(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両駆動用のモータに電力を供給するバッテリと、
バッテリ充電用の巻き取り式コードと、
上記コードの巻き取り量を検出する巻き取り量検出手段と、
上記コードの巻き取り量に応じて上記コードが内部抵抗により生じるジュール熱によって溶損することなく上記コードに流すことができる許容電流を設定し、上記コードを介した上記バッテリへの充電電流を上記許容電流に応じて変更する充電電流変更手段とをそなえたことを特徴とする、電気自動車。
【請求項２】
上記充電電流変更手段は、上記バッテリへの充電電流を上記許容電流の最大値に設定する
ことを特徴とする、請求項１記載の電気自動車。
【請求項３】
上記許容電流は上記コードの引き出し量が上記コードの全長となったときに最大となるように設定される
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の電気自動車。
【請求項４】
上記コードの引き出し又は収納を行なう駆動手段と、
上記駆動手段を制御する制御手段とを更にそなえたことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の電気自動車。
【請求項５】
上記コードの完全引き出し又は完全収納が完了したとき上記駆動手段が自動的に停止する
ことを特徴とする、請求項４記載の電気自動車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体に設けられたコードにより充電を行なう電気自動車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、家庭用の交流電源で充電可能な小型の電気自動車が開発され、通勤時等決まった経路を定期的に走行するのに用いられている。
このような小型の電気自動車では、充電作業を容易にするために充電用のコードを予め車体に設けており、充電の際には充電器に接続されたコードの一端を家庭用の交流電源に差し込んで充電を行なう。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このようにコードを予め車体に設ける場合、その収納スペースを車体に確保する必要があり、特に小型の電気自動車の場合、この収納スペースによって車体のレイアウトが制限されてしまう。そのため、コードを巻き取り式にして収納スペースを小さくすることが考えられる。
【０００４】
しかしながら、一般に、このような電気自動車の充電には長時間を要し、家庭用の交流電源から充電する場合、フルに充電するのに８時間以上かかる。そのため、コードの内部抵抗により生じるジュール熱によってコードは発熱し易い状態になっている。特に、コードが巻き取り状態にある場合、熱がコードにこもり易くなり、長時間の充電によってコードが溶損する虞がある。このため、コード径を大きくする等してコードの内部抵抗を下げる必要があるが、この場合、コードの収納スペースが大きくなり車体のレイアウトが制限されてしまうという課題があった。
【０００５】
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、充電コードの収納スペースを小さくしながら充電時のコードの発熱を抑えることのできる、電気自動車を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の電気自動車は巻き取り式コードによってバッテリが充電されるようになっており、上記目的を達成するために、巻き取り状態検出手段からの回転角情報に基づいてコードの巻き取り量を判定し、充電電流変更手段により、このコードの巻き取り量に応じてコードが内部抵抗により生じるジュール熱によって溶損することなくコードに流すことができる許容電流を設定し、このコードを介したバッテリへの充電電流を上記許容電流に応じて変更するようにしている（請求項１）。
【０００７】
また、上記充電電流変更手段は、上記バッテリへの充電電流を上記許容電流の最大値に設定することが好ましい（請求項２）。
また、上記許容電流は上記コードの引き出し量が上記コードの全長となったときに最大となるように設定されることが好ましい（請求項３）。
なお、このコードの引き出し又は収納を行なう駆動手段を設け、制御手段によりこの駆動手段の駆動を制御するようにしてもよい（請求項４）。この場合、コードの完全引き出し又は完全収納が完了したとき駆動手段が自動的に停止することが好ましい（請求項５）。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
まず、本発明の関連技術（以下、単に関連技術とも言う）について説明すると、図１〜図３は本発明の関連技術としての電気自動車を示すもので、図１はその全体構成を示す模式的図、図２はその要部を拡大して示す図、図３はその作用を説明するための図である。
【００１０】
本関連技術に係る電気自動車は、図１に示すように、主な構成として、バッテリ１，モータ５ａ，ＭＣＵ（Ｍｏｔｏｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）３及びＴＣＵ（Ｔｏｒｑｕｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）８をそなえており、バッテリ１から供給された電力はコンタクタ２及びＭＣＵ３を介して後輪５に直接組み込まれているモータ５ａへ供給されるようになっている。また、このモータ５ａのトルクはＴＣＵ８によって決定され、このＴＣＵ８からのトルク指令値に基づいてＭＣＵ３がモータ駆動電流を制御することでモータ５ａの駆動が制御されるようになっている。
【００１１】
また、本電気自動車には、ＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）６と、このＢＭＳ６に接続されたバッテリ充電用のコード７５（図２（ｂ）参照）を収納するためのコード収納部７と、切替スイッチ９とが設けられ、この巻き取り式のコード７５を介してバッテリ１の充電を行なえるようになっている。
【００１２】
コード収納部７は、図２（ａ）に示すように、開口部７１ａを有するコード収納用のボックス７１として構成されている。そして、図２（ｂ）に示すように、内部には、ドラム７３とコード送り出し用のローラ７４，７４とがそなえられている。
ドラム７３は、コード７５を巻き取ってコンパクトに収納できるようにしたものであり、図示しないドラム駆動用モータ（駆動手段）によって回転駆動されてコード７５を巻き取るようになっている。このドラム駆動用モータは、ＴＣＵ８によりその作動が制御されるようになっており、切替スイッチ９を充電側又は解除側に切り替えることにより、その回転方向が引き出し方向又は巻き取り方向に切り替えられ、コード７５の引き出し／巻き取り作業を容易に行なえるようになっている。また、コード７５が一定量巻き取られたとき、或いは、コード７５が全て引き出されたときには、ドラム７３の回転が自動的に停止するようになっており、作業性を更に向上させることができるようになっている。
【００１３】
また、ドラム７３にはコード７５の巻き取り状態を検出するためのコードセンサ（巻き取り状態検出手段）１２が取付けられており、コード７５がドラム７３に巻き取られた状態にあるか否かを検出できるようになっている。
このコードセンサ１２は接触式のマイクロスイッチであり、センサ本体１２ａとコード接触部１２ｂとから構成されている。コード接触部１２ｂは、図３（ａ）に示すように、ドラム７３の中心軸に向けて付勢され巻き取り状態にあるコード７５の外周部に接触している。そして、図３（ｂ）に示すように、コード７５がドラム７３の回転によって引き出されるのに伴ってコード接触部１２ｂがドラム７３の中心軸に向けて径方向に移動し、コード７５が完全に引き出されたときにＴＣＵ８へＯＮ情報を出力するようになっている。
なお、本関連技術のコードセンサ１２は、コード７５の巻き取り状態を検出できるものであればどのようなものでもよく、非接触式の光センサによりコード７５が巻き取られているか否かを検出するようにしてもよい。
【００１４】
ローラ７４はコード７５を挟持して送り出すためのもので、コード７５に対して上下に配され、ドラム７３と同期して回転するようになっている。そして、このローラ７４，７４とドラム７３とが同期して回転することで、コード７５の引き出しや巻き取りが行なわれるようになっている。
ＢＭＳ６はバッテリ電圧を監視し管理するための装置であるが、バッテリ１を充電する充電器としての機能も有している。バッテリ残量が少ない場合には、ＢＭＳ６と接続された収納部７内のコード７５を家庭用のＡＣ１００Ｖのコンセントに差込んでバッテリ１を充電する。また、ＢＭＳ６はバッテリ１がフルに充電されたことが検出された場合やＴＣＵ８から充電禁止指示がなされた場合には充電が禁止されるようになっている。
【００１５】
なお、バッテリ１の充電は規格で定められている最大充電電流によって行なわれるようになっており、コード７５のコード径は、コード７５が全て引き出された状態（即ち、コード７５が巻き取られずに真っ直ぐ伸びた状態）で最大充電電流を流した場合に、コード７５の内部抵抗によって生じるジュール熱がコード７５を溶損することなく放熱され得る最小の大きさに設定されている。
【００１６】
ＴＣＵ８は車両の各部を電子制御する制御装置であり、ＭＣＵ３を制御してモータ５ａのトルク制御を行なっている。
また、ＴＣＵ８は充電制御機能を有しており、コードセンサ１２に接続され、コード７５の巻き取り状態に関する情報が入力されるようになっている。そして、このコード７５の巻き取り状態に基づいてＢＭＳ６とバッテリ１との接続を断接することで充電の開始及び禁止を制御するようになっている。
【００１７】
つまり、ＴＣＵ８はコードセンサ１２でＯＮ状態が検出されるまではコード７５がドラム７３に巻き取られている状態であると判断し、ＢＭＳ６とバッテリ１との間の接続を遮蔽し充電を禁止する。そして、コード７５が全て引き出され、コードセンサ１２でＯＮ状態が検出されると、コード７５がドラム７３から全て引き出された状態であると判断し、ＢＭＳ６とバッテリ１との間を接続する。これにより、バッテリ１の充電が可能な状態となり、コード７５をコンセントに差し込むことによって充電が開始される。
【００１８】
このように、ＴＣＵ８は本関連技術の充電禁止手段及び制御手段として機能している。
本発明の関連技術としての電気自動車は、上述のように構成されているので、例えば図４に示すようなフローチャートに従って制御が行なわれる。
まず、ステップＳ１で切替スイッチ９が充電側に切り替えられると、ステップＳ２でバッテリ１の充電状態が判断される。つまり、ＢＭＳ６のバッテリ情報からバッテリ残量を検出し、フル充電状態である場合にはステップＳ４でバッテリ１とＢＭＳ６との間の接続を遮蔽し充電を禁止する。逆に、フル充電状態でない場合にはバッテリ１とＢＭＳ６との間が接続されて充電可能状態となる。この状態でドラム７３及びローラ７４が引き出し方向に回転しコード７５が引き出される。
【００１９】
そして、ステップＳ３でコード７５の巻き取り状態が判断され、コードセンサ１２でＯＮ状態が検出されない場合にはコード７５がドラム７３に巻き取られた状態であると判断し、ステップＳ４でＴＣＵ８はバッテリ１とＢＭＳ６との間の接続を遮蔽し充電を禁止する。逆に、コードセンサ１２でＯＮ状態が検出されると、コード７５がドラム７３から全て引き出された状態であると判断され、充電が開始される。
【００２０】
したがって、本関連技術の電気自動車によれば、コード７５がドラム７３に巻き取られた状態にある場合に充電が禁止されることで、放熱性の良い状態で充電が行なわれることになる。これにより、コード７５が過熱状態となる事態を回避することができ、コード７５の溶損を確実に防止することができる。
また、このように放熱性の良い状態で充電が行なわれることで、コード７５には比較的大きな内部抵抗が許容されるため、コード径を小さくすることができる。これにより、コード７５をコンパクトに収納することができ、収納スペースを小さくして車体のレイアウトの自由度を向上させることができるのである。
【００２１】
さらに、充電時の充電電流を最大充電電流に設定するとともに、コード径をこの最大充電電流で充電可能な最小の大きさに設計することで、コード７５の収納スペースを更に小さくすることができ、車体のレイアウトの自由度を更に向上させることができる。
次に、本発明のー実施形態の電気自動車について説明すると、図５はその要部を拡大して示す図、図６はその制御に用いる制御マップ、図７はその作用を説明するためのフローチャートである。また、図１及び図２（ａ）を流用して説明する。
【００２２】
本実施形態の電気自動車は、上記関連技術における電気自動車の構成において、図２（ｂ）に示すコードセンサ１２の代わりに、図５に示すような回転角センサ７３ａを設けた構成となっている。そして、これ以外は上記関連技術の電気自動車と同様の構成・作用を有するため、説明を一部省略する。
回転角センサ（巻き取り量検出手段）７３ａは、引き出し始めからのドラム７３の回転角を検出するためのもので、検出した回転角情報をＴＣＵ８へ出力するようになっている。そして、ＴＣＵ８によってこのドラム７３の回転角情報とドラム径とからコード７５の引き出し量が算出され、このコード７５の引き出し量によってドラム７３に巻き取られた状態にあるコード７５の長さ（巻き取り量）を算出できるようになっている。
【００２３】
ところで、ジュール熱によるコード７５の発熱量は、コード７５の内部抵抗の他、コード７５の放熱性にも依存する。そして、この放熱性は巻き取り状態にあるコード７５の長さに依存するため、コード７５が溶損することなくコード７５に流すことのできる電流（許容電流）の最大値は上記の引き出し済みのコード７５の長さによって決まることになる。そのため、ＴＣＵ８には図６に示すような制御マップが設けられている。
【００２４】
この制御マップは、引き出し済みのコード長と許容電流の最大値（最大電流）との関係を予め求めてマッピングしたものであり、この最大電流は引き出し済みのコード長の増加関数（即ち、巻き取り状態にあるコード長の減少関数）として規定されている。ＴＣＵ８はこの制御マップを用いて引き出し済みのコード長から最大電流を算出し、この最大電流で充電が行なわれるようにＢＭＳ６に電流の指令値を出力するようになっている。そして、ＢＭＳ６ではこの電流の指令値に基づいて電流量が制御され、この最大電流によってバッテリ１の充電が行なわれるようになっている。したがって、本実施形態では、ＴＣＵ８は本発明の充電電流変更手段としての機能を有している。
【００２５】
なお、この最大電流は引き出し済みのコード長がコード７５の全長となったときに最大充電電流となるように設定されている。
また、コード７５のコード径は、コード７５が全て引き出された状態で最大充電電流を流した場合にコード７５の内部抵抗によって生じるジュール熱がコード７５を溶損することなく放熱され得る最小の大きさに設定され、コード７５をコンパクトに収納できるようになっている。
【００２６】
本発明のー実施形態としての電気自動車は、上述のように構成されているので、例えば図７に示すようなフローチャートに従って制御が行なわれる。
まず、ステップＳ１１で切替スイッチ９が充電側に切り替えられると、ステップＳ１２でバッテリ１の充電状態が判断される。つまり、ＢＭＳ６のバッテリ情報からバッテリ残量を検出し、フル充電状態である場合にはステップＳ１５でバッテリ１とＢＭＳ６との間の接続を遮蔽し充電を禁止する。逆に、フル充電状態でない場合にはバッテリ１とＢＭＳ６との間が接続されて充電可能状態となる。この状態でドラム７３及びローラ７４が引き出し方向に回転しコード７５が引き出される。
【００２７】
そして、ステップＳ１３で、回転角センサ７３ａからＴＣＵ８へドラム７３の回転角情報が入力され、この回転角情報に基づいてコード７５の引き出し量が算出される。さらに、ステップＳ１４で、制御マップを用いてこの引き出し済みのコード長から充電電流が算出され、ＢＭＳ６に出力される。そして、ＢＭＳ６でこの充電電流によりバッテリ１の充電が行なわれる。
【００２８】
したがって、本実施形態の電気自動車によれば、コード７５の引き出し量に基づいて充電における電流値が最適に制御されるため、放熱性の良い状態で充電を行なうことができる。これにより、コード７５が過熱状態となる事態を回避することができ、コードの溶損を確実に防止することができる。
また、このように放熱性の良い状態で充電が行なわれることで、コード７５には比較的大きな内部抵抗が許容されるため、コード径を小さくすることができる。これにより、コード７５をコンパクトに収納することができ、収納スペースを小さくして車体のレイアウトの自由度を向上させることができる。
【００２９】
さらに、コード７５が一部巻き取られた状態でも充電を行なうことができるため、使い勝手を向上させることができる。
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上記実施形態の回転数センサ７３ａを用いて引き出されたコード長を算出し、コード７５が一定長さだけ引き出された状態でＴＣＵ８にＯＮ情報を出力するようにしてもよい。
【００３０】
さらに、上記関連技術及び上記実施形態では、ＢＭＳ６が充電器としての機能をそなえているが、ＢＭＳ６と充電器とを分けても勿論よい。この場合、図８に示すように、充電器６′はＢＭＳ６，収納部７，ＴＣＵ８とそれぞれ連結されている。そして、充電器６′にはＢＭＳ６，収納部７，ＴＣＵ８からそれぞれバッテリ１の状態信号，コード７５の状態信号，車両の状態信号が供給され、これらの信号に基づいて充電する。したがって、この場合、ＢＭＳ６，収納部７，ＴＣＵ８のそれぞれが関連技術の充電禁止手段又は本発明の充電電流変更手段を構成する。
【００３１】
【発明の効果】
以上、詳述したように本発明によれば、コードの巻き取り量に応じてコードが内部抵抗により生じるジュール熱によって溶損することなくコードに流すことができる許容電流を設定し、コードを介したバッテリへの充電電流を上記許容電流に応じて変更することで、充電における電流値が最適に制御されるため、放熱性の良い状態で充電を行なうことができる。これにより、巻き取り状態のコードが過熱状態となる事態を回避することができ、コードの溶損を防止できる。また、コードが一部巻き取られた状態でも充電を行なうことができるため、使い勝手を向上させることができる（請求項１）。
【００３２】
なお、コードの引き出し又は収納を行なう駆動手段を設け、制御手段によってこの駆動手段の駆動を制御するようにすることで、コードの引き出し又は収納作業を楽に行なうことができ、充電作業の作業性を向上させることができる（請求項４）。
このとき、コードの完全引き出し又は完全収納が完了したとき駆動手段が自動的に停止するようにすることで、コードの引き出し又は収納作業を更に容易に行なうことができ、利便性を向上させることができる（請求項５）。
【００３３】
また、充電をコードの内部抵抗等により許容される最大の充電電流によって行なうことで、コード径は、コードの内部抵抗により生じるジュール熱がコードを溶損することなく放熱され得る最小の大きさに設定され、コード径を小さくできる。これにより、コード全体をコンパクトにでき、コードの収納スペースを小さくして車体のレイアウトの自由度を向上させることができる（請求項２）。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の関連技術における電気自動車の全体構成を示す模式図である。
【図２】  本発明の関連技術における電気自動車の要部を拡大して示す図であり、（ａ）はその概観を示す斜視図であり、（ｂ）はその内部構成を示す横断面図である。
【図３】  本発明の関連技術における電気自動車の作用を説明するための図であり、（ａ），（ｂ）はそれぞれコード巻き取り時及びコード引き出し時におけるセンサ位置を示す図である。
【図４】  本発明の関連技術における電気自動車の作用を説明するためのフローチャートである。
【図５】  本発明のー実施形態における電気自動車の要部を拡大して示す図であり、図２（ｂ）に対応する図である。
【図６】  本発明のー実施形態における電気自動車の制御に用いる制御マップである。
【図７】  本発明のー実施形態における電気自動車の作用を説明するためのフローチャートである。
【図８】  上記本発明の関連技術及び上記本発明のー実施形態における電気自動車の他の構成例を示す図であり、図１に対応する図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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