JP2010110061A - エンジン発電機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】発電機20を駆動するエンジン10と、エンジン10の回転数(エンジン回転数N)を調整するための調速装置11と、調速装置11を動作させるステップモータ11aと、ステップモータ11aの動作を制御するエンジン側制御装置50と、を具備するエンジン発電機1において、エンジン側制御装置50は、ステップモータ11aが脱調する際のステップを検出し、当該ステップを基準にしてステップモータ11aの可動範囲(上限ステップSmax及び/又は下限ステップSmin)を決定する構成とした。
【選択図】図1
Description
まず、前記エンジンの起動中に、前記エンジンの回転数が所定の値(例えば、1000rpm)となった時の前記ステップモータのステップを下限ステップとして設定する。
次に、前記下限ステップに所定のステップ数を加えた値を、上限ステップとして設定する。
このようにして、前記ステップモータの動作を制御する制御装置は、前記下限ステップから前記上限ステップまでを、前記ステップモータの可動範囲として決定する。
調速装置11は、ステップモータ11a及び停止用アクチュエータ11bにより動作される。
停止用アクチュエータ11bは、停止用リレー11cによって駆動される。
インバータ装置30は、主としてインバータ31、インバータ側制御装置32、通信装置33等を具備する。
また、インバータ31は、パワー素子温度検出手段31a、出力電力検出手段31b等を具備する。
インバータ側制御装置32は、実体的には、CPU、ROM、RAM、HDD等がバスで接続される構成であっても良く、あるいはワンチップのLSI等からなる構成であっても良い。
インバータ側制御装置32は、インバータ31、パワー素子温度検出手段31a、出力電力検出手段31b、通信装置33とそれぞれ接続される。
インバータ側制御装置32は、機能的には、温度出力制御部32a、エンジンマップ32b、発電機出力判定部32c等を具備する。
エンジン側制御装置50は、実体的には、CPU、ROM、RAM、HDD等がバスで接続される構成であっても良く、あるいはワンチップのLSI等からなる構成であっても良い。
エンジン側制御装置50は、外気温度検出手段51、セルモータオーバラン防止リレー52、エンジン状態検出手段12、ステップモータ11a、停止用リレー11c、通信装置33、表示基板40とそれぞれ接続される。
エンジン側制御装置50は、ステップモータ11a、停止用リレー11c、及びセルモータオーバラン防止リレー52の動作を制御することができる。
エンジン側制御装置50は、通信装置33及び表示基板40と種々のデータの送受信を行うことができる。
始動したエンジン10の回転動力により、発電機20が駆動され、交流電力が発電される。発電機20により発電された交流電力は、インバータ装置30において、所望の周波数の交流電力に変換され、変換された交流電力は出力される。
このように、インバータ31の出力電力に基づいてステップモータ11aの動作を制御することを、以下では「フィードバック制御」と称する。
表示基板40等の電源が投入された後、ステップS102に移行する。
エンジン側制御装置50は、当該処理の後、ステップS103に移行する。
エンジン10が具備する調速装置11には、動作可能な範囲(以下、単に「可動範囲」と記す)が存在する。前記可動範囲の上限位置(図4(a)参照)及び下限位置(図4(b)参照)は機械的に決定されている。このため、調速装置11が当該可動範囲内で動作するように、ステップモータ11aの動作ステップSの上限値(上限ステップSmax)及び下限値(下限ステップSmin)を決定する必要がある。
エンジン10が始動すると、フィードバック制御によりステップモータ11aがエンジン回転数Nを増加させる方向へ動作される。これに伴って、実エンジン回転数Ntが増加する。
エンジン側制御装置50は、実エンジン回転数Ntが所定の値(例えば、1000rpm)を通過した際のステップモータ11aのステップSを下限ステップSminとして決定する。当該所定の値は、実験等によって予め決定される任意の値である。
エンジン側制御装置50は、当該指示が有る場合、ステップS105に移行する。
エンジン側制御装置50は、当該指示が無い場合、本制御を終了する。このように、可動範囲検出指示手段42からの指示が有る場合にのみ、ステップS105以降の制御を行うことができる。
エンジン側制御装置50は、当該処理を行った後、ステップS106に移行する。
脱調とは、ステップモータ11aに過負荷や急速な速度変化が生じた際に、入力パルス信号とモータ回転との同期が失われる状態をいう。
本実施例においては、調速装置11が上限位置(図4(a)参照)に到達した状態で、さらにステップモータ11aによってエンジン回転数Nを増加させる方向に動作された場合、当該ステップモータ11aに過負荷がかかり、脱調する。
ステップモータ11aの脱調を検出する方法は、ステップモータ11aに脱調検出手段を設けて検出する方法や、ステップモータ11aの駆動電流を計測して検出する方法等があるが、本発明はこれを限定するものではない。
エンジン側制御装置50は、ステップモータ11aが脱調していないと判定した場合、ステップS105に移行する。エンジン側制御装置50は、ステップS105とステップS106の処理を繰り返すことにより、ステップモータ11aをエンジン回転数Nが増加する方向へ動作させながら、ステップモータ11aの脱調を検出することができる。
エンジン側制御装置50は、当該処理を行った後、ステップS108に移行する。
発電機20を駆動するエンジン10と、
エンジン10の回転数(エンジン回転数N)を調整するための調速装置11と、
調速装置11を動作させるステップモータ11aと、
ステップモータ11aの動作を制御するエンジン側制御装置50と、
を具備するエンジン発電機1において、
エンジン側制御装置50は、
ステップモータ11aが脱調する際のステップを検出し、当該ステップを基準にしてステップモータ11aの可動範囲(上限ステップSmax及び/又は下限ステップSmin)を決定するものである。
このように構成することにより、調速装置11の可動範囲に対応して、ステップモータ11aの可動範囲(上限ステップSmax及び/又は下限ステップSmin)を決定することができる。これによって、量産されるエンジン10の調速装置11の可動範囲にばらつきがある場合においても、各調速装置11の可動範囲に対応したステップモータ11aの上限ステップSmax及び下限ステップSminを決定することができ、各エンジン10の出力のばらつきを無くすことができる。また、ステップモータ11aや調速装置11等のメンテナンスを行った後においても、同様の制御を行うことにより、容易にステップモータ11aの上限ステップSmax及び下限ステップSminを決定することができる。
エンジン側制御装置50にステップモータ11aの可動範囲を決定させる旨の指令を出す可動範囲検出指示手段42を具備し、
エンジン側制御装置50は、
可動範囲検出指示手段42による指示を受けた場合にのみ、ステップモータ11aが脱調する際のステップを検出し、当該ステップを基準にしてステップモータ11aの可動範囲(上限ステップSmax及び/又は下限ステップSmin)を決定するものである。
このように構成することにより、可動範囲検出指示手段42による指示があった場合にのみ、ステップモータ11aの上限ステップSmaxを決定することにより、エンジン発電機1の組み立て後やメンテナンス後等の必要な場合にのみ、上記制御を行うことができる。
そこで、以下で説明する制御を行うことにより、前記オーバーシュート等を抑制することができる。
エンジン側制御装置50は、当該処理を行った後、ステップS202に移行する。
エンジン側制御装置50は、当該処理を行った後、ステップS203に移行する。
動作ステップ数限度値ΔSlimとは、ステップモータ11aが一度の動作で変更するステップ数の限度値である。動作ステップ数限度値ΔSlimは、目標ステップSpに基づいて算出される。当該算出方法は、実験等により所望の方法に決定することが可能である。
当該算出方法の一例として、ステップモータ11aの可動範囲が400ステップである場合を考える。この場合、目標ステップSpが200ステップ以下であれば、動作ステップ数限度値ΔSlimを10ステップとし、目標ステップSpが201ステップ以上であれば、動作ステップ数限度値ΔSlimを20ステップとする。このように、目標ステップSpに最適な動作ステップ数限度値ΔSlimを決定する。
エンジン側制御装置50は、当該処理を行った後、ステップS204に移行する。
エンジン側制御装置50は、当該処理を行った後、ステップS205に移行する。
エンジン側制御装置50は、実エンジン回転数Ntが目標エンジン回転数Npを通過したと判定した場合、ステップS206に移行する。
エンジン側制御装置50は、実エンジン回転数Ntが目標エンジン回転数Npを通過していないと判定した場合、ステップS204に移行する。エンジン側制御装置50は、ステップS204とステップS205の処理を繰り返すことにより、実エンジン回転数Ntを、徐々に目標エンジン回転数Npへと変化させることができる。
エンジン側制御装置50は、当該処理を行った後、ステップS207に移行する。
エンジン側制御装置50は、当該処理を行った後、ステップS208に移行する。
エンジン側制御装置50は、実エンジン回転数Ntが目標エンジン回転数Npに十分近い値になったと判定した場合、本制御を終了する。
エンジン側制御装置50は、実エンジン回転数Ntが目標エンジン回転数Npに十分近い値になっていないと判定した場合、ステップS206に移行する。エンジン側制御装置50は、ステップS206からステップS208までの処理を繰り返すことにより、実エンジン回転数Ntを目標エンジン回転数Npに十分近い値に制御することができる。
発電機20により発電された電力を整流するインバータ装置30を具備し、
エンジン側制御装置50は、
ステップモータ11aが動作するステップ数の限度値である動作ステップ数限度値ΔSlimを決定し、エンジン10の実エンジン回転数Ntが目標エンジン回転数Npを通過するまで、動作ステップ数限度値ΔSlimずつステップモータ11aを動作させるものである。
このように構成することにより、実エンジン回転数Ntを、徐々に目標エンジン回転数Npへと変化させることができる。これによって、実エンジン回転数Ntが大幅に目標エンジン回転数Npを超えて変化することがないため、エンジン10のオーバーシュート及びアンダーシュートを抑制することができる。また、エンジン回転数Nの変動に基づく騒音の変動を抑制することができる。さらに、実エンジン回転数Ntが目標エンジン回転数Npに到達するまでの制御時間を短縮することができる。
ステップモータ11aの目標ステップSpに基づいて動作ステップ数限度値ΔSlimを決定するものである。
このように構成することにより、目標ステップSpに最適な動作ステップ数限度値ΔSlimを決定することができ、実エンジン回転数Ntが目標エンジン回転数Npに到達するまでの制御時間をさらに短縮することができる。
10 エンジン
11 調速装置
11a ステップモータ
20 発電機
30 インバータ装置
31 インバータ
32 インバータ側制御装置
40 表示基板
42 可動範囲検出指示手段
50 エンジン側制御装置
Nt 実エンジン回転数
Np 目標エンジン回転数
Sp 目標ステップ
ΔSlim 動作ステップ数限度値
Claims (4)
- 発電機を駆動するエンジンと、
前記エンジンの回転数を調整するための調速装置と、
前記調速装置を動作させるステップモータと、
前記ステップモータの動作を制御するエンジン側制御装置と、
を具備するエンジン発電機において、
前記エンジン側制御装置は、
前記ステップモータが脱調する際のステップを検出し、当該ステップを基準にして前記ステップモータの可動範囲を決定するエンジン発電機。 - 前記エンジン側制御装置に前記ステップモータの可動範囲を決定させる旨の指令を出す可動範囲検出指示手段を具備し、
前記エンジン側制御装置は、
前記可動範囲検出指示手段による指示を受けた場合にのみ、前記ステップモータが脱調する際のステップを検出し、当該ステップを基準にして前記ステップモータの可動範囲を決定する請求項1に記載のエンジン発電機。 - 前記発電機により発電された電力を整流するインバータ装置を具備し、
エンジン側制御装置は、
前記ステップモータが動作するステップ数の限度値である動作ステップ数限度値を決定し、前記エンジンの実エンジン回転数が目標エンジン回転数を通過するまで、前記動作ステップ数限度値ずつ前記ステップモータを動作させる請求項1又は請求項2に記載のエンジン発電機。 - 前記エンジン側制御装置は、
前記ステップモータの目標ステップに基づいて前記動作ステップ数限度値を決定する請求項3に記載のエンジン発電機。
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JP2001275399A (ja) * | 2000-03-27 | 2001-10-05 | Yazaki Corp | 駆動装置及び、移動量算出装置 |
JP2003314324A (ja) * | 2002-04-22 | 2003-11-06 | Yamaha Motor Co Ltd | エンジン発電機 |
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