JP2008011680A - Battery assistant apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バッテリーアシスト機器に関し、特に、バッテリーの電気量が減っても、バッテリーの数を増やすことなく、また、所定の施設に赴くことなく、バッテリーの保管や管理が容易で、充電に際しても長時間を要することのないバッテリーアシスト機器に関する。 The present invention relates to a battery assist device, and in particular, even when the amount of electricity of a battery is reduced, it is easy to store and manage the battery without increasing the number of batteries and going to a predetermined facility. The present invention relates to a battery assist device that does not require a long time.
バッテリーによって駆動されるバッテリーアシスト機器の中で、代表的なものとして、電動アシスト自転車がある。この電動アシスト自転車は、駆動モータと電源電池を搭載して車輪等の走行系を電動で駆動し、アシスト走行を行うようにしたものである。このような電動アシスト自転車の例として、特許文献1に示すような、電源電池を充電式とし、適宜充電を行なうことにより、電動による航続距離を延ばすようにしたものがある。
Among battery assist devices driven by a battery, a typical example is an electric assist bicycle. This electrically assisted bicycle is equipped with a drive motor and a power source battery, and electrically drives a traveling system such as wheels to perform assist traveling. As an example of such a power-assisted bicycle, there is a power source battery that is rechargeable as shown in
しかし、この特許文献1に記載の電動アシスト自転車によれば、単一の電源電池を用いるため、電動による航続距離を十分延ばせないという課題があった。
このため、例えば、特許文献2に記載されているように、モータの駆動電源を供給する複数の電池部を設け、この複数の電池部における電池残量を検出して電池消耗度を判定し、給電切り替え手段によって電池部を切り替えるようにした電動アシスト自転車が提案されている。
この電動アシスト自転車によれば、1つの電源電池を用いた場合に比べて、複数の電源電池により航続距離を延長することが可能となる。
However, according to the electrically assisted bicycle described in
For this reason, for example, as described in Patent Document 2, a plurality of battery units for supplying motor driving power are provided, and the remaining battery level in the plurality of battery units is detected to determine the degree of battery consumption. There has been proposed a power-assisted bicycle in which a battery unit is switched by a power feeding switching unit.
According to this electrically assisted bicycle, it is possible to extend the cruising distance with a plurality of power supply batteries as compared with the case of using one power supply battery.
また、例えば、特許文献3に記載されているように、充電装置付き駐車装置を構成するようにして、その駐車部材に電動車輌が駐車され停止した時に、電動車輌側の受電部材が丁度来る位置に対応させるようにして、駐車部材側に給電部材を設けるようにした充電装置付き駐車装置及び電動車輌の受電部材が提案されている。
これによれば、駐車部材に電動車輌を駐車させると、給電部材と受電部材とは非接触の状態で電気的に接続されることになるため、ユーザーは、ただ駐車部材に電動車輌を駐車させるだけで良く、駐車操作以外の操作が不要であり、操作性を損なうことなく充電が可能である。
Further, for example, as described in Patent Document 3, when a parking device with a charging device is configured and the electric vehicle is parked and stopped on the parking member, the position where the power receiving member on the electric vehicle side just comes. A parking device with a charging device and a power receiving member for an electric vehicle have been proposed in which a power supply member is provided on the parking member side.
According to this, when the electric vehicle is parked on the parking member, the power feeding member and the power receiving member are electrically connected in a non-contact state, so the user simply parks the electric vehicle on the parking member. Therefore, no operation other than the parking operation is required, and charging is possible without impairing operability.
しかしながら、上述した従来の充電式のバッテリーアシスト機器によれば以下のような問題があった。
(1)バッテリーが切れると、充電を完了している予備のバッテリーと交換するか、または、バッテリーを充電するための所定施設に赴き当該バッテリーアシスト機器を充電位置へ固定しなければならず、そのための手数と所定施設に赴くための時間を要するという問題があった。
(2)電気がきれたバッテリーは充電器へ接続して充電することになるが、充電が完了するまでには数時間かかるため、充電に長い時間を要するという問題があった。
(3)複数のバッテリーをバッテリーアシスト機器に搭載した場合、バッテリーの充電の操作が多数必要になるという問題があった。のみならず、複数のバッテリーをバッテリーアシスト機器に搭載すると、当該機器自体の荷重が増えて機器の操作に影響を与えるという問題があった。
(4)バッテリーの数が多くなると、その保管や管理が大変繁雑になるという問題があった。
However, the conventional rechargeable battery assist device described above has the following problems.
(1) When the battery runs out, it must be replaced with a spare battery that has been fully charged, or the battery assist device must be fixed in the charging position by visiting a designated facility for charging the battery. There is a problem that it takes time and time to go to a predetermined facility.
(2) A battery with no electricity is connected to a charger for charging. However, it takes several hours to complete the charging, and there is a problem that it takes a long time to charge.
(3) When a plurality of batteries are mounted on a battery assist device, there is a problem that many operations for charging the batteries are required. In addition, when a plurality of batteries are mounted on a battery assist device, there is a problem in that the load on the device itself increases and affects the operation of the device.
(4) When the number of batteries increases, there is a problem that storage and management become very complicated.
したがって、本発明の目的は、バッテリーの電気量が減っても、バッテリーの数を増やすことなく、また、所定の施設に赴くことなく、バッテリーの保管や管理が容易で、充電に際しても長時間を要することのないバッテリーアシスト機器を提供することにある。 Therefore, the object of the present invention is to facilitate storage and management of the battery without increasing the number of batteries even when the amount of electricity of the battery is reduced, and without going to a predetermined facility. The object is to provide a battery assist device which is not required.
本発明は、上記の目的を達成するために、モータとバッテリーを搭載した機器を電動で駆動し、該バッテリーによりアシスト動作を行うようにしたバッテリーアシスト機器において、所定の燃料と、前記燃料によって駆動するエンジンと、前記エンジンによって発電する発電機と、前記燃料、エンジン及び発電機の動作を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とするバッテリーアシスト機器を提供するものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides a battery assist device in which a device equipped with a motor and a battery is electrically driven and an assist operation is performed by the battery. There is provided a battery assist device comprising: an engine for generating power; a power generator for generating electricity by the engine; and a control means for controlling operations of the fuel, the engine, and the power generator.
以上の構成において、前記制御手段は、前記バッテリーのバッテリー電圧と前記モータの駆動電流を検出する検出手段を有することが望ましい。 In the above configuration, it is preferable that the control means includes a detection means for detecting a battery voltage of the battery and a drive current of the motor.
この場合、該検出値が所定の値以下であって前記モータの電流がOFFの時、前記バッテリーを充電させるように制御することが望ましく、該検出値が所定の値以下であって前記モータの電流がONの時、前記バッテリーの充電を停止するように制御することが望ましく、該検出値が所定の値より以上の時、前記バッテリーの充電を行わないことが望ましい。 In this case, it is desirable to control so that the battery is charged when the detected value is equal to or less than a predetermined value and the current of the motor is OFF. It is desirable to control the battery to stop charging when the current is ON, and it is preferable not to charge the battery when the detected value is greater than a predetermined value.
以上のとおり、本発明においては、モータとバッテリーを搭載した機器を電動で駆動し、該バッテリーによりアシスト動作を行うようにしたバッテリーアシスト機器において、所定の燃料と、前記燃料によって駆動するエンジンと、前記エンジンによって発電する発電機と、前記燃料、エンジン及び発電機の動作を制御する制御手段と、を備えるようにしたので、バッテリーの電気量が減っても、バッテリーの数を増やすことなく、また、所定の施設に赴くことなく、バッテリーの保管や管理が容易で、充電に際しても長時間を要することのないバッテリーアシスト機器を提供することができる。 As described above, in the present invention, in a battery assist device in which a device equipped with a motor and a battery is electrically driven and the assist operation is performed by the battery, a predetermined fuel, an engine driven by the fuel, Since the generator for generating power by the engine and the control means for controlling the operation of the fuel, the engine and the generator are provided, even if the amount of electricity of the battery is reduced, the number of batteries is not increased. Therefore, it is possible to provide a battery assist device that can easily store and manage a battery without going to a predetermined facility and that does not require a long time for charging.
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係るバッテリーアシスト機器の全体の構成概念を示す図である。
図に示すように、このバッテリーアシスト機器は、概ね、エンジンによって発電を行うエンジン発電機100と、エンジン発電機100によって発電された電気を充電するバッテリー200と、このバッテリー200の電気量によって駆動されるアシストモータ300と、リレー回路500によりバッテリー200への接続のON/OFFスイッチングを行うスイッチ400と、から構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration concept of a battery assist device according to an embodiment of the present invention.
As shown in the figure, the battery assist device is generally driven by an
このように構成されるバッテリーアシスト機器は、通常はバッテリー200によってアシストモータ300が駆動されるものであり、この点については、従来のバッテリーアシスト機器と何ら変わるところはない。本発明では、アシストモータ300の駆動によってバッテリー200の残量が、例えば、半分以下になった場合、バッテリーアシスト機器が停止している際に、停止中のバッテリー200の残量を検知し、エンジン発電機100を自動的に駆動させて発電を開始し、それによって発電した電気をバッテリー200に充電させ、バッテリー200の充電が完了し又は所定の充電量を満たした場合、エンジン発電機100を自動的に停止させ発電を終了させるようにしている。なお、バッテリー200の充電中にバッテリーアシスト機器を動作させてアシストモータ300を駆動させた場合には、エンジン発電機100は止まり、発電も止まる。
In the battery assist device configured as described above, the
図2は、以上に述べたエンジン発電機100の構成を示す斜視図である。
図に示すように、このエンジン発電機100は、エンジン1と、エンジン1の出力軸に接続される発電機2と、エンジン1を始動されるための始動モータ3と、エンジン1に天然ガス等の燃料を供給する燃料ボンベ4と、エンジン1から外部に排気される排気音を低減するための吸音器5と、燃料ボンベ4からエンジン1に送り込む供給される燃料およびエンジン1に送り込む所要の空気量を調整する空気量調整器6と、これら各構成部の制御を行う制御回路が収納される制御ボックス7と、これらが収納される小型のケース8と、から構成されている。
FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the
As shown in the figure, the
図に示すように、各構成部の配置は、まず、ケース8の一番下に吸音器5が配置され、その上に、直角にエンジン1が配置されている。また、エンジン1の上には空気量調整器6配置されている。エンジン1の出力軸は発電機2と始動モータ3につながり、吸音器5の上に配置される。そして、吸音器5に並んで燃料ボンベ4が配置される。また、燃料ボンベ4と始動モータ3に囲まれた部分に、吸音器5の上に制御ボックス7が配置されている。
As shown in the figure, the components are arranged such that the sound absorber 5 is first disposed at the bottom of the case 8 and the
図3は、図2に示したエンジン発電機100の構成各部をケース8から取り出した状態を示す分解斜視図である。
図に示すように、燃料ボンベ4には、燃料ボンベ4内の燃料を空気量調整器6の燃料供給口61に供給する燃料供給管41及びその燃料のエンジン1への供給をコントロールする電磁弁42が設けられている。空気量調整器6には、燃料供給口61の他に、空気を取り込むための空気取込孔62が設けられており、ここで取り込まれた空気と燃料ボンベ4から供給された燃料を混合させて、必要に応じてその混合比をレバー63で適宜調整させながらエンジン1に供給する。エンジン1の排気口(図示せず)は、吸音器5の排気接続口51に接続されており、エンジン1から出る排気は排気接続口51を通って吸音器5で排気音を吸音されながら排気口52から外部に排気される。また、制御ボックス7には、通電状態を示す電源ランプ710と電源のオN/OFFを行う電源スイッチ711とが設けられている。なお後述するように、制御ボックス7の制御回路は、バッテリー200(図示せず)、エンジン1、発電機2、始動モータ3及び燃料タンク4とそれぞれ電気配線によって接続されている。また、ケース8には、その上部に、ケース8内を密閉しないための開口81が、その側部に吸音器に設けられた排気口52が嵌挿される排気口用開口82が設けられている。
FIG. 3 is an exploded perspective view showing a state in which the constituent parts of the
As shown in the figure, the
図4は、前述した制御ボックス7の制御回路と他の構成各部部との電気配線の回路図である。
図において、符号101はイグニッションコイル、201は発電機で発電された交流を整流して直流に変えるダイオード、701はアシストモータ300のモータ駆動あるいはバッテリー200の電圧を検出して所要の切替スイッチ信号を出力するセンサー、702はセンサー701からの切替スイッチ信号に基づいてスイッチ703の切替を行う電子切替器、704〜706はそれぞれの制御に基づいてON/OFFを行うスイッチ、である。
FIG. 4 is a circuit diagram of electrical wiring between the control circuit of the
In the figure,
以上の図2及び図3に述べたエンジン発電機100の構成並びに図4の回路図に基づいて、本発明の実施の形態に係るバッテリーアシスト機器の動作を説明する。
まず、前提として、バッテリー200によってバッテリーアシスト機器をアシストするアシストモータ300が駆動されており、バッテリー200に充電された電気を消費しているものとする。
そこで、センサー701は、まず、アシストモータ300が駆動されているか否かを判断し、駆動されている場合は同じ判断を繰り返し、駆動されていない場合はバッテリー200のバッテリー電圧を検出する。
バッテリー200の電圧が所定の値以上、例えば、半分以上であればバッテリー200の電気残量が未だ充分に残っていると判断し、同じ検出を繰り返す。
バッテリー200の電圧が所定の値以下、例えば、半分以下であればバッテリー200の電気残量が充分ではないと判断し、電子切替器702に対して切換スイッチ信号を送り、スイッチ703のスイッチS1をONにする。
スイッチS1がONになると始動モータ3がONになりエンジン1が始動する。そして、エンジン1の駆動によって発電機2を回転させ発電を開始する。
発電が開始されると、センサー701は電子切替器702に対して切換スイッチ信号を送り、始動モータ3とバッテリー200のスイッチS1をOFFにして、かわりに発電機2とバッテリー200とのスイッチS2をONにして充電を開始する。センサー701はバッテリー200の電圧を監視し、バッテリー200の充電が完了したと判断した場合は、電子切替器702に対して切換スイッチ信号を送り、スイッチ703のスイッチS3をONにしスイッチ704のスイッチS4をOFFにして、エンジン1を停止させバッテリー200に対する電気の供給を止める。
なお、エンジン1が何らかの理由で自動停止した時、安全を図るために電磁弁42をOFFにして燃料ボンベ4からの燃料を遮断するようにする。
制御ボックス7の電源スイッチ711及び点火スイッチ(図示せず)は燃料供給の電磁弁42と連動していて、スイッチ706のスイッチS6これらがOFFの時は電磁弁42もOFFして燃料が漏れないようにする。
なお、エンジン1を停止させる場合は、点火スイッチ(図示せず)をOFFするようにする。
The operation of the battery assist device according to the embodiment of the present invention will be described based on the configuration of the
First, it is assumed that the
Therefore, the
If the voltage of the
If the voltage of the
When the switch S1 is turned on, the starting motor 3 is turned on and the
When power generation is started, the
When the
The power switch 711 and the ignition switch (not shown) of the
When stopping the
以上述べたように、本実施の形態に係るバッテリーアシスト機器によれば、エンジン発電機をバッテリーアシスト機器に設けるようにしたので、
(1)バッテリーが切れてもバッテリーを交換したり、バッテリーを充電するための所定施設に赴き当該バッテリーアシスト機器を充電位置へ固定したりする必要もなく、機器の停止中に充電が可能であるため充電にかかる手数の繁雑さが解消できるようになった。
(2)複数のバッテリーをバッテリーアシスト機器に搭載する必要がないので、機器の操作に影響を与えることがなく、また、バッテリーの充電も機器の停止中に行うので操作自体が簡単になった。
(3)バッテリーの保管や管理が容易になった。
(4)また、以上のように構成されるので、適用されるバッテリーアシスト機器の適用範囲が広がった。例えば、電動アシスト自転車にも当然適用が可能である。この場合、このバッテリーアシスト機器は、電動アシスト自転車の荷台下や運転に支障のない所に設置するだけで良い。
As described above, according to the battery assist device according to the present embodiment, the engine generator is provided in the battery assist device.
(1) Even if the battery runs out, it is not necessary to replace the battery or go to a predetermined facility for charging the battery and fix the battery assist device in the charging position, and charging is possible while the device is stopped. This makes it possible to eliminate the complexity of charging.
(2) Since it is not necessary to install a plurality of batteries in the battery assist device, the operation of the device is not affected, and the battery itself is charged while the device is stopped, so that the operation itself is simplified.
(3) Battery storage and management became easier.
(4) Moreover, since it is comprised as mentioned above, the applicable range of the battery assist apparatus applied expanded. For example, the present invention can naturally be applied to a power-assisted bicycle. In this case, the battery assist device only needs to be installed under the loading platform of the electrically assisted bicycle or in a place where there is no problem with driving.
このため、例えば、バッテリーアシスト機器が電動シニアカーであった場合、電動シニアカーで老人が遠出した場合であっても、停止中に充電がなされるため、燃料が容易に補給でき、バッテリー切れもなくなるため、バッテリーが切れて家に帰れないということがなくなる。また、例えば、バッテリーアシスト機器が宅配用の電動アシスト自転車であった場合、停止中に充電がなされるため、宅配の長時間業務も非常に効率的になる。 For this reason, for example, when the battery assist device is an electric senior car, even when an elderly person goes out in an electric senior car, charging is performed while the vehicle is stopped, so fuel can be easily replenished and the battery will not run out. , You wo n’t run out of battery. In addition, for example, when the battery assist device is an electric assist bicycle for home delivery, since the battery is charged while the vehicle is stopped, long-time work for home delivery becomes very efficient.
なお、以上の実施の形態では、燃料ボンベに充填される燃料は天然ガスの例をもって説明したが、燃料はこれに限られるものではなく、LPG、ガソリン、水素、なたね油、軽油等であっても良い。また、燃料ボンベは容易に交換できるようにするためにカセット式のものであっても良い。 In the above embodiment, the fuel filled in the fuel cylinder has been described with an example of natural gas. However, the fuel is not limited to this, and may be LPG, gasoline, hydrogen, rapeseed oil, light oil, or the like. good. The fuel cylinder may be of a cassette type so that it can be easily replaced.
また、適用されるバッテリーアシスト機器は、バッテリーによって駆動されるものであれば電動アシスト自転車や電動シニアカー等に限定されるものではなく、庭園用芝刈機、草刈機、散水ポンプ、噴霧器、警備用ロボット等であっても良い。当然ながら、停電時・災害時あるいはアウトドアでの作業における非常用発電装置としても利用可能である。 In addition, the battery assist device to be applied is not limited to an electric assist bicycle or an electric senior car as long as it is driven by a battery, but a lawn mower for garden, a mower, a watering pump, a sprayer, a security robot Etc. Of course, it can also be used as an emergency power generator during power outages, disasters, or outdoor work.
1 エンジン
2 発電機
3 始動モータ
4 燃料ボンベ
5 吸音器
6 空気量調整器
7 制御ボックス
8 ケース
41 燃料供給管
42 電磁弁
51 排気接続口
52 排気口
61 燃料供給口
62 空気取込孔
63 レバー
81 開口
82 排気口用開口
100 エンジン発電機
101 イグニッションコイル
200 バッテリー
201 ダイオード
300 アシストモータ
400 スイッチ
500 リレー回路
701 センサー
702 電子切替器
703〜706 スイッチ
710 電源ランプ
711 電源スイッチ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
所定の燃料と、
前記燃料によって駆動するエンジンと、
前記エンジンによって発電する発電機と、
前記燃料、エンジン及び発電機の動作を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とするバッテリーアシスト機器。 In a battery assist device in which a device equipped with a motor and a battery is electrically driven to assist the device with the battery,
With the prescribed fuel,
An engine driven by the fuel;
A generator for generating electricity by the engine;
Control means for controlling the operation of the fuel, engine and generator;
A battery assist device characterized by comprising:
3. The battery assist device according to claim 2, wherein the detection unit detects the battery voltage and does not charge the battery when the detected value is greater than a predetermined value.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (2)
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JP2021046046A (en) * | 2019-09-17 | 2021-03-25 | 本田技研工業株式会社 | Scooter type electric two-wheeled vehicle |
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