(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源からの電力を用いてバッテリの充電を行う充電器と、前記充電器による前記バッテリの充電電流を切換可能な充電電流切換器と、前記商用電源の時間帯毎の電気料金を記憶したメモリと、前記バッテリの放電量を求める放電量検出器と、前記充電器による前記バッテリの充電を前記充電電流切換器の作動を制御して行う充電制御器と、前記バッテリの出力電圧を検出する電圧計とからなり、
前記充電制御器は、前記放電量検出器により検出された前記バッテリの放電量および前記メモリに記憶された時間帯毎の電気料金に基づいて前記バッテリの使用開始時までに前記バッテリを所望充電量まで充電させるための時間対充電電流パターンを演算し、前記時間対充電電流パターンに基づく前記バッテリの充電を行わせるように前記充電電流切換器の電流切換作動制御を行うようになっており、
前記時間対充電電流パターンは、
前記電気料金が高い時間帯であるときは、前記充電電流切換器により小さい充電電流で前記バッテリの充電を行う予備充電のパターンと、
前記電気料金が安い時間帯になったときに、前記充電電流切換器により大きい充電電流で前記バッテリの充電を行い、さらに、前記電圧計により計測される前記出力電圧に応じて、前記充電電流を前記大きい充電電流から小さくしながら前記バッテリの充電を行うメイン充電のパターンとから構成されることを特徴とするバッテリ充電装置。
【請求項２】
前記充電制御器は、一日単位での時間対充電電流パターンと一週間単位での時間対充電電流パターンとを演算し、前記一日単位での時間対充電電流パターンにおいては前記バッテリを所望充電量まで充電させるパターンが設定され、前記一週間単位での時間対充電電流パターンにおいては休日となる曜日を利用して週日における充電不足を補うように前記バッテリを充電させるパターンが設定されることを特徴とする請求項１に記載のバッテリ充電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の実施の形態】
本発明は、バッテリ駆動型作業車等に用いられるバッテリを、商用電源を用いて充電する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
バッテリ駆動型作業車、例えば、バッテリ駆動型の高所作業車等においては、昼間に作業を行った後、車庫に戻ったときにバッテリを充電し、翌日の作業に備えている。例えば、作業を終えて夕方５〜６時頃に車庫に戻り、この後すぐに充電を開始し、翌日までにバッテリを満充電状態にするといったことが行われている。このような充電を行う場合、従来では、まず大きな充電電流（例えば、３０Ａ）での初期充電を行い、これにより充電電力が所定値に達した時点で充電電流を下げて満充電状態にするといった充電が一般的であり、このような充電を自動的に行わせる自動充電装置も知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、商用電源の使用料金は常に同一であるわけではなく、一日の時間帯に応じて異なり、例えば、深夜（１１：００ｐｍ〜７：００ａｍ）は使用料金が通常に比べて安く設定されている。この場合に、上記のように夕方５〜６時頃戻ったときから自動充電装置による充電を開始したのでは、大きな充電電流を必要とする初期充電が料金の高い時間帯に行われ、料金の安い深夜には小さな充電電流での充電（補充電等）となり、トータルとしての電気使用料金が高くなる。
【０００４】
本発明はこのような事情に鑑みたもので、電力使用料金の安い時間帯をできる限り有効に利用して低料金で且つ効率の良いバッテリの充電を行わせることができるような構成のバッテリ充電装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような目的達成のため、本発明に係るバッテリ充電装置は、商用電源からの電力を用いてバッテリの充電を行う充電器と、この充電器によるバッテリの充電電流を切換可能な充電電流切換器と、商用電源の時間帯毎の電気料金を記憶したメモリと、バッテリの放電量を求める放電量検出器と、充電器によるバッテリの充電を充電電流切換器の作動を制御して行う充電制御器と、バッテリの出力電圧を検出する電圧計とからなり、充電制御器は、放電量検出器により検出されたバッテリの放電量およびメモリに記憶された時間帯毎の電気料金に基づいてバッテリの使用開始時までにバッテリを所望充電量まで充電させるための時間対充電電流パターンを演算し、この時間対充電電流パターンに基づくバッテリの充電を行わせるように充電電流切換器の電流切換作動制御を行うようになっており、上記時間対充電電流パターンは、電気料金が高い時間帯であるときは、充電電流切換器により小さい充電電流でバッテリの充電を行う予備充電のパターンと、電気料金が安い時間帯になったときに、充電電流切換器により大きい充電電流でバッテリの充電を行い、さらに、電圧計により計測される出力電圧に応じて、充電電流を大きい電流から小さくしながらバッテリの充電を行うメイン充電のパターンとから構成される。
【０００６】
上記構成を有する本発明に係るバッテリ充電装置によれば、例えば、夕方から深夜料金時間帯に至るまでは低い電流での予備充電を行わせ、深夜料金時間帯となったときから大きな電流によるメイン充電（通常充電）を行わせることができるので、料金の安い深夜電力を効率良く利用して効果的な充電が可能となる。
【０００７】
なお、充電制御器により、一日単位での時間対充電電流パターンと一週間単位での時間対充電電流パターンとを演算するようになし、一日単位での時間対充電電流パターンにおいてはバッテリを所望充電量まで充電（例えば、満充電まで充電）させるパターンを設定し、一週間単位での時間対充電電流パターンにおいては休日となる曜日（例えば、週末）を利用して週日の充電不足を補うような充電を行うようなパターンを設定するのが好ましい。これにより、一日の放電量が多い場合でも週末等に確実に均等充電状態となし、充電不足が生じることを防止することが可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。図２にバッテリ駆動型の高所作業車１を示している。この高所作業車１には駆動源となるバッテリ３０が車体後部の左右両側に搭載されており、このバッテリ３０の充電が本発明に係るバッテリ充電装置により行われる。
【０００９】
まず、この高所作業車１について簡単に説明する。この高所作業車１の車体１１上に旋回モータ（図示せず）により旋回自在に旋回台１２が設けられており、この旋回台１２には起伏シリンダ１４により起伏自在となってブーム１３が枢支されている。ブーム１３は入れ子式に構成された三段ブームからなり、内部の伸縮シリンダ１５により伸縮自在となっている。ブーム１３の先端にはレベリング機構により常時垂直に保持される垂直ポスト１６が設けられ、垂直ポスト１６には作業者搭乗用の作業台１７が首振りモータ（図示せず）により首振り自在に取り付けられている。
【００１０】
車体１の側方には電気油圧駆動ユニット１８が設けられており、このユニット１８内において電気モータにより油圧ポンプが駆動され駆動油圧が作り出される。この駆動油圧は、上述の旋回モータ、起伏シリンダ１４、伸縮シリンダ１５、首振りモータ等（これらを油圧アクチュエータと称する）に供給され、これらの作動が行われる。この電気油圧駆動ユニット１８における電気モータ駆動のための電力は、上記のように車体１１に設けられたバッテリ３０から供給される。
【００１１】
この高所作業車１による高所作業は、電気油圧駆動ユニット１８を駆動して駆動油圧を各油圧アクチュエータに供給して行われる。この高所作業の間にバッテリ３０の電力は使用されて徐々に放電されるため、一日の作業が終了した時点で、バッテリ３０の充電を行うようにしている。
【００１２】
このバッテリの充電を行うための本発明に係るバッテリ充電装置２０の構成を図１に示している。このバッテリ充電装置２０は、商用電源のコンセント３５に接続可能なプラグ２９と、プラグ２９を介して商用電源から供給される電力を交直変換して充電電流（直流電流）を作り出す充電器２１とを備え、この充電電流をバッテリ３０に供給して充電を行う。なお、このときの充電電流を検出するとともにこれを積算して充電量を演算する充電量積算器（充電量検出器）２２を有する。
【００１３】
バッテリ３０は電気油圧駆動ユニット１８に繋がり、これに駆動電力を供給するが、この供給電流を検出するとともにこれを積算して放電量を演算する放電量積算器（放電量検出器）２３が設けられている。なお、このバッテリ３０の出力電圧を検出する電圧計２７も設けられている。
【００１４】
充電器２１による充電電流の大きさは、充電電流切換器２４により設定され、この充電電流切換器２４の作動は充電制御器２８により制御される。すなわち、充電制御器２８により充電電流を任意に制御可能である。この制御のため、充電制御器２８には、上述の充電量積算器２２、放電量積算器２３および電圧計２７からの演算もしくは検出信号が入力され、さらに、タイマ２５からの時間信号と、メモリ２６からの電力料金信号とが入力される。なお、メモリ２６には時間帯毎についての商用電源の電力料金表が記憶されている。
【００１５】
このように構成されたバッテリ充電装置の充電作動を図３のタイムチャートを参照して説明する。バッテリ３０の充電は、一日の高所作業を終えて高所作業車が車庫（基地）に戻ってきたときに本発明に係るバッテリ充電装置２０を用いて行われる。このため、ここでは、一日の作業を終えて夕方車庫に戻り、１７：００時（５：００ｐｍ）から充電を開始する場合について説明する。
【００１６】
１７時にプラグ２９をコンセント３５に繋いで（さらに、充電器２１を充電量積算器２２を介してバッテリ３０に繋いで）バッテリ３０の充電を開始する場合、まず充電制御器２８は、翌日の作業開始時（例えば、９：００ａｍ）までにバッテリ３０を満充電させるために必要な時間対充電電流パターンを作成する。このパターンは、放電量積算器２３により求められたバッテリ３０の放電量を参照し、この放電量を補ってバッテリ３０を翌日までに満充電にするために必要なパターンであるが、このとき、メモリ２６に記憶された電力料金表を参照し、できる限り料金の安い深夜電力（１１：００ｐｍ〜７：００ａｍの間の電力）を有効利用して安価な電力使用で満充電を行わせるようにパターンが演算設定される。
【００１７】
このように設定されて行われる充電パターンの一例を図３に示しており、ここでは、５：００ｐｍから比較的小さな充電電流（１０Ａ）での予備充電が行われ、１１：００ｐｍとなって深夜料金時間となると、大きな充電電流（３０Ａ）でメイン充電が行われる。メイン充電においては、充電が進みバッテリ電圧が第１所定電圧Ｖ１となる（時間ｔ１）と充電電流を低下（１５Ａ）させて第２段階メイン充電を行う。これによりバッテリ電圧は一旦Ｖ２まで低下するが、この後第２所定電圧Ｖ３まで上昇した時点（時間ｔ２）から充電電流を緩やかに低下させながら充電を行い、所定電圧Ｖ４（例えば、２８Ｖ）になった時点（時間ｔ３）からは補充電電圧（２〜３Ａ）による補充電を行う。
【００１８】
なお、所定電圧（２８Ｖ）まで電圧が上昇した時点で満充電状態となりバッテリの充電は完了するのであるが、この後、補充電電圧（２〜３Ａ）による補充電を継続することにより、バッテリ３０の全セル内のバッテリ液の比重を所定値（例えば、１．２８）にまで到達させる均等充電が可能である。このように均等充電を行うがベストであるので、翌日に作業者がプラグ２９を外すまで補充電を継続するようなパターン設定を行っても良い。
【００１９】
以上説明したように、この充電装置２０による充電に際しては、夕方において充電を開始した後、深夜電力料金時間帯となるまでは比較的小さな電流での予備充電を行わせた後、深夜電力料金時間帯において本格的な充電を行うパターンが設定されて、安価な充電電気料金で満充電が可能である。なお、図３に示すパターンは単に一例を示すだけであり、このパターンは放電量と深夜電力料金とに応じて最適になるように設定される。
【００２０】
以上においては、一日の作業を行った後、翌朝までに充電を行うためのパターン、すなわち、一日単位での時間対充電電流パターンを設定して充電を行う例を説明したが、本発明の装置ではこれだけでなく一週間単位での時間対充電電流パターンを設定しての充電も行われる。上述の説明からも分かるように、一日単位での時間対充電電流パターンでは、翌朝までにバッテリを満充電させるためのパターンを設定する。この場合、バッテリの放電量が小さければ、満充電まで充電した上さらに補充電を行って均等充電状態まで充電することは可能であるが、放電量が大きいと均等充電まで行うのが難しかったり、さらには、満充電まで充電することも難しい場合も考える。
【００２１】
このようなことから、一週間単位でのパターンを設定し、週末のように休日となる日に追加的な充電を行わせ、不足した充電を補うとともに、バッテリを完全に均等充電状態となるまで（バッテリの全セルのバッテリ液の比重が所定値：１．２８となる充電状態まで）充電を行わせるのが好ましい。なお、この一週間単位でのパターン設定に際しても、メモリ２６に記憶された電力料金テーブルを参照してできる限り低料金で充電を行うパターンが設定される。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、上記構成を有する本発明に係るバッテリ充電装置によれば、例えば、夕方から深夜料金時間帯に至るまでは低い電流での予備充電を行わせ、深夜料金時間帯となったときから大きな電流によるメイン充電（通常充電）を行わせることができるので、料金の安い深夜電力を効率良く利用して効果的な充電が可能となる。
【００２３】
なお、充電制御器により、一日単位での時間対充電電流パターンと一週間単位での時間対充電電流パターンとを演算するようになし、一日単位での時間対充電電流パターンにおいてはバッテリを所望充電量まで充電（例えば、満充電まで充電）させるパターンを設定し、一週間単位での時間対充電電流パターンにおいては休日となる曜日（例えば、週末）を利用して週日の充電不足を補うような充電を行うようなパターンを設定するのが好ましい。これにより、一日の放電量が多い場合でも週末等に確実に均等充電状態となし、充電不足が生じることを防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るバッテリ充電装置の構成を示すブロック図である。
【図２】バッテリ駆動型高所作業車を示す斜視図である。
【図３】本発明に係るバッテリ充電装置による充電が行われるときのバッテリ電圧および充電電流変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１  バッテリ駆動型高所作業車
１８  電気油圧駆動ユニット
２０  バッテリ充電装置
２１  充電器
２３  放電量積算器
２４  充電電流切換器
２６  メモリ
２８  充電制御器
３０  バッテリ
【図１】
0003712518.tif 000002
【図２】
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【図３】
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