特開 2024-39278 電動車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024039278

(43)【公開日】2024-03-22

(54)【発明の名称】電動車両

(51)【国際特許分類】

   B62K 5/027 20130101AFI20240314BHJP

   B62K 5/007 20130101ALI20240314BHJP

【ＦＩ】

B62K5/027

B62K5/007

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022143708

(22)【出願日】2022-09-09

(71)【出願人】

【識別番号】000149033

【氏名又は名称】株式会社エクセディ

(74)【代理人】

【識別番号】110000202

【氏名又は名称】弁理士法人新樹グローバル・アイピー

(72)【発明者】

【氏名】西川 友透

【テーマコード（参考）】

3D011

【Ｆターム（参考）】

3D011AA01

3D011AA07

3D011AD19

(57)【要約】

【課題】所定の閾値を超えても走行可能な電動車両を提供する。
【解決手段】電動車両１００は、前輪３及び後輪４と、ペダル２と、電気モータ６と、制御部９と、を備える。ペダル２は、前輪３及び後輪４の少なくとも一方を駆動するように構成される。電気モータ６は、前輪３及び後輪４の少なくとも一方に駆動力を出力するように構成される。制御部９は、アクセル操作を受け付けると、閾値以下の車速で走行するように電気モータ６を制御する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

前輪及び後輪と、
前記前輪及び後輪の少なくとも一方を駆動するように構成されるペダルと、
前記前輪及び後輪の少なくとも一方に駆動力を出力するように構成される電気モータと、
アクセル操作を受け付けると、閾値以下の車速で走行するように前記電気モータを制御する制御部と、
を備える、電動車両。

【請求項2】

前記前輪及び後輪の少なくとも一方の車輪内において前記車輪と相対回転可能に配置されるフライホイールと、
をさらに備える、請求項１に記載の電動車両。

【請求項3】

２つの前記前輪と、１つの前記後輪とを備える、
請求項１に記載の電動車両。

【請求項4】

１つの前記前輪と、２つの前記後輪とを備える、
請求項１に記載の電動車両。

【請求項5】

２つの前記前輪と、２つの前記後輪とを備える、
請求項１に記載の電動車両。

【請求項6】

前記制御部は、人力駆動力が前記ペダルに入力されているか否か判断し、前記人力駆動力が前記ペダルに入力されていると判断した場合、前記人力駆動力に応じたアシスト力を出力するように前記電気モータを制御する、
請求項１に記載の電動車両。

【請求項7】

前記電気モータは、前記後輪に取り付けられる、
請求項１に記載の電動車両。

【請求項8】

前記電気モータは、前記前輪に取り付けられる、
請求項１に記載の電動車両。

【請求項9】

前記制御部は、前記前輪又は前記後輪の回転により前記電気モータを発電機として動作させる、
請求項１に記載の電動車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動車両に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、高齢者などの移動手段として、シニアカーなどの電動車両が普及している。シニアカーは、電気モータを駆動源としている。シニアカーは、法令で定められた所定の閾値（例えば６ｋｍ／ｈ）を上限速度として設定することにより歩行者として扱われるため、歩道を走行出来たり、免許なしで運転できたりするなど、利便性が良い。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－１４６０５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述したシニアカーにおいて、電気モータを制御して上述した所定の閾値を超えて走行できるようにすると、歩行者として扱われなくなるため、シニアカーのメリットがなくなってしまう。このため、上述したようなシニアカーは、所定の閾値を超えた走行をすることができない。

【0005】

本発明の課題は、所定の閾値を超えても走行可能な電動車両を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

第１態様に係る電動車両は、前輪及び後輪と、ペダルと、電気モータと、制御部と、を備える。ペダルは、前輪及び後輪の少なくとも一方を駆動するように構成される。電気モータは、前輪及び後輪の少なくとも一方に駆動力を出力するように構成される。制御部は、アクセル操作を受け付けると、閾値以下の車速で走行するように電気モータを制御する。

【0007】

この構成によれば、所定の閾値までは、電気モータによって走行することができる。そして、この電動車両は、前輪又は駆動輪を駆動するためのペダルを有しているため、運転者がそのペダルを漕ぐことによって、所定の閾値を超えた走行をすることができる。

【0008】

第２態様に係る電動車両は、第１態様に係る電動車両において、フライホイールをさらに備える。フライホイールは、前輪及び後輪の少なくとも一方の車輪内において車輪と相対回転可能に配置される。

【0009】

第３態様に係る電動車両は、第１態様に係る電動車両において、２つの前輪と、１つの後輪とを備える。

【0010】

第４態様に係る電動車両は、第１態様に係る電動車両において、１つの前輪と、２つの後輪とを備える。

【0011】

第５態様に係る電動車両は、第１態様に係る電動車両において、２つの前輪と、２つの後輪とを備える。

【0012】

第６態様に係る電動車両は、第１から第５態様のいずれかに係る電動車両において、次のように構成される。制御部は、人力駆動力がペダルに入力されているか否か判断し、人力駆動力がペダルに入力されていると判断した場合、人力駆動力に応じたアシスト力を出力するように電気モータを制御する。

【0013】

第７態様に係る電動車両は、第１から第６態様のいずれかに係る電動車両において、次のように構成される。電気モータは、後輪に取り付けられる。

【0014】

第８態様に係る電動車両は、第１から第６態様のいずれかに係る電動車両において、次のように構成される。電気モータは、前輪に取り付けられる。

【0015】

第９態様に係る電動車両は、第１から第８態様のいずれかに係る電動車両において、次のように構成される。制御部は、前輪又は後輪の回転により電気モータを発電機として動作させる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、所定の閾値を超えた走行をすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】電動車両の概略図。

【図2】車輪の断面図。

【図3】制御方法を示すフローチャート。

【図4】変形例に係る電動車両の平面図。

【図5】変形例に係る電動車両の平面図。

【図6】変形例に係る電動車両の平面図。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本実施形態に係る電動車両について図面を参照しつつ説明する。

【0019】

＜電動車両＞
図１は、本実施形態に係る電動車両１００の概略図である。図１に示すように、電動車両１００は、一対のペダル２、前輪３、後輪４、フライホイール５、第１電気モータ６（電気モータの一例）、トルクセンサ７、車速センサ８、制御部９、及びアクセル操作部材１１を備えている。電動車両１００は、二輪車である。電動車両１００は、第１電気モータ６の駆動力のみで走行する場合、上限速度（例えば６ｋｍ／ｈ）が設定されている。すなわち、上限速度以下であれば、電動車両１００は、第１電気モータ６の駆動力のみで走行することができる。

【0020】

＜ペダル＞
各ペダル２は、各クランクアーム２１の先端部に回転可能に取り付けられている。なお、各クランクアーム２１は、クランク（図示省略）の両端部から径方向に延びている。ペダル２を漕ぐことによって、ペダル２から人力駆動力が入力される。このペダル２から入力された人力駆動力は、チェーン又はベルトなどの動力伝達部材を介して駆動輪へと伝達される。すなわち、各ペダル２は、駆動輪を駆動するように構成される。なお、本実施形態では、後輪４が駆動輪となる。

【0021】

＜前輪、後輪＞
前輪３及び後輪４は、電動車両１００のフレームに回転可能に取り付けられている。本実施形態では、後輪４が駆動輪となっており前輪３が従動輪となっているが、逆であってもよい。

【0022】

図２に示すように、前輪３の内部には、フライホイール５が配置されている。フライホイール５は、前輪３と相対回転可能に配置されている。詳細には、前輪３は、シャフト３２、一対の支持部材３３、一対のフランジ部材３４、第２電気モータ３６、一対の第１軸受部材３７、及び一対の第２軸受部材３８を有している。

【0023】

シャフト３２は、電動車両１００のフレームに取り付けられる。シャフト３２は、回転不能に配置されている。支持部材３３は、シャフト３２に対して相対回転不能に配置されている。フランジ部材３４は、回転軸Ｏを中心に回転可能に配置されている。フランジ部材３４は、第１軸受部材３７を介して、支持部材３３に回転可能に支持されている。フランジ部材３４から複数のスポーク１０１が径方向外側に延びている。

【0024】

フライホイール５は、回転軸Ｏを中心に回転可能に配置されている。フライホイール５は、第２軸受部材３８を介して、支持部材３３に回転可能に支持されている。なお、第１軸受部材３７及び第２軸受部材３８は、支持部材３３の円筒部３３１に取り付けられている。第１軸受部材３７は円筒部３３１の外周面に取り付けられ、第２軸受部材３８は円筒部３３１の内周面に取り付けられる。第１軸受部材３７は、径方向視において、第２軸受部材３８と重複している。

【0025】

第２電気モータ３６は、フライホイール５を回転駆動するように構成されている。第２電気モータ３６は、ステータ３６１と、ロータ３６２とを有している。ステータ３６１は、シャフト３２に固定されている。ロータ３６２は、ステータ３６１に対して径方向外側に配置されている。すなわち、第２電気モータ３６は、アウターロータ型である。ロータ３６２は、フライホイール５と一体的に形成されている。このため、第２電気モータ３６のロータ３６２が回転することによって、フライホイール５が回転する。

【0026】

フライホイール５は、運転者からの操作によって回転してもよいし、制御部９による第２電気モータ３６の制御によって回転してもよい。後者の場合、制御部９は、例えば、アクセル操作部材１１が操作されたと判断すると、第２電気モータ３６を駆動してフライホイール５を回転させる。このようにフライホイール５を回転させて生じるジャイロ効果によって、電動車両１００が低速で走っている間も電動車１００を安定させて転倒を防止することができる。

【0027】

＜第１電気モータ、トルクセンサ、及び制御部＞
第１電気モータ６は、後輪４に駆動力を出力するように構成されている。第１電気モータ６は、後輪４に取り付けられている。第１電気モータ６は、ペダル２からの人力駆動力によって駆動される駆動輪である後輪４に、その駆動力を出力する。

【0028】

トルクセンサ７は、ペダル２に入力された人力駆動力のトルクを検出するように構成されている。トルクセンサ７は、例えば、クランクなどに取り付けられる。トルクセンサ７は、有線又は無線によって、制御部９と通信可能に接続されている。トルクセンサ７は、その検出したトルクに関するデータを制御部９に出力する。

【0029】

車速センサ８は、電動車両１００の車速を検出するように構成されている。車速センサ８は、後輪４又は前輪３などに取り付けられる。車速センサ８は、有線又は無線によって、制御部９と通信可能に接続されている。車速センサ８は、その検出した車速に関するデータを制御部９に出力する。

【0030】

アクセル操作部材１１は、運転者からのアクセル操作を受け付けるように構成されている。アクセル操作部材１１は、例えば、アクセルスロットル、アクセルレバー、アクセルペダル、又はジョイスティックなどである。アクセル操作部材１１は、有線又は無線によって、制御部９と通信可能に接続されている。アクセル操作部材１１は、運転者からのアクセル操作を受け付けると、運転者がアクセル操作した旨の信号を制御部９に出力する。

【0031】

制御部９は、第１電気モータ６を制御するように構成されている。制御部９は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及びＲＯＭ(Read Only Memory)等を備えるコンピュータ（例えばマイクロコンピュータ）によって構成されている。ＲＯＭには、種々の演算をするためのプログラムが記憶されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されたプログラムを実行する。

【0032】

制御部９は、アクセル操作に応じて、第１電気モータ６を制御する。詳細には、制御部９は、アクセル操作部材１１からの信号に基づき、運転者によってアクセル操作がされたか否かを判断する。制御部９は、アクセル操作されたと判断すると、第１閾値（例えば６ｋｍ／ｈ）以下の車速で走行するように第１電気モータ６を制御する。制御部９は、アクセル操作されていないと判断したとき、第１電気モータ６を停止する。

【0033】

また、制御部９は、ペダル２に人力駆動力が入力されているか否か判断する。例えば、制御部９は、トルクセンサ７からの信号により、ペダル２に人力駆動力が入力されているか否か判断する。

【0034】

制御部９は、ペダル２に人力駆動力が入力されていると判断した場合、人力駆動力に応じたアシスト力を出力するように第１電気モータ６を制御する。詳細には、制御部９は、アクセル操作されており、且つ人力駆動力が入力されていると判断した場合に、アシスト力を出力するように第１電気モータ６を制御する。なお、制御部９は、アクセル操作されていない状態で人力駆動力が入力されている場合、第１電気モータ６にアシスト力を出力させないが、第１電気モータ６にアシスト力を出力させてもよい。

【0035】

制御部９は、例えば、アシスト力のトルクが人力駆動力のトルクの２倍以下となるように、第１電気モータ６を制御する。このとき、第１閾値を超える車速であっても、第１電気モータ６がアシスト力を出力するように制御部９は第１電気モータ６を制御する。なお、制御部９は、車速が第１閾値以下の場合において、アクセル操作されておりペダル２に人力駆動力が入力されていると判断した場合、人力駆動力に応じたアシスト力を出力するように第１電気モータ６を制御してもよいし、一定の駆動力を出力するように第１電気モータ６を制御してもよい。また、制御部９は、車速が第１閾値よりも大きい第２閾値（例えば、２４ｋｍ／ｈ）を超えた場合、第１電気モータ６を停止する。

【0036】

制御部９は、アクセル操作がなされていないと判断したとき、前輪３又は後輪４の回転により第１電気モータ６を発電機として動作させる。好ましくは、制御部９は、アクセル操作がなされておらず且つペダル２に人力駆動力が入力されていないとき、第１電気モータ６を発電機として動作させる。すなわち、制御部９は、回生運転を行い、第１電気モータ６によって生成した回生電力によりバッテリを充電する。なお、制御部９は、アクセル操作がなされておらず且つペダル２に人力駆動力が入力されているときに、第１電気モータ６を発電機として動作させてもよい。

【0037】

＜制御方法＞
図３は、制御部９による制御の一例を示すフローチャートである。図３に示すように、制御部９は、アクセル操作部材１１からアクセル操作された信号を受信すると（ステップＳ１）、次に、車速センサ８より、車速情報を取得する（ステップＳ２）。

【0038】

制御部９は、取得した車速情報に基づき、車速が第１閾値以下であるか否か判断する（ステップＳ３）。制御部９は、車速が第１閾値以下であると判断すると（ステップＳ３のＹｅｓ）、第１電気モータ６を駆動させる（ステップＳ４）。

【0039】

制御部９は、車速が第１閾値を超えると判断すると（ステップＳ３のＮｏ）、次に、トルクセンサ７からの情報に基づき、ペダル２から人力駆動力が入力されているか否か判断する（ステップＳ５）。制御部９は、ペダル２に人力駆動力が入力されていると判断すると（ステップＳ５のＹｅｓ）、そのペダル２に入力された人力駆動力に応じたアシスト力を出力するように第１電気モータ６を制御する（ステップＳ６）。

【0040】

一方、制御部９は、ペダル２に人力駆動力が入力されていないと判断すると（ステップＳ５のＮｏ）、第１電気モータ６を停止させる（ステップＳ７）。

【0041】

［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。なお、以下の各変形例は、基本的には同時に適用することができる。

【0042】

（ａ）上記実施形態では、電動車両１００は、二輪車であったが、電動車両１００は二輪車に限定されない。例えば、電動車両１００は、３輪車であってもよい。詳細には、図４に示すように、電動車両１００は、２つの前輪３と１つの後輪４とを有していてもよいし、図５に示すように、１つの前輪３と２つの後輪４とを有していてもよい。また、図６に示すように、電動車両１００は、４輪車であってもよい。すなわち、２つの前輪３と２つの後輪４とを有していてもよい。なお、電動車両１００が３輪車又は４輪車の場合、電動車両１００はフライホイール５を有していなくてもよい。

【0043】

（ｂ）上記実施形態では、第１電気モータ６は後輪４に取り付けられていたが、第１電気モータ６は、前輪３に取り付けられてもよい。

【符号の説明】

【0044】

２ ：ペダル
３ ：前輪
４ ：後輪
５ ：フライホイール
６ ：第１電気モータ
９ ：制御部
１００ ：電動車両

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】