JPH10262340A - 電気自動車の充電用コネクタ及び電気自動車の充電制御方法 - Google Patents
電気自動車の充電用コネクタ及び電気自動車の充電制御方法Info
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Abstract
が外されても、コネクタの接点を保護可能な電気自動車
の充電用コネクタ及び電気自動車の充電制御方法を提供
する。 【解決手段】 充電電源36と充電回路50との間を繋
ぐ充電ライン38には、リレー48が備えられ、充電用
コネクタと車両側コネクタとを結合状態に保持するため
のロック機構21の作動に基づいて開閉操作制御され
る。そして、両コネクタの間が通電状態のままで、ロッ
ク機構21がロック解除された場合には、その旨がフォ
トトランジスタ30(ロック作動検出手段)によって検
出されて、電気自動車側のリレー48が開き、両コネク
タ間が非通電状態となる。これにより、両コネクタ同士
が離脱されるときに、両コネクタの接点間にアークが発
生することが防止され、接点の保護が確実になされる。
Description
用コネクタ及び電気自動車の充電制御方法の改良に関す
る。
は欠かせないため、車体内のバッテリーに充電用電源が
簡単に接続できるようになっていなければならない。そ
こで、従来では、車体に車両側コネクタを取り付けると
共に、ここに充電用電源に連なる電気自動車充電用コネ
クタを着脱可能に装着する構成が一般的に考えられてい
る。
の充電にはガソリン車のガソリン補給に比べて比較的長
い時間を要するため、必ずしも、その充電中に作業者が
近くで待機できるとは限らない。特に、その充電を街角
の充電スタンドではなく、車両所有者の家庭等で行う場
合には、大電流を流し込む急速充電が行い難いため、例
えば夜間に自宅駐車場に駐車しておいた車両に対して長
時間かけて充電を行うことも十分に考えられる。このよ
うな場合には、電源側の充電用コネクタを車両側コネク
タに接続して充電を開始し、その状態で長時間放置する
ことになる。
を知らない者が、充電用コネクタと車両側コネクタとの
間が通電状態にあるにも拘わらず両者を外してしまった
場合に、両コネクタの接点間にアークが発生してコネク
タの接点を変形させてしまうおそれがあった。
で、充電状態にあるときに不用意にコネクタ同士が外さ
れても、コネクタの接点を保護可能な電気自動車の充電
用コネクタ及び電気自動車の充電制御方法の提供を目的
とする。
め、請求項1の発明に係る電気自動車の充電制御方法
は、充電用電源からの充電用コネクタを車両側コネクタ
に結合し、充電用電源から車両内に備えたバッテリーへ
と充電ラインを介して電力を供給する電気自動車の充電
制御方法において、充電ラインを開閉可能とするための
制御スイッチを設けておき、その制御スイッチを、充電
用コネクタと車両側コネクタとのロック状態を検出する
ために設けたロック作動検出手段の検出結果に基づいて
両コネクタがロック装着状態と検出されたときには閉状
態とし、両コネクタがロック解除状態と検出されたとき
には開状態とするところに特徴を有する。
コネクタは、充電用電源によって電気自動車に備えたバ
ッテリーの充電を行うべくその車体に設けられた車両側
コネクタに着脱可能に装着されるものにおいて、コネク
タ本体と車両側コネクタとを装着状態にロック及びロッ
ク解除可能なロック機構と、ロック機構の作動状態を検
出するロック作動検出手段と、ロック作動検出手段の検
出結果に基づいて充電用電源からバッテリーへの充電ラ
インを開閉するための制御スイッチを開状態と閉状態と
に切り替え可能なロック制御手段とを備え、そのロック
制御手段は、ロック機構がロック状態にあることを条件
にして制御スイッチを閉状態とすると共にロック機構が
ロック解除状態にあることを条件にして制御スイッチを
開状態とする構成であるところに特徴を有する。
車の充電制御方法によれば、充電用コネクタと車両側コ
ネクタとがロック装着状態にあることがロック作動検出
手段によって検出されたときには、充電ラインに設けた
制御スイッチが閉状態とされる。すると、充電用電源か
らバッテリーへと充電ラインを介して電力が供給され
て、両コネクタ間が通電状態となる。ここで、充電中で
あるという事情を知らない者が、両コネクタが通電状態
にあるにも拘らず両者を外そうとした場合には、両コネ
クタのロック解除状態がロック作動検出手段によって検
出されて、制御スイッチが開状態となり、両コネクタ間
が非通電状態となる。これにより、両コネクタ同士が外
されるときには、両者間が必ず非通電状態となるから、
両コネクタの接点間にアークが発生することを防止で
き、接点の保護が確実になされる。
コネクタによれば、車両側コネクタに装着されてロック
機構がロック状態となったことがロック作動検出手段に
よって検出されたときには、充電ラインに設けた制御ス
イッチが閉状態とされる。すると、充電用電源からバッ
テリーへと充電ラインを介して電力が供給されて、両コ
ネクタ間が通電状態となる。ここで、充電中であるとい
う事情を知らない者が、両コネクタが通電状態にあるに
も拘らず両者を外そうとした場合には、ロック機構をロ
ック解除状態としたことがロック作動検出手段によって
検出されて、制御スイッチが開状態となり、両コネクタ
間が非通電状態となる。これにより、両コネクタ同士が
外されるときには、両者間が必ず非通電状態となるか
ら、両コネクタの接点間にアークが発生することを防止
でき、接点の保護が確実になされる。
形態について図面を参照して詳細に説明する。充電用コ
ネクタは、ほぼ矩形枠状のグリップ部11の先端に筒形
のコネクタ本体12を設けて全体としていわゆるガンタ
イプをなすように構成されており、グリップ部11の下
部から充電ケーブル13が引き出され、これが例えば充
電スタンドの図示しない充電装置に接続されている。コ
ネクタ本体12は、円筒状のインナーケース14の前方
開口端近くに絶縁ボディ15を介して一対の充電端子1
6(1個のみ図示)を設けて構成され、充電用コネクタ
を図示しない車両側コネクタへ装着することによって、
その両充電端子16が車両側コネクタの端子と電気的に
接続される。また、上記絶縁ボディ15には例えば2対
の接続検出端子17が設けられ、充電用コネクタが車両
側コネクタに装着状態になると、車両側コネクタに設け
たショートターミナル18(図4にのみ図示)によって
対をなす接続検出端子17間が導通状態にされる。
14の外周には、これより短めに形成された円筒状のス
リーブ19がインナーケース14に対して軸方向には移
動不能で、回転は自由に許容された状態で取り付けられ
ている。このスリーブ19は先端側が膨らんで径寸法が
大きくなっており、充電用コネクタを車両側コネクタへ
装着すると車両側コネクタの図示しない案内筒部の外周
側に位置する。そして、このスリーブ19の先端内周部
には係合ピン20が内側に向けて突設されており、これ
が車両側コネクタの図示しない案内筒部に形成した螺旋
溝に係合可能となっている。充電用コネクタの先端を車
両側コネクタに宛がってスリーブ19を回転させると、
係合ピン20が螺旋溝に沿って移動し、スリーブ19ひ
いては充電用コネクタ全体を軸方向に移動させることが
できる。スリーブ19を一杯に回転させて係合ピン20
を螺旋溝の終端近くまで移動させた状態では、コネクタ
本体12を車両側コネクタに完全接続した状態とするこ
とができ、その状態からスリーブ19を逆方向に回転さ
せればコネクタ本体12を車両側コネクタとの接続から
外すことができる。
1のうちスリーブ19の基端部近くにはロック機構21
が内蔵されている。このロック機構21は、図1及び図
2に示すようにソレノイド22及びこれに駆動されるロ
ックロッド23を備える。ロックロッド23は同図中左
右方向に移動可能とされると共に、その基端部が支持基
部24に回動可能に支持された連結アーム25の一端部
と連結されている。そして、この連結アーム25の他端
部は前記ソレノイド22のプランジャロッド26に連結
されており、ソレノイド22が通電されてプランジャロ
ッド26が図中左向きに吸引されると、連結アーム25
を介してロックロッド23が図中右向きに進出する。そ
して、前記スリーブ19の後端部には、U字型に切り欠
かれて後側を開放させた係止切欠部27が形成されてお
り、スリーブ19がその係止切欠部27をロックロッド
23に対応させた位置まで回転されている状態でソレノ
イド22に通電されると、ロックロッド23の先端部が
係止切欠部27内に進入してスリーブ19の回転を阻止
するロック状態となる。なお、ロックロッド23の後端
部とグリップ部11に固定した固定板28との間にはス
プリング29が設けられ、これによってロックロッド2
3をスリーブ19の係止切欠部27から抜け出る方向
(図中左方向)に常時付勢している。また、プランジャ
ロッド26の中間部には遮光板部26aが横向きに一体
に形成されると共に、その移動領域内にその遮光板部2
6aと共にロック作動検出手段を構成するフォトインタ
ラプタ30が設けられ、ソレノイド22が作動してプラ
ンジャロッド26がスリーブ19をロックする位置まで
引き込まれると、遮光板部26aがフォトインタラプタ
30内に進入してこれをスイッチング動作させる。
クタへの装着操作の完了を検出するための装着検出手段
31が併せて設けられている。これは、図3に示すよう
にスリーブ19の後端部に突設した検出突片32と、そ
の回動領域内に固定的に設けた装着完了検出用のフォト
インタラプタ33とからなり、充電用コネクタを車両側
コネクタに装着すべくスリーブ19を回転させ、スリー
ブ19が装着完了位置まで回転されると、検出突片32
の先端部がフォトインタラプタ33内に進入してこれを
スイッチング動作させるようになっている。
めに、ロック機構制御手段としてのロック制御回路35
が図4に示すように設けられており、これを説明する。
この回路のうち充電用電源36及び充電スイッチ37は
この充電用コネクタが接続されている図示しない充電装
置内に設けられており、充電用電源36から充電スイッ
チ37を介して充電ライン38がコネクタ本体12内に
導入されている。また、充電スイッチ37に至る前の部
分において充電用電源36側から分岐して制御電源ライ
ン39がコネクタ本体12内に導入されており、この制
御電源ライン39がコネクタ本体12内において前述し
た接続検出端子17,17の一方に接続されている。コ
ネクタ本体12に設けた一対の接続検出端子17,17
は、前述したように充電用コネクタを車両側コネクタに
接続すると車両側コネクタのショートターミナル18に
よって短絡される構成であるから、コネクタ接続時には
他方の接続検出端子17を介して制御電源ライン39が
コネクタ本体12内に引き込まれた状態になる。
源ライン39には装着完了検出用のフォトインタラプタ
33の発光ダイオード33aが保護抵抗40と共に接続
されていて、充電用コネクタを車両用コネクタに接続す
ると、発光ダイオード33aが点灯するようになってい
る。そして、そのフォトインタラプタ33のフォトトラ
ンジスタ33bは前記ソレノイド22を駆動する出力ト
ランジスタ41に図に示すように接続され、発光ダイオ
ード33aからの光が遮られてフォトトランジスタ33
bがオフ作動すると、出力トランジスタ41がオン作動
するようになっている。出力トランジスタ41がオン作
動すると、充電スイッチ37がオンとなったことを条件
にソレノイド22が通電される。
制御電源ライン39との間には充電用コネクタのグリッ
プ部11上面に設けた装着完了表示ランプ42が保護抵
抗43と共に直列接続されており、これがトランジスタ
41のオン作動と共に点灯するようになっている。
タ30の発光ダイオード30a及びフォトトランジスタ
30bは、充電ライン38に接続されると共に、そのフ
ォトトランジスタ30bによって出力トランジスタ44
が反転駆動されるようになっている。そして、この出力
トランジスタ44のコレクタには、充電用コネクタのグ
リップ部11上面に設けたロック表示ランプ45が保護
抵抗46と共に直列接続されており、これがトランジス
タ44のオン作動に基づき点灯するようになっている。
た動力用バッテリー(図示せず)に充電回路50(図4
参照)が連なっており、その充電回路50に電力を供給
して前記バッテリーが充電されるようになっている。そ
して、充電用コネクタと車両側コネクタとが結合される
と、充電用電源36と充電回路50とが前記充電ライン
38によって結ばれて、電気自動車の外部から充電回路
50へと電力を供給可能となる。
タよりもバッテリー側には、前記充電ライン38を開閉
可能とするための制御スイッチとしての常開型のリレー
48が設けられている。リレー48の内部に備えたソレ
ノイド52は、両コネクタの信号端子47を介して、前
記ロック作動検出用のフォトインタラプタ30に連なる
前記出力トランジスタ44のコレクタに接続されてお
り、このソレノイド52が出力トランジスタ44のオン
作動に基づいて通電されると、リレー48のリレー接点
48aが閉状態となって充電ライン38が通電可能な状
態となる。
気自動車のバッテリーに充電するには次のように行う。
まず、充電用コネクタのグリップ部11を握り持ち、コ
ネクタ本体12の先端を車両側コネクタの案内筒部に宛
がう。次に、充電用コネクタ全体を軽く前方に押し込み
つつスリーブ19を時計回り方向に回転させる。する
と、スリーブ19の係合ピン20が車両側コネクタの螺
旋溝内に進入してここに沿って移動し、コネクタ本体1
2が車両側コネクタの案内筒部内へ差し込まれ、雌雄の
各端子が電気的に接続状態に至る。ここで、接続検出端
子17,17が車両側コネクタのショートターミナル1
8と接続状態に至ったところで、コネクタ本体12内の
制御電源ライン39に電圧が印加されるから、装着完了
検出用のフォトインタラプタ33の発光ダイオード33
aが点灯される(図5時刻t1 )。そして、スリーブ1
9が装着完了位置まで回転されて両コネクタが装着完了
状態になると、フォトインタラプタ33のフォトトラン
ジスタ33bがオフするため、出力トランジスタ41が
オンして装着完了表示ランプ42が点灯する(図5時刻
t2 )。
に設けた充電スイッチ37のオン操作を行う(図5時刻
t3 )。すると、充電ライン38に電圧が印加されるか
ら、ソレノイド22に通電され、そのプランジャロッド
26が吸引されてロックロッド23の先端がスリーブ1
9の係止切欠部27内に進入し、スリーブ19の回転を
阻止するロック状態となる。この状態では、スリーブ1
9が回転不能となるから、充電用コネクタを車両側コネ
クタから取り外すことができなくなる。また、ソレノイ
ド22のプランジャロッド26が吸引されてロック状態
となると、プランジャロッド26の遮光板部26aがフ
ォトインタラプタ30内に進入するため、そのフォトト
ランジスタ30bがオフしてロック表示ランプ45が点
灯され、正しくロック状態に至ったことが表示される
(図5時刻t4 )。そして、フォトトランジスタ30の
フォトトランジスタ30bがオフして出力トランジスタ
44がオンすることにより車両内のリレー48のソレノ
イド52に通電されるから、リレー接点48aが閉じ充
電ライン38を通じて車内の充電回路50に電力が供給
され、もって車両用バッテリー(図示せず)の充電が開
始される(図5時刻t5 )。
作、すなわち充電装置の充電スイッチ37をオフ操作す
る(図5時刻t6 )。すると、リレー48が断電されて
充電回路50(バッテリー)への電力供給が停止される
と共に、ソレノイド22も断電される。この結果、ロッ
ク機構21において、ロックロッド23がスプリング2
9の引張力により図2中左方向に移動して先端部がスリ
ーブ19の係止切欠部27から抜け出るようになるか
ら、スリーブ19は自由に回転できるようになる。従っ
て、スリーブ19を握ってこれを反時計回り方向に回せ
ば、充電用コネクタを車両側コネクタから簡単に取り外
すことができるようになる。
両コネクタを外そうとした場合には、以下のようにな
る。即ち、両コネクタを外そうとしても、ロック機構が
作動しているからスリーブ19を自由に回転させること
ができず、コネクタを外すことができない。万が一、ロ
ック機構21が例えば手動で解除された場合には、プラ
ンジャロッド26の遮光板部26aがフォトインタラプ
タ30内から退避し、フォトトランジスタ30bがオン
して出力トランジスタ44がオフすることにより、リレ
ー48のソレノイド52が非通電状態となる。すると、
リレー48のリレー接点48aが開状態となり、両コネ
クタ間が非通電状態となる。これにより、両コネクタ同
士が外されるときには、両者間が必ず非通電状態となっ
て、両コネクタの接点間にアークが発生することを防止
でき、接点の保護が確実になされる。
タを車両側コネクタに装着した後は、充電開始操作、す
なわち充電装置の充電スイッチ37をオン操作行うとソ
レノイド22に通電されてロック機構21が作動し、充
電停止操作、すなわち充電スイッチ37のオフ操作を行
わない限り、充電用コネクタを車両側コネクタから取り
外すことができなくなる。万が一、充電用コネクタと車
両側コネクタとの間が通電状態のままでロック機構21
がロック解除された場合には、リレー48が開いて両コ
ネクタ間が必ず非通電状態となるから、両コネクタの接
点間にアークが発生することを防止でき、接点の保護が
確実になされる。
21を作動させる条件として充電開始操作が行われたこ
とだけでなく、更に、装着検出手段31によって充電用
コネクタが車両側コネクタへ完全に装着されたことを検
出(フォトインタラプタ33のフォトトランジスタ33
bがオフ)することを条件にしている。このため、不完
全な装着状態で充電開始操作を行ってもロック機構21
は作動しないから、不完全装着状態にあることを使用者
が簡単に気付くことができ、直ちに完全な装着状態にな
るように修正することができる
常に作動してスリーブ19のロックがされると、これを
検出してロック表示ランプ45を点灯させるようにし
た。このため、ロック機構21が正常に作動しているか
否かを簡単に監視することができるようになる。
形態に限定されるものではなく、例えば次のように変更
して実施することができる。
装着状態にロックするためのロック機構としては、例え
ばコネクタ本体を左右両側からロック爪で掴むようにし
てその抜き出しを阻止する構成としてもよい。また、充
電用コネクタ全体を回転させることによりこれを車両側
コネクタに装着するタイプでは、例えば充電用コネクタ
のボディにピンを差し込むようにしてその回転を阻止す
る構成としてもよく、要するところ、各種のコネクタ装
着機構において、そのコネクタの取り外し動作を阻止す
る構成とすればよいものである。
の装着操作の完了を検出するための装着検出手段として
は、上記実施形態のようにスリーブ19の回転を検出す
るに限らず、例えばコネクタ本体12に装着検出用の端
子を設け、装着操作の完了時にその検出用端子を車両側
コネクタの端子に接触するように設定してそれを検出し
てもよい。また、例えば係合爪を係合部に引っかけるこ
とにより充電用コネクタを車両側コネクタに装着する構
成では、その係合爪の変位を検出することにより装着操
作の完了を検出することもでき、要するに、各種のコネ
クタ装着機構において、そのコネクタの装着操作完了を
検出できるものであればよい。
部はLEDタイプのロック表示ランプ45により構成し
たが、これに限らず、例えば液晶ディスプレイによっ
て、ロック機構の作動状態を文字や絵文字により表示す
る構成とすることもできる。
Claims (2)
- 【請求項1】 充電用電源からの充電用コネクタを車両
側コネクタに結合し、前記充電用電源から車両内に備え
たバッテリーへと充電ラインを介して電力を供給する電
気自動車の充電制御方法において、 前記充電ラインを開閉可能とするための制御スイッチを
設けておき、 その制御スイッチを、前記充電用コネクタと前記車両側
コネクタとのロック状態を検出するために設けたロック
作動検出手段の検出結果に基づいて前記両コネクタがロ
ック装着状態と検出されたときには閉状態とし、前記両
コネクタがロック解除状態と検出されたときには開状態
とすることを特徴とする電気自動車の充電制御方法。 - 【請求項2】 充電用電源によって電気自動車に備えた
バッテリーの充電を行うべくその車体に設けられた車両
側コネクタに着脱可能に装着されるものにおいて、 コネクタ本体と前記車両側コネクタとを装着状態にロッ
ク及びロック解除可能なロック機構と、 前記ロック機構の作動状態を検出するロック作動検出手
段と、 前記ロック作動検出手段の検出結果に基づいて前記充電
用電源から前記バッテリーへの充電ラインを開閉するた
めの制御スイッチを開状態と閉状態とに切り替え可能な
ロック制御手段とを備え、 そのロック制御手段は、前記ロック機構がロック状態に
あることを条件にして前記制御スイッチを閉状態とする
と共に前記ロック機構がロック解除状態にあることを条
件にして前記制御スイッチを開状態とする構成であるこ
とを特徴とする電気自動車の充電用コネクタ。
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