負荷に給電することが可能であり
軽負荷の範囲の負荷の増加変動後の前記蓄電手段からの給電の終了後、前記制御手段が、充電に必要な電力×時間の積の値を演算し、所定の充電期間に前記エンジンを徐加速して徐減速させる場合における必要な電力の最大値を演算し、前記必要な電力の最大値を得るための前記エンジンの最大回転速度を演算し、前記所定の充電期間において前記エンジンの回転速度を最大回転速度に除加速させた後で徐減速させることにより、前記蓄電手段を充電することを特徴とするエンジン駆動発電装置。
An engine-driven power generator,
Engine,
A power generator driven by the engine to generate AC power;
A rectifier that converts AC power generated from the power generator into DC power;
DC power bus provided on the output side of the rectifier,
An output terminal connected to the output side of the DC power bus for connecting a load;
Power storage means connected in parallel to the DC power bus,
A charger provided between the DC power bus and the power storage means;
A discharger provided between the DC power bus and the power storage means ;
The engine, the power generating body, and a control means for controlling operation of said charger and said discharger,
DC power converted by the rectifier can be supplied from the DC power bus section through the charger as charging power for the power storage means,
The DC power converted by the rectifier can be supplied to the load by superimposing the DC power output from the power storage means to the DC power bus section through the discharger,
After the end of power supply from the power storage means after an increase in load in the light load range, the control means calculates the product of the power required for charging × time and gradually stops the engine during a predetermined charging period. The maximum value of electric power required for acceleration and slow deceleration is calculated, the maximum rotation speed of the engine for obtaining the maximum value of the required electric power is calculated, and the rotation speed of the engine during the predetermined charging period An engine-driven power generator characterized in that the power storage means is charged by slowly decelerating the motor to a maximum rotational speed and then slowly decelerating the motor.
前記制御手段は、前記必要な電力の最大値が、前記発電体で供給できる残りの電力を上回っている場合、前記エンジンの回転速度を設定範囲の最大値に調節することを特徴とする請求項1に記載のエンジン駆動発電装置。 The said control means adjusts the rotational speed of the said engine to the maximum value of a setting range, when the maximum value of the said required electric power exceeds the remaining electric power which can be supplied with the said electric power generation body. The engine-driven power generator according to 1.
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