JP7458632B2 - 電動バイク - Google Patents

Description

特許法第３０条第２項適用 令和 １年 ５月２８日に、ＮＥＷＳＣＡＳＴのウェブサイトにて公開（ｈｔｔｐｓ：／／ｎｅｗｓｃａｓｔ．ｊｐ／ｎｅｗｓ／２１４７５６） 令和 １年 ５月３０日に、イタリア共和国建国記念レセプションにて公開 令和 １年１０月２３日に、ＡＤＩＶＡ株式会社のウェブサイトにて公開（ｈｔｔｐｓ：／／ａｄｉｖａ．ｃｏ．ｊｐ／ｎｅｗｓ／２０１９＿１０＿２３．ｈｔｍｌ） 令和 １年１０月２３日に、ａｉｄｅａ株式会社のウェブサイトにて公開（ｈｔｔｐｓ：／／ａｉｄｅａ．ｎｅｔ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ）（ｈｔｔｐｓ：／／ａｉｄｅａ．ｎｅｔ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ａａ－ｃａｒｇｏ）（ｈｔｔｐｓ：／／ａｉｄｅａ．ｎｅｔ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ＃ＡＡ－Ｃａｒｇｏ－ＡＡ－Ｃａｒｇｏ－Ｖ２Ｈ） 令和 １年１０月２３日に、第４６回東京モーターショー２０１９にて公開

本発明は、電動バイクに関する。

近年、ガソリンエンジンを駆動源として搭載する自動二輪車に代わり、バッテリから供給される電力により走行する電動バイクが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。この種の電動バイクは、車輪を駆動するための電動モータを備えており、電動モータが発生させる駆動トルクを車輪に伝達することにより、前進又は後進するように構成されている。車輪に伝達する駆動トルクの大きさは、操向ハンドルに設けられたアクセルグリップの操作によって調整される。

特開２０１１－１０３７５４号公報

しかしながら、電動バイクを後進させる場合、従来では、前進駆動とは異なる操作が必要であり、ライダーが戸惑うことが多い。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、前進駆動と同様の操作にて、直感的に後進駆動できる電動バイクを提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る電動バイクは、操向ハンドルに設けられたアクセルグリップと、該アクセルグリップの操作に応じた駆動トルクを発生させる電動モータとを備え、前記駆動トルクにより車輪を駆動することで前進又は後進する電動バイクにおいて、後進指示を与えるリバーススイッチと、該リバーススイッチが操作されている間に、前記アクセルグリップが操作された場合、前記車輪を後進駆動するための駆動トルクを発生させるべく前記電動モータを制御するモータ制御部とを備える。

本願によれば、前進駆動と同様の操作で後進駆動できる。

本実施の形態に係る電動バイクの外観斜視図である。 ハンドルの部分拡大図である。 電動バイクの制御系の構成を示すブロック図である。 電動バイクを前進又は後進させる場合の制御手順を示すフローチャートである。 後進駆動から前進駆動に切り替える場合の制御手順を説明するフローチャートである。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
図１は本実施の形態に係る電動バイクの外観斜視図である。本実施の形態に係る電動バイクは車体フレーム１を備え、この車体フレーム１には、フロアボード２、フロントカバー３、リアカバー４、荷台５などが設けられている。フロアボード２は前後方向に延びる。フロントカバー３は、上下方向を軸方向とした筒状をなし、フロアボード２の前部から上方に突出する。リアカバー４は矩形箱状をなし、フロアボード２の後部から上方に突出する。リアカバー４の上面には座席６が設けられている。なお、図１に示す前後、左右、上下の各方向は、電動バイクの座席６にライダーが着座した状態を基準にして定められている。

フロントカバー３の内側には、上下方向を軸方向とした二本のシャフト３１が、やや斜め後方向に倒された姿勢で配置されている。各シャフト３１の下端部にフロントサスペンション３２が設けられており、二つのフロントサスペンション３２の間に、前輪３０が回転可能に支持されている。二本のシャフト３１の上端部は、シャフト３１の軸回りに回転可能なステアリング部３３に取り付けられており、ステアリング部３３から二つのハンドル１０が左右にそれぞれ突出している。ハンドル１０の下側に、ブレーキレバー１２が取り付けられている。

リアカバー４の内側には、充放電が可能なバッテリ１１０（図３を参照）が収納されている。リアカバー４の前面には接続口４ａが設けられている。接続口４ａに、例えば充電スタンドのプラグを接続することによって、バッテリ１１０を充電することができる。

座席６の後側に荷台５が設けられている。荷台５は水平方向に延びる板状をなす。荷台５の下側に二つの後輪４０が配置されている。後輪４０は、ホイール４１及びタイヤ４２を備える。ホイール４１の内側には電動モータの一例であるインホイールモータ４３が配置され、ホイール４１の周囲にタイヤ４２が取り付けられている。インホイールモータ４３は、バッテリ１１０から供給される電力により、後輪４０を前進駆動又は後進駆動するための駆動トルクを発生させる。

荷台５と座席６との間から、二本の取付管７が上方に突出している。二本の取付管７は左右方向に離れている。フロアボード２及び座席６の上方に、屋根８が設けられている。屋根８は、上方に突出するような曲面状をなし、前側に向かうに従って下降するように傾斜している。屋根８の後端部から下方に向けて二本の脚部８ａが突出している。二本の脚部８ａは左右方向に離れており、二本の取付管７に、それぞれ取り付けられている。取付管７の間及び脚部８ａの間に、背もたれ６ａが設けられている。

フロントカバー３の上部から、透明なスクリーン９が上方に突出している。スクリーン９の上端部は、屋根８の前端部に連結されている。スクリーン９は、ハンドル１０及びブレーキレバー１２よりも前側に配置されている。フロントカバー３の前面には前照灯装置３４が設けられている。

図２はハンドル１０の部分拡大図である。図２はライダーの右手により把持される右側のハンドル１０を示している。ハンドル１０は左右方向に延びるハンドルバー１０ａを備えており、ハンドルバー１０ａの右端にはアクセルグリップ１１が設けられている。アクセルグリップ１１は、ハンドルバー１０ａの軸回りに回動することでライダーの操作を受付ける操作具である。ライダーは、アクセルグリップ１１を把持して前後に回動させることにより、後輪４０を駆動するインホイールモータ４３の出力を調整することが可能である。インホイールモータ４３は、電動バイクの進行方向に依らずに、アクセルグリップ１１が後方側（図の手前側）に回動することにより出力（駆動トルク）が増加し、アクセルグリップ１１が前方側（図の奥側）に回動することにより出力（駆動トルク）が減少するように制御される。アクセルグリップ１１の操作が解除された場合（すなわち、アクセルグリップ１１が回動していない位置まで戻った場合）、インホイールモータ４３の出力は停止される。

アクセルグリップ１１の左側にはスイッチケース２０が設けられている。スイッチケース２０はハンドルバー１０ａに固定される。スイッチケース２０は、例えば、停止スイッチ２２、ライトスイッチ２３、及びリバーススイッチ２４を備える。停止スイッチ２２は、インホイールモータ４３の制御を含む全ての制御を停止させるためのスイッチである。ライトスイッチ２３は、前照灯装置３４の点灯及び消灯を切り替えるためのスイッチである。なお、前照灯装置３４の自動点灯が義務付けられている場合、ライトスイッチ２３は、搭載されていなくてもよく、またスイッチとして機能しないようにソフト的又はハード的にロックされた状態でスイッチケース２０に搭載されてもよい。リバーススイッチ２４は、後進指示を与えるためのスイッチである。このリバーススイッチ２４は、通常の状態では接点が開状態となり、ライダーの手の指で押下操作されている間だけ接点が閉状態となるモーメンタリ型のスイッチである。

本実施の形態において、停止スイッチ２２はスイッチケース２０の上面に配置され、ライトスイッチ２３及びリバーススイッチ２４はスイッチケース２０の後方側（図の手前側）の側面に配置される。例えば、ライトスイッチ２３は、操作部が後方向（水平方向）に突出するように配置され、リバーススイッチ２４は、ライトスイッチ２３から５度～３０度下側に回転した位置に配置される。停止スイッチ２２、ライトスイッチ２３、及びリバーススイッチ２４は、アクセルグリップ１１を把持しているライダーの手の指（例えば親指）にて操作することができるスイッチである。また、スイッチケース２０には、アクセルグリップ１１の操作量を検知し、その操作量に応じた信号を出力するアクセルセンサ２５（図３を参照）が内蔵されていてもよい。

図３は電動バイクの制御系の構成を示すブロック図である。電動バイクは、バッテリ１１０から供給される電力により動作するコントローラ１００を備えている。コントローラ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＲＡＭ（Random Access Memory）などにより構成される。コントローラ１００が備えるＣＰＵは、ＲＯＭに格納された制御プログラムを読み出して実行することにより、電動バイクが備える各種コンポーネントの動作を制御する。制御対象のコンポーネントの一例はインホイールモータ４３である。ＲＡＭには制御に必要な情報が一時的に記憶される。

コントローラ１００には、メインスイッチ２１、停止スイッチ２２、ライトスイッチ２３、リバーススイッチ２４等の各種スイッチ、アクセルセンサ２５、回転速度センサ２６、ブレーキセンサ２７等の各種センサが接続され、これらのスイッチが操作されたことを示す信号やセンサの検知結果を示す信号が入力される。また、コントローラ１００には、制御対象のコンポーネントとして、インホイールモータ４３の他、前照灯装置３４、ブレーキ１２０などが接続される。

メインスイッチ２１は、コントローラ１００を含む制御システムに電源を投入するために操作されるスイッチであり、例えばフロントカバー３の後面に設けられている。メインスイッチ２１が操作された場合、コントローラ１００にはバッテリ１１０から電力が供給され、コントローラ１００による各種コンポーネントの制御が可能になる。

停止スイッチ２２は、インホイールモータ４３の制御を含む全ての制御を停止させるためのスイッチである。停止スイッチ２２が操作されたことを示す信号が入力された場合、コントローラ１００は、バッテリ１１０から電力が供給されている場合であっても、全ての制御を停止する。

ライトスイッチ２３は、前照灯装置３４を点灯又は消灯させるためのスイッチである。コントローラ１００は、ライトスイッチ２３から点灯を指示する信号が入力された場合、前照灯装置３４を点灯させる制御を実行する。また、コントローラ１００は、ライトスイッチ２３から消灯を指示する信号が入力された場合、前照灯装置３４を消灯させる制御を実行する。なお、前照灯装置３４の自動点灯機能を有効にしている場合、コントローラ１００は、ライトスイッチ２３の操作の有無に関わらず、前照灯装置３４を点灯させる制御を実行してもよい。

リバーススイッチ２４は、後進指示を与えるためのスイッチである。リバーススイッチ２４が押下操作され、接点が閉状態である間、リバーススイッチ２４の接点が閉状態（オン状態）であることを示す信号がコントローラ１００に入力される。本実施の形態では、コントローラ１００は、リバーススイッチ２４がオン状態であり、かつ、アクセルグリップ１１を後方側に回動させる操作を受付けた場合、電動バイクを後進させるための駆動トルクを発生させるべくインホイールモータ４３の動作を制御する。

アクセルセンサ２５は、アクセルグリップ１１の操作量を検知し、その操作量に応じた信号を出力するセンサである。コントローラ１００は、アクセルグリップ１１の操作量に応じて、インホイールモータ４３の回転速度を決定する。アクセルグリップ１１の操作量とインホイールモータ４３の回転速度との関係は、コントローラ１００が備えるＲＯＭの内部に予め記憶されていればよい。なお、アクセルグリップ１１の操作量に対応するインホイールモータ４３の回転速度は、電動バイクを前進させる場合と、後進させる場合とで異ならせてもよい。

コントローラ１００は、決定した回転速度となるようにインホイールモータ４３の動作を制御する。このとき、コントローラ１００は、インホイールモータ４３の回転速度を検知する回転速度センサ２６の出力を参照して、インホイールモータ４３をフィードバック制御すればよい。コントローラ１００は、アクセルグリップ１１の操作量に応じた回転速度にてインホイールモータ４３を駆動することにより、駆動トルクを発生させる。インホイールモータ４３に発生させた駆動トルクは、後輪４０に伝達され、電動バイクを前進又は後進させる。

ブレーキセンサ２７は、ブレーキレバー１２の操作を検知し、検知結果に応じた信号を出力するセンサである。コントローラ１００は、ブレーキセンサ２７から入力される信号に応じて、ブレーキ１２０を作動させる。ブレーキ１２０が作動することにより、電動バイクは減速又は停止する。

以下、コントローラ１００による制御手順について説明する。
図４は電動バイクを前進又は後進させる場合の制御手順を示すフローチャートである。電動バイクのメインスイッチ２１がＯＮである場合（ステップＳ１０１）、コントローラ１００は、リバーススイッチ２４がＯＮ状態であるか否かを判断する（ステップＳ１０２）。

リバーススイッチ２４がＯＮ状態であると判断した場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、コントローラ１００は、アクセルグリップ１１が操作されたか否かを判断する（ステップＳ１０３）。アクセルグリップ１１の操作量に応じた信号が入力された場合、コントローラ１００は、アクセルグリップ１１が操作されたと判断することができる。アクセルグリップ１１が操作されていないと判断した場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、コントローラ１００は、処理をステップＳ１０２へ戻す。

コントローラ１００は、ステップＳ１０３でアクセルグリップ１１が操作されたと判断した場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、後輪４０を後進駆動する（ステップＳ１０４）。すなわち、コントローラ１００は、インホイールモータ４３の動作を制御して、後進駆動用の駆動トルクを発生させる。インホイールモータ４３に発生させた後進駆動用の駆動トルクは後輪４０に伝達する。電動バイクは、後輪４０が後進駆動されることによって後進する。

次いで、コントローラ１００は、リバーススイッチ２４がＯＦＦとなったか否かを判断する（ステップＳ１０５）。リバーススイッチ２４のＯＮ状態が継続されている場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、コントローラ１００は、処理をステップＳ１０４へ戻し、後進駆動を継続する。一方、リバーススイッチ２４の操作が解除され、ＯＦＦとなった場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、コントローラ１００は、後輪４０の後進駆動を停止する（ステップＳ１０６）。すなわち、コントローラ１００は、インホイールモータ４３の動作を停止させる。

コントローラ１００は、ステップＳ１０２でリバーススイッチ２４がＯＮ状態でないと判断した場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、アクセルグリップ１１が操作されたか否かを判断する（ステップＳ１０７）。アクセルグリップ１１の操作量に応じた信号が入力された場合、コントローラ１００は、アクセルグリップ１１が操作されたと判断することができる。アクセルグリップ１１が操作されていないと判断した場合（Ｓ１０７：ＮＯ）、コントローラ１００は、処理をステップＳ１０２へ戻す。

コントローラ１００は、ステップＳ１０７でアクセルグリップ１１が操作されたと判断した場合（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、後輪４０を前進駆動する（ステップＳ１０８）。すなわち、コントローラ１００は、インホイールモータ４３の動作を制御して、前進駆動用の駆動トルクを発生させる。インホイールモータ４３に発生させた前進駆動用の駆動トルクは後輪４０に伝達する。電動バイクは、後輪４０が前進駆動されることによって前進する。

図４のフローチャートでは、後進駆動の停止手順のみを示しているが、前進駆動の停止手順は従来と同様である。すなわち、コントローラ１００は、ブレーキレバー１２が操作されたことを示す信号が入力された場合、ブレーキ１２０を作動させる制御を実行し、前進駆動を停止させればよい。

図５は後進駆動から前進駆動に切り替える場合の制御手順を説明するフローチャートである。後輪４０を後進駆動した場合、コントローラ１００は、前進駆動の禁止フラグをＯＮにセットする（ステップＳ２０１）。禁止フラグは、例えばコントローラ１００が備えるＲＡＭに記憶され、電動バイクの前進駆動を禁止する場合にＯＮ、前進駆動を禁止しない場合にＯＦＦにセットされる。

次いで、コントローラ１００は、リバーススイッチ２４がＯＦＦとなったか否かを判断する（ステップＳ２０２）。リバーススイッチ２４がＯＦＦとなっていない場合（Ｓ２０２：ＮＯ）、コントローラ１００は、アクセルグリップ１１の操作が解除されているか否かを判断する（ステップＳ２０３）。アクセルグリップ１１の操作が解除されていない場合（Ｓ２０３：ＮＯ）、コントローラ１００は、処理をステップＳ２０２へ戻す。また、アクセルグリップ１１の操作が解除されていると判断した場合（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、コントローラ１００は、禁止フラグをＯＦＦにセットし（ステップＳ２０４）、処理をステップＳ２０２へ戻す。なお、アクセルグリップ１１の操作が解除された場合、後輪４０の後進駆動は停止される。

リバーススイッチ２４がＯＦＦとなった場合（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、コントローラ１００は、適宜のタイミングにおいて、アクセルグリップ１１が操作されている状態であるか否かを判断する（ステップＳ２０５）。アクセルグリップ１１が操作されていない場合（Ｓ２０５：ＮＯ）、コントローラ１００は、本フローチャートによる処理を終了する。なお、リバーススイッチ２４がＯＦＦであり、アクセルグリップ１１が操作されていない状態である場合、後輪４０の駆動は停止される。

アクセルグリップ１１が操作されている状態と判断した場合（Ｓ２０５：ＹＥＳ）、コントローラ１００は、内蔵のＲＡＭを参照し、禁止フラグがＯＮであるか否かを判断する（ステップＳ２０６）。禁止フラグがＯＮである場合（Ｓ２０６：ＹＥＳ）、すなわちアクセルグリップ１１の操作が解除されることなく、リバーススイッチ２４がＯＦＦされた場合、コントローラ１００は、後輪４０の前進駆動を禁止する（ステップＳ２０７）。これにより、後進駆動から前進駆動に急に切り替わることが回避される。

一方、禁止フラグがＯＦＦである場合（Ｓ２０６：ＮＯ）、コントローラ１００は、後輪４０の前進駆動を実施する（ステップＳ２０８）。すなわち、コントローラ１００は、インホイールモータ４３の動作を制御して、前進駆動用の駆動トルクを発生させる。インホイールモータ４３に発生させた前進駆動用の駆動トルクは後輪４０に伝達する。電動バイクは、後輪４０が前進駆動されることによって前進する。

なお、図５のフローチャートでは、後進駆動から前進駆動への切替手順について説明したが、前進駆動から後進駆動への切替手順についても同様である。すなわち、前進駆動している状態から後進駆動に切り替える場合、アクセルグリップ１１の操作が一旦解除された後に、リバーススイッチ２４が操作され、かつ、アクセルグリップ１１が操作された場合、コントローラ１００は、後輪４０の後進駆動を実施すればよい。

以上のように、本実施の形態では、アクセルグリップ１１を後方側へ回動させることにより電動バイクを前進させることができ、リバーススイッチ２４を押しながらアクセルグリップ１１を後方側へ回動させることにより電動バイクを後進させることができる。本実施の形態では、電動バイクを前進させる場合と後進させる場合とでアクセルグリップ１１の回動方向が変化しないので、ライダーは直感的な操作により電動バイクを後進させることが可能となる。また、リバーススイッチ２４を離すと後進が停止するので、ブレーキ操作などの更なる操作を受付けることなく電動バイクを停止させることができる。

今回開示された実施形態は、全ての点において例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１ 車体フレーム
２ フロアボード
３ フロントカバー
４ リアカバー
５ 荷台
６ 座席
１０ ハンドル
１１ アクセルグリップ
１２ ブレーキレバー
２０ スイッチケース
２１ メインスイッチ
２２ 停止スイッチ
２３ ライトスイッチ
２４ リバーススイッチ
３０ 前輪
４０ 後輪
４１ ホイール
４２ タイヤ
４３ インホイールモータ
１００ コントローラ
１１０ バッテリ

Claims (4)

1. 操向ハンドルに設けられたアクセルグリップと、該アクセルグリップの操作に応じた駆動トルクを発生させる電動モータとを備え、前記駆動トルクにより車輪を駆動することで前進又は後進する電動バイクにおいて、
   後進指示を与えるリバーススイッチと、
   前記電動モータを制御するモータ制御部と
   を備え、
   前記モータ制御部は、
   前記リバーススイッチが操作されていない間に、前記アクセルグリップが操作された場合、前記車輪を前進駆動するための駆動トルクを発生させるべく前記電動モータを制御し、
   前記リバーススイッチが操作されている間に、前記アクセルグリップが操作された場合、前記車輪を後進駆動するための駆動トルクを発生させるべく前記電動モータを制御し、
   前記リバーススイッチの操作が解除された場合、前記後進駆動を停止すべく前記電動モータを制御する
   電動バイク。
2. 前記モータ制御部は、前記アクセルグリップの操作が解除された後に、前進駆動と後進駆動との切替えを許可する
   請求項１に記載の電動バイク。
3. 前記リバーススイッチは、前記アクセルグリップを把持した手の指により操作可能な位置に設けられている
   請求項１又は請求項２に記載の電動バイク。
4. 前記操向ハンドルに取り付けられたスイッチケースを備え、
   該スイッチケースには、前記電動モータの制御を含む全制御を停止させる停止スイッチ、前照灯を点灯又は消灯させるライトスイッチ、及び前記リバーススイッチが、前記操向ハンドルの軸回りに並設されている
   請求項１から請求項３の何れか１つに記載の電動バイク。

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