JP2744507B2 - エンジン発電機 - Google Patents

エンジン発電機

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JP2744507B2
JP2744507B2 JP2079953A JP7995390A JP2744507B2 JP 2744507 B2 JP2744507 B2 JP 2744507B2 JP 2079953 A JP2079953 A JP 2079953A JP 7995390 A JP7995390 A JP 7995390A JP 2744507 B2 JP2744507 B2 JP 2744507B2
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宏司 増田
良一 河合
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ヤンマーディーゼル株式会社
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B63/00Adaptations of engines for driving pumps, hand-held tools or electric generators; Portable combinations of engines with engine-driven devices
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は、多種類の燃料を使用可能とするエンジン発
電機に関する。
(ロ)従来技術 従来から、ガソリン機関において、常時燃料に灯油を
使用可能とする為に、低負荷時の気化を助けるべく、発
電機出力を上げて、その分の出力で吸気加熱を行うとい
う技術は公知とされているのである。
またディーゼル機関においても、排気白煙を低減させ
る為に、低負荷時においてのみ吸気を加熱している例は
あるのである。
(ハ)発明が解決すべき課題 本発明は、逆に軽油を主燃料としているディーゼル機
関に対して、軽油よりも低セタン価のガソリン系や灯油
系の燃料を供給して運転する場合において、セタン価が
低い為にディーゼル機関の圧縮着火がし難くなるという
不具合いを解消するものである。
本発明は、供給される燃料が、軽油のような高セタン
価燃料が供給されているのか、圧縮着火の悪い低セタン
価燃料が供給されているかどうかを判断し、低セタン価
燃料が供給されている場合に、低負荷時において圧縮着
火性能が低いので、発電機により発電した電力により、
吸気加熱用エアヒータを加熱し、吸気温度を上昇し圧縮
着火性能を向上させると共に、発電機に負荷がかかるこ
とでディーゼル機関の発熱量が増大して、着火性が向上
することも狙っている。しかも軽油使用時に同じように
吸気加熱及び負荷を加えると、着火が早くなりすぎ、ま
た充填効率が悪化し、性能が悪化し、排温燃費等が悪く
なる為、低セタン価燃料と軽油との判断が必要となるの
である。
また、外気温度の高低により、吸気加熱用エアヒータ
の出力を変更することにより、吸気加熱用エアヒータに
供給する電力量の減少を図ったものである。
(ニ)課題を解決する手段 本発明の解決すべき課題は以上の如くであり、次に該
課題を解決する手段を説明する。
エンジンにより発電機を駆動するエンジン発電機にお
いて、発電機の負荷出力電流に応じてエンジンの吸気加
熱用エアヒータに、該発電機により発電した電流を送電
し、エンジン負荷及び吸気温度を制御する制御機構を具
備すると共に、エンジン回転数の回転数変動を検出する
手段を設け、該回転数変動の検出により供給燃料が低セ
タン価燃料を使用しているかどうかを検出し、低セタン
価燃料を供給している場合のみ、エンジン負荷と機関回
転数により吸気温度を制御すべく構成したものである。
また、エンジンにより発電機を駆動するエンジン発電
機において、発電機の負荷出力電流に応じてエンジンの
吸気加熱用エアヒータに、該発電機により発電した電流
を送電し、エンジン負荷及び吸気温度を制御する制御機
構を具備すると共に、エンジンの始動立ち上がり時間を
検出する手段を設け、該立ち上がり時間の変動により供
給燃料が低セタン価燃料があるかどうかを判断し、低セ
タン価燃料の場合のみ、エンジン負荷と機関回転数に応
じて吸気温度を制御すべく構成したものである。
また、吸気温度制御機構において、外気温度センサー
を設け、該外気温度センサーの検出値に基づき、制御の
マップを変更すべく構成したものである。
(ホ)実施例 本発明の解決すべき課題及び解決する手段は以上の如
くであり、次に添付の図面に示した実施例の構成を説明
する。
第1図は本発明の制御装置の回路図、第2図は低セタ
ン価燃料と軽油の場合との立ち上がり時間の変動の相違
を示す図面、第3図は発電機出力に対して、吸気加熱用
エアヒータ6の出力の設定状態を示す図面、第4図は外
気温度センサー4による外気の高低に基づき、吸気加熱
用エアヒータ6の出力状態を変更する複数のマップを具
備させた図面、第5図は軽油を使用した場合のエンジン
回転数変動状態を示す図面、第6図は低セタン価燃料を
使用した場合のエンジン回転数の変動を示す図面、第7
図は立ち上がり時間の変動による制御を示すフローチャ
ート、第8図はエンジン回転数変動による制御のフロー
チャートである。
第1図において、ディーゼルエンジンのシリンダヘッ
ド1の左右に、エアクリーナ2とマフラー3が配置され
ている。
そしてエアクリーナ2の外気吸気管2aの部分に外気温
度センサー4が配置されている。
エアクリーナ2とシリンダヘッド1との間の連結管10
の部分に、吸気加熱用エアヒータ6と始動用エアヒータ
5が配置されている。
そして外気温度センサー4からの外気温度信号は、マ
イコンにより構成したコントローラCに送信されてい
る。
該コントローラCに送信される信号は、負荷出力電流
を検出する負荷電流計Aからの信号である。
また出力信号としては、吸気加熱用エアヒータ6が加
熱状態であることを知らせるエアヒータランプ8と低セ
タン価燃料であることを示す低セタン価燃料ランプ7
と、吸気加熱用エアヒータ6の加熱ON−OFF信号であ
る。
コントローラCに電力として供給されているのは、バ
ッテリーBからの直流電流と、発電機Dの交流負荷電流
回路の分岐部Pからの交流電流である。
該分岐部Pよりも後の回路に、負荷電流計Aが設けら
れているので、吸気加熱用エアヒータ6に電力を分岐供
給した後の、外部負荷電流のみを検出することが出来る
のである。
外部負荷は、外部負荷取出部9より取り出されてい
る。Rは外部負荷用リレーである。
バッテリーBからの直流電流は、始動時において外気
温度が特に低い場合にも始動を可能とする為に、始動用
エアヒータ5を加熱する為であり、始動後に吸気加熱用
エアヒータ6が加熱を開始する場合においても、尚始動
用エアヒータ5が加熱状態を続行し、約15秒程度は重複
した状態で加熱を行うのである。
次に第3図において説明する。
低セタン価燃料により燃焼時において、特に圧縮着火
が悪くなるのは、負荷出力電流値が低く、発電機出力が
低い場合である。この場合には回転数が高く、燃焼に許
される時間が短い為圧縮着火の悪さがそのままを燃焼性
能の悪さとなって表れるのである。
このように、負荷電流計Aにより計測した負荷電流が
低い場合、即ち第3図・第4図においては、有効発電機
出力が低い場合に低セタン価燃料を使用していると圧縮
着火性が悪いので、これを改善する為に、吸気加熱用エ
アヒータ6を高温に加熱する必要があるのである。
この加熱の最適曲線は第3図の点線の曲線nとなるの
であるが、この通りのマップをROMに記憶させることは
出来ないので、第3図・第4図に示す如く、階段状の発
電機出力−エアヒータ出力マップがROMに記憶されてい
るのである。
そして第4図に示す如く、より精密な制御を行う為
に、外気温度センサー4により外気温度を検出し、該外
気温度の高低により、外気温度高の場合には、エアヒー
タ出力Yのマップを使用し、外気温度が低の場合には、
エアヒータ出力Xのマップに従い加熱すべく構成してい
るのである。
次に、立ち上がり時間の変動により、低セタン価燃料
か軽油燃料かの検出作用を説明する。
第2図と第8図において、スタータキーを電気回路ON
の方向に回動する(T1)。
該操作により吸気加熱用エアヒータ6がONとされる
(T2)。
続いて始動用エアヒータ5もONとされる(T3)。
スタータキーを更に回動し、始動モータをONにする
(T4)と、始動の完了回転数であるn1(約3300回転から
3500回転)に至るまでの時間であるttのカウントが開始
される(T5)。
そしてエンジン回転数ngが前記n1を超えるまで、ttの
カウントを続行する(T6)。
次に、始動用エアヒータ5がONされてからのアフター
ヒータの時間Tをカウントする(T7)。
次に、測定した始動完了までに要する時間ttが、設定
した一定の時間TT(約15〜20秒)を超えているかどうか
を判断し(T8)、超えている場合には低セタン価燃料を
使用していると判断し、そのまま吸気加熱用エアヒータ
6を加熱状態とする。
超えていないと判断した場合には、軽油燃料であると
判断し吸気加熱用エアヒータ6をOFFにする(T9)。
次に始動用エアヒータ5がアウターヒータ後の時間が
t(約13秒)を越えているかどうかを判断し(T10)、
越えている場合には、外部負荷接続リレーRをONにし
(T11)、次に始動用エアヒータ5をOFFにする(T1
2)。
該立ち上がり時間の変動により判断する制御において
は、始動完了の回転数であるn1までに要する時間である
ttをカウントし、該ttの値が一定の立ち上がり時間であ
る15〜20秒を超えると、低セタン価燃料であると判断す
るのである。
次に第5図・第6図・第7図により、エンジン回転数
変動による、低セタン価燃料か軽油燃料かの判断作用に
ついて説明する。
まず、スタータキーを電気回路ONの方向に回動する
(S1)。
該操作により吸気加熱用エアヒータ6がONとされる
(S2)。
続いて、バッテリーBにより加熱される始動用エアヒ
ータ5もONとされる(S3)。
スタータキーを更に回動し、始動モータをONにする
(S4)と、始動の完了回転数であるn1(約3300回転から
3500回転)に至ったかどうかを判断する(S5)。
そして、エンジン回転数ngが前記n1を超えると、次
に、始動用エアヒータ5がONされてからのアフターヒー
タの時間Tをカウントする(S6)。
次に、正確な状態でエンジン回転数の変動を検出する
為に、吸気加熱用エアヒータ6をOFFとする(S7)。
そして第5図・第6図に示す如く、エンジン回転数の
変動幅であるnvを検出し、該nvが軽油燃料と低セタン価
燃料との分岐点の回転数変動であるn2(約20回転)を越
えるかどうかを判断し(S8)、n2(約20回転)を超える
場合には低セタン価燃料を使用しているので、吸気加熱
用エアヒータ6をONにする(S9)、n2(約20回転)を越
えない場合には、吸気加熱用エアヒータ6をOFFのまま
で、前記始動用エアヒータ5のアウターヒータ時間Tが
一定時間経過しているかどうかを判断し(S10)、超え
ている場合にに外部負荷リレーRをONし(S11)、始動
用エアヒータ5をOFFとする(S12)。
エンジン回転数の変動により、軽油燃料と低セタン価
燃料を判断する場合には、両者の場合のエンジン回転数
のブレが20回転以上か以下かで、判断するのである。
そしてこの判断の場合に、吸気加熱用エアヒータ6が
ONとされていると、正確な値が出ないので、吸気加熱用
エアヒータ6を停止して判断するのである。
又、外気温度により軽油か低セタン価燃料かの判断基
準値n2又はTTを変更し、より精確な制御を可能としたも
のである。
(ヘ)発明の効果 本発明は以上の如く構成したので、次のような効果を
奏するものである。
請求項(1)の如く、エンジンにより発電機を駆動す
るエンジン発電機において、発電機の負荷出力電流に応
じてエンジンの吸気加熱用エアヒータ6に、該発電機に
より発電した電流を送電し、エンジン負荷及び吸気温度
を制御する制御機構を具備すると共に、エンジン回転数
の回転数変動を検出する手段を設け、該回転数変動の検
出により供給燃料が低セタン価燃料を使用しているかど
うかを検出し、低セタン価燃料を供給している場合の
み、エンジン負荷と吸気温度を制御すべく構成したの
で、同じディーゼル機関に対して通常の軽油燃料を供給
することも出来るし、低セタン価燃料を供給して運転す
ることが出来るので、非常の場合において燃料の選択を
する必要がなくなったのである。
また、該軽油燃料であるか、低セタン価燃料であるか
の判断を、エンジン回転数の変動により自動的に行うの
で、オペレーターがこれを判断して切り換える必要がな
く、操作ミスが発生しないのである。
請求項(2)の如く、エンジンの始動立ち上がり時間
を検出する手段を設け、該立ち上がり時間の変動によ
り、供給燃料が低セタン価燃料があるかどうかを判断
し、低セタン価燃料の場合のみエンジン負荷と吸気温度
を制御すべく構成したので、エンジンの始動時におい
て、瞬間的に軽油燃料であるか、低セタン価燃料である
かを判断して、吸気加熱用エアヒータ6のON−OFFを決
定するので、低セタン価燃料の場合でも、軽油燃料の場
合でも、燃料の相違に関わらずエンジン発電機の始動直
後から、最高の発電機出力の状態で、運転を行うことが
出来るのである。
請求項(3)の如く、エンジン負荷と吸気温度制御機
構において、外気温度センサーを設け、該外気温度セン
サーの検出値に基づき、制御のマップを変更すべく構成
したので、外気の温度が高低に変化した場合には、吸気
加熱用エアヒータ6の加熱温度を変更することが出来る
ので、外気が高温の場合に、吸気加熱用エアヒータ6に
より無駄な高温加熱をすることが無くなり、発電機出力
を大きくし、燃料消費率を向上させることが出来たもの
である。
又外気温度センサーの検出値に基づき、軽油か低セタ
ン価燃料かの判断基準値回転変動の場合は、変動基準値
を高低し、又立ち上がり時間判断の場合は基準時間を長
短し、より正確な判断を可能とすることが出来たもので
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の制御装置の回路図、第2図は低セタン
価燃料と軽油の場合との立ち上がり時間の変動の相違を
示す図面、第3図は発電機出力に対して、吸気加熱用エ
アヒータ6の出力の設定状態を示す図面、第4図は外気
温度センサー4による外気の高低に基づき、吸気加熱用
エアヒータ6の出力状態を変更する複数のマップを具備
させた図面、第5図は軽油を使用した場合のエンジン回
転数変動状態を示す図面、第6図は低セタン価燃料を使
用した場合のエンジン回転数の変動を示す図面、第7図
は立ち上がり時間の変動による制御を示すフローチャー
ト、第8図はエンジン回転数変動による制御のフローチ
ャートである。 1……シリンダヘッド 2……エアクリーナ A……負荷電流計 B……バッテリー C……コントローラ D……発電機

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エンジンにより発電機を駆動するエンジン
    発電機において、発電機の負荷出力電流に応じてエンジ
    ンの吸気加熱用エアヒータに、該発電機により発電した
    電流を送電し、エンジン負荷及び吸気温度を制御する制
    御機構を具備すると共に、エンジン回転数の回転数変動
    を検出する手段を設け、該回転数変動の検出により供給
    燃料が低セタン価燃料を使用しているかどうかを検出
    し、低セタン価燃料を供給している場合のみ、エンジン
    負荷と機関回転数により吸気温度を制御すべく構成した
    ことを特徴とするエンジン発電機。
  2. 【請求項2】エンジンにより発電機を駆動するエンジン
    発電機において、発電機の負荷出力電流に応じてエンジ
    ンの吸気加熱用エアヒータに、該発電機により発電した
    電流を送電し、エンジン負荷及び吸気温度を制御する制
    御機構を具備すると共に、エンジンの始動立ち上がり時
    間を検出する手段を設け、該立ち上がり時間の変動によ
    り供給燃料が低セタン価燃料であるかどうかを判断し、
    低セタン価燃料の場合のみ、エンジン負荷と機関回転数
    により吸気温度を制御すべく構成したことを特徴とする
    エンジン発電機。
  3. 【請求項3】請求項(1)及び請求項(2)のエンジン
    負荷と吸気温度制御機構において、外気温度センサーを
    設け、該外気温度センサーの検出値に基づき、制御のマ
    ップを変更すべく構成したことを特徴とするエンジン発
    電機。
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