JP2005131016A - 電動ゴルフカート - Google Patents

Abstract

【課題】 充電が完了するまで人が監視または待機することなく確実にバッテリを満充電とすることができ、また、充電完了後、カート本体電源を自動的にＯＦＦにすることができる電動ゴルフカートを提供する。
【解決手段】 バッテリを電源として駆動される走行モータと、前記バッテリを充電するエンジン駆動の発電機を備えた電動ゴルフカートにおいて、前記バッテリの満充電を目的として発電機を連続動作させる充電モードを備えると共に、カート本体電源スイッチＯＦＦ信号を検出すると前記充電モードを開始する制御手段を備えた。さらに、前記制御手段は、前記充電モードにおいて所定の充電処理を完了するとカート本体電源をＯＦＦする。
【選択図】 図５

Description

本願発明は、ゴルフ場でプレーヤーやゴルフバック等を運搬する電動ゴルフカートに関するものである。

ゴルフ場のゴルフカートとしては、従来から種々のタイプのものが提供されている。例えば、手押しタイプから電動タイプあるいはエンジンを駆動力とした非乗用タイプと乗用タイプのものが多用されている。そして、電動ゴルフカートは他の電動車とは異なり、コースに沿って走行するとはいえ、路面状態の不安定な広いエリアを、時にはリモコン操作により無人で運転されるものである。

図１に、本願出願人が開発した２人乗りタイプの電動乗用ゴルフカートの外観側面図を示す。この電動ゴルフカートは、自動走行と手動走行の切替手段のある電動駆動タイプであって、後部にゴルフバツクを積載でき、上部には日除けや雨よけのためのルーフが設けられている。

図１に示すゴルフカ−ト１は、左右一対の前輪２及び後輪３により支持された車体フレーム４の上部を、フロントカウル４ａ及びリアカウル４ｂにより覆うと共に、リアカウル４ｂの前側に着座の座席５ａとステップ５ｂとを設置して乗車部５を構成し、座席５ａの前側に支持されたステアリングコラム６ａの上部に突出するステアリングシャフト６ｂの先端部に、座席５ａへの着座姿勢で操作可能にステアリングホイール（ハンドル）６を取り付けて構成されている。車体前部には、走行路に埋設された誘導線８の誘導電流を検出する誘導センサ７や、誘導線８の近傍に速度制御等のために埋設されたマグネット９を検出するマグネットセンサ１０が取り付けられている。

電動ゴルフカート１の制御系統は、概略的に、コントロールボックスのマイコンと、操作部、ステアリング部、センサ部、電源部、モータ部、パーキング部およびメインブレーキ部等から構成される。

このような構成の電動ゴルフカート１において、手動運転を行う場合には図示しない自動運転切替レバーを「手動」にすると、手動走行モードになり、通常の乗用カートと同じようにハンドル（ステアリングホイール）６の操作とアクセルやブレーキの操作によって、プレーヤー自身による操作で前進、後進の運転ができる。

また、自動走行する場合は、自動運転切替レバーを「自動」にすると、自動走行モードとなる。そのとき、カート道（走行路）に沿って埋設された誘導線８に流れる誘導電流を検知して左右の走行方向の操縦を行い、同様に、埋設されたマグネット９の配列による速度，停止等の制御情報を読み取ることにより、自動操縦と自動増・減速、自動停止を行いながらカート道に沿って走行する。そして、ゴルフカート本体部またはリモコン送信機に設けられた発進／停止スイッチで任意の場所で発進、停止することもできる。

また、自動走行する場合、前方方向の障害物や停止あるいは走行中のゴルフカ−トのカートガードアンテナからの出力をカートガード検出手段により検出したら衝突を防止するために自動的にブレーキをかけて停止する等、各種安全装置により危険を察知すると緊急停止する。

ところで、これら従来の電動ゴルフカートは、電源としてはバッテリのみであって、自己充電装置を有しないものであった。そのため、長時間プレーや特殊な走行運転時には電源容量に不足が生じることもあるが、コースにはプレー中に電源であるバッテリに充電する場所は設置されていないのが普通であり、電源容量不足で立ち往生を起こす可能性があった。そこで、バッテリ電源より電力を継続的に供給して走行させるために、ゴルフ場においてその日のラウンド、例えば１ラウンド終了後にカートハウスで夜の間に充電する必要があり、その日は走行させることができなくなる。

また、カートハウスで充電するとしても、通常、カートハウスにはゴルフカートに充電するための１台１台毎のステーションを設ける必要があり、ゴルフ場が保有するゴルフカートの全台数分のステーションを設置するには広い場所を必要とする。

このような問題を解決するために、本願出願人は、走行中、停止中にかかわらず、電源であるバッテリの放電電流と充電電流を常に監視し、バッテリの充電をゴルフカートに搭載の発電機と充電装置よりなる発電・充電装置によってプレイ中のコースにて随時行なうことにより、プレイ中の電源容量不足を防止すると共に、ゴルフ場での省力化と合理化を図ることができる電動ゴルフカートを既に提案している（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載された電動ゴルフカートには、バッテリの充電をコースにて発電機を随時動作させて行なう「通常走行モード」以外に、発電機を動作させずに走行できる「発電機停止モード」と発電機を連続動作させる「充電モード」とを備えており、バッテリを満充電にするには、上記「通常走行モード」，「発電機停止モード」，「充電モード」の３つのモードの中から「充電モード」を人為的に選択するようになっている。
特開２００１−７９１２９号公報（図５，図６）

しかしながら、上記特許文献１に記載されたようなものでは、バッテリを満充電にするための「充電モード」を選択すると、充電が完了するまで人が監視または待機する必要があった。

また、充電完了後、カート本体電源スイッチ（キースイッチ）を人為的にＯＦＦする必要があった。

そこで、本願発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、充電が完了するまで人が監視または待機することなく確実にバッテリを満充電とすることができ、また、充電完了後、カート本体電源を自動的にＯＦＦにすることができる電動ゴルフカートを提供することを目的とするものである。

上記のような目的を達成するために、本願発明は、バッテリを電源として駆動される走行モータと、前記バッテリを充電するエンジン駆動の発電機を備えた電動ゴルフカートにおいて、前記バッテリの満充電を目的として発電機を連続動作させる充電モードを備えると共に、カート本体電源スイッチＯＦＦ信号を検出すると前記充電モードを開始する制御手段を備えたことを特徴とするものである。

さらに、前記制御手段は、前記充電モードにおいて所定の充電処理を完了するとカート本体電源をＯＦＦすることを特徴とするものである。

また、前記所定の充電処理は、発電機の回転数を固定してバッテリへの充電を開始し、バッテリの所定電圧を検出すると発電機の回転数を段階的に下げて行う補充電を所定回数繰り返し行ってから発電機を停止することを特徴とするものである。

さらに、前記発電機を動作させずに走行できる発電停止モードを備えたことを特徴とするものである。

また、前記カート本体電源スイッチＯＦＦ信号に同期してカート本体電源をＯＦＦするモードを備えることを特徴とするものである。

また、前記各モードの動作は、カート本体のキースイッチの切替操作と連動することを特徴とするものである。

本願発明によれば、バッテリの満充電を目的として発電機を連続動作させる充電モードを備えると共に、カート本体電源スイッチＯＦＦ信号を検出すると前記充電モードを開始する制御手段を備えたことにより、カート本体電源スイッチのＯＦＦ信号（カート本体電源はＯＮ状態を維持）に基づいて充電モードへ自動的に移行するので、充電が完了するまで人が監視または待機することなく確実にバッテリを満充電とすることができる。

さらに、前記制御手段は、前記充電モードにおいて所定の充電処理を完了するとカート本体電源をＯＦＦするようにしたことにより、充電完了後、カート本体電源が自動的にＯＦＦになるため無人で充電が行える。

また、前記所定の充電処理は、発電機の回転数を固定してバッテリへの充電を開始し、バッテリの所定電圧を検出すると発電機の回転数を段階的に下げて行う補充電を所定回数繰り返し行ってから発電機を停止するものであるから、長時間充電（ラウンド終了後から翌朝まで）が可能であるため、バッテリに対し低電流による高効率な補充電を実施でき、理想的な満充電状態を得ることができる。

さらに、前記発電機を動作させずに走行できる発電機停止モードを備えることにより、発電機のエンジン騒音を防止して、プレーヤーが全ラウンド、あるいは特定のホールを静かな雰囲気で精神を集中してプレイすることを可能にする。

また、前記カート本体電源スイッチＯＦＦ信号に同期してカート本体電源をＯＦＦするモードを備えることにより、ラウンド中やむを得ずカート本体電源をＯＦＦにする場合や、メンテナンス時など充電モードへの移行が不要な場合にも対応できる。

また、前記各モードの動作は、カート本体のキースイッチの切替操作と連動するものであるから、モード選択用のスイッチとキースイッチ（カートの走行開始、停止等のスイッチとは別に電源用のメインスイッチ）とを共通にして連動するので、簡単な構成でモードの切り替えができる。

以下、本願発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。

ここでは、自動走行及び手動走行が選択可能な電動乗用ゴルフカートに本願発明を適用した実施形態を示す。図１は、本願発明が適用される電動ゴルフカートの一実施形態の外観を示す側面図、図２は同じくその内部の構成を示す平面図、図３は同じくその制御系構成を示すブロック図である。

図１に示す電動ゴルフカート１の外観側面構成は前述したので省略する。

一方、図２に示すように、車体フレーム４には、走行モータ１１やその他のモータ用のバッテリ１２が複数個取り付けられている。後輪３の車軸３ａには、減速機１３に走行モータ１１を取り付けた構成としている。

また、走行モータ１１とその他のモータの電源であるバッテリ１２の充電用の発電・充電装置１４を搭載している。そして、全体の制御を行う制御回路部（コントロールボックス）１５を車体フレーム４上に配置している。

上記電動ゴルフカート１の制御系構成を図３により説明する。動力部であるモータ部は、走行モータ１１、メインブレーキ（ＭＢ）モータ１６、パーキングブレーキ用（ＰＢ）モータ１７、自動／手動切替用（ＨＭ）モータ１８、ステアリング制御用（ＳＭ）モータ１９で構成している。

走行モータ１１の制御部２０には、走行モータ制御回路と電流検出回路が設けられている。また、メインブレーキモータ１６の制御部２１には、メインブレーキモータ制御回路と電流検出回路とブレーキ位置センサが設けられている。パーキングブレーキモータ１７の制御部２２には、パーキングブレーキモータ制御回路と電流検出回路が設けられている。自動／手動切替モータ１８の制御部２３には、自動／手動切替モータ制御回路と自動／手動検知スイッチが設けられている。ステアリング制御用モータ１９の制御部２４には、ステアリング制御用モータ制御回路が設られている。各モータはメインＣＰＵ（マイコン）２５により制御される。

電源となるバッテリ１２は、電圧検出回路２６を介して動力系に接続されている。バッテリ１２の電圧を電圧検出回路２６で検出し、メインＣＰＵ２５の指令により発電・充電装置１４の発電機１４ａを発電機制御回路２７で制御を行っている。

発電・充電装置１４は、エンジン駆動の発電機１４ａと充電器１４ｂ及び発電機１４ａのエンジンを起動するセルモータ１４ｃやチョーク制御部１４ｄやセルモータ電源１４ｅで構成している。発電機１４ａからの交流出力は直流に変換したのち充電器１４ｂの端子に接続されている。また、メインＣＰＵ２５には、電圧検出回路２６で定期的に検出したバッテリ電圧を記憶するためのメモリ２８が配置されている。

また、キースイッチ２９、発進／停止スイッチ３０、前／後検出スイッチ３１、マグネットセンサ１０が取り付けられたマグネットセンサ回路３２、リモコン受信器３３、送信アンテナ３４ａや受信アンテナ３４ｂが取り付けられた衝突防止装置であるカートガード３４等がメインＣＰＵ２５に接続されている。

ステアリング部の制御系は、誘導センサ７が取り付けられたステアリング回路３５、ハンドル（ステアリングホイール）６に連動されたトルクセンサ３６、ステアリング制御用モータ１９等を有し、トルクセンサ３６はステアリング操作量を検出する手段として配置されている。

ここで、本実施形態におけるカート本体電源スイッチである上記キースイッチ２９は、モード選択用のスイッチと共通にして連動して配置されている。すなわち、図４に一例を示すが、キースイッチ２９は、摘み２９ａと一緒に回動する回動軸２９ｂを有している。摘み２９ａは、実線の位置の「通常走行モード」、点線で示される「発電機停止モード」と「ＯＦＦ」が選択できる。このキースイッチ２９によって、動力源や制御回路部等への電気回路をＯＮ／ＯＦＦすると共に、上記各モードを選択できる。

このような構成の電動ゴルフカート１の手動運転を行う場合には、前述したように自動運転切替レバーを「手動」にすると、手動走行モードになり、通常の乗用ゴルフカートと同じようにハンドル６を操作することにより、ハンドル６の左方向または右方向への回転に応動するトルクセンサ３６のステアリング操作量を検出する手段が作動し、メインＣＰＵ２５を介してステアリング制御用モータ１９を左方向または右方向に回転させる。そして、ハンドル６の操作量とアクセルやブレーキの操作によって、プレーヤー自身による操作で前進、後進の運転ができる。

一方、自動走行する場合には、自動運転切替レバーを「自動」にすると、自動走行モードとなる。そのとき、カート道（走行路）に沿って埋設された誘導線８に流れる誘導電流を誘導信号として左右の誘導センサ７で検出し、ステアリング回路３５によって増幅，検波した後、差動増幅器を通して差動出力を得て、メインＣＰＵ２５にアナログ入力される。また、カート道に埋設されたマグネット配列による速度，停止等の情報がマグネットセンサ１０からマグネットセンサ回路３２を介してメインＣＰＵ２５に入力される。

そして、メインＣＰＵ２５の指令により自動操縦と自動増・減速、自動停止を行いながらカート道を走行する。さらに、リモコンまたはゴルフカート本体の発進／停止スイッチ３０の操作で任意の場所で発進、停止することもできる。また、カートガード３４等の各種安全装置により衝突等の危険を察知すると緊急停止する。

本実施形態のゴルフカート１は、走行中（下り坂も含む）、停止中にかかわらず、電源であるバッテリ１２の電圧を電圧検出回路２６で常に監視すると共に、検出したバッテリ電圧をメモリ２８に定期的に記憶する。

そして、プレーヤーが図４のキースイッチ２９の摘み２９ａを実線の位置にして「通常走行モード」を選択すると、これと一緒に回動する回動軸２９ｂのポジション信号により、メインＣＰＵ２５が通常走行モードであると判断し、ゴルフカート１は以下の通常の充電動作を行ないながら走行する。

すなわち、ゴルフカート１が走行中において、電圧検出回路２６で検出されるバッテリ電圧が低下してバッテリ１２の充電量が減少してきたとメインＣＰＵ２５で判断されると、発電・充電装置１４の発電機１４ａを駆動するエンジンを始動（ＯＮ）し、充電器１４ｂを介してバッテリ１２を充電する。その後、バッテリ電圧を電圧検出回路２６でチェックし、所定電圧以上になると発電機エンジンを停止して充電動作を終了する。こうしてゴルフカート１の走行が開始される毎に、バッテリ電圧を電圧検出回路２６でチェックして同様な充電動作を行なう。なお、通常走行モードでは、バッテリの充電は、発電・充電装置１４によること以外にも、ゴルフカート１の下り坂等におけるブレーキ時での走行モータ１１の回生制動によっても幾分かは行なわれる。

また、発電・充電装置１４の発電機エンジンは駆動中において騒音を発生するので、プレー中のゴルファーが全ラウンド、あるいは特定のホールを通して静粛にして精神を集中したいと希望するときは、キースイッチ２９の摘み２９ａを操作して点線で示される「発電機停止モード」を選択すると、これと一緒に回動する回動軸２９ｂのポジション信号により、メインＣＰＵ２５が、走行中での随時の充電動作は停止して、既に充電されているバッテリ１２の電源のみに依存して走行するように制御する。このため、エンジン音に邪魔されることなく、静かなプレイを楽しむことができる。

このような「発電機停止モード」でラウンドを終了すると、当然のことであるが、バッテリ１２の充電量はかなり減少しているので、次の走行のために充電しておく必要がある。そこで、カートハウスに収納する前又は収納してから、キースイッチ２９の摘み２９ａを操作して点線で示される「ＯＦＦ」を選択すると、これと一緒に回動する回動軸２９ｂのポジション信号（カート本体電源ＯＦＦ信号）により、メインＣＰＵ２５がカート本体電源ＯＦＦ信号（カート本体電源はＯＮ状態を維持）を検出し、これに基づき、図５のフローチャートで示す処理を起動して「充電モード」へ移行する。

すなわち、メインＣＰＵ２５がカート本体電源ＯＦＦ信号を検出すると、「充電モード」へ移行し（ステップＳ１）、発電・充電装置１４の発電機１４ａを駆動するエンジンを始動（ＯＮ）し、発電機エンジン回転数を固定して充電電流大の定電流でバッテリ１２への充電を開始する（ステップＳ２）。その後、バッテリ電圧を電圧検出回路２６でチェックし、所定電圧が検出されれば、発電機エンジンの回転数を低下させることにより充電電流量を下げ、定電流で充電を継続する。図５の点線で囲んだ繰り返し部を所定回数ａ回（具体的には３〜５回ぐらい）繰り返すことにより、充分な補充電を実施でき、高効率な充電が行える（ステップＳ３のＹ→ステップＳ４のＮ→ステップＳ５→ステップＳ３のループ）。

上記充電処理が終了することによる充電完了を検出後、発電機エンジンをＯＦＦすると（ステップＳ４のＹ→ステップＳ６）、自動的にカート本体電源がＯＦＦになる。これにより、翌朝には確実にバッテリ１２は満充電状態となっている。しかも、長時間充電（ラウンド終了後から翌朝まで）が可能であるため、低電流による補充電が実施でき、理想的な満充電状態を得ることができる。

以上のように、本実施形態によれば、キースイッチ（カート本体電源スイッチ）３０のＯＦＦ信号に基づいて充電モードへ自動的に移行するので、充電が完了するまで人が監視または待機することなく確実にバッテリ１２を満充電とすることができる。

さらに、上記充電モードにおいて所定の充電処理を完了するとカート本体電源をＯＦＦするようになっており、充電完了後、カート本体電源が自動的にＯＦＦになるため無人で充電が行える。

また、発電機１４ａの回転数を固定してバッテリ１２への充電を開始し、バッテリ１２の所定電圧を検出すると発電機１４ａの回転数を段階的に下げて行う補充電を所定回数繰り返し行ってから発電機１４ａを停止するものであるから、長時間充電（ラウンド終了後から翌朝まで）が可能であるため、バッテリ１２に対し低電流による高効率な補充電を実施でき、理想的な満充電状態を得ることができる。

さらに、発電機１４ａを動作させずに走行できる「発電機停止モード」を備えたことにより、発電機１４ａのエンジン騒音を防止して、プレーヤーが全ラウンド、あるいは特定のホールを静かな雰囲気で精神を集中してプレイすることが可能になる。

また、上述した各モードの動作は、カート本体のキースイッチ２９の切替操作と連動するものであるから、モード選択用のスイッチとキースイッチ２９とを共通にして連動するので、簡単な構成でモードの切り替えができる。

なお、上記実施形態のものに加えて、カート本体電源スイッチＯＦＦ信号に同期してカート本体電源をＯＦＦするモードを備えようにすれば、ラウンド中やむを得ずカート本体電源をＯＦＦにする場合や、メンテナンス時など充電モードへの移行が不要な場合にも対応できる。

本願発明が適用される電動ゴルフカートの一実施形態の外観を示す側面図。 同じくその内部の構成を示す平面図。 同じくその制御系構成を示すブロック図。 上記図３のキースイッチの構成図。 本実施形態の充電モードの制御を示すフローチャート。

符号の説明

１ 電動ゴルフカート
６ ステアリングホイール（ハンドル）
７ 誘導センサ
８ 誘導線
９ マグネット
１０ マグネットセンサ
１１ 走行モータ
１２ バッテリ
１４ 発電・充電装置
１４ａ 発電機
１５ 制御回路部
２５ メインＣＰＵ（マイコン）
２６ 電圧検出回路
２７ 発電機制御回路
２９ キースイッチ（カート本体電源スイッチ）
２９ａ 摘み
２９ｂ 回動軸
３２ マグネットセンサ回路
３４ カートガード

Claims (6)

1. バッテリを電源として駆動される走行モータと、前記バッテリを充電するエンジン駆動の発電機を備えた電動ゴルフカートにおいて、前記バッテリの満充電を目的として発電機を連続動作させる充電モードを備えると共に、カート本体電源スイッチＯＦＦ信号を検出すると前記充電モードを開始する制御手段を備えたことを特徴とする電動ゴルフカート。
2. 前記制御手段は、前記充電モードにおいて所定の充電処理を完了するとカート本体電源をＯＦＦすることを特徴とする請求項１記載の電動ゴルフカート。
3. 前記所定の充電処理は、発電機の回転数を固定してバッテリへの充電を開始し、バッテリの所定電圧を検出すると発電機の回転数を段階的に下げて行う補充電を所定回数繰り返し行ってから発電機を停止することを特徴とする請求項２記載の電動ゴルフカート。
4. 前記発電機を動作させずに走行できる発電機停止モードを備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電動ゴルフカート。
5. 前記カート本体電源スイッチＯＦＦ信号に同期してカート本体電源をＯＦＦするモードを備えることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の電動ゴルフカート。
6. 前記各モードの動作は、カート本体のキースイッチの切替操作と連動することを特徴とする請求項４又は請求項５記載の電動ゴルフカート。