電気移動体用充電装置
【課題】給電コネクタの受電コネクタへの非ロック状態を、簡単な構成で検出して、利用者に知らせることのできる電気移動体用充電装置を提供する。
【解決手段】給電コネクタ１６は、ロックレバー１０２に設けられた嵌合穴１１０に嵌合し得る可動鉄心３０を有するソレノイド２６を備えている。可動鉄心の駆動によって開閉される第１のスイッチ４２に直列に抵抗４４が接続され、この直列回路がソレノイドのコイル２８に並列に接続されて抵抗／コイル回路を構成する。充電器１２には、抵抗／コイル回路に並列に接続された、電流センサ５８と第２のスイッチ６０と直流電源６２との直列回路からなるセンサ／電源回路と、電流センサの検出電流の値から、コネクタがロック状態にあるか否かを判定するコネクタロック判定部７０とが設けられている。
【解決手段】給電コネクタ１６は、ロックレバー１０２に設けられた嵌合穴１１０に嵌合し得る可動鉄心３０を有するソレノイド２６を備えている。可動鉄心の駆動によって開閉される第１のスイッチ４２に直列に抵抗４４が接続され、この直列回路がソレノイドのコイル２８に並列に接続されて抵抗／コイル回路を構成する。充電器１２には、抵抗／コイル回路に並列に接続された、電流センサ５８と第２のスイッチ６０と直流電源６２との直列回路からなるセンサ／電源回路と、電流センサの検出電流の値から、コネクタがロック状態にあるか否かを判定するコネクタロック判定部７０とが設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車，船舶などの移動体に搭載されるバッテリを充電する電気移動体用充電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば電気自動車の普及には、自動車に搭載されるバッテリを短時間で急速充電する自動車用充電装置が必要とされる。このような充電装置を設置した給電スタンドでは、利用者が充電装置の給電コネクタを自動車の車体に設けられた受電コネクタに接続して、車載バッテリの充電を行う。
【０００３】
給電コネクタを受電コネクタに接続する場合、接続した給電コネクタが受電コネクタから抜けないようにロックするために、ソレノイドを利用したコネクタロック機構が用いられている。
【０００４】
コネクタロック機構の一例として、給電コネクタを受電コネクタにソレノイドで直接ロックするものが知られている（特許文献１）。これによれば、給電コネクタが受電コネクタに完全に接続された状態で、ソレノイドを作動して、可動鉄心を受電コネクタ側の嵌合穴に嵌合させて、給電コネクタが受電コネクタから抜けないようにロックしている。
【０００５】
また、コネクタロック機構の他の例としては、受電コネクタに係合し得るロックレバーを有するタイプの給電コネクタにおいて、ソレノイドを作動して、ロックレバーの動きを固定するものがある。このタイプのものは、ロックレバーを固定することによって、給電コネクタが受電コネクタから抜けないようにロックしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−４７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したいずれの従来技術においても、ソレノイドの可動鉄心が、正常に作動しなければ、給電コネクタが受電コネクタにロックされず、給電中に、給電コネクタが受電コネクタから引き抜かれる恐れがある。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、電気自動車などの電気移動体のバッテリを充電する充電装置であって、ソレノイドの可動鉄心が正常に作動しない場合に、給電コネクタの受電コネクタへの非ロック状態を利用者に知らせることのできる電気移動体用充電装置を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、ソレノイドの可動鉄心の作動状態を簡単な構成で検出できる電気移動体用充電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、電気移動体に設けられた、搭載バッテリに接続された受電コネクタに接続される給電コネクタと、給電コネクタにケーブルを介して接続された充電器とを備えている。
【００１１】
給電コネクタは、受電コネクタに接続されたときに、給電コネクタを受電コネクタに対してロック状態にする、ソレノイドを含むコネクタロック機構を有している。
【００１２】
さらに、給電コネクタが受電コネクタに接続されたときに、ソレノイドの可動鉄心が正常に作動したか否かを検出し、給電コネクタが受電コネクタに対し、ロック状態にあるか非ロック状態にあるかを検出するコネクタロック状態検出手段を備えている。
【００１３】
充電器は、コネクタロック状態検出手段が、給電コネクタが受電コネクタに対して、非ロック状態にあることを検出すると、非ロック状態にあることを報知する報知手段を有している。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、コネクタロック状態検出手段が、給電コネクタが受電コネクタに対し、非ロック状態にあることを検出すると、報知手段はコネクタが非ロック状態にあることを報知するので、利用者はコネクタが非ロック状態にあることを知り、コネクタの接続操作をやり直して、ロック状態にすることができる。さらに、コネクタロック状態検出手段を、簡単な構成で実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の自動車用充電装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるロックレバーを示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の構成を示す図である。
【図４】給電コネクタの抵抗／コイル回路と、充電器のセンサ／電源回路との等価回路を示す図である。
【図５】可動鉄心がロックレバーの嵌合穴に嵌合した状態および嵌合しない状態を示す図である。
【図６】抵抗／コイル回路に流れる電流およびしきい値Ｉ０，Ｉ１を示す図である。
【図７】判定の処理フローを示す図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態の構成を示す図である。
【図９】可動鉄心が受電コネクタの嵌合穴に嵌合した状態および嵌合しない状態を示す図である。
【図１０】第１のスイッチの他の例を示す図である。
【図１１】嵌合部を凹部とした例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。以下の実施の形態では、電気自動車用の充電装置について説明するが、電気的駆動源で駆動される船舶などの移動体にも、適用できるものである。
【００１７】
[第１の実施の形態]
コネクタロック機構が、ソレノイドおよびロックレバーで構成される実施の形態について、説明する。
【００１８】
図１に示すように、自動車用充電装置１０は、充電器１２と、充電器１２に接続された給電ケーブル１４と、給電ケーブル１４の先端に接続された給電コネクタ１６とを備えている。
【００１９】
バッテリ１８を搭載した車両２０の車体に設けられた受電コネクタ２２に、給電コネクタ１６を接続することによって、充電器１２からバッテリ１８を充電する。
【００２０】
（給電コネクタの構成）
図２に示すように、給電コネクタ１６は、軸１００に回動可能に支持されたロックレバー１０２を備えている。ロックレバーの先端は、爪部１０６となっており、この爪部は、ロックレバーを操作することによって、受電コネクタ２２のソケット３４に設けられた係止穴１０８に係止させることができる。
【００２１】
ロックレバー１０２には、嵌合穴１１０が設けられている。図３に示すように、コネクタケース２４の内部には、嵌合穴１１０の近傍に、ソレノイド２６が配置されている。ソレノイド２６は、ソレノイドコイル２８と、ソレノイドコイル２８に電流が供給されると、突出方向に駆動される可動鉄心３０とを有している。可動鉄心３０は、ソレノイドコイル２８に電流が供給されないときには、ばね（図示せず）によって復帰方向に付勢されている。
【００２２】
ソレノイドコイル２８に電流が供給され、可動鉄心３０が駆動されると、可動鉄心３０はロックレバー１０２の嵌合穴１１０に嵌合する。これにより、ロックレバー１０２の動きが固定され、爪部１０６の係止穴１０８への係止が保持されるので、給電コネクタ１６は受電コネクタ２２に対してロック状態にされる。
【００２３】
ソレノイドコイル２８への電流の供給が停止されると、可動鉄心３０は、ばねの力により復帰され、ロックレバー１０２の嵌合穴１１０からはずれる。これにより、給電コネクタ１６の受電コネクタ２２に対するロック状態が解除される。
【００２４】
このように、ソレノイド２６は、コネクタのロック状態と非ロック状態とを、切り換えることができる
ソレノイド２６の可動鉄心３０には、１個の接触子３８が固定されており、可動鉄心３０の近傍には接触子３８の両端が接触し得る２個の固定接点４０ａ，４０ｂがそれぞれ設けられている。１個の接触子と２個の固定接点とで、スイッチ４２を構成する。
【００２５】
スイッチ４２は、可動鉄心３０がロックレバー１０２の嵌合穴１１０に嵌合しないときには、接触子３８が固定接点４０ａ，４０ｂに接触せず、すなわち開いており、可動鉄心３０がロックレバー１０２の嵌合穴１１０に嵌合したときには、接触子３８が固定接点４０ａ，４０ｂに接触する、すなわち閉じるように、配置構成されている。
【００２６】
スイッチ４２には、直列に抵抗４４が接続されている。スイッチ４２と抵抗４４との直列回路（以下、抵抗回路という）は、ソレノイドコイル２８に並列に接続される。
【００２７】
スイッチ４２が閉じたときには、抵抗４４とソレノイドコイル２８との並列回路が構成され、スイッチ４２が開いたときには、ソレノイドコイル２８のみからなる回路が構成される。このようにスイッチ４２の開閉によって、回路構成が切り換えられる。抵抗回路がソレノイドコイルに並列に接続された回路を、抵抗／コイル回路というものとする。
【００２８】
給電コネクタ１６は、受電コネクタ２２の充電用雄端子４８に接続される充電用雌端子５０を有している。給電コネクタ１６は、さらに、車両２０と通信するための通信用端子、グランド用端子などを有しているが、本発明とは直接関係がないので、図示を省略する。
【００２９】
抵抗／コイル回路は、ケーブル１４に含まれる電流ライン５２を介して、充電器１２に接続される。
【００３０】
（充電器の構成）
充電器１２は、車載バッテリを充電する充電回路５４を有している。充電用電源（図示せず）を含む充電回路５４は、ケーブル１４に含まれる電源ライン５６を経て、給電コネクタ１６の充電用雌端子５０に接続される。
【００３１】
充電器１２は、さらに、電流センサ５８と、スイッチ６０と、直流電源６２との直列回路からなるセンサ／電源回路を有している。このセンサ／電源回路は、給電コネクタ１６の上述した抵抗／コイル回路に並列に接続される。接続は、上述したように、ケーブル１４に含まれる電流ライン５２により行われる。
【００３２】
図４に、給電コネクタ１６の抵抗／コイル回路と、電流ライン５２と、充電器１２のセンサ／電源回路との等価回路を示す。図中、抵抗回路を参照番号４６で、抵抗／コイル回路を参照番号６４で、センサ／電源回路を参照番号６５で示す。
【００３３】
図３に戻り、充電器１２は、さらに、制御ユニット６６を有している。制御ユニット６６は、充電器全体の制御を行うものであり、プロセッサで構成され、ソフトウエアで実行されるものである。制御ユニット６６は、本発明に関係するスイッチ制御部６８およびコネクタロック判定部７０を、機能的に含んでいる。
【００３４】
給電コネクタ１６の抵抗／コイル回路６４と、充電器１２のセンサ／電源回路６５およびコネクタロック判定部７０とで、本発明に係るコネクタロック状態検出手段を構成する。
【００３５】
図４の等価回路から分かるように、コネクタロック状態検出手段の回路部分は、極めて簡単な構成で実現できる。
【００３６】
スイッチ制御部６８は、充電器１２に設けられたスタートボタン７２，ストップボタン７４（図１を参照）からのオン情報と、後述する車両側からの充電完了情報と、コネクタロック判定部７０からの指示とに基づいて、スイッチ６０のオン，オフを制御する。なお、スタートボタン７２は、利用者により操作され、自動車用充電装置１０の動作開始を指示し、ストップボタンは、利用者により操作され、自動車用充電装置の動作終了を指示するものである。
【００３７】
コネクタロック判定部７０には、電流センサ５８が検出した電流の値が入力される。コネクタロック判定部７０は、入力された電流の値から、可動鉄心３０がロックレバー１０２の嵌合穴１１０に嵌合したか否かの判断を行う。嵌合した場合には、給電コネクタ１６が受電コネクタ２２に対してロック状態にされたと判定し、嵌合しなかった場合には、給電コネクタ１６が受電コネクタ２２に対してロック状態されていないと判定する。
【００３８】
この判定を行うために、コネクタロック判定部７０は、２つのしきい値Ｉ０，Ｉ１を有している。しきい値Ｉ０は、図４の等価回路において、スイッチ６０がオンされたときに、抵抗／コイル回路６４に電圧が印加されて、スイッチ４２が開いた状態でソレノイドコイル２８のみに流れる電流より小さい値になるように設定されている。しきい値Ｉ１は、図４の等価回路において、スイッチ６０がオンされたときに、抵抗／コイル回路６４に電圧が印加されて、スイッチ４２が閉じた状態でソレノイドコイル２８および抵抗回路４６のそれぞれに流れる電流の合成電流より小さく、かつ、ソレノイドコイル２８のみに流れる電流より大きくなるように設定されている。
【００３９】
充電器１２には、図１に示すように、利用者へ自動車用充電装置１０の操作を案内するガイダンスパネル７６が設けられている。ガイダンスパネル７６は、文字表示のための表示出力装置（ディスプレイ，ランプ，ＬＥＤなど）７８、および／または、音響出力のための音響出力装置（スピーカ，ブザーなど）８０を有している。
【００４０】
これらの表示出力装置７８および音響出力装置８０は、本発明に係る報知手段を構成する。給電コネクタ１６の受電コネクタ２２への接続が不完全な場合に、報知手段を利用して、利用者へアラームを発生させることができる。
【００４１】
（自動車用充電装置の動作）
次に、自動車用充電装置１０の動作を説明するが、本発明に関係する動作のみを説明するものとする。
【００４２】
利用者は、車両２０の車載バッテリ１８を充電する場合、自動車用充電装置１０の給電コネクタ１６を、車両の受電コネクタ２２に接続し、ロックレバー１０２を爪部１０６が係止穴１０８に係止するように操作した後、充電器１２のスタートボタン７２を押す。
【００４３】
スイッチ制御部６８は、スタートボタン７２からのオン情報を検出すると、スイッチ６０をオンする。スイッチ６０がオンされると、直流電源６２から電流ライン５２を経て、給電コネクタ１６のソレノイドコイル２８に電圧Ｖdcが供給される。ソレノイドコイル２８に電流が流れ、コイルが励磁されて、可動鉄心３０が駆動される。
【００４４】
このとき、ロックレバー１０２の操作が完全であれば、図５（Ａ）に示すように、可動鉄心３０の位置はロックレバー１０２の嵌合穴１１０の位置に一致しており、駆動された可動鉄心３０は、嵌合穴１１０に嵌合する。これにより、ロックレバー１０２が固定され動かないので、給電コネクタ１６は、受電コネクタ２２に対しロック状態になる。
【００４５】
ロック状態では、図５（Ａ）に示すように、接触子３８が２個の固定接点４０ａ，４０ｂに接触する。したがって、スイッチ４２が閉じる。
【００４６】
他方、ロックレバー１０２の操作が不完全であれば図５（Ｂ）に示すように、可動鉄心３０の位置がロックレバー１０２の嵌合穴１１０の位置に一致せず、可動鉄心３０が駆動されても、可動鉄心３０がロックレバー１０２の側壁に突き当たり、可動鉄心３０が嵌合穴１１０に嵌合しない。このため、給電コネクタ１６は、受電コネクタ２２に対し非ロック状態になる。
【００４７】
非ロック状態では、図５（Ｂ）に示すように、接触子３８が２個の固定接点４０ａ，４０ｂに接触しない。したがって、スイッチ４２は開いたままである。
【００４８】
図４に示す等価回路から分かるように、抵抗／コイル回路６４に流れる電流は、スイッチ４２が閉じているときと、開いているときとでは、その値Ｉが異なる。図６に、異なる電流値を示す。
【００４９】
図６（Ａ）に示すように、ソレノイドコイル２８に、時刻ｔ０で電圧Ｖdcが印加されると、ソレノイドコイルに電流が流れ、可動鉄心３０を駆動する。
【００５０】
可動鉄心３０がロックレバー１０２の嵌合穴１１０に嵌合すると、時刻ｔ１でスイッチ４２が閉じるものとする。図６（Ｂ）に示すように、抵抗／コイル回路６４を流れる電流は、時刻ｔ０〜時刻ｔ１の間は、ソレノイドコイル２８にのみ流れる電流であり、時刻ｔ１以降は、ソレノイドコイル２８を流れる電流と抵抗回路４６を流れる電流との合成電流である。
【００５１】
可動鉄心３０がロックレバー１０２の嵌合穴１１０に嵌合しなければ、スイッチ４２は開いたままであり、図６（Ｃ）に示すように、時刻ｔ０以降、抵抗／コイル回路６４を流れる電流は、ソレノイドコイル２８を流れる電流のみである。
【００５２】
なお、図６（Ｂ），（Ｃ）には、前述したしきい値Ｉ０，Ｉ１を、示してある。これらのしきい値は、コネクタロック判定部７０での判定処理に、利用される。
【００５３】
以上の説明から分かるように、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの時間Ｔは、可動鉄心３０がロックレバー１０２の嵌合穴１１０に嵌合するまでの時間である。したがって、コネクタロック判定部７０では、図６（Ｂ）に示す電流と、図６（Ｃ）に示す電流とを峻別するためには、電流が時刻ｔ０で立ち上がって、時間Ｔを経過した後の電流値Ｉを、しきい値Ｉ０，Ｉ１と比較すれば、可動鉄心３０がロックレバー１０２の嵌合穴１１０に嵌合したか否かを判断できる。その結果、ロックレバー１０２によって、給電コネクタ１６が受電コネクタ２２に対してロック状態になったか否かの判定が可能となる。
【００５４】
以下、判定の処理フローを、図７を参照して説明する。
【００５５】
スイッチ制御部６８によって、時刻ｔ０でスイッチ６０がオンされ（ステップＳ１）、図６（Ａ）に示した直流電源６２の電圧Ｖdcが、電流ライン５２に印加される（ステップＳ２）。
【００５６】
電流ライン５２に流れる電流の値Ｉを電流センサ５８が検出し、コネクタロック判定部７０に送る（ステップＳ３）。
【００５７】
コネクタロック判定部７０は、時刻ｔ０から時間Ｔだけ経過した時刻ｔ１以降の電流値Ｉを、しきい値Ｉ０と比較する（ステップＳ４）。
【００５８】
電流値Ｉがしきい値Ｉ０以下であれば、直流電源６２から抵抗／コイル回路６４を経る電流経路に回路断線が存在していると判断し（ステップＳ５）、スイッチ制御部６８を指示して、スイッチ６０をオフし（ステップＳ１０）、判定処理を終了する。
【００５９】
このような回路断線がある場合には、充電器１２は充電動作に進まないから、充電器の利用者および充電器の設置者に報知されるが、その手段は本発明とは直接関係しないので、説明を省略する。
【００６０】
ステップＳ４において、電流値Ｉがしきい値Ｉ０より大きいと判断されたならば、電流経路に断線はなく、ソレノイドコイル２８に電圧Ｖdcが印加され、ソレノイドコイル２８に電流が流れ、コイルが励磁されて、可動鉄心３０がロックレバー１０２の嵌合穴１１０に嵌合する方向に駆動されていることが分かる。
【００６１】
コネクタロック判定部７０は、時刻ｔ１以降の電流値Ｉがしきい値Ｉ１以上であるか否かから（ステップＳ６）、可動鉄心３０が嵌合穴１１０に嵌合したか（可動鉄心の正常な作動）、嵌合しなかったか（可動鉄心の正常でない作動）を検出することによって、給電コネクタ１６が受電コネクタ２２に対してロック状態になったか否かを、判断する。
【００６２】
ステップＳ６において、電流値Ｉがしきい値Ｉ１以上であれば、コネクタロック判定部７０は、給電コネクタ１６が受電コネクタ２２に対してロック状態にあると判定する（ステップＳ７）。
【００６３】
すなわち、図５（Ａ）に示したように、可動鉄心３０がロックレバー１０２の嵌合穴１１０に嵌合することによって、接触子３８が固定接点４０ａ，４０ｂに接触し（スイッチ４２が閉じる）、抵抗回路４６に電流が流れ、ソレノイドコイル２８に流れる電流との合成電流が検出された結果である。
【００６４】
このときコネクタロック判定部７０は、充電回路５４に充電開始を指示する（ステップＳ８）。充電回路５４は、充電開始を指示されると、電源ライン５２，給電コネクタ１６，受電コネクタ２２を経て、車両２０のバッテリ１８を充電する。
【００６５】
バッテリ１８の充電が完了した場合には、車両からの通信によって充電完了が、制御ユニット６６に通知される。制御ユニット６６は、充電回路５４に充電停止を指示する（ステップＳ９）。続いて、スイッチ制御部６８を指示して、スイッチ６０をオフする（ステップＳ１０）。
【００６６】
充電器１２の充電動作を停止する場合には、ストップボタン７４をオンすれば、スイッチ制御部６８は、スタートボタン７２からのオン情報を検出し、スイッチ６０をオフする。
【００６７】
いずれの場合も、スイッチ６０がオフされると、ソレノイドコイル２８へ電圧Ｖdcが印加されなくなり、ばねの付勢力により可動鉄心３０が復帰する。すなわち、ロック状態が解除される。利用者は、ロックレバー１０２を操作して、爪部１０６を係止穴１０８からはずして、給電コネクタ１６を受電コネクタ２２から抜くことができる。
【００６８】
ステップＳ６において、電流値Ｉがしきい値Ｉ１より小さければ、給電コネクタ１６は受電コネクタ２２に対して非ロック状態にあると判定する（ステップＳ１１）。
【００６９】
すなわち、図５（Ｂ）に示したように、可動鉄心３０がロックレバー１０２の嵌合穴１１０に嵌合せず、接触子３８が固定接点４０ａ，４０ｂに接触しないので（スイッチ４２が開いたままである）、抵抗回路４６に電流が流れず、ソレノイドコイル２８に流れる電流のみが検出された結果である。
【００７０】
このときコネクタロック判定部７０は、スイッチ制御部６８にスイッチ６０をオフするように指示する。スイッチ６０がオフされると（ステップＳ１２）、ソレノイドコイル２８へ電圧Ｖdcが印加されなくなり、ばねの付勢力により可動鉄心３０が復帰する。
【００７１】
一方、コネクタロック判定部７０は、ガイダンスパネル７６の表示出力装置７８にアラーム表示を指示して（ステップＳ１３）、例えば「ロックレバーの操作が完全ではありません。ロックレバーの操作をやり直して、スタートボタンを再度押してください。」と文字表示させたり、あるいは音響出力装置８０に指示して、音声で出力させる。また、表示出力および音響出力の両方を、行ってもよい。
【００７２】
利用者は、このようなアラームによって、ロックレバーの操作をやり直し、給電コネクタ１６を受電コネクタ２２に対してロック状態にすることができる。
【００７３】
[第２の実施の形態]
コネクタロック機構が、ソレノイドで構成される実施の形態について、説明する。
【００７４】
第１の実施の形態と異なる点は、給電コネクタの受電コネクタへのロックをソレノイドで直接行うことである。
【００７５】
以下の説明において、第１の実施の形態の要素と同一の要素には、同一の参照番号を用いる。
【００７６】
（給電コネクタの構成）
図８に示すように、給電コネクタ１６は、コネクタケース２４の内部に、コネクタロック機構を構成するソレノイド２６を有している。
【００７７】
コネクタケース２４には、駆動された可動鉄心３０をコネクタケース２４の外に突出させるための穴３２が設けられている。
【００７８】
ソレノイドコイル２８に電流が供給されると、可動鉄心３０は駆動され、穴３２から突出し、車両側の受電コネクタ２２のソケット３４に設けられた嵌合穴３６に嵌合する。これにより、給電コネクタ１６が受電コネクタ２２にロックされる。
【００７９】
ソレノイドコイル２８への電流の供給が停止されると、可動鉄心３０は、ばねの力により復帰され、受電コネクタ２２の嵌合穴３６からはずれる。これにより、給電コネクタ１６の受電コネクタ２２へのロックが解除される。
【００８０】
このように、ソレノイド２６は、コネクタのロック状態と非ロック状態とを、切り換えることができる。
【００８１】
スイッチ４２の構成は、図３に示した構成と同じである。また、抵抗／コイル回路６４の構成は、図４に示した構成と同じである。給電コネクタ１６のその他の構成も、図３に示した構成と同じである。
【００８２】
（充電器の構成）
充電器１２の構成は、図３に示した構成と同じである。また、給電コネクタ１６の抵抗／コイル回路６４と、充電器１２のセンサ／電源回路６５との等価回路は、図４の等価回路と同じである。
【００８３】
（自動車用充電装置の動作）
次に、自動車用充電装置１０の動作を説明するが、第２の実施の形態に関係する動作のみを説明するものとする。
【００８４】
利用者は、車両２０の車載バッテリ１８を充電する場合、自動車用充電装置１０の給電コネクタ１６を、車両の受電コネクタ２２に接続し、充電器１２のスタートボタン７２を押す。
【００８５】
スイッチ制御部６８は、スタートボタン７２からのオン情報を検出すると、スイッチ６０をオンする。スイッチ６０がオンされると、直流電源６２から電流ライン５２を経て、給電コネクタ１６のソレノイドコイル２８に電圧Ｖdcが供給される。ソレノイドコイル２８に電流が流れ、コイルが励磁されて、可動鉄心３０が駆動される。
【００８６】
このとき、給電コネクタ１６の受電コネクタ２２への挿入が完全であれば、図９（Ａ）に示すように、可動鉄心３０の位置は受電コネクタ２２の嵌合穴３６の位置に一致しており、駆動された可動鉄心３０は、受電コネクタの嵌合穴３６に嵌合する。これにより、給電コネクタ１６は、受電コネクタ２２に対しロック状態になる。
【００８７】
他方、給電コネクタ１６が受電コネクタ２２に完全に接続されていなければ、図９（Ｂ）に示すように、可動鉄心３０の位置が受電コネクタ２２の嵌合穴３６の位置に一致せず、可動鉄心３０が駆動されても、可動鉄心３０が受電コネクタ２２のソケット３４の内壁に突き当たり、可動鉄心３０が嵌合穴３６に嵌合しない。このため、給電コネクタ１６は、受電コネクタ２２に対し非ロック状態になる。
【００８８】
このようなコネクタのロック状態、非ロック状態は、第１の実施の形態と同様に、図７に示した手順で判断される。
【００８９】
非ロック状態の場合、コネクタロック判定部７０は、表示出力装置７８にアラーム表示を指示して、例えば「コネクタの接続が完全ではありません。コネクタの接続をやり直して、スタートボタンを再度押してください。」と文字表示をしたり、あるいは音響出力装置に指示して、音声で出力する。また、表示出力および音響出力の両方を、行ってもよい。
【００９０】
利用者は、このようなアラームによって、給電コネクタ１６の受電コネクタ２２への接続をやり直し、接続を完全にする。
【００９１】
[第３の実施の形態]
第３の実施の形態では、第１および第２の実施の形態における給電コネクタ１６内のスイッチ４２とは、異なる構造のスイッチとした。図１０に示すように、可動鉄心３０に２個の可動接点８２ａ，８２ｂを、可動鉄心の長手方向に離間させて固定し、可動鉄心３０の片側の近傍に２個の固定接点８４ａ，８４ｂを、可動鉄心の長手方向に沿って離間させて設ける。
【００９２】
２個の可動接点８２ａ，８２ｂは、可動鉄心３０によって電気的に導通がとられている。あるいは、２個の可動接点を導体で接続させてもよい。
【００９３】
２個の可動接点８２ａ，８２ｂと、２個の固定接点８４ａ，８４ｂとで、スイッチ８６を構成する。
【００９４】
[その他の実施の形態]
可動鉄心３０が嵌合する嵌合部は、第１および第２の実施の形態においては、共に嵌合穴としている。嵌合部は、穴に限るものではなく、凹部とすることもできる。
【００９５】
図１１に、第２の実施の形態において、凹部とした例を示す。図１１において、受電コネクタ２２のソケット３４に設けられた凹部８７を示す。なお図中、参照番号８８は、受電コネクタ２２のケースを示している。
【００９６】
図示しないが、第１の実施の形態において、ロックレバー１０２の嵌合穴１１０を、凹部にしてもよい。
【００９７】
また、第１および第２の実施の形態においては、コネクタロック機構は、ソレノイドコイルが励磁されると、可動鉄心が駆動されるタイプのものである。これに代えて、固定鉄心をソレノイドコイルで磁化して、電磁石にして可動鉄心を駆動するタイプのソレノイドであってもよい。
【符号の説明】
【００９８】
１０ 自動車用充電装置
１２ 充電器
１４ 給電ケーブル
１６ 給電コネクタ
１８ 車載バッテリ
２０ 車両
２２ 受電コネクタ
２４ コネクタケース
２６ ソレノイド
２８ ソレノイドコイル
３０ 可動鉄心
３２ 穴
３４ ソケット
３６ 嵌合穴
３８ 接触子
４０ａ，４０ｂ 固定接点
４２ スイッチ
４４ 抵抗
４６ 抵抗回路
４８ 充電用雄端子
５０ 充電用雌端子
５２ 電流ライン
５４ 充電回路
５６ 電源ライン
５８ 電流センサ
６０ スイッチ
６２ 直流電源
６４ 抵抗／コイル回路
６５ センサ／電源回路
６６ 制御ユニット
６８ スイッチ制御部
７０ コネクタロック判定部
７２ スタートボタン
７４ ストップボタン
７６ ガイダンスパネル
７８ 表示出力装置
８０ 音響出力装置
８２ａ，８２ｂ 可動接点
８４ａ，８４ｂ 固定接点
８６ スイッチ
８７ 凹部
８８ 受電コネクタのケース
１００ 軸
１０２ ロックレバー
１０６ 爪部
１０８ 係止穴
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車，船舶などの移動体に搭載されるバッテリを充電する電気移動体用充電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば電気自動車の普及には、自動車に搭載されるバッテリを短時間で急速充電する自動車用充電装置が必要とされる。このような充電装置を設置した給電スタンドでは、利用者が充電装置の給電コネクタを自動車の車体に設けられた受電コネクタに接続して、車載バッテリの充電を行う。
【０００３】
給電コネクタを受電コネクタに接続する場合、接続した給電コネクタが受電コネクタから抜けないようにロックするために、ソレノイドを利用したコネクタロック機構が用いられている。
【０００４】
コネクタロック機構の一例として、給電コネクタを受電コネクタにソレノイドで直接ロックするものが知られている（特許文献１）。これによれば、給電コネクタが受電コネクタに完全に接続された状態で、ソレノイドを作動して、可動鉄心を受電コネクタ側の嵌合穴に嵌合させて、給電コネクタが受電コネクタから抜けないようにロックしている。
【０００５】
また、コネクタロック機構の他の例としては、受電コネクタに係合し得るロックレバーを有するタイプの給電コネクタにおいて、ソレノイドを作動して、ロックレバーの動きを固定するものがある。このタイプのものは、ロックレバーを固定することによって、給電コネクタが受電コネクタから抜けないようにロックしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−４７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したいずれの従来技術においても、ソレノイドの可動鉄心が、正常に作動しなければ、給電コネクタが受電コネクタにロックされず、給電中に、給電コネクタが受電コネクタから引き抜かれる恐れがある。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、電気自動車などの電気移動体のバッテリを充電する充電装置であって、ソレノイドの可動鉄心が正常に作動しない場合に、給電コネクタの受電コネクタへの非ロック状態を利用者に知らせることのできる電気移動体用充電装置を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、ソレノイドの可動鉄心の作動状態を簡単な構成で検出できる電気移動体用充電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、電気移動体に設けられた、搭載バッテリに接続された受電コネクタに接続される給電コネクタと、給電コネクタにケーブルを介して接続された充電器とを備えている。
【００１１】
給電コネクタは、受電コネクタに接続されたときに、給電コネクタを受電コネクタに対してロック状態にする、ソレノイドを含むコネクタロック機構を有している。
【００１２】
さらに、給電コネクタが受電コネクタに接続されたときに、ソレノイドの可動鉄心が正常に作動したか否かを検出し、給電コネクタが受電コネクタに対し、ロック状態にあるか非ロック状態にあるかを検出するコネクタロック状態検出手段を備えている。
【００１３】
充電器は、コネクタロック状態検出手段が、給電コネクタが受電コネクタに対して、非ロック状態にあることを検出すると、非ロック状態にあることを報知する報知手段を有している。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、コネクタロック状態検出手段が、給電コネクタが受電コネクタに対し、非ロック状態にあることを検出すると、報知手段はコネクタが非ロック状態にあることを報知するので、利用者はコネクタが非ロック状態にあることを知り、コネクタの接続操作をやり直して、ロック状態にすることができる。さらに、コネクタロック状態検出手段を、簡単な構成で実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の自動車用充電装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるロックレバーを示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の構成を示す図である。
【図４】給電コネクタの抵抗／コイル回路と、充電器のセンサ／電源回路との等価回路を示す図である。
【図５】可動鉄心がロックレバーの嵌合穴に嵌合した状態および嵌合しない状態を示す図である。
【図６】抵抗／コイル回路に流れる電流およびしきい値Ｉ０，Ｉ１を示す図である。
【図７】判定の処理フローを示す図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態の構成を示す図である。
【図９】可動鉄心が受電コネクタの嵌合穴に嵌合した状態および嵌合しない状態を示す図である。
【図１０】第１のスイッチの他の例を示す図である。
【図１１】嵌合部を凹部とした例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。以下の実施の形態では、電気自動車用の充電装置について説明するが、電気的駆動源で駆動される船舶などの移動体にも、適用できるものである。
【００１７】
[第１の実施の形態]
コネクタロック機構が、ソレノイドおよびロックレバーで構成される実施の形態について、説明する。
【００１８】
図１に示すように、自動車用充電装置１０は、充電器１２と、充電器１２に接続された給電ケーブル１４と、給電ケーブル１４の先端に接続された給電コネクタ１６とを備えている。
【００１９】
バッテリ１８を搭載した車両２０の車体に設けられた受電コネクタ２２に、給電コネクタ１６を接続することによって、充電器１２からバッテリ１８を充電する。
【００２０】
（給電コネクタの構成）
図２に示すように、給電コネクタ１６は、軸１００に回動可能に支持されたロックレバー１０２を備えている。ロックレバーの先端は、爪部１０６となっており、この爪部は、ロックレバーを操作することによって、受電コネクタ２２のソケット３４に設けられた係止穴１０８に係止させることができる。
【００２１】
ロックレバー１０２には、嵌合穴１１０が設けられている。図３に示すように、コネクタケース２４の内部には、嵌合穴１１０の近傍に、ソレノイド２６が配置されている。ソレノイド２６は、ソレノイドコイル２８と、ソレノイドコイル２８に電流が供給されると、突出方向に駆動される可動鉄心３０とを有している。可動鉄心３０は、ソレノイドコイル２８に電流が供給されないときには、ばね（図示せず）によって復帰方向に付勢されている。
【００２２】
ソレノイドコイル２８に電流が供給され、可動鉄心３０が駆動されると、可動鉄心３０はロックレバー１０２の嵌合穴１１０に嵌合する。これにより、ロックレバー１０２の動きが固定され、爪部１０６の係止穴１０８への係止が保持されるので、給電コネクタ１６は受電コネクタ２２に対してロック状態にされる。
【００２３】
ソレノイドコイル２８への電流の供給が停止されると、可動鉄心３０は、ばねの力により復帰され、ロックレバー１０２の嵌合穴１１０からはずれる。これにより、給電コネクタ１６の受電コネクタ２２に対するロック状態が解除される。
【００２４】
このように、ソレノイド２６は、コネクタのロック状態と非ロック状態とを、切り換えることができる
ソレノイド２６の可動鉄心３０には、１個の接触子３８が固定されており、可動鉄心３０の近傍には接触子３８の両端が接触し得る２個の固定接点４０ａ，４０ｂがそれぞれ設けられている。１個の接触子と２個の固定接点とで、スイッチ４２を構成する。
【００２５】
スイッチ４２は、可動鉄心３０がロックレバー１０２の嵌合穴１１０に嵌合しないときには、接触子３８が固定接点４０ａ，４０ｂに接触せず、すなわち開いており、可動鉄心３０がロックレバー１０２の嵌合穴１１０に嵌合したときには、接触子３８が固定接点４０ａ，４０ｂに接触する、すなわち閉じるように、配置構成されている。
【００２６】
スイッチ４２には、直列に抵抗４４が接続されている。スイッチ４２と抵抗４４との直列回路（以下、抵抗回路という）は、ソレノイドコイル２８に並列に接続される。
【００２７】
スイッチ４２が閉じたときには、抵抗４４とソレノイドコイル２８との並列回路が構成され、スイッチ４２が開いたときには、ソレノイドコイル２８のみからなる回路が構成される。このようにスイッチ４２の開閉によって、回路構成が切り換えられる。抵抗回路がソレノイドコイルに並列に接続された回路を、抵抗／コイル回路というものとする。
【００２８】
給電コネクタ１６は、受電コネクタ２２の充電用雄端子４８に接続される充電用雌端子５０を有している。給電コネクタ１６は、さらに、車両２０と通信するための通信用端子、グランド用端子などを有しているが、本発明とは直接関係がないので、図示を省略する。
【００２９】
抵抗／コイル回路は、ケーブル１４に含まれる電流ライン５２を介して、充電器１２に接続される。
【００３０】
（充電器の構成）
充電器１２は、車載バッテリを充電する充電回路５４を有している。充電用電源（図示せず）を含む充電回路５４は、ケーブル１４に含まれる電源ライン５６を経て、給電コネクタ１６の充電用雌端子５０に接続される。
【００３１】
充電器１２は、さらに、電流センサ５８と、スイッチ６０と、直流電源６２との直列回路からなるセンサ／電源回路を有している。このセンサ／電源回路は、給電コネクタ１６の上述した抵抗／コイル回路に並列に接続される。接続は、上述したように、ケーブル１４に含まれる電流ライン５２により行われる。
【００３２】
図４に、給電コネクタ１６の抵抗／コイル回路と、電流ライン５２と、充電器１２のセンサ／電源回路との等価回路を示す。図中、抵抗回路を参照番号４６で、抵抗／コイル回路を参照番号６４で、センサ／電源回路を参照番号６５で示す。
【００３３】
図３に戻り、充電器１２は、さらに、制御ユニット６６を有している。制御ユニット６６は、充電器全体の制御を行うものであり、プロセッサで構成され、ソフトウエアで実行されるものである。制御ユニット６６は、本発明に関係するスイッチ制御部６８およびコネクタロック判定部７０を、機能的に含んでいる。
【００３４】
給電コネクタ１６の抵抗／コイル回路６４と、充電器１２のセンサ／電源回路６５およびコネクタロック判定部７０とで、本発明に係るコネクタロック状態検出手段を構成する。
【００３５】
図４の等価回路から分かるように、コネクタロック状態検出手段の回路部分は、極めて簡単な構成で実現できる。
【００３６】
スイッチ制御部６８は、充電器１２に設けられたスタートボタン７２，ストップボタン７４（図１を参照）からのオン情報と、後述する車両側からの充電完了情報と、コネクタロック判定部７０からの指示とに基づいて、スイッチ６０のオン，オフを制御する。なお、スタートボタン７２は、利用者により操作され、自動車用充電装置１０の動作開始を指示し、ストップボタンは、利用者により操作され、自動車用充電装置の動作終了を指示するものである。
【００３７】
コネクタロック判定部７０には、電流センサ５８が検出した電流の値が入力される。コネクタロック判定部７０は、入力された電流の値から、可動鉄心３０がロックレバー１０２の嵌合穴１１０に嵌合したか否かの判断を行う。嵌合した場合には、給電コネクタ１６が受電コネクタ２２に対してロック状態にされたと判定し、嵌合しなかった場合には、給電コネクタ１６が受電コネクタ２２に対してロック状態されていないと判定する。
【００３８】
この判定を行うために、コネクタロック判定部７０は、２つのしきい値Ｉ０，Ｉ１を有している。しきい値Ｉ０は、図４の等価回路において、スイッチ６０がオンされたときに、抵抗／コイル回路６４に電圧が印加されて、スイッチ４２が開いた状態でソレノイドコイル２８のみに流れる電流より小さい値になるように設定されている。しきい値Ｉ１は、図４の等価回路において、スイッチ６０がオンされたときに、抵抗／コイル回路６４に電圧が印加されて、スイッチ４２が閉じた状態でソレノイドコイル２８および抵抗回路４６のそれぞれに流れる電流の合成電流より小さく、かつ、ソレノイドコイル２８のみに流れる電流より大きくなるように設定されている。
【００３９】
充電器１２には、図１に示すように、利用者へ自動車用充電装置１０の操作を案内するガイダンスパネル７６が設けられている。ガイダンスパネル７６は、文字表示のための表示出力装置（ディスプレイ，ランプ，ＬＥＤなど）７８、および／または、音響出力のための音響出力装置（スピーカ，ブザーなど）８０を有している。
【００４０】
これらの表示出力装置７８および音響出力装置８０は、本発明に係る報知手段を構成する。給電コネクタ１６の受電コネクタ２２への接続が不完全な場合に、報知手段を利用して、利用者へアラームを発生させることができる。
【００４１】
（自動車用充電装置の動作）
次に、自動車用充電装置１０の動作を説明するが、本発明に関係する動作のみを説明するものとする。
【００４２】
利用者は、車両２０の車載バッテリ１８を充電する場合、自動車用充電装置１０の給電コネクタ１６を、車両の受電コネクタ２２に接続し、ロックレバー１０２を爪部１０６が係止穴１０８に係止するように操作した後、充電器１２のスタートボタン７２を押す。
【００４３】
スイッチ制御部６８は、スタートボタン７２からのオン情報を検出すると、スイッチ６０をオンする。スイッチ６０がオンされると、直流電源６２から電流ライン５２を経て、給電コネクタ１６のソレノイドコイル２８に電圧Ｖdcが供給される。ソレノイドコイル２８に電流が流れ、コイルが励磁されて、可動鉄心３０が駆動される。
【００４４】
このとき、ロックレバー１０２の操作が完全であれば、図５（Ａ）に示すように、可動鉄心３０の位置はロックレバー１０２の嵌合穴１１０の位置に一致しており、駆動された可動鉄心３０は、嵌合穴１１０に嵌合する。これにより、ロックレバー１０２が固定され動かないので、給電コネクタ１６は、受電コネクタ２２に対しロック状態になる。
【００４５】
ロック状態では、図５（Ａ）に示すように、接触子３８が２個の固定接点４０ａ，４０ｂに接触する。したがって、スイッチ４２が閉じる。
【００４６】
他方、ロックレバー１０２の操作が不完全であれば図５（Ｂ）に示すように、可動鉄心３０の位置がロックレバー１０２の嵌合穴１１０の位置に一致せず、可動鉄心３０が駆動されても、可動鉄心３０がロックレバー１０２の側壁に突き当たり、可動鉄心３０が嵌合穴１１０に嵌合しない。このため、給電コネクタ１６は、受電コネクタ２２に対し非ロック状態になる。
【００４７】
非ロック状態では、図５（Ｂ）に示すように、接触子３８が２個の固定接点４０ａ，４０ｂに接触しない。したがって、スイッチ４２は開いたままである。
【００４８】
図４に示す等価回路から分かるように、抵抗／コイル回路６４に流れる電流は、スイッチ４２が閉じているときと、開いているときとでは、その値Ｉが異なる。図６に、異なる電流値を示す。
【００４９】
図６（Ａ）に示すように、ソレノイドコイル２８に、時刻ｔ０で電圧Ｖdcが印加されると、ソレノイドコイルに電流が流れ、可動鉄心３０を駆動する。
【００５０】
可動鉄心３０がロックレバー１０２の嵌合穴１１０に嵌合すると、時刻ｔ１でスイッチ４２が閉じるものとする。図６（Ｂ）に示すように、抵抗／コイル回路６４を流れる電流は、時刻ｔ０〜時刻ｔ１の間は、ソレノイドコイル２８にのみ流れる電流であり、時刻ｔ１以降は、ソレノイドコイル２８を流れる電流と抵抗回路４６を流れる電流との合成電流である。
【００５１】
可動鉄心３０がロックレバー１０２の嵌合穴１１０に嵌合しなければ、スイッチ４２は開いたままであり、図６（Ｃ）に示すように、時刻ｔ０以降、抵抗／コイル回路６４を流れる電流は、ソレノイドコイル２８を流れる電流のみである。
【００５２】
なお、図６（Ｂ），（Ｃ）には、前述したしきい値Ｉ０，Ｉ１を、示してある。これらのしきい値は、コネクタロック判定部７０での判定処理に、利用される。
【００５３】
以上の説明から分かるように、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの時間Ｔは、可動鉄心３０がロックレバー１０２の嵌合穴１１０に嵌合するまでの時間である。したがって、コネクタロック判定部７０では、図６（Ｂ）に示す電流と、図６（Ｃ）に示す電流とを峻別するためには、電流が時刻ｔ０で立ち上がって、時間Ｔを経過した後の電流値Ｉを、しきい値Ｉ０，Ｉ１と比較すれば、可動鉄心３０がロックレバー１０２の嵌合穴１１０に嵌合したか否かを判断できる。その結果、ロックレバー１０２によって、給電コネクタ１６が受電コネクタ２２に対してロック状態になったか否かの判定が可能となる。
【００５４】
以下、判定の処理フローを、図７を参照して説明する。
【００５５】
スイッチ制御部６８によって、時刻ｔ０でスイッチ６０がオンされ（ステップＳ１）、図６（Ａ）に示した直流電源６２の電圧Ｖdcが、電流ライン５２に印加される（ステップＳ２）。
【００５６】
電流ライン５２に流れる電流の値Ｉを電流センサ５８が検出し、コネクタロック判定部７０に送る（ステップＳ３）。
【００５７】
コネクタロック判定部７０は、時刻ｔ０から時間Ｔだけ経過した時刻ｔ１以降の電流値Ｉを、しきい値Ｉ０と比較する（ステップＳ４）。
【００５８】
電流値Ｉがしきい値Ｉ０以下であれば、直流電源６２から抵抗／コイル回路６４を経る電流経路に回路断線が存在していると判断し（ステップＳ５）、スイッチ制御部６８を指示して、スイッチ６０をオフし（ステップＳ１０）、判定処理を終了する。
【００５９】
このような回路断線がある場合には、充電器１２は充電動作に進まないから、充電器の利用者および充電器の設置者に報知されるが、その手段は本発明とは直接関係しないので、説明を省略する。
【００６０】
ステップＳ４において、電流値Ｉがしきい値Ｉ０より大きいと判断されたならば、電流経路に断線はなく、ソレノイドコイル２８に電圧Ｖdcが印加され、ソレノイドコイル２８に電流が流れ、コイルが励磁されて、可動鉄心３０がロックレバー１０２の嵌合穴１１０に嵌合する方向に駆動されていることが分かる。
【００６１】
コネクタロック判定部７０は、時刻ｔ１以降の電流値Ｉがしきい値Ｉ１以上であるか否かから（ステップＳ６）、可動鉄心３０が嵌合穴１１０に嵌合したか（可動鉄心の正常な作動）、嵌合しなかったか（可動鉄心の正常でない作動）を検出することによって、給電コネクタ１６が受電コネクタ２２に対してロック状態になったか否かを、判断する。
【００６２】
ステップＳ６において、電流値Ｉがしきい値Ｉ１以上であれば、コネクタロック判定部７０は、給電コネクタ１６が受電コネクタ２２に対してロック状態にあると判定する（ステップＳ７）。
【００６３】
すなわち、図５（Ａ）に示したように、可動鉄心３０がロックレバー１０２の嵌合穴１１０に嵌合することによって、接触子３８が固定接点４０ａ，４０ｂに接触し（スイッチ４２が閉じる）、抵抗回路４６に電流が流れ、ソレノイドコイル２８に流れる電流との合成電流が検出された結果である。
【００６４】
このときコネクタロック判定部７０は、充電回路５４に充電開始を指示する（ステップＳ８）。充電回路５４は、充電開始を指示されると、電源ライン５２，給電コネクタ１６，受電コネクタ２２を経て、車両２０のバッテリ１８を充電する。
【００６５】
バッテリ１８の充電が完了した場合には、車両からの通信によって充電完了が、制御ユニット６６に通知される。制御ユニット６６は、充電回路５４に充電停止を指示する（ステップＳ９）。続いて、スイッチ制御部６８を指示して、スイッチ６０をオフする（ステップＳ１０）。
【００６６】
充電器１２の充電動作を停止する場合には、ストップボタン７４をオンすれば、スイッチ制御部６８は、スタートボタン７２からのオン情報を検出し、スイッチ６０をオフする。
【００６７】
いずれの場合も、スイッチ６０がオフされると、ソレノイドコイル２８へ電圧Ｖdcが印加されなくなり、ばねの付勢力により可動鉄心３０が復帰する。すなわち、ロック状態が解除される。利用者は、ロックレバー１０２を操作して、爪部１０６を係止穴１０８からはずして、給電コネクタ１６を受電コネクタ２２から抜くことができる。
【００６８】
ステップＳ６において、電流値Ｉがしきい値Ｉ１より小さければ、給電コネクタ１６は受電コネクタ２２に対して非ロック状態にあると判定する（ステップＳ１１）。
【００６９】
すなわち、図５（Ｂ）に示したように、可動鉄心３０がロックレバー１０２の嵌合穴１１０に嵌合せず、接触子３８が固定接点４０ａ，４０ｂに接触しないので（スイッチ４２が開いたままである）、抵抗回路４６に電流が流れず、ソレノイドコイル２８に流れる電流のみが検出された結果である。
【００７０】
このときコネクタロック判定部７０は、スイッチ制御部６８にスイッチ６０をオフするように指示する。スイッチ６０がオフされると（ステップＳ１２）、ソレノイドコイル２８へ電圧Ｖdcが印加されなくなり、ばねの付勢力により可動鉄心３０が復帰する。
【００７１】
一方、コネクタロック判定部７０は、ガイダンスパネル７６の表示出力装置７８にアラーム表示を指示して（ステップＳ１３）、例えば「ロックレバーの操作が完全ではありません。ロックレバーの操作をやり直して、スタートボタンを再度押してください。」と文字表示させたり、あるいは音響出力装置８０に指示して、音声で出力させる。また、表示出力および音響出力の両方を、行ってもよい。
【００７２】
利用者は、このようなアラームによって、ロックレバーの操作をやり直し、給電コネクタ１６を受電コネクタ２２に対してロック状態にすることができる。
【００７３】
[第２の実施の形態]
コネクタロック機構が、ソレノイドで構成される実施の形態について、説明する。
【００７４】
第１の実施の形態と異なる点は、給電コネクタの受電コネクタへのロックをソレノイドで直接行うことである。
【００７５】
以下の説明において、第１の実施の形態の要素と同一の要素には、同一の参照番号を用いる。
【００７６】
（給電コネクタの構成）
図８に示すように、給電コネクタ１６は、コネクタケース２４の内部に、コネクタロック機構を構成するソレノイド２６を有している。
【００７７】
コネクタケース２４には、駆動された可動鉄心３０をコネクタケース２４の外に突出させるための穴３２が設けられている。
【００７８】
ソレノイドコイル２８に電流が供給されると、可動鉄心３０は駆動され、穴３２から突出し、車両側の受電コネクタ２２のソケット３４に設けられた嵌合穴３６に嵌合する。これにより、給電コネクタ１６が受電コネクタ２２にロックされる。
【００７９】
ソレノイドコイル２８への電流の供給が停止されると、可動鉄心３０は、ばねの力により復帰され、受電コネクタ２２の嵌合穴３６からはずれる。これにより、給電コネクタ１６の受電コネクタ２２へのロックが解除される。
【００８０】
このように、ソレノイド２６は、コネクタのロック状態と非ロック状態とを、切り換えることができる。
【００８１】
スイッチ４２の構成は、図３に示した構成と同じである。また、抵抗／コイル回路６４の構成は、図４に示した構成と同じである。給電コネクタ１６のその他の構成も、図３に示した構成と同じである。
【００８２】
（充電器の構成）
充電器１２の構成は、図３に示した構成と同じである。また、給電コネクタ１６の抵抗／コイル回路６４と、充電器１２のセンサ／電源回路６５との等価回路は、図４の等価回路と同じである。
【００８３】
（自動車用充電装置の動作）
次に、自動車用充電装置１０の動作を説明するが、第２の実施の形態に関係する動作のみを説明するものとする。
【００８４】
利用者は、車両２０の車載バッテリ１８を充電する場合、自動車用充電装置１０の給電コネクタ１６を、車両の受電コネクタ２２に接続し、充電器１２のスタートボタン７２を押す。
【００８５】
スイッチ制御部６８は、スタートボタン７２からのオン情報を検出すると、スイッチ６０をオンする。スイッチ６０がオンされると、直流電源６２から電流ライン５２を経て、給電コネクタ１６のソレノイドコイル２８に電圧Ｖdcが供給される。ソレノイドコイル２８に電流が流れ、コイルが励磁されて、可動鉄心３０が駆動される。
【００８６】
このとき、給電コネクタ１６の受電コネクタ２２への挿入が完全であれば、図９（Ａ）に示すように、可動鉄心３０の位置は受電コネクタ２２の嵌合穴３６の位置に一致しており、駆動された可動鉄心３０は、受電コネクタの嵌合穴３６に嵌合する。これにより、給電コネクタ１６は、受電コネクタ２２に対しロック状態になる。
【００８７】
他方、給電コネクタ１６が受電コネクタ２２に完全に接続されていなければ、図９（Ｂ）に示すように、可動鉄心３０の位置が受電コネクタ２２の嵌合穴３６の位置に一致せず、可動鉄心３０が駆動されても、可動鉄心３０が受電コネクタ２２のソケット３４の内壁に突き当たり、可動鉄心３０が嵌合穴３６に嵌合しない。このため、給電コネクタ１６は、受電コネクタ２２に対し非ロック状態になる。
【００８８】
このようなコネクタのロック状態、非ロック状態は、第１の実施の形態と同様に、図７に示した手順で判断される。
【００８９】
非ロック状態の場合、コネクタロック判定部７０は、表示出力装置７８にアラーム表示を指示して、例えば「コネクタの接続が完全ではありません。コネクタの接続をやり直して、スタートボタンを再度押してください。」と文字表示をしたり、あるいは音響出力装置に指示して、音声で出力する。また、表示出力および音響出力の両方を、行ってもよい。
【００９０】
利用者は、このようなアラームによって、給電コネクタ１６の受電コネクタ２２への接続をやり直し、接続を完全にする。
【００９１】
[第３の実施の形態]
第３の実施の形態では、第１および第２の実施の形態における給電コネクタ１６内のスイッチ４２とは、異なる構造のスイッチとした。図１０に示すように、可動鉄心３０に２個の可動接点８２ａ，８２ｂを、可動鉄心の長手方向に離間させて固定し、可動鉄心３０の片側の近傍に２個の固定接点８４ａ，８４ｂを、可動鉄心の長手方向に沿って離間させて設ける。
【００９２】
２個の可動接点８２ａ，８２ｂは、可動鉄心３０によって電気的に導通がとられている。あるいは、２個の可動接点を導体で接続させてもよい。
【００９３】
２個の可動接点８２ａ，８２ｂと、２個の固定接点８４ａ，８４ｂとで、スイッチ８６を構成する。
【００９４】
[その他の実施の形態]
可動鉄心３０が嵌合する嵌合部は、第１および第２の実施の形態においては、共に嵌合穴としている。嵌合部は、穴に限るものではなく、凹部とすることもできる。
【００９５】
図１１に、第２の実施の形態において、凹部とした例を示す。図１１において、受電コネクタ２２のソケット３４に設けられた凹部８７を示す。なお図中、参照番号８８は、受電コネクタ２２のケースを示している。
【００９６】
図示しないが、第１の実施の形態において、ロックレバー１０２の嵌合穴１１０を、凹部にしてもよい。
【００９７】
また、第１および第２の実施の形態においては、コネクタロック機構は、ソレノイドコイルが励磁されると、可動鉄心が駆動されるタイプのものである。これに代えて、固定鉄心をソレノイドコイルで磁化して、電磁石にして可動鉄心を駆動するタイプのソレノイドであってもよい。
【符号の説明】
【００９８】
１０ 自動車用充電装置
１２ 充電器
１４ 給電ケーブル
１６ 給電コネクタ
１８ 車載バッテリ
２０ 車両
２２ 受電コネクタ
２４ コネクタケース
２６ ソレノイド
２８ ソレノイドコイル
３０ 可動鉄心
３２ 穴
３４ ソケット
３６ 嵌合穴
３８ 接触子
４０ａ，４０ｂ 固定接点
４２ スイッチ
４４ 抵抗
４６ 抵抗回路
４８ 充電用雄端子
５０ 充電用雌端子
５２ 電流ライン
５４ 充電回路
５６ 電源ライン
５８ 電流センサ
６０ スイッチ
６２ 直流電源
６４ 抵抗／コイル回路
６５ センサ／電源回路
６６ 制御ユニット
６８ スイッチ制御部
７０ コネクタロック判定部
７２ スタートボタン
７４ ストップボタン
７６ ガイダンスパネル
７８ 表示出力装置
８０ 音響出力装置
８２ａ，８２ｂ 可動接点
８４ａ，８４ｂ 固定接点
８６ スイッチ
８７ 凹部
８８ 受電コネクタのケース
１００ 軸
１０２ ロックレバー
１０６ 爪部
１０８ 係止穴
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気移動体に設けられた、搭載バッテリに接続された受電コネクタに接続される給電コネクタと、前記給電コネクタにケーブルを介して接続された充電器とを備える電気移動体用充電装置において、
前記給電コネクタは、前記受電コネクタに接続されたときに、前記給電コネクタを前記受電コネクタに対してロック状態にする、ソレノイドを含むコネクタロック機構を有し、
前記給電コネクタが前記受電コネクタに接続されたときに、前記ソレノイドの可動鉄心が正常に作動したか否かを検出し、前記給電コネクタが前記受電コネクタに対し、ロック状態にあるか非ロック状態にあるかを検出するコネクタロック状態検出手段を備え、
前記充電器は、前記コネクタロック状態検出手段が、前記給電コネクタが前記受電コネクタに対して、非ロック状態にあることを検出すると、非ロック状態にあることを報知する報知手段を有する、
ことを特徴とする電気移動体用充電装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電気移動体用充電装置において、
前記受電コネクタは、係止部を有し、
前記コネクタロック機構は、前記係止部に係止するロックレバーをさらに有し、前記ロックレバーには、前記可動鉄心が嵌合する嵌合部が設けられ、
前記給電コネクタが前記受電コネクタに接続されたときに、前記ロックレバーが前記係止部に係止された状態で、前記ソレノイドの可動鉄心が、前記ロックレバーの嵌合部に嵌合することによって、前記ロックレバーの動きを固定して、前記給電コネクタを前記受電コネクタに対してロック状態にする、
ことを特徴とする電気移動体用充電装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電気移動体用充電装置において、
前記受電コネクタは、前記可動鉄心が嵌合する嵌合部を有し、
前記給電コネクタは、前記給電コネクタが前記受電コネクタに接続されたときに、前記ソレノイドの可動鉄心が、前記受電コネクタの嵌合部に嵌合することによって、前記給電コネクタを前記受電コネクタに対してロック状態にする、
ことを特徴とする電気移動体用充電装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の電気移動体用充電装置において、
前記コネクタロック状態検出手段は、
前記給電コネクタに設けられ、前記可動鉄心の駆動によって開閉される第１のスイッチおよび前記第１のスイッチに直列に接続された抵抗からなる抵抗回路と、前記抵抗回路に並列に接続された前記ソレノイドのコイルとからなる抵抗／コイル回路と、
前記充電器に設けられ、前記抵抗／コイル回路に並列に接続された、電流センサと第２のスイッチと直流電源との直列回路よりなるセンサ／電源回路と、前記電流センサの検出電流の値から、前記給電コネクタが前記受電コネクタに対してロック状態にされたか否かを判定するコネクタロック判定部とで構成される、
ことを特徴とする電気移動体用充電装置。
【請求項５】
請求項４に記載の自動車用充電装置において、
前記給電コネクタが前記受電コネクタに接続された後に、前記第２のスイッチがオンされると、
前記コネクタロック判定部は、
前記電流センサが検出した電流値が、前記ソレノイドのコイルのみに流れる電流の値である場合には、前記第１のスイッチが開いており、前記可動鉄心が前記嵌合部に嵌合しておらず、前記給電コネクタが前記受電コネクタに対してロック状態にないと判定し、
前記電流センサが検出した電流値が、前記ソレノイドのコイルに流れる電流と前記抵抗回路に流れる電流との合成値である場合には、前記第１のスイッチが閉じており、前記可動鉄心が前記嵌合部に嵌合し、前記給電コネクタが前記受電コネクタに対してロック状態にあると判定する、
ことを特徴とする電気移動体用充電装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電気移動体用充電装置において、
前記報知手段は、前記コネクタロック判定部が、前記給電コネクタが前記受電コネクタに対してロック状態にないと判定した場合に、前記給電コネクタが前記受電コネクタに対してロック状態にないことを表示する表示装置または音響で知らせる音響装置であることを特徴とする電気移動体用充電装置。
【請求項７】
請求項４，５または６に記載の電気移動体用充電装置において、
前記第１のスイッチは、前記可動鉄心に固定された１個の接触子と、前記可動鉄心の近傍に設けられ、前記接触子の両端がそれぞれ接触し得る２個の固定接点とで構成されることを特徴とする電気移動体用充電装置。
【請求項８】
請求項４，５または６に記載の電気移動体用充電装置において、
前記第１のスイッチは、前記可動鉄心に固定された２個の可動接点と、前記可動鉄心の近傍に設けられ、前記２個の可動接点がそれぞれ接触し得る２個の固定接点とで構成されることを特徴とする電気移動体用充電装置。
【請求項９】
請求項２または３に記載の電気移動体用充電装置において、
前記嵌合部は、穴または凹部であることを特徴とする電気移動体用充電装置。
【請求項１】
電気移動体に設けられた、搭載バッテリに接続された受電コネクタに接続される給電コネクタと、前記給電コネクタにケーブルを介して接続された充電器とを備える電気移動体用充電装置において、
前記給電コネクタは、前記受電コネクタに接続されたときに、前記給電コネクタを前記受電コネクタに対してロック状態にする、ソレノイドを含むコネクタロック機構を有し、
前記給電コネクタが前記受電コネクタに接続されたときに、前記ソレノイドの可動鉄心が正常に作動したか否かを検出し、前記給電コネクタが前記受電コネクタに対し、ロック状態にあるか非ロック状態にあるかを検出するコネクタロック状態検出手段を備え、
前記充電器は、前記コネクタロック状態検出手段が、前記給電コネクタが前記受電コネクタに対して、非ロック状態にあることを検出すると、非ロック状態にあることを報知する報知手段を有する、
ことを特徴とする電気移動体用充電装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電気移動体用充電装置において、
前記受電コネクタは、係止部を有し、
前記コネクタロック機構は、前記係止部に係止するロックレバーをさらに有し、前記ロックレバーには、前記可動鉄心が嵌合する嵌合部が設けられ、
前記給電コネクタが前記受電コネクタに接続されたときに、前記ロックレバーが前記係止部に係止された状態で、前記ソレノイドの可動鉄心が、前記ロックレバーの嵌合部に嵌合することによって、前記ロックレバーの動きを固定して、前記給電コネクタを前記受電コネクタに対してロック状態にする、
ことを特徴とする電気移動体用充電装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電気移動体用充電装置において、
前記受電コネクタは、前記可動鉄心が嵌合する嵌合部を有し、
前記給電コネクタは、前記給電コネクタが前記受電コネクタに接続されたときに、前記ソレノイドの可動鉄心が、前記受電コネクタの嵌合部に嵌合することによって、前記給電コネクタを前記受電コネクタに対してロック状態にする、
ことを特徴とする電気移動体用充電装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の電気移動体用充電装置において、
前記コネクタロック状態検出手段は、
前記給電コネクタに設けられ、前記可動鉄心の駆動によって開閉される第１のスイッチおよび前記第１のスイッチに直列に接続された抵抗からなる抵抗回路と、前記抵抗回路に並列に接続された前記ソレノイドのコイルとからなる抵抗／コイル回路と、
前記充電器に設けられ、前記抵抗／コイル回路に並列に接続された、電流センサと第２のスイッチと直流電源との直列回路よりなるセンサ／電源回路と、前記電流センサの検出電流の値から、前記給電コネクタが前記受電コネクタに対してロック状態にされたか否かを判定するコネクタロック判定部とで構成される、
ことを特徴とする電気移動体用充電装置。
【請求項５】
請求項４に記載の自動車用充電装置において、
前記給電コネクタが前記受電コネクタに接続された後に、前記第２のスイッチがオンされると、
前記コネクタロック判定部は、
前記電流センサが検出した電流値が、前記ソレノイドのコイルのみに流れる電流の値である場合には、前記第１のスイッチが開いており、前記可動鉄心が前記嵌合部に嵌合しておらず、前記給電コネクタが前記受電コネクタに対してロック状態にないと判定し、
前記電流センサが検出した電流値が、前記ソレノイドのコイルに流れる電流と前記抵抗回路に流れる電流との合成値である場合には、前記第１のスイッチが閉じており、前記可動鉄心が前記嵌合部に嵌合し、前記給電コネクタが前記受電コネクタに対してロック状態にあると判定する、
ことを特徴とする電気移動体用充電装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電気移動体用充電装置において、
前記報知手段は、前記コネクタロック判定部が、前記給電コネクタが前記受電コネクタに対してロック状態にないと判定した場合に、前記給電コネクタが前記受電コネクタに対してロック状態にないことを表示する表示装置または音響で知らせる音響装置であることを特徴とする電気移動体用充電装置。
【請求項７】
請求項４，５または６に記載の電気移動体用充電装置において、
前記第１のスイッチは、前記可動鉄心に固定された１個の接触子と、前記可動鉄心の近傍に設けられ、前記接触子の両端がそれぞれ接触し得る２個の固定接点とで構成されることを特徴とする電気移動体用充電装置。
【請求項８】
請求項４，５または６に記載の電気移動体用充電装置において、
前記第１のスイッチは、前記可動鉄心に固定された２個の可動接点と、前記可動鉄心の近傍に設けられ、前記２個の可動接点がそれぞれ接触し得る２個の固定接点とで構成されることを特徴とする電気移動体用充電装置。
【請求項９】
請求項２または３に記載の電気移動体用充電装置において、
前記嵌合部は、穴または凹部であることを特徴とする電気移動体用充電装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１３０１２７（Ｐ２０１２−１３０１２７Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７８２６１（Ｐ２０１０−２７８２６１）
【出願日】平成２２年１２月１４日（２０１０．１２．１４）
【出願人】（０００００２８４２）株式会社高岳製作所 (72)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１４日（２０１０．１２．１４）
【出願人】（０００００２８４２）株式会社高岳製作所 (72)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]