(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関を有する車両が備える給電回路からの直流電流を交流電流に変換するＡＣインバータと、
前記内燃機関の動作状態を取得する内燃機関状態取得部と、
前記車両の走行状態を取得する走行状態取得部と、
前記内燃機関状態取得部が取得した動作状態および前記走行状態取得部が取得した走行状態に基づき、前記ＡＣインバータからの交流電流の出力を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記内燃機関状態取得部が取得した前記内燃機関の動作状態が停止中である場合、または、前記走行状態取得部が取得した前記車両の走行状態が走行中である場合、前記ＡＣインバータからの交流電流を通常出力し、
前記内燃機関状態取得部が取得した前記内燃機関の動作状態が動作中であり、かつ、前記走行状態取得部が取得した前記車両の走行状態が停車中である場合、前記通常出力未満となるように前記ＡＣインバータからの交流電流の出力を制限する、
交流電流制御装置。
【請求項２】
使用者に通知する通知部をさらに備え、
前記制御部は、前記ＡＣインバータからの交流電流の出力を制限した後、前記内燃機関状態取得部が取得した前記内燃機関の動作状態が停止中になった場合、または、前記走行状態取得部が取得した前記車両の走行状態が走行中になった場合、前記ＡＣインバータからの交流電流の出力を制限しなくなったことを示す通知を行うように前記通知部に送信することを特徴とする請求項１に記載の交流電流制御装置。
【請求項３】
使用者が操作する制限解除スイッチをさらに備え、
前記制御部は、前記制限解除スイッチが操作された場合には、前記内燃機関状態取得部が取得した前記内燃機関の動作状態が動作中であり、かつ、前記走行状態取得部が取得した前記車両の走行状態が停車中である場合であっても、前記ＡＣインバータからの交流電流の出力を制限しないことを特徴とする請求項１または２に記載の交流電流制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流電流制御装置および交流電流制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、車両に乗車中に商用交流電源で使用される電化製品を使用できるようにするために、車両に交流を出力するコンセントが設けられることがある。一方、車両には直流電流を出力するバッテリや発電機が設けられている。この直流電流は、電気負荷に供給されたりバッテリの充電に使用されたりすると共に、車両にＤＣ／ＡＣインバータ（単に、ＡＣインバータ）が設けられて、このＡＣインバータにより交流電流に変換されて、コンセントから出力される。
【０００３】
例えば、特許文献１は、電池の設置場所を確保する必要がなく低コストで、過負荷の使用に対してヒューズの溶断を防止することを課題として自動車用電源装置を開示する。この自動車用電源装置は、主電池からの直流電圧をＤＣ／ＤＣコンバータにて昇圧し、昇圧した直流電圧をＡＣインバータにて交流電源に変換してコンセントに供給する。また、自動車用電源装置は、電流検出回路を介して主電池からの直流電圧をソケットに出力コネクタを経由して供給する。そして、自動車用電源装置は、電流検出回路がＤＣ／ＤＣコンバータ及び出力コネクタに流れる電流において過電流を検出した時、ＤＣ／ＤＣコンバータを動作停止させる。
【０００４】
また、特許文献２は、ＤＣ−ＤＣ変換部にフィードバック制御を用いることなく、広いＤＣ入力の電圧範囲に対応できるＤＣ−ＡＣインバータを開示する。このＤＣ−ＡＣインバータは、絶縁型ＤＣ−ＤＣ変換部とＤＣ−ＡＣ変換部を備える。絶縁型ＤＣ−ＤＣ変換部は、入力される直流電圧に応じてスイッチングデューティを調整して変換後の電圧を制御する制御回路を有する。ＤＣ−ＡＣ変換部は、絶縁型ＤＣ−ＤＣ変換部による変換後の電圧に応じてスイッチングデューティを調整して出力する交流電圧の実効値を制御する制御回路を有する。ＤＣ−ＤＣ変換部は、絶縁型ＤＣ−ＤＣ変換部が調整した電圧を入力とするので、フィードバック制御を用いずに広い入力電圧範囲に対応できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０９−０７４６６６号公報
【特許文献２】特開２０１３−２１９９８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
車両の停車中に、内燃機関を始動して燃料を消費して発電機を動作させて、コンセントに交流電流を供給した場合、燃料のみを消費した結果に基づいて交流電流を供給することになる。一方、車両の停車中に、発電機を動作させず、バッテリからの電力のみによって、コンセントに交流電流を供給した場合、バッテリに充電された電力に基づいて交流電流を供給することになる。バッテリに充電された電力は、燃料消費に基づいた発電機から充電された電力、車両の減速時の発電機から充電された回生電力、商用交流電源から充電された電力などがある。このため、車両停車中にバッテリから供給される電力は、内燃機関を始動して燃料を消費して発電機から得た電力より、環境に対する負荷が小さい。内燃機関が動作中で発電機が発電しているアイドリング状態において、環境に対する負荷を小さくする視点は、上記ＡＣインバータ等の電源装置には欠けている。
そこで、本発明では、環境に対する負荷が小さくなる交流電流制御装置および交流電流制御方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、内燃機関を有する車両が備える給電回路からの直流電流を交流電流に変換するＡＣインバータと、内燃機関の動作状態を取得する内燃機関状態取得部と、車両の走行状態を取得する走行状態取得部と、内燃機関状態取得部が取得した動作状態および走行状態取得部が取得した走行状態に基づき、ＡＣインバータからの交流電流の出力を制御する制御部と、を備え、制御部は、内燃機関状態取得部が取得した内燃機関の動作状態が停止中である場合、または、走行状態取得部が取得した車両の走行状態が走行中である場合、ＡＣインバータからの交流電流を通常出力し、内燃機関状態取得部が取得した内燃機関の動作状態が動作中であり、かつ、走行状態取得部が取得した車両の走行状態が停車中である場合、通常出力未満となるようにＡＣインバータからの交流電流の出力を制限する、交流電流制御装置が提供される。
これによれば、内燃機関が動作中で発電機が発電しているアイドリング状態において、ＡＣインバータからの交流電流の出力を制限することで、環境に対する負荷を小さくする交流電流制御装置を提供できる。
【０００８】
さらに、使用者に通知する通知部をさらに備え、制御部は、ＡＣインバータからの交流電流の出力を制限した後、内燃機関状態取得部が取得した内燃機関の動作状態が停止中になった場合、または、走行状態取得部が取得した車両の走行状態が走行中になった場合、ＡＣインバータからの交流電流の出力を制限しなくなったことを示す通知を行うように通知部に送信することを特徴としてもよい。
これによれば、ＡＣインバータからの交流電流の出力を制限する状態から制限しない状態になったことを使用者に通知することができる。
【０００９】
さらに、使用者が操作する制限解除スイッチをさらに備え、制御部は、制限解除スイッチが操作された場合には、内燃機関状態取得部が取得した内燃機関の動作状態が動作中であり、かつ、走行状態取得部が取得した車両の走行状態が停車中である場合であっても、ＡＣインバータからの交流電流の出力を制限しないことを特徴としてもよい。
これによれば、アイドリング状態において、使用者が意図してＡＣインバータからの交流電流の出力を制限しない場合は制限しない交流電流制御装置を提供できる。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明によれば、環境に対する負荷が小さくなる交流電流制御装置および交流電流制御方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る第一実施例の交流電流制御装置を示すブロック図。
【図２】本発明に係る第一実施例の交流電流制御装置に使用されるコンセントとメインスイッチを示す図。
【図３】本発明に係る第一実施例の交流電流制御装置における制御方法を示すフローチャート。
【図４】本発明に係る第二実施例の交流電流制御装置を示すブロック図。
【図５】本発明に係る第二実施例の交流電流制御装置における制限解除スイッチおよび通知部を示す図。
【図６】本発明に係る第二実施例の交流電流制御装置における状態遷移図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下では、図面を参照しながら、本発明に係る実施例について説明する。
＜第一実施例＞
図１を参照し、本実施例における交流電流制御装置１００を説明する。本発明に係る交流電流制御装置１００は、車両１に備えられる。車両１は、車両１を駆動する内燃機関２（エンジン）、内燃機関２の動力により発電する発電機６、車両１や内燃機関を始動するイグニションスイッチ３、車両１に搭載された負荷などに直流電源を供給するバッテリ５を備える。また、車両１は、図２に示すように、ＡＣアウトレット３０として、商用交流電源で使用される電化製品を使用するための、後述するＡＣインバータ１０の出力口となるコンセント３１およびＡＣインバータをオンオフするメインスイッチ３２を備える。メインスイッチ３２は、ＡＣアウトレット３０の中にコンセント３１の近傍に設けられ、オンの場合にのみコンセント３１が利用できるようになり、コンセント３１の利用者の便に供される。なお、本明細書では、バッテリ５および発電機６を併せて給電回路４と言う。
【００１４】
交流電流制御装置１００は、直流電流を交流電流に変換するＡＣインバータ１０と、内燃機関２の動作状態を取得する内燃機関状態取得部２２と、車両１の走行状態を取得する走行状態取得部２３と、その動作状態および走行状態に基づきＡＣインバータ１０からの交流電流の出力を制御する制御部２１と、を備える。ＡＣインバータ１０は、バッテリ５から供給される直流電流または発電機６により発電された直流電流を交流電流に変換する。ＡＣインバータ１０は、ＤＣ／ＤＣコンバータおよびＤＣ／ＡＣコンバータを含む公知の構成を備えるＡＣインバータでよい。
【００１５】
内燃機関状態取得部２２は、内燃機関２が動作しているのか、停止しているのかの動作状態を、内燃機関２の状態を監視するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ：電子制御ユニット）などから取得する。走行状態取得部２３は、車両１が停車／駐車しているのか、走行しているのかの走行状態を、車両１の走行を監視するＥＣＵなどから取得する。
【００１６】
制御部２１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）やメモリなどの電子回路により構成されるＥＣＵであり、内燃機関状態取得部２２が取得した動作状態および走行状態取得部２３が取得した走行状態に基づき、給電回路４からの直流電流を変換し、ＡＣインバータ１０から交流電流を出力することを制御する。図３を参照して、制御部２１による交流電源の出力の制御方法について説明する。なお、フローチャートにおけるＳはステップを意味する。制御部２１は、Ｓ１００において、イグニションスイッチ３の状態を検査する。イグニションスイッチ３がオフ状態ならば、制御部２１は、特に何もせず、イグニションスイッチ３がオン状態になるのを待つ。制御部２１は、Ｓ１０２において、メインスイッチ３２の状態を検査する。メインスイッチ３２がオフ状態ならば、制御部２１は、メインスイッチ３２がオン状態になるのを待つ。
【００１７】
制御部２１は、Ｓ１０４において、内燃機関状態取得部２２が取得した内燃機関２の動作状態が動作中であるか否かを検査する。すなわち、制御部２１は、イグニションスイッチ３がオン状態になっているので、内燃機関２が動作しておりシフトポジション次第で車両１を駆動しうる状態なのか、内燃機関２が動作しておらず明らかに車両１が止まっている状態なのかを検査する。内燃機関２が動作しておらず停止している場合には、制御部２１は、Ｓ１１０において、ＡＣインバータ１０からの交流電流を通常出力する。
【００１８】
内燃機関２が動作している場合には、制御部２１は、Ｓ１０６において、走行状態取得部２３が取得した車両１の走行状態が停車中であるか否かを検査する。すなわち、制御部２１は、内燃機関２が動作している状態なので、内燃機関２が動作し実際に車両１が駆動されて走行している状態なのか、内燃機関２が動作しているが実際には車両１を駆動しておらずアイドリング状態にあるのかを検査する。なお、車両１が停車中であるか否かは、車両１の車速、シフトポジションの位置（パーキング）やパーキングブレーキの位置によって検査する。
【００１９】
制御部２１は、内燃機関状態取得部２２が取得した内燃機関２の動作状態が停止中である場合、または、走行状態取得部２３が取得した車両１の走行状態が走行中である場合、Ｓ１１０において、ＡＣインバータ１０からの交流電流を通常出力する。
【００２０】
車両１が停車中でありアイドリング状態であった場合、制御部２１は、Ｓ１０８において、通常出力未満となるようにＡＣインバータ１０からの交流電流の出力を制限する。すなわち、制御部２１は、内燃機関状態取得部２２が取得した内燃機関２の動作状態が動作中であり、かつ、走行状態取得部２３が取得した車両１の走行状態が停車中である場合、ＡＣインバータ１０からの交流電流の出力を制限する。ここで、ＡＣインバータ１０からの出力を制限するとは、仮にＡＣインバータ１０が通常１５００ワットの電力を出力するものとすれば、出力を制限されたＡＣインバータ１０は、１５００ワット未満の電力（たとえば、１００ワット）を出力する、またはまったく出力しない（ゼロワット）ことを言う。車両１がアイドリング状態である場合、内燃機関２が動作中で発電機６が発電していても、ＡＣインバータ１０からの交流電流の出力を制限することで、結果的に発電機６からの電力の使用を抑えることができ、環境に対する負荷を小さくすることができる。
【００２１】
＜第二実施例＞
図４〜図６を参照し、本実施例における交流電流制御装置１００Ａを説明する。なお、上記実施例と同じ構成要素は同じ符号を付し、重複記載を避けるために上記実施例と異なる点を中心に説明する。
【００２２】
交流電流制御装置１００Ａは、ＡＣインバータ１０と、内燃機関状態取得部２２と、走行状態取得部２３と、その動作状態および走行状態に基づきＡＣインバータ１０からの交流電流の出力を制御する制御部２１Ａと、使用者に通知する通知部５０Ａと、使用者が操作する制限解除スイッチ４０Ａと、を備える。
【００２３】
制限解除スイッチ４０Ａは、図５に示すように、たとえばダッシュボード７に設けられ、使用者がオン操作を行った場合、制御部２１Ａは以下の制御を行う。すなわち、制御部２１Ａは、制限解除スイッチ４０Ａが操作された場合には、アイドリング状態であっても、ＡＣインバータ１０からの交流電流の出力を制限しない。したがって、制御部２１Ａは、内燃機関状態取得部２２が取得した内燃機関２の動作状態が動作中であり、かつ、走行状態取得部２３が取得した車両１の走行状態が停車中である場合であっても出力を制限しない。制御部２１Ａは、一旦ＡＣインバータ１０からの交流電流の出力を制限することとなっても、使用者が制限解除スイッチ４０Ａのオン操作を行った場合、ＡＣインバータ１０からの交流電流の出力を制限することを止める、すなわち制限を解除する。こうすることで、アイドリング状態において、使用者が意図してＡＣインバータ１０からの交流電流の出力を制限しない場合は、その意図に従い出力を制限しないようにすることができる。
【００２４】
通知部５０Ａは、図５に示すように、たとえばダッシュボード７の制限解除スイッチ４０Ａの近傍に設けられ、制御部２１Ａの以下のような制御により点灯・消灯するランプである。制御部２１Ａは、ＡＣインバータ１０からの交流電流の出力を制限した後アイドリング状態ではなくなった場合、ＡＣインバータ１０からの交流電流の出力を制限しなくなったことを使用者に示す通知を行う。すなわち、制御部２１Ａは、ＡＣインバータ１０からの交流電流の出力を制限した後、内燃機関状態取得部２２が取得した内燃機関２の動作状態が停止中になった場合、または、走行状態取得部２３が取得した車両１の走行状態が走行中になった場合、制限しなくなったことを示す通知を行うように通知部５０Ａに送信する。これによれば、使用者が制限解除スイッチ４０Ａをオン操作することなく、ＡＣインバータ１０からの交流電流の出力を制限する状態から制限しない状態になった時、そのことを使用者に通知することができる。
【００２５】
図６を参照し、交流電流制御装置１００Ａにおける状態遷移を説明する。大きなレベルでの状態は、車両１のイグニションスイッチ３とメインスイッチ３２の状態によるものであり、両方ともオフ状態にある場合ＡＣインバータ１０は停止状態であり、両方ともオン状態にある場合ＡＣインバータ１０は動作状態である。ＡＣインバータ１０が動作状態にあるとは、給電回路４からの直流電流を交流電流として出力できる状態にあることを言う。
【００２６】
ＡＣインバータ１０が動作状態である場合、出力制限なしの状態と出力制限ありの状態の２つの状態がある。出力制限なしの状態から出力制限ありの状態に移るのは、内燃機関２が動作中で、車両１が停車した場合である。逆に、出力制限ありの状態から出力制限なしの状態に移るのは、制限解除スイッチ４０Ａがオン操作されるか、車両１が停車した場合か、内燃機関２が停止した場合である。
【００２７】
使用者が乗車し、車両１のイグニションスイッチ３がオンされてかつ内燃機関２が動作した場合、まずアイドリング状態になるから制限解除スイッチ４０Ａがオンでない限り、出力制限あり状態になる。また、信号などで停車しアイドリング状態になる場合も制限解除スイッチ４０Ａがオンでない限り、出力制限あり状態になる。このように、アイドリング状態にある時に、ＡＣインバータ１０からの交流電流の出力を制限することで、発電機６からの電力の使用を抑えることができ、環境に対する負荷を小さくすることができる。なお、本発明は、東京都が制定する「都民の健康と安全を確保する環境に関する条例」の規定（第５２条〜第５４条）にも資するものである。
【００２８】
なお、本発明は、例示した実施例に限定するものではなく、特許請求の範囲の各項に記載された内容から逸脱しない範囲の構成による実施が可能である。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
【符号の説明】
【００２９】
１      車両
２      内燃機関
３      イグニションスイッチ
４      給電回路
５      バッテリ
６      発電機
７      ダッシュボード
１００  交流電流制御装置
１０    ＡＣインバータ
２０    電子制御装置（ＥＣＵ）
２１    制御部
２２    内燃機関状態取得部
２３    走行状態取得部
３０    ＡＣアウトレット
３１    コンセント
３２    メインスイッチ
４０    制限解除スイッチ
５０    通知部
【図１】
0006320362.tif 000002
【図２】
0006320362.tif 000003
【図３】
0006320362.tif 000004
【図４】
0006320362.tif 000005
【図５】
0006320362.tif 000006
【図６】
0006320362.tif 000007