TWI493826B - The charging control method and control device of the mechanical parking device - Google Patents

Description

機械式停車設備之充電控制方法及其控制裝置

本發明係關於在機械式停車設備用以對停放中之複數電動車充電之充電控制方法及其控制裝置。

以往，停放車輛之機械式停車設備，視設置條件可利用升降式、平面往返式、立體方塊移動式、多段式等各種停車裝置。

另一方面，近年來，以電動機作為動力源之電動車(本說明書及專利申請範圍文件中之「電動車」指能以電動馬達之動力(包含與引擎並用)行走的車輛)正在普及。由於此種電動車可減少排放廢氣量，雖然在環保上表現優異，但需對蓄電池(電池)充電以取代以往的燃料。因此，發明了利用停放於如上述停車裝置的時間進行充電之具充電功能的停車裝置。在此種停車裝置，一般將電動車裝載於托架，在停放該托架之停車部進行裝載之電動車的充電。

如此，作為在停車部對電動車充電之先前技術，有從停車機之動力用電源透過開閉器取出電動車充電用電源之充電系統，其設有：充電器，以停車托架之移動用驅動電源作為電源，能對停車之電動車供電；以及供電中斷手段，在停車托架移動時中斷充電器對車輛的供電(例如，參照專利文獻1)。

然而，上述機械式停車設備使用之動力用電源，通常，相對於三相交流電源(以下，亦稱「三相電源」)，電動車之充電用電源一般為單相電源。因此，雖可於機械式停車設備引進電動車充電用之單相專用電線，但在此情形，需將機械式停車設備之一次側電源設備的規模擴大，施工時之初始費用增大。甚至，電費之基本費上升，經營費用亦增大。

進而，在既設之機械式停車設備增強既有之電源設備，通常不容易，為使之具備充電功能，恐有花費更多施工費用之虞。有鑒於此，考慮自機械式停車設備使用之三相電源取出電動車用之單相電源。

此外，自三相交流電源取出二相成為複數直流電源轉換用而不會破壞相位平衡的連接方法，有三相配線中之二相交叉配線，將直流用電源連接用之配線連接於交叉配線之其中之一與未交叉配線之剩餘一相的配線方式(例如，參照專利文獻2)。

[先前專利文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本專利第2753770號公報

[專利文獻2]日本特開2006-228100號公報

然而，如上述專利文獻1透過開閉器自三相電源取出單相電源時，如圖4所示，將複數電動車EV1～EVn透過電磁接觸器100～105之接點(A1、B1)～(An、Bn)固定連接於三相電源106之第一相(R)、第二相(S)、及第三相(T)之任二相。

然而，如此進行二相固定連接後，如圖示，有時會發生僅有連接於三相電源之第一相(R)與第二相(S)之數台電動車(在此圖為EV1、EV4)之電磁接觸器100、104之接點(A1、B1)、(A4、B4)連接且充電的狀態，此時，負載會傾向於第一相(R)與第二相(S)而產生「三相電路不平衡(unbalance)」。

將單相負載連接於三相電源以不產生該「三相電路不平衡」時，需將負載均衡地連接於3個相。因此，如上述專利文獻2，藉由將三相之配線交叉連接，可將電動車均衡地分配連接於三相電路。可是，對多數(例如，4台以上)電動車充電時，複數電動車不一定同時被充電，隨電動車之充電狀況，電磁接觸器之接點(A1、B1)～(An、Bn)會變化，在三相電路整體難以經常保持平衡。

如此，自停車設備之三相電源取出電動車充電用單相電源時，無法避免上述「三相電路不平衡」，伴隨充電電動車EV之相連接傾向且不平衡而產生各種障礙。此種障礙，例如，產生三相機器(直立馬達)之噪音、相偏移造成之馬達旋轉不良、功率計之過度旋轉(電費之增加)、一次側變壓器之溫升等。

因此，本發明之目的在於提供可自機械式停車設備之三相電源均衡地取出複數充電用單相電源之充電控制方法及其控制裝置。

為達成上述目的，本發明之機械式停車設備之充電控制方法，係用以自機械式停車設備之動力用三相電源取出複數電動車充電用單相電源，其特徵在於：係控制成監視複數電動車之充電狀況並選擇且切換用以自該三相電源取出該單相電源之二相所組合之各個電磁接觸器的接點以使電流平衡不惡化，藉以選擇三相電源之二相。本說明書及專利申請範圍文件中之「電磁接觸器」指接點連接於三相電源之各相的開閉器等。藉此，即使自機械式停車設備之動力用三相電源取出複數電動車充電用單相電源之二相，藉由監視複數電動車之充電狀況並切換電磁接觸器的接點，可抑制電流平衡惡化，將「三相電路不平衡」的現象抑制在最少。

又，該電磁接觸器選擇三相電源之二相之切換，亦可於該電動車之第4台以後，以選相用開閉器選擇電流平衡不會惡化之二相之方式切換接點。以此方式，至第3台為止，藉由平衡地分配連接於各相，可使充電不需控制，藉由第4台以後之相選擇，抑制停車設備之電流平衡惡化，可容易地進行電流平衡之控制。

進一步，於該機械式停車設備之動力源被驅動時，亦可使該電磁接觸器之接點開放。以此方式，使機械式停車設備之動力源之驅動(例如，升降式停車設備之搬運器的升降驅動等)與電動車之充電不同時進行，可抑制停車設備之電源容量並進行充電控制。

另一方面，本發明之機械式停車設備之充電控制裝置，係用以自機械式停車設備之動力用三相電源透過各個電磁接觸器取出複數電動車充電用單相電源，其特徵在於：該電磁接觸器係以控制裝置控制，該控制裝置，係以監視手段監視複數電動車之充電狀態，選擇並切換各電磁接觸器之接點以使電流平衡不惡化，藉此選擇三相電源之二相。藉此，即使自機械式停車設備之動力用三相電源取出複數電動車充電用單相電源之二相，藉由監視複數電動車之充電狀況並切換電磁接觸器之接點，抑制電流平衡惡化，將「三相電路不平衡」的現象抑制在最少。

又，該電磁接觸器亦能以選相用開閉器構成，該選相用開閉器，取出該電動車充電用單相電源之二相之至少第4台以後具有從該三相電源取出二相之全部組合。本說明書及專利申請範圍文件中之「選相用開閉器」指可選擇連接三相電源之二相的開閉器。以此方式，至第3台為止，藉由平衡地分配連接於各相，可使充電不需控制，藉由第4台以後之相選擇，抑制停車設備之電流平衡惡化，可容易地進行電流平衡之控制。

進一步，該監視手段亦可具有檢測流動於該電磁接觸器之電流值的電流檢測器。以此方式，能以簡單之構成監視電動車之充電狀況並抑制電流平衡之惡化。

又，該控制裝置，亦可於該機械式停車設備之動力源被驅動時，使該電磁接觸器之接點開放。以此方式，可使機械式停車設備之動力源之驅動(例如，升降式停車設備之搬運器的升降驅動等)與電動車之充電不同時進行，可抑制停車設備之電源容量並進行充電控制。

根據本發明，由於即使自停車設備之三相電源取出電動車之單相電源亦可將三相電路不平衡之現象抑制在最少，因此可抑制設備擴充‧施工費用並容易地於機械式停車設備附加充電功能。

以下，依據圖式說明本發明之一實施形態。在該實施形態，作為機械式停車裝置之一例，舉裝載一般車輛V(非電動車，汽油車等)之標準托架90、與裝載電動車EV之充電托架20混載之下部90°載入方式的升降式停車裝置1為例。

如圖1所示，升降式停車裝置1具有於鐵骨構造體外面設置外裝板的停車塔2，該停車塔2之地上1層為載入部3。於該載入部3之載入地板4，形成有凹槽5。又，載入部3之前部(在此例為左側方)設有出入庫口6，於該出入庫口6設有開閉式之出入庫門7。又，於出入庫口6之外部側邊設有運轉操作盤8。進而，於載入部3之出入庫口對面側設有入庫引導燈18。

此種升降式停車裝置1，於停車塔2之中央部之垂直方向形成升降路徑10，隔著該升降路徑10，於圖示之左右兩側之垂直方向設有複數層停車棚11(停車部)。此等停車棚11設置於設在垂直方向的棚柱9。

又，在該實施形態之升降式停車裝置1，上面4層為標準托架90之停車棚11，下面3層為充電托架20之停車棚11。在圖1，右側第2層之電動車EV為非充電狀態(無充電要求)。上述充電托架20，於兩側端具有直立側端部21，在與中央之中央隆起部22之間形成有凹狀的車路23。該形態與標準托架90相同。

另一方面，於上述升降路徑10設有搬送托架20、90之升降搬運器12。該升降搬運器12，以設置於停車塔2上部之升降驅動部13之驅動滑輪14所捲繞之鋼索15，升降於升降路徑10。於鋼索15之升降器相反側設有減輕上捲力之平衡錘(counterweight)16。

進而，升降搬運器12具備托架移載兼上舉迴旋手段25，其具有上舉托架20、90並使之迴旋之功能、及使托架20、90在上述停車棚11之棚軌17間移載之功能。各托架20、90，藉由該托架移載兼上舉迴旋手段25，以車輪24移載於各停車棚11與升降搬運器12之間的同時，在載入部3被迴旋。該托架移載兼上舉迴旋手段25採用公知之手段。

此外，該實施形態之停車裝置1，於上述充電托架20與各停車棚11之間設有供電手段50。該供電手段50為各停車棚11側之電源插頭51與充電托架20側之插座52相連接之連接插頭方式。各停車棚11側之電源插頭51，透過供電電纜40與內設於設置在載入部3之控制盤41內的充電電源裝置42連接。藉由該供電手段50，將充電托架20停放於停車棚11，托架側之插座52連接於電源插頭51並被供電。該供電手段50僅為一例，例如，亦可採用於停車棚11側與充電托架20側之任一側分別設置觸輪供電線與滑輪集電體成對之觸輪供電方式(例如，作為該觸輪供電方式，可採用本申請人以前申請之日本特願2008-257635號)或其他形式。

又，上述充電托架20設有電纜收納箱54，以存放連接於插座52之轉接電纜53，連接於該轉接電纜53之充電電纜55之充電轉接器56連接於電動車EV。

依據圖2說明上述停車裝置1之控制方塊。在此例，第1～3台電動車EV1～EV3，藉由通常開閉器30～32連接於組合三相電源之各相的配線(R、S、T)。在此例，電動車EV1之單相之2線透過開閉器30之接點(A1、B1)連接於第一相(R)及第二相(S)，電動車EV2之單相之2線透過開閉器31之接點(A2、B2)連接於第一相(R)及第三相(T)，電動車EV3之單相之2線透過開閉器32之接點(A3、B3)連接於第二相(S)及第三相(T)。各相之配線，藉由開閉上述開閉器30～32之接點(A1、B1)～(A3、B3)，被連接/斷開(ON/OFF)。

接著，第4台以後之電動車EV4～EVn，藉由選相用開閉器33連接於自三相電源取出二相之全部組合的配線。在此例，電動車EV4之單相之其中一線，透過選相用開閉器33之接點(A4)連接於第一相(R)，透過接點(B4)連接於第二相(S)。又，另一線，透過選相用開閉器33之接點(C4)連接於第三相(T)，透過接點(D4)連接於第二相(S)。此種連接，至電動車EVn為止是相同的。該選相用開閉器33，係選擇性地使三相電源43之各相(R、S、T)連接之電磁開閉器，各相之連接選擇，以選擇開閉選相用開閉器33之接點(A4、B4、C4、D4)～(An、Bn、Cn、Dn)來進行。例如，第一相(R)-第二相(S)連接(以下，亦簡單稱為「RS」)時，接點A4、D4成為ON(連接)，第一相(R)-第三相(T)連接(以下，亦簡單稱為「RT」)時，接點A4、C4成為ON(連接)，第二相(S)-第三相(T)連接(以下，亦簡單稱為「ST」)時，接點B4、C4成為ON(連接)。連接於該電動車EV4以後之選相用開閉器33為全部相同之相連接，藉由接點(A4、B4、C4、D4)～(An、Bn、Cn、Dn)之開閉來選擇三相之任一相連接。

又，上述開閉器30～32及選相用開閉器33與電動車EV1～EVn間之配線，設有電流檢測器CT1～CTn，以檢測各電動車EV1～EVn充電時流動之電流值。此等電流檢測器CT1～CTn檢測出之電流值，以後述之電流監視裝置35進行監視，並藉由該電流值判斷各電動車EV1～EVn是否為充電狀態。

具有此種構成之上述停車裝置1之控制方塊，於各裝載有電動車EV之充電托架20，具備整體儲存托架編號、停放之停車棚編號、有無充電要求等之RAM或ROM、CPU等，產生控制各部之訊號之運轉控制部60(控制盤41內部)、具備升降器之升降控制部與托架之上舉‧迴旋‧移載驅動部及出入庫門之開閉驅動部等之驅動部61、具備載入部之車輛‧人檢測手段與出入庫口之車輛‧人檢測手段等之檢測部62、入庫引導燈18、連接於外部交流電源之三相電源43之充電電源裝置42(圖1)、以及上述運轉操作盤8，透過I/O裝置63(輸入輸出裝置)相連接，進行各部之間訊號的傳送接收。上述驅動部61藉由升降式停車裝置1之驅動電源之三相電源43來驅動。

又，上述運轉操作盤8於最上部設有顯示部65，其下方設有配置「啟動」、「安全確認」、「結束並關門」、「空位呼叫」、「密碼」、「取消」、「充電要求」各按鍵之按鍵部66。於按鍵部66之側邊設有「入口編號」與「叫號」之顯示部67、輸入進行出入庫之托架編號或密碼時使用之數字鍵68、以及具備緊急停止指示燈之「緊急停止」按鍵69。該運轉操作盤8之最下部，設有設置「控制電源」、「運轉模式」、「運轉管理」之各選擇開關之開關部64。

又，上述I/O裝置連接有具備充電控制部36(CPU)之充電控制裝置37，以控制上述各電動車EV1～EVn之充電。該充電控制部36，連接有連接/斷開(ON/OFF)上述開閉器30～32之各接點(A1、B1)～(An、Bn)及上述選相用開閉器33之各接點(A4、B4、C4、D4)～(An、Bn、Cn、Dn)的配線。進而，該充電控制部36連接有監視上述各電流檢測器CT1～CTn檢測出之電流值之電流監視裝置35。該電流監視裝置35，係監視電流是否流動之裝置，例如，監視是否流動著既定之閾值以上之電流，若是則判斷為「充電中」，若非則判斷為「充滿電」或「電動車未連接」。以該電流監視裝置35監視各電動車EV1～EVn充電時流動之電流，並以充電控制部36如後述進行充電控制。

如圖3所示，以下說明以上述升降式停車裝置1充電時之相選擇流程圖。在以下之說明，使用三相電源43之各相(第一相(R)、第二相(S)、第三相(T))符號進行說明。此外，在流程圖中，以「EV1～EVn」表示電動車。又，以下是否為充電中之判斷，以上述電流檢測器CT1～CTn是否檢測出既定之電流值來判斷。

如圖示，首先，清除三相電源之各相組合(RS、RT、ST)之充電車輛數量之計數值(S1)。

其次，判斷電動車EV1是否為充電中(S2)，若為充電中「RS=RS+1」且「RS」連接之計數值輸入「+1」(S3)。輸入該電動車EV1充電中後，或上述電動車EV1為非充電中時，判斷電動車EV2是否為充電中(S4)，若為充電中，「RT=RT+1」且「RT」連接之計數值輸入「+1」(S5)。輸入該電動車EV2充電中後，或上述電動車EV2為非充電中時，判斷電動車EV3是否為充電中(S6)，若為充電中，「ST=ST+1」且「ST」連接之計數值輸入「+1」(S7)。

接著，輸入上述電動車EV3充電中後，或上述電動車EV3為非充電中時，判斷電動車EV4是否需要充電(S8)。若為充電中，三相電源之「RS」連接與「RT」連接之計數值(相當於電流值)相比較(S9)，相同或「RS」連接較小時，「RS」連接與「ST」連接之計數值相比較(S10)，相同或「RS」連接較小時，「A4、D4」成為「ON」，「RS=RS+1」且「RS」連接之計數值輸入「+1」(S11)。在上述「RS」連接與「ST」連接之計數值比較(S10)，「RS」連接較大時，「B4、C4」成為「ON」，「ST=ST+1」且「ST」連接之計數值輸入「+1」(S12)。

又，在上述「RS」連接與「RT」連接之計數值比較(S9)，「RS」連接較大時「RT」連接與「ST」連接之計數值相比較(S13)，相同或「RT」連接較小時，「A4、C4」成為「ON」，「RT=RT+1」且「RT」連接之計數器輸入「+1」(S14)。

進而，在上述「RT」連接與「ST」連接之計數值比較(S13)，「RT」連接較大時，「B4、C4」成為「ON」，「ST=ST+1」且「ST」連接之計數值輸入「+1」(S12)。

之後，輸入上述電動車EV4充電中後，或上述電動車EV4不需充電時，判斷其他電動車EVn是否有需要充電的車輛(S15)。該電動車EV4以後之電動車EVn之判斷，以與上述電動車EV4之判斷相同地進行，比較三相電源之各相組合的計數值，電動車一開始連接時選擇計數值較小之組合的相並連接。由於此等步驟與上述(S9)～(S14)相同，附上相同符號並省略詳細說明。

以此方式選擇相並連接/斷開開閉器30～32、33之各接點(A1、B1)～(A3、B3)，(A4、B4、C4、D4)～(An、Bn、Cn、Dn)之控制，以上述充電控制部36進行，各電動車EV1～EVn之充電狀況，以電流監視器35監視電流檢測器CT1～CTn檢測出之電流，切換上述選相用開閉器33之接點(A4、B4、C4、D4)～(An、Bn、Cn、Dn)並選擇連接三相電源之各相，以使相平衡不會惡化，亦即，使各相之不平衡變少的方式進行控制。

因此，即使自機械式停車設備採用之三相電源取出電動車充電用單相電源，亦可對應充電中之電動車EV1～EVn，選擇自第一相(R)、第二相(S)、第三相(T)之任一相取出單相電源進行連接，以使「三相電路不平衡」的現象抑制在最少。因此，為使機械式停車設備(升降式停車裝置1)具備電動車EV1～EVn之充電功能，不需新引進單相充電用專用電源，無論機械式停車設備為新建‧既設，可抑制用以附加電動車充電功能之設備擴充‧施工費用的成本。

又，於上述實施形態，由於一般機械式停車設備(升降式停車裝置1)用之電源配合供應停車裝置本體機器之驅動(例如，升降搬運器12之升降驅動部13等)所需之電源容量來設置，因此停車設備之動力用三相電源供應停車設備之動力源(升降搬運器12之升降驅動部13(馬達等之驅動源))時，為避免容量不足，即使電動車EV1～EVn於充電中，亦可使全部開閉器30～32及選相用開閉器33之接點(A1、B1)～(A3、B3)及接點(A4、B4、C4、D4)～(An、Bn、Cn、Dn)為開放，停止充電。以此方式，可抑制停車設備之電源容量並進行良好電流平衡之充電控制。

此外，在上述實施形態，雖舉下部90°載入方式之升降式停車裝置1為例說明機械式停車裝置，但若可將充電托架20停放一定時間固定位置之方式，任何方式之機械式停車設備皆可，例如，平面往復式、立體方塊移動式、多段式等，可適用於各種機械式停車設備。

又，在上述實施形態之升降式停車裝置1，雖舉電動車EV用之充電用托架20與不附帶充電器具之一般標準托架90混載的例子，但亦可全部為裝載電動車EV用之充電托架20。

進而，在上述實施形態，雖僅電動車EV第4台以後採用選相用開閉器33，但亦可全部電動車EV採用選相用開閉器33，謀求機械之共通。

又，上述實施形態僅為一例，在不脫離本發明之主旨的範圍可進行各種變更，本發明並不受限於上述各實施形態。

本發明之機械式停車設備，可作為以三相交流電源對複數台電動車穩定充電之機械式停車設備來加以利用。

1．．．升降式停車裝置(機械式停車裝置)

8．．．運轉操作盤

11．．．停車棚

12．．．升降搬運器

13．．．升降驅動部

20．．．充電托架

25．．．托架移載兼上舉迴旋手段

30～32．．．開閉器

33．．．選相用開閉器

35．．．電流監視裝置

36．．．充電控制部

37．．．充電控制裝置

40．．．供電電纜

41．．．控制盤

42．．．充電電源裝置

43．．．三相電源(外部交流電源)

50．．．供電手段

51．．．電源插頭

52．．．插座

60．．．運轉控制部

61．．．驅動部

90．．．標準托架

A1、B1．．．接點

A2、B2．．．接點

A3、B3．．．接點

A4、B4、C4、D4．．．接點

An、Bn、Cn、Dn．．．接點

CT1～CTn．．．電流檢測器

EV1～Evn．．．電動車

圖1係採用本發明之機械式停車設備之一例之升降式停車裝置的整體概略前視圖。

圖2係圖1所示之升降式停車裝置的控制方塊圖。

圖3係圖1所示之升降式停車裝置於充電時之相選擇流程圖。

圖4係表示在組裝於習知之機械式停車設備之充電用單相電源之三相電路，產生極端不平衡之相連接例的電路圖。

1．．．升降式停車裝置

2．．．停車塔

3．．．載入部

4．．．載入地板

5．．．凹槽

6．．．出入庫口

7．．．出入庫門

8．．．運轉操作盤

9．．．棚柱

10．．．升降路徑

11．．．停車棚

12．．．升降搬運器

13．．．升降驅動部

14．．．驅動滑輪

15．．．鋼索

16．．．平衡錘

17．．．棚軌

18．．．入庫引導燈

20．．．充電托架

21．．．直立側端部

22．．．中央隆起部

23．．．車路

24．．．車輪

25．．．托架移載兼上舉迴旋手段

40．．．供電電纜

41．．．控制盤

42．．．充電電源裝置

50．．．供電手段

51．．．電源插頭

52．．．插座

53．．．轉接電纜

54．．．電纜收納箱

55．．．充電電纜

56．．．充電轉接器

90．．．標準托架

EV．．．電動車

V．．．非電動車

Claims (5)

1. 一種機械式停車設備之充電控制方法，係用以自機械式停車設備之動力用三相電源取出複數電動車充電用單相電源，其特徵在於：將自該三相電源取出該單相電源之二相所組合之各個電磁接觸器的接點進行下述之控制：該電動車之第1至3台係平衡地分配而連接於三相電源之各相，於該電動車之第4台以後，比較藉三相電源之各相組合的計數器之計數值，當新的電動車連接之情形，則連接於計數器之計數值較小者，監視複數電動車之充電狀況，選擇且切換各個電磁接觸器的接點以使電流平衡不惡化，而選擇三相電源之二相。
2. 如申請專利範圍第1項之機械式停車設備之充電控制方法，其中，於該機械式停車設備之動力源被驅動時，使該電磁接觸器之接點開放。
3. 一種機械式停車設備之充電控制裝置，係用以自機械式停車設備之動力用三相電源透過各個電磁接觸器取出複數電動車充電用單相電源，其特徵在於：該電磁接觸器，係將該電動車之第1至3台平衡地分配而連接於三相電源之各相，於該電動車之第4台以後，比較藉三相電源之各相組合的計數器之計數值，當新的電動車連接之情形，則連接於計數器之計數值較小者；該電磁接觸器係以控制裝置控制，該控制裝置，係以監視手段監視複數電動車之充電狀態，選擇並切換各電磁 接觸器之接點以使電流平衡不惡化，藉此選擇三相電源之二相。
4. 如申請專利範圍第3項之機械式停車設備之充電控制裝置，其中，該監視手段，具有檢測流動於該電磁接觸器之電流值的電流檢測器。
5. 如申請專利範圍第3項之機械式停車設備之充電控制裝置，其中，該控制裝置，於該機械式停車設備之動力源被驅動時，使該電磁接觸器之接點開放。