JP2004166344A

JP2004166344A - 充電装置

Info

Publication number: JP2004166344A
Application number: JP2002326988A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Shimizu; 保行清水; Kazuo Shigemi; 和男重見
Original assignee: Atex Co Ltd
Current assignee: Atex Co Ltd
Priority date: 2002-11-11
Filing date: 2002-11-11
Publication date: 2004-06-10

Abstract

【課題】本発明は、リフレッシュ充電時のバッテリ残存容量を放電させる際に、放電用の抵抗器や複雑な充電制御回路を新たに設ける必要がなく、バッテリ充放電の繰り返しによる容量低下不具合を解消可能な、安価で安全な充電装置を提供することを課題とする。
【解決手段】モータ１を駆動するバッテリ２の充電を、交流電源を用いて行う充電装置において、バッテリ２の残存容量を下限値まで強制放電させた後に充電を行うリフレッシュ充電機能と、モータ１の駆動回転を停止保持可能のブレーキ手段３とを備え、リフレッシュ充電機能作動時にモータ１に通電することでバッテリ２の強制放電を行うとともに、強制放電中は前記ブレーキ手段３を制動状態にしてなる充電装置の構成とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動車の充電装置に関し、更に詳しくは、バッテリのメモリ効果による容量低下不具合を解消するリフレッシュ充電機能を備えた充電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平８−２７５４０３号公報
従来より、バッテリのリフレッシュ充電を行う充電装置については、例えば特許文献１に記載の技術が開示されている。これは、バッテリのリフレッシュを行うと同時にバッテリ残存容量を記憶させる残存容量記憶部をゼロクリアすることにより、残存容量の誤差の累積を防止することができ、又、バッテリの残存エネルギーを電源側に回生させることで、放電用抵抗器が不要となる充電装置の技術であり、バッテリの放電は交流電源へ回生することで行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の特許文献１の技術は、バッテリの放電を交流電源へ回生させることにより、交流電源側のエネルギーとして有効に使用することはできるが、直流のバッテリ電流を交流に変換する回路が必要となり、抵抗器を用いるよりも複雑で高価な回路を用いなければならないという不都合があった。
本発明は、リフレッシュ充電時のバッテリ残存容量を放電させる際に、放電用の抵抗器や複雑な充電制御回路を新たに設ける必要がなく、バッテリ充放電の繰り返しによる容量低下不具合を解消可能な、安価で安全な充電装置を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
モータ１を駆動するバッテリ２の充電を、交流電源を用いて行う充電装置において、バッテリ２の残存容量を下限値まで強制放電させた後に充電を行うリフレッシュ充電機能と、モータ１の駆動回転を停止保持可能のブレーキ手段３とを備え、リフレッシュ充電機能作動時にモータ１に通電することでバッテリ２の強制放電を行うとともに、強制放電中は前記ブレーキ手段３を制動状態にしてなる充電装置の構成とする。又、リフレッシュ充電機能が、少なくとも２ヶ所以上のブレーキ手段３が制動状態にある時にのみ作動することを特徴とする。更に、リフレッシュ充電機能が、手動の操作手段４を操作することで作動するか、又は、定期的に自動で作動することを特徴とする。
【０００５】
【発明の作用及び効果】
請求項１の発明にあっては、バッテリ２の残存容量を下限値まで強制放電させた後に充電を行うリフレッシュ充電機能と、モータ１の駆動回転を停止保持可能のブレーキ手段３を備え、リフレッシュ充電機能作動時にモータ１に通電することでバッテリ２の強制放電を行うので、強制放電のための抵抗器や、バッテリ２電流を交流電源側へ回生させる複雑な回路を新たに設ける必要がなく、安価に構成できる。
又、バッテリ２によってモータ１を駆動しているという既存の配線を利用して、バッテリ２の強制放電を行うことができる。
更に、強制放電中はブレーキ手段を制動状態にしてあるので、モータ１が回転せず、安全な放電が可能である。
請求項２の発明にあっては、リフレッシュ充電機能が、少なくとも２箇所以上のブレーキ手段３が制動状態にある時にのみ作動するよう構成しているので、バッテリ２の放電をモータ１への通電によって行う場合にも、通電中のモータ１を確実にロック状態に保持することができ、一つのブレーキ手段３制動が不充分であった場合にも、不用意にモータ１が回転することがなく、安全なリフレッシュ充電ができる。
請求項３の発明にあっては、リフレッシュ充電機能が、手動の操作手段４を操作することで作動するので、使用者が任意のタイミングでリフレッシュ充電を行うことができる。又、定期的に自動で作動可能に構成すれば、適宜のタイミングでリフレッシュ充電機能が自動的に作動するのでバッテリ２管理が容易で、使用者がわずらわしさを感じない。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明を電動車椅子に用いた実施の形態について説明する。図３，図４の電動車椅子の車体前部には左右一対の前輪１０操舵用の操舵軸１１が立設され、その上端に操作ボックス１２とループ状の操舵ハンドル１３を取着してある。操作ボックス１２上面には、変速ダイヤル１４、方向指示器１５操作用のスイッチ１６、ホーンスイッチ１７、バッテリ２残量表示メータ１８を設けてある。操作ボックス１２の手前側面には電源用のキースイッチ１８を設けてあり、その近傍には手動操作によってリフレッシュ充電機能を作動できるリフレッシュボタン３２を設けてある。２０はアクセルレバーであり、操作軸２１を中心に前後に回動し、手前側を押すと前進し、機体前方側を押すと後進する。
【０００７】
車体後部には、前輪１０と略同幅の左右一対の後輪２２を懸架し、該後輪２２を駆動するモータ１やバッテリ２、ギヤボックス２８、充電用のトランス２３等を搭載してあり、リヤカバー２４で覆ってある。
車体の前後中央部のステップ２５下側には、コントローラ２６を搭載してあり、前記リヤカバー２４の上方にはシート２７を設け、操縦者がこのシート２７に座って、前方の操舵ハンドル１３を握って走行させるタイプの電動車椅子である。
【０００８】
後輪２２，２２間のデフ機能を内蔵したギヤボックス２８にはモータ１を取着し、該モータ１には制動用の電磁ブレーキ２９と、モータ１の回転状態を検出する回転センサ３３を付設してある。電磁ブレーキ２９はアクセルレバー２０の操作と連動してあり、アクセルレバー２０を前方又は後方に操作すれば電磁ブレーキ２９が解除して走行可能となり、アクセルレバー２０から手を放せば電磁ブレーキ２９が制動状態となって、モータ１軸の回転を停止させる構成である。
【０００９】
ループ状の操舵ハンドル１３前側には、緊急時の停止用と駐車用のブレーキを兼用する手動の駐車ブレーキ３０を設けてあり、駐車ブレーキ３０の操作状態を検知するリミットスイッチ３１を設けてある。このリミットスイッチ３１は駐車ブレーキ３０レバー近傍に取着してあるが、駐車ブレーキ３０操作の有無を検知できればよいので、取着位置について限定するものではない。又、リミットスイッチ３１以外の検出手段を用いて検出することも可能である。駐車ブレーキ３０レバーは、ギヤボックス２８に取着のメカ式ブレーキとの間をワイヤー３２で連結してあり、駐車ブレーキ３０レバーを握れば後輪２２を制動する構成で、駐車ブレーキ３０レバーには、その握った状態を保持可能のロック機構を設けてある。尚、本発明のブレーキ手段３については、電磁ブレーキ２９やギヤボックス２８に取着のブレーキに限定するものではなく、使用する機器に応じたブレーキ手段３を用いればよい。
【００１０】
図１は、本発明のブロック図であり、コントローラ２６は実施例の電動車椅子の走行制御及び充電制御を一括して行っている。
この電動車椅子は、停車中に電磁ブレーキ２９が制動状態である。又、バッテリ２は１２Ｖ仕様を２個直列に接続してあり、２４Ｖでモータ１を駆動する構成である。この仕様の電動車椅子の、手動操作にてリフレッシュ充電を行う場合を例に、図２のフロー図を参照に説明する。
まず使用者がコンセントをＡＣ１００Ｖ電源に差込むと、ステップＳ１でＡＣ１００Ｖ入力の有無を判断し、入力されていればステップＳ２に進む。この時、手動のリフレッシュボタン３２を押せば次のステップＳ３に進むが、リフレッシュボタン３２を押さない場合には、リフレッシュ機能によるバッテリ２の放電を行わないまま通常の充電モードで充電を行う。ステップＳ３では、駐車ブレーキ３０のリミットスイッチ３１がＯＮであれば電磁ブレーキ２９が制動状態であることを確認して、モータ１へ通電を行う。この通電量は６Ａに設定してあるが、モータ１の回転をロックさせた状態で通電しても、モータ１が焼損したりすることがない最大限の通電を行うよう、適宜の通電量を設定すればよい。ステップＳ３で駐車ブレーキ３０操作の有無を確認する理由は、本発明のリフレッシュ充電機能作動時のバッテリ２放電の際には、モータ１へ通電するため、モータ１出力軸が回転して走行してしまう不都合があるからであり、不用意な走行を確実に防ぐため、モータ１付設の電磁ブレーキ２９と、メカ式の駐車ブレーキ３０とで二重の安全性を確保した構成である。駐車ブレーキ３０が制動状態ではなかった場合には、モータ１への通電は行わず、ステップＳ３で通常の充電モードの充電を行う。
【００１１】
本発明の実施例では、モータ１に通電（例えば６Ａ）を行った後、ステップＳ４でモータ１回転の有無を確認し、もしも、回転センサ３３がモータ１回転を検知すれば、モータ１への通電量を徐々に減じるよう制御し、不用意に走行しないよう更なる安全性を確保してある。本実施例ではモータ１への通電量を徐々に減じているが、これとは逆に、初めは微少な通電（例えば０．５Ａ）からモータ１への通電量を徐々に増加させてもよい。この制御は、回転センサ３３がモータ１の回転を検知して使用者に異常を知らせるよう構成してもよく、又、モータ１への通電を停止させてもよい。ステップＳ４でモータ１回転が検出されない場合には、ステップＳ５に進み、バッテリ２電圧が下限値になるまでモータ１通電による強制放電を続行し、バッテリ２電圧が下限値（例えば２１Ｖ未満）になると、モータ１への通電を停止して充電を行う。
又、リフレッシュ充電機能が定期的に自動で作動するよう構成すれば、バッテリ２管理が容易になり、その性能を良好に維持できるとともに、使用者がわずらわしさを感じることがなくなる。
【００１２】
本発明は、特に電動車椅子や電気自動車、電動フォークリフト等の充電装置を内蔵した走行可能な車両に用いることが有効である。これらの走行車両は、走行伝動系路内に複数のブレーキ手段を装備してあり、充電回路の追加を行うだけでリフレッシュ充電機能を付加することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示すブロック図。
【図２】本発明の実施例を示すフロー図。
【図３】本発明の実施例を示す側面図。
【図４】本発明の実施例を示す平面図。
【符号の説明】
１モータ
２バッテリ
３ブレーキ手段
４操作手段

Claims

モータ（１）を駆動するバッテリ（２）の充電を、交流電源を用いて行う充電装置において、バッテリ（２）の残存容量を下限値まで強制放電させた後に充電を行うリフレッシュ充電機能と、モータ（１）の駆動回転を停止保持可能のブレーキ手段（３）とを備え、リフレッシュ充電機能作動時にモータ（１）に通電することでバッテリ（２）の強制放電を行うとともに、強制放電中は前記ブレーキ手段（３）を制動状態にしてなる充電装置。
リフレッシュ充電機能が、少なくとも２箇所以上のブレーキ手段（３）が制動状態にある時にのみ作動することを特徴とする請求項１記載の充電装置。
リフレッシュ充電機能が、手動の操作手段（４）を操作することで作動するか、又は、定期的に自動で作動することを特徴とする請求項１、又は２記載の充電装置。