発電装置搭載車両用制御装置
【課題】停車時に車載のエンジンにより駆動される発電機からインバータを通して外部負荷に電力を供給する場合に、負荷が使用者の意に反していきなり動作するのを防止する。
【解決手段】ギアポジションが動力遮断位置にあることが検出されていること及び制御モードが発電モードであることを発電許可条件とし、この発電許可条件が成立しているときにインバータ１３を動作させる。インバータの動作を開始する際には、発電許可条件が成立したと判定された状態で、制御モードが発電モードに切り替えられた後、一旦走行モードに切り替えられてから再度発電モードに切り替えられたときにのみインバータを動作を開始させるようにした。
【解決手段】ギアポジションが動力遮断位置にあることが検出されていること及び制御モードが発電モードであることを発電許可条件とし、この発電許可条件が成立しているときにインバータ１３を動作させる。インバータの動作を開始する際には、発電許可条件が成立したと判定された状態で、制御モードが発電モードに切り替えられた後、一旦走行モードに切り替えられてから再度発電モードに切り替えられたときにのみインバータを動作を開始させるようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部の負荷に電力を供給する発電装置を搭載したエンジン駆動車両の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に示されているように、レクリエーション等の用途に使用されるエンジン駆動車両では、車両駆動用のエンジンにより駆動される発電機を電源として商用周波数を有する交流電力を出力する発電装置を搭載して、車両を停止させた状態で、この発電装置から各種の電動工具や家庭用電気器具等の外部負荷に電力を供給することが行われている。
【０００３】
外部負荷に商用交流電力を供給する車両搭載型発電装置は、エンジンにより駆動される発電機内に設けられた外部負荷駆動用の発電コイルと、その交流出力を外部負荷駆動用の交流出力に変換する電力変換部とにより構成される。電力変換部は、発電コイルの交流出力を直流出力に変換するコンバータと、コンバータの直流出力を商用周波数の交流出力に変換するインバータと、インバータから商用周波数の交流出力を発生させるようにインバータを制御するインバータ制御手段とにより構成される。
【０００４】
エンジンにより駆動される車両には、バッテリ、エンジンを点火する点火装置、エンジンに燃料を供給する燃料噴射装置等の各種の車載の電装品負荷に電力を供給するために、エンジンにより駆動される磁石式交流発電機が搭載されている。従って、この磁石式交流発電機内に外部負荷駆動用の発電コイルを設けるとともに、その出力を外部負荷駆動用の商用交流出力に変換するインバータを設けることにより、外部負荷を駆動する車載の発電装置を容易に構成することができる。
【０００５】
この種の発電装置から外部負荷に電力を供給する際には、安全のために、発電機内の発電コイルから所要の出力を得るために必要な回転速度でエンジンを運転した際に、車両が発進することがないようにしておく必要がある。そのため、この種の装置では、車両が発進するおそれがない（エンジンから駆動輪に動力が伝達するおそれがない）状態にあることが確認されているときにのみ、発電装置の運転を許可するようにしている。
【０００６】
特許文献１に示された発電装置では、エンジンから車両の駆動輪に動力を伝達する動力伝達装置のギアポジションが、駆動輪への動力の伝達を断つ位置である動力遮断位置（ニュートラル位置またはパーキング位置）にある状態で、モード切替スイッチによりエンジン及びインバータの制御モードが発電モードに切り替えられたときにエンジンの運転を許可するようにしている。発電モードでは、外部負荷に所要の電力を供給するために必要な回転速度で交流発電機を回転させるように、エンジンの回転速度を外部負荷の大きさに見合った速度に保つようにエンジンが制御される。
【特許文献１】特開２００６−１４１１４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に示されているように、モード切替スイッチの状態と、動力伝達装置の状態とにより、エンジンの制御モードを車両走行モードとするか、発電モードとするかを切り替えるようにした場合には、動力伝達装置のギアポジションがニュートラル位置やパーキング位置にあれば、モード切替スイッチにより発電モードを選択するだけで、安易に発電装置を起動できるため、下記の（ａ）及び（ｂ）に示すような問題が生じることが明らかになった。
【０００８】
（ａ）車両の停止時に、電力を供給されれば直ちに動作可能な状態にある外部負荷が発電装置に接続されていて、動力伝達装置のギアポジションがニュートラル位置またはパーキング位置にある状態でエンジンが始動された後、モード切替スイッチが発電モード側に切り替えられると、外部負荷が使用者の意に反していきなり動作することがあり、使用者を驚かせるおそれがある。例えば、発電装置の出力端子間に電気ドリルなどの工具がその電源スイッチをオンにしたままで接続されている状態で発電モードに切り替えられると、工具がいきなり動き出すため、工具の使用者を驚かすことになり、好ましくない。
【０００９】
（ｂ）発電装置を運転して電動工具などの外部負荷を使用しているときに、第三者が誤ってエンジンの動力伝達装置のギアポジションをニュートラル位置及びパーキング位置以外の位置（動力伝達位置）に切り替えたときに、車両がいきなり走行を開始して外部負荷が車両に引きずられ、外部負荷の使用者を驚かせたり、外部負荷が損傷したりするおそれがある。
【００１０】
本発明の目的は、外部負荷が使用者の意に反していきなり動作したり、車両を停止させて発電装置の出力で外部負荷を駆動している状態で誤って動力伝達装置のギアポジションがニュートラル位置及びパーキング位置以外の位置に切り替えられたときに、車両が走行を開始して外部負荷を引きずったり、破損させたりするおそれをなくした発電装置搭載車両用制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、車両駆動用エンジンにより駆動される交流発電機と交流発電機の出力を直流出力に変換するコンバータと直流出力を商用周波数の交流出力に変換するインバータとを備えて、インバータから外部の負荷に電力を供給する発電装置を搭載した車両のエンジンと発電装置とを制御する制御装置に適用される。
【００１２】
本発明においては、車両のサイドブレーキの状態を検出するサイドブレーキセンサと、エンジンから車両の駆動輪に動力を伝達する動力伝達装置のギアポジションが駆動輪への動力の伝達を行なわせる位置である動力伝達位置にあるか、動力の伝達を断つ位置である動力遮断位置にあるかを検出するギアポジションセンサと、制御モードを発電モードと走行モードとに切り替えるモード切替スイッチと、少なくともギアポジションが動力遮断位置にあることが検出されていること及び制御モードが発電モードに切り替えられていることを発電許可条件として該発電許可条件の成立の有無を判定する発電許可条件判定手段と、発電許可条件判定手段により前記発電許可条件が成立していると判定されているときにインバータから商用周波数の交流出力を発生させ、発電許可条件が成立していないときにはインバータの動作を停止させるようにインバータを制御するインバータ制御手段と、制御モードが走行モードに切り替えられているときに車両の走行に適応するようにエンジンの回転速度を制御し、ギアポジションが動力遮断位置にあることが検出され、制御モードが発電モードに切り替えられているときにインバータから外部負荷に所要の電力を供給するのに適した回転速度で交流発電機を回転させるようにエンジンの回転速度を制御し、インバータを動作させている状態でギアポジションが動力伝達位置にあることが検出されたときにはエンジンを停止させるようにエンジンを制御するエンジン制御手段とが設けられる。
【００１３】
そして、上記インバータ制御手段は、発電許可条件判定手段により発電許可条件が成立したと判定された状態で、制御モードが発電モードに切り替えられた後、一旦走行モードに切り替えられてから再度発電モードに切り替えられたときにのみインバータを動作させるように構成される。
【００１４】
上記のように、発電許可条件判定手段により発電許可条件が成立したと判定された状態で、制御モードが発電モードに切り替えられた後、一旦走行モードに切り替えられてから再度発電モードに切り替えられたときにのみインバータを動作させるように構成しておくと、オペレータがギアポジションをニュートラル位置またはパーキング位置にした後、モード切替スイッチを操作して制御モードを発電モードに切り替えても発電装置は起動しないため、起動前の安全の確認についてオペレータの注意を喚起することができ、これにより、外部負荷の状態（電源スイッチの投入の有無等）の再確認等を行うことを促すことができる。
【００１５】
本発明では、上記のようにして、オペレータの注意を喚起し、安全を確認することを促した後、モード切替スイッチを一旦走行モード側に切替えさせてから改めて発電モード側に切替えさせることにより、発電を開始するため、オペレータの不注意により発電装置が起動したときに、オペレータの意に反していきなり負荷が動くなどの異常事態が生じるおそれを少なくすることができる。
【００１６】
また上記のように構成すると、発電許可条件が成立しているときにのみインバータが動作して外部負荷に電力を供給するため、発電許可条件が成立していない状態で発電出力が発生するの防ぐことができる。
【００１７】
また上記のように構成すると、ギアポジションが動力伝達位置に切替えられて発電許可条件が成立しなくなったときにエンジンを停止させることができるため、発電装置を運転して外部負荷を使用しているときに、第三者が誤ってエンジンの動力伝達装置のギアポジションをニュートラル位置及びパーキング位置以外の位置に切り替えたときに、車両がいきなり走行を開始して外部負荷が車両に引きずられたり、損傷したりするのを防ぐことができる。
【００１８】
本発明の好ましい態様では、車両のサイドブレーキの状態を検出するサイドブレーキセンサが更に設けられ、発電許可条件判定手段は、ギアポジションが動力遮断位置にあることが検出されていること及び制御モードが発電モードに切り替えられていることの他に、サイドブレーキセンサによりサイドブレーキがかけられていることが検出されていることをも発電許可条件として、該発電許可条件の成立の有無を判定するように構成される。
【００１９】
上記のように構成しておくと、制御モードが発電モードに切り替えられて発電装置が運転されている状態で、サイドブレーキが外されて発電許可条件が成立しなくなったときにエンジンを停止させることができるため、サイドブレーキが外された不安定な状態で発電装置の運転が継続されるのを防ぐことができる。
【００２０】
本発明の好ましい態様では、インバータの出力電流が制限値を超えたか否かを検出する過電流検出手段が更に設けられ、発電許可条件判定手段は、ギアポジションが動力遮断位置にあることが検出されていること及び制御モードが発電モードに切り替えられていることの他に、過電流検出手段によりインバータの出力電流が制限値を超えたことが検出されていないことをも発電許可条件として、該発電許可条件の成立の有無を判定するように構成される。
【００２１】
上記のように発電許可条件判定手段を構成しておくと、発電装置の定格を超える外部負荷が接続された場合や、外部負荷側で地絡事故や短絡事故が生じたときに、インバータの半導体スイッチを流れる電流が過大になって半導体スイッチが破壊されるのを防止することができる。
【００２２】
本発明の好ましい態様では、上記エンジン制御手段が、インバータを動作させている状態で、エンジンの回転速度が発電モード時の制限値を超えたときにもエンジンを停止させるように構成される。
【００２３】
エンジン制御手段を上記のように構成しておくと、インバータから外部負荷に電力が供給されているときに、エンジンの回転速度が発電モード時の制限値を超えて、負荷に過電圧が印加された状態で運転されるのを防ぐことができるため、負荷が過電圧により破壊されるのを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００２４】
以上のように、本発明によれば、モード切替スイッチにより制御モードが発電モードに切り替えられた後、一旦走行モードに切り替えられてから再度発電モードに切り替えられたときに初めて発電許可条件が成立したと判定するようにして、発電開始時にオペレータの注意を喚起し、安全を確認することを促した後、モード切替スイッチを一旦走行モード側に切替えさせてから改めて発電モード側に切替えさせることにより、発電を開始するようにしたため、オペレータの不注意により外部負荷の電源スイッチが投入されたままの状態で発電装置が起動して、発電装置が起動したときに、オペレータの意に反していきなり負荷が動くなどの異常事態が生じるおそれを少なくすることができる。
【００２５】
また本発明によれば、インバータを動作させている状態でギアポジションが動力伝達位置にあることが検出されたときにエンジンを停止させるようにしたので、発電装置を運転して外部負荷を駆動しているときに、第三者が誤ってエンジンの動力伝達装置のギアポジションをニュートラル位置及びパーキング位置以外の位置に切り替えたときに、車両がいきなり走行を開始して外部負荷が車両に引きずられたり、損傷したりするのを防ぐことができる。
【００２６】
更に、請求項２に記載された発明によれば、制御モードが発電モードに切り替えられて発電装置が運転されている状態で、サイドブレーキが外されて発電許可条件が成立しなくなったときにエンジンを停止させることができるため、サイドブレーキが外された不安定な状態で発電装置の運転が継続されるのを防ぐことができる。
【００２７】
また請求項３に記載された発明によれば、インバータの出力が過大になった状態で発電装置が運転されるのを防ぐことができるため、発電装置の定格を超える外部負荷が接続された場合や、外部負荷側で地絡事故や短絡事故が生じたときに、インバータの半導体スイッチを流れる電流が過大になって半導体スイッチが破壊されるのを防止することができる。
【００２８】
更に請求項４に記載された発明によれば、インバータを動作させている状態で、エンジンの回転速度が発電モード時の制限値を超えたときにエンジンを停止させるようにエンジン制御手段を構成したので、インバータから外部負荷に電力が供給されているときに、エンジンの回転速度が発電モード時の制限値を超えて、負荷に過電圧が印加された状態で運転されるのを防ぐことができ、負荷が過電圧により破壊されるのを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
図１はエンジン及び発電機とこれらを制御する本発明の制御装置とからなるシステムの一構成例を示したブロック図である。同図において１は車両に搭載されて車両の駆動輪を駆動する車両駆動用エンジン、２はエンジン１の吸気管３に燃料を供給する燃料供給装置、４はエンジンの吸気管内に設けられたスロットルバルブ５を操作するスロットル操作手段、６はエンジン１を点火する点火装置である。
【００３０】
本実施形態で用いている燃料供給装置２は燃料噴射装置からなっていて、後記するエンジン制御手段１８から噴射指令信号Ｓｊが与えられたときに、吸気管３内のスロットルバルブ５よりも下流側の空間に燃料を噴射する。燃料の噴射量は、噴射指令信号Ｓｊの信号幅により管理される。
【００３１】
スロットル操作手段４は、電気式のアクチュエータからなっていて、後記するエンジン制御手段から与えられる指令に応じてスロットルバルブ５を操作してその開度を調節する。
【００３２】
７はエンジン１のクランク軸により駆動される交流発電機で、本実施形態では、この交流発電機７が磁石式交流発電機からなっている。磁石式交流発電機は、エンジンのクランク軸に取付けられた磁石回転子と、エンジンのケースなどに固定された固定子とからなっている。磁石回転子は、例えば、フライホイールを兼ねるカップ状のロータヨークと、該ロータヨークの周壁部の内周に固定された永久磁石とからなり、ロータヨークの中心部に設けられたボスがエンジンのクランク軸に嵌着されてエンジンに取付けられている。
【００３３】
磁石式交流発電機の固定子は、磁石回転子の磁極にギャップを介して対向させられる磁極部が先端に形成された突極部を有する電機子鉄心と、この鉄心の突極部に巻回された電機子コイルとからなっている。本実施形態では、磁石式交流発電機の電機子鉄心に、燃料供給装置２、点火装置６、図示しないバッテリなどの電装品に電力を供給する電装品負荷駆動用の発電コイルと、外部負荷に電力を供給する外部負荷駆動用発電コイルとが巻かれている。
【００３４】
点火装置６は、電流遮断式やコンデンサ放電式の点火回路を備えていて、エンジンの各気筒で点火を行なわせるタイミングである点火タイミングで後記するエンジン制御手段から点火信号Ｓｉが与えられたときに点火用高電圧を発生し、この点火用高電圧をエンジンの各気筒に設けられた点火プラグに印加する。
【００３５】
エンジン１と図示しない車両の駆動輪との間には歯車減速機構と遠心クラッチ機構等のクラッチ機構とを有する動力伝達装置が設けられていて、この動力伝達機構のギアポジションを検出するためにギアポジションセンサ８が設けられている。ギアポジションセンサ８は、ギアポジションが動力遮断位置にあるときと動力伝達位置にあるときとで異なる状態をとる信号を発生する。ギアポジションセンサ８としては、例えば、ギアポジションが動力遮断位置にあるときと動力伝達位置にあるときとで異なる状態をとるように設けられたスイッチを用いることができる。ここで、「動力遮断位置」はニュートラル位置及びパーキング位置であり、「動力伝達位置」はニュートラル位置及びパーキング位置以外の位置である。
【００３６】
また車両の車輪をロックするために設けられているサイドブレーキの状態を検出するサイドブレーキセンサ９が設けられている。サイドブレーキセンサ９は、サイドブレーキがかけられているときと、外されているときとで異なる状態をとる信号を発生する。サイドブレーキセンサ９としては、サイドブレーキがかけられているときと、外されているときとで異なる状態をとるように設けられたスイッチを用いることができる。
【００３７】
交流発電機内に設けられた外部負荷駆動用発電コイルの出力は、オンオフ制御が可能な発電出力供給制御用スイッチ１０を通して電力変換回路１１に入力されている。電力変換回路１１は、ダイオードブリッジ全波整流回路等からなっていて交流発電機７の出力（外部負荷駆動用発電コイルの出力）を直流出力に変換するコンバータ１２と、コンバータ１２が出力する直流出力を交流出力に変換するインバータ１３とからなっている。インバータ１３は、ブリッジの上辺及び下辺をＭＯＳＦＥＴなどのオンオフ制御が可能な半導体スイッチにより構成した周知のＨブリッジ回路からなっていて、その直流入力端子間にコンバータ１２の出力電圧が印加されている。インバータの交流出力端子間にはコンセント１４が接続されていて、このコンセントに外部負荷１５につながるコードに接続されたプラグが接続される。外部負荷１４は各種の電動工具や、家電製品など、商用周波数の交流電力で駆動される任意のものである。
【００３８】
本発明に係わる発電装置においては、制御モードを発電モードと走行モードとに切り替えるため、モード切替スイッチ１６が設けられる。また本実施形態では、オプションで、インバータ１３の出力電流を検出して検出した電流が制限値を超えたときに過電流検出信号を出力する過電流検出手段１７が設けられ、エンジンの回転速度を検出するため、回転速度検出手段１８が設けられている。
【００３９】
本発明では、少なくともモード切替スイッチ１６の状態と、ギアポジションセンサ８により検出された動力伝達装置のギアポジションの情報とから発電装置を運転すること（インバータ１３から出力を発生させること）を許可するための条件である「発電許可条件」が成立しているか否かを判定するために発電許可条件判定手段１９が設けられている。
【００４０】
本発明においては、発電許可条件判定手段１９が、ギアポジションセンサ８によりギアポジションが動力遮断位置にあることが検出されていること、及びモード切替スイッチ１６により制御モードが発電モードに切り替えられていることを発電許可条件として、発電許可条件が成立しているか否かを判定することを基本とするが、本実施形態では、更にサイドブレーキセンサ９によりサイドブレーキがかけられていることをも発電許可条件が成立していることの条件として用いるようにしている。
【００４１】
本実施形態では更に過電流検出手段１７を設けて、この過電流検出手段１７により過電流が流れたことが検出されていないことをも発電許可条件が成立していることを判定するための条件として用いる。
【００４２】
発電許可条件が成立しているときにインバータ１３から商用周波数の交流電力を発生させるため、インバータ１３を構成する半導体スイッチをオンオフ制御するインバータ制御手段２０が設けられている。また車両を走行させる際及び発電装置を運転する際にエンジン１を制御するエンジン制御手段２１が設けられている。
【００４３】
インバータ制御手段２０は、発電許可条件判定手段１９により、発電許可条件が成立していると判定されているときに、インバータ１３のブリッジの対角位置にある２つの半導体スイッチを同時にオン状態にする対のスイッチとして、各対のスイッチに所定のタイミングで駆動信号を与えることにより、インバータ１３から出力させる電圧の極性を交番させて、コンバータ１２から与えられる直流出力を商用周波数を有する交流出力に変換する。インバータ制御手段２０はまた、インバータ１３のブリッジの下辺または上辺を構成する半導体スイッチに与える駆動信号をＰＷＭ変調された波形として、ブリッジの下辺または上辺を構成する半導体スイッチを所定のデューティ比でオンオフさせることにより、インバータ１３の出力電流をＰＷＭ制御する。これにより、所定の商用周波数を有し、大きさが定格値に調整された電圧値（例えば実効値で１００Ｖ）を有する交流出力をインバータ１３から出力させる。
【００４４】
インバータ制御手段２０は、発電許可条件が成立しているときには上記のようにインバータ１３から商用周波数の交流電力を出力させるための制御を行うが、発電許可条件が成立しなくなったときには、安全のためにインバータ１３の半導体スイッチへの駆動信号の供給を停止させることにより、インバータ１３の出力を停止させる制御を行なう。
【００４５】
エンジン制御手段２１は、車両の走行時及び発電装置の運転時にエンジン１を運転するために燃料供給装置２と点火装置６とスロットル操作手段４とを制御する手段である。エンジン制御手段２１は、モード切替スイッチ１６により、制御モードが走行モードに切り替えられているときに車両の走行に適応するようにスロットル操作手段４を制御してスロットルバルブ５の開度を調整する。エンジン制御手段２１はまた、エンジンの回転速度やスロットルバルブ開度などに対して決定した最適の噴射開始タイミングで燃料供給装置２に燃料の噴射量に見合った信号幅を有する燃料噴射指令Ｓｊを与えるとともに、エンジンの回転速度やスロットルバルブ開度などの各種の制御条件に対して決定したエンジンの最適の点火タイミングで点火装置６に点火信号Ｓｉを与えて点火動作を行なわせる。
【００４６】
更にエンジン制御手段２１は、ギアポジションセンサ８によりギアポジションが動力遮断位置にあることが検出され、制御モードが発電モードに切り替えられているときに、インバータ１３から外部負荷に所要の電力を供給するのに適した回転速度で交流発電機を回転させるようにスロットル操作手段４を制御してスロットルバルブ５の開度を調整する。エンジン制御手段２１はまた、エンジンの回転速度やスロットルバルブ開度などに対して決定した最適の噴射開始タイミングで燃料供給装置２に燃料の噴射量に見合った信号幅を有する燃料噴射指令Ｓｊを与え、エンジン１の回転速度やスロットルバルブ開度などの各種の制御条件に対して決定したエンジンの最適の点火タイミングで点火装置６に点火信号Ｓｉを与えて点火動作を行なわせる。これにより、インバータ１３から外部負荷に所要の電力を供給するのに適した回転速度で交流発電機７を回転させるようにエンジン１を制御する。
【００４７】
エンジン制御手段２１はまた、インバータ１３を動作させている状態でギアポジション８によりギアポジションが動力伝達位置にあることが検出されたとき、及び回転速度検出手段１８により、エンジンの回転速度が発電モード時の制限値を超えたことが検出されたときに燃料供給装置２及び点火装置６への噴射指令信号及び点火信号の供給を停止させてエンジン１を停止させるための処理を行なう。
【００４８】
図１に示した制御装置は、図示しないキースイッチがオン状態にされたときにバッテリから各部に電源電圧が与えられて動作可能な状態にされる。
【００４９】
ここで、図１に示した実施形態の全体的な動作を説明する。
車両を走行させる場合及び発電装置を運転する場合のいずれの場合も、先ず図示しないキースイッチをオン状態にする。車両を走行させる際には、更にモード切替スイッチ１６により制御モードを走行モードに切替え、エンジンを始動させる。制御モードが走行モードに切替えられたときには、エンジン制御手段２１が車両の走行に適応するように、スロットルバルブ５の開度を運転者のアクセルの操作量に対応する開度に一致させるようにスロットル操作手段（アクチュエータ）４を制御して、運転者のアクセルの操作量に応じてエンジン１の回転速度を制御する。
【００５０】
また車両が停止しているときに発電装置を運転して外部負荷１５に電力を供給する際には、車両の車輪をロックするサイドブレーキをかけるとともに、動力伝達装置のギアポジションを動力遮断位置（ニュートラル位置またはパーキング位置）とした後、モード切換スイッチ１６により制御モードを発電モードに切替えて、エンジンを始動させる。
【００５１】
制御モードを発電モードに切替え、エンジンを始動させると、エンジン制御手段２１は、インバータ１３から外部負荷１５に所要の電力を供給するのに適した回転速度で交流発電機７を回転させるように、スロットル操作手段４を制御してスロットルバルブ５の開度を調整し、エンジン１の回転速度を制御する。エンジン制御手段２１はまた、エンジン１の回転速度やスロットルバルブ開度などに対して決定した最適の噴射開始タイミングで燃料供給装置２に燃料の噴射量に見合った信号幅を有する燃料噴射指令Ｓｊを与えるとともに、エンジンの回転速度やスロットルバルブ開度などの各種の制御条件に対して決定したエンジンの最適の点火タイミングで点火装置６に点火信号Ｓｉを与えて点火動作を行なわせる。またこのときインバータ制御手段２０は、インバータ１３から商用周波数の交流出力を発生させるようにインバータ１３を制御する。
【００５２】
発電許可条件が成立してインバータ１３から外部負荷に電力を供給している状態で、誤ってギアポジションが動力伝達位置に切替えられると、エンジン制御手段２１がエンジンを停止させるための処理を行なう。このときエンジン制御手段２１は、スロットルバルブ５を全閉位置に戻すとともに、点火装置６への点火信号の供給を停止させ、燃料供給装置への噴射指令信号Ｓｊの供給を停止させてエンジンを停止させる。従って、発電装置の運転中に誤ってギアポジションが動力伝達位置に切替えられたときに車両が発進するのが防止される。
【００５３】
またインバータ１３から外部負荷１５に電力が供給されている状態で、何らかの原因でエンジン１の回転速度が発電モード時の制限値を超えたときには、エンジン制御手段２１が、スロットルバルブ５を全閉位置に戻すとともに、点火装置６への点火信号の供給を停止させ、燃料供給装置への噴射指令信号Ｓｊの供給を停止させてエンジンを停止させる。これにより、インバータから外部負荷に電力が供給されているときに、エンジンの回転速度が発電モード時の制限値を超えて、負荷に過電圧が印加された状態で運転されるのが防止される。
【００５４】
インバータが駆動されている状態で、発電装置の定格を超える外部負荷が接続される等して、インバータの出力が過大になる異常が生じたときには、過電流検出手段１７がインバータの出力電流が制限値を超えたことを検出する。このとき発電許可条件判定手段１９により発電許可条件が成立しなくなったと判定されるため、エンジン制御手段２１がエンジンを停止させるための処理を行ない、インバータの半導体スイッチを流れる電流が過大になって半導体スイッチが破壊されるのを防止する。
【００５５】
またインバータから外部負荷に電力が供給されている状態で運転者がサイドブレーキを外した場合には、サイドブレーキセンサによりサイドブレーキが外されたことが検出されるため、発電許可条件判定手段１９により発電許可条件が成立しなくなったと判定される。このときインバータ制御手段２０はインバータの動作を停止させるため、サイドブレーキが外された不安定な状態で発電が行われて負荷が駆動されるのを防ぐことができ、安全性を向上させることができる。
【００５６】
上記のように、種々の原因で発電許可条件が成立しなくなってインバータの動作が停止した後、発電を再開させる場合には、サイドブレーキをかけ、ギアポジションを動力遮断位置に位置させた状態で、モード切換スイッチ１６を操作して制御モードを発電モードに切り替えた後、モード切換スイッチ１６を操作して制御モードを一旦走行モードに切り替えてから再度発電モードに切り替える。これらの操作を行なったときにのみ、インバータ制御手段２０がインバータを動作させ、発電を再開させる。
【００５７】
図１に示した制御装置において、発電許可条件判定手段１９、インバータ制御手段２０及びエンジン制御手段２１は、マイクロプロセッサにより構成することができる。発電許可条件判定手段１９、インバータ制御手段２０及びエンジン制御手段２１の要部を構成するためにマイクロプロセッサに実行させるタスクのアルゴリズムの一例を示すフローチャートを図２に示した。
【００５８】
なお上記の説明では、過電流検出手段１７により過電流が流れたことが検出されていないことを、発電許可条件が成立していることを判定するための条件として用いるとしたが、図２に示した例では、説明を簡単にするために、過電流検出手段１７により過電流が流れたことが検出されていないことを、発電許可条件が成立していることを判定するための条件として用いないとしている。また上記の説明では、回転速度検出手段１８によりエンジンの回転速度が発電モード時の制限値を超えたときにも前記エンジンを停止させるとしたが、図２の例では、エンジンの回転速度が発電モード時の制限値を超えたことをエンジンを停止させるための条件として用いないとしている。
【００５９】
図２に示したタスク処理では、システムの状態が、ＩＤＬＥ状態（待機状態）と、ＲＥＡＤＹ状態（準備完了状態）と、ＯＵＴＰＵＴ状態（出力状態）と、ＳＴＯＰ状態（停止状態）との４つの状態のいずれかをとるものとし、所定の条件が成立したときに図３に示すように、状態を遷移させる。ＩＤＬＥ状態（待機状態）、ＲＥＡＤＹ状態（準備完了状態）、ＯＵＴＰＵＴ状態（出力状態）及びＳＴＯＰ状態（停止状態）はそれぞれ下記の状態である。
【００６０】
ＩＤＬＥ状態（アイドル状態）は、下記のいずれかのＩＤＬＥ条件が成立している状態である。
（i）ギアポジションが動力伝達位置（ニュートラル位置及びパーキング位置以外に位置）にある。
（ii）サイドブレーキがかけられていない点を除き、ＲＥＡＤＹ条件及びＯＵＴＰＵＴ条件が満たされている。
（iii）キースイッチがオン状態にされてインバータに電源が投入され（発電出力供給制御用スイッチ１０がオン状態にされ）、モード切替スイッチが発電モードである。
システムがＩＤＬＥ状態にあるとき、インバータは発電出力を発生せず、後記するＲＥＡＤＹ条件が成立するのを待つ。キースイッチがオン状態にされた後のシステムの初期状態は、ＩＤＬＥ状態とされる。
【００６１】
ＲＥＡＤＹ状態（準備完了状態）は下記のＲＥＡＤＹ条件がすべて満たされた状態ある。
（i）ギアポジションが動力遮断位置（ニュートラル位置及びパーキング位置）である。
（ii）モード切替スイッチが走行モードに切替えられている。
（iii）サイドブレーキがかけられている。
システムがこのＲＥＡＤＹ状態にあるとき、インバータは発電出力を発生せず、ＯＵＴＰＵＴ条件が成立するのを待つ。
【００６２】
ＯＵＴＰＵＴ状態（出力状態）は下記のＯＵＴＰＵＴ条件がすべて満たされた状態である。
（i）ギアポジションが動力遮断位置（ニュートラル位置及びパーキング位置）である。
（ii）モード切替スイッチが走行モードから発電モードに切替えられた。
（iii）サイドブレーキがかけられている。
システムがＯＵＴＰＵＴ状態にあるときに、インバータが発電出力を発生する。
【００６３】
ＳＴＯＰ状態（停止状態）は、下記のＳＴＯＰ条件がすべて満たされた状態である。
（i）ギアポジションが動力伝達位置（ニュートラル位置及びパーキング位置以外に位置）にある。
（ii）モード切替スイッチが発電モードに切替えられている。
システムがＳＴＯＰ状態にあるときには、エンジンを停止させ、その状態をキースイッチ（車両を走行させる際及び発電装置を動作させる際にオン状態にされる電源スイッチ。）がオフ状態にされるまで保持する。
【００６４】
図２に示したタスク処理は、一定の周期、例えば３２msecの周期で繰り返し実行される。この処理を実行させる周期は、モード切換スイッチの応答性など、システムの特性に応じて適宜に設定する。
【００６５】
図示のアルゴリズムによる場合には、先ずステップＳ１においてシステムの状態がＳＴＯＰ状態であるか否かを判定する。その結果ＳＴＯＰ状態であれば、ステップ２においてエンジンを停止するための処理を行なわせた後この処理を終了する。ステップＳ１でＳＴＯＰ状態ではないと判定されたときには、ステップＳ３に進んでギアポジションがニュートラル位置またはパーキング位置であるか否かを判定する。その結果、ニュートラル位置でもパーキング位置でもないと判定されたときには、ステップＳ４に進んでシステムの状態がＩＤＬＥ状態であることを示すフラグを立てるとともに、インバータの動作を停止させる。その後、ステップＳ５において制御モードが発電モードであるか否かを判定し、発電モードでない場合には以後何もしないでこの処理から脱ける。ステップＳ５において発電モードであると判定されたときには、ステップＳ６に進んでシステムの状態がＳＴＯＰ状態であることを示すフラグを立てた後この処理を終了する。
【００６６】
ステップＳ３において、ギアポジションがニュートラル位置またはパーキング位置にあると判定されたときには、ステップＳ７に進んでシステムの状態を示すフラグから現在の状態を判定する処理を行なわせる。
【００６７】
ステップＳ７における判定処理の結果、システムの状態がＩＤＬＥ状態であるあると判定されたときには、ステップＳ８に進んで現在の制御モードが走行モードであるか否かを判定する。その結果、走行モードである場合には、ステップＳ９に進んでシステムの状態がＲＥＡＤＹ状態であることを示すフラグを立ててこの処理を終了する。ステップＳ８において制御モードが発電モードであると判定されたときには、ステップＳ１０に進んでシステムの状態がＩＤＬＥ状態であることを示すフラグを立てた後、この処理を終了する。
【００６８】
ステップＳ７における判定処理でシステムの状態がＲＥＡＤＹ状態であると判定されたときには、ステップＳ１１に進んで現在の制御モードが発電モードであるか否かを判定する。その結果、発電モードでない場合には、以後何もしないでこの処理を脱ける。ステップＳ１１において、現在の制御モードが発電モードであると判定されたときには、ステップＳ１２に進んでサイドブレーキがかけられているか否かを判定する。その結果、サイドブレーキがかけられていると判定されたときには、ステップＳ１３に進んでシステムの状態がＯＵＴＰＵＴ状態であることを示すフラグを立てて、インバータの動作を開始させ、インバータ１３から外部負荷１５に電力を供給する。ステップＳ１２においてサイドブレーキが外されていると判定されたときには、ステップＳ１４に進んでシステムの状態がＩＤＬＥ状態であることを示すフラグを立ててこの処理を終了する。
【００６９】
ステップＳ７における判定処理でシステムの状態がＯＵＴＰＵＴ状態であると判定されたときには、ステップＳ１５に進んで現在の制御モードが走行モードであるか否かを判定する。その結果、制御モードが発電モードであると判定されたときには、ステップＳ１６に進んでサイドブレーキがかけられているか否かを判定する。その結果サイドブレーキがかけられている場合には以後何もしないでこの処理を終了する。ステップＳ１６においてサイドブレーキがかけられていないと判定されたときには、ステップＳ１７に進んでシステムがＩＤＬＥ状態であることを示すフラグを立ててこの処理を終了する。
【００７０】
ステップＳ１５において制御モードが走行モードであると判定されたときには、ステップＳ１８に進んでシステムがＲＥＡＤＹ状態であることを示すフラグを立てるとともに、インバータの動作を停止させてインバータから外部負荷への電力の供給を停止させた後この処理を終了する。
【００７１】
図２に示したアルゴリズムによる場合には、発電許可条件が成立しなくなってシステムがＳＴＯＰ状態にされ、エンジンが停止すると、キースイッチが一旦オフ状態にされた後再度オン状態にされてシステムがリセットされるまでシステムはＳＴＯＰ状態に保持される。キースイッチがオン状態にされた後システムの初期状態はＩＤＬＥ状態であるため、ギアポジションがニュートラル位置またはパーキング位置であると、ステップＳ７でシステムがＩＤＬＥ状態であると判定される。そのためステップＳ８が実行され、制御モードが走行モードであるか発電モードであるかが判定される。制御モードが走行モードである場合には、システムに状態がＲＥＡＤＹ状態にされ、インバータは停止状態に保持される。このときエンジン制御手段は車両の走行に適応するようにエンジン１を制御する。制御モードが発電モードに切替えられると、ステップＳ８に続いてステップＳ１０が実行されてシステムの状態がＩＤＬＥ状態にされるが、モード切換スイッチを発電モードの位置に保持したままの状態では、次にこの処理が実行されたときにもステップＳ１０が実行されるため、ＯＵＴＰＵＴ状態への遷移は行なわれない。
【００７２】
これに対し、モード切換スイッチを一旦走行モード側に切替えると、ステップＳ８に続いてステップＳ９が実行されるため、システムの状態がＲＥＡＤＹ状態とされ、次にこの処理が行なわれたときにステップＳ１１へとが実行される。このときステップＳ１１では制御モードが走行モードであると判定されるが、モード切替スイッチを一旦走行モード側に切替えた後、再度発電モード側に切替えると、ステップＳ１１において制御モードが発電モードであると判定されるため、続いてステップＳ１２が実行される。ここでサイドブレーキがかけられていれば、ステップＳ１２に続いてステップＳ１３が実行されてシステムの状態がＯＵＴＰＵＴ状態とされるため、インバータの駆動が開始され、発電が開始される。
【００７３】
上記のように、本発明においては、サイドブレーキがかけられていることが検出され、ギアポジションが動力遮断位置にあることが検出されている状態で、制御モードが発電モードに切り替えられた後、一旦走行モードに切り替えられてから再度発電モードに切り替えられたときにのみインバータ制御手段がインバータの動作を開始させる。このように構成しておくと、オペレータがギアポジションをニュートラル位置またはパーキング位置にした後、モード切替スイッチを操作して制御モードを発電モードに切り替えても発電装置は起動しないため、起動前の安全の確認についてオペレータの注意を喚起することができ、これにより、外部負荷の状態（電源スイッチの投入の有無等）の再確認等を行うことについての動機付けをすることができる。従って、発電装置が起動したときに、オペレータの意に反していきなり負荷が動くなどの異常事態が生じるおそれを少なくすることができる。
【００７４】
システムがＯＵＴＰＵＴ状態とされて、インバータから発電出力を発生させている状態で、サイドブレーキが外された場合には、ステップＳ１７が実行されてシステムの状態がＩＤＬＥ状態とされるため、インバータの動作が停止させられる。これにより、サイドブレーキが外された不安定な状態で発電が行なわれるのが防止される。
【００７５】
図２に示したアルゴリズムによる場合には、ステップＳ１ないしＳ６，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１０，Ｓ１１、Ｓ１５及びＳ１８と、燃料供給装置２、スロットル操作手段４及び点火装置６を制御するための処理を行なう図示しないタスクとにより、エンジン制御手段が構成される。またステップＳ１，Ｓ３，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ１５，Ｓ１６，Ｓ１７及びＳ１８により発電許可条件判定手段が構成され、ステップＳ９，Ｓ１０，Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ１８，Ｓ１７とインバータ１３の半導体スイッチのスイッチパターンを決定するための処理を行なう図示しないタスクとにより、インバータ制御手段が構成される。
【００７６】
発電装置を運転する際の安全性を向上させるためには、上記の実施形態のように、サイドブレーキがかけられていることを発電許可条件が成立していることを判定するための条件の一つとしたが、サイドブレーキがかけられていることは、発電許可条件が成立していることを判定するための条件から除くこともできる。
【００７７】
上記の実施形態では、インバータの出力電流が制限値を超えていないことを、発電許可条件が成立していることを判定するための条件の一つとしたが、インバータの出力電流が制限値を超えていないことは、発電許可条件が成立していることを判定するための条件から除くこともできる。
【００７８】
上記の実施形態では、発電装置を運転している状態でエンジンの回転速度が制限値を超えたときにエンジンを停止させるようにしたが、発電装置を運転している状態でエンジンの回転速度が制限値を超えたときにエンジンを停止させるのではなく、エンジンの回転を低下させるための制御を行なうようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】エンジン及び発電機とこれらを制御する本発明の制御装置とからなるシステムの一構成例を示したブロック図である。
【図２】図１の制御装置の要部を構成するためにマイクロプロセッサに実行させるタスクのアルゴリズムの一例を示したフローチャートである。
【図３】図２に示したアルゴリズムによる場合のシステムの状態の遷移を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００８０】
１ エンジン
２ 燃料供給装置
４ スロットル操作手段
７ 交流発電機
８ ギアポジションセンサ
９ サイドブレーキセンサ
１２ コンバータ
１３ インバータ
１５ 外部負荷
１６ モード切替スイッチ
１７ 過電流検出手段
１８ 回転速度検出手段
１９ 発電許可条件判定手段
２０ インバータ制御手段
２１ エンジン制御手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部の負荷に電力を供給する発電装置を搭載したエンジン駆動車両の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に示されているように、レクリエーション等の用途に使用されるエンジン駆動車両では、車両駆動用のエンジンにより駆動される発電機を電源として商用周波数を有する交流電力を出力する発電装置を搭載して、車両を停止させた状態で、この発電装置から各種の電動工具や家庭用電気器具等の外部負荷に電力を供給することが行われている。
【０００３】
外部負荷に商用交流電力を供給する車両搭載型発電装置は、エンジンにより駆動される発電機内に設けられた外部負荷駆動用の発電コイルと、その交流出力を外部負荷駆動用の交流出力に変換する電力変換部とにより構成される。電力変換部は、発電コイルの交流出力を直流出力に変換するコンバータと、コンバータの直流出力を商用周波数の交流出力に変換するインバータと、インバータから商用周波数の交流出力を発生させるようにインバータを制御するインバータ制御手段とにより構成される。
【０００４】
エンジンにより駆動される車両には、バッテリ、エンジンを点火する点火装置、エンジンに燃料を供給する燃料噴射装置等の各種の車載の電装品負荷に電力を供給するために、エンジンにより駆動される磁石式交流発電機が搭載されている。従って、この磁石式交流発電機内に外部負荷駆動用の発電コイルを設けるとともに、その出力を外部負荷駆動用の商用交流出力に変換するインバータを設けることにより、外部負荷を駆動する車載の発電装置を容易に構成することができる。
【０００５】
この種の発電装置から外部負荷に電力を供給する際には、安全のために、発電機内の発電コイルから所要の出力を得るために必要な回転速度でエンジンを運転した際に、車両が発進することがないようにしておく必要がある。そのため、この種の装置では、車両が発進するおそれがない（エンジンから駆動輪に動力が伝達するおそれがない）状態にあることが確認されているときにのみ、発電装置の運転を許可するようにしている。
【０００６】
特許文献１に示された発電装置では、エンジンから車両の駆動輪に動力を伝達する動力伝達装置のギアポジションが、駆動輪への動力の伝達を断つ位置である動力遮断位置（ニュートラル位置またはパーキング位置）にある状態で、モード切替スイッチによりエンジン及びインバータの制御モードが発電モードに切り替えられたときにエンジンの運転を許可するようにしている。発電モードでは、外部負荷に所要の電力を供給するために必要な回転速度で交流発電機を回転させるように、エンジンの回転速度を外部負荷の大きさに見合った速度に保つようにエンジンが制御される。
【特許文献１】特開２００６−１４１１４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に示されているように、モード切替スイッチの状態と、動力伝達装置の状態とにより、エンジンの制御モードを車両走行モードとするか、発電モードとするかを切り替えるようにした場合には、動力伝達装置のギアポジションがニュートラル位置やパーキング位置にあれば、モード切替スイッチにより発電モードを選択するだけで、安易に発電装置を起動できるため、下記の（ａ）及び（ｂ）に示すような問題が生じることが明らかになった。
【０００８】
（ａ）車両の停止時に、電力を供給されれば直ちに動作可能な状態にある外部負荷が発電装置に接続されていて、動力伝達装置のギアポジションがニュートラル位置またはパーキング位置にある状態でエンジンが始動された後、モード切替スイッチが発電モード側に切り替えられると、外部負荷が使用者の意に反していきなり動作することがあり、使用者を驚かせるおそれがある。例えば、発電装置の出力端子間に電気ドリルなどの工具がその電源スイッチをオンにしたままで接続されている状態で発電モードに切り替えられると、工具がいきなり動き出すため、工具の使用者を驚かすことになり、好ましくない。
【０００９】
（ｂ）発電装置を運転して電動工具などの外部負荷を使用しているときに、第三者が誤ってエンジンの動力伝達装置のギアポジションをニュートラル位置及びパーキング位置以外の位置（動力伝達位置）に切り替えたときに、車両がいきなり走行を開始して外部負荷が車両に引きずられ、外部負荷の使用者を驚かせたり、外部負荷が損傷したりするおそれがある。
【００１０】
本発明の目的は、外部負荷が使用者の意に反していきなり動作したり、車両を停止させて発電装置の出力で外部負荷を駆動している状態で誤って動力伝達装置のギアポジションがニュートラル位置及びパーキング位置以外の位置に切り替えられたときに、車両が走行を開始して外部負荷を引きずったり、破損させたりするおそれをなくした発電装置搭載車両用制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、車両駆動用エンジンにより駆動される交流発電機と交流発電機の出力を直流出力に変換するコンバータと直流出力を商用周波数の交流出力に変換するインバータとを備えて、インバータから外部の負荷に電力を供給する発電装置を搭載した車両のエンジンと発電装置とを制御する制御装置に適用される。
【００１２】
本発明においては、車両のサイドブレーキの状態を検出するサイドブレーキセンサと、エンジンから車両の駆動輪に動力を伝達する動力伝達装置のギアポジションが駆動輪への動力の伝達を行なわせる位置である動力伝達位置にあるか、動力の伝達を断つ位置である動力遮断位置にあるかを検出するギアポジションセンサと、制御モードを発電モードと走行モードとに切り替えるモード切替スイッチと、少なくともギアポジションが動力遮断位置にあることが検出されていること及び制御モードが発電モードに切り替えられていることを発電許可条件として該発電許可条件の成立の有無を判定する発電許可条件判定手段と、発電許可条件判定手段により前記発電許可条件が成立していると判定されているときにインバータから商用周波数の交流出力を発生させ、発電許可条件が成立していないときにはインバータの動作を停止させるようにインバータを制御するインバータ制御手段と、制御モードが走行モードに切り替えられているときに車両の走行に適応するようにエンジンの回転速度を制御し、ギアポジションが動力遮断位置にあることが検出され、制御モードが発電モードに切り替えられているときにインバータから外部負荷に所要の電力を供給するのに適した回転速度で交流発電機を回転させるようにエンジンの回転速度を制御し、インバータを動作させている状態でギアポジションが動力伝達位置にあることが検出されたときにはエンジンを停止させるようにエンジンを制御するエンジン制御手段とが設けられる。
【００１３】
そして、上記インバータ制御手段は、発電許可条件判定手段により発電許可条件が成立したと判定された状態で、制御モードが発電モードに切り替えられた後、一旦走行モードに切り替えられてから再度発電モードに切り替えられたときにのみインバータを動作させるように構成される。
【００１４】
上記のように、発電許可条件判定手段により発電許可条件が成立したと判定された状態で、制御モードが発電モードに切り替えられた後、一旦走行モードに切り替えられてから再度発電モードに切り替えられたときにのみインバータを動作させるように構成しておくと、オペレータがギアポジションをニュートラル位置またはパーキング位置にした後、モード切替スイッチを操作して制御モードを発電モードに切り替えても発電装置は起動しないため、起動前の安全の確認についてオペレータの注意を喚起することができ、これにより、外部負荷の状態（電源スイッチの投入の有無等）の再確認等を行うことを促すことができる。
【００１５】
本発明では、上記のようにして、オペレータの注意を喚起し、安全を確認することを促した後、モード切替スイッチを一旦走行モード側に切替えさせてから改めて発電モード側に切替えさせることにより、発電を開始するため、オペレータの不注意により発電装置が起動したときに、オペレータの意に反していきなり負荷が動くなどの異常事態が生じるおそれを少なくすることができる。
【００１６】
また上記のように構成すると、発電許可条件が成立しているときにのみインバータが動作して外部負荷に電力を供給するため、発電許可条件が成立していない状態で発電出力が発生するの防ぐことができる。
【００１７】
また上記のように構成すると、ギアポジションが動力伝達位置に切替えられて発電許可条件が成立しなくなったときにエンジンを停止させることができるため、発電装置を運転して外部負荷を使用しているときに、第三者が誤ってエンジンの動力伝達装置のギアポジションをニュートラル位置及びパーキング位置以外の位置に切り替えたときに、車両がいきなり走行を開始して外部負荷が車両に引きずられたり、損傷したりするのを防ぐことができる。
【００１８】
本発明の好ましい態様では、車両のサイドブレーキの状態を検出するサイドブレーキセンサが更に設けられ、発電許可条件判定手段は、ギアポジションが動力遮断位置にあることが検出されていること及び制御モードが発電モードに切り替えられていることの他に、サイドブレーキセンサによりサイドブレーキがかけられていることが検出されていることをも発電許可条件として、該発電許可条件の成立の有無を判定するように構成される。
【００１９】
上記のように構成しておくと、制御モードが発電モードに切り替えられて発電装置が運転されている状態で、サイドブレーキが外されて発電許可条件が成立しなくなったときにエンジンを停止させることができるため、サイドブレーキが外された不安定な状態で発電装置の運転が継続されるのを防ぐことができる。
【００２０】
本発明の好ましい態様では、インバータの出力電流が制限値を超えたか否かを検出する過電流検出手段が更に設けられ、発電許可条件判定手段は、ギアポジションが動力遮断位置にあることが検出されていること及び制御モードが発電モードに切り替えられていることの他に、過電流検出手段によりインバータの出力電流が制限値を超えたことが検出されていないことをも発電許可条件として、該発電許可条件の成立の有無を判定するように構成される。
【００２１】
上記のように発電許可条件判定手段を構成しておくと、発電装置の定格を超える外部負荷が接続された場合や、外部負荷側で地絡事故や短絡事故が生じたときに、インバータの半導体スイッチを流れる電流が過大になって半導体スイッチが破壊されるのを防止することができる。
【００２２】
本発明の好ましい態様では、上記エンジン制御手段が、インバータを動作させている状態で、エンジンの回転速度が発電モード時の制限値を超えたときにもエンジンを停止させるように構成される。
【００２３】
エンジン制御手段を上記のように構成しておくと、インバータから外部負荷に電力が供給されているときに、エンジンの回転速度が発電モード時の制限値を超えて、負荷に過電圧が印加された状態で運転されるのを防ぐことができるため、負荷が過電圧により破壊されるのを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００２４】
以上のように、本発明によれば、モード切替スイッチにより制御モードが発電モードに切り替えられた後、一旦走行モードに切り替えられてから再度発電モードに切り替えられたときに初めて発電許可条件が成立したと判定するようにして、発電開始時にオペレータの注意を喚起し、安全を確認することを促した後、モード切替スイッチを一旦走行モード側に切替えさせてから改めて発電モード側に切替えさせることにより、発電を開始するようにしたため、オペレータの不注意により外部負荷の電源スイッチが投入されたままの状態で発電装置が起動して、発電装置が起動したときに、オペレータの意に反していきなり負荷が動くなどの異常事態が生じるおそれを少なくすることができる。
【００２５】
また本発明によれば、インバータを動作させている状態でギアポジションが動力伝達位置にあることが検出されたときにエンジンを停止させるようにしたので、発電装置を運転して外部負荷を駆動しているときに、第三者が誤ってエンジンの動力伝達装置のギアポジションをニュートラル位置及びパーキング位置以外の位置に切り替えたときに、車両がいきなり走行を開始して外部負荷が車両に引きずられたり、損傷したりするのを防ぐことができる。
【００２６】
更に、請求項２に記載された発明によれば、制御モードが発電モードに切り替えられて発電装置が運転されている状態で、サイドブレーキが外されて発電許可条件が成立しなくなったときにエンジンを停止させることができるため、サイドブレーキが外された不安定な状態で発電装置の運転が継続されるのを防ぐことができる。
【００２７】
また請求項３に記載された発明によれば、インバータの出力が過大になった状態で発電装置が運転されるのを防ぐことができるため、発電装置の定格を超える外部負荷が接続された場合や、外部負荷側で地絡事故や短絡事故が生じたときに、インバータの半導体スイッチを流れる電流が過大になって半導体スイッチが破壊されるのを防止することができる。
【００２８】
更に請求項４に記載された発明によれば、インバータを動作させている状態で、エンジンの回転速度が発電モード時の制限値を超えたときにエンジンを停止させるようにエンジン制御手段を構成したので、インバータから外部負荷に電力が供給されているときに、エンジンの回転速度が発電モード時の制限値を超えて、負荷に過電圧が印加された状態で運転されるのを防ぐことができ、負荷が過電圧により破壊されるのを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
図１はエンジン及び発電機とこれらを制御する本発明の制御装置とからなるシステムの一構成例を示したブロック図である。同図において１は車両に搭載されて車両の駆動輪を駆動する車両駆動用エンジン、２はエンジン１の吸気管３に燃料を供給する燃料供給装置、４はエンジンの吸気管内に設けられたスロットルバルブ５を操作するスロットル操作手段、６はエンジン１を点火する点火装置である。
【００３０】
本実施形態で用いている燃料供給装置２は燃料噴射装置からなっていて、後記するエンジン制御手段１８から噴射指令信号Ｓｊが与えられたときに、吸気管３内のスロットルバルブ５よりも下流側の空間に燃料を噴射する。燃料の噴射量は、噴射指令信号Ｓｊの信号幅により管理される。
【００３１】
スロットル操作手段４は、電気式のアクチュエータからなっていて、後記するエンジン制御手段から与えられる指令に応じてスロットルバルブ５を操作してその開度を調節する。
【００３２】
７はエンジン１のクランク軸により駆動される交流発電機で、本実施形態では、この交流発電機７が磁石式交流発電機からなっている。磁石式交流発電機は、エンジンのクランク軸に取付けられた磁石回転子と、エンジンのケースなどに固定された固定子とからなっている。磁石回転子は、例えば、フライホイールを兼ねるカップ状のロータヨークと、該ロータヨークの周壁部の内周に固定された永久磁石とからなり、ロータヨークの中心部に設けられたボスがエンジンのクランク軸に嵌着されてエンジンに取付けられている。
【００３３】
磁石式交流発電機の固定子は、磁石回転子の磁極にギャップを介して対向させられる磁極部が先端に形成された突極部を有する電機子鉄心と、この鉄心の突極部に巻回された電機子コイルとからなっている。本実施形態では、磁石式交流発電機の電機子鉄心に、燃料供給装置２、点火装置６、図示しないバッテリなどの電装品に電力を供給する電装品負荷駆動用の発電コイルと、外部負荷に電力を供給する外部負荷駆動用発電コイルとが巻かれている。
【００３４】
点火装置６は、電流遮断式やコンデンサ放電式の点火回路を備えていて、エンジンの各気筒で点火を行なわせるタイミングである点火タイミングで後記するエンジン制御手段から点火信号Ｓｉが与えられたときに点火用高電圧を発生し、この点火用高電圧をエンジンの各気筒に設けられた点火プラグに印加する。
【００３５】
エンジン１と図示しない車両の駆動輪との間には歯車減速機構と遠心クラッチ機構等のクラッチ機構とを有する動力伝達装置が設けられていて、この動力伝達機構のギアポジションを検出するためにギアポジションセンサ８が設けられている。ギアポジションセンサ８は、ギアポジションが動力遮断位置にあるときと動力伝達位置にあるときとで異なる状態をとる信号を発生する。ギアポジションセンサ８としては、例えば、ギアポジションが動力遮断位置にあるときと動力伝達位置にあるときとで異なる状態をとるように設けられたスイッチを用いることができる。ここで、「動力遮断位置」はニュートラル位置及びパーキング位置であり、「動力伝達位置」はニュートラル位置及びパーキング位置以外の位置である。
【００３６】
また車両の車輪をロックするために設けられているサイドブレーキの状態を検出するサイドブレーキセンサ９が設けられている。サイドブレーキセンサ９は、サイドブレーキがかけられているときと、外されているときとで異なる状態をとる信号を発生する。サイドブレーキセンサ９としては、サイドブレーキがかけられているときと、外されているときとで異なる状態をとるように設けられたスイッチを用いることができる。
【００３７】
交流発電機内に設けられた外部負荷駆動用発電コイルの出力は、オンオフ制御が可能な発電出力供給制御用スイッチ１０を通して電力変換回路１１に入力されている。電力変換回路１１は、ダイオードブリッジ全波整流回路等からなっていて交流発電機７の出力（外部負荷駆動用発電コイルの出力）を直流出力に変換するコンバータ１２と、コンバータ１２が出力する直流出力を交流出力に変換するインバータ１３とからなっている。インバータ１３は、ブリッジの上辺及び下辺をＭＯＳＦＥＴなどのオンオフ制御が可能な半導体スイッチにより構成した周知のＨブリッジ回路からなっていて、その直流入力端子間にコンバータ１２の出力電圧が印加されている。インバータの交流出力端子間にはコンセント１４が接続されていて、このコンセントに外部負荷１５につながるコードに接続されたプラグが接続される。外部負荷１４は各種の電動工具や、家電製品など、商用周波数の交流電力で駆動される任意のものである。
【００３８】
本発明に係わる発電装置においては、制御モードを発電モードと走行モードとに切り替えるため、モード切替スイッチ１６が設けられる。また本実施形態では、オプションで、インバータ１３の出力電流を検出して検出した電流が制限値を超えたときに過電流検出信号を出力する過電流検出手段１７が設けられ、エンジンの回転速度を検出するため、回転速度検出手段１８が設けられている。
【００３９】
本発明では、少なくともモード切替スイッチ１６の状態と、ギアポジションセンサ８により検出された動力伝達装置のギアポジションの情報とから発電装置を運転すること（インバータ１３から出力を発生させること）を許可するための条件である「発電許可条件」が成立しているか否かを判定するために発電許可条件判定手段１９が設けられている。
【００４０】
本発明においては、発電許可条件判定手段１９が、ギアポジションセンサ８によりギアポジションが動力遮断位置にあることが検出されていること、及びモード切替スイッチ１６により制御モードが発電モードに切り替えられていることを発電許可条件として、発電許可条件が成立しているか否かを判定することを基本とするが、本実施形態では、更にサイドブレーキセンサ９によりサイドブレーキがかけられていることをも発電許可条件が成立していることの条件として用いるようにしている。
【００４１】
本実施形態では更に過電流検出手段１７を設けて、この過電流検出手段１７により過電流が流れたことが検出されていないことをも発電許可条件が成立していることを判定するための条件として用いる。
【００４２】
発電許可条件が成立しているときにインバータ１３から商用周波数の交流電力を発生させるため、インバータ１３を構成する半導体スイッチをオンオフ制御するインバータ制御手段２０が設けられている。また車両を走行させる際及び発電装置を運転する際にエンジン１を制御するエンジン制御手段２１が設けられている。
【００４３】
インバータ制御手段２０は、発電許可条件判定手段１９により、発電許可条件が成立していると判定されているときに、インバータ１３のブリッジの対角位置にある２つの半導体スイッチを同時にオン状態にする対のスイッチとして、各対のスイッチに所定のタイミングで駆動信号を与えることにより、インバータ１３から出力させる電圧の極性を交番させて、コンバータ１２から与えられる直流出力を商用周波数を有する交流出力に変換する。インバータ制御手段２０はまた、インバータ１３のブリッジの下辺または上辺を構成する半導体スイッチに与える駆動信号をＰＷＭ変調された波形として、ブリッジの下辺または上辺を構成する半導体スイッチを所定のデューティ比でオンオフさせることにより、インバータ１３の出力電流をＰＷＭ制御する。これにより、所定の商用周波数を有し、大きさが定格値に調整された電圧値（例えば実効値で１００Ｖ）を有する交流出力をインバータ１３から出力させる。
【００４４】
インバータ制御手段２０は、発電許可条件が成立しているときには上記のようにインバータ１３から商用周波数の交流電力を出力させるための制御を行うが、発電許可条件が成立しなくなったときには、安全のためにインバータ１３の半導体スイッチへの駆動信号の供給を停止させることにより、インバータ１３の出力を停止させる制御を行なう。
【００４５】
エンジン制御手段２１は、車両の走行時及び発電装置の運転時にエンジン１を運転するために燃料供給装置２と点火装置６とスロットル操作手段４とを制御する手段である。エンジン制御手段２１は、モード切替スイッチ１６により、制御モードが走行モードに切り替えられているときに車両の走行に適応するようにスロットル操作手段４を制御してスロットルバルブ５の開度を調整する。エンジン制御手段２１はまた、エンジンの回転速度やスロットルバルブ開度などに対して決定した最適の噴射開始タイミングで燃料供給装置２に燃料の噴射量に見合った信号幅を有する燃料噴射指令Ｓｊを与えるとともに、エンジンの回転速度やスロットルバルブ開度などの各種の制御条件に対して決定したエンジンの最適の点火タイミングで点火装置６に点火信号Ｓｉを与えて点火動作を行なわせる。
【００４６】
更にエンジン制御手段２１は、ギアポジションセンサ８によりギアポジションが動力遮断位置にあることが検出され、制御モードが発電モードに切り替えられているときに、インバータ１３から外部負荷に所要の電力を供給するのに適した回転速度で交流発電機を回転させるようにスロットル操作手段４を制御してスロットルバルブ５の開度を調整する。エンジン制御手段２１はまた、エンジンの回転速度やスロットルバルブ開度などに対して決定した最適の噴射開始タイミングで燃料供給装置２に燃料の噴射量に見合った信号幅を有する燃料噴射指令Ｓｊを与え、エンジン１の回転速度やスロットルバルブ開度などの各種の制御条件に対して決定したエンジンの最適の点火タイミングで点火装置６に点火信号Ｓｉを与えて点火動作を行なわせる。これにより、インバータ１３から外部負荷に所要の電力を供給するのに適した回転速度で交流発電機７を回転させるようにエンジン１を制御する。
【００４７】
エンジン制御手段２１はまた、インバータ１３を動作させている状態でギアポジション８によりギアポジションが動力伝達位置にあることが検出されたとき、及び回転速度検出手段１８により、エンジンの回転速度が発電モード時の制限値を超えたことが検出されたときに燃料供給装置２及び点火装置６への噴射指令信号及び点火信号の供給を停止させてエンジン１を停止させるための処理を行なう。
【００４８】
図１に示した制御装置は、図示しないキースイッチがオン状態にされたときにバッテリから各部に電源電圧が与えられて動作可能な状態にされる。
【００４９】
ここで、図１に示した実施形態の全体的な動作を説明する。
車両を走行させる場合及び発電装置を運転する場合のいずれの場合も、先ず図示しないキースイッチをオン状態にする。車両を走行させる際には、更にモード切替スイッチ１６により制御モードを走行モードに切替え、エンジンを始動させる。制御モードが走行モードに切替えられたときには、エンジン制御手段２１が車両の走行に適応するように、スロットルバルブ５の開度を運転者のアクセルの操作量に対応する開度に一致させるようにスロットル操作手段（アクチュエータ）４を制御して、運転者のアクセルの操作量に応じてエンジン１の回転速度を制御する。
【００５０】
また車両が停止しているときに発電装置を運転して外部負荷１５に電力を供給する際には、車両の車輪をロックするサイドブレーキをかけるとともに、動力伝達装置のギアポジションを動力遮断位置（ニュートラル位置またはパーキング位置）とした後、モード切換スイッチ１６により制御モードを発電モードに切替えて、エンジンを始動させる。
【００５１】
制御モードを発電モードに切替え、エンジンを始動させると、エンジン制御手段２１は、インバータ１３から外部負荷１５に所要の電力を供給するのに適した回転速度で交流発電機７を回転させるように、スロットル操作手段４を制御してスロットルバルブ５の開度を調整し、エンジン１の回転速度を制御する。エンジン制御手段２１はまた、エンジン１の回転速度やスロットルバルブ開度などに対して決定した最適の噴射開始タイミングで燃料供給装置２に燃料の噴射量に見合った信号幅を有する燃料噴射指令Ｓｊを与えるとともに、エンジンの回転速度やスロットルバルブ開度などの各種の制御条件に対して決定したエンジンの最適の点火タイミングで点火装置６に点火信号Ｓｉを与えて点火動作を行なわせる。またこのときインバータ制御手段２０は、インバータ１３から商用周波数の交流出力を発生させるようにインバータ１３を制御する。
【００５２】
発電許可条件が成立してインバータ１３から外部負荷に電力を供給している状態で、誤ってギアポジションが動力伝達位置に切替えられると、エンジン制御手段２１がエンジンを停止させるための処理を行なう。このときエンジン制御手段２１は、スロットルバルブ５を全閉位置に戻すとともに、点火装置６への点火信号の供給を停止させ、燃料供給装置への噴射指令信号Ｓｊの供給を停止させてエンジンを停止させる。従って、発電装置の運転中に誤ってギアポジションが動力伝達位置に切替えられたときに車両が発進するのが防止される。
【００５３】
またインバータ１３から外部負荷１５に電力が供給されている状態で、何らかの原因でエンジン１の回転速度が発電モード時の制限値を超えたときには、エンジン制御手段２１が、スロットルバルブ５を全閉位置に戻すとともに、点火装置６への点火信号の供給を停止させ、燃料供給装置への噴射指令信号Ｓｊの供給を停止させてエンジンを停止させる。これにより、インバータから外部負荷に電力が供給されているときに、エンジンの回転速度が発電モード時の制限値を超えて、負荷に過電圧が印加された状態で運転されるのが防止される。
【００５４】
インバータが駆動されている状態で、発電装置の定格を超える外部負荷が接続される等して、インバータの出力が過大になる異常が生じたときには、過電流検出手段１７がインバータの出力電流が制限値を超えたことを検出する。このとき発電許可条件判定手段１９により発電許可条件が成立しなくなったと判定されるため、エンジン制御手段２１がエンジンを停止させるための処理を行ない、インバータの半導体スイッチを流れる電流が過大になって半導体スイッチが破壊されるのを防止する。
【００５５】
またインバータから外部負荷に電力が供給されている状態で運転者がサイドブレーキを外した場合には、サイドブレーキセンサによりサイドブレーキが外されたことが検出されるため、発電許可条件判定手段１９により発電許可条件が成立しなくなったと判定される。このときインバータ制御手段２０はインバータの動作を停止させるため、サイドブレーキが外された不安定な状態で発電が行われて負荷が駆動されるのを防ぐことができ、安全性を向上させることができる。
【００５６】
上記のように、種々の原因で発電許可条件が成立しなくなってインバータの動作が停止した後、発電を再開させる場合には、サイドブレーキをかけ、ギアポジションを動力遮断位置に位置させた状態で、モード切換スイッチ１６を操作して制御モードを発電モードに切り替えた後、モード切換スイッチ１６を操作して制御モードを一旦走行モードに切り替えてから再度発電モードに切り替える。これらの操作を行なったときにのみ、インバータ制御手段２０がインバータを動作させ、発電を再開させる。
【００５７】
図１に示した制御装置において、発電許可条件判定手段１９、インバータ制御手段２０及びエンジン制御手段２１は、マイクロプロセッサにより構成することができる。発電許可条件判定手段１９、インバータ制御手段２０及びエンジン制御手段２１の要部を構成するためにマイクロプロセッサに実行させるタスクのアルゴリズムの一例を示すフローチャートを図２に示した。
【００５８】
なお上記の説明では、過電流検出手段１７により過電流が流れたことが検出されていないことを、発電許可条件が成立していることを判定するための条件として用いるとしたが、図２に示した例では、説明を簡単にするために、過電流検出手段１７により過電流が流れたことが検出されていないことを、発電許可条件が成立していることを判定するための条件として用いないとしている。また上記の説明では、回転速度検出手段１８によりエンジンの回転速度が発電モード時の制限値を超えたときにも前記エンジンを停止させるとしたが、図２の例では、エンジンの回転速度が発電モード時の制限値を超えたことをエンジンを停止させるための条件として用いないとしている。
【００５９】
図２に示したタスク処理では、システムの状態が、ＩＤＬＥ状態（待機状態）と、ＲＥＡＤＹ状態（準備完了状態）と、ＯＵＴＰＵＴ状態（出力状態）と、ＳＴＯＰ状態（停止状態）との４つの状態のいずれかをとるものとし、所定の条件が成立したときに図３に示すように、状態を遷移させる。ＩＤＬＥ状態（待機状態）、ＲＥＡＤＹ状態（準備完了状態）、ＯＵＴＰＵＴ状態（出力状態）及びＳＴＯＰ状態（停止状態）はそれぞれ下記の状態である。
【００６０】
ＩＤＬＥ状態（アイドル状態）は、下記のいずれかのＩＤＬＥ条件が成立している状態である。
（i）ギアポジションが動力伝達位置（ニュートラル位置及びパーキング位置以外に位置）にある。
（ii）サイドブレーキがかけられていない点を除き、ＲＥＡＤＹ条件及びＯＵＴＰＵＴ条件が満たされている。
（iii）キースイッチがオン状態にされてインバータに電源が投入され（発電出力供給制御用スイッチ１０がオン状態にされ）、モード切替スイッチが発電モードである。
システムがＩＤＬＥ状態にあるとき、インバータは発電出力を発生せず、後記するＲＥＡＤＹ条件が成立するのを待つ。キースイッチがオン状態にされた後のシステムの初期状態は、ＩＤＬＥ状態とされる。
【００６１】
ＲＥＡＤＹ状態（準備完了状態）は下記のＲＥＡＤＹ条件がすべて満たされた状態ある。
（i）ギアポジションが動力遮断位置（ニュートラル位置及びパーキング位置）である。
（ii）モード切替スイッチが走行モードに切替えられている。
（iii）サイドブレーキがかけられている。
システムがこのＲＥＡＤＹ状態にあるとき、インバータは発電出力を発生せず、ＯＵＴＰＵＴ条件が成立するのを待つ。
【００６２】
ＯＵＴＰＵＴ状態（出力状態）は下記のＯＵＴＰＵＴ条件がすべて満たされた状態である。
（i）ギアポジションが動力遮断位置（ニュートラル位置及びパーキング位置）である。
（ii）モード切替スイッチが走行モードから発電モードに切替えられた。
（iii）サイドブレーキがかけられている。
システムがＯＵＴＰＵＴ状態にあるときに、インバータが発電出力を発生する。
【００６３】
ＳＴＯＰ状態（停止状態）は、下記のＳＴＯＰ条件がすべて満たされた状態である。
（i）ギアポジションが動力伝達位置（ニュートラル位置及びパーキング位置以外に位置）にある。
（ii）モード切替スイッチが発電モードに切替えられている。
システムがＳＴＯＰ状態にあるときには、エンジンを停止させ、その状態をキースイッチ（車両を走行させる際及び発電装置を動作させる際にオン状態にされる電源スイッチ。）がオフ状態にされるまで保持する。
【００６４】
図２に示したタスク処理は、一定の周期、例えば３２msecの周期で繰り返し実行される。この処理を実行させる周期は、モード切換スイッチの応答性など、システムの特性に応じて適宜に設定する。
【００６５】
図示のアルゴリズムによる場合には、先ずステップＳ１においてシステムの状態がＳＴＯＰ状態であるか否かを判定する。その結果ＳＴＯＰ状態であれば、ステップ２においてエンジンを停止するための処理を行なわせた後この処理を終了する。ステップＳ１でＳＴＯＰ状態ではないと判定されたときには、ステップＳ３に進んでギアポジションがニュートラル位置またはパーキング位置であるか否かを判定する。その結果、ニュートラル位置でもパーキング位置でもないと判定されたときには、ステップＳ４に進んでシステムの状態がＩＤＬＥ状態であることを示すフラグを立てるとともに、インバータの動作を停止させる。その後、ステップＳ５において制御モードが発電モードであるか否かを判定し、発電モードでない場合には以後何もしないでこの処理から脱ける。ステップＳ５において発電モードであると判定されたときには、ステップＳ６に進んでシステムの状態がＳＴＯＰ状態であることを示すフラグを立てた後この処理を終了する。
【００６６】
ステップＳ３において、ギアポジションがニュートラル位置またはパーキング位置にあると判定されたときには、ステップＳ７に進んでシステムの状態を示すフラグから現在の状態を判定する処理を行なわせる。
【００６７】
ステップＳ７における判定処理の結果、システムの状態がＩＤＬＥ状態であるあると判定されたときには、ステップＳ８に進んで現在の制御モードが走行モードであるか否かを判定する。その結果、走行モードである場合には、ステップＳ９に進んでシステムの状態がＲＥＡＤＹ状態であることを示すフラグを立ててこの処理を終了する。ステップＳ８において制御モードが発電モードであると判定されたときには、ステップＳ１０に進んでシステムの状態がＩＤＬＥ状態であることを示すフラグを立てた後、この処理を終了する。
【００６８】
ステップＳ７における判定処理でシステムの状態がＲＥＡＤＹ状態であると判定されたときには、ステップＳ１１に進んで現在の制御モードが発電モードであるか否かを判定する。その結果、発電モードでない場合には、以後何もしないでこの処理を脱ける。ステップＳ１１において、現在の制御モードが発電モードであると判定されたときには、ステップＳ１２に進んでサイドブレーキがかけられているか否かを判定する。その結果、サイドブレーキがかけられていると判定されたときには、ステップＳ１３に進んでシステムの状態がＯＵＴＰＵＴ状態であることを示すフラグを立てて、インバータの動作を開始させ、インバータ１３から外部負荷１５に電力を供給する。ステップＳ１２においてサイドブレーキが外されていると判定されたときには、ステップＳ１４に進んでシステムの状態がＩＤＬＥ状態であることを示すフラグを立ててこの処理を終了する。
【００６９】
ステップＳ７における判定処理でシステムの状態がＯＵＴＰＵＴ状態であると判定されたときには、ステップＳ１５に進んで現在の制御モードが走行モードであるか否かを判定する。その結果、制御モードが発電モードであると判定されたときには、ステップＳ１６に進んでサイドブレーキがかけられているか否かを判定する。その結果サイドブレーキがかけられている場合には以後何もしないでこの処理を終了する。ステップＳ１６においてサイドブレーキがかけられていないと判定されたときには、ステップＳ１７に進んでシステムがＩＤＬＥ状態であることを示すフラグを立ててこの処理を終了する。
【００７０】
ステップＳ１５において制御モードが走行モードであると判定されたときには、ステップＳ１８に進んでシステムがＲＥＡＤＹ状態であることを示すフラグを立てるとともに、インバータの動作を停止させてインバータから外部負荷への電力の供給を停止させた後この処理を終了する。
【００７１】
図２に示したアルゴリズムによる場合には、発電許可条件が成立しなくなってシステムがＳＴＯＰ状態にされ、エンジンが停止すると、キースイッチが一旦オフ状態にされた後再度オン状態にされてシステムがリセットされるまでシステムはＳＴＯＰ状態に保持される。キースイッチがオン状態にされた後システムの初期状態はＩＤＬＥ状態であるため、ギアポジションがニュートラル位置またはパーキング位置であると、ステップＳ７でシステムがＩＤＬＥ状態であると判定される。そのためステップＳ８が実行され、制御モードが走行モードであるか発電モードであるかが判定される。制御モードが走行モードである場合には、システムに状態がＲＥＡＤＹ状態にされ、インバータは停止状態に保持される。このときエンジン制御手段は車両の走行に適応するようにエンジン１を制御する。制御モードが発電モードに切替えられると、ステップＳ８に続いてステップＳ１０が実行されてシステムの状態がＩＤＬＥ状態にされるが、モード切換スイッチを発電モードの位置に保持したままの状態では、次にこの処理が実行されたときにもステップＳ１０が実行されるため、ＯＵＴＰＵＴ状態への遷移は行なわれない。
【００７２】
これに対し、モード切換スイッチを一旦走行モード側に切替えると、ステップＳ８に続いてステップＳ９が実行されるため、システムの状態がＲＥＡＤＹ状態とされ、次にこの処理が行なわれたときにステップＳ１１へとが実行される。このときステップＳ１１では制御モードが走行モードであると判定されるが、モード切替スイッチを一旦走行モード側に切替えた後、再度発電モード側に切替えると、ステップＳ１１において制御モードが発電モードであると判定されるため、続いてステップＳ１２が実行される。ここでサイドブレーキがかけられていれば、ステップＳ１２に続いてステップＳ１３が実行されてシステムの状態がＯＵＴＰＵＴ状態とされるため、インバータの駆動が開始され、発電が開始される。
【００７３】
上記のように、本発明においては、サイドブレーキがかけられていることが検出され、ギアポジションが動力遮断位置にあることが検出されている状態で、制御モードが発電モードに切り替えられた後、一旦走行モードに切り替えられてから再度発電モードに切り替えられたときにのみインバータ制御手段がインバータの動作を開始させる。このように構成しておくと、オペレータがギアポジションをニュートラル位置またはパーキング位置にした後、モード切替スイッチを操作して制御モードを発電モードに切り替えても発電装置は起動しないため、起動前の安全の確認についてオペレータの注意を喚起することができ、これにより、外部負荷の状態（電源スイッチの投入の有無等）の再確認等を行うことについての動機付けをすることができる。従って、発電装置が起動したときに、オペレータの意に反していきなり負荷が動くなどの異常事態が生じるおそれを少なくすることができる。
【００７４】
システムがＯＵＴＰＵＴ状態とされて、インバータから発電出力を発生させている状態で、サイドブレーキが外された場合には、ステップＳ１７が実行されてシステムの状態がＩＤＬＥ状態とされるため、インバータの動作が停止させられる。これにより、サイドブレーキが外された不安定な状態で発電が行なわれるのが防止される。
【００７５】
図２に示したアルゴリズムによる場合には、ステップＳ１ないしＳ６，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１０，Ｓ１１、Ｓ１５及びＳ１８と、燃料供給装置２、スロットル操作手段４及び点火装置６を制御するための処理を行なう図示しないタスクとにより、エンジン制御手段が構成される。またステップＳ１，Ｓ３，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ１５，Ｓ１６，Ｓ１７及びＳ１８により発電許可条件判定手段が構成され、ステップＳ９，Ｓ１０，Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ１８，Ｓ１７とインバータ１３の半導体スイッチのスイッチパターンを決定するための処理を行なう図示しないタスクとにより、インバータ制御手段が構成される。
【００７６】
発電装置を運転する際の安全性を向上させるためには、上記の実施形態のように、サイドブレーキがかけられていることを発電許可条件が成立していることを判定するための条件の一つとしたが、サイドブレーキがかけられていることは、発電許可条件が成立していることを判定するための条件から除くこともできる。
【００７７】
上記の実施形態では、インバータの出力電流が制限値を超えていないことを、発電許可条件が成立していることを判定するための条件の一つとしたが、インバータの出力電流が制限値を超えていないことは、発電許可条件が成立していることを判定するための条件から除くこともできる。
【００７８】
上記の実施形態では、発電装置を運転している状態でエンジンの回転速度が制限値を超えたときにエンジンを停止させるようにしたが、発電装置を運転している状態でエンジンの回転速度が制限値を超えたときにエンジンを停止させるのではなく、エンジンの回転を低下させるための制御を行なうようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】エンジン及び発電機とこれらを制御する本発明の制御装置とからなるシステムの一構成例を示したブロック図である。
【図２】図１の制御装置の要部を構成するためにマイクロプロセッサに実行させるタスクのアルゴリズムの一例を示したフローチャートである。
【図３】図２に示したアルゴリズムによる場合のシステムの状態の遷移を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００８０】
１ エンジン
２ 燃料供給装置
４ スロットル操作手段
７ 交流発電機
８ ギアポジションセンサ
９ サイドブレーキセンサ
１２ コンバータ
１３ インバータ
１５ 外部負荷
１６ モード切替スイッチ
１７ 過電流検出手段
１８ 回転速度検出手段
１９ 発電許可条件判定手段
２０ インバータ制御手段
２１ エンジン制御手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両駆動用エンジンにより駆動される交流発電機と前記交流発電機の出力を直流出力に変換するコンバータと前記直流出力を商用周波数の交流出力に変換するインバータとを備えて、前記インバータから外部の負荷に電力を供給する発電装置を搭載した車両の前記エンジンと発電装置とを制御する制御装置であって、
前記エンジンから前記車両の駆動輪に動力を伝達する動力伝達装置のギアポジションが前記駆動輪への動力の伝達を行なわせる位置である動力伝達位置にあるか、動力の伝達を断つ位置である動力遮断位置にあるかを検出するギアポジションセンサと、
制御モードを発電モードと走行モードとに切り替えるモード切替スイッチと、
少なくとも前記ギアポジションが前記動力遮断位置にあることが検出されていること及び制御モードが発電モードに切り替えられていることを発電許可条件として該発電許可条件の成立の有無を判定する発電許可条件判定手段と、
前記発電許可条件判定手段により前記発電許可条件が成立していると判定されているときに前記インバータから商用周波数の交流出力を発生させ、前記発電許可条件が成立していないときには前記インバータの動作を停止させるように前記インバータを制御するインバータ制御手段と、
制御モードが前記走行モードに切り替えられているときに前記車両の走行に適応するように前記エンジンの回転速度を制御し、前記ギアポジションが前記動力遮断位置にあることが検出され、制御モードが発電モードに切り替えられているときに前記インバータから前記外部負荷に所要の電力を供給するのに適した回転速度で前記交流発電機を回転させるように前記エンジンの回転速度を制御し、前記インバータを動作させている状態で前記ギアポジションが前記動力伝達位置にあることが検出されたときには前記エンジンを停止させるように前記エンジンを制御するエンジン制御手段と、
を具備し、
前記インバータ制御手段は、前記発電許可条件判定手段により発電許可条件が成立したと判定された状態で、制御モードが発電モードに切り替えられた後、一旦走行モードに切り替えられてから再度発電モードに切り替えられたときにのみ前記インバータを動作させるように構成されていることを特徴とする発電装置搭載車両用制御装置。
【請求項２】
前記車両のサイドブレーキの状態を検出するサイドブレーキセンサが更に設けられ、
前記発電許可条件判定手段は、前記ギアポジションが前記動力遮断位置にあることが検出されていること及び制御モードが発電モードに切り替えられていることの他に、前記サイドブレーキセンサによりサイドブレーキがかけられていることが検出されていることをも発電許可条件として、該発電許可条件の成立の有無を判定するように構成されている請求項１に記載の発電装置搭載車両用制御装置。
【請求項３】
前記インバータの出力電流が制限値を超えたか否かを検出する過電流検出手段が更に設けられ、
前記発電許可条件判定手段は、前記ギアポジションが前記動力遮断位置にあることが検出されていること及び制御モードが発電モードに切り替えられていることの他に、前記過電流検出手段により前記インバータの出力電流が制限値を超えたことが検出されていないことをも発電許可条件として、該発電許可条件の成立の有無を判定するように構成されている請求項１または２に記載の発電装置搭載車両用制御装置。
【請求項４】
前記エンジン制御手段は、前記インバータを動作させている状態で、前記エンジンの回転速度が発電モード時の制限値を超えたときにも前記エンジンを停止させるように構成されている請求項１，２または３に記載の発電装置搭載車両用制御装置。
【請求項１】
車両駆動用エンジンにより駆動される交流発電機と前記交流発電機の出力を直流出力に変換するコンバータと前記直流出力を商用周波数の交流出力に変換するインバータとを備えて、前記インバータから外部の負荷に電力を供給する発電装置を搭載した車両の前記エンジンと発電装置とを制御する制御装置であって、
前記エンジンから前記車両の駆動輪に動力を伝達する動力伝達装置のギアポジションが前記駆動輪への動力の伝達を行なわせる位置である動力伝達位置にあるか、動力の伝達を断つ位置である動力遮断位置にあるかを検出するギアポジションセンサと、
制御モードを発電モードと走行モードとに切り替えるモード切替スイッチと、
少なくとも前記ギアポジションが前記動力遮断位置にあることが検出されていること及び制御モードが発電モードに切り替えられていることを発電許可条件として該発電許可条件の成立の有無を判定する発電許可条件判定手段と、
前記発電許可条件判定手段により前記発電許可条件が成立していると判定されているときに前記インバータから商用周波数の交流出力を発生させ、前記発電許可条件が成立していないときには前記インバータの動作を停止させるように前記インバータを制御するインバータ制御手段と、
制御モードが前記走行モードに切り替えられているときに前記車両の走行に適応するように前記エンジンの回転速度を制御し、前記ギアポジションが前記動力遮断位置にあることが検出され、制御モードが発電モードに切り替えられているときに前記インバータから前記外部負荷に所要の電力を供給するのに適した回転速度で前記交流発電機を回転させるように前記エンジンの回転速度を制御し、前記インバータを動作させている状態で前記ギアポジションが前記動力伝達位置にあることが検出されたときには前記エンジンを停止させるように前記エンジンを制御するエンジン制御手段と、
を具備し、
前記インバータ制御手段は、前記発電許可条件判定手段により発電許可条件が成立したと判定された状態で、制御モードが発電モードに切り替えられた後、一旦走行モードに切り替えられてから再度発電モードに切り替えられたときにのみ前記インバータを動作させるように構成されていることを特徴とする発電装置搭載車両用制御装置。
【請求項２】
前記車両のサイドブレーキの状態を検出するサイドブレーキセンサが更に設けられ、
前記発電許可条件判定手段は、前記ギアポジションが前記動力遮断位置にあることが検出されていること及び制御モードが発電モードに切り替えられていることの他に、前記サイドブレーキセンサによりサイドブレーキがかけられていることが検出されていることをも発電許可条件として、該発電許可条件の成立の有無を判定するように構成されている請求項１に記載の発電装置搭載車両用制御装置。
【請求項３】
前記インバータの出力電流が制限値を超えたか否かを検出する過電流検出手段が更に設けられ、
前記発電許可条件判定手段は、前記ギアポジションが前記動力遮断位置にあることが検出されていること及び制御モードが発電モードに切り替えられていることの他に、前記過電流検出手段により前記インバータの出力電流が制限値を超えたことが検出されていないことをも発電許可条件として、該発電許可条件の成立の有無を判定するように構成されている請求項１または２に記載の発電装置搭載車両用制御装置。
【請求項４】
前記エンジン制御手段は、前記インバータを動作させている状態で、前記エンジンの回転速度が発電モード時の制限値を超えたときにも前記エンジンを停止させるように構成されている請求項１，２または３に記載の発電装置搭載車両用制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００８−２８９２２６（Ｐ２００８−２８９２２６Ａ）
【公開日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１２９５３０（Ｐ２００７−１２９５３０）
【出願日】平成１９年５月１５日（２００７．５．１５）
【出願人】（０００００１３４０）国産電機株式会社 (191)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月１５日（２００７．５．１５）
【出願人】（０００００１３４０）国産電機株式会社 (191)
【Ｆターム（参考）】
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