(57)【要約】【課題】バッテリ充電時に電力容量の定格値をオーバーするなどの不都合を生じることなく、バッテリの充電作業の煩雑さを解消して、常に効率的な充電作業を行える充電器制御装置を提供する。【解決手段】バッテリＢを充電する充電器Ｃへ給電する給電線４の途中には各給電線４をオンオフ可能なリレー５が個別に設けられる一方、電源投入された充電器全体の給電電力を検出する電力検出器８と、この電力検出器８で検出された給電電力の電力値に応じてリレー５を順次個別にオンオフ制御するシーケンスコントローラ９とを備えている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
個々のバッテリを充電する充電器に対する電源投入を制御するための装置であって、
各々の前記充電器へ給電する給電線の電力供給をオンオフ可能な給電スイッチ手段と、
電力供給された前記充電器の給電電力を検出する電力検出手段と、
前記電力検出手段で検出された給電電力の電力値に応じて前記給電スイッチ手段を順次個別にオンオフ制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする充電器制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記電力検出手段で検出された給電電力と予め設定された最大許容電力との電力差を求め、前記電力差がこれから電力供給される充電器のピーク電力よりも大きい場合には前記給電スイッチ手段を順次個別にオンする制御を行うものである請求項１に記載の充電器制御装置。
【請求項３】
前記電力検出手段に代えて、電源投入された前記充電器全体の給電電流を検出する電流検出手段を設け、また、前記制御手段は電力の代わりに電流の検出値に応じて前記給電スイッチ手段を個別にオンオフ制御する請求項１または請求項２に記載の充電器制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリを充電する充電器に対して電源投入を制御するための充電器制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、バッテリ式フォークリフトなどの電気車両においては、動力源として鉛蓄電池等のバッテリが搭載されているので、バッテリの蓄電力が低下したときには充電が必要となる。また、特に、バッテリ式フォークリフトでは、荷役作業の終了後の特定の時間帯に集中して多数のバッテリを充電することがしばしば行われる。
【０００３】
ところで、このようなバッテリの充電には、比較的安価な準定電圧方式の充電器が多用されている。この種の充電器を使用してバッテリを充電する場合、充電開始初期の充電電圧が低い状態では大電流で充電することになるため、初期段階で大きなピーク電流が流れる。
【０００４】
したがって、多数のバッテリを充電するために、バッテリの個々に充電器を接続して充電を同時に開始すると、電力線に一時的に大きな電流が流れて電力容量の定格値をオーバーするなどの不具合を生じる。
【０００５】
この対策としては、最大負荷に合わせた受電設備を設置することが考えられるが、そうすると全体の設備費用が膨大になり経済的ではない。そこで、従来技術では、フォークリフトの稼働時間が均等になるように稼働時間を振り分けてフォークリフトの充電スケジュールを作成し、該スケジュールにより充電を行うことで、各充電器に対する電源投入時期をずらせて電力線に過剰な電流が流れないようにしている（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−５６５０８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、各々のバッテリは、その使用時間や使用状況によって放電深さに差が生じているので、完全充電に至るまでに要する充電時間にもバッテリごとに個々の差が生じる。このため、各タイマによって個々の充電器に対する電源投入時期を適切に設定するのが難しく、投入時期の調整に手間がかかっている。
【０００８】
すなわち、従来装置では、個々のバッテリの放電状況を考慮して適切な充電スケジュールを作成して個々のタイマの時間設定を行う必要があるため、時間設定作業が極めて煩雑である。しかも、安全性を考慮してタイマの設定時間を必要以上に長くすると、全てのバッテリの充電が完了するまでに長時間を要することになり、極めて非効率になる。
【０００９】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、バッテリ充電時に電力容量の定格値をオーバーするなどの不都合を生じることがなく、しかも、バッテリの充電作業の煩雑さを解消するとともに、常に効率的な充電作業を行うことができる充電器制御装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る充電器制御装置は、各々の充電器へ給電する給電線の電力供給をオンオフ可能な給電スイッチ手段と、電力供給された前記充電器の給電電力を検出する電力検出手段と、前記電力検出手段で検出された給電電力の電力値に応じて前記給電スイッチ手段を順次個別にオンオフ制御する制御手段とを備えることを特徴としている。
【００１１】
これにより、バッテリ充電のために電源投入された充電器全体の給電電力を監視しながら個々の充電器に対する電源投入タイミングが自動的に決定されるため、電力線に一時に大きな電流が流れて電力容量の定格値をオーバーするなどの不具合発生を確実に防ぐことができる。
【００１２】
特に、上記の制御手段としては、電力検出手段で検出された給電電力Ｗｉと予め設定された最大許容電力Ｗｍａｘとの電力差ΔＷ（＝Ｗｍａｘ−Ｗｉ）を求め、この電力差ΔＷがこれから電力供給される充電器のピーク電力Ｗｐよりも大きい場合（ΔＷ＞Ｗｐ）には給電スイッチ手段を順次個別にオンする制御を行う構成とすることができる。
【００１３】
この構成とすれば、現在電源投入されている充電器全体の給電電力Ｗｉの最大許容電力Ｗｍａｘに対する余裕度ΔＷを常に考慮しながら次の充電器を電源投入するタイミングが適切に決定されるため、従来のように、個々の充電器に対する投入時期を調整するなどの作業の煩雑さが解消されるとともに、電源投入時期が遅れることもないので、効率的な充電を行うことができる。
【００１４】
また、上記の電力検出手段に代えて電源投入された前記充電器全体の給電電流を検出する電流検出手段を設け、また、上記の制御手段は電力の代わりに電流の検出値に応じて給電スイッチ手段を個別にオンオフ制御する構成とすることができる。
【００１５】
この構成とすれば、装置全体が一層簡単な構成になるので、コストダウンを図ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態に係る充電器制御装置の全体構成を示すブロック図である。
【００１７】
この実施の形態の充電器制御装置１は、バッテリＢ１、Ｂ２…を充電する各充電器Ｃ１、Ｃ２…に対して充電用の電源を投入制御するためのもので、３相の商用交流電源線２と各充電器Ｃ１、Ｃ２…との間に配備されている。
【００１８】
そして、この充電器制御装置１は、商用電源線２と各充電器Ｃ１、Ｃ２…が個別に接続される各コンセント３との間を結ぶ給電線４の途中に各給電線４をオンオフする給電スイッチ手段としての電磁式のリレー５が個別に設けられている。また、給電線４の途中には１相分の電圧を計測するための変圧器６と、１相分の電流を計測するため変流器７（ＣＴ）とがそれぞれ設けられるとともに、変圧器６と変流器７の各出力に基づいて電源投入された全充電器Ｃ１、Ｃ２…の給電電力を検出する電力検出手段としての電力検出器８を備えている。
【００１９】
さらに、この実施の形態では、電力検出器８で検出される給電電力の大きさに応じて各リレー５を順次個別にオンオフ制御する制御手段としてのシーケンスコントローラ９、および、このシーケンスコントローラ９に対して所定の設定値を入力したり、充電開始指令等を入力したりするキーボードなど入力装置１０を備えている。
【００２０】
上記のシーケンスコントローラ９は、たとえばマイクロコンピュータからなり、電力検出器８で検出された給電電力Ｗｉと予め設定された最大許容電力Ｗｍａｘとの差ΔＷ（＝Ｗｍａｘ−Ｗｉ）を求め、この電力差ΔＷが一台分の充電器Ｃ１、Ｃ２…に電源投入してバッテリＢ１、Ｂ２…の充電時に生じるピーク電力Ｗｐよりも大きい場合（ΔＷ＞Ｗｐ）にはリレー５を順次個別にオンする制御を行うように構成されている。
【００２１】
次に、上記構成を有する充電器制御装置１における充電器Ｃの制御動作について、図２に示すフローチャート、および図３の給電電力の経時変化を示す特性図を参照して説明する。
【００２２】
充電器Ｃへの投入制御を実行する前の準備段階として、バッテリＢ１、Ｂ２…と装填した各充電器Ｃをコンセント３を介して電源に接続しておく。また、入力装置１０からシーケンスコントローラ９に対してコンセント３に接続された充電器Ｃの台数を入力する。さらに、給電可能な最大許容電力Ｗｍａｘを入力する。この場合の最大許容電力Ｗｍａｘは、商用電源線２の電力容量の定格値よりもある程度の余裕度を確保した値に設定される。また、各々のバッテリＢは、充電開始の初期段階で大きなピーク電流が流れるので、一台分の充電器Ｃに電源を投入してバッテリＢの充電時に生じるピーク電力Ｗｐを予め求めておいてその値を入力装置１０から入力する（ステップ１）。充電器の種類によって、発生するピーク電力Ｗｐが異なるので、複数の充電器を同時に充電する場合、一番大きなピーク電力Ｗｐを入力装置１０から入力する。
【００２３】
そして、これらの入力値をシーケンスコントローラの図示しないメモリに登録しておく。なお、充電器Ｃの投入制御を実行する前には各リレー５は全てオフになっている。
【００２４】
この状態で、入力装置１０から充電開始の指令が入力されると、これに応じてシーケンスコントローラ９は、電力検出器８で検出された給電電力Ｗｉを読み込む（ステップ２）。すなわち、変圧器６によって給電電圧が、また、変流器７によって給電電流がそれぞれ計測されるので、電力検出器８は両者の値に基づいて現在の給電電力Ｗｉを検出する。最初はいずれのリレー５もオフになっているので、給電電力Ｗｉ＝０である。
【００２５】
次に、シーケンスコントローラ９は、最大許容電力Ｗｍａｘと給電電力Ｗｉとの差ΔＷ（＝Ｗｍａｘ−Ｗｉ）を求め（ステップ３）、続いて、この電力差ΔＷを予め設定されたピーク電力Ｗｐと比較する（ステップ４）。
【００２６】
最初は給電電力Ｗｉ＝０なので、ΔＷ＝Ｗｍａｘであり、また、Ｗｍａｘ＞Ｗｐであるから、ステップ４の条件を満たす。このため、シーケンスコントローラ９は、一台目の充電器Ｃ１に対応するリレー５を作動させてオンにする（ステップ５）。当該リレー５がオンすると、一台目の充電器Ｃ１への給電が開始されるため、この充電器Ｃ１は当該一台目の充電器Ｃ１に搭載されたバッテリＢ１の充電を開始する。
【００２７】
次に、シーケンスコントローラ９は、全台数分の充電器Ｃ１、Ｃ２…に対する電源投入が完了したか否か判断する（ステップ６）。ここでは、未だ全ての充電器Ｃ１、Ｃ２…への電源投入が完了していないので、ステップ２に戻る。
【００２８】
引き続いて、シーケンスコントローラ９は、電力検出器８で検出された給電電力を読み込み（ステップ２）、最大許容電力Ｗｍａｘと給電電力Ｗｉとの差ΔＷを求め（ステップ３）、次いで、この電力差ΔＷをピーク電力Ｗｐと比較する（ステップ４）。
【００２９】
ここで、上記のステップ５において一台目の充電器Ｃ１に対して電源が投入されると、この充電器Ｃ１に搭載されているバッテリＢ１の充電が開始されるが、その場合、図３に示すように、充電開始の初期段階で大きなピーク電流が流れる結果、給電電力は、最初にピーク電力Ｗｐが発生し（時刻ｔ１）、その後は時間経過とともに次第に低下していく。
【００３０】
電源投入時からの経過時間が短い場合（たとえば時刻ｔ２）には、ΔＷ＜Ｗｐであり、このとき次の充電器Ｃ２に対応するリレー５を作動させて当該充電器Ｃ２への電源投入が開始されると、図３の破線で示すように、給電電力Ｗｉが最大許容電力Ｗｍａｘを越えてしまう。そこで、ステップ４においてΔＷ＜Ｗｐであるときには、リレー５を作動させることなくステップ２に戻る。このように、ΔＷ＜Ｗｐである限りはステップ２〜４が繰り返される。
【００３１】
そして、時間経過によって給電電力Ｗｉが次第に低下してΔＷ＞Ｗｐの条件を満たすと（たとえば時刻ｔ３）、シーケンスコントローラ９は次の充電器Ｃ２に対応するリレー５をオンにする（ステップ５）。このリレー５がオンになると、二台目の充電器Ｃ２への給電が開始されるため、この充電器Ｃ２はバッテリＢ２の充電を開始する。その際、ΔＷ＞Ｗｐになっているので、リレー５が作動して電源投入が開始されても給電電力Ｗｉが最大許容電力Ｗｍａｘを越えることはない。
【００３２】
続いて、シーケンスコントローラ９は、全台数分の充電器Ｃ１、Ｃ２…に対する電源投入が完了したか否か判断し（ステップ６）、未だ全ての充電器Ｃ１、Ｃ２…への電源投入が完了していないときにはステップ２に戻る。このように、全ての充電器Ｃ１、Ｃ２…への電源投入が完了するまで上記の動作が繰り返される。
【００３３】
以上説明したように、この実施の形態では、電源投入された充電器全体の給電電力Ｗｉを検出して、この給電電力Ｗｉの最大許容電力Ｗｍａｘに対する余裕度ΔＷを常に監視しながら個々の充電器Ｃに対する電源投入のタイミングを決定するようにしているので、電力線２，４に一時に大きな電流が流れて電力容量の定格値をオーバーするなどの不具合発生を確実に防ぐことができる。しかも、電源投入のタイミングは自動的に決定されるため、従来のように充電器Ｃに対する電源投入時期を調整するなどの作業の煩雑さが解消されるとともに、電源投入時期が遅れることもないので、効率的な充電を行うことができる。
【００３４】
上記の実施の形態に対して、次のような変形例や応用例を考えることができる。
（１）  上記の実施の形態では、商用電源が３相交流電源について、その内の１相の電流および電圧を検出して電力を求めているが、２相の電流および電圧をそれぞれ検出して給電電力を求めることもできる。また、ここでは商用電源が３相交流電源の場合を例にとって説明したが、これに限らず、単相の交流電源の場合でも適用可能である。
（２）  上記の実施の形態では、電流および電圧を共に検出して給電電力Ｗｉを求めているが、給電電圧に大きな変動がない場合には、これに代えて電源投入された充電器Ｃ全体の給電電流を検出する電流検出手段のみを設け、また、シーケンスコントローラは電力の代わりに電流の大きさに応じてリレー５を個別にオンオフ制御する構成とすることができる。このようにすれば、電圧検出手段としての変圧器６を省略できるため装置全体が一層簡単な構成になるので、コストダウンを図ることができる。
（３）  さらに、この実施の形態では入力装置１０をシーケンスコントローラ９に有線で接続しているが、入力装置１０をフォークリフトなどの電気車両に搭載して無線でシーケンスコントローラ１０に指令を与えるようにすることも可能である。
（４）  さらにまた、本発明は、フォークリフトに搭載されるバッテリＢを充電する場合に限定されるものではなく、その他のバッテリＢを充電する場合にも広く適用することができる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明に係る充電器制御装置によれば、バッテリ充電時に全体の使用電力を監視しながら個々のバッテリの投入タイミングを自動的に決定するようにしているので、電力線に一時に大きな電流が流れて電力容量の定格値をオーバーするなどの不都合が発生するのを確実に防ぐことができる。
【００３６】
しかも、各充電器を電源投入するタイミングが自動的に決定されるため、従来のように、個々の充電器に対する投入時期を調整するなどの作業の煩雑さが解消されるとともに、電源投入時期が遅れることもないので、効率的な充電を行うことができる。
【００３７】
さらに、給電電力を検出の代わりに給電電流を検出し、その電流の大きさに応じて給電スイッチ手段を制御するようにすれば、装置全体が一層簡単な構成になるので、コストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る充電器制御装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図１の装置を構成するシーケンスコントローラの制御動作の説明に供するフローチャートである。
【図３】図２のフローチャートに基づいて充電器の電源投入を制御する場合の給電電力の経時変化を示す特性図である。
【符号の説明】
Ｂ  バッテリ
Ｃ  充電器
１  充電器制御装置
２  商用交流電源線
３  コンセント
４  給電線
５  リレー（給電スイッチ手段）
６  変圧器
７  変流器
８  電力検出器（電力検出手段）
９  シーケンスコントローラ（制御手段）
１０  入力装置
【図１】
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【図２】
2004328875.tif 000004
【図３】
2004328875.tif 000005