(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の車輪と、ペダルを漕ぐことで回転するクランク軸とを備え、前記複数の車輪のうち少なくとも何れか１つの車輪が前記クランク軸の回転が伝達されて回転駆動されるように構成された自転車の制御システムにおいて、
前記自転車の乗員の足に装着可能なウェアラブル端末と、前記自転車に搭載された搭載機器を制御する制御装置とを備え、
前記ウェアラブル端末は、前記ペダルの所定の位置に前記乗員の足が載置されたか否かを検出する載置検出手段と、前記乗員の足を載置して前記ペダルを漕ぐときの該足の運動状態を検出する運動状態検出手段とを備え、
前記制御装置は、専ら前記載置検出手段と前記運動状態検出手段とによって検出される検出値に基づいて前記搭載機器を制御するように構成されていることを特徴とする自転車の制御システム。
【請求項２】
請求項１に記載の自転車の制御システムにおいて、
前記制御装置により制御される前記搭載機器には、前記複数の車輪のうち少なくとも何れか１つの車輪を回転駆動する電動モータが含まれ、
前記ペダルを漕ぐことによる人力駆動力に加えて前記電動モータによる補助駆動力が付与されることで前記自転車が走行するように構成されていることを特徴とする自転車の制御システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の自転車の制御システムにおいて、
前記制御装置により制御される前記搭載機器には、前記車輪を懸架する懸架装置が含まれることを特徴とする自転車の制御システム。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のうち何れか一つに記載の自転車の制御システムにおいて、
前記制御装置により制御される前記搭載機器には、前記クランク軸と該クランク軸の回転が伝達されて回転駆動される前記車輪との回転速度の比を調整する変速装置が含まれることを特徴とする自転車の制御システム。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のうち何れか一つに記載の自転車の制御システムにおいて、
前記搭載機器の制御に供される前記検出値を検出する前記運動状態検出手段には、前記乗員の足が載置されたときの前記ペダルに付与される踏力を検出する踏力センサが含まれることを特徴とする自転車の制御システム。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のうち何れか一つに記載の自転車の制御システムにおいて、
前記搭載機器の制御に供される前記検出値を検出する前記運動状態検出手段には、前記乗員の足の筋電位を検出する筋電センサが含まれることを特徴とする自転車の制御システム。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のうち何れか一つに記載の自転車の制御システムにおいて、
前記搭載機器の制御に供される前記検出値を検出する前記運動状態検出手段には、前記クランク軸の回転速度を検出するケイデンスセンサが含まれることを特徴とする自転車の制御システム。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のうち何れか一つに記載の自転車の制御システムにおいて、
前記搭載機器の制御に供される前記検出値を検出する前記運動状態検出手段には、自身に作用する慣性運動を検出する慣性センサが含まれることを特徴とする自転車の制御システム。
【請求項９】
請求項８に記載の自転車の制御システムにおいて、
前記制御装置は、前記慣性センサによって検出される検出値に基づいて前記慣性センサと前記ペダルとの相対位置を求め、この求めた相対位置に基づいて前記ペダルの所定の位置に前記乗員の足が載置されたか否かを判定し、
前記慣性センサが前記判定に供されることをもって、前記慣性センサを前記載置検出手段と見做すことを特徴とする自転車の制御システム。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のうち何れか一つに記載の自転車の制御システムにおいて、
前記載置検出手段には、前記ペダルに取り付けられる被検出手段に接近することで該被検出手段を検出するペダルセンサが含まれることを特徴とする自転車の制御システム。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のうち何れか一つに記載の自転車の制御システムにおいて、
前記ウェアラブル端末は、前記載置検出手段および前記運動状態検出手段で検出される検出値または該検出値に基づいて取得された前記搭載機器を制御するための指令値の信号を無線で送信する送信装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記送信装置から送信された前記信号を受信する受信装置を備え、専ら、前記受信装置により受信された前記信号に基づいて前記搭載機器を制御するように構成されていることを特徴とする自転車の制御システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の自転車の制御システムにおいて、
前記搭載機器を制御するための制御特性の変更を前記受信装置を介して前記制御装置に対して無線で指示可能な携帯端末装置をさらに備えていることを特徴とする自転車の制御システム。
【請求項１３】
請求項１１または請求項１２に記載の自転車の制御システムにおいて、
前記送信装置から無線で送信された前記信号を受信するとともに、その受信した信号に基づくデータを記憶可能な携帯端末装置をさらに備えていることを特徴とする自転車の制御システム。
【請求項１４】
請求項１３に記載の自転車の制御システムにおいて、
前記携帯端末装置に記憶された前記データを前記携帯端末装置により解析するとともに、その解析に基づいて、前記搭載機器を制御するための制御特性の変更を前記制御装置に対して前記携帯端末装置により前記受信装置を介して無線で指示可能に構成されていることを特徴とする自転車の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自転車の乗員の足に装着可能なウェアラブル端末と、自転車に搭載された搭載機器を制御する制御装置とを備えた自転車の制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に示されている従来の自転車の制御システムは、ペダルの踏力に対する電動モータの駆動力の比を、人体指標検出手段により検出された人体指標の増減に対応して電動モータの駆動力を増減させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許３２７６４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の自転車の制御システムでは、人体指標は、自転車の乗員の身体に装着された人体指標検出手段により検出するように構成されているものの、ペダルの踏力は、遊星歯車式増速機や踏力検出レバー等を介してポテンショメータにより検出するように構成されている。このため、自転車の乗員がペダルに踏力を付与してからその踏力をポテンショメータにより検出するまでに、遊星歯車式増速機等の各部品の機械的なガタや変位の影響でタイムラグが発生する。このようなタイムラグが発生した踏力に基づいて電動モータの駆動力を制御すると、自転車の走行時にもたつき感を感じ、自転車の乗員が所望する好適な走行フィーリングが得られないという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような問題を解消するためになされたもので、自転車の乗員が走行時に違和感を感じることがなく、乗員が所望する好適な走行フィーリングが得られる自転車の制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するために、本発明に係る自転車の制御システムは、複数の車輪と、ペダルを漕ぐことで回転するクランク軸とを備え、前記複数の車輪のうち少なくとも何れか１つの車輪が前記クランク軸の回転が伝達されて回転駆動されるように構成された自転車の制御システムにおいて、前記自転車の乗員の足に装着可能なウェアラブル端末と、前記自転車に搭載された搭載機器を制御する制御装置とを備え、前記ウェアラブル端末は、前記ペダルの所定の位置に前記乗員の足が載置されたか否かを検出する載置検出手段と、前記乗員の足を載置して前記ペダルを漕ぐときの該足の運動状態を検出する運動状態検出手段とを備え、前記制御装置は、専ら前記載置検出手段と前記運動状態検出手段とによって検出される検出値に基づいて前記搭載機器を制御するように構成されていることを特徴とするものである。
【０００７】
請求項２に記載した発明に係る自転車の制御システムは、請求項１に記載の自転車の制御システムにおいて、前記制御装置により制御される前記搭載機器には、前記複数の車輪のうち少なくとも何れか１つの車輪を回転駆動する電動モータが含まれ、前記ペダルを漕ぐことによる人力駆動力に加えて前記電動モータによる補助駆動力が付与されることで前記自転車が走行するように構成されていることを特徴とするものである。
請求項３に記載した発明に係る自転車の制御システムは、請求項１または請求項２に記載の自転車の制御システムにおいて、前記制御装置により制御される前記搭載機器には、前記車輪を懸架する懸架装置が含まれることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項４に記載した発明に係る自転車の制御システムは、請求項１ないし請求項３のうち何れか一つに記載の自転車の制御システムにおいて、前記制御装置により制御される前記搭載機器には、前記クランク軸と該クランク軸の回転が伝達されて回転駆動される前記車輪との回転速度の比を調整する変速装置が含まれることを特徴とするものである。
請求項５に記載した発明に係る自転車の制御システムは、請求項１ないし請求項４のうち何れか一つに記載の自転車の制御システムにおいて、前記搭載機器の制御に供される前記検出値を検出する前記運動状態検出手段には、前記乗員の足が載置されたときの前記ペダルに付与される踏力を検出する踏力センサが含まれることをを特徴とするものである。
【０００９】
請求項６に記載した発明に係る自転車の制御システムは、請求項１ないし請求項５のうち何れか一つに記載の自転車の制御システムにおいて、前記搭載機器の制御に供される前記検出値を検出する前記運動状態検出手段には、前記乗員の足の筋電位を検出する筋電センサが含まれることを特徴とするものである。
請求項７に記載した発明に係る自転車の制御システムは、請求項１ないし請求項６のうち何れか一つに記載の自転車の制御システムにおいて、前記搭載機器の制御に供される前記検出値を検出する前記運動状態検出手段には、前記クランク軸の回転速度を検出するケイデンスセンサが含まれることを特徴とするものである。
請求項８に記載した発明に係る自転車の制御システムは、請求項１ないし請求項７のうち何れか一つに記載の自転車の制御システムにおいて、前記搭載機器の制御に供される前記検出値を検出する前記運動状態検出手段には、自身に作用する慣性運動を検出する慣性センサが含まれることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項９に記載した発明に係る自転車の制御システムは、請求項８に記載の自転車の制御システムにおいて、前記制御装置は、前記慣性センサによって検出される検出値に基づいて前記慣性センサと前記ペダルとの相対位置を求め、この求めた相対位置に基づいて前記ペダルの所定の位置に前記乗員の足が載置されたか否かを判定し、前記慣性センサが前記判定に供されることをもって、前記慣性センサを前記載置検出手段と見做すことを特徴とするものである。
請求項１０に記載した発明に係る自転車の制御システムは、請求項１ないし請求項９のうち何れか一つに記載の自転車の制御システムにおいて、前記載置検出手段には、前記ペダルに取り付けられる被検出手段に接近することで該被検出手段を検出するペダルセンサが含まれることを特徴とするものである。
請求項１１に記載した発明に係る自転車の制御システムは、請求項１ないし請求項１０のうち何れか一つに記載の自転車の制御システムにおいて、前記ウェアラブル端末は、前記載置検出手段および前記運動状態検出手段で検出される検出値または該検出値に基づいて取得された前記搭載機器を制御するための指令値の信号を無線で送信する送信装置をさらに備え、前記制御装置は、前記送信装置から送信された前記信号を受信する受信装置を備え、専ら、前記受信装置により受信された前記信号に基づいて前記搭載機器を制御するように構成されていることを特徴とするものである。
請求項１２に記載した発明に係る自転車の制御システムは、請求項１１に記載の自転車の制御システムにおいて、前記搭載機器を制御するための制御特性の変更を前記受信装置を介して前記制御装置に対して無線で指示可能な携帯端末装置をさらに備えていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項１３に記載した発明に係る自転車の制御システムは、請求項１１または請求項１２に記載の自転車の制御システムにおいて、前記送信装置から無線で送信された前記信号を受信するとともに、その受信した信号に基づくデータを記憶可能な携帯端末装置をさらに備えていることを特徴とするものである。
請求項１４に記載した発明に係る自転車の制御システムは、請求項１３に記載の自転車の制御システムにおいて、前記携帯端末装置に記憶された前記データを前記携帯端末装置により解析するとともに、その解析に基づいて、前記搭載機器を制御するための制御特性の変更を前記制御装置に対して前記携帯端末装置により前記受信装置を介して無線で指示可能に構成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ペダルの所定の位置に乗員の足が載置されたか否かを検出する載置検出手段を備えているので、載置検出手段の検出に基づいて、乗員が自転車を運転中であるか否かを容易に判別することができる。このため、乗員が自転車を運転していないと判別された場合は、運動状態検出手段による検出があったとしても、該検出に基づいて搭載機器が無用に制御されることはない。
また、運動状態検出手段を乗員の足に装着することで該検出手段により乗員の足の動きを直接的に検出することができ、しかも、専ら、このような検出によるデータに基づいて搭載機器を制御するように構成されているので、該制御が乗員の足の動きに迅速に対応して行われる。このため、走行している時に自転車の乗員が違和感を感じることがなく、乗員が所望する好適な走行フィーリングを得ることができる。
また、専ら、乗員の足に装着した運動状態検出手段の検出によるデータに基づいて搭載機器を制御するように構成されているので、クランク軸に付与されるトルクを検出するためのセンサやクランク軸の回転を検出するためのセンサ等を自転車に設ける必要がない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る自転車の制御システムを備えた自転車およびその自転車に乗ったときの乗員の足元を示す側面図である。
【図２】図１において、乗員の足元およびその近傍を前方斜め上方から見た状態を拡大して示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る自転車の制御システムの概略の構成を示すブロック図である。
【図４】図１に示す自転車において、乗員が右側のペダルを足で漕ぐ様子を側方から見た状態を示す側面図である。
【図５】（１）図は、図１に示す自転車に搭載された電動モータを構成する直流モータの特性の一例を示す図であり、（２）図は、図１に示す自転車のペダルを乗員が漕いで自転車を発進させたときの推進力が時間の経過に連れて変化する様子の一例を示す波形図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る自転車の制御システムの作動を説明するためのフローチャートである。
【図７】図１に示す自転車のペダルに乗員が右足を載置した状態を上方から見た状態を示す平面図であって、靴の中敷きであるインナーソールとペダルとの位置関係を説明するための図である。
【図８】本発明の実施の形態の第１変形例に係る自転車の制御システムを説明するための図であって、図１に示す自転車において、乗員が右側のペダルを足で漕ぐ様子を側方から見た状態を示す側面図である。
【図９】本発明の実施の形態の第２変形例に係る自転車の制御システムの概略の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る自転車の制御システムの実施の形態を図１ないし図７を参照して詳細に説明する。
＜自転車の制御システムの構成＞
図１は、本発明の実施の形態に係る自転車の制御システムの一例を示しており、この図において矢印Ｆで示す方向は、自転車１の前方を示している。以下の説明で自転車１の各構成部材に関して使用する前・後、左・右および上・下の語句は、各構成部材が自転車１に組み付けられた状態において、自転車１に乗車して見たときの方向を指すものとする。自転車１の前部には前輪３が設けられ、自転車１の後部には後輪５が設けられている。前輪３および後輪５は、本発明でいう「車輪」を構成する。前輪３は、車体フレーム７によって転動可能に支持されている。
【００１５】
車体フレーム７は、後方に向かうに連れて斜め下方に延びるダウンチューブ９と、該ダウンチューブ９の前端部に結着されたヘッドチューブ１１と、ダウンチューブ９の前後方向中途部に結着されたシートチューブ１３とを備えている。ヘッドチューブ１１にはフロントフォーク１５が回動可能に組み付けられており、該フロントフォーク１５の上端部にはハンドル１７が結着され下端部には前輪３が転動可能に支持されている。ダウンチューブ９の前後方向中途部には、前後方向に延びるリヤアーム１９の前端部が軸部材２１を介して揺動可能に支持されている。リヤアーム１９の後端部には、後輪５が転動可能に支持されている。
【００１６】
シートチューブ１３は、下端部がダウンチューブ９に結着され、かつ、後方に向かうに連れて斜め上方に延びるシートチューブ本体１３ａと、該シートチューブ本体１３ａの上端部に結着されたシート支持チューブ１３ｂとを備えている。該シート支持チューブ１３ｂには、乗員が着座するサドル２３の底面部の中央部に結着されたシートピラー２５の下部が挿入され、挿入後にボルト２７を捩じ込むことでシート支持チューブ１３ｂに対してシートピラー２５が強固に固定される。なお、ボルト２７を捩じ込む前に、シート支持チューブ１３ｂに対するシートピラー２５の挿入位置を適宜、変更することでサドル２３の高さを調整することができる。
【００１７】
シートチューブ本体１３ａの長手方向中途部（下端寄り）とリヤアーム１９の長手方向中途部（前端寄り）とにはそれぞれ左右方向に延びる軸部材２９，３１が取り付けられ、これらの軸部材２９，３１を介して油圧緩衝器３３の両端部が回動可能にシートチューブ本体１３ａとリヤアーム１９とにそれぞれ連結されている。油圧緩衝器３３は、本発明でいう「懸架装置」および「搭載機器」を構成する。油圧緩衝器３３が伸縮することでリヤアーム１９は軸部材２１の軸芯回りに回動し、リヤアーム１９の後端部が上下方向に揺動する。これによって、後輪５は、リヤアーム１９および油圧緩衝器３３等により車体フレーム７に懸架されている。
【００１８】
前輪３内には電動モータ３５が組み付けられており、前輪３は、所謂、ホイールインモータの構造からなる。電動モータ３５は、本発明でいう「搭載機器」を構成する。電動モータ３５に電源が供給されることによる回転駆動力は前輪３に伝達され、後述するペダル４７を漕ぐことによる人力駆動力に加えて電動モータ３５による補助駆動力が付与されることで自転車１を楽に走行させることができる。
電動モータ３５に電源を供給する二次電池３７が、ダウンチューブ９に沿うように取り付けられた電池収納ケース３９内に着脱可能に装着され、電池収納ケース３９の上端部には電源制御装置４１が固定されている。電源制御装置４１は、本発明でいう「制御装置」を構成する。該電源制御装置４１は、電源供給線４２（図３参照）を介して二次電池３７と電動モータ３５とにそれぞれ電気的に接続されており、該電源供給線４２を介して二次電池３７から電動モータ３５に流れる電流は電源制御装置４１により制御される。
【００１９】
ダウンチューブ９の下端部には、左右方向に延びるクランク軸４３が回転可能に支持されており、該クランク軸４３の両端部にはＬ字状の左右一対のクランク４５，４５の一端部がそれぞれ結着され、各クランク４５の他端部のペダル軸４５ａにはペダル４７がそれぞれ回転可能に結着されている。クランク軸４３の長手方向中途部には駆動スプロケット４９が結着され、後輪５の車軸５１の長手方向中途部には互いに直径の異なる３つの従動スプロケット５３Ｌ，５３Ｍ，５３Ｈが結着されており、これら３つの従動スプロケット５３Ｌ，５３Ｍ，５３Ｈのうち１つの従動スプロケットと駆動スプロケット４９とにチェーン５５が巻き掛けられている。なお、この実施の形態では、各従動スプロケット５３Ｌ，５３Ｍ，５３Ｈによる外装変速機の例を示したが、これに替えて内装変速機でもよい。
【００２０】
自転車に乗った乗員が足でペダル４７を漕ぐことでクランク軸４３が回転し、さらに該クランク軸４３と共に駆動スプロケット４９が回転することでこの回転がチェーン５５を介して従動スプロケット５３Ｌ，５３Ｍ，５３Ｈのうちの１つに伝達されて後輪５が回転駆動される。リヤアーム１９の長手方向一端部（後端寄り）には変速装置５７がブラケット５９を介して結着されており、該変速装置５７により３つの従動スプロケット５３Ｌ，５３Ｍ，５３Ｈのうち１つの従動スプロケットが択一的に選択されてチェーン５５が巻き掛けられ、該チェーン５５を介して駆動スプロケット４９の回転が伝達される。変速装置５７は、本発明でいう「搭載機器」を構成する。該変速装置５７を作動させることによって、クランク軸４３と該クランク軸４３の回転が伝達されて回転駆動される後輪５との回転速度の比が調整される。
【００２１】
前記油圧緩衝器３３は、作動油が液密に充填され、伸縮するときに減衰力を発生する油圧シリンダと、該油圧シリンダに装着されたばね部材６１とを備えている。油圧シリンダは、円筒状のシリンダ６３と、該シリンダ６３内に進退可能に挿入されたピストン６５と、該ピストン６５に一端部が結着され他端部がシリンダ６３の外部に突出したロッド６７とを備えている。シリンダ６３の外部に突出したロッド６７の他端部は軸部材３１を介してリヤアーム１９に回動可能に連結され、シリンダ６３の上端部は軸部材２９を介してシートチューブ本体１３ａに回動可能に連結されている。
【００２２】
ピストン６５によって区画されたシリンダ６３内の上下の油室同士を連通する細い油孔がピストン６５に穿設されており、該油孔を作動油が通過するときに絞られて減衰力が発生するように構成されている。油圧緩衝器３３の油圧シリンダには、その減衰力を調整可能な減衰力制御装置７１が組み付けられている。減衰力制御装置７１は、本発明でいう「制御装置」を構成する。該減衰力制御装置７１は、ピストン６５に対して相対変位可能な電磁駆動式の制御弁を備え、該制御弁をピストン６５に対して相対変位させることでピストン６５の前記油孔の開口面積が増減されて減衰力が調整される。
【００２３】
前記変速装置５７には、該変速装置５７を作動させて３つの従動スプロケット５３Ｌ，５３Ｍ，５３Ｈのうち何れか１つの従動スプロケットを択一的に選択させる電磁駆動式の変速制御装置７３が組み付けられている。変速制御装置７３は、本発明でいう「制御装置」を構成する。
前記電源制御装置４１，減衰力制御装置７１および変速制御装置７３にはそれぞれ第１受信装置７５，第２受信装置７７および第３受信装置７９が取り付けられている。これらの受信装置７５，７７，７９は、本発明でいう「受信装置」および「制御装置」を構成する。これらの受信装置７５，７７，７９は、後述する送信装置９１から無線で送信された各種データを受信するように構成され、これらの送信および受信の通信方式はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）によって行われる。
【００２４】
自転車１の左右一対のペダル４７，４７の内部には、乗員が足を各ペダル４７に載置したことを検出するための第１磁石８１（図２および図７参照）が所定の位置にそれぞれ埋め込まれており、左右一対のクランク４５，４５のそれぞれの長手方向中途部（後述するケイデンスセンサ１０３の位置と対応し得る位置）には、クランク軸４３の回転を検出するための第２磁石８３（図２および図４参照）が固定されている。前記第１磁石８１は、本発明でいう「被検出手段」を構成する。なお、第１磁石８１および第２磁石８３を薄板状の部材で構成し、各ペダル４７やクランク４５に接着剤で貼着するようにしてもよい。
【００２５】
一方、図２および図３に示すように、自転車１に乗る乗員が履く左右一足の靴Ｓ，Ｓおよびこれらの靴Ｓを履いた両足にはウェアラブル端末８５がそれぞれ組み付けられている。各ウェアラブル端末８５には、乗員の足を載置してペダル４７を漕ぐときの足の運動状態を検出する運動状態検出手段と、ペダル４７の所定の位置に乗員の足が載置されたか否かを検出する扁平なペダルセンサ８７と、各種データを演算処理する演算処理装置８９と、該演算処理装置８９で演算処理して出力された各種指令信号を無線で送信する送信装置９１と、演算処理装置８９および送信装置９１に電源を供給する電池９３と、演算処理装置８９，送信装置９１，電池９３および後述する慣性センサ９７が収納された収納ケース９５とが含まれる。前記ペダルセンサ８７は本発明でいう「ウェアラブル端末」および「載置検出手段」を構成し、送信装置９１は本発明でいう「ウェアラブル端末」を構成する。なお、図３では、自転車１に搭載される各装置等は一点鎖線の四角の枠で囲んでいる。
【００２６】
演算処理装置８９内には、各種データを記憶する記憶部が設けられている。収納ケース９５には、配線パターンが形成された基板（図示せず）が固定されている。前記ペダルセンサ８７は、ホールＩＣ等の磁気検出素子からなる。自転車１のサドル２３に着座した乗員が各ペダル４７の所定の位置に足を載置すると、各ペダル４７内の第１磁石８１の直上にペダルセンサ８７が位置付けられてペダルセンサ８７が第１磁石８１に接近することで、該ペダルセンサ８７によって第１磁石８１の磁気が検出される。前記各ペダル４７の所定の位置とは、予め設定されている位置をいい、例えば、人間工学的に見て乗員がペダル４７を漕ぐ際の、ペダル４７に対する足の好ましい位置や乗員が所望する好みの位置等が挙げられる。
一方、乗員が自転車１から降りたりペダル４７から足を離したりして乗員の足がペダル４７の所定の位置に載置されないと、ペダルセンサ８７は第１磁石８１から離間するため、ペダルセンサ８７によって第１磁石８１の磁気は検出されない。而して、ペダル４７の所定の位置に乗員の足が載置されたか否かがペダルセンサ８７によって検出されることになる。
【００２７】
また、前記運動状態検出手段には、加速度や角加速度等の慣性運動を検出可能な慣性センサ９７と、乗員の足が載置されたときのペダル４７に付与される踏力を検出する扁平な踏力センサ９９と、乗員の足に装着され該足の筋電位を検出する筋電センサ１０１と、クランク軸４３の回転速度を検出するケイデンスセンサ１０３とが含まれる。前記慣性センサ９７や演算処理装置８９等が収納された収納ケース９５およびケイデンスセンサ１０３は、靴Ｓに着脱可能に装着されることで靴Ｓを介して乗員の足に装着されることになる。前記慣性センサ９７，踏力センサ９９，筋電センサ１０１およびケイデンスセンサ１０３は、本発明でいう「ウェアラブル端末」および「運動状態検出手段」を構成する。筋電センサ１０１は、サポータにより乗員の足に当接させた状態で装着されるか、または、接着力を有する筋電センサ１０１の当接面を乗員の足に当接させた状態で貼着されることで、乗員の足に装着されることになる。
【００２８】
前記踏力センサ９９は、圧力に対応した信号を出力する感圧導電性ゴム等の感圧素子からなり、前記ケイデンスセンサ１０３は、ホールＩＣ等の磁気検出素子からなる。前記踏力センサ９９を感圧導電性ゴムで構成することで、乗員の足に適合した大きさや形状に容易に形成することができる。
自転車１のサドル２３に着座した乗員が各ペダル４７に足を載置して漕ぐと、クランク軸４３が１回転する度にクランク４５に固定された第２磁石８３とケイデンスセンサ１０３とが接近することで、該ケイデンスセンサ１０３によって第２磁石８３の磁気が検出され、その検出信号が信号線１０５を介して演算処理装置８９に送信される。
【００２９】
図４は右側のペダル４７を足で漕ぐ様子を示したもので、図４の（１）図は、クランク軸４３の前方に位置したペダル４７が下方に向かって移動しようとする状態を示したもので、第２磁石８３とケイデンスセンサ１０３とが次第に接近している状態を示している。図４の（２）図は、ペダル４７がさらに下方に向かって移動し、第２磁石８３とケイデンスセンサ１０３とが最も接近している状態を示している。このとき、ケイデンスセンサ１０３によって第２磁石８３の磁気が検出される。なお、図４の（２）図では、第２磁石８３はケイデンスセンサ１０３と完全に重なって覆われるため、図示されていない。図４の（３）図は、ペダル４７がさらに下方に向かって最下端位置の直前まで移動し、第２磁石８３とケイデンスセンサ１０３とが次第に離間している状態を示している。
【００３０】
クランク軸４３の軸芯回りにクランク４５が回転するときの角速度が略一定であると仮定すると、ケイデンスセンサ１０３により第２磁石８３の磁気を検出するとき（図４の（２）図の状態）のクランク４５の回転角度位置（クランク軸４３の軸芯回りの回転角度位置）を予め実験で求めて演算処理装置８９内の記憶部に記憶しておくことで、そのケイデンスセンサ１０３による検出タイミングとクランク４５の１回転当たりの時間（ケイデンスセンサ１０３による検出タイミングと、その直前の検出タイミングとの間の時間）とに基づいて、クランク４５の回転角度位置が現在、クランク軸４３の軸芯回りの大凡どこに位置しているかを演算処理装置８９により演算により求めることができる。また、ケイデンスセンサ１０３により第２磁石８３の磁気を検出する単位時間当たりの回数からクランク軸４３の回転速度が求められる。
【００３１】
また、慣性センサ９７によって検出された該慣性センサ９７自身に作用する加速度および角加速度の各データは演算処理装置８９に送信される。演算処理装置８９で受信された加速度を演算処理装置８９により時間で積分演算することで、慣性センサ９７自身に作用する速度を求めることができる。このようにして求めた速度の向きの変化に基づいて、慣性センサ９７と共に移動するペダル４７の上下方向の移動方向および位置、延いてはクランク軸４３の軸芯回りのクランク４５の回転角度位置を、演算処理装置８９により演算により求めることができる。すなわち、慣性センサ９７自身に作用する速度の向きが水平方向から斜め下方に向かうように変化するときは、クランク４５が最上端から最下端に向かって移動しようとしており、逆に、その速度の向きが水平方向から斜め上方に向かうように変化するときは、クランク４５が最下端から最上端に向かって移動しようとしていることになる。このような関係に基づいて、慣性センサ９７自身に作用する速度の向きの変化とクランク４５の回転角度位置（クランク軸４３の軸芯回りの回転角度位置）との関係を予め実験で求めて演算処理装置８９内の記憶部に記憶しておくことで、その速度の向きの変化に基づいて、クランク４５の回転角度位置を演算処理装置８９により演算により求めることができる。
【００３２】
このようにして求められたクランク４５の回転角度位置と、踏力センサ９９により検出されたペダル４７への踏力と、クランク軸４３の軸芯とペダル軸４５ａの軸芯との距離Ｌ（図４の（１）図参照）とに基づいて、クランク４５の回転角度位置ごとにクランク軸４３に付与されるその軸芯回りのトルクが演算処理装置８９により演算により求められる。
【００３３】
具体的には、図４の（１）図の状態において、クランク４５の回転角度位置をθ１とし、ペダル４７への踏力をＦ１とし、クランク軸４３の軸芯回りのトルクをＴ１とすると、Ｔ１＝Ｆ１×Ｌ×ｃｏｓθ１となる。同様に、図４の（２）図の状態において、クランク４５の回転角度位置をθ２とし、ペダル４７への踏力をＦ２とし、クランク軸４３の軸芯回りのトルクをＴ２とすると、Ｔ２＝Ｆ２×Ｌ×ｃｏｓθ２となる。同様に、図４の（３）図の状態において、クランク４５の回転角度位置をθ３とし、ペダル４７への踏力をＦ３とし、クランク軸４３の軸芯回りのトルクをＴ３とすると、Ｔ３＝Ｆ３×Ｌ×ｃｏｓθ３となる。
このようにして求められたクランク軸４３の軸芯回りのトルクと、従動スプロケット５３Ｌ，５３Ｍ，５３Ｈのうち何れの従動スプロケットが変速制御装置７３によって選択されたかに基づいて、自転車１の推進力が演算処理装置８９により演算により求められる。
【００３４】
また、乗員が自転車１のペダル４７を漕いでいる状態と、ペダル４７を漕がずに自転車１の慣性だけで走行させている状態とは、左右一対の靴Ｓ，Ｓの各踏力センサ９９による検出値に基づいて演算処理装置８９により容易に判別することができる。すなわち、乗員がペダル４７を漕いでいる場合は、左右一対のペダル４７，４７に対して乗員の足で交互に踏力が付与されるため、左右の踏力センサ９９，９９には互いに時間がずれて交互に踏力が検出される。一方、ペダル４７を漕がずに自転車１の慣性だけで走行させている場合は、左右一対のペダル４７，４７に乗員の足が単に載置されているだけなので各ペダル４７に対して略同一の荷重が付与され、左右の踏力センサ９９，９９には略同一の踏力が同時に検出される。このような左右の踏力センサ９９，９９の検出状況の差異に基づいて、乗員の運転状況を演算処理装置８９により容易に判別することができる。
また、踏力センサ９９によるペダル４７への踏力の検出値やケイデンスセンサ１０３の検出値だけでなく慣性センサ９７による加速度の検出値から求めたクランク軸４３の回転角度位置との関係を予め実験で求めて演算処理装置８９内の記憶部に記憶しておくことで、乗員が自転車１のペダル４７を漕いでいる状態と、ペダル４７を漕がずに自転車１の慣性だけで走行させている状態とを演算処理装置８９により一層正確に判別することができる。
【００３５】
また、演算処理装置８９で受信された慣性センサ９７自身に作用する角加速度を演算処理装置８９により時間で積分演算することで、慣性センサ９７自身の角速度を求め、さらに該角速度を演算処理装置８９により時間で積分演算して角度を求めることができる。このようにして求めた角度に基づいて、ペダル４７を漕いでいるときの乗員の足の角度（足の踝から爪先に向かう角度）を推測することができる。ところで、ペダル４７を漕ぐ際の運動生理学的な効率や足の筋肉疲労の軽減等の観点から、クランク４５の回転角度位置に対する好適な足の角度が存在する。
【００３６】
そこで、クランク４５の回転角度位置に対する好適な乗員の足の角度を該回転角度位置ごとに予め実験で求めて演算処理装置８９内の記憶部に記憶しておくことで、ペダル４７を漕いでいるときの足の角度が好適な足の角度に対して、予め設定された角度よりずれたか否かを演算処理装置８９により確認することができる。ずれている場合は、その旨を送信装置９１から無線で、後述する携帯端末装置１１１に送信して該携帯端末装置１１１の表示部に表示したり音声を発生させたりして乗員に報知するように構成されている。
【００３７】
前記ペダルセンサ８７および踏力センサ９９は、靴Ｓの中敷きとして靴Ｓ内に着脱可能に装着されたインナーソールＴの所定の位置にそれぞれ組み付けられ、ペダルセンサ８７および踏力センサ９９のそれぞれの扁平な面が、インナーソールＴの面に沿うように配設されている。これにより、前記ペダルセンサ８７および踏力センサ９９は、靴Ｓ内に装着されたインナーソールＴを介して乗員の足に装着されることになる。ペダルセンサ８７はインナーソールＴ内に配設され、踏力センサ９９はその表面の感圧面が外部に露出しインナーソールＴの表面と面一になるように配設されている。靴Ｓ内に着脱可能に装着されたインナーソールＴにペダルセンサ８７および踏力センサ９９を組み付けるとともに、慣性センサ９７や演算処理装置８９等が収納された収納ケース９５およびケイデンスセンサ１０３を靴Ｓに着脱可能に装着するようにしたので、収納ケース９５およびケイデンスセンサ１０３とインナーソールＴとを靴Ｓから取り外して別の靴に装着することが容易にできる。このため、演算処理装置８９等が収納された収納ケース９５と、ペダルセンサ８７および踏力センサ９９とが取り付けられた専用の靴を準備する必要がない。
【００３８】
なお、ペダルセンサ８７，踏力センサ９９，筋電センサ１０１およびケイデンスセンサ１０３は、それぞれ信号線１０５の一端部に接続され、各信号線１０５の他端部は、それぞれ収納ケース９５に固定された接続プラグ１０７に接続されている。各接続プラグ１０７は、収納ケース９５内の基板の配線パターンを介して演算処理装置８９に接続されている。各接続プラグ１０７は、それぞれ雄側プラグと雌側プラグとからなり、両プラグ同士が互いに着脱可能に構成されている。而して、各センサ８７，９９，１０１，１０３は、それぞれ信号線１０５、接続プラグ１０７および配線パターンを介して演算処理装置８９に電気的に接続されている。慣性センサ９７，送信装置９１および電池９３は、前記基板の配線パターンを介してに演算処理装置８９に電気的に接続されている。前記電池９３は、収納ケース９５に固定されたＵＳＢ（Universal Serial Bus）コネクタ１０９に、収納ケース９５内の基板の配線パターンを介して接続されている。外部から電源を供給することができる機器をＵＳＢケーブルを介してＵＳＢコネクタ１０９に接続することで電池９３が充電される。
また、ハンドル１７には、スマートフォンまたはタブレットコンピュータ等の携帯端末装置１１１が着脱可能に取り付けられており、送信装置９１から無線で送信された各種信号を携帯端末装置１１１により受信するように構成されている。送信装置９１と携帯端末装置１１１との間の通信方式はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）により行われる。
【００３９】
前記電動モータ３５は直流モータからなり、直流モータの特性の一例を図５の（１）図に示している。同（１）図では、横軸にトルクをとり、縦軸に電流，回転速度，出力および効率をとって示している。同（１）図中、直線の破線Ａは回転速度を、直線の細かい破線Ｂは電流を、実線の曲線Ｃは出力を、細かい破線の曲線Ｄは効率をそれぞれ示している。曲線Ｃで示す出力は、トルクと回転速度とを乗算して求めた値に比例する値である。また、同（１）図中、直線の一点鎖線Ｅは、直流モータが消費する電力に対して最も効率の良い出力の点である最大効率を示し、該一点鎖線Ｅを中心に一定の領域Ｐが比較的効率の高い高効率領域を示している。該領域Ｐ内に入るように電動モータ３５に流す電流を電源制御装置４１により制御することで、自転車１を効率的に走行させることができる。
【００４０】
＜自転車の制御システムの作動＞
次に、上述した自転車１の制御システムの作動について図５の（２）図，図６および図７も参照して詳述する。自転車１の制御システムの作動を開始するときは、ウェアラブル端末８５は待機モードに設定されており、これによりウェアラブル端末８５が消費する電力が低減される。また、油圧緩衝器３３は、伸長する際の減衰力が通常の減衰力になるように予め設定され、変速装置５７は、最も低速側の従動スプロケット５３Ｌに予め設定されている。
【００４１】
まず、ステップＳ１において、各ペダル４７の第１磁石８１の磁気がペダルセンサ８７によって検出された否かが確認される。自転車１のサドル２３に乗員が着座して各ペダル４７の所定の位置に足を載置すると、各ペダル４７内に埋め込まれた第１磁石８１の真上にペダルセンサ８７が位置付けられることで、第１磁石８１の磁気がペダルセンサ８７によって検出される（図７の（１）図参照）。すると、その検出信号が信号線１０５を介して演算処理装置８９に送信される。なお、図７の（１）図および（２）図に示す状態では、共にペダル４７と踏力センサ９９とがラップしているので、ある程度、踏力がペダル４７に付与されると該踏力が踏力センサ９９によって検出されるものの、図７の（２）図に示す状態では、第１磁石８１に対してペダルセンサ８７がずれて位置付けられているので、第１磁石８１の磁気はペダルセンサ８７によって検出されない。
【００４２】
第１磁石８１の磁気がペダルセンサ８７により検出されると、ウェアラブル端末８５の前記待機モードが解除される（ステップＳ２）。
次に、乗員の足の筋電位が筋電センサ１０１によって検出された否かが確認される（ステップＳ３）。乗員が各ペダル４７を足で漕ぎ始めると、乗員の足の筋電位が筋電センサ１０１によって検出され、その検出信号が信号線１０５を介して演算処理装置８９に送信される。すると、該演算処理装置８９で演算処理して出力された指令信号が送信装置９１から無線で第１受信装置７５に送信され、これにより、電源制御装置４１によって二次電池３７から電動モータ３５に電源が供給される（ステップＳ４）。このとき電動モータ３５に流れる電流は、予め設定された起動電流である。なお、筋電センサ１０１を使用しないで前記ステップＳ３およびＳ４を省略し、ステップＳ２からステップＳ５に移行するようにしてもよい。
乗員が各ペダル４７を足で漕ぎ始めることで、乗員の足によるペダル４７への踏力に応じた信号が各踏力センサ９９から発信され、この信号が信号線１０５を介して演算処理装置８９に送信される。そして、送信されたペダル４７への踏力の検出値が予め設定された第１の閾値を超えたか否かが確認される（ステップＳ５）。前記第１の閾値は、これを超えると、乗員がペダル４７を漕いでいると見做すことができる値に設定されている。
【００４３】
前記ステップＳ１，Ｓ３，Ｓ５の少なくとも何れか１つにおいて「否」であると演算処理装置８９により確認された場合は、ステップＳ６に移行して電動モータ３５への電源の供給を停止するモータ停止指令が第１受信装置７５に送信されたのち、ステップＳ７に移行して油圧緩衝器３３が伸長する際の減衰力を通常の減衰力に維持するように通常減衰力指令が送信装置９１から第２受信装置７７に送信される。第１受信装置７５で受信されたモータ停止指令に基づいて電源制御装置４１によって二次電池３７から電動モータ３５に電源の供給が停止のまま維持され、第２受信装置７７で受信された通常減衰力指令に基づいて減衰力制御装置７１により油圧緩衝器３３の減衰力は通常の減衰力に維持される。
続いて、ペダルセンサ８７の検出を開始してから所定の時間が経過したか否かが確認され（ステップＳ８）、所定の時間が経過していないと確認された場合はステップＳ１に戻り、上述した事柄と同様の制御が繰り返される。一方、所定の時間が経過したと演算処理装置８９により確認された場合は、ステップＳ９に移行してウェアラブル端末８５が待機モードに設定されたのち、ステップＳ１に戻る。
【００４４】
一方、ステップＳ５において、踏力センサ９９による検出値が予め設定された第１の閾値を超えたと確認された場合は、電動モータ３５に流すべき電流値たるモータ電流指令値が演算処理装置８９で演算されるとともに（ステップＳ１０）、油圧緩衝器３３の制御弁のピストン６５に対する相対位置を制御するための減衰力指令値が演算処理装置８９で演算される（ステップＳ１１）。演算処理装置８９で演算されたモータ電流指令値は送信装置９１から無線で第１受信装置７５に送信され、演算処理装置８９で演算された減衰力指令値は送信装置９１から無線で第２受信装置７７に送信される。第１受信装置７５で受信されたモータ電流指令値に基づいて電源制御装置４１によって二次電池３７から電動モータ３５に電源が供給され（ステップＳ１２）、第２受信装置７７で受信された減衰力指令値に基づいて減衰力制御装置７１により油圧緩衝器３３の減衰力が制御される（ステップＳ１３）。
【００４５】
具体的には、ペダル４７を足で漕ぐことによって後輪５が転動することによる自転車１の推進力に対して、予め設定された割合（例えば略半分）の推進力を前輪３の転動によって付与するように電動モータ３５に電源が供給される。図５の（２）図は、ペダル４７を漕ぐことによる推進力が時間の経過に連れて変化する様子の一例を示している。同（２）図では、その推進力を縦軸にとり、横軸に時間をとって示している。この図を見ると分かるように、ペダル４７を漕ぐことによる自転車１の推進力は波形の曲線Ｗになっており、このため、電動モータ３５により付与される補助駆動力の推力も波形の曲線になる。電動モータ３５により補助駆動力が付与されることで、ペダル４７を漕ぐ際の乗員の労力が軽減される。
また、油圧緩衝器３３が伸長する際の減衰力が、ペダル４７への踏力が大きいほど大きくなるように減衰力制御装置７１により制御される。これによって、ペダル４７への踏力に起因する油圧緩衝器３３の伸縮が防止され、ペダル４７への踏力が油圧緩衝器３３の伸縮により無駄に吸収されずに済む。
【００４６】
次に、第１受信装置７５に送信されたモータ電流指令値が図５の（１）図に示す領域Ｐ内にあるか否かが演算処理装置８９で確認される（ステップＳ１４）。領域Ｐ内にあると演算処理装置８９で確認された場合はステップＳ１に戻る。一方、第１受信装置７５に送信されたモータ電流指令値が領域Ｐより大きいと演算処理装置８９で確認された場合は、ステップＳ１５に移行し、踏力センサ９９によるペダル４７への踏力の検出値が予め設定された第２の閾値を超えたか否かが演算処理装置８９で確認される。この第２の閾値を踏力センサ９９により検出したときの自転車１の推進力を図５の（２）図中で示すと一点鎖線Ｙとなる。この第２の閾値を超えたと確認された場合はステップＳ１に戻る。
また、第１受信装置７５に送信されたモータ電流指令値が領域Ｐより小さいと演算処理装置８９で確認された場合は、ステップＳ１６に移行し、踏力センサ９９によるペダル４７への踏力の検出値が予め設定された第２の閾値を超えたか否かが演算処理装置８９で確認される。超えたと確認された場合はステップＳ１に戻る。
【００４７】
ステップＳ１に戻り、ペダルセンサ８７の検出があったと演算処理装置８９により確認されると、ステップＳ２に移行して、前記ステップＳ９において設定されたウェアラブル端末８５の待機モードが解除される。そして、上述した事柄と同様の制御が繰り返され、ステップＳ３において筋電センサ１０１の検出があったと確認されると、再びステップＳ４に移行する。ステップＳ４では、前記ステップＳ１２で供給されたモータ電流指令値と同一のモータ電流指令値に基づいて引き続き電動モータ３５に電源が供給される。
【００４８】
前記ステップＳ１５において、踏力センサ９９によるペダル４７への踏力の検出値が前記第２の閾値を超えていないと演算処理装置８９で確認された場合は、ステップＳ１７に移行し、より低速側の従動スプロケットを選択するシフトダウン指令値が第３受信装置７９に送信され、該第３受信装置７９で受信されたシフトダウン指令値に基づいて変速制御装置７３により変速装置５７が作動させられ変速が行われる。なお、走行を開始したときは、最も低速側の従動スプロケット５３Ｌに予め設定されているので、もし、この状態でシフトダウン指令値が送信された場合は、従動スプロケット５３Ｌの設定がそのまま維持される。
【００４９】
一方、前記ステップＳ１６において、踏力センサ９９によるペダル４７への踏力の検出値が前記第２の閾値を超えていないと演算処理装置８９で確認された場合は、ステップＳ１８に移行し、高速側の従動スプロケット５３Ｈを選択するシフトアップ指令値が第３受信装置７９に送信され、該第３受信装置７９で受信されたシフトアップ指令値に基づいて変速制御装置７３により変速装置５７が作動させられ変速が行われる。もし、最も高速側の従動スプロケット５３Ｈに設定されている状態でシフトアップ指令値が送信された場合は、従動スプロケット５３Ｈの設定がそのまま維持される。
このように、踏力センサ９９によるペダル４７への踏力の検出値が前記第２の閾値以下であることを条件にシフトダウンやシフトアップの変速制御が行われる。前記第２の閾値を適正に設定することで、従動スプロケット５３Ｌ，Ｍ，Ｈやチェーン５５および変速装置５７に大きな力が付与されていない状態で変速制御が行われ、これらのものを損傷する虞がなく変速も円滑に行われる。
【００５０】
上述したような本発明の実施の形態によれば、ペダル４７の所定の位置に乗員の足が載置されたか否かを検出するペダルセンサ８７を備えているので、該ペダルセンサ８７の検出に基づいて、乗員が自転車１を運転中であるか否かを演算処理装置８９により容易に判別することができる。このため、乗員が自転車１を運転していないと演算処理装置８９により判別された場合は、慣性センサ９７，踏力センサ９９，筋電センサ１０１またはケイデンスセンサ１０３のうち少なくとも何れか１つのセンサによる検出があったとしても、該検出に基づいて油圧緩衝器３３，電動モータ３５および変速装置５７が無用に制御されることはない。なお、乗員が自転車１を運転していないと演算処理装置８９により判別される場合の例としては、乗員がサドル２３に跨った状態でペダル４７に足を載置していない場合や乗員が自転車１から降りた場合等が挙げられる。
【００５１】
また、慣性センサ９７，踏力センサ９９，筋電センサ１０１およびケイデンスセンサ１０３を乗員の足または靴Ｓに装着することで、これらのセンサにより乗員の足の動きを直接的に検出することができ、しかも、専ら、このような検出によるデータに基づいて油圧緩衝器３３，電動モータ３５および変速装置５７を制御するように構成されているので、該制御が乗員の足の動きに迅速に対応して行われる。このため、走行している時に自転車１の乗員が違和感を感じることがなく、乗員が所望する好適な走行フィーリングを得ることができる。
具体的に説明すると、油圧緩衝器３３の制御に関しては、ペダル４７への踏力に起因する油圧緩衝器３３の伸縮がその踏力に迅速に対応して防止され、ペダル４７への踏力が油圧緩衝器３３の伸縮により無駄に吸収されずに済む。
【００５２】
また、電動モータ３５の制御に関しては、専ら、乗員の足に装着した慣性センサ９７，踏力センサ９９，筋電センサ１０１およびケイデンスセンサ１０３の検出によるデータに基づいて電動モータ３５による補助駆動力を付与する制御を行うように構成されているので、該制御が乗員の足の動きに迅速に対応して行われ、走行している時に乗員がもたつき感を感じることがない。
また、筋電センサ１０１により検出された乗員の足の筋電位に基づいて電動モータ３５に起動電流を供給するように制御されているので、該制御が乗員の足の動きに迅速に対応して行われ、走行を開始する時にも乗員がもたつき感を感じることがない。
【００５３】
また、変速装置５７の制御に関しては、専ら、乗員の足に装着した慣性センサ９７，踏力センサ９９およびケイデンスセンサ１０３の検出によるデータに基づいて変速装置５７の制御を行うように構成されているので、該制御が乗員の足の動きに迅速に対応して行われ、走行している時に乗員がもたつき感を感じることがない。
また、専ら、乗員の足または靴Ｓに装着した慣性センサ９７，踏力センサ９９，筋電センサ１０１およびケイデンスセンサ１０３の検出によるデータに基づいて油圧緩衝器３３，電動モータ３５および変速装置５７を制御するように構成されているので、クランク軸４３に付与されるトルクを検出するためのセンサやクランク軸４３の回転を検出するためのセンサ等を自転車１に設ける必要がない。このため、その分、自転車１側の構成を単純にすることができ、本実施の形態の自転車の制御システムを既存の自転車に搭載しやすい。
【００５４】
次に、本発明の２つの変形例について以下に説明する。なお、これらの変形例の説明で参照する図において、上述した実施の形態で説明しているものと同一または同等の物については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。これらの変形例においても、上述した本発明の実施の形態と同一または同等の構成については、同様の作用・効果を奏することができるのは言うまでもない。
【００５５】
（第１変形例）
上述した実施の形態では、ペダル４７の所定の位置に乗員の足が載置されたか否かをペダルセンサ８７によって検出する例を示したが、これに替えて、慣性センサ９７によって検出される検出値に基づいて、ペダル４７の所定の位置に乗員の足が載置されたか否かを判定するようにしてもよい。以下に、その判定の方法について図８および表１を参照して説明する。
この変形例の慣性センサ９７は、自転車１の進行方向と鉛直方向との少なくとも２軸方向の加速度を個別に検出する機能を有するものが使用される。これらの進行方向と鉛直方向とをそれぞれＸ方向とＺ方向とし、Ｘ方向前方を正とし、Ｚ方向上方を正とする。また、説明を単純にするために、乗員がペダル４７を漕いで自転車１を滑らかな平坦な路面上を直進させていると仮定する。このとき、左右一対の慣性センサ９７，９７によってそれぞれ検出されるＸ方向加速度をＡｘＬおよびＡｘＲとすると、それらの値の和はＡｘＬ＋ＡｘＲとなる。ＡｘＬ＋ＡｘＲ＝Ａｘとすると、このＡｘが自転車１のＸ方向並進加速度となり、クランク軸４３の軸芯のＸ方向並進加速度もＡｘとなる。なお、このＸ方向並進加速度Ａｘは、前輪３または後輪５のうち少なくとも何れか一方の車輪にその回転速度を検出する回転速度センサを設け、該回転速度センサの検出値に基づいて求めてもよい。
【００５６】
一方、自転車１は滑らかな平坦な路面を走行していると仮定しているので、クランク軸４３の軸芯のＺ方向加速度は発生せず零である。
したがって、例えば、右側の慣性センサ９７によって検出されるＺ方向加速度をＡｚＲとすると、クランク軸４３の軸芯を中心とする座標系（以下「クランク軸芯座標系」という。）における右側の慣性センサ９７自身のＺ方向加速度はＡｚＲのままであるのに対して、クランク軸芯座標系におけるＸ方向加速度はＡｘＲ−Ａｘとなる。すなわち、クランク軸芯座標系も、自転車１の進行方向と鉛直方向とをそれぞれＸ方向とＺ方向とし、Ｘ方向前方を正とし、Ｚ方向上方を正とすると、右側の慣性センサ９７により検出されたＸ方向加速度ＡｘＲから前記Ｘ方向並進加速度Ａｘの分を除去すれば、クランク軸芯座標系に座標変換されたＸ方向加速度を求めることができるのである。ここで、ＡｘＲ−Ａｘ＝αｘＲとする。
ところで、乗員がペダル４７を漕いでいる場合には、慣性センサ９７が検出する加速度としてはその殆どを回転加速度（クランク軸４３の軸芯に向かう方向の遠心加速度）が占める。このため、ペダル４７が最上端位置に到達してクランク４５も最上端位置に到達したときは、Ｚ方向加速度ＡｚＲはＺ方向下方に向かう加速度として大きな値になるのに対してＸ方向加速度αｘＲは小さな値になるので無視することができる。逆に、ペダル４７が最下端位置に到達してクランク４５も最下端位置に到達したときは、Ｚ方向加速度ＡｚＲはＺ方向上方に向かう加速度として大きな値になるのに対してＸ方向加速度αｘＲは小さな値になるので無視することができる。
【００５７】
一方、ペダル４７が最前端位置に到達してクランク４５も略最前端位置に到達したときは、Ｘ方向加速度αｘＲはＸ方向後方に向かう加速度として大きな値になるのに対してＺ方向加速度ＡｚＲは小さな値になるので無視することができる。逆に、ペダル４７が最後端位置に到達してクランク４５も略最後端位置に到達したときは、Ｘ方向加速度αｘＲはＸ方向前方に向かう加速度として大きな値になるのに対してＺ方向加速度ＡｚＲは小さな値になるので無視することができる。
これらのことから、Ｘ方向加速度αｘＲとＺ方向加速度ＡｚＲとは、それらの周期的な変化の位相が互いに９０°ずれていることが分かる。
【００５８】
また、クランク軸４３から見て、ペダル４７が水平に対して上方斜め４５度前方の位置、下方斜め４５度前方の位置、下方斜め４５度後方の位置および上方斜め４５度後方の位置にそれぞれ到達したときは、クランク４５もそれぞれ略同様の位置に到達し、Ｘ方向加速度αｘＲとＺ方向加速度ＡｚＲとはそれぞれ略同一の値になる。略同一の値になるのは、慣性センサ９７が検出する加速度はその殆どを前記回転加速度が占めるからである。
また、互いに直交する少なくとも２軸のＸ方向とＺ方向との加速度が慣性センサ９７によって個別に検出され、前記座標変換後のＸ方向加速度αｘＲとＺ方向加速度ＡｚＲとは、それらの周期的な変化の位相が互いに９０°ずれているため、αｘＲおよびＡｚＲの値の符号（０または正もしくは負）同士の組み合わせと、αｘＲとＡｚＲの値の比とに基づいてクランク４５の回転角度位置を求めることができる。図８に示すように、ペダル４７が最上端位置に到達したときのクランク４５の回転角度位置を０°として、そこからの時計回りの回転角度位置をβ°とすると、下記の表１に示すようになる。例えば、αｘＲが負でＡｚＲが０のときはクランク４５の回転角度位置は９０°となり、αｘＲが０でＡｚＲが正のときはクランク４５の回転角度位置は１８０°となる。
また、クランク４５の回転角度位置が９０°から１８０°に向かって変化しているときは、αｘＲが負から０へと変化する一方、ＡｚＲが０から正へと変化し、このときのクランク４５の回転角度位置βは、表１の右欄に記載した計算式「１８０°＋Ｔａｎ−１（ αｘＲ ／ ＡｚＲ ）」により求めることができる。なお、これら以外のクランク４５の回転角度位置についても、表１に示すように同様に求められるので、詳細な説明は省略する。
【００５９】
【表１】
0005950268.tif 000002
【００６０】
また、前記βを弧度法のラジアン（ｒａｄ）で表現した値を、演算処理装置８９により時間で微分演算することで、クランク４５が回転するときの角速度を求めることができる。この角速度をω（ｒａｄ／ｓ）とすると、このωを二乗した値にクランク軸４３の軸芯とペダル軸４５ａの軸芯との距離Ｌを乗算した値Ｌω２がクランク軸４３の軸芯に向かう方向の回転加速度（クランク軸芯座標系におけるペダル軸４５ａの軸芯の加速度）となる。なお、クランク軸４３の軸芯とペダル軸４５ａの軸芯との距離Ｌは自転車に固有な既知の値であるため、この値を設定値として演算処理装置８９内の記憶部に予め記憶しておき、この値を用いて演算処理装置８９による演算により前記回転加速度Ｌω２を求める。
【００６１】
次に、前記回転加速度Ｌω２のＸ方向およびＺ方向の加速度成分をそれぞれＢｘＲおよびＢｚＲとすると、ＢｘＲ＝−Ｌω２×ｃｏｓβおよびＢｚＲ＝Ｌω２×ｓｉｎβとなる。なお、ＢｘＲはＸ方向前方を正とし、ＢｚＲはＺ方向上方を正としている。
ペダル軸４５ａの軸芯を中心とする座標系（以下「ペダル軸芯座標系」という。）における右側の慣性センサ９７自身のＸ方向加速度およびＺ方向加速度をそれぞれＰｘＲおよびＰｚＲとすると、クランク軸芯座標系における右側の慣性センサ９７自身のＸ方向加速度とＺ方向加速度とはそれぞれαｘＲとＡｚＲであるので、ＰｘＲ＝αｘＲ−ＢｘＲおよびＰｚＲ＝ＡｚＲ−ＢｚＲとなる。ペダル軸芯座標系も、自転車１の進行方向と鉛直方向とをそれぞれＸ方向とＺ方向とし、Ｘ方向前方を正とし、Ｚ方向上方を正とする。
以上の説明で求めた加速度のＸ方向成分およびＺ方向成分となるＸ方向加速度およびＺ方向加速度の各値を纏めると、次の表２のようになる。
【表２】
0005950268.tif 000003
【００６２】
次に、Ｘ方向加速度ＰｘＲとＺ方向加速度ＰｚＲとを演算処理装置８９により時間でそれぞれ積分演算することで、Ｘ方向速度とＺ方向速度とを求め、さらにこれらの速度を演算処理装置８９により時間でそれぞれ積分演算して、右側の慣性センサ９７自身が移動するときの軌跡（ペダル軸芯座標系における軌跡）を求めることができる。このような移動軌跡が、ペダル４７の所定の位置に乗員の足が載置された状態において辿る基準の範囲を演算処理装置８９内の記憶部に記憶しておくことで、その基準の範囲から前記移動軌跡が逸脱したか否かを演算処理装置８９により判定することができる。而して、結果的には、この判定によって、慣性センサ９７とペダル４７との相対位置が求められ、この求められた相対位置に基づいてペダル４７の所定の位置に乗員の足が載置されたか否かが判定されることになる。このことをもって、慣性センサ９７は、本発明でいう「載置検出手段」と見做すことができるとともに、本発明でいう「運動状態検出手段」と「載置検出手段」とを兼ねることになる。なお、ペダル軸４５ａの軸芯に対する慣性センサ９７の位置（相対距離および方向）は既知な値として予め設定することにより、基準となる前記移動軌跡の範囲を求めることができるが、予め実験で求めた範囲を基準の範囲とすることもできる。
【００６３】
なお、この変形例の慣性センサ９７による判定は、ペダル軸芯座標系における慣性センサ９７自身の移動軌跡に基づいて行ったが、これに替えて、クランク軸芯座標系における慣性センサ９７自身の移動軌跡に基づいて行ってもよい。
また、ペダル４７の所定の位置に乗員の足が載置されたか否かの判定を、前記実施の形態において説明したペダルセンサ８７による判定と、この変形例の慣性センサ９７による判定とを共に行い、これら両判定の結果が共に、ペダル４７の所定の位置に乗員の足が載置されたと判定された場合に限り、その判定を有効と見做すようにしてもよい。
さらにまた、左側の慣性センサ９７についても、上述した右側の慣性センサ９７と同様に演算処理装置８９により前記移動軌跡を求めれば、ペダル４７の所定の位置に乗員の足が載置されたか否かを判定することができるので詳細な説明は省略する。
【００６４】
（第２変形例）
上述した実施の形態および第１変形例では、乗員が履いた靴Ｓおよび足に組み付けられたウェアラブル端末８５の収納ケース９５内に演算処理装置８９を収納し、各センサ８７，８９，９９，１０１，１０３によって検出された各種データに基づいて演算処理装置８９により演算処理して各指令信号を取得したのち、この取得した各指令信号を送信装置９１を介して、自転車１に搭載された各受信装置７５，７７，７９および携帯端末装置１１１に送信している。そして、送信した各指令信号に基づいて電源制御装置４１，減衰力制御装置７１，変速制御装置７３および携帯端末装置１１１を作動させるようにしている。
しかしながら、このような構成に替えて図９に示す第２変形例のように、演算処理装置８９に替えて収納ケース９５内に信号処理装置１１３を収納する一方、各種データを演算処理する演算処理装置を第１演算処理装置１１５，第２演算処理装置１１７および第３演算処理装置１１９の３つの演算処理装置として別々に設け、これらの演算処理装置１１５，１１７，１１９を電源制御装置４１，減衰力制御装置７１および変速制御装置７３にそれぞれ備えるようにしてもよい。演算処理装置８９に替えて収納ケース９５内に収納する信号処理装置１１３は、演算処理装置８９に比べて演算処理量が少ないので、その分、演算処理装置８９より構成が単純化され軽量化されるだけでなく、消費する電力も演算処理装置８９より少ない分、電池９３の容量も少なくて済む。このため、足や靴Ｓに装着するウェアラブル端末８５に関しては、前記実施の形態と比べてこの変形例の方が重量を軽減することができる。
【００６５】
この変形例では、ペダルセンサ８７，踏力センサ９９，筋電センサ１０１およびケイデンスセンサ１０３は、信号線１０５，接続プラグ１０７および収納ケース９５内の基板の配線パターンを介して信号処理装置１１３に電気的に接続されている。慣性センサ９７，送信装置９１および電池９３は、それぞれ前記基板の配線パターンを介して信号処理装置１１３に電気的に接続されている。なお、図９でも、自転車１に搭載される各装置等は一点鎖線の四角の枠で囲んでいる。
この変形例に係る自転車１の制御システムの作動は、基本的には前記図６に示すフローチャートと同様のステップに従った制御によって行われる。そこで、この変形例に係る自転車１の制御システムの作動を前記図６のフローチャートに沿って説明することとし、前記実施の形態と異なる点を重点的に説明する。
まず、ステップＳ１において、各ペダル４７の第１磁石８１の磁気がペダルセンサ８７によって検出されると、その信号が信号線１０５を介して信号処理装置１１３に送信され、ステップＳ２でウェアラブル端末８５の待機モードが解除される。
【００６６】
次に、ステップＳ３において、乗員の足の筋電位が筋電センサ１０１によって検出されると、その検出信号が信号線１０５を介して信号処理装置１１３に送信され、さらに、送信装置９１から無線で各受信装置７５，７７，７９に送信される。これにより、まず、電源制御装置４１によって二次電池３７から電動モータ３５に起動電流が供給される（ステップＳ４）。その後、ステップＳ５に移行して、ペダル４７への踏力の検出値が予め設定された第１の閾値を超えたか否かが各演算処理装置１１５，１１７，１１９により確認される。なお、この変形例においても、筋電センサ１０１を使用しないで前記ステップＳ３およびＳ４を省略し、ステップＳ２からステップＳ５に移行するようにしてもよい。
【００６７】
一方、前記ステップＳ１，Ｓ３，Ｓ５の少なくとも何れか１つにおいて「否」である場合は、その旨の検出信号が送信装置９１から無線で各受信装置７５，７７，７９に送信される。第１受信装置７５で受信された検出信号に基づいて電源制御装置４１の第１演算処理装置１１５でモータ停止指令信号が生成され、該モータ停止指令信号に基づいて電源制御装置４１により二次電池３７から電動モータ３５に電源の供給が停止される（ステップＳ６）。また、第２受信装置７７で受信された検出信号に基づいて減衰力制御装置７１の第２演算処理装置１１７で通常減衰力指令信号が生成され、該通常減衰力指令信号に基づいて減衰力制御装置７１により油圧緩衝器３３の減衰力が通常の減衰力に制御される（ステップＳ７）。続いて、ペダルセンサ８７の検出を開始してから所定の時間が経過したか否かが信号処理装置１１３により確認され（ステップＳ８）、所定の時間が経過していないと確認された場合はステップＳ１に戻り、上述した事柄と同様の制御が繰り返される。一方、所定の時間が経過したと信号処理装置１１３により確認された場合は、ステップＳ９に移行してウェアラブル端末８５が待機モードに設定されたのち、ステップＳ１に戻る。
【００６８】
ステップＳ５において、各受信装置７５，７７，７９で受信された検出信号により、踏力センサ９９による検出値が予め設定された第１の閾値を超えたと各演算処理装置１１５，１１７，１１９により確認された場合は、電動モータ３５に流すべき電流値たるモータ電流指令値が第１演算処理装置１１５で演算されるとともに（ステップＳ１０）、油圧緩衝器３３の制御弁のピストン６５に対する相対位置を制御するための減衰力指令値が第２演算処理装置１１７で演算される（ステップＳ１１）。第１演算処理装置１１５で演算されたモータ電流指令値に基づいて電源制御装置４１によって二次電池３７から電動モータ３５に電源が供給され（ステップＳ１２）、第２演算処理装置１１７で演算された減衰力指令値に基づいて減衰力制御装置７１により油圧緩衝器３３の減衰力が制御される（ステップＳ１３）。
【００６９】
次に、第３受信装置７９で受信された検出信号に基づいて、電源制御装置４１の第１演算処理装置１１５と同様に変速制御装置７３の第３演算処理装置１１９でもモータ電流指令値が演算され、この演算されたモータ電流指令値が図５の（１）図に示す領域Ｐ内にあるか否かが第３演算処理装置１１９で確認される（ステップＳ１４）。領域Ｐ内にあると確認された場合はステップＳ１に戻る一方、モータ電流指令値が領域Ｐより大きいと確認された場合は、ステップＳ１５に移行し、踏力センサ９９によるペダル４７への踏力の検出値が予め設定された第２の閾値を超えたか否かが第３演算処理装置で確認される。この第２の閾値を超えたと確認された場合はステップＳ１に戻る。
また、第３演算処理装置１１９で演算されたモータ電流指令値が領域Ｐより小さいと第３演算処理装置１１９で確認された場合は、ステップＳ１６に移行し、踏力センサ９９によるペダル４７への踏力の検出値が予め設定された第２の閾値を超えたか否かが第３演算処理装置１１９で確認される。超えたと確認された場合はステップＳ１に戻る。
【００７０】
ステップＳ１５において、踏力センサ９９によるペダル４７への踏力の検出値が前記第２の閾値を超えていないと第３演算処理装置１１９で確認された場合は、ステップＳ１７に移行し、より低速側の従動スプロケットを選択するシフトダウン指令値が演算で求められ、該シフトダウン指令値に基づいて変速制御装置７３により変速装置５７が作動させられ変速が行われる。なお、走行を開始したときは、最も低速側の従動スプロケット５３Ｌに予め設定されているので、もし、この状態でシフトダウン指令値が送信された場合は、従動スプロケット５３Ｌの設定がそのまま維持される。
【００７１】
一方、ステップＳ１６において、踏力センサ９９によるペダル４７への踏力の検出値が前記第２の閾値を超えていないと第３演算処理装置１１９で確認された場合は、ステップＳ１８に移行し、高速側の従動スプロケット５３Ｈを選択するシフトアップ指令値が演算で求められ、該シフトアップ指令値に基づいて変速制御装置７３により変速装置５７が作動させられ変速が行われる。もし、最も高速側の従動スプロケット５３Ｈに設定されている状態でシフトアップ指令値が送信された場合は、従動スプロケット５３Ｈの設定がそのまま維持される。
【００７２】
上述した本発明の実施の形態および各変形例は本発明を説明するための一例であり、本発明は、前記の実施の形態および各変形例に限定されるものではなく、特許請求の範囲と明細書との全体から読み取れる発明の要旨または思想に反しない範囲で適宜、追加または変更が可能であり、そのような追加または変更後の車両もまた、本発明の技術的範囲に含まれるものである。
例えば、上述した実施の形態および各変形例においては、自転車１は、前輪３と後輪５の２つの車輪を備える例を示したが、これに替えて、自転車１の前側または後側の少なくとも何れか一方側を左右一対の二輪としてもよい。
また、上述した実施の形態および各変形例においては、慣性センサ９７によって検出された角加速度のデータを演算処理して角速度および角度を求める例を示したが、これに限らず、さらにジャイロセンサを設け、該ジャイロセンサによって角速度を求め、さらに該角速度を時間で微分して角加速度を求める一方、時間で積分して角度を求めるようにしてもよい。
【００７３】
また、上述した実施の形態および各変形例においては、ペダル４７に第１磁石８１を、クランク４５に第２磁石８３を、乗員の靴Ｓにケイデンスセンサ１０３を、靴ＳのインナーソールＴにペダルセンサ８７をそれぞれ左右双方に設ける例を示したが、これに替えて、第１磁石８１，第２磁石８３，ケイデンスセンサ１０３およびペダルセンサ８７を左右のうち何れか一方（例えば、乗員の利き足の側）のみに設けるようにしてもよい。
【００７４】
また、踏力センサ９９によるペダル４７への踏力の検出値、ケイデンスセンサ１０３の検出によるクランク軸４３の回転速度および筋電センサ１０１による足の筋電位だけでなく慣性センサ９７による加速度や角加速度の検出値も加味することによって、自転車１を運転するときの乗員の瞬発力、運動速度および運動量等の詳細なデータを演算処理装置８９，１１５，１１７，１１９や携帯端末装置１１１により演算で求めて分析するようにしてもよい。分析の結果、乗員の運動量，負荷量および疲労度のうち少なくとも何れかが増大していると判定された場合は、図５の（１）図に示す横軸のトルクにおける領域Ｐを変速装置５７が通常よりシフトダウンするように位置付けたり、ペダル４７による推進力に対する電動モータ３５による推進力の割合を通常より大きくなるように演算処理装置８９または携帯端末装置１１１により設定変更する。そうすることで、乗員の疲労度を軽減することができる。図５の（１）図における領域Ｐの前記位置付けの変更および電動モータ３５による推進力の割合の変更は、本発明でいう「搭載機器を制御するための制御特性の変更」を構成する。なお、携帯端末装置１１１による前記設定変更は、乗員の運動状況に関する前記分析に基づいて行うだけでなく、その他の理由により乗員が所望する場合でも行ってもよい。携帯端末装置１１１による前記設定変更は、該携帯端末装置１１１を操作することで各受信装置７５，７７，７９を介して電源制御装置４１，減衰力制御装置７１および変速制御装置７３に対して前記設定変更を無線で指示することによって行われる。
また、ペダルセンサ８７の検出に基づいて、自転車１を運転しているとき（ペダルセンサ８７の検出があるとき）の乗員の運動量のデータと、運転していないとき（ペダルセンサ８７の検出がないとき）の乗員の運動量のデータとを区別して取得し解析することで、乗員の運動量の解析を正確に行うことができる。
【００７５】
また、前記分析の結果、乗員の健康状態に異常があると演算処理装置８９，１１５，１１７，１１９や携帯端末装置１１１により判定された場合は、携帯端末装置１１１を介して緊急連絡先に自動的に通報することもできる。
また、乗員に関する前記データを演算処理装置８９，１１５，１１７，１１９内の記憶部や携帯端末装置１１１内の記憶部に蓄積記憶することで、乗員の健康管理に供することもできる。演算処理装置１１５，１１７，１１９内の記憶部や携帯端末装置１１１内の記憶部への蓄積記憶は、送信装置９１から送信された乗員に関する前記データを受信装置７５，７７，７９や携帯端末装置１１１の受信装置で受信することで行われる。さらにまた、携帯端末装置１１１内の記憶部に前記データを蓄積記憶することで、それらのデータを通信回線を介してネットワークを利用して管理することもできる。
また、電池９３の放電状態を演算処理装置８９や信号処理装置１１３により監視してその結果を送信装置９１から携帯端末装置１１１に送信することで、電池９３の放電状態を携帯端末装置１１１により管理することもできる。
【００７６】
また、携帯端末装置１１１に備えた全地球測位システム（ＧＰＳ）により取得される位置情報に基づき、自転車１で走行する目的地までの路面の状況（路面の勾配や舗装状況），走行する際の制限速度および走行予定距離等の情報を予め知得することができるので、それらの情報に基づいて油圧緩衝器３３，電動モータ３５および変速装置５７を制御するようにしてもよい。例えば、走行路面が上り坂の場合は平坦路の場合より変速装置５７をシフトダウンするとともに油圧緩衝器３３が伸長する際の減衰力が小さくなるように制御する一方、下り坂の場合は平坦路の場合よりシフトアップするとともに油圧緩衝器３３が伸長する際の減衰力が大きくなるように制御する。また、走行路面が未舗装路の場合は、油圧緩衝器３３が伸長する際の減衰力が舗装路の場合より大きくなるように制御する。また、走行路面が上り坂の場合だけ電動モータ３５を駆動させて補助駆動力を付与するようにしてもよい。
また、走行する道路の制限速度が低く規定されている場合や目的地までの走行予定距離が長い場合は、ペダル４７による推進力に対する電動モータ３５による推進力の割合を通常より小さくなるように設定する。そうすることで、二次電池３７の１回の充電による航続距離をある程度、長くすることができる。
また、上述した実施の形態および各変形例においては、演算処理装置８９や演算処理装置１１５，１１７，１１９によりそれぞれ各種データを演算処理する例を示したが、これに替えて、携帯端末装置１１１により各種データを演算処理するようにしてもよい。そうすることで、前記演算処理装置８９，１１５，１１７，１１９の演算負荷を軽減することができるとともに、演算処理に供されるアプリケーションソフトウェアやデバイスドライバの更新・変更をインターネット等の外部ネットワークを介して行う際の作業を容易に行うことができる。
【００７７】
また、上述した実施の形態および各変形例においては、減衰力制御装置７１の制御弁および変速制御装置７３の駆動は電磁駆動式のもので駆動する例を示したが、これに替えて、ステッピングモータ等の電動モータの回転をウォームギヤにより往復直線運動に変換して駆動するようにしてもよい。
また、上述した実施の形態および変形例においては、電動モータ３５を前輪３内に組み付ける例を示したが、これに替えて、後輪５もしくはクランク軸４３に電動モータ３５を組み付けるか、または、後輪５もしくはクランク軸４３と前輪３との双方に電動モータ３５を組み付けるようにしてもよい。
また、上述した実施の形態および各変形例においては、電動モータ３５を直流モータで構成する例を示したが、これに替えて、電源制御装置４１が交流電源を供給可能なインバータ回路を備えるとともに電動モータ３５を交流モータで構成するようにしてもよい。
【００７８】
また、上述した実施の形態および各変形例においては、モータ電流指令値が図５の（１）図に示す領域Ｐ内にあるか否かによって、変速制御装置７３を制御して変速装置５７を作動させるようにする例を示したが、これに替えて、踏力センサ９９によるペダル４７への踏力の検出値とクランク軸４３の回転速度とに基づいて変速制御装置７３を制御して変速装置５７を作動させるようにしてもよい。具体的には、ケイデンスセンサ１０３の検出タイミングまたは慣性センサ９７による加速度の検出値のうち少なくとも何れか一方に基づいて求めたクランク軸４３の回転速度が予め設定された第１の速度閾値より大きく、かつ、踏力センサ９９による検出値が予め設定された第１の踏力閾値より小さい場合は、シフトアップするように変速制御装置７３を制御する。逆に、クランク軸４３の回転速度が予め設定された第２の速度閾値より小さく、かつ、踏力センサ９９による検出値が予め設定された第２の踏力閾値より大きい場合は、シフトダウンするように変速制御装置７３を制御する。なお、前記第１の速度閾値，第１の踏力閾値，第２の速度閾値および第２の踏力閾値は、携帯端末装置１１１を操作することによって乗員が所望する値に変更することができるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７９】
１  自転車
３  前輪（車輪）
５  後輪（車輪）
３３  油圧緩衝器（懸架装置、搭載機器）
３５  電動モータ（搭載機器）
４１  電源制御装置（制御装置）
４３  クランク軸
４７  ペダル
５７  変速装置（搭載機器）
７１  減衰力制御装置（制御装置）
７３  変速制御装置（制御装置）
７５  第１受信装置（受信装置、制御装置）
７７  第２受信装置（受信装置、制御装置）
７９  第３受信装置（受信装置、制御装置）
８１  第１磁石（被検出手段）
８５  ウェアラブル端末
８７  ペダルセンサ（ウェアラブル端末、載置検出手段）
９１  送信装置（ウェアラブル端末）
９７  慣性センサ（ウェアラブル端末、運動状態検出手段、載置検出手段）
９９  踏力センサ（ウェアラブル端末、運動状態検出手段）
１０１  筋電センサ（ウェアラブル端末、運動状態検出手段）
１０３  ケイデンスセンサ（ウェアラブル端末、運動状態検出手段）
１１１  携帯端末装置
【要約】
【課題】
自転車の乗員が走行時に違和感を感じることがなく、乗員が所望する好適な走行フィーリングが得られる自転車の制御システムを提供すること。
【解決手段】
自転車１の乗員の足に装着可能なウェアラブル端末と、自転車１に搭載された電動モータ３５を制御する電源制御装置４１とを備える。ウェアラブル端末は、ペダル４７の所定の位置に乗員の足が載置されたか否かを検出する載置検出手段と、ペダル４７を漕ぐときの足の運動状態を検出する運動状態検出手段とを備える。電源制御装置４１は、専ら載置検出手段と運動状態検出手段とによって検出される検出値に基づいて電動モータ３５を制御するように構成されている。
【選択図】図１【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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【図９】
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