JP2010142010A - 自走式標識車用ハイブリッド電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 発電機を表示装置の電源として使用することが開示されているものであるが、該表示装置を駆動する時間が長くなった場合には、発電機を駆動する時間も長くなって排気ガスの排出量が多くなるといった問題があった。
【解決手段】 自走式標識車に搭載され道路管理事務所の商用電源のコンセント１１ａに接続して充電が行われる充電器１３を備えたれバッテリー１４と、前記自走式標識車に搭載され前記充電器に接続される発電機１５と、前記バッテリーの直流を交流に変換するＤＣ／ＡＣコンバータ２１と、該ＤＣ／ＡＣコンバータの交流電圧によって作業状況等に応じた情報を表示するための表示装置Ｂと、前記ＤＣ／ＡＣコンバータの出力電圧を検出し、所定値以下の出力電圧を検出すると前記バッテリーから前記発電機に切替えるＡＣ電源切替制御部とより構成した自走式標識車用ハイブリッド電源装置である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、道路の維持作業の現場において車両誘導や道路情報等を車両に積載した表示板にて行うための自走式標識車であって、基本的にはバッテリーを電源として利用し、バッテリーの容量が低下した時に発電機を駆動して表示を行うと共にバッテリーへの充電も行い、発電機の駆動時間を極力短縮して排気ガスの排出量を少なくした自走式標識車用ハイブリッド電源装置に関する。

従来における自走式標識車用の電源としては、例えば、特開２０００−１１０１２２号公報に開示されているものがある。この出願の発明は、道路の工事現場等において道路状況や走行指示の表示を行う表示装置を現場までトラックに積載して移動し、現場において表示装置を道路上に下ろし、該表示装置に取付けられている発電機、あるいは、トラックのバッテリーを電源として使用し、該電源とリード線を介して表示装置と接続し、前記発電機やバッテリーにて表示を行うものである。

また、他の自走式標識用の電源としては、特開２００２−３５６１３２号公報には、トラックに発電機と各種の情報が表示可能な表示装置とを積載し、該発電機を駆動して表示装置に各種の情報を表示するものである。
特開２０００−１１０１２２号公報 特開２００２−３５６１３２号公報

ところで、前記した特許文献１および２の発明は、発電機を表示装置の電源として使用することが開示されているものであるが、例えば、該表示装置を駆動する時間が長くなった場合には、発電機を駆動する時間も長くなって排気ガスの排出量が多くなるといった問題があった。

また、特許文献１に記載されているトラックのバッテリーを電源として長時間に渡って表示装置を駆動した場合にはバッテリーの容量が少なくなるためにトラックのエンジンを駆動したままで表示装置を駆動することとなる。そのために、前記発電機を駆動した以上に排気ガスによる汚染が一層問題となった。

本発明は前記した問題点を解決せんとするもので、その目的とするところは、トラックに表示装置専用のバッテリーを搭載し、工事現場や災害現場等に赴く前に道路管理事務所において充電を商用電源により行い、現場においては該バッテリーによって表示装置を駆動し、長時間にわたる表示によりバッテリーの容量が少なくなった場合には、発電機を駆動して表示装置の駆動とバッテリーの充電とを同時に行い、バッテリーの容量が規定値を超えたら再度バッテリーによって表示装置を駆動することで、発電機の総駆動時間を短くして排気ガスの排出量を少なくした自走式標識車用ハイブリッド電源装置を提供せんとするにある。

本発明の自走式標識車用ハイブリッド電源装置は前記した目的を達成せんとするもので、請求項１の手段は、自走式標識車に搭載され道路管理事務所の商用電源のコンセントに接続して充電が行われる充電器を備えたバッテリーと、前記自走式標識車に搭載され前記充電器に接続される発電機と、前記バッテリーの直流を交流に変換するＤＣ／ＡＣコンバータと、該ＤＣ／ＡＣコンバータによって作業状況等に応じた情報を表示するための表示装置と、前記ＤＣ／ＡＣコンバータの出力電圧を検出し、所定値以下の出力電圧を検出すると前記バッテリーから前記発電機に切替えるＡＣ電源切替制御部とより構成し、前記自走式標識車の運転室等に設置された操作盤で作業状況等に応じた情報を選択操作することで、該情報が前記表示装置側の制御手段に送出され、該制御手段によって前記情報が表示装置に送出されて表示部で表示され、また、前記バッテリーでの駆動から前記発電機への駆動に切替えられると、該発電機を電源として前記表示装置の駆動と前記バッテリーの充電が行われることを特徴とする。

請求項２の手段は、前記した請求項１において、前記制御手段には前記表示装置に交流電圧を加えるラインからＡＣ／ＤＣコンバータを介して得られた直流電圧と、前記自走式標識車に搭載されている車両バッテリーからの直流電圧を選択的に印加可能に接続され、前記ＡＣ電源切替制御部により前記バッテリーから発電機に切替えられると前記車両バッテリーからの直流電圧を前記制御手段に供給し、制御手段の電源断を防止してバッテリーから発電機へ切替える際の表示が一時的に消灯するのを防止したことを特徴とする。

請求項３の手段は、前記した請求項１において、前記発電機によって前記表示装置を駆動し、かつ、前記バッテリーに充電している状態において、前記バッテリーへの充電が予め設定した容量に達したことを前記ＡＣ電源切替制御部が検出すると、該ＡＣ電源切替制御部が発電機による表示装置の駆動からバッテリーによる駆動に切替えるようにしたことを特徴とする。

本発明は、前記したように、初期の表示状態にあってはバッテリーの電源によって前記作業状況に応じた情報が表示部において表示され、バッテリーの容量が少なくなると発電機を駆動して表示を行うと共に発電機によってバッテリーの充電も行うようにしたので、工事現場や災害現場での長時間の表示であっても発電機の駆動時間を短縮することにより排気ガスの排出量を少なくすることができ、加えて発電機による騒音の発生時間の短縮を図ることができる。

また、バッテリーから発電機への切替え時に制御手段への電源供給を車両バッテリーにて行うようにしたので、表示の瞬停時間を極力短くできるようにした。

さらに、バッテリーによる駆動から発電機への駆動に切替え、発電機による表示を行うと共にバッテリーへの充電が行われ、かつ、バッテリーの容量が予め設定した容量に達すると、発電機による表示からバッテリーによる表示に切替えることで、発電機の駆動時間が短くなってより排気ガスの排出量が少なくなると共に騒音の発生時間も短縮できるといった効果を有するものである。

本発明は、基本的にはバッテリーを電源として利用し、バッテリーの容量が低下した時に発電機を駆動して表示を行うと共にバッテリーへの充電も行うものである。

以下、本発明に係る自走式標識車用ハイブリッド電源装置の一実施例を図面と共に説明する。
図１においてＡは駆動電源装置にして、電源部１と電源切替部２とから構成されている。そして、電源部１には道路管理事務所に設置された商用電源コンセント１１ａや道路に設置された非常電源コンセント１１ｂおよび後述する発電機１５のコンセント１５ａに接続するプラグ１２が取付けられた２つのバッテリー充電器１３と、該各バッテリー充電器１３によって充電される４個からなるバッテリー１４と、前記バッテリー１４の容量が減少した時に起動されＡＣ１００ボルトの電圧を発電する発電機１５とから構成されている。

なお、各バッテリー１４は１２ボルトの電圧に充電され、かつ、出力としては直列接続され４８ボルトの電圧を後述する電源切替装置２に供給している。これは、後述するＤＣ／ＡＣコンバータ２１で１００ボルトの交流に変換する時の変換効率が良くなり、かつ、電流量が小さくなるので細い電線を使用してコストの低減を図ることが可能となるからである。

電源切替部２は前記バッテリー１４にスイッチＳＷ１を介して接続された直流を交流に変換するＤＣ／ＡＣコンバータ２１（以下、ＤＣ／ＡＣ２１という）と、該ＤＣ／ＡＣ２１の出力に接続されたラインによって変換された交流電圧が予め設定した電圧以下に低下したか否かを監視し、低下したことを検出すると後述する制御手段３５にＡＣ電源切替信号を送出するＡＣ電源切替制御部２２と、制御手段３５よりの指令信号によってバッテリー１４とＤＣ／ＡＣ２１との間に接続されているスイッチＳＷ１のオン・オフ制御を行うバッテリー起動停止制御部２３と、制御手段３５よりの指令信号によって前記発動機の起動を制御する発電機起動停止制御部２４とから構成されている。なお、発電機起動停止制御部２４は発電機１５の出力であるＡＣ１００Ｖラインから分岐されたラインによって発電電圧を検出し、該検出した発電電圧を制御手段３５に送出する。

前記ＡＣ電源切替制御部２２は、制御手段３５よりの指令によってＤＣ／ＡＣ２１を後述する表示装置Ｂに接続するか、前記発電機１５を表示装置Ｂに接続するかの切替えを行うスイッチＳＷ２の制御を同期して行う。

また、ＡＣ電源切替制御部２２には、バッテリー１４の出力ラインから分岐されたラインによって直流電圧が供給されている。これは、バッテリー１４の容量（電圧）を監視し、交流電圧が所定の電圧であってもバッテリー１４の容量が低くなった場合、あるいはバッテリー１４の容量は所定以上であっても交流電圧が低くなっている場合には、ＡＣ電源切替制御部２２はバッテリー１４から発電機１５に切替えるためのＡＣ電源切替信号を送出する。

次に、図２の表示装置Ｂの構成について説明するに、３１は駆動電源装置Ａよりの交流電圧が供給されるＬＥＤ表示用電源部、３２は該ＬＥＤ表示用電源部３１よりの出力で後述する運転室操作盤５によって選択された作業状況等に応じた文字や図柄を表示するＬＥＤをマトリックス状に配置した表示部と、駆動電源装置Ａよりの交流を直流に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ３３（以下、ＡＣ／ＤＣ３３という）と、駆動電源装置ＡよりのＡＣ電源切替信号が入力されると制御手段３５への電源供給をＡＣ／ＤＣ３３からトラックに積載されている車両バッテリー４に切替えるＤＣ２４Ｖ切替部３４と、図３の構成であって図４のフローチャートに示す制御を行う制御手段３５とから構成されている。

なお、ＡＣ／ＤＣ３３の出力はＬＥＤ表示部３２の上部に取付けられ点滅動作をする散光式警告灯３６にも供給される。

次に、図３の制御手段３５の構成について説明するに、ＣＰＵやプログラムデータが記憶されているＲＡＭ等が組み込まれた制御手段３５のバスラインには、バッテリー１４の予め設定した容量より低下したことを検出した信号を送出すると共に制御手段３５からの指令でスイッチＳＷ２を切替えるＡＣ電源切替制御部２２と、作業状況等に応じた文字や図柄情報信号を送出する運転室操作盤５と、制御手段３５よりの指令によりスイッチＳＷ１の切替えを行うバッテリー起動停止制御部２３、制御手段３５よりの指令により発電機１５の起動と停止を行うと共に発電機１５の発電電圧を制御手段３５に送出する発電機起動停止制御部２４および制御手段３５よりの情報信号をＬＥＤ表示部３２で表示するＬＥＤ表示電源部３１が接続されている。

次に、図４のフローチャートと共に動作を説明するに、バッテリー１４には道路管理事務所のコンセント１１ａにプラグ１２を接続してバッテリー充電器１３を介して充電状態としておき（ステップＳ１）、出動時の情報表示が行えるように待機しておく。そして、工事現場や災害現場等に出動し運転室操作盤５を操作して作業現場の状況に応じた情報を選択すると該情報は制御手段３５に送信される（ステップＳ２）。

制御手段３５はバッテリー起動停止制御部２３に対してスイッチＳＷ１を閉じる指令を送出すると共にＡＣ電源切替検出部２２に対してスイッチＳＷ２をバッテリー１４のラインがオンとなる指令を送出することで、ＤＣ／ＡＣ２１によって交流に変換された電力がＬＥＤ表示用電源部３１に印加されＬＥＤ表示部３２において前記選択した情報が表示される（ステップＳ３）。

この表示状態において、バッテリー１４による表示時間が、例えば、６時間であるような場合において、道路の維持作業に係る作業時間が長くなった場合にはバッテリー１４によるＬＥＤ表示部３２の点灯を維持することが困難となる。

そこで、本発明にあってはバッテリー１４の容量減少やＤＣ／ＡＣよりの交流電圧を監視して発電機１５に切替えを行う。すなわち、バッテリー１４の容量が予め設定した電圧、あるいはＡＣ電源切替制御部２２はＤＣ／ＡＣで変換された交流電圧が低下したか否かを監視する（ステップＳ４）。そして、ステップＳ４において、交流電圧やバッテリー１４の容量が低下したことを検出すると、ＡＣ電源切替制御２２は制御手段３５に対して設定値より低下したことを示すＡＣ電源切替信号を送る（ステップＳ５）。

制御手段３５は発電機起動停止制御部２４に対して発電機１５を起動させるための指令を送出し（ステップＳ６）、該発電機起動停止制御部２４は発電機１５の起動を開始すると共に発電機１５のコンセント１５ａに接続されているプラグ１２を介してバッテリー１３への充電が開始される（ステップＳ７）。また、発電機１５の起動によって、発電機出力ラインにより電圧監視が行われる。

前記ＡＣ電源切替制御２２よりのＡＣ電源切替信号はＤＣ２４Ｖ切替部３４にも入力されるので、ＡＣ／ＤＣ３３から電力が供給されていた制御手段３５への電力供給をＤＣ２４Ｖ切替部３４で車両バッテリー４から供給するように切替える（ステップＳ８）。

ここで、制御手段３５への電力供給をＡＣ／ＤＣ３３から車両バッテリー４に切替える理由を説明するに、バッテリー１３の電力によるＬＥＤ表示部３２の駆動から発電機１５よりの電力による切替え時に、ＬＥＤ表示用電源部３１に対する電力の供給が一時的に途絶えてＬＥＤ表示部３２による表示が一時的に消滅してしまうのを防止するためである。

すなわち、表示装置Ｂの表示用電源、制御用電源が交流１００ボルトから表示装置制御電源、ＬＥＤ表示用電源用の直流２４ボルトに変換していることに着目して、交流１００ボルトが短時間（例えば、１０ms遮断されても制御手段３５がリセットする時間）遮断されても直流側の電源を車両バッテリーで保護することで解決を図った。しかも、前記切替え時に車両バッテリー４の電力を使用しても切替えが一瞬であることから、車両バッテリー４の負担は少なく通常運用には問題が発生することはない。

前記したステップＳ７において発電機１５よりのＡＣ１００ボルトが安定した ことを検出して出力を制御手段３５に送出する、該制御手段３５はＡＣ電源切替制御部２２に対してスイッチＳＷ２の切替えを行う指令を送出し、該ＡＣ電源切替制御部２２はＤＣ／ＡＣ２１との接続状態から発電機１５に接続を切替えて、ＡＣ１００ボルトラインに発電機１５よりの電力を供給する（ステップＳ９）。

また、ＡＣ電源切替制御部２２への指令信号と同時にバッテリー起動停止制御部２３に対してバッテリーラインとの接続状態であるスイッチＳＷ１を開放する指令を送出し（ステップＳ１０）、表示装置Ｂは発電機１５よりの電力によってＬＥＤ表示部３２で情報を表示する（ステップＳ１１）。

前記ＡＣ電源切替制御部２２はバッテリー１４の容量を常に監視しているので、予め設定した容量に達したとＡＣ電源切替制御部２２が判断した場合には制御手段３５に信号を送出すると共にＡＣ電源切替信号を出力することで、前記したとは逆の動作によって制御手段３５は発電機２４を停止する指令とバッテリー起動停止制御部２３およびＡＣ電源切替制御部２２に対してスイッチＳＷ１，ＳＷ２の切替え指令を行うことで、バッテリー１４による表示装置Ｂの駆動が再開され、従って、発電機２４において作業が終了するまでＬＥＤ表示部３２を点灯させるよりも排気ガスの排出量を少なくすることができる。

前記したように、商用電源からバッテリー１４に充電してＬＥＤ表示部３２を駆動した場合と、発電機１５でＬＥＤ表示部３２を駆動した場合とでは、商用電源が発電機に比べ排気ガスの排出量が１／５であることから、バッテリー１４でＬＥＤ表示部３２を表示した方が排気ガスの排出量を少なくできる。

なお、前記した実施例にあっては、バッテリー１４は予め道路管理事務所において商用電源から充電しておき、バッテリー１４の容量が低下した時に発電機１５を駆動する場合について説明したが、道路の路肩に商用電源が設置されているような場合には、発電機１５を駆動することなく路肩に設置されている非常電源コンセント１１ｂにプラグ１２を差し込んでＬＥＤ表示部３２を点灯してもよく、この場合には発電機１５を駆動するよりも排出ガスの排出量が少なくなるという効果が得られる。

本発明に係る自走式標識車用ハイブリッド電源装置の駆動電源装置を示す回路ブロック図である。 図１の駆動電源装置に接続される表示装置の回路ブロック図である。 図２の表示装置内における制御手段の回路ブロック図である。 動作を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

Ａ 駆動電源装置
Ｂ 表示装置
１ 電源部
１１ａ 道路管理事務所の商用電源コンセント
１３ バッテリー充電器
１４ バッテリー
１５ 発電機
２ 電源切替部
２１ ＤＣ／ＡＣコンバータ
２２ ＡＣ電源切替制御部
２３ バッテリー起動停止制御部
２４ 発電機起動停止制御部
３１ ＬＥＤ表示用電源部
３２ ＬＥＤ表示部
３３ ＡＣ／ＤＣコンバータ
３４ ＤＣ２４Ｖ切替部
３５ 制御手段

Claims (3)

1. 自走式標識車に搭載され道路管理事務所の商用電源のコンセントに接続して充電が行われる充電器を備えたバッテリーと、
   前記自走式標識車に搭載され前記充電器に接続される発電機と、
   前記バッテリーの直流を交流に変換するＤＣ／ＡＣコンバータと、
   該ＤＣ／ＡＣコンバータによって作業状況等に応じた情報を表示するための表示装置と、
   前記ＤＣ／ＡＣコンバータの出力電圧を検出し、所定値以下の出力電圧を検出すると前記バッテリーから前記発電機に切替えるＡＣ電源切替制御部とより構成し、
   前記自走式標識車の運転室等に設置された操作盤で道路状況に応じた情報を選択操作することで、該情報が前記表示装置側の制御手段に送出され、該制御手段によって前記情報が表示装置に送出されて表示部で表示され、また、前記バッテリーでの駆動から前記発電機への駆動に切替えられると、該発電機を電源として前記表示装置の駆動と前記バッテリーへの充電が行われることを特徴とする自走式標識車用ハイブリッド電源装置。
2. 前記制御手段には前記表示装置に交流電圧を加えるラインからＡＣ／ＤＣコンバータを介して得られた直流電圧と、前記自走式標識車に搭載されている車両バッテリーからの直流電圧を選択的に印加可能に接続され、前記ＡＣ電源切替制御部により前記バッテリーから発電機に切替えられると前記車両バッテリーからの直流電圧を前記制御手段に供給し、制御手段の電源断を防止してバッテリーから発電機へ切替える際の表示が一時的に消灯するのを防止したことを特徴とする請求項１記載の自走式標識車用ハイブリッド電源装置。
3. 前記発電機によって前記表示装置を駆動し、かつ、前記バッテリーに充電している状態において、前記バッテリーへの充電が予め設定した容量に達したことを前記ＡＣ電源切替制御部が検出すると、該ＡＣ電源切替制御部が発電機による表示装置の駆動からバッテリーによる駆動に切替えるようにしたことを特徴とする請求項１記載の自走式標識車用ハイブリッド電源装置。

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