JP6320362B2 - AC current controller - Google Patents
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Description
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。 The present invention relates to an alternating current control device and an alternating current control method.
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。 Recently, in order to be able to use electrical appliances that are used as commercial AC power while riding in a vehicle, an outlet for outputting AC to the vehicle may be provided. On the other hand, a battery or a generator that outputs a direct current is provided in the vehicle. The direct current is supplied to an electric load or used for charging a battery, and a DC / AC inverter (simply an AC inverter) is provided in the vehicle, and the AC inverter converts the direct current into an alternating current. Is output from.
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。
For example,
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。
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。
When the internal combustion engine is started and the generator is operated by operating the generator while the vehicle is stopped and the AC current is supplied to the outlet, the AC current is supplied based on the result of consuming only the fuel. . On the other hand, when the alternating current is supplied to the outlet only by the electric power from the battery without operating the generator while the vehicle is stopped, the alternating current is supplied based on the electric power charged in the battery. The power charged in the battery includes power charged from a generator based on fuel consumption, regenerative power charged from the generator when the vehicle is decelerated, power charged from a commercial AC power source, and the like. For this reason, the electric power supplied from the battery while the vehicle is stopped has a smaller environmental load than the electric power obtained by starting the internal combustion engine and consuming the fuel from the generator. In the idling state where the internal combustion engine is operating and the generator is generating power, the viewpoint of reducing the load on the environment is lacking in the power supply device such as the AC inverter.
Therefore, the present invention provides an alternating current control device and an alternating current control method that reduce the load on the environment.
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。
In order to solve the above problems, an AC inverter that converts a direct current from a power supply circuit included in a vehicle having an internal combustion engine into an alternating current, an internal combustion engine state acquisition unit that acquires an operating state of the internal combustion engine, and a traveling state of the vehicle And a control unit that controls the output of the alternating current from the AC inverter based on the operating state acquired by the internal combustion engine state acquisition unit and the driving state acquired by the driving state acquisition unit, When the operation state of the internal combustion engine acquired by the internal combustion engine state acquisition unit is stopped, or when the traveling state of the vehicle acquired by the traveling state acquisition unit is traveling, the control unit Is normally output, the operation state of the internal combustion engine acquired by the internal combustion engine state acquisition unit is operating, and the vehicle driving state acquired by the driving state acquisition unit is Limiting the output of the alternating current from the AC inverter to be less than the force, alternating current control device is provided.
According to this, in an idling state where the internal combustion engine is operating and the generator is generating power, it is possible to provide an alternating current control device that reduces the load on the environment by limiting the output of alternating current from the AC inverter.
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。
In addition, when the control unit further restricts the output of the alternating current from the AC inverter, after the operation state of the internal combustion engine acquired by the internal combustion engine state acquisition unit is stopped Or, when the traveling state of the vehicle acquired by the traveling state acquisition unit becomes traveling, it is transmitted to the notification unit so as to perform notification indicating that the output of the alternating current from the AC inverter is not restricted. It may be a feature.
According to this, it is possible to notify the user that the state where the output of the alternating current from the AC inverter is restricted is changed to the state where it is not restricted.
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。
Furthermore, the control unit further includes a restriction release switch operated by the user, and when the restriction release switch is operated, the operation state of the internal combustion engine acquired by the internal combustion engine state acquisition unit is in operation, and Even when the traveling state of the vehicle acquired by the traveling state acquisition unit is stopped, the output of the alternating current from the AC inverter may not be limited.
According to this, in the idling state, when the user does not intentionally limit the output of the AC current from the AC inverter, an AC current control device that does not limit can be provided.
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。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide an alternating current control device and an alternating current control method that reduce the load on the environment.
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。
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
<First Example>
With reference to FIG. 1, the alternating
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。
The AC
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。
The internal combustion engine state acquisition unit 22 acquires an operation state indicating whether the
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。
The
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。
In S104, the
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。
When the
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。
When the operation state of the
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。
When the
<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。
<Second Example>
With reference to FIGS. 4-6, the alternating
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。
The AC
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。
As illustrated in FIG. 5, the
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。
As shown in FIG. 5, the notification unit 50A is a lamp that is provided in the vicinity of the
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。
With reference to FIG. 6, the state transition in 100 A of alternating current control apparatuses is demonstrated. The state at the large level is due to the state of the ignition switch 3 and the
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。
When the
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。
When the user gets on and the ignition switch 3 of the
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。 In addition, this invention is not limited to the illustrated Example, The implementation by the structure of the range which does not deviate from the content described in each item of a claim is possible. That is, although the present invention has been particularly illustrated and described with respect to particular embodiments, it should be understood that the present invention has been described in terms of quantity, quantity, and amount without departing from the scope and spirit of the present invention. In other detailed configurations, various modifications can be made by those skilled in the art.
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
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (3)
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。 An AC inverter that converts a direct current from a power supply circuit included in a vehicle having an internal combustion engine into an alternating current;
An internal combustion engine state acquisition unit for acquiring an operation state of the internal combustion engine;
A traveling state acquisition unit that acquires a traveling state of the vehicle;
A control unit for controlling the output of alternating current from the AC inverter based on the operating state acquired by the internal combustion engine state acquiring unit and the traveling state acquired by the traveling state acquiring unit;
With
The controller is
When the operation state of the internal combustion engine acquired by the internal combustion engine state acquisition unit is stopped, or when the traveling state of the vehicle acquired by the traveling state acquisition unit is traveling, the alternating current from the AC inverter Normal output current,
When the operation state of the internal combustion engine acquired by the internal combustion engine state acquisition unit is in operation, and the traveling state of the vehicle acquired by the traveling state acquisition unit is stopped, the output is less than the normal output. To limit the output of alternating current from the AC inverter,
AC current control device.
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。 A notification unit for notifying a user;
The control unit restricts the output of alternating current from the AC inverter, and then the operation state of the internal combustion engine acquired by the internal combustion engine state acquisition unit is stopped, or the traveling state acquisition unit When the acquired traveling state of the vehicle is traveling, the notification is transmitted to the notification unit so as to perform notification indicating that the output of the alternating current from the AC inverter is not restricted. 2. The alternating current control device according to 1.
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。 A restriction release switch that is operated by the user is further provided.
When the restriction release switch is operated, the control unit is operating in the operation state of the internal combustion engine acquired by the internal combustion engine state acquisition unit, and the vehicle acquired by the travel state acquisition unit 3. The alternating current control device according to claim 1, wherein the alternating current output from the AC inverter is not limited even when the traveling state of the vehicle is stopped. 4.
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