JP6167343B2

JP6167343B2 - 立体駐車場

Info

Publication number: JP6167343B2
Application number: JP2013098322A
Authority: JP
Inventors: 達治船橋; 鈴木　宏; 宏鈴木; 博之岡田
Original assignee: Nitto Kogyo Corp
Current assignee: Nitto Kogyo Corp
Priority date: 2013-05-08
Filing date: 2013-05-08
Publication date: 2017-07-26
Anticipated expiration: 2033-05-08
Also published as: JP2014220904A

Description

本発明は、車載電池を備えた充電車両の充電に用いる車両充電装置を備えた立体駐車場に関するものである。

電気自動車やプラグインハイブリッドカー等への充電は、これらの車両と車両充電装置を充電ケーブルで接続して行われる。
充電ケーブルは、先端に充電コネクタ１を備え、この充電コネクタ１を車両側に設けた給電口に挿入して、車両への充電を行う。

特許文献１には、不使用時の充電コネクタ１を車両充電装置に設けた充電コネクタ保持部３４で保持する構造が開示されている。
特許文献１の充電コネクタ保持構造は、図８に示すように、充電コネクタ１の充電端子部３２の上部に形成された係止爪部３３を、充電コネクタ保持部３４の爪係合部３５に係止させた上で、充電コネクタ保持部３４に備えたロック機構３６によって係止爪部３３の動きを規制して、悪戯等による設備毀損を防止するものであり、ロック機構は、爪係合部３５と係合した係止爪部３３の上部を覆って、爪係合部が係止爪部から離脱する動きを規制する規制片３７と、該規制片を駆動するシリンダ３８から構成され、シリンダは、充電コネクタ１が充電コネクタ保持部３４に戻されたことを検出する戻りセンサ４３から発信される駆動信号により動作し、リンクを介して規制片を係止受部方向に移動させるものである。
前記のロック機構では、前記の戻りセンサとして、係止爪部の位置を物理的に検出する係止爪検出部を設けている。

しかし、図９に示すように、爪係合部３５と係止爪部３３が正しい位置で係合しておらず、充電コネクタ１が外れ落ちないまでも半嵌合の状態にある場合においても、係止爪部の端部を検出した戻りセンサ４３からロック機構に対して駆動信号が発信されてしまうケースがある。
この場合には、図１０に示すように、ロック機構の規制片３７と充電コネクタ１の係止爪部３３とがぶつかってロック機構が正確に動作しない。さらに、充電コネクタ１が充電コネクタ保持部３４に差し込まれているのみで、係止爪部３３が爪係合部３５にまったく係合していない場合もある。
この状態において、車両充電装置が振動すると、充電コネクタ１は落下しやすいという問題があった。
特に、当該構造の車両充電装置を、機械式の立体駐車場の車両１８が載置されるパレット４０ごとに設置した場合、パレットの移動に伴う振動によって、前記の問題が発生しやすく、事故に繋がるおそれがある。

特開２０１２−１９６０８号公報

本発明の目的は前記の問題を解決し、充電コネクタが充電コネクタ受部に戻され、かつ、爪係合部と係止爪部が正しい位置で係合していることまでも正確に検出でき、係止爪部の位置を物理的に検出する従来の戻りセンサによる誤検出を回避する技術を提供することである。

上記課題を解決するためになされた本発明の立体駐車場は、電極線用の電極プラグと、アース線用のアースプラグと、充電制御信号線用の信号プラグと、嵌合判定線用の嵌合プラグを先端に有する充電コネクタを、充電ケーブルを介して車両の給電口に接続して充電を行う車両充電装置を、車両が載置されるパレットに備えた立体駐車場であって、車両充電装置は、非充電時の該充電コネクタを保持する充電コネクタ受部を備え、前記充電コネクタ受部には、前記電極線用の電極プラグと、アース線用のアースプラグと、充電制御信号線用の信号プラグと、嵌合判定線用の嵌合プラグに対応する電極プラグ受金具と、アースプラグ受金具と、信号プラグ受金具と、嵌合プラグ受金具を有し、前記嵌合プラグ受金具に電圧印加を行う電圧印加手段と、前記電圧印加手段により印加された嵌合プラグ受金具の電位変化に基づいて前記充電コネクタと前記充電コネクタ受部の嵌合状態を検出する嵌合状態判定回路を有するものであり、また、前記車両充電装置は、前記嵌合状態判定回路による判定に応じて、前記立体駐車場装置の駆動を禁止する外部信号出力手段を備えることを特徴とするものである。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の立体駐車場において、前記車両充電装置は、充電制御信号を生成する回路を内蔵した充電制御部を備え、前記嵌合状態判定回路は、前記嵌合プラグ受金具の電位変化に加えて、充電制御信号に対応する信号プラグを差し込む信号プラグ受金具の電位変化と、前記充電制御信号の電位変化に基づいて前記充電コネクタと前記充電コネクタ受部の嵌合状態を検出することを特徴とするものである。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の立体駐車場において、前記車両充電装置は、充電制御信号を生成する回路を内蔵した充電制御部を備え、前記充電制御部は、前記嵌合プラグ受金具の電位変化に加えて、充電制御信号に対応する信号プラグを差し込む信号プラグ受金具の電位変化と、前記充電制御信号の電位変化に基づいて前記充電装置の異常を判定することを特徴とするものである。

非充電時の該充電コネクタを保持する充電コネクタ受部を備え、前記充電コネクタ受部には、前記電極線用の電極プラグと、アース線用のアースプラグと、充電制御信号線用の信号プラグと、嵌合判定線用の嵌合プラグに対応する電極プラグ受金具と、アースプラグ受金具と、信号プラグ受金具と、嵌合プラグ受金具を有し、前記嵌合プラグ受金具に電圧印加を行う電圧印加手段と、前記電圧印加手段により印加されたプラグ受金具の電位変化に基づいて前記充電コネクタと前記充電コネクタ受部の嵌合状態を検出する嵌合状態判定回路を有する本発明の車両充電装置によれば、充電コネクタが充電コネクタ受部に嵌合しているか否かを判別することができる。
すなわち、爪係合部と係止爪部が正しい位置で係合しておらず、半嵌合の状態にある場合と、爪係合部と係止爪部が正しい位置で係合しており、正常な嵌合状態（戻り状態）にある場合とを区別することができる。
そして、本発明のように、立体駐車場にこの車両充電装置を採用し、更に、この車両充電装置に、前記嵌合状態判定回路による判定に応じて、外部信号を出力する外部信号出力手段を備える構成とすることにより、不使用時の充電コネクタが半嵌合の状態や戻されていない状態では、パレットの移動を禁止することができ、前記のような事故を確実に回避することができる。

請求項２または３記載の発明によれば、プラグ受金具の電位変化に加えて、充電制御信号によっても充電コネクタが充電コネクタ受部に嵌合しているか否かを判別することができ、より精度よく充電コネクタの嵌合状態を判別することができる。

車両充電装置の全体斜視図である。充電コネクタ受部に保持された充電コネクタの斜視図である。充電コネクタと充電コネクタ受部の断面図である。充電コネクタ受部の斜視図である。車両充電装置と、この車両充電装置に接続された車両のブロック図である。本実施形態の車両充電装置のブロック図である。本実施例のフロー図である。特許文献１の充電コネクタ保持構造の説明図である。半嵌合状態の説明図である。特許文献１の充電コネクタ保持部の断面説明図である（半嵌合状態）。車両充電装置を備えた立体駐車場の概略図である。

以下に本発明の好ましい実施形態を示す。

図１に示すように、不使用時の充電コネクタ１は、車両充電装置２に形成した充電コネクタ収納部３に収納される。
充電コネクタ収納部３内の充電コネクタ１は、図２に示すように、充電コネクタ受部７に保持される。
ただし、充電コネクタ収納部３の配置は特に限定されず、例えば、車両充電装置２と別体として隣接配置することもできる。

図３に示すように、充電コネクタ１は、複数の接続プラグ６を備えた充電端子部４を先端に有し、該充電端子部４の上方に係止爪部５を備えている。
接続プラグ６は、電極線用の電極プラグ（２本）と、アース線用のアースプラグ（１本）と、充電制御信号線用の信号プラグ（１本）と、嵌合判定線用の嵌合プラグ（１本）の、計５本から構成されている。
後述の図６において、２４、２５は電極線用の電極プラグ、２６はアース線用のアースプラグ、２７は充電制御信号線用の信号プラグ、２８は嵌合判定線用の嵌合プラグを示している。

図４に示すように、充電コネクタ受部７は、充電コネクタ１の充電端子部４の筒部が嵌め込まれる筒状部８を備えている。
筒状部８は、外筒部９の内側に更に内筒部１０を形成した２重構造からなり、非充電時に外筒部９と内筒部１０との間に充電端子部４の筒部を挿入して、充電コネクタ１を物理的に保持する機能を有する。

内筒部１０の内部には、各接続プラグ６（電極プラグ２４、２５、信号プラグ２７、嵌合プラグ２８、アースプラグ２６）を差し込むプラグ受金具として、電極プラグ受金具１１、１２と、信号プラグ受金具１３と、嵌合プラグ受金具１４と、アースプラグ受金具１５を備えている。

本実施形態の車両充電装置２の内部には、図５に示すように、充電制御信号（以下、ＣＰＬＴ信号）を生成する回路を内蔵した充電制御部１６を備えている。
図５のブロック図において、充電ケーブル１７を車両１８に接続していない状態では、車両充電装置２のＣＰＬＴ信号の電位（図５のＡ点の電位、以下、ＣＰＬＴ電位）が１２Ｖとなるよう設計されている。

なお、充電ケーブル１７を、充電制御の規格でいう「モード２型」の車両（充電開始前に、車両側の充電開始制御回路と車両充電装置側のとの間でＣＰＬＴ信号の送受信を行いながら、充電ケーブルの接続状況をチェックした後に充電が開始される車両）の給電口に接続すると、車両側の充電制御回路１９の抵抗Ｒａが抵抗Ｒ１と直列に接続されＣＰＬＴ電位は９Ｖとなる。
充電制御部１６は、ＣＰＬＴ電位が９Ｖになったことを検出すると、モード２型の車両１８が接続されたことを検知し、その後、充電制御部１６がＣＰＬＴ信号を発振させるのでＣＰＬＴ電位は９Ｖ発振の状態となる。
これによってパルス状の９ＶのＣＰＬＴ信号が車両１８側に入り、車両１８側の充電制御回路１９が受電許可スイッチ２０をオンとする。
ここで、車載電池２３としてリチウムイオン電池等が搭載されている場合には、抵抗ＲｂによってＣＰＬＴ電位は６Ｖ発振に変化し、車両１８の受電準備が完了したことを車両充電装置２が認識する。
充電制御部１６はこの状態においてリレー２１にオン信号を出力し、充電電路２２を閉路制御して、車載電池２３に対する電源供給として２００Ｖの充電電圧を印加して充電が開始される（以下、モード２型充電制御という）。

本実施形態では、接続プラグ６への通電という電気的手段によって、充電コネクタ１の戻り検出を行うために、充電制御部１６内には嵌合状態判定回路２９を設け、充電コネクタ受部７の内部には、信号プラグ受金具１３とアースプラグ受金具１５との間に抵抗Ｒ２、後述する電圧印加手段と嵌合プラグ受金具１４との間に抵抗Ｒ３、電極プラグ受金具１１、１２間に抵抗Ｒ４がそれぞれ設けてある。
また一般に、充電コネクタ１には、嵌合プラグ２８とアース線の間に抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６が設けられていて、Ｒ６にはスイッチ３１ａが並列に接続されている。

本実施形態では、電圧印加手段（図示せず）によって嵌合プラグ受金具１４に常時一定電圧（例えば、５Ｖ）の電圧印加を行っており、嵌合状態判定回路２９は充電コネクタ１を充電コネクタ受部７に戻した際の、ＣＰＬＴ電位、嵌合プラグ受金具１４の電位、信号プラグ受金具１３の電位の変化に基づいて、充電コネクタ１の嵌合状態の判定を行っている。
さらに、嵌合状態判定回路２９は前記の各電位に基づいて後述する車両充電装置２の異常を判定している。なお電圧印加手段は、充電制御部１６と共通の電源とすることが好ましい。

嵌合状態の判定は、嵌合状態判定回路２９に予め記録された嵌合判定データに基づいて行われる。
本実施形態では、表１に示す嵌合判定データに基づいて嵌合状態の判定を行う。

「戻されていない」状態：
車両１８から充電コネクタ１が外されていて、充電コネクタ７に充電コネクタ１が戻されていない状態である。
充電コネクタ１が戻されていない状態では、車両充電装置２のＣＰＬＴ電位が１２Ｖとなる。
また、前述のように、本実施形態では、嵌合プラグ受金具１４に常時５Ｖの印加を行っているため、嵌合プラグ受金具１４の電位は５Ｖとなる。
「戻されていない」状態では、信号プラグ受金具１３に信号プラグが差し込まれておらず、閉回路が形成されないため、信号プラグ受金具１３の電位は０Ｖとなる。
なお、充電ケーブルが車両１８に接続されていて、車両１８に充電中もしくは充電が完了しているときには、信号プラグ受金具１３の電位は０Ｖで、ＣＰＬＴ信号が６Ｖ発振状態か９Ｖ定電圧の状態であるため「車両接続中」と判定し、「戻されていない」状態と区別することができる。

「正常な嵌合」状態：
充電コネクタ受部７に充電コネクタ１が戻され、爪係合部３５と係止爪部３３が正しい位置で係合している状態である。
信号プラグ２７が信号プラグ受金具１３に挿入され、閉回路が形成されると、抵抗Ｒ２との分圧により、ＣＰＬＴ電位が１２Ｖから９Ｖに変化する。
信号プラグ２７が信号プラグ受金具１３に差し込まれると、信号プラグ受金具１３の電位は、ＣＰＬＴ電位と同電位となるため、０Ｖから９Ｖに変化する。
また、「正常な嵌合」状態（戻り状態）では、爪係合部３５と係止爪部３３が正しい位置で係合しており、操作ボタン３１に連動するスイッチ３１ａが閉じているため、嵌合プラグ２８が嵌合プラグ受金具１４に挿入されると、スイッチ３１ａを経由する閉回路が形成される。
この場合、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ５との分圧により、嵌合プラグ受金具１４の電位が５Ｖから３Ｖに変化する。

「半嵌合」状態：
「半嵌合」状態とは、充電コネクタ受部７に充電コネクタ１が差し込まれているが、爪係合部３５と係止爪部３３が正しい位置で係合していない状態である。係止爪部３３に連動する充電コネクタ１の操作ボタン３１を押圧した状態と同様の状態となる。
ＣＰＬＴ電位と信号プラグ受金具１３の電位は、上記の「正常な嵌合」状態と同様である。
しかし、「半嵌合」状態では、前記のように図６の操作ボタン３１に連動するスイッチ３１ａが開いている状態にあるため、抵抗Ｒ６を経由する閉回路が形成される。
この場合、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６との分圧により、嵌合プラグ受金具１４の電位が５Ｖから４Ｖに変化する。

「アース線断線」状態：
車両充電装置の異常状態である「アース線断線」は信号プラグ２７が信号プラグ受金具１３に挿入された場合であっても、アース線が断線している場合には、信号線の閉回路が形成されない。このため、ＣＰＬＴ電位及び信号プラグ受金具１３の電位の１２Ｖから９Ｖへの変化は起こらず、１２Ｖが維持される。
一方、嵌合プラグ受金具１４の電位は、前記の抵抗Ｒ６を経由する閉回路およびスイッチ３１ａを経由する閉回路の何れも形成されないため、印加電圧と同じ５Ｖとなる。

「充電制御信号線断線」状態：
車両充電装置の異常である「充電制御信号線断線」は信号プラグ２７が信号プラグ受金具１３に挿入された場合であっても、充電制御信号線が断線している場合には、ＣＰＬＴ電位１２Ｖであっても、信号プラグ受金具１３の電位は、ＣＰＬＴ電位と同電位とはならず０Ｖとなる。
一方、嵌合プラグ受金具１４に常時５Ｖの印加を行っているため、ＣＰＬＴ線に断線がある場合でも、「正常な嵌合」状態では、図６のスイッチ３１ａが閉じているため、嵌合プラグ２８が嵌合プラグ受金具１４に差し込まれると、抵抗Ｒ６を経由する閉回路が形成され、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ５との分圧により、嵌合プラグ受金具１４の電位が５Ｖから３Ｖに変化する。

上記の嵌合状態判定回路２９において、「正常な嵌合」状態にあると判定されると、この判定信号を受けて、充電制御部１６はリレー２１に一時的なオン信号を出力して、リレー２１の動作判定を行なうこととしてもよい。
リレー２１へのオン信号を出力前に電流が流れている場合には、リレー２１の「溶着判定」がなされ、オン信号を出力後にも電流が流れない場合には、リレー２１の「不動作判定」がなされる。いずれも車両充電装置２の異常として判定される。

「戻されていない」状態や「半嵌合」検出がなされた場合には、ランプ点灯や音声などの手段によって、異常警報を出力し、使用者に嵌合の確認を促すことが好ましい。

本実施形態では、嵌合状態判定回路２９を、充電制御部１６内に設けたが、その他の実施形態として、充電コネクタ受部７内に設けることもできる。

車両充電装置２が立体駐車場に設置されている場合には、車両を載置する各パレットに車両充電装置２がそれぞれ設置されていて、各パレット４０に搭載した車両１８に充電コネクタ１を接続して充電を行なう。
なお車両充電装置２は、充電ケーブルと充電コネクタ１とコネクタ受部７のみが設置されていればよく、充電制御部１６を備えた車両充電装置本体は別の場所に設置することもできる。

充電制御部１６は、嵌合状態判定回路２９が「戻されていない」状態や「半嵌合」状態にあるとの充電コネクタ１の状態の判定に応じて、異常警報を出力すると同時に、立体駐車場の駆動装置に駆動禁止信号を出力する外部信号出力手段３０を備えている。
すべのパレットが連動して駆動されるタイプの立体駐車場装置において、何れかのパレットに設置された車両充電装置で、「半嵌合」状態や、「戻されていない」状態との判定がなされた場合には、車両充電装置２は立体駐車場装置全体の駆動を禁止する外部信号を出力する。
なお、各パレットごとに独立して駆動するタイプの立体駐車場装置において、上記判定がなされた場合には、この車両充電装置を搭載したパレット４０のみ駆動を禁止すればよい。
その他、溶着判定や断線判定がなされた場合には、外部信号によって立体駐車場装置全体を監視する監視装置に異常表示を行い、管理者に速やかな対応を促すことが好ましい。

以下、図７のフローを用いて、本発明の実施例を説明する。

（ＳＴ１）
判定はすべての車両充電装置２について常時行う。なお、充電コネクタ１を車両より外したとき、ＣＰＬＴ電位が９Ｖから１２Ｖ変化した後に判定を開始してもよし、立体駐車場装置４０を駆動するときに判定してもよい。
（ＳＴ２）
充電コネクタ１を充電コネクタ受部７に戻した際の、ＣＰＬＴ電位と嵌合プラグ受金具１４の電位と信号プラグ受金具１３の電位の変化に基づいて、充電コネクタ１の嵌合状態の判定が行われる。
嵌合状態の判定は、嵌合状態判定回路２９に予め記録された嵌合判定データに基づいて行われる。

（ＳＴ３〜ＳＴ５）
「正常な嵌合」状態あると判定されると、リレー２１を閉路してリレー２１の動作判定を行なうものとしてもよく、異常がなければ「正常判定」がなされる。「溶着判定」「不動作判定」がなされた場合には、外部信号によって監視装置に異常表示を行い、管理者に速やかな対応を促す。（ＳＴ７）
（ＳＴ７・ＳＴ８）
「ＣＰＬＴ断線」や「アース断線」状態あると判定されると、「溶着判定」「不動作判定」がなされた場合と同様に、外部信号によって監視装置に異常表示を行い、管理者に速やかな対応を促す。（ＳＴ８〜ＳＴ１１）
「戻されていない」や「半嵌合」状態あると判定されると、異常警報を出力して使用者に嵌合の確認を促すと同時に、車両充電装置が立体駐車場に設置されている場合には、立体駐車場の駆動装置に禁止信号を出力する。

１充電コネクタ
２車両充電装置
３充電コネクタ収納部
４充電端子部
５係止爪部
６接続プラグ
７充電コネクタ受部
８筒状部
９外筒部
１０内筒部
１１、１２電極プラグ受金具
１３信号プラグ受金具
１４嵌合プラグ受金具
１５アースプラグ受金具
１６充電制御部
１７充電ケーブル
１８車両
１９充電制御回路
２０受電許可スイッチ
２１リレー
２２充電電路
２３車載電池
２４、２５電極プラグ
２６アースプラグ
２７信号プラグ
２８嵌合プラグ
２９嵌合状態判定回路
３０外部信号出力手段
３１操作ボタン
３１ａスイッチ
３２充電端子部
３３係止爪部
３４充電コネクタ保持部
３５爪係合部
３６ロック機構
３７規制片
３８シリンダ
４０パレット
４１立体駐車場装置
４３戻りセンサ

Claims

電極線用の電極プラグと、アース線用のアースプラグと、充電制御信号線用の信号プラグと、嵌合判定線用の嵌合プラグを先端に有する充電コネクタを、充電ケーブルを介して車両の給電口に接続して充電を行う車両充電装置を、車両が載置されるパレットに備えた立体駐車場であって、車両充電装置は、非充電時の該充電コネクタを保持する充電コネクタ受部を備え、前記充電コネクタ受部には、前記電極線用の電極プラグと、アース線用のアースプラグと、充電制御信号線用の信号プラグと、嵌合判定線用の嵌合プラグに対応する電極プラグ受金具と、アースプラグ受金具と、信号プラグ受金具と、嵌合プラグ受金具を有し、前記嵌合プラグ受金具に電圧印加を行う電圧印加手段と、前記電圧印加手段により印加された嵌合プラグ受金具の電位変化に基づいて前記充電コネクタと前記充電コネクタ受部の嵌合状態を検出する嵌合状態判定回路を有するものであり、また、前記車両充電装置は、前記嵌合状態判定回路による判定に応じて、前記立体駐車場装置の駆動を禁止する外部信号出力手段を備えることを特徴とする立体駐車場。
前記車両充電装置は、充電制御信号を生成する回路を内蔵した充電制御部を備え、前記嵌合状態判定回路は、前記嵌合プラグ受金具の電位変化に加えて充電制御信号に対応する信号プラグを差し込む信号プラグ受金具の電位変化と、前記充電制御信号の電位変化に基づいて前記充電コネクタと前記充電コネクタ受部の嵌合状態を検出することを特徴とする請求項１記載の立体駐車場。
前記車両充電装置は、充電制御信号を生成する回路を内蔵した充電制御部を備え、前記充電制御部は、前記嵌合プラグ受金具の電位変化に加えて充電制御信号に対応する信号プラグを差し込む信号プラグ受金具の電位変化と、前記充電制御信号の電位変化に基づいて前記充電装置の異常を判定することを特徴とする請求項１記載の立体駐車場。