JP6565792B2 - 電動車両用インターロック装置 - Google Patents

Description

この発明は、電動車両の安全装置としての電動車両用インターロック装置に関する。

例えば、特許文献１には、バッテリプラグと並列接続した充電プラグを設け、バッテリプラグと充電プラグの間に整流素子を配置したバッテリ搭載型電機式産業車両のインターロック装置が開示されている。特許文献１に開示されたインターロック装置では、バッテリプラグと制御回路の入力側との間にインターロックリレー回路を設け、インターロックリレー回路中に安定化電源を設け、安定化電源でインターロック用リレーを作動するようにしている。

特許文献１のインターロック装置では、制御回路に接続されたインターロックリレー回路が設けられたことにより、充電中に誤ってキースイッチを入れたり、レバー操作をしたとしても、あるいは、キースイッチを入れたまま充電操作をしても、制御回路に接続された駆動回路は作動しないようにしている。

特開２０００−４５０６号公報

特許文献１のインターロック装置では、インターロックリレー回路に大電流が流れたこと等によって整流素子が破損してしまうと、バッテリプラグと並列接続された充電プラグを利用して、充電器から車載バッテリに充電することができなくなるという問題がある。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、電動車両の駆動回路を作動させないように電動車両を充電することができる電動車両用インターロック装置の提供にある。

上記の課題を解決するために、本発明は、電動車両の車載バッテリ装置と前記電動車両を駆動させる前記電動車両の駆動回路とに接続された車両プラグと、前記車両プラグと並列に前記駆動回路に接続され、前記電動車両とは別に設置された充電装置に接続可能な充電プラグと、前記車両プラグと前記駆動回路との間に設けられ、開閉することにより前記車載バッテリ装置と前記駆動回路との間の遮断通電を行う第１電磁接触器と、前記第１電磁接触器の開閉を制御する制御装置と、前記制御装置と接続され、前記電動車両の車両キーのオンオフと連動してオンオフされる車両キー検知器と、前記車両キー検知器と独立して前記制御装置に接続され、前記充電プラグを覆う充電プラグカバーの開閉と連動してオンオフされる充電プラグカバー検知器と、前記充電プラグと前記車両プラグとの間に設けられ、開閉することにより前記充電装置と前記車載バッテリ装置との間の遮断通電を行う第２電磁接触器と、を備え、前記制御装置は、前記充電プラグカバー検知器のオンオフと前記車両キー検知器のオンオフとに基づき前記第１電磁接触器の開閉を制御し、前記第２電磁接触器が接続され、前記充電プラグカバー検知器のオンオフと前記車両キー検知器のオンオフとに基づき前記第２電磁接触器の開閉を制御することを特徴とする。

本発明によれば、充電中の電動車両の駆動を防止できる電動車両用インターロック装置を、第１電磁接触器を利用して部品点数を少なく構成することができる。また、制御装置により車両キー検知器のオンオフと充電プラグカバー検知器のオンオフとを独立して把握することができる。

また、電動車両用インターロック装置に第２電磁接触器の許容電流以内であって比較的大きな電流が流れても、電動車両用インターロック装置は破損せず、充電プラグを利用して、電動車両とは別に設置された充電装置から車載バッテリ装置を充電することができる。

また、上記の電動車両用インターロック装置において、前記車両キー検知器がオン状態、かつ、前記充電プラグカバー検知器がオフ状態のとき、前記制御装置により前記第１電磁接触器を開状態とすることを特徴とする。
この場合、車両キーがオンのとき、電動車両の充電をすることができ、駆動回路は作動されないようにすることができる。

また、上記の電動車両用インターロック装置において、前記車両キー検知器がオフ状態のとき、前記制御装置により前記第２電磁接触器を閉状態とすることを特徴とする。
車両キーがオフのとき、第２電磁接触器により充電プラグと車両プラグとの間が通電され、電動車両の充電をすることができる。

本発明は、電動車両の駆動回路を作動させないように電動車両を充電することができる電動車両用インターロック装置の提供にある。

参考例に係る電動車両用インターロック装置を示す回路概略図である。 本発明の第１の実施形態に係る電動車両用インターロック装置を示す回路概略図である。

（参考例）
以下、参考例に係る電動車両用インターロック装置を図面に基づいて説明する。

図１は、参考例の電動車両用インターロック装置１０（以下、インターロック装置１０とする）の電気的構成を示す。インターロック装置１０は、車載バッテリ装置１１と駆動回路１５との間に設けられ、車載バッテリ装置１１と駆動回路１５とに電気的に接続され、駆動回路１５への車載バッテリ装置１１からの電力供給を制御する制御回路である。

車載バッテリ装置１１は、車載バッテリ１３とバッテリプラグ１４とを備える。車載バッテリ１３は、電動車両を駆動させる駆動回路１５に供給する電力を充放電する二次電池である。車載バッテリ１３は、バッテリプラグ１４に電気的に接続されている。

インターロック装置１０は、車両プラグ２０と、充電プラグ２１と、駆動回路用コンタクタ２２と、制御装置２３と、車両キースイッチ２４と、充電プラグカバースイッチ２５（以下、カバースイッチ２５とする）と、を備える。車両プラグ２０は、車載バッテリ装置１１のバッテリプラグ１４と電気的に接続されるプラグである。すなわち、車両プラグ２０は、車載バッテリ装置１１と駆動回路１５とに電気的に接続されている。充電プラグ２１は、車両プラグ２０と電気的に並列に接続されている。

充電プラグ２１は、電動車両と別に設置された充電装置３０の充電器プラグ３１と電気的に接続可能なプラグである。充電装置３０は、充電器プラグ３１と、充電器プラグ３１と電気的に接続された充電器３２とを備える。

駆動回路用コンタクタ２２は、大電流が流れる回路の開閉を行う電磁接触器である。駆動回路用コンタクタ２２は、車両プラグ２０と駆動回路１５との間に設けられ、開閉することにより車載バッテリ装置１１と駆動回路１５との間の通電又は遮断を行う。駆動回路用コンタクタ２２は、常開接点２６と励磁コイル２７とを備える。常開接点２６は、電動車両の駆動回路１５に接続されている。駆動回路用コンタクタ２２は、励磁コイル２７が通電されると常開接点２６を閉じて閉状態となり、インターロック装置１０の車両プラグ２０を介して車載バッテリ装置１１と駆動回路１５との間の通電を行う。励磁コイル２７は、制御装置２３と電気的に接続されており、制御装置２３は、励磁コイル２７の通電を制御して、駆動回路用コンタクタ２２の開閉を制御する。本参考例の駆動回路用コンタクタ２２は、本発明の第１電磁接触器である。

制御装置２３は、駆動回路用コンタクタ２２の励磁コイル２７に加えて、車両キースイッチ２４とカバースイッチ２５とに電気的に接続されている。カバースイッチ２５は、車両キースイッチ２４とは直列接続されておらず、車両キースイッチ２４と独立して制御装置に電気的に接続されている。制御装置２３は、車両キースイッチ２４の開閉とカバースイッチ２５の開閉とを把握する。本参考例の車両キースイッチ２４は、本発明の車両キー検知器である。車両キースイッチ２４の開状態は車両キー検知器のオフ状態であり、車両キースイッチ２４の閉状態は車両キー検知器のオン状態である。本参考例のカバースイッチ２５は、本発明の充電プラグカバー検知器である。カバースイッチ２５の開状態は充電プラグカバー検知器のオフ状態であり、カバースイッチ２５の閉状態は充電プラグカバー検知器のオン状態である。

車両キースイッチ２４は、車両キーのオンオフと連動して開閉されるスイッチである。具体的には、車両キースイッチ２４は、車両キーがオンとされた場合に閉状態となり、車両キーがオフとされた場合に開状態となる。

カバースイッチ２５は、充電プラグ２１を覆う充電プラグカバー（図示しない）の開閉と連動して開閉されるスイッチである。具体的には、カバースイッチ２５は、充電プラグカバーが開けられると開状態となり、充電プラグカバーが閉められると閉状態となる。充電プラグカバーは、充電プラグ２１の接触による短絡を防止するため充電プラグ２１を保護するために覆うことができるカバーである。

制御装置２３は、車両キースイッチ２４の開閉とカバースイッチ２５の開閉とに基づき駆動回路用コンタクタ２２の開閉を制御して、車載バッテリ装置１１と駆動回路１５との間の通電又は遮断を制御する。具体的には、制御装置２３は、車両キースイッチ２４が閉状態とされ、かつ、カバースイッチ２５が閉状態の場合に、駆動回路用コンタクタ２２の励磁コイル２７を通電して駆動回路用コンタクタ２２を閉状態とし、車載バッテリ装置１１と駆動回路１５との間の通電を行う。また、制御装置２３は、車両キースイッチ２４が閉状態とされても、カバースイッチ２５が開状態の場合には、駆動回路用コンタクタ２２の励磁コイル２７を通電せず駆動回路用コンタクタ２２を開状態とし、車載バッテリ装置１１と駆動回路１５との間の遮断を行う。また、制御装置２３は、車両キースイッチ２４が開状態とされた場合には、駆動回路用コンタクタ２２の励磁コイル２７を通電せず駆動回路用コンタクタ２２を開状態とし、車載バッテリ装置１１と駆動回路１５との間の遮断を行う。

以上の構成を有するインターロック装置１０の作用について以下に説明する。
車載バッテリ装置１１の車載バッテリ１３を充電する際には、電動車両の運転者により、車両キーが開状態とされ、電動車両の充電プラグカバーが開けられて、電動車両と別に設置された充電装置３０の充電器プラグ３１がインターロック装置１０の充電プラグ２１と接続される。充電プラグ２１はバッテリプラグ１４と並列に電気的に接続されており、バッテリプラグ１４は車両プラグ２０に接続されたまま、充電プラグ２１を利用して車載バッテリ１３の充電が可能となっている。このとき、車両キーがオフとされているので車両キースイッチ２４は開状態である。駆動回路用コンタクタ２２の励磁コイル２７は通電されておらず、常開接点２６は開いており駆動回路用コンタクタ２２は開状態であり、車載バッテリ装置１１と駆動回路１５との間の遮断が行われ、車両の駆動回路１５には車載バッテリ１３や充電装置３０からの電力が供給されない状態である。そして、充電器３２の電力は、充電器プラグ３１、充電プラグ２１、車両プラグ２０及びバッテリプラグ１４を介して、車載バッテリ１３に供給され、車載バッテリ１３が充電される。

車載バッテリ１３の充電を終了する際には、運転者等により充電器プラグ３１が充電プラグ２１から離され、充電プラグカバーが閉じられる。このとき、充電プラグカバーが閉じられてカバースイッチ２５は閉状態となる。そして、運転者が車両キーをオンとすると車両キースイッチ２４は閉状態となり、制御装置２３により駆動回路用コンタクタ２２の励磁コイル２７は通電されて常開接点２６が閉じられて駆動回路用コンタクタ２２は閉状態となる。このとき、車載バッテリ装置１１と駆動回路１５との間の通電が行われ、車載バッテリ１３の電力は電動車両の駆動回路１５に供給可能な状態となる。

電動車両を停止させる際には、車両キーをオフとする。このとき、車両キーをオフとするので車両キースイッチ２４は開状態であり、制御装置２３により駆動回路用コンタクタ２２の励磁コイル２７の通電が止められて、常開接点２６は開けられており駆動回路用コンタクタ２２は開状態である。このとき、車載バッテリ装置１１と駆動回路１５との間の遮断が行われている。

本参考例では、以下の作用効果を奏する。
（１）車載バッテリ装置１１の車載バッテリ１３を充電する際には、駆動回路用コンタクタ２２により電動車両の駆動回路１５と車載バッテリ装置１１との遮断を行う。したがって、充電中の電動車両の駆動を防止できるインターロック装置１０を、駆動回路用コンタクタ２２を利用して部品点数を少なく構成することができ、コストを低減することができる。

（２）制御装置２３には、車両キースイッチ２４が電気的に接続され、カバースイッチ２５が車両キースイッチ２４と独立して電気的に接続されている。したがって、制御装置２３により車両キースイッチ２４の開閉とカバースイッチ２５との開閉を独立して把握することができる。

（３）車両キースイッチ２４が閉状態、かつ、カバースイッチ２５が開状態のとき、制御装置２３により駆動回路用コンタクタ２２を開状態とする。したがって、車両キーがオンであっても、充電プラグカバーが開けられると、電動車両の駆動回路１５を車載バッテリ装置１１から遮断して駆動回路１５を作動させないようにして、電動車両の充電をすることができる。

（第１の実施形態）
次に、第１の実施形態について説明する。
本実施形態は、参考例のインターロック装置１０に充電プラグ２１に電気的に接続された充電プラグ用コンタクタを追加した例である。本実施形態では、参考例と同じ要素については、参考例の説明を援用し共通の符号を用いて説明する。

図２は、第１の実施形態の電動車両用インターロック装置５０（以下、インターロック装置５０とする）を示す。インターロック装置５０には、充電プラグ用コンタクタ５２が追加されている。充電プラグ用コンタクタ５２は、車両プラグ２０と充電プラグ２１との間に設けられ、開閉することにより充電プラグ２１と車載バッテリ装置１１との間の通電又は遮断を行う。充電プラグ用コンタクタ５２は、常閉接点５３と励磁コイル５４とを備え、常閉接点５３は、車両プラグ２０と充電プラグ２１との間を電気的に接続している。励磁コイル５４は、制御装置５５に電気的に接続されている。充電プラグ用コンタクタ５２は、励磁コイル５４が通電されると常閉接点５３を開いて開状態となり、充電プラグ２１と車載バッテリ装置１１と接続された車両プラグ２０との間の遮断を行う。本実施形態の充電プラグ用コンタクタ５２は、本発明の第２電磁接触器である。

制御装置５５は、車両キースイッチ２４の開閉とカバースイッチ２５の開閉とを把握して、駆動回路用コンタクタ２２の励磁コイル２７に加えて、充電プラグ用コンタクタ５２の励磁コイル５４の通電を制御する。具体的には、制御装置５５は、車両キースイッチ２４が閉状態、かつ、カバースイッチ２５が閉状態の場合には、充電プラグ用コンタクタ５２の励磁コイル５４を通電して充電プラグ用コンタクタ５２を開状態とし、充電プラグ２１と車両プラグ２０との間の遮断を行う。制御装置５５は、車両キースイッチ２４が閉状態、かつ、カバースイッチ２５が開状態の場合には、充電プラグ用コンタクタ５２の励磁コイル５４を通電せずに充電プラグ用コンタクタ５２を閉状態とし、充電プラグ２１と車両プラグ２０との間の通電を行う。制御装置５５は、車両キースイッチ２４が開状態の場合には、充電プラグ用コンタクタ５２の励磁コイル５４を通電せずに充電プラグ用コンタクタ５２を閉状態とし、充電プラグ２１と車両プラグ２０との間の通電を行う。

以上の構成を有するインターロック装置５０の作用について以下に説明する。
電動車両を走行させる際には、車両キーをオンとし、充電プラグカバーは閉められている。このとき、車両キーをオンとするので車両キースイッチ２４は閉状態であり、また、充電プラグカバーが閉められているのでカバースイッチ２５は閉状態である。制御装置５５は、車両キースイッチ２４の閉状態とカバースイッチ２５の閉状態とを把握して、充電プラグ用コンタクタ５２の励磁コイル５４を通電させて常閉接点５３を開き、充電プラグ用コンタクタ５２は開状態となり、充電プラグ２１と車両プラグ２０との間の遮断を行う。

電動車両を停止させる際には、車両キーをオフとする。このとき、車両キーをオフとするので車両キースイッチ２４は開状態である。制御装置５５は、車両キースイッチ２４の開状態を把握して、充電プラグ用コンタクタ５２の励磁コイル５４の通電を止めて常閉接点５３を閉じて充電プラグ用コンタクタ５２を閉状態とし、充電プラグ２１と車両プラグ２０との間の通電を行う。

そして、電動車両と別に設置された充電装置３０により車載バッテリ装置１１を充電する際には、電動車両の運転者等により、充電プラグカバーが開けられて、充電装置３０の充電器プラグ３１が充電プラグ２１と接続される。このとき、車両キーがオフであるので車両キースイッチ２４は開状態であり、また、充電プラグカバーが開けられているのでカバースイッチ２５は開状態である、制御装置５５は、車両キースイッチ２４が開状態を維持しているので、充電プラグ用コンタクタ５２の励磁コイル５４の通電を止めたままであり、常閉接点５３は閉じられており充電プラグ用コンタクタ５２を閉状態のままとし、充電プラグ２１と車載バッテリ装置１１との間の通電が行われている。充電装置３０の充電器３２の電力は、充電器プラグ３１、充電プラグ２１、車両プラグ２０及びバッテリプラグ１４を介して、車載バッテリ１３に供給されて、車載バッテリ１３が充電される。

また、車両キーをオンとしていても、電動車両が停止中等であって、車載バッテリ装置１１を充電する場合は、運転者等により、充電プラグカバーが開けられて、充電装置３０の充電器プラグ３１が充電プラグ２１と接続される。このとき、車両キーがオンであるので車両キースイッチ２４は閉状態であり、また、充電プラグカバーが開けられているのでカバースイッチ２５は開状態である。制御装置５５は、車両キースイッチ２４の閉状態とカバースイッチ２５の開状態とを把握して、充電プラグ用コンタクタ５２の励磁コイル５４の通電を止め、常閉接点５３を閉じて充電プラグ用コンタクタ５２を閉状態とし、充電プラグ２１と車載バッテリ装置１１との間の通電を行う。このとき、制御装置５５は駆動回路に電力が供給されないように駆動回路用コンタクタ２２は開状態にする。そして、充電装置３０の充電器３２の電力は、充電器プラグ３１、充電プラグ２１、車両プラグ２０及びバッテリプラグ１４を介して車載バッテリ１３に供給されて、車載バッテリ１３が充電される。

本実施形態では、以下の作用効果を奏する。
（４）電動車両の走行中等の、電動車両と別に設置された充電装置３０により車載バッテリ装置１１を充電しない場合は、充電プラグ２１と車載バッテリ装置１１との間の遮断を行う。したがって、電動車両の走行中等に、車両外部からの衝撃等により充電プラグ２１のプラス側とマイナス側が接触した場合であっても、充電プラグ２１は車載バッテリ装置１１から充電プラグ用コンタクタ５２により電気的に遮断されているので、充電プラグ２１の短絡を防止することができる。

（５）電動車両の充電中等に充電プラグ２１に大電流が流れても、充電プラグ２１に接続された電磁接触器としての充電プラグ用コンタクタ５２は、許容電流以内であって比較的大容量の電流に耐えられる。したがって、インターロック装置５０に許容電流以内の大きな電流が流れても、インターロック装置５０は破損せず、充電プラグ２１を利用して、電動車両と別に設置された充電装置３０から車載バッテリ装置１１を充電することができる。

本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更してもよい。

○ 上記の実施形態では、制御装置は、車両キースイッチが閉状態とされ、かつ、カバースイッチが閉状態の場合には、駆動回路用コンタクタの励磁コイルを通電して閉状態とし駆動回路へ電力を供給し、車両キースイッチが閉状態とされても、カバースイッチが開状態の場合には、駆動回路用コンタクタの励磁コイルを通電しないで開状態として駆動回路へ電力を供給しないように構成したが、この限りでない。インターロック装置に車速センサ（又は駆動モータの回転センサ）を付加することで、電動車両の走行中に充電プラグカバーが開いても、車速センサの検出に基づき、制御装置により電動車両が走行中であると判断されるときは、駆動回路用コンタクタを開状態に維持するようにしても良い。つまり、車速センサが電動車両の走行中を示すとき、カバースイッチの開閉に関わらず、駆動回路用コンタクタを閉状態に維持して駆動回路への電力供給を続けるようにしても良い。この場合、電動車両の走行中に充電プラグカバーが開いても、駆動回路へ電力が供給され続けており電動車両は走行し続けることができ、駆動回路へ電力が供給されなくなって電動車両が急停止することはない。

○ 上記の実施形態では、車両キー検知器として車両キースイッチ２４を用い、充電プラグカバー検知器としてカバースイッチ２５を用いたが、この限りでない。例えば、車両キー検知器として車両キーセンサを用いて車両キーのオンオフを検知し、充電プラグカバー検知器として充電プラグカバー開閉センサを用いて充電プラグカバーの開閉を検知しても良い。

１０、５０ 電動車両用インターロック装置
１１ 車載バッテリ装置
１５ 駆動回路
２０ 車両プラグ
２１ 充電プラグ
２２ 駆動回路用コンタクタ（第１電磁接触器としての）
２３、５５ 制御装置
２４ 車両キースイッチ（車両キー検知器としての）
２５ カバースイッチ（充電プラグカバー検知器としての）
３０ 充電装置
５２ 充電プラグ用コンタクタ（第２電磁接触器としての）

Claims (3)

1. 電動車両の車載バッテリ装置と前記電動車両を駆動させる前記電動車両の駆動回路とに接続された車両プラグと、
   前記車両プラグと並列に前記駆動回路に接続され、前記電動車両とは別に設置された充電装置に接続可能な充電プラグと、
   前記車両プラグと前記駆動回路との間に設けられ、開閉することにより前記車載バッテリ装置と前記駆動回路との間の遮断通電を行う第１電磁接触器と、
   前記第１電磁接触器の開閉を制御する制御装置と、
   前記制御装置と接続され、前記電動車両の車両キーのオンオフと連動してオンオフされる車両キー検知器と、
   前記車両キー検知器と独立して前記制御装置に接続され、前記充電プラグを覆う充電プラグカバーの開閉と連動してオンオフされる充電プラグカバー検知器と、
   前記充電プラグと前記車両プラグとの間に設けられ、開閉することにより前記充電装置と前記車載バッテリ装置との間の遮断通電を行う第２電磁接触器と、を備え、
   前記制御装置は、前記充電プラグカバー検知器のオンオフと前記車両キー検知器のオンオフとに基づき前記第１電磁接触器の開閉を制御し、前記第２電磁接触器が接続され、前記充電プラグカバー検知器のオンオフと前記車両キー検知器のオンオフとに基づき前記第２電磁接触器の開閉を制御することを特徴とする電動車両用インターロック装置。
2. 前記車両キー検知器がオン状態、かつ、前記充電プラグカバー検知器がオフ状態のとき、前記制御装置により前記第１電磁接触器を開状態とすることを特徴とする請求項１記載の電動車両用インターロック装置。
3. 前記車両キー検知器がオフ状態のとき、前記制御装置により前記第２電磁接触器を閉状態とすることを特徴とする請求項１記載の電動車両用インターロック装置。

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