モータ付きホイールの装置および方法 |
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| 申请号 | JP2017545880 | 申请日 | 2015-11-24 | 公开(公告)号 | JP2018502549A | 公开(公告)日 | 2018-01-25 |
| 申请人 | スーパーペデストリアン インク; | 发明人 | バイダーマン アサッフ; バーバー エリック; フォン ロン ヒン; ロイ ロバート ポール; ハインツマン ジョン デビッド; ヴァインシュタイン ジェフリー ジェイ; ジオレック マイケル; | ||||
| 摘要 | それぞれが電気モータ付きホイールのためのものである、ユーザインターフェース、トルクアームアセンブリ、スポーク付きホイールの組み立て方法、バッテリメンテナンス方法、および熱管理のための方法を開示する。 | ||||||
| 权利要求 | トルクアームの一部分を受け入れるようになっている開口部をそれぞれ有する第1の凹部および第2の凹部であって、前記第1の凹部および前記第2の凹部が、トルクアームの一部分を嵌め込みできるリリーフカットを前記開口部の反対側にそれぞれ有する、第1の凹部および第2の凹部 を備える、車両上のトルクアーム用の支持ブロック。車両のホイール用のトルクアームアセンブリであって、前記トルクアームアセンブリが、 第1の凹部および第2の凹部であって、前記第1の凹部がリリーフカットを含み、前記第2の凹部がリリーフカットを含む、第1の凹部および第2の凹部と、 前記第1の凹部と係合可能であり、前記第1の凹部上の前記リリーフカット内に部分的に延在する、第1のヒンジ部分と、前記第2の凹部と係合可能であり、前記第2の凹部上の前記リリーフカット内に部分的に延在する、第2のヒンジ部分と、 を備える、トルクアームアセンブリ。ハブシェルアセンブリを有する電気モータ付きホイールのためのユーザインターフェースであって、前記ユーザインターフェースが、 前記電気モータ付きホイールの操作に備える、ユーザインターフェースパネル用のユーザインターフェースカバープレートであって、前記ユーザインターフェースカバープレートが、前記ハブシェルアセンブリの回転可能な部分に対して回転せず、前記ユーザインターフェースカバープレートが、無線システムのアンテナのためのアンテナ開口を備える、ユーザインターフェースカバープレート を備える、ユーザインターフェース。ハブシェルアセンブリを有する電気モータ付きホイールにアンテナを装着する方法であって、 無線システムのアンテナ用のアンテナ開口を、前記電気モータ付きホイールの操作に備えるユーザインターフェースパネル用のユーザインターフェースカバープレートに配置するステップであって、前記無線システムが、前記ユーザインターフェースパネルに装着され、前記ユーザインターフェースカバープレートおよび前記ユーザインターフェースパネルが、前記ハブシェルアセンブリの回転可能な部分に対して回転しない、ステップ を含む、方法。電気モータ付きホイールのためのユーザインターフェースであって、前記ユーザインターフェースが、 前記電気モータ付きホイールの操作に備える、ユーザインターフェースパネル用のユーザインターフェースカバープレートであって、前記ユーザインターフェースカバープレートが、ハブシェルアセンブリの回転可能な部分に対して回転せず、前記ユーザインターフェースカバープレートが、前記電気モータ付きホイールの前記ユーザインターフェースパネルとの通信アクセス用のポート開口を前記ユーザインターフェースカバープレート内に備える、ユーザインターフェースカバープレート を備える、ユーザインターフェース。電気モータ付きホイールのためのユーザインターフェースであって、前記ユーザインターフェースが、 前記電気モータ付きホイールの操作に備える、ユーザインターフェースパネル用のユーザインターフェースカバープレートであって、前記ユーザインターフェースカバープレートが、ハブシェルアセンブリの回転可能な部分に対して回転せず、前記ユーザインターフェースカバープレートが、前記電気モータ付きホイールを操作するための前記ユーザインターフェースパネルに装着されたオン/オフスイッチ用のスイッチ開口を前記ユーザインターフェースカバープレート内に備える、ユーザインターフェースカバープレート を備える、ユーザインターフェース。電気モータ付きホイールのための熱管理の方法であって、前記方法が、 少なくとも1つのコンポーネントからの熱伝導経路を規定するステップであって、前記少なくとも1つのコンポーネントが、前記電気モータ付きホイールの動作中に熱を帯びてくる、ステップと、 前記経路に熱伝導材料を設けるステップであって、前記経路が少なくとも1つのコンポーネントと接触するように、前記経路をさらに規定するステップと、 前記経路が前記電気モータ付きホイールのハブシェルアセンブリに接触するように、前記経路をさらに規定し、それによって、前記少なくとも1つのコンポーネントから前記ハブシェルアセンブリに熱を伝える、ステップと、 を含む、方法。電気モータ付きホイールの動作中に熱を帯びてくる少なくとも1つのコンポーネントを含むハブシェルアセンブリを有する電気モータ付きホイールのための熱管理の方法であって、前記方法が、 前記ハブシェルアセンブリ内に延在する複数のフィンによって前記ハブシェルアセンブリ内の気流を攪拌するステップと、 前記電気モータ付きホイールの動作中に熱を帯びてくる前記少なくとも1つのコンポーネントから前記ハブシェルアセンブリまでの熱経路を形成するステップと、 を含む、方法。電気モータ付きホイールのためのハブシェルアセンブリであって、 軸の周りに画定された駆動側シェルと、 前記駆動側シェルに装着された非駆動側リングと、 前記非駆動側リングに取り外し可能に取り付け可能である、取り外し可能アクセスドアであって、前記駆動側シェル、前記非駆動側リング、および前記取り外し可能アクセスドアのうちの少なくとも1つが、前記電気モータ付きホイールの動作中に熱を帯びてくる少なくとも1つのコンポーネントから規定された熱経路の一部分を形成する、取り外し可能アクセスドアと、 を備える、電気モータ付きホイールのためのハブシェルアセンブリ。モータ付きではないホイール付き車両のホイール上に設置することによって、モータ付きではないホイール付き車両を電気モータ付きホイール付き車両に変換するための電気モータ付きホイールの装置であって、前記装置が、 静的ユニットと、回転軸を画定するロータシャフトを中心とした回転ユニットとであって、前記静的ユニットが、前記モータ付きではないホイール付き車両に接続された、静的ユニットと回転ユニットと、 前記静的ユニットに対して前記回転ユニットを回転させるように選択的に動作可能な電気モータと、 ユーザからの入力に応じて前記回転ユニットを回転させるように動作可能な機械駆動ユニットと、 入力を示すパラメータを識別するようになっている検知システムと、 前記電気モータ付きホイールに装着された制御ユニットであって、前記制御ユニットが、入力に応じて前記電気モータを連続的に制御するように、前記検知システムと通信可能である、制御ユニットと、 を備え、 前記電気モータ付きホイールの少なくとも1つのコンポーネントが、前記電気モータ付きホイールの動作中に熱を帯び、前記少なくとも1つのコンポーネントが、前記少なくとも1つのコンポーネントから前記ホイールのシャフトまでの熱伝導経路上に配置される、装置。電気モータ付きホイールのための熱管理システムであって、前記システムが、 少なくとも1つのコンポーネントからの熱伝導経路であって、前記少なくとも1つのコンポーネントが、前記電気モータ付きホイールの動作中に熱を帯び、前記経路が、熱伝導材料を備え、少なくとも1つのコンポーネントに接触する、熱伝導経路と、 前記経路と接触する前記電気モータ付きホイールのハブシェルアセンブリと、 を備える、システム。電気モータ付きホイールのためのバッテリメンテナンス用の方法であって、前記方法が、 前記電気モータ付きホイールの複数のスポークのそれぞれが編まれたままで、前記電気モータ付きホイール内の輪郭成形バッテリにアクセスするステップ を含む、方法。軸の周りに画定された駆動側ケーシングと、 前記駆動側ケーシングに装着された非駆動側リングであって、前記非駆動側リングが、非円形輪郭を画定する、非駆動側リングと、 前記非駆動側リングの前記非円形輪郭を通り抜けることができる、輪郭成形バッテリハウジングと、 を備える、電気モータ付きホイールのハブケーシングアセンブリ。電気モータ付きホイールのためのメンテナンスの方法であって、前記方法が、 前記電気モータ付きホイールの複数のスポークのそれぞれが編まれたままで、前記電気モータ付きホイールの少なくとも1つのコンポーネントにアクセスするステップであって、前記少なくとも1つのコンポーネントが、前記電気モータ付きホイールのハブシェルアセンブリ内に配置されている、ステップ を含む、方法。軸の周りに画定された駆動側シェルと、 前記駆動側シェルに装着された非駆動側リングと、 前記非駆動側リングに取り外し可能に取り付け可能である、取り外し可能アクセスドアと、 複数のスポークのいずれも外すことなしに、前記取り外し可能アクセスドアが前記非駆動側リングから取り外し可能であるように、前記非駆動側リングと前記駆動側シェルとに装着された、複数のスポークと、 を備える、電気モータ付きホイール。ハブシェルアセンブリを有する電気モータ付きホイールのためのユーザインターフェースであって、前記ユーザインターフェースが、 前記電気モータ付きホイールの操作に備える、ユーザインターフェースパネル用のユーザインターフェースカバープレートであって、前記ユーザインターフェースカバープレートが、前記ハブシェルアセンブリの回転可能な部分に対して回転せず、前記ユーザインターフェースカバープレートが、無線システムのアンテナのためのアンテナ開口を備える、ユーザインターフェースカバープレート を備える、ユーザインターフェース。ハブシェルアセンブリを有する電気モータ付きホイールにアンテナを装着する方法であって、 無線システムのアンテナ用のアンテナ開口を、前記電気モータ付きホイールの操作に備えるユーザインターフェースパネル用のユーザインターフェースカバープレートに配置するステップであって、前記無線システムが、前記ユーザインターフェースパネルに装着され、前記ユーザインターフェースカバープレートおよび前記ユーザインターフェースパネルが、前記ハブシェルアセンブリの回転可能な部分に対して回転しない、ステップ を含む、方法。電気モータ付きホイールのためのユーザインターフェースであって、前記ユーザインターフェースが、 前記電気モータ付きホイールの操作に備える、ユーザインターフェースパネル用のユーザインターフェースカバープレートであって、前記ユーザインターフェースカバープレートが、ハブシェルアセンブリの回転可能な部分に対して回転せず、前記ユーザインターフェースカバープレートが、前記電気モータ付きホイールの前記ユーザインターフェースパネルとの通信アクセス用のポート開口を前記ユーザインターフェースカバープレート内に備える、ユーザインターフェースカバープレート を備える、ユーザインターフェース。電気モータ付きホイールのためのユーザインターフェースであって、前記ユーザインターフェースが、 前記電気モータ付きホイールの操作に備える、ユーザインターフェースパネル用のユーザインターフェースカバープレートであって、前記ユーザインターフェースカバープレートが、ハブシェルアセンブリの回転可能な部分に対して回転せず、前記ユーザインターフェースカバープレートが、前記電気モータ付きホイールを操作するための前記ユーザインターフェースパネルに装着されたオン/オフスイッチ用のスイッチ開口を前記ユーザインターフェースカバープレート内に備える、ユーザインターフェースカバープレート を備える、ユーザインターフェース。電気モータ付きホイールのためのハブであって、前記ハブが、 回転要素と、 前記回転要素に対して装着された静止要素であって、前記静止要素が、 ユーザインターフェースと、 前記静止要素に装着された充電ポートとであって、前記充電ポートが、前記ハブ内に配置された少なくとも1つのコンポーネントに電気的に接続する、充電ポートと、 前記静止要素に装着されたスイッチと、 を支持する、静止要素と、 を備える、ハブ。第1の端部と、第2の端部と、前記第1の端部と前記第2の端部との間にある取り付けセクションと、を備え、前記第1の端部と前記第2の端部とが互いに対して急角度で延在し、前記取り付けセクションの断面が非円形部分を含む、ホイールのためのスポーク。ホイールリムと、 第1の側および第2の側を有するホイールハブと、 前記ホイールリムを前記ホイールハブに接続する複数のホイールスポークであって、前記複数のホイールスポークのそれぞれが、第1の端部と、第2の端部と、前記第1の端部と前記第2の端部との間にある取り付けセクションと、を有し、前記第1の端部と前記第2の端部とが、互いに対して急角度で延在し、かつ前記リムに取り付けされ、前記取り付けセクションが、前記ホイールハブの取り付けポケットに取り付けられ、前記取り付けセクションの断面が、非円形部分を含む、複数のホイールスポークと、 を備える、ホイール。ホイールスポークの取り付けセクションをホイールハブの取り付けポケット内に挿入するステップであって、前記スポークが、第1の端部と、第2の端部と、前記第1の端部と前記第2の端部との間にある取り付けセクションとを備え、前記第1の端部と前記第2の端部とが、互いに対して急角度で延在する、ステップと、 前記ホイールスポークを回転して、前記取り付けセクションを前記取り付けポケット内へとロックする、ステップと、 を含む、スポーク付きホイールを組み立てる方法。 モータ付き人力車両を制御するための方法であって、前記方法が、 前記車両のユーザに関連付けられたモバイル装置から、前記車両の性能を制御するための複数の動作モードのうちの1つのユーザの選択を受信するステップと、 前記ユーザ選択の受信に応じて、前記車両の制御システムを使用して、モータ制御アルゴリズムのための一式の動作パラメータを設定するステップであって、前記一式の前記動作パラメータが、前記モータ制御アルゴリズムのための少なくとも1つの利得を含む、ステップと、 前記制御システムを使用して、前記車両を推進する物理的なユーザ入力に応じて、前記モータ制御アルゴリズムに部分的に基づいて、前記モータ付き人力車両のモータを制御するステップと、 を含む方法。前記複数の動作モードが、前記車両を水平でない地面上で推進するのに必要な第1の物理的なユーザ入力が前記車両を水平な地面上で推進するのに必要な第2の物理的なユーザ入力とほぼ等しくなるように、前記制御システムが前記モータ付き人力車両の前記モータを制御するモードを含む、請求項1に記載の方法。前記複数の動作モードが、ユーザが目標燃焼カロリー量を入力することに関連付けられた、エクササイズモードを含む、請求項1に記載の方法。前記エクササイズモードが、前記ユーザが入力した最大値に応じて前記モータ付き人力車両が生成する抵抗を制限することを含む、請求項3に記載の方法。前記複数の動作モードのうちの前記1つが、ユーザが入力した制限値に関連付けられている、請求項1に記載の方法。前記ユーザが入力した制限値が、燃焼しようとするカロリー量を含む、請求項5に記載の方法。前記ユーザが入力した制限値が、心拍数を含む、請求項5に記載の方法。前記ユーザが入力した制限値が、時間を含む、請求項5に記載の方法。前記ユーザが入力した制限値が、前記モータ付き人力車両の速度を含む、請求項5に記載の方法。前記一式の動作パラメータのうちの少なくとも1つが、前記モータ付き人力車両の動作条件に基づく制限値に関連付けられている、請求項1に記載の方法。前記一式の動作パラメータのうちの少なくとも1つが、既存のデータに基づく制限値に関連付けられている、請求項1に記載の方法。前記既存のデータが、現地の規制を含む、請求項11に記載の方法。前記既存のデータが、場所を含む、請求項11に記載の方法。前記制限値が、前記場所および現地の速度規制に基づく最大速度である、請求項13に記載の方法。前記場所が、オンロードとオフロードとのうちの少なくとも1つである、請求項13に記載の方法。前記モバイル装置が、ユーザインターフェースを提供する、請求項1に記載の方法。前記ユーザインターフェースが、最低でも1インチ角のディスプレイスペースを占める少なくとも1つのボタンを含む、請求項16に記載の方法。前記ユーザインターフェースが、前記モバイル装置が識別可能なジェスチャを含む、請求項16に記載の方法。前記制御システムが、前記ユーザが前記モータ付き人力車両を操作した場合に、前記モータの出力が前記複数の動作モードのうちの前記選択された1つに基づいて変化するように、前記モータを制御する、請求項1に記載の方法。モータ付きではない人力車両をモータ付き人力車両に変換するためのモータ付きホイールの装置であって、前記装置が、 モータと、 制御システムであって、前記制御システムが、 前記車両のユーザに関連付けられたモバイル装置から、前記車両の性能を制御するための複数の動作モードのうちの1つのユーザの選択を受信することと、 前記ユーザ選択の受信に応じて、モータ制御アルゴリズムのための一式の動作パラメータを設定することであって、前記一式の前記動作パラメータが、前記モータ制御アルゴリズムのための少なくとも1つの利得を含む、設定することと、 前記車両を推進する物理的なユーザ入力に応じて、前記モータ制御アルゴリズムに部分的に基づいて、前記モータを制御することと、 を行うように構成される、制御システムと、 を備える、装置。 |
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| 说明书全文 | 本願は、(1)2015年4月3日に出願の米国特許出願第14/678,855号明細書(SUPE−0007−U02)、(2)2014年11月24日に出願の米国特許仮出願第62/083,851号明細書(SUPE−0007−P01)、および(3)2014年12月15日に出願の米国特許仮出願第62/092,243号(SUPE−0007−P02)の優先権を主張するものである。 上記特許出願のそれぞれは、その全体が、参照により本明細書に組み込まれる。 本開示は、電気モータ付きホイールに関し、より詳細には、車両上のホイールに設置することによって、モータ付きではないホイール付き車両を電気モータ付きホイール付き車両に変換するための電気モータ付きホイールに関する。 自転車、車椅子、ワゴン、被牽引車、カート、ローリングテーブル、手押し芝刈り機、手押し一輪車などの、人力で駆動または動かされるホイール付き車両が数多くある。自転車などの車両のための従来の電気変換キットは、一般的に、比較的大型の嵩高いバッテリパックと制御システムと電気モータとを含んでおり、これらは別々に、フレーム、ハンドルバー、およびフォークなどの自転車の異なる部分に装着される。コンポーネントが分離されているため、配線用ハーネスが、バッテリパックから電気モータに電力を供給し、かつ制御システムからの信号のためのコンジットとして機能する。このようなシステムの設置は、複雑な上に時間がかかる場合があり、一般的に、様々な道具と複数段階のプロセスとを要する。 本開示は、電気モータ付きホイールのためのバッテリメンテナンス用のシステムの方法を説明するものであり、本開示の1つの開示された非限定的な実施形態による本方法は、電気モータ付きホイールの複数のスポークのそれぞれが編まれた(laced:レースされた、締められた)ままで、電気モータ付きホイール内の輪郭成形(contoured:曲げられた、湾曲した)バッテリにアクセスするステップを含み得る。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、本方法が、取り外し可能アクセスドアを介して輪郭成形バッテリにアクセスするステップであって、取り外し可能アクセスドアが、駆動側シェルに装着された非駆動側リングに対して、取り外し可能に取り付け可能である、ステップをさらに含む、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、本方法が、取り外し可能アクセスドアを介して輪郭成形バッテリにアクセスするステップの前に、駆動側シェルに装着されたカバープレートを取り外すステップをさらに含む、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、本方法が、カバープレートの取り外しの後で、パネル周辺から輪郭成形バッテリにアクセスするステップをさらに含む、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、本方法が、パネルに装着されたベアリングを取り外すことなく、輪郭成形バッテリにアクセスするステップをさらに含む、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、本方法が、電気モータと電気モータ用の制御システムとを分解することなく、輪郭成形バッテリにアクセスするステップをさらに含む、状況を含んでもよい。 本開示は、電気モータ付きホイールのハブケーシングアセンブリを説明するものであり、本開示の1つの開示された非限定的な実施形態によるハブケーシングアセンブリは、軸の周りに画定された駆動側ケーシングと、駆動側ケーシングに装着された非駆動側リングであって、非駆動側リングが、非円形輪郭(contour:外形)を画定する、非駆動側リングと、非駆動側リングの非円形輪郭を通り抜けることができる、輪郭成形バッテリハウジングと、を備え得る。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、ハブケーシングアセンブリが、非駆動側リングに取り外し可能に取り付け可能である取り外し可能アクセスドアをさらに備える、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、非円形輪郭が複数の弓形(arcuate:弧状の)セクションを備える、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、非円形輪郭がスカラップ状である、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、輪郭成形バッテリハウジングが、バッテリシステムの複数のバッテリ群を含む、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、複数のバッテリ群のうちの少なくとも1つが、2バッテリクラスタを含む、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、複数のバッテリ群のうちの少なくとも1つが、4バッテリクラスタを含む、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、4バッテリクラスタがL字型構成に配置される、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、ハブケーシングアセンブリが、駆動側ケーシングに装着されたカバープレートであって、カバープレートが、取り外し可能アクセスドアを介して輪郭成形バッテリにアクセスするステップの前に、取り外し可能である、カバープレートをさらに備える、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、輪郭成形バッテリが、カバープレートの取り外しの後で、パネル周辺から取り外し/交換を可能とするような輪郭を有する、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、ハブケーシングアセンブリが、複数のスポークのいずれも外すことなしに、取り外し可能アクセスドアが非駆動側リングから取り外し可能であるように、非駆動側リングと駆動側ケーシングとに装着された、複数のスポークをさらに備える、状況を含んでもよい。 本開示は、電気モータ付きホイールを説明するものであり、本開示の1つの開示された非限定的な実施形態による電気モータ付きホイールは、軸の周りに画定された駆動側シェルと、駆動側シェルに装着された非駆動側リングと、非駆動側リングに取り外し可能に取り付け可能である、取り外し可能アクセスドアと、複数のスポークのいずれも外すことなしに、取り外し可能アクセスドアが非駆動側リングから取り外し可能であるように、非駆動側リングと駆動側シェルとに装着された、複数のスポークと、を備え得る。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、電気モータ付きホイールが、非駆動側リングの非円形輪郭を通り抜けることができる輪郭成形バッテリハウジングをさらに備える、状況を含んでもよい。 本開示は、ホイールのためのスポークを説明するものであり、本開示の1つの開示された非限定的な実施形態によるスポークが、第1の端部と、第2の端部と、第1の端部と第2の端部との間にある取り付けセクションと、を備え、第1の端部と第2の端部とが互いに対して急角度で延在し、取り付けセクションの断面が非円形部分を含み得る。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、非円形部分が、平坦なセクションを含む、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、非円形部分が、三角形のセクションを含む、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、非円形部分が、くさび状のセクションを含む、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、非円形部分が、第1の端部と第2の端部とを含まない平面を画定する平坦なセクションを含む、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、複数のホイールスポークの急角度の範囲が、約20度〜約60度である、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、複数のホイールスポークの急角度が、約40度である、状況を含んでもよい。 本開示は、ホイールを説明するものであり、本開示の1つの開示された非限定的な実施形態によるホイールが、ホイールリムと、第1の側および第2の側を有するホイールハブと、ホイールリムをホイールハブに接続する複数のホイールスポークであって、複数のホイールスポークのそれぞれが、第1の端部と、第2の端部と、第1の端部と第2の端部との間にある取り付けセクションと、を有し、第1の端部と第2の端部とが、互いに対して急角度で延在し、かつリムに取り付けされ、取り付けセクションが、ホイールハブの取り付けポケットに取り付けられ、取り付けセクションの断面が、非円形部分を含む、複数のホイールスポークと、を備え得る。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、非円形部分が、第1の方向に沿って取り付けポケット内に受け入れ可能であり、かつ第1の方向とは異なる動きに応じて取り付けポケット内でロックされる、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、第1の方向とは異なる動きが、第1の方向とは異なる第2の方向を含む、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、第1の方向とは異なる動きが、回転を含む、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、ホイールハブの少なくとも一方の側が、1つのホイールスポークの取り付けセクションを保持および固定する形状にされた、少なくとも1つの取り付けポケットを有する、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、取り付けポケットが、湾曲した形状、角度をつけられた形状のうちの1つである形状を有する、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、複数のホイールスポークの急角度の範囲が、約20度〜約60度である、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、複数のホイールスポークの急角度が、約40度である、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、ホイールが、モータ付きではないホイール付き車両を電気モータ付きホイール付き車両に変換するための、電気モータ付きホイールである、状況を含んでもよい。 本開示は、スポーク付きホイールを組み立てる方法を説明するものであり、本開示の1つの開示された非限定的な実施形態による本方法は、ホイールスポークの取り付けセクションをホイールハブの取り付けポケット内に挿入するステップであって、スポークが、第1の端部と、第2の端部と、第1の端部と第2の端部との間にある取り付けセクションとを備え、第1の端部と第2の端部とが、互いに対して急角度で延在する、ステップと、ホイールスポークを回転して、取り付けセクションを取り付けポケット内へとロックする、ステップと、を含み得る。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、本方法が、複数のスポークのそれぞれの端部をリムに固定するステップをさらに備える、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、取り付けセクションの断面が、非円形部分を含む、状況を含んでもよい。 本開示は、電気モータ付きホイールのための熱管理の方法を説明するものであり、本開示の1つの開示された非限定的な実施形態による本方法は、少なくとも1つのコンポーネントからの熱伝導経路を規定するステップであって、上記少なくとも1つのコンポーネントが、電気モータ付きホイールの動作中に熱を帯びてくる、ステップと、経路に熱伝導材料を設けるステップであって、経路が少なくとも1つのコンポーネントと接触するように、経路をさらに規定するステップと、経路が電気モータ付きホイールのハブシェルアセンブリに接触するように、経路をさらに規定し、それによって、少なくとも1つのコンポーネントからハブシェルアセンブリに熱を伝える、ステップと、を含み得る。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、少なくとも1つのコンポーネントに近接してハブシェルアセンブリを配置して、その間の熱伝導経路を短くする、ステップを含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、ハブシェルアセンブリ上にハブシェルアセンブリから延在する複数のフィンの場所を配置するステップを含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、少なくとも1つのコンポーネントから電気モータ付きホイールのシャフトまでの熱伝導経路を規定するステップを含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、少なくとも1つのコンポーネントから、電気モータ付きホイールのシャフトを通って、電気モータ付きホイールが設置されたホイール付き車両のフレームに至る、熱伝導経路をさらに規定するステップを含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、ハブシェルアセンブリの厚さを選択することによって、ハブシェルアセンブリを通る熱伝導経路を規定するステップであって、厚さが、約2〜4mmである、ステップを含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、アルミニウム、マグネシウム、鉄鋼およびチタン合金のうちの1つからハブシェルアセンブリの材料を選択することによって、ハブシェルアセンブリを通る熱伝導経路を規定するステップを含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、ハブシェルアセンブリの複数のフィンを通る熱伝導経路を規定するステップを含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、複数のフィンでハブシェルアセンブリ内の気流を攪拌するステップを含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、少なくとも1つのコンポーネントから、電気モータ付きホイールのシャフトを通って、電気モータ付きホイールが設置されたホイール付き車両のフレームに至る、熱伝導経路を規定するステップを含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、ハブシェルアセンブリが少なくとも1つのコンポーネントに近接して、その間の熱伝導経路を短くする、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、ハブシェルアセンブリから延在する複数のフィンを含んでもよい。 本開示は、電気モータ付きホイールの動作中に熱を帯びてくる少なくとも1つのコンポーネントを含むハブシェルアセンブリを有する電気モータ付きホイールのための熱管理の方法を説明するものであり、本開示の1つの開示された非限定的な実施形態による本方法は、ハブシェルアセンブリ内に延在する複数のフィンによってハブシェルアセンブリ内の気流を攪拌するステップと、電気モータ付きホイールの動作中に熱を帯びてくる少なくとも1つのコンポーネントからハブシェルアセンブリまでの熱経路を形成するステップと、を含み得る。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、ハブシェルアセンブリの厚さを選択することによって、ハブシェルアセンブリを通る熱経路を規定するステップであって、厚さが、約2〜4mmである、ステップを含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、アルミニウム、マグネシウム、鉄鋼およびチタン合金のうちの1つからハブシェルアセンブリの材料を選択することによって、ハブシェルアセンブリを通る熱経路を規定するステップを含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、ハブシェルアセンブリから電気モータ付きホイールのシャフトまでの熱経路を規定するステップを含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、熱を帯びてくる少なくとも1つのコンポーネントから、電気モータ付きホイールのシャフトを通って、電気モータ付きホイールが設置されたモータ付きではないホイール付き車両のフレームに至る、熱経路を規定するステップを含んでもよい。 本開示は、電気モータ付きホイールのためのハブシェルアセンブリを説明するものであり、本開示の1つの開示された非限定的な実施形態によるハブシェルアセンブリは、軸の周りに画定された駆動側シェルと、駆動側シェルに装着された非駆動側リングと、非駆動側リングに取り外し可能に取り付け可能である、取り外し可能アクセスドアであって、駆動側シェル、非駆動側リング、および取り外し可能アクセスドアのうちの少なくとも1つが、電気モータ付きホイールの動作中に熱を帯びてくる少なくとも1つのコンポーネントから規定された熱経路の一部分を形成する、取り外し可能アクセスドアと、を備え得る。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、駆動側シェル、非駆動側リング、および取り外し可能アクセスドアのうちの少なくとも1つが、ハブシェルアセンブリ内の気流を攪拌する少なくとも1つのフィンを含む、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、駆動側シェル、非駆動側リング、および取り外し可能アクセスドアのうちの少なくとも1つが、約2〜4mm厚である、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、駆動側シェル、非駆動側リング、および取り外し可能アクセスドアのうちの少なくとも1つが、アルミニウム、マグネシウム、またはチタン合金のうちの少なくとも1つで製作される、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、駆動側シェル、非駆動側リング、および取り外し可能アクセスドアのうちの少なくとも1つが、空気交換なしでの熱伝達のための材料で製作される、状況を含んでもよい。 本開示は、モータ付きではないホイール付き車両のホイール上に設置することによって、モータ付きではないホイール付き車両を電気モータ付きホイール付き車両に変換するための電気モータ付きホイールの装置を説明するものであり、本開示の1つの開示された非限定的な実施形態による本装置は、静的ユニットと、回転軸を画定するロータシャフトを中心とした回転ユニットとであって、静的ユニットが、モータ付きではないホイール付き車両に接続された、静的ユニットと回転ユニットと、静的ユニットに対して回転ユニットを回転させるように選択的に動作可能な電気モータと、ユーザからの入力に応じて回転ユニットを回転させるように動作可能な機械駆動ユニットと、入力を示すパラメータを識別するようになっている検知システムと、電気モータ付きホイールに装着された制御ユニットであって、制御ユニットが、入力に応じて電気モータを連続的に制御するように、検知システムと通信可能である、制御ユニットと、を備え、電気モータ付きホイールの少なくとも1つのコンポーネントが、電気モータ付きホイールの動作中に熱を帯び、少なくとも1つのコンポーネントが、少なくとも1つのコンポーネントからホイールのシャフトまでの熱伝導経路上に配置され得る。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、入力が機械的入力である、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、入力が電気的入力である、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、電気モータが、ハブシェルアセンブリに少なくとも部分的に囲まれている、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、ハブシェルアセンブリが、軸の周りに画定された駆動側シェルと、駆動側シェルに装着された非駆動側リングと、非駆動側リングに取り外し可能に取り付け可能である、取り外し可能アクセスドアと、を備える、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、駆動側シェル、非駆動側リング、および取り外し可能アクセスドアのうちの少なくとも1つが、少なくとも1つのフィンを含む、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、駆動側シェル、非駆動側リング、および取り外し可能アクセスドアのうちの少なくとも1つが、マグネシウムで製作される、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、駆動側シェル、非駆動側リング、および取り外し可能アクセスドアのうちの少なくとも1つが、約2〜4mm厚である、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、少なくとも1つのコンポーネントから電気モータ付きホイールのシャフトまでの熱経路を規定するステップを含んでもよい。 本開示は、電気モータ付きホイールのための熱管理システムを説明するものであり、本開示の1つの開示された非限定的な実施形態による本システムは、少なくとも1つのコンポーネントからの熱伝導経路であって、少なくとも1つのコンポーネントが、電気モータ付きホイールの動作中に熱を帯び、経路が、熱伝導材料を備え、少なくとも1つのコンポーネントに接触する、熱伝導経路と、経路と接触する電気モータ付きホイールのハブシェルアセンブリと、を含み得る。 本開示は、車両上のトルクアーム用の支持ブロックを説明するものであり、本開示の1つの開示された非限定的な実施形態による支持ブロックは、トルクアームの一部分を受け入れるようになっている開口部をそれぞれ有する第1の凹部および第2の凹部であって、第1の凹部および第2の凹部が、トルクアームの一部分を嵌め込みできるリリーフカットを開口部の反対側にそれぞれ有する、第1の凹部および第2の凹部を備え得る。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、第1の凹部および第2の凹部がそれぞれV字形である、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、リリーフカットがV字形の頂点に配置される、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、第1の凹部および第2の凹部が、ブロックの側壁を通して配置される、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、ブロックが略円形の断面を有する、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、ブロックが、シャフトを受け入れる開口を備える、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、ブロックが、ブロックを貫通する複数のファスナ開口を備える、状況を含んでもよい。 本開示は、車両のホイール用のトルクアームアセンブリを説明するものであり、本開示の1つの開示された非限定的な実施形態によるトルクアームアセンブリは、第1の凹部と第2の凹部とを有するブロックであって、第1の凹部がリリーフカットを含み、第2の凹部がリリーフカットを含む、ブロックと、第1の凹部と係合可能であり、第1の凹部上のリリーフカット内に部分的に延在する、第1のヒンジ部分と、第2の凹部と係合可能であり、第2の凹部上のリリーフカット内に部分的に延在する、第2のヒンジ部分と、を有する、トルクアームと、を備え得る。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、トルクアームが、非円形開口部を含む、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、非円形開口部が、シャフトに対してトルクアームが回転しないように固定する、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、非円形開口部によって、トルクアームが、アーム部分が車両のフレーム部材とインターフェースし得るようにトルクアームの旋回軸を規定するヒンジ周囲で旋回できる、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、アーム部分がフレーム部材の下でインターフェースして、トルクを車両のフレーム部材に伝える、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、ヒンジ部分が、実質的にV字形である、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、2つのヒンジ部分のそれぞれの頂点が、それぞれのリリーフカットとインターフェースして、第1の凹部および第2の凹部のそれぞれについて、2本の線接点を提供する、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、2つのヒンジ部分のそれぞれの頂点が、弓形である、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、アーム部分をフレーム部材の下に保持するクランプを含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、トルクアームが、非円形開口部を備える実質的に半球状の表面を有する、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、半球状部分とインターフェースするロックナットを含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、ロックナットが、半球状部分とインターフェースする非平坦インターフェースを含む、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、ロックナットがシャフトに装着されて、複数の車両フレーム構成に対応するのに望ましい角度にトルクアームをロックする、状況を含んでもよい。 本開示は、ハブシェルアセンブリを有する電気モータ付きホイールのためのユーザインターフェースを説明するものであり、本開示の1つの開示された非限定的な実施形態による本ユーザインターフェースは、電気モータ付きホイールの操作に備える、ユーザインターフェースパネル用のユーザインターフェースカバープレートであって、ユーザインターフェースカバープレートが、ハブシェルアセンブリの回転可能な部分に対して回転せず、ユーザインターフェースカバープレートが、無線システムのアンテナのためのアンテナ開口を備える、ユーザインターフェースカバープレートを備え得る。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、ハブシェルアセンブリが、軸の周りに画定された駆動側シェルと、駆動側シェルに装着された非駆動側リングと、非駆動側リングに取り外し可能に取り付け可能である、取り外し可能アクセスドアであって、ユーザインターフェースカバープレートが、略円形であり、回転可能な取り外し可能アクセスドア内で回転しないように固定される、取り外し可能アクセスドアと、を備える、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、電気モータ付きホイールを操作するためにユーザインターフェースパネルに装着されたオン/オフスイッチ用のスイッチ開口をユーザインターフェースカバープレート内にさらに備える、ユーザインターフェースを備えてもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、スイッチ開口が円形であるユーザインターフェースをさらに含む、ユーザインターフェースを備えてもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、スイッチが薄型である、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、電気モータ付きホイールと通信できるようにユーザインターフェースパネルに装着されたポート用のポート開口をユーザインターフェースカバープレート内にさらに備える。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、電気モータ付きホイールを充電するための電力ポート用のポート開口であって、電力ポートがユーザインターフェースパネルに装着される、ポート開口をユーザインターフェースカバープレート内にさらに備える。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、ポート開口の上に装着可能な取り外し可能なカバーをさらに備える。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、ポートを少なくとも部分的に取り囲むように一式の状態灯をさらに備える。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、無線システムがユーザインターフェースカバープレートの背後に保護されて配置される、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、無線システムのアンテナが、ユーザインターフェースカバープレートと同一平面内にある、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、ユーザインターフェースカバープレートが中央シャフト開口を備える、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、中央シャフト開口が直線で構成される、状況を含んでもよい。 本開示は、ハブシェルアセンブリを有する電気モータ付きホイールにアンテナを装着する方法を説明するものであり、本開示の1つの開示された非限定的な実施形態による本方法は、無線システムのアンテナ用のアンテナ開口を、電気モータ付きホイールの操作に備えるユーザインターフェースパネル用のユーザインターフェースカバープレートに配置するステップであって、無線システムが、ユーザインターフェースパネルに装着され、ユーザインターフェースカバープレートおよびユーザインターフェースパネルが、ハブシェルアセンブリの回転可能な部分に対して回転しない、ステップを含み得る。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、ユーザインターフェースカバープレートと同一平面内になるようにアンテナを装着するステップを含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、ユーザインターフェースカバープレートの背後に保護されて、アンテナをユーザインターフェースパネルに装着するステップを含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、ファラデーケージとならないように、アンテナをユーザインターフェースパネルに装着するステップを含んでもよい。 本開示は、電気モータ付きホイールのためのユーザインターフェースを説明するものであり、本開示の1つの開示された非限定的な実施形態による本ユーザインターフェースは、電気モータ付きホイールの操作に備える、ユーザインターフェースパネル用のユーザインターフェースカバープレートであって、ユーザインターフェースカバープレートが、ハブシェルアセンブリの回転可能な部分に対して回転せず、ユーザインターフェースカバープレートが、電気モータ付きホイールのユーザインターフェースパネルとの通信アクセス用のポート開口をユーザインターフェースカバープレート内に備える、ユーザインターフェースカバープレートを備え得る。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、ユーザインターフェースカバープレートが、ユーザインターフェースパネルに装着され、ユーザインターフェースカバープレートとユーザインターフェースパネルとが略円形であり、かつハブシェルアセンブリの固定部分を形成する、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、ユーザインターフェースが、電気モータ付きホイールを操作するためのオン/オフスイッチ用のスイッチ開口をユーザインターフェースカバープレート内にさらに有する、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、スイッチ開口が円形である、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、スイッチが薄型である、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、ポートが、電力モータ付きホイールを充電するための電力ポートへのアクセスを提供し、電力ポートが、ユーザインターフェースパネルに装着される、状況をさらに含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、ユーザインターフェースが、ポート開口の上に装着可能取り外し可能なカバーをさらに備える、状況を含んでもよい。 本開示は、電気モータ付きホイールのためのユーザインターフェースを説明するものであり、本開示の1つの開示された非限定的な実施形態によれば、本ユーザインターフェースは、電気モータ付きホイールの操作に備える、ユーザインターフェースパネル用のユーザインターフェースカバープレートであって、ユーザインターフェースカバープレートが、ハブシェルアセンブリの回転可能な部分に対して回転せず、ユーザインターフェースカバープレートが、電気モータ付きホイールを操作するためのユーザインターフェースパネルに装着されたオン/オフスイッチ用のスイッチ開口をユーザインターフェースカバープレート内に備える、ユーザインターフェースカバープレートを備え得る。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、ユーザインターフェースカバープレートが略円形である、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、スイッチ開口が円形である、状況を含んでもよい。 本開示の前述の実施形態のうちのいずれかのさらなる実施形態は、スイッチが薄型である、状況を含んでもよい。 これらおよび他の、本開示のシステム、方法、目的、特徴、および利点は、他の実施形態および図面に関する以下の詳細な説明を読めば、当業者には明らかなはずである。本明細書で引用するすべての文献は、その全体が、参照により本明細書に組み込まれる。 前述の特徴および要素は、特に明示的に指示しない限り、非排他的に、様々な組み合わせで組み合わせてもよい。これらの特徴および要素ならびにそれらの動作は、以下の説明および添付の図面を読めば、一層明らかになる。しかしながら、以下の説明および図面は、例示的のためのものであり、限定することを意図するものではないことを理解されたい。 開示された非限定的な実施形態の以下の詳細な説明から、様々な特徴が当業者には明らかになるはずである。詳細な説明に付随する図面は、以下のように簡単に説明できる。 電気モータ付きホイールの概略的な側面図である。 ハブとスポークとのインターフェースの概略的な側面図である。 ハブとスポークとのインターフェースの概略的な断面図である。 ハブとスポークとのインターフェースの概略的な側面図である。 ハブとスポークとのインターフェースの概略的な断面図である。 ハブとスポークとのインターフェースの概略的な側面図である。 ハブとスポークとのインターフェースを示す概略的な側面図である。 ハブとスポークとのインターフェースを示す概略的な側面図である。 スポークの取り付け端部の実施形態の概略的な拡大平面図である。どのように取り付け端部がポケット内に収まるかを示している。 スポークの取り付け部分の概略的な拡大断面図である。 図1J−1の取り付け部分の概略的な断面図である。 スポークの取り付け部分のハブへの挿入を概略的に表した図である。 スポークの取り付け部分のハブへの挿入を概略的に表した図である。 図1Aの電気モータ付きホイールの側面図である。その側面カバーを取り外し、内部要素を示してある。 図1Aの電気モータ付きホイールを備える、電気モータ付き車両の実施形態の概略図である。 モバイル装置の簡素化した概略図である。 トルクセンサシステムの一実施形態の細部の概略図である。 トルクセンサシステムの実施形態の細部の概略図である。 トルクセンサシステムの実施形態の細部の概略図である。 トルクセンサシステムの実施形態の細部の概略図である。 モバイル装置の環境の概略図である。 車椅子に設置した電気モータ付きホイールの実施形態の概略図である。 電気モータ付き車両に関連する力およびトルクの概略図である。 図1Aの電気モータ付きホイールを設けた手押し一輪車の概略的な側面図である。 図7Aの電気モータ付き手押し一輪車の概略的な上面図である。 電気モータ付きホイールと電気モータ付き手押し一輪車との間の力検知接続の細部の概略図である。 図1Aの電気モータ付きホイールを設けたワゴンの概略的な側面図である。 単一速度電気モータ付きホイールの分解図である。 単一速度電気モータ付きホイールの断面図である。 電気モータ付きホイールの静的システムの分解図である。 電気モータ付きホイールの回転システムの分解図である。 電気モータ付きホイールのシステムの分解図である。 電気モータ付きホイールの電気モータの分解図である。 電気モータ付きホイールの機械駆動システムの分解図である。 電気モータ付き車両のシステムの概略図である。 電気モータ付きホイールのシステムの分解図である。 多段速度電気モータ付きホイールの断面図である。 単一速度電気モータ付きホイールの断面図である。 トルクアームアセンブリの斜視図である。 電気モータ付きホイールのためのトルクアームの斜視図である。 電気モータ付きホイールのためのトルクアームの斜視図である。 トルクアーム支持ブロックの側面図である。 支持ブロックの斜視図である。 電気モータ付きホイールのためのトルクアーム用のナットの斜視図である。 トルクアームと支持ブロックとのインターフェースの斜視図である。 トルクアームと支持ブロックとのインターフェースの斜視図である。 トルクアームと支持ブロックとのインターフェースの斜視図である。 トルクアームと支持ブロックとのインターフェースの斜視図である。 電気モータ付き車両のためのユーザインターフェースの斜視図である。 電気モータ付き車両のためのユーザインターフェースおよびユーザインターフェースカバープレートの斜視図である。 電気モータ付きホイール内の熱経路に関する断面図である。 電気モータ付きホイール内の熱経路に関する斜視図である。 電気モータ付きホイール内の熱経路に関する外側面図である。 取り外し可能アクセスドアの内面上の熱経路の斜視図である。 電気モータ付きホイールを通る気流経路の内側面図である。 電気モータ付きホイールを通る気流経路の側面図である。 電気モータ付き車両のための電力システムの概略図である。 電気モータ付き車両のための電力システムの概略図である。 電気モータ付き車両のためのシステムの概略図である。 電気モータ付き車両のためのシステムの概略図である。 電気モータ付き車両のためのアドホックローカルトラフィックネットシステムの概略図である。 電気モータ付き車両のためのグローバルトラフィックネットシステムの概略図である。 電気モータ付き車両のためのシステムの概略図である。 電気モータ付き車両と通信するモバイル装置のページの図である。 電気モータ付き車両と通信するモバイル装置のページの図である。 電気モータ付き車両と通信するモバイル装置のページの図である。 電気モータ付き車両と通信するモバイル装置のページの図である。 電気モータ付き車両のためのシステムの概略図である。 電気モータ付き車両のためのシステムのモバイル装置ページの図である。 電気モータ付き車両のためのシステムのモバイル装置ページの図である。 電気モータ付き車両のためのシステムのモバイル装置ページの図である。 電気モータ付き車両のためのシステムのモバイル装置ページの図である。 電気モータ付き車両のためのシステムのモバイル装置ページの図である。 電気モータ付き車両のためのシステムのモバイル装置ページの図である。 電気モータ付き車両のためのシステムの概略図である。 電気モータ付き車両のためのシステムの概略図である。 電気モータ付き車両の動作のためのアルゴリズムの図である。 電気モータ付き車両の動作のためのアルゴリズムの図である。 電気モータ付き車両の動作のためのアルゴリズムの図である。 電気モータ付き車両の動作のためのアルゴリズムの図である。 電気モータ付き車両の動作のためのアルゴリズムの図である。 電気モータ付き車両の動作のためのアルゴリズムの図である。 電気モータ付き車両の動作のためのアルゴリズムの図である。 電気モータ付き車両の概略的な配線図である。 電気モータ付き車両の動作のための流れ図である。 電気モータ付き車両に関する熱モデルの概略的な電気回路表現の図である。 電気モータ付き車両に関する熱的モデルの図である。 電気モータ付き車両の動作のためのアルゴリズムの図である。 電気モータ付き車両の動作のためのアルゴリズムの図である。 電気モータ付き車両の動作のためのアルゴリズムの図である。 電気モータ付き車両の動作のためのアルゴリズムの図である。 電気モータ付き車両のためのテストセルの斜視図である。 電気モータ付き車両のためのサーバの概略図である。 電気モータ付き車両のためのサーバの概略図である。 電気モータ付き車両のためのサーバの概略図である。 電気モータ付き車両のためのサーバの概略図である。
図1Aは、電気モータ付きホイールを車両上に設置することによって、自転車などのモータ付きではない車両をモータ付き車両に変換するための電気モータ付きホイール100を概略的に示している。開示は、自転車に特に限定されるものではなく、そのような用途が排除される状況でなければ、他のホイール付き車両に適用されることを理解されたい。特定のシステムを別々に規定しているが、システムのそれぞれまたはいずれかを他の方法で組み合わせることもできるし、ハードウェアおよび/またはソフトウェアを介して分離することもできることをさらに理解されたい。 本明細書で開示するコンポーネント、モジュール、システム、サブシステム、用途、方法、およびアプリケーションの多くが、電気モータ付きホイールまたは電気モータ付きホイールの装置の実施形態に関連して説明されるが、電気モータ付きホイールに関連する本明細書での説明の多くは、例示的なものであり、かつ発明概念の多くは、より一般的に(必ずしもホイールに関連するものではなく)、電気モータ付き車両一般、電気モータ付き自転車、電動自転車、e−bike、電動アシスト自転車(pedelec bike、electric assist bike)、スクーター、バッテリ駆動式車両、車椅子、および電気モータ付きホイールまたはその装置以外の機構で動く他の車両などに適用され得ることを理解されたい。例えば、(スマートフォンなどの関連するユーザ装置の関与を含む)電気モータ付きホイールによるデータ収集または電気モータ付きホイールの制御に関する発明概念は、電気モータ付き車両もしくはハイブリッド車両などの別の車両との関連で適用されてもよいし、そのサブシステムもしくコンポーネント、例えば、バッテリ管理システム、任意のエネルギー貯蔵および送達システム、任意の駆動システムなどに対して適用されてもよい。同様に、広範な他の装置およびシステムとインターフェースするためのアクセサリインターフェースを含む、様々なインターフェースを有するプラットフォームとして、電気モータ付きホイールまたはその装置に関連して説明される発明概念は、多くの場合、電気モータ付きホイールを使用しない他の車両またはそのコンポーネントもしくはサブシステムに適用され得る。さらに、機械的構造および熱的構造に関する概念は、より一般的に、例えば、他の車両のコンポーネント、モータシステムなどに適用され得る。さらに、適用可能であれば、ホイールまたはホイールの装置への装着または他の方法による収容に関連して本明細書で説明する実施形態が、ホイールまたはホイール上の装置もしくはホイールの装置の外側またはこれから(部分的または全体的に)離れた他の空間的な配置または構成で、車両に適用され得ることを当業者であれば理解されよう。特に指示しない限り、本明細書の開示は、特許請求の範囲によってのみ限定されるため、電気モータ付きホイールに限定されるものではなく、本開示を通して開示されるような様々な他の実施形態を包含する。 電気モータ付きホイール100は、タイヤ102と、ホイールリム104と、複数のスポーク108と、モータ付きホイールハブ110と、を備え得る。本開示において、電気モータ付きホイールの装置、という場合、文脈上別段の指定がない限り、これらの要素のいずれか、およびこれらの要素のいずれかのコンポーネントもしくはサブシステムを包含することを理解されたい。また、本開示において、電気モータ付きホイール100、という場合、文脈上別段の指定がない限り、ホイール、コンポーネント、またはサブシステムのいずれかのこのような装置を包含することを理解されたい。例えば、(アクセサリの接続用のプラットフォームとしてのデータ収集のためなどの)電気モータ付きホイール100の使用、という場合、および/または電気モータ付きホイール100の入力、動作状態、制御パラメータなど、という場合、特定の実施形態においてすべてのコンポーネント(例えば、スポーク、リム、タイヤなど)が揃っているか否かに関係なく、ホイールの装置、サブシステムまたはコンポーネントの使用、入力、動作状態、制御パラメータなど(例えば、モータ付きホイールハブ110またはハブ110の内側にあるなんらかの他のサブシステムを使用または制御すること)を含む、または適用されると理解されたい。説明および対応する図面は、単に説明のためのものであり、車両のタイプ、または電気モータ付きホイール100によるユーザ入力の送信および解釈方法の具体的な細部を決して限定するものではない。 モータ付きホイールハブ110は、リム104、スポーク108、およびタイヤ102の回転などの動きの誘導または抑制を含む、ホイール100を動かすコンポーネントおよびシステムを完全に囲む、ハブシェルアセンブリ111を備え得る。囲まれたコンポーネントおよびシステムは、様々なモジュール、コンポーネント、およびサブシステムを含んでもよく、モジュラーシステムパッケージと呼ばれる場合もある。つまり、モジュラーシステムパッケージは、ハブシェルアセンブリ111内に収容された様々な要素を表す。実施形態では、ホイールリム104は、張力がかかっている複数のスポーク108を介して自己完結型モータ付きホイールハブ110に接続される。さらに、本実施形態は、自転車実施形態で具体的に説明されているコンポーネントを有しているが、本開示の各実施形態は、これらの特定の組み合わせに限定されるものではなく、実施形態のいずれかからのコンポーネントまたは特徴の一部を、他の実施形態のいずれかからの特徴またはコンポーネントと組み合わせて使用できる。 実施形態では、ホイールリム104をモータ付きホイールハブ110に接続する複数のスポーク108のそれぞれは、互いに対してある角度で延在する、第1の端部および第2の端部と、第1の端部および第2の端部をホイールリム104に取り付けるように、第1の端部および第2の端部が互いに対して急角度で延在するように形成された、中間取り付け部分112と、を有し得る。一例では、複数のホイールスポークの急角度は、約20度〜約60度であり、より具体的には、約40度で形成される場合もある。 図1Bおよび図1Cは、取り付け部分112が、モータ付きホイールハブ110の表面にある取り付けポケット114内に嵌まって、モータ付きホイールハブ110を複数のスポーク108の取り付け部分112に固定し得る実施形態を示している。取り付けポケット114は、湾曲した、または角度をつけられた取り付け部分112を受けて固定する形状を有し得る。取り付けポケット114の内部は、半径方向にわずかにホイールリム104寄りに延在して、リップ部120を形成する。スポーク108を張ると、スポークによって、取り付け部分112が、半径方向に電気モータ付きホイールリムに向けて引っ張られる。この結果、取り付け部分がリップ部120に沿ってポケット114内へと滑り込む。取り付け部分112は取り付けポケット114に捕捉され、これにより、スポーク取り付け部分112がモータ付きホイールハブ110に固定される。 図1Dおよび図1Eを参照すると、取り付け部分112が、モータ付きホイールハブ110の表面にある張り出し部116の下に少なくとも部分的に固定されて、これにより、モータ付きホイールハブ110を複数のスポーク108の取り付け部分112の間に固定する。張り出し部116は、それぞれのホイールスポーク108の取り付け部分112を受けて圧縮固定するような形状にされ得る。取り付け部分112はまた、取り付け部分112が特定の角度で挿入され、次いで回転されて、ポケット114内にロックされるように向きを合わせてもよい。これにより、取り付け部分112は、スポーク108に適切な張力がかからなくなった場合でさえ、取り付けポケット114内に固定され続ける。 図1F〜図1Hを参照すると、ホイールリム104とモータ付きホイールハブ110との間の接続の代替的な実施形態が概略的に示されている。スポーク108は、リム端部113と呼ばれ、ホイールリム104から延在する第1の端部と、取り付け部分112a、112b、112cであり、モータ付きホイールハブ110に取り付けられる第2の端部と、を有し得る。取り付け部分112a、112b、112cは、「T」字形(図1F)、「J」字形(図1G)、「L」字形、丸みを帯びた形、またはスポークのネック部115の直径に対して他の方法で拡大されたヘッドの形状(図1H)の形態の形状にされ得る。 取り付け部分112a、112b、112cは、モータ付きホイールハブ110の表面にある取り付けポケット114内に嵌まり、取り付けポケット114が、それぞれの取り付け部分を受けるための相補的な形状を有して、これにより、モータ付きホイールハブ110を複数のスポーク108に固定する。各取り付けポケット114の内部は、半径方向にホイールリム104に向けて延在して、これにより、リップ部120を形成する。張力をかけた複数のスポーク108をホイールリム104に向けて引くと、リップ部120と取り付けポケット114とが、それぞれの取り付け部分112a、112b、112cを取り付けポケット114に捕捉および固定する。 図1Iを参照すると、スポークの取り付け部分112の他の実施形態が、それぞれのポケット114に収まっている。取り付け部分112aは、紙面内へ略下向きに「T字形」の取り付けポケット114内に受容されている。ポケット114内に嵌め込んだ後、スポークを張り、ネック部115をリムに向けて(矢印「A」で概略的に示す)引っ張る。 この結果、取り付け部分は、ポケット114の最も深い部分内に収まる。 説明用付記項 一部の実装では、角度をつけられたスポークは、以下の付記項で説明し、図1J〜図1Lに示すように、保持改善のために非円形断面を有する取り付け部分を備えてもよい。 付記項1. 第1の端部と、第2の端部と、第1の端部と第2の端部との間にある取り付けセクションと、を備え、第1の端部と第2の端部とが互いに対して急角度で延在し、取り付けセクションの断面が非円形部分を含む、ホイールのためのスポーク。 付記項2. 非円形部分が、平坦なセクションを含む、付記項1に記載のスポーク。 付記項3. 非円形部分が、三角形のセクションを含む、付記項1に記載のスポーク。 付記項4. 非円形部分が、くさび状のセクションを含む、付記項1に記載のスポーク。 付記項5. 非円形部分が、第1の端部と第2の端部とを含まない平面を画定する平坦なセクションを含む、付記項1に記載のスポーク。 付記項6. 複数のホイールスポークの急角度が、約20度〜約60度である、付記項1に記載のスポーク。 付記項7. 複数のホイールスポークの急角度が、約40度である、付記項1に記載のスポーク。 付記項8. ホイールリムと、 第1の側および第2の側を有するホイールハブと、 ホイールリムをホイールハブに接続する複数のホイールスポークであって、複数のホイールスポークのそれぞれが、第1の端部と、第2の端部と、第1の端部と第2の端部との間にある取り付けセクションと、を有し、第1の端部と第2の端部とが、互いに対して急角度で延在し、かつリムに取り付けされ、取り付けセクションが、ホイールハブの取り付けポケットに取り付けられ、取り付けセクションの断面が、非円形部分を含む、複数のホイールスポークと、 を備える、ホイール。 付記項9. 非円形部分が、第1の方向に沿って取り付けポケット内に受け入れ可能であり、かつ第1の方向とは異なる動きに応じて取り付けポケット内でロックされる、付記項8に記載のホイール。 付記項10. 第1の方向とは異なる動きが、第1の方向とは異なる第2の方向を含む、付記項9に記載のホイール。 付記項11. 第1の方向とは異なる動きが、回転を含む、付記項9に記載のホイール。 付記項12. ホイールハブの少なくとも一方の側が、1つのホイールスポークの取り付けセクションを保持および固定する形状にされた、少なくとも1つの取り付けポケットを有する、付記項9に記載のホイール。 付記項13. 取り付けポケットが、湾曲した形状、角度をつけられた形状のうちの1つである形状を有する、付記項9に記載のホイール。 付記項14. 複数のホイールスポークの急角度が、約20度〜約60度である、付記項9に記載のホイール。 付記項15. 複数のホイールスポークの急角度が、約40度である、付記項9に記載のホイール。 付記項16. ホイールが、モータ付きではないホイール付き車両を電気モータ付きホイール付き車両に変換するための、電気モータ付きホイールである、付記項9に記載のホイール。 付記項17. ホイールスポークの取り付けセクションをホイールハブの取り付けポケット内に挿入するステップであって、スポークが、第1の端部と、第2の端部と、第1の端部と第2の端部との間にある取り付けセクションとを備え、第1の端部と第2の端部とが、互いに対して急角度で延在する、ステップと、 ホイールスポークを回転して、取り付けセクションを取り付けポケット内へとロックする、ステップと、 を含む、スポーク付きホイールを組み立てる方法。 付記項18. 複数のスポークのそれぞれの端部をリムに固定するステップ をさらに含む、付記項17に記載の方法。 付記項19. 取り付けセクションの断面が、非円形部分を含む、付記項17に記載の方法。 他の実施形態では、図1Bおよび図1Cに関して前述したスポークなどの角度をつけられたスポークは、非円形断面132(図1J)を有する取り付け部分112dを備えてもよい。非円形断面132は、スウェージング、打ち抜き、または他の方法で取り付け部分112dを変形することによって製作されてもよい。スポーク108の取り付け部分112の外側の部分は、円形断面を有していてもよいし、任意の他の好適な仕方で(例えば、空気力学的断面で)形作られてもよい。 図1Kおよび図1Lを参照すると、スポーク108は、それぞれの取り付けポケット114内に挿入され、次いで、取り付け部分112dがリップ部120の下に保持されるまで回転され得る。取り付けポケット114は、取り付け部分112dをモータ付きホイールハブ110の表面に対して実質的に垂直に挿入できる深さに形成でき、リップ部120は、取り付け部分112dの第1の断面直径118に対応するように構成され、取り付け部分は、第1の断面直径118よりも小さい第2の断面直径117まで小さくされ、その間に、スポーク108の第1の端部および第2の端部を含まない面を画定する、略平坦なセクションを有する。つまり、取り付け部分112dは、概ね先鋭な三角形、くさび状、またはポケット114内への挿入、回転、そして係合を助ける、他の概ね先鋭な断面形状を形成し得る。 例えば、取り付けポケット114は、レーストラック型形状、湾曲形状、角度をつけられた形状、または別の形状であって、取り付け部分112dを、例えば、モータ付きホイールハブ110の表面に実質的に垂直に挿入し(図1Lに二点鎖線で示す)、そして回転できるようにする。次いで、スポーク108をそれらのそれぞれの最終的な位置内へと回転(例えば、モータ付きホイールハブ110の回転軸に対して実質的に垂直な軸の周りで回転。図1Lに実線で示す)して、次いで、スポーク108の第1の端部および第2の端部がホイールリム104に取り付けされ得るようにする。 別の例では、スポーク108のそれぞれの第1の端部または第2の端部が、取り付けポケット114内に挿入されて、取り付け部分112dが最初は取り付けポケット114内に入っていないようにする場合もある。次いで、取り付け部分112dがリップ部120の下に保持されるまで、スポーク108を送る、または他の方法でそれぞれの取り付けポケット114をくぐらせ得る。これらのプロセスでは、スポーク108の最終的な位置は、リム104とのインターフェースによって決まり得る。各取り付け部分112dは、設置位置まで回転させた場合、その最幅広断面が、取り付けポケット114の開口よりも広くなるように変形され得る。取り付け部分112dがそれらのそれぞれのスポーク108の面において最幅広である場合、スポーク108は、スポークの張力が低下したとしても、モータ付きホイールハブ110に対して垂直な方向に取り付けポケット114内に容易に保持される。例えば、通常の使用条件下では、車両重量による圧縮力のために、複数のスポーク108の接地面付近部分の張力は、残りのスポークの張力よりも低くなる。電気モータ付きホイール100が隆起部分に乗り上げるなどの特定の動作によって、この低下したスポークの張力がさらに抜ける。上述の取り付け部分112dは、スポーク108の張力が良好に維持されなくても、走行中の電気モータ付きホイール100の物理的な完全性および安全性を高める。 複数のスポーク108は、第1のセットのスポークと、第2のセットのスポークと、を含んでもよい。第1のセットのスポーク108の取り付けセクションは、モータ付きホイールハブ110の第1の側面に接続し、第2のセットのスポーク108の取り付けセクションは、モータ付きホイールハブ110の第2の側面の表面に接続する。第1のセットの複数のスポーク108の端部は、第2のセットの複数のスポーク108の端部と交互に配置してもよく、交互に配置されたセットは、ホイールのリム104の内周面に交互に接続されて、スポークが互いの周囲に組まれる、すなわち、編まれるようにする。 実施形態では、モータ付きホイールハブ110は、メッシュ材料を介してホイールリム104に接続される。 実施形態では、モータ付きホイールハブ110は、ディスク、または他の中実構造を介してホイールリム104に接続される。 実施形態では、代替的に、ホイールリム104とモータ付きホイールハブ110とは、従来の直線状のホイールスポーク組みパラメータにより接続される。 図2Aを参照すると、モータ付きホイールハブ110は、電気モータ付きホイール100の要素を囲むハブシェルアセンブリ111(図1A)内にパッケージされた、モジュラーシステムパッケージ202を備え得る。そのため、モジュラーシステムパッケージ202は、ハブシェルアセンブリ111内に完全に収容され、外部環境条件から保護され得る。実施形態では、モジュラーシステムパッケージのコンポーネントは、取り外して交換するようになっていてもよいサブアセンブリ、サブシステム、コンポーネント、モジュールなどを含んでもよく、一方で他のサブシステム、コンポーネント、およびモジュールは所定の位置に留まる。例えば、様々な要素間のインターフェースは、モジュラーシステムパッケージ202の組み立ての際、または実地で、要素の接続および切り離しのしやすさを助けるようになっていてもよい。これらのインターフェースは、様々な従来の電気的、機械的、およびデータのコネクタ、ポート、アダプタ、ゲートウェイ、バス、コンジット、ケーブルなどを含んでもよい。本開示において、モジュラーシステムパッケージ202のコンポーネント、という場合、文脈上別段の指定がない限り、言及した項目のいずれかを包含することを理解されたい。 実施形態では、被覆材料をモジュラーシステムパッケージ202および/またはそのコンポーネントに塗布して、ハブシェルアセンブリ111を貫通し得る湿気、埃、泥、および破片などの環境条件から保護し得る。被覆材料は、ハブシェルアセンブリおよび/または個々のコンポーネントに沿うようにして、被覆コンポーネントを包み込む、またはその他の方法で被覆し得る。被覆材料はまた、内部コンポーネントを衝撃から保護する。 モジュラーシステムパッケージ202は、モータ204と、モータ制御システム208と、バッテリシステム210などの蓄電システムと、機械駆動システム212と、制御システム214と、アクセサリポート218であって、アクセサリ装置へ電力供給する、および/またはデータ接続を提供するなどのアクセサリ装置用のサポートを提供するための、ポート(例えば、USBポート)などのハードウェアインターフェース232を含み得る、アクセサリポート218と、を備えてもよい。アクセサリポート218は、電力を受け取るために、バッテリシステム210と通信可能であり、かつ制御システム214と通信可能であり得る。アクセサリポート218は、近距離無線通信システム220、電気通信システム222、全地球測位システム224、(USB記憶装置などの)リムーバブルデータストレージデバイス用インターフェース228、および/または他のコンポーネントを含んでもよい。 機械駆動システム212は、回転力または直線力などのユーザによる入力を伝えるプーリー、チェーン、駆動シャフト、または他のインターフェースを含んでもよい。様々なインターフェースを設けることができることを理解されたい。電気モータ付きホイール付き車両が自転車である場合、これはまた、モータ204に接続されたホイールハブギアシステム234すなわちスプロケットを含み得る。 制御システム214は、マイクロプロセッサ、CPU、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ、コンピュータ(オペレーティングシステム、CPU、ストレージ、および他のコンポーネントを含み、場合によりハイパーバイザを含む)などの1つ以上の処理システム、または機能を実現するための他のコンポーネントを含んでもよい。処理システムは、本明細書の他の場所で詳述するように、様々な動作モード、特徴などを実装するなどのために、モータ制御システム208およびバッテリシステム210と通信し、かつ制御するように構成され得る。制御システム214は、一部のケースではコンピューティングシステムまたは制御システムとして言及され得るが、電気通信システム222、近距離無線通信システム220、全地球測位システム224、リムーバブルデータストレージデバイス228、様々なネットワーキングシステム(例えば、セルラー、衛星、およびインターネットプロトコルベースのネットワーク)などと通信し、かつ制御する、様々な通信およびネットワーキング機能をさらに提供および管理するように構成され得る。 電気通信システム222および全地球測位システム224は、全地球測位システム(GPS)ユニット224、または場所および時間データを供給する他の測位技術(例えば、セルラー方式アンテナ塔による三角測量の使用、無線アクセスポイントまたは社会基盤要素252(例えば、電話ボックスおよび信号機)などの設置デバイスの場所のデータベースへのアクセスなど)を含んでもよい。電気通信システム222は、モバイル、セルラー、Wi−Fiデータネットワークなどへのアクセスを提供し得る。実施形態では、電気通信システム222は、汎用パケット無線サービス(GPRS)ユニットまたは2G、3G、LTE、および他のセルラー方式通信システムへのアクセスを提供し得る他の無線技術もしくは他の無線通信モードを含む。実施形態では、電気通信システム222および全地球測位システム224は、制御システム214内に一体化され得る。 制御システム214は、センサ、外部データ源、外部システム(例えば、交通システム、気象システム、およびユーザの環境に関するデータを提供する他のシステム、ならびにフリートマネジメントまたは他のデータ集合体ベースの情報などの他のホイールに関するデータを提供するシステム)、ユーザインターフェースへのユーザ入力などの様々なデータ源からのデータ集合を扱うための処理能力を含んでもよい。データの処理は、受信、変換(translating)、変形(transforming)、格納、抽出、読み込み、および他の方法でのデータ操作を含んでもよい。処理は、計算(computationおよびcalculations)の実行、入力に基づくアルゴリズムの実行、およびホイールの他の処理要素、ユーザ、外部システムなどへの結果の提供を含んでもよい。処理は、ホイールに対してローカル、またはクラウドストレージもしくはモバイル装置上のストレージなどのリモートのストレージシステムを扱うためのモジュールを含んでもよい。処理はまた、ユーザインターフェースがホイール上にあるインターフェース、ホイールの制御に使用される、モバイル装置などの装置のユーザインターフェース、ストレージシステムに対するインターフェース、データベースに対するインターフェース、および外部システムに対するインターフェースなどの、データインターフェースおよび電気的インターフェースの管理を含む、様々なインターフェースの取り扱いを含んでもよい。インターフェースは、外部システム、制御デバイス、および他のホイールへの機械−機械接続を可能にするものを含む、アプリケーションプログラムインターフェースを含んでもよい。 バッテリシステム210は、1つ以上の充電式バッテリ、1つ以上のバルクコンデンサ(場合により、1つ以上のスーパーキャパシタを含む)、および/またはこれらの組み合わせを含み得る。バッテリシステム210は、単一の取り外し可能な、輪郭成形バッテリ1016として構成され得る。バッテリシステム210は、バッテリ管理システム254を有し、またはバッテリ管理システム254に連動し、バッテリ管理システム254は、制御システム214の一部分であって、または制御システム214とデータ通信して、バッテリシステム210の動作状態に関連するデータ(例えば、温度、充電状態、電圧レベル、電流レベルなど)を収集し、バッテリシステム210の動作モードを含むホイールの管理を可能にする。バッテリシステム210は、個々のバッテリ管理システムまたは集中バッテリ管理システムから制御できる、複数の取り外し可能なバッテリアセンブリとして構成されてもよい。バッテリシステム210は、燃料電池、コンデンサなど、様々な形態をとり得ることを理解されたい。 アクセサリポート218は、USB、USB2.0、Thunderbolt、Dicom、PCI Express、NVMe、NFC、Bluetooth(登録商標)、Wi−Fiなどのプロトコルを使用する装置に対応するポートなどの様々なハードウェアインターフェース232を含んでもよい。このようなプロトコルに従って通信できるように、制御システム214でソフトウェア、ファームウェアなどを扱ってもよい。複数のアクセサリポート218は、例えば、それぞれの複数のセンサに対応できる。様々な実施形態では、センサは、制御システム214と直接データ通信および/または電気通信してもよいし、(例えば、モバイル装置によって有効化された)ゲートウェイ、ネットワークインターフェース、スイッチ、ルータ、または他の通信ネットワーク設備などの設備を介して接続されてもよい。つまり、センサは、ホイール100のローカルセンサであってもよいし、例えば、ホイールを制御するために使用されるモバイル装置もしくは完全に外部のシステムと連動する、ホイールとデータ通信するリモートセンサであってもよい。 複数のセンサは、温度、湿度、風速および風向き、気圧、高度、大気質(中でも、粒子レベルおよび特定の汚染物質レベルを含む)、化学物質、分子、化合物など(二酸化炭素、窒素、オゾン、酸素、硫黄など)の存在、放射線レベル、雑音レベル、信号レベル(例えば、GPS信号強度、無線ネットワーク信号レベル、無線周波数信号など)、他多数などの環境属性を測定するように動作可能な環境センサ246を含んでもよい。よって、センサは、様々な物理的パラメータ、化学的パラメータ、電気的パラメータ、および他のパラメータを検知し得る。 複数のセンサはまた、ホイール回転速度、角運動量、速さおよび方向(前進および後退)、加速度などの、ホイールおよびホイールの要素に関連する様々な特性およびパラメータを測定するように動作可能なセンサ、力、重量、歪み、応力、力の発生源および方向、力の増減などを検知するためなどの、車両の機械コンポーネントおよび構造(ハンドル、ペダル、フレーム、ハンドルバー、フォーク、座席)にかかる力を測定するセンサなどを含んでもよい。 実施形態では、力は、車椅子の1つ以上のハンドリムをこぐ、手押し一輪車のハンドルを押す、ワゴンのハンドルを引っ張るなど、様々な種類の車両にあるハンドブレーキまたはスロットルを用いる、自転車ユーザによるペダリングまたはブレーキングの強度および方向などのユーザ入力に対して検知される。例えば、トルクセンサ238は、自転車ユーザによるペダリング入力または車椅子ユーザによるハンドリムの回転からなどのトルクを検知してもよく、トルクセンサ238からのデータは、ユーザが速くこいだ時にホイールをより速く動かすなどの、ホイールのモータ制御システム208を制御し得る制御システム214に関連し得る。複数のセンサは、無線周波数(RF)、レーダー(RADAR)、ソナー(SONAR)、赤外線(IR)、Bluetooth、RFID、セルラー方式、Wi−Fi、電界、磁界などの電磁界および信号を検知するためのセンサを含み得る。例えば、このようなセンサは、レーダー探知、通信検知、近接検知、物体検知、衝突判定、人間または動物の検知などの機能を、センサ使用可能ホイール100が設けられた車両に提供できる。アクセサリポート218はまた、ジャイロスコープ、(前照灯、尾灯、制動灯などを含む)照明システム、(例えば、スピーカによる)音響システム、補助メモリシステム、USBベースのアクセサリ(例えば、モバイル装置用充電システム)、セキュリティまたは盗難防止装置、他多数を含むが、限定されるものではない、1つ以上のアクセサリ装置などの補助ハードウェアをサポートしてもよい。 図2Bを参照すると、モータ付き車両の実施形態の概略図は、実施形態では、ハブシェルアセンブリ111に囲まれているモータ付きホイールハブ110の要素を含む。動作時、ユーザは、機械駆動システム212の物理インターフェース(ペダル、ハンドルなど)に伝えられる、力を入力する。自転車タイプの車両環境では、ペダルと、チェーンまたはベルトとが、機械駆動システム212を駆動する。他の実施形態については、図6〜図8に関連して説明する。 センサシステムは、制御システム214に以降通信する機械駆動システム212に対してユーザが与えたトルクなどの力を検知する、トルクセンサなどの力センサ238を含んでもよい。後述するように、このトルクまたは他の力は、他の接続された構造において検知されてもよい。制御システム214は、マイクロプロセッサ、CPU、汎用コンピューティングデバイス、またはコンピュータ可読媒体上の命令を実行できる任意の他の装置であってもよいし、これを備えてもよい。 制御システム214はまた、直接(センサへの直接接続などによって)、あるいはネットワーク接続もしくはゲートウェイ、API、またはアクセサリポート218を通して(アクセサリポート218を通してホイールに接続するアクセサリ、周辺機器、または外部システムのセンサへのアクセスを有効化するなど)、加速度計、傾きセンサ244および/または他のこのようなセンサなどの他の発生源からデータを受信してもよい。例えば、検知したトルク、加速度、動き、傾きなどの計算に基づいて、制御システム214は、モータ制御システム208を通して電力をモータ204に供給して、ホイールリム104を加速または減速させるべきかどうかを決定する。減速させるには、その時点の回転とは反対の回転力を生成するように、電力をモータに供給してもよいし、回転力のレベルを継続しなければ、車両を減速させるのに重力、摩擦、風の抵抗などの影響が十分である場合、同方向の回転力のレベルを低下させてもよい。 制御システム214は、これと通信可能な、1つ以上のアクセサリ装置、周辺機器、または外部システムを含んでもよい。このようなアクセサリ装置としては、補助ハードウェア248および社会基盤要素252の説明に関連して、環境センサ246、および環境の様々な物理的パラメータを検知し得る他のセンサ247などの様々なセンサを挙げることができる。制御システム214は、サーバ、分散ストレージシステム、クラウドからなど様々なネットワーキングチャネルを通して、環境センサ246、他のセンサ247、外部デバイス、モバイル装置、補助ハードウェア装置248、外部システム250用の1つ以上のAPIから、力センサから、ホイール上のユーザインターフェース要素からなど、本開示を通して説明する、様々な発生源およびチャネルから収集および受信したデータを処理してもよい。制御システム214は、制御システム214のCPUと連携するローカルメモリ、別個のデータストレージシステム、リムーバブルデータストレージデバイス228、サーバベースのデータストレージシステム、およびクラウドベースのストレージシステムなどに、データを格納してもよい。制御システム214は、モータコントローラに、また上述のように制御システム214とデータ通信する様々な他のシステム(例えば、アクセサリ、センサ、周辺機器、サーバ、ストレージシステム、モバイル装置など)に、データを要求に応じて伝えてもよい。実施形態では、より詳細に後述するように、これには、機械駆動システム212を介してユーザに伝えられる、振動、抵抗などの触覚入力によるユーザへのメッセージの通信を含んでもよい。データとしては、GPSユニット224からなどの位置データが挙げられる。 モータ付きホイールハブ110はまた、電気通信システム222、無線LANシステム223、および/または例えば、Bluetoothシステム、RFIDシステム、IRシステムなどの近距離無線システム1221(図12B)などの通信システムを介して、ハブシェルアセンブリ111の外側の他の要素と無線で通信してもよい。また、他の送受信機226を使用して、ハブシェルアセンブリ111の外側の任意の要素と通信してもよい。通信は、アプリケーションプログラミングインターフェース、機械間インターフェースなどによって、様々なネットワーキングプロトコル(例えば、IP、TCP/IPなど)を使用して行われてもよい。 電気通信システム222は、モバイル装置、サーバ、またはセルラーネットワークを介して通信する他の処理装置と通信可能な、セルラー移動通信送受信機であってもよい。 無線LAN送受信機223は、モータ付きホイールハブ110がアクセスポイント、スイッチ、ルータ、基地局、Wi−Fiホットスポットなどの付近などの無線LANエリア内にある場合、サーバおよびクラウドコンピューティングリソースなどへのインターネットを通して、様々なホスト、サーバ、および他の処理機器と通信できる。これは、ホイールの様々な能力を更新するための任意のモジュラーコンポーネントに対する、新しいソフトウェアまたはファームウェアなどのデータのアップロードおよびダウンロードを助け得る。 近距離無線システム1221は、モータ付きホイールハブ110が、外部システム、サーバ、クラウドリソースなどのいずれかに対して直接通信するのを助けてもよいし、モータ付きホイールハブ110に装着されていないモバイル装置230を介して通信するのを助けてもよく、モバイル装置230は、モータ付きホイールハブ110とこのような外部システム、サーバ、クラウドリソースなどとの間における通信用のゲートウェイまたはブリッジとして働いてもよい。モバイル装置230は、スマートモバイル装置、タブレット、無線電化製品などの、モータ付きホイールハブ110に対するデータ通信インターフェースを含み得る、モータ付きホイールハブ110の外部の任意の要素またはシステムを備え得る。モバイル装置230は、ホイールからのデータ、センサからのデータなどの表示、ホイールの制御もしくは動作モードの選択、ナビゲーションおよびホイールの使用に関連する他の指示の提供、ならびに本開示を通して詳述する多くの他の能力など、ホイールまたはホイールの1つ以上の機能もしくは特徴を制御するようになっているアプリケーション、メニュー、ユーザインターフェースなどを含んでもよい。 図3を参照すると、電気モータ付きホイール100は、モバイル装置230を介して構成および/または制御されてもよく、モバイル装置230は、マイクロプロセッサ302、充電警告灯304、タッチスクリーンを含み得る表示装置308、物理ボタン310、無線USB、Bluetooth、IEEE802.11などの近距離無線通信システム312、接続状態灯314、2Gおよび3Gセルラー通信システムまたは他のタイプの2G、3G、および4G電気通信システムへのアクセスを提供し得る汎用パケット無線サービス(GPRS)ユニットなどの電気通信システムユニット318、音声スピーカ320、警告灯322などを含んでもよい。 モバイル装置230は、近距離無線通信システム312、220を介するなどして、電気モータ付きホイール100と無線通信するように動作可能である。モバイル装置230は、電気モータ付きホイール100のアクセサリポート218を通して伝えられるなど、センサによって、または本明細書で説明する他のデータ収集能力によって収集された様々なタイプのデータにアクセス、受信、および表示するように動作可能であってもよく、実施形態では、データ収集プロセスを構成するために使用されてもよい。例えば、モバイル装置230を利用して、電気モータ付きホイール100の制御システム214およびセンサシステムを遠隔から構成して、環境、位置およびホイール状態データなどの様々なタイプのデータを収集できる。 モバイル装置230はまた、ホイールの少なくとも1つの特徴のロックを解除する認証キーとして利用してもよい。例えば、ホイールの所有者として、その所有者がホイール設定を修正できるようにするホイールの所有者証明書によりモバイル装置を認証できる。非所有者が所有するモバイル装置は、ホイールの同じまたは異なる特徴のロックを解除するように使用できる。つまり、非所有者は、特定の特徴を制限され得る。 モバイル装置230はまた、電気モータ付きホイール100の動作モードを選択および/または制御するのに利用できる。例えば、ユーザは、複数の既定のモードのうちの1つに従って動作するように、モバイル装置230を介して遠隔から電気モータ付きホイール100を設定できる。あるいは、またはこれに加えて、モバイル装置230をインターフェースとして利用して、電気モータ付きホイール100の動作中の制御アルゴリズムの動作パラメータを設定または修正してもよく、それによって、「新しい」、例えば、ユーザに合わせた動作モードを作成してもよい。 モバイル装置230はまた、新しい動作モード、アプリケーション、および挙動をダウンロードして、電気モータ付きホイール100を制御するように構成されてもよい。モバイル装置230また、ゲーミングアプリケーション用のゲーム機のコンソールとして構成され、電気モータ付きホイール100からのデータ更新のための表示を提供し、フリートマネジメントシステムのインターフェースとして動作するなどであってもよい。 実施形態では、電気モータ付きホイールは、かかった力、車両の動き、および他のデータを検知する、センサシステムを有してもよい。センサとしては、電気モータ付きホイールにかかるトルクを検知するためのセンサ、ホイール回転速度、速さおよび方向(前進および後退)を測定するためのセンサ、車両のハンドルにかかる力を測定するセンサ、力低下の発生源/方向を検知するホイールフォーク上のセンサなどが挙げられる。検出された力およびトルクを使用して、検出された力およびトルクに基づいて、エネルギー生成、捕捉、貯蔵、および伝達を管理してもよい。自転車もしくは三輪車上でペダル、または車椅子用のハンドリムもしくは押しハンドルを使用して、ユーザ入力を電気モータ付きホイールに加えてもよい。 図4Aを参照すると、電気モータ付きホイール100のためのトルクセンサシステム238は、電気モータ付きホイールハブギアシステム234にかかるユーザトルクを測定するために構築および配置されている。実施形態では、トルクセンサシステム238は、電気モータ付きホイールハブギアシステム234の回転速度を測定するために構築および配置されている。トルクセンサシステム238は、内側スリーブ240が電気モータ付きホイールハブギアシステム234と共に回転するように、溶接を介するなどして電気モータ付きホイールハブギアシステムに固定された、内側スリーブを含む。 実施形態では、トルクセンサシステム234は、内側スリーブ240または外側スリーブ242上に近接センサ244をさらに含んで、内側スリーブ240と外側スリーブ242との間の水平方向の変位LDを測定できるようにしている。 実施形態では、内側スリーブ240と外側スリーブ242との間の相互作用の結果、外側スリーブ242に対して内側スリーブ240が水平方向に変位し、その結果、近接センサ244を介するなどして水平方向の変位からユーザがかけたトルクが得られる。他の実施形態では、トルクセンサシステム238は、ばね/エラストマによる変位センサと、外側スリーブ242上に配置された圧力センサと、を備える。 実施形態では、内側スリーブ240の回転によって、内側スリーブ240の傾斜部が外側スリーブ242の傾斜部に乗り上げたり、降りたりする。内側スリーブ240と外側スリーブ242とは、対向する傾斜部248a、248bを含み、傾斜部が、内側スリーブ240と外側スリーブ242との間の水平方向の変位(「LD」)に影響を及ぼし得る。例えば、内側スリーブ240および外側スリーブ242のうちの1つにトルクがかかると、内側スリーブ240は、外側スリーブ242に対して時計回り方向または反時計回り方向に回転Rし得る。内側スリーブ240の回転Rによって、内側スリーブ240の傾斜部248aが外側スリーブ242の傾斜部248bに乗り上げたり、降りたりする。したがって、内側スリーブ240の回転Rが、内側スリーブ240と外側スリーブ242との間の水平方向の変位LDに影響を及ぼし得る。つまり、内側スリーブ240の傾斜部248aが外側スリーブ242の傾斜部248bに乗り上げると、内側スリーブ240と外側スリーブ242との間の水平方向の変位LDが増加し、内側スリーブ240の傾斜部248aが外側スリーブ242の傾斜部248bから降りると、内側スリーブ240と外側スリーブ242との間の水平方向の変位LDが減少する。 他の実施形態では、速度センサ250は、内側スリーブ240の外面上に磁極の向きを交互に配置した複数の磁石と、ホール効果センサと、を含む。実施形態では、ばね/エラストマ機構が外側スリーブ242の円筒状のハウジングに設けられ、間隙領域を設けるように構成されて、内側スリーブ240のノッチが間隙領域に配置できるようにする。 内側スリーブ240には、ばね/エラストマ機構260(図4D)とインターフェースし得るノッチ251が設けられ得る。ばね/エラストマ機構260は、内側スリーブ240のノッチ251を介して内側スリーブ240上に既知の力を(すなわち、既知のばね定数によって)かける。したがって、内側スリーブ240および外側スリーブ242のうちの1つにかかるトルクは、測定された水平方向の変位LDと、内側スリーブ240のノッチにかかった既知の力との組み合わせから計算できる。 図4Bに示すトルクセンサシステム238は、図4Aに示すトルクセンサシステム238と同様に動作するが、図4Aに示すトルクセンサシステム238の近接センサ244が、ばね/エラストマ252aと圧力センサ252bとを有する変位センサ252、または抵抗、容量、もしくは他のタイプの距離測定技術などの距離を測定するための他の技術と置き換えられている。 図4Cを参照すると、トルクセンサシステム238は、1つ以上のホール効果センサと、複数の磁石258とを含む、速度センサシステムを代替的または追加的に含み得る。実施形態では、磁石258が、内側スリーブ240の外面上に交互に、既定の距離d1で離間して配置されている。つまり、磁石258は、磁極の向きを交互に(例えば、N−S−N−S−N−S)、内側スリーブの外面上に設けられている。このようにして、速度測定は、単位時間当たりに測定された磁極数、磁極間の経過時間、および時間と距離との関係を利用する他の原理などの様々な方法を用いる、計算ベースになり得る。 図4Dを参照すると、トルクセンサシステム238のばね/エラストマ機構260は、第1および第2のばね/エラストマ262と、圧力センサ268とを含み得る。第1および第2のばね/エラストマ262が外側スリーブ242の円筒状のハウジング270に設けられ、間隙領域264を設けるように構成されて、内側スリーブ240のノッチ251が間隙領域264に配置できるようにする。上述のように、ばね/エラストマ機構260は、ノッチ251を介して内側スリーブ240上に既知の力を(すなわち、既知のばね定数によって)かけることができる。 図1A、図2A、および図2Bに関連して説明した上述の電気モータ付きホイール100は、自転車、三輪車、ワゴン、被牽引車、手押し一輪車、プッシュカート(例えば、医療用カート、調理、食品サービスなどで使用するカート、配達用カート、倉庫および産業施設の周辺で物品を動かすために使用されるカートなど)、引っ越しに使用するカート(例えば、家具、ピアノ、電化製品、および大型の品を動かすため)、乗用玩具、ホイール付きストレッチャー、キャスター付き家具、ホイール付き電化製品、車椅子、ベビーカー、乳母車、ショッピングカートなど、様々な人力のホイール付き車両を動かす際に補助するために使用してもよい。 実施形態では、自転車および三輪車などについては、電気モータ付きホイール100は、電気モータ付きホイールを設置することにより車両を電気モータ付き車両に変換するために、顧客によって容易に設置され得る。これらの実施形態では、既存の取り付け機構を用いて、電気モータ付きホイール100を車両に取り付けてもよい。実施形態は、車椅子、手押し一輪車、ワゴンなどの具体的な非電動車両のハードウェア環境に電気モータ付きホイール100を適合させるための、ハードウェア開発者用キットを含んでもよい。 ハードウェア開発者用キットは、電気モータ付きホイール100の開いているシリアルポートへのセンサ/周辺機器装置の取り付けを助ける。次いで、このデータをモバイル装置に送信し、その後、APIがアクセスできるように、サーバに送信する。APIはアクセス可能であるため、開発者は、センサ/周辺機器装置からの読取り値を取得して、それによって、電気モータ付きホイール100の検知/機能/特徴を拡張してもよい。センサ/周辺機器装置用の電力は、それ自体の電源であってもよいし、電気モータ付きホイール100の内部の電力接続を通して、または充電器から入る方向もしくは外部装置に出す方向のいずれかの方向に必要に応じて電力を送ることができる電力ポートを通して電気モータ付きホイール100から供給されてもよい。 電気モータ付きホイール100を使用して、様々なタイプのその他の方法の人力のみで動く車両に追加的な推進力および制動を提供してもよい。このようにして、車両全体を、適切に設計した電気モータ付きホイール100を含む、統合製品として販売できる。 図5を参照すると、電気モータ付きホイール100は、自転車店、ホームセンター、電気モータ付きホイール100が取り付けられる車両専門の店などの従来の実店舗402で、または電子商取引によって購入および整備されてもよい。このように、電気モータ付きホイール100は、任意の汎用車両に取り付けられ得る個別要素として提供されてもよいし、特定の車両のホイールで使用するために適合されてもよい。例えば、多くの自転車は、適切に関連する審美的特徴を有する電気モータ付きホイール100を提供することによって調和または補完し得る、独自の設計特徴、色、ブランディング要素などを有する。 実施形態では、追加的なハードウェアアクセサリおよびソフトウェアアクセサリ、アプリケーション、ならびに他の特徴は、従来の実店舗402、オンラインストア404、モバイルアプリストアなどのいずれかで購入されてもよい。例えば、電気モータ付きホイール100には、メモリに記憶したシリアル番号などの独自の識別子を設けてもよく、識別子は、ナビゲーションアプリケーション、エクササイズ測定アプリケーション、トラフィックレポートアプリケーション、汚染検知アプリケーションなどを含む様々なアプリケーションのために、電気モータ付きホイール100、ユーザ、または電気モータ付きホイール100が設置されている車両の識別子として使用されてもよい。このようなアプリケーションは、例えば、電気モータ付きホイールからのデータ入力を含む、または電気モータ付きホイールからのデータ入力から取得した、ユーザインターフェース要素を提示する、モバイル装置上に提供されてもよい。 実施形態では、電気モータ付きホイールからのデータは、モータ付きホイールハブ110の無線電気通信システム318を介して、サーバ410上の1つ以上のアプリケーションデータサーバ408にアップロードしてもよい。通信は、無線電気通信システム318を介して、データをモバイル装置230に送信し、その後、モバイル装置230からサーバ410に送信する、比較的近距離の無線システム1221を含んでもよい。データは、代替的または追加的に、リムーバブルストレージデバイス228を介して、電気モータ付きホイール100からローカルコンピュータ412に、そしてローカルコンピュータ412から1つ以上のアプリケーションデータサーバ408に物理的に転送されてもよい。 実施形態では、ソフトウェアシステムおよびハードウェアシステムの両方に標準的なインターフェースを提供してもよい。アクセサリポート218(図2B)は、USB、USB2.0、Thunderbolt、Dicom、PCI Expressなどの標準的なプロトコルをサポートしてもよい。これらのインターフェースは、アクセサリ装置と、モータ付きホイールハブ110のアクセサリ装置とデータストレージとの間におけるデータ転送用のインターフェースとに電力を供給することによって、環境センサ、ジャイロスコープ、補助メモリなどのアクセサリ装置および周辺機器のサポートを助けてもよい。 実施形態では、無線USB、Bluetooth、IEEE802.11などの近距離無線システム1221を使用して、データ交換を行ってもよい。データ交換は、代替的または追加的に、2G、3G、および4Gネットワークなどの長距離無線または電気通信システム222上で行ってもよい。 実施形態では、APIおよび/またはソフトウェア開発キットは、無線ネットワーク上でのデータストレージへのアクセスおよびネットワーク上のコンピュータへのデータの転送、センサデータと同時に収集された他のデータとの統合、センサ使用可能ホイールの処理機能および報告機能の使用(例えば、エネルギー使用量、充電状態、走行距離、環境センサからのデータ、ユーザ入力データ、または他のデータの報告)などを助ける。 実施形態では、APIおよび/またはソフトウェア開発キットは、電気モータ付きホイールに電力供給する場合、電気モータ付きホイールに抵抗を与える場合、エネルギー再生、電力管理、収集したセンサデータへのアクセスなど、電気モータ付きホイール100のモータ制御システム208へのソフトウェアおよび/またはハードウェアアクセスを助ける。 実施形態では、電気モータ付きホイール100は、オンライン、自転車専門店などの様々なチャネルを通して購入してもよい。さらに、オンラインストア404は、ハードウェアAPIおよびソフトウェアAPIを活用して、独自のユーザ経験を提供する、「アプリケーション」または「挙動」の購入を提供してもよい。これらの挙動は、近距離無線接続220を通して、または適切なポートに差し込むケーブルなどの標準的なハードウェアインターフェースを介して、オンラインで購入して、電気モータ付きホイール100にダウンロードしてもよい。アプリケーションとしては、ゲーム、フリートマネジメント、レンタル管理、環境検知および管理、フィットネス、トラフィック管理、ナビゲーションおよび地図作成、ソーシャルインターフェース、健康管理などが挙げられる。 個別であっても共通の車団に属するものであっても、多くの車両が、電気モータ付きホイールを利用できる。車両は様々な場所を動き回るため、電気モータ付きホイールを利用して、環境のサンプリングを行ってもよい。よって、収集したデータを利用して、サンプリングされた様々なパラメータの空間および時間表示を提供できる。 一例では、複数の車両がカバーする領域にわたって、車両のそれぞれの場所における、その時の温度データがサンプリングされる。車両は場所を移動するため、このようなデータの集合は、時間に対して様々な場所を表す。これは、多次元現象を監視するための、長期間にわたり無数の車両によってサンプリングされた無数のパラメータに拡張して、多変量データを含むモデルの生成、および将来の環境条件予測などの他の科学的使用を助けてもよい。 別の例では、データを収集および処理して、ユーザのプロファイリングを行う場合もある。つまり、車両が場所を移動する時にデータの集合が生成されて、具体的なユーザがどのように車両を操作するかを示す。このようなデータは、社会基盤開発(例えば、信号機および都市ネットワーク)を改善するために利用され得るフィードバックループの生成を助けてもよい。データはまた、例えば、より効率的な車両操作(例えば、推奨モード利用)をユーザに示すために利用されてもよい。 データはまた、交通機関と相互作用して、スマートカーなどの他の車両に、電気モータ付きホイール100を有する車両の存在を警告するため、および電気モータ付きホイール100のユーザに、他の車両の存在を警告するために利用されてもよい。 電気モータ付きホイール100は、かかった力、かかったトルク、速度、車両の「安定性」、車両の加速度、走行時間、走行距離、および走行地勢を含む車両使用量、提供されたモータアシスト、バッテリ残量、モータ温度などの車両および電気モータ付きホイール100自体に関連する属性を収集および処理する複数のセンサを追加的にサポートしてもよい。 電気モータ付きホイール100はまた、複数のセンサが収集したデータを統合および解析するためのデータ収集プラットフォームを含んでもよい。実施形態では、収集したデータは、複数の他の電気モータ付きホイール100からのデータ、ならびに交通データシステム、地理情報システム(GIS)データベース、交通監視カメラ、路上センサ、大気質監視システム、緊急対応システム、地図作成システム、空中写真図化データ、衛星システム、気象システム、他多数などのサードパーティの情報源からのデータと統合してもよい。 次いで、この組み合わせたデータは、電気モータ付きホイール100上で、電気モータ付きホイール100の外部で、またはこれらの組み合わせによって統合および解析されてもよい。このような組み合わせデータは、比較的広い地理的領域を横断する複数の車両が収集したセンサデータを活用し、横断した地勢と時間とを相互に関連付ける。これにより、複数の電気モータ付きホイール100は、集約および解釈するためのセンサデータを提供する分散センサネットワークとして本質的に動作するため、様々な見通しの判定が容易になる。例えば、複数のホイール、またはその特定のサブセットを総体として捉えて、ユーザ全体の健康を促進するなどに最良の、街を通るサイクリングルートを(大気質が悪いエリアを避けてルートを決めることによるなどして)判定することもできる。 実施形態では、電気通信システムおよび全地球測位システムは、周囲環境にある社会基盤、他の車両、または社会基盤ではないエンティティとデータ送信および/または通信してもよい。このデータ転送または通信は、車両に衝突の可能性を警告したり、信号機を切り替えたりなどができる。 複数の電気モータ付きホイール100が収集し、総体としてみたデータは、詳細な解析と地図406との生成を助けてもよい。地図406を利用して、例えば、空間および時間にわたって変化する環境現象を描いてもよい。このデータは、既存の街路パターン、土地利用マップ、地形図、人口密度マップ、空地マップ上に重ね、層状マップを作成でき、層状マップは、モバイル装置またはウェブページを通してアクセスされ得、かつ環境条件の概要をリアルタイムで提供し、過去の条件を詳述する履歴データまたは将来の条件の予測をも提供する。 これらの層状マップは、都市、企業、および/または個人が、例えば、環境条件を監視するツール、新しい道路および細道の計画などの将来の環境および交通政策決定の判断を助けるツール、商業不動産開発の計画ツール、セルラー方式アンテナ塔およびネットワークリピータの位置決めツール、リアルタイム交通解析ツール、都市部のヒートアイランド現象の研究ツール、非常時対策ツール、騒音および環境汚染ツール、ならびに街を通る、最も汚染が少ないルートを計画する場合のためのツールとして使用してもよい。 例えば、風速および風向きに関して収集したデータは、街を通る気流を理解するために使用されてもよく、「汚い爆弾」の影響のマッピングおよびそれがどのように街に拡散し得るかのマッピングに使用されてもよい。信号強度および交通パターンに関して収集したデータは、無線関連企業が新しいセルラー方式アンテナ塔の配置に関して判断するのを助けるために利用されてもよい。経時的に収集した温度データは、都市部のヒートアイランド現象を改善する都市庭園の作成につながる場合もある。全地球的位置および高度に関連するデータを使用して、既存のマップに関するグラウンドトゥルースを提供してもよい。交通パターンに関連するデータを、新しい商業地の計画および店舗配置に使用してもよい。例えば、棒グラフ407をストリートマップ406上に重ねて、交通量の多いエリア、渋滞エリア、高汚染条件などを示してもよい。 集約データはまた、リアルタイムナビゲーションの改善を促進する、リアルタイム交通パターンを調整する、自転車トラフィックを街の他のエリアに迂回させるなどのために使用されてもよい。 実施形態では、マルチユーザゲームシステムによって、1つ以上の電気モータ付きホイール100を有する車両のユーザが、場所、距離、かかったトルク、費やされた労力、走行距離、総高度変化、燃焼カロリー、上昇心拍数、収集した環境データなどのデータを交換できる。 一例では、リモートレーシングゲームは、個々の電気モータ付きホイール100の制御システムと、ローカル環境データとを活用して、異なる場所にいるプレーヤ同士が、プレーヤによって場所に基づいて異なる地勢を走行しながらも、丘を自転車で登ろうとする共通の労力を経験するように、電気モータ付きホイール100の挙動をローカルの地勢に関連して修正する場合もある。実施形態では、電気モータ付きホイール100の挙動を修正する能力を使用して、様々なスキルレベルのユーザにハンディキャップをつけてもよい。 実施形態は、アチーブメントを含んでもよく、これは、ユーザが特定の閾値を超えた後に解除されてもよい。例えば、ユーザは、1000マイル走破後、メダルを入手できる。アチーブメントとしては、他の距離閾値、カロリー閾値、小旅行の数、街の数、友人の数、発電量などが挙げられる。 実施形態は、ユーザに対して商機を絞り込むためのシステムを含んでもよく、ここで、提案は、電気モータ付きホイール100の場所に部分的に基づく。実施形態は、ユーザが指定された地理的な位置を訪れる、ジオキャッシングの一変形を含んでもよい。データ収集システムがデータの場所および時間を収集し、ユーザが訪れた場所およびそれがいつかを比較できる。 実施形態では、電気モータ付きホイールのユーザのプロファイリングを行うことは、ユーザの現在の運動能力を評価することと、ユーザの運動能力を経時的に監視することとを含んで、傾向の特定を助けてもよい。収集されるデータとしては、かかったトルク、経時的な走行距離、電気モータ付きホイール100の安定性などが挙げられる。心拍数センサを含む様々なセンサを利用して、電気モータ付きホイールを操作するユーザをプロファイリングしてもよいことを理解されたい。 周波数、かかった力、走行距離、安定性、システムがアクセスした時間帯などの移動パターンの変化を検知するために解析を行ってもよい。これらの測定値のわずかな変化を使用して、パーキンソン症候群(ユーザの能力が長期にわたって徐々に変化するため一般的に検知するのが難しい)などの長期にわたって徐々に進行する病を検知してもよい。このデータは、このシステムから電子医療記録(EMR)へと直接提供されてもよいし、個人のヘルスケアデータと関連付けられてもよい。データを複数の他の電気モータ付きホイール100からのデータと集約して、公衆衛生解析のためにデータセットを提供してもよい。 例として、歩数および心拍数のみを測定し得る従来のセンサと比較すると、電気モータ付きホイールから集めた、理学療法を助けるデータは、その人の脚が出力し得る直接的な力である。それによって、トルクセンサを通してトルクが直接検出されるため、電気モータ付きホイールから集めたデータを利用して、その人の脚の筋肉が時間と共にどのように変化するかを検出してもよい。 実施形態では、協調フィルタリングなどの技法を用いて、様々なオプションを分類し、次いで、そのユーザに最も類似すると判定された他のユーザが使用した1つのユーザオプションを提案してもよい。相関に基づいて、例えば、電気モータ付きホイールが収集またはユーザが入力したデータに基づいて測定または取得され得る様々な規定された属性に関する、ユーザ間の「距離」の行列に基づいて、類似度を検知するための統計的技法を実行してもよい。よって、互いに似ているユーザには、類似のアプリケーション、ユーザインターフェース、駆動モード、ナビゲーションオプションなどを提示してもよい。例えば、定期的に類似のルートを走行する2人のユーザを利用して、一方のルートが実質的に類似の運動で速い/あまり山がちでない/停止すべき箇所/交差点が少ないなどを特定してもよい。このようなルート比較を利用して、異なるルートをより遅いルートのユーザに提案してもよい。 一実施形態では、輸送車、メッセンジャーサービスなどの一団の車両からデータを収集してもよい。収集したデータを分析および総合的に扱って、配車係が、ユーザの健康レベル、走行可能距離、高度変化、既に使用したアシストレベル、バッテリ残量、現在位置、提案ルートに沿った地勢を含む、現在の行程で対象とされる地勢などに基づいて、ルート、スケジュール、予想送達時間などを最適化するのを助けてもよい。 公的または私的な車団から集約したデータを解析して、いつ自転車を整備に持って行く必要があるか、どこに自転車用ラックを配置すべきか、どこに充電ステーションを配置すべきか、任意の所与の時間に何台の自転車が操業しているか、および他の有用なシナリオを判定してもよい。 実施形態では、電気モータ付きホイール100は、店舗のショッピングカートに設置されてもよい。電気モータ付きホイール100は、子どもと買い物をするための特別に大型で重量のあるカートなどに関して、カートの重量が増えると共に、追加的な支援を必要とする買い物客をアシストしてもよい。収集データとしては、横断した通路、どの通路に時間をかけたか、通路上のどこで車両が停止したか、および他のこのようなデータが挙げられる。このデータを使用して、店舗内の交通量のマップ作成を行って、製品配置、店舗レイアウトの改善など計画を助けてもよい。 実施形態では、ハードウェアAPIは、ハードウェアプラグインを容易にして、電気モータ付きホイール100が装着された車両の性能をさらに修正してもよい。つまり、ハードウェアプラグインとしては、オプション、アップグレード、または各特定のユーザが選択および容易に設置し得る他の選択可能なアクセサリ装置、すなわち、ユーザの電気モータ付きホイール100に対する「プラグイン」が挙げられる。 実施形態では、ハードウェアプラグインは、自転車上の電気モータ付きホイール100にプラグインされる、「ウイリー」や他のトリックの性能を助ける、ジャイロセンサであってもよい。ジャイロセンサを使用して、電気モータ付きホイール付き車両の傾きを判定してもよい。いくつかのジャイロセンサを使用して、いくつかの次元で、車両の傾きを判定してもよい。これらをある期間監視した場合、車両の安定性を判定できる。 ハードウェアインターフェースからのデータは、モバイル装置230(図3)によって処理されてもよく、および/またはモバイル装置230を介して処理のためにサーバに送信されてもよい。ハードウェアインターフェースからのデータは、代替的または追加的に、2G、3G、および4Gネットワークなどの長距離無線または電気通信システムを用いて、電気モータ付きホイールからサーバに直接伝えてもよい。さらに、処理データを電気モータ付きホイール付き車両に返して、フィードバックループを形成して、電気モータ付きホイール付き車両、車団内の各車両、および/または収集データから利益を享受し得る他の電気モータ付きホイール付き車両の動作を助けてもよい。 アクセサリポート218は、温度、湿度、風速および風向き、気圧、高度、大気質、二酸化炭素、窒素、オゾン、硫黄などの化学物質の存在、放射線レベル、雑音レベル、GPS信号強度、無線ネットワーク信号レベルなどの環境属性を測定するように動作可能な1つ以上のセンサをサポートしてもよい。センサが収集したデータは、電気モータ付きホイール上にローカルに格納してもよいし、ネットワークコンピュータなどのリモートシステムに無線で送信してもよい。電気モータ付きホイール上にローカル格納したデータは、後に無線で送信してもよいし、電気モータ付きホイールから1つ以上のアプリケーションデータサーバ408に他の方法で転送してもよい。センサが収集したデータは、データを収集した日付および時間、特定のデータに関連するGPS位置、同じ時間、同じ日、同じ場所で収集した他のデータなどの追加的な状況関連データと共に格納してもよい。 実施形態では、電気モータ付きホイール100には、物体が近接していることをユーザに警告するシステムを設けて、ユーザの安全を強化してもよい。実施形態では、システムは、アクセサリポート218を利用して、光センサ、電磁式近接検知検出器などの近接センサをサポートしてもよい。近接センサは、電気モータ付きホイール100が装着された車両に、後方または側面などから近づく物体の検出を助け、次いで、モバイル装置230上にデータまたは警告を表示する。 また、近接センサが検出した物体の近接を使用して、減速、電子制動、加速、または前照灯、方向指示灯、警告灯、パーソナル電子装置、警音器、警報器、保護具などの接続された周辺機器に対するアクションの始動を含む自動アクションを始動してもよい。 近接センサは、モータ付きホイールハブ110内に、光学ビーム、電磁ビーム、またはそのような伝導がハブシェルアセンブリ111の静的部分を通過可能とする窓に隣接して、装着してもよい。あるいは、レーダー、ソナー、または他のビームがハブシェルアセンブリ111を通って直接通過するのであってもよい。 近接センサは、特定の閾値距離内で物体が検出された場合、モバイル装置230と通信して、ユーザに警告を出してもよい。この警告は、可聴的、可視的、および触覚的方法のうちの1つ以上を用いて伝達されてもよい。この警告は、電気モータ付きホイール100内に車両を振動させることなどによって組み込まれてもよいし、モバイル装置230、GPSユニット、スマートモバイル装置、タブレットなど、車両の他の場所に装着された別の装置に伝えられてもよい。近接データは、無線USB、Bluetooth、IEEE802.11などの近距離無線技術を使用して、送信されてもよい。 図6Aを参照すると、互いにデイジーチェーン接続された少なくとも2つの電気モータ付きホイール620を設けた車椅子600として、電気モータ付きホイールの別の開示された実施形態が本明細書に示されている。本実施形態は、車椅子実施形態で具体的に説明されているコンポーネントを有しているが、本開示の各実施形態は、これらの特定の組み合わせに限定されるものではなく、実施形態のいずれかからのコンポーネントまたは特徴の一部を、他の実施形態のいずれかからの特徴またはコンポーネントと組み合わせて使用できる。 電気モータ付きホイール620は、上述のものに相当する複数のモータ付きホイールハブ610を備えるが、これらの電気モータ付きホイール620は、共にデイジーチェーン接続されている。本明細書で「デイジーチェーン接続」という場合、協調、シリアル、パラレル、または他の連携の仕方での、複数の電気モータ付きホイール620の稼働を指す。つまり、複数のモータ付きホイールハブ610は、「デイジーチェーン接続」もしくは他の分散ハブ間通信で互いに通信してもよく、および/または他に関連してではあるが、個別に直接制御されてもよい。 複数の電気モータ付きホイール620は、制御システム214上で動作可能なデイジーチェーンプロトコルを介して、共にデイジーチェーン接続されてもよい。デイジーチェーンプロトコルは、制御システム214上に常駐するソフトウェアであってもよいし、複数の電気モータ付きホイール620のそれぞれにプラグインされる、ハードウェア装置を介して実現されて、複数の電気モータ付きホイールの動作を調整し、それによって車両の動作を助けてもよい。例えば、ユーザ入力が一方の電気モータ付きホイール620に伝えられた場合、これにデイジーチェーン接続した他方の電気モータ付きホイール620を反対方向に回転させて、デイジーチェーン接続されたホイールが設置された車両をその場で旋回させてもよい。車椅子が図示されているが、様々な他の車両もデイジーチェーン接続された電気モータ付きホイールを利用してもよいことを理解されたい。 例えば、有線相互接続を通して、デイジーチェーン接続されたホイール間で電力を共有できる。調整は、各ホイールでローカルに行われてもよいが、別のデイジーチェーン接続されたホイールにおいて適切かつ円滑に補償され得る。あるいは、調整はまた、パラレルでなされ得る。 例えば、ホイールは、様々なファームウェアおよびすべてのCANインターフェースを共に繋ぐケーブルによってデイジーチェーン接続されてもよい。ファームウェアは、ホイールのうちの1つを、すべて他のホイールと通信する中央コントローラとし得る。あるいは、制御は分散され得、各ホイールがそれ自身のコマンドを決定するが、部分的に、他のホイールのコマンドに基づく。また、ホイールコマンドの調整を行う外部コントローラを加えることもできる。例えば、ホイールのそれぞれのアクセサリポートにプラグを接続して、デイジーチェーン接続となるようにしてもよい。 電力は、電力ポートに対して流入または流出してもよい。流れる方向は、何が接続されているかに基づき、例えば、充電器であれば電流が流入し、負荷であれば電流が流出する。バッテリ管理システムは、いつ電力ポートを開けるかを制御する。例えば、電力ポートは、電力ポートが充電を検出した場合、または主ホイール電子機器が指示した場合に開き、それによって、外部装置が動く。例えば、運転者は、電力を必要とする外部装置を接続し、アプリを使用して、電力ポートに起動を命じてもよい。 図6Bを参照すると、剛体を通って、電気モータ付きホイール620が装着されている車軸608に至る、電気モータ付きホイール付き車両には1つ以上の力がかかっている(fa)。車両に加わる力(fa)は、車両の並進運動と、電気モータ付きホイール620の回転運動とに吸収されるはずである。 力を解析するために、電気モータ付き車椅子600を剛体と仮定する。地球の力(fe)によって、タイヤ602が地面と接する場所で、大きさが同じで向きが反対の反力が生じる。この反力は、電気モータ付きホイール620の半径に等しい、車軸608からの距離Rにおける電気モータ付きホイール上で接線方向に作用し、前回転方向に電気モータ付きホイール上で回転方向にかかるトルク(Ta)を生じ、Ta=feRである。車軸608とベアリング618との間には、動きに逆らう摩擦力(ff)が作用している。(これは、車両上のすべてのホイールの摩擦力を表す。) ベアリング618における摩擦力(ff)は、回転に逆らう、tf=ffrの摩擦トルクを生じる。このトルク(tf)は、半径Rにおいてかかる力(Ff)の等価なトルクと置き換え可能である。したがって、Ff=−ff(r/R)である。電気モータ付きホイールは、ユーザが与えた力faが摩擦力、重力(傾斜)、空気力学的な力(車椅子の速度ではたいてい無視できる)を超えた時に回転する。 タイヤ602の回転に逆らう回転力Frは小さく、これらの計算では無視してもよい(他の小さい力も同様である)。 Fiは、車両を傾斜角qで押し上げるのに必要な力の量である。 上述の力を上回る力が、車両の加速度aで表現されている。車両の加速を生じる力は、車両の質量に車両の加速度を乗じることによって表される。 Facc=ma. したがって、車両にかかる合力faは、摩擦力Ffと、タイヤの回転に必要な力Frと、傾斜を登る力Fiと、加速のための力Faccとに打ち勝つように使われる。 fa=Ff+Fr+Fi+Facc fa=Ff+Fr+tan(q)/mg+ma (ここでqは、傾斜角である。) タイヤを回転させるのに必要な力は、無視できると仮定するため、この項は省かれる。 fa=−ff(r/R)+tan(q)/mg+ma かかった力(fa)が、摩擦力(Ff)と、タイヤ回転力(Fr)と、傾斜を登るための力(Fi)とを超えた場合、前進方向に電気モータ付きホイール620の加速度を生じる。したがって、電気モータ付きホイールのベアリングによる摩擦力ffと、ベアリングの半径rと、電気モータ付きホイールの半径Rと、車両質量mとが分かっていて、かつ傾斜角qと、加速度aとを検知すれば、ユーザが入力した力faを見積もることができる。そして、これを入力として使用して、各実施形態の電気モータに供給する電力を判定してもよい。したがって、センサは、車両の加速度と傾斜とを測定する必要がある。摩擦力、そして場合により(より正確にするには)タイヤの回転力については、推定する必要がある。重量(ひいては質量)は、所与の初期パラメータとすることもできるし、測定パラメータとすることもできる。 電気モータ付きホイール620は、ユーザの力faが車軸608にかかると加速する。この力は、電気モータ付きホイールが車軸の端部に装着されることから、車軸の端部にかかる。車軸が前進方向に加速する場合、電気モータ付きホイールの並進運動の慣性によって、電気モータ付きホイールが速度変化に逆らい、端部間にある車軸に加速の方向とは反対の力を生じさせる。この結果、車軸608に作用する力に比例して、車軸608が、わずかに撓む、曲がる、または変位する。車軸と電気モータ付きホイール620との間で圧力が入力として測定されてもよい。車軸608の端部での前方加速によって、電気モータ付きホイールは、車軸608の中ほどの後方の力を作用させ、これをわずかに撓ませて、または曲げて、車軸608と電気モータ付きホイール構造との間の間隔を変化させる。これらの変化を検知することは、モータ付きホイールハブ610が、ユーザが電気モータ付き車椅子600を前進させようとしていることを検知するのを助ける。このことは、車両にかかった入力faを検知するための実施形態で使用されてもよい。同様に、所与の速度で移動する電気モータ付き車椅子600を停止することにより、ユーザが電気モータ付き車椅子600を減速または停止しようとしていることを示す、車軸608に反対向きの力が生じる。 回転するホイールのベアリングの摩擦(ff)によって、車軸608にはねじれが生じる。このねじれを測定および使用して、ユーザが前方に加速しようとしていることを知らせてもよい。このトルクの減少、または車軸608で検知された反対向きのトルクから、動いている車椅子600を減速または停止するはずであると示唆される。電気モータ付き車椅子600にかかる力が逆方向であると検知され、かつ電気モータ付き車椅子600が逆方向に動いている場合(センサが判定)、モータ付きホイールハブ610は、ユーザが逆方向に加速しようとしていると判定する。したがって、車両にかかる力が判定され得る。 様々な動きおよび加速度パラメータと、かかった力/トルクとを監視することによって、外部から車両にかかる力(正および負の両方)を推定してもよい。次いで、推定された外部からの力を用いて、車両が動いている方向に、または車両が動いている方向とは反対の方向に電気モータを動かすことによって、逆方向への制動効果または加速を生じさせる。 実施形態では、ユーザはまた、電気モータ付きホイールを回転することによって、電気モータ付き車椅子600を操作してもよい。ハンドリム606がモータ付きホイールハブ610に取り付けられる。一般的に、ユーザは、ハンドリム606を回転することによって、電気モータ付き車椅子を1つの方向へ動かす、または各ホイールのハンドリム606を反対方向に回転することによって、電気モータ付き車椅子600を旋回させる。この車両実施形態では、ハンドリム606は、ユーザ入力であり、自転車実施形態とは対照的に、自転車では一般的なフリーホイールを介して装着されているのではなく、一般的に回転しないように固定されていることを理解されたい。つまり、ハンドリム606は、電気モータ付きホイール620のための機械駆動システム612である。さらに、入力には、ハンドリム606を回転させることと、直線的な入力である、車椅子600が押されることとの両方を含む。 実施形態では、トルクセンサ638が電気モータ付きホイール620とハンドリム606との間に取り付けられて、回転、トルク、または他の入力などのユーザ入力を測定する。ハンドリム606は惰性で走行しないため、ユーザ入力は、かかったトルクに関連するものであり得る。例えば、リムトルク送受信機640は、検知したトルクをモータ付きホイールハブ610に送信する。次いで、モータ付きホイールハブ610は、どの方向にユーザが動こうとしているかを判定し、その方向にアシストする。トルクセンサ638が、ユーザがハンドリム606を使用して減速しようとしていると検知した場合、モータ付きホイールハブ610は、制動力が必要と判定する。 現在動いている方向とは反対の方向に電気モータ付きホイール620が進むのを促す電力を供給することによって、制動効果がもたらされる。医療、食品サービス、引っ越し、倉庫および同様の用途で使用される様々なタイプのプッシュカート、様々なタイプの乗用玩具、ならびにホイール付き装置または車両が人力で押したり引いたりされる他の用途など、様々な他のタイプの車両が、車椅子と同様の方法で電力を供給してもよい。 図7Aおよび図7Bを参照すると、手押し一輪車例700に電気モータ付きホイール720が設けられている。本実施形態は、手押し一輪車のための、具体的に説明されているコンポーネントを有しているが、本開示の各実施形態は、これらの特定の組み合わせに限定されるものではなく、実施形態のいずれかからのコンポーネントまたは特徴の一部を、他の実施形態のいずれかからの特徴またはコンポーネントと組み合わせて使用できる。 電気モータ付きホイール720は、上述のものに相当する複数のモータ付きホイールハブ710を備えるが、これらは、共にデイジーチェーン接続されている。つまり、複数の電気モータ付きホイール720は、協調して動作する。モータ付きホイールハブ710は、ハンドル712(図7C)に対して固定された車軸708の周りを回転する。 電気モータ付き手押し一輪車は、一般的に、動作時に傾けられ、未使用時に水平になるように設計されているために、姿勢の判定が異なるということを除けば、電気モータ付き手押し一輪車700は、上述の機能に相当する機能を有してもよい。したがって、追加的なセンサを使用して、地面に対する傾きと、(重力の方向を表す)鉛直線に対する地面の傾斜とを判定してもよい。これには、ハブの前部から地面までの距離と、ハブの後部から地面までとの距離を測定し、これらの距離の差を検知すればよい。鉛直線は、重力を用いるなどの様々な既知の手段で決定してもよい。これらを一緒に使用して、電気モータ付き手押し一輪車が移動している上り坂の傾斜角を判定できる。 実施形態では、車軸送受信機715を利用して、ハンドル712からのデータを、制御システム214と通信可能である車軸力センサ714を介して送信する。あるいは、ハンドル712は、ハンドル712に隣接するハンドルセンサ718を備えて、車軸708とホイールハブ710との間の力の差分が、一方または両方のハンドル712にかかった力によるものか、例えば地形の高度変化によるものかの識別を助けてもよい。ハンドルセンサ718が検知したデータはハンドル送受信機719を介して制御システム214に送信してもよく、その後、制御システム214は、ユーザがどの方向に動こうとしていたかを判定し、その方向へのアシストを判定する。 例えば、電気モータ付き手押し一輪車700が動いており、かつ車軸力センサ714およびハンドルセンサ718からの入力が、電気モータ付き手押し一輪車700を減速させようとしていると解釈される場合、制御システム214は、制動力が必要であると判定してもよい。そして、動きの方向とは反対の方向にモータ付きホイールハブ710が進むのを促す電力がモータ付きホイールハブ710に供給されて、制動効果がもたらされる。この制動効果は、電気モータ付き手押し一輪車700が停止するのを助ける。 図8を参照すると、実施形態では、ワゴン800には、上述のものに相当するモータ付きホイールハブ810を有する1つ以上の電気モータ付きホイール820が設置されている。本実施形態は、ワゴン実施形態で具体的に説明されているコンポーネントを有しているが、本開示の各実施形態は、これらの特定の組み合わせに限定されるものではなく、実施形態のいずれかからのコンポーネントまたは特徴の一部を、他の実施形態のいずれかからの特徴またはコンポーネントと組み合わせて使用できる。 ユーザは、ワゴン800のハンドル812を引き、その結果、その牽引力が、電気モータ付きホイール820が装着されたワゴン800の車台809に伝わる。 ここでも、ワゴン800を剛体と仮定して、ハンドル812にかかる牽引力が、ワゴン800を通って車軸808にもかかるものとする。各車軸808とこれに装着された電気モータ付きホイール820とは、電気モータ付き手押し一輪車700での仕方に相当する仕方で相互作用する。示したように、ワゴンにかかる力の判定は、モータ付きハブの制御システムに与えられる1つ以上の入力に基づく。 実施形態では、ハンドルセンサ818は、ハンドル812と車台809との接合部における大きさ、かかった方向およびかかった力を測定する。ハンドルセンサ818に接続された送受信機819は、力データを電気モータ付きホイール820の制御システム214に送信する。受信データに基づいて、制御システム214は、例えば、動きの方向に正の力をかける、動きの方向と反対に制動力をかける、および向きを変えるのを助けるなど相対的な動きをさせることを助けるように動作する。 ワゴンに設けることに関連して電気モータ付きホイールを説明してきたが、被牽引車または牽引される他のホイール付き車両などの他の車両に同様に設けることもできる。 図9A〜図9Jを参照すると、別の電気モータ付きホイール900(図9Aおよび図9B)の実施形態は、概して、静的システム902(図9C)と、回転システム904(図9D)と、バッテリシステム906(図9E)と、電気モータ908(図9F)と、機械駆動システム910(図9G)と、センサシステム912(図9H)と、制御システム914(図9H)と、ハブシェルアセンブリ916(図9I)と、複数のスポーク918と、リム920と、タイヤ922と、シャフト924と、フリーハブトルクアセンブリ926(図9G)と、を備える。文脈上別段の指定がない限り、特定のシステムおよびコンポーネントを別々に規定しているが、それぞれまたはいずれかを他の方法で組み合わせることもできるし、ハードウェアおよび/またはソフトウェアを介して分離することもできることを理解されたい。さらに、本実施形態は、自転車実施形態で具体的に説明されているコンポーネントを有しているが、本開示の各実施形態は、これらの特定の組み合わせに限定されるものではなく、実施形態のいずれかからのコンポーネントまたは特徴の一部を、他の実施形態のいずれかからの特徴またはコンポーネントと組み合わせて使用できる。 静的システム902および回転システム904は、電気モータ付きホイール900の回転軸Aの周囲に配置され、静的システム902は、トルクアーム1100と、ロックナット1130と、支持ブロック1140とを概して含むトルクアームアセンブリを介して、モータ付きではないホイール付き車両に接続されて(図11A)、静的システム902が車両のフレームに固定されるようにする。あるいは、車軸または回転システム904と静的システム902との間の他のインターフェースにトルク伝達機構を配置してもよい。電気モータ908は、静的システム902に対して回転システム904を回転させて、そのスポーク918、リム920、およびタイヤ922を駆動するように、選択的に動作可能である。 機械駆動システム910は、回転システム904に接続されて、ペダリング入力、車椅子のハンドリム、ハンドルを押す、ハンドルを引くなどのユーザが与えた入力に応じて回転システム904を回転させる。1つの自転車実施形態では、機械駆動システム910は、しばしば「カセット」と呼ばれる多段速度ホイール900A(図9A、図9B、図10A)のための複数のスプロケットを含んでもよいし、ペダリング入力からチェーンまたはベルトを介して回転入力を受ける単一速度ホイール900B(図10B)用の単一のスプロケットを含んでもよい。 電気モータ908(図9F)は、モータインターフェースボード1458と、磁気リング回転子913と、モータ巻線1315およびハブ1306を含む固定子911と、を備えてもよい。 センサシステム912(図9H)は、回転入力を示すパラメータを識別するように動作可能であって、複数のセンサと通信可能である制御システム914が、ユーザのペダリングによって生じるなどの入力に応じて電気モータ908を連続的に制御するように動作可能であるようにしてもよい。つまり、制御システム914は、制御時に瞬間的に電気モータ908から電力が与えられないことがあったとしても、電気モータ908を連続的に制御するようにセンサシステム912と通信可能である。バッテリシステム906は、制御システム914および電気モータ908に電気接続される。 実施形態では、バッテリシステム906と、電気モータ908と、機械駆動システム910と、センサシステム912と、制御システム914とは、ハブシェルアセンブリ916(図9I)で囲まれている。それによって、ハブシェルアセンブリ916は、例えば、電気モータ付きホイールのスポークまたはリム上へ設置することによって、モータ付きではないホイール付き車両内に容易に設置されて、電気モータ付きホイール付き車両を提供し得る。あるいは、囲まれた、バッテリシステム906と、電気モータ908と、機械駆動システム910と、センサシステム912と、制御システム914とを有するハブシェルアセンブリ916を、電気モータ付きホイール900に予め設置して、スポーク918とリム920とタイヤ922とを含む自己完結型装置を提供して、車両のホイール全体を電気モータ付きホイール900で置き換えるようにしてもよい。つまり、すべての動作可能な構成部品が電気モータ付きホイール900自体にあり、車両にさらなる追加的な修正を必要としない自己完結型装置として設置される。あるいは、他の、比較的重要ではないコンポーネントは、電気モータ付きホイール900自体にではなく、車両自体に装着可能であってもよく、依然として、本明細書で定義する「自己完結型」装置とみなすことができる。例えば、前輪駆動型車両は、外部コントローラ、外部スロットル、トルクセンサ、速度センサ、ペダルセンサ、および/または圧力センサを、フォーク/三輪車/スクーター/スケートボード/後輪などに装着し、それでも制御システム914と無線方式などで通信するのであってもよく、よって、依然として、別途本明細書で定義する「自己完結型」装置とみなすことができる。一例では、このようなホイール外コンポーネントは、それ自体が自己完結型である、容易に設置され得るコンポーネントまたはセンサである場合もある。 図9Iを参照すると、実施形態によれば、ハブシェルアセンブリ916は、概して、駆動側シェル940と、非駆動側リング942と、取り外し可能アクセスドア944と、ユーザインターフェースシステム948と、を備える。ハブシェルアセンブリ916は、シャフト924(図9A)によって回転軸Aの周囲に画定される。 実施形態では、ハブシェルアセンブリ916は、バッテリシステム906を含み、バッテリシステム906は、バッテリ管理システム(BMS)ボード1454(図12B)と、輪郭成形バッテリハウジング961に囲まれ、軸「A」の周囲に概して配置され、バッテリ装着プレート1220(図12B)に装着された複数のバッテリパック962(図9Aおよび図9E)と、を含む。本明細書では、輪郭成形バッテリハウジング961と、囲まれた複数のバッテリパック962とを併せて、輪郭成形バッテリ1016と呼ぶ場合もある。バッテリシステム906は、実施形態では、回転しなくてもよいが、バッテリシステム906は、代替的に、ハブシェルアセンブリ916内で回転してもよい。例えば、2つ、3つ、4つ、またはそれ以上のバッテリクラスタから形成された、直線状、弓形、円形、円筒状、「L」字形、「T」字形などの様々な形状のバッテリパックを、組み合わせたり、その他の方法で組み立てたりして、所望の構成を得てもよいことを理解されたい。本質的にスカラップ状の形状の輪郭成形バッテリ1016は、他のコンポーネントに対して影響を最小限にしながら、非駆動側リング942の輪郭成形内周面954を通り抜けることができる。 駆動側シェル940は、機械駆動システム910(図9A)を指示する略円形でレンズ状の筐体である。機械駆動システム910は、フリーハブトルクアセンブリ926と、フリーハブセンサと、を備えてもよい。駆動側シェル940の凸状輪郭は、機械駆動システム910を特に収容するために画定されてもよい。例えば、多段速度ハブ940Aは、単一速度ハブ940Bよりも比較的平坦で、膨らみが小さい(図10A、図10B)。 説明用付記項 一部の実施形態では、スポークを外すことのない、バッテリメンテナンス方法は、以下の付記項で説明し、図9Eおよび図9Iに示すように、容易にされ得る。 付記項1. 電気モータ付きホイールのためのバッテリメンテナンス用の方法であって、本方法が、 電気モータ付きホイールの複数のスポークのそれぞれが編まれたままで、電気モータ付きホイール内の輪郭成形バッテリにアクセスするステップ を含む、方法。 付記項2. 取り外し可能アクセスドアを介して輪郭成形バッテリにアクセスするステップであって、取り外し可能アクセスドアが、駆動側シェルに装着された非駆動側リングに対して、取り外し可能に取り付け可能である、ステップ をさらに含む、付記項1に記載の方法。 付記項3. 取り外し可能アクセスドアを介して輪郭成形バッテリにアクセスするステップに先だって、駆動側シェルに装着されたユーザインターフェースパネルカバープレートを取り外すステップをさらに含む、付記項2に記載の方法。 付記項4. ユーザインターフェースパネルカバープレートの取り外しの後で、ユーザインターフェースパネルの周辺から輪郭成形バッテリにアクセスするステップ をさらに含む、付記項3に記載の方法。 付記項5. ユーザインターフェースパネルに装着されたベアリングを取り外すことなく、輪郭成形バッテリにアクセスするステップ をさらに含む、付記項4に記載の方法。 付記項6. 電気モータと電気モータ用の制御システムとを分解することなく、輪郭成形バッテリにアクセスするステップ をさらに含む、付記項1に記載の方法。 付記項7. 軸の周りに画定された駆動側ケーシングと、 駆動側ケーシングに装着された非駆動側リングであって、非駆動側リングが、非円形輪郭を画定する、非駆動側リングと、 非駆動側リングの非円形輪郭を通り抜けることができる、輪郭成形バッテリハウジングと、 を備える、電気モータ付きホイールのハブケーシングアセンブリ。 付記項8. 非駆動側リングに取り外し可能に取り付け可能である、取り外し可能アクセスドアをさらに備える、付記項7に記載のアセンブリ。 付記項9. 非円形輪郭が複数の弓形セクションを備える、付記項7に記載のアセンブリ。 付記項10. 非円形輪郭が複数のスカラップを備える、付記項7に記載のアセンブリ。 付記項11. 輪郭成形バッテリハウジングが、バッテリシステムの複数のバッテリを含む、付記項7に記載のアセンブリ。 付記項12. 複数のバッテリのうちの少なくとも1つが、2バッテリクラスタを含む、付記項7に記載のアセンブリ。 付記項13. 複数のバッテリのうちの少なくとも1つが、4バッテリクラスタを含む、付記項7に記載のアセンブリ。 付記項14. 4バッテリクラスタがL字型構成に配置される、付記項13に記載のアセンブリ。 付記項15. 駆動側シェルに装着されたユーザインターフェースパネルカバープレートであって、ユーザインターフェースパネルカバープレートが、取り外し可能アクセスドアを介して輪郭成形バッテリにアクセスするステップに先だって、取り外し可能である、ユーザインターフェースパネルカバープレートをさらに備える、付記項7に記載のアセンブリ。 付記項16. 輪郭成形バッテリが、ユーザインターフェースパネルカバープレートの取り外しの後で、ユーザインターフェースパネル周辺から取り外し/交換を可能とするような輪郭を有する、付記項15に記載のアセンブリ。 付記項17. 複数のスポークのいずれも外すことなしに、取り外し可能アクセスドアが非駆動側リングから取り外し可能であるように、非駆動側リングと駆動側ケーシングとに装着された、複数のスポークをさらに備える、付記項13に記載のアセンブリ。 付記項18. 軸の周りに画定された駆動側シェルと、 駆動側シェルに装着された非駆動側リングと、 非駆動側リングに取り外し可能に取り付け可能である、取り外し可能アクセスドアと、 複数のスポークのいずれも外すことなしに、取り外し可能アクセスドアが非駆動側リングから取り外し可能であるように、非駆動側リングと駆動側シェルとに装着された、複数のスポークと、 を備える、電気モータ付きホイールのためのハブシェルアセンブリ。 付記項19. 非駆動側リングの非円形輪郭を通り抜けることができる輪郭成形バッテリハウジングをさらに備える、付記項18に記載のアセンブリ。 付記項20. 電気モータ付きホイールのためのメンテナンスの方法であって、方法が、 電気モータ付きホイールの複数のスポークのそれぞれが編まれたままで、電気モータ付きホイールの少なくとも1つのコンポーネントにアクセスするステップであって、少なくとも1つのコンポーネントが、電気モータ付きホイールのハブシェルアセンブリ内に配置されている、ステップ を含む、方法。 引き続き図9Iを参照すると、非駆動側リング942は、一般的に、スポーク918を受ける弓形の溝などの複数のスポークインターフェース952を備える。非駆動側リング942は、スポーク918の張力、締結具、またはこれらの組み合わせを介して、駆動側シェル940と接触して保持される。磁気リング回転子913は、駆動側シェル940に固定され、共に回転する。非駆動側リング942の輪郭成形内周面954は、取り外し可能アクセスドア944の輪郭成形外周面958に一致して、バッテリシステム906(図9E)の複数のバッテリパック962と輪郭成形バッテリハウジング961とを含む輪郭成形バッテリ1016にアクセスするために、スポークを外したり解いたりすることなしに、取り外し可能アクセスドア944を容易に取り外せるようにする。代替的または追加的に、本明細書で説明したものを含む他のコンポーネントに、ホイールのスポークを外したり解いたりすることなしに、取り外し可能アクセスドア944を通してアクセスしてもよい。 一例では、輪郭成形内周面954は、スカラップ状であってもよく、および/または輪郭成形バッテリ1016は、複数の周縁セグメント(図9E)から形成されて、取り外しを助ける場合もある。取り外し可能アクセスドア944の内周面970は、ユーザインターフェースシステム948を受けるために円形であってもよい。後で詳述するように、ユーザインターフェースシステム948は、回転せず、例えば、ユーザが容易にアクセスできる、電力ポート、オン/オフスイッチ、状態灯などを含んでもよい。 輪郭成形バッテリ1016は、モータ204と、ユーザインターフェースシステム948(図9G)の下にある制御システムボード1410上の制御システム914との周囲に配置されてもよい。輪郭成形バッテリ1016は、固定子911のハブ1306に装着されて、これらのコンポーネント同士が相対的に回転しないようにしてもよい(図9G)。一実施形態では、輪郭成形バッテリ1016は、大がかりに分解したり、スポークを外したり、解いたりすることなく、電気モータ付きホイール900から容易に取り外し可能とすることができる。本実施形態では、バッテリの取り外しは、a)ユーザインターフェースカバープレート1218(図12B)を取り外し、それによって、ユーザインターフェースパネル1200の覆いを外し、b)取り外し可能アクセスドア944(図9I)のねじを外して取り外し、c)制御システム1410から引き抜くなどして内部コンポーネントから輪郭成形バッテリ1016を切り離し、次いで、d)輪郭成形バッテリ1016からバッテリ装着プレート1220(図12B)のねじを外して、内部電子コンポーネント、モータアセンブリ、ベアリング、および/または他の方法で元の状態に維持される他のコンポーネントから、その周囲にある輪郭成形バッテリ1016を取り出すことによって達成されてもよい。代替的または追加的に、複数のバッテリパック962(図9E)のうちの1つ以上は、輪郭成形バッテリハウジング961を分解して、そこから別々に取り外された後、交換されてもよい。 図10Aおよび図10Bを参照すると、電気モータ付きホイールの2つの実施形態の断面図が示されている。図10Aは、複数のスプロケットを含み得る機械駆動システム910Aを有する、多段速度電気モータ付きホイール900Aを示している。多段速度駆動側シェル940Aは、単一速度ホイール900Bの単一速度駆動側シェル940Bよりも比較的平坦で、膨らみが小さくてもよい。図10Bは、単一のスプロケットを含み得る機械駆動システム910Bを有する、単一速度ホイール900Bを示している。単一速度駆動側シェル940Bは、多段速度駆動側シェル940Aよりも比較的膨らみが大きくてもよい。 説明用付記項 一部の実施形態では、トルクアームと支持ブロックとは、以下の付記項で説明し、図11A〜図11Iに示すように、車両のフレームへのトルクの伝達を容易にし得る。 付記項1. トルクアームの一部分を受け入れるようになっている開口部をそれぞれ有する第1の凹部および第2の凹部であって、第1の凹部および第2の凹部が、トルクアームの一部分を嵌め込みできるリリーフカットを開口部の反対側にそれぞれ有する、第1の凹部および第2の凹部 を備える、車両上のトルクアーム用の支持ブロック。 付記項2. 第1の凹部および第2の凹部がそれぞれV字形である、付記項1に記載の支持ブロック。 付記項3. リリーフカットがV字形の頂点に配置される、付記項2に記載の支持ブロック。 付記項4. 第1の凹部および第2の凹部が、ブロックの側壁を通して配置される、付記項1に記載の支持ブロック。 付記項5. ブロックが略円形の断面を有する、付記項1に記載の支持ブロック。 付記項6. ブロックが、シャフトを受け入れる開口を備える、付記項1に記載の支持ブロック。 付記項7. ブロックが、ブロックを貫通する複数のファスナ開口を備える、付記項1に記載の支持ブロック。 付記項8. 車両のホイール用のトルクアームアセンブリであって、トルクアームアセンブリが、 第1の凹部および第2の凹部を有するブロックであって、第1の凹部がリリーフカットを含み、第2の凹部がリリーフカットを含む、ブロックと、 第1の凹部と係合可能であり、第1の凹部上のリリーフカット内に部分的に延在する、第1のヒンジ部分と、第2の凹部と係合可能であり、第2の凹部上のリリーフカット内に部分的に延在する、第2のヒンジ部分と、 を備える、トルクアームアセンブリ。 付記項9. トルクアームが、非円形開口部を含む、付記項8に記載のアセンブリ。 付記項10. 非円形開口部が、シャフトに対してトルクアームが回転しないように固定する、付記項9に記載のアセンブリ。 付記項11. 非円形開口部によって、トルクアームが、アーム部分が車両のフレーム部材とインターフェースし得るようにトルクアームの旋回軸を規定するヒンジ周囲で旋回できる、付記項10に記載のアセンブリ。 付記項12. アーム部分がフレーム部材の下でインターフェースして、トルクを車両のフレーム部材に伝える、付記項11に記載のアセンブリ。 付記項13. ヒンジ部分が、実質的にV字形である、付記項8に記載のアセンブリ。 付記項14. 2つのヒンジ部分のそれぞれの頂点が、それぞれのリリーフカットとインターフェースして、第1の凹部および第2の凹部のそれぞれについて、2本の線接点を提供する、付記項13に記載のアセンブリ。 付記項15. 2つのヒンジ部分のそれぞれの頂点が、弓形である、付記項14に記載のアセンブリ。 付記項16. アーム部分をフレーム部材の下に保持するクランプをさらに備える、付記項8に記載のアセンブリ。 付記項17. トルクアームが、非円形開口部を備える実質的に半球状の表面を備える、付記項10に記載のアセンブリ。 付記項18. 半球状部分とインターフェースするロックナットをさらに備える、付記項17に記載のアセンブリ。 付記項19. ロックナットが、半球状部分とインターフェースする非平坦インターフェースを含む、付記項18に記載のアセンブリ。 付記項20. ロックナットがシャフトに装着されて、複数の車両フレーム構成に対応するのに望ましい角度にトルクアームをロックする、付記項19に記載のアセンブリ。 図11Aを参照すると、トルクアーム1100は、ハブアセンブリの静止部分と電気モータ付きホイールが装着された車両のフレーム部材1120との間に、実質的に強固な機械的接続を提供し、それによって、静止部分を車両のフレームに対して固定位置に維持する。様々なフレームが様々なリアドロップアウト(すなわち、車軸とフレームとのインターフェース)を有するため、ハブの静止部分を車両のフレームに対して固定位置に維持するための、本質的にユニバーサルなインターフェースが必要とされる。 図11B〜11Cを参照すると、トルクアーム1100は、概して、リング部分1102と、アーム部分1104と、リング部分1102から延在するヒンジ部分1108(図11B)と、を備える。リング部分1102の内周面1112(図11C)、そして、例えば、楕円形、多角形、またはトルクアーム1100がシャフト924に対して回転しないように固定する別の形状の拡径非円形シャフトセクションだけでは、それに対してトルクアーム1100が旋回する余地がまだある。1つの開示された非限定的な実施形態では、ヒンジ部分1108は、略V字形であり、リング部分1102から延在して、支持ブロック1140(図11D−1および図11D−2)にある各凹部1114とインターフェースする弓形頂点1109(図11B)を有している。ヒンジ1108とは反対側のリング部分1102には、ロックナット1130(図11E)とインターフェースする凸状、円錐形、弓形、または半球状の表面1115(図11C)がある。 図11D−1および図11D−2を参照すると、支持ブロック1140は、略環状であり、シャフト924の周囲に収まる実質的に円形の断面1143を有する。支持ブロック1140は、締結具または任意の他の好適な取り付け方法を受ける開口1141を有する一式のキー溝を介して、シャフト924に固定されてもよい。取り外し可能な支持ブロック1140は、ヒンジ部分1108とのインターフェースが時間と共に摩耗した場合に交換を助ける。支持ブロック1140は、その側壁に2つの対向する凹部1114を含んでもよい。つまり、凹部1114は、円形断面1143の両側の支持ブロック1140上で向かい合っている。一実施形態では、凹部1114は、略V字形であり、それぞれの頂点にリリーフカット1122を有している。凹部1114のそれぞれにあるリリーフカット1122は、それぞれのヒンジ部分1108のためのインターフェースとして線接点1123を画定するように働く。凹部1114は、柔軟性が高まり、複数の車両フレーム(図11Gおよび図11H)に嵌まる。 ヒンジ部分1108は、ヒンジ部分1108の弓形頂点1109がリリーフカット1122内に部分的に嵌まるように延在して、それぞれの凹部1114内でトルクアーム1100のための支持を提供する。リリーフカット1122によって、トルクアーム1100のヒンジ部分1108は、各リリーフカット1122(図11G〜図11I)の各縁部によって画定される本質的に2本の線接点1123(図11D−1、図11G、図11I)上で支持される。 ロックナット1130は、トルクアーム1100上の関連する凸状、円錐状、弓形、または半球状の表面1115(図11C)とインターフェースするために、凹状、円錐状、弓形、または半球状の表面などの非平坦表面1132(図11E)を含んで、フレーム部材1120(図11A)とインターフェースするシャフト924に対するトルクアーム1100の任意の角度に適合し得る。つまり、非平坦表面1132と半球状表面1115とは、玉継手として本質的に動作して、複数の車両フレーム構成に適合する所望の角度にトルクアーム1100を配置できるようにする。 1つの開示された非限定的な実施形態(図11F)では、支持ブロック1140は、トルクアーム1100を支持するように動作可能である。支持ブロック1140は、ユーザインターフェースカバープレート1218の背後、かつ少なくとも部分的にユーザインターフェースパネル1200を通して配置されてもよい。ユーザインターフェースカバープレート1218は、ヒンジ部分1108を受けるために凹部1114にアクセスできる、少なくとも部分的に通る、開口1219を含んでもよい。ユーザインターフェースカバープレート1218とユーザインターフェースパネル1200とはまた、支持ブロック1140に締結されて、トルクアーム1100と支持ブロック1140とのための嵌合機構が安定かつ互いに適切な向きに維持されることを確実にしてもよい。 ヒンジ部分1108は、トルクアーム1100のための旋回軸を画定する。非平坦表面1132と半球状表面1115とは旋回軸に適合して、アーム部分1104が、フレーム部材1120とインターフェースでき、さらに、そこにクランプ1052(図11A)を介して固定され得るようにする。様々なクランプおよび他のインターフェース、ならびにクランプを必要としない位置関係(例えば、静的システムをフレーム部材1120に回転しないように固定するようにアーム部分1104を配置する位置関係)を利用して、アームをフレーム部材1120に固定してもよいことを理解されたい。 ヒンジ部分1108によって、非回転部分を自転車などの車両フレームに連結する、説明したトルクアーム1100の設計以外の、他のトルク抵抗インターフェースをさらに設計できる。例えば、製造検査装置は、同じ嵌合機構を有する、全く異なる形状のリアクショントルクマウントを有し得る。 図11G〜図11Iを参照すると、支持ブロック1140とインターフェースするトルクアーム1100の様々な図が示されている。トルクアーム1100は、様々な車両フレームの適合を助け、設置時に電気モータ付きホイールを車両フレームに合わせる場合に回転可能であり、そして、電気モータ付きホイールに対して外向き(図11I)または内向き(図11G)に旋回されて、トルクアーム1100が、電気モータ付きホイールを設置するフレーム部材1120の下に直接配置され得るようにしてもよい。このことにより、トルク伝達が効果的になり、電気モータ付きホイールの設置が簡潔になる。さらに、本トルクアーム実施形態は、自転車実施形態で具体的に説明されているコンポーネントを有しているが、本開示の各実施形態は、これらの特定の組み合わせに限定されるものではなく、実施形態のいずれかからのコンポーネントまたは特徴の一部を、他の実施形態のいずれかからの特徴またはコンポーネントと組み合わせて使用できる。 説明用付記項 一部の実施形態では、モータ付きホイールと相互作用するためのユーザインターフェースパネルは、以下の付記項で説明し、図12Aおよび図12Bに示すように、容易にされ得る。 付記項1. ハブシェルアセンブリを有する電気モータ付きホイールのためのユーザインターフェースであって、ユーザインターフェースが、 電気モータ付きホイールの操作に備える、ユーザインターフェースパネル用のユーザインターフェースカバープレートであって、ユーザインターフェースカバープレートが、ハブシェルアセンブリの回転可能な部分に対して回転せず、ユーザインターフェースカバープレートが、無線システムのアンテナのためのアンテナ開口を備える、ユーザインターフェースカバープレート を備える、ユーザインターフェース。 付記項2. ハブシェルアセンブリが、 軸の周りに画定された駆動側シェルと、 駆動側シェルに装着された非駆動側リングと、 非駆動側リングに取り外し可能に取り付け可能である、取り外し可能アクセスドアであって、ユーザインターフェースカバープレートが、略円形であり、回転可能な取り外し可能アクセスドア内で回転しないように固定される、取り外し可能アクセスドアと、 を備える、付記項1に記載のユーザインターフェース。 付記項3. 電気モータ付きホイールを操作するためにユーザインターフェースパネルに装着されたオン/オフスイッチ用のスイッチ開口をユーザインターフェースカバープレート内にさらに有する、付記項1に記載のユーザインターフェース。 付記項4. スイッチ開口が円形である、付記項3に記載のユーザインターフェース。 付記項5. スイッチが薄型である、付記項3に記載のユーザインターフェース。 付記項6. 電気モータ付きホイールと通信できるようにユーザインターフェースパネルに装着されたポート用のポート開口をユーザインターフェースカバープレート内にさらに備える、付記項1に記載のユーザインターフェース。 付記項7. 電気モータ付きホイールを充電するための電力ポート用のポート開口であって、電力ポートがユーザインターフェースパネルに装着される、ポート開口をユーザインターフェースカバープレート内にさらに備える、付記項1に記載のユーザインターフェース。 付記項8. ポート開口の上に装着可能な取り外し可能なカバーをさらに備える、付記項7に記載のユーザインターフェース。 付記項9. ポートを少なくとも部分的に取り囲むように一式の状態灯をさらに備える、付記項7に記載のユーザインターフェース。 付記項10. 無線システムがユーザインターフェースカバープレートの背後に保護されて配置される、付記項1に記載のユーザインターフェース。 付記項11. 無線システムのアンテナが、ユーザインターフェースカバープレートと同一平面内にある、付記項1に記載のユーザインターフェース。 付記項12. ユーザインターフェースカバープレートが中央シャフト開口を備える、付記項1に記載のユーザインターフェース。 付記項13. 中央シャフト開口が直線で構成される、付記項12に記載のユーザインターフェース。 付記項14. ハブシェルアセンブリを有する電気モータ付きホイールにアンテナを装着する方法であって、 無線システムのアンテナ用のアンテナ開口を、電気モータ付きホイールの操作に備えるユーザインターフェースパネル用のユーザインターフェースカバープレートに配置するステップであって、無線システムが、ユーザインターフェースパネルに装着され、ユーザインターフェースカバープレートおよびユーザインターフェースパネルが、ハブシェルアセンブリの回転可能な部分に対して回転しない、ステップ を含む、方法。 付記項15. ユーザインターフェースカバープレートと同一平面内になるようにアンテナを装着するステップをさらに含む、付記項14に記載の方法。 付記項16. ユーザインターフェースカバープレートの背後に保護されて、アンテナをユーザインターフェースパネルに装着するステップをさらに含む、付記項14に記載の方法。 付記項17. ファラデーケージとならないように、アンテナをユーザインターフェースパネルに装着するステップをさらに含む、付記項14に記載の方法。 付記項18. 電気モータ付きホイールのためのユーザインターフェースであって、ユーザインターフェースが、 電気モータ付きホイールの操作に備える、ユーザインターフェースパネル用のユーザインターフェースカバープレートであって、ユーザインターフェースカバープレートが、ハブシェルアセンブリの回転可能な部分に対して回転せず、ユーザインターフェースカバープレートが、電気モータ付きホイールのユーザインターフェースパネルとの通信アクセス用のポート開口をユーザインターフェースカバープレート内に備える、ユーザインターフェースカバープレート を備える、ユーザインターフェース。 付記項19. ユーザインターフェースカバープレートが、ユーザインターフェースパネルに装着され、ユーザインターフェースカバープレートとユーザインターフェースパネルとが略円形であり、かつハブシェルアセンブリの固定部分を形成する、付記項18に記載のユーザインターフェース。 付記項20. 電気モータ付きホイールを操作するために、オン/オフスイッチ用のスイッチ開口をユーザインターフェースカバープレート内にさらに備える、付記項18に記載のユーザインターフェース。 付記項21. スイッチ開口が円形である、付記項20に記載のユーザインターフェース。 付記項22. スイッチが薄型である、付記項21に記載のユーザインターフェース。 付記項23. ポートが、電力モータ付きホイールを充電するための電力ポートへのアクセスを提供し、電力ポートが、ユーザインターフェースパネルに装着される、付記項18に記載のユーザインターフェース。 付記項24. ポート開口の上に装着可能な取り外し可能なカバーをさらに備える、付記項23に記載のユーザインターフェース。 付記項25. 電気モータ付きホイールのためのユーザインターフェースであって、ユーザインターフェースが、 電気モータ付きホイールの操作に備える、ユーザインターフェースパネル用のユーザインターフェースカバープレートであって、ユーザインターフェースカバープレートが、ハブシェルアセンブリの回転可能な部分に対して回転せず、ユーザインターフェースカバープレートが、電気モータ付きホイールを操作するためのユーザインターフェースパネルに装着されたオン/オフスイッチ用のスイッチ開口をユーザインターフェースカバープレート内に備える、ユーザインターフェースカバープレート を備える、ユーザインターフェース。 付記項26. ユーザインターフェースカバープレートが略円形である、付記項25に記載のユーザインターフェース。 付記項27. スイッチ開口が円形である、付記項25に記載のユーザインターフェース。 付記項28. スイッチが薄型である、付記項25に記載のユーザインターフェース。 付記項29. 電気モータ付きホイールのためのハブであって、ハブが、 回転要素と、 回転要素に対して装着された静止要素であって、静止要素がユーザインターフェースを支持するように構成される、静止要素と、 静止要素に装着された充電ポートであって、充電ポートが、ハブ内に配置された少なくとも1つのコンポーネントに電気的に接続する、充電ポートと、 静止要素に装着されたスイッチと、 を備える、ハブ。 図12Aを参照すると、ユーザインターフェースシステム948は、駆動側に配置され得る機械駆動システム、チェーン、スプロケットなどから離すために非駆動側に配置されたユーザインターフェースカバープレート1218によって覆われた、ユーザインターフェースパネルを備える。これにより、ホイールおよび車両のフレームに対してトルクアーム1100(図11A)が配置され得る回転しない領域とのやりとりのためにユーザが容易にアクセスできる。本例では、ホイールの駆動側および非駆動側を説明しているが、これは、電気モータ付きホイールの静止要素上に配置されたユーザインターフェースパネル、充電ポート、スイッチなどの特徴を説明しようとするものである。 ユーザインターフェースパネル1200(図12B)は、ユーザインターフェースボード1452と、ユーザインターフェースカバープレート1218の取り外し可能なカバー1203の下のローゼンバーガー接続などの電力ポート1202と、オン/オフスイッチ1208と、一組のバッテリ残量状態灯1210と、電源表示灯1212と、を備えてもよい。一例では、一組のバッテリ残量状態灯1210は、取り外し可能なカバー1203を少なくとも部分的に取り囲むように、弓形をしており、電源表示灯1212は、オン/オフスイッチ1208に隣接して配置される場合もある。バッテリ残量状態灯1210と電源表示灯1212とは、ユーザインターフェースカバープレート1218にあるそれぞれの窓1214、1216を通して見ることができる。本例では、オン/オフスイッチ1208は、例えば、空気力学的抵抗を最小限にするために、ユーザインターフェースカバープレート1218と概ね同一平面内にある。他の実施形態では、ユーザインターフェースパネル1200は、表示画面を備えてもよい。 図12Bを参照すると、ユーザインターフェースパネル1200はまた、近距離無線システム1221を備えてもよく、ユーザインターフェースカバープレート1218は、近距離無線システム1221用の対応する開口1223を備えてもよい。この構成は、近距離無線システム1221を、ハブシェルアセンブリ916(図9I)のユーザインターフェースカバープレート1218内ではなく、これと同一平面内に配置する。このような構成は、ハブシェルアセンブリおよびユーザインターフェースカバープレート1218が、ファラデーケージとして動作してしまうことと、それによって、近距離無線システム1221とモバイル装置230(図2A)との間の接続と干渉してしまう可能性とを防ぐ。 近距離無線システム1221をユーザインターフェースパネル1200上に配置して、電気モータ付きホイール900を設置する時に、近距離無線システム1221が物理的な損傷や意図しないユーザとの相互作用から保護されるようにしてもよい。例えば、近距離無線システム1221は、電気モータ付きホイール900の別の要素、または電気モータ付きホイール900が設置される車両のフレームの背後に少なくとも部分的に配置され、それによって、保護されてもよい。このような構成はまた、近距離無線システム1221が直接見えないように覆い隠すことができ、それによって、電気モータ付きホイール900の審美的設計を保つ。様々なポート、ハードウェアインターフェース、および他のユーザインターフェースを代替的または追加的に設けることができることを理解されたい。 ユーザインターフェースシステム948は、回転しないようにバッテリシステム906を支持するバッテリ装着プレート1220(図12B)に装着してもよい。つまり、ユーザインターフェースシステム948は、回転システム904(図9D)が周囲を回転するバッテリ装着プレート1220によって少なくとも部分的に支持される、静的システム(静止要素とも呼ばれる)902(図9C)の部分である。 電気モータ付きホイールの通常の動作によって、モータコンポーネント、様々な電気的コンポーネント、機械的コンポーネント、およびエネルギー貯蔵コンポーネントを含む様々なコンポーネントが発熱し得る。発生した熱は、最終的に、このようなコンポーネントの性能に影響を及ぼしたり、材料の熱膨張または熱収縮の結果、応力を生じたり、コンポーネントの安定性や耐用年数などに影響を及ぼしたりし得る。例えば、過熱されると、プロセッサの半導体コンポーネントは、熱の影響を受けることがあり、バッテリは、動作不能状態になることがあり、モータは、出力が低下したり損傷を受けたりすることがある。 説明用付記項 一部の実施形態では、受動的熱管理は、以下の付記項で説明し、図13A〜図13Gに示すように、容易にされ得る。 付記項1. 電気モータ付きホイールのための熱管理の方法であって、方法が、 少なくとも1つのコンポーネントからの熱伝導経路を規定するステップであって、少なくとも1つのコンポーネントが、電気モータ付きホイールの動作中に熱を帯びてくる、ステップと、 経路に熱伝導材料を設けるステップであって、経路が少なくとも1つのコンポーネントと接触するように、経路をさらに規定するステップと、 経路が電気モータ付きホイールのハブシェルアセンブリに接触するように、経路をさらに規定し、それによって、少なくとも1つのコンポーネントからハブシェルアセンブリに熱を伝える、ステップと、 を含む、方法。 付記項2. 少なくとも1つのコンポーネントに近接してハブシェルアセンブリを配置して、その間の熱伝導経路を短くする、ステップをさらに含む、付記項1に記載の方法。 付記項3. ハブシェルアセンブリ上にハブシェルアセンブリから延在する複数のフィンの場所を配置するステップをさらに含む、付記項2に記載の方法。 付記項4. 少なくとも1つのコンポーネントから電気モータ付きホイールのシャフトまでの熱伝導経路を規定するステップをさらに含む、付記項1に記載の方法。 付記項5. 少なくとも1つのコンポーネントから、電気モータ付きホイールのシャフトを通って、電気モータ付きホイールが設置されたホイール付き車両のフレームに至る、熱伝導経路をさらに規定するステップをさらに含む、付記項4に記載の方法。 付記項6. ハブシェルアセンブリの厚さを選択することによって、ハブシェルアセンブリを通る熱伝導経路を規定するステップであって、厚さが、約2〜4mmである、ステップをさらに含む、付記項1に記載の方法。 付記項7. アルミニウム、マグネシウム、鉄鋼およびチタン合金のうちの1つからハブシェルアセンブリの材料を選択することによって、ハブシェルアセンブリを通る熱伝導経路を規定するステップをさらに含む、付記項1に記載の方法。 付記項8. ハブシェルアセンブリの複数のフィンを通る熱伝導経路を規定するステップをさらに含む、付記項1に記載の方法。 付記項9. 複数のフィンでハブシェルアセンブリ内の気流を攪拌するステップをさらに含む、付記項8に記載の方法。 付記項10. 少なくとも1つのコンポーネントから、電気モータ付きホイールのシャフトを通って、電気モータ付きホイールが設置されたホイール付き車両のフレームに至る、熱伝導経路をさらに規定するステップをさらに含む、付記項9に記載の方法。 付記項11. ハブシェルアセンブリが少なくとも1つのコンポーネントに近接して、その間の熱伝導経路を短くする、付記項1に記載の方法。 付記項12. ハブシェルアセンブリから延在する複数のフィンをさらに含む、付記項2に記載の方法。 付記項13. 電気モータ付きホイールの動作中に熱を帯びてくる少なくとも1つのコンポーネントを含むハブシェルアセンブリを有する電気モータ付きホイールのための熱管理の方法であって、方法が、 ハブシェルアセンブリ内に延在する複数のフィンによってハブシェルアセンブリ内の気流を攪拌するステップと、 電気モータ付きホイールの動作中に熱を帯びてくる少なくとも1つのコンポーネントからハブシェルアセンブリまでの熱経路を形成するステップと、 を含む、方法。 付記項14. ハブシェルアセンブリの厚さを選択することによって、ハブシェルアセンブリを通る熱経路を規定するステップであって、厚さが、約2〜4mmである、ステップをさらに含む、付記項13に記載の方法。 付記項15. アルミニウム、マグネシウム、鉄鋼およびチタン合金のうちの1つからハブシェルアセンブリの材料を選択することによって、ハブシェルアセンブリを通る熱経路を規定するステップをさらに含む、付記項13に記載の方法。 付記項16. ハブシェルアセンブリから電気モータ付きホイールのシャフトまでの熱経路を規定するステップをさらに含む、付記項13に記載の方法。 付記項17. 熱を帯びてくる少なくとも1つのコンポーネントから、電気モータ付きホイールのシャフトを通って、電気モータ付きホイールが設置されたモータ付きではないホイール付き車両のフレームに至る、熱経路を規定するステップをさらに含む、付記項16に記載の方法。 付記項18. 軸の周りに画定された駆動側シェルと、 駆動側シェルに装着された非駆動側リングと、 前駆動側リングに取り外し可能に取り付け可能である、取り外し可能アクセスドアであって、駆動側シェル、非駆動側リング、および取り外し可能アクセスドアのうちの少なくとも1つが、電気モータ付きホイールの動作中に熱を帯びてくる少なくとも1つのコンポーネントから規定された熱経路の一部分を形成する、取り外し可能アクセスドアと、 を備える、電気モータ付きホイールのためのハブシェルアセンブリ。 付記項19. 駆動側シェル、非駆動側リング、および取り外し可能アクセスドアのうちの少なくとも1つが、ハブシェルアセンブリ内の気流を攪拌する少なくとも1つのフィンを含む、付記項18に記載のアセンブリ。 付記項20. 駆動側シェル、非駆動側リング、および取り外し可能アクセスドアのうちの少なくとも1つが、約2〜4mm厚である、付記項19に記載のアセンブリ。 付記項21. 駆動側シェル、非駆動側リング、および取り外し可能アクセスドアのうちの少なくとも1つが、アルミニウム、マグネシウム、またはチタン合金のうちの少なくとも1つで製作される、付記項18に記載のアセンブリ。 付記項22. 駆動側シェル、非駆動側リング、および取り外し可能アクセスドアのうちの少なくとも1つが、空気交換なしでの熱伝達のための材料で製作される、付記項18に記載のアセンブリ。 付記項23. モータ付きではないホイール付き車両のホイール上に設置することによって、モータ付きではないホイール付き車両を電気モータ付きホイール付き車両に変換するための電気モータ付きホイールの装置であって、装置が、 静的ユニットと、回転軸を画定するロータシャフトを中心とした回転ユニットとであって、静的ユニットが、モータ付きではないホイール付き車両に接続された、静的ユニットと回転ユニットと、 静的ユニットに対して回転ユニットを回転させるように選択的に動作可能な電気モータと、 ユーザからの入力に応じて回転ユニットを回転させるように動作可能な機械駆動ユニットと、 入力を示すパラメータを識別するようになっている検知システムと、 電気モータ付きホイールに装着された制御ユニットであって、制御ユニットが、入力に応じて電気モータを連続的に制御するように、検知システムと通信可能である、制御ユニットと、 を備え、 電気モータ付きホイールの少なくとも1つのコンポーネントが、電気モータ付きホイールの動作中に熱を帯び、少なくとも1つのコンポーネントが、少なくとも1つのコンポーネントからホイールのシャフトまでの熱伝導経路上に配置される、装置。 付記項24. 入力が機械的入力である、付記項23に記載の装置。 付記項25. 入力が電気的入力である、付記項23に記載の装置。 付記項26. 電気モータが、ハブシェルアセンブリに少なくとも部分的に囲まれている、付記項23に記載の装置。 付記項27. ハブシェルアセンブリが、 軸の周りに画定された駆動側シェルと、 駆動側シェルに装着された非駆動側リングと、 非駆動側リングに取り外し可能に取り付け可能である、取り外し可能アクセスドアと、 を備える、付記項26に記載の装置。 付記項28. 駆動側シェル、非駆動側リング、および取り外し可能アクセスドアのうちの少なくとも1つが、少なくとも1つのフィンを含む、付記項27に記載の装置。 付記項29. 駆動側シェル、非駆動側リング、および取り外し可能アクセスドアのうちの少なくとも1つが、マグネシウムで製作される、付記項27に記載の装置。 付記項30. 駆動側シェル、非駆動側リング、および取り外し可能アクセスドアのうちの少なくとも1つが、約2〜4mm厚である、付記項27に記載の装置。 付記項31. 少なくとも1つのコンポーネントから電気モータ付きホイールのシャフトまでの熱経路を規定するステップをさらに含む、付記項27に記載の装置。 付記項32. 電気モータ付きホイールのための熱管理システムであって、システムが、 少なくとも1つのコンポーネントからの熱伝導経路であって、少なくとも1つのコンポーネントが、電気モータ付きホイールの動作中に熱を帯び、経路が、熱伝導材料を備え、少なくとも1つのコンポーネントに接触する、熱伝導経路と、 経路と接触する電気モータ付きホイールのハブシェルアセンブリと、 を備える、システム。 図13Aおよび図13Bを参照すると、受動的熱管理は、熱伝導経路1300に沿った、シャフト924へ、その後、ハブシェルアセンブリ916に入る、および/もしくはハブシェルアセンブリ916を通る、ならびに/またはシャフト924が装着された車両フレームに入り、そしてシャフト924が装着された車両フレームを通る熱の伝導を通して行われている。実施形態では、固定子911の電気モータ巻線1315と、制御システムの主制御ボード1430との両方とも回転しない。 図13Bを参照すると、実施形態では、モータ巻線1315は、固定子911のハブ1306を取り囲み、他方、主制御ボード1430などの発熱する電子基板は、ハブ1306に直接装着されている。よって、制御システムは、固定子911のウェブ1307を主制御ボード1430用のヒートシンクとして利用する。熱を伝えるが、電子的に絶縁されたパッド1317はまた、主制御ボード1430と固定子911との間で利用されてもよい。 熱伝導経路1300は、モータ巻線1315からハブ1306まで、そして、ハブ1306から電気モータ付きホイール900が装着されたシャフト924まで画定されてもよい。それによって、車両のフレームに取り付けられたシャフト924に固定子911が装着されているため、熱伝導経路1300は、シャフト924が装着された車両フレーム内に延びる。よって、例えば、制御ボード1430およびモータ巻線1315からの熱の一部は、最終的に、固定子911を通ってシャフト924まで、そしてフレームまで熱伝導経路1300に沿って流れる。よって、自転車または車椅子のフレームなどのフレームは、かなりの容積のヒートシンクとして動作する。 熱分散をさらに促進するために、アルミニウム、鉄、および他の純金属もしくは合金などの熱伝導材料でハブ1306を製作してもよい。 図13C−1および図13C−2を参照すると、ハブシェルアセンブリ916が、熱伝導経路1300の一部を形成する場合もある。熱分散をさらに一層促進するため、駆動側シェル940は、複数の対流要素1322を備えてもよい。代替的または追加的に、取り外し可能アクセスドア944が対流要素1322を備えてもよい(図13C−2)。対流要素1322は、例えば、空気が本質的に流れ得る間隙内および/または間隙に沿って通る気流を最大限にするために、駆動側シェル940の内面、および/または取り外し可能アクセスドア944の内面上に配置された、様々な熱を放射する形状のフィンであってもよい。対流要素1322をその他の方法で配置して、ある方向の気流を促進するようにしてもよく、および/または、ハブシェルアセンブリ916を熱を発生するコンポーネントの近くにさらに配置して、その間の熱伝導経路1300を短くしてもよい。つまり、対流要素1322は、自由気流および回転するハブシェルアセンブリ916の回転から生じる気流を案内し得る。 駆動側シェル940、取り外し可能アクセスドア944、および/またはハブシェルアセンブリ916の他のシェルコンポーネントはまた、電気モータ付きホイール900の周囲の環境との熱交換に関与してもよい。ハブシェルアセンブリ916は、アルミニウム、マグネシウム、チタン、または空気交換なしでの熱伝達のための別の合金など、比較的薄い(例えば、約2〜4mm厚)の軽量材料で製作されてもよい。例えば、モータ巻線1315および/または制御ボード1430などの熱を発生するコンポーネントからの熱エネルギーを、対流、攪拌、および/または放射を介した上述の伝導性熱伝達経路をたどらずに、ハブシェルアセンブリ916に伝達してもよい。次いで、熱エネルギーは、駆動側シェル940および/または取り外し可能アクセスドア944を通して伝導され、その後、周囲環境に伝えられ、それによって、電気モータ付きホイール900を冷却してもよい。一部の構成では、駆動側シェル940および/または取り外し可能アクセスドア944は、高効率の熱導体で作られる必要すらないが、この伝導は、ハブシェルアセンブリ916の比較的薄い構造によって依然として促進される。 内部風路、対流冷却、衝突冷却、しみ出し冷却、ピンフィン冷却、フィルム冷却、吹き出し冷却、境界層冷却、および熱遮蔽コーティングなどの他の冷却スキームを代替的または追加的に利用してもよいことを認識されたい。 例えば、バッテリシステム906、主制御ボード1430、および/またはモータ固定子911からの熱の一部は、回転するハブシェルアセンブリ916の内側の空気を加熱し、空気は、熱を、回転するハブシェルアセンブリ916の全内面領域に伝え、これは次に、熱を、伝導により外面まで、また対流によりこれらのハブシェルアセンブリコンポーネントの外部の周囲の周囲空気まで伝える。対流要素1322はまた、ヒートシンクとして動作して、ハブシェルアセンブリ916内から熱を集め、ハブシェルアセンブリ916の外側を通して熱を伝えるのを助ける。対流要素1322はまた、ハブシェルアセンブリ916の一方の側から他の側に向けて熱を導くために利用されてもよい。 図13Dを参照すると、他の実施形態では、能動冷却システムは、熱を発生するコンポーネントを通して、または熱を発生するコンポーネントの上に空気を通して、そこから熱を伝える。空気は、気流を開始、緩和、および制御するために能動的に制御されて、開閉され得る、排気口、バルブ、スクープおよび/またはポンプなどの吸気口1344(概略的に図示)を通って、回転するハブシェルアセンブリ916の内部に導入されてもよい。 一例では、ユーザインターフェースカバープレート1218上の吸気口1344を周囲環境に開放することによって、気流を選択的に誘導して、受動冷却する場合もある。あるいは、ハブシェルアセンブリ916内にある1つ以上の熱交換器を利用して、能動的に気流を冷却してもよい。例えば、排気口、バルブ、および/またはポンプは、既定の閾値または計算された閾値を上回る温度を特定したセンサに応じて気流を誘導してもよい。このような選択的動作は、空気力学的干渉を最小化するために行われてもよい。つまり、一般的に、吸気口1344を開放した時の方が閉鎖した時よりも抗力が大きくなる。あるいは、吸気口1344は、向心力によって動作させて、回転力の下で開き、ホイールが停止すると閉じるようにしてもよい。これにより、排気を可能としながら防水できる。回転しないように固定されたユーザインターフェースカバープレート1218に配置され得る吸気口1344は、空気を吸い込み、次いで、空気は、回転するハブシェルアセンブリ916の内部を通して循環させられ、取り外し可能アクセスドア944の抜け口1346を通って本質的に半径方向に外向きに放出される。 実施形態では、気体、蒸気、または液体などの別の流体を使用してもよい。流体冷却システムは、1つ以上のポンプ、バルブなどと、伝導冷却から恩恵を受ける部品の上に流体を通す密閉された流体チャネルとを含んでもよい。例えば、熱を発生するコンポーネントのうちの1つ以上の上または中に流体を通してもよい。あるいは、ハブシェルアセンブリ916の上または中に流体を通して、内部のコンポーネントのために冷却された環境を提供してもよい。流体システムは、制御システムの制御下にあってもよく、制御システムは、ユーザからの入力に、または温度センサに基づくなどして応答し得る。 図13Eを参照すると、回転システム904と静的システム902とは、静止モータ巻線1315と、シェル940に固定され、共に回転する磁気リング回転子913との間に、例えば約2mmの間隙1334を形成してもよい。モータ巻線1315に電力が供給されると、固定子911に巻かれた電線から磁流が誘導され、磁気リング回転子913とシェル940とを回転させる。実施形態では、磁気リング回転子913は、いずれも回転しない、輪郭成形バッテリ1016とモータ巻線1315との間に配置されるが、間に配置された磁気リング回転子913が、シェル940と共に回転するように構成される。 回転しない輪郭成形バッテリ1016に対して駆動側シェル940が回転するため、駆動側シェル940と輪郭成形バッテリ1016との間にも間隙を配置してもよい。これらの間隙は、断熱部として作用する。断熱効果を避け、冷却用の気流を誘導するため、間隙の幅を受動的熱冷却、機械的動作、およびこれらの組み合わせに関して最適化してもよい。間隙内および/または間隙沿いなどの気流の方向付けをさらに助けるために、対流要素1322を配置して、このような受動的熱冷却を助けてもよい。 図13Fおよび図13Gを参照すると、実施形態による能動的熱管理は、所望の最大値未満に温度を制限する、電気モータの制御を通して行われる。このような能動的熱管理は、電気モータ付きホイールの電力分配システム1360(図13G)内における電力使用量の制御を通して行われてもよい。 実施形態では、能動的熱制御アルゴリズム1350は、概して、電気モータ、主制御ボードおよびエネルギー貯蔵コンポーネント、電子コントローラ、バッテリ、または他の熱の影響を受けるコンポーネントの温度を検知するステップ1302と、次いで、アシスト/抵抗を選択的に減衰させることによって、主たる熱源である電気モータの動作を減弱させて、これらの検知した温度を所望の最大値未満に制限する、ステップ1354、1356、1358と、を含む。 図14Aを参照すると、電気モータ付きホイール1402と、ユーザ1404と、クラウドベースのサーバ/API、または他のリモートサーバ、モジュール、もしくはシステムなどのサーバ1406との間にデータの流れ1400を提供できる。電気モータ付きホイール1402と、ユーザ1404と、サーバ1406との間に様々な通信リンクおよびデータリンク、例えば、その間で比較的長距離セルラー方式の衛星タイプの通信用のインターフェースとして働くモバイル装置1416が提供されてもよい。つまり、電気モータ付きホイール1402に関連付けられたユーザのスマートフォンが、電気モータ付きホイール1402とサーバ1406との間のデータリンクとして動作する。電気モータ付きホイール1402は、任意の所与の時間において、すなわち、本質的に瞬時に、必要とされるアシストおよび抵抗を計算するように動作可能である。 制御システム1410は、センサシステム1414から、そしてもし利用可能であればモバイル装置1416からのデータを適用するアルゴリズム1412を利用して、バッテリシステム1420と電気モータ1422との間で本質的に瞬時のエネルギー伝達を決定する。制御システム1410はまた、モバイル装置1416に連絡するために、故障および危険に関して、センサ1414と、接続されたコンポーネントとを調整および監視してもよい。 図14Bを参照すると、制御システム1410は、複数のプリント回路基板を含んで、分散制御し、メンテナンスおよびそれらの熱管理を助けてもよい。本例では、制御システム1410は、主制御ボード1450と、ユーザインターフェースボード1452と、バッテリ管理システム(BMS)ボード1454(図12B)と、モータインターフェースボード1458と、ここではホイールトルクセンサ1460およびホイール速度センサ1462として開示されているセンサシステムと、を備える。ボードは、その他の方法で組み合わせてもよいし、分散させてもよいことを理解されたい。GSM、GPS、慣性測定センサ、ホイール上重量歪みセンサ、チェーン歪みセンサ、カセット速度センサ、環境センサ、および他のセンサなどの他のセンサをボードのうちの1つ以上に設け、一体化してもよいこともまた理解されたい。さらに、限定されるものではないが、診断コネクタ、充電器コネクタなどを含む、様々なポートおよびハードウェアインターフェースを追加的に設けてもよい。 ユーザインターフェースボード1452は、一例では、様々なモバイル装置と通信するために、Bluetooth、IEEE802.11などの比較的近距離の無線システムを含む場合もある。 モータインターフェースボード1458は、モータハブ1306に装着されてもよく、モータリレー、モータ通信ホールセンサ、モータ温度センサ、および/または他のモータ関連センサをホストする。モータインターフェースボード1458は、主制御ボード1450に接続するために、これらの信号を1つのコネクタに集める。 バッテリ管理システム(BMS)ボード1454(図9E)は、一例では、輪郭成形バッテリ1016に装着される場合もある。モータインターフェースボード1458は、固定子911(図9F)に装着されて、固定子911がヒートシンクとして動作するようにする。 制御システム1410は、他のセンサ、ハードウェア装置、および/または周辺機器のプラグインを可能にして、主制御ボード1450および関連するボードと通信できるようにするハードウェアインターフェース1432(例えば、入力ポート、データポート、充電ポート、装置スロット、および他のインターフェース)をさらに備えてもよい。代替的または追加的に、各ボードは、バッテリ管理システム(BMS)ボード1454用の電力ポートなどの1つ以上のハードウェアインターフェース1432を有してもよい。 さらに、USBコネクタのような、電力供給だけでなくデータ転送も行う充電ポート1434を有してもよい。これは、例えば、接続に組み込まれたコントローラエリアネットワーク(CANバス)インターフェース1436を通して行われてもよい。ハードウェアインターフェース1432とCANバスインターフェースとの間では、追加的なセンサまたは外部プラグインハードウェアコンポーネント(例えば、拡張バッテリ、各種ランプ、湿度センサ、近接センサ、スピーカ、盗難防止装置、充電用架台など)の実装が容易に可能である。 ハードウェアインターフェース1432からのデータは、近距離無線システムを介してモバイル装置1416に伝達されてもよい。データは、モバイル装置1416によって処理されてもよく、および/またはモバイル装置1416を介して処理のためにサーバに送信されてもよい。データは、セルラー方式、衛星などの比較的長距離の無線通信システムを用いて、電気モータ付きホイールからサーバに直接伝えてもよい。 処理データに基づいて、ユーザへのフィードバック、制御パラメータに対する変更、および/または他のデータを電気モータ付きホイールに伝達してもよい。一例では、接近する物体を識別できるようにする距離センサデータ(例えば、レーダー、ソナー、ライダー(LIDAR)、画像など)は、そのような識別を、可聴的、視覚的、および触覚的感覚の形態で、ユーザにフィードバックする場合もある。例えば、後方に向けられたカメラは、画像をモバイル装置1416に伝えて、ユーザの後方から車両が近づいてきていることをユーザに容易に通知できるようにする。あるいは、後方に向けられたカメラによる接近物体の識別から、電気モータ付きホイールからの触覚出力、例えば、振動または微小振動を生じて、ユーザの注意を引いてもよい。 別の例では、高い湿度レベル、高度、および/または他の環境因子を示す環境データを利用して、そのような条件下で追加的なモータアシストを提供するように所与のモードのための制御パラメータを調節してもよい。例えば、車両が山間部を走行する場合、高度が高いところで追加的なアシストを提供してもよい。 モバイル装置1416は、例えば、約1データポイント毎秒のレートでデータを収集してもよい。各データポイントは、例えば、GPSモジュール1440または慣性航法システムからの、時間データスタンプと場所データスタンプとを含んでもよい。これにより、電気モータ付きホイール1402とインターフェースするアプリケーションが行う計算は、最小限であり得る。また、ウェアラブルヘルスモニタなどの他の周辺機器装置1442を、モバイル装置1416と共にまたはモバイル装置1416の代わりに利用して、電気モータ付きホイールにデータ収集および/または通信を提供してもよい。 電気モータ付きホイールはまた、モバイル装置1416を介してサーバと通信してもよい。サーバによって、1つ以上の電気モータ付きホイールがモバイル装置1416から本質的にリアルタイムでの通信および表示用に収集したデータを、電気モータ付きホイール、別の電気モータ付きホイール、および/または配送サービス、店舗のショッピングカートの一団などの一団の電気モータ付きホイールに、受信および/またはストリーミングできる。 収集されるデータは、移動方向、車団に関連する不具合、および他のデータを含んでもよい。次いで、単一の電気モータ付きホイールまたは複数の電気モータ付きホイールから収集した集約データを利用して、例えば、ルートおよびモードを解析する、データを様々に解析する、ユーザ経験をカスタマイズする、および/またはより効率的な通勤の提案を生成するのであってもよい。 実施形態では、ハードウェアインターフェース1432を利用して、モバイル装置1502などの装置を充電してもよい。つまり、スマートフォンなどのモバイル装置1502は、電気モータ付きホイールとのユーザインターフェースとして利用してもよいし、さらに電気モータ付きホイールから充電されるのであってもよい。 図15Aを参照すると、モバイル装置1502のためのモバイル装置ユーザインターフェース1500は、様々な動作モード1504の中から選択を行えるようにしてもよい。モバイル装置ユーザインターフェース1500は、例えば、動作モード1504の選択を行えるようにする、データ通信できるようにする、および/または電気モータ付きホイールにまたは電気モータ付きホイールからデータ転送できるようにするための、ダウンロード可能なアプリケーションまたは他のソフトウェアインターフェースであってもよい。代替的な実施形態では、動作モードは、ユーザ入力、ユーザプロファイル、ユーザの履歴に関する情報、環境因子、ルートに関する情報、第三者の入力(例えば、医師またはトレーナ)または本開示全体において開示されている多くの他の因子に基づくなどして、ユーザに関して選択されてもよい。動作モードの選択は、ホイール100において、ユーザのモバイル装置上で、またはサーバもしくは他の外部システム上など、遠隔から行われてもよい。 実施形態では、電気モータ付きホイールまたはその装置の動作を制御するためなどの、ホイール100の装置のための制御法を司るアルゴリズム1508は、一般的に、各パラメータがアルゴリズム1508における乗数すなわち利得のためのプレースホルダーである、一式のパラメータを含む。選択されたモード1504は、一式のパラメータのために値を提供し、場合により、そのうちの1つは、どのアルゴリズムまたは制御法を使用するか選択してもよい。これらの値を選択されたアルゴリズム1508に入力して、センサシステム1510からのセンサデータ、外部システムからのデータ(例えば、地形情報を含む情報システム、気象システム、交通システムなど)、およびさらなるユーザからの入力からなどの入力に応じて、関連したレベルの、ユーザが経験するアシストまたは抵抗を提供してもよい。各パラメータ、乗数、および/または項は、指数関数、線形関数、ステップ関数、または制御入力を指定レベルのモータ制御出力に関係付ける別個の計算などのなんらかの制御関係と相互関係があってもよいことを理解されたい。 システムは、ユーザ選択または他の適切な動作モードの判定に基づくなどして、様々な動作モード間を遷移してもよい。あるいは、ホイール自体がセンサまたは類似の入力に基づいて動作モードを自動的に選択するのではない実施形態では、モバイル装置1502または他の選択設備が制御システム1512と通信していない場合、標準モードがデフォルトの動作モードとして自動的に設定されてもよいし、あるいはモバイル装置または他の選択設備が前に接続していた場合、ホイールは、最後に使用した過去のモードを使用してもよい。一般的に、自転車実施形態では、ユーザは自転車に乗るだけでよく、ホイールセンサシステム1510が、トルク、傾斜、速度などの様々な入力データを検知し、そしてアルゴリズム1508を利用する制御システム1512に伝達する。モバイル装置を介してユーザが選択した、またはその他の方法で選択された動作モードは、アルゴリズム1508のパラメータのための値を本質的に提供する。選択された動作モードに対して適切な値を有するパラメータが、(センサシステム1510が検知、またはホイール100のデータ収集設備によるなどしてその他の方法で取得などした)既存の一式の入力に適用された場合、アルゴリズムは、出力を生成する。出力は、ホイールのためのその時の制御コマンドを決定し、これは、実施形態では、本質的に、バッテリシステム1514と電気モータ1518との間におけるエネルギー交換の性質および程度の仕様である。電気モータ1518の出力は、ホイール100を動作させる場合にユーザが経験するアシストまたは抵抗のレベルであり、これは、選択したモードに基づいて、特定の状況で変化する。 一部の動作モードでは、単一のパラメータのための値をアルゴリズム1508に供給してもよい。この値は、提供されるアシストの全利得を表し得る。例えば、標準モードは、1の全利得値をアルゴリズム1508に供給してもよく、これは、1よりも大きい全利得値(>1)がアルゴリズム1508に供給されることになり得る「ターボ」モードとは対照的である。逆に、「エコノミー」モードを選択すると、1未満の全利得値(<1)がアルゴリズム1508に供給されることになり得る。あるいは、全利得を使用して、ホイールが進ませる全ペイロード重量に基づいてアルゴリズムを調節してもよいし、向かい風などの他の環境条件を補償してもよいし、他の条件を補償してもよい。 一部の動作モードでは、複数のパラメータ値をアルゴリズム1508に供給してもよい。これらの値は、アルゴリズム1508の様々な部分のための乗数または利得を表すパラメータに関連付けられて、ホイールデータ、ユーザ入力データ(トルクまたはケイデンスなど)、環境因子(傾斜または風圧抵抗など)、ユーザ入力(ペダルを逆に踏んで制動をコントロールするなど)で検知などされる「ジェスチャ」またはコマンド動作などの、乗車全体に寄与する様々なコンポーネントを制御してもよい。パラメータは、代替的または追加的に、乗車全体に寄与する様々なコンポーネントを表す様々なセンサ値および/または計算値のための乗数を表し得る。 実施形態では、アルゴリズム1508は、制御入力を出力に関連付ける一般的な形態を有し得る。制御入力は、検知されたデータ(例えば、運転者トルクとして)または入力されたデータ(例えば、運転者の体重または年齢、運転者のための理学療法士が入力したトレーニングの目標、運転者の医師が入力した作業制約など)である、運転者または別の個人からの入力に関連する入力、電気モータ付きホイールの動作状態に関連する入力(例えば、ホイール速度)、環境の条件またはホイールの動作背景に関連する入力(例えば、傾斜、温度、風など)、および様々なデータ源から収集された入力(例えば、他の車両、他のホイール、交通ネットワーク、社会基盤要素、および他多数)などの一式のカテゴリに概して含まれ得る。これらの入力を利得などの他のパラメータと組み合わせてもよいし、フィルタなどの他の調整機能を通してもよい。入力のこれらの組み合わせの出力は、アルゴリズム1508の「項」であってもよい。これらの項は、線形、非線形、離散、連続、時間依存、または時不変であってもよい。 次いで、これらの項を加算、乗算、除算、またはその他の方法で組み合わせて(項の一部またはすべての最大値または最小値を取るなどして)1つ以上の出力を提供してもよい。一部の実施形態では、ユーザがアシストまたは抵抗を受ける条件を隔離または分離する多数の項を制御システムに設けることが有利である場合もある。例えば、運転者が投じる労力の量と、向かい風での走行などの空気力学的力とに別個の項を有することが有利であり得る。 このことにより、有益にも、各項が、入力および根底にある現象に対して適切な形態を有することができる。例えば、運転者の労力の場合、線形または比例応答であり得、空気力学的力の場合、低速ではホイールまたは車両の速度の2乗、そして高速では3乗または他の関数に比例し得る。それによって、運転者、または入力に対するホイールの応答を指定する人(ホイールの提供者など)は、利得を独立に容易に調節して、例えば、丘、風、電力などの着目する条件に対する制御応答をカスタマイズできる。 加えて、項の一部またはすべてに対する乗数により、別の入力に応じて、各項の利得を一斉に増減できる。例えば、環境温度と共に運転者の入力に対する全体的な応答性を高めることにより、高温で動作する場合に運転者により多くのアシストを提供でき、これにより、ユーザが過度に運動または努力しなくてすむ。 実施形態では、アルゴリズム1508は、項(または項のタイプ)の組み合わせを使用する。例えば、機械駆動ユニット入力トルクおよびホイール動作状態(ホイール速度など)を加算して、和が運転者入力トルクに比例する項とホイール速度に比例する項とを含む状態で、モータコマンドを構築してもよい。他の例では、環境入力またはホイールが収集したデータに基づく項などの項は、同様に、本開示に記載の他の入力タイプのいずれかと組み合わせる場合もある。 別の例では、アルゴリズム1508は、一連の入力項の総和を使用し、それぞれに(選択された、ホイールの動作モードに基づいて上述のように調節され得る)利得を乗じて、モータ用の電流コマンドなどのコマンドを得る。 実施形態では、様々な入力(例えば、機械駆動ユニット入力トルク、機械駆動ユニット入力速度、および運転者の体重などの運転者入力、ホイール速度および重力に対する装置の角度などの様々なホイール動作状態、交通システムまたは他の車両からの安全情報などのデータ入力、ならびに周囲温度などの環境入力)が与えられたならば、様々な入力に比例する項を作成するなどしてモータコマンドの数式を構築してもよい。例えば、数式は、運転者入力トルクに比例する項、ホイール速度の2乗に比例する項、重力に対する装置の角度に比例する項、周囲温度に比例する乗数、入力速度がゼロの場合にゼロであり、入力速度がホイール速度に近づくにつれて増加する乗数、運転者の体重(場合により、基準重量に対して正規化したもの)に比例する乗数を含んでもよい。次いで、項を加算してもよく、そして適用可能であれば、和に乗数を乗じてもよい。 一実施形態では、利得は、時間に対して独立かつ可変であってもよい。このことにより、運転者、提供者、または他のユーザが、所望の好みに応答を調節できる。加えて、乗数により、高い周囲温度など、一般的にアシストを全体的に高めることを必要とし得る因子に対する応答の、なんらかの全体的な乗算が可能になる。 代替的または追加的に、アルゴリズム1508は、上述の例の間などの様々な形態間の切り替えを可能にする仕方で構築され得る。この場合、数式の1つのパラメータは、どの形態の数式を使用するか(すなわち、選択された動作モードなどに、どの項、利得パラメータ、および乗数を使用するか)の識別子であってもよい。 図15Bを参照すると、ユーザは、複数の動作モードから、電気モータ付きホイールの挙動を変える動作モードを選択してもよい。各モードは、電気モータ付きホイールの動作挙動を変更するための、1つ以上のパラメータ設定、および/またはその組み合わせを含み得る。動作モード例1504としては、後に詳述するように、最大アシストのための「ターボ」モード、「市街平坦化」モード、「フィットネスチャレンジ」モード、「最大電力貯蔵量」モード、「標準」モード、「エクササイズ」モード、「リハビリテーション」モード、「トレーニング」モード、「通勤」モード、「最大補助」モードなどが挙げられる。「市街平坦化」モードでは、下り坂では制動しながら、上り坂およびヒルクライムでモータアシストを提供して、それによって、地形を「平坦化」し得る。「通勤」モードは、アシストを調整するための、「超えるべきではない」トルクまたは運動レベルをユーザが入力できるようにし得る。エクササイズモードは、ユーザが、燃焼するカロリーの累計、所望のカロリー燃焼速度、運動またはトルクの最大レベルなどを入力できるようにし得る。各モードはまた、アシストが利用可能でなければならない最小時間、最大速度などの調整可能なパラメータを含んで、電気モータ付きホイールが乗車中に提供するアシストを自動的に調節してもよい。 モバイル装置ユーザインターフェース1500は、エコモード、最大アシストモード、目標エネルギーモード、最大エネルギー貯蔵量などの様々な制御パラメータをユーザが閲覧できる順番で複数の動作モード1504を提示してもよい。つまり、ユーザは、複数の動作モードを本質的にスクロールできる。 あるいは、モバイル装置ユーザインターフェース1500は、ユーザの入力なしに望ましいモードを自動的に選択する「自動モード」を提供してもよい。つまり、自動モードは、車両のトリップが最も効率的になるように、速度ベースでトリップ中にモードを選択してもよい。あるいは、自動モードは、車両が所望の時間に目的地へ到着するように、時間ベースでトリップ中にモードを変更してもよい。このような選択は、電気モータ付きホイールが測定したセンサデータに完全に基づいて、あるいは代替的または追加的に、サーバから、もしくは心拍数モニタなどのヘルスモニタリング装置などの、ユーザが使用し得る他のデータ装置からのデータでなされてもよい。 「市街平坦化」モードは、水平でない地形でアシストまたは抵抗を提供する。調整可能なパラメータとしては、アシストレベル、アシストする前の坂の最小傾斜角などに関するデータが挙げられる。つまり、上り坂を移動する際のアシスト量と、下り坂を移動する際の抵抗量とを制御して、必要とされるユーザ入力が、水平面で必要とされるユーザ入力とほぼ等しくなるようにしてもよい。 「最大速度制御」モードは、斜面で制動をかけて、車両の最大速度を制限する。このような「最大速度制御」はまた、全地球測位ユニットが判定する特定の法的な管轄区域に対して最大許可速度を判定してもよい。 「最大エネルギー貯蔵量」モードは、達成される電力貯蔵量を最大化する。このような「最大エネルギー貯蔵量」モードはまた、省エネルギーまたはエネルギー回収に関連してもよい。 「フィットネスチャレンジ」モードは、電気モータ付きホイールに抵抗をかけて、ユーザにさらなる労力を求め、これにより、ユーザにワークアウトを提供することを含んでもよい。 「フィットネスチャレンジ」モードは、パラメータアシストおよび抵抗を提供して、例えば、断続的な上りヒルクライム、所望の継続時間、高さ、もしくは他のパラメータなどの上りヒルクライムをシミュレーションしてもよい。このようなパラメータアシストおよび抵抗は、ユーザのパフォーマンスまたは既定の条件、ワークアウト、心拍数などに関連付けられてもよい。「フィットネスチャレンジ」モードはまた、視覚的/可聴的な励ましをモバイル装置を介してユーザに提供してもよい。励ましは、まもなくくるチャレンジと、ユーザの期待される成果とを示してもよく、モバイル装置ユーザインターフェース1500上に提示されてもよい。 各モードの調整可能なパラメータとしては、所望の目的地、ユーザの最大所望運動、最大所望速度、現在位置などに関するデータが挙げられる。目的地などのデータは、現在の地理空間的位置、目的地までの可能なルートおよび関連する道路モード、交通データ、ユーザの好み、ユーザの能力/フィットネスレベルに関するデータと併せて、エネルギー貯蔵データなどのホイールの能力に関連するデータと共に使用されてもよい。データの組み合わせを使用して、可能なルートを提案し、選択または予想される通勤ルート上での電力利用を管理し、利用可能なエネルギー、ユーザのフィットネスレベル、提案されたルートの地形などに基づいてバッテリ残量を予測してもよい。 図15Cを参照すると、ユーザインターフェースは、様々なモードのスクロール、およびトリップ中に車両が動いている時や(例えば、停止信号で)動いていない時に行われ得る他のアクションなどのナビゲーション機能用に、比較的大きいボタン1520および/またはアイコンを含んでもよい。大きいボタン1520を使用することにより、乗車中の視認性が高まり、選択が容易になる。大きいボタン1520は、ユーザが容易に選択できるように、利用可能な画面領域のかなりの部分を占有してもよく、例えば、モバイル装置1522上のボタン1520は、それぞれ最低でも1インチ角のディスプレイスペースを占めてもよい。 イコライザでカスタムの音響設定を作成するのと同様に、ユーザは、モバイルアプリケーション内から、またはユーザのアカウントにオンラインでログインすることによって、カスタムのアシストモードを作成できる。図15Dを参照すると、動作モードを選択すると、モバイルユーザインターフェースによって、カセットの最大速度、ペダリングに応じた加速度、傾斜での挙動、および/または他の入力などのパラメータ1530の入力が可能になり得る。一例では、入力は、スライダを介して提供される場合もある。パラメータを入力したならば、ユーザモバイルインターフェースは、目的地および指定したカロリー燃焼などの目標までの進捗を強調する進捗画面1538(図15E)に移行してもよい。 図16Aを参照すると、トリップ1600は、1つ以上のイベント1604を伴う線1602として表されてもよい。モバイル装置または他のアプリケーションが、トリップ1600を計算してもよい。矢印1606はまた、地図なしで、かつターンバイターン方式の指示なしでナビゲートするために、計算されたルート1608に沿った案内のために提供されてもよい。その代わりに、矢印1606は目的地の方向を指し、このことは、自転車は必ずしも車道に制限される必要はないことから、有利であり得る。 ルート1608には、例えば、次の方向転換までの距離を示すための距離表示1616などの他の記号が付随してもよい。さらに、現在の方向が、例えば、直進などと、車両の移動方向を説明する表示を提示して、方向付けを助けてもよい。高度グラフ1618などの他の記号を提供して、まもなく遭遇する上り坂、到着予定時刻1620などの時刻、および他のこのようなナビゲーションおよびトリップ関連データを示してもよい。 実施形態では、ルート1608のわずかな変更1614を通して、ルート1608を特定のユーザ向けに拡張してもよい(図16B)。例えば、エリアの人口統計データなどの様々な第三者データ源を利用して、ユーザ選択に応じて様々なパラメータに基づいて、エリアを避けるように、ルート1608を決定してもよい。 各トリップ1600からのデータは、無線またはセルラー技術を使用してサーバ1610に直接伝達する、または電気モータ付きホイールの制御システムから接続されたモバイル装置1612へ、それからサーバへ伝達するのであってもよいし、あるいは、例えば、モバイル装置上のバッテリ残量、信号強度、Wi−Fi接続の存在などを含み得る一式の規則に従って、後でサーバに伝達するためにモバイル装置上に保管してもよい。 あるいは、複数の他の電気モータ付きホイールから集約されたデータを検索して、例えば、より効率的、より速い、またはより眺めのよいルートを選択してもよい。サーバからのデータは、トリップデータを生成した特定の電気モータ付きホイールに関連付けた後、他の電気モータ付きホイールからのトリップデータに集約させてもよい。次いで、集約したデータを、例えば、トリップデータの共通のセグメント、目的地、出発値などに基づいて、相互相関に基づく、類似性を検知するための統計的手法にかけてもよい。次いで、例えば、ルート、モード選択、およびユーザを利する他の案内を推薦するために、集約したデータをユーザに提供してもよい。 電気モータ付きホイールとモバイル装置1502とを利用して、例えば、ルートに沿ったGPSデータおよび加速度計データから、穴、道路の状況、および他の障害物のカタログ登録を行ってもよい。GPSデータおよび/または他のセンサを利用して、自動でのこのようなカタログ登録を促進できる。例えば、電気モータ付きホイールによって、センサシステムの速度センサ、トルクセンサ、ならびに/または加速度計およびジャイロスコープなどの慣性センサからのデータの解釈を介して、発車/停止、でこぼこの地形、および他の障害物を識別できる。トルクセンサはまた、ルートの場所および条件との関連付けおよびカタログ登録のために、ユーザからの出力を直接測定する。 実施形態では、センサシステムが検出する高度または加速度の急な変化に応じて、障害物検出をカタログに登録してもよい。つまり、カタログ登録は、本質的に自動で行われる。例えば、急な進路変更、ユーザがペダルの上に立ったことの検出、または他のこのような指標を利用して、特定のGPS位置に対して穴をカタログに登録してもよい。 代替的または追加的に、モバイル装置1502を利用して、ルートに沿った、穴検出などのユーザ入力を受けてもよい。つまり、カタログ登録は、本質的に手動で行われる。例えば、ユーザが穴を識別した場合、ユーザがモバイル装置1502上のボタンにタッチしてもよく、その結果、GPSを介してカタログ登録される。他の提示されるページとしては、前回のトリップ(図16C)、トリップを記録(図16D)、ユーザ設定(図16E)、サポート(図16F)、およびその他(図16G)が挙げられる。図示のページは単に代表的なものであり、様々な他のページが代替的または追加的に提供されてもよいことを理解されたい。 図17Aを参照すると、電気モータ付きホイールの制御システム1700は、例えば、電気モータ付きホイールの動作を管理する制御アルゴリズムの動作を含むように、様々な機能を実行するアプリケーションモジュール1702を含んでもよい。ブートローダモジュール1704は、アプリケーションモジュール1702と通信可能であって、そのロードおよび更新を助ける。様々なハードウェア、ソフトウェア、およびこれらの組み合わせを使用して、モジュールを実施してもよいことを理解されたい。 実施形態では、制御システム1700を起動すると、電気モータ付きホイールは、制御システム1700に現在インストールされているアプリケーションモジュール1702のバージョンが有効かつ最新であることを検証する。「起動」には、電気モータ付きホイールと通信する様々なユーザインターフェースによる接続ならびに様々なセキュリティ通信および他の通信を含んでもよいことを理解されたい。例えば、アプリケーションモジュール1702が有効かつ最新である場合、システムが初期化される。アプリケーションモジュール1702が有効ではない場合、制御システム1700は、ブートローダモジュール1704を起動して、アプリケーションモジュール1702を更新してもよい。 実施形態では、モバイル装置1708が制御システム1700と接続した場合、制御システム1700は、アプリケーションモジュール1702、ブートローダモジュール1704、およびBluetooth(BT)無線およびバッテリ管理システムなどの他の要素のファームウェアバージョン番号をアップロードしてもよい。モバイル装置1708は、クラウドベースのサーバのこのようなアプリケーションプログラムインターフェース(API)を動作させるサーバなどのソースに問い合わせて、アプリケーションモジュール1702のアップロードされたバージョン番号が最新バージョンであるかどうかを判定してもよい。 実施形態では、デスクトップコンピュータなどの非モバイル装置は、Bluetooth接続を介するなどして制御システム1700とローカルで接続してもよい。 より新しいバージョンが利用可能である場合、ルールセットに基づいて、モバイル装置1708を介して、電気モータ付きホイールを更新するように、ユーザに促してもよい。つまり、電気モータ付きホイールの動作を更新するには、ファームウェアを更新する。ユーザが電気モータ付きホイールの更新を選択した場合、モバイル装置1708は、制御システム1700に指示して、ブートローダモジュール1704に入らせてもよい。更新用のルールセットによって、少なくとも、電気モータ付きホイールに最低限のバッテリ残量があり、モバイル装置1708に最低限のバッテリ残量があり、モバイル装置1708には最低限の信号強度があり、電気モータ付きホイールおよびモバイル装置に直接給電できるなど、特定の定義された条件下のみで更新できる。 アプリケーションモジュール1702の更新されたバージョンをダウンロードする際、モバイル装置1708は、ブートローダモジュール1704に命じて、アプリケーションモジュール1702の新しいバージョンをダウンロードさせ、ダウンロードが成功した場合、現在のアプリケーションモジュール1702を制御システム1700から消去させてもよい。あるいは、Bluetooth接続を介するなどして電気モータ付きホイールを後で更新するために、アプリケーションモジュール1702の新しいバージョンをモバイル装置1708にダウンロードし、格納してもよい。 アプリケーションモジュール1702の新しいバージョンを、モバイル装置1708から無線接続を介してブートローダモジュール1704に送信してもよい。ブートローダモジュール1704は、個々のパケットの転送および新しいアプリケーションモジュール1702の制御システム1700への全転送を確認してもよい。ブートローダモジュール1704が新しいアプリケーションモジュール1702のロードが成功したことを確認した場合、モバイル装置1708は、電気モータ付きホイールおよび制御システム1700の再起動を開始してもよい。あるいは、ブートローダモジュール1704は、ユーザインターフェースパネルまたは電力ポートにおいて外部から利用可能になされた、CANバスなどのハードワイヤードインターフェースを通して更新を進めてもよい。 図17Bを参照すると、制御システム1700のアプリケーションモジュール1702は、電気モータ付きホイールの動作パラメータの統制、管理、および/または変更するアルゴリズムを含む様々な制御技法を利用してもよい。つまり、電気モータ付きホイールの動作パラメータは、例えば、電気モータ付きホイールが設置された車両の最大速度、環境の条件(例えば、地形、気象など)、ペダリング力から検知された力を含むユーザからの入力、電気モータ付きホイールなどに入力されたデータ、複数の因子に基づくパラメータ(本明細書では、一部のケースで混合パラメータと呼ぶ)、および(ユーザ、電気モータ付きホイールに関連付けられたバッテリなどが)使用したエネルギーなどの様々な因子に基づいてパラメータを変更する制御システム、ならびに/または様々な他のモードを提供する他の制御システムを介して変更してもよい。 実施形態では、利得のレベル(ペダリング力などの所与のユーザ入力に関連して、電気モータ付きホイールが提供するアシストおよび/または抵抗のレベルなど)を電気モータ付きホイールと関連して管理できる。一部の実施形態では、一連の利得を利用して、1つの動作体制から別の体制への移行(例えば、上り坂条件から下り坂条件への地形の変化、電気モータ付きホイールが設置された車両の速度の変化、風向および温度などの環境条件など)を平滑化してもよい。 他の実施形態は、最初の利得と、1つ以上の新しいレベルの利得との間で段階的な変更を含んでもよい。通常、電気モータ付きホイールの動作モードの(例えば、異なるアシストレベル間またはアシストから抵抗への)段階的変更または利得の変更によって、トルクコマンドに対する、電気モータ付きホイールの応答が不連続になり得る。このような不連続性は、以下のように平滑化してもよい。 1.利得の変化が生じたことを認識する。 2.変化直前のコマンドの値を取得し、場合により格納する。 3.先のコマンドと新しいコマンドとの間の差の少なくとも一部分である、オフセットを作成する。 4.新しいコマンドからオフセットを差し引く(この結果、旧コマンドから新しいコマンドの値またはその範囲内の値を有する新しいコマンドとなる)。 5.ある期間にわたってゼロになるまでオフセットを低減し、その時点で新しいコマンドへの移行が完了する。 この平滑化プロセスは、ユーザ経験にある程度の連続性を確保するため、利得変更および制御体制変更を有益にもたらす。変化(例えば、体制および条件)ごとに新しいオフセットが生成され、新しいコマンドが生じるため、本プロセスは、繰り返しの移行を扱うことができる。これには、先の移行からのオフセットを含んでもよく、移行に異なる特性を与えるコマンドを減らす様々な方法があってもよい(例えば、有限移行時間、固定コマンド変更レート、最大変更レベルなど)。 図18Aを参照すると、電気モータ付きホイールの動作のための混合アルゴリズム1800はまた、電気モータ付きホイールの動作に関連して検知され得る様々な因子に関連する入力を混合すること1806によって制御されてもよい。例えば、センサ入力は、電気モータ付きホイールの回転または車両の変位の速度を検知する速度センサ1802と、電気モータ付きホイールにかかるトルクの量を検知するトルクセンサ1804との両方から考慮されてもよい。 ユーザ経験に関連する制御パラメータは、例えば、車両の速度に応じて著しく変わり得る。自転車のペダリングの例を考えると、低速では、車両を動かし始める時にはかなりの力を要するため、ペダルのトルクに応答することは、乗車の質において比較的重要であり得る。高速になると、一定のケイデンスまたは速度を維持することが、乗車の質において比較的重要になり得る。そのため、各ユーザ入力(本例では、トルクおよびケイデンス)に応じたアシストの量は車両の速度に基づいて変わり得る。よって、低速では、トルクセンサからのデータを制御体制における主因子として使用してもよく、他方、高速では、速度センサからのデータを制御体制における主因子として使用してもよい。その結果、低速ではトルクセンサの応答性を高くし、高速ではトルクセンサの応答性を低くすることによって、制御を管理してもよい。バッテリシステムから電気モータへのエネルギー量、またはエネルギー送達速度を最終的に決定する制御アルゴリズムに、トルクおよび速度に関連するコンポーネントを考慮に入れることができる。 それによって、混合アルゴリズム1800は、速度に基づく制御スキームの因子として各センサの重要性を拡大縮小する流体制御スキームを提供するように動作可能である。 図19Aを参照すると、エネルギー燃焼制御アルゴリズム1900によって、ユーザは、ユーザが特定の乗車で燃焼したいエネルギーの量(例えば、自宅と職場との間で燃焼させるカロリー)を入力できる(ステップ1902)。ユーザが燃焼するエネルギーは、車両を第1の点から第2の点まで動かすための仕事量に関係する。地形、摩擦、車両のセンサが測定、またはユーザが入力したものなどのユーザの体重、任意のアクセサリおよび追加的負荷(例えば、キャンピング道具)を含む自転車の重量、走行距離、などを含む、様々な物理的な因子に基づいてこの仕事をモデリングしてもよい。 仕事の一部分は、ペダリングなど、ユーザによって行われ得るが、残りの部分は、電気モータ付きホイールが提供し得る。ユーザが消費するエネルギーの部分は、その地形上で所与の体重のユーザを動かすのに要する全仕事(地形のGPSモデルに基づいて、または過去のトリップからの測定値(高度計による測定値など)に基づいて把握できる)と、電気モータ付きホイールがユーザに提供するアシストの量と、の間の差分としてモデリングしてもよい。よって、ユーザが燃焼したいエネルギーの量を示した場合、制御システム1700は、電気モータ付きホイールを制御して、ルートの上り坂などでアシストを提供して、所望の仕事と距離を走破するのに要する実際の仕事との間のどのような差分をも埋め合わせることができる。ユーザが行った仕事のうち所望の部分が大きければ、電気モータ付きホイールは、ユーザに対して抵抗を提供し、ユーザをより長いルートへ再ルーティングなどしてもよい。このようにして、アルゴリズム1900は、ユーザ入力1902とルート/地形に関するデータ1904とを利用して、ユーザがルート上で所望のカロリー量を燃焼するように、電気モータ908のアシスト/抵抗を調節してもよい。目標を特定したならば、乗車旅行がプレビューされ、乗車旅行が進捗すると、ユーザインターフェースは、目的地および指定したカロリー燃焼などの目標までの進捗を強調する進捗画面に移行してもよい。 図19Bを参照すると、モバイルアプリケーション1920は、利用可能なGPS位置データ1922とデータの格納されたデータベースとを利用して、電気駆動車両またはアシスト車両の動作を司る様々な因子に関して、規則が地理的に変化するのにつれて法的規制1924を判定してもよい。これらには、アシスト速度、提供されるアシストレベル、および/またはモータ出力の規則を含んでもよい。モバイルアプリケーション1920または他の制御システムは、このデータを使用して、最大アシスト、速度などを司るためなどの、電気モータ付きホイールに送信できるカスタムモードまたは一式の制御パラメータを作成してもよい。モバイル装置または他の制御システムは、法的制限が変わった場合は制御パラメータを再計算し、更新した制御パラメータを電気モータ付きホイールに送信してもよい。 一例では、EUの基準規制では、アシスト時の最高速度は25km/時であり、アシスト時の最大モータ出力は250Wであり得るが、米国では、アシスト時の最高速度は32km/時であり、アシスト時の最大モータ出力は750Wであり得る。任意の所与の場所で利用可能なGPSデータを使用することによって、さらなる介入なしに現地の規制に自動的に適合するように、電気モータ付きホイール内でのアシスト遮断を調整できる。 さらに、法律の多くは、他のモータ車両および歩行者と共に路上を走行している場合、自転車のみに適用される。自転車が道路から十分離れていることをGPSが示している場合、自転車は、現地の規制が異なり得る山道にあると仮定してもよく、存在しない場合、提供されるアシストに対する制限を取り除いてもよい。実施形態では、ユーザは、モバイルアプリケーションを通すなどして、緊急時により多くのアシストを可能にするなどの制御を優先させることが許可されてもよい。 実施形態では、モバイルアプリケーション1920はまた、利用可能なGPS位置データ1922を利用して、動作モードの間、制御を助けてもよい。例えば、極めて小山の多い地形では、平坦な地形とは異なるバッテリ再生計算になる。 図20Aを参照すると、本明細書で「無故障アルゴリズム」2000と呼ぶ、故障検出および予測システムは、本質的にリアルタイムで発生するため、ホイールハードウェアまたはサブシステムに損傷を与える可能性のある条件を検知し(ステップ2002)、次いで、損傷の検出に基づいて故障対策作用を及ぼすことによって応答する(ステップ2004)ように動作可能である。例えば、超えると電気モータに損傷を与え得る既定の最大温度に電気モータが近づいた場合、電気モータ付きホイールが配置された車両のユーザに対して電気モータ付きホイールが生成するアシストまたは抵抗の量を減らして、それ以上のモータ温度上昇を防ぐことができる。 図21Aを参照すると、バッテリ保護アルゴリズム2100は、様々であり、場合により独立なコマンドアッテネータを提供してもよく、限定するものではないが以下を含む。 1.バッテリを大放電電流から保護する、 2.バッテリを大回生電流から保護する、 3.バッテリを回生から引き起こされ得る大電圧から保護する、 4.バッテリを運転から引き起こされ得る低電圧から保護する、 5.バッテリを高負荷またはモータなどの他のコンポーネントからの熱に起因する高温から保護する、および/または 6.バッテリを低温時に回生電流から保護する。 これらのコマンドアッテネータのそれぞれは、片側式クローズドループ型比例−積分(PI)制御システムなどの自動制御を利用して、1.0(減衰なし)〜0.0(完全減衰)の範囲の減衰利得を生成できる。あるいは、コマンドアッテネータの代わりに、コマンドリミッタを利用してもよい。コマンドアッテネータは、即時かつ線形平滑応答を提供する一方で、コマンドリミッタは、本質的に非線形の性質であり、制御が難しくなる場合があるが、それにもかかわらず有効なコントローラである。 実施形態では、関連するアッテネータからの利得を判定し、組み合わせ、モータコマンドに適用できる。アルゴリズムは、すべての制御システムの中の最小利得、すべての制御システムの中の最大利得、すべて制御システムからの利得の和、および利得を組み合わせ、それらを乗じ、条件付きで選択し、モータがユーザに提供するアシストを制限するなどの様々な他の方法に基づいてもよい。 一部の条件下では、電気モータは、バッテリシステムによって駆動されてもよいが、下り坂での動作時にモータを使用して車両を減速する場合などの他の条件下では、バッテリシステムは、モータからのエネルギーを貯蔵してもよい。かなりのエネルギー生成能力がある状況では、バッテリシステムが、温度、電圧、および/または電流に関して、その通常の動作限界を超えるのであってもよい。そのため、バッテリシステムの動作に関して、強化される必要があり得る制限がある。少なくとも一般的な3セットのバッテリ制限、すなわち、電流、電圧、および温度がある。電流に関する制限については、最大放電電流と最大バッテリ回生電流とがあり得る。電圧制限については、最大電圧制限と最小電圧制限とがあり得る。温度については、最大温度制限と最小温度制限とがあり得る。 バッテリ保護アルゴリズム2100は、バッテリパラメータを、電圧、電流、および温度に関して許容可能な動作値内に維持するためなどの、モータ駆動部の動作を管理するように動作してもよい。これは、バッテリシステム上の負荷に対する電気モータの寄与に対処するのであってもよい。バッテリシステム上の他の負荷源はまた別個に管理されてもよい。 実施形態では、バッテリ監視電流、バッテリ回生電流、バッテリ過電圧、バッテリ不足電圧などの様々な動作条件を制限することに関して、片側式比例−積分(PI)クローズドループリミッタを、例えば、各制限値に1つずつ配備してもよい。 各PIクローズドループ型リミッタの出力は、減衰利得であってもよい。各PIクローズドループ型リミッタは、各リミッタの動態が個別の調整を要し得ることから、それ自体の別個の利得を持つ、それ自体の制御システムを有してもよい。 すべてのリミッタの最小利得を取得し、モータ電流制御コマンドに適用してもよい。特定の制限に近づくと、バッテリに対する需要を減らすなどのために、モータコマンドを減衰させてもよい。電圧リミッタは、減衰利得を選択的に適用してもよい。過電圧リミッタでは、バッテリ再生を命令する場合にのみ過電圧用の減衰利得を適用してもよい。これにより、次いで、過電圧条件を緩和または回避する運転が可能になる。不足電圧リミッタでは、運転/アシストを命令する場合にのみ、減衰利得を適用してもよく、これにより、次いで、低電圧条件を緩和または回避する回生が可能になる。 実施形態では、バッテリ制御システムは類似の帯域またはより高い帯域を有して、制限からの逸脱を短時間に保つため必要があるため、バッテリ電力制御システムは、モータ制御システム周波数で稼働し得る。他の実施形態では、バッテリ電力制御システムは、モータ制御電流ループの直前、かつモータ駆動アナログデータを収集した後に稼働して、バッテリ制御システムがモータ制御電流ループのためのコマンドを減衰するようにしてもよい。この順番によって、データ収集と減衰との生じる時間が異なる場合に起こる制御応答における遅延が低減され得る。 通常の動作中にモータ駆動部を有効化および無効化できるため、モータ駆動部が有効化されるたびに制御システムを初期化してもよい。バッテリ制御システムは、モータ駆動部の有効化のたびにリセットできる積分器などのデータアイテムを有してもよい。 バッテリシステムの制限は、時間を経ると静的ではない場合もあり、例えば、充電、温度などの状態と共に変わり得ることから、制御システムは、動的制限を提供できる。時変利得を測定する時に起こり得る誤りに対する保護を提供するため、動的制御システム制限は、既定の最大値および最小値で区切られていてもよい。これらの制御システムは、モータ駆動部制御の部分であることから、バッテリ電流およびバッテリ電圧は、他のモータ制御フィードバックと同じデータレートでサンプリングする必要があり得、モータ制御更新レートで稼働することから、センサデータは、他のモータ制御データと同じサンプリング周波数を有する必要があり得る。 PIが有益にも良好な帯域幅で安定状態の制限を提供することから、制御システムは、モータ電流制御ループコマンドを減衰させる、片側式クローズドループPIリミッタであってもよい。リミッタ出力と比べて、アッテネータ出力は、迅速に介入し得る。 モータ電流コマンドの符号が負である(例えば、モータが推進力に逆らう、すなわち、回生するように命令されている)場合にのみ、過電圧減衰利得を適用してもよく、これは、これにより、高電圧条件を緩和する運転が可能になるためである。モータ電流コマンドの符号が正である(例えば、モータが車両の運転をアシストするように命令されている)場合にのみ、不足電圧減衰利得を適用してもよく、これは、これにより、低電圧条件を緩和する回生が可能になるためである。 PI制御システムは、モータ電流制御システムコマンドをゼロに減衰させるために、十分な制御権限を有し得、これは、コマンドをゼロに減衰させることは、可能な最大の制御権限であり、バッテリシステムを動作制限値内に維持することは、ユーザにアシストを提供することよりも高い優先順位を有し得るためである。 ハードウェア保護アルゴリズムで使用されるセンサは、バッテリ電圧、バッテリ電流、モータ電圧、モータ電流、バッテリ温度、周囲温度、または湿度などを検知することを含んでもよい。制限値は、コンポーネント設計仕様に従って静的に設定してもよいし、コンポーネント寿命、またはGPSもしくは気象データによって判定される使用環境などの因子を考慮するために、時と共に更新してもよい。 ペダルケイデンスは、ユーザにとって、乗車中に所望のペースを維持するために有用である。一般的に、サイクリストは、特定のケイデンスでペダリングして、最も効率的な労力の使い方をし、運動生理学の観点から最大の利益を得ることを望む場合がある。 一般的な自転車ケイデンスセンサでは、クランクで直接測定が行われるが、センサシステムが駆動系によってペダルから隔てられている電気モータ付きホイール内に含まれる場合、そのような直接測定は可能でも望ましくもない。本実施形態は、自転車実施形態で具体的に説明されているコンポーネントを有しているが、本開示の各実施形態は、これらの特定の組み合わせに限定されるものではなく、実施形態のいずれかからのコンポーネントまたは特徴の一部を、他の実施形態のいずれかからの特徴またはコンポーネントと組み合わせて使用できる。 図22Aを参照すると、ペダルケイデンス推定アルゴリズム2200は、ペダルケイデンスに直接関係する周波数成分を有するトルク入力周波数から、ペダルケイデンスを予測するように動作する。ユーザが回転入力を与えるたびに、すなわち、ペダルをこぐたびに、ユーザは、検出可能なトルクをシステム内に発生させている。つまり、ペダル回転周波数(またはケイデンス)は、トルクセンサシステムによって検出され、ギア推定アルゴリズム2200で使用するために制御システムに伝達され得る。ギア推定アルゴリズム2200は、ギア比を計算するように動作可能であり、これは、カセットの回転速度が、例えば、カセット速度センサから分かり、ペダルケイデンスが、推定によって分かるためである。これらの2つの速度比によって、ギア比を判定し得る。 実施形態では、2つの速度センサがあり、1つは、電気モータ付きホイール用であり、もう1つは、機械駆動システムのカセット用である。カセットの回転速度とトルク周波数とが分かっていれば、ペダルケイデンス(ペダル速度)とギア比との両方が、ギア推定アルゴリズム2200によって容易に判定される。つまり、特定の自転車の変速段数やリアカセットおよびクランクにセットされているギアが不明であっても、ペダル周波数と電気モータ付きホイールの回転速度とがどのように関係しているかが分かる。 例えば、回転速度ωは、カセット速度センサから分かる。トルク周波数tは、ケイデンスCに関係し、C=t/2である。Cは、1秒当たりのクランクの回転数に等しい。したがって、ω=CX、すなわちω=(t/2)Xであり、ここでXは、ギア比である。よって、簡単には、X=2ω/tである。推定器をさらに高度化して、低速または低トルクなどの入力信号が小さくなり得る条件下で推定を更新してもよい。この高度化としては、例えばクローズドループ状態推定アルゴリズムが挙げられる。 図23Aを参照すると、制動損失アルゴリズム2300は、バッテリシステム906において、バッテリに損傷を与えることなく、(エネルギーはバッテリを再充電するために導かれ得る)制動中に吸収され得るエネルギーの量が比較的制限される、アーキテクチャを提供する。実施形態では、電気モータ付きホイールのモータ制御システムは、電磁場によるものであり、固定子911で生成した磁束を、回転子913と精密に同調するベクトルとして制御する。このベクトルは、固定子911によって、印加される電流ベクトルを2つの直交する成分に分けることによって、モータの回転子913と同期して回転するように制御されてもよい。直交成分である、一方のコンポーネントIqは、モータが生成する逆電磁界力(逆EMF)ベクトルに対して直角である。直流成分である、他方のIdは、逆EMFベクトルと直接同調する。 通常、電磁界による制御システムは、(特定の実施形態ではトルクを生成しない)直流成分をゼロ(Id=0)に維持し、直交成分を命令したレベル(Iq=Icmd)に維持することにより、モータトルクを生成するために、バッテリ電力が確実に最も効率的に使用されるようにしている。Idがゼロから逸脱し得るのは効率が悪く、ひいてはモータにおいてより多くのエネルギーが損失し、その結果、車両を推進するために発電効率の最大化が望まれる体制では通常非効率であるが、制動および/または回生中のバッテリへの電流の流入量の低減などの他の目的が影響を及ぼしている場合には、バッテリに電力を移送する際にモータの効率を低下させる機会を作る。 バッテリ保護アルゴリズム2100は、回生充電電流を、バッテリに損傷を与えることのない制限内(例えば、特定の実施形態において約5.5A未満の回生)に保つ。バッテリ保護アルゴリズムが、バッテリに送り返すことができる電力量を制限するため、制動損失アルゴリズムは、従来のシャント抵抗などの別の損失負荷を加えることなしに、制動電力を送るためのバッテリ以外の別の場所を提供し、これにより、本来可能な制動よりも多くの制動を可能にする、または実現する。このことは、必要に応じて(電力を制御するために使用される)モータ電流を減らして、抑制されているバッテリに向けられた回生電流を維持することによって、実現する。また、高速では、制動トルクが低下し、一部のケースでは著しく低下する。 この速度依存性は、高速では、制動トルクの量が同じ場合、比例的に高い電力レベルを生成することによる。つまり、バッテリシステム906において、電圧が本質的に一定であるため、回生電力が大きいほど、より大電流がバッテリシステムに流れることに直接つながる。電流は制限されているため、速度が上がるにつれて制動能力も低下する。 各実施形態の電気モータ908は、比較的高抵抗の巻線を有してもよい。この1つの結果として、急制動時に、制動トルクが大きく、ひいてはモータ電流が大きい場合、電気モータ908で損失する電力は極めて高くなり、そのため、モータはかなりの制動エネルギーを吸収する。速度が降下すると制動電力も降下し、モータがすべての制動電力を吸収する点に到達するまで、モータが吸収する制動電力の割合が大きくなる。この点において、バッテリシステム906に返される電力の回生は止み、利用可能な制動トルクが最大になる。減速時にはこの閾値にかなり速く到達する場合があり、ユーザが経験する制動が突然生じるものになり得る。この挙動は、ユーザが予測できない可能性があるため、望ましくない可能性がある。 実施形態では、動的制動アルゴリズム2300は、ユーザがただ1つの制御方法だけを用いればよいようにペダルを逆に踏むことによって作動される、すなわち、前方にペダリングすることは、加速/アシストを知らせる制御である一方、逆にペダリングすることは、制動を知らせる制御であり、いずれの場合も、ユーザは、車両では一般的な単一のユーザ入力を利用するだけでよく、この例では、ペダリングである。高速では所望の制動が相対的に乏しいこと、そして低速では制動が急に増加することは、ユーザの制御モード(例えば、この例ではペダリング)をシームレスにするように対処される。つまり、この技法が高速時に提供する制動はまた、高速時と低速時とにおける制動能力における差を小さくすることによって、減速時の急制動問題に対する部分的解決策を提供する。 実施形態では、モータ制御システムは、電磁場によるものであり、固定子911で生成した磁束を、最大トルクを生成するために回転子913と精密に同調するベクトルとして制御する。このベクトルは、固定子911によって、印加される電流ベクトルを2つの直交する成分に分けることによって、モータの回転子913と同期して回転するように制御される。よって、直交成分は、モータが生成する逆EMFベクトルに対して直角である一方、直流成分は、逆EMFベクトルと直接同調して、これらの成分のそれぞれがそのための制御システムを有するようにする。 直交成分は、トルクを生成する一方、直流成分は、トルクを生じない。よって、最大効率のために、制御システムは、直流成分をゼロ(Id=0)に維持し、直交成分を命令した電流レベル(Iq=Icmd)に制御するように命令される。制御システムが直流成分を増大させることができた場合、全モータ電流が増加するが、追加的なトルクは生成されず、固定子911巻線の抵抗でエネルギーが浪費される。 制動のための実施形態は、Iq=Id=Icmdと設定する。このことにより、電流ベクトルが逆EMFベクトルから45度だけ同調から外れる。Icmdが増加すると、IqとIdとのの両方が増加し、IqとIdとが増加すると、Icmdが増加する。これには、Idをゼロに保持する場合よりも高い全Iq値を可能にするという利益があり、それは、Iqが回生したエネルギーの少なくとも一部を、バッテリにすべてを返すのではなく、Idが失っているからである。モータ電流を減衰させて、バッテリ、モータ、または電子機器を保護する場合、両方が等しく減衰される。しかしながら、1以外のIqに対するIdの比には、機械的出力の浪費に対して回生のレベルに影響する異なる比を代替的に与えてもよく、車両速度、バッテリ内の貯蔵エネルギーのレベル、モータコンポーネントの検知した状態(例えば、温度)などの因子を考慮して、そのような比を変更してもよいことを理解されたい。 一例では、暑い時に下り坂を移動する間に制動する際などにモータが熱を帯びると、モータは、追加された電力を受ける能力を持たなくなることがあり、供給された制動が消えることがある。モータへの損傷は、制御システムにモータ電流を制限させることによって、避けることができ、その時に、制動が消える感覚が始まる。実施形態では、このことによって、補助制動システムを起動すること、モバイル装置を介してユーザに手動制動を用いるように促すことなどの他のアクションが促されてもよい。 実施形態では、直接接続された電気モータは、回転子が電気モータ付きホイールと共に回転するような、永久磁石タイプのモータである。モータ駆動部が、電気モータが発生した電圧よりも高い電圧を印加した場合、モータがユーザをアシストする。電気モータ付きホイールが速く回転すればするほど、生成される電圧が高くなる。許容電圧よりも高い電圧を生成するのに十分に高速である場合、電気モータ付きホイールは、「オーバースピード」条件にある。安全、ハードウェア保護、および/または高いホイール速度に起因する高い逆EMFからの保護などの他の理由のために、許容電圧を指定してもよい。しかしながら、EMFが存在すると、EMFがバッテリ電圧を超えるのに十分にホイール速度が高い場合、EMFは問題となり得る。 モータを駆動するパワーブリッジの本来的機能は、電気モータ付きホイールの回転からの逆EMF電圧を全波整流してDCバスに伝達することである。よって、ユーザは、特に下り坂で、このオーバースピード条件を生成し得る速度まで、自転車のペダルをこぐことができる。直流駆動モータを含むものなどの実施形態では、発生され得る電圧は、車両の移動速度のみによって制限され、よって、埋め込まれたシステムエレクトロニクスに損傷を与える可能性がある。 電子的回生制動を使用して、最大車両速度の自動制御を助けることができる。しかしながら、バッテリは、バッテリ保護アルゴリズムが、電圧が既定の値に到達した場合にDCバスからバッテリを切断することによってそれ自身を自動的に保護するように、バッテリの電圧がその最大制限値に到達するまでに限られた量のエネルギーしか吸収できない。確かに、電力は電流に関係しているが、より低いバッテリ電圧では、電力制限はより低くなる(P=1*V)一方で、電流制限は同じである。 さらに、バッテリの充電状態が回生エネルギーを受け入れるのに十分に低い場合でさえ、バッテリがエネルギーを受け入れ可能な速度は、その充電電流制限に拘束される。高速時には、この充電電流制限は、電気モータ付きホイールの制動能力を大幅に低下させ、特に急な下り坂では、電気モータ付きホイールが強めようとしているあらゆる自動速度調整をユーザが乗り越えやすくし得る。この条件に対処するために、モバイル装置を介してユーザに対して警告を出してもよい。 妥当な速度が許され、パワーエレクトロニクスブリッジおよびDCバスに接続されたすべての他の電子機器を、モータがオーバースピード条件まで機械的に駆動された場合に発生する逆EMFにより生じた高電圧から絶縁および保護するためにリレーを配置するなどして、ハードウェアに対して損傷を与える可能性の緩和が提供されてもよい。 実施形態では、ブリッジ2310にあるダイオードは、逆EMF電圧がDCバス電圧を超えた場合に整流器として動作する(図23B)。モータのオーバースピードが増加するにつれて、逆EMFは、DCバス電圧を無制御レベルに押し上げる可能性がある。そのような過電圧条件を回避するために、DCバス電圧に近づく、モータ端末に生じる測定または推定された逆EMFに基づいて、リレー接点を開く。一実施形態では、逆EMFは、以下により推定される。 VEMF=Ke*SpdMot ここで、 VEMFは、端子間EMF電圧[V]である。 Keは、モータ逆EMF定数[V/(rad/s)]である。 SpdMotは、モータ速度[rad/s]である。 ここでは、ライン間で測定した電圧(対ラインと中性線との間)およびサイン波のゼロピーク値(対RMS)にSI単位系を使用した。そのため、VEMFの単位は[V]であり、SpdMotの単位は[rad/s]であり、Keの単位は[V/(rad/s)]である。 図23Cを参照すると、モータオーバースピード保護の方法2320は、 SpdMotとVbattとを測定するステップ(ステップ2322)と、 VEMFをKe*SpdMotとして推定するステップ(ステップ2324)と、 VEMF>=Vbatt−VDisableMarginであるかどうかを検知するステップ(ステップ2326)と、 を含む。 「はい」の場合、モータ駆動部を無効化する(ステップ2328)。 「いいえ」の場合、VEMF>=Vbatt−VrelayOpeningMarginであるかどうかを検知し(ステップ2330)、 「はい」の場合、モータリレー接点を開く(ステップ2332)。 「いいえ」の場合、VEMF<=Vbatt−VrelayCloseMarginであるかどうかを判定し(ステップ2334)、 「はい」の場合、モータリレー接点を閉じ、モータ駆動部を有効化する(ステップ2336)。 「いいえ」の場合、終了する(ステップ2338)。 つまり、例えば、逆EMF定数およびモータの速度に基づいて推定された、モータの逆EMFが、バッテリの充電状態と共に変化する、測定されたバス電圧に近づくと、モータリレー接点を開く。 図23Dを参照すると、モータのための熱モデルの概略図例は、ハブシェルアセンブリにおける様々な熱を発生するコンポーネントのヒートシンク特性を表すのに、コンデンサを用いている。これらのコンデンサは、これらのコンポーネントが熱を帯びるまでにある程度の時間がかかり、それによって、これらの熱を発生するコンポーネントが熱くなるまではホイールが高い性能を発揮できるという事実を担っている。抵抗は、ハブシェルアセンブリの内側に広がった後、最終的にそこから逃れるための熱の経路を表している。 図23Eを参照すると、電気モータ付きホイールのための熱的概略図は、4つの主要な熱源、すなわち、モータ巻線の巻線損失と、モータ固定子鉄心の回転損失と、モータ駆動部のパワーエレクトロニクスブリッジにおける損失と、バッテリパックにおける損失とを含んでいる。熱源は、最終的に、シャフト924に伝達された後、機械的熱伝導経路に沿って自転車フレームに伝達される。よって、自転車フレームは、かなりの容積のヒートシンクとして最終的に動作する。 図24Aを参照すると、トルク検知アルゴリズム2400を提供して、トルクに関連する様々なプロセスパラメータを測定してもよい。トルク検知アルゴリズム2400は、材料の基本的な機械的および磁気特性を利用して、磁気弾性材料などの様々なプロセスパラメータを測定する非接触センサ技術を含んでもよい。プロセスは、センサホストに外部の力が加えられた時などの剪断応力などの機械的特性が変化した時の、残留磁場における特性の変化の測定を含む(ステップ2402)。 トルクセンサ1204は、かかった力比例する磁場特性の変化を検知するために磁化した部材に密着させて配置した高感度フラックスゲートセンサを含んでもよい。リングなどの追加的な要素を取り付ける代わりに、機械的部材を直接磁化してもよい。磁場特性の変化は、材料の弾性限界内で線形かつ再現性があり、通常の動作条件および拡張した動作条件の下で正確であって、かかった力を容易に判定し得る(ステップ2404)。 例えば、シャフトがペダリングによるトルクなどの機械的応力にさらされた場合、磁気弾性材料の磁化率が変わり、周囲のセンサで検出される。トルクセンサ1204は、ユーザがかけたトルクに比例する信号を生成し、信号は、次いで、制御システム914に伝達される。 図24Bを参照すると、鉛直荷重検知アルゴリズム2450を提供して、鉛直荷重などの様々なプロセスパラメータを測定してもよい。鉛直荷重検知アルゴリズム2450は、例えば、ユーザが自転車に乗った時などにかかった最初の機械的応力に起因する磁場の変化を測定する磁場磁束センサと通信してもよい(ステップ2452)。磁場の変化は、電気モータ付きホイール上に負荷がかかると変形する、シャフト、シェル、または磁気弾性材料から製作された、または磁気弾性材料を含む他のホイールコンポーネントによって生じ得る。磁場特性の変化は、材料の弾性限界内で線形かつ再現性があり、通常の動作条件および拡張した動作条件の下で正確であって、かかった力を容易に判定し得る(ステップ2454)。 測定した鉛直荷重は、修飾子として、制御アルゴリズムで使用してもよい。例えば、測定した鉛直荷重は、ユーザの体重に起因して燃焼したカロリーを制御する計算、電気モータ付きホイールのロックを解除するためのユーザの識別などに貢献してもよい。 実施形態では、駆動側シェル940、非駆動側リング942、取り外し可能アクセスドア944などのシェルの様々なコンポーネントが磁気弾性材料を含んでもよい。あるいは、磁気弾性材料の薄いコーティングをコンポーネントに塗布してもよい。コーティングは、全体に塗布してもよいし、方向を持ったパターンおよび様々な厚さで塗布してもよい。磁気弾性材料に密着して置かれた磁束センサによって、動作時のコンポーネントの変形によって生じた磁束の変化を検出できる。シェルなどのコンポーネントの変形に関する知見を使用して、電気モータ付きホイールの環境を理解し、将来の設計変更を通知してもよい。 図25Aを参照すると、モバイル装置と電気モータ付きホイールとの間のやりとりにおいて認証が行われるまで、電気モータ付きホイールのセキュリティのためのセキュリティアルゴリズム2500が提供されてもよい。これは、最初の認証が行われた後は、自動であってもよい(ステップ2502)。最初の認証は、シリアル番号を収集するために電気モータ付きホイールへ最初に接続した時に行われてもよい(ステップ2504)。 電気モータ付きホイールをアカウントとモバイル装置とに登録したならば(ステップ2506)、電気モータ付きホイールは、比較的近距離の無線接続、例えば、Bluetooth(BT)を介して登録されたモバイル装置を検索する(ステップ2508)。電気モータ付きホイールは、前に認証したモバイル装置を記憶し、既定の近位内にある場合、モバイル装置に自動的に再接続してもよい(ステップ2510)。あるいは、無線の車のキーなどの別のキーを利用して、電気モータ付きホイールのロックを解除する(ステップ2512)。 代替的または追加的に、電気モータ付きホイールにドングルをプラグインし、電気モータ付きホイールのロックを解除する(ステップ2512)。 ロックされている場合、主制御ボード1450は、モータコントローラを、電気モータ付きホイールの回転に抵抗または回転を阻止するように構成できる。あるいは、ロック機能は、ホイールを自由に回転させながら、アシストを提供する電気モータ付きホイールの使用を阻止できる。一例では、既定の近位内にある認証されたモバイル装置の識別は、電気モータ付きホイールの固定を解除するのに十分である。代替的または追加的に、コードの入力、パスワードの入力、顔認識、指紋スキャン、ロック解除プラグなどの、モバイル装置または直接電気モータ付きホイールへのセキュリティ入力(ステップ2514)を利用して、電気モータ付きホイールの固定を解除してもよい。 電気モータ付きホイールは、電気モータ付きホイールがモバイル装置に接続されていない、モバイル装置が車両から既定の距離よりも離れている、ユーザが車両に座っていない、電気モータ付きホイールが所定の時間動いていない、車両が所定の時間動いていないなどの基準の組み合わせによってロックするようにトリガされてもよい(ステップ2516)。さらに、電気モータ付きホイールは、モバイル装置から選択的にロックされてもよい。 電気モータ付きホイールは、制御システム1700とインターフェースするための様々なセンサおよび他のデータ源から入力を受信してもよい。追加的なセンサおよび他のハードウェア(図14A)のために提供されるサポートおよび/またはポートを使用して、ユーザに危険を知らせる、他者にユーザの存在を知らせる、ユーザの視認性を強化するなどの様々な方法でユーザの安全を強化してもよい。1つ以上のセンサからのデータを主制御ボードに転送し、主制御ボードからユーザのモバイル装置または遠隔にある場所に転送してもよい。一部の例では、データは、ユーザのモバイル装置に送信され、それに応じて、コマンドが電気モータ付きホイールに送り返される場合もある。一部の例では、データはサーバに送信され、次いで、それに応じて、コマンドが電気モータ付きホイールに送り返される場合もある。他の例では、データは、電気モータ付きホイールのためにモバイル装置で直接処理される場合もある。例えば、近接センサは、データをユーザのモバイル装置に送信し、それによって、モバイル装置が音声警報、視覚的警報、および触覚的警報のうちの1つ以上を使用してユーザに警報を出してもよい。触覚的警報は、ユーザが感じ、性能の変化または最大モータ温度もしくは最大回生電流などのホイールの動作限界への接近を示す信号として理解し得る、振動、速度変化、ペダルをこぐユーザに供給されるアシスト量の変化、抵抗の変化などの、電気モータ付きホイールの性能にわずかな乱れを引き起こすためのコマンドを電気モータ付きホイールに送ることによって送達されてもよい。 実施形態では、近接センサが、交通ネットワークを介するなどして、他の車両(自動車、トラック、バス、他の電気モータ付き車両など)の運転者にユーザの存在を知らせるために、ユーザの場所に関するデータを提供してもよい。近接センサは、GPSまたは他の全地球測位センサ(またはセンサ一式、例えば、衛星、セルラー方式アンテナ塔などの社会基盤要素の位置に対する三角測量で使用されるものなど)、ネットワークと連携するセンサまたは複数のセンサ(例えば、セルラー、Bluetooth、NFS、または他のローカル無線ネットワーク)、交通基盤(例えば、道路標識、信号機、交差点など)と連携するセンサ、モバイル装置と連携するセンサ(例えば、モバイル装置カメラ)、または電気モータ付きホイールによって可能となった、車両の位置に関するデータを提供する任意の他のセンサであってもよい。例えば、電気モータ付きホイールは、他の車両と直接通信(例えば、セルラー、Bluetooth、NFS、または他の無線ネットワーク)して、隣接する車両の相対的位置情報を提供するアドホックローカルトラフィックネットワーク(図14C)を形成して、例えば、車両に電気モータ付きホイールの存在および相対位置に注意するように知らせてもよい。あるいは、電気モータ付きホイールは、交差点に配置されたものなどのローカルサーバ(図14D)、または交通ネット上で隣接する車両とその先で通信するシティワイドサーバとグローバルに通信して、隣接する車両の相対位置情報を提供してもよい。 別の例では、照明レベルセンサが、照明が設定されたレベル未満に落ちた場合に自転車に点灯させるアプリケーションにデータを提供してもよい。あるいは、データ源は、近接データと関連付けられ得る地域の時計に基づいて昼光データを提供して、電気モータ付きホイールの現在位置において夜間に使用する場合、電気モータ付きホイールが、照明を点ける信号を送信するようにしてもよい。 図25Bを参照すると、遠隔診断アルゴリズム2500が電気モータ付きホイールのために提供されてもよい。遠隔診断アルゴリズム2500は、例えば、電気モータ付きホイールのセンサシステムにある様々なセンサから動作データを収集するように動作する(ステップ2552)。 動作データは、電気モータ付きホイールのソフトウェアおよびハードウェアバージョン番号ならびにアプリケーション状態を含んで、限定するものではないが、システム初期化、スリープ、待機、スタンバイ開始、スタンバイ中、稼働開始、稼働中、ロック中、サービスモード、シャットダウン、デフォルト、ブートローディングなどを含んでもよい。動作データはまた、ハザードインジケータを含んでもよく、モータ過熱など、アシスト機能を停止する必要がある、限界ハザードインジケータと、モータ温度が上限に近づいているが超えていないなど、使用し続けることができるが、性能を制限される、過渡ハザードインジケータと、の両方とも含んでもよい。 動作データは、モータ中温ハザードに応じたモータアシストの減少、バッテリが完全に充電されたことに応じた回生制動の停止、トルクセンサ故障に応じた自己診断稼働の結果などのシステム応答データを含んでもよい。動作データはまた、バッテリ、モータ駆動部、センサ、通信、プロセシングボード、周辺機器、システムなどの様々なサブシステムが生成する任意のシステム故障エラーを含んでもよい。動作データは、自転車速度、ペダル速度、カセットトルク、カセット速度などの、車両を制御するために使用される、センサデータをさらに含んでもよい。 動作データは、解析のために既定の周波数ベースで伝達されてもよい(ステップ2554)。データは、例えば、3G/4Gなどの無線またはセルラー技術を介してサーバに直接伝達する、または有線接続、Bluetooth、または他の無線技法を介して接続されたモバイル装置に直接伝達するのいずれかであってもよい。次いで、モバイル装置へ伝達されるデータは、サーバへ直接送信されるのであってもよいし、あるいは、例えば、モバイル装置上のバッテリ残量、信号強度、Wi−Fi接続の存在などを含み得る一式の規則に従って、後でサーバに伝達するためにモバイル装置上に保管してもよい。データはまた、ローカルにホイール上に格納され、モバイル装置がホイールに接続したならば自動的に、または無線または有線接続ポート218を通してサービスツールに接続された時に、サーバに後で送信されてもよい。サーバに送信されたデータは、データを生成した特定のホイールに関連付けられてもよい。この関連付けによって、トラブルコールに応対する時に、サービス担当者が動作データを見て、解析でき、これにより、問題の解決を助ける(ステップ2556)。 内部整合性およびエラー検出のために、動作データを解析してもよい。例えば、カセットで正のトルクを測定したのに、カセットで負の速度が測定された場合、トルク測定または速度測定のいずれかに問題がある。なぜなら、フリーホイールを有する自転車において、負のペダル速度では正のトルクを維持できないからである。 別の例では、カセット速度などのデータは、速度センサなどの様々なセンサを使用してエラーをチェックしてもよく、トルク周波数は、カセットトルクセンサで測定されてもよい。ペダルは測定されたホイール速度よりも速く回転できないため、ペダル速度がモータ速度を超えた場合、カセット速度測定値またはホイール速度測定値のいずれかに問題がある。 加えて、使用の状況を知るために動作データを収集してもよい。例えば、温度データを観察して、バッテリが充電および放電された温度を判定してもよく、および/または加速度計データを使用して、衝突、転落、降下などを検知してもよい。このように、動作データを使用して、保証適用外となり得る「通常の損耗摩耗」以外となるユーザの行為および事象の発生を判定してもよい(ステップ2558)。 最終的な組み立てに先だって、製造中に広範な試験を行って、様々なコンポーネントの堅牢性を検証してもよい。例えば、完全に組み立てる前に、シェル940と磁気リング回転子913とを組み立てた後にトルクをかけて、シェル940に対して磁気リング回転子913がずれていないかチェックしてもよい。別の例では、トルクを壊れるまでトルクセンサにかけてもよい。別の例では、加速寿命試験を行ってもよく、環境試験と性能試験とを含んでもよい。 図26Aを参照すると、電気モータ付きホイール試験装置2600は、いくつかの「突起」を周囲に設けた駆動ホイール2602を、電気モータ付きホイールに駆動接触させて配置する。「突起」は、様々な道路条件を表現するために、取り外し可能であってもよいし、その他の方法で構成可能であってもよい。 試験する電気モータ付きホイールが駆動ホイール2602を回転させ、外側ケージ2604が試験者を保護する。長時間稼働するように、電気モータ付きホイールに外部から電力を供給してもよい。あるいは、駆動ホイール2602を動かして、電気モータ付きホイールを駆動してもよい。駆動ホイール2602が回転すると、これにより、電気モータ付きホイールは「でこぼこの多い」道路にさらされる。このようにして、電気モータ付きホイール試験装置2600は、小型の長寿命テストセルを提供して、試験を助ける。 電気モータ付きホイールによって提供される、アシストまたは抵抗の量を変える能力と、電気モータ付きホイールからのデータ報告とは協同して、遠隔リハビリテーション治療における電気モータ付きホイールの使用をサポートする。負傷からのリハビリテーションまたは外科手術からの回復には、身体部分を回復させるために、使用時間の漸進的増加、抵抗重量の増加などが含まれ得る。例えば、膝のリハビリテーションには、毎週所定の割合でウェイトを増やしていくウェイトトレーニングや毎週所定の割合で距離を増やしていく自転車乗車が含まれ得る。 図27Aを参照すると、リハビリテーション専門職が患者のために運動管理療法を処方するリハビリテーションシステム2700が開示されている。処方は、リハビリテーション専門職がアクセスできるコンピューティングデバイス上で処方システム2702を用いて、所望の運動レベル、抵抗、トルク、時間、頻度、および他の因子を含んでもよい。処方は、サーバ2710を介して、患者のモバイル装置に常駐する、対応するリハビリテーションアプリケーション2704に伝達してもよい。 リハビリテーションアプリケーション2704を利用して、カスタムモードを作成して、患者の電気モータ付きホイール2708に送信された制御パラメータが、処方されたアシストおよび抵抗をユーザに提供するようにしてもよい。あるいは、リハビリテーションアプリケーション2704は、適切なアシストおよび抵抗を計算して、処方を達成してもよい。加えて、リハビリテーションアプリケーション2704は、望ましい時間および頻度で電気モータ付きホイールを使うように患者に奨励してもよい。 リハビリテーションアプリケーション2704は、サーバ2710と共に、速度、距離、時間、トルク、使ったエネルギーなどの、コンプライアンスデータおよびホイール性能データとを、リハビリテーション専門職が処方に対する患者のコンプライアンス、患者が実際にかけたトルク、かかったトルクが左右の脚で不均等などを閲覧し得る処方システム2702に提供する。次いで、このデータを使用して、アシストおよび抵抗のレベルを変更する、推奨トレーニング時間を変更する、予期せぬ結果を患者へ通知するなど、患者の処方を修正してもよい。 実施形態では、モバイル装置1502は、心拍数モニタなどのウェアラブルセンサと通信可能であって、これに応じてホイールの動作モードを選択的に調節してもよい。このような選択を、トレーニングモードと連携して利用して、所望の心拍数を維持してもよいし、リハビリテーションモードで利用して、ユーザの心拍数が既定の値を超えないことを確実にしてもよい。 実施形態では、モバイル装置1502を利用して、これと通信可能な1つ以上のセンサを介して、ユーザの膝にかかる力などのユーザにかかる力を測定できる。次いで、リハビリテーションアプリケーション2704を利用して、理学療法プログラムを行う間、コンプライアンスおよび目標関連データを提供してもよい。次いで、このデータを使用して、アシストおよび抵抗のレベルを変更してもよく、その結果、ユーザは、本質的にリアルタイムで、最適化されたレベルのアシストおよび抵抗を経験し得る。このように、フィードバックを提供して、トレーニングまたはリハビリテーション療法に基づいて、アシストおよび抵抗のレベルを制御する。 図28Aを参照すると、モバイル装置2804上のトレーニングアプリケーション2802が電気モータ付きホイール2808と通信可能である、トレーニングシステム2800が開示されている。トレーニングアプリケーション2802によって、ユーザは、運動のレベル、抵抗のレベル、カロリー消費速度、最大心拍数、所望のカロリー消費量、前回のパフォーマンスからの増加割合、フィットネスゴール(例えば、ツールドフランス完走)などの、トレーニングの目標を指定できる。 次いで、トレーニングアプリケーション2802は、指定された目標を、電気モータ付きホイールに送信するカスタムの一式の制御パラメータに変換し、指定された目標に適う、適切なアシストおよび抵抗を提供してもよい。電気モータ付きホイールは、提供されたアシストおよび抵抗のレベル、全燃焼カロリー、カロリー燃焼速度、ユーザがかけたトルクなどのパフォーマンスデータを、ユーザまたはトレーナが閲覧するためのトレーニングアプリケーション2802に提供してもよい。 定置式屋内トレーニングのための自転車スタンドを電気モータ付きホイールと共に使用してもよいが、電気モータ付きホイールがユーザに抵抗を提供する場合、電気が発生する。このような発生した電気を使用して、扇風機などの周辺機器装置を駆動してもよいし、モバイル装置に電力供給または充電してもよい。発生した電力は、室内を暖めるために使用したり、外部バッテリに貯蔵したり、配電網に供給してもよい。あるいは、発生した電力は、例えば、自転車スタンド上で作動する場合に電気モータ付きホイールに差し込まれる抵抗または他のエネルギー変換装置を介して、単純に放散させてもよい。 実施形態では、定置式屋内トレーニングのための自転車スタンドはまた、電気モータ付きホイールに特に合わせて、電力出力接続、アクセサリ装置、周辺機器装置、バッテリ充電ステーションのためのドッキングなどを提供してもよい。 図29Aを参照すると、フリートマネジメントシステム2900は、1つ以上のホイールデータベース2912と交換するためのデータを受信するために、サーバ2910と通信可能であり得る、複数の電気モータ付きホイール2902を含む。受信データは、ユーザモード選択、ユーザルート選択および注釈、現在の乗車で燃焼したカロリー、乗車時間などのユーザデータを含んでもよい。複数の電気モータ付きホイール2902は、配送サービス、病院の複数の車椅子、または店舗の複数のショッピングカートなど、共通の所有者に属していてもよい。受信データはまた、動作バージョン、時間に対する速度、制御パラメータ、バッテリ残量、加速度、モータアシストなどのホイール性能データを含んでもよい。受信データはまた、高度片化、周囲温度、湿度などの環境データを含んでもよい。 フリートマネジメントモジュール2904は、電気モータ付きホイールデータベース2912にあるデータを利用して、車団内のすべての車両が、ソフトウェアバージョンを同じくし、適切にバッテリ調整され、メンテナンスが行われていることの確保、ホイールの位置に基づいたルートの調整、車団データのメタ解析、ならびに特定の電気モータ付きホイールの問題を容易に識別し得るようなデータの他の集約および相関など、車団の調整を助けてもよい。 例えば、現在位置、ルート、バッテリ残量、現在の乗車で提供されたモータアシスト/抵抗、現在の乗車で燃焼したカロリー、速度などのユーザの平均的な乗車統計値などに関するデータを使用して、新しい目的地が追加されたことに関して、新しいルートおよびユーザ選定を判定してもよい。 別の例では、時間に対するホイール速度、加速度、提供されたモータアシストおよび抵抗、ホイールセンサデータ、様々なルート上の温度データに関するデータを使用して、将来のルートを最適化する場合もある。さらに別の例では、ユーザのパフォーマンス全体を評価する場合に、時間に対する速度、加速度、モータアシストおよび抵抗、ルートなどのデータを入力として使用する場合もある。 さらに別の例では、フリートマネジメントシステム2900を運転者のアクティビティおよび指標を確認するために利用して、支払い、パフォーマンス改善、ルート調整などを助ける場合もある。 図30Aを参照すると、ユーザデータ、ホイール性能データ、環境データ、地理的データを受信し得るクラウドベースのサーバ/APIなどのサーバ3002は、データ交換のために、複数の電気モータ付きホイール3008と通信可能である。データは、関連付けられたモバイル装置3010を介して電気モータ付きホイール3008から出たものであってもよい。次いで、データを電気モータ付きホイール3008のそれぞれからサーバ3002に送信してもよい。受信データは、ユーザモード選択、ユーザルート選択、注釈、移動したルート、トリップで利用可能なバッテリモード、所与の場所での瞬間的バッテリ残量、ユーザが供給したエネルギー、ルートを移動する所要時間、ルート上での平均速度などなどのユーザデータを含んでもよい。受信データはまた、時間に対する速度、制御パラメータ、加速度、モータアシストなどのホイール性能データを含んでもよい。受信データはまた、モバイル装置3010の位置をまたさらに含んでもよい。 コンピュータベース解析モジュール3004は、電気モータ付きホイールデータベース3012にアクセスし、個々のホイール報告された複数の乗車から組み合わせたホイールデータを解析して、ユーザの健康、フィットネスレベル、ユーザの好み、および他のこのようなデータという点において傾向を識別してもよい。コンピュータベース解析モジュール3004はまた、様々なユーザからの組み合わせたデータを解析して、公衆衛生およびフィットネスレベル、よく使用されるルートなどのパターンを識別し、傾向を検知してもよい。 ユーザの注釈を、代替的または追加的に使用して、道路ネットワークのリンクを評価し、新しい自転車の経路をどこに配置するかの識別を助けてもよい。電気モータ付きホイールが停止した場所と最終的な場所との間の差に関するデータを使用して、自転車経路および駐輪を最適化してもよい。 代替的または追加的に、穴検出、道路の状況/道路のタイプ、道が閉鎖されているか否か、ルート上での発車および停止の平均数、道路ネットワークにあるリンク上での平均消費エネルギー、道路ネットワークにあるリンク上での高度上昇などのために、共通のルート上で集約したデータを使用してもよい。発車および停止は、エネルギー消費および/またはユーザの安全を示すため、このデータを使用して、特定のルートに沿って制御アルゴリズムを最適化してもよいし、より安全なルートをユーザに進めてもよい。より頻繁な発車および停止は、エネルギー消費を増やし得る。また、発車および停止は、交差点を示すものとしてみることもでき、一般的に、ユーザが負傷するリスクは、交差点ごとに高まる。 代替的または追加的に、集約されたデータを使用して、ユーザが指定された地理的な位置を訪れる、ジオキャッシングなどの複数プレーヤ型ゲームを助けてもよい。これによって、データ収集システムは、データの場所および時間を収集して、コンピュータベース解析モジュール3004にアクセスできるユーザが訪れた場所を比較できるようにする。 本明細書に説明される方法およびシステムは、コンピュータソフトウェアを実行する機械、プログラムコード、および/またはプロセッサ上の命令を通して、部分的または全体として配備され得る。プロセッサは、サーバ、アプリケーションデータサーバ、クライアント、ネットワーク基盤、モバイルコンピューティングプラットフォーム、据え付け式のコンピューティングプラットフォーム、または他のコンピューティングプラットフォームの一部であってもよい。プロセッサは、プログラム命令、コード、バイナリ命令などを実行可能な、任意の種類の計算装置または処理装置であってもよい。プロセッサは、シグナルプロセッサ、デジタルプロセッサ、埋め込みプロセッサ、マイクロプロセッサ、または、格納されているプログラムコードもしくはプログラム命令の実行を直接的または間接的に助け得る、コプロセッサ(数値演算コプロセッサ、グラフィックコプロセッサ、通信コプロセッサなど)などの任意の変形であってもよいし、含んでもよい。加えて、プロセッサは、複数のプログラム、スレッド、およびコードの実行を可能にしてもよい。スレッドは、同時に実行されて、プロセッサの性能を強化し、アプリケーションの同時動作を助けてもよい。実施手段として、本明細書で説明した方法、プロフラムコード、プログラム命令などは、1つ以上のスレッドで実施されてもよい。スレッドは、関連付けられたプライオリティを割り当てられ得る他のスレッドを生じてもよく、プロセッサは、これらのスレッドをプライオリティまたはプログラムコードで与えられた命令に基づく任意の順番に基づいて実行してもよい。プロセッサは、本明細書のいたるところで説明したような方法、コード、命令、およびプログラムを格納するメモリを備えてもよい。プロセッサは、本明細書のいたるところで説明したような方法、コード、および命令を格納し得るインターフェースを通して記憶媒体にアクセスしてもよい。方法、プログラム、コード、プログラム命令、または計算装置もしくは処理装置によって実行され得る他のタイプの命令を格納するためのプロセッサに関連付けられた記憶媒体としては、限定するものではないが、CD−ROM、DVD、メモリ、ハードディスク、フラッシュドライブ、RAM、ROM、キャッシュなどのうちの1つ以上が上げられ得る。 プロセッサは、マルチプロセッサの速度および性能を強化し得る1つ以上のコアを備えてもよい。実施形態では、プロセッサは、デュアルコアプロセッサ、クアッドコアプロセッサ、2つ以上の独立なコアを組み合わせた他のチップレベルマルチプロセッサ(ダイと呼ばれる)などであってもよい。 本明細書に説明される方法およびシステムは、サーバ、アプリケーションデータサーバ、クライアント、ファイアウォール、ゲートウェイ、ハブ、ルータ、もしくは他のこのようなコンピュータおよび/またはネットワーキングハードウェア上でコンピュータソフトウェアを実行する機械を通して、部分的または全体として配備され得る。ソフトウェアプログラムは、ファイルサーバ、プリントサーバ、ドメインサーバ、インターネットサーバ、イントラネットサーバ、およびセカンダリサーバ、ホストサーバ、分散サーバなどの他の変形を含み得るサーバに関連付けられてもよい。サーバは、メモリ、プロセッサ、コンピュータ可読媒体、記憶媒体、ポート(物理および仮想)、通信装置、ならびに他のサーバ、クライアント、機械、および装置に有線媒体または無線媒体などを通してアクセスできるインターフェースのうちの1つ以上を備えてもよい。サーバは、本明細書のいたるところで説明したように、方法、プログラム、およびコードを実行してもよい。加えて、本出願で説明した方法の実行に必要とされる他の装置は、サーバと関連する基盤の一部とみなしてもよい。 サーバは、限定するものではないが、クライアント、他のサーバ、プリンタ、データベースサーバ、プリントサーバ、ファイルサーバ、通信サーバ、分散サーバなどを含む他の装置に対するインターフェースを提供してもよい。加えて、この結合および/または接続によって、ネットワークを介してリモートでプログラムを実行できる。これらの装置の一部またはすべてのネットワーキングによって、本開示の範囲から逸脱することなく、1つ以上の場所においてプログラムまたは方法の並列処理ができる。加えて、インターフェースを通してサーバに取り付けられた装置のいずれかは、方法、プログラム、コード、および/または命令を記憶できる少なくとも1つの記憶媒体を含み得る。中央リポジトリは、プログラム命令を様々な装置上で実行できるようにし得る。本実装では、リモートリポジトリは、プログラムコード、命令、およびプログラムのための記憶媒体として働いてもよい。 ソフトウェアプログラムは、ファイルクライアント、プリントクライアント、ドメインクライアント、インターネットクライアント、イントラネットクライアント、およびセカンダリクライアント、ホストクライアント、分散クライアントなどの他の変形を含み得るクライアントに関連付けられてもよい。クライアントは、メモリ、プロセッサ、コンピュータ可読媒体、記憶媒体、ポート(物理および仮想)、通信装置、ならびに他のクライアント、サーバ、機械、および装置に有線媒体または無線媒体などを通してアクセスできるインターフェースのうちの1つ以上を備えてもよい。クライアントは、本明細書のいたるところで説明したような方法、プログラム、およびコードを実行してもよい。加えて、本出願で説明した方法の実行に必要とされる他の装置は、クライアントと関連する基盤の一部とみなしてもよい。 クライアントは、限定するものではないが、サーバ、他のクライアント、プリンタ、データベースサーバ、プリントサーバ、ファイルサーバ、通信サーバ、分散サーバなどを含む他の装置に対するインターフェースを提供してもよい。加えて、この結合および/または接続によって、ネットワークを介してリモートでプログラムを実行できる。これらの装置の一部またはすべてのネットワーキングによって、本開示の範囲から逸脱することなく、1つ以上の場所においてプログラムまたは方法の並列処理ができる。加えて、インターフェースを通してクライアントに取り付けられた装置のいずれかは、方法、プログラム、アプリケーション、コード、および/または命令を記憶できる少なくとも1つの記憶媒体を含み得る。中央リポジトリは、プログラム命令を様々な装置上で実行できるようにし得る。本実装では、リモートリポジトリは、プログラムコード、命令、およびプログラムのための記憶媒体として働いてもよい。 本明細書に説明される方法およびシステムは、ネットワーク基盤を通して、部分的または全体として配備され得る。ネットワーク基盤としては、コンピューティングデバイス、サーバ、ルータ、ハブ、ファイアウォール、クライアント、パーソナルコンピュータ、通信装置、ルーティング装置、ならびに当技術分野で周知の他の能動および受動装置、モジュール、および/またはコンポーネントなどの要素が挙げられる。ネットワーク基盤と関連するコンピューティングおよび/または非コンピューティングデバイス(複数可)は、他のコンポーネントとは別に、フラッシュメモリ、バッファ、スタック、RAM、ROMなどの記憶媒体を含み得る。ネットワーク基盤要素のうちの1つ以上は、本明細書のいたるところで説明したようなプロセス、方法、プログラムコード、命令を実行してもよい。 複数のセルを有するセルラーネットワーク上で、ネットワーク基盤要素のうちの1つ以上は、本明細書のいたるところで説明した方法、プログラムコード、および命令を実施してもよい。セルラーネットワークは、周波数分割多重アクセス(FDMA)ネットワークまたは符号分割多重アクセス(CDMA)のいずれかであってもよい。セルラーネットワークは、モバイル装置、セルサイト、基地局、リピータ、アンテナ、アンテナ塔などを含み得る。セルラーネットワークは、GSM、GPRS、3G、EVDO、メッシュ、または他のネットワークタイプであってもよい。 モバイル装置上で、またはモバイル装置を通して、本明細書のいたるところで説明した方法、プログラムコード、および命令を実施してもよい。モバイル装置としては、ナビゲーション装置、セルモバイル装置、モバイルパ携帯情報端末、ラップトップ、パームトップ、ネットブック、ポケットベル、電子ブックリーダー、音楽プレーヤなどが挙げられる。装置は、他のコンポーネントとは別に、フラッシュメモリ、バッファ、RAM、ROMなどの記憶媒体と、1つ以上のコンピューティングデバイスとを含み得る。モバイル装置に関連するコンピューティングデバイスは、そこに格納されたプログラムコード、方法、および命令を実行できるようにされてもよい。あるいは、モバイル装置は、他の装置と連携して命令を実行するように構成されてもよい。モバイル装置は、サーバとインターフェースし、プログラムコードを実行するように構成される基地局と通信してもよい。モバイル装置は、ピアツーピアネットワーク、メッシュネットワーク、または他の通信ネットワーク上で通信してもよい。プログラムコードは、サーバに関連付けられた記憶媒体上に記憶され、サーバに埋め込まれたコンピューティングデバイスによって実行されてもよい。基地局は、コンピューティングデバイスと記憶媒体とを備えてもよい。記憶媒体は、基地局に関連付けられたコンピューティングデバイスによって実行されるプログラムコードおよび命令を記憶してもよい。 コンピュータソフトウェア、プログラムコード、および/または命令は、機械可読媒体上で記憶および/またはアクセスされてもよく、機械可読媒体としては、コンピュータコンポーネント、装置、およびコンピューティングに使用したデジタルデータをある期間保持する記録媒体、ランダムアクセスメモリ(RAM)として知られる半導体ストレージ、光ディスク、磁気記憶の各種形態(ハードディスク、テープ、ドラム、カードなど)などの一般的により永久的なストレージのための大容量ストレージ、プロセッサレジスタ、キャッシュメモリ、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、CD、DVDなどの光学ストレージ、フラッシュメモリ(例えば、USBスティックまたはキー)、フロッピーディスク、磁気テープ、紙テープ、パンチカード、スタンドアロンRAMディスク、Zipドライブ、リムーバブル大容量ストレージ、オフラインなどのリムーバブルメディア、動的メモリ、静的メモリ、リード/ライトストレージ、などの他のコンピュータメモリ、可変ストレージ、読み出し専用、ランダムアクセス、順次アクセス、位置参照可能、ファイル参照可能、コンテンツ参照可能、ネットワーク接続ストレージ、ストレージエリアネットワーク、バーコード、磁気インクなどが挙げられる。 本明細書に説明される方法およびシステムは、物理的な物品および/または無形物を一方の状態から他方の状態に変形してもよい。本明細書に説明される方法およびシステムはまた、物理的な物品および/または無形物を表すデータを一方の状態から他方の状態に(例えば、使用量データを正規化した使用量データに)変形してもよい。 図面全体にわたる流れ図およびブロック図に含まれている、本明細書で説明し図示した要素は、要素間の論理的境界を示唆するものである。しかしながら、ソフトウェアまたはハードウェアの技術的手法に従って、図示の要素およびその機能は、モノリシックソフトウェア構造、スタンドアロンソフトウェアモジュール、または外部ルーチン、コード、サービスなどを利用するモジュール、あるいはこれらの任意の組み合わせとして格納されたプログラム命令をプロセッサが実行できるようにした、コンピュータ実行可能媒体を通して機械上で実施されてもよく、すべてのこのような実施は、本開示の範囲内にあり得る。このような機械の例としては、限定するものではないが、携帯情報端末、ラップトップ、パーソナルコンピュータ、モバイル装置、他の携帯コンピューティングデバイス、医療機器、有線もしくは無線通信装置、トランスデューサ、チップ、計算機、衛星、タブレットPC、電子ブック、ガジェット、電子装置、人工知能を搭載した装置、コンピューティングデバイス、ネットワーキング機器、サーバ、ルータなどが挙げられる。さらに、流れ図およびブロック図に図示された要素または任意の論理コンポーネントは、プログラム命令を実行できる機械上で実施されてもよい。よって、上述の図面および説明は、開示されたシステムの機能的な実施態様を説明しているが、明示的に述べるか文脈から別途明らかになるのでない限り、これらの説明は、これらの機能的な実施形態を実施するための特定のソフトウェア構成をなんら暗示するものではない。同様に、上で特定され説明された様々なステップは変更されてもよく、そして、本明細書で開示された技法の特定のアプリケーションに対して、ステップの順番も操作可能であることを理解されたい。すべてのこのような変形および修正は、本開示の範囲内に包含されることが意図されている。そのため、様々なステップの順番の図示および/または説明は、特定のアプリケーションが必要とするのではない限り、または明示的に述べるか文脈から別途明らかになるのでない限り、これらのステップに関して特定の実行順番を必須とするものと理解すべきではない。 上述の方法および/またはプロセス、ならびにそのステップは、特定のアプリケーションに好適な、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアとの任意の組み合わせで実現されてもよい。ハードウェアとしては、汎用コンピュータおよび/または専用コンピューティングデバイスもしくは特殊コンピューティングデバイス、あるいは特殊コンピューティングの特定の実施態様もしくはコンポーネントが挙げられる。プロセスは、内部メモリおよび/または外部メモリと併せて、1つ以上のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラシステム、埋め込みマイクロコントローラシステム、プログラマブルデジタルシグナルプロセッサ、または他のプログラマブル装置で実現されてもよい。プロセスは、追加的または代替的に、特定用途向け集積回路、プログラマブルゲートアレイ、プログラマブルアレイロジック、もしくは任意の他の装置、または電子信号を処理するように構成され得る装置の組み合わせにおいて実施されてもよい。プロセスのうちの1つ以上は、機械可読媒体上で実行され得るコンピュータ実行可能コードとして実現されてもよいことをさらに理解されたい。 コンピュータ実行可能コードは、格納、コンパイル、または解釈されて、上述の装置のうちの1つ、ならびにプロセッサ、プロセッサアーキテクチャ、もしくは様々なハードウェアとソフトウェアとの組み合わせの異種組み合わせ、またはプログラム命令を実行できる任意の他の機械の上で実行され得る、Cなどの構造化プログラミング言語、C++などのオブジェクト指向プログラミング言語、または任意の高級もしくは低級プログラミング言語(アセンブリ言語、ハードウェア記述言語、データベースプログラミング言語および技術を含む)を用いて作成されてもよい。 したがって、一実施態様では、上述の各方法およびその組み合わせは、1つ以上のコンピューティングデバイス上で実行する場合にそのステップを実行する、コンピュータ実行可能コードで実施されてもよい。別の実施態様では、方法は、そのステップを行うシステムで実施されてもよく、そしていくつもの方法で複数の装置にわたって分散されてもよく、または機能のすべてを専用のスタンドアロン型装置または他のハードウェアに一体化してもよい。別の実施態様では、上述のプロセスに関連付けられたステップを行うための手段は、上述のハードウェアおよび/またはソフトウェアのいずれかを含んでもよい。すべてのこのような置き換えおよび組み合わせは、本開示の範囲内に包含されることが意図されている。 図示され詳述された他の実施形態に関連して本開示を開示してきたが、当業者には、これに対する様々な修正および改善が容易に明らかになるはずである。したがって、本開示の趣旨および範囲は、上述の例に限定されるものではなく、法律によって許される広い意味で理解される。 本明細書で引用するすべての文献は、参照により本明細書に組み込まれる。 「前方」、「後方」、「上方」、「下方」、「上」、「下」、「底部」、「頂部」などの、総体的な位置関連用語は、通常の動作姿勢に準じており、それ以外の方法で限定するものとみなされるべきではないことを理解されたい。 いくつかの図面全体を通じて、類似の参照番号は類似の要素を表すことを理解されたい。また、説明した実施形態では特定のコンポーネント構成を開示したが、他の構成も本明細書から利益を享受することを理解されたい。 様々な実施形態が具体的に説明されているコンポーネントを有しているが、本開示の各実施形態は、これらの特定の組み合わせに限定されるものではない。実施形態のいずれかからのコンポーネントまたは特徴の一部を、他の実施形態のいずれかからの特徴またはコンポーネントと組み合わせて使用できる。 特定のステップシークエンスを示し、説明し、主張したが、ステップは、別段の指示のない限り、任意の順番で、別々にまたは組み合わせて、実行されてよく、本開示から依然として利益を享受し得ることを理解されたい。 上記の説明は、例示的であり、この説明の範囲内に本発明を限定することを意図するものではない。様々な実施形態を開示したが、当業者であれば、上記の教示を読めば、添付の特許請求の範囲内に様々な修正および変形が包含されることを認識するはずである。したがって、添付の特許請求の範囲内において、本開示は、具体的に記載された以外での実施も可能であることを理解されたい。このため、真の範囲および内容を決定するには、添付の特許請求の範囲を吟味されたい。 |
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