JP2000299988A - 車両用商用電源装置 - Google Patents

車両用商用電源装置

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JP2000299988A
JP2000299988A JP11102449A JP10244999A JP2000299988A JP 2000299988 A JP2000299988 A JP 2000299988A JP 11102449 A JP11102449 A JP 11102449A JP 10244999 A JP10244999 A JP 10244999A JP 2000299988 A JP2000299988 A JP 2000299988A
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JP
Japan
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power supply
commercial power
inverter
zero
voltage
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JP11102449A
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English (en)
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Hiroshi Sanada
洋 真田
Yoshitaka Nagakusa
善孝 長草
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Kanto Jidosha Kogyo KK
Toyota Motor East Japan Inc
Original Assignee
Kanto Jidosha Kogyo KK
Kanto Auto Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両用商用電源装置において、コンセントを
インバータ及び商用電源に共用可能にし、電源電圧の変
動無しで自動切換可能にする。 【解決手段】 商用電源及びインバータ10に共通の電
源出力用コンセント1と、双方の電源電圧の一方をコン
セント1に供給する切換スイッチ11と、商用電源電圧
のゼロクロス時点を検出するゼロクロス検出手段12
と、インバータ電源電圧のゼロクロス検出手段13と、
商用電源が入力せず、インバータ10が作動する場合に
はその電源電圧を供給し、商用電源が入力し、インバー
タ10が非作動の場合には前者を供給し、インバータ1
0が作動している状態で商用電源が入力した場合には双
方のゼロクロス検出手段12、13が負電圧から又は正
電圧からのいずれか一方のゼロクロス時点を同時に検出
した時点から前者を供給し、商用電源が入力している状
態でインバータ10が作動した場合には双方のゼロクロ
ス検出手段12、13がゼロクロス時点を同時に検出し
た時点から後者を供給するように、切換スイッチ11を
制御する切換制御手段14とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車室外の商用電源
及び車室内で商用電源に相当する電源電圧を発生するイ
ンバータで給電される電源出力用コンセントが設けられ
ている車両用商用電源装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】この種の車両用商用電源装置としては、
バッテリ電圧を商用電源電圧に相当する交流電圧に変換
するインバータを搭載すると共に、その出力用コンセン
トと、停車中に車室外から商用電源を引込んで給電する
外部電源用コンセントが用意されているのが周知であ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】これにより、停車中に
はバッテリを消耗させずに車室外の商用電源を利用でき
るが、独立に2個のコンセントを設ける必要があり、し
たがってその配列面が広くなるだけでなく、どちらに給
電されているかを確認する必要があり、間違えると給電
されないことになっていた。
【0004】本発明は、このような点に鑑みて、共通の
コンセントをインバータ及び商用電源に共用可能にし、
しかも給電される電源電圧の変動を抑制して自動切換可
能な車両用商用電源装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、この目的を達
成するために、請求項1により、車室外の商用電源及び
車室内でバッテリを電源として商用電源に対して僅かに
ずれた周波数で同一電圧の電源電圧を発生するインバー
タの双方を選択的に使用可能にする車両用商用電源装置
において、商用電源及びインバータに対して共通の電源
出力用コンセントと、入力する商用電源及びインバータ
の電源電圧のいずれか一方を選択的に電源出力用コンセ
ントに供給する電源切換手段と、商用電源の電源電圧の
ゼロクロス時点を検出する商用電源用ゼロクロス検出手
段と、インバータの電源電圧のゼロクロス時点を検出す
るインバータ用ゼロクロス検出手段と、商用電源が入力
せず、インバータが作動する場合にはインバータの電源
電圧を供給し、商用電源が入力し、インバータが非作動
の場合には商用電源の電源電圧を供給し、インバータが
作動している状態で商用電源が入力した場合には商用電
源用ゼロクロス検出手段及びインバータ用ゼロクロス検
出手段が負電圧から又は正電圧からのいずれか一方のゼ
ロクロス時点をほぼ同時に検出した時点から商用電源の
電源電圧を供給し、商用電源が入力している状態でイン
バータが作動した場合には商用電源用ゼロクロス検出手
段及びインバータ用ゼロクロス検出手段が負電圧及び正
電圧からのいずれか一方のゼロクロス時点をほぼ同時に
検出した時点からインバータの電源電圧を供給するよう
に、電源切換手段を制御する切換制御手段とを備えたこ
とを特徴とする。
【0006】商用電源用及びインバータ用ゼロクロス検
出手段が双方の電源電圧の負電圧から正電圧又は逆向き
のいずれか一方のゼロクロス時点を検出した時点で、切
換制御手段が電源切換手段を切換作動させることによ
り、共通の電源出力用コンセントから商用電源からイン
バータへ又は逆へ切換られた電源電圧が給電される。電
圧レベルの小さなゼロクロス時点の近辺で切換られるた
めに、瞬断の影響が抑制され、その前後の電圧変動も僅
かで済む。インバータの電源電圧の周波数ずれは、給電
している使用装置を正常に作動させ得、かつ切換により
使用を停止する操作が行われる以前に双方のゼロクロス
時点の一致が得られる周波数に設定される。
【0007】
【発明の実施の形態】図1及び図2を基に本発明の実施
の形態の一例による車両用商用電源装置を説明する。1
は車室内の周辺パネルに設けられた商用電源及び商用電
源相当の電源電圧を出力するインバータ用に共通の電源
出力用コンセントであり、2は車室外に面している商用
電源入力用コンセントである。10は、車両搭載のバッ
テリ3を電源として例えば100V・50Hz及び10
0V・60Hzの商用電源に対して僅かに周波数がずれ
た100V・55Hzの電源電圧を発生するインバータ
である。11は電源切換手段としての動作速度が0.2
ms以内のサイリスタを用いた切換スイッチであり、商
用電源及びインバータ10の電源電圧を入力として切換
制御手段14による制御で電源出力用コンセント1にい
ずれか一方の電源電圧を選択的に供給する。
【0008】12は、商用電源電圧の例えば負電圧から
正電圧に向かうゼロクロス時点を検出する商用電源用ゼ
ロクロス検出手段である。即ち、図2に示すように、商
用電源電圧を取り込んで矩形波整形し、その正の微分波
形を同期信号として発生させる。13は、同じ回路処理
によりインバータ電源電圧の同様にプラス方向のゼロク
ロス時点で同期信号を発生するインバータ用ゼロクロス
検出手段である。
【0009】切換制御手段14は、商用電源及びインバ
ータ10の電源電圧の有無を検知して、商用電源が入力
せず、インバータ10が作動する場合には、インバータ
10の電源電圧を電源出力用コンセント1に供給するよ
うに、切換スイッチ11を切換制御信号を送出して制御
する。商用電源が入力し、インバータ10が非作動の場
合には、商用電源電圧を供給させる。インバータ10が
作動している状態で商用電源の入力を検知した場合に
は、商用電源用ゼロクロス検出手段12及びインバータ
用ゼロクロス検出手段13が発生する同期信号を数ミリ
秒以内の範囲で双方共に検出した時点で切換スイッチ1
1を切換作動させて商用電源電圧を選択させる。商用電
源が入力している状態でインバータ10の作動を検知し
た場合には、同様に双方の同期信号が数ミリ秒以内の範
囲で発生された時点でインバータ電源電圧を選択させ
る。この切換制御手段は、入力する双方の同期信号の時
間差の演算、双方の電源電圧信号の入力状態及び入力順
序の判断、後述の警報信号の発生等を行うようにプログ
ラムされたCPUを用いて構成することが考えられる。
【0010】18はインバータ10の停止操作或は商用
電源の遮断操作が切換動作の終了以前に行われないよう
に、音もしくは点滅発光により切換動作の途中である旨
を警報する警報手段である。即ち、インバータ電源電圧
を検知している状態で商用電源電圧を検知した時点から
切換スイッチ11へ商用電源側への切換制御信号を送出
する迄の間並びに商用電源電圧を検知している状態でイ
ンバータ電源電圧を検知した時点からインバータ10側
への切換制御信号を送出する迄の間切換制御手段14か
ら送出される警報信号に応答して警報を発する。19は
電源出力用コンセント1の近辺に配置されて使用可能な
電源の種類を指示する表示器であり、切換制御手段14
の切換制御信号に応答して、商用電源電圧を意味する
「外部電源」の文字及びインバータ電源電圧の「内部電
源」の文字を内部から選択的に照明する。
【0011】このように構成された車両用商用電源装置
の動作は次の通りである。商用電源が入力していない状
態で、インバータ10が始動されると、切換スイッチ1
1はその電源電圧を選択して電源出力用コンセント1に
供給する。一方、インバータ10が作動していない状態
で、商用電源入力用コンセント2に電源プラグの差し込
みにより商用電源が供給されると、切換スイッチ11は
その電源電圧を選択して電源出力用コンセント1に供給
する。
【0012】商用電源をインバータ10に切換える場
合、その始動操作によりその電源電圧が切換制御手段1
4に入力するのに応答して、商用電源用及びインバータ
用ゼロクロス検出手段12、13から供給される同期信
号がほぼ同時に発生した時点でインバータ10の電源電
圧への切換が行われる。商用電源周波数50Hzに対し
てインバータ10の周波数が55Hzであることによ
り、双方のプラス方向のゼロクロス時点の約2ms以内
の時間差を伴った一致が0.2秒間隔で繰返されるため
に、インバータ10の始動操作後0.2秒以内に切換が
行われる。
【0013】したがって、始動操作後に電源プラグを抜
くのに要する操作時間よりも早く自動的に電源電圧の変
動を抑制した切換動作が終了する。同時に、警報手段1
8の警報により、電源プラグが早く抜かれるのが一層確
実に防止される。実際の切換は切換スイッチ11の動作
速度に対応した瞬断を伴い、かつ周波数の僅かなずれに
対応して切換前後で電圧変動を生じる可能性があるが、
双方の電圧レベルが小さなゼロクロス時点近辺であるた
めに微小の電圧変動で済む。
【0014】逆に、インバータ10の作動状態で商用電
源入力用コンセント2に商用電源が供給されると、その
切換制御手段14への電源電圧の入力に応答して0.2
秒以内に商用電源に切換えられ、インバータ10の停止
操作を行う前にスムーズに切換が行われる。60Hzの
商用電源が入力される場合も、この周波数に対して僅か
にずれた55Hzのプラス方向のゼロクロス時点との一
致が0.2秒以内に生じるために同様なスムーズな切換
動作が自動的に行われる。同様に、警報手段18による
動作途中の警報が行われる。
【0015】尚、インバータの周波数は、50Hz又は
60Hzのみの商用電源の入力を想定する場合、55H
zでなくても、使用装置を電源周波数が変化しても正常
に作動させ得るのを前提にして、双方の電源電圧のゼロ
クロス時点を同時に検出したと見なす時点が商用電源入
力後のインバータの停止操作或はインバータ始動後の商
用電源の遮断操作に通常要する時間よりも遅くならない
程度に大きく、かつ同時検出と見なす双方のゼロクロス
時点の時間差が切換前後の電源電圧変動を許容できる程
度に小さく設定される。例えば、50Hzに対して50
〜55Hz或は45〜50Hzの範囲に設定することが
考えられる。2種類の電源電圧に共通の電源出力用コン
セントは、並列接続して複数個設けることもできる。
【0016】
【発明の効果】請求項1の発明によれば、1個の電源出
力用コンセントから車室外の商用電源及び車室内のイン
バータの電源電圧が選択的に使用可能となる。ずれた周
波数の双方のゼロクロス時点の検出により簡単な回路構
成で同期状態を検出でき、しかもゼロクロス時点近辺で
の小電圧レベルで切換が行われるために瞬断及び切換前
後の電源電圧の不一致に伴う給電される電源電圧の変動
が回避される。請求項2の発明によれば、周波数のずれ
た双方の電源電圧が、インバータの停止操作或は商用電
源の遮断操作上問題の無い時間内に、切換前後の電源電
圧変動が所定範囲に抑制されて同期する。請求項3の発
明によれば、インバータの電源電圧の周波数が55Hz
であることにより、50及び60Hzの2種類の商用電
源に対して操作上で問題のない短時間で電源電圧の変動
を抑制して自動切換が行われ得る。請求項4の発明によ
れば、警報により、インバータの停止操作或は商用電源
の遮断操作が自動切換動作の終了前に行われるのが確実
に防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態による車両用商用電源装置
の回路構成を示す図である。
【図2】同回路の動作を説明する図である。
【符号の説明】
1 電源出力用コンセント 2 商用電源入力用コンセント 11 切換スイッチ
フロントページの続き Fターム(参考) 5G015 FA12 GA07 GA08 HA04 HA15 JA09 JA32 JA34 JA43 JA52 KA12 5H007 AA05 AA12 CC09 DA06 DB01 DB12 DC04 DC05

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車室外の商用電源及び車室内でバッテリ
    を電源として商用電源に対して僅かにずれた周波数で同
    一電圧の電源電圧を発生するインバータの双方を選択的
    に使用可能にする車両用商用電源装置において、 商用電源及びインバータに対して共通の電源出力用コン
    セントと、入力する前記商用電源及び前記インバータの
    電源電圧のいずれか一方を選択的に前記電源出力用コン
    セントに供給する電源切換手段と、前記商用電源の電源
    電圧のゼロクロス時点を検出する商用電源用ゼロクロス
    検出手段と、前記インバータの前記電源電圧のゼロクロ
    ス時点を検出するインバータ用ゼロクロス検出手段と、
    前記商用電源が入力せず、前記インバータが作動する場
    合には前記インバータの前記電源電圧を供給し、前記商
    用電源が入力し、前記インバータが非作動の場合には前
    記商用電源の電源電圧を供給し、前記インバータが作動
    している状態で前記商用電源が入力した場合には前記商
    用電源用ゼロクロス検出手段及び前記インバータ用ゼロ
    クロス検出手段が負電圧から又は正電圧からのいずれか
    一方の前記ゼロクロス時点をほぼ同時に検出した時点か
    ら前記商用電源の前記電源電圧を供給し、前記商用電源
    が入力している状態で前記インバータが作動した場合に
    は前記商用電源用ゼロクロス検出手段及び前記インバー
    タ用ゼロクロス検出手段が負電圧及び正電圧からのいず
    れか一方の前記ゼロクロス時点をほぼ同時に検出した時
    点から前記インバータの前記電源電圧を供給するよう
    に、前記電源切換手段を制御する切換制御手段とを備え
    たことを特徴とする車両用商用電源装置。
  2. 【請求項2】 前記商用電源に対してずれる周波数が、
    ゼロクロス時点をほぼ同時に検出した時点が前記商用電
    源入力後のインバータの停止操作或は前記インバータ始
    動後の前記商用電源の遮断操作に通常要する時間よりも
    遅くならない程度に大きく、かつほぼ同時と見なされた
    前記ゼロクロス時点の時間差が切換前後の電源電圧変動
    を許容できる程度に小さく設定されることを特徴とする
    請求項1の車両用商用電源装置。
  3. 【請求項3】 50及び60Hzの商用電源が入力可能
    であり、インバータの周波数が55Hzであることによ
    り、前記商用電源に対してずれる周波数が5Hzである
    ことを特徴とする請求項2の車両用商用電源装置。
  4. 【請求項4】 インバータが作動している状態で商用電
    源が入力した場合及び前記商用電源が入力している状態
    で前記インバータが作動した場合には電源切換手段によ
    る前記商用電源及び前記インバータの電源電圧への切換
    が終了する間作動する警報手段を備えたことを特徴とす
    る請求項1の車両用商用電源装置。
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