特許 7746211 モータ制御システム、駆動ユニットおよび電動車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-09-19

(45)【発行日】2025-09-30

(54)【発明の名称】モータ制御システム、駆動ユニットおよび電動車両

(51)【国際特許分類】

   A61G 5/04 20130101AFI20250922BHJP

【ＦＩ】

A61G5/04 707

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2022059079

(22)【出願日】2022-03-31

(65)【公開番号】P2023150134

(43)【公開日】2023-10-16

【審査請求日】2024-12-04

(73)【特許権者】

【識別番号】000010076

【氏名又は名称】ヤマハ発動機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101683

【弁理士】

【氏名又は名称】奥田 誠司

(74)【代理人】

【識別番号】100139930

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 亮司

(72)【発明者】

【氏名】尾関 渉

【審査官】比嘉 貴大

(56)【参考文献】

【文献】実開平０４－０５１９３２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０６－３５１１１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１０２００３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－１５４３１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｇ ５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電動車両に用いられるモータ制御システムであって、
ユーザが操作するアクセルレバーと、
前記アクセルレバーを回転可能に支持する筐体と、
前記アクセルレバーの回転角に応じた信号を出力する角度センサと、
前記電動車両を走行させる駆動力を発生させる電動モータの動作を制御する制御装置であって、前記アクセルレバーの基準位置からの前記アクセルレバーの第１回転方向の回転角である第１回転角の増加に応じて、前記電動モータの回転速度を増加させる制御を行う制御装置と、
前記アクセルレバーの回転軸が内部を通るコイル部を有し、前記第１回転方向とは反対方向の第２回転方向の第１弾性力を前記アクセルレバーに加える第１トーションばねと、
前記アクセルレバーの前記回転軸が内部を通るコイル部を有し、前記第２回転方向の第２弾性力を前記アクセルレバーに加える第２トーションばねと、
を備え、
前記制御装置は、前記第１回転角が第１所定回転角以上になったことを検出した場合、前記電動モータを停止させる制御を行い、
０度よりも大きく且つ前記第１所定回転角よりも小さい所定値を第２所定回転角としたとき、前記第２トーションばねは、
前記第１回転角が前記第２所定回転角よりも小さいときは、前記第２弾性力を前記アクセルレバーに加えず、
前記第１回転角が前記第２所定回転角以上になると、前記第２弾性力を前記アクセルレバーに加える、モータ制御システム。

【請求項2】

前記第２トーションばねのばね定数は、前記第１トーションばねのばね定数よりも大きい、請求項１に記載のモータ制御システム。

【請求項3】

前記第２トーションばねは、前記第２トーションばねの前記コイル部から延びる第１アーム部および第２アーム部を有し、
前記モータ制御システムは、
前記アクセルレバーの前記回転軸に設けられ、前記アクセルレバーの回転に連動して前記第１アーム部が移動するように前記第１アーム部を支持する支持部材と、
前記アクセルレバーの回転に連動した前記第２アーム部の移動範囲を制限するストッパーと、
を備え、
前記ストッパーは、
前記第１回転角が前記第２所定回転角よりも小さいときは、前記第２アーム部に接触せず、
前記第１回転角が前記第２所定回転角以上になると、前記第２アーム部に接触して、前記アクセルレバーの回転に連動した前記第２アーム部の移動を抑制する、請求項１または２に記載のモータ制御システム。

【請求項4】

前記支持部材は、前記アクセルレバーの前記第１回転方向の回転に応じて前記第２トーションばねがねじれる方向に前記第２トーションばねを予め所定量ねじった状態で、前記第１アーム部および前記第２アーム部を支持する、請求項３に記載のモータ制御システム。

【請求項5】

前記第１回転角が前記第２所定回転角を超えるためのトルクの大きさは、前記第１回転角を前記第２所定回転角にするためのトルクの１０倍以上１２倍以下である、請求項３または４に記載のモータ制御システム。

【請求項6】

前記アクセルレバーの前記回転軸と前記支持部材との間の、前記アクセルレバーの回転方向の位置ずれを抑制する締結構造をさらに有する、請求項３から５のいずれかに記載のモータ制御システム。

【請求項7】

前記第２トーションばねは、ダブルトーションばねであり、
前記ダブルトーションばねは、第１方向に沿って並んだ二個の前記コイル部を有し、
前記ダブルトーションばねは、前記第１アーム部および前記第２アーム部のうちの一方のアーム部として、前記第１方向における前記ダブルトーションばねの両端部から延びる二本のアーム部を有し、
前記第１アーム部および前記第２アーム部のうちの他方のアーム部は、前記第１方向において二個の前記コイル部の間に位置し、二個の前記コイル部を連結している、請求項３から６のいずれかに記載のモータ制御システム。

【請求項8】

前記第１所定回転角は、前記第２所定回転角よりも２度から５度大きい、請求項１から７のいずれかに記載のモータ制御システム。

【請求項9】

前記第２所定回転角は２０度以上３０度以下である、請求項１から８のいずれかに記載のモータ制御システム。

【請求項10】

前記アクセルレバーの回転に連動して移動するマグネットをさらに備え、
前記角度センサは磁気センサであり、前記アクセルレバーの回転に連動して移動しないように前記筐体に支持されている、請求項１から９のいずれかに記載のモータ制御システム。

【請求項11】

前記アクセルレバーの根元部は、前記回転軸の両端部に接続されている、請求項１から１０のいずれかに記載のモータ制御システム。

【請求項12】

前記筐体には、前記電動車両のハンドルバーに前記筐体を貫通させる穴が設けられている、請求項１から１１のいずれかに記載のモータ制御システム。

【請求項13】

請求項１から１２のいずれかに記載のモータ制御システムと、
前記電動車両を走行させる駆動力を発生させる電動モータと、
を備えた、駆動ユニット。

【請求項14】

請求項１３に記載の駆動ユニットを備えた電動車両。

【請求項15】

前記電動車両は電動車椅子である、請求項１４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、モータ制御システム、駆動ユニットおよび電動車両に関する。

【背景技術】

【0002】

電動モータを駆動源として走行する電動車両の一つとして、電動車椅子が知られている。電動モータの回転が車輪に伝達されることで電動車椅子は走行することができる。電動車椅子には、人間が手でハンドリムを漕ぐ力を電動モータにより補助する機種もある。

【0003】

特許文献１は、介助者が手で握るハンドルに、電動モータの回転のオンとオフとを切り替えるスイッチを設けた電動車椅子を開示している。介助者がスイッチをオンにして電動モータを回転させることで、電動車椅子を走行させることができる。介助者がスイッチをオフにして電動モータを停止させることで、電動車椅子を停止させることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平１０－１６５４５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

電動車椅子等の電動車両を操作するユーザの利便性のさらなる向上が求められている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のある実施形態に係るモータ制御システムは、電動車両に用いられるモータ制御システムであって、ユーザが操作するアクセルレバーと、前記アクセルレバーを回転可能に支持する筐体と、前記アクセルレバーの回転角に応じた信号を出力する角度センサと、前記電動車両を走行させる駆動力を発生させる電動モータの動作を制御する制御装置であって、前記アクセルレバーの基準位置からの前記アクセルレバーの第１回転方向の回転角である第１回転角の増加に応じて、前記電動モータの回転速度を増加させる制御を行う制御装置と、前記アクセルレバーの回転軸が内部を通るコイル部を有し、前記第１回転方向とは反対方向の第２回転方向の第１弾性力を前記アクセルレバーに加える第１トーションばねとを備え、前記制御装置は、前記第１回転角が第１所定回転角以上になったことを検出した場合、前記電動モータを停止させる制御を行う。

【0007】

本発明のある実施形態によれば、アクセルレバーの第１回転角が第１所定回転角以上になった場合は、電動モータを停止させる。ユーザはアクセルレバーの操作量を大きくするだけで電動モータを停止させることができる。アクセルレバーを基準位置（例えばニュートラル位置）まで戻さなくても電動車両の走行を停止させることができ、ユーザの利便性を向上させることができる。

【0008】

アクセルレバーを基準位置に戻す方向の力を発生させる弾性部材として第１トーションばねを用いる。第１トーションばねのコイル部の内部にアクセルレバーの回転軸を通すことで、第１トーションばねと回転軸とでスペースを共有することができ、弾性部材の配置のために確保するスペースを小さくすることができる。これにより、モータ制御システムが備える他の部品の配置の自由度を高めることができるとともに、モータ制御システムの小型化を実現することができる。

【0009】

ある実施形態において、前記モータ制御システムは、前記アクセルレバーの前記回転軸が内部を通るコイル部を有し、前記第２回転方向の第２弾性力を前記アクセルレバーに加える第２トーションばねをさらに備え、０度よりも大きく且つ前記第１所定回転角よりも小さい所定値を第２所定回転角としたとき、前記第２トーションばねは、前記第１回転角が前記第２所定回転角よりも小さいときは、前記第２弾性力を前記アクセルレバーに加えず、前記第１回転角が前記第２所定回転角以上になると、前記第２弾性力を前記アクセルレバーに加えてもよい。

【0010】

アクセルレバーの第１回転角が第２所定回転角以上になると、第２トーションばねがアクセルレバーに第２弾性力を加えることにより、ユーザがアクセルレバーを動かすために必要な力の大きさを急激に増加させることができる。これにより、ユーザの意図に反して第１回転角が第１所定回転角以上となって、電動モータが停止することを抑制できる。

【0011】

電動モータを停止させる第１所定回転角は、第２トーションばねがアクセルレバーに第２弾性力を加え始める第２所定回転角よりも大きい。第２所定回転角において電動モータを停止させないことで、ユーザの意図に反して電動モータが停止することを抑制できる。

【0012】

上述したように、アクセルレバーの第１回転角が第２所定回転角以上になると、ユーザがアクセルレバーを動かすために必要な力の大きさが急激に増加する。これにより、ユーザは、電動モータが停止するアクセルレバーの操作位置が近づいていることを認識することができる。ユーザは、電動車両を停止させたくない場合は、アクセルレバーを第１回転方向にさらに動かさないようにすることで、電動車両の走行を継続することができる。電動車両を停止させたい場合、ユーザは、アクセルレバーを第１回転方向にさらに動かすことで電動モータを停止させることができる。

【0013】

第１回転角が第２所定回転角以上になるとアクセルレバーに第２弾性力を加える弾性部材として第２トーションばねを用いる。第２トーションばねのコイル部の内部にアクセルレバーの回転軸を通すことで、第２トーションばねと回転軸とでスペースを共有することができ、弾性部材の配置のために確保するスペースを小さくすることができる。これにより、モータ制御システムが備える他の部品の配置の自由度を高めることができるとともに、モータ制御システムの小型化を実現することができる。

【0014】

ある実施形態において、前記第２トーションばねのばね定数は、前記第１トーションばねのばね定数よりも大きくてもよい。

【0015】

第２トーションばねがアクセルレバーに加える第２弾性力を大きくすることができ、ユーザの意図に反して第１回転角が第１所定回転角以上となって、電動モータが停止することを抑制できる。

【0016】

例えば第２トーションばねを構成する線材の線径を大きくしたり、より硬い線材を採用したりすることで、第２トーションばねのサイズを小さく抑えながら第２トーションばねのばね定数を大きくすることができる。

【0017】

ある実施形態において、前記第２トーションばねは、前記第２トーションばねの前記コイル部から延びる第１アーム部および第２アーム部を有し、前記モータ制御システムは、前記アクセルレバーの前記回転軸に設けられ、前記アクセルレバーの回転に連動して前記第１アーム部が移動するように前記第１アーム部を支持する支持部材と、前記アクセルレバーの回転に連動した前記第２アーム部の移動範囲を制限するストッパーとを備え、前記ストッパーは、前記第１回転角が前記第２所定回転角よりも小さいときは、前記第２アーム部に接触せず、前記第１回転角が前記第２所定回転角以上になると、前記第２アーム部に接触して、前記アクセルレバーの回転に連動した前記第２アーム部の移動を抑制してもよい。

【0018】

アクセルレバーの第１回転角が第２所定回転角以上になったときに、第２トーションばねからアクセルレバーに第２弾性力を加えることができる。

【0019】

ある実施形態において、前記支持部材は、前記アクセルレバーの前記第１回転方向の回転に応じて前記第２トーションばねがねじれる方向に前記第２トーションばねを予め所定量ねじった状態で、前記第１アーム部および前記第２アーム部を支持してもよい。

【0020】

第２トーションばねを予め所定量ねじっておくことで、第２トーションばねがアクセルレバーに第２弾性力を加え始める段階から、大きな弾性力をアクセルレバーに加えることができる。これにより、ユーザがアクセルレバーを動かすために必要な力の大きさをより急激に増加させることができる。

【0021】

ある実施形態において、前記第１回転角が前記第２所定回転角を超えるためのトルクの大きさは、前記第１回転角を前記第２所定回転角にするためのトルクの１０倍以上１２倍以下であってもよい。

【0022】

第１回転角が第２所定回転角を超えるためのトルクの大きさを急激に増加させることにより、ユーザの意図に反して電動モータが停止することを抑制できる。

【0023】

ある実施形態において、前記モータ制御システムは、前記アクセルレバーの前記回転軸と前記支持部材との間の、前記アクセルレバーの回転方向の位置ずれを抑制する締結構造をさらに有してもよい。

【0024】

アクセルレバーの回転軸と支持部材に支持される第２トーションばねとの間の位置ずれを抑制でき、第２トーションばねがアクセルレバーに第２弾性力を加え始める第１回転角の大きさを一定にすることができる。

【0025】

ある実施形態において、前記第２トーションばねは、ダブルトーションばねであり、前記ダブルトーションばねは、第１方向に沿って並んだ二個の前記コイル部を有し、前記ダブルトーションばねは、前記第１アーム部および前記第２アーム部のうちの一方のアーム部として、前記第１方向における前記ダブルトーションばねの両端部から延びる二本のアーム部を有し、前記第１アーム部および前記第２アーム部のうちの他方のアーム部は、前記第１方向において二個の前記コイル部の間に位置し、二個の前記コイル部を連結していてもよい。

【0026】

第２トーションばねとして、二個のコイル部を有するダブルトーションばねを用いることで、アクセルレバーに加える第２弾性力を大きくすることができる。第２トーションばねに掛かる応力を二個のコイル部に分散することができるため、第２弾性力が大きい場合でも、第２トーションばねの耐久性を高めることができる。

【0027】

ある実施形態において、前記第１所定回転角は、前記第２所定回転角よりも２度から５度大きくてもよい。

【0028】

第２トーションばねがアクセルレバーに第２弾性力を加え始める第２所定回転角よりも少し大きい第１所定回転角に第１回転角がなったときに、電動モータを停止させる。第１回転角が第２所定回転角になったときに電動モータを停止させないことで、ユーザの意図に反して電動モータが停止することを抑制できる。

【0029】

ある実施形態において、前記第２所定回転角は２０度以上３０度以下であってもよい。

【0030】

ユーザが電動車両の走行速度の調整を行い易い角度範囲でアクセルレバーを回転させることができる。

【0031】

ある実施形態において、前記モータ制御システムは、前記アクセルレバーの回転に連動して移動するマグネットをさらに備え、前記角度センサは磁気センサであり、前記アクセルレバーの回転に連動して移動しないように前記筐体に支持されていてもよい。

【0032】

磁気センサを用いることで、アクセルレバーの回転角を精度良く検出することができる。非接触式の磁気センサを用いることで、角度センサの耐久性を高めることができる。

【0033】

電線が延びる角度センサをアクセルレバーの回転に連動して移動しないように設けることで、角度センサの耐久性を高めることができる。

【0034】

ある実施形態において、前記アクセルレバーの根元部は、前記回転軸の両端部に接続されていてもよい。

【0035】

アクセルレバーの根元部に囲われた領域に、第１トーションばねおよび第２トーションばねを配置することができる。

【0036】

アクセルレバーの回転方向において、アクセルレバーの根元部が筐体と接触することで、アクセルレバーのニュートラル位置を定めることができる。

【0037】

ある実施形態において、前記筐体には、前記電動車両のハンドルバーに前記筐体を貫通させる穴が設けられていてもよい。

【0038】

電動車両にモータ制御システムを後付けする場合に、その電動車両で元々意図されていたグリップの位置を維持でき、ユーザは、そのグリップを握りながら、アクセルレバーを操作することができる。

【0039】

本発明のある実施形態に係る駆動ユニットは、前記モータ制御システムと、前記電動車両を走行させる駆動力を発生させる電動モータとを備える。

【0040】

駆動ユニットを電動車両に搭載することでユーザの利便性を向上させることができる。

【0041】

本発明のある実施形態に係る電動車両は、前記駆動ユニットを備える。

【0042】

これにより、ユーザの利便性が高い電動車両を実現できる。

【0043】

ある実施形態において、前記電動車両は電動車椅子であってもよい。

【0044】

これにより、介助者の利便性が高い電動車椅子を実現できる。

【発明の効果】

【0045】

本発明のある実施形態によれば、アクセルレバーの第１回転角が第１所定回転角以上になった場合は、電動モータを停止させる。ユーザはアクセルレバーの操作量を大きくするだけで電動モータを停止させることができる。アクセルレバーを基準位置（例えばニュートラル位置）まで戻さなくても電動車両の走行を停止させることができ、ユーザの利便性を向上させることができる。

【0046】

アクセルレバーを基準位置に戻す方向の力を発生させる弾性部材として第１トーションばねを用いる。第１トーションばねのコイル部の内部にアクセルレバーの回転軸を通すことで、第１トーションばねと回転軸とでスペースを共有することができ、弾性部材の配置のために確保するスペースを小さくすることができる。これにより、モータ制御システムが備える他の部品の配置の自由度を高めることができるとともに、モータ制御システムの小型化を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0047】

【図1】実施形態に係る電動車椅子１を示す右側面図である。

【図2】実施形態に係る電動車椅子１を示す斜視図である。

【図3】実施形態に係る電動車椅子１が備える駆動ユニット１０を示すブロック図である。

【図4】実施形態に係る操作装置５０を示す斜視図である。

【図5】実施形態に係る操作装置５０のハードウェア構成を示すブロック図である。

【図6】実施形態に係る操作装置５０の内部の一部を示す斜視図である。

【図7】実施形態に係る操作装置５０が備える複数の構成要素を示す分解斜視図である。

【図8】実施形態に係るアクセルレバー５１がニュートラル位置にあるときの操作装置５０を示す斜視図である。

【図9】実施形態に係るアクセルレバー５１の第１回転角θ_１が所定回転角θ_ａのときの操作装置５０を示す斜視図である。

【図10】実施形態に係る第１回転角θ_１が所定回転角θ_ａよりも大きいときの操作装置５０を示す斜視図である。

【図11】実施形態に係るアクセルレバー５１の第１回転角θ_１が０度のときの第２トーションばね８０およびストッパー５８を示す図である。

【図12】実施形態に係るアクセルレバー５１の第１回転角θ_１が所定回転角θ_ａのときの第２トーションばね８０およびストッパー５８を示す図である。

【図13】実施形態に係る第１回転角θ_１が所定回転角θ_ａよりも大きいときの第２トーションばね８０およびストッパー５８を示す図である。

【図14】実施形態に係るアクセルレバー５１の第１回転角θ_１と、介助者がアクセルレバー５１を第１回転方向Ｄ_１に動かすために必要な力Ｆ_１との関係を示す図である。

【図15】実施形態に係る第２トーションばね８０を予めねじっていない状態における、第１回転角θ_１と力Ｆ_１との関係を示す図である。

【図16】実施形態に係る操作装置５０の内部の一部を示す図である。

【図17】実施形態に係る上方から見たケース２３０の内部の一部を示す図である。

【図18】実施形態に係る操作装置５０のハードウェア構成を示すブロック図である。

【図19】実施形態に係る角度センサ９１および角度センサ２９１を用いた電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒの制御を示す図である。

【図20】実施形態に係る操作装置５０において第１回転角θ_１が０度のときに検出値３０１がＶ（ｍｉｎ）以上になっている状態を示す図である。

【図21】実施形態に係る第２角度センサ２９１の検出値３０２が“０”を示すときは電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒを回転させない制御を示す図である。

【図22】実施形態に係る第２角度センサ２９１の検出値３０２が常時“１”を示す状態を示す図である。

【図23】実施形態に係る角度センサ９１および角度センサ２９１を用いた電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒの制御の別の例を示す図である。

【図24】実施形態に係る第２角度センサ２９１の検出値３０２が“０”を示すときは電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒを回転させない制御を示す図である。

【図25】実施形態に係る第１回転角θ_１が０度のときの検出値３０１をＶ（ｍｉｎ）に設定した制御を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0048】

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。同様の構成要素には同様の参照符号を付し、重複する場合にはその説明を省略する。実施形態の説明において、前、後、上、下、左、右は、それぞれ電動車両のシートに着座した乗員から見たときの前、後、上、下、左、右を意味するものとする。以下の実施形態は例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されない。

【0049】

実施形態に係る電動車両は、例えば電動車椅子である。電動車両は、電動車椅子に限定されず、電動モータを駆動源として走行する車両であればよい。例えば、電動車両は、ＰＬＥＶ（Personal Light Electric Vehicles）であってもよい。例えば電動車両は電動キックボードであってもよい。電動キックボードは、“e-scooter”または電動キックスケーターとも称され得る。実施形態に係る電動車両は、例えば最高速度が比較的低速に制限された電動低速車であり得る。最高速度は例えば２０ｋｍ／ｈ以下に制限される。例えば電動車椅子の最高速度は６ｋｍ／ｈに制限されている場合がある。最高速度の値は一例であり、本発明の実施形態はそれらに限定されない。以下の実施形態の説明では、電動車両の一例として電動車椅子を例示する。

【0050】

（電動車椅子）
図１は、実施形態に係る電動車椅子１を示す右側面図である。図２は、左斜め後方から見た電動車椅子１を示す斜視図である。

【0051】

電動車椅子１は、金属パイプ等で形成された車体フレーム４を備える。車体フレーム４には、左右一対の車輪２Ｌおよび２Ｒと、左右一対のキャスタ５Ｌおよび５Ｒとが回転可能に支持されている。車体フレーム４は、左右一対のシートフレーム４１、左右一対のアームレストフレーム４２、左右一対のベースフレーム４３、左右一対のアンダーフレーム４４、左右一対のバックフレーム４５を備える。

【0052】

左右一対のシートフレーム４１の間には人間が着座するシート６が設けられている。シートフレーム４１の前部は下方向に折れ曲がっており、シートフレーム４１の前部の下端にはフットレスト４７が設けられている。シートフレーム４１の後端はバックフレーム４５に接続されている。バックフレーム４５は上下方向に延びている。左右一対のバックフレーム４５の間には背もたれ９が設けられている。図１では、バックフレーム４５の形状を分かりやすく示すために、背もたれ９の図示を省略している。

【0053】

バックフレーム４５はその上部で後方向に折れ曲がって延びるハンドルバー４５ａを有する。ハンドルバー４５ａには、介助者が手で握るハンドグリップ４６が設けられている。

【0054】

シートフレーム４１の下方にはベースフレーム４３およびアンダーフレーム４４が配置されている。シートフレーム４１の上方にはアームレストフレーム４２が配置されている。アームレストフレーム４２には、シート６に着座した人間が腕を置くアームレスト８が設けられている。

【0055】

車輪２Ｌには、車輪２Ｌを人力で駆動するためのハンドリム３Ｌが設けられている。車輪２Ｒには、車輪２Ｒを人力で駆動するためのハンドリム３Ｒが設けられている。車輪２Ｌおよび２Ｒのそれぞれは、ホイールハブ２１と、ホイールハブ２１を囲む外周部２３と、複数のスポーク２２を備える。複数のスポーク２２は、ホイールハブ２１と外周部２３とを接続する。外周部２３は、スポーク２２が接続されたリムと、リムに取り付けられたタイヤとを含む。ハンドリム３Ｌおよび３Ｒは、車輪２Ｌおよび２Ｒの外周部２３から延びる複数の接続部材２４に接続されている。

【0056】

車輪２Ｌのホイールハブ２１には、電動モータ２５Ｌが設けられている。車輪２Ｒのホイールハブ２１には、電動モータ２５Ｒが設けられている。電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒは例えばハブモータである。ホイールハブ２１は、車軸と、電動車椅子１の左右方向における内側に位置する第１筐体と、外側に位置する第２筐体とを備える。内側の第１筐体は車軸に固定されており、外側の第２筐体は車軸に対して回転可能である。電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒのステータは第１筐体および車軸に固定されており、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒのロータは第２筐体に固定されている。複数のスポーク２２は、第２筐体に接続されている。

【0057】

ホイールハブ２１の車軸は、車体フレーム４に固定される。ホイールハブ２１の車軸は、例えばバックフレーム４５に固定される。ホイールハブ２１の車軸は、シートフレーム４１とアンダーフレーム４４との間に設けられたブラケットを介して車体フレーム４に固定されてもよい。車体フレーム４に固定された車軸および第１筐体に対して第２筐体が回転することで、車輪２Ｌおよび２Ｒは回転する。

【0058】

電動車椅子１には、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒに電力を供給するためのバッテリ７が搭載されている。電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒに電力が供給されると、第１筐体に固定されたステータに対して第２筐体に固定されたロータが回転し、車輪２Ｌおよび２Rは回転する。

【0059】

電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒは、ハブモータに限定されず、ホイールハブ２１の外部に設けられてもよい。この場合、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒが発生させた回転は減速機を介してホイールハブ２１に伝達され得る。

【0060】

アームレスト８の前部には、シート６に着座した人間が電動車椅子１を操作するための操作装置１５が設けられている。操作装置１５はスティック１６を有し、操作装置１５のスティック１６を手で傾けると電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒは回転を発生させ、電動車椅子１を走行させることができる。スティック１６を傾ける度合いを調節することで、走行速度を調節することができる。スティック１６をニュートラル位置に戻すと電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒは停止し、電動車椅子１を停止させることができる。

【0061】

左右一対のバックフレーム４５の一方のハンドルバー４５ａには、介助者が電動車椅子１を操作するための操作装置５０が設けられている。操作装置５０は、回転軸５２を中心に回転可能なアクセルレバー５１を有する。介助者がハンドグリップ４６とともにアクセルレバー５１を手で握ると、アクセルレバー５１は回転軸５２を中心に回転する。この介助者の操作に応じて電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒは回転を発生させ、電動車椅子１を走行させることができる。アクセルレバー５１を握りこむ度合いを調整する、すなわちアクセルレバー５１の回転角の大きさを調節することで、走行速度を調節することができる。アクセルレバー５１をニュートラル位置に戻すと電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒは停止し、電動車椅子１を停止させることができる。

【0062】

（駆動ユニット）
次に、電動車椅子１が備える駆動ユニットを説明する。

【0063】

図３は、電動車椅子１が備える駆動ユニット１０を示すブロック図である。バッテリ７（図２）は、駆動ユニット１０に電力を供給する。駆動ユニット１０は、操作装置１５および５０に対する操作に応じた駆動力を電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒに発生させる。

【0064】

駆動ユニット１０は、モータ制御システム１００、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒ、速度センサ２６Ｌおよび２６Ｒ、車輪２Ｌおよび２Ｒを備える。モータ制御システム１００は、制御装置１１０、操作装置１５および５０を備える。

【0065】

制御装置１１０は、プロセッサ１１１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１１２およびＲＡＭ（Random Access Memory）１１３などの記録媒体と、駆動回路１１４Ｌおよび１１４Ｒとを備える。ＲＯＭ１１２には、プロセッサ１１１に処理を実行させるためのコンピュータプログラム（またはファームウェア）が格納されている。コンピュータプログラムは、記憶媒体（例えば半導体メモリ）または電気通信回線（例えばインターネット）を介して駆動ユニット１０に提供され得る。そのようなコンピュータプログラムが、商用ソフトウェアとして販売されてもよい。

【0066】

プロセッサ１１１は、半導体集積回路であり、例えば中央演算処理装置（ＣＰＵ）を含む。プロセッサ１１１は、マイクロプロセッサまたはマイクロコントローラによって実現され得る。プロセッサ１１１は、各種処理を実行するための命令群を記述したコンピュータプログラム（ＲＯＭ１１２に格納されるコンピュータプログラム）を逐次実行し、所望の処理を実現する。

【0067】

プロセッサ１１１は、ＣＰＵを搭載したＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＡＳＳＰ（Application Specific Standard Product）、または、これら回路の中から選択される二つ以上の回路の組み合わせであってもよい。

【0068】

ＲＯＭ１１２は、例えば、書き込み可能なメモリ（例えばＰＲＯＭ）、書き換え可能なメモリ（例えばフラッシュメモリ）、または読み出し専用のメモリである。ＲＯＭ１１２は、単一の記録媒体である必要はなく、複数の記録媒体の集合体であってもよい。ＲＡＭ１１３は、ＲＯＭ１１２に格納されたコンピュータプログラムをブート時に一旦展開するための作業領域を提供する。ＲＡＭ１１３は、単一の記録媒体である必要はなく、複数の記録媒体の集合体であってもよい。

【0069】

駆動回路１１４Ｌおよび１１４Ｒは、例えばインバータである。駆動回路１１４Ｌおよび１１４Ｒは、プロセッサ１１１から出力された電流指令値に応じた駆動電流を生成し、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒに供給する。

【0070】

電動モータ２５Ｌには、速度センサ２６Ｌが設けられている。電動モータ２５Ｒには、速度センサ２６Ｒが設けられている。速度センサ２６Ｌおよび２５Ｒは、例えばエンコーダである。速度センサ２６Ｌは、電動モータ２５Ｌのロータの回転角を検出し、回転角に応じた信号を制御装置１１０へ出力する。速度センサ２６Ｒは、電動モータ２５Ｒのロータの回転角を検出し、回転角に応じた信号を制御装置１１０へ出力する。

【0071】

制御装置１１０は、車輪２Ｌまたは車輪２Ｒのホイールハブ２１に設けられ得る。制御装置１１０の構成要素は、車輪２Ｌのホイールハブ２１および車輪２Ｒのホイールハブ２１に分散して配置されてもよい。例えば、駆動回路１１４Ｌは車輪２Ｌのホイールハブ２１に配置され、駆動回路１１４Ｒは車輪２Ｒのホイールハブ２１に配置されてもよい。制御装置１１０は、ホイールハブ２１とは独立して設けられてもよい。

【0072】

制御装置１１０のプロセッサ１１１は、速度センサ２６Ｌおよび２６Ｒの出力信号から電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒの回転速度を演算する。車輪２Ｌおよび２Ｒのタイヤサイズは予め分かっており、プロセッサ１１１は、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒの回転速度から、電動車椅子１の走行速度を演算することができる。電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒの回転が減速機を介して車輪２Ｌおよび２Ｒに伝達される場合は、減速機の減速比の情報をさらに用いて、電動車椅子１の走行速度を演算する。

【0073】

速度センサ２６Ｌおよび２６Ｒは、車輪２Ｌおよび２Ｒのホイールハブ２１、外周部２３、またはスポーク２２に設けられていてもよい。速度センサ２６Ｌおよび２６Ｒは、それらが設けられた部品の回転に応じた信号を出力してもよい。

【0074】

操作装置１５は、シート６に着座した人間によるスティック１６の操作に応じた信号を制御装置１１０へ出力する。操作装置５０は、介助者によるアクセルレバー５１の操作に応じた信号を制御装置１１０へ出力する。

【0075】

プロセッサ１１１は、操作装置１５または操作装置５０からの出力信号に基づいて、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒの回転速度の目標値を演算する。プロセッサ１１１は、例えば、操作装置１５のスティック１６および操作装置５０のアクセルレバー５１の操作量と、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒの回転速度との関係を示すマップを参照することにより回転速度の目標値を演算する。

【0076】

プロセッサ１１１は、速度センサ２６Ｌおよび２６Ｒの出力信号から電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒの現在の回転速度を演算し、現在の回転速度と目標値との偏差を小さくするための電流指令値を演算する。

【0077】

プロセッサ１１１は、演算した電流指令値を駆動回路１１４Ｌおよび１１４Ｒへ出力する。駆動回路１１４Ｌおよび１１４Ｒは、電流指令値に応じた駆動電流を生成し、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒに供給する。駆動電流が供給された電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒは回転を発生させる。電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒの現在の回転速度と目標値との偏差が小さくなるようにフィードバック制御を行うことにより、操作装置１５または操作装置５０の操作量に応じた走行速度で電動車椅子１を走行させることができる。駆動ユニット１０は、電動車椅子１の車体フレーム４に対して着脱可能であり得る。また、駆動ユニット１０は、車体フレーム４とは別の車体フレームに対しても着脱可能であってもよい。例えば、一般的な車椅子の車体フレームから車輪を取り外し、その車体フレームに駆動ユニット１０を取り付けることで、一般的な車椅子を電動車椅子１として利用することができる。

【0078】

駆動ユニット１０は、車輪２Ｌおよび２Ｒを備えていなくてもよい。この場合、駆動ユニット１０は車輪およびハンドリムを備える車椅子に取り付けられる。

【0079】

モータ制御システム１００は、操作装置１５を備えていなくてもよい。この場合、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒの駆動は、介助者が操作装置５０を操作することで行われる。

【0080】

（操作装置）
次に、操作装置５０の詳細を説明する。

【0081】

図４は、左斜め後方から見た操作装置５０を示す斜視図である。操作装置５０は、介助者が操作するアクセルレバー５１と、アクセルレバー５１を回転可能に支持する筐体５３とを備える。アクセルレバー５１の根元部５１ａは回転軸５２に取り付けられている。筐体５３は、回転軸５２を回転可能に支持することで、アクセルレバー５１を回転可能に支持している。筐体５３には、表示パネル６１、電源スイッチ６２、モード選択スイッチ６３、操作スイッチ６４、前後進切替スイッチ６７、報知部品６５が設けられている。

【0082】

図５は、操作装置５０のハードウェア構成を示すブロック図である。操作装置５０は、制御装置１２０および角度センサ９１をさらに備える。

【0083】

制御装置１２０は、プロセッサ１２１、ＲＯＭ１２２およびＲＡＭ１２３を備える。プロセッサ１２１、ＲＯＭ１２２およびＲＡＭ１２３の説明は、制御装置１１０のプロセッサ１１１、ＲＯＭ１１２およびＲＡＭ１１３の説明と重複するため、ここでは省略する。プロセッサ１２１は、操作装置５０の動作を制御する。角度センサ９１は、アクセルレバー５１の回転角に応じた信号を出力する。

【0084】

筐体５３は、第１筐体５３ａおよび第２筐体５３ｂを有する。第１筐体５３ａおよび第２筐体５３ｂは、互いに合わさることで各種部品を収容する空間を形成する。第１筐体５３ａと第２筐体５３ｂとは、例えばボルトなどの締結具または接着剤を用いて互いに固定され得る。制御装置１２０は、第１筐体５３ａから外部へ延びる電線６６を介して制御装置１１０等と信号の送受信を行うことができる。

【0085】

電源スイッチ６２は、電動車椅子１の電源のオンおよびオフを行うためのスイッチである。電動車椅子１の電源がオン状態のとき駆動ユニット１０は動作し、電源がオフ状態のとき駆動ユニット１０は動作しない。電源がオフ状態のときに介助者が電源スイッチ６２を操作すると電源はオン状態になり、電源がオン状態のときに介助者が電源スイッチ６２を操作すると電源はオフ状態になる。

【0086】

モード選択スイッチ６３は、電動車椅子１の最高速度が互いに異なる複数の走行モードの中から所望の走行モードを選択するためのスイッチである。介助者がモード選択スイッチ６３を操作すると、プロセッサ１２１はその操作に応じた信号を制御装置１１０に送信する。制御装置１１０のプロセッサ１１１は、受け取った信号に応じた走行モードを設定する。介助者は、モード選択スイッチ６３を操作することで所望の走行モードを選択することができる。

【0087】

前後進切替スイッチ６７は、電動車椅子１の前進および後進を切り替えるためのスイッチである。介助者が前後進切替スイッチ６７を操作して前進または後進を選択すると、プロセッサ１２１は、前進または後進を示す信号を制御装置１１０に送信する。プロセッサ１１１は、前進を示す信号を受け取った場合は、電動車椅子１が前進するように電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒを制御する。プロセッサ１１１は、後進を示す信号を受け取った場合は、電動車椅子１が後進するように電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒを制御する。

【0088】

表示パネル６１は、介助者の操作装置５０に対する操作に応じて様々な情報を表示する。表示パネル６１は例えば液晶パネルである。プロセッサ１２１は、バッテリ残容量、走行可能距離、選択中の走行モード、電動車椅子１の異常の有無等の情報を表示パネル６１に表示させる。表示パネル６１として、液晶パネル以外の表示パネル、例えばＯＬＥＤ（Organic Light-Emitting Diode）パネルまたは電子ペーパーパネルが用いられてもよい。介助者は、操作スイッチ６４を操作することで、表示パネル６１の表示内容の切り替え等を行うことができる。

【0089】

プロセッサ１２１は、介助者に報知すべき情報がある場合、報知部品６５を用いて報知を行う。報知部品６５は、例えば音を発する発音部品および／または発光するランプである。発音部品は、例えばブザーまたはスピーカであるが、それに限定されない。プロセッサ１２１は、例えばバッテリ７の残容量が少なくなったり、電動車椅子１に異常が発生したりした場合、報知部品６５を動作させる。報知部品６５が音を発したり発光したりすることで、介助者はバッテリ７の残容量が少なくなったことを容易に認識したり、異常が発生したことを容易に認識したりすることができる。また、プロセッサ１２１は、介助者に報知すべき情報を表示パネル６１に表示する。この場合、表示パネル６１を発光させたり、表示内容を点滅表示させたりして、表示を強調してもよい。

【0090】

筐体５３には、ハンドルバー４５ａを貫通させる穴５４が設けられている。穴５４は筐体５３の前部および後部に設けられ、ハンドルバー４５ａは筐体５３を貫通することができる。分かりやすく説明するために、図４ではハンドグリップ４６の図示は省略している。本実施形態では、操作装置５０内にハンドルバー４５ａを貫通させて、操作装置５０をハンドルバー４５ａに取り付ける。これにより、車椅子に操作装置５０を後付けする場合に、その車椅子で元々意図されていたハンドグリップ４６の位置を維持することができる。介助者は、そのような車椅子の操作に適した位置に維持されたハンドグリップ４６を握りながら、アクセルレバー５１を操作することができる。

【0091】

次に、アクセルレバー５１の回転動作に関係する機構を説明する。図６は、左斜め前方から見た操作装置５０の内部の一部を示す斜視図である。図７は、操作装置５０が備える複数の構成要素を示す分解斜視図である。

【0092】

第１筐体５３ａの左側壁および右側壁には、アクセルレバー５１の回転軸５２が通る穴２５６および２５７が設けられている。アクセルレバー５１の根元部５１ａには回転軸５２が通る穴５１ｂが設けられており、回転軸５２のヘッド部２５２が穴５１ｂに嵌ることで、根元部５１ａの左端部と回転軸５２の左端部とは互いに固定される。アクセルレバー５１の根元部５１ａの右端部と回転軸５２の右端部とは、ボルトまたはナット等の締結具を用いて互いに固定され得る。

【0093】

操作装置５０は、第１トーションばね７０、第２トーションばね８０、支持部材２１０および２２０を備える。

【0094】

第１トーションばね７０は、コイル部７３と、コイル部７３から延びるアーム部７１および７２とを有する。第２トーションばね８０は、コイル部８３と、コイル部８３から延びるアーム部８１および８２とを有する。

【0095】

本実施形態では、第２トーションばね８０はダブルトーションばねである。ダブルトーションばねである第２トーションばね８０は、左右方向に沿って並んだ二個のコイル部８３を有する。左右方向における第２トーションばね８０の両端部からは、二本のアーム部８１が延びている。アーム部８２は、左右方向において二個のコイル部８３の間に位置し、二個のコイル部８３を連結している。

【0096】

支持部材２１０は、第１トーションばね７０のアーム部７１と、第２トーションばね８０の二本のアーム部８１のうちの一方とを支持する。支持部材２１０は、回転軸５２が内部を通る筒部２１１を有する。筒部２１１は、第１トーションばね７０のコイル部７３の内部を通るとともに、第２トーションばね８０の二個のコイル部８３のうちの一方の内部を通る。支持部材２１０は、コイル部７３の外周部の周りを覆う筒部２１２と、二個のコイル部８３のうちの一方の外周部の周りを覆う筒部２１３とをさらに備える。筒部２１２および２１３はドラム型の形状を有し、それらの側壁は筒部２１１の外周部と接続されている。

【0097】

筒部２１２には切り欠き部２１５が設けられている。第１トーションばね７０のアーム部７１が切り欠き部２１５に嵌ることで、アーム部７１は支持部材２１０に支持される。

【0098】

筒部２１３には穴２１７が設けられている。二本のアーム部８１のうちの一方が穴２１７を通り、穴２１７の内壁部と接触することで、そのアーム部８１は支持部材２１０に支持される。

【0099】

支持部材２２０は、第２トーションばね８０の二本のアーム部８１のうちの他方を支持する。支持部材２２０は、回転軸５２が内部を通る筒部２２１を有する。筒部２２１は、第２トーションばね８０の二個のコイル部８３のうちの他方の内部を通る。支持部材２２０は、二個のコイル部８３のうちの他方の外周部の周りを覆う筒部２２２をさらに備える。筒部２２２はドラム型の形状を有し、その側壁は筒部２２１の外周部と接続されている。

【0100】

筒部２２２には穴２２７が設けられている。二本のアーム部８１のうちの他方が穴２２７を通り、穴２２７の内壁部と接触することで、そのアーム部８１は支持部材２２０に支持される。

【0101】

筒部２１３には切り欠き部２１６が設けられるとともに、筒部２２２には切り欠き部２２５が設けられている。第２トーションばね８０のアーム部８２が切り欠き部２１６および２２５に嵌ることで、アーム部８２は支持部材２１０および２２０に支持される。

【0102】

回転軸５２、支持部材２１０および２２０は、アクセルレバー５１の回転方向の位置ずれを抑制する締結構造を有する。一例として、回転軸５２のボディ部２５１は、平坦な形状を有する平坦部２５４（図７においてハッチングで示す部分）を有する。筒部２１１および２２１の内周壁部は、平坦部２５４と接触する平坦な形状を有する平坦部２１４および２２４を有する。平坦部２１４および２２４を有する内周壁部に、平坦部２５４を有するボディ部２５１が嵌ることで、回転軸５２と支持部材２１０および２２０との間の位置ずれが抑制される。なお、キー溝等を用いて回転軸５２と支持部材２１０および２２０との間の位置ずれを抑制してもよい。

【0103】

アクセルレバー５１の根元部５１ａは、回転軸５２の両端部に接続されている。例えば、根元部５１ａはＵ字形状を有し、Ｕ字形状の左端部が回転軸５２の左端部に接続され、Ｕ字形状の右端部が回転軸５２の右端部に接続される。根元部５１ａが回転軸５２の両端部に接続されるようにアクセルレバー５１を回転軸５２に取り付けることにより、左右方向における根元部５１ａに囲われた領域に、第１トーションばね７０、第２トーションばね８０、支持部材２１０および２２０を配置することができる。

【0104】

第１筐体５３ａには、アクセルレバー５１の回転角に応じた信号を出力する角度センサ９１が設けられている。角度センサ９１は、例えば磁気センサである。図示する例では、角度センサ９１は、第１筐体５３ａに配置された基板９３に設けられている。基板９３にはカバー９４が設けられ得る。支持部材２１０には永久磁石であるマグネット９２が設けられている。支持部材２１０に設けられたマグネット９２の位置は、アクセルレバー５１の回転に連動して移動する。磁気センサである角度センサ９１は、アクセルレバー５１の回転に連動して移動しないように第１筐体５３ａに設けられている。アクセルレバー５１の回転に伴いマグネット９２は角度センサ９１に対して移動し、角度センサ９１に印加される磁場が変化することで、アクセルレバー５１の回転角を検出することができる。

【0105】

角度センサ９１として、磁気センサを用いることで、アクセルレバー５１の回転角を精度良く検出することができる。非接触式の磁気センサを用いることで、角度センサ９１の耐久性を高めることができる。また、電線が延びる角度センサ９１をアクセルレバー５１の回転に連動して移動しないように設けることで、角度センサ９１の耐久性を高めることができる。

【0106】

制御装置１２０のプロセッサ１２１は、角度センサ９１の出力信号を用いてアクセルレバー５１の回転角を演算し、回転角の情報を制御装置１１０に出力する。角度センサ９１の出力信号を用いたアクセルレバー５１の回転角の演算は、制御装置１１０のプロセッサ１１１が行ってもよい。

【0107】

支持部材２１０に支持される第１トーションばね７０のアーム部７２の位置は、アクセルレバー５１の回転に連動して移動する。第１筐体５３ａには、第１トーションばね７０のアーム部７２と接触してアーム部７２の移動を抑制するストッパー５７が設けられている。ストッパー５７は第１筐体５３ａの一部であってもよい。

【0108】

図６は、アクセルレバー５１がニュートラル位置にあるときの操作装置５０を示している。介助者が手でアクセルレバー５１を握りこむと、アクセルレバー５１は第１回転方向Ｄ_１に回転する。第１回転方向Ｄ_１は、操作装置５０を左方から見た側面視において、反時計回りの方向である。

【0109】

制御装置１１０のプロセッサ１１１は、アクセルレバー５１の第１回転角θ_１の増加に応じて、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒの回転速度を増加させる制御を行う。第１回転角θ_１は、基準位置からのアクセルレバー５１の第１回転方向Ｄ_１の回転角である。アクセルレバー５１の基準位置は例えばニュートラル位置である。

【0110】

第１トーションばね７０は、第１回転方向Ｄ_１とは反対方向の第２回転方向Ｄ_２の第１弾性力をアクセルレバー５１に加える。介助者がアクセルレバー５１の操作をやめると、第１トーションばね７０の第１弾性力によりアクセルレバー５１は第２回転方向Ｄ_２に回転し、ニュートラル位置に戻る。第１回転角θ_１が０度であるニュートラル位置では、プロセッサ１１１は、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒを停止させる制御を行う。

【0111】

第１トーションばね７０は、アクセルレバー５１が回転可能な角度範囲の全てにおいて、第２回転方向Ｄ_２の第１弾性力をアクセルレバー５１に加える。ニュートラル位置においても、第１トーションばね７０は第１弾性力をアクセルレバー５１に加える。これにより、介助者に操作されていないときのアクセルレバー５１はニュートラル位置に維持される。

【0112】

アクセルレバー５１がニュートラル位置にあるときの角度において、根元部５１ａの前端部は第１筐体５３ａの後部と接触する。これにより、アクセルレバー５１がニュートラル位置から第２回転方向Ｄ_２にさらに回転することが抑制され、第１トーションばね７０の第１弾性力によりアクセルレバー５１はニュートラル位置に維持される。

【0113】

支持部材２１０および２２２に支持される第２トーションばね８０のアーム部８１および８２の位置は、アクセルレバー５１の回転に連動して移動する。第１筐体５３ａには、アクセルレバー５１の回転に連動したアーム部８２の移動範囲を制限するストッパー５８が設けられている。ストッパー５８は第１筐体５３ａの一部であってもよい。

【0114】

アクセルレバー５１の第１回転角θ_１が所定回転角θ_ａ（第２所定回転角）よりも小さいときは、ストッパー５８はアーム部８２に接触せず、アーム部８２の移動を抑制しない。第１回転角θ_１が所定回転角θ_ａ以上になると、ストッパー５８はアーム部８２に接触して、アクセルレバー５１の回転に連動したアーム部８２の移動を抑制する。所定回転角θ_ａは、０度よりも大きい角度であり、例えば２０度以上３０度以下であるがそれに限定されない。

【0115】

第１回転角θ_１が所定回転角θ_ａ以上のとき、アーム部８２の移動はストッパー５８により抑制される。これにより、第２トーションばね８０は、第１回転角θ_１が所定回転角θ_ａ以上のとき、第２回転方向Ｄ_２の第２弾性力をアクセルレバー５１に加えることができる。第２トーションばね８０は、第１回転角θ_１が所定回転角θ_ａよりも小さいときは、第２弾性力をアクセルレバー５１に加えない。第１回転角θ_１が所定回転角θ_ａ以上になったときに、第２トーションばね８０からアクセルレバー５１に第２弾性力を加えることで、介助者がアクセルレバー５１を動かすために必要な力の大きさを増加させることができる。

【0116】

図８から図９は、左斜め前方から見た操作装置５０の内部の一部を示す斜視図である。図８は、アクセルレバー５１がニュートラル位置にあるときの操作装置５０を示している。ニュートラル位置での第１回転角θ_１は０度である。図９は、アクセルレバー５１の第１回転角θ_１が所定回転角θ_ａのときの操作装置５０を示している。図１０は、第１回転角θ_１が所定回転角θ_ａよりも大きいときの操作装置５０を示している。

【0117】

図１１から図１３は、左側方から見た第２トーションばね８０およびストッパー５８を示す図である。図１１は、アクセルレバー５１の第１回転角θ_１が０度のときの第２トーションばね８０およびストッパー５８を示している。図１２は、第１回転角θ_１が所定回転角θ_ａのときの第２トーションばね８０およびストッパー５８を示している。図１３は、第１回転角θ_１が所定回転角θ_ａよりも大きいときの第２トーションばね８０およびストッパー５８を示している。

【0118】

図１４は、アクセルレバー５１の第１回転角θ_１と、介助者がアクセルレバー５１を第１回転方向Ｄ_１に動かすために必要な力の大きさとの関係を示す図である。図１４に示すグラフの横軸は、アクセルレバー５１の第１回転角θ_１を示している。縦軸は、介助者がアクセルレバー５１を第１回転方向Ｄ_１に動かすために必要な力Ｆ_１を示している。グラフ中の実線は、介助者がアクセルレバー５１を第１回転方向Ｄ_１に動かすために必要な力Ｆ_１を示している。グラフ中の破線は、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒの回転速度を示している。図１４に示す例では、アクセルレバー５１の可動範囲は０度から３０度である。一例として、所定回転角θ_ａは２５度とする。

【0119】

ニュートラル位置にあるアクセルレバー５１を介助者が操作すると、アクセルレバー５１は第１回転方向Ｄ_１に回転する。プロセッサ１１１は、アクセルレバー５１の第１回転角θ_１の増加に応じて、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒの回転速度を増加させる制御を行う。電動車椅子１の走行速度を低下させるときは、介助者は、アクセルレバー５１を握る手を緩めることで、第１回転角θ_１は小さくなり、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒの回転速度を低下させることができる。

【0120】

図１４に示す例では、第１回転角θ_１が０度から２度のときは、プロセッサ１１１は、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒを回転させない。これにより、介助者の意図に反してアクセルレバー５１が少し回転したときに、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒが始動することを抑制できる。

【0121】

図９および図１２に示すように、第１回転角θ_１が所定回転角θ_ａになると、第２トーションばね８０のアーム部８２はストッパー５８に接触する。第１回転角θ_１が所定回転角θ_ａ以上になると、第２トーションばね８０は第２弾性力をアクセルレバー５１に加える。第１回転角θ_１が所定回転角θ_ａ以上のとき、第１トーションばね７０の第１弾性力と第２トーションばね８０の第２弾性力との両方がアクセルレバー５１に加わるため、介助者がアクセルレバー５１を動かすために必要な力Ｆ_１の大きさは急激に増加する。

【0122】

本実施形態では、プロセッサ１１１は、第１回転角θ_１が所定回転角θ_ｂ（第１所定回転角）以上になったことを検出した場合、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒを停止させる制御を行う。所定回転角θ_ｂは、所定回転角θ_ａよりも大きい角度である。所定回転角θ_ｂは、例えば所定回転角θ_ａよりも２度から５度大きいが、それに限定されない。図１４に示す例では、所定回転角θ_ａは２７度である。プロセッサ１１１は、第１回転角θ_１が所定回転角θ_ｂ以上のときは、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒを停止させる制御を行う。

【0123】

これにより、介助者はアクセルレバー５１の操作量を大きくするだけで電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒを停止させることができる。アクセルレバー５１をニュートラル位置まで戻さなくても電動車椅子１の走行を停止させることができ、介助者の利便性を向上させることができる。

【0124】

アクセルレバー５１の第１回転角θ_１が所定回転角θ_ａ以上になると、第２トーションばね８０がアクセルレバー５１に第２弾性力を加えることにより、介助者がアクセルレバー５１を動かすために必要な力の大きさを急激に増加させることができる。これにより、介助者の意図に反して第１回転角θ_１が所定回転角θ_ｂ以上となって、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒが停止することを抑制できる。

【0125】

電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒを停止させる所定回転角θ_ｂは、第２トーションばね８０がアクセルレバー５１に第２弾性力を加え始める所定回転角θ_ａよりも大きい。所定回転角θ_ａにおいて電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒを停止させないことで、介助者の意図に反して電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒが停止することを抑制できる。

【0126】

上述したように、アクセルレバー５１の第１回転角θ_１が所定回転角θ_ａ以上になると、介助者がアクセルレバー５１を動かすために必要な力の大きさが急激に増加する。これにより、介助者は、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒが停止するアクセルレバー５１の操作位置が近づいていることを認識することができる。介助者は、電動車椅子１を停止させたくない場合は、アクセルレバー５１を第１回転方向Ｄ_１にさらに動かさないようにすることで、電動車椅子１の走行を継続することができる。電動車椅子１を停止させたい場合、介助者は、アクセルレバー５１を第１回転方向Ｄ_１にさらに動かすことで電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒを停止させることができる。

【0127】

本実施形態では、アクセルレバー５１をニュートラル位置に戻す方向の力を発生させる弾性部材として第１トーションばね７０を用いる。第１トーションばね７０のコイル部７３の内部にアクセルレバー５１の回転軸５２を通すことで、第１トーションばね７０と回転軸５２とでスペースを共有することができ、弾性部材の配置のために確保するスペースを小さくすることができる。また、第１回転角θ_１が所定回転角θ_ａ以上になるとアクセルレバー５１に第２弾性力を加える弾性部材として第２トーションばね８０を用いる。第２トーションばね８０のコイル部８３の内部にアクセルレバー５１の回転軸５２を通すことで、第２トーションばね８０と回転軸５２とでスペースを共有することができ、弾性部材の配置のために確保するスペースを小さくすることができる。これにより、モータ制御システム１００が備える他の部品の配置の自由度を高めることができるとともに、モータ制御システム１００の小型化を実現することができる。

【0128】

第２トーションばね８０のばね定数は、第１トーションばね７０のばね定数よりも大きくてもよい。これにより、第２トーションばね８０がアクセルレバー５１に加える第２弾性力を大きくすることができ、介助者の意図に反して第１回転角θ_１が所定回転角θ_ｂ以上となって、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒが停止することを抑制できる。例えば第２トーションばね８０を構成する線材の線径を大きくしたり、より硬い線材を採用したりすることで、第２トーションばね８０のサイズを小さく抑えながら第２トーションばね８０のばね定数を大きくすることができる。

【0129】

第２トーションばね８０として、二個のコイル部８３を有するダブルトーションばねを用いることで、アクセルレバー５１に加える第２弾性力を大きくすることができる。第２トーションばね８０に掛かる応力を二個のコイル部８３に分散することができるため、第２弾性力が大きい場合でも、第２トーションばね８０の耐久性を高めることができる。

【0130】

なお、第２トーションばね８０はシングルトーションばねであってもよい。第２トーションばね８０がシングルトーションばねの場合、第２トーションばね８０は複数個設けられてもよい。

【0131】

図６および図７を用いて説明したように、第２トーションばね８０のアーム部８１およびアーム部８２は、支持部材２１０および２２０に支持されている。支持部材２１０および２２０は、アクセルレバー５１の第１回転方向Ｄ_１の回転に応じて第２トーションばね８０がねじれる方向に第２トーションばね８０を予め所定量ねじった状態で、アーム部８１およびアーム部８２を支持する。例えば、第２トーションばね８０のコイル部８３を巻き込む方向に第２トーションばね８０を予め所定量ねじった状態にしておく。

【0132】

側面視において、アーム部８１とアーム部８２とがなす角をθ_２とする。アクセルレバー５１がニュートラル位置にあるときの角θ_２（図１１）は、第２トーションばね８０に掛かる負荷がゼロのときの角θ_２よりも小さい。

【0133】

第２トーションばね８０を予め所定量ねじった状態にしておくことで、第２トーションばね８０がアクセルレバー５１に第２弾性力を加え始める段階から、大きな弾性力をアクセルレバー５１に加えることができる。これにより、介助者がアクセルレバー５１を動かすために必要な力の大きさをより急激に増加させることができる。

【0134】

例えば、第１回転角θ_１が所定回転角θ_ａを超えるためのトルクの大きさは、第１回転角θ_１を所定回転角θ_ａにするためのトルクの１０倍以上１２倍以下であり得る。第１回転角θ_１が所定回転角θ_ａを超えるためのトルクの大きさを急激に増加させることにより、介助者の意図に反して電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒが停止することを抑制できる。

【0135】

なお、支持部材２１０および２２０は、第２トーションばね８０を予めねじっていない状態で、アーム部８１およびアーム部８２を支持してもよい。図１５は、第２トーションばね８０を予めねじっていない形態における、第１回転角θ_１と力Ｆ_１との関係を示す図である。このような形態においても、介助者の意図に反して第１回転角θ_１が所定回転角θ_ｂ以上となって、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒが停止することを抑制できる。

【0136】

次に、第１トーションばね７０および第２トーションばね８０がアクセルレバー５１に弾性力を加える機構の変形例を説明する。

【0137】

図１６は、上方から見た操作装置５０の内部の一部を示す図である。図１６に示す例では、第１筐体５３ａにケース２３０が設けられている。ケース２３０は、回転軸５２、第１トーションばね７０、第２トーションばね８０、マグネット９２、支持部材２１０および２２０を収容している。角度センサ９１は、ケース２３０に設けられている。

【0138】

図１７は、上方から見たケース２３０の内部の一部を示す図である。図１７に示す例では、操作装置５０は、第１トーションばね７０を二個備えている。第２トーションばね８０はシングルトーションばねである。

【0139】

回転軸５２は、ケース２３０によって回転可能に支持されている。支持部材２１０および２２０は、回転軸５２に設けられている。上記と同様に、回転軸５２、支持部材２１０および２２０は、アクセルレバー５１の回転方向の位置ずれを抑制する締結構造を有する。

【0140】

第１トーションばね７０のアーム部７１は、支持部材２１０によって支持されている。ケース２３０には、アーム部７２と接触してアーム部７２の移動を抑制するストッパー５７が設けられている。支持部材２１０にはマグネット９２が設けられている。

【0141】

第２トーションばね８０のアーム部８１は、支持部材２２０によって支持されている。ケース２３０には、アクセルレバー５１の回転に連動したアーム部８２の移動範囲を制限するストッパー５８が設けられている。アクセルレバー５１の第１回転角θ_１が所定回転角θ_ａよりも小さいときは、ストッパー５８はアーム部８２に接触せず、アーム部８２の移動を抑制しない。第１回転角θ_１が所定回転角θ_ａ以上になると、ストッパー５８はアーム部８２に接触して、アクセルレバー５１の回転に連動したアーム部８２の移動を抑制する。

【0142】

アクセルレバー５１の根元部５１ａは、回転軸５２の右端部に取り付けられる。図１６に示す例では、根元部５１ａは、回転軸５２の両端部の一方のみに取り付けられる。図６および図７に示す形態においても、根元部５１ａは、回転軸５２の両端部の一方のみに取り付けられてもよい。

【0143】

図１６および図１７に示す形態においても、上述した実施形態と同様の効果が得られる。

【0144】

上述の実施形態の説明では、第１回転角θ_１が所定回転角θ_ｂ以上になったときに電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒを停止させる制御をプロセッサ１１１が行っていたが、プロセッサ１１１および１２１が協業して行ってもよい。この場合、例えば、プロセッサ１２１は演算した第１回転角θ_１が所定回転角θ_ｂ以上になったときに、モータを停止させる指令をプロセッサ１１１に送信する。指令を受け取ったプロセッサ１１１は、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒを停止させる。

【0145】

角度センサ９１は磁気センサに限定されず、例えばポテンショメータであってもよい。

【0146】

アクセルレバー５１の根元部５１ａは、Ｕ字形状に限定されない。例えば図１６に示すように、根元部５１ａは、回転軸５２の両端部の一方のみに取り付けられてもよい。根元部５１ａは、左右方向における回転軸５２の中央部に取り付けられてもよい。

【0147】

電動車椅子１は、人間が手でハンドリムを漕ぐ力を電動モータにより補助する電動アシスト車椅子であってもよい。

【0148】

次に、アクセルレバー５１の回転角に応じた信号を出力する角度センサを二個備える実施形態を説明する。

【0149】

図１８は、操作装置５０のハードウェア構成を示すブロック図である。図１８に示す操作装置５０は、角度センサ９１に加えて角度センサ２９１をさらに備える。

【0150】

角度センサ９１と同様に、角度センサ２９１は例えば磁気センサであり、第１筐体５３ａに設けられる。支持部材２１０または２２０には、角度センサ２９１に磁場を印加するマグネットが設けられる。角度センサ２９１は磁気センサに限定されず、例えばポテンショメータであってもよい。角度センサ９１を第１角度センサと称し、角度センサ２９１を第２角度センサと称する場合がある。

【0151】

図１９から図２４は、角度センサ９１および角度センサ２９１を用いた電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒの制御を示す図である。図１９から図２４に示すグラフの横軸は、アクセルレバー５１の第１回転角θ_１を示している。縦軸は、角度センサ９１および２９１の検出値を示している。

【0152】

制御装置１２０は、第１角度センサ９１の出力信号にＡＤ変換等を行い、アクセルレバー５１の第１回転角θ_１の変化に応じて漸次変化する数値に変換する。図１９中の実線は、第１角度センサ９１の出力信号を変換して得られる検出値３０１を示している。

【0153】

制御装置１２０は、第２角度センサ２９１の出力信号にＡＤ変換等を行い、０と１で表される二値の検出値に変換する。図１９中の点線は、第２角度センサ２９１の出力信号を変換して得られる検出値３０２を示している。二値の検出値３０２は、例えば、第１回転角θ_１がθ_ｃ未満のときは“０”を示し、第１回転角θ_１がθ_ｃ以上のときは“１”を示す。回転角θ_ｃは０度よりも大きい値である。図１９中の破線は、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒの回転速度指令値３０３を示している。ＡＤ変換以外の変換方法を用いて角度センサ９１および２９１の出力信号から検出値３０１および３０２を生成してもよい。

【0154】

第１角度センサ９１の検出値３０１がＶ（ｍｉｎ）未満のときは、プロセッサ１１１（図３）は、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒを回転させない。検出値３０１がＶ（ｍｉｎ）のときの回転角をθ_ｄとする。θ_ｄはθ_ｃよりも大きい値であり得る。

【0155】

第１回転角θ_１がθ_ｄ以上になり、検出値３０１がＶ（ｍｉｎ）以上になると、プロセッサ１１１は、第１回転角θ_１の増加に応じて電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒの回転速度を増加させる制御を行う。

【0156】

図２０は、操作装置５０に不具合が発生し、第１回転角θ_１が０度のときに検出値３０１がＶ（ｍｉｎ）以上になっている状態を示している。本実施形態では、プロセッサ１１１は、第２角度センサ２９１の検出値３０２が“０”を示すときは、検出値３０１の大きさに関わらず、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒを回転させない制御を行う。このため、図２０に示すような不具合が発生した場合でも、第１回転角θ_１がθ_ｃ未満になると電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒを停止させることができる。図２１は、第２角度センサ２９１の検出値３０２が“０”を示すときは、検出値３０１の大きさに関わらず、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒを回転させない制御を示している。第１回転角θ_１がθ_ｃ未満となり、検出値３０２が“０”を示すと、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒの回転速度をゼロにする。

【0157】

操作装置５０に不具合が発生した場合、プロセッサ１２１は、報知部品６５および／または表示パネル６１を用いて、不具合が発生したことを介助者に知らせるための報知を行う。

【0158】

図２２は、第２角度センサ２９１の検出値３０２が常時“１”を示す不具合が発生した状態を示している。第１角度センサ９１の検出値３０１が、第１回転角θ_１が０度のときの値であっても、第２角度センサ２９１の検出値３０２が“１”を示している場合、プロセッサ１２１は、操作装置５０に不具合が発生したと判断し、介助者に報知を行う。

【0159】

検出値３０２が常時“１”を示す不具合が発生した場合は、電動車椅子１の電源をオフからオンに切り替えた直後から、検出値３０２は“１”を示す。このような場合、プロセッサ１２１は、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒを動作させず、操作装置５０に不具合が発生したと判断し、介助者に報知を行う。

【0160】

電源をオンにしたタイミングで介助者が既にアクセルレバー５１を操作していた場合、電源をオンにした直後から、検出値３０２は“１”を示す。このような場合、プロセッサ１２１は、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒを動作させない。操作装置５０から報知を受けた介助者がアクセルレバー５１から手を離すことで、検出値３０２は“０”に戻り、正常な動作状態に復帰することができる。

【0161】

図２３および図２４は、角度センサ９１および角度センサ２９１を用いた電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒの制御の別の例を示す図である。図２３に示す例では、検出値３０２の値が切り替わる回転角θ_ｃと、Ｖ（ｍｉｎ）に対応する回転角θ_ｄとが同じ大きさである。図２４は、図２３に示す制御において操作装置５０に不具合が発生し、第１回転角θ_１が０度のときに検出値３０１がＶ（ｍｉｎ）以上になっている状態を示している。この場合も、プロセッサ１１１は、検出値３０２が“０”を示すときは、検出値３０１の大きさに関わらず、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒを回転させない制御を行う。これにより、第１回転角θ_１がθ_ｃ未満になると電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒを停止させることができる。プロセッサ１２１は、操作装置５０に不具合が発生したことを介助者に報知する。

【0162】

図２５は、第１回転角θ_１が０度のときの検出値３０１をＶ（ｍｉｎ）に設定した実施形態を示す図である。上述の実施形態では、アクセルレバー５１を所定の角度回転させた後に、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒを始動させていた。図２５に示す例では、アクセルレバー５１をニュートラル位置から回転させ始めた直後から電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒを動作させることができる。

【0163】

以上、本発明の例示的な実施形態を説明した。

【0164】

本発明のある実施形態に係るモータ制御システム１００は、電動車両１に用いられるモータ制御システム１００であって、ユーザが操作するアクセルレバー５１と、アクセルレバー５１を回転可能に支持する筐体５３と、アクセルレバー５１の回転角に応じた信号を出力する角度センサ９１と、電動車両１を走行させる駆動力を発生させる電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒの動作を制御する制御装置１１０であって、アクセルレバー５１の基準位置からのアクセルレバー５１の第１回転方向Ｄ_１の回転角である第１回転角θ_１の増加に応じて、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒの回転速度を増加させる制御を行う制御装置１１０と、アクセルレバー５１の回転軸５２が内部を通るコイル部７３を有し、第１回転方向Ｄ_１とは反対方向の第２回転方向Ｄ_２の第１弾性力をアクセルレバー５１に加える第１トーションばね７０とを備え、制御装置１１０は、第１回転角θ_１が第１所定回転角θ_ｂ以上になったことを検出した場合、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒを停止させる制御を行う。

【0165】

本発明のある実施形態によれば、アクセルレバー５１の第１回転角θ_１が第１所定回転角θ_ｂ以上になった場合は、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒを停止させる。ユーザはアクセルレバー５１の操作量を大きくするだけで電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒを停止させることができる。アクセルレバー５１を基準位置（例えばニュートラル位置）まで戻さなくても電動車両１の走行を停止させることができ、ユーザの利便性を向上させることができる。

【0166】

アクセルレバー５１を基準位置に戻す方向の力を発生させる弾性部材として第１トーションばね７０を用いる。第１トーションばね７０のコイル部７３の内部にアクセルレバー５１の回転軸５２を通すことで、第１トーションばね７０と回転軸５２とでスペースを共有することができ、弾性部材の配置のために確保するスペースを小さくすることができる。これにより、モータ制御システム１００が備える他の部品の配置の自由度を高めることができるとともに、モータ制御システム１００の小型化を実現することができる。

【0167】

ある実施形態において、モータ制御システム１００は、アクセルレバー５１の回転軸５２が内部を通るコイル部８３を有し、第２回転方向Ｄ_２の第２弾性力をアクセルレバー５１に加える第２トーションばね８０をさらに備え、０度よりも大きく且つ第１所定回転角θ_ｂよりも小さい所定値を第２所定回転角θ_ａとしたとき、第２トーションばね８０は、第１回転角θ_１が第２所定回転角θ_ａよりも小さいときは、第２弾性力をアクセルレバー５１に加えず、第１回転角θ_１が第２所定回転角θ_ａ以上になると、第２弾性力をアクセルレバー５１に加えてもよい。

【0168】

アクセルレバー５１の第１回転角θ_１が第２所定回転角θ_ａ以上になると、第２トーションばね８０がアクセルレバー５１に第２弾性力を加えることにより、ユーザがアクセルレバー５１を動かすために必要な力の大きさを急激に増加させることができる。これにより、ユーザの意図に反して第１回転角θ_１が第１所定回転角θ_ｂ以上となって、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒが停止することを抑制できる。

【0169】

電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒを停止させる第１所定回転角θ_ｂは、第２トーションばね８０がアクセルレバー５１に第２弾性力を加え始める第２所定回転角θ_ａよりも大きい。第２所定回転角θ_ａにおいて電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒを停止させないことで、ユーザの意図に反して電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒが停止することを抑制できる。

【0170】

上述したように、アクセルレバー５１の第１回転角θ_１が第２所定回転角θ_ａ以上になると、ユーザがアクセルレバー５１を動かすために必要な力の大きさが急激に増加する。これにより、ユーザは、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒが停止するアクセルレバー５１の操作位置が近づいていることを認識することができる。ユーザは、電動車両１を停止させたくない場合は、アクセルレバー５１を第１回転方向Ｄ_１にさらに動かさないようにすることで、電動車両１の走行を継続することができる。電動車両１を停止させたい場合、ユーザは、アクセルレバー５１を第１回転方向Ｄ_１にさらに動かすことで電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒを停止させることができる。

【0171】

第１回転角θ１が第２所定回転角θ_ａ以上になるとアクセルレバー５１に第２弾性力を加える弾性部材として第２トーションばね８０を用いる。第２トーションばね８０のコイル部８３の内部にアクセルレバー５１の回転軸５２を通すことで、第２トーションばね８０と回転軸５２とでスペースを共有することができ、弾性部材の配置のために確保するスペースを小さくすることができる。これにより、モータ制御システム１００が備える他の部品の配置の自由度を高めることができるとともに、モータ制御システム１００の小型化を実現することができる。

【0172】

ある実施形態において、第２トーションばね８０のばね定数は、第１トーションばね７０のばね定数よりも大きくてもよい。

【0173】

第２トーションばね８０がアクセルレバー５１に加える第２弾性力を大きくすることができ、ユーザの意図に反して第１回転角θ_１が第１所定回転角θ_ｂ以上となって、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒが停止することを抑制できる。

【0174】

例えば第２トーションばね８０を構成する線材の線径を大きくしたり、より硬い線材を採用したりすることで、第２トーションばね８０のサイズを小さく抑えながら第２トーションばね８０のばね定数を大きくすることができる。

【0175】

ある実施形態において、第２トーションばね８０は、第２トーションばね８０のコイル部８３から延びる第１アーム部８１および第２アーム部８２を有し、モータ制御システム１００は、アクセルレバー５１の回転軸５２に設けられ、アクセルレバー５１の回転に連動して第１アーム部８１が移動するように第１アーム部８１を支持する支持部材２１０および２２０と、アクセルレバー５１の回転に連動した第２アーム部８２の移動範囲を制限するストッパー５８とを備え、ストッパー５８は、第１回転角θ_１が第２所定回転角θ_ａよりも小さいときは、第２アーム部８２に接触せず、第１回転角θ_１が第２所定回転角θ_ａ以上になると、第２アーム部８２に接触して、アクセルレバー５１の回転に連動した第２アーム部８２の移動を抑制してもよい。

【0176】

アクセルレバー５１の第１回転角θ_１が第２所定回転角θ_ａ以上になったときに、第２トーションばね８０からアクセルレバー５１に第２弾性力を加えることができる。

【0177】

ある実施形態において、支持部材２１０および２２０は、アクセルレバー５１の第１回転方向Ｄ_１の回転に応じて第２トーションばね８０がねじれる方向に第２トーションばね８０を予め所定量ねじった状態で、第１アーム部８１および第２アーム部８２を支持してもよい。

【0178】

第２トーションばね８０を予め所定量ねじっておくことで、第２トーションばね８０がアクセルレバー５１に第２弾性力を加え始める段階から、大きな弾性力をアクセルレバー５１に加えることができる。これにより、ユーザがアクセルレバー５１を動かすために必要な力の大きさをより急激に増加させることができる。

【0179】

ある実施形態において、第１回転角θ_１が第２所定回転角θ_ａを超えるためのトルクの大きさは、第１回転角θ_１を第２所定回転角θ_ａにするためのトルクの１０倍以上１２倍以下であってもよい。

【0180】

第１回転角θ_１が第２所定回転角θ_ａを超えるためのトルクの大きさを急激に増加させることにより、ユーザの意図に反して電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒが停止することを抑制できる。

【0181】

ある実施形態において、モータ制御システム１００は、アクセルレバー５１の回転軸５２と支持部材２１０および２２０との間の、アクセルレバー５１の回転方向の位置ずれを抑制する締結構造２１４、２２４、２５４をさらに有してもよい。

【0182】

アクセルレバー５１の回転軸５２と支持部材２１０および２２０に支持される第２トーションばね８０との間の位置ずれを抑制でき、第２トーションばね８０がアクセルレバー５１に第２弾性力を加え始める第１回転角θ_１の大きさを一定にすることができる。

【0183】

ある実施形態において、第２トーションばね８０は、ダブルトーションばねであり、ダブルトーションばねは、第１方向（左右方向）に沿って並んだ二個のコイル部８３を有し、ダブルトーションばねは、第１アーム部８１および第２アーム部８２のうちの一方のアーム部として、第１方向におけるダブルトーションばね８０の両端部から延びる二本のアーム部を有し、第１アーム部８１および第２アーム部８２のうちの他方のアーム部は、第１方向において二個のコイル部８３の間に位置し、二個のコイル部８３を連結していてもよい。

【0184】

第２トーションばね８０として、二個のコイル部８３を有するダブルトーションばねを用いることで、アクセルレバー５１に加える第２弾性力を大きくすることができる。第２トーションばね８０に掛かる応力を二個のコイル部８３に分散することができるため、第２弾性力が大きい場合でも、第２トーションばね８０の耐久性を高めることができる。

【0185】

ある実施形態において、第１所定回転角θ_ｂは、第２所定回転角θ_ａよりも２度から５度大きくてもよい。

【0186】

第２トーションばね８０がアクセルレバー５１に第２弾性力を加え始める第２所定回転角θ_ａよりも少し大きい第１所定回転角θ_ｂに第１回転角θ_１がなったときに、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒを停止させる。第１回転角θ_１が第２所定回転角θ_ａになったときに電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒを停止させないことで、ユーザの意図に反して電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒが停止することを抑制できる。

【0187】

ある実施形態において、第２所定回転角θ_ａは２０度以上３０度以下であってもよい。

【0188】

ユーザが電動車両１の走行速度の調整を行い易い角度範囲でアクセルレバー５１を回転させることができる。

【0189】

ある実施形態において、モータ制御システム１００は、アクセルレバー５１の回転に連動して移動するマグネット９２をさらに備え、角度センサ９１は磁気センサであり、アクセルレバー５１の回転に連動して移動しないように筐体５３に支持されていてもよい。

【0190】

磁気センサを用いることで、アクセルレバー５１の回転角を精度良く検出することができる。非接触式の磁気センサを用いることで、角度センサ９１の耐久性を高めることができる。

【0191】

電線が延びる角度センサ９１をアクセルレバー５１の回転に連動して移動しないように設けることで、角度センサ９１の耐久性を高めることができる。

【0192】

ある実施形態において、アクセルレバー５１の根元部５１ａは、回転軸５２の両端部に接続されていてもよい。

【0193】

アクセルレバー５１の根元部５１ａに囲われた領域に、第１トーションばね７０および第２トーションばね８０を配置することができる。

【0194】

アクセルレバー５１の回転方向において、アクセルレバー５１の根元部５１ａが筐体５３と接触することで、アクセルレバー５１のニュートラル位置を定めることができる。

【0195】

ある実施形態において、筐体５３には、電動車両１のハンドルバー４５ａに筐体５３を貫通させる穴５４が設けられていてもよい。

【0196】

電動車両１にモータ制御システム１００を後付けする場合に、その電動車両１で元々意図されていたグリップ４６の位置を維持でき、ユーザは、そのグリップ４６を握りながら、アクセルレバー５１を操作することができる。

【0197】

本発明のある実施形態に係る駆動ユニット１０は、上記のモータ制御システム１００と、電動車両１を走行させる駆動力を発生させる電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒとを備える。

【0198】

駆動ユニット１０を電動車両１に搭載することでユーザの利便性を向上させることができる。

【0199】

本発明のある実施形態に係る電動車両１は、上記の駆動ユニット１０を備える。

【0200】

これにより、ユーザの利便性が高い電動車両１を実現できる。

【0201】

ある実施形態において、電動車両１は、電動車椅子であってもよい。

【0202】

これにより、介助者の利便性が高い電動車椅子を実現できる。

【産業上の利用可能性】

【0203】

本発明は、電動車両の分野において特に有用である。

【符号の説明】

【0204】

１：電動車椅子（電動車両）、 ２Ｌ、２Ｒ：車輪、 ３Ｌ、３Ｒ：ハンドリム、 ４：車体フレーム、 ５Ｌ、５Ｒ：キャスタ、 ６：シート、 ７：バッテリ、 ８：アームレスト、 ９：背もたれ、 １０：駆動ユニット、 １５：操作装置、 １６：スティック、 ２１：ホイールハブ、 ２２：スポーク、 ２３：外周部、 ２４：接続部材、 ２５Ｌ、２５Ｒ：電動モータ、 ２６Ｌ、２６Ｒ：速度センサ、 ４１：シートフレーム、 ４２：アームレストフレーム、 ４３：ベースフレーム、 ４４：アンダーフレーム、 ４５：バックフレーム、 ４５ａ：ハンドルバー、 ４６：ハンドグリップ、 ４７：フットレスト、 ５０：操作装置、 ５１：アクセルレバー、 ５１ａ：根元部、 ５１ｂ：穴、 ５２：回転軸、 ５３：筐体、 ５３ａ：第１筐体、 ５３ｂ：第２筐体、 ５４：穴、 ５７：ストッパー、 ５８：ストッパー、 ６１：表示パネル、 ６２：電源スイッチ、 ６３：モード選択スイッチ、 ６４：操作スイッチ、 ６５：報知部品、 ６６：電線、 ６７：前後進切替スイッチ、 ７０：第１トーションばね、 ７１：アーム部、 ７２：アーム部、 ７３：コイル部、 ８０：第２トーションばね、 ８１：アーム部、 ８２：アーム部、 ８３：コイル部、 ９１：角度センサ、 ９２：マグネット、 ９３：基板、 ９４：カバー、 １００：モータ制御システム、 １１０：制御装置、 １１１：プロセッサ、 １１２：ＲＯＭ、 １１３：ＲＡＭ、 １１４Ｌ、１１４Ｒ：駆動回路、 １２０：制御装置、 １２１：プロセッサ、 １２２：ＲＯＭ、 １２３：ＲＡＭ、 ２１０：支持部材、 ２１１：筒部、 ２１２：筒部、 ２１３：筒部、 ２１４：平坦部、 ２１５：切り欠き部、 ２１６：切り欠き部、 ２１７：穴、 ２２０：支持部材、 ２２１：筒部、 ２２２：筒部、 ２２４：平坦部、 ２２５：切り欠き部、 ２２７：穴、 ２３０：ケース、 ２５１：ボディ部、 ２５２：ヘッド部、 ２５４：平坦部、 ２５６：穴、 ２５７：穴、 θ_１：第１回転角、 θ_ａ：第２所定回転角、 θ_ｂ：第１所定回転角、 Ｄ_１：第１回転方向、 Ｄ_２：第２回転方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】