JP2005131017A - 電動ゴルフカート - Google Patents

Abstract

【課題】 発電機エンジンのアイドリング状態での長時間停止の際にもバッテリの過充電を防ぐことができ、また発電機からの電力を有効利用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、走行状態とバッテリ電圧の判別を行い、停止中でバッテリ電圧が所定電圧以上であれば発電機の回転数を所定回転数以下のアイドリング状態に制御すると共に、アイドリング状態で発生する電力をバッテリ充電から他機能に切り替える制御手段を備えた。そして、前記他機能として、走行モータ用の冷却ファンに切り替えるようにした。
【選択図】 図４

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、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走行路に沿って走行する。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。また、ステーションにカートの全台数を収納できない場合は、ステーション外のゴルフカートを対象に、カートハウス内で充電コードをカートまで引っ張らなければならず、他のカートが邪魔になり面倒であった。

更に、全カートを一度に充電するには大容量の電源を必要とするため、設備投資が必要となり、ゴルフ場の合理化を進めるための阻害要因でもあった。

これらを解決するため、本願出願人は、ゴルフカートに搭載のエンジン駆動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ー中のコースにて随時バッテリの充電を行なうタイプの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には、ゴルフカートの走行停止後にバッテリの所定充電量を検出したら、発電機を駆動するエンジンをアイドリング状態に回転数を小さく下げる旨が記載されている。
特開２００１−２５９０９９号公報（段落００２１、００５０）

しかしながら、たとえアイドリング状態であっても発電機からバッテリへ充電電流が流れているため、長時間停止中が続けばバッテリの過充電の恐れがある。また、アイドリング中に発電機とバッテリの接続を断ち、充電電流を放電させて過充電を防ぐ方法も考えられるが、その間の発電機からの電力が無駄になってしまう。

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、発電機エンジンのアイドリング状態での長時間停止の際にもバッテリの過充電を防ぐことができ、また発電機からの電力を有効利用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、走行状態とバッテリ電圧の判別を行い、停止中でバッテリ電圧が所定電圧以上であれば発電機の回転数を所定回転数以下のアイドリング状態に制御すると共に、アイドリング状態で発生する電力をバッテリ充電から他機能に切り替える制御手段を備えたことを特徴とするものである。

そして、前記他機能として、走行モータ用の冷却ファンに切り替えることを特徴とするものである。

また、前記他機能として、バッテリ用の冷却ファンに切り替えることを特徴とするものである。

また、前記他機能として、発電機エンジン用の冷却ファンに切り替えることを特徴とするものである。

本願発明によれば、走行状態とバッテリ電圧の判別を行い、停止中でバッテリ電圧が所定電圧以上であれば発電機の回転数を所定回転数以下のアイドリング状態に制御すると共に、アイドリング状態で発生する電力をバッテリ充電から他機能に切り替えることにより、発電機エンジンのアイドリング状態での長時間停止の際にもバッテリの過充電を防ぐことができ、また発電機からの電力を有効利用できる。

そして、前記他機能として、走行モータ用の冷却ファンに切り替えることにより、走行停止後の走行モータの温度上昇（モータ温度異常）を抑制することができる。

また、前記他機能として、バッテリ用の冷却ファンに切り替えることにより、走行停止後のバッテリの温度上昇（バッテリ温度異常）を抑制することができる。

また、前記他機能として、発電機エンジン用の冷却ファンに切り替えることにより、走行停止後の発電機エンジンの温度上昇（発電機エンジン温度異常）を抑制することができる。

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。なお、走行モータ１１には後述の図５に示す走行モータ用冷却ファン１１ａが備えられている。

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、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、走行路に埋設されたマグネット配列による速度制御情報等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走行路に沿って走行する。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。

ここで、本実施形態においては、上記手動及び自動運転モード時における発電機１４ａの制御を図４のフローチャートで示す如く行うようにしている。

すなわち、図４のフローチャートで示す制御がスタートすると、先ず発電機エンジンの回転数をバッテリ１２へ充分な充電が行える「エンジン回転数大」に設定し（ステップＳ１）、次に走行状態をチェックする（ステップＳ２）。

ここで、走行中であれば、次にバッテリ１２の電圧をチェックし（ステップＳ２の走行→ステップＳ３）、バッテリ電圧が充分な充電量を示す所定電圧以上であれば、発電機エンジンの回転数を下げ、アイドリング状態である「エンジン回転数小」に設定し（ステップＳ３のＹ→ステップＳ４）、ステップＳ２の走行状態の判別に戻る。このようにしても、走行中は常に電流を消費している状態で発電機１４ａのエンジン回転数大とアイドリングの繰り返しのためバッテリ１２の過充電の恐れはない。

また、ステップＳ３でバッテリ電圧が所定電圧に達していなければ、回転数を維持し充電を行う（ステップＳ３のＮ→ステップＳ１）。

一方、ステップＳ２の判別で、走行状態が停止中の場合は、バッテリ１２の電圧をチェックし（ステップＳ２の停止→ステップＳ５）、バッテリ電圧が所定電圧に達していなければ、回転数を維持し充電を行う（ステップＳ５のＮ→ステップＳ１）。

上記走行停止中の充電でバッテリ電圧が所定電圧に達すれば、発電機エンジンの回転数を下げ、アイドリング状態である「エンジン回転数小」に設定し、図５に示すようにリレーによる切替によってバッテリ充電から走行モータ用冷却ファン１１ａの駆動に切り替える（ステップＳ５のＹ→ステップＳ６→ステップＳ７）。そして、走行状態をチェックし、停止中であれば上記ステップＳ５に戻って上記を繰り返す。このように、走行停止中にアイドリング状態になった場合、発電機１４ａからの電力のバッテリ１２への充電を解除して、他機能へ有効利用する。ここでは、走行モータ１１の停止後の温度上昇を抑制するための冷却ファン駆動用として用いている。これにより、長時間停止の際のバッテリ１２の過充電を防ぐことができると共に、走行モータ１１の停止後の温度上昇を抑制することができるようになっている。

一方、この間に走行状態が走行中になれば（ステップＳ８の走行）、前記ステップＳ３に戻って前述した制御を繰り返す。

以上のように、本実施形態によれば、走行停止中でバッテリ電圧が所定電圧以上であれば発電機１４ａの回転数を所定回転数以下のアイドリング状態に制御すると共に、アイドリング状態で発生する電力をバッテリ充電から他機能に切り替えることにより、発電機エンジンのアイドリング状態での長時間停止の際にもバッテリ１２の過充電を防ぐことができ、また発電機１４ａからの電力を有効利用できる。

本実施形態では、アイドリング状態で発生する電力を走行モータ１１用の冷却ファン１１ａに切り替えるようにしているので、走行停止後の走行モータ１１の温度上昇（モータ温度異常）を抑制することができる。

なお、バッテリ１２用の冷却ファンに切り替えることにより、走行停止後のバッテリ１２の温度上昇（バッテリ温度異常）を抑制することができ、また、発電機エンジン用の冷却ファンに切り替えることにより、走行停止後の発電機エンジンの温度上昇（発電機エンジン温度異常）を抑制することができる。

さらには、プレーヤー用扇風機や飲料用ポットあるいは飲料用クーラーなどに有効利用することも可能である。

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。 本実施形態の発電機の制御を示すフローチャート。 同じく、その模式図。

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
１１ａ 走行モータ用冷却ファン
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）
２７ 発電機制御回路
３２ マグネットセンサ回路
３４ カートガード

Claims (4)

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、走行状態とバッテリ電圧の判別を行い、停止中でバッテリ電圧が所定電圧以上であれば発電機の回転数を所定回転数以下のアイドリング状態に制御すると共に、アイドリング状態で発生する電力をバッテリ充電から他機能に切り替え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. 前記他機能として、走行モータ用の冷却ファンに切り替え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. 前記他機能として、バッテリ用の冷却ファンに切り替えることを特徴とする請求項１記載の電動ゴルフカート
4. 前記他機能として、発電機エンジン用の冷却ファンに切り替えることを特徴とする請求項１記載の電動ゴルフカート。

Images