(57)【要約】【課題】本発明は、交流電源装置に関し、位相制御を伴う電気製品の使用を確保しつつ、スイッチング損失が過大となるのを回避することを目的とする。【解決手段】高圧バッテリ１２から出力されるＤＣ２１６Ｖの直流電圧をＡＣ１００Ｖの交流電圧に変換するインバータ１６を設ける。インバータ１６から出力される交流電力を車室内に設けられたアクセサリコンセント２０へ供給する。また、インバータ１６の制御部２６に、車両運転者が手動操作可能なインバータ出力切替スイッチ５０を接続する。そして、インバータ出力切替スイッチ５０のオン・オフ状態に応じて、インバータ１６から出力されアクセサリコンセント２０へ供給される交流電源の電圧波形を正弦波交流と矩形波からなる擬似正弦波交流とで選択的に切り替える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電力を交流電力に変換するインバータを備える交流電源装置であって、
前記インバータの出力を正弦波交流と擬似正弦波交流とで切り替えるインバータ出力切替手段を備えることを特徴とする交流電源装置。
【請求項２】
前記インバータ出力切替手段は、手動操作スイッチを有し、該手動操作スイッチの状態に応じて前記インバータの出力を正弦波交流と擬似正弦波交流とで切り替えることを特徴とする請求項１記載の交流電源装置。
【請求項３】
前記インバータ出力切替手段は、前記インバータの出力が供給されるコンセントに接続される電気製品種を手動選択する選択スイッチを有し、該選択スイッチの選択結果に基づいて前記インバータの出力を正弦波交流と擬似正弦波交流とで切り替えることを特徴とする請求項１記載の交流電源装置。
【請求項４】
前記インバータの出力が供給されるコンセントに接続された電気製品の電気負荷を検出する電気負荷検出手段を備え、
前記インバータ出力切替手段は、前記電気負荷検出手段の検出結果に基づいて前記インバータの出力を正弦波交流と擬似正弦波交流とで切り替えることを特徴とする請求項１記載の交流電源装置。
【請求項５】
前記インバータの出力が供給される、正弦波交流出力用に設けられた第１のコンセントと、
前記インバータの出力が供給される、擬似正弦波交流出力用に設けられた第２のコンセントと、
前記第１及び第２のコンセントの何れに電気製品が接続されているか否かを検出する接続状態検出手段と、を備え、
前記インバータ出力切替手段は、前記接続状態検出手段の検出結果に基づいて前記インバータの出力を正弦波交流と擬似正弦波交流とで切り替えることを特徴とする請求項１記載の交流電源装置。
【請求項６】
前記インバータ出力切替手段は、前記接続状態検出手段により前記第１及び第２のコンセントの何れにも電気製品が接続されていることが検出される場合には、前記インバータの出力を正弦波交流に設定することを特徴とする請求項５記載の交流電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、交流電源装置に係り、特に、直流電力を交流電力に変換するインバータを備える交流電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車両に搭載された主電源からの直流電圧を交流電圧に変換するＡＣインバータを備える交流電源装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この交流電源装置において、ＡＣインバータの出力は、車両に設置された外部コンセントに供給される。従って、上記従来の交流電源装置においては、車室内で交流電源を得ることができ、例えば掃除機やドライヤ等の商用電源を用いて使用できる一般家庭用の電気製品の使用を確保することができる。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２７８８０８公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、インバータの交流出力としては、正弦波状のものと、矩形波からなる擬似正弦波状のものとがある。正弦波交流は、あらゆる電気製品に対応可能であるが、かかる正弦波交流を得る際にインバータ内素子のスイッチング損失が過大となる欠点を有している。一方、擬似正弦波交流は、インバータ内素子のスイッチング損失が大きくなるという問題は生じないが、例えば電子レンジ等の位相制御を行う電気製品には対応できず、その使用が確保されない欠点を有している。この点、上記特許文献１記載の交流電源装置では、外部コンセントに供給されるインバータの出力が正弦波交流と擬似正弦波交流とで切り替わることはなく、何れかに維持されるものであるため、スイッチング損失が過大となる事態あるいは位相制御を行う電気製品の使用が不可となる事態を招くこととなる。
【０００５】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、位相制御を伴う電気製品の使用を確保しつつ、インバータにおけるスイッチング損失が過大となるのを回避することが可能な交流電源装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、請求項１に記載する如く、直流電力を交流電力に変換するインバータを備える交流電源装置であって、
前記インバータの出力を正弦波交流と擬似正弦波交流とで切り替えるインバータ出力切替手段を備える交流電源装置により達成される。
【０００７】
本発明において、直流電力を交流電力に変換するインバータの出力は、正弦波交流と擬似正弦波交流とで切り替わる。正弦波交流によれば、位相制御を伴う電気製品を含むあらゆる電気製品に対応してその使用が可能である。また、擬似正弦波交流によれば、スイッチング損失が軽減される。従って、インバータ出力を正弦波交流と擬似正弦波交流とで適当に切り替えることとすれば、位相制御を伴う電気製品の使用を確保しつつ、インバータにおけるスイッチング損失が過大となるのを回避することが可能となる。
【０００８】
この場合、請求項２に記載する如く、請求項１記載の交流電源装置において、前記インバータ出力切替手段は、手動操作スイッチを有し、該手動操作スイッチの状態に応じて前記インバータの出力を正弦波交流と擬似正弦波交流とで切り替えることとすれば、利用者の手動操作によりインバータ出力を正弦波交流と擬似正弦波交流とで選択的に切り替えることができる。
【０００９】
また、請求項３に記載する如く、請求項１記載の交流電源装置において、前記インバータ出力切替手段は、前記インバータの出力が供給されるコンセントに接続される電気製品種を手動選択する選択スイッチを有し、該選択スイッチの選択結果に基づいて前記インバータの出力を正弦波交流と擬似正弦波交流とで切り替えることとすれば、インバータ出力を正弦波交流と擬似正弦波交流とで選択的に切り替えるうえで利用者の手動選択の容易化を図ることができる。
【００１０】
ところで、位相制御を行う電気製品は、一般に、高負荷のものが多く、低負荷のものは少ない。
【００１１】
従って、請求項４に記載する如く、請求項１記載の交流電源装置において、前記インバータの出力が供給されるコンセントに接続された電気製品の電気負荷を検出する電気負荷検出手段を備え、前記インバータ出力切替手段は、前記電気負荷検出手段の検出結果に基づいて前記インバータの出力を正弦波交流と擬似正弦波交流とで切り替えることとすれば、利用者の手動操作を伴うことなく自動的に、インバータ出力を正弦波交流と擬似正弦波交流とで選択的に切り替えることができる。
【００１２】
また、請求項５に記載する如く、請求項１記載の交流電源装置において、前記インバータの出力が供給される、正弦波交流出力用に設けられた第１のコンセントと、前記インバータの出力が供給される、擬似正弦波交流出力用に設けられた第２のコンセントと、前記第１及び第２のコンセントの何れに電気製品が接続されているか否かを検出する接続状態検出手段と、を備え、前記インバータ出力切替手段は、前記接続状態検出手段の検出結果に基づいて前記インバータの出力を正弦波交流と擬似正弦波交流とで切り替えることとすれば、電気製品が接続されたコンセントが第１のコンセントであるのか或いは第２のコンセントであるのかに従って自動的に、インバータ出力を正弦波交流と擬似正弦波交流とで選択的に切り替えることができる。
【００１３】
尚、この場合、請求項６に記載する如く、請求項５記載の交流電源装置において、前記インバータ出力切替手段は、前記接続状態検出手段により前記第１及び第２のコンセントの何れにも電気製品が接続されていることが検出される場合には、前記インバータの出力を正弦波交流に設定することとすれば、第１及び第２のコンセントに接続された両電気製品の使用を確実に確保することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１実施例である交流電源装置１０を備えるシステムの構成図を示す。本実施例のシステムは、車両に搭載される車載電源システムである。本実施例において、車両は、エンジンと電気モータとの特性の異なる２種類の動力源を有するハイブリッド車両または電気モータを動力源とする電気自動車であり、電気モータに電力を供給する高圧バッテリ１２を備えている。高圧バッテリ１２は、充放電可能に構成されており、例えばＤＣ２１６Ｖの直流電圧で電力の供給及び回収を行う。
【００１５】
高圧バッテリ１２には、電源ライン１４を介してＤＣ／ＡＣインバータ（以下、単にインバータと称す）１６が接続されている。インバータ１６は、高圧バッテリ１２から電源ライン１４へ向けて出力された直流電圧を、商用電源を用いて使用できる一般家庭用の電気製品に対応した交流電圧（例えばＡＣ１００Ｖ）に変換する電力変換装置である。インバータ１６には、電力ライン１８を介して、車室内の例えばインストルメントパネル下部や後部クォータトリムに配設されたアクセサリコンセント２０が接続されている。インバータ１６から出力される交流電力は、アクセサリコンセント２０に供給される。アクセサリコンセント２０は、一般家庭用の電気製品を接続可能に構成されており、接続された電気製品へ向けてインバータ１６からの交流電圧を印加する機能を有している。
【００１６】
インバータ１６は、高圧バッテリ１２から出力された直流電圧（ＤＣ２１６Ｖ）を所定の電圧（例えばＤＣ１４４Ｖ）まで降圧する降圧部２２と、降圧部２２で降圧された結果得られる電圧をスイッチング素子のスイッチング制御により交流電圧に変換するＡＣ変換部２４と、インバータ出力としてアクセサリコンセント２０へ供給する交流電圧をコントロールする制御部２６と、を有している。
【００１７】
制御部２６には、車両動力源で発生させる駆動力を制御する駆動用電子制御ユニット（以下、駆動用ＥＣＵと称す）３０が接続されている。駆動用ＥＣＵ３０には、ＩＧスイッチ３２及びＩＧリレー３４を介して補機バッテリ３６が接続されている。ＩＧスイッチ３２は、車室内において運転者により操作可能な位置に配設されており、オン操作により車両動力を始動させ、オフ操作により車両動力を停止させるスイッチである。ＩＧリレー３４は、ノーマルオープン型のリレーであり、ＩＧスイッチ３２がオンとされることにより駆動用ＥＣＵ３０と補機バッテリ３６とを導通させる。補機バッテリ３６は、充放電可能に構成されており、例えばＤＣ１２Ｖの直流電圧で電力の供給及び回収を行う。
【００１８】
駆動用ＥＣＵ３０は、ＩＧスイッチ３２及びＩＧリレー３４が共にオンとなり、補機バッテリ３６からＤＣ１２Ｖの直流電圧が供給されている状態で、各システムからの入力信号に基づいて車両が走行可能な状態にあるか否かを検知する。そして、車両が走行可能状態にあることを検知する場合、インバータ１６の制御部２６に起動を許可する信号（起動許可信号）を供給する。制御部２６は、ＩＧスイッチ３２がオン操作され、駆動用ＥＣＵ３０から起動許可信号が供給されている状況においてインバータ１６を作動可能とする。
【００１９】
制御部２６には、また、起動スイッチ４０が接続されている。起動スイッチ４０は、車室内において運転者により操作可能な位置に配設されており、アクセサリコンセント２０に交流電源を発生させるか否かを切り替えるオン／オフスイッチである。起動スイッチ４０は、ＩＧスイッチ３２とＩＧリレー３４との接点に接続されている。起動スイッチ４０は、ＩＧスイッチ３２がオン操作されている状態でオン操作されることにより制御部２６へ１２Ｖの起動信号を供給する。制御部２６は、ＩＧスイッチ３２がオン操作され、駆動用ＥＣＵ３０から起動許可信号が供給されている状況で起動スイッチ４０から起動信号が供給された場合に、高圧バッテリ１２からの直流電圧を交流電圧に変換し、その交流電圧をインバータ出力としてアクセサリコンセント２０へ供給する。
【００２０】
制御部２６には、また、周波数切替スイッチ４２が接続されている。周波数切替スイッチ４２は、インバータ１６の出力であるアクセサリコンセント２０へ供給される交流電源の周波数を５０Ｈｚと６０Ｈｚとで切り替えるスイッチである。周波数切替スイッチ４２は、例えば、一端が制御部２６に接続された配線４４と、他端が接地された配線４６と、両配線４４，４６を接続するコネクタと、により構成されており、車両乗員による手動操作可能に車室内の後部クォータトリムに設けられている。
【００２１】
周波数切替スイッチ４２は、車両乗員の手動操作により配線４４と配線４６とがコネクタ開放されている場合に交流電源周波数が例えば５０Ｈｚとなるように、一方、配線４４と配線４６とがコネクタ結合されている場合に交流電源周波数が例えば６０Ｈｚとなるように制御部２６へ信号を供給する。制御部２６は、周波数切替スイッチ４２からの信号に基づいて、ＡＣ変換部２４におけるスイッチング素子のスイッチング周期を変更することにより、インバータ１６の出力としてアクセサリコンセント２０へ供給する交流電源の周波数を切り替える。
【００２２】
インバータ１６には、冷却ファン４８が取り付けられている。冷却ファン４８は、インバータ１６を冷却する機能を有しており、インバータ１６の温度（雰囲気温度）が所定の温度に達した場合に作動状態となることによりインバータ１６を冷却する。
【００２３】
図２は、本実施例においてインバータ１６が出力する交流電源の電圧波形を表した図を示す。図１に示す如く、制御部２６には、更に、インバータ出力切替スイッチ５０が接続されている。インバータ出力切替スイッチ５０は、車室内において運転者により操作可能な位置に配設されており、インバータ１６の出力波形、すなわち、アクセサリコンセント２０へ供給される交流電源の電圧波形を、図２（Ａ）に示す如く正弦波と図２（Ｂ）に示す如き矩形波からなる擬似正弦波とで選択的に切り替えるスイッチである。
【００２４】
インバータ出力切替スイッチ５０は、ＩＧスイッチ３２とＩＧリレー３４との接点に接続されている。インバータ出力切替スイッチ５０は、ＩＧスイッチ３２がオン操作されている状態で車両乗員の手動によりオン操作されることにより制御部２６へ１２Ｖの信号を供給する。制御部２６は、ＩＧスイッチ３２がオン操作され、駆動用ＥＣＵ３０から起動許可信号が供給されている状況において、インバータ出力切替スイッチ５０から１２Ｖの信号が供給されない場合にはインバータ出力波形を正弦波とし、一方、インバータ出力切替スイッチ５０から１２Ｖの信号が供給される場合にはインバータ出力波形を擬似正弦波とする。
【００２５】
制御部２６によるインバータ出力波形の正弦波と擬似正弦波との切り替えは、ＡＣ変換部２４におけるスイッチング素子のスイッチング手法の変更により実現される。具体的には、インバータ出力波形の正弦波は、ＡＣ変換部２４におけるスイッチング素子の駆動デューティを正弦波状に変更することにより実現される。また、インバータ出力の擬似正弦波は、ＡＣ変換部２４におけるスイッチング素子の駆動デューティを０％と１００％とで選択的に切り替えることにより実現される。
【００２６】
ところで、アクセサリコンセント２０に供給されるインバータ出力の波形が正弦波状である場合には、アクセサリコンセント２０に接続される電気製品が商用電源を用いて使用できる掃除機や電子レンジ，ドライヤ，ホットプレート，ホットカーペット，ジューサー等の電気製品であれば、あらゆる電気製品に対応してその使用は確実に確保される。しかしながら、かかる正弦波を得るためには、上記の如く、ＡＣ変換部２４におけるスイッチング素子の駆動デューティを正弦波状に変更することが必要である。このため、駆動デューティの変更に伴ってスイッチング素子のスイッチングによる発熱が生じ易くなり、スイッチング損失が過大となり、また、その発熱のために冷却ファン４８が作動し易くなることに起因してその作動騒音が増大し、無駄な電力を消費する事態が生じてしまう。
【００２７】
一方、アクセサリコンセント２０に供給されるインバータ出力の波形が擬似正弦波である場合には、ＡＣ変換部２４におけるスイッチング素子は、上記の如く、駆動デューティが０％と１００％とで選択的に切り替わるだけであり、インバータ出力波形が同一周波数の正弦波である場合に比較して単位時間当たりのスイッチング回数が少ない。このため、上記したスイッチング素子が発熱し易くなったり、スイッチング損失が過大となったり、冷却ファン４８の作動騒音が増大したり、或いは、無駄な電力を消費する事態を回避することはできる。しかしながら、インバータ出力波形が擬似正弦波である場合には、アクセサリコンセント２０に接続される電気製品が、例えば電子レンジや掃除機等の、交流電源の周期に対応してオン・オフ位相を制御することにより電力量の調整を行う電気製品であると、その使用が確保されない不都合が生じてしまう。
【００２８】
そこで、本実施例のシステムにおいては、かかる不都合を解消すべく、インバータ１６が出力するアクセサリコンセント２０へ供給される交流電源の電圧波形を正弦波交流と擬似正弦波交流とで切り替えることとしている。すなわち、本実施例の交流電源装置１０は、運転者による手動操作が可能なインバータ出力切替スイッチ５０と、インバータ出力切替スイッチ５０の状態に従ってＡＣ変換部２４のスイッチング素子をデューティ駆動することによりインバータ１６の出力電圧波形を正弦波交流と擬似正弦波交流とで切り替える制御部２６と、を備えている。
【００２９】
このため、車両運転者が、アクセサリコンセント２０へ供給される交流電源を用いて使用しようとする電気製品が位相制御を行うものであるか否かに従って適宜、インバータ出力切替スイッチ５０の手動操作を行うこととすれば、具体的には、使用電気製品が位相制御を伴うものである場合にはインバータ出力切替スイッチ５０をオフ操作し、一方、使用電気製品が位相制御を伴わないものである場合にはインバータ出力切替スイッチ５０をオン操作することとすれば、インバータ１６の出力するアクセサリコンセント２０へ供給される交流電源の電圧波形を、使用電気製品に合わせて正弦波交流と擬似正弦波交流とで選択的に切り替えることができる。
【００３０】
インバータ出力切替スイッチ５０がオフ状態にある場合には、インバータ出力の波形は正弦波交流となるので、掃除機や電子レンジ等の位相制御を伴う電気製品を含むあらゆる電位製品に対応してその使用が確保される。また、インバータ出力切替スイッチ５０がオン状態にある場合には、インバータ出力の波形は擬似正弦波交流となるので、ＡＣ変換部２４におけるスイッチング素子のスイッチング損失が軽減される。従って、本実施例の交流電源装置１０によれば、車両運転者がインバータ出力切替スイッチ５０を適当に手動操作することで、位相制御を伴う電気製品の使用を確保しつつ、インバータ１６におけるスイッチング損失が過大となるのを回避することができ、これにより、スイッチング素子の発熱を抑制すると共に、冷却ファン４８による作動騒音の発生を抑制し、無駄な電力消費を回避することが可能となっている。
【００３１】
尚、上記の第１実施例においては、ＤＣ／ＡＣインバータ１６が特許請求の範囲に記載した「インバータ」に、ＡＣ変換部２４、制御部２６、及びインバータ出力切替スイッチ５０が特許請求の範囲に記載した「インバータ出力切替手段」に、インバータ出力切替スイッチ５０が特許請求の範囲に記載した「手動操作スイッチ」に、それぞれ相当している。
【００３２】
ところで、上記の第１実施例においては、交流電源装置１０が車両運転者による手動操作が可能なインバータ出力切替スイッチ５０を有し、車両運転者がインバータ出力切替スイッチ５０を適当にオン／オフに手動操作することによりインバータ１６の制御部２６がインバータ出力波形を正弦波交流と擬似正弦波交流とで切り替えることとしているが、かかるインバータ出力切替スイッチ５０を設けることなく、交流電源装置１０が、アクセサリコンセント２０に接続される電気製品の型式を入力する入力部と、電気製品の型式と位相制御の有無とを対応させたデータを記憶するメモリと、を有し、インバータ１６の制御部１６が、車両運転者により入力部に入力された電気製品の型式とメモリに記憶されているデータとに基づいて位相制御の有無を判別し、その位相制御の有無に従ってインバータ出力波形を正弦波交流と擬似正弦波交流とで切り替えることとしてもよい。かかる構成においては、車両運転者が電気製品の型式を入力するだけでインバータ出力が切り替わるので、車両運転者がアクセサリコンセント２０に接続する電気製品が位相制御を伴うものであるか否かを認識している必要はなく、インバータ出力波形を正弦波交流と擬似正弦波交流とで切り替えるうえで車両運転者の手動操作の容易化が図られる。
【００３３】
また、上記したインバータ出力切替スイッチ５０を設けることなく、交流電源装置１０が、電気製品の型式と位相制御の有無とを対応させたデータを記憶するメモリと、メモリに記憶されているすべての電気製品の型式を表示しかつ車両運転者による手動選択が可能なタッチディスプレイと、を有し、インバータ１６の制御部２６が、車両運転者によりタッチディスプレイにおいて手動選択された電気製品の型式が位相制御を行うものであるか否かを判別し、その位相制御の有無に従ってインバータ出力波形を正弦波交流と擬似正弦波交流とで切り替えることとしてもよい。かかる構成においては、車両運転者が電気製品の型式を選択するだけでインバータ出力が切り替わるので、車両運転者がアクセサリコンセント２０に接続する電気製品が位相制御を伴うものであるか否かを認識している必要はなく、インバータ出力波形を正弦波交流と擬似正弦波交流とで切り替えるうえで車両運転者の手動選択の容易化が図られる。この場合には、交流電源装置１０のタッチディスプレイに現れた電気製品の型式選択スイッチが特許請求の範囲に記載した「選択スイッチ」に相当する。
【００３４】
更に、上記したインバータ出力切替スイッチ５０を設けることなく、自己の有するメモリに格納されている或いは外部から通信回線を用いて送信される電気製品の型式と位相制御の有無とを対応させたデータをインバータ１６の制御部２６へ供給する情報端末を設け、その制御部２６が、情報端末から供給されるデータに基づいて車両運転者により情報端末において手動選択された電気製品の型式が位相制御を行うものであるか否かを判別し、その位相制御の有無に従ってインバータ出力波形を正弦波交流と擬似正弦波交流とで切り替えることとしてもよい。かかる構成においても、車両運転者が情報端末を用いて電気製品の型式を選択するだけでインバータ出力が切り替わるので、インバータ出力波形を正弦波交流と擬似正弦波交流とで切り替えるうえで車両運転者の手動選択の容易化が図られる。この場合には、情報端末に現れた電気製品の型式選択スイッチが特許請求の範囲に記載した「選択スイッチ」に相当する。
【００３５】
次に、上記図１と共に、図３を参照して、本発明の第２実施例について説明する。
【００３６】
上記した第１実施例では、交流電源装置１０が車両運転者による手動操作が可能なインバータ出力切替スイッチ５０を有し、車両運転者がインバータ出力切替スイッチ５０を適当にオン／オフに手動操作することによりインバータ１６の制御部２６がインバータ出力波形を正弦波交流と擬似正弦波交流とで切り替えることとしている。
【００３７】
これに対して、本実施例のシステムは、上記のインバータ出力切替スイッチ５０を設けることなく、正弦波交流出力用と擬似正弦波交流出力用とに区別された２つのアクセサリコンセントを並列に設け、インバータ１６の制御部２６が２つのアクセサリコンセントの何れに電気製品が接続されているか否かを検出した結果に基づいてインバータ出力波形を正弦波交流と擬似正弦波交流とで切り替えることとしている。
【００３８】
図３は、本実施例の交流電源装置１００を備えるシステムの構成図を示す。尚、図３において、上記図１に示す構成部分と同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。すなわち、本実施例の交流電源装置１００において、インバータ１６には、電力ライン１０２を介してアクセサリコンセント１０４及びアクセサリコンセント１０６が並列に接続されている。アクセサリコンセント１０４，１０６は、車室内の例えばインストルメントパネル下部や後部クォータトリムに並列に配設されている。インバータ１６から出力される交流電力は、アクセサリコンセント１０４，１０６にそれぞれ供給される。アクセサリコンセント１０４，１０６はそれぞれ、一般家庭用の電気製品を接続可能に構成されており、接続された電気製品へ向けてインバータ１６からの交流電圧を印加する機能を有している。
【００３９】
アクセサリコンセント１０４はインバータ出力を正弦波交流とするために、一方、アクセサリコンセント１０６はインバータ出力を擬似正弦波交流とするために、それぞれ設けられている。両アクセサリコンセント１０４，１０６の配設位置近傍には、それぞれの用途（具体的には、正弦波交流出力用または擬似正弦波交流出力用）が明記されている。以下、アクセサリコンセント１０４を正弦波出力用コンセント１０４と、アクセサリコンセント１０６を擬似正弦波出力用コンセント１０６と、それぞれ称す。
【００４０】
アクセサリコンセント１０４，１０６には、電気製品が接続状態にあるか否かに応じた信号を出力する例えば感圧式の接続センサ１０８，１１０が配設されている。接続センサ１０８，１１０の出力信号はそれぞれ、インバータ１６の制御部２６に供給されている。制御部２６は、接続センサ１０８，１１０の出力信号に基づいて正弦波出力用コンセント１０４及び擬似正弦波出力用コンセント１０６にそれぞれ電気製品が接続されているか否かを検出する。
【００４１】
制御部２６は、ＩＧスイッチ３２がオン操作され、駆動用ＥＣＵ３０から起動許可信号が供給されている状況において、正弦波出力用コンセント１０４に電気製品が接続されていることを検出しかつ擬似正弦波出力用コンセント１０４に電気製品が接続されていないことを検出した場合には、インバータ１６の出力波形を正弦波とする。また、正弦波出力用コンセント１０４に電気製品が接続されていないことを検出しかつ擬似正弦波出力用コンセント１０４に電気製品が接続されていることを検出した場合には、インバータ１６の出力波形を擬似正弦波とする。
【００４２】
このため、車両運転者が、アクセサリコンセント１０４，１０６へ供給される交流電源を用いて使用しようとする電気製品が位相制御を伴うものであるか否かに従って適宜、その電気製品を差し込むアクセサリコンセントとして正弦波出力用コンセント１０４及び擬似正弦波出力用コンセント１０６の何れか一方を選択することとすれば、具体的には、使用電気製品が位相制御を伴うものである場合にはその電気製品を正弦波出力用コンセント１０４に差し込み接続し、一方、使用電気製品が位相制御を伴わないものである場合にはその電気製品を擬似正弦波出力用コンセント１０６に差し込み接続することとすれば、インバータ１６の出力するアクセサリコンセント２０へ供給される交流電源の電圧波形を、使用電気製品に合わせて正弦波交流と擬似正弦波交流とで選択的に切り替えることができる。
【００４３】
上記の如く、正弦波交流によれば、掃除機や電子レンジ等の位相制御を伴う電気製品を含むあらゆる電位製品に対応してその使用が確保される。また、擬似正弦波交流によれば、ＡＣ変換部２４におけるスイッチング素子のスイッチング損失が軽減される。従って、本実施例の交流電源装置１００によれば、車両運転者が電気製品を接続するアクセサリコンセントとして正弦波出力用コンセント１０４及び擬似正弦波出力用コンセント１０６の何れか一方を適当に選択することで、上記第１の実施例と同様に、位相制御を伴う電気製品の使用を確保しつつ、インバータ１６におけるスイッチング損失が過大となるのを回避することができ、これにより、スイッチング素子の発熱を抑制すると共に、冷却ファン４８による作動騒音の発生を抑制し、無駄な電力消費を回避することが可能となっている。
【００４４】
尚、正弦波出力用コンセント１０４に電気製品が差し込み接続されていることが検出されかつ擬似正弦波出力用コンセント１０６に電気製品が差し込み接続されていることが検出される場合には、インバータ１６の制御部２６は、インバータ１６の出力波形を正弦波とすることとするのが適切である。これは、それらのアクセサリコンセント１０４，１０６に接続された電気製品が位相制御を伴うものである際にもその使用を確実に確保することができるからである。また、かかる構成においても、上記第１の実施例におけるインバータ出力切替スイッチ５０の如き車両運転者の手動操作が可能な切替スイッチを設け、正弦波出力用コンセント１０４及び擬似正弦波出力用コンセント１０６に共に電気製品が接続されても、その切替スイッチの手動操作に従ってインバータ１６の制御部２６がインバータ１６の出力波形を擬似正弦波へ切り替えることができるようにしてもよい。
【００４５】
ところで、上記の第２実施例においては、正弦波出力用コンセント１０４が特許請求の範囲に記載した「第１のコンセント」に、擬似正弦波出力用コンセント１０６が特許請求の範囲に記載した「第２のコンセント」に、それぞれ相当していると共に、インバータ１６の制御部２６が、接続センサ１０８，１１０の出力信号に基づいて正弦波出力用コンセント１０４及び擬似正弦波出力用コンセント１０６にそれぞれ電気製品が接続されているか否かを検出することにより特許請求の範囲に記載した「接続状態検出手段」が、検出された接続状態に基づいてインバータ１６の出力波形を正弦波交流と擬似正弦波交流とで切り替えることにより特許請求の範囲に記載した「インバータ出力切替手段」が、それぞれ実現されている。
【００４６】
尚、上記の第２実施例においては、アクセサリコンセント１０４，１０６に電気製品が接続されているか否かを感圧式の接続センサ１０８，１１０を用いて検出することとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、アクセサリコンセント１０４，１０６のそれぞれの電力ラインに電流センサ及び電圧センサを設け、外部へ出力される電力が所定のしきい値を超えたか否かに基づいてアクセサリコンセント１０４，１０６に電気製品が接続されているか否かを検出することとしてもよい。
【００４７】
次に、上記図１と共に、図４を参照して、本発明の第３実施例について説明する。
【００４８】
上記した第１及び第２の実施例では、インバータ出力波形を正弦波交流と擬似正弦波交流とで切り替えるうえで車両運転者が何らかの操作・選択を行うことが必要である。これに対して、本実施例のシステムは、交流電源装置が有する単一のアクセサリコンセント２０に電気製品が接続された状態で、車両運転者が何ら操作・選択を行うことなく、インバータ１６の制御部２６が自動的にインバータ出力波形を正弦波交流と擬似正弦波交流とで切り替えることとしている。
【００４９】
図４は、本実施例の交流電源装置２００を備えるシステムの構成図を示す。尚、図４において、上記図１に示す構成部分と同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。すなわち、本実施例の交流電源装置２００において、インバータ１６とアクセサリコンセント２０とを結ぶ電力ライン１８には、電圧センサ２０２及び電流センサ２０４が配設されている。電圧センサ２０２は、インバータ１６からアクセサリコンセント２０へ供給される電圧Ｖに応じた信号を出力する。また、電流センサ２０４は、インバータ１６からアクセサリコンセント２０へ供給される電流Ｉに応じた信号を出力する。
【００５０】
電圧センサ２０２の出力信号及び電流センサ２０４の出力信号はそれぞれ、インバータ１６の制御部２６へ供給される。制御部２６は、電圧センサ２０２の出力信号に基づいてアクセサリコンセント２０へ供給される電圧Ｖを検出し、また、電流センサ２０４の出力信号に基づいてアクセサリコンセント２０へ供給される電流Ｉを検出すると共に、それらの検出電圧Ｖ及び検出電流Ｉに基づいてアクセサリコンセント２０へ供給される電力を演算する。
【００５１】
一般に、位相制御を伴わない電気製品は、小電流で作動し、例えば２００Ｗ〜３００Ｗ程度の電力で作動する。一方、位相制御を伴う例えば掃除機や電子レンジ等の電気製品は、比較的大電流を必要とし、大きな電力を伴って作動する。従って、アクセサリコンセント２０に接続された電気製品の電力消費量を演算することとすれば、その電気製品が位相制御を伴うものであるか否かを判別することが可能である。
【００５２】
そこで、本実施例において、インバータ１６の制御部２６は、ＩＧスイッチ３２がオン操作され、駆動用ＥＣＵ３０から起動許可信号が供給されている状況において、まず、インバータ出力波形を正弦波とする。この場合には、アクセサリコンセント２０に接続された電気製品が位相制御を伴うものであっても、その作動が確実に確保される。
【００５３】
アクセサリコンセント２０に接続された電気製品の作動が開始されると、インバータ１６からアクセサリコンセント２０を介して電気製品に電力が供給される。この際、電圧センサ２０２及び電流センサ２０４を用いて検出される供給電力が所定のしきい値以下である場合には、そのアクセサリコンセント２０に接続された電気製品が位相制御を伴わないものであると判断でき、インバータ出力波形を擬似正弦波とする方がインバータ１６内のスイッチング損失が過大となるのを回避するうえで適切である。一方、電圧センサ２０２及び電流センサ２０４を用いて検出される供給電力が所定のしきい値を超える場合には、そのアクセサリコンセント２０に接続された電気製品が位相制御を伴うものであると判断でき、インバータ出力波形を正弦波に維持する方がその電気製品の作動を確保するうえで適切である。
【００５４】
従って、本実施例において、インバータ１６の制御部２６は、ＩＧスイッチ３２がオン操作され、駆動用ＥＣＵ３０から起動許可信号が供給されている状況において、インバータ出力波形を正弦波とした後、電圧センサ２０２及び電流センサ２０４を用いて検出されるアクセサリコンセント２０への供給電力の大きさに応じてインバータ出力波形を正弦波から擬似正弦波へ切り替える。具体的には、アクセサリコンセント２０への供給電力が所定のしきい値を超える場合にはインバータ出力波形を正弦波に維持し、一方、その供給電力が所定のしきい値以下である場合にはインバータ出力波形を正弦波から擬似正弦波へ切り替える。
【００５５】
このため、本実施例の交流電源装置２００によれば、車両運転者が何ら操作・選択を行うことなく自動的にインバータ２６の出力波形を正弦波交流から擬似正弦波交流へ切り替えることができる。この点、本実施例の交流電源装置２００においては、車両運転者が電気製品が位相制御を伴うものであるか否かを認識することなく、また、電気製品の型式を入力し或いは選択することなく、位相制御を伴う電気製品の使用を確保しつつ、インバータ１６におけるスイッチング損失が過大となるのを回避することが可能となっている。
【００５６】
尚、かかる構成においても、上記第１の実施例におけるインバータ出力切替スイッチ５０の如き車両運転者の手動操作が可能な切替スイッチを設け、車両運転者がアクセサリコンセント２０に接続する電気製品が位相制御を伴うものであるか否かを認識しているにもかかわらず制御部２６が誤ってインバータ出力波形を正弦波に維持し或いは擬似正弦波に切り替えた際に、その切替スイッチの手動操作に従って制御部２６がインバータ出力波形を正規のものへ切り替えることができるようにしてもよい。
【００５７】
ところで、上記の第３実施例においては、インバータ１６の制御部２６が、電圧センサ２０２の出力信号及び電流センサ２０４の出力信号に基づいてアクセサリコンセント２０から外部へ出力される電力を検出することにより特許請求の範囲に記載した「電気負荷検出手段」が、電圧センサ２０２及び電流センサ２０４を用いて検出されるアクセサリコンセント２０へ供給電力の大きさに基づいてインバータ１６の出力波形を正弦波交流と擬似正弦波交流とで切り替えることにより特許請求の範囲に記載した「インバータ出力切替手段」が、それぞれ実現されている。
【００５８】
尚、上記の第１乃至第３実施例においては、位相制御を伴う電気製品として掃除機や電子レンジを上げ、位相制御を伴わない電気製品としてホットプレートやドライヤ，ホットカーペット，ジューサーを上げたが、かかる電気製品はこれに限定されるものではなく他にも存在し得る。
【００５９】
【発明の効果】
上述の如く、請求項１記載の発明によれば、位相制御を伴う電気製品の使用を確保しつつ、インバータにおけるスイッチング損失が過大となるのを回避することができる。
【００６０】
請求項２記載の発明によれば、利用者の手動操作によりインバータ出力を正弦波交流と擬似正弦波交流とで選択的に切り替えることができる。
【００６１】
請求項３記載の発明によれば、インバータ出力を正弦波交流と擬似正弦波交流とで選択的に切り替えるうえで利用者の手動選択の容易化を図ることができる。
【００６２】
請求項４記載の発明によれば、利用者の手動操作を伴うことなく自動的に、インバータ出力を正弦波交流と擬似正弦波交流とで選択的に切り替えることができる。
【００６３】
請求項５記載の発明によれば、電気製品が接続されたコンセントが第１のコンセントであるのか或いは第２のコンセントであるのかに従って自動的に、インバータ出力を正弦波交流と擬似正弦波交流とで選択的に切り替えることができる。
【００６４】
また、請求項６記載の発明によれば、第１及び第２のコンセントに接続された両電気製品の使用を確実に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例である交流電源装置を備えるシステムの構成図である。
【図２】本実施例においてインバータが出力する交流電源の電圧波形を表した図である。
【図３】本発明の第２実施例である交流電源装置を備えるシステムの構成図である。
【図４】本発明の第３実施例である交流電源装置を備えるシステムの構成図である。
【符号の説明】
１０，１００，２００  交流電源装置
１２  高圧バッテリ
１６  ＤＣ／ＡＣインバータ
２０  アクセサリコンセント
２４  ＡＣ変換部
２６  制御部
５０  インバータ出力切替スイッチ
１０４  アクセサリコンセント（正弦波出力用コンセント）
１０６  アクセサリコンセント（擬似正弦波出力用コンセント）
１０８，１１０  接続センサ
２０２  電圧センサ
２０４  電流センサ
【図１】
2004328815.tif 000003
【図２】
2004328815.tif 000004
【図３】
2004328815.tif 000005
【図４】
2004328815.tif 000006