JPH08189385A - 内燃機関駆動発電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】制御部を発電機の出力で駆動しても負荷の駆動
に支障を来すことがない内燃機関駆動発電装置を提供す
る。 【構成】制御部３により発電機１を駆動する内燃機関２
に供給する燃料の量を制御することにより機関の回転数
を制御して、発電機の出力電圧を設定電圧に保つように
制御する。制御部３に設ける燃料供給量調節装置７とし
て、ソレノイドの駆動電流の増大に伴って燃料の供給量
が減少するように構成されたものを用い、内燃機関への
燃料の供給量を制御する制御部３の電源として発電機１
を用いる。発電機１の負荷６が零のときにソレノイドの
駆動電流を最大とし、負荷６の増大に伴ってソレノイド
の駆動電流を減少させるように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関により発電機
を駆動して負荷に電力を供給する内燃機関駆動発電装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関駆動発電装置は、内燃機関と、
該内燃機関により駆動される交流発電機と、発電機の出
力電圧を設定電圧に保つように制御する制御部とにより
構成される。

【０００３】この種の発電装置において、発電機の出力
を整流回路を通して直流負荷に供給する場合、または発
電機の出力を整流回路を通して一旦直流出力に変換した
後にインバータにより交流出力に変換して交流負荷に供
給する場合には、発電機の出力周波数が変動しても何等
差し支えがないため、発電機の負荷変動に対して出力電
圧を一定に保つように制御する場合に、内燃機関の回転
数を制御することにより発電機の出力電圧を制御する方
法をとることができる。

【０００４】特に、発電機として磁石式の交流発電機を
用いる場合には、界磁を制御することができないため、
発電機の出力電圧を設定電圧に保つように制御するため
には、機関の回転数を制御することが必要になる。

【０００５】発電機の出力電圧を設定値に保つように内
燃機関の回転数を制御する場合に制御部に採用される制
御方式としては、発電機の出力電圧が設定値を超えたと
きに機関を失火させることにより機関の回転数を低下さ
せて発電機の出力電圧を設定値に戻すように制御する失
火制御方式と、機関への燃料の供給量を調節する電気式
の燃料供給量調節装置（電気信号により燃料の供給量を
調節し得る装置）を設けて発電機の出力電圧を設定値に
保つように該燃料供給量調節装置を制御する電子ガバナ
方式とが知られている。

【０００６】内燃機関駆動発電装置において、電子ガバ
ナ方式により発電機の出力電圧を設定電圧に保つように
機関の回転数を制御する場合、その制御部は、駆動電流
の大きさに応じて内燃機関への燃料の供給量を調節する
燃料供給量調節装置と、発電機の出力電圧を検出して電
圧検出信号を出力する電圧検出器と、発電機の設定電圧
を示す電圧設定信号を出力する電圧設定器と、電圧検出
信号と電圧設定信号との偏差を零にするために燃料供給
量調節装置に与える必要がある駆動電流の大きさに相当
する操作量を演算する操作量演算部と、操作量演算部の
出力信号に応じて燃料供給量調節装置に駆動電流を与え
る駆動回路とにより構成される。

【０００７】一般に内燃機関用の電子ガバナに用いる燃
料供給量調節装置は、アクチュエータと、該アクチュエ
ータによりバルブが操作されて内燃機関への燃料の供給
量を調節する燃料供給量調節機構とにより構成される。
アクチュエータとしては電動機を駆動源としたものや、
駆動コイル内に可動鉄片を配置して駆動電流に応じて可
動鉄片を変位させるようにしたもの等が知られている
が、制御の応答性を良好にするためには、動作が迅速な
ソレノイドを用いるのが好ましい。

【０００８】電子ガバナ方式を用いた従来の内燃機関駆
動発電装置において、ソレノイドにより燃料供給量調節
機構を操作する燃料供給量調節装置を用いる場合、該燃
料供給量調節装置としては、駆動電流の増大に伴って燃
料の供給量が増加するように構成されたものが用いられ
ていた。

【０００９】そのため、電子ガバナ方式を用いた従来の
内燃機関駆動発電装置では、発電機が無負荷状態にある
ときに、発電機の出力電圧を設定値に保つために必要と
される最小限の燃料を機関に供給するようにソレノイド
に必要最小限の駆動電流を供給し、発電機の負荷の増大
に伴って該駆動電流を増加させて出力電圧の補正動作を
行わせるように、制御部の制御特性を設定していた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】電子ガバナ方式を採用
した内燃機関駆動発電装置においては、一般に制御部の
電源としてバッテリを用いているが、バッテリを省略し
てコストの低減を図るためには、制御部の電源として内
燃機関に取り付けられた発電機自体を用いるのが好まし
い。

【００１１】ソレノイドに与える駆動電流の増大に伴っ
て燃料の供給量が増加するように構成された燃料供給量
調節装置を用いた電子ガバナ方式の内燃機関駆動発電装
置において、バッテリの代りに、機関に取り付けられた
発電機自体を制御部の電源として用いた場合、発電機に
外部負荷が接続されていないときには、燃料供給量調節
装置のバルブ開度が必要最小限の大きさであるため、ソ
レノイドに与えられる駆動電流はごく僅かであり、発電
機は設定値に等しい電圧を安定に出力する。

【００１２】発電機に外部負荷が投入され、それに伴っ
て発電機の出力電圧が低下すると、制御部は、該出力電
圧を設定値に戻す補正動作を行うためにソレノイドの駆
動電流を増加させ、燃料の供給量を増加させる方向に燃
料供給量調節機構のバルブを操作する。これにより、発
電機の出力電圧は設定値に戻るが、このときソレノイド
の駆動電流は無負荷時よりも増加しているため、発電機
から外部負荷に供給し得る電流が制限される。従って、
電子ガバナ方式を採用した内燃機関駆動発電装置におい
て、発電機自体を電源として制御部を動作させるように
した場合には、制御部の電源としてバッテリを用いた場
合に比べて、外部負荷に供給し得る電力の量が少なくな
るという問題があった。

【００１３】また、電子ガバナ方式を採用した従来の内
燃機関駆動発電装置において制御部の電源として発電機
を用いた場合には、外部負荷の投入により発電機の出力
電圧が低下したときに、ソレノイドの駆動電流が減少し
て燃料の供給量を減少させる期間が生じるのを避けられ
なかったため、外部負荷が投入されたときに、燃料の供
給量が一旦減少してから増加方向に変化して出力電圧の
補正動作が開始されることになり、制御部の電源として
バッテリを用いた場合に比べて制御の応答性が悪くなる
という問題があった。

【００１４】本発明の目的は、制御部の電源として発電
機を用いてバッテリを電源とした場合と同等の電力を外
部負荷に供給することができ、また負荷が増加したとき
の制御の応答性を良好にして、出力電圧が設定値に落ち
着くまでの整定時間を短くすることができるようにした
内燃機関駆動発電装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、内燃機関と、
該内燃機関により駆動される交流発電機と、発電機の出
力電圧を設定電圧に保つように制御する制御部とを備え
た内燃機関駆動発電装置に係わるものであり、制御部
は、駆動電流の大きさに相応した変位を生じる出力軸を
備えたソレノイドと該ソレノイドの出力軸により操作さ
れて内燃機関への燃料の供給量を調節する燃料供給量調
節機構とを備えた燃料供給量調節装置と、発電機の出力
電圧を検出して電圧検出信号を出力する電圧検出器と、
発電機の設定電圧を示す電圧設定信号を出力する電圧設
定器と、電圧検出信号と電圧設定信号とを入力として発
電機の出力電圧を設定電圧に一致させるためにソレノイ
ドに与える必要がある駆動電流の大きさに相当する操作
量を演算する操作量演算部と、操作量演算部の出力信号
に応じてソレノイドに駆動電流を与える駆動回路とを備
えているものとする。

【００１６】本発明においては、制御部の電源として上
記発電機を用い、ソレノイドの駆動電流を増加させたと
きに内燃機関に供給される燃料の量が減少するように燃
料供給量調節装置を構成した。

【００１７】本発明においては、直線変位形のバルブに
より燃料の流量を調節するように構成された燃料供給量
調節機構と、駆動コイルと該駆動コイル内を直線変位す
る可動鉄心の一端に出力軸を取り付けたソレノイドとを
備えて、ソレノイドの出力軸の中心軸線と燃料供給量調
節機構のバルブの中心軸線とを一致させた状態で該出力
軸とバルブとを連結した構造を有する燃料供給量調節装
置を用いるのが好ましい。この場合、ソレノイドの可動
鉄心は駆動コイルに駆動電流が供給されていないときに
バルブを全開位置に位置させるように復帰バネにより付
勢しておく。

【００１８】

【作用】上記の構成において、発電機の外部負荷が投入
されていないとき、燃料供給量調節装置は発電機の出力
電圧を設定電圧に保つために必要とされる最小限の燃料
を機関に供給している。本発明の発電装置では、ソレノ
イドの駆動電流が零のときに内燃機関に供給される燃料
の量が最大になり、ソレノイドの駆動電流の増加に伴っ
て内燃機関に供給される燃料の量が減少するように燃料
供給量調節装置が構成されているため、発電機の外部負
荷が投入されていないときにソレノイドに最大の駆動電
流が供給される。このとき発電機の出力の内、制御部で
消費される分が最大になるが、外部負荷が投入されてい
ないため何等支障は来さない。

【００１９】発電機に外部負荷が投入されて発電機の出
力電圧が低下すると、制御部は、ソレノイドの駆動電流
を減少させて機関への燃料の供給量を増加させることに
より、発電機の出力電圧を設定電圧に戻す。このよう
に、外部負荷が投入された状態では、ソレノイドに供給
される駆動電流が減少させられ、該駆動電流の大きさは
発電機に外部負荷が接続されていない状態に比べてはる
かに小さくなるため、制御部での電力の消費量をごく僅
かなものとすることができる。従って、外部負荷が投入
されている状態では、制御部で消費される電力が、外部
負荷に供給し得る電力量に大きな影響を与えることはな
く、外部負荷には、バッテリを電源として制御部を動作
させる場合とほとんど変りがない電力を供給することが
できる。

【００２０】また上記のように構成すると、発電機に外
部負荷が投入されて出力電圧が低下した瞬間に、その出
力電圧の低下の影響を受けてソレノイドの駆動電流が減
少し、該ソレノイドは機関への燃料の供給量を増加させ
ようとする。その後制御部による補正動作が開始され、
発電機の出力電圧が設定電圧に戻される。

【００２１】また発電機の負荷が軽くなってその出力電
圧が設定電圧を超えると、ソレノイドの駆動電流が増加
するため、該ソレノイドは機関への燃料の供給量を減少
させるように働き、その後制御部による補正動作により
ソレノイドの駆動電流が増加させられて出力電圧が設定
電圧に戻される。

【００２２】このように本発明の発電装置では、発電機
の負荷が変動して、発電機の出力電圧が変動したとき
に、常にソレノイドが出力電圧の変動を補正する方向に
働くため、制御の応答性を良好にすることができ、出力
電圧の変動が生じた後、該出力電圧が設定電圧に落ち着
くまでの整定時間を短くすることができる。

【００２３】

【実施例】図１は、本発明の一実施例を示すブロック図
であって、同図において１は磁石式交流発電機（以下発
電機という。）、２は発電機１を駆動する内燃機関、３
は発電機１の出力電圧を設定電圧に保つように制御する
制御部である。

【００２４】４は発電機１の出力を整流する整流器、５
は整流器４の出力を入力として一定の直流電圧を出力す
る安定化電源回路、６は整流器４の出力端子に接続され
た外部負荷である。

【００２５】制御部３は、駆動電流Ｉd の大きさに相応
した変位を生じる出力軸を有するソレノイドと該ソレノ
イドの出力軸により操作されて内燃機関２への燃料の供
給量を調節する燃料供給量調節機構とを備えた燃料供給
量調節装置７と、発電機１の出力電圧を検出して電圧検
出信号を出力する電圧検出器８と、発電機１の設定電圧
を示す電圧設定信号Ｖo を出力する電圧設定器９と、電
圧検出信号ＶL と電圧設定信号Ｖo とを入力として発電
機１の出力電圧と設定電圧との偏差を零にするために燃
料供給量調節装置７のソレノイドに与える必要がある駆
動電流Ｉa の大きさに相当する操作量を演算する操作量
演算部１０と、操作量演算部の出力信号に応じてソレノ
イドに駆動電流Ｉa を与える駆動回路１１とを備えてい
る。

【００２６】燃料供給量調節装置７は、ソレノイドに供
給される駆動電流が零のときに内燃機関に供給する燃料
の量を最大にし、ソレノイドの駆動電流の増大に伴って
燃料の供給量を減少させるように構成されている。本実
施例で用いる燃料供給量調節装置７において、ソレノイ
ドの駆動電流と燃料の供給量との関係は図４に示す通り
である。

【００２７】図示の操作量演算部１０は、電圧検出信号
ＶL を時間で微分して電圧微分信号Ｖd ＝Ｋd(ｄＶL ／
ｄｔ）［Ｋd は微分制御定数］を出力する微分器１２
と、電圧検出信号ＶL と電圧微分信号Ｖd とを加算する
加算器１３と、加算器１３の出力（ＶL ＋Ｖd ）と電圧
設定信号Ｖo との差を演算して電圧偏差信号ＶLdを出力
する電圧偏差演算回路１４と、電圧偏差信号ＶLdを入力
とする比例演算器１５と、同じく電圧偏差信号ＶLdを入
力とする積分器１６と、比例演算器１５から得られる比
例制御信号Ｖp と積分器１６から得られる積分制御信号
Ｖi とを入力として、電圧偏差信号ＶLdを零にするため
に燃料供給量調節装置７のソレノイドに流す必要がある
駆動電流に相当する操作量を演算する操作量演算器１７
とからなり、操作量演算器１７の出力信号が駆動回路１
１に入力されている。駆動回路１１は、例えば図示のよ
うにエミッタが接地されたＮＰＮトランジスタ等からな
るスイッチ回路１１ａと、操作量演算器１７から出力さ
れる信号に応じてスイッチ回路１１ａをオンオフ制御す
る制御回路１１ｂとからなっていて、操作量演算器１７
の出力信号に応じてソレノイドに駆動電流Ｉa を供給す
る。なお駆動回路１１のスイッチ回路１１ａを構成する
スイッチ素子はトランジスタに限られるものではなく、
オンオフ制御が可能なものであればいかなるものでもよ
い。

【００２８】本実施例においては、発電機１を電源とし
て一定の直流電圧を出力する安定化電源回路５から制御
部３の電圧設定器９、微分器１２、加算器１３、電圧偏
差演算回路１４、比例演算器１５、積分器１６、操作量
演算器１７等の電源端子に直流電源電圧が与えられてい
る。また駆動回路１１のスイッチ素子がオン状態になっ
たときに、発電機１から整流器４を通して燃料供給量調
節装置７のソレノイドに駆動電流Ｉa が与えられるよう
になっており、整流器４と安定化電源回路５とにより、
電源部が構成されている。

【００２９】図２は、図１の構成の主要部の具体的回路
の一例を示したもので、同図において、ＯＰ1 〜ＯＰ4
は演算増幅器、Ｒ1 〜Ｒ14は抵抗器、Ｃd 及びＣi はそ
れぞれ微分用コンデンサ及び積分コンデンサである。演
算増幅器ＯＰ1 、抵抗Ｒ1 、Ｒ2 及びコンデンサＣd に
より電圧検出信号ＶL を微分して電圧微分信号Ｖd を出
力する微分器１２が構成され、また演算増幅器ＯＰ2 と
抵抗Ｒ3 〜Ｒ7 とにより、電圧検出信号ＶL と電圧微分
信号Ｖd とを加算する加算器１３が構成されている。演
算増幅器ＯＰ2 の出力が入力される演算増幅器ＯＰ3 及
びこの演算増幅器ＯＰ3 の出力を入力とする演算増幅器
ＯＰ4 とコンデンサＣi と抵抗Ｒ8 〜Ｒ14とにより積分
器１６が構成され、演算増幅器ＯＰ4 の出力に積分制御
信号Ｖiが得られる。更に、演算増幅器ＯＰ3 と抵抗Ｒ8
〜Ｒ13とにより電圧偏差演算回路１４と比例演算器１
５及び操作量演算器１７とが構成され、演算増幅器ＯＰ
3の出力側に操作量を示す信号Ｖi ＋Ｖp が得られるよ
うになっている。この信号Ｖi ＋Ｖp は駆動回路１１に
入力されている。

【００３０】なお、演算増幅器ＯＰ3 の反転入力端子に
は電圧設定器９から得られる電圧設定信号Ｖo が入力さ
れ、演算増幅器ＯＰ4 の出力は演算増幅器ＯＰ3 の非反
転入力端子に入力されている。

【００３１】上記の構成において、比例演算器１５は電
圧偏差信号ＶLdに比例した比例制御信号Ｖp ＝Ｋp ＶLd
を出力する。ここで、Ｋp は比例制御定数である。また
積分器１６は電圧偏差信号ＶLdを時間積分して積分制御
信号Ｖi を出力する。

【００３２】操作量演算器１７は発電機１の出力電圧と
設定電圧との差を零または許容範囲以下に抑えるために
燃料供給量調節装置７のソレノイドに供給する必要があ
る駆動電流Ｉa に相当する操作量を演算してその操作量
を与える信号を駆動回路１１の制御回路１１ｂに与え
る。本発明においては、ソレノイドの駆動電流の増大に
伴って燃料の供給量が減少するように燃料供給量調節装
置７が構成されているため、操作量演算器７は、発電機
の外部負荷が零のときにソレノイドの駆動電流を最大に
し、外部負荷の増大に伴ってソレノイドの駆動電流を減
少させるように操作量を演算する。

【００３３】制御回路１１ｂは、演算された操作量に相
当する駆動電流をソレノイドに流すようにスイッチ回路
１１ａを所定のデューティ比でオンオフ制御して、ソレ
ノイドに所定の駆動電流Ｉa を流す。これにより内燃機
関２への燃料の供給量を調節して発電機１の出力電圧を
設定電圧に一致させるかまたはその差を許容範囲以下に
保つ。

【００３４】発電機の出力電圧に時間的変化がなく、し
かも出力電圧が設定電圧に等しい状態で運転されている
ときには、積分器１１ｂの出力Ｖi で燃料供給量調節部
が所定の位置に保持される。また、電圧偏差が生じたと
きには電圧微分信号Ｖd が出力電圧の変化を抑制する方
向に働き、比例制御信号Ｖp と積分制御信号Ｖi とが電
圧偏差を補正する方向に働く。

【００３５】図３は、磁石式交流発電機１の負荷電流ｉ
に対する出力電圧ＶL の特性を回転速度Ｎ1 ，Ｎ2 （Ｎ
1 ＜Ｎ2 ）をパラメータとして示したものであり、同図
において、直線ＲL は負荷ＲL が発電機に接続された場
合の負荷直線を示し、Ｖ0 は出力電圧の設定値を示して
いる。

【００３６】図１に示した例においては、電圧検出信号
を微分して得た電圧微分信号Ｖd と電圧検出信号ＶL と
の和と電圧設定信号Ｖo との偏差を演算して該偏差を零
にするように燃料供給量調節装置７を制御することによ
り、出力電圧ＶL を設定電圧Ｖo に一致させるように制
御する。このように構成すると、オーバシュートを生じ
させることなく、出力電圧を設定電圧に整定させること
ができる。

【００３７】更に具体的に説明すると、図３において、
発電機の無負荷時には内燃機関の回転速度はＮ1 で発電
機の動作点はａ点にある。このとき電圧微分信号Ｖd は
零で積分器の積分制御信号Ｖi は回転速度Ｎ1 に対する
値で安定している。この状態で発電機負荷ＲL が投入さ
れると動作点はａ´点に移行し、ＶLd＝ＶL ＋ＶD −Ｖ
o の偏差信号が大きくなるために、積分制御信号Ｖi は
機関を増速させる方向に飽和する。この状態で内燃機関
の回転速度は上昇し、出力電圧ＶL も上昇していく。こ
のように出力電圧が上昇していく過程においては、電圧
微分信号Ｖd が電圧検出信号ＶL と同極性であるため、
発電機出力電圧が設定電圧Ｖo に達する以前にＶL ＋Ｖ
d ＞Ｖo となり、減速方向の修正動作が開始される。ま
た、比例動作，積分動作も同様でＶL ＋Ｖd ＞Ｖo とな
る出力電圧に達すると減速方向への修正動作が始まる。
これらの修正動作により出力電圧が設定電圧を超える以
前に機関への燃料供給量が制限されるため、発電機の出
力電圧が設定電圧を大きく超える（オーバシュートが生
じる）のを防ぐことができ、負荷に過電圧が印加される
のを防ぐことができる。

【００３８】上記のように、図１の構成によれば、オー
バシュートを生じさせることなく、発電機の出力電圧を
設定電圧に保つように制御することができるが、本発明
はこのような構成に限定されるものではなく、微分器１
２及び加算器１３を省略して、電圧検出信号ＶL と電圧
設定信号Ｖo との偏差を演算し、該偏差を零にするよう
に燃料供給量調節装置７を制御することにより、出力電
圧を設定電圧に保つように機関の回転数を制御するよう
にしてもよい。

【００３９】本発明に係わる発電装置においては、ソレ
ノイドの駆動電流が零のときに内燃機関に供給される燃
料の量が最大になり、ソレノイドの駆動電流の増大に伴
って内燃機関に供給される燃料の量が減少するように燃
料供給量調節装置７が構成されているため、操作量演算
部１０は、外部負荷６が零のときにソレノイドの駆動電
流を最大にし、外部負荷の増大に伴って出力電圧を設定
電圧に保つために必要な燃料の供給量が増大するにつれ
てソレノイドの駆動電流を減少させるように操作量を演
算する。

【００４０】発電機の外部負荷６が投入されていないと
き、燃料供給量調節装置７は発電機１の出力電圧を設定
電圧に保つために必要とされる最小限の燃料を機関に供
給している。このときソレノイドには、全ての運転状態
の中で最大の駆動電流が流れる。従って、発電機の外部
負荷が投入されていないときに制御部３で消費される電
力が最大になり、発電機の出力の相当部分が制御部で消
費されるが、外部負荷が投入されていないため何等支障
は来さない。

【００４１】発電機１に外部負荷６が投入されて発電機
の出力電圧が低下すると、制御部３はソレノイドの駆動
電流を減少させ、これにより機関への燃料の供給量を増
加させて発電機の出力電圧を設定電圧に戻す。このよう
に、外部負荷が投入された状態では、ソレノイドに供給
される駆動電流が減少させられ、該駆動電流の大きさは
発電機に外部負荷が接続されていない状態に比べてはる
かに小さくなるため、制御部での電力の消費量はごく僅
かなものとなる。従って、外部負荷が投入されている状
態では、制御部で消費される電力が、外部負荷に供給し
得る電力量に大きな影響を与えることはなく、外部負荷
には、バッテリを電源として制御部を動作させる場合と
ほとんど変りがない電力を供給することができる。

【００４２】また上記のように構成すると、発電機１に
外部負荷６が投入されて出力電圧が低下した瞬間に、そ
の出力電圧の低下の影響を受けてソレノイドの駆動電流
が減少するため、ソレノイドは機関への燃料の供給量を
増加させように働く。その後制御部３による補正動作が
開始され、発電機１の出力電圧が設定電圧に戻される。
また発電機の負荷が軽くなってその出力電圧が設定電圧
を超えたときには、ソレノイドの駆動電流が増加するた
め、該ソレノイドは機関への燃料の供給量を減少させる
ように働き、その後制御部３による補正動作によりソレ
ノイドの駆動電流が増加させられて出力電圧が設定電圧
に戻される。

【００４３】このように本発明の発電装置では、発電機
１の負荷６が変動して、発電機１の出力電圧が変動した
ときに、常にソレノイドが出力電圧の変動を補正する方
向に働くため、制御の応答性を良好にすることができ、
出力電圧の変動が生じた後、該出力電圧が設定電圧に落
ち着くまでの整定時間を短くすることができる。

【００４４】次に、本発明で用いるのに好適な燃料供給
量調節装置の構成例を図５及び図６を参照して説明す
る。

【００４５】図５及び図６において、２１は調節装置本
体で、この調節装置本体２１の下部には燃料貯留室２２
がパッキン２３を介して接続されている。燃料貯留室２
２の上部にはニードルバルブ２４（図６参照）により開
閉される燃料供給口２５が設けられ、該燃料供給口は図
示しないパイプと燃料ポンプとを介して燃料タンクに接
続されている。

【００４６】燃料貯留室２２内には、燃料の液面に追従
するフロート２６が設けられ、一端が軸２７ａにより支
持されたレバー２７の他端がフロート２６の上面に当接
されている。レバー２７はニードルバルブ２４に結合さ
れ、貯留室２２内の燃料の液面レベルが規定レベルに達
したときにフロート２６がレバー２７を介してニードル
バルブ２４を閉じて貯留室２２内への燃料の供給を阻止
することにより、貯留室２２内の液面レベルを規定レベ
ルに保つようになっている。

【００４７】調節装置本体２１内には空気通路２８が設
けられ、この空気通路の一端はエアクリーナ２９に接続
されている。また空気通路２８の他端は接続管３０を介
して図示しない機関の吸気ポートに接続される。

【００４８】貯留室２２内を上下方向に伸びるメインノ
ズル３１が設けられて、該メインノズル３１の上端が空
気通路２８に接続され、メインノズル３１の下端にはノ
ズル３２が取り付けられている。スロットル装置本体２
１にはまたシリンダ状のバルブ支持部２１ａが設けら
れ、このバルブ支持部２１ａ内にピストンバルブ３３が
上下動自在に嵌合されている。ピストンバルブ３３は空
気通路２８内に出入りするようになっていて、このピス
トンバルブ３３により空気通路２８を通して流れる空気
の量が調節されるようになっている。またピストンバル
ブ３３に上端が結合されたニードル３４が空気通路２８
を横切ってメインノズル３１内に挿入されている。

【００４９】スロットル装置本体２１にはまた、ソレノ
イド４０が取り付けられている。ソレノイド４０のケー
ス４１はアルミニュウム等の非磁性材料からなってい
て、該ケース４１の一端にはねじ部４１ａが一体に設け
られ、該ねじ部４１ａがスロットル装置本体２１のバル
ブ支持部２１ａの外周に設けられたねじ部２１a1に螺合
されている。

【００５０】ケース４１内には鉄等の磁性材料からなっ
ていてヨークを兼ねるコイルケース４２が挿入され、該
コイルケース内にはボビン４３に巻回された駆動コイル
４４が挿入されている。ボビンの胴部４３ａの内側はね
じ部４１ａ側に開口したシリンダ状の中空部となってい
て、該中空部内に円柱状の可動鉄心４５が挿入されてい
る。可動鉄心４５の一端には非磁性材料から成る出力軸
４６の一端が固定されている。出力軸４６は、その中心
軸線を可動鉄心４５の中心軸線と一致させた状態で設け
られていて、該出力軸４６にコイルバネからなる復帰バ
ネ４７が嵌装されている。この復帰バネは可動鉄心４５
の一端とケース４１のネジ部４１ａ側の端部に設けられ
たバネ受け座４１ｂとの間に圧縮された状態で配置さ
れ、このバネ４７により可動鉄心４５がスロットル装置
本体２１と反対側に付勢されている。出力軸４６はその
中心軸線をピストンバルブ３３（流量調節機構の入力
部）の中心軸線と一致させた状態で配置されて、ピトン
バルブ３３に設けられた中空部３３ａ内に挿入され、ピ
ン４８により出力軸４６とピストンバルブ３３とが結合
されている。

【００５１】ニードル３４はピストンバルブ３３を摺動
可能に貫通していて、その上端にサークリップ４９が取
付けられ、ピストンバルブ３３の中空部の底部に設けら
れた凹部内には、サークリップ４９を収容する浅い凹部
が設けられている。このサークリップによりニードル３
４の下方への変位が規制されている。図示してないが、
ニードル３４の上端にはワッシャが嵌合されて、該ワッ
シャがサークリップ４９に当接され、該ワッシャとソレ
ノイドの出力軸４６の先端との間にバネ５１が配設さ
れ、このバネ５１によりニードル３４が下方に付勢され
ている。バネ５１は、ニードル３４がノズル３２に突き
当たった時に衝撃を吸収するために設けられている。

【００５２】上記の燃料供給量調節装置において、機関
の吸気負圧により空気通路２８内に空気流が生じると、
ベンチュリー効果によりニードル３４とメインノズル３
１との間の隙間を通して貯留室２２内の燃料が吸い上げ
られ、メインノズル３１の上端から空気通路２８内に燃
料が吹き出す。この燃料は空気と混合されて霧状の混合
気となり、内燃機関に供給される。これにより貯留室２
２内の燃料が減少すると、フロート２６が下降してニー
ドルバルブ２４を開き、貯留室２２内に燃料を流入させ
る。貯留室内の液面レベルが規定レベルになるとニード
ルバルブ２４が閉じて貯留室内への燃料の供給を停止さ
せる。

【００５３】上記の燃料供給量調節装置において、ソレ
ノイド４０の可動鉄心４５及び出力軸４６は、復帰バネ
４７により、調節装置本体２１と反対側に付勢され、こ
れによりピストンバルブ３３が全開位置側に付勢されて
いる。従ってソレノイド４０の駆動コイル４４に駆動電
流が与えられていない状態では、ピストンバルブ３３が
全開位置に位置して空気通路２８を全開状態にしてお
り、このとき機関に供給される燃料の量が最大になる。
ソレノイド４０の駆動コイル４４に駆動電流が与えられ
ると、可動鉄心４５に磁気吸引力が作用し、該可動鉄心
４５が調節装置本体２１側に駆動される。これによりピ
ストンバルブ３３が空気通路２８を絞る方向に駆動され
る。可動鉄心４５は磁気吸引力とバネ４７の反発力とが
釣り合う位置で停止する。可動鉄心４５に作用する磁気
吸引力は励磁電流に比例し、バネ４７の反発力は可動鉄
心の変位に比例するため、ピストンバルブ３３の移動量
は駆動電流に比例する。従って駆動電流を制御すること
によりピストンバルブの位置（機関への燃料の供給量）
を制御することができる。即ち、駆動コイル４４に流す
駆動電流が零のときに燃料の供給量が最大になり、該駆
動電流の増大に伴って燃料の供給量が減少していく。

【００５４】上記のように、燃料供給量調節装置を構成
すると、可動鉄心４５が出力軸４６を介してピストンバ
ルブ３３を直接駆動するため、ワイヤを介してピストン
バルブを駆動する場合に比べてはるかに小さい操作力で
ピストンバルブを操作することができる。したがってソ
レノイド４０として出力が小さい小形のものを用いるこ
とができ、燃料供給量調節装置を小形に構成することが
できる。

【００５５】上記の例では、ピストンバルブ３３とニー
ドル３４とにより、燃料供給量調節機構が構成され、こ
の調節機構と、調節装置本体２１と、貯留室２２と、フ
ロート２６と、ニードルバルブ２４とにより、気化器
（キャブレター）が構成されている。

【００５６】上記の実施例では、燃料供給量調節機構に
直線変位形のピストンバルブ３３を用い、出力軸が直線
変位するソレノイドを用いて該バルブ３３を操作するよ
うにしたが、バタフライバルブを備えた燃料供給量調節
機構を用い、出力軸が回転する形式のソレノイドを用い
て該調節機構を操作するように構成することもできる。

【００５７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、発電機
の外部負荷が零のときにソレノイドの駆動電流を最大に
し、外部負荷の増大に伴って該駆動電流を減少させるよ
うに制御部を構成したので、外部負荷が投入された状態
でソレノイドに供給される駆動電流を小さくして、制御
部で消費される電力を少なくすることができる。従っ
て、バッテリを電源として制御部を動作させる場合とほ
とんど変りがない電力を外部負荷に供給することができ
る。

【００５８】また本発明によれば、発電機の負荷が変動
してその出力電圧が変動したときに、常にソレノイドが
出力電圧の変動を補正する方向に働くため、制御の応答
性を良好にすることができ、出力電圧の変動が生じた
後、該出力電圧が設定電圧に落ち着くまでの整定時間を
短くすることができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の内燃機関駆動発電装置の一実施例の全
体的な構成を示したブロックである。

【図２】図１に示した内燃機関駆動発電装置の主要部の
具体的構成を示した回路図である。

【図３】磁石式発電機の電圧−電流特性の一例を示した
線図である。

【図４】本発明の実施例で用いる燃料供給量調節装置の
燃料供給量とソレノイドの駆動電流との関係を示した線
図である。

【図５】本発明の実施例で用いる燃料供給量調節装置の
機械的な構造の一例を示した正面縦断面図である。

【図６】図５のＡ−Ａ線断面図である。

【符号の説明】

１ 発電機 ２ 内燃機関 ３ 制御部 ４ 整流器 ６ 外部負荷 ７ 燃料供給量調節装置 ８ 電圧検出器 ９ 電圧設定器 １０ 操作量演算部 １１ 駆動回路 ３３ ピストンバルブ ３４ ニードル ４０ ソレノイド ４４ 駆動コイル ４５ 可動鉄心 ４６ 出力軸 ４７ 復帰バネ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関と、該内燃機関により駆動され
   る交流発電機と、前記発電機の出力電圧を設定電圧に保
   つように制御する制御部とを備え、 前記制御部は、駆動電流の大きさに相応した変位を生じ
   る出力軸を備えたソレノイドと該ソレノイドの出力軸に
   より操作されて前記内燃機関への燃料の供給量を調節す
   る燃料供給量調節機構とを備えた燃料供給量調節装置
   と、前記発電機の出力電圧を検出して電圧検出信号を出
   力する電圧検出器と、前記発電機の設定電圧を示す電圧
   設定信号を出力する電圧設定器と、前記電圧検出信号と
   電圧設定信号とを入力として発電機の出力電圧を設定電
   圧に一致させるために前記ソレノイドに与える必要があ
   る駆動電流の大きさに相当する操作量を演算する操作量
   演算部と、前記操作量演算部の出力信号に応じて前記ソ
   レノイドに駆動電流を与える駆動回路とを備えている内
   燃機関駆動発電装置において、 前記制御部を駆動する電源として前記発電機が用いら
   れ、 前記ソレノイドの駆動電流を増加させたときに内燃機関
   に供給される燃料の量が減少するように前記燃料供給量
   調節装置が構成されていることを特徴とする内燃機関駆
   動発電装置。
2. 【請求項２】 前記燃料供給量調節機構は、直線変位形
   のバルブにより燃料の流量を調節するように構成され、 前記ソレノイドは、駆動コイルと該駆動コイル内を直線
   変位するように設けられた可動鉄心とを有して該可動鉄
   心の一端に前記出力軸がその中心軸線を可動鉄心の中心
   軸線と一致させた状態で取り付けられ、 前記ソレノイドと燃料供給量調節機構とは、ソレノイド
   の出力軸の中心軸線と燃料供給量調節機構のバルブの中
   心軸線とを一致させた状態で配置されて該出力軸とバル
   ブとが連結され、 前記ソレノイドの可動鉄心は前記駆動コイルに駆動電流
   が供給されていないときに前記バルブを全開位置に位置
   させるように復帰バネにより付勢されていることを特徴
   とする請求項１に記載の内燃機関駆動発電装置。。