JP3596389B2

JP3596389B2 - バッテリー式乗用ゴルフカート

Info

Publication number: JP3596389B2
Application number: JP33542099A
Authority: JP
Inventors: 祥博加納; 彰一大町
Original assignee: Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
Current assignee: Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
Priority date: 1999-03-02
Filing date: 1999-11-26
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2019-11-26
Also published as: JP2000312730A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はバッテリー式の乗用ゴルフカートに関するものであり、詳細にはその制動方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、国内では１パーティのゴルファー４人とキャディ１人が乗ることが可能な、５人乗りのゴルフカートとして、エンジン式乗用ゴルフカートが使用されている。しかしながら、前記したエンジン式乗用ゴルフカートは、騒音や排気ガスを出すため、ゴルファーに不快さを与えるという問題点がある。
【０００３】
一方、米国においては、前記したエンジン式乗用ゴルフカートとともに、５人乗りの電動式乗用ゴルフカートが使用されている。なお、電動式乗用ゴルフカートは、騒音や排気ガスを出さず、環境にやさしいという特長がある。しかしながら、電動式乗用ゴルフカートは、電源としてバッテリーを使用しているため、エンジン式に比べて車体重量が重い。したがって、このゴルフカートを安全に、かつ乗車しているゴルファーやキャディーに違和感のない状態で制動または停止させる手段が重要となってくる。
【０００４】
ゴルフカートを含めた広い範囲の自動走行車として、特開平８−１３３０３７号公報では、ドラムブレーキと電磁ブレーキの２系統ブレーキ装置を使用して制動をする方法が開示されている。しかしながら上記した公報に記載された２系統のブレーキ装置を用いた場合には、ドラムブレーキの負担が大きいため、ブレーキシューの摩耗が激しく、その結果ドラムブレーキの寿命が短い。したがって、ドラムブレーキの交換にコストがかかるという問題があった。
【０００５】
一方、エンジン式のゴルフカートの場合であるが、エンジンに接続されたスタータダイナモによる回生制動を利用した回生ブレーキと、電磁ブレーキの併用により制動する手法が特開平５−７３１４４号で開示されている。すなわち、ゴルフカートが走行中は、スタータダイナモの使用による回生ブレーキを作動させて車両を減速した後、電磁ブレーキを用いて車両を停止させる方法である。
【０００６】
なお、小型のゴルフカートでは上記したような２系統のブレーキ装置の併用で十分であった。しかしながら、乗用ゴルフカートなどの大型の車両や、車体重量が増加した場合には、より強く、安定した制動力が必要となってくる。また、この種の乗用ゴルフカートを駐車する場合には、運転者がブレーキペダルを強く踏み込んでロックをかける方式が一般に用いられている。しかし、運転者がロックをかけ忘れたり、踏み込みが弱かったりした場合には、傾斜地などで車体が動き出してしまうという問題点があった。さらに、自動運転時においては、傾斜地などでの駐車ができないという問題点があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、前記した欠点を解消することにあり、より強く、安定した制動力を備えるとともに、自動運転時においても傾斜地などで駐車をすることが可能な、バッテリー式乗用ゴルフカートを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、第一の発明は、バッテリーを電源とする乗用ゴルフカートにおいて、駆動モータの回生制動、ドラムブレーキ及び電磁ブレーキの３系統の制動装置を併用することを特徴とし、第二の発明は、請求項１記載の電磁ブレーキは、走行速度がゼロの時に作動する駐車用のブレーキであることを特徴とし、第三の発明は、請求項１又は２記載の電磁ブレーキは、回生制動及びドラムブレーキの故障やそれらの作動が不十分な場合に作動する非常用ブレーキであることを特徴としている。
【０００９】
第四の発明は、請求項１、２又は３記載のバッテリー式乗用ゴルフカートが、手動運転と電磁誘導式による自動運転とが可能であることを特徴としている。
【００１０】
【実施例】
１．バッテリー式乗用ゴルフカートの構成
本発明の一実施例である、バッテリー式乗用ゴルフカートの構成を示すブロック図を図１に示す。この乗用ゴルフカートは、バッテリー１によって駆動モータ４を回転させ、トランスミッション５を介して後輪（タイヤ６ａ，ｂ）を回転させて前進または後進させるものである。手動運転時においては、前輪（タイヤ６ｃ、ｄ）を操舵するためのハンドル７、車両速度を調整するためのアクセルペダル８及び車両に制動をかけるためのブレーキペダル９で操作できる。なお、図１に示すコントローラ２、ステアリングモータドライバ１１、ブレーキモータドライバ１３などの電源は、すべてバッテリー１より供給される。
【００１１】
この乗用ゴルフカートは、運転席の前方に操作パネル２４が取り付けられている。操作パネル２４には自動運転または手動運転の切り換えスイッチ、発進スイッチ、停止スイッチ、前進スイッチ、後進スイッチ及び、何らかの故障を検知した場合に、それを表示する表示部と警報を鳴らすブザーなどが装着されている。
【００１２】
車両の速度はトランスミッション５に取り付けられた２個の車両速度センサ２０により検出され、フィードバック方式を用いたＰＩＤ制御で速度の制御を行っている。車両速度センサ２０からはコントローラ２に速度に応じたパルスが出力される。なお、ＰＩＤ制御を用いた場合において、車速センサ２０からの信号が無くなった場合には、車速を最大にするように制御される。したがって、２個の車速センサ２０を使用して、片方の車速センサ２０が壊れた場合でも、他方の車速センサ２０で安全に停止できるようにした。
【００１３】
一方、車両速度の制動は後述するように、
ａ）電磁ブレーキ１５、
ｂ）ドラムブレーキ１０ａ〜ｄ、
ｃ）駆動モータ４による回生ブレーキ、
の３種類のブレーキを用いた。
【００１４】
２．自動運転
自動運転が可能なゴルフ場のコースには、あらかじめ誘導線が埋設されており、該誘導線に１０００Ｈｚの交流を流すことにより、その近傍には交流磁場が形成されている。この乗用ゴルフカートには、車両の前端部に水平方向に回転するＴ字状アームがあり、該Ｔ字状アームの３カ所には、誘導センサ１６ａ〜ｃが配置され、その信号はコントローラ２に出力される。この誘導センサ１６ａ〜ｃはコイルを用いたものであり、前記交流磁場によって該誘導センサに発生する起電力を検出して誘導線の位置を判断し、乗用ゴルフカートを誘導するものである。
【００１５】
前記コントローラ２は、誘導センサ１６ａ〜ｃからの信号に基づいて処理をし、ステアリングモータドライバ１１を介して操舵指示信号に対応した駆動電流をステアリングモータ１２に送る。そして、この駆動電流によってステアリング軸を回転させ、前輪６ｃ、ｄを操舵して車両が誘導線からはずれないように走行制御をする。なお、自動運転時にハンドル７は、ステアリングクラッチ１９によりステアリング軸から切り離されて固定された状態となり、その手動による操作が不能とされる。またステアリングモータ１２の故障を検出をするために、その駆動電流をコントローラ２に出力して常に監視している。
【００１６】
マグネットセンサ１７はコイルを用いたものであり、地面と対向するように車両の所定位置に取り付けられている。一方、ゴルフ場のコースには、所定の間隔をあけて複数個の永久磁石が、Ｎ極またはＳ極を地表に向けた状態で埋設されている。埋設された複数個の永久磁石の上方を、マグネットセンサ１７を装着した車両が通過することによって、前記マグネットセンサ１７に誘導起電力が生ずる。そして、マグネットセンサ１７によってそれぞれの永久磁石の磁極パターンを検出することにより、車両の速度を変更させたり、停止させるなどの走行制御を行うものである。
【００１７】
また車両には、傾斜センサ１８も取り付けられており、車両が走行している走行路の勾配をコントローラ２に出力する。コントローラ２では平地をゼロとし、上りをプラス、下りをマイナスの符号をつけ、勾配が大きいほど大きな値として算出し、後述する各制動装置を作動させる。
【００１８】
３．手動運転
このバッテリー式乗用ゴルフカートは、通常のマニュアル操作による手動走行が可能である。この場合、ハンドル７はステアリングクラッチ１９によりステアリング軸に接続されて自動運転が不能となる。アクセルペダル８を踏むことにより電磁ブレーキ１５が開放し、駐車が解除され、車体を加速する。そして、アクセルペダル８から足を離すことにより、車体に後述する回生制動がかかるようにした。ブレーキペダル９を踏むことにより、車体に後述するドラムブレーキ１０ａ〜ｄによって制動をかけることができる。なお、アクセルペダルの踏み込みが無く、かつ車速センサ２０で検出した車両速度がゼロであることをコントローラ２が確認したときには電磁ブレーキ１５により駐車する。
【００１９】
４．本実施例の制動手段
（１）回生による制動
本実施例では、コントローラ２から出力される減速信号によって、後輪の回転力によってトランスミッション５を介して駆動モータ４を回転させ、発電機として回生電流を発生させ、その回生電流でバッテリー１を充電する方式を用いた。すなわち回生制動をかけることにより、車両速度を減速する方式を最も頻繁に用いるようにした。また駆動モータ４の異常を検出するために、駆動モータ４に流れている駆動電流や回生電流をコントローラ１に出力して常に監視するようにした。
【００２０】
自動走行時は傾斜センサ１８によって測定される走行路の勾配や、上記したマグネットセンサ１７による信号により、目標速度がコントローラ２で決定される。そして、車両が急な下り勾配の斜面にある場合には、安全のために速度を落とすように制御する。すなわち、車両の速度を速度センサ２０で監視し、目標速度と車両の速度に応じてコントローラ２によって回生電流を制御した。すなわち、回生電流を大きくすると大きな制動力が得られため、車両が急激に減速して乗り心地が悪くなることや、車両自体がスリップするためである。そこで、この場合には後述するドラムブレーキ１０ａ〜ｄも併用することにした。一方、手動走行時においても、アクセルペダル８から足を離すことにより回生制動がかかるようにした。
【００２１】
（２）ドラムブレーキによる制動
前記した回生制動による方式よりも、より強力な制動が要求される場合には、ドラムブレーキ１０ａ〜ｄも併用される。ドラムブレーキ１０ａ〜ｄによる制動力は４輪のタイヤａ〜ｄに伝わるため、スリップする可能性を少なくできる。
【００２２】
ブレーキモータドライバ１３は、自動走行時にはコントローラ２から出力される制動信号に対応した駆動電流をブレーキモータ１４に供給する。そして、ブレーキモータ１４の作動によって、ギア２１および油圧シリンダ２２を介してドラムブレーキ１０ａ〜ｄを駆動させて車体に制動をかける。なお、緊急時においては、自動走行時においてもブレーキペダル９を踏み込むことによって、油圧シリンダ２２を介してドラムブレーキ１０ａ〜ｄを駆動し、車両に制動をかけることができるようにした。
【００２３】
ギア２１にはブレーキモータ動作スイッチ２３があり、ブレーキモータ１４が動作した場合、ブレーキモータ動作スイッチ２３がオンする。ブレーキモータ動作スイッチ２３がオフの時はドラムブレーキ１０ａ〜ｄによる制動力はゼロとなる。ブレーキモータ１４が故障か否かを検出するために、ブレーキモータ１４の駆動電流をコントローラ２に出力し、設定された範囲内にあるか否かを監視している。
【００２４】
下り坂などにおいて、前記した回生制動では目標速度を超えてしまうとコントローラ２が判断した場合には、ドラムブレーキ１０ａ〜ｄも併用して制動をかける。車両の目標速度と、車速センサ２０からの信号の偏差と、傾斜センサ１８からの信号によって計算された最適値をブレーキモータドライバ１３に出力する。傾斜センサ１８からの出力値は平地をゼロとし、下りの勾配が大きくなるほど大きな値が出力される。また、３度以上の揺るやかな下り道では、ドラムブレーキ１０ａ〜ｄの制動はかけないようにした。
【００２５】
一方、ブレーキペダル９の踏み込みや、操作パネル２４のスイッチの切り換え、またはマグネットセンサ１７などから停止信号がコントローラ２に入力された場合には、車両の目標速度はゼロに設定される。この場合に車両は、上記した回生制動とドラムブレーキ１０ａ〜ｄによって減速させる。なお、車両速度がゼロに近くなると回生制動力は弱くなる。したがって、この場合には主にドラムブレーキ１０ａ〜ｄによって制動がかかるようにした。
【００２６】
（３）電磁ブレーキによる制動
電磁ブレーキ１５は、コントローラ２によってオン／オフ制御され、主に駐車用のブレーキ装置として使用される。電磁ブレーキ１５はトランスミッション５に取り付けられており、オンの状態では電磁ブレーキ１５が開放され、制動力が効かない。一方、オフの状態では電磁ブレーキ１５が閉じ、トランスミッション５をロックすることにより制動がかかるため、長期間の駐車を可能とすることができる。また故障か否かを検出するために、電磁ブレーキ１５の電流値をコントローラ２で監視するようにした。
【００２７】
手動運転時において、電磁ブレーキ１５はアクセルペダル９の踏み込みが無く、かつ車両速度センサ２０で検出した車両の速度がゼロになった場合には駐車と判断して作動する。自動運転時においては、速度センサ２０からの信号によって、車両の速度がゼロになった場合には駐車と判断して動作する。
【００２８】
なお、前述した回生制動またはドラムブレーキ１０ａ〜ｄが故障した場合や、それらのブレーキの併用による制動が充分でないような非常の場合においても、コントローラ２は電磁ブレーキ１５をオフにして、緊急に車両を停止させることが可能となるようにした。
【００２９】
【発明の効果】
上述したように、本発明では３系統のブレーキを使用することを特徴としている。これら３系統のブレーキのうちで、本発明では回生制動を多用しているためにドラムブレーキ１０ａ〜ｄの負担が軽く、ドラムブレーキ１０ａ〜ｄのブレーキシューの摩耗が少ない。その結果、ドラムブレーキの寿命を長くすることができる。また、回生により得られた電力はバッテリーの充電に用いているため、従来に比べて容量の小さなバッテリーを用いることができる。
【００３０】
また、車両速度がゼロになった場合には、駐車と判断して自動的に電磁ブレーキ１５が作動するため、ブレーキペダルのロックをかけ忘れた場合にも安全に駐車できる。本発明では車両の制動を３系統のブレーキで分担しており、いずれかのブレーキが故障した場合においても残りのブレーキで制動をかけることができる。したがって、安全性の向上した車両を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のバッテリー式乗用ゴルフカートの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１：バッテリー、２：コントローラ、３：駆動モータドライバ、４：駆動モータ、
５：トランスミッション、６ａ〜ｄ：タイヤ、７：ハンドル、８：アクセルペダル、
９：ブレーキペダル、１０ａ〜ｄ：ドラムブレーキ、
１１：ステアリングモータドライバ、１２：ステアリングモータ、
１３：ブレーキモータドライバ、１４：ブレーキモータ、１５：電磁ブレーキ、
１６ａ〜ｃ：誘導センサ、１７：マグネットセンサ、１８：傾斜センサ、
１９：ステアリングクラッチ、２０：車両速度センサ、２１：ギア、２２：油圧シリンダ、
２３：ブレーキモータ動作スイッチ、２４：操作パネル

Claims

バッテリーを電源とする乗用ゴルフカートにおいて、
駆動モータの回生制動、ドラムブレーキ及び電磁ブレーキの３系統の制動装置を併用し、
前記乗用ゴルフカートの目標速度がコントローラによって決定され、
該コントローラは、前記目標速度と前記乗用ゴルフカートの速度に応じて、駆動モータドライバと駆動モータとを用いた回生電流で回生制動と、前記ドラムブレーキによる制動とを制御し、駐車時には前記電磁ブレーキを作動させることを特徴とするバッテリー式乗用ゴルフカート。
前記回生制動又は前記ドラムブレーキによる制動の少なくとも一方の制御は、傾斜センサを用いて行うことを特徴とする請求項１記載のバッテリー式乗用ゴルフカート。
前記電磁ブレーキは、前記乗用ゴルフカートの速度がゼロの時に作動する駐車用のブレーキであることを特徴とする請求項１又は２記載のバッテリー式乗用ゴルフカート。
前記バッテリー式乗用ゴルフカートは、手動運転と電磁誘導式による自動運転が可能であることを特徴とする請求項１、２又は３記載のバッテリー式乗用ゴルフカート。