(57)【要約】【課題】ライダーが移動手段として電動アシスト自転車を使いつつ、質の高いトレーニングを実行することを可能にする。【解決手段】本発明に係る電動アシスト自転車１２は、電動モータ４０と、車輪を駆動するためにライダーがペダルに与える踏力を検出する踏力センサ３２と、踏力に基づいて、電動モータ４０により車輪を補助的に駆動するアシスト力を制御するメインＥＣＵ１４２と、を備える。メインＥＣＵ１４２は、目標運動強度を取得する運動強度取得部７０と、ライダーの最大心拍数、および心拍センサ６２によって検出された現在の心拍数を取得する心拍数取得部７２と、運動強度、および最大心拍数に基づいて目標心拍数を算出する目標心拍数算出部７４と、現在の心拍数を目標心拍数に近づけるようにアシスト力を決定するアシスト力決定部７８と、アシスト力で車輪を補助的に駆動するように電動モータ４０を制御するモータ制御部８０と、を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータと、
車輪を駆動するためにライダーがペダルに与える踏力を検出する踏力センサと、
前記踏力に基づいて、前記電動モータにより車輪を補助的に駆動するアシスト力を制御する電子制御部と、
を備え、
前記電子制御部は、
目標運動強度を取得する運動強度取得部と、
ライダーの最大心拍数、および心拍センサによって検出された現在の心拍数を取得する心拍数取得部と、
前記運動強度、および前記最大心拍数に基づいて目標心拍数を算出する目標心拍数算出部と、
前記現在の心拍数を前記目標心拍数に近づけるように前記アシスト力を決定するアシスト力決定部と、
前記アシスト力で車輪を補助的に駆動するように前記電動モータを制御するモータ制御部と、
を有することを特徴とする電動アシスト自転車。
【請求項２】
前記心拍数取得部は、ライダーの安静時心拍数をさらに取得し、
前記目標心拍数算出部は、前記運動強度、前記最大心拍数、および前記安静時心拍数に基づいて目標心拍数を算出することを特徴とする請求項１に記載の電動アシスト自転車。
【請求項３】
前記アシスト力決定部は、前記現在の心拍数が前記目標心拍数よりも高い場合に、所定の最大アシスト力を前記アシスト力として決定することを特徴とする請求項１または２に記載の電動アシスト自転車。
【請求項４】
前記ペダルの回転数を検出する回転数センサをさらに備え、
前記電子制御部は、前記踏力および前記回転数に基づいてライダーの現在の仕事率である実仕事率を算出する仕事率算出部をさらに有し、
前記アシスト力決定部は、さらに前記実仕事率に基づいて前記アシスト力を決定することを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の電動アシスト自転車。
【請求項５】
前記仕事率算出部は、前記現在の心拍数が前記目標心拍数に所定条件を満たすように近づいたときの実仕事率を、適正仕事率として保持し、前記適正仕事率に基づいて前記アシスト力を決定することを特徴とする、請求項４記載の電動アシスト自転車。
【請求項６】
ライダーにメッセージを伝達する伝達装置をさらに備え、
前記電子制御部は、前記現在の心拍数が前記目標心拍数よりも高い場合、決定されたアシスト力で前記現在の心拍数を前記目標心拍数にすることができるか否かを前記実仕事率に基づいて判定し、
前記伝達装置は、前記現在の心拍数を前記目標心拍数にすることができないと判定された場合に、ペダルの回転数を低減すべきことをライダーに伝達することを特徴とする、請求項４または５に記載の電動アシスト自転車。
【請求項７】
ライダーにメッセージを伝達する伝達装置をさらに備え、
前記電子制御部は、前記現在の心拍数が前記目標心拍数よりも低い場合、決定されたアシスト力で前記現在の心拍数を前記目標心拍数にすることができるか否かを前記実仕事率に基づいて判定し、
前記伝達装置は、前記現在の心拍数を前記目標心拍数にすることができないと判定され
た場合に、ペダルの回転数を増加すべきことをライダーに伝達することを特徴とする、請求項４または５に記載の電動アシスト自転車。
【請求項８】
前記アシスト力決定部は、前記現在の心拍数と前記目標心拍数との比較結果に基づいて前記アシスト力を決定する運動強度制御の開始から、前記現在の心拍数が、前記目標運動強度よりも低い所定のウォームアップ運動強度に対応する心拍数に達するまで、前記アシスト力を徐々に低減するウォームアップ制御を実行することを特徴とする,請求項１から
７までのいずれか１項記載の電動アシスト自転車。
【請求項９】
電動モータと、車輪を駆動するためにライダーがペダルに与える踏力を検出する踏力センサと、前記踏力に基づいて、前記電動モータにより車輪を補助的に駆動するアシスト力を制御する電子制御部と、を有する電動アシスト自転車と、
ライダーの心拍数を検出する心拍センサと、
目標運動強度が入力可能に設けられた入力装置と、
を備え、
前記電子制御部は、
入力された前記運動強度を取得する運動強度取得部と、
ライダーの最大心拍数、および前記心拍センサによって検出された現在の心拍数を取得する心拍数取得部と、
前記運動強度、および前記最大心拍数に基づいて目標心拍数を算出する目標心拍数算出部と、
前記現在の心拍数を前記目標心拍数に近づけるように前記アシスト力を決定するアシスト力決定部と、
前記アシスト力で車輪を補助的に駆動するように前記電動モータを制御するモータ制御部と、
を有することを特徴とする電動アシスト自転車制御システム。
【請求項１０】
電動モータと、車輪を駆動するためにライダーがペダルに与える踏力を検出する踏力センサと、前記踏力に基づいて、前記電動モータにより車輪を補助的に駆動するアシスト力を制御する電子制御部と、を有する電動アシスト自転車の制御用プログラムであって、
入力装置を用いて入力された、目標運動強度を取得する機能と、
ライダーの最大心拍数、および、心拍センサによって検出された現在の心拍数を取得する機能と、
前記運動強度、および前記最大心拍数に基づいて目標心拍数を算出する機能と、
前記電子制御部が前記現在の心拍数を前記目標心拍数に近づけるように前記アシスト力を決定することができるように、前記電子制御部に、前記現在の心拍数および前記目標心拍数を送信する機能と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする制御用プログラム。
【請求項１１】
前記入力装置を用いて入力されたライダーの年齢を取得し、当該年齢から前記最大心拍数を取得する機能をコンピュータに実行させることを特徴とする、請求項１０に記載の制御用プログラム。
【請求項１２】
前記現在の心拍数と前記目標心拍数とを比較可能にディスプレイに表示する機能をコンピュータにさらに実行させることを特徴とする、請求項１０または１１に記載の制御用プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータにより車輪を補助的に駆動する電動アシスト自転車、当該電動アシスト自転車を備える電動アシスト自転車制御システム、および当該電動アシスト自転車の制御用プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電動モータにより車輪を補助的に駆動するアシスト力を制御する電動アシスト自転車が知られている。このような電動アシスト自転車では、アシスト力を制御することで、ライダーにかかる負荷を調整することができる。このため、運転者の疲労強度を推定し前記基本アシスト力を増減補正する電動補助自転車が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５９２１９３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、より高い質のトレーニングを提供することが求められており、このように高い質のトレーニングとして、運動強度を用いたトレーニングが注目されている。運動強度を適切に設定することにより、有酸素運動としての運動効果、無酸素運動としての運動効果、心肺機能の改善など、目的に応じた効果を効率的に得ることができる。しかもこの運動強度を用いることにより、心拍数の急激な上昇などを回避しながら安全に長時間にわたって運動を継続することが可能である。しかしながら、上記特許文献に記載されるような電動アシスト自転車を用いても、心拍数の急激な上昇などを回避することは困難であり、安全に長時間にわたって長距離を高効率で移動することは困難であった。
【０００５】
そこで本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ライダーが電動アシスト自転車を使って安全に長時間にわたって長距離を高効率で移動することができる手段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】
上記課題を解決するために、本発明に係る電動アシスト自転車は、電動モータと、車輪を駆動するためにライダーがペダルに与える踏力を検出する踏力センサと、その踏力に基づいて、電動モータにより車輪を補助的に駆動するアシスト力を制御する電子制御部と、を備え、電子制御部は、目標運動強度を取得する運動強度取得部と、ライダーの最大心拍数、および心拍センサによって検出された現在の心拍数を取得する心拍数取得部と、運動強度、および最大心拍数に基づいて目標心拍数を算出する目標心拍数算出部と、現在の心拍数を目標心拍数に近づけるようにアシスト力を決定するアシスト力決定部と、当該アシスト力で車輪を補助的に駆動するように電動モータを制御するモータ制御部と、を有する。
【０００７】
この態様によれば、ライダーが実現すべき目標運動強度を達成することができるように車輪を補助的に駆動することができる。このため、ライダーが移動手段として電動アシスト自転車を使いつつ、ライダーが希望する運動強度で長時間の走行が可能となりなおかつ、心肺機能に大きな負担がかからない安全で質の高いトレーニングも実行することが可能になる。
【０００８】
心拍数取得部は、ライダーの安静時心拍数をさらに取得してもよい。目標心拍数算出部は、運動強度、最大心拍数、および安静時心拍数に基づいて目標心拍数を算出してもよい。
【０００９】
運動強度を表現する方法として、酸素摂取量による方法と、心拍数による方法とがある。心拍数による方法として、さらに最大心拍数による方法と、予備心拍数による方法とがある。この予備心拍数による方法では、目標心拍数は、最大心拍数、安静時心拍数、および運動強度から算出される。この態様によれば、予備心拍数による方法を用いて目標心拍数を算出することが可能となる。
【００１０】
アシスト力決定部は、現在の心拍数が目標心拍数よりも高い場合に、所定の最大アシスト力をアシスト力として決定してもよい。
【００１１】
この態様によれば、現在の心拍数が目標心拍数よりも高い場合に、心拍数を効果的に低下させることができ、現在の運動強度をより迅速に目標の運動強度にすることができる。
【００１２】
ペダルの回転数を検出する回転数センサをさらに備えていてもよい。電子制御部は、踏力および回転数に基づいてライダーの現在の仕事率である実仕事率を算出する仕事率算出部をさらに有していてもよい。アシスト力決定部は、さらに実仕事率に基づいてアシスト力を決定してもよい。このとき仕事率算出部は、現在の心拍数が目標心拍数に所定条件を満たすように近づいたときの実仕事率を、適正仕事率として保持し、適正仕事率に基づいてアシスト力を決定してもよい。
【００１３】
この態様によれば、実仕事率を考慮することができるため、目標の運動強度の達成をより容易なものとすることができる。
【００１４】
ライダーにメッセージを伝達する伝達装置をさらに備えていてもよい。電子制御部は、現在の心拍数が目標心拍数よりも高い場合、決定されたアシスト力で現在の心拍数を目標心拍数にすることができるか否かを実仕事率に基づいて判定してもよい。伝達装置は、現在の心拍数を目標心拍数にすることができないと判定された場合に、ペダルの回転数を低減すべきことをライダーに伝達してもよい。
【００１５】
一般的に、法規制によりアシスト力には最大アシスト力が規定されており、それより大きいアシスト力を発生させることはできない。この最大アシスト力は自転車の車速に応じて規定されており、高速走行時は低速走行時よりも最大アシスト力が低い。したがって、たとえば高速で走行中に最大アシスト力を発生させても、ライダーを十分にアシストすることができない場合が生じる。このような場合においても、ペダルの回転数を低減すべきことをライダーに伝達することができるため、目標の運動強度をより適切に達成することができる。
【００１６】
ライダーにメッセージを伝達する伝達装置をさらに備えていてもよい。電子制御部は、現在の心拍数が目標心拍数よりも低い場合、決定されたアシスト力で現在の心拍数を目標心拍数にすることができるか否かを実仕事率に基づいて判定してもよい。伝達装置は、現在の心拍数を目標心拍数にすることができないと判定された場合に、ペダルの回転数を増加すべきことをライダーに伝達してもよい。
【００１７】
たとえばライダーが極めて低速で走行している場合は、たとえアシスト力を十分に低減しても、仕事率はさほど高くならず、心拍数を迅速に高めることは困難である。この態様によれば、このような場合においても、ペダルの回転数を増加すべきことをライダーに伝
達することができるため、目標の運動強度をより適切に達成することができる。
【００１８】
アシスト力決定部は、現在の心拍数を目標心拍数に近づけるようにアシスト力を決定する運動強度制御の開始から、現在の心拍数が、目標運動強度よりも低い所定のウォームアップ運動強度に対応する心拍数に達するまで、アシスト力を徐々に低減するウォームアップ制御を実行してもよい。
【００１９】
この態様によれば、ライダーにウォームアップの時間を与えることができ、急激な心拍数の上昇などを回避することができる。
【００２０】
上記課題を解決するために、本発明に係る電動アシスト自転車制御システムは、電動モータと、車輪を駆動するためにライダーがペダルに与える踏力を検出する踏力センサと、踏力に基づいて、電動モータにより車輪を補助的に駆動するアシスト力を制御する電子制御部と、を有する電動アシスト自転車と、ライダーの心拍数を検出する心拍センサと、ライダーが希望する目標運動強度が入力可能に設けられた入力装置と、を備え、電子制御部は、入力された運動強度を取得する運動強度取得部と、ライダーの最大心拍数、および心拍センサによって検出された現在の心拍数を取得する心拍数取得部と、運動強度、および最大心拍数に基づいて目標心拍数を算出する目標心拍数算出部と、現在の心拍数を目標心拍数に近づけるようにアシスト力を決定するアシスト力決定部と、アシスト力で車輪を補助的に駆動するように電動モータを制御するモータ制御部と、を有する。
【００２１】
この態様によっても、目標運動強度を達成することができるように車輪を補助的に駆動することができる。このため、ライダーが移動手段として電動アシスト自転車を使いつつ、質の高いトレーニングを実行することを可能にすることができる。
【００２２】
上記課題を解決するために、本発明に係る制御用プログラムは、電動モータと、車輪を駆動するためにライダーがペダルに与える踏力を検出する踏力センサと、踏力に基づいて、電動モータにより車輪を補助的に駆動するアシスト力を制御する電子制御部と、を有する電動アシスト自転車の制御用プログラムであって、入力装置を用いて入力された目標運動強度を取得する機能と、ライダーの最大心拍数、および、心拍センサによって検出された現在の心拍数を取得する機能と、運動強度、および最大心拍数に基づいて目標心拍数を算出する機能と、電子制御部が現在の心拍数を目標心拍数に近づけるようにアシスト力を決定することができるように、電子制御部に、現在の心拍数および目標心拍数を送信する機能と、をコンピュータに実行させる。
【００２３】
この態様によれば、たとえば携帯端末のプログラムを用いて、目標運動強度を達成することができるように車輪を補助的に駆動することが可能となる。
【００２４】
この態様において、入力装置を用いて入力されたライダーの年齢を取得し、当該年齢から最大心拍数を取得する機能をコンピュータに実行させてもよい。また、現在の心拍数と目標心拍数とを比較可能に携帯端末のディスプレイに表示する機能をコンピュータにさらに実行させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１の実施形態に係る電動アシスト自転車制御システムの構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る電動アシスト自転車制御システムの構成を示すブロック図である。
【図３】メインＥＣＵおよびコントローラＥＣＵの構成を詳細に示すブロック図である。
【図４】運動強度制御の開始画面を示す図である。
【図５】運動強度制御画面を示す図である。
【図６】第１の実施形態に係る電動アシスト自転車制御システム１０の電動アシスト制御の動作を示すフローチャートである。
【図７】図６のＳ３０の通常の運動強度制御を詳細に示すフローチャートである。
【図８】図７のＳ６２の心拍数低減制御を詳細に示すフローチャートである。
【図９】図８のＳ９４におけるディスプレイへの表示例を示す図である。
【図１０】図７のＳ６６の心拍数増加制御を詳細に示すフローチャートである。
【図１１】図１０のＳ１２６におけるディスプレイへの表示例を示す図である。
【図１２】図７のＳ６８の心拍数維持制御を詳細に示すフローチャートである。
【図１３】図６のＳ４０のウォームアップ制御を詳細に示すフローチャートである。
【図１４】ウォームアップ制御の詳細を示す図である。
【図１５】第２の実施形態に係るメインＥＣＵの構成を詳細に示すブロック図である。
【図１６】第３の実施形態に係る電動アシスト自転車制御システムの構成を示す図である。
【図１７】第３の実施形態に係る電動アシスト自転車制御システム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】
【００２６】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る電動アシスト自転車制御システム１０の構成を示す図である。電動アシスト自転車制御システム１０は、電動アシスト自転車１２およびウェアラブル端末１４を有する。ウェアラブル端末１４は腕時計型のものであり、ライダーの腕に装着可能に構成されている。
【００２７】
電動アシスト自転車１２は、自転車本体１６、電動アシストユニット１８、バッテリ２０、およびコントローラ２２を有する。バッテリ２０は、電動アシストユニット１８およびコントローラ２２に電力を供給する。自転車本体１６は、さらに伝動機構２４、ペダル２６、および前輪、後輪からなる車輪２８を有する。ペダル２６に踏力を与えることで、伝動機構２４を介して車輪２８にその力が伝達され、後輪である車輪２８が駆動される。
【００２８】
電動アシストユニット１８には電動モータが内蔵されており、電動アシストユニット１８は、ペダル２６の踏力に基づいて、電動モータを用いて車輪を補助的に駆動する。コントローラ２２は、ディスプレイを有し、ライダーに視認可能となる位置で自転車本体１６に固定されている。
【００２９】
図２は、第１の実施形態に係る電動アシスト自転車制御システム１０の構成を示すブロック図である。ブロック図における各構成は、コンピュータなどのハードウェアだけではなく、必要に応じてソフトウェアと組み合わされてそれぞれが実現される。
【００３０】
電動アシスト自転車１２は、電動アシストユニット１８、バッテリ２０、コントローラ２２のほかに、回転数センサ３０、踏力センサ３２、および車速センサ３４を有する。回転数センサ３０は、ペダル２６の回転数を検出する。踏力センサ３２は、ペダル２６の踏力を、ペダル２６の回転軸に与えられるトルクとして検出する。車速センサ３４は、車輪２８の回転数を検出することで電動アシスト自転車１２の走行速度を検出する。回転数センサ３０、踏力センサ３２、および車速センサ３４はメイン電子制御部（以下、「メインＥＣＵ」という）４２に接続されており、それぞれの検出結果はメインＥＣＵ４２に送信される。回転数センサ３０、踏力センサ３２、車速センサ３４はすでに公知であるためその詳細な説明を省略する。
【００３１】
電動アシストユニット１８は、電動モータ４０およびメインＥＣＵ４２を有する。電動モータ４０は、伝動機構２４に接続されており、電動モータ４０が作動することで車輪２８が補助的に駆動される。メインＥＣＵ４２は、コンピュータとして機能するものであり、ＣＰＵ（中央演算装置）やメモリなどの格納装置を有し、アシスト力を制御するためのプログラムがインストールされている。メインＥＣＵ４２は、踏力センサ３２によって検出された踏力に基づいて、電動モータ４０により車輪２８を補助的に駆動するアシスト力を制御する。なお、アシスト力とは、ライダーのペダル操作を補助する仕事率であり、単位はワット（Ｗ）である。
【００３２】
コントローラ２２は、ディスプレイ５０、入力装置５２、無線通信機５４、コントローラ電子制御部（以下、「コントローラＥＣＵ」という）５６を有する。第１の実施形態ではディスプレイ５０は液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどのフラットパネルディスプレイとして構成されている。ディスプレイ５０はタッチパネルとして構成されており、ディスプレイ５０の下面にタッチパッドなどの位置入力装置である入力装置５２が組み込まれている。ライダーは、ディスプレイ５０の表面に触れることで入力装置５２にデータを入力することができる。
【００３３】
無線通信機５４は、第１の実施形態ではブルートゥース（登録商標）（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）)を用いて他のデジタルデバイスと無線でデータを送受信する。なお、
無線通信機５４は、他の無線通信技術を用いて他のデジタルデバイスとデータを送受信可能に構成されていてもよい。
【００３４】
コントローラＥＣＵ５６は、コンピュータとして機能するものであり、ＣＰＵやメモリなどの格納装置を有する。コントローラＥＣＵ５６は電動アシストユニット１８のメインＥＣＵ４２に接続されている。コントローラＥＣＵ５６は、無線通信機５４で受信したデータや、入力装置５２に入力されたデータを取得し、メインＥＣＵ４２に送信する。また、コントローラＥＣＵ５６は、無線通信機５４や入力装置５２を介して取得したデータや情報をディスプレイ５０に表示する。
【００３５】
ウェアラブル端末１４は、ディスプレイ６０、心拍センサ６２、無線通信機６４、およびウェアラブル端末ＥＣＵ６６を有する。上述のように、ウェアラブル端末１４は腕時計型に構成されており、ライダーの腕に装着可能に構成されている。心拍センサ６２は、装着された腕の心拍数を検出して、ライダーの心拍数を検出する。
【００３６】
無線通信機６４は、第１の実施形態ではブルートゥース（登録商標）を用いて他のデジタルデバイスと無線でデータを送受信する。なお、無線通信機６４は、他の無線通信技術を用いて他のデジタルデバイスとデータを送受信可能に構成されていてもよい。
【００３７】
ウェアラブル端末ＥＣＵ６６は、コンピュータとして機能するものであり、ＣＰＵやメモリなどの格納装置を有する。ウェアラブル端末ＥＣＵ６６は、心拍センサ６２によって検出された心拍数をコントローラ２２に無線通信機６４を介して送信し、コントローラ２２の無線通信機５４がそれを受信する。また、ウェアラブル端末ＥＣＵ６６は、検出された心拍数や、無線通信機６４で受信した情報をディスプレイ６０に表示する。
【００３８】
図３は、メインＥＣＵ４２およびコントローラＥＣＵ５６の構成を詳細に示すブロック図である。コントローラＥＣＵ５６は、運動強度取得部７０、心拍数取得部７２、目標心拍数算出部７４、仕事率算出部７６、およびアシスト力決定部７８を有する。メインＥＣＵ４２は、モータ制御部８０を有する。なお、第１の実施形態では、メインＥＣＵ４２とコントローラＥＣＵ５６とが分かれているが、これらが統合的に１つのＥＣＵを構成され
ていてもよい。
【００３９】
運動強度取得部７０は、ライダーが実現すべき目標運動強度を取得する。心拍数取得部７２は、ライダーの最大心拍数、安静時心拍数、および心拍センサ６２によって検出された現在の心拍数を取得する。目標心拍数算出部７４は、運動強度、安静時心拍数、および最大心拍数に基づいて目標心拍数を算出する。仕事率算出部７６は、踏力および回転数に基づいてライダーの現在の仕事率である実仕事率を算出する。アシスト力決定部７８は、通常アシスト制御では、ペダル２６に与えられる踏力と、車速センサ３４によって検出された車速に基づいてアシスト力を決定する。アシスト力決定部７８は、運動強度制御では、ペダル２６に与えられる踏力と、車速センサ３４によって検出された車速だけでなく、現在の心拍数と目標心拍数との比較結果などに基づいてアシスト力を決定する。コントローラＥＣＵ５６は、決定されたアシスト力をメインＥＣＵ４２に送る。モータ制御部８０は、決定されたアシスト力で車輪を補助的に駆動するように電動モータ４０を制御する。
【００４０】
具体的には、運動強度取得部７０は、入力装置５２を用いて入力された運動強度を、目標運動強度として取得する。心拍数取得部７２は、入力装置５２を用いて入力されたライダーの年齢を取得し、ライダーの年齢に基づいてライダーの最大心拍数を算出する。具体的には、心拍数取得部７２は、以下の式によりライダーの最大心拍数を算出する。
最大心拍数＝２０８−０．７×年齢
なお、他の式を用いてライダーの年齢に基づいて最大心拍数を算出してもよい。また、年齢以外の他の因子に基づいて最大心拍数を算出してもよい。
【００４１】
ウェアラブル端末１４のウェアラブル端末ＥＣＵ６６は、心拍センサ６２によって心拍数を常時検出している。ウェアラブル端末１４は、加速度センサ（図示せず）を有している。ウェアラブル端末ＥＣＵ６６は、加速度センサの検出結果に基づいて、ウェアラブル端末１４の装着者が運動時か安静時かを判定する。ウェアラブル端末ＥＣＵ６６は、装着者が安静時に心拍センサ６２によって検出された心拍数を、安静時心拍数として取得する。ウェアラブル端末ＥＣＵ６６は、取得した安静時心拍数を、無線通信機６４を介してコントローラＥＣＵ５６に送信する。コントローラＥＣＵ５６の心拍数取得部７２は、安静時心拍数を取得する。なお、心拍数取得部７２は、入力装置５２を用いてライダーに入力された安静時心拍数を取得してもよい。
【００４２】
目標心拍数算出部７４は、以下のＫａｒｖｏｎｅｎ（カルボーネン）の式を用いて、目標運動強度に対応する目標心拍数を算出する。
目標心拍数＝運動強度（％）×１００×（最大心拍数−安静時心拍数）＋安静時心拍数
このように第１の実施形態では、予備心拍数による方法によって目標心拍数を算出しているが、最大心拍数による方法によって目標心拍数を算出してもよい。最大心拍数による方法では、以下の式により目標心拍数を算出することができる。
目標心拍数＝運動強度（％）×１００×最大心拍数
なお、予備心拍数による方法、最大心拍数による方法以外の方法で目標心拍数を算出してもよい。
【００４３】
図４は、運動強度制御の開始画面を示す図である。この画面は、コントローラ２２のディスプレイ５０に表示される。この画面では、年齢入力領域９０、運動強度入力領域９２、およびスタートボタン領域９４が表示される。入力装置５２は、この運動強度入力領域９２およびスタートボタン領域９４を通じて、ライダーの年齢およびライダーが希望する目標運動強度が入力可能に設けられている。ライダーが年齢入力領域９０にタッチすると、数値入力画面が表示される。コントローラＥＣＵ５６は、この数値入力画面に入力された年齢を取得する。
【００４４】
運動強度取得部７０は、運動強度入力領域９２に入力された運動強度を、実現すべき運動強度として取得する。有酸素運動域の定義はＫａｒｖｏｎｅｎの式より計算される６０−８０％の運動強度に相当する。このため第１の実施形態では、ライダーが運動強度入力領域９２をタッチすると、６０％、７０％、８０％の運動強度がそれぞれ選択可能にプルダウンメニューとしてディスプレイ５０に表示される。運動強度取得部７０は、タッチされた数字を目標運動強度として取得する。なお、運動強度入力領域９２をタッチすると数値入力画面が表示されてもよく、運動強度取得部７０は、この数値入力画面によって入力された数値を目標運動強度として取得してもよい。また、「弱、中、強」など、他の表示形態で運動強度が選択可能に表示されてもよい。
【００４５】
スタートボタン領域９４がタッチされると、コントローラＥＣＵ５６は、運動強度制御のフラグをオンにして、運動強度制御を開始する。
【００４６】
図５は、運動強度制御画面を示す図である。運動強度制御が開始されると、コントローラＥＣＵ５６は、ディスプレイ５０にこのような運動強度制御画面が表示する。このときコントローラＥＣＵ５６は、運動強度制御画面において、現在の心拍数と目標心拍数とを比較可能にディスプレイ５０に表示する。
【００４７】
なお、コントローラＥＣＵ５６は、無線通信機５４を介して目標心拍数をウェアラブル端末１４に送信してもよい。ウェアラブル端末ＥＣＵ６６は、無線通信機６４を介して目標心拍数を受信し、ディスプレイ６０に、目標心拍数を表示させてもよい。このときウェアラブル端末ＥＣＵ６６は、現在の心拍数と目標心拍数とを比較可能にディスプレイ６０に表示させてもよい。
【００４８】
図６は、第１の実施形態に係る電動アシスト自転車制御システム１０の電動アシスト制御の動作を示すフローチャートである。この制御は、コントローラ２２においてコントローラ２２および電動アシストユニット１８の電源がオンにされたときに開始し、その後所定時間毎に繰り返し実行される。
【００４９】
コントローラＥＣＵ５６は、運動強度制御のフラグがオンか否かを判定することにより、運動強度制御がオンか否かを判定する（Ｓ１０）。運動強度制御がオンと判定された場合（Ｓ１０のＹ）、コントローラＥＣＵ５６は、ウォームアップ制御のフラグがオフか否かを判定することにより、ウォームアップ制御は終了しているか否かを判定する（Ｓ２０）。なお、運動強度制御が開始されると、ウォームアップ制御のフラグはオンに設定される。ウォームアップ制御は終了していると判定された場合（Ｓ２０のＹ）、コントローラＥＣＵ５６は、通常の運動強度制御を実行する（Ｓ３０）。ウォームアップ制御は終了していないと判定された場合（Ｓ２０のＮ）、コントローラＥＣＵ５６は、ウォームアップ制御を実行する（Ｓ４０）。運動強度制御がオフと判定された場合（Ｓ１０のＮ）、コントローラＥＣＵ５６は、通常アシスト制御を実行する（Ｓ５０）。通常アシスト制御は公知の電動アシスト自転車の制御であるため、説明を省略する。
【００５０】
図７は、図６のＳ３０の通常の運動強度制御を詳細に示すフローチャートである。アシスト力決定部７８は、現在の心拍数が目標心拍数より高いか否かを判定する（Ｓ６０）。現在の心拍数が目標心拍数より高い場合（Ｓ６０のＹ）、アシスト力決定部７８は、心拍数低減制御を実行する（Ｓ６２）。現在の心拍数が目標心拍数より高くない場合（Ｓ６０のＮ）、アシスト力決定部７８は、現在の心拍数が目標心拍数より低いか否かを判定する（Ｓ６４）。現在の心拍数が目標心拍数より低い場合（Ｓ６４のＹ）、アシスト力決定部７８は、心拍数増加制御を実行する（Ｓ６６）。現在の心拍数が目標心拍数と同じ場合（Ｓ６４のＮ）、アシスト力決定部７８は、心拍数維持制御を実行する（Ｓ６８）。
【００５１】
現在の心拍数は、頻繁に変動することが予想される。このため、心拍数取得部７２は、所定時間毎にその間での心拍数の平均を現在の心拍数として取得してもよい。アシスト力決定部７８は、現在の心拍数が目標心拍数を中心とする所定範囲、たとえば目標心拍数の±５％にあるときに、現在の心拍数が目標心拍数と同じと判定してもよい。
【００５２】
アシスト力決定部７８は、心拍数低減制御、心拍数増加制御、心拍数維持制御のそれぞれにおいて、アシスト力を決定する。モータ制御部８０は、決定されたアシスト力で電動モータを制御する（Ｓ７０）。
【００５３】
図８は、図７のＳ６２の心拍数低減制御を詳細に示すフローチャートである。アシスト力決定部７８は、心拍数低減制御において、すなわち、現在の心拍数が目標心拍数よりも高い場合に、最大アシスト力をアシスト力として決定する（Ｓ９０）。第１の実施形態における最大アシスト力とは、法令で定められている最大アシスト力をいう。法令では、第１速度までは、最大アシスト力は一定であり、第１速度から第２速度までは、最大アシスト力は速度に比例して低下し、第２速度以上では最大アシスト力はゼロとなる。なお、最大アシスト力がこのように法令で定められている最大アシスト力でなくてもよい。
【００５４】
また、例えば、現在の心拍数が目標心拍数よりも高い場合に、ライダーの実仕事率が適正仕事率よりも低くなるように、アシスト力を決定してもよい。このとき、現在の心拍数と目標心拍数との差が大きいほど、ライダーの実仕事率が適正仕事率よりもより低くなるように、アシスト力を決定してもよい。
【００５５】
コントローラＥＣＵ５６は、最大アシスト力を与えたときの予想実仕事率が適正仕事率より低いか否かを判定することで、決定されたアシスト力、すなわち最大アシスト力を与えたときに現在の心拍数を目標心拍数にすることができるか否かを判定する（Ｓ９２）。最大アシスト力を与えたときの予想実仕事率は、たとえばそのときすでに最大アシスト力を与えている場合は、そのときの踏力とペダル２６の回転数から算出される実仕事率が予想仕事率となる。
【００５６】
適正仕事率とは、それを維持すれば目標運動強度を維持できることが期待できる仕事率をいう。第１の実施形態では目標運動強度に対応する目標心拍数にライダーの心拍数が到達したときの仕事率を適正仕事率としている。
【００５７】
後述するように、仕事率算出部７６は、現在の心拍数が目標心拍数と等しいときのライダーの仕事率を保存する。仕事率算出部７６は、様々なペダルの回転数に対応して、心拍数が目標心拍数と等しいときペダルの踏力を保存している。仕事率（Ｐ）は、以下の式で導き出すことができる。
Ｐ＝２πＴＮ／６０
ここで、Ｔは踏力（トルク）であり、Ｎはペダル２６の回転数である。
【００５８】
最大アシスト力を与えたときの予想実仕事率が適正仕事率以上の場合（Ｓ９２のＮ）、最大アシスト力を与えても、実仕事率が、心拍数が目標心拍数と等しいときの適正仕事率以上になる。このためコントローラＥＣＵ５６は、このような場合に現在の心拍数を目標心拍数することができないと判定し、ペダル回転数を下げるか、ギア比を下げるよう、ディスプレイ５０に表示して、ペダルの回転数を低減すべきことをライダーに伝達する（Ｓ９４）。ここで、「ギア比を下げる」とは、シフトアップすること、即ちリアスプロケットの歯数の少ない小径のインナー側のギアを選択することをいう。最大アシスト力を与えたときの予想実仕事率が適正仕事率より低いと判定された場合（Ｓ９２のＹ）、Ｓ９４のステップはスキップされる。
【００５９】
このように、コントローラＥＣＵ５６は、現在の心拍数が目標心拍数よりも高い場合、決定されたアシスト力で現在の心拍数を目標心拍数にすることができるか否かを実仕事率に基づいて判定する。コントローラＥＣＵ５６は、現在の心拍数を目標心拍数にすることができないと判定された場合に、ペダルの回転数を低減すべきことをディスプレイ５０に表示する。
【００６０】
図９は、図８のＳ９４におけるディスプレイ５０への表示例を示す図である。最大アシスト力でも現在の心拍数を目標心拍数にすることができないと判定された場合、運動強度制御画面のメッセージ領域９６には、「ペダル回転数を下げるか、ギア比を下げてください。」というメッセージが表示される。このようにディスプレイ５０は、ライダーにメッセージを伝達する伝達装置として機能する。
【００６１】
なお、コントローラＥＣＵ５６は、この運動強度制御画面に、ペダル２６の回転数を表示してもよい。コントローラＥＣＵ５６は、実仕事率と適正仕事率とに基づいて、心拍数を目標心拍数にするために適切なペダル２６の回転数を算出し、ディスプレイ５０に表示してもよい。適切なペダル２６の回転数とは、心拍数を目標心拍数に迅速に減少させることができる回転数であり、その回転数と踏力とから算出される仕事率が、適正仕事率より小さくなる回転数をいう。
【００６２】
また、コントローラＥＣＵ５６は、最大アシスト力を与えたときの予想実仕事率が適正仕事率より大きい場合、上記メッセージを表示するよう、ウェアラブル端末１４に指示を送り、ウェアラブル端末ＥＣＵ６６はディスプレイ６０に上記メッセージを表示してもよい。
【００６３】
また、コントローラ２２は、スピーカなどの音声出力装置を有していてもよい。コントローラ２２において、無線通信機５４が音声出力装置として機能してもよい。このとき無線通信機５４は、無線により音声を受信可能なたとえばブルートゥース（登録商標）ヘッドホンなどに音声出力可能に構成されている。コントローラＥＣＵ５６は、音声により、「ペダル回転数を下げるか、ギア比を下げてください。」というメッセージをライダーに伝達してもよい。この場合、音声出力装置がライダーにメッセージを伝達する伝達装置として機能する。
【００６４】
図８に戻る。次にコントローラＥＣＵ５６は、休憩必要条件を満たすか否かを判定する（Ｓ９６）。ここで休憩必要条件とは、たとえば最大アシスト力を継続的に与えても、所定時間にわたって心拍数が目標心拍数を上回っている場合などをいう。特に８０％を超える運動強度に対応する心拍数が継続すると、効果的なトレーニングが期待できないばかりか、逆に身体に悪い影響を与え得る。このため、休憩必要条件が満たすと判定された場合（Ｓ９６のＹ）、コントローラＥＣＵ５６は、休憩を取るようディスプレイ５０に表示する（Ｓ９８）。休憩必要条件を満たさないと判定された場合（Ｓ９６のＮ）、Ｓ９８の処理はスキップされる。
【００６５】
図１０は、図７のＳ６６の心拍数増加制御を詳細に示すフローチャートである。心拍数増加制御において、アシスト力決定部７８は、アシスト力をゼロにしたときに予想される実仕事率から適正仕事率を引いた値が所定値より大きいか否かを判定する（Ｓ１２０）。アシスト力をゼロにしたときに予想される実仕事率とは、現在の実仕事率に現在のアシスト力を加えた値である。アシスト力がゼロになっても、ライダーは現在の車速を維持しようとアシスト力が減少した分だけ踏力を増加させると考えられるためである。予想される実仕事率が適正仕事率と同じ場合でも心拍数を増加させることは可能と考えられるが、予想される実仕事率よりも適正仕事率を所定値だけ大きくすることにより、より迅速に心拍数を目標心拍数に近づけることができる。
【００６６】
なお、このＳ１２０では、予想される実仕事率が適正仕事率より大きいかを判定してもよい。予想される実仕事率が適正仕事率より大きい場合、予想される実仕事率が適正仕事率になるようにアシスト力を決定してもよい。このとき、アシスト力をゼロに決定してもよい。
【００６７】
アシスト力をゼロにしたときに予想される実仕事率から適正仕事率を引いた値が所定値より大きい場合（Ｓ１２０のＹ）、アシスト力決定部７８は、アシスト力をゼロとはせずに、予想される実仕事率から適正仕事率を引いた値が所定値となるようにアシスト力を決定する（Ｓ１２２）。この場合にアシスト力をゼロにすると、心拍数を早期に増加させることは可能だが、ライダーへの負担も大きくなる。このため、このような場合にはアシスト力決定部７８はアシスト力をゼロとはせずに、予想される実仕事率から適正仕事率を引いた値が所定値となるようにアシスト力を決定する。
【００６８】
このように、アシスト力決定部７８は、現在の心拍数が目標心拍数よりも低い場合に、予想される実仕事率が適正仕事率よりも高くなるように、アシスト力を決定する。このとき、アシスト力決定部７８は、現在の心拍数と目標心拍数との差が大きいほど、予想される実仕事率が適正仕事率よりもより高くなるように、アシスト力を決定してもよい。
【００６９】
アシスト力をゼロにしたときの実仕事率から適正仕事率を引いた値が所定値以下と判定された場合（Ｓ１２０のＮ）、アシスト力決定部７８は、アシスト力をゼロに決定する（Ｓ１２４）。この場合、アシスト力がゼロになってもライダーへの負荷が十分でなく、迅速に心拍数を増加させることが難しい。このためコントローラＥＣＵ５６は、回転数を上げるか、ギア比を上げるよう、ディスプレイ５０に表示して（Ｓ１２６）、心拍数を上げるべく積極的にペダル２６を操作するようにライダーに指示する。ここで、「ギア比を上げる」とは、シフトアップすること、即ちリアスプロケットの歯数の少ない小径のアウター側のギアを選択することをいう。なお、コントローラＥＣＵ５６は、「ギア比を下げて回転数を上げるよう、ディスプレイ５０に表示してもよい。
【００７０】
このようにコントローラＥＣＵ５６は、現在の心拍数が目標心拍数よりも低い場合、決定されたアシスト力で現在の心拍数を目標心拍数にすることができるか否かを実仕事率に基づいて判定し、ディスプレイ５０は、現在の心拍数を目標心拍数にすることができないと判定された場合に、ペダルの回転数を増加すべきことを表示してその旨をライダーに伝達する。
【００７１】
図１１は、図１０のＳ１２６におけるディスプレイ５０への表示例を示す図である。アシスト力をゼロにしても現在の心拍数を目標心拍数に迅速に増加させることができないと判定された場合、運動強度制御画面のメッセージ領域９６には、「ペダル回転数を上げるか、ギア比を上げてください。」というメッセージが表示される。
【００７２】
なお、コントローラＥＣＵ５６は、実仕事率と適正仕事率とに基づいて、心拍数を目標心拍数にするために適切なペダル２６の回転数を算出し、ディスプレイ５０に表示してもよい。適切なペダル２６の回転数とは、心拍数を目標心拍数に迅速に増加させることができる回転数であり、その回転数と踏力とから算出される仕事率が適正仕事率より大きくなる回転数をいう。
【００７３】
また、コントローラＥＣＵ５６は、アシスト力をゼロにしても現在の心拍数を目標心拍数に迅速に増加させることができないと判定された場合、上記メッセージを表示するよう、ウェアラブル端末１４に指示を送り、ウェアラブル端末ＥＣＵ６６はディスプレイ６０に上記メッセージを表示してもよい。
【００７４】
また、上述のようにコントローラ２２が音声出力装置を有していてもよい。コントローラＥＣＵ５６は、音声により、「ペダル回転数を上げるか、ギア比を上げてください。」というメッセージをライダーに伝達してもよい。
【００７５】
図１２は、図７のＳ６８の心拍数維持制御を詳細に示すフローチャートである。アシスト力決定部７８は、実仕事率が適正仕事率となるようにアシスト力を決定する（Ｓ１４０）。具体的には、アシスト力決定部７８は、実仕事率が適正仕事率と実質的に同じとなるように、アシスト力を決定する。第１の実施形態では、アシスト力決定部７８は、実仕事率が適正仕事率を中心とする所定範囲内となるように、具体的には、実仕事率が適正仕事率±５％の範囲内となるように、アシスト力を決定する。次にアシスト力決定部７８は、そのときの踏力とペダル２６の回転数とを用いてそのときの仕事率を算出し、その仕事率によって適正仕事率を更新する（Ｓ１４２）。
【００７６】
図１３は、図６のＳ４０のウォームアップ制御を詳細に示すフローチャートである。アシスト力決定部７８は、現在の心拍数が目標心拍数に達したか否かを判定する（Ｓ１５０）。現在の心拍数が目標心拍数に達していないと判定された場合（Ｓ１５０のＮ）、アシスト力決定部７８は、アシスト力を低減する（Ｓ１５４）。このときアシスト力決定部７８は、ウォームアップ運動強度に対応する心拍数に１〜１５分かけて上昇するように、アシスト力を漸減させる。なお、コントローラＥＣＵ５６は、適切なペダル２６の回転数をディスプレイ５０に表示させてもよい。現在の心拍数が目標心拍数に達したと判定された場合（Ｓ１５０のＹ）、アシスト力決定部７８は、ウォームアップ制御のフラグをオフに設定して、ウォームアップ制御を終了する（Ｓ１５２）。
【００７７】
図１４は、ウォームアップ制御の詳細を示す図である。図１４に示すように、アシスト力決定部７８は、所定時間毎にアシスト力を低減する。第１の実施形態では、アシスト力決定部７８は、２分毎にアシスト力を低減する。仕事率算出部７６は、現在の心拍数が目標心拍数Ｂｔｇに達したか否かを判定する。仕事率算出部７６は、現在の心拍数が目標心拍数Ｂｔｇに達したとき、ペダル２６の踏力と車輪２８の回転数とに基づいて、ライダーの実仕事率を算出する。仕事率算出部７６は、このときの実仕事率を、適正仕事率Ｐａｄとして取得する。
【００７８】
このようにアシスト力決定部７８は、現在の心拍数を目標心拍数に近づけるようにアシスト力を決定する運動強度制御の開始から、現在の心拍数が、目標運動強度よりも低い所定のウォームアップ運動強度に対応する心拍数に達するまで、アシスト力を徐々に低減するウォームアップ制御を実行する。
【００７９】
第１の実施形態では、特に寒冷時にライダーがいきなり大きな運動負荷を開始することによる心筋梗塞等の循環系の障害を回避するために、このようなウォームアップ制御を設けている。なお、このようなウォームアップ制御が設けられていなくてもよく、また、ウォームアップ制御をライダーがキャンセル可能に設けられていてもよい。
【００８０】
アシスト力決定部７８は、このウォームアップ制御におけるペダル２６の回転数と心拍数の関係から、ライダーが有酸素運動を行うことのできる仕事率を算出してもよい。アシスト力決定部７８は、ウォームアップ制御終了後の通常の運動強度制御においても、算出されたこの仕事率に基づいてアシスト力を決定してもよい。これによりライダーは設定された運動強度に相当する心拍数を超えない状態で最小のアシスト力になるように制御され、ライダーが長時間にわたり安定したペダル出力が可能な状態を維持することが可能となる。
（第２の実施形態）
図１５は、第２の実施形態に係るメインＥＣＵの構成を詳細に示すブロック図である。以下、第１の実施形態と同一の構成は同一の符号を付して説明を省略する。
【００８１】
第２の実施形態では、メインＥＣＵ１４２は、運動強度取得部１５８、心拍数取得部１６０、目標心拍数算出部７４、仕事率算出部７６、アシスト力決定部７８、およびモータ制御部８０を有する。コントローラＥＣＵ１５６は、運動強度取得部７０および心拍数取得部７２を有する。
【００８２】
運動強度取得部１５８は、無線通信機５４を介してコントローラＥＣＵ１５６から運動強度を取得する。運動強度取得部１５８は、ライダーの年齢をコントローラＥＣＵ１５６から取得し、ライダーの年齢から運動強度を算出してもよい。心拍数取得部１６０は、無線通信機５４を介してコントローラＥＣＵ１５６から現在の心拍数、および安静時心拍数を取得する。
【００８３】
第２の実施形態では、運動強度取得部１５８、心拍数取得部１６０、目標心拍数算出部７４仕事率算出部７６、およびアシスト力決定部７８がコントローラＥＣＵ１５６ではなくメインＥＣＵ１４２に設けられている。この態様によっても、ライダーの運動強度が目標の運動強度となるように、アシスト力を決定することができる。
（第３の実施形態）
図１６は、第３の実施形態に係る電動アシスト自転車制御システム１００の構成を示す図である。以下、上述の実施形態と同一の構成は同一の符号を付して説明を省略する。
【００８４】
電動アシスト自転車制御システム１００は、電動アシスト自転車１１２、携帯端末１３０、およびウェアラブル端末１４を備える。第１の実施形態と異なり、電動アシスト自転車１１２は、コントローラ２２を有していない。電動アシスト自転車１１２は、電動アシストユニット１１８の構成が第１の実施形態に係る電動アシストユニット１８と異なる。
【００８５】
図１７は、第３の実施形態に係る電動アシスト自転車制御システム１００の構成を示すブロック図である。電動アシストユニット１１８は、無線通信機１２０を有している以外は、第１の実施形態に係る電動アシストユニット１８と同様に構成されている。
【００８６】
第３の実施形態に係る携帯端末１３０は、電話機能を有する、いわゆる携帯電話である。なお、携帯端末１３０は電話機能を有していなくてもよい。携帯端末１３０は、ディスプレイ１３２、入力装置１３４、無線通信機１３６、および携帯端末電子制御部（以下、「携帯端末ＥＣＵ」という）１３８を有する。第３の実施形態ではディスプレイ１３２は液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどのフラットパネルディスプレイとして構成されている。ディスプレイ１３２はタッチパネルとして構成されており、ディスプレイ１３２の下面にタッチパッドなどの位置入力装置である入力装置１３４が組み込まれている。ライダーは、ディスプレイ１３２の表面に触れることで入力装置１３４にデータを入力することができる。
【００８７】
無線通信機１３６は、ブルートゥース（登録商標）を用いて他のデジタルデバイスと無線でデータを送受信する。なお、無線通信機１３６は、他の無線通信技術を用いて他のデジタルデバイスとデータを送受信可能に構成されていてもよい。
【００８８】
携帯端末ＥＣＵ１３８は、コンピュータとして機能するものであり、ＣＰＵやメモリなどの格納装置を有する。無線通信機１２０は、ブルートゥース（登録商標）を用いて他のデジタルデバイスと無線でデータを送受信する。このため、携帯端末ＥＣＵ１３８とメインＥＣＵ１４２とは、無線通信機１３６、無線通信機１２０を介してブルートゥース（登録商標）によってデータの送受信が可能となっている。
【００８９】
ウェアラブル端末ＥＣＵ６６は、心拍センサ６２によって検出された心拍数を無線通信機６４を介して携帯端末１３０に送信し、無線通信機１３６の無線通信機１３６がそれを受信する。携帯端末ＥＣＵ１３８は、ウェアラブル端末１４から無線通信機１３６で受信したデータや、入力装置１３４に入力されたデータを取得し、無線通信機１３６でメインＥＣＵ１４２に送信する。また、携帯端末ＥＣＵ１３８は、無線通信機１３６や入力装置１３４を介して取得したデータや情報をディスプレイ１３２に表示する。
【００９０】
携帯端末１３０には、電動アシスト自転車１２の制御用プログラムがインストールされている。このプログラムは、携帯端末１３０の入力装置１３４を用いて入力された、目標運動強度を取得する機能を、携帯端末ＥＣＵ１３８に実行させる。この機能は、第１の実施形態においてコントローラ２２によって目標運動強度を取得する機能と同様である。具体的には、携帯端末ＥＣＵ１３８は、入力装置１３４を用いて入力された運動強度を、目標運動強度として取得する。
【００９１】
また、このプログラムは、携帯端末１３０の入力装置１３４を用いて入力されたライダーの年齢を取得し、年齢から最大心拍数を算出し且つ取得する機能を携帯端末１３０の携帯端末ＥＣＵ１３８に実行させる。ライダーの年齢に基づいてライダーの最大心拍数を算出する方法は上述と同様である。なお、年齢以外の他の因子に基づいて最大心拍数を算出してもよい。
【００９２】
また、このプログラムは、ライダーの最大心拍数、安静時心拍数、および、心拍センサ６２によって検出された現在の心拍数を取得する機能を携帯端末ＥＣＵ１３８に実行させる。
【００９３】
第１の実施形態と同様に、ウェアラブル端末１４の心拍センサ６２は、現在の心拍数を検出し、また、ウェアラブル端末ＥＣＵ６６は、心拍センサ６２の検出結果を用いて安静時心拍数を取得する。第３の実施形態では、ウェアラブル端末ＥＣＵ６６は、無線通信機６４を介して、現在の心拍数および安静時心拍数を携帯端末１３０に送信する。なお、ライダーの年齢および目標運動強度を入力するための画面は、図４に示す運動強度制御の開始画面と同様である。
【００９４】
また、このプログラムは、運動強度、安静時心拍数および最大心拍数に基づいて目標心拍数を算出する機能を、携帯端末ＥＣＵ１３８に実行させる。運動強度、安静時心拍数、および最大心拍数に基づいて目標心拍数を算出する方法は、第１の実施形態と同様である。なお、携帯端末ＥＣＵ１３８は、安静時心拍数を用いずに運動強度および最大心拍数に基づいて目標心拍数を算出してもよい。
【００９５】
また、このプログラムは、メインＥＣＵ１４２が現在の心拍数と目標心拍数との比較結果に基づいてアシスト力を決定することができるように、無線通信機１３６を介して、メインＥＣＵ１４２に、現在の心拍数および目標心拍数を送信する機能を携帯端末ＥＣＵ１３８に実行させる。メインＥＣＵ１４２のアシスト力決定部７８は、受信した現在の心拍数および目標心拍数に基づいて、アシスト力を決定する。この決定方法は第１の実施形態と同様である。
【００９６】
また、このプログラムは、運動強度制御開始後の運動強度制御画面において、現在の心拍数と目標心拍数とを比較可能に携帯端末１３０のディスプレイ１３２に表示する機能を携帯端末ＥＣＵ１３８にさらに実行させる。運動強度制御画面は、図５に示す画面と同様である。
【００９７】
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて実施形態における組合せや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を実施形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうる。
【００９８】
ある変形例では、アシスト力決定部７８は、一定時間ごとにアシスト力に揺らぎ（外乱）を与えてライダーのペダル仕事率と心拍数の関係を観察する。アシスト力決定部７８は、この観察結果に基づいて、適正仕事率を更新する。アシスト力決定部７８は、更新された仕事率に基づいてアシスト力を決定する。
【００９９】
ある別の変形例では、アシスト力決定部７８は、現在の心拍数が目標心拍数と、キャリブレーションが必要と考えられる所定条件を満たす場合、適正仕事率を更新する。アシスト力決定部７８は、更新された適正仕事率に基づいてアシスト力を決定する。この所定条件とは、たとえば現在の心拍数が目標心拍数と所定の値以上異なる状態が所定時間以上継続した場合などである。たとえば、入力された運動強度から算出された目標心拍数が１５０なのにもかかわらず、心拍数が長時間１４０のままの場合、心拍数を目標心拍数に到達させることは難しいと考えられる。この場合、心拍数が１４０のまま長時間走行できるよう、アシスト力決定部７８は、心拍数１４０のときの踏力およびペダル２６の回転数に基づいて、適正仕事率を更新する。
【０１００】
ある別の変形例では、電動アシスト自転車制御システム１０は、電動変速器を備えている。メインＥＣＵ１４２は、電動変速器を用いてギア比を変える変速器制御部を有する。変速器制御部は、現在の心拍数を目標心拍数に近づけるように、電動変速器を用いてギア比を変える。
【０１０１】
たとえば、変速器制御部は、現在の心拍数が目標心拍数よりも高い場合、決定されたアシスト力で現在の心拍数を目標心拍数にすることができるか否かを実仕事率に基づいて判定する。変速器制御部は、現在の心拍数を目標心拍数にすることができないと判定した場合に、ギア比を下げるように変速器制御部を制御する。また、変速器制御部は、現在の心拍数が目標心拍数よりも低い場合、決定されたアシスト力で現在の心拍数を目標心拍数にすることができるか否かを実仕事率に基づいて判定する。変速器制御部は、現在の心拍数を目標心拍数にすることができないと判定した場合に、ギア比を上げるように変速器制御部を制御する。
【０１０２】
ある別の変形例では、アシスト力決定部７８は、運動強度制御を開始したときにすでに、現在の心拍数が運動強度６０％に相当する心拍数であった場合、最大アシスト力からアシスト力を漸減させ、適正仕事率を算出する。アシスト力決定部７８は、算出した適正仕事率に基づいてアシスト力を決定する。
【符号の説明】
【０１０３】
１０  電動アシスト自転車制御システム，１２  電動アシスト自転車，１４  ウェアラブル端末，１６  自転車本体，１８  電動アシストユニット，２０  バッテリ，２２  コントローラ，２４  伝動機構，２６  ペダル，２８  車輪，３０  回転数センサ，３２  踏力センサ，３４  車速センサ，４０  電動モータ，４２  メインＥＣＵ，５０  ディスプレイ，５２  入力装置，５４  無線通信機，５６  コントローラＥＣＵ，６０  ディスプレイ，６２  心拍センサ，６４  無線通信機，６６  ウェアラブル端末ＥＣＵ，７０  運動強度取得部，７２  心拍数取得部，７４  目標心拍数算出部，７６  仕事率算出部，７８  アシスト力決定部，８０  モータ制御部。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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