(57)【要約】【課題】電動カートの走行中キースイッチをオフしてもリレー接点の溶着を防止し且つ回生電流の発生を抑えながらリレー接点を切ることができる。【解決手段】オン操作により制御部１に電動カート７の起動を指示するためのメインスイッチ２と、電源３と駆動装置４とを結ぶ配線中に挿入されて制御部１からの制御信号によりオン、オフされるリレー接点５ａと、駆動装置４の出力を可変するためのアクセル６と、駆動装置４の出力を可変するためのアクセル６と、駆動装置４から駆動輪１０への駆動の伝達を入り切りするためのクラッチ９とを備える。走行中メインスイッチ２をオフにした時、リレー接点５ａを流れる電流がある一定の電流しきい値以上の場合に、制御部１からの信号によりクラッチ９を切り、その後にリレー接点５ａをオフにするように制御する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オン操作により制御部に電動カートの起動を指示するためのメインスイッチと、電源と駆動装置とを結ぶ配線中に挿入されて制御部からの制御信号によりオン、オフされるリレー接点と、駆動装置の出力を可変するためのアクセルと、駆動装置の出力を可変するためのアクセルと、駆動装置から駆動輪への駆動の伝達を入り切りするためのクラッチとを備え、アクセル操作に基づく制御部からの制御信号によりリレー接点を流れる電流量を可変して駆動装置の出力を可変する電動カートにおいて、上記クラッチが入りで且つアクセルをオンして駆動装置を駆動させて走行している状態でメインスイッチをオフにした時、リレー接点を流れる電流がある一定の電流しきい値以上の場合に、制御部からの信号によりクラッチを切り、その後にリレー接点をオフにするように制御することを特徴とする電動カート。
【請求項２】
クラッチが入りで且つアクセルをオンして駆動装置を駆動させて走行している状態でメインスイッチをオフにした時、リレー接点を流れる電流がある一定の電流しきい値以上の場合に、制御部からの信号によりクラッチを切り、その後にリレー接点をオフにし、更に、クラッチを入りに復帰させるように制御することを特徴とする請求項１記載の電動カート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、足の不自由な人やお年寄りなどがおもに利用する電動カートに関し、詳しくはコントローラ内の電源リレーの接点溶着を回避するための技術に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来からリレー（電源リレー）を介して電源をオン、オフするためのメインスイッチと、電源から供給される電力により駆動する駆動装置と、駆動装置の出力を上げて走行するためのアクセルと、駆動装置から駆動輪への駆動の伝達を入り切りするためのクラッチとを備えた電動カートが知られている。（例えば、特許文献１、特許文献２参照）
このような従来の電動カートにおいては、クラッチ入り状態でアクセルをオンして駆動装置を駆動させて電動カートを走行させるのであるが、この電動カートの走行状態でメインスイッチを誤ってオフにした場合、リレー接点を切って電動カートを停止させるようになっている。ところが、上記のように走行中にメインスイッチをオフにした場合に上記リレーのリレー接点を切って電動カートを停止させると、比較的大きい電流が流れているときにリレー接点を切ることになり、このため、リレー接点にアークが発生し、この状態が幾度となく繰り返されれば最終的にリレー接点が溶着してしまってリレー接点が切れなくなって電動カートが暴走してしまう可能性がある。
【０００３】
また、他の従来例として、電気自動車においてメインスイッチであるキースイッチをオフにした時に、アクセルペダル信号をキャンセルしてアクセルペダルがどの位置にあろうと車両駆動用モータをアイドル運転となるように制御し、これによりリレー（電源リレー）に流れる電流を小さくして遮断しても接点が損傷しないようにするものが提案されている。この従来例の電気自動車においては機械的な入り切りを行うクラッチは設けてない。（例えば、特許文献３参照）
ところが、この特許文献３に示された従来例の電気自動車にあっては、機械的な入り切りをするクラッチが設けてなくて、キースイッチをオフにした時に、車両駆動用モータをアイドル運転となるように制御し、これによりリレーに流れる電流を小さくして遮断して電動カートを停止するものであるから、車両駆動用モータを止めようとする信号を与えてこれを短時間で行えば行う程モータ回生電流が発生し、この車両駆動用モータの回生電流により電池に過充電されるおそれがあり、早期に電池が劣化してしまうという問題がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−３４６８３４号公報
【特許文献２】
特開２００２−２４８９号公報
【特許文献３】
特開平９−１６８２０９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、電動カートの走行中、電動カートに乗っている運転者が誤ってキースイッチをオフしても、リレー接点の溶着を防止し且つ回生電流の発生を抑えながらリレー接点を切ることができる電動カートを提供することを課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係る電動カートは、オン操作により制御部１に電動カート７の起動を指示するためのメインスイッチ２と、電源３と駆動装置４とを結ぶ配線中に挿入されて制御部１からの制御信号によりオン、オフされるリレー接点５ａと、駆動装置４の出力を可変するためのアクセル６と、駆動装置４の出力を可変するためのアクセル６と、駆動装置４から駆動輪１０への駆動の伝達を入り切りするためのクラッチ９とを備え、アクセル６操作に基づく制御部１からの制御信号によりリレー接点５ａを流れる電流量を可変して駆動装置４の出力を可変する電動カート７において、上記クラッチ９が入りで且つアクセル６をオンして駆動装置４を駆動させて走行している状態でメインスイッチ２をオフにした時、リレー接点５ａを流れる電流がある一定の電流しきい値以上の場合に、制御部１からの信号によりクラッチ９を切り、その後にリレー接点５ａをオフにするように制御することを特徴とするものである。
【０００７】
このような構成とすることで、電動カート７の走行中に誤ってメインスイッチ２を切ってオフにした場合、リレー接点５ａを流れる電流がある一定のしきい値以上の場合には、まず、クラッチ９を切って駆動装置４に対する駆動輪１０の負荷を切ってリレー接点５ａに大きい電流が流れないようにし、その後にリレー接点５ａをオフにすることで、リレー接点５ａの溶着に悪影響のあるしきい値より大きい電流が流れた状態でリレー接点５ａを切断することがなく、リレー接点５ａにアークが発生しないようにできるものであり、しかも、クラッチ９を切って機械的に駆動装置４に対する駆動輪１０の負荷を切ってリレー接点５ａに流れる電流値を下げた後にリレー接点５ａをオフにするので、駆動装置４であるモータの回生電流の発生を抑えることができるものである。
【０００８】
また、クラッチ９が入りで且つアクセル６をオンして駆動装置４を駆動させて走行している状態でメインスイッチ２をオフにした時、リレー接点５ａを流れる電流がある一定の電流しきい値以上の場合に、制御部１からの信号によりクラッチ９を切り、その後にリレー接点５ａをオフにし、更に、クラッチ９を入りに復帰させるように制御することが好ましい。このような構成とすることでリレー接点５ａを切ってオフとした直後にクラッチ９が自動的に復帰し、例えば、坂道などで電動カート７が重力により勝手に動き出すといったようなことがないようにできるものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１０】
本発明の電動カート７は、図２に示すように車体１１と、ハンドル１２と、シート１３とを備えたものであり、車体１１には駆動装置４と、駆動装置４によって駆動される駆動輪１０である後輪と操行（ステアリング）用の前輪１４を備えている。
【００１１】
駆動装置４はモータなどの電力を用いるものであり、車体１１のシート１３の下方に位置する部分などに積載する電源３を構成する蓄電池の電力によって駆動するようになっている。
【００１２】
車体１１には方向指示器（図示せず）、前照灯（図示せず）、バックミラー（図示せず）等を備えている。また、ハンドル１２内には操作パネル１８が設けてあり、この操作パネル１８には図３に示すように電動カート７の速度を調整するための速度調整ボリューム１９、右側の方向指示器を表示するための方向指示器釦（右）２０、左側の方向指示器を表示するための方向指示器釦（左）２１、電動カート７を前進するための前進釦２２、電動カート７を後進するための後進釦２３、警笛を発生させるための警笛釦２４、電動カート７の駆動オン、オフを行うためのメインスイッチ２であるキースイッチが設けてあり、メインスイッチ２であるキースイッチをオン操作するとコントローラＡに設けたマイコンよりなる制御部１に電源３から給電して電動カート７の起動を指示するようになっている。
【００１３】
電動カート７の運転者はシート１３に座り、メインスイッチ２であるキースイッチにキーを差し込んでオン操作により制御部１に電動カート７の起動を指示し、ハンドル１２内に配設した操作パネル１８において前進・後進などの動作の種類を選択し、ハンドル１２に備えてあるアクセル６を操作して駆動装置４を駆動させて駆動輪１０である後輪を駆動させて電動カート７を走行させるものである。運転者がアクセル６から手を離すと駆動装置４からの動力が減衰していき、電動カート７の速度がゼロになると電磁ブレーキ（図示せず）にて駆動装置４をロックさせ、電動カート７を停止させるものである。これらの電動カート７の動作の制御は車体１１に設けたコントローラＡによりおこなわれる。
【００１４】
また、ハンドル１２にはブレーキ操作レバー２５が設けてあり、電動カート７を制動させることができる。
【００１５】
電動カート７には駆動装置４内のギアブロック内にクラッチ９が設けてあり、図５に示すように駆動装置４であるモータ４ａの減速機を構成する第１減速ギア４４と、第１減速ギア４４に切られたスプライン孔４５に嵌合自在となったスライドギア４６と、スライドギア４６が噛合する第２減速ギア４７と、スライドギア４６をスライドさせるためのスライドプレート４８とでクラッチ９が構成してある。スライドプレート４８は一端部をスライドギア４６の軸４６ａに対して回動自在であるが該軸４６ａの軸方向に対しては移動しないように取付けてあり、スライドプレート４８の他端部をスライドプレート軸４８ａに対して軸方向に移動自在に取付けてある。このスライドプレート４８とクラッチ操作部４９とが図７に示すようにワイヤケーブル５０により接続してあり、クラッチ操作部４９を手で操作することで、図５（ａ）のようにスライドギア４６をスプライン孔４５に噛合したクラッチ９入りの状態と、図５（ｂ）のようにスライドギア４６をスプライン孔４５から離れたクラッチ９切りの状態とを切り換えることができるものである。このように駆動装置４から駆動輪１０への駆動の伝達を入り切りする機械的なクラッチ９を設けることで、通常運転時にはクラッチ９を入りの状態で運転するが、クラッチ９を切れば電動カート７を手動で動かすことが可能となるものであり、例えば、電源３切れや故障の際、クラッチ９を手動で切った状態で電動カート７を押すことで軽い力で動かすことが可能となる。
【００１６】
また、スライドプレート４８は上記のようにクラッチ操作部４９を操作する手動によって入り切りできるだけでなく、クラッチ用モータ４１を設けてこのクラッチ用モータ４１を後述のように制御部１からの制御信号により運転制御することで入り切りできるようになっている。すなわち、クラッチ用モータ４１の出力軸にはカム５１が取付けてあり、図５（ａ）のクラッチ９入り状態において、クラッチ用モータ４１でカム５１を回動して図７の状態とすることで、スライドプレート４８を移動してクラッチ９を切る。また、図７の状態から更にクラッチ用モータ４１でカム５１を回動してスライドプレート４８からカム５１を離すことで、スライドプレート４８が圧縮ばねのような復帰ばね５２のばね力で図５（ａ）の状態に復帰してクラッチ９入りの状態にすることができるようになっている。
【００１７】
次に、電動カート７のコントローラＡにつき説明する。コントローラＡは充電回路と制御回路とからなり、充電回路は電動カート７に積載されている電源３を構成するバッテリーをＡＣ１００Ｖ電源から充電するものである。制御回路は図１に示すようなもので、ハンドル１２に備えている操作パネル１８のメインスイッチ２をオン操作により制御部１に電動カート７の起動を指示するようになっている。図１の実施形態ではメインスイッチ２のオン、オフで電源３から制御部１への給電のオン、オフを行うものである。電源３と駆動装置４であるモータとを結ぶ配線中に電源リレーであるリレー５が挿入してあり、このリレー５のリレー接点５ａは制御部１からの制御信号によりオン、オフされて駆動装置４への給電をオン、オフするようになっている。また、前述のアクセル６を操作すると、該アクセル操作信号が制御部１に入力され、制御部１からモータ駆動回路２６を通して駆動装置４であるモータにＰＷＭ制御が行われ、モータ正転時にはＦＥＴ１とＦＥＴ４とがオンされ、また、モータ逆転時にはＦＥＴ２とＦＥＴ３とがオンとなる。また、モータ電流はモータが正転の時抵抗Ｒ２に流れ、モータが逆転の時に抵抗Ｒ１に流れ、抵抗Ｒ１、Ｒ２を流れる電流は電流検出回路２８で増幅され、電圧変換された電流値がマイコンよりなる制御部１に入力されるようになっている。駆動装置４であるモータには減速機が取付けられ、減速機にはエンコーダ３９が取付けてあり、速度検出回路２７により電圧変換された速度量が制御部１に入力される。また、電源３から制御部１に給電するための電源３とメインスイッチとの直列回路に対して制御部１と並列にコンデンサ２９が接続してある。
【００１８】
上記の制御回路には更にクラッチ制御回路４０が設けてある。クラッチ制御回路には前述のクラッチ用モータ４１が設けてあり、電源３とクラッチ用モータ４１とを結ぶ配線中にクラッチ用リレー４２が挿入してあり、このクラッチ用リレー４２のリレー接点４２ａは制御部１からの制御信号によりオン、オフされてクラッチ用モータ４１への給電をオン、オフするようになっている。
【００１９】
上記のような電動カート７において、本発明においては、メインスイッチ２をオンし、アクセル６をオンして駆動装置４を駆動させて走行している状態でメインスイッチ２を誤ってオフにした時、リレー接点５ａを流れる電流がある一定の電流しきい値以上の場合に、制御部１からの信号によりクラッチ９を切り、その後にリレー接点５ａをオフにするように制御するようになっている。（図４に本実施形態のフロー図を示す）。
【００２０】
すなわち、電動カート７の走行中に誤ってメインスイッチ２をオフにした場合、コンデンサ２９から制御部１に給電され、電流検出回路２８にて検出された電流値を制御部１があらかじめ設定してある一定の電流しきい値（例えば５Ａ）と比較して、一定の電流しきい値よりも小さい場合にはそのままリレー５のリレー接点５ａを切り、電源３がオフとなる。一方、電動カート７の走行中にメインスイッチ２をオフにした場合、電流検出回路２８にて検出された電流値が一定の電流しきい値よりも大きい場合には、制御部１がクラッチ用リレー４２のリレー接点４２ａをオンとしてクラッチ用モータ４１を駆動し、カム５１を回動して図６のようにスライドプレート４８を移動してクラッチ９を切る。このようにして制御部１からの制御信号によりクラッチ９を自動的に切った後にリレー５のリレー接点５ａを切ってオフにして、電源３をオフさせる。更に、上記のように制御信号により電源３をオフした直後に制御部１からの制御信号によりクラッチ用モータ４１を駆動してカム５１をスライドプレート４８からし、復帰ばね５２のばね力でスライドプレート４８を図５（ａ）の状態に復帰させてクラッチ９を入りに復帰させるものである。
【００２１】
これにより、電動カート７の走行中に誤ってメインスイッチをオフにしても、リレー接点５ａの溶着に悪影響のあるしきい値より大きい電流が流れた状態でリレー接点５ａを切断することがなく、リレー接点５ａにアークが発生しないようにでき、リレー接点５ａが溶着することがないものである。したがって、リレー接点５ａの溶着による電動カート７の暴走が起こる可能性がなくなり、電動カート７の走行における信頼性の向上が図れるものである。しかも、クラッチ９を切って機械的に駆動装置４に対する駆動輪１０の負荷を切ってリレー接点５ａに流れる電流値を下げた後にリレー接点５ａをオフにするので、駆動装置４であるモータの回生電流の発生を抑えることができ、この結果、電源３を構成する電池に過充電されるおそれがなく、早期に電池が劣化してしまうことがないものである。
【００２２】
また、上記のようにクラッチ９を切って後、リレー５のリレー接点５ａをオフにし、更にリレー５のリレー接点５ａをオフにした直後にクラッチ９を入りとすることで、駆動輪１０が駆動装置４に機械的に接続されるものであり、これにより例えば、坂道などで電動カート７が重力によって勝手に動き出すといったようなことがないものである。
【００２３】
なお、図１に示す制御回路の実施形態では、アクセル６がオン状態でメインスイッチ２をオフにした時に電源３からメインスイッチ２を介して制御部１への給電が停止されるが、この場合、電源３から制御部１に給電するための電源３とメインスイッチとの直列回路に対して制御部１と並列にコンデンサ２９を接続することで、コンデンサ２９から給電して制御部１より上記したような安全のための制御を行わせるようにしているが、アクセル６がオン状態でメインスイッチ２をオフにした時に電源３からメインスイッチ２を介して制御部１への給電が停止された際にメインスイッチ２に給電する方法として、図８のように、電源３から制御部１に給電するための電源３とメインスイッチ２との直列回路に対して制御部１と並列に補助電源回路を設けてもよい。この補助電源回路に補助電源スイッチ３０と補助電源３１である電池が直列に挿入してあり、通常は補助電源スイッチ３０はオフとなっており、アクセル６がオン状態でメインスイッチ２をオフにした時に補助電源スイッチ３０がオンとなって補助電源３１から制御部１に給電されるようになっており、アクセル６がオフになってリレー５のリレー接点５ａがオフになると補助電源スイッチ３０もオフとなるように制御されるものである。
【００２４】
また、アクセル６がオン状態でメインスイッチ２をオフにした時に電源３からメインスイッチ２を介して制御部１への給電が停止された際にメインスイッチ２に給電する方法としては上記コンデンサ２９による方法、補助電源３１、補助電源スイッチ３０による方法以外の他の任意の方法により行ってもよい。
【００２５】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１記載の発明にあっては、電動カートにおいて、クラッチが入りで且つアクセルをオンして駆動装置を駆動させて走行している状態でメインスイッチをオフにした時、リレー接点を流れる電流がある一定の電流しきい値以上の場合に、制御部からの信号によりクラッチを切り、その後にリレー接点をオフにするように制御するので、故障や、電源切れの場合等、機械的なクラッチを切ることで、電動カートを手動で動かすことが可能となって、電源下切れや故障の際に軽い力で電動カートを手動で動かすことができるのはもちろんのこと、電動カートの走行中に誤ってメインスイッチを切ってオフにした場合、リレー接点を流れる電流がある一定のしきい値以上の場合には、まず、クラッチを切って駆動装置に対する駆動輪の負荷を切ってリレー接点に大きい電流が流れないようにし、その後にリレー接点をオフにすることで、リレー接点の溶着に悪影響のあるしきい値より大きい電流が流れた状態でリレー接点を切断することがなく、リレー接点にアークが発生しないようにできてリレー接点が溶着することを回避でき、この結果、リレー接点の溶着による電動カートの暴走が起きる可能性がなくなって電動カートの走行の信頼性を高めることができるものであり、しかも、このようにリレー接点が溶着しないようにするに当たって、クラッチを切って機械的に駆動装置に対する駆動輪の負荷を切ってリレー接点に流れる電流値を下げた後にリレー接点をオフにするので、簡単な構成で駆動装置であるモータの回生電流の発生を抑え、過充電による電源であるバッテリーの劣化を防止することができるものである。
【００２６】
また、請求項２記載の発明にあっては、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、クラッチが入りで且つアクセルをオンして駆動装置を駆動させて走行している状態でメインスイッチをオフにした時、リレー接点を流れる電流がある一定の電流しきい値以上の場合に、制御部からの信号によりクラッチを切り、その後にリレー接点をオフにし、更に、クラッチを入りに復帰させるように制御するので、リレー接点を切ってオフとした直後にクラッチが自動的に復帰し、例えば、坂道などで電動カートが重力により勝手に動き出すといったようなことがなく、安全性が高いものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電動カートの制御回路図である。
【図２】同上の電動カートの側面図である。
【図３】同上のハンドル部分の拡大斜視図である。
【図４】同上のフロー図である。
【図５】同上のクラッチを示し、（ａ）はクラッチの入りを示す説明図であり、（ｂ）はクラッチの切りを示す説明図である。
【図６】同上の制御部からの制御信号によりクラッチ用モータを駆動してカムによりスライドプレートを移動してクラッチを切った状態を示す説明図である。
【図７】同上のクラッチ操作部でスライドプレートを移動する一例を示す説明図である。
【図８】同上の電動カートの他の実施形態の制御回路図である。
【符号の説明】
１  制御部
２  メインスイッチ
３  電源
４  駆動装置
５ａ  リレー接点
６  アクセル
７  電動カート
９  クラッチ
【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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