JP5639008B2 - 充電装置 - Google Patents

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Description

本発明は充電装置に係り、特に車両に搭載された充電式バッテリへの充電を行うよう構成された充電装置に関する。
電気自動車及びプラグインハイブリット自動車が普及されると共に、自動車に搭載された充電式バッテリ(被充電体)に充電する充電装置の開発が進められている(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1のものは、天候に影響されない道路側縁に設置されることを想定している。
従来の充電装置の充電作業手順は、次の通りである。
(手順1)充電コネクタ(又は「接続プラグ」とも言う)の収納部を筐体から露出させた状態にした後、充電コネクタを取出して車両に設けられた充電用コンセントに充電コネクタを接続(連結)する。
(手順2)カードキーあるいはクレジットをカード読取り器に読み取らせ、入力されたデータを識別し、充電可能であれば、充電コネクタへの給電を開始する。これにより、充電式バッテリへの充電が行われる。
(手順3)充電式バッテリへの充電開始後、予め設定された電気量あるいは充電時間に達すると、充電コネクタへの給電を停止すると共に、充電完了したことを報知する。
(手順4)充電コネクタを収納部に戻して当該収納部を筐体内に収納させる。
特開平5−260671号公報
従来の充電コネクタの被使用時には、充電装置の筐体内に充電コネクタを収納しておき、充電コネクタの使用時に筐体内より充電コネクタを取り出して充電を行う充電装置では、充電コネクタの収納されている場所がどこにあるのかが容易にわからず、充電作業に戸惑う恐れがあった。
そこで、本発明は上記事情に鑑み、上記課題を解決した充電装置の提供を目的とする。
上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。
(1)本発明は、被充電体の充電用コンセントに接続される充電コネクタと、
前記充電コネクタに接続された給電ケーブルと、
前記充電コネクタ及び前記給電ケーブルを収納する収納部を有する筐体と、
前記充電コネクタの不使用時に前記収納部を閉止し、前記充電コネクタを前記充電用コンセントに接続する際に前記収納部を開放する扉と、
前記収納部に収納された前記充電コネクタを保持するコネクタ保持部と、
前記充電コネクタへの給電制御を行う給電制御部と、
先端が前記扉に対向するように前記収納部の奥側から前記扉側に向かって突出して設けられ、前記給電ケーブルが掛止されるケーブル掛止部と、
前記ケーブル掛止部の先端に設けられた発光器
前記扉の前記発光器に対向する箇所に設けられた開口部と、
前記開口部に設けられ、前記扉が閉止された状態において前記発光器が発する光を透過する透光性部材と、
を有することを特徴とする。
(2)本発明の前記給電制御部は、前記被充電体への給電が可能であると判断した場合に前記発光器点灯させることを特徴とする。
(3)車両の識別情報が入力される入力手段を有し、
前記給電制御部は、前記入力手段により入力された識別情報に対応する車両情報が予め登録されている場合に前記被充電体への給電が可能であると判断することを特徴とする。
本発明によれば、収納部の奥側から扉側に向かって突出するケーブル掛止部の先端に発光器を設け、扉の発光器に対向する箇所の開口部に透光性部材を設けたため、充電コネクタの収納場所を容易に把握することができる。
更に、被充電体への給電が可能であると判断された場合に発光器が発光するため、操作者は充電コネクタの収納場所と共に給電可能になったことを把握できる。
更に、車両の識別情報が入力される入力手段を有し、入力手段により入力された識別情報が予め登録されている場合に被充電体への給電が可能であると判断されるため、登録されていない車両への給電を防止できる。
また、発光器が扉の内側に収納されるため、屋外に設置された場合でも塵埃の付着が減少して汚れによる影響を抑制できる。
本発明による充電装置の一実施例の正面図である。 本発明による充電装置の一実施例の側面図である。 充電装置の回路構成を示すブロック図である。 充電装置の内部構造を示す縦断面図である。 筐体の扉を開いた状態を示す斜視図である。 充電装置から取出された充電コネクタを車両側の充電コンセントに接続した充電中の状態を示す図である。 給電側制御装置が実行する制御処理を説明するためのフローチャートである。 給電側制御装置が図7Aの制御処理に続いて実行する制御処理を説明するためのフローチャートである。
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
〔充電装置の構成〕
図1は本発明による充電装置の一実施例を示す正面図である。図2は本発明による充電装置の一実施例の側面図である。図1及び図2に示されるように、充電装置10は、床面に固定される固定ベース12上に起立する長方形状の箱状の筐体20と、筐体20の正面開口を開閉する扉30とを有する。
筐体20の上面には、タッチパネル40が取り付けられている。タッチパネル40は、テンキーあるいは各種操作キーを表示した場合に入力手段となり、操作手順等を表示した場合にガイダンス手段として機能する。
扉30は、左側のヒンジにより水平方向に回動可能に支持されており、正面には、外部から内部が見えるように半透明ガラスが嵌め込まれた開口部32が上下に2つ設けられている。また、扉30の右側には、開閉操作を行うための取っ手34が設けられている。
上段の開口部32の内側には、ケーブル掛止部230の先端部が対向するように配置されており、開口部32を介してケーブル掛止部230の端部(先端部)に設けられた発光器140が見える。そのため、操作者は、扉30を閉じた状態でも発光器140の点灯、点滅、消灯を外部から視認することができる。発光器140は、例えば、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)からなり、青色発光ダイオード、白色発光ダイオード等が選択的に設けられる。また、開口部32には、透光性を有する部材(例えば、透光性を有するガラスまたはアクリル板等)が嵌められている。
さらに、扉30の下端には、充填中に給電ケーブルが挿通される逆U字状の下部開口36が設けられている。下部開口36は、側方からみると、下方に向けて傾斜する傾斜面に開口し、且つ、内部に収納された給電ケーブルを引き出した際、ケーブル外周の絶縁被膜に損傷を与えないように横幅広形状に形成されている。
図3は充電装置10の回路構成を示すブロック図である。図3に示されるように、充電装置10は、充電回路50と、表示装置60と、入力装置70とを有する。また、充電回路(CCID:Charging Circuit Interrupt Device)50は、給電側制御装置(給電制御部)80と、給電側通信装置90と、給電側充電制御装置100とを有する。
タッチパネル40は、表示装置60と入力装置70とから構成されている。すなわち、タッチパネル40に表示されるテンキーや充電開始釦やキャンセル釦が入力装置70として機能する。尚、タッチパネル40を設ける代わりに、表示装置60と入力装置70とがモニタと複数のスイッチとから構成される個別の装置として筐体20の上部に配置しても良い。
扉30は、筐体20の正面開口を閉状態でロックされる扉ロック装置(ロック手段)110と、筐体20の正面開口を開又は閉状態であることを検知する扉開閉状態検知スイッチ120とを有する。扉ロック装置110は、例えば、電磁ソレノイドが電気信号によって励磁されると、扉30を閉状態に係止して開動作を規制するように構成されている。また、扉開閉状態検知スイッチ120は、扉30が開又は閉状態であるときに検知信号を出力する機械式スイッチ、あるいは光センサなどの非接触式スイッチなどからなる。
給電側制御装置80は、表示装置60に表示する表示データを制御しており、入力装置70から入力された充填開始信号、キャンセル信号又は給電側通信装置90を介して入力される車両Hから送信される車両識別信号、及び扉開閉状態検知スイッチ120からの扉閉状態検知信号に基づいて給電側充電制御装置100に充電開始信号、キャンセル信号を出力する。また、給電側制御装置80は、扉開閉状態検知スイッチ120からの扉閉状態検知信号に基づいて扉ロック装置110にロック制御信号を出力する。
さらに、給電側制御装置80は、充電制御に伴う各状況の変化に応じて発光器140を点灯、点滅、消灯させて充電状況を操作者に報知すると共に、操作者への音声案内をスピーカ142から発声させる。
給電側充電制御装置100の出力側には、給電ケーブル150が接続され、給電ケーブル150の先端には充電コネクタ160が接続されている。また、充電コネクタ160は、その先端部に充電用端子及び通信用端子を有する。
車両Hは、電気自動車(EV車)又はプラグインハイブリット車(PH車)であり、充電式バッテリ170と、車両側通信装置180と、車両側充電制御装置190とを有する。車両側通信装置180は、充電コネクタ160を介して充電式バッテリ170の充電方式を識別するための車両識別信号等を送受信する。また、車両側充電制御装置190は、充電コネクタ160が接続される充電コンセント200を有する。
給電側充電制御装置100では、元電源210(AC100V)からの充電量(電圧、電流)を制御しながら、車両側充電制御装置190を介して当該車両Hに搭載された充電式バッテリ170に給電する。
図4は充電装置10の内部構造を示す縦断面図である。図4に示されるように、筐体20の内部には、充電コネクタ160を収納する充電コネクタ収納部22が設けられている。また、充電コネクタ収納部22の奥側には、隔壁24によって仕切られた空間25が形成されている。隔壁24の内側に形成された空間25には、充電回路50と、漏電防止器などの各種電気機器240等が収納されている。
充電コネクタ収納部22の隔壁24の前面には、充電コネクタ160を保持するコネクタ保持部26が設けられている。コネクタ保持部26は、隔壁24の内側(奥側)に向けて斜め下方に延在する凹部形状に形成されており、正面から充電コネクタ160を挿入しやすい形状に形成されている。
また、隔壁24の前面には、給電ケーブル150を掛止するケーブル掛止部230が扉30に向けて突出して設けられている。そのため、ケーブル掛止部230の先端部中央に配された発光器140は、扉30の透光性を有する開口部32の内側に近接した位置に保持される。また、ケーブル掛止部230は、棒状の先端に大径部があり、給電ケーブル150を2重、3重に巻回した状態に掛止することができる。さらに、給電ケーブル150は、隔壁24の下端に設けられた挿通孔から隔壁24の内側に挿入されており、隔壁24の内側に配された充電回路50に接続されている。
また、電気機器240は、電源ケーブル152と、接続ケーブル154が引き出されている。電源ケーブル152は、固定ベース12の貫通孔を挿通されて外部に設置された元電源210に接続され、接続ケーブル154はタッチパネル40に接続されている。
ケーブル掛止部230は、扉30の上段の開口部32の内側に対向する高さ位置に設けられ、先端面に発光器140が取り付けられている。発光器140は、充電状況を報知する発光器であり、点灯、点滅、消灯を切り替えることで、充電開始前、充電中、充電終了を報知する。このように、充電コネクタ収納部22に発光器140を設け、扉30の発光器140に対向する箇所に透光性を有する部材が嵌められた開口部32を設けたため、充電コネクタ160の収納場所を容易に把握することが可能になる。
更に、発光器140は、開口部32に一番近接するケーブル掛止部230の先端に設けてなるため、発光器140の光を充電装置10の外部より容易に確認ことが可能になり、発光器140の点灯状態(点灯、点滅、消灯)の変化により、充電状況を把握することができる。
また、発光器140は、点灯する際の発光色を切り替えることで、充電開始前、充電中、充電終了を報知するように構成しても良い。例えば、発光器40の発光色が黄色の場合には充電開始前を報知し、緑色の場合には充電中を報知し、赤色の場合には充電終了を報知することも可能である。
図5は筐体20の扉30を開いた状態を示す斜視図である。図5に示されるように、扉30は、左側面の縁部がヒンジにより水平方向に回動可能に支持されているため、右側面の取っ手34に手をかけて容易に開閉操作を行える。
充電コネクタ160は、隔壁24のコネクタ保持部26に挿入された状態で保持されている。充電前の準備作業としては、扉30を開いて、コネクタ保持部26から充電コネクタ160を取出しながら給電ケーブル150を外部に引き出す。その際、給電ケーブル150は、隔壁24の下端付近から充電回路50に接続されているため、床面に沿うように配され、扉30を閉じるときに下部開口36内に挿通されることになる。
図6は充電装置10から取出された充電コネクタ160を車両側の充電コンセント200に接続した充電中の状態を示す図である。図6に示されるように、扉30を開いて筐体20の前側を開放することで充電コネクタ160が取出される。次に扉30が閉じられ、給電ケーブル150が扉30の下部開口36に挿通された状態となる。その後、充電コネクタ160は、車両Hの充電コンセント200に接続される。この後、タッチパネル40に表示されたテンキーなどにより予め登録された当該車両Hの識別番号(ID:識別情報)を入力し、当該識別番号が正規の登録番号である場合に、充電スタート釦が表示される。そして、操作者が充電スタート釦を押圧操作することで、当該車両Hに搭載された充電式バッテリ170への充電が開始される。
〔給電側制御装置80による充電制御処理〕
図7Aは給電側制御装置が実行する制御処理を説明するためのフローチャートである。図7Bは給電側制御装置が図7Aの制御処理に続いて実行する制御処理を説明するためのフローチャートである。
図7Aに示されるように、給電側制御装置80は、S11で予め車両毎に設定されたID(車両の識別情報)の入力指示をタッチパネル40(表示装置60)に表示すると共に、スピーカ142よりID入力指示を音声案内で行う。
次のS12では、タッチパネル40(入力装置70)よりIDが入力されたか否かをチェックしており、タッチパネル40(入力装置70)よりIDが入力されない場合(NOの場合)は、IDが入力されるまで、S11、S12の処理を繰り返す。
S12において、タッチパネル40(入力装置70)よりIDが入力された場合(YESの場合)、S13に進み、入力された当該IDに対応する車両情報をIDデータベースから検索する。次のS14では、当該IDに対応する車両情報がIDデータベースから抽出されたか否かをチェックする。
S14において、当該IDに対応する車両情報がIDデータベースから抽出された場合(YESの場合)、タッチパネル40から入力された当該IDに対応する車両情報が得られたので、充電可能と判断してS15に進み、発光器140を点灯させる。続いて、S16では、扉ロック装置110による扉30のロックを解除すると共に、スピーカ142よりロック解除したことを音声案内する。
次のS17では、扉30の扉開閉状態検知スイッチ120から扉開信号が入力されたか否かをチェックしており、扉開閉状態検知スイッチ120から扉開信号が入力されない場合(NOの場合)は、待機状態となる。また、S17において、操作者が扉30を開いて扉開閉状態検知スイッチ120から扉開信号が入力された場合(YESの場合)は、S18に進み、タッチパネル40に充電コネクタの接続指示を表示すると共に、扉閉指示を表示する。また、スピーカ142より充電コネクタの接続指示及び扉閉指示を音声案内する。これにより、操作者は、充電コネクタ160をコネクタ保持部26から取出して車両Hの充電コンセント200(図6参照)に接続する。
S19では、扉30の扉開閉状態検知スイッチ120からの扉開信号が停止されたか否かをチェックしており、扉開閉状態検知スイッチ120からの扉開信号が入力されている場合(NOの場合)は、まだ扉30が閉じられていないので、S18に戻り、待機状態となる。また、S19において、扉開閉状態検知スイッチ120からの扉開信号が停止された場合(YESの場合)は、操作者が扉30を閉じたものと判断してS20に進み、扉ロック装置110に扉閉信号を出力して扉30を閉状態にロックする。
S21では、タッチパネル40にスタート釦及びキャンセル釦(入力装置70)を表示すると共に、スピーカ142より充電スタート釦又は充電キャンセル釦の何れかを押圧操作するように音声案内を行う。
次のS22では、タッチパネル40に表示された充電スタート釦が押圧操作(オン操作)されたか否かをチェックする。S22において、充電スタート釦が押圧操作されない場合(NOの場合)、S23に進み、充電キャンセル釦が押圧操作(オン操作)されたか否かをチェックする。S23において、充電キャンセル釦が押圧操作(オン操作)されなかった場合(NOの場合)は、S20〜S23の処理を繰り返す。
また、S23において、充電キャンセル釦が押圧操作(オン操作)された場合(YESの場合)は、S24に進み、扉ロック装置110による扉30のロックを解除する。続いて、S25では、充電コネクタ160をコネクタ保持部26に戻す指示をタッチパネル40に表示すると共に、スピーカ142より音声案内を行う。
次のS26では、扉30の扉開閉状態検知スイッチ120から扉開信号が入力されたか否かをチェックしており、扉開閉状態検知スイッチ120から扉開信号が入力されない場合(NOの場合)は、S25、S26を繰り返す待機状態となる。また、S26において、操作者が扉30を開いて扉開閉状態検知スイッチ120から扉開信号が入力された場合(YESの場合)は、S27に進む。操作者は、扉30を開いて充電コネクタ160を充電コンセント200から外し、その後充電コネクタ160を充電コネクタ収納部22のコネクタ保持部26に挿入する。
S27では、扉30の扉開閉状態検知スイッチ120からの扉開信号が停止されたか否かをチェックしており、扉開閉状態検知スイッチ120からの扉開信号が入力されている場合(NOの場合)は、まだ扉30が閉じられていないので、待機状態となる。また、S27において、扉開閉状態検知スイッチ120からの扉開信号が停止された場合(YESの場合)は、操作者が扉30を閉じたものと判断してS28に進み、扉ロック装置110に閉信号を出力して扉30を閉状態にロックする。この後は、S11に戻り、最初からやり直す。
また、S14において、当該IDに対応する車両情報がIDデータベースから抽出されなかった場合(NOの場合)、S29に進み、事前登録を指示するメッセージをタッチパネル40に表示する。続いて、S30では、予め設定された所定時間が経過したか否かをチェックしており、所定時間が経過するまで(NOの場合)、S29、S30の処理を繰り返す。また、S30において、所定時間が経過すると(YESの場合)、上記S11の処理に戻り、最初からやり直す。
また、上記S22において、タッチパネル40の充電スタート釦(入力装置70)が押圧操作された場合(YESの場合)、S31に進み、発光器140を点滅させると共に、スピーカ142より給電開始を音声案内する。続いて、S32では、充電コンセント200に接続された充電コネクタ160に対して給電を介して車両Hに搭載された充電式バッテリ170への充電を開始する。
次の図7Bに示されるS33では、充電中(充電時間、充電電力量)をタッチパネル40(表示装置60)に表示すると共に、タッチパネル40に充電終了釦(入力装置70)を表示する。さらに、これと共に、スピーカ142より充電中であることを音声案内する。
次のS34では、充電式バッテリ170に充電される電流・電圧を充電に適した所定値に制御する充電制御処理を行う。そして、S35に進み、充電終了か否かをチェックしており、(条件a )所定充電量に満充電か、(条件b)所定充電時間経過か、(条件c)充電終了釦が操作されたかの何れかの条件が満足された場合(YESの場合)、充電終了と判断してS36に進む。また、S35において、上記条件a〜cの何れも満足されてない場合(NOの場合)、S34、S35の処理を繰り返す。
充電終了した場合、S36では、発光器140を消灯させる。続いて、S37に進み、充電コネクタ160への給電を停止する。さらに、S38では、タッチパネル40に充電終了及びID入力指示を表示すると共に、スピーカ142より充電終了及びID入力指示の音声案内を行う。
次のS39では、タッチパネル40(入力装置70)よりIDが入力されたか否かをチェックしており、タッチパネル40(入力装置70)よりIDが入力されない場合(NOの場合)は、IDが入力されるまで、S38、S39の処理を繰り返す。
S39において、タッチパネル40(入力装置70)よりIDが入力された場合(YESの場合)、S40に進み、扉ロック装置110による扉30のロックを解除すると共に、スピーカ142よりロック解除したことを音声案内する。尚、扉30のロック解除と共に、発光器140を点滅させて報知するようにしても良い。
次のS41では、タッチパネル40に充電コネクタ160をコネクタ保持部26に戻すことを指示する表示を行うと共に、スピーカ142より音声案内する。
次のS42では、扉30の扉開閉状態検知スイッチ120から扉開信号が入力されたか否かをチェックしており、扉開閉状態検知スイッチ120から扉開信号が入力されない場合(NOの場合)は、S41、S42を繰り返す待機状態となる。また、S42において、操作者が扉30を開いて扉開閉状態検知スイッチ120から扉開信号が入力された場合(YESの場合)は、S43に進む。操作者は、扉30を開いて充電コネクタ160を充電コンセント200から外し、その後充電コネクタ160を充電コネクタ収納部22のコネクタ保持部26に挿入する。
S43では、扉30の扉開閉状態検知スイッチ120からの扉開信号が停止されたか否かをチェックしており、扉開閉状態検知スイッチ120からの扉開信号が入力されている場合(NOの場合)は、まだ扉30が閉じられていないので、待機状態となる。
また、S43において、扉開閉状態検知スイッチ120からの扉開信号が停止された場合(YESの場合)は、操作者が扉30を閉じたものと判断してS44に進み、発光器140を点灯させると共に、スピーカ142よりの音声案内により扉30をロックすることを報知する。次のS45では、扉ロック装置110に扉閉信号を出力して扉30を閉状態にロックする。これで、充電制御処理を終了する。
このように、充電コネクタ160が車両Hの充電コンセント200に接続された後に充電状況が発光器140の点灯、点滅、消灯の切り替えによって表示されるため、操作者は扉30の内側に配置された発光器140によって容易に充電状況を把握することが可能になる。更に、発光器140の点灯状態(点灯、点滅、消灯)の変化と共に、タッチパネル40の表示及び音声案内も行われるため、発光器140の点灯、点滅の切り替えと併せて充電状況の把握が確実に行える。
尚、本実施例では、発光器140の点灯、点滅、消灯の切り替えと共に、スピーカ142による音声案内を行う場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、少なくとも発光器140の点灯状態(点灯、点滅、消灯)を変化させれば良い。
上記実施例では、車両に搭載された充電式バッテリに充電する場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、例えば、車両以外の充電式バッテリを充電する場合にも本発明を適用することができるのは勿論である。
10 充電装置
20 筐体
22 充電コネクタ収納部
24 隔壁
25 空間
26 コネクタ保持部
30 扉
32 開口部
40 タッチパネル
50 充電回路
60 表示装置
70 入力装置
80 給電側制御装置
90 給電側通信装置
100 給電側充電制御装置
110 扉ロック装置
120 扉開閉状態検知スイッチ
140 発光器
142 スピーカ
150 給電ケーブル
160 充電コネクタ
170 充電式バッテリ
180 車両側通信装置
190 車両側充電制御装置
200 充電コンセント
210 元電源
230 ケーブル掛止部

Claims (3)

  1. 被充電体の充電用コンセントに接続される充電コネクタと、
    前記充電コネクタに接続された給電ケーブルと、
    前記充電コネクタ及び前記給電ケーブルを収納する収納部を有する筐体と、
    前記充電コネクタの不使用時に前記収納部を閉止し、前記充電コネクタを前記充電用コンセントに接続する際に前記収納部を開放する扉と、
    前記収納部に収納された前記充電コネクタを保持するコネクタ保持部と、
    前記充電コネクタへの給電制御を行う給電制御部と、
    先端が前記扉に対向するように前記収納部の奥側から前記扉側に向かって突出して設けられ、前記給電ケーブルが掛止されるケーブル掛止部と、
    前記ケーブル掛止部の先端に設けられた発光器
    前記扉の前記発光器に対向する箇所に設けられた開口部と、
    前記開口部に設けられ、前記扉が閉止された状態において前記発光器が発する光を透過する透光性部材と、
    を有することを特徴とする充電装置。
  2. 前記給電制御部は、前記被充電体への給電が可能であると判断した場合に前記発光器を点灯させることを特徴とする請求項1に記載の充電装置。
  3. 車両の識別情報が入力される入力手段を有し、
    前記給電制御部は、前記入力手段により入力された識別情報に対応する車両情報が予め登録されている場合に前記被充電体への給電が可能であると判断することを特徴とする請求項に記載の充電装置。
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