JPH04183229A - 充電装置 - Google Patents

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］ 本発明は充電装置に係り、詳しくは交流電源電圧の変動
を検出する検出手段を備えた充電装置に関するものであ
る。

［従来の技術］ 従来、例えばバッテリ式車両等の駆動電源として搭載さ
れているバッテリを充電する充電装置は第５図に示すよ
うなものか知られている。

即ち、この種の充電装置は車両に搭載され、プラグ２１
を介して２２０ボルトの３相交流電源２２と接続すると
、その交流電源２２の各相はそれぞれマグネットスイッ
チ２３を介してトランス２４の一次側に接続される。ト
ランス２４の二次側は整流回路２５に接続され、同トラ
ンス２４にて降圧された交流電圧か整流回路２５によっ
て直流電圧に整流される。そして、整流回路２５によっ
て整流された直流電源にてバッテリ２６は充電される。

また、充電装置はタイマユニット２７を備えており、同
タイマユニット２７はプラグ２１を交流電源２２と接続
したときに、交流電源２２からタイマユニット２７に流
れる電流を検出して、車両に搭載されたマイクロコンピ
ュータよりなるコントロール装置２８のＣＰＵにプラグ
２１が交流電源２２につながれた旨の信号を出力する。

この信号に基づいて、コントロール装置２８は走行等の
制御を中止し、充電モードとなる。

そして、コントロール装置２８が充電モードになった状
態から、充電開始スイッチ２９が操作されると、タイマ
ユニット２７はマグネットスイッチ２３を閉じて充電を
開始させる。

さらに、充電装置は直流電圧検出器３０を備え、バッテ
リ電圧を検出して予め設定した電圧に達すると、その旨
の信号をコントロール装置２８に出力する。コントロー
ル装置２８はタイマユニット２７に以後の充電時間のデ
ータを転送する。そして、タイマユニット２７はこの充
電時間に到達するまでマグネットスイッチ２３をオンさ
せ、充電時間に到達すると充電を終了させるようになっ
ている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、交流電源２２の電圧は１９０〜２３０ボルト
の変動があり、この変動を無視して充電装置を使用した
場合、種々の問題か多々生じる。

つまり、電源電圧が低い場合には充電電圧の上昇が遅い
ため、充電時間が長（なったり、充電終期での電流か少
なく、バッテリ液の攪拌か充分に行われず充電不足とな
る。また、電源電圧が高い場合にはトランス２４、バッ
テリ２６の温度上昇が大きくなり、各パーツの寿命が短
くなったり、バッテリ液の液減りが速くなったり、また
、制御方法によっては過充電となる。

本発明は上記問題点を解消するためになされたものであ
って、その目的は交流電源電圧の変動を事前に検出し、
変動に基づく各種の問題を未然に防止することができる
充電装置を提供することにある。

［課題を解決するだめの手段］ 本発明は上記目的を達成するために、交流電源電圧を降
圧するトランスと、前記トランスにて降圧された交流電
圧をバッテリ充電用の直流電圧に整流する整流回路とか
らなる充電装置において、前記トランスの二次側とバッ
テリの間を開路してトランスの二次側を無負荷状態にす
るスイッチ回路と、前記トランスの二次側の無負荷電圧
を検出する無負荷電圧検出回路と、前記無負荷電圧検出
回路の検出結果に基ういて前記交流電源電圧の変動を検
出する変動検出回路とを備えた。

［作用］ スイッチ回路にて、トランスの二次側とバッテリの間を
開路すると、負荷であるバッテリか切られることからト
ランスは無負荷状態になる。従って、変動検出回路は無
負荷電圧検出回路が検出した無負荷時のトランスの二次
側の電圧から一次側電圧、即ち交流電源電圧が正確に求
めることができる。そして、変動検出回路はその時の交
流電源電圧に対して定格の電圧値を比較することにより
交流電源電圧の変動を求めることができる。

［第１実施例］ 以下、本発明を具体化した第１実施例を第１゜２図に基
づいて説明する。

第１図は本実施例のバッテリを充電する充電装置の電気
的構成を示す回路図であり、同充電装置はバッテリ式フ
ォークリフトに搭載されている。

この充電装置は、充電プラグ２を介して２２０ポルトの
３相交流電源１の給電プラグｌａと接続することにより
、その交流電源の各相はそれぞれマグネットスイッチ３
を介してトランス４の一次側に接続される。このトラン
ス４の一次側には、タップ４ａ〜４ｄが設けられていて
、これらタップ４ａ〜４ｄへの接続位置を調節すること
により、トランス４の二次側に供給される電圧値を調整
することかできるようになっている。

一方、トランス４の二次側は、交流電圧を直流電圧に変
換するためのダイオードブリッジ回路よりなる整流回路
５に接続されている。前記整流回路５には、同整流回路
５によって変換された直流電圧により充電されるバッテ
リ７が接続されている。

また、前記整流回路５とバッテリ７の間には、スイッチ
回路としてのチエツク用コンタクタ８が接続されており
、このチエツク用コンタクタ８を開路することにより、
整流回路５からバッテリ７への直流電圧の給電が遮断さ
れるようになっている。

さらに、前記整流回路５には、同整流回路５により変換
された直流電圧値を検出するための電圧検出回路６がバ
ッテリ７と並列に接続されている。

また、バッテリ７とチエツク用コンタクタ８との間には
ヒユーズ９が接続されている。

前記充電プラグ２の各相のうち、２相はタイマユニット
１０に接続されている。同タイマユニットＩＯには、タ
イマが内蔵されているとともに、充電を開始させるため
の充電開始スイッチ１１が接続されている。さらに、同
タイマユニット１０は、サーマルリレー１２を介してマ
グネットスイッチ３に接続されている。

ところで、このバッテリ式フォークリフトには、変動検
出回路としてのマイクロコンピュータよりなるコントロ
ール装ａ　ｌ　３が搭載されている。同コントロール装
置１３は、本実施例における充電モードをはじめ、走行
のための走行モード等、種々のモートを有している。そ
して、このコントロール装置１３には前述した電圧検出
回路６、チエツク用コンタクタ８及びタイマユニットＩ
Ｏが各々接続されている。

さらに、前記コントロール装置１３には電源電圧が設定
電圧範囲外の異常電圧値であることを表示するためのＮ
Ｇクランプ４が接続されている。

次に、上記のように構成された充電装置の作用について
第２図に従って説明する。

第２図は充電時におけるコントロール装置１３の処理動
作を示すフローチャートである。

まず、作業者は充電装置の充電プラグ２を交流電源ｌ側
に配設された給電プラグ１ａに差し込む。

すると、交流電源１からの電力が充電プラグ２を介して
タイマユニット１０に流れ、充電プラク′２が給電プラ
グ１ａに差し込まれた旨（プラグ・イン）の信号をコン
トロール装置１３に出力する。

コントロール装置１３はこの信号に応答して、ステップ
１において充電モードとなり、充電モート以外の他の全
てのモートを中止し、充電開始スイッチ１１のオン操作
を待つ。

次に、作業者は、タイマユニット１０に接続されている
充電開始スイッチ１１をオン操作する。

すると、タイマユニットＩＯからその旨の信号がコント
ロール装置１３に出力され、ステップ２にてコントロー
ル装置１３は、充電開始スイッチ１１がオン操作された
としてステップ３に移る。

ステップ３において、コントロール装置１３は、前記チ
エツク用コンタクタ８をオフさせる。即ち、トランス４
の二次側とバッテリ７との間が開路され、負荷であるバ
ッテリ７を一旦切り、トランス４を無負荷状態にする。

次いで、ステップ４において、タイマユニットＩＯを介
してマグネットスイッチ３をオンさせる。

すると、交流電源からの電力が前記マグネットスイッチ
３を介してトランス４に流れる。そして、このトランス
４により降圧された交流電圧が同トランス４の二次側か
ら出力され、その交流電圧は前記整流回路５により直流
電圧に変換される。

そして、ステップ５において、コントロール装置１３は
無負荷状態の前記二次側の直流電圧値を検出している電
圧検出回路６から、その検出値ｖ２を入力し、ステップ
６に移る。

ステップ６において、コントロール装置１３は入力され
た検出値Ｖ２が定格電印範囲内〔７０（ボルト）≦Ｖ２
≦７６（ボルト）〕であるかを識別する。二次側電圧検
出値■２が７０ボルト以上で、かつ、７６ボルト以下で
あった場合には、電源電圧の変動は小さく、充電に支障
がないものと判断し、次のステップ７に移る。一方、二
次側電圧検出値■２が７０ボルト未満であったり、ある
いは７６ボルトを超える場合にはステップ９に移り、コ
ントロール装置１３は電源電圧の変動が大きく、充電に
支障をきたすと判断する。その場合、コントロール装置
１３は電源電圧値か異常であることを表示するためのＮ
Ｇクランプ４を点灯させ、この充電モードを終了させる
。

ステップ７に移ると、コントロール装置１３はチエツク
用コンタクタ８をオンさせ、整流回路５にて変換された
直流電圧をバッテリ７に給電する。

そして、ステップ８において、コントロール装置１３は
通常の充電制御を行う。

本実施例の充電装置は、通常２２０ボルトの交流電圧か
変動したとしても、この変動を充電開始前において、い
ち早くキャッチできる。そして、その場合には、作業者
は、ＮＧシラン１１４点灯により、電源電圧値の異常に
気付くことかでき、前述のトランス４の一次側に設けら
れているタップ４ａ〜４ｄの位置を種々変更することに
よって、その電源電圧値に対応して、適切な電圧値で充
電をすることかできる。従って、バッテリ７の充電の過
不足のおそれがなくなる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
発明の趣旨を逸脱しない範囲で例えば以下のように構成
することもできる。

（１）本実施例においては、２２０ボルトの交流電源電
圧に対する二次側の電圧検出値の定格電圧範囲を７０ボ
ルト以上７６ボルト以下に設定したが、その範囲は充電
対象物等により適宜変更してもよい。

（２）本実施例においては、二次側の電圧検出値が設定
範囲から外れた場合、ＮＧクランプ４を点灯させること
により、作業者に異常を知らせる手段を採用したか、例
えば、二次側の電圧検出値＼′２か設定範囲よりも高い
か低いかを、知らせる手段とし７て、高・低を示すＮＧ
クランプコントロール装置に接続してもよい。この場合
作業者は、電源電圧に異常かあることだけではなく、そ
の異常電圧が高いのか、あるいは低いのかを瞬時にして
判別することができ、これに対してすばやく、かつ、適
切に対応することができる。

（３）本実施例においては、無負荷電圧検出回路として
の電圧検出回路６は、直流電圧を検出するものであり、
交流電源を直流に変換する整流回路５のいわば下流に設
置していたが、無負荷電圧検出回路として交流電圧検出
回路を前記トランス４の二次側と整流回路５との間に設
け、交流電圧を検出する手段を採用してもよい。

（４）本実施例では、充電開始時におけるカントロール
装置１３の処理動作を具体的に説明したが、この電圧検
出による処理動作は、充電中に行ってもよい。そうする
ことにより、定期的に電源電圧の変動をキャッチするこ
とができ、充電中における電圧の経時変化にも適切に対
応することかできる。

［第２実施例コ 次に、本発明を具体化した第２実施例を第３゜４図に基
づいて説明する。

第２実施例における充電装置は、上記第１実施例におけ
るＮＧクランプ４をなくす一方、第３図に示すように、
サーマルリレー１２とトランス４の一次側のタップ４ａ
〜４ｄとの間に、各相毎に並列に４組のモード切換スイ
ッチ１５ａ、−１５ｄを設けたものである。

前記４組のモード切換スイッチ１５ａ〜１５ｄのうち、
モード切換スイッチ１５ａの各相は交流電源２３０ボル
トのタップ４ａに、モード切換スイッチ１５ｂの各相は
交流電源２２０ホルトのタップ４ｂに、モード切換スイ
ッチ１５ｃの各相は交流電源２１０ボルトのタップ４ｃ
に、モード切換スイッチ１５ｄの各相は交流型１２００
ボルトのタップ４ｄに、いずれか−組のみが接続可能と
なっている。

前記モート切換スイッチ１５ａ〜１５ｄの開閉作動は、
コントロール装置１３からの信号により行われ、電源電
圧か変動しても、二次側の電圧を常にほぼ一定の電圧に
制御できるようになっている。なお、通常時においては
、前記モード切換スイッチ１５ａ−１５ｄのうち、モー
ド切換スイッチ１５ｂのみが閉路されており、交流電源
２２０ボルトのタップ４ｂに接続されている。

次に、上記のように構成された充電装置の作用を、特に
、第１実施例と異なる点について、第４図のコントロー
ル装置１３の処理動作を示すフローチャートに基づいて
説明する。

即ち、ステップ５において二次側の電圧検出値を入力す
るとともに、その値及びタップ４ａ〜４ｄの接続位置に
基づいて交流電源電圧値Ｖ、を演算し、ステップ６に移
る。ステップ６においてコントロール装置１３は、ステ
ップ５で検出した検出値に基づいて演算された交流電源
電圧値Ｖ、が２０５ボルト未満であるかを判別する。交
流電源電圧値ｖｓが２０５ボルト未満であった場合、ス
テップ７に移り、モート切換スイッチ１５ｂを開路する
と同時に、モード切換スイッチ１５ｄを閉路し、交流電
源２００ホルトのタップ４ｄに接続させる。すると、二
次側の交流電圧は、電源電圧が通常の２２０ボルトであ
る場合の二次側の電圧（定格電圧）にほぼ等しくなる。

そして、ステップ８に移る。

一方、交流電源電圧値Ｖ、が２０５ボルト以上であった
場合、ステップｌＯに移り、交流電源電圧値Ｖ、が２１
５ボルト未満であるかを判別し、そうであった場合、ス
テップ１１に移り、モート切換スイッチ１５ｂを開路す
ると同時に、モード切換スイッチ１５ｃを閉路し、交流
電源２１０ボルトのタップ４Ｃに接続させる。すると、
二次側の電圧は、前記同様、定格電圧にほぼ等しくなる
。

そして、ステップ８に移る。

また、ステップｌＯにおいて、交流電源電圧値■、が２
１５ボルト以上であった場合、ステ、ツブ１２に移り、
交流電源電圧値Ｖ、が２２５ボルト未満であるかを判別
し、そうであった場合、コントロール装置１３は、電源
電圧の変動か小さく、充電に支障がないものと判断し、
そのままステップ８に移る。

一方、ステップ１２において、交流電源電圧値Ｖ３が２
２５ボルト以上であった場合、ステップ１３に移り、モ
ート切換スイッチ１５ｂを開路すると同時に、モード切
換スイッチ１５ａを閉路し、交流電源２３０ボルトのタ
ップ４ａに接続させる。

すると、二次、側の電圧は、前記同様、定格電圧にほぼ
等しくなる。そして、ステップ８に移る。

上記のステップを経てステップ８に移るので、ステップ
８において、コントロール装置１３は電源電圧に多少の
変動があっても、二次側の電圧は定格電圧にほぼ等しく
なっているので、充電に支障はないものと判断し、チエ
ツク用コンタクタ８をオンさせ、トランス４とバッテリ
７との間を通電させ、バッテリ７に電力が供給されるよ
うにする。そして、ステップ９において、コントロール
装置１３は通常の充電制御を行う。

本実施例においては、上記の構成を採用しているので、
第１実施例に記載した効果のほか、電源電圧が所定の範
囲外であった場合でも、作業者の手によってタップ４ａ
のモートを調整する必要がなく、自動的に二次側の電圧
が前記定格電圧とほぼ等しく、かつ、迅速に調整される
。従って、バッテリ７の各パーツを損傷することなく、
きわめて容易に充電操作をすることができる。

また、従来の手作業において必要であったタップ４ａの
モード調整装置を設ける必要かないため、該装置部にお
いてのレイアウトの可能性が一層拡がったものとなる。

なお、本発明は前述したように、第１実施例と同様、上
記第２実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を
逸脱しなければ例えば以下のように構成することもでき
る。

（１）上記第２実施例では、タップ４ａは４つのモード
からなり、２００〜２３０ボルトの範囲で１０ボルト刻
みで切換可能となっていたが、■タップのモード数を増
やすこと等により、切換間隔を狭くして微細な電圧変動
にも対応できるように設定したり、■切換電圧の範囲を
さらに大きくすることにより、例えば１８０ボルトから
２５０ボルトといった大きな電圧変動にも対応できるよ
うに設定してもよい。

（２）第２実施例では、電源電圧か変動し、充電に支障
をきたすとコントロール装置１３が判断したときには、
自動的にタップ４ａ〜４ｄを切換えることかできるため
、第１実施例におけるＮＧクランプ４を設ける必要はな
かったが、作業者にも異常を知らせるために第１実施例
と同様、ＮＧクランプ４を設けてもよい。

（３）第２実施例においても、第１実施例と同様、コン
トロール装置１３の処理動作は充電開始時に限定される
ことはなく、充電中に定期的に行ってもよい。この場合
、自動的にタップ４ａ〜４ｄを切換えることができるこ
とから、第１実施例に比べて作業者の手間をかけること
な（電圧の経時変化に適切に対応することができる。

［発明の効果］ 以上、詳述したように本発明によれば、交流電源の電圧
に変動があっても、その変動を事前に検出し、変動に基
づく各種の問題を未然に防ぐことができるという効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１．２図は本発明の第１実施例を示すものであって、
第１図は充電装置の電気的構成を示す回路図、第２図は
コントロール装置の処理動作を説明するフローチャート
、第３．４図は本発明の第２実施例を示すものであって
、第３図はモード切換スイッチ及びタップの電気的構成
を示す部分回路図、第４図はコントロール装置の処理動
作を説明するフローチャート、第５図は従来の充電装置
の電気的構成を示す回路図である。 ４・・・トランス、５・・・整流回路、６・・・無負荷
電圧検出回路としての電圧検出回路、７・・・バッテリ
、８・・・スイッチ回路としてのチエツク用コンタクタ
、１３・・・変動検出回路としてのコントロール装置。 第１図 １Ｆ２図 第８図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、交流電源電圧を降圧するトランスと、 前記トランスにて降圧された交流電圧をバッテリ充電用
   の直流電圧に整流する整流回路と からなる充電装置において、 前記トランスの二次側とバッテリの間を開路してトラン
   スの二次側を無負荷状態にするスイッチ回路と、 前記トランスの二次側の無負荷電圧を検出する無負荷電
   圧検出回路と、 前記無負荷電圧検出回路の検出結果に基づいて前記交流
   電源電圧の変動を検出する変動検出回路と を備えた充電装置。