JP2880197B2 - Ｏａ機器用車載インバータ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、OA機器用車載インバータ装置に係り、車に
載せたOA機器に対する電源供給に利用できる。

〔背景技術〕

従来より、直流を交流に変換するインバータ装置があ
り、このインバータ装置がコンピュータ等の無停電電源
装置等を構成する装置の一つとして利用されている。こ
のような無停電電源装置には、他に、整流装置や蓄電池
等が備えられ、通常時に電力会社等の電力によってこの
蓄電池が充電され、停電時に、この蓄電池に蓄えられた
直流電力をインバータ装置が交流に変換する。この無停
電電源装置によって、電力会社からの電力供給の有無に
係わらずコンピュータを作動させることが可能になっ
た。

一方、近年のOA機器の普及により、電力会社から電力
が供給される屋内だけでなく、このような電力が供給さ
れない屋外、例えば、自動車の中等でもOA機器を使用し
たいという要望が生じている。

この要望に対して、自動車等の直流電気系にインバー
タ装置を接続して、この直流電気系から得られる電力を
インバータ装置で交流に変換してOA機器等を作動させる
ことが考えられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、車の蓄電池系から直接とれる電力は、
車の走行系に必要な電力を除くと、余裕がほとんどない
のが実状である。

このため、前述のようにしてOA機器等を作動させよう
とすると、電源容量が小さく、インバータの入力インピ
ーダンスが高いので、自動車の発電機等からの電気的ノ
イズがインバータ回路を通ってOA機器側、例えば、CRT
ディスプレイ装置等に作用し、その画面が乱される等、
このノイズがOA機器に悪影響を与えるという問題があっ
た。

また、車に載せたOA機器の電源を入れたまま放置する
と、自動車のエンジンに無用の負荷をかけたり、車の蓄
電池（カーバッテリ）を過放電させる可能性があるとい
う問題点もある。

本発明の目的は、自動車が発生するノイズを遮断で
き、かつ、無用のエンジン負荷等を防止できてOA機器用
として使用可能な車載インバータ装置を提供するにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、所定容量の蓄電池がノイズを遮断するフィ
ルターとして機能することに着目し、かつ、所定の信号
が入力されない場合には、所定時間経過後にインバータ
回路を停止させるようにしてなされたものである。

具体的には、インバータ装置のインバータ回路の直流
電源入力側に並列接続される所定容量の蓄電池を備え、
かつ、前記OA機器側に、OA機器の作動により所定時間毎
にリセット信号を出力するタイマーリセット手段を備え
るとともに、前記インバータ回路に、前記タイマーリセ
ット手段のリセット信号または手動のセット信号の入力
後所定時間の経過によってこのインバータ回路を停止さ
せるタイマー回路を設けてOA機器用車載インバータ装置
を構成するものである。

この際、前記タイマーリセット手段としては、ソフト
ウェアを含んで構成されるもの、もしくは、ハードウェ
アのみで構成されるものが採用できる。

〔作用〕

このような本発明では、自動車の発電機の発電時に、
前記インバータ回路が自動車の直流電力を交流に変換し
てOA機器に供給するとともに、前記蓄電池が自動車から
の直流電力を蓄える。この際、この蓄電池がコンデンサ
として機能するので、周波数の高い電気的ノイズが蓄電
池側にバイパスされる。これにより自動車の発生するノ
イズがインバータ回路側に伝達されず、ノイズの遮断が
行われてOA機器が正常に作動する。

一方、自動車の発電機停止時には、蓄電池に蓄えられ
た直流電力をインバータ回路が交流に変換してOA機器に
供給する。

このように、自動車の発電機の運転状態に関係なくOA
機器に電力を供給する。

また、OA機器の作動中においは、タイマーリセット手
段が所定時間毎にタイマー回路をリセットするので、前
記インバータ装置が連続的にOA機器に電力を供給する。
一方、OA機器が停止すると、タイマー回路がタイマーリ
セット手段によってリセットされないので、最後のリセ
ット信号の入力後所定時間が経過するとインバータ回路
を自動的に停止させる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図および第２図には、本発明の第１実施例が示さ
れている。第１図において、本実施例のインバータ装置
30が自動車の発電機11および鉛蓄電池12等からなる直流
電気系10の出力側に接続されている。このインバータ装
置30は、この直流電気系10が発生する直流電力を交流に
変換し、出力側に接続されるOA機器20に交流電力を供給
する。

このインバータ装置30には、電源入力コネクタ32が設
けられ、この電源入力コネクタ32に鉛蓄電池12の各電極
14A,14Bが電源ケーブル13を介して接続される。前記電
源入力コネクタ32の一方の端子32Aには、フューズ33、
短絡時の保護抵抗34、発光ダイオード35およびメインス
イッチ36が直列に接続される。

このメインスイッチ36の負荷側および電源入力コネク
タ32のもう一方の端子32Bの負荷側にインバータ回路40
の入力側が接続され、さらに、このインバータ回路40と
並列に蓄電池パック38が端子37A,37Bを介して接続され
ている。

この蓄電池パック38は、端子38A,38B、ブレーカ38Cお
よび複数の蓄電池38Dから構成され、所定の電気蓄積容
量を有する。これらの複数の蓄電池38Dは、前記発電機1
1で発生する電気的ノイズを遮断するフィルターとな
る。

前記端子37A,37Bは、インバータ装置30の外部に露出
される非常用電源出力コネクタ39に接続される。この非
常用電源出力コネクタ39には、ブースターケーブル（図
示せず）が接続可能となっている。これにより、前記鉛
蓄電池12が放電しきった際に、前記蓄電池パック38が自
動車のスタータ等にブースターケーブルを介して接続可
能とされている。

前記インバータ回路40には、入力側にパルス幅変調回
路を有する制御回路41が備えられている。この制御回路
41には、電源入力O,Q、制御入力Ｕおよび制御出力P,Nが
備えられている。制御回路41の電源入力O,Qがそれぞれ
前記スイッチ36等を介して端子32Aおよび端子32Bに接続
されている。これらの電源入力O,Qには、この間の電圧
が所定電圧値以下になると異常信号を出力する電圧検出
回路42が接続される。この電圧検出回路42は、出力Ｅよ
り前記異常信号を出力し、この出力Ｅに電圧低下警報回
路43の入力側が接続される。この電圧低下警報回路43に
は、ブザー等の警報音を発生する装置が内蔵され、前記
異常信号の入力により警報音を発生する。

前記制御入力Ｕには、後述するフリップフロップ回路
48から出力されるＨおよびＬの二種類の信号が入力され
る。制御回路41は、Ｈ信号入力時に作動し、Ｌ信号入力
時に停止する。また、制御回路41の作動により制御出力
P,Nからパルス幅変調されたパルス信号が交互に出力さ
れる。この際、制御出力P,Nからの出力は、一定周期、
例えば、1/50秒または1/60秒毎に出力される。

前記制御出力P,Nには、トランジスタ44のベースB1お
よびトランジスタ45のベースB2がそれぞれ接続され、こ
れらのトランジスタ44,45の負荷側に一次巻き線46Aおよ
び二次巻き線46Bを備えた昇圧トランス46が配置されて
いる。この昇圧トランス46の一次巻き線46Aの一端に
は、前記トランジスタ44のコレクタC1が接続され、他端
には、トランジスタ45のコレクタC2が接続されている。
トランジスタ44,45のエミッタE1,E2は、前記制御回路41
の一方の電源入力Ｑ側に接続される。この制御回路41の
他方の電源入力Ｏ側には、前記昇圧トランス46の一次巻
き線46Aの中央から取り出されたタップ46Cが接続され
る。この昇圧トランス46の二次巻き線46Bは、二つの電
源出力コネクタ47に接続され、これらの電源出力コネク
タ47にOA機器20の電源プラグ21等が差し込まれる。

前記制御回路41の制御入力Ｕには、前述のように、こ
の制御回路41にH,L信号を与えるフリップフロップ回路
（以下FF回路と記す）48の出力Ｖが接続される。このFF
回路48には、セット入力S1およびリセット入力R1が備え
られている。このセット入力S1の信号受信に対してFF回
路48は、出力ＶにＨ信号を出力し、一方、リセット入力
R1の信号受信に対しては、出力ＶにＬ信号を出力する。

このリセット入力R1には、タイマー回路49の出力Ｗが
接続される。このタイマー回路49には、セット入力S2お
よびリセット入力R2が備えられている。これらのセット
入力S2あるいはリセット入力R2の信号受信に対してタイ
マー回路49の内部のタイマーが起動される。これらの信
号受信後、タイマー回路49は、予め設定された所定時間
の経過により出力Ｗに信号を出力する。また、この所定
時間が経過する前に、セット入力S2あるいはリセット入
力R2に信号が再度受信されると内部のタイマーがリセッ
トされる。

この際、タイマー回路49の時間の設定としては、OA機
器20が立ち上がるのに十分な時間、例えば、10〜30秒程
度以上に設定される。

前記タイマー回路49のセット入力S2は、スイッチコネ
クタ50の端子50Aに接続される。このスイッチコネクタ5
0は、端子50Aの他に端子50Bおよびアース端子50Cを備
え、端子50A,50Bは、前記FF回路48のセット入力S1およ
びリセット入力R1にそれぞれ接続される。スイッチコネ
クタ50には、スイッチ回路51が着脱可能に接続され、こ
のスイッチ回路51は、OA機器20の近傍に配置され、ONボ
タン51AおよびOFFボタン51Bが備えられている。

前記タイマー回路49のリセット入力R2には、OA機器20
からのリセット信号を出力するI/Oインターフェイス回
路（以下I/O回路と記す）52の出力Ｇが接続される。こ
のI/O回路52には、入力Ｆが備えられ、この入力Ｆに前
記電圧検出回路42の出力Ｅが接続される。

前記I/O回路52のOA機器20側には、RS−232−ＣやRS−
422等のシリアルインターフェイス回路（以下SI/F回路
と記す）53が接続される。このSI/F回路53は、インバー
タ装置30のコネクタ54に接続され、このコネクタ54に対
してOA機器20からのコネクタ22が着脱可能に接続され
る。これらのSI/F回路53およびコネクタ54を介して電圧
検出回路42およびタイマー回路49に接続されたI/O回路5
2は、OA機器20へ前記異常信号を送信可能とされ、OA機
器20からのタイマーリセット信号を受信可能とされてい
る。

前記コネクタ22に接続されるOA機器20は、電源回路23
も電源プラグ21を介して前述のようにインバータ装置30
に接続される。この電源回路23は、OA機器20のCPU24お
よびCPU24に接続される周辺機器に電力を供給する。こ
の周辺機器としてCRT等のディスプレイ装置25Aおよびキ
イボード等の入力手段25Bが備えられている。

前記CPU24がバスライン26を介してインバータ装置30
のSI/F回路53と接続可能なSI/F回路27に接続される。ま
た、このCPU24には、RAMやROM等の記憶装置が内蔵さ
れ、この記憶装置にOA機器20としての動作を実行させる
プログラム等とともにタイマーリセットプログラムおよ
び終結処理実行プログラムが収納されている。

これらのタイマーリセットプログラムおよび終結処理
実行プログラムは、OA機器20の起動とともにCPU24に読
み込まれ、一方のタイマーリセットプログラムとCPU24
とでタイマーリセット手段が構成される。このタイマー
リセット手段がOA機器の作動によって所定時間毎にタイ
マーリセット信号を出力する。この所定時間としては、
インバータ装置30のタイマー回路49に設定された所定時
間よりも短い時間が設定される。

また、他方の終結処理実行プログラムとCPU24とで終
結処理実行手段が構成される。この終結処理実行手段が
インバータ装置30に内蔵された電圧検出回路42の異常信
号の出力により起動され、インバータ装置30の出力電圧
が低下してOA機器20が正常に作動できなくなる前に、前
記CPU24で処理中のファイルをセーブする等のファイル
保護が行われる。

第２図には、インバータ装置30の外観が示されてい
る。第２図において、インバータ装置30の前面に設けら
れたパネル31には、その上方からフューズ33を収納した
フューズホルダ33A、メインスイッチ36、発光ダイオー
ド35、スイッチコネクタ50、二つの電源出力コネクタ4
7、電源入力コネクタ32および非常用電源出力コネクタ3
9が設けられている。

次に、本実施例の動作を説明する。

予め、OA機器20側の電源スイッチをONの状態にしてお
く。この状態で、OA機器20の近傍に配置されたスイッチ
回路51のONボタン51Aを押す。ONボタン51Aの接点が閉じ
たことによって、インバータ装置30のFF回路48およびタ
イマー回路49がセットされる。このセットによって、タ
イマー回路49が内部のタイマーを作動させ、FF回路48が
制御回路41にＨ信号を出力する。

このＨ信号の受信により制御回路41によりトランジス
タ44,45にパルス幅変調された制御信号が入力される。
この制御信号に従って、トランジスタ44,45が駆動され
て、昇圧トランス46の一次巻き線46Aにパルス幅変調さ
れた直流電圧が加わる。このパルス幅変調された直流電
圧は、昇圧トランス46によって高周波成分が除去され、
かつ、昇圧される。この結果、二次巻き線46Bの両端に
交流があらわれる。この交流電力がOA機器20に供給され
る。

この交流電力の供給によりOA機器20のCPU24が作動
し、タイマーリセット手段が作動する。タイマーリセッ
ト手段は、インバータ装置30のタイマー回路49に設定さ
れた所定時間が経過する前に、SI/F回路27,53、I/O回路
52を介してタイマー回路49をリセットする。このリセッ
トがOA機器20の作動中常に繰り返され、インバータ装置
30のOA機器20に対する電源供給が連続的に行われる。

この際、発電機11で発生する周波数の高い電気的ノイ
ズがインバータ装置30の端子32A,32Bに到達しても、蓄
電池パック38の蓄電池38Dがコンデンサとして機能し、
前記ノイズが蓄電池38D側にバイパスされる。このた
め、ノイズがインバータ回路40側に到達せず、ノイズの
遮断がなされることとなる。

また、蓄電池パック38の蓄電池38Dの異常等によって
インバータ装置30の入力側の電圧、すなわち、制御回路
41の電源入力O,Q間の電圧が低下すると、電圧検出回路4
2が異常信号を出力する。この異常信号は、SI/F回路27,
53、I/O回路52を経由してOA機器20のCPU24に受信され
る。異常信号の受信により終結処理実行手段が起動さ
れ、前記CPU24で処理中のファイルをセーブする等のフ
ァイルの保護等が行われる。インバータ装置30の出力側
の電圧が低くなりOA機器20が正常に作動できなくなる前
に、ファイル等が保護された状態でOA機器20が自動的に
停止される。

また、OA機器20を使い終わった際には、スイッチ回路
51のOFFボタン51Bを押し、FF回路48よりＬ信号を出力さ
せてインバータ装置30を停止させる。

一方、OA機器20を使用しない場合には、必要に応じて
自動車の直流電気系10により、蓄電池パック38の充電を
行う。

前述のような実施例によれば、次のような効果があ
る。

すなわち、インバータ装置30には、インバータ回路40
の入力側に蓄電池38Dを有する蓄電池パック38が並列接
続されているため、この蓄電池パック38の蓄電池38Dが
ノイズフィルターとして作用し、自動車の発電機11等で
発生する電気的ノイズを遮断することができる。しか
も、前記蓄電池パック38は、鉛蓄電池12のOA機器20に対
する蓄電容量不足を補うことができる。

前記蓄電池パック38の放電等によりインバータ回路40
の入力電圧が徐々に低下しても、電圧低下によりOA機器
20を正常に作動させることが不可能になる前に終結処理
実行手段が起動するので、OA機器20の内部に蓄えられた
ファイルの破壊を未然に防ぐことができる。

インバータ装置30は、OA機器20のタイマーリセット手
段によってOA機器20と連動して作動でき、OA機器20の連
続作動・停止に応じて、インバータ装置30の連続作動・
自動停止ができる。このため、自動車の直流電気系10
は、無用の負荷を負わされることがなく、無駄な燃料の
消費を防ぐことができる。

昇圧トランス46がトランジスタ44,45の出力を昇圧し
ているので、発電機11等が発生するノイズをこのトラン
ス46でも遮断することができる。従って、蓄電池パック
38および昇圧トランス46で二重のノイズ遮蔽をすること
ができ、極めて低ノイズの電源とできる。

SI/F回路27,53を介してOA機器20およびインバータ装
置30を接続したので、取り回しが煩雑なバスライン26の
外部配線がなくなり、配線処理が容易となる。また、RS
−232−Ｃは、市販のOA機器20に標準装備されているの
で、OA機器20の改造を不要とできる。

インバータ装置30に備えられた非常用電源出力コネク
タ39には、ブースターケーブルが接続可能なので、自動
車の鉛蓄電池12が放電しきった際には、このブースター
ケーブルを介してエンジンをスタートできる。

第３図には、本発明の第２実施例が示されている。本
実施例は、前記第１実施例の蓄電池パック38がインバー
タ装置30本体から分離されて別置き型にされたものであ
る。この第２実施例における回路は、前記第１実施例の
回路構成に加えて、第１図において二点鎖線で囲まれた
電力検出回路60、電力表示回路61および電圧表示回路62
を追加されている。

すなわち、本実施例のインバータ装置30は、蓄電池パ
ック38が別置き型にされ、第３図に示されるようなイン
バータ装置本体30Aが自動車内部のコンソールパネルに
カーステレオのように設置可能にされている。このイン
バータ装置本体30Aの正面には、第３図に示されるよう
に、７セグメントの発光ダイオード表示器を三個備えた
電力表示回路61が右上に配置され、この電力表示回路61
の左側に電圧を10段階に表示可能なよう10個の発光ダイ
オードを備えた電圧表示回路62が配置されている。

前記インバータ装置本体30Aと蓄電池パック38とは、
端子37A,37Bおよび端子38A,38Bをそれぞれ接続するケー
ブルで結ばれる。このケーブルが蓄電池パック38に対し
て着脱自在とされ、この蓄電池パック38は、単体で自動
車の外部へ運び出すことが可能とされている。

また、第１図に示されるように、前記電力検出回路60
が二次巻き線46Bの両端に接続され、スイッチ60Aの切替
えによってインバータ装置30から供給される交流電力が
測定可能とされている。測定された交流電力は、電力検
出回路60に接続された電力表示回路61で読み取ることが
できる。さらに、前記電圧表示回路62が電圧検出回路42
の両端に接続され、インバータ回路40に加わる電圧が表
示可能とされている。

このような本実施例においても前記第１実施例と同様
な作用、効果を奏することができる他、蓄電池パック38
の電圧が電圧表示回路62で表示され、充電の必要性が一
目で判り、かつ、蓄電池パック38が単体で自動車の外部
へ運び出せるので、市販の充電機等による蓄電池パック
38の充電が容易かつ適時に行え、しかも古くなった蓄電
池パック38を容易に交換できるという効果も付加でき
る。

なお、本発明は前述の各実施例に限定されるものでは
なく、次に示すような変形等を含むものである。

すなわち、制御回路41の制御出力O,Qには、トランジ
スタ44,45が接続されたが、トランジスタに限らず、例
えば、GTOサイリスタ等でもよく、要するに、電力を制
御可能なスイッチング素子であればよい。

I/O回路52は、SI/F回路53,27を介してバスライン26に
接続されたが、SI/F回路53,27を設けずに直接バスライ
ン26に接続してもよい。この際、I/O回路52をOA機器20
側に設け、電圧検出回路42の出力Ｅおよびタイマー49の
リセット入力R2とI/O回路52の入力Ｆおよび出力Ｇとを
それぞれ普通の電線等で接続してもよい。インバータ装
置30は、昇圧トランス46が備えられたものに限らず、イ
ンバータ回路40の入力側に入力電圧を昇圧するDC−CDコ
ンバータが備えられ、出力側にコンデンサー等からなる
平滑回路が備えられたものでもよい。このようにすれ
ば、重い昇圧トランス46を省くことができ、インバータ
装置30を軽量化できるという効果を付加できる。

インバータ装置30には、複数の蓄電池38Dを備えた蓄
電池パック38が備えられたが、一個の所定容量の蓄電池
を備えてインバータ装置30を構成してもよく、蓄電池の
個数および種類は限定しない。また、端子32A,32Bに接
続されるのは、自動車の直流電気系10に限らず、他の直
流電源等でもよく、例えば、太陽電池でもよい。太陽電
池を接続すれば、発電機11の停止時にも日射により直流
電力を得ることができ、太陽エネルギーをOA機器20の作
動や蓄電池38Dの充電に利用できる。この際、OA機器20
の作動中に日が陰っても蓄電池パック38によって一定の
電圧を保つことができるので、不安定な太陽エネルギー
を有効に活用できるという効果を付加できる。

前述のタイマーリセット手段は、ソフトウェアを含ん
で構成されたが、所定間隔毎にパルス信号を発振する発
振器等からなるハードウェアのみでタイマーリセット手
段を構成してもよい。例えば、前記発振器としてマルチ
バイブレータを用い、このマルチバイブレータの電源端
子をOA機器20の電源回路23に接続し、OA機器20の電源ス
イッチのON/OFFによって前記マルチバイブレータを起動
／停止させる。このマルチバイブレータの起動によって
パルス信号を所定時間毎に出力させ、このパルス信号で
タイマー回路49をリセットしてもよい。

また、蓄電池パック38をニッケルカドミウム電池で構
成し、家庭電源で充電できるようにしてもよい。この
際、家庭電源とシガレットライタ等の自動車電源とを切
換えて充電しうるようにしてもよい。

〔発明の効果〕

前述のように、本発明のOA機器用車載インバータ装置
によれば、自動車が発生するノイズを遮断することがで
き、OA機器を正常動作させることができ、しかも自動車
への無用の負荷や蓄電池の過放電等を防止できるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の回路構成を示す回路図、
第２図は本発明の第１実施例の外観図、第３図は本発明
の第２実施例の外観図である。 10…自動車の直流電気系、20…OA機器、28…タイマーリ
セット手段、30…インバータ装置、38…蓄電池パック、
40…インバータ回路、49…タイマー回路。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車に載せたOA機器に電力を供給するOA機器
   用車載インバータ装置であって、このインバータ装置の
   インバータ回路の直流電源入力側に並列接続される所定
   容量の蓄電池が備えられるとともに、前記OA機器側に
   は、OA機器の作動により所定時間毎にリセット信号を出
   力するタイマーリセット手段が備えられ、かつ、前記イ
   ンバータ回路には、前記タイマーリセット手段のリセッ
   ト信号または手動のセット信号の入力後所定時間の経過
   によってこのインバータ回路を停止させるタイマー回路
   が設けられていることを特徴とするOA機器用車載インバ
   ータ装置。