JPH03143201A - 電気自動車の自動充電装置 - Google Patents

電気自動車の自動充電装置

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JPH03143201A
JPH03143201A JP1279108A JP27910889A JPH03143201A JP H03143201 A JPH03143201 A JP H03143201A JP 1279108 A JP1279108 A JP 1279108A JP 27910889 A JP27910889 A JP 27910889A JP H03143201 A JPH03143201 A JP H03143201A
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靖明 京兼
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野］ 本発明は、車輌に、電動様の補助電源となるジェネレー
タを駆動するエンジンを搭載し、このエンジンの始動、
停山をバラｊりの端子電圧、および、照度から判別する
電気自動車の自動充電装置に関する。
［従来の技術と考案が解決しようとする課題］一般に、
電気自動車◆ま無公害、低騒音の新交通システムどして
注目されている反面、充電時間が長く、かつ、−充電走
行距離が短いという問題があり、また、充電走行距離を
延ばづために、大容量のバッテリを搭載すれば、車輌重
量が著しく増加するばかりか、バッテリの空間占有率が
大きくなってしまうなどの問題もある。
そのため、最近では、車輌にエンジンとバッテリとを搭
載したハイブリッドシステムが多く採用されている。こ
のハイブリッドシステムには、例えば、特開昭５５−１
５７９０１号公報に開示されているように、エンジンの
出力を一旦電気エネルギに変換して電動機を駆動するシ
リアルハイブリッド方式と、例えば、特開昭５１−６３
９０１号公報に開示されているように、エンジンの出力
軸を電動機と駆動系とに接続し、エンジン、電動機のい
ずれでも駆動可能なパラレルハイブリッド方式とがある
。
この両方式には一長一短があるが、シリアルハイブリッ
ド方式は、負荷変動に関係なく常に最適状態で定速運転
できるため、燃費性、低公害性に優れている。
従来、このシリアルハイブリッド方式の電気自動車によ
る自動充電制御は、上述した公報にも見られるように、
バッテリの端子電圧のみを検出し、この端子電圧が一定
値以下になった場合、エンジンを始動させ、上記端子電
圧が所定値まで上昇したらエンジンを自動的に停止させ
て行っている。
しかし、上述したように、電気自動車は無公害、低騒音
を特徴としており、屋内の移送手段として採用されるこ
とも多く、屋内でエンジンが運転されることは、排気ガ
スにより屋内雰囲気を汚染づ−るばかりか、騒＆対策上
好ましくない。そのため、屋内作業に際しては作業名が
周囲の状況を判断して、適宜エンジンを停止していたが
、この停止、および、再始動操作が煩雑なばかりか、電
気自動車をエンジン運転状態のまま屋内へ誤って侵入さ
せてしまい易い問題もある。
［発明の目的］ 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、周囲の状
況を判断してエンジンの始動、停止を自動的に行い、操
作性がよく、かつ、屋内での静粛性、清潔性に優れた電
気自動車の自動充電装置を提供することを目的としてい
る。
［課題を解決するための手段１ 上記目的を達成するため本発明による電気自動車の自動
充電装置は、バッテリの端子電圧を算出する端子電圧算
出手段と、ルックスセンサの出力信号と予め設定した屋
内外判別用基準照度とを比較して屋内か屋外かを判別す
る屋内外判別手段と、上記端子電圧算出手段で算出した
端子電圧と、予め設定した電圧下限値判別用基準電圧お
よび電圧上限値判別用基準電圧とを比較し、上記端子電
圧が上記電圧下限値判別用基準電圧より低く、かつ上記
屋内外判別手段で県外と判別した場合はエンジン始動条
件成立と判別し、また上記屋内外判別手段で屋内と判別
した場合、あるいは、上記端子電圧が上記電圧上限値判
別用基準電圧より高い場合はエンジン停止条件成立と判
別するエンジン始動停止条件判別手段と、上記エンジン
始動停止条件判別手段でエンジン始動条件成立と判別し
た場合はジェネレータに連設するエンジンを始動させ、
また上記エンジン始動停止条件判別手段でエンジン停止
条件成立と判別した場合は上記エンジンを停止させるエ
ンジン駆動停止手段とを具備するものである。
［作　用］ 上記構成において、まず、バッテリの端子電圧を算出し
、また、ルックスセンサの出力信号と予め設定した屋内
外判別用基準照度とを比較して屋内か屋外かを判別する
。
次いで、上記端子電圧と、予め設定した電圧下限値判別
用基準電圧および電圧上限値判別用基準電圧とを比較し
、上記端子電圧が上記電圧下限値判別用基準電圧より低
く、かつ上記屋内外判別手段で屋外と判別した場合はエ
ンジン始動条件成立と判別し、また上記屋内外判別手段
で屋内と判別した場合、あるいは、上記端子電圧が上記
電圧上限値判別用基準電圧より高い場合はエンジン停止
条件成立と判別する。
そして、エンジン始動条件成立と判別した場合はジェネ
レータにＮ設するエンジンを自動的に始動させ、またエ
ンジン停止条件成立と判別した場合は上記エンジンを自
動的に停止させる。
［発明の実施例］ 以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。
図面は本発明の一実施例を示し、第１図は自動充電装置
の機能ブロック図、第２図は自動充電装置の制御系の全
体概略図、第３図はエンジン始動／停止の制御手順を示
すフローヂャートである。
なお、図においてはシリアルハイブリッド方式（） 図中の符号１はエンジン、２はジェネレータ、３は電動
機で、このエンジン１、ジェネレータ２、電動機３が図
示しない電気自動車のフレームに載慢されている。
上記エンジン１の出力軸１ａに軸着したドライブプーリ
４と、上記ジェネレータ２の電機子２ａ（第１図参照）
に連設する入力軸２ｂに軸着したドリブンプーリ５とが
ベルト６を介して連設されている。
また、上記エンジン１の吸気管１Ｅ）に介装したスロッ
トルバルブ１ｃにロークリアクヂュエータ７が連設され
ている。さらに、上記ドライブプリ４に、このドライブ
プーリ４に形成した点火時期を示ず突起４ａを検出づ−
るクランク角センサ８が対設され、また、上記ドリブン
プーリ５に、このドリブンプーリ５の外周に形成した突
起（あるいはスリット）５ａからジ１ネ［ノータ回転数
を検出するジェネレータ回転数センサ９が対設されてい
る。
また、上記電動機３の出力軸３ａに軸着したドライブギ
ヤ１０がアイドラギヤ１１を介して、−に記常気自動車
（図示せず）の駆動軸１２に軸着したドリブンギヤ１３
に連設されている。
また、上記エンジン１に設けた点火回路１４が、第１図
に示すように、点火コイル１４．ａと、この点火コイル
１４．　ａの二次側に接続する点火プラグ１４ｂとで構
成され、また、上記点火コイル１４ａの一次側が制御リ
レーＲＦＩの常開接点を介してバッテリ１７の十端子に
接続され、ざらに、この制御リレーＲＥ１の励磁コイル
にキースイッチ１５を介してバッテリ１７の十端子接続
されている。
さらに、上記ジェネレータ２に設置プたジェネレータ制
御回路１６の第１リレーＲＥ２の常開接点が上記ジェネ
レータ２の電機子２ａに接続され、さらに、このジェネ
レータ２の界磁巻線２Ｃが互いに並列接続する抵抗Ｒ１
と切換えリレーＲＥ３の常開接点を介して第２リレーＲ
Ｅ４の常開接点に接続され、この第２リレーＲＥ／Ｉが
上記第１リレーＲＥ２に接続されている。
また、上記切換えリレーＲＥ３の励磁コイルにダイオー
ドＤ１のアノード側が接続され、このダイオードＤ１の
カソード側が他のダイオードＤ２のアノード側に接続さ
れ、このダイオードＤ２のカソード側が上記切換えリレ
ーＲＥ３の励磁コイルに接続されている。
さらに、上記ダイオードＤ１のカソード側とダイオード
Ｄ２のアノード側の間ど、上記ジェネレータ２の電機子
２ａと界磁巻線２Ｃの間とが接続され、また、上記ダイ
オードＤ２のカソード側と切換えリレーＲＥ３の励磁コ
イルとの間がバッテリ１７の十端子に接続されている。
ざらに、上記第１リレーＲＥ２の常開接点と第２リレー
ＲＥ４の常開接点との接続点がバッテリ１７の一端子に
接続されている。
（制御装置の回路構成） また、第２図の符号１８はマイクロコンピュータなどか
らなる制御装置で、この制御装置１８のＣＰＵ１８ａ、
ＲＯＭ１８ｂ、ＲＡｔｖＭ８ｃ、Ｉ１０インターフェイ
ス１８ｄがパスライン１８ｅを介して互いに接続され、
上記Ｉ１０インターフェイス１８ｄの入力ポートに、上
記クランク角センサ８、ジェネレータ回転数センサ９、
バッテリ１７の十端子が接続されているとともに、図示
しない電気自動車の上部に設（プ、周囲の紫外線量、あ
るいは、光度などの照度を検出するルックスセンサ１９
が接続されている。
ざらに、上記Ｉ１０インターフェイス１８ｄの出力ボー
トに、発光ダイオードなどの警報手段２０、上記点火回
路１４を構成する点火コイル１４ａの一次側、上記ロー
クリアクチユニータフ、および、ジェネレータ制御回路
１６を構成する第１リレー０ ＲＥ２、第２リレーＲＥ４の励磁コイルが接続されてい
る。
上記ＲＯＭ１８ｂには、制御プログラム、各種比較基準
値などの固定データが記憶されており、また、ＲＡＭ１
８ｃには上記各センサなどからの出力信号を処理したデ
ータが格納されている。また、上記ＣＰＵ１８ａｒは上
記ＲＯＭ１８ｂに記憶されている各種データに基づきロ
ークリアクチユニータフの動作量演算、点火時期設定、
点火系カットなどの判断を行う。
（制御装置１８の機能構成） 第１図に示すよ、うに、上記制御装置１８が、端子電圧
算出手段２１、屋内外判別手段２２、ジェネレータ回転
数算出手段２３、エンジン始動停止条件判別手段２４、
ロータリアクチュエータ作動量設定手段２５、ロータリ
アクチュエータ駆動手段２６、エンジン駆動停止手段２
７、警報駆動手段２８で構成されており、さらに、上記
エンジン駆動停止手段２７が、点火駆動手段２７ａ１第
１゜第２リレー駆動手段２７ｂで構成されている。
１ 端子電圧算出手段２１では、バッテリ１７の電圧を取入
れて、このバッテリ１７の端子電圧ＶＴを算出する。
屋内外判別手段２２では、ルックスセンサ１９で検出し
た照度「と、予め設定した屋内外判別用基準照度ＬＳと
を比較し、Ｌ＜ＬＳの場合、屋内と判別し、Ｌ≧ＬＳの
場合、屋外と判別する。
ジェネレータ回転数算出手段２３では、ジェネレータ回
転数センサ９の出力信号に基づき、ジェネレータの回転
数ＮＧＥを算出する。
始動停止条件判別手段２４では、上記端子電圧算出手段
２１で算出した端子電圧Ｖ１と、予め設定した電圧下限
値判別用基準電圧ＶＬ（例えば、１１■）、および、電
圧上限値判別用基準電圧Ｖ１１（例えば、１５Ｖ〉とを
比較し、ＶＴ　＜ＶＬ　テ、かつ、上記屋内外判別手段
′２２で屋外（Ｌ≧Ｌｓ）ど判別した場合、エンジン始
動条件成立と判別する。
また、屋内（Ｌ＜Ｌｓ　）と判別した場合、あるいは、
Ｖ丁≧Ｖ・■と判別した場合、エンジン停止２ 条件成立と判別する。
ロータリアクチュエータ作動量設定手段２５では、上記
エンジン始動停止条件判別手段２４でエンジン始動条件
成立と判別した場合、ジェネレータ回転数算出手段２３
で算出したジェネレータ回転数ＮＧＥと、予め設定した
設定ジェネレータ回転数Ｎ　ＧＥＯとの偏差からロータ
リアクチュエータ７の作動量を、演算、あるいは、マツ
プ検索により設定する。
また、上記エンジン始動停止条件判別手段２４でエンジ
ン停止条件成立と判別した場合、ロータリアクチュエー
タ７の動作を停止する。
ロータリアクチュエータ駆動手段２６では、上記ロータ
リアクチュエータ作動量設定手段２５で設定したローク
リアクチュエータ作動量に応じた動作信号をロータリア
クチュエータ７へ出力する。
すると、このロータリアクチュエータ７がスロットルバ
ルブ１ｃを開閉動作させて、エンジン回転数を微量調整
し、エンジンの負荷に伴う回転変動、あるいは、ドライ
ブプーリ４のスリップなど１３ よるジェネレータ２の回転数変動を修正する。
エンジン駆動停止手段２７の点火駆動手段２７ａでは、
上記エンジン始動停止条件判別手段２４でエンジン始動
条件成立と判別した場合、クランク角吐ンサ８の突起４
ａを検出した信号をトリガとして点火回路１／ｌを構成
する点火コイル１４　ａの一次側を遮断する。すると、
点火コイル１４ａの二次側に高圧が発生し、点火プラグ
１４ｂをスパークさせる。
一方、上記エンジン始動停止条件判別手段２４で、エン
ジン停止条件成立と判別した場合、点火駆動手段２７ａ
では、上記クランク角センザ８がらのトリガ信号の有無
にかかわりなく、点火コイル１４ａの一次側の遮断を中
止する。
第１．第２リレー駆動手段２７ｂでは、上記始動停止条
件判別手段２４で、エンジン運転条件成立と判別した場
合、ジェネレータ制御回路１６に設けた第１リレーＲＥ
２、第２リレーＲＥ４の励磁コイルへ通電する。
すると、この第１リレーＲＥ２、第２リレーＲ４ ［４がＯＮＩ、、バッテリ１７の放電電流が、第１図の
実線で示す矢印のように、切換えリレーＲ［３の励磁−
］イルからダイオードＤ１を流れ、この切換えリレーＲ
Ｅ　３がＯＮして常開接点が閉じてスタータ回路を形成
し、ジェネレータ２の電機子２ａど、抵抗Ｒ１を介さず
に界磁巻線２Ｃとに電流が流れる。その結果、ジェネレ
ータ２は、上記界磁巻線２Ｃを流れる電流により回転さ
せられ、ベルト６を介してエンジン１を始＃ｊ　する。
ぞして、上記エンジン１が始動し、回転数が上昇するど
、スタータ回路の電流が次第に減少し、ついにはＯにな
り、上記切換えリレーＲＥ３が○Ｆ「する。
次いで、上記エンジン１の回転数がさらに上昇するど、
上記ジェネレータ２の電機子２ａから起電力が発生し、
その電流が、図の一点鎖線で示すように、一方が界磁巻
ＦＪ２ｃを励磁し、また、地方がダイオードＤ２を通り
、バッテリ１７を充電する。
一方、上記第１．第２リレー駆動手段２７ｂで５ は、上記始動停止条例判別手段２４でエンジン停止条件
成立と判別した場合、上記ジェネレータ制御回路１６の
第１リレーＲＥ２、第２リレーＲ［４を○「「シ、ジェ
ネレータ２に９＝１号るバッテリ１７の充放電を停止す
る。
（作　用） 次に、上記組成による自動充電装置の制御手順を第３図
の７１−１−ヂャートに従って説明する。
まず、ステップ５ｉｏ１で、エンジン状態判別用フラグ
がＩ’Ｌ八Ｇへ　１かどうかをＴ１１別する。ＦＬＡＧ
＝１の場合、エンジン運転中（充電中）であるため、ス
フツブ８１０／ｌヘジＶンプする。また、「１＾Ｇ＝φ
の場合、エンジンが停止しているため、ステップ５１０
２へ進み、バッテリ１７の端子電圧ＶＴを読込む。
そして、ステップ５１０３で、上記ステップ５１０２で
読込んだ端子電圧ＶＴと、予め設定した電圧下限値判別
用基準電圧Ｖｔ−＜例えば、１１Ｖ）とを比較し、Ｖ丁
≧ＶＬの場合、バッテリ１７の充電量が充分であると判
断し、ステップ６１１２６ ヘジヤンプする。
一方、ＶＴ　＜ＶＬの場合、バッテリ１７の充電量が許
容値以下であると判断し、ステップ５１０４へ進み、ル
ックスセンサ１９の出力値［−を読込み、ステップ５１
０５で、上記ステップ５１０４で読込んだ出力値りど、
予め設定した屋内外判別用基準照度「Ｓとを比較し、１
−≧ｌｓの場合、屋外と判断して、ステップ５１０６へ
進み、また、Ｌ　＜　Ｌ　Ｓの場合、屋内と判断してス
テップ５１０７へ進む。
ステップ５１０６では、エンジン状態判別用フラグがＦ
Ｌ八へ＝　１かどうかを判別し、ＦＬＡＧ＝　１の場合
、エンジン運転中（充電中）であるため、ステップ５１
０８へ進み、また、ＦＬＡＧ−ψの場合、ステップ５１
０９へ進む。
ステップ８１０８では、バッテリ１７の端子電圧ＶＴを
読込み、ステップ５１１０で、この端子電圧ＶＴと、予
め設定した電圧上限値判別用基準電圧ＶＨ（例エバ、１
５Ｖ）、！：を比較し、ＶＴ＜ＶＨ（７）場合、充電が
不充分であるため、ステップｓ１１７ １へ進み、エンジン状態判別用フラグをＦＬＡＧ＝１に
セットした後（ＦＬＡＧ＜−’ｌ　）　、ルーチンを外
れる。
また、上記ステップ５１１０で、ＶＴ≧■１１、すなわ
ち、充電量が充分であると判断した場合、ステップ５１
１２へジャンプする。
−・方、上記ステップ５１０６で、エンジン状態判別用
フラグがＩ’Ｌ八Ｇへφ、りなわち、エンジン停止中と
判断して、ステップ５１０９へ進むと、エンジンを始動
づべく、点火駆動させ、さらに、ロータリアクチュエー
タ７を動作させてスロワ１ヘルバルブ１Ｃの開度を調整
するとともに、ジエネレタ制御回路１６の第１．第２リ
レーＲＥ２．ＲＥ４をＯＮさせ、上記ステップ５１１１
へ進む。
一方、上記ステップ５１０５で、ｌ−＜ｌ−ｓ、づ−な
わち、屋内と判断して、ステップ５１０７へ進むと、バ
ッテリ１７の充電量が少ないにもかかわらず、県内であ
るためにエンジンを稼働させることができないので、警
報手段２０の一例としてのＬＥＤを点灯させる等して警
報を発して作業者に充電不足を知らせ、ステップ５１１
２で、エンジ８ ンを停止すべく、点火系をカットさせ、さらに、ロータ
リアクチュエータ７の動作を停止するとともに、第１、
第２リレーＲＥ２．ＲＥ４をＯＦＦさせる。そして、ス
テップ５１１３で、エンジン状態判別用フラグＦＬＡＧ
をクリアした後（ＦＬＡＧ←φ）、ルーチンを外れる。
このように、屋内においては、エンジンを自動的に停止
させて充電を中止し、充電作業を屋外のみで行うように
したので、屋内の静粛性、清潔性を保つことができる。
また、屋内作業中の作業者には充電不足を報らせるので
電気自動車が急に停止してしまうこともない。
［発明の効果］ 以上、説明したように本発明によれば、バッテリの端子
電圧を算出する端子電圧算出手段と、ルックスセンサの
出力信号と予め設定した屋内外判別用基準照度とを比較
して屋内か屋外かを判別する屋内外判別手段と、上記端
子電圧算出手段で算出した端子電圧と、予め設定した電
圧下限値判別用基準電圧および電圧上限値判別用基準電
圧とを９ 比較し、上記端子電圧が上記電圧下限値判別用基￥＝雷
電圧り低く、かつ上記屋内外判別手段で屋外と判別した
場合はエンジン始動条件成立と判別し、また上記屋内外
判別手段で屋内と判別した場合、あるいは、上記端子電
圧が上記電圧上限値’ｔＪ＋別用基準用基準電圧い場合
はエンジン停止条件成立と判別するエンジン始動停止条
件判別手段と、上記エンジン始動停止条件判別手段でエ
ンジン始動条件成立と判別した場合はジェネレータに連
設するエンジンを始動させ、また上記エンジン始動停止
条件判別手段でエンジン停止条件成立と判別した場合は
上記エンジンを停止させるエンジン駆動停止手段とを具
備したので、周囲の状況を判断してエンジンの始動、停
止を自動的に行うことができ、操作性がよく、かつ、屋
内での静粛性、清潔性を保つことができるなど優れた効
果が奏される。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の一丈施例を示し、第１図は自動充電装置
の機能ブロック図、第２図は自動充電装置の制御系の全
体概略図、第３図はエンジン始動０ ／停止の制御手順を示すフローチャートである。 １・・・エンジン、２・・・ジェネレータ、１７・・・
バッテリ、１９・・・ルックスセンサ、２１・・・端子
電圧算始′動停止条件判別手段、２７・・・エンジン駆
動停止手段、ＶＨ・・・電圧上限値判別用基準ｆｉｉＪ
Ｉ、ＶＬ−・・電圧下限値判別用基準電圧、１ｓ・・・
屋内外判別用基準照度、ＶＴ・・・端子電圧。 １

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 バッテリの端子電圧を算出する端子電圧算出手段と、 ルックスセンサの出力信号と予め設定した屋内外判別用
    基準照度とを比較して屋内か屋外かを判別する屋内外判
    別手段と、 上記端子電圧算出手段で算出した端子電圧と、予め設定
    した電圧下限値判別用基準電圧および電圧上限値判別用
    基準電圧とを比較し、上記端子電圧が上記電圧下限値判
    別用基準電圧より低く、かつ上記屋内外判別手段で屋外
    と判別した場合はエンジン始動条件成立と判別し、また
    上記屋内外判別手段で屋内と判別した場合、あるいは、
    上記端子電圧が上記電圧上限値判別用基準電圧より高い
    場合はエンジン停止条件成立と判別するエンジン始動停
    止条件判別手段と、 上記エンジン始動停止条件判別手段でエンジン始動条件
    成立と判別した場合はジェネレータに連設するエンジン
    を始動させ、また上記エンジン始動停止条件判別手段で
    エンジン停止条件成立と判別した場合は上記エンジンを
    停止させるエンジン駆動停止手段とを具備することを特
    徴とする電気自動車の自動充電装置。
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